[发明专利]成像光学系统

说明书

技术领域

本发明涉及在数码照相机、带摄像功能的手机、扫描仪等中使用的成像光学系统。

背景技术

针对小型高分辨率的摄像装置的要求愈加强烈。因此，对于在这种摄像装置中使用的成像光学系统，也要求小型化及较高的分辨率。这种成像光学系统例如记述在专利文献1～3等中。

作为使成像光学系统小型化的手段，最近存在较多地采用广角化的方法的趋势。在固体摄像元件中，为了将光线被布线层的壁的遮挡抑制到最小限度，需要限制光线向摄像元件的入射角度，并且对应于广角化，需要强制将光线的角度控制在预定的角度范围内。一般在由4个构成的小型摄像光学系统中，利用具有负光焦度的第2透镜进行轴上色像差的校正，同时朝向最大像高大幅改变光线的方向，并利用第4透镜控制光线向摄像元件的入射角使其较小。但是，在这种方法中，具有较大的负光焦度的第2透镜的公差比较严格，如果超过公差的范围，则随着接近最大视场而产生较大的像差，结果导致像的恶化。

为了制作这种公差严格的光学系统，加工及组装花费时间，在只把制作后的通过检查被视为合格品的光学系统作为产品的情况下，导致成品率下降。无论哪种情况，结果都导致成像光学系统的制造成本上升。

另一方面，目前通过开发CMOS(Complementally Metal OxideSemiconductor：互补金属氧化物半导体)成像传感器的背面照射技术(Backside illumination：BSI)，光线向传感器的允许入射角扩大，但把该技术的优点作为制造时的优点发挥出来的设计开发工作，还处于没有进展的状态。

现行技术文献

专利文献1：日本专利3424030号公报

专利文献2：日本专利4032667号公报

专利文献3：日本专利4032668号公报

因此，对小型、高分辨率、而且能够抑制制造成本的成像光学系统具有需求。

发明内容

本发明的成像光学系统从物体侧起到像面侧设有：具有正光焦度的第1透镜；凸向像侧的弯月透镜即第2透镜；具有正光焦度的第3透镜；以及具有负光焦度的第4透镜。对于第3透镜的子午方向上的主光线附近的光焦度，具有在近轴区域为正、在远离光轴的位置为负的区域。对于第4透镜的子午方向上的主光线附近的光焦度，具有在近轴区域为负、在远离光轴的位置为正的区域。第1透镜在像侧面具有衍射光栅。在设第2透镜的焦距为f₂，设成像光学系统的合成焦距为f_T，设从光圈面或第1透镜的物体侧面的顶点中物体侧的一方到像面的距离为TTL时，满足下述条件

(数1)

|f₂/f_T|≥3                                      (1)

TTL/f_T≤1.2                                     (2)。

根据本发明，利用设于第1透镜的像面侧的衍射光栅进行轴上色像差的校正(消色)，由此减小第2透镜的光焦度的绝对值，以使满足式(1)。因此，能够扩大组装公差，降低制造成本。

并且，根据本发明，通过构成为满足式(2)，能够实现紧凑的成像光学系统。

根据本发明的实施方式，在设第4透镜的焦距为f₄，设第4透镜的材料的d线折射率为n₄时，满足下述条件

(数2)

-1.1≤(n₄f₄)/f_T≤-0.65                     (3)。

根据本实施方式，通过构成为满足式(3)，珀兹伐(Petzval)和变小，能够实现在光轴附近像面弯曲较小的成像光学系统，能够将直到较高的像高位置为止的像面弯曲的变化控制得平滑且平缓。

根据本发明的实施方式，衍射光栅由环带构成，环带数为10以下。

根据本实施方式，由于环带数为10以下，所以能够将对加工限度造成的来源于其他次光的杂光(flare)及重影(ghost)的影响抑制到最小限度。

附图说明

图1是表示实施例1的成像光学系统的结构的图。

图2是表示实施例1的成像光学系统的像差的图。

图3是表示实施例2的成像光学系统的结构的图。

图4是表示实施例2的成像光学系统的像差的图。

图5是表示实施例3的成像光学系统的结构的图。