[发明专利]光学系统及摄像装置

说明书

本发明涉及一种通过在已有的透镜光学系统中设置可拆卸的光扩散板，可廉价而简单地扩大景深的固定焦点型的光学系统及摄像装置。摄像装置(100)包括：光学系统(110)，包含两块以上的透镜(112a)～透镜(112c)、配置于这些透镜之中相邻的任两块之间的光阑(113)、以及配置于比最前方的第1透镜(112a)更前方的位置的光扩散板(115)；以及摄像元件(120)，配置于比最后方的最终透镜(112c)更后方的位置；并且光扩散板(115)包含光扩散面(115b)，从第1透镜(112a)的前面到光阑(113)为止的距离a小于从光阑(113)到摄像元件(120)为止的距离b。

技术领域

本发明涉及一种光学系统及摄像装置，特别是涉及一种适合于读取条形码或二维码等信息码的信息码读取装置的光学系统及摄像装置。

背景技术

先前，为了读取条形码或二维码等信息码，已知有如下方法：通过使光学系统的聚焦透镜移动至聚焦位置而对焦的方法；或通过缩小孔径光阑而增大F值，使光学上的景深扩大，由此扩大聚焦范围的方法(例如，参照专利文献2的说明书的背景技术部分)。

而且，还存在有意增大光学系统的球面像差而增大景深的方法。具体而言，还有通过将相位板插入至光学系统内部而有意增大球面像差的方法等(例如，参照专利文献1、专利文献2)。

另一方面，也已经提出了用于利用光学漫射器(光扩散板)记录图像的系统、方法及介质，光学漫射器配置于相机镜头的光圈(光阑)上(例如，参照专利文献3)。

在这里，预先对景深、以及表示光线的方向的弧矢(sagittal)及切线(tangential)进行说明。

图21是景深的概略说明图。

如图21所示，通过F值为F且焦距为f的透镜而与透镜中心相距物体距离s的被摄体面O上的点在与透镜中心相距像距离s′的像面O′上是以点的形式而成像，但是如果与像面O′在前后产生偏离，则以圆的形式而成像。将所述圆称为弥散圆，将被视为对焦的最大直径ε的圆称为容许弥散圆(permissible circle of confusion)。对于与所述容许弥散圆相对应的像面O′侧的范围，将α′1及α′2合称为焦深α′。而且，对于与所述焦深α′相对应的被摄体面O侧的范围，将α1及α2合称为景深α。

而且，所谓弧矢面是包含光轴与主光线的平面，与从面中心呈放射状的方向相对应。所谓切线面是包含主光线且与弧矢面垂直的平面，与同心圆的切线方向相对应。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2003-235794号公报

[专利文献2]国际公开第2009/119838号公报

[专利文献3]日本专利第5567692号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

但是，在如专利文献1或专利文献2所揭示的现有技术中，需要将光学系统自身有意设为像差大的设计，从而此处所承载的光学设计的负荷大。而且，无法作为通常的透镜来使用，需要将其设为无通用性的特殊的光学系统。

而且，在使用相位板的装置中，虽然使光斑直径在光轴方向(焦深附近)上大致均匀，但是无法使图像的中心与周边的光斑差完全一致，特别是在设计上，使弧矢(sagittal)/切线(tangential)光线在各距离上相一致也非常困难。

此外，随着F值相对于打开而增大，视场内的弧矢及切线会产生大的差异，在进行信号处理中的复原时，摄像范围内的包含周边在内的图像状态不成为均匀的状态，从而在整个画面区域内需要读码的场景(scene)中存在性能上的不利。