JPH11231115A

JPH11231115A - 光学素子

Info

Publication number: JPH11231115A
Application number: JP10320950A
Authority: JP
Inventors: Makoto Sekida; 誠関田; Fumiaki Kumagai; 文明熊谷
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-12-02
Filing date: 1998-11-11
Publication date: 1999-08-27
Also published as: EP0921427B1; US6616287B2; EP0921427A2; DE69839419D1; DE69839419T2; US20020041453A1; EP0921427A3

Abstract

(57)【要約】【課題】曲率を有した複数の反射面を隣接配置して形成
した光学素子において、各反射面の相対的な偏心を抑
え、光学性能の劣化を防止する。【解決手段】曲率を有した複数の反射面Ｒ２,Ｒ４,Ｒ６
を隣接配置して形成した第１の反射面ブロック７と、第
１の反射面ブロックに対向して設けられた、曲率を有し
た単数若しくは複数の反射面Ｒ３,Ｒ５を隣接配置して
形成した第２の反射面ブロック８とを備える光学素子１
であって、第１及び第２の反射面ブロック７,８を金型
により成形した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオカメラやス
チルビデオカメラ、複写機等への使用を目的とした光学
素子に関し、特に曲率を有した複数の反射面を持つ光学
素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、撮影光学系の一部を反射面で構成
したものとして、例えば図２９に示す様な、所謂ミラー
レンズがある。

【０００３】図２９において、物体光１７４は、凹面鏡
１７１にて収束されつつ物体側に反射され、凸面鏡１７
２にて像側に反射された後、像面１７３に結像する構成
となっている。この様に、ミラーレンズは、所謂カセグ
レン式反射望遠鏡の構成を基本としており、レンズ全長
の長い望遠レンズ系の光路を、相対する二つの反射ミラ
ーを用いて折りたたむことにより、レンズ全長の短縮を
目的としたものである。

【０００４】また、望遠鏡の対物レンズ系においても、
同様な理由から、カセグレン式に限らず、複数の反射ミ
ラーを用いて光学全長を短縮する、多数の形式が知られ
ている。この様に、レンズ全長の長いレンズの中に反射
ミラーを用いることにより、効率よく光路を折りたた
み、コンパクトな光学系を得ることが可能となる。

【０００５】しかしながら、一般的にカセグレン式反射
望遠鏡においては、凸面鏡１７２により物体光線の一部
がケラレてしまうという問題点がある。

【０００６】上記問題は、物体光１７４の主光線１７６
が光軸１７５上にあることに起因したものであり、この
問題点を解決するために、反射ミラーを偏心して使用す
ることにより、物体光１７４の主光線１７６を光軸１７
５から離すミラー光学系が多数提案されている。

【０００７】物体光の主光線を光軸から離す方法とし
て、例えばＵＳＰ３，６７４，３３４号公報やＵＳＰ
４，７３７，０２１号公報等のように、光軸に対して回
転対称な反射ミラーの一部を用いる方法と、例えばＵＳ
Ｐ４，２６５，５１０号公報やＵＳＰ５,０６３,５８６
号公報等のように、反射ミラーの中心軸自体を光軸に対
して偏心させる方法がある。

【０００８】図３０に、回転対称な反射ミラーの一部を
用いる方法の代表例として、ＵＳＰ３，６７４，３３４
号公報の例を示す。

【０００９】図３０において、凹面鏡１８１、凸面鏡１
８２、凹面鏡１８３はそれぞれ図中二点連鎖で示す様
に、もともと光軸１８４に対して回転対称な反射ミラー
であるが、凹面鏡１８１は光軸１８４に対して上側の
み、凸面鏡１８２は光軸１８４に対して下側のみ、凹面
鏡１８３は光軸１８４に対して下側のみを使用すること
により、物体光１８５の主光線を光軸１８４から離し、
物体光１８５をケラレ無く射出する構成となっている。

【００１０】次に、反射ミラーの中心軸自体を光軸に対
して偏心させる方法の代表例として、図３１のＵＳＰ
５，０６３，５８６号公報の例を示す。

【００１１】図３１において、被写体面１９１の垂直軸
を光軸１９７と定義したときに、凸面鏡１９２、凹面鏡
１９３、凸面鏡１９４、凹面鏡１９５のそれぞれの面の
中心座標及び中心軸は、光軸１９７に対して偏心してお
り、この偏心量と各面の曲率半径を適切に設定すること
により、物体光１９８を各反射ミラーによってケラレる
こと無く、効率よく結像面１９６に結像させている。

【００１２】この様に、ミラー光学系を構成する各反射
ミラーを偏心させることにより、物体光のケラレを防ぐ
ことが出来るが、各反射ミラーを異なる偏心量にて配置
しなければならず、各反射ミラーを取り付ける構造体が
複雑となり、また取り付け精度を確保することが非常に
厳しいものとなる。

【００１３】この問題を解決する一つの方法として、例
えばミラー系を一つのブロック化することにより、組立
時に生じる光学部品の組み込み誤差を回避する方法が考
えられる。従来、多数の反射面が一つのブロックになっ
ているものとして、例えばペンタゴナルダハプリズムや
ポロプリズム等のカメラファインダー系に使用されるも
のや、撮影したレンズからの光束を例えば赤色・緑色・
青色の三色光に分解し、各々の色光に基づいた物体像を
各々の撮像素子面上に結像させる、色分解プリズム等の
光学プリズムがある。

【００１４】光学プリズムの代表的な例として、一眼レ
フレックスカメラに多く用いられるペンタゴナルダハプ
リズムの機能について図３２を用いて説明する。

【００１５】図３２において、２０１は撮影レンズ、２
０２はクイックリターンミラー、２０３はピント面、２
０４はコンデンサーレンズ、２０５はペンタゴナルダハ
プリズム、２０６は接眼レンズ、２０７は観察者の瞳、
２０８は光軸、２０９は像面である。

【００１６】不図示の被写体からの光線は、撮影レンズ
２０１を通過後、クイックリターンミラー２０２にてカ
メラの上方向に反射され、像面２０９と等価な位置にあ
るピント面２０３に結像する。

【００１７】ピント面２０３の後方には、撮影レンズ２
０１の射出瞳を観察者の瞳２０７に結像するためのコン
デンサーレンズ２０４が配置され、コンデンサーレンズ
２０４の後方には、ピント面２０３の物体像を正立正像
にするペンタゴナルダハプリズム２０５が配置されてい
る。

【００１８】ペンタゴナルダハプリズム２０５の入射面
２０５ａより入射した物体光は、ダハ面２０５ｂにより
物体像の左右反転が行われた後、反射面２０５ｃにより
観察者側に物体光を射出する。

【００１９】反射面２０５ｃにより観察者側に射出した
物体光は、ペンタゴナルダハプリズム２０５の射出面２
０５ｄを通過後、接眼レンズ２０６に至り、接眼レンズ
２０６の屈折力により物体光を略平行とした後、観察者
の瞳２０７に至り、物体像が観察されることとなる。

【００２０】ところで、ペンタゴナルダハプリズムに代
表される、これら光学プリズムの主な問題点として、有
効光線以外の位置及び角度からプリズムへ入射する、不
正入射光に伴う有害なゴースト光の発生頻度が高いこと
が挙げられる。

