CN109844611A - 光束生成光学系统和具备光束生成光学系统的摄像装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种如下的光束生成光学系统：在能够将束斑的尺寸控制为较小，防止点亮度的下降，且不降低测距功能的灵敏度和精度的情况下，能够实现摄像装置的薄型化。本发明的光束生成光学系统，其使从光源(2)出射的光入射到光学元件(1)，使入射的光反射并从光学元件出射，从而生成光束，该光束生成光学系统的特征在于，光学元件具备：第一透过部(3)，其使从光源出射的光入射到光学元件；第一反射部(4)，其位于与第一透过部相对的相对部，并使从第一透过部入射的光反射；第二反射部(5)，其位于第一透过部的周围，并使通过第一反射部反射的光反射；及第二透过部(6)，其使通过第二反射部反射的光沿着光源的光轴方向从光学元件出射。

Description

光束生成光学系统和具备光束生成光学系统的摄像装置
技术领域
本发明涉及光束生成光学系统，该光束生成光学系统生成使从光源出射的光介由光学元件而出射的光束。
背景技术
在手掌静脉摄像装置中，如图12、图13所示，将从四角的测距用LED光源出射的测距光束(也称为光束)照射到手掌上(参照图11)，并通过拍摄图15所示的对手掌照射所产生的束斑(在该例中为4个)来测定距离。图12表示以往的摄像装置的外观，图13表示图12所示的照明用LED光源和测距用LED光源的俯视配置图。另外，图14A和图14B表示由图像传感器拍摄的束斑的图像。
图14A所示的束斑的尺寸比图14B所示的束斑的尺寸大。这是因为，图14A的图像是在手掌等的摄像的对象物相对摄像装置而近的情况下拍摄的束斑的图像，图14B的图像是在摄像的对象物相对拍摄装置而远的情况下拍摄的束斑的图像。另外，通过求出图像的中心点与各束斑的距离，能够求出摄像的对象物的倾斜等。
作为光源，考虑到小型且低成本的要求，不使用激光，而是使用红外LED。与激光不同地，LED光源(也简称为光源)的情况下，由芯片表面发光，因此光源具有有限的尺寸。因此，如图16所示，拍摄的对象物上的测距的束斑基本上是对光源芯片的形状进行拍摄而成。
图17A～图17C表示安装于摄像装置的以往的测距光束生成光学系统(也称为测距光学系统或光束生成光学系统)的一例。来自光源的近红外光通过光圈之后，通过透镜(球面透镜)向上方出射。图17A表示测距光束生成光学系统的基本结构。在将手掌静脉安装于摄像装置时，如图17B所示，将光圈和透镜安装到光学系统的安装部件，并将它们安装到Pt板(印刷电路板)，或如图17C所示，在壳体的四角使测距光学系统的安装部件一体化，并与Pt板分离而安装。
图18A和18B表示光束生成光学系统的光线(光束)的运动的一例。更具体地，图18A及图18B表示将放置有光源的平面设为XY平面，将从光源朝向拍摄的对象物的方向设为Z方向的情况下的XZ平面上的光线的样子。后述的图19A及图19B、实施方式中说明的图2A及图2B、图4A及图4B的情况下也相同。
在图18A及图18B中，在距离光源5mm的位置设有透镜，通过该透镜而向上方出射光束。图18C中表示距离光源100mm的位置上的束斑，图18D表示距离光源10mm的位置上的束斑。这些束斑是通过透镜拍摄正方形的LED芯片而成的。
手掌静脉的摄像装置使用于ATM(Automated Teller Machine：自动取款机)和出入室装置为代表的各种领域。近年来，将手掌静脉的摄像装置薄型化，还装入了笔记本PC或平板PC(参照下述的专利文献1)。随着笔记本PC或平板PC的轻量化、薄型化的潮流，手掌静脉的摄像装置也被要求薄型化。在手掌静脉的摄像装置的薄型化中，不仅要使由摄像透镜和图像传感器构成的摄像系统薄型化，并且图17A至图17C所示的测距光束生成光学系统的薄型化也很重要。
