CN101226247A

CN101226247A - 光学元件及光学单元

Info

Publication number: CN101226247A
Application number: CNA2007101994739A
Authority: CN
Inventors: 筱泽洋平
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2007-01-17
Filing date: 2007-12-13
Publication date: 2008-07-23
Also published as: JP2008175992A; EP1947495A1; US7684124B2; KR20080067954A; US20080170297A1

Abstract

本发明提供一种可抑制炫光等产生的光学元件及光学单元。该光学单元至少由1个以上的光学元件构成，在至少任意1个的光学元件(40)中设置：用于使入射的光折射的有效直径内的光学功能面；和在有效直径外的光学功能面(42b)形成、用于使入射的光的内部反射的反射光散射的粗面(49)。根据这种构成，入射于光学元件的光、在有效直径外的光学功能面进行内部反射而使炫光等产生的光，由在有效直径外的光学功能面形成的粗面被散射，因此，可抑制炫光等的产生。并且，光学单元由设置有相关粗面的光学元件构成，所以，可抑制光学单元中的炫光等的产生。

Description

光学元件及光学单元

技术领域

本发明涉及一种光学元件及光学单元。

背景技术

随着近年来的光学单元的小型轻量化及多功能化，正开发光学单元所使用的多种光学透镜。例如，在带照相机功能的移动电话机或车辆用的后方监视器中使用的光学单元，大多使用具有标准透镜的视角(约45°～50°)以上的视角的广角透镜。尤其，在移动电话机所使用的光学单元中，随着移动电话机设备的薄型化，使用具有以往的广角透镜中没有的广视角的广角透镜。

因此，伴随比以往的广角透镜大的入射角的未意图的光，入射到光学透镜而在光学透镜、光学单元及光学设备内等进行反射，从而存在产生炫光或重像等的情况。在产生炫光时，通过成像中未起贡献的光而使原始图像的对比度下降或使彩色照片上产生色浑浊。而且，在产生重像时，通过贡献给成像的光由光学单元可观察到物体的虚像或多重图像。

另外，通过使光学透镜所要求的加工精度提高，而比光学透镜的光学功能面更靠近外侧之面以与光学功能面相同程度的精度被加工，就助长了入射于光学透镜的光的内部反射，也成为炫光等产生的一个原因。在此，光学透镜的光学功能面表示含有光学透镜的有效直径(从光轴上的无限远点发出应通过光学透镜的平行光线束的、在垂直于光轴的截面的直径)的范围的至外侧为止的范围，并且在仅以有效直径的范围作为对象的成形中，按照用于实现作为光学透镜的功能的设计形状而进行加工是困难的，因此，意味着按照为了实现作为光学透镜的功能的规定设计形状而成形的范围连同有效直径范围。以往，光学功能面的有效直径外的范围，按照与有效直径内的范围同样的方式，成形为通过使入射的光折射可发挥规定的光学功能的形状及表面精度。

为了解除这种问题，例如，在下述专利文献1记载了以下的解除对策。作为第1解除对策，提出了通过使围着透镜面的遮光板向透镜面前方突出或在围着透镜面的凹面内配置光学透镜，而遮蔽来自由遮光板或凹面遮蔽的部分的光的入射的对策。作为第2解除对策，提出了通过在透镜面的遮光需要的部分形成遮光性膜，而遮蔽来自形成有遮光性膜的部分的光的入射的对策。作为第3解除对策，提出了例如在适用于透镜排列，通过在光学透镜的遮光需要的透镜邻接部形成粗面部，而由粗面部使光散射，且遮蔽从形成粗面部的部分而来的光的入射的对策。

【专利文献1】专利公开2002-303703号公报

但是，在第1解除对策，伴随用于形成遮光板或凹面的追加部件，制造成本增加，并且变为与光学单元的薄型化·轻量化的要求相反的结果。第2或第3解除对策，虽然遮蔽从透镜面的遮光需要的部分入射的光，但伴随成为炫光等原因的大的入射角的光入射于透镜有效直径内时，不仅遮蔽未意图的光并且也遮蔽原始的成像所需要的光，所以不优选。因而，仅控制入射于光学透镜的光，不能充分解除这种问题。

因此，代替控制入射于光学透镜的光、或除其以外，适用控制入射于光学透镜的光的内部反射的方法。例如，可以考虑在入射光进行内部反射的、具有光学功能面之面形成反射防止膜。此时，在包括由注射成形、冲压成形等成形的光学透镜的光学功能面之面，通过印刷、薄膜粘接、蒸镀或曝光等而形成反射防止膜。但通过印刷或薄膜粘接所形成的反射防止膜的精度低而使品质管理困难，另一方面，在通过蒸镀或曝光进行形成之际制造成本增加。而且，任一方法中，皆需要光学透镜成形后的二次处理，所以不能避免制造工序的复杂化及制造成本的增加。