【００２１】この様な構成のペンタゴナルダハプリズム
においては、例えば図２０中矢印で示した様な有効光線
と異なる角度で入射したゴースト光は、ダハ面２０５
ｂ、反射面２０５ｃの順に反射した後、入射面２０５ａ
で全反射され、２０５ｄの下側から観察側に射出する。

【００２２】この様なゴースト光があると、正常な有効
光線と反射回数が異なるために、上下が逆転した像が、
観察画面の下側に現れることになる。

【００２３】このゴースト光を除去するために、ペンタ
ゴナルダハプリズム２０５においては、遮光溝２００を
ペンタゴナルダハプリズム２０５の射出面２０５ｄに設
けることにより、このゴースト光を除去している。

【００２４】また、入射面２０５ａと射出面２０５ｄを
除いたプリズム面全体を黒色ペイントで覆うことにより
ダハ面２０５ｂ及び反射面２０５ｃに蒸着される反射膜
を温度・湿度等の環境変化から保護し、さらにプリズム
外部からの光線に対する遮光をも行っている。これらの
光学プリズムは、複数の反射面が一体形成されているた
めに、各反射面の相対的な位置関係は非常に精度良く作
られており、反射面相互の位置調整は不要となる。

【００２５】但し、これらのプリズムの主な機能は、光
線の進行方向を変化させることで像の反転を行うもので
あり、各反射面は平面で構成されている。

【００２６】これに対して、反射面に曲率を持たせた光
学プリズムが、例えば米国特許ＵＳＰ４，７７５，２１
７号公報や特開平２−２９７５１６号公報に開示されて
いる。

【００２７】米国特許ＵＳＰ４，７７５，２１７号公報
は、観察光学系における接眼鏡の構成に関するものであ
り、同公報の構成は図３３に示す様に、情報表示体２１
１からの表示光２１５が反射面２１２にて物体側に反射
した後、凹面状の曲率を有する面２１３に至る。

【００２８】凹面２１３にて表示光２１５は、凹面２１
３の有するパワーにより、情報表示体２１１から発散光
として入射してきた表示光２１５をほぼ平行な光として
観察者の瞳２１４に入射させ、表示像を観察者に認識さ
せている。

【００２９】また、同公報は表示像を観察すると共に、
物体像の認識も合わせて行える構成となっている。

【００３０】物体光２１６は反射面２１２とほぼ平行な
面２１７に入射し、凹面２１３に至る。凹面２１３には
例えば半透過膜が蒸着されており、凹面２１３を半透
過、半反射した物体光２１６は、反射面２１２を通過
後、観察者の瞳２１４に入射するので、観察者は物体光
２１６と表示光２１５を重畳して観察することができ
る。また特開平２−２９７５１６号公報も、観察光学系
における接眼鏡の構成に関するものであり、同公報の構
成は図３４に示す様に、不図示の情報表示体から平行射
出した表示光２２４は、平面２２７を通過し放物面２２
１に入射する。

【００３１】前記放物面２２１にて表示光２２４は、放
物面２２１が有するパワーにより収束されて、焦点面２
２６に結像される。

【００３２】このとき収束された表示光２２４は、平面
２２７とこの平面と平行な平面２２８との間を全反射し
ながら焦点面２２６に到達することにより、光学系全体
の薄型化に寄与している。

【００３３】次に焦点面２２６から発散光として射出し
た表示光２２４は、平面２２７と平面２２８の間を全反
射しながら放物面２２２に入射し、放物面２２２の有す
るパワーにて表示光２２４をほぼ平行な光として観察者
の瞳２２３に入射させ、表示像を観察者に認識させてい
る。

【００３４】また、本公報においても、米国特許ＵＳＰ
４，７７５，２１７号公報と同様な構成にて、表示像を
観察すると共に、物体像の認識も併せて行える構成とな
っている。

【００３５】この様な反射面に曲率を持たせた光学プリ
ズムは、平面のみにて構成された光学プリズムに比べ、
反射面の偏心により光学性能劣化が一般的に大きいため
に、各反射面に許される位置精度が極めて厳しいが、米
国特許ＵＳＰ４，７７５，２１７号公報や特開平２−２
９７５１６号公報等においては、反射面に曲率を持たせ
た光学プリズムの構成が開示されているのみで、各反射
面の位置精度を補償するための各反射面の調整方法や組
立方法、製造方法等についての言及がなされていない。

【００３６】また、光学プリズムの収差補正上の理由に
より、光学プリズムの反射面数を増加させた場合、各反
射面における偏心が累積されることになり、各反射面に
て許容できる偏心量は、反射面数が増えれば増えるほど
小さく厳しいものとなるため、各反射面の位置精度を高
精度に補償する方法が求められていた。

【００３７】さらに、これらの光学プリズムの作成に
は、近年主にローコスト化の要求により、金型によるモ
ールド成形が広く行われて来ている。

【００３８】例えば、従来よりガラスブロックの研磨に
より作成していたペンタゴナルダハプリズムにおいて
も、図３２に示した反射面２０５ｂ、２０５ｃを反射ミ
ラーにより構成すると共に、プリズム内部を中空とし、
かつこれらの反射ミラーを一体的に成形した、所謂中空
ペンタとして金型によるモールド成形が行われている。
モールドによる中空ペンタの成形においては、基本的に
は各反射ミラーが平面のみにて構成されているために、
反射ミラーの位置が多少ずれてもファインダー系の結像
性能の劣化は少なかった。

【００３９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、反射面
に曲率を持たせた光学プリズムをモールド成形により作
成する場合においては、平面のみにて構成された光学プ
リズムに比べ、各反射面の位置を高精度に保証する金型
が要求されていた。

【００４０】また、反射面に曲率を持たせた光学プリズ
ムを金型にて成形する場合、偏心配置された複数の曲率
を有する反射面が一体的に形成された複雑な構成の光学
プリズムに対応できる金型構造が要求されていた。

【００４１】従って、本発明は上述した課題に鑑みてな
されたもので、その目的は、曲率を有した複数の反射面
を隣接配置して形成した光学素子において、最も精度が
要求される各反射面の相対的な偏心を抑え、光学性能の
劣化を防止することである。

【００４２】また、本発明の他の目的は、光学素子の収
差補正上の自由度を増し、光学素子の結像性能向上を図
ることである。

【００４３】また、本発明の更に他の目的は、各反射面
ブロックの製作を容易にしつつ、反射面ブロックの間隔
を所定位置に精度良く配置することである。

【００４４】また、本発明の更に他の目的は、光学素子
内の有効光線のケラレを防止することである。

【００４５】また、本発明の更に他の目的は、部品点数
の削減を図ると共に、光学素子の移動時に生じる誤差を
抑制し、かつ光学素子内の有効光線のケラレを防止する
ことである。

【００４６】また、本発明の更に他の目的は、光学素子
の形状に左右されずにモールド成形が行え、かつ各反射
面の位置を精度良く成形し、しかも安価な光学素子を得
ることである。