在图18C所示的例子中，在距离光源100mm的屏幕上得到7mm×7mm左右的束斑。该例子为从光源到透镜为止的距离为5mm的情况。与此相对，图19A至图19D中示出将从光源到透镜的距离为1/2即2.5mm而将光束生成光学系统薄型化的情况下的特性。在距离光源100mm的屏幕上形成14mm×14mm左右的束斑(参照图19C)，不会形成比这更小的束斑。另外，图18A至图18D和图19A至图19D中所利用的光的出射立体角相同。
图20A和图20B表示束斑尺寸与光源透镜之间的距离之间的关系。如上所述，光束实际上是通过光源的透镜而进行的投影。图20A表示以光源透镜之间的距离h与透镜物体之间的距离H的比率H/h放大一边a的LED芯片来构成1边A的正方形，并由此投影在物体上的情况。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-36226号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，为了实现光学系统的薄型化而如图20B所示地将光源透镜之间的距离设为h/2时，与物体为止的距离H的比率即像的倍率成为2倍，投影到物体上的像的1边成为2×A的正方形。
当束斑的1边成为2倍时，束斑面积成为4倍，相对相同的出射光量(功率)，亮度变成1/4。通过摄像系统而由图像传感器获得的束斑图像与亮度成比例，因此这意味着输出下降为1/4。另外，当随着距离变远而束斑的尺寸变大时，还产生手掌上的4个束斑的分离度下降的问题。结果，由于薄型化而导致测距功能的灵敏度、精度的下降。这样，对于以往的光束生成光学系统来讲，薄型化和测距光束的特性具备相反的关系，薄型化被受限。
如图20A所示，为了减小束斑的尺寸，需要加大透镜与光源的距离而将投影的倍率控制为较低。但是，如上所述，在将透镜与光源的距离确保为较大的情况下，会阻碍摄像装置的薄型化。
本发明是鉴于上述课题而研发的，其目的在于提供一种如下的光束生成光学系统：在将束斑的尺寸控制为较小，且不降低测距功能的灵敏度和精度的情况下，能够实现摄像装置的薄型化。
用于解决课题的手段
为了达到上述目的，本发明提供一种光束生成光学系统，其使从光源出射的光入射到光学元件，使入射的所述光反射并从所述光学元件出射，从而生成光束，该光束生成光学系统的特征在于，所述光学元件具备：第一透过部，其使从所述光源出射的所述光入射到所述光学元件；第一反射部，其位于与所述第一透过部相对的相对部，并使从所述第一透过部入射的光反射；第二反射部，其位于所述第一透过部的周围，并使通过所述第一反射部而反射的所述光反射；及第二透过部，其使通过所述第二反射部反射的所述光沿着所述光源的光轴方向从所述光学元件出射。
并且，优选为，在本发明的光束生成光学系统中，在所述第一反射部和所述第二反射部上形成有反射膜。
并且，优选为，在本发明的光束生成光学系统中，所述光学元件由多个部件构成，并通过组装所述多个部件而构成。
并且，优选为，在本发明的光束生成光学系统中，所述多个部件为具备所述第一反射部和所述第一透过部的部件及具备所述第二反射部和所述第二透过部的部件。
并且，优选为，在本发明的光束生成光学系统中，所述多个部件为具备所述第一反射部的部件及具备所述第一透过部和所述第二反射部的部件。
并且，优选为，在本发明的光束生成光学系统中，所述第二透过部在所述光源侧的相反侧形成为凸形状。
并且，优选为，在本发明的光束生成光学系统中，所述第一反射部朝向所述光源的方向形成为凸形状。
并且，优选为，在本发明的光束生成光学系统中，所述第二反射部在所述光源侧形成有凸形状。
并且，本发明提供一种摄像装置，其具备光束生成光学系统，该光束生成光学系统使从光源出射的光入射到光学元件，使入射的所述光反射并从所述光学元件出射，从而生成光束，该摄像装置的特征在于，所述光学元件具备：第一透过部，其使从所述光源出射的所述光入射到所述光学元件；第一反射部，其位于与所述第一透过部相对的相对部，并使从所述第一透过部入射的光反射；第二反射部，其位于所述第一透过部的周围，并使通过所述第一反射部而反射的所述光反射；及第二透过部，其使通过所述第二反射部反射的所述光沿着所述光源的光轴方向从所述光学元件出射。