发明内容

本发明鉴于上述问题点而提出的，其目的在于，提供一种可以抑制炫光等的产生的新型且改良后的光学元件及光学单元。

为了解决上述课题，根据本发明的某观点，提供一种光学元件，其中设置有：用于使入射的光折射的有效直径内的光学功能面；和在有效直径外的光学功能面上形成、用于使入射的光的内部反射的反射光散射的粗面。根据这种构成，入射于光学元件的光、并且在有效直径外的光学功能面进行内部反射而使炫光产生等的光，由在有效直径外的光学功能面形成的粗面被散射，所以，可抑制炫光等的发生。即，将光学功能面的有效直径外的范围敢于制成粗面，就在光学功能面形成使光散射的面。

而且，将上述粗面以十点平均粗糙度(Rz)形成为4μm以上及25μm以下也可。根据这种构成，非常粗糙的粗面被形成于有效直径外的光学功能面，所以，在有效直径外的光学功能面进行内部反射的光由粗面充分地散射。

而且，将上述光学元件由玻璃形成也可。根据这种构成，可形成由炫光等的产生抑制后的玻璃构成的光学元件。

而且，将上述光学元件由塑料形成也可。根据这种构成，可形成由炫光等的产生抑制后的塑料构成的光学元件。

而且，根据本发明的其他观点，提供一种光学单元，至少由1个以上的光学元件构成的，在至少任意1个的光学元件中，设置有：用于使入射的光折射的有效直径内的光学功能面；和在有效直径外的光学功能面形成、用于使入射的光的内部反射的反射光散射的粗面。根据这种构成，入射于光学元件的光、并且在有效直径外的光学功能面进行内部反射而使炫光产生等的光，由有效直径外的光学功能面形成的粗面被散射，所以，可抑制炫光等的发生。而且，通过由设置有相关粗面的光学元件构成光学单元，由此可控制光学单元的炫光等的产生。

如以上说明，根据本发明，可以提供一种可抑制炫光等产生的光学元件及光学单元。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所涉及的光学单元的主要部分的剖面图。

图2是表示图1所示的光学元件的扩大剖面图。

图中：

10、40-第1光学元件，20-第2光学元件，30-第3光学元件，12、42-光学功能面，12a、42a-有效直径内的光学功能面，12b、42b-有效直径外的光学功能面，14-比光学功能面更靠近外侧之面，16、26、36、46-凸缘部，49-粗面。

具体实施方式

在以下，边参照附图边对本发明的优选实施方式进行详细说明。另外，在本说明书及附图中，对具有实质上相同功能的构成要素赋予相同的符号，从而省略重复说明。

首先，对本发明的实施方式所涉及的光学单元进行说明。图1是表示本发明的实施方式所涉及的光学单元的主要部分的剖面图。另外，图1(a)表示由未意图的光的入射而产生炫光等的情况，图1(b)表示通过在有效直径外的光学功能面形成粗面而抑制炫光等产生的情况。另一方面，图2为表示图1所示的光学元件的扩大剖面图，图2(a)、(b)分别表示图1所示的第1光学元件10、40。另外，图2(b)同时表示第1光学元件40的平面图。

如图1所示，本实施方式所涉及的光学单元包括：具有凸缘部16、26、36、46的第1光学元件10、40、第2光学元件20及第3光学元件30。第1、第2及第3光学元件10、20、30、40按照共有光轴P的方式隔着光阑板2a、2b由光学单元的保持部4保持。在第1光学元件10、40的前侧按照包围有效直径外的透镜面12b、18的方式形成有光阑部4a，在光阑部4a的开口的轮廓突出形成有遮光板6。在此，遮光板6以遮蔽随着大的入射角的光的入射为目的，但由于光学单元的薄型化的要求而使其突出高度受到限制。而且，在第3光学元件30的后侧，配置用于将通过光学元件10、20、30、40的光接收且进行光电变换的摄像元件8。

就光学元件10、20、30、40而言，例如当仅观察第1光学元件10时，如图2(a)所示，由光学功能面12、和包括凸缘部18的面的比光学功能面更靠近外侧之面14构成。光学功能面12进而由有效直径内的光学功能面12a和有效直径外的光学功能面12b构成。另外，图2所示的面构成，只不过是例示，并非不限于相关情况。

在图1(a)，表示起因于第1光学元件10而产生炫光等的情况。如图1(a)所示，伴随入射于第1光学元件10的大的入射角(θ)的光，在有效直径外的光学功能面12b进行内部反射，从第1光学元件10射出而通过第2及第3光学元件20、30。由此，经过第1光学元件10的内部反射的光到达摄像元件8，产生使原始图像的对比度下降或在彩色照片上产生色浑浊、这样的由炫光引起的影响。