【００４７】また、本発明の更に他の目的は、ゴースト
の少ない光学素子を得ることである。

【００４８】また、本発明の更に他の目的は、光学素子
に入射・出射する光線の方向を任意に設定可能とするこ
とである。

【００４９】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、本発明に係わる光学素子は、曲
率を有した複数の反射面を隣接配置して形成した第１の
反射面ブロックと、該第１の反射面ブロックに対向して
設けられた、曲率を有した単数若しくは複数の反射面を
隣接配置して形成した第２の反射面ブロックとを備える
光学素子であって、前記第１及び第２の反射面ブロック
を金型により成形したことを特徴としている。

【００５０】また、この発明に係わる光学素子におい
て、前記第１及び第２の反射面ブロックに対向していな
い、単数若しくは複数の反射面ブロックが、前記第１及
び第２の反射面ブロックに隣接配置されていることを特
徴としている。

【００５１】また、この発明に係わる光学素子におい
て、前記第１の反射面ブロック及び／又は前記第２の反
射面ブロックに隣接して、屈折作用を有する光学部材を
配したことを特徴としている。

【００５２】また、この発明に係わる光学素子におい
て、前記第１及び第２の反射面ブロックに対向していな
い、単数若しくは複数の反射面ブロックに隣接して、屈
折作用を有する光学部材を配したことを特徴としてい
る。

【００５３】また、この発明に係わる光学素子におい
て、前記第１の反射面ブロックと前記第２の反射面ブロ
ックを、前記金型により一体的に成形したことを特徴と
している。

【００５４】また、この発明に係わる光学素子におい
て、前記第１の反射面ブロック及び／又は前記第２の反
射面ブロックに対向していない、単数若しくは複数の反
射面ブロックと、前記第１及び第２の反射面ブロックに
対向していない、単数若しくは複数の反射面ブロック及
び／又は屈折作用を有する光学部材とを、金型により一
体的に成形したことを特徴としている。

【００５５】また、この発明に係わる光学素子におい
て、前記第１の反射面ブロックと前記第２の反射面ブロ
ックは、金型により別体に成形されるとともに、前記第
１の反射面ブロックと前記第２の反射面ブロックを結合
若しくは接合して、前記光学素子を形成することを特徴
としている。

【００５６】また、この発明に係わる光学素子におい
て、前記第１の反射面ブロック、前記第２の反射面ブロ
ック、前記第１及び第２の反射面ブロックに対向してい
ない単数若しくは複数の反射面ブロックの内、少なくと
も２つのブロックを結合若しくは接合して、前記光学素
子を構成することを特徴としている。

【００５７】また、この発明に係わる光学素子におい
て、前記第１の反射面ブロックと前記第２の反射面ブロ
ックを結合若しくは接合するための部材が、前記第１の
反射面ブロックと前記第２の反射面ブロックに形成され
ていることを特徴としている。

【００５８】また、この発明に係わる光学素子におい
て、前記第１の反射面ブロック、前記第２の反射面ブロ
ック、前記第１及び第２の反射面ブロックに対向してい
ない単数若しくは複数の反射面ブロックの内、少なくと
も２つのブロックを結合若しくは接合するための部材
が、前記第１の反射面ブロック、前記第２の反射面ブロ
ック、前記第１及び第２の反射面ブロックに対向してい
ない単数若しくは複数の反射面ブロックの内、少なくと
も２つのブロックに形成されていることを特徴としてい
る。

【００５９】また、この発明に係わる光学素子におい
て、前記第１の反射面ブロックと前記第２の反射面ブロ
ックは、前記光学素子の有効光線外にて結合若しくは接
合されていることを特徴としている。

【００６０】また、この発明に係わる光学素子におい
て、前記第１の反射面ブロックと、前記第２の反射面ブ
ロックと、前記第１及び第２の反射面ブロックに対向し
ていない単数若しくは複数の反射面ブロックとは、前記
光学素子の有効光線外にて結合若しくは接合されている
ことを特徴としている。

【００６１】また、この発明に係わる光学素子におい
て、前記第１の反射面ブロック及び前記第２の反射面ブ
ロックの各反射面ブロックの各反射面に反射膜を蒸着ま
たはスパッタリングまたはディッピング等の手段で成膜
後、前記第１の反射面ブロックと前記第２の反射面ブロ
ックを結合若しくは接合することを特徴としている。

【００６２】また、この発明に係わる光学素子におい
て、前記第１の反射面ブロック、前記第２の反射面ブロ
ック、前記第１及び第２の反射面ブロックに対向してい
ない単数若しくは複数の反射面ブロックの各反射面に反
射膜を蒸着またはスパッタリングまたはディッピング等
の手段で成膜後、前記第１の反射面ブロック、前記第２
の反射面ブロック、前記第１及び第２の反射面ブロック
に対向していない単数若しくは複数の反射面ブロックの
内、少なくとも２つのブロックを結合若しくは接合する
ことを特徴としている。

【００６３】また、この発明に係わる光学素子におい
て、前記光学素子を前記光学素子の固定対象物に固定す
るための保持部を、前記反射面ブロックに設けたことを
特徴としている。

【００６４】また、この発明に係わる光学素子におい
て、前記保持部は、前記反射面ブロックの光線有効部以
外の部分に設けられていることを特徴としている。

【００６５】また、この発明に係わる光学素子におい
て、前記保持部のうち、少なくとも前記固定対象物に当
接する面が鏡面になっていることを特徴としている。

【００６６】また、この発明に係わる光学素子におい
て、前記保持部の前記固定対象物に当接する面の表面粗
さが、Ｒmaxで０．０８μｍ以下の鏡面となっているこ
とを特徴としている。

【００６７】また、この発明に係わる光学素子におい
て、前記光学素子を移動、若しくは固定するための穴部
を、前記反射面ブロックに設けたことを特徴としてい
る。

【００６８】また、この発明に係わる光学素子におい
て、前記穴部は、前記第１の反射面ブロックと前記第２
の反射面ブロックの光線有効部以外の部分に設けられて
いることを特徴としている。

【００６９】また、この発明に係わる光学素子におい
て、前記金型は、前記反射面ブロックの各反射面ごとに
分割された金型ユニットから構成され、前記金型により
前記光学素子を成形することを特徴としている。

【００７０】また、この発明に係わる光学素子におい
て、前記金型は、前記反射面ブロックの隣接する反射面
を連続する１つの面で構成した金型とし、該金型とその
他の金型を組み合わせて、前記光学素子を成形すること
を特徴としている。

【００７１】また、この発明に係わる光学素子におい
て、前記金型は、前記複数の反射面と、該複数の反射面
に隣接する隣接部とを有し、該複数の反射面と該隣接部
とを金型上に形成し、該金型により前記光学素子を成形
することを特徴としている。

【００７２】また、この発明に係わる光学素子におい
て、前記金型は、前記反射面ブロックの光線有効部以外
の部分に、遮光処理が施されていることを特徴としてい
る。

【００７３】また、この発明に係わる光学素子におい
て、前記金型は、前記反射面ブロックと前記屈折作用を
有する光学部材の光線有効部以外の部分に、遮光処理が
施されていることを特徴としている。

【００７４】また、本発明に係わる光学素子は、透明体
の表面に、曲率を有した複数の反射面を隣接配置した第
１の反射面群と、該第１の反射面群に対向して、曲率を
有した単数若しくは複数の反射面を隣接配置した第２の
反射面群とを設け、該透明体を金型により成形したこと
を特徴としている。