发明效果
根据本发明，在将束斑的尺寸控制为较小，且不降低测距功能的灵敏度和精度的情况下，能够实现摄像装置的薄型化。
附图说明
图1A是从侧面侧观察第一实施方式的光学元件的侧视图。
图1B是从上部侧观察第一实施方式的光学元件的俯视图。
图2A是表示具备第一实施方式中的光学元件的光束生成光学系统的光线的移动的一例的图。
图2B是表示具备第一实施方式中的光学元件的光束生成光学系统的光线的移动的一例的图。
图2C是表示距离具备第一实施方式中的光学元件的光束生成光学系统中的光源100mm的屏幕上的束斑的图。
图2D是表示距离具备第一实施方式中的光学元件的光束生成光学系统中的光源10mm的屏幕上的束斑的图。
图3A是从侧面侧观察第二实施方式的光学元件的侧视图。
图3B是从上部侧观察第二实施方式的光学元件的俯视图。
图4A是表示具备第二实施方式中的光学元件的光束生成光学系统的光线的移动的一例的图。
图4B是表示具备第二实施方式中的光学元件的光束生成光学系统的光线的移动的一例的图。
图4C是表示距离具备第二实施方式的光学元件的光束生成光学系统中的光源100mm的屏幕上的束斑的图。
图4D是表示距离具备第二实施方式的光学元件的光束生成光学系统中的光源10mm的屏幕上的束斑的图。
图5是用于说明第二实施方式中的束斑的尺寸比第一实施方式的束斑的尺寸更小的情况的图。
图6是用于说明第二实施方式的效果的图。
图7是表示第二实施方式中的光学元件的安装的一例的图。
图8A是从斜上方观察第三实施方式的光学元件的立体图。
图8B是从侧面侧观察第三实施方式的光学元件的侧视图。
图9A是从斜上方观察第四实施方式的光学元件的立体图。
图9B是从侧面侧观察第四实施方式的光学元件的侧视图。
图10A是用于说明本发明的其他效果的图。
图10B是用于说明本发明的其他效果的图。
图11是表示从以往的摄像装置的测距用LED光源出射的测距光束被照射到手掌上的样子的图。
图12是表示以往的摄像装置的外观的一例的图。
图13是以往的摄像装置中的照明用LED光源和测距用LED光源的俯视配置图。
图14A是表示由以往的摄像装置拍摄的束斑的图像的一例的图。
图14B是表示由以往的摄像装置拍摄的束斑的图像的一例的图。
图15是表示以往的摄像装置中的手掌的束斑的图。
图16是表示以往的摄像装置中的束斑的形状的图。
图17A是表示以往的光束生成光学系统的基本结构的一例的图。
图17B是表示以往的光束生成光学系统的安装例的图。
图17C是表示以往的光束生成光学系统的安装例的图。
图18A是表示以往的光束生成光学系统的光线的移动的一例的图。
图18B是表示以往的光束生成光学系统的光线的移动的一例的图。
图18C是表示距离以往的光束生成光学系统中的光源100mm的屏幕上的束斑的图。
图18D是表示距离以往的光束生成光学系统中的光源10mm的屏幕上的束斑的图。
图19A是表示将到以往的光束生成光学系统中的透镜为止的距离缩小为1/2的情况下的光线的移动的一例的图。
图19B是表示将到以往的光束生成光学系统中的透镜为止的距离缩小为1/2的情况下的光线的移动的一例的图。
图19C是表示将到以往的光束生成光学系统中的透镜为止的距离缩小为1/2的情况下的距离光源100mm的屏幕上的束斑的图。
图19D是表示将到以往的光束生成光学系统中的透镜为止的距离缩小为1/2的情况下的距离光源10mm的屏幕上的束斑的图。
图20A是表示以往的光束生成光学系统中的束斑尺寸与光源透镜之间的距离h之间的关系的图。
图20B是表示以往的光束生成光学系统中的束斑尺寸与光源透镜之间的距离h/2之间的关系的图。