光学元件由注射成形法或冲压成形法等而成形。所谓注射成形法是指通过锁模、注射、保压、冷却、增塑化、开模的各工序，由成形素材成形光学元件的成形法。在注射成形法中，例如，用注射压以上的压力紧固成形模，在成形模内注射成形素材，并维持施加于成形素材的压力，且使成形素材冷却·硬化而成形所期望的光学元件。另外，所谓冲压成形法是指通过具备含有光学功能转印面的转印面的一对成形模、和内插有成形模的模体，由成形素材成形光学元件的成形法。在冲压成形法中，例如，在第1成形模装载成形素材，将成形素材在加热软化的状态下由第1及第2成形模加压而转印转印面，并在维持转印的状态下冷却成形素材而成形所期望的光学元件。在此，作为光学元件用的成形素材，可使用玻璃、塑料等的成形素材。

在构成本实施方式所涉及的光学单元的光学元件的至少任一个中，在有效直径外的光学功能面形成有粗面49。另外，在申请人等所试制的第1光学元件40中，在有效直径外的光学功能面42b的全周形成了粗面49，按照在与有效直径(D)之间确保0.10mm的间隙(C)的方式，相对于有效直径(D)1.55mm而使该粗面的内径(D’)约1.65mm。

粗面的粗糙度根据设置粗面之前的炫光产生的程度、所要求的炫光抑制的程度、及配置上的误差等条件来决定。在此，优选将粗面49以十点平均粗糙度(Rz)形成在4μm～25μm。由此，在有效直径外的光学功能面42b形成非常粗糙的粗面49，所以，在有效直径外的光学功能面42b进行内部反射的光被充分散射。粗面49，在制作成型模时预先被形成于成形模所对应的转印面，在由注射成形法或冲压成形法的成形工序中，与有效直径内的光学功能面42a一同被转印到成形素材。在申请人等的实证试验，确认了通过形成伴随相关精度的粗面49而可良好抑制炫光现象的产生。

如图1(a)所示，在起因于第1光学元件10而产生炫光等情况，通过适用如图2(b)所示的第1光学元件40来替代第1光学元件10(图2(a))，就可如图1(b)所示那样抑制炫光等的产生。即，伴随入射于第1光学元件40的大的入射角(θ)的光由在有效直径外的光学功能面42b形成的粗面49来进行散射，所以，由第1光学元件40内部反射的光未到达摄像元件8，可抑制炫光等的产生。另外，根据申请人等的实证试验，在入射角θ＝70°的入射光的条件下，在第1光学元件10观察到了彩虹色炫光的产生，但在有效直径外的光学功能面42b形成有粗面49的第1光学元件40中未观察到炫光的产生。而且，在有效直径(D)和粗面49的内径(D’)之间也确保了间隙(C)，所以未产生成像不良等的副作用，确认了所期望的透镜性能。

另外，形成粗面的有效直径外的光学功能面，由事前所实施的光学模拟等来特定。按照光学模拟的结果，在多个光学元件(例如，第1，第2及第3光学元件10、20、30)的有效直径外的光学功能面形成粗面也可。而且，粗面可形成于有效直径外的光学功能面的整面，也可形成在有效直径外的光学功能面的一部分。

根据以上的本实施方式所涉及的光学单元，入射于光学元件40的光，且在有效直径外的光学功能面42b进行内部反射而产生炫光等的光，由在有效直径外的光学功能面42b形成的粗面49被散射，所以可抑制炫光等的产生。而且，光学单元由设置有相关粗面49的光学元件40而构成，所以可抑制光学单元的炫光等的产生。因而，在不需要光学透镜成形后的二次处理，甚至不产生制造工序的复杂化、制造成本的增加，就可以提供可抑制炫光等产生的光学单元。

以上，边参照附图边对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明并非限于相关的示例。对本领域一般技术人员而言，在权利要求书所记载的技术思想的范畴之内，可想到各种变更例或修正例是显然的，关于这些当然也可理解为本发明的技术性范围所属的内容。

例如，在上述实施方式的说明中，表示了粗面仅形成于有效直径外的光学功能面的情况，但本发明的适用并非限于这种情况，例如，对于在包括凸缘面的比光学功能面更靠近外侧之面形成粗面的情况，也同样可能。

Claims

1.一种光学元件，设置有：

用于使入射的光折射的有效直径内的光学功能面；和在上述有效直径外的上述光学功能面形成的、用于使上述入射的光的内部反射的反射光散射的粗面。

2.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，

将上述粗面以十点平均粗糙度(Rz)形成为4μm以上及25μm以下。

3.根据权利要求1或2所述的光学元件，其特征在于，

由玻璃所形成。

4.根据权利要求1或2所述的光学元件，其特征在于，

由塑料所形成。

5.一种光学单元，至少由1个以上的光学元件构成，在至少任意1个的上述光学元件中，设置有：用于使入射的光折射的有效直径内的光学功能面；和在上述有效直径外的光学功能面形成的、用于使上述入射的光的内部反射的反射光散射的粗面。