【００７５】また、この発明に係わる光学素子におい
て、前記透明体の表面に、前記第１及び第２の反射面群
に対向していない単数若しくは複数の反射面群を、前記
第１及び第２の反射面群に隣接配置することを特徴とし
ている。

【００７６】また、この発明に係わる光学素子におい
て、前記複数の反射面群を隣接配置させる構成の場合
に、前記金型において隣接する反射面を有する請求項１
６乃至１８のいずれか１項に記載の鏡面体群を連接させ
て、一体化とみなした鏡面体として金型キャビティ内に
組み込まれることを特徴としている。

【００７７】また、この発明に係わる光学素子におい
て、前記透明体の表面に、前記光学素子に光を入射及び
射出するための屈折面を設けたことを特徴としている。

【００７８】また、この発明に係わる光学素子におい
て、前記光学素子を前記光学素子の固定対象物に固定す
るための保持部を、前記光学素子に設けたことを特徴と
している。

【００７９】また、この発明に係わる光学素子におい
て、前記保持部は、前記反射面の光線有効部以外の部分
に設けられていることを特徴としている。

【００８０】また、この発明に係わる光学素子におい
て、前記保持部のうち、少なくとも前記固定対象物に当
接する面が鏡面になっていることを特徴としている。

【００８１】また、この発明に係わる光学素子におい
て、前記保持部の前記固定対象物に当接する面の表面粗
さが、Ｒmaxで０．０８μｍ以下の鏡面となっているこ
とを特徴としている。

【００８２】また、この発明に係わる光学素子におい
て、前記光学素子を移動若しくは固定するための穴部
を、前記光学素子に設けたことを特徴としている。

【００８３】また、この発明に係わる光学素子におい
て、前記穴部は、前記反射面の光線有効部以外の部分に
設けられていることを特徴としている。

【００８４】また、この発明に係わる光学素子におい
て、前記金型は、前記反射面群の各反射面及び各屈折面
毎に分割された金型ユニットから構成され、前記金型に
より前記光学素子を成形することを特徴としている。

【００８５】また、この発明に係わる光学素子におい
て、前記金型は、前記反射面群の隣接する反射面を連続
する１つの面で構成した金型とし、該金型とその他の金
型を組合わせて、前記光学素子を成形することを特徴と
している。

【００８６】また、この発明に係わる光学素子におい
て、前記金型は、前記複数の反射面と、該複数の反射面
に隣接する隣接部とを有し、該複数の反射面と該隣接部
とを１つの金型上に形成し、該金型により前記光学素子
を成形することを特徴としている。

【００８７】また、この発明に係わる光学素子におい
て、前記金型は、前記反射面群の光線有効部以外の部分
に、遮光処理が施されていることを特徴としている。

【００８８】また、この発明に係わる光学素子におい
て、前記金型は、前記反射面群の光線有効部の丸・多角
の形状や有効範囲の大きさに制限されず、反射面全体を
包括した任意のサイズの角形状とする鏡面が複数面で構
成されることを特徴としている。

【００８９】また、この発明に係わる光学素子におい
て、前記金型は、隣接する反射面の光線有効部範囲の大
きさの差違に関係なく、鏡面部を広げて隣接する面同士
のサイズを合わせるようにすることを特徴としている。

【００９０】また、この発明に係わる光学素子におい
て、前記金型により成形された前記光学素子の反射面
に、反射膜を蒸着またはスパッタリングまたはディッピ
ング等の手段で成膜することを特徴としている。

【００９１】また、この発明に係わる光学素子におい
て、前記金型により成形された前記光学素子の屈折面
に、反射防止膜を蒸着またはスパッタリングまたはディ
ッピング等の手段で成膜することを特徴としている。

【００９２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて説明するのであるが、実施形態の具体的な説明に
入る前に、実施形態の構成諸元の表し方及び実施形態全
体の共通事項について説明する。

【００９３】図１は本発明の光学系の構成データを定義
する座標系の説明図である。本発明の実施形態では物体
側から像面に進む１つの光線（図１中の一点鎖線で示す
もので基準軸光線と呼ぶ）に沿ってｉ番目の面を第ｉ面
と呼ぶことにする。

【００９４】図１において第１面Ｒ１は絞り、第２面Ｒ
２は、第１面Ｒ１に対してチルトされた反射面、第３面
Ｒ３、第４面Ｒ４は各々の前の面に対してシフト、チル
トされた反射面であり、これらの反射面により光学素子
Ｂ１を構成している。

【００９５】本発明の光学系は偏心光学系であるため光
学系を構成する各面は共通の光軸を持っていない。そこ
で、本発明の実施形態においては先ず第１面の光線有効
径の中心を原点とする絶対座標系を設定する。

【００９６】そして、本発明の実施形態においては、第
１面の光線有効径の中心点を原点とすると共に、原点と
最終結像面の中心とを通る光線（基準軸光線）の経路を
光学系の基準軸としている。さらに、本実施形態中の基
準軸は方向（向き）を持っている。その方向は基準軸光
線が結像に際して進行する方向である。

【００９７】本発明の実施形態においては、光学系の基
準となる基準軸を上記の様に設定したが、光学系の基準
となる軸の決め方は光学設計上、収差の取りまとめ上、
若しくは光学系を構成する各面形状を表現する上で都合
の良い軸を採用すれば良い。

【００９８】しかし、一般的には画面の中心と、絞りま
たは入射瞳または射出または光学系の第１面の中心点を
通り、最終結像面の中心へ至る光線（基準軸光線）が反
射面によって反射する経路を基準軸に設定している。各
面の順番は基準軸光線が反射を受ける順番に設定してい
る。

【００９９】従って、基準軸は設定された各面の順番に
沿って反射の法則に従ってその方向を変化させつつ、最
終的に像面の中心に到達する。

【０１００】本発明の各実施形態の光学系を構成するチ
ルト面は基本的にすべてが同一面内でチルトしている。
そこで、絶対座標系の各軸を以下のように定める。

【０１０１】Ｚ軸：原点を通り第２面Ｒ２に向かう基準
軸Ｙ軸：原点を通りチルト面内（図１の紙面内）でＺ軸に
対して反時計回りに９０°をなす直線Ｘ軸：原点を通りＺ、Ｙ各軸に垂直な直線（図１の紙面
に垂直な直線）また、光学系を構成する第ｉ面の面形状を表すには、絶
対座標系にてその面の形状を表記するより、基準軸と第
ｉ面が交差する点を原点とするローカル座標系を設定し
て、ローカル座標系でその面の面形状を表した方が形状
を認識する上で理解し易いため、本発明の構成データを
表示する実施形態では第ｉ面の面形状をローカル座標系
で表わす。

【０１０２】また、第ｉ面のＹＺ面内でのチルト角は絶
対座標系のＺ軸に対して反時計回り方向を正とした角度
θｉ（単位°）で表す。よって、本発明の実施形態では
各面のローカル座標の原点は図１中のＹＺ面上にある。