具体实施方式
<第一实施方式>
以下，参照附图，对第一实施方式进行说明。另外，本发明的特征在于光学元件，光学元件以外的包括光束生成光学系统的摄像装置的结构与以往的结构相同，因此省略说明。在后述的其他实施方式中也是同样的。另外，在本发明的包含光束生成光学系统的摄像装置中，不需要以往的摄像装置的结构中的光圈。
图1A和图1B表示第一实施方式中的光学元件的外观。图1A表示从侧面侧观察光学元件1的侧视图，图1B表示从上部观察光学元件1的俯视图。图1A及图1B所示的光学元件1与以往的球面透镜相同，接收从光源(LED)2出射的光。
光学元件1在光的入射侧(光源2侧)的中央部具备使从光源2出射的光入射到光学元件1的透过部(第一透过部)3。另外，光学元件1在光的出射侧(光源2的相反侧)的中央部具备使从透过部3入射的光反射的反射部(第一反射部)4。透过部3和反射部4以相对的方式配置。如图1B所示，从上部观察时，透过部3及反射部4的形状为圆形，但不限于圆形。
另外，光学元件1在透过部3的周围(周边部)具备使通过反射部4反射的光进一步反射的反射部(第二反射部)5。反射部5在光源2侧形成为凸形状。另外，光学元件1在第一反射部4的周围(周边部)具有使通过反射部5反射光沿着光轴7射向未图示的摄像对象物(例如，手掌)并从光学元件1出射的透过部(第二透过部)6。反射部5和透过部6以相对的方式配置。
如以上所说明，如图1A所示，光学元件1是朝向光源2的方向而形成为凸形状(下凸形状)的透镜。另外，光学元件1的透镜可以是玻璃，或者也可以是其他材料，例如塑料等。关于光学元件的原材料，在后述的其他的实施方式中也相同。另外，透过部3、反射部4朝向光源2的方向而形成为凸形状，但也可以是平坦的形状(平坦的面)。
从光源2出射的光从光学元件1的透过部3入射到光学元件1内。在此，供光入射的区域(透过部3)保持透镜面的样子，在透过部3的周围(周边部)的反射部5，从光学元件1的外侧形成有反射膜(例如，铝蒸镀等金属蒸镀)。另外，对反射部4也同样从光学元件1的外侧形成有反射膜。由此，与以往的测距光束生成光学系统(光束生成光学系统)中的光圈同样地，以从光源2出射的光的光轴7为中心，仅利用规定的角度区域的光生成光束，除此以外的光通过反射部5的反射膜而被阻挡。通过透过部3而入射到光学元件1内的光入射到设置在透过部3的上部的反射部4。
如上所述，在反射部4上，从光学元件1的外侧形成有反射膜，反射部4相对入射的光发挥凸面镜的作用(发挥功能)。即，将入射的光放大而反射到光的入射面侧(光源2侧)。在入射面侧反射而返回的光通过从光学元件1的外侧形成于反射部5的反射膜而再次向上方反射，并从与反射部5相对的透过部6出射。反射部5被用作凹面镜，使光会聚而出射。
由此，光在光学元件1内上下折回，由此光路被延长，将投影倍率有效地控制为较低而朝向摄像对象物出射。其结果，如图2C所示，距离光源2为100mm的屏幕上的束斑的尺寸为7.6mm×7.6mm左右，限制为与图18C所示的尺寸大致相同的尺寸。另外，图2D表示距离光源2为10mm的屏幕上的束斑的尺寸。
如图2A和图2B所示，第一实施方式的光束生成光学系统的出射面的位置位于距离光源2为3mm的位置，这与图19A所示的透镜的出射面的位置相同。即，相对图18A所示的测距光束生成光学系统，将高度缩小为约1/2而实现薄型化，并将束斑的尺寸限制为大致相同的状态。即，意味着能够在将要求点图像输出的点的亮度保持为相同的情况下实现薄型化。
<第二实施方式>
以下，参照附图，对第二实施方式进行说明。图3A和图3B表示第二实施方式中的光学元件的外观。图3A表示从侧面侧观察光学元件21的侧视图，图3B表示从上部观察光学元件21的俯视图。图3A和图3B所示的光学元件21与第一实施方式中的光学元件1同样地，接收从光源(LED)2出射的光。
