[发明专利]光学组件及使用该光学组件的摄象装置

说明书

本发明涉及一种光学组件及一种使用该光学组件的摄象装置。

在摄象装置中，固态图象传感器(如CCD或MOS)装在一外壳中，由密封玻璃加以密封，并且在外壳中装有一透镜，用于在固态图象传感装置的摄象表面上形成物体图象。这种摄象装置广泛应用于摄影机中，例如用于视频摄像机、电子静态摄影机、内窥镜以及监测摄影机中。

在最近开发的摄象装置中，作为使光路弯折的光学组件，除透镜之外还使用了棱镜。在没有采用棱镜作为其光学系统组件的摄象装置中，其光轴必然垂直于固态图象传感装置的摄象表面，诸如透镜等光学组件必须设置在此垂直光轴上，其结果是增加了在光轴方向上摄象装置的长度，这在某些情况下是不利的。

应当特别指出的是，对于多种摄影机的尺寸特别是厚度，存在使其减小的需求。不采用棱镜使其光轴弯折是难以满足此需求的。

在光轴弯折的传统摄象装置中，采用一棱镜和一透镜，其棱镜用于使光轴弯折，其透镜用于成象。也就是说，采用了分立的光学部件用于使光轴弯折和用于成象。

在上述传统摄象装置中，分别采用了棱镜和透镜用于使光轴弯折和用于成象，还必须提供用于夹持棱镜的部件和用于夹持透镜的部件，其结果是增加部件的数量和组装工时。这必然导致成本增加，使得难于满足降低摄象装置价格的需要。

另外，事实上必须在透镜之外提供一棱镜作为分离部件，意味着必须提供一用于夹持棱镜的部件，这使降低摄象装置的尺寸受到限制。

另外，在这种需要于透镜之外提供一棱镜作为分离部件的摄象装置中，必须将透镜、棱镜和固态图象传感装置调整至既定的位置关系，而这种位置调整是很难进行的。这也导致制造成本增加，同样是不能忽略的。

已经做出了旨在解决上述问题的本发明。因此，本发明的目的是提供一种用于引导来自于目标的光通过一弯曲光路并在一固态图象传感器表面形成目标象的光学组件，其部件数量少，易于组装和减小尺寸，且价格便宜。本发明的另一个目的是提供一种减小了尺寸、厚度和价格且易于组装的摄象装置。  

按照本发明的第一方面，提供一种由透明材料构成的光学组件，它接收来自于目标的光再引导其通过一弯曲光路并在一外部平面上形成图象。

因此，在本发明第一方面的光学组件中，一单独构件完成光路弯折和成象的功能，即既用作棱镜又用作透镜。因此，当该光学组件用于上述类型的摄象装置时，其部件的数量可以大致与不使用棱镜类型的摄象装置的相同，并且通过光路弯折还可以实现厚度的降低。

这种部件数量的减少，使光学组件本身降低尺寸和价格，以及使采用该组件的摄象装置减小尺寸和易于组装都成为可能。尤其是，不需要调节棱镜、透镜和固态图象传感器三构件之间的位置关系，而且通过调节光学组件与固态图象传感器两构件之间位置关系即可得到预定的光学特性。所以，易于进行调节，并可降低成本，从而可以满足降低摄象装置价格的要求。

按照本发明的第二方面，提供一种摄象装置，其包括图象传感器和在该图象传感器的摄象表面上形成目标图象的本发明第一方面的光学组件。

所以，本发明第二方面的摄象装置可以享有本发明第一方面光学组件的优点。

本发明的光学组件由透明材料构成，且用于接收来自目标的光并引导其通过弯曲光路在一外平面上形成目标图象。光学组件的材料必须是透明的，且在室温下是固态的。它可以是玻璃或透明树脂。光路的弯折通过内反射实现。也可以形成反射层并借助于该反射层实现反射。用于成象的必需的透镜效果，可以通过将入射表面和/或出射表面加工为弯曲表面(可以是凹表面或凸表面)而获得。也通过将用于弯折光路的内反射表面加工为弯曲表面(可以是凹表面或凸表面)得到所必需的透镜效果。

本发明的摄象装置的特征在于：它包括一图象传感器和在该图象传感器的摄象表面上形成目标图象的本发明光学组件。图象传感器仅仅需要具有图象传感功能。图象传感器的典型实例包括CCD型，MOS型，和放大型的固态图象传感器。

图1是表示本发明第一实施例摄象装置的剖面图；

图2是表示本发明第二实施例摄象装置的剖面图；

图3是表示本发明第三实施例摄象装置的剖面图；

图4是表示本发明第四实施例摄象装置的剖面图；

图5是表示本发明第五实施例摄象装置的剖面图；

图6是使用本发明第一实施例摄象装置构成的卡片型摄像机的剖面图。