【０１０３】またＸＺおよびＸＹ面内での面の偏心はな
い。さらに、第ｉ面のローカル座標（ｘ，ｙ，ｚ）の
ｙ，ｚ軸は絶対座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に対してＹＺ面内
で角度θｉ傾いており、具体的には以下のように設定す
る。

【０１０４】ｚ軸：ローカル座標の原点を通り、絶対座
標系のＺ方向に対してＹＺ面内において反時計方向に角
度θｉをなす直線ｙ軸：ローカル座標の原点を通り、ｚ方向に対しＹＺ面
内において反時計方向に９０°をなす直線ｘ軸：ローカル座標の原点を通り、ＹＺ面に対し垂直な
直線また、Ｄｉは第ｉ面と第（ｉ＋１）面のローカル座標の
原点間の間隔を表すスカラー量、Ｎｄｉ、νｄｉは第ｉ
面と第（ｉ＋１）面間の媒質の屈折率とアッベ数であ
る。

【０１０５】本発明の実施形態は球面及び回転非対称の
非球面を有している。その内の球面部分は球面形状とし
てその曲率半径Ｒｉを記している。曲率半径Ｒｉの符号
は第１面から像面に進む基準軸（図１中の一点鎖線）に
沿って曲率中心が第１面側にある場合をマイナス、結像
面側にある場合をプラスとする。

【０１０６】ここで、球面は以下の式で表される形状で
ある。

【０１０７】

【数１】

【０１０８】また、本発明の光学系は少なくとも回転非
対称な非球面を一面以上有し、その形状は以下の式によ
り表す。

【０１０９】

【数２】

【０１１０】として、

【０１１１】

【数３】

【０１１２】上記曲面式はｘに関して偶数次の項のみで
あるため、上記曲面式により規定される曲面はｙｚ面を
対称面とする面対称な形状である。さらに以下の条件が
満たされる場合はｘｚ面に対して対称な形状を表す。

【０１１３】Ｃ03＝Ｃ21＝ｔ＝０さらに、Ｃ02＝Ｃ20, Ｃ04＝Ｃ40＝Ｃ22／２が満たされる場合は回転対称な形状を表す。以上の条件
を満たさない場合は非回転対称な形状である。

【０１１４】なお、本発明の各実施形態においては図１
に示すように、その第１面（光学系の入射側）は絞りで
ある。また、水平半画角ｕＹとは図１のＹＺ面内におい
て絞りＲ１に入射する光束の最大画角である。また、第
１面である絞りの直径を絞り径として示している。

【０１１５】これは光学系の明るさに関係する。なお、
入射瞳は第１面に位置するため上記絞り径は入射瞳径に
等しい。

【０１１６】また、像面上での有効像範囲を像サイズと
して示す。像サイズはローカル座標のｙ方向のサイズを
水平、ｘ方向のサイズを垂直とした垂直とした矩形領域
で表している。

【０１１７】（第１の実施形態）次に本発明の第１の実
施形態について説明する。

【０１１８】図２は第１の実施形態の光路断面図であ
り、１は曲率を有した複数の反射面が一体に形成された
光学素子の一例であり、１は物体側より順に、凹面鏡Ｒ
２、凸面鏡Ｒ３、凹面鏡Ｒ４、凸面鏡Ｒ５、凹面鏡Ｒ６
の５つの反射面より成る光学素子である。光学素子１に
入射する基準軸の方向と光学素子１から射出する基準軸
の方向は平行でかつ逆方向である。２は水晶ローパスフ
ィルターや赤外カットフィルター等の光学補正板、３は
ＣＣＤ等の撮像素子面、４は光学素子１の物体側に配置
された絞り、５は撮影光学系の基準軸である。

【０１１９】次に本実施形態における結像関係を説明す
ると、物体からの光６は、絞り４により入射光量を規制
された後、光学素子１の凹面鏡Ｒ２に入射する。

【０１２０】凹面鏡Ｒ２は、物体光６を凸面鏡Ｒ３へ反
射するとともに、凹面鏡のパワーにより中間結像面Ｎ１
上に物体像を一次結像する。

【０１２１】このように、早い段階にて光学素子１内に
物体像を結像することにより、絞り４より像側に配置さ
れた面の光線有効径の増大を抑制している。

【０１２２】中間結像面Ｎ１に一次結像された物体光６
は、凸面鏡Ｒ３、凹面鏡Ｒ４、凸面鏡Ｒ５、凹面鏡Ｒ６
にて反射を繰り返しながら、それぞれの反射鏡の持つパ
ワーによる影響を受けつつ、物体光６を撮像素子面３上
に結像させる。

【０１２３】この様に光学素子１は、曲率を有する複数
の反射鏡による反射を繰り返しながら、所望の光学性能
と全体として正のパワーを有するレンズユニットとして
機能している。

【０１２４】次に、図３は、図２に示した光学素子の斜
視図である。

【０１２５】図３において、図１と同一番号のものは同
一の部品を示す。

【０１２６】本実施形態においては、隣接配置された、
曲率を有した複数の反射面を一体化した反射面ブロック
を対向配置することにより、光学素子１を形成したもの
である。

【０１２７】図３において、光学素子１の第１反射面で
ある凹面鏡Ｒ２と、第３反射面である凹面鏡Ｒ４と、第
５反射面である凹面鏡Ｒ６は、図３に示す様に、３つの
反射面が一体化された第１の反射面ブロック７を構成し
ている。

【０１２８】また第１の反射面ブロック７に対向して配
置されている、光学素子１の第２反射面である凸面鏡Ｒ
３と、第４反射面である凸面鏡Ｒ５も、２つの反射面が
一体化された第２の反射面ブロック８を構成しており、
第１の反射面ブロック７と第２の反射面ブロック８によ
り光学素子１を構成している。

【０１２９】この様に、偏心配置された隣接する反射面
を一体化した反射面ブロックを用いることにより、個々
の反射面を定められた偏心位置に配置するのに比べ、一
体化された反射面ブロックを所定位置に配置すれば良い
ので、組立時間が短縮できると共に、組立に伴う配置誤
差を低減できるという効果がある。

【０１３０】また、この反射面ブロックの各反射面を金
型により一体的に成形することにより、各反射面の位置
精度及び面精度を生産数量によらず保証することが可能
であり、従来困難であった反射鏡の位置精度が容易に確
保できる。

【０１３１】このとき金型により、第１反射面ブロック
７と第２反射面ブロック８を一体的に成形しても、第１
反射面ブロック７と第２反射面ブロック８を別体で成形
しても良いが、反射面ブロックの成形後に、各反射面に
反射膜を蒸着またはスパッタリングまたはディッピング
等の手段で成膜する工程を考慮した場合、反射面ブロッ
クを別体に成形し、各反射面に反射膜等を蒸着またはス
パッタリングまたはディッピング等の手段で成膜後、第
１反射面ブロック７と第２反射面ブロック８を組み合わ
せた方が良い。