第一实施方式的光学元件1将母体形成为下凸形状，但如图3A所示，第二实施方式的光学元件21将母体形成为双凸形状。即，第二反射部25在光源2侧形成为凸形状，第二透过部26在光源2侧的相反侧形成为凸形状。
光学元件21在光的入射侧(光源2侧)的中央部具备使从光源2出射的光入射到光学元件21内的透过部(第一透过部)23。另外，光学元件21在光的出射侧(光源2的相反侧)的中央部具备使从透过部23入射的光反射的反射部(第一反射部)24。透过部23和反射部24以相对的方式配置。如图3B所示，从上部观察时，透过部23及反射部24的形状为圆形，但不限于圆形。另外，透过部23、反射部24朝向光源2的方向而形成为凸形状，但也可以是平坦的形状(平坦的面)。在后述的第三实施方式中也是同样的。
另外，光学元件21在透过部23的周围(周边部)具备使通过反射部24反射的光进一步反射的反射部(第二反射部)25。反射部25在光源2侧形成为凸形状。在后述的第三实施方式中也是同样的。另外，光学元件21在第一反射部24的周围(周边部)具有使通过反射部25反射的光沿着光轴7射向未图示的摄像对象物(例如，手掌)并从光学元件21出射的透过部(第二透过部)26。反射部25和透过部26以相对的方式配置。
与第一实施方式相同地，在反射部24上从光学元件21的外侧形成有反射膜(例如，铝蒸镀等金属蒸镀)。另外，在反射部25上也从光学元件21的外侧形成有反射膜。由反射膜形成的反射面既可以是金属蒸镀面，也可以是由多层膜形成的反射面。
图4A至图4D表示使用了第二实施方式的光学元件21(反射光学系统)的光束生成光学系统的光线模拟结果的一例。在第一实施方式的光学元件1中将母体形成为下凸(平凸)形状的透镜，而在第二实施方式的光学元件21中，双凸透镜中出射面的曲率也包含在设计参数中，设计自由度高。其结果，如图4C所示，距离光源2为100mm处的束斑的尺寸为6.7mm×6.7mm。另外，图4D表示距离光源2为10mm的屏幕上的束斑的尺寸。如图4A和图4B所示，与第一实施方式相同地，第二实施方式的光束生成光学系统的出射面的位置位于距离光源2为3mm的位置，这与图19A所示的透镜的出射面的位置相同。
另外，如图5所示，第二实施方式的束斑(6.7mm×6.7mm)的边长为第一实施方式的束斑(7.6mm×7.6mm)的边长的88％(6.7mm/7.6mm)。另外，第二实施方式的束斑的面积为第一实施方式的束斑的面积的78％(6.7mm×6.7mm/7.6mm×7.6mm)。由此，在第二实施方式中，具有能够实现更小的束斑的效果。
通过对第二实施方式和图19A所示的以往例进行比较，从而对第二实施方式的效果进行定量的说明。第二实施方式的结构的特征在于，除了使来自光源2的光进行透镜入射、透镜出射这样的以往的路径之外，还通过出射侧的中央部(第一反射部24)和入射侧的周边部(第二反射部25)的反射面而进行2次反射(其他实施方式也相同)。最终当光从出射面出射时，由于出射侧的中央部(第一反射部24)不透过光，因此成为无效区域。
因此，在第二实施方式中，与以往例相比，存在将有效面积比和反射损失相乘的量的功率损失。另一方面，具有得到的束斑面积小，即亮度(照度)变高的效果。如图6所示，根据第二实施方式，与以往例相比，将有效面积率与反射损失相乘的结果的透过功率比为0.7271这样的低值，但束斑面积为1/4，功率密度为4，作为实质性效果的亮度比为将它们相乘的值2.91。因此，即使透过功率比变低，但亮度比变高，因此不会降低测距功能的灵敏度和精度，能够实现摄像装置的薄型化。
在此，图7表示第二实施方式中的光学元件21的安装的一例。在摄像装置的壳体70的四角一体地形成光学元件21(测距光学系统)的安装部71，并在此组装光学元件21。光学元件21通过从上方嵌入盖72而被固定。搭载了光源2的Pt板73可以分离的方式安装在壳体70上。另外，关于盖72的尺寸，只要是不妨碍来自第二透过部26的沿着光轴的光束的透过的尺寸即可。另外，在该例中，盖72的形状为圆形，但只要能够固定光学元件21，且不妨碍光束的透过，则不限于圆形。另外，其他实施方式中的光学元件也能够以同样的方式安装。
<第三实施方式>
以下，参照附图，对第三实施方式进行说明。在上述实施方式中，对将光学元件的母体加工成下凸(平凸)形状或双凸形状，并且在光学元件的一部分进行金属蒸镀而形成反射面的光学元件进行了说明。在第三实施方式及后述的第四实施方式中，从制造性和成本这些点考虑，对所述光学元件以外的光学元件进行说明。
图8A和8B表示第三实施方式中的光学元件的外观。图8A是从斜上方观察光学元件31的立体图，图8B是从侧面侧观察光学元件31的侧视图。图8A及图8B所示的光学元件31与第二实施方式中的光学元件21同样地，接收从光源2出射的光。
第三实施方式的光学元件31的形状与第二实施方式的光学元件21的形状相同。但是，在第三实施方式中，光学元件31由多个部件(在该例中为两个部件)构成，通过组装这些部件而被用作光学元件31。即，光学元件31由形成中央部分的凸面镜的部件80和供部件80装入的中央部被挖通的部件81构成。部件80具有第二实施方式的光学元件21的第一透过部23及第一反射部24的功能，部件81具有第二实施方式的光学元件21的第二反射部25及第二透过部26的功能。
在第三实施方式中，对部件80的上部80a(第一反射部34)进行金属蒸镀的处理，进而对部件81的第二反射部35进行金属蒸镀的处理。在将进行了金属蒸镀的各个部件组合时，在部件80与部件81相接的边界面82涂布粘接剂，例如透镜接合剂等。由此，各个部件被粘接，形成光学元件31。涂布于边界面82的粘接剂具有与部件80和部件81相同的折射率。
另外，部件80及部件81例如为透明塑料等，但不限于此，也可以是其他材料。
<第四实施方式>
以下，参照附图，对第四实施方式进行说明。图9A和9B表示第四实施方式中的光学元件的外观。图9A是从斜上方观察光学元件41的立体图，图9B是从侧面侧观察光学元件41的侧视图。图9A和图9B所示的光学元件41与第一实施方式中的光学元件1同样地，接收从光源2出射的光。
第四实施方式的光学元件41也与第三实施方式同样地，由多个部件(部件90及部件91)构成，但不是透镜母体。部件90具有第一实施方式的光学元件1的第一反射部4的功能，部件91具有第一实施方式的光学元件1的第一透过部3和第二反射部5的功能。在第四实施方式中，在光学元件41的结构中不存在第一实施方式中说明的第二透过部6而形成为空气层。
部件90由凸面反射镜(凸面镜)90a和安装用棱90b构成。在凸面反射镜90a上形成有在其他实施方式中说明的反射膜。由此，在将部件90和部件91组合时，能够将从部件91的光入射孔91a入射的光放大而反射。凸面反射镜90a相当于第一实施方式的第一反射部4等。安装用肋90b作为用于将部件90安装到部件91上的部件，将部件90安装在部件91的支承部91b，从而形成光学元件41。
部件91由供来自光源2的光入射的光入射孔91a、用于支承部件90的支承部91b、凹面反射镜(凹面镜)91c构成。光入射孔91a如第一实施方式的光学元件1的第一透过部3那样，配置在凹面反射镜(凹面镜)91c的中央部。支承部91b为通过夹着安装用肋90b而支承部件90的结构，但并不限于这样的结构。在凹面反射镜91c上形成有在其他实施方式中说明的反射膜。由此，能够使通过凸面反射镜90a反射的光射向未图示的摄像对象物并沿着光轴反射。凹面反射镜91c相当于第一实施方式的第二反射部5等。
通过这样的结构，由于光学元件41的内部为空气层，因此能够将功率损失控制为较低。