【０１３２】ここで、金型により別体に成形した第１反
射面ブロック７と第２反射面ブロック８を組み合わせる
方法として、例えば図４に示す様に、第１反射面ブロッ
ク７から光学素子１の有効光線をケラない位置にて、第
２反射面ブロック８に向かって伸びた支柱９ａ〜９ｄ
と、反対に第２反射面ブロック８から光学素子１の有効
光線をケラない位置にて、第１反射面ブロック７に向か
って伸びた支柱１０ａ〜１０ｄとを、第１反射面ブロッ
ク７と第２反射面ブロック８の間隔を設計値に保持する
様に接合すれば良い。または、第１反射面ブロック７の
支柱９ａ〜９ｄの先端部がダボとなり、第２反射面ブロ
ックの支柱１０ａ〜１０ｄの先端部を穴とし、ダボと穴
を結合することにより、光学素子１の組み立てを行って
も良い。

【０１３３】この支柱９ａ〜９ｄ及び１０ａ〜１０ｄ
は、反射面ブロックの所定位置に配置することになる
が、この支柱９ａ〜９ｄ及び１０ａ〜１０ｄを反射面ブ
ロック成形時に金型にて同時成形すれば、支柱９ａ〜９
ｄ及び１０ａ〜１０ｄを反射面ブロックに取りつける行
程が省略出来るため、部品点数の削減が図れ、かつ製造
コストを低減することが出来る。

【０１３４】また、金型にて反射面ブロックと支柱を同
時成形することにより、金型の精度にて支柱の長さを管
理出来るので、対向する反射面ブロックの間隔を精度よ
く保持することが可能となる。

【０１３５】この支柱は、光学素子１の有効光線外にて
接合若しくは結合しているものの、有効光線外の光がこ
の支柱に当り、ゴースト光となることが考えられる。

【０１３６】そこで本実施形態においては、支柱９ａ〜
９ｄ及び１０ａ〜１０ｄに例えば遮光用の溝を設け、支
柱に当った有効光線外の光を光路外に反射させたり、支
柱に当った光を拡散させるために、支柱表面をブラスト
処理すること等により、ゴースト光の発生を防いでい
る。

【０１３７】また、支柱９ａ〜９ｄ及び１０ａ〜１０ｄ
の遮光用の溝やブラスト処理等を金型上に直接設けてお
けば、反射面ブロック成形と同時にゴースト光対策がな
されることとなる。

【０１３８】さらに本実施形態の光学素子を用いて、ズ
ーミングやフォーカシングを行う際に、光学素子を移動
用ステージに載せて移動させる場合を考えて、移動用ス
テージに固定するための保持部を反射面ブロックに直接
設けても良い。

【０１３９】図５は、第１反射面ブロックに固定用の保
持部を設けた例を示した図である。

【０１４０】図５において保持部１１は、保持部１１の
底面１１ａが基準軸５を含む平面と平行になるように、
第１反射面ブロック７の凹面鏡Ｒ４の有効反射面の裏側
に設けられており、この保持部１１と不図示の移動用ス
テージを結合し、この移動用ステージを移動させること
によりズーミングやフォーカシングを行っている。

【０１４１】ここで、基準軸５を含む平面と保持部１１
の底面１１ａは平行となっているために、保持部１１と
移動用ステージを平行に結合すれば、移動ステージと光
学素子との平行度を容易に保証することが出来る。その
ため、光学素子の移動によって生じる基準軸の偏心等の
影響を排除でき、光学性能の劣化を防ぐことができる。

【０１４２】なお、前記保持部１１の底面１１ａは鏡面
となっていることが望ましい。更にその表面粗さはＲma
xで０．０８μｍ以下であることが望ましい。前記底面
１１ａの表面粗さがＲmaxで１から２μｍ程度の研削面
であると、面の粗さの山の部分がつぶれたり、削れたり
することにより、基準軸５を含む平面との平行度が損な
われるという問題が発生し、偏芯の問題が生じてくるか
らである。

【０１４３】また、本実施形態の光学素子を用いて、ズ
ーミングやフォーカシングを行う際の別な例として、光
学素子の反射面ブロックに穴部を設け、穴部とシャフト
を嵌合させ、シャフト上を光学素子が移動する方法を用
いても良い。

【０１４４】図６は、第１及び第２反射面ブロック７,
８に、シャフト１２が貫通する穴部１３ａ,１３ｂを設
けた例を示した図である。

【０１４５】図６において、第１反射面ブロック７及び
第２反射面ブロック８に、基準軸５を含む平面から等し
い距離で、かつ各反射面の光線有効部から離れた位置
に、穴部１３ａ,１３ｂを設けている。

【０１４６】この穴部１３ａ,１３ｂにシャフト１２を
嵌合させることにより、基準軸５を含む平面とシャフト
１２が平行となり、光学素子の移動に際して、シャフト
１２が案内となり、光学素子を平行に移動させることが
出来る。

【０１４７】また、図６においては、シャフト１２は一
本だけであるが、当然ながら多数本のシャフトを用いて
も良い。

【０１４８】この様に、反射型の光学素子を金型により
成形することで、反射型の光学素子に保持や遮光等の複
数の機能を持たせ、部品点数を削減し、製造コストを低
減すると共に、光学素子の高機能化・高性能化を図るこ
とが可能となる。

【０１４９】（第２の実施形態）次に、第１の実施形態
の第１及び第２反射面ブロックに対向していない、他の
反射面ブロックを付加して、光学素子１に入射・射出す
る基準軸光線の方向を変化させた第２実施形態について
図７を参照して説明する。

【０１５０】図７において、第３反射面ブロック１４
は、第２反射面ブロック８の凸面鏡Ｒ３側に隣接配置さ
れており、第１反射面ブロック７及び第２反射面ブロッ
ク８に対向しておらず、入射基準軸に対して約４５°の
傾きをもって、第１の実施形態でＺ軸プラス方向から入
射していた基準軸５ａをＸ軸マイナス方向から入射させ
ている。

【０１５１】また第４反射面ブロック１５は、第２反射
面ブロック８の凸面鏡Ｒ５側に隣接配置されており、第
１反射面ブロック７及び第２反射面ブロック８に対向し
ておらず、入射基準軸に対して約４５°の傾きをもっ
て、第１の実施形態でＺ軸マイナス方向に射出していた
基準軸５ｂをＸ軸プラス方向に射出している。

【０１５２】本実施形態においては、従来の屈折レンズ
系中に反射ミラーを配置して、光線の角度を変化させる
ものに対して、もともと反射面のみで光学系を構成して
いるので、第１及び第２反射面ブロックに対向しない第
３、第４の反射面ブロックを付加すると共に、付加した
反射面ブロックに曲率を持たせることにより、収差補正
を行いつつ、容易に光線の入射・射出方向を変化させる
ことが出来る。

【０１５３】また、本実施形態においては、第１及び第
２反射面ブロックに隣接した反射面ブロックを第１及び
第２反射面ブロックの成形のときに、同時成形しても良
い。

【０１５４】例えば、第３反射面ブロックは、第２反射
面ブロックに隣接しているので、第２反射面ブロックと
同一の金型にて第３反射面ブロックを成形しても良い。

【０１５５】当然ながら、第２反射面ブロックと第３反
射面ブロックを別体で成形した後、第２反射面ブロック
と結合若しくは接合しても良い。

【０１５６】この様に、第１及び第２反射面ブロックに
対向していない、他の反射面ブロックを付加することに
より、基準軸光線の入射及び射出方向を自由に設定する
ことが可能となり、本光学素子を用いるカメラにおい
て、入射及び射出方向の設定が自由である関係上、デッ
ドスペースの減少によるカメラの小型化、薄型化が図れ
ると共に、従来では考えられない形態のカメラを達成す
ることが可能となる。