在此，利用图10A及图10B而对本发明的其他效果进行说明。如图10B所示，在以往的光束生成光学系统中，当透镜与光源2的相对位置偏离、即光源2的中心与透镜光轴偏离时，束斑的位置偏移量(e)也具备与束斑尺寸相同的倍率。即，当薄型化时，束斑的位置敏感地影响光源2和透镜的位置偏移，从而存在测距精度下降的问题。但是，根据本发明，如图10A所示，有效地成为与透镜组同等的光路，出射侧的光学元件发挥作用(发挥功能)，以将在入射部分向外发生的偏移恢复至中心方向。因此，即便进行薄型化，也不会因透镜位置的偏移而对光束位置产生大的影响。对位置偏移不敏感也是本发明的效果之一。
根据上述的光束生成光学系统(包含光束生成光学系统的摄像装置)，能够将束斑的尺寸控制为较小，防止点亮度降低，能够在不降低测距功能的灵敏度、精度的情况下实现摄像装置的薄型化。此外，根据包括光束生成光学系统的摄像装置，可精确地取得照射到手掌上的束斑的测距图像，因此通过排他地控制并取得例如该测距图像和拍摄了手掌等摄像对象物的整体图像，从而能够取得无渗出的品质良好的摄像数据。
(符号说明)
1、21、31、41 光学元件
2 光源
3、23 透过部(第一透过部)
4、24 反射部(第一反射部)
5、25 反射部(第二反射部)
6、26 透过部(第二透过部)
7 光轴
70 壳体
71 安装部
72 盖
73 Pt板
80、81、90、91 部件
80a 上部
82 边界面
90a 凸面反射镜
90b 安装用肋
91a 光入射孔
91b 支承部
91c 凹面反射镜

Claims (9)

1.一种光束生成光学系统，其使从光源出射的光入射到光学元件，使入射的所述光反射并从所述光学元件出射，从而生成光束，
该光束生成光学系统的特征在于，
所述光学元件具备：
第一透过部，其使从所述光源出射的所述光入射到所述光学元件；
第一反射部，其位于与所述第一透过部相对的相对部，并使从所述第一透过部入射的光反射；
第二反射部，其位于所述第一透过部的周围，并使通过所述第一反射部而反射的所述光反射；及
第二透过部，其使通过所述第二反射部反射的所述光沿着所述光源的光轴方向从所述光学元件出射。
2.根据权利要求1所述的光束生成光学系统，其特征在于，
在所述第一反射部和所述第二反射部上形成有反射膜。
3.根据权利要求1或2所述的光束生成光学系统，其特征在于，
所述光学元件由多个部件构成，并通过组装所述多个部件而构成。
4.根据权利要求3所述的光束生成光学系统，其特征在于，
所述多个部件为具备所述第一反射部和所述第一透过部的部件及具备所述第二反射部和所述第二透过部的部件。
5.根据权利要求3所述的光束生成光学系统，其特征在于，
所述多个部件为具备所述第一反射部的部件及具备所述第一透过部和所述第二反射部的部件。
6.根据权利要求1至4中的任意一项所述的光束生成光学系统，其特征在于，
所述第二透过部在所述光源侧的相反侧形成为凸形状。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的光束生成光学系统，其特征在于，
所述第一反射部朝向所述光源的方向形成为凸形状。
8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的光束生成光学系统，其特征在于，
所述第二反射部在所述光源侧形成有凸形状。
9.一种摄像装置，其具备光束生成光学系统，该光束生成光学系统使从光源出射的光入射到光学元件，使入射的所述光反射并从所述光学元件出射，从而生成光束，
该摄像装置的特征在于，
所述光学元件具备：
第一透过部，其使从所述光源出射的所述光入射到所述光学元件；
第一反射部，其位于与所述第一透过部相对的相对部，并使从所述第一透过部入射的光反射；
第二反射部，其位于所述第一透过部的周围，并使通过所述第一反射部反射的所述光反射；及
第二透过部，其使通过所述第二反射部反射的所述光沿着所述光源的光轴方向从所述光学元件出射。
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