【０１５７】（第３の実施形態）次に、第１反射面ブロ
ック及び第２反射面ブロックに隣接して屈折部材を配置
した、本発明の第３の実施形態を図８を参照して説明す
る。

【０１５８】図８において、屈折部材１６は、第１の実
施形態における第２反射面ブロック８の凸面鏡Ｒ３側に
隣接配置されており、正の屈折力を有している。

【０１５９】また、屈折部材１７は、第２反射面ブロッ
ク８の凸面鏡Ｒ５側に隣接配置されており、負の屈折力
を有している。

【０１６０】本実施形態においては、屈折部材と反射部
材を適切に配置することにより、主に屈折部材にて光学
素子全体のパワーを分担し、反射部材にて収差補正を分
担する等の、各々の特徴を生かした設計が可能となり、
光学設計の自由度を増し、性能の良い光学素子を得るこ
とが出来る。

【０１６１】通常、反射部材のみにて構成した反射光学
系においては、色収差の発生が原理的に無いが、反射部
材と屈折部材をハイブリット化した場合においては、屈
折部材にて色収差が発生する。

【０１６２】そこで本実施形態においては、反射光学系
に正と負の屈折力を有する一対の屈折部材を配置し、屈
折部材相互にて色収差をキャンセルし、屈折部材を用い
たにもかかわらず、光学系全体の色収差補正を可能とし
ている。

【０１６３】ここで屈折部材の材質を、反射面ブロック
と同一の材質とすれば、反射面ブロックの成形ときに、
屈折部材を同時成形することが可能となるが、前述の色
収差補正を考慮して、屈折部材の材質を反射面ブロック
と異なる材質にしても良い。また、本実施形態において
は、光学素子の入射側に正の屈折力の屈折部材を配置
し、射出側に負の屈折力の屈折部材を配置しているが、
当然ながら入射側に負の屈折力の屈折部材を配置し、射
出側に正の屈折力の屈折部材を配置しても良い。また、
光学系の色収差許容量が大きい場合は、正と負の屈折力
を有する一対の屈折部材を用いずに、正の屈折力同士、
若しくは負の屈折力同士の組み合わせでもよいし、正の
屈折力若しくは負の屈折力の屈折部材を単体配置しても
良い。

【０１６４】また、反射光学系の入射及び射出側に屈折
部材を配置することにより、屈折部材を反射光学系内へ
のゴミの侵入を防ぐ密閉用のふたとして使用することが
できるので、ゴミによる画像品位の劣化を防ぐことも出
来る。

【０１６５】（第４の実施形態）次に、第１反射面ブロ
ック及び第２反射面ブロックに対向しない反射面ブロッ
クに隣接して、屈折部材を配置した第４の実施形態につ
いて図９を参照して説明する。

【０１６６】図９において、第２反射面ブロック８の凸
面鏡Ｒ５側に隣接配置された第３反射面ブロック１５
は、第１反射面ブロック７及び第２反射面ブロック８に
対向しておらず、入射基準軸５に対して約４５°の傾き
をもって配置されている。これにより、第１の実施形態
においてＺ軸マイナス方向に射出されていた基準軸５が
Ｘ軸プラス方向に射出される。

【０１６７】そして、Ｘ軸プラス方向に射出した基準軸
５ｂ上には負の屈折力を有する屈折部材１８が第３反射
面ブロック１５に隣接して配置されている。

【０１６８】通常、光路を折り曲げることにより、最終
面から像面までの距離は必然的に減少するが、本実施形
態においては、第３反射面ブロック１５及び、屈折素子
１８の合成により、光路を折り曲げたことによって、生
じるバックフォーカス長の減少を補正している。

【０１６９】このように、反射面ブロックに隣接して屈
折部材を配置することにより、光学設計上の自由度が増
え、結像性能がよくかつ光学系の配置の自由度を増すこ
とが出来ると共に、反射光学系内へのゴミの侵入を防止
することができる。

【０１７０】（第５の実施形態）次に、上述の反射面ブ
ロックを成形するための金型構造の第１の例を図１０を
参照して説明する。

【０１７１】図１０は、第１の実施形態における第１反
射面ブロック７を成形するための金型１９の断面図であ
る。金型１９は、第１反射面ブロック７を構成する凹面
鏡Ｒ２、凹面鏡Ｒ４、凹面鏡Ｒ６を一体的に成形するた
めの、一対の金型ユニット２０及び２１により構成され
ている。

【０１７２】ここで金型ユニット２０は、第１反射面ブ
ロック７を構成する三つの反射面、即ち凹面鏡Ｒ２、凹
面鏡Ｒ３、凹面鏡Ｒ６のそれぞれの面に対応した三つの
金型ブロック２５１,２５２,２５３により構成され、ま
た金型ユニット２１も、３つの反射面のそれぞれの面に
対応した三つの金型２６１,２６２,２６３により構成さ
れている。

【０１７３】本実施形態においては、反射面ブロックを
構成する、複数の曲率を有した反射面のそれぞれに対応
した金型ブロックをユニット化することにより、個々の
反射面が互いに偏心配置されている場合においても、金
型形状を自由に構成できるため、反射面ブロックの一体
成形を可能にしている。

【０１７４】また、個々の反射面に対応した金型ブロッ
クを製作出来るので、通常の金型加工のときに必要とさ
れる、有効光線領域からの加工余裕量を多く見積もらな
くても良いので、各反射面が互いに接する部分の間隔余
裕を最小とすることが出来、必然的に反射面の集合体で
ある反射面ブロックの大きさを最小に留めることが出来
る。

【０１７５】しかしながら、金型を分割し、分割した金
型ブロックをユニット化した場合、分割した金型ブロッ
クの相互の位置精度を保証するためには、それぞれの分
割した金型ブロックの位置を精度良く調整しなくてはな
らず、各反射面の位置精度が厳しい場合においては、曲
率を有した複数の反射面間を連続する一つの面にて形成
した金型を使用することが望ましい。

【０１７６】即ち、反射面間の近い場合や段差量が一律
に設定不可能な場合は、反射面を構成するブロックを分
割させる必要がある。分割された個々の反射面ブロック
を有効光線領域に合わせて形成させる場合においては、
有効光線領域の形状が図１５、図１６、図２６、図２７
に参照されるように、丸・角を基本とするが楕円、多角
形とさまざまな形状をなすと共に、領域の大きさも反射
有効光線の量により各面毎に大小変化している。こうし
た各種の有効光線領域との関係の影響を受けずに鏡面形
状を全て角形状に統一すると共に、分割する反射面ブロ
ックの鏡面加工エリアを最も広い鏡面面積を有する反射
面ブロックに合わせることにより、単品品質を高精度化
すると共に反射面ブロックの組み込み状態における位置
精度を高精度に維持することが可能となる。

【０１７７】但し、反射面ブロックの各々の反射面が隣
接する部分に段差がある場合においては、複数の反射面
を連続する一つの面にて形成することが出来ない。

【０１７８】その理由を図１１及び図１２を用いて説明
する。

【０１７９】図１１は、金型ユニット２０を加工砥石２
２にて研削する場合の概念図である。

【０１８０】図１１において、凹面鏡Ｒ４の金型ブロッ
ク２５２と凹面鏡Ｒ６の金型ブロック２５３の間に段差
がある場合を想定する。一般的に加工砥石２２は球状で
あり、この加工砥石２２により金型上の各反射面を研削
加工することになるが、加工砥石２２が球状であるがゆ
えに、凹面鏡Ｒ４の金型ブロック２５２と凹面鏡Ｒ６の
金型ブロック２５３の境界部を加工する場合、金型ブロ
ック２５２と２５３によって生じるエッジ部Ｅに加工砥
石２２が接することが出来ない。そのため、エッジ部Ｅ
を研削し、射面間を連続する一つの面にて形成すること
が出来ない。

【０１８１】また図１２は、金型ユニット２１を加工砥
石２２にて研削する場合の概念図であるが、図１１で説
明したのと同様な理由により、エッジ部Ｅの加工が出来
ない。

【０１８２】このような状況を回避する方法として、光
学設計上各反射面の隣接部にて段差が生じない様に設計
する方法があるが、隣接する部分の曲率を等しくしなけ
ればならない等の設計上の自由度を奪う方向となり好ま
しくない。

【０１８３】そこで本実施形態においては、反射面ブロ
ックを構成する各々の反射面が隣接する部分に段差があ
る場合においては、複数の反射面間を連続する一つの面
にて形成するために、反射面の有効光線領域外に隣接部
を設け、隣接部の形状を反射面同士を加工可能なように
滑らかに繋げている。

【０１８４】図１３に金型ユニット２０の凹面鏡Ｒ４と
凹面鏡Ｒ６の境界部において、隣接部２３により、凹面
鏡Ｒ４と凹面鏡Ｒ６の境界部において段差を生じること
なく、凹面鏡Ｒ４と凹面鏡Ｒ６を滑らかにつなぎ、金型
ユニット２０を連続する一つの面にて形成した、本実施
形態における金型構造の第２の例を示す。

【０１８５】図１３において、隣接部２３は凹面鏡Ｒ４
及び凹面鏡Ｒ６の有効領域外の領域であり、基本的に、
反射面の有効領域をケラない限りにおいて、隣接部２３
の形状は自由に設定できる。

【０１８６】隣接部２３の形状決定方法として、例えば
凹面鏡Ｒ４及び凹面鏡Ｒ６それぞれの有能領域端におけ
る接続が滑らかに繋がる様に、隣接部２３の形状を定義
すれば、加工砥石２２にて研削不可能なエッジ部を生じ
ることがなくなり、金型ユニット２０を連続する一つの
面にて形成することが出来る。

【０１８７】また図１４は、本実施形態における金型構
造の第３の例を示しており、図１３で説明したことと同
様な方法により、金型ユニット２１の凹面鏡Ｒ４と凹面
鏡Ｒ６の境界部において、隣接部２４により、凹面鏡Ｒ
４と凹面鏡Ｒ６の境界部において段差を生じることな
く、凹面鏡Ｒ４と凹面鏡Ｒ６を滑らかに繋ぎ、金型ユニ
ット２１を連続する一つの面にて形成出来ることを示し
た図である。

【０１８８】このように、隣接する反射面をその有効領
域外にて滑らかに繋げることにより、金型ユニットを連
続する一つの面にて形成出来るので、各反射面の位置精
度を補償することが可能となる。

【０１８９】次に、図１５及び図１６は、図２に示した
光学素子１をＺ軸方向のプラス側及びマイナス側から見
た時の断面図である。この断面図には、各反射面の有効
領域の光線形状も合わせて示す。

【０１９０】図１５は光学素子１をＺ軸方向のマイナス
側から見た時の断面図であり、同図において光学素子１
は、入射面である凹面鏡Ｒ２、凹面鏡Ｒ４、射出面であ
る凹面鏡Ｒ６がそれぞれ隣接した構成となっている。

【０１９１】また図１６は光学素子１をＺ軸方向のプラ
ス側から見た時の断面図であり、同図において光学素子
１は、凸面鏡Ｒ３、凸面鏡Ｒ５がそれぞれ隣接した構成
となっている。

【０１９２】ここで図１５の凹面鏡Ｒ２と凹面鏡Ｒ４の
隣接部分を考えると、凹面鏡Ｒ２の有効光線形状は台形
形状であり、凹面鏡Ｒ４の有効光線形状は円形状となっ
ている。

【０１９３】これに対して、光学素子１の各反射面の形
状は、図１５に示す通り、その構成上矩形形状となって
いるために、反射面全域に反射膜を矩形形状に蒸着また
はスパッタリングまたはディッピング等の手段で成膜し
た場合、有効光線部分以外の多くの領域に反射膜を成膜
してしまうこととなる。

【０１９４】ここで、光学素子１で発生するゴースト光
を考えた場合、ゴースト光は、有効光線と異なる位置及
び角度からの入射光に対して発生する場合が多く、この
ため有効光線領域からはずれた位置に光線が当たる場合
が多い。

【０１９５】ゴースト光により光学特性に悪影響を及ぼ
して性能を悪化させてしまう場合においては、有効光線
領域に合わせた反射面を形成させて問題点を解決させ
て、反射面ブロックのブランクは、有効光線領域を完全
に包括する大きさの矩形形状をブロックの下側に設置し
て、全体が矩形形状で対応させようとする反射面ブロッ
クと同一の位置決め方式で精度を確保することを可能と
させることができる。

【０１９６】反射面全面に反射膜を成膜してしまうと、
光線有効部以外の面からのゴースト光が生じる可能性が
非常に高く、可能な限り反射膜蒸着領域を小さくするこ
とがゴースト光の発生を防止する上で望ましい。

【０１９７】そこで、本実施形態においては、図１５中
の点線で示す領域のみに、有効光線部から一定の余裕量
をもって、各反射面における光線有効形状と略等しい形
状に反射膜を蒸着またはスパッタリングまたはディッピ
ング等の手段で成膜することにより、有効光線領域以外
で発生するゴースト光を防止している。

【０１９８】さらに本実施形態においては、図１５中の
蒸着部以外の領域を非平滑面、例えば拡散面とし、か
つ、この拡散面を反射面ブロック成形時に同時成形する
ことにより、有効光線領域以外の面で生じるゴースト光
が蒸着部以外の領域に当った場合、拡散面の拡散作用に
より、ゴースト光の光量を低下させ、ゴースト光強度を
低下させることが出来る。

【０１９９】次に、実際の設計例における数値データー
を図１７に示す。

【０２００】（第６の実施形態）次に本発明の第６の実
施形態について説明する。

【０２０１】図１８は第６の実施形態の光路断面図であ
り、５１は曲率を有した複数の反射面が一体に形成され
た光学素子の一例である。光学素子５１は物体側より順
に、凹屈折面Ｒ２、凹面鏡Ｒ３、凸面鏡Ｒ４、凹面鏡Ｒ
５、凸面鏡Ｒ６、凹面鏡Ｒ７、凸屈折面Ｒ８の５つの反
射面と２つの屈折面より成る光学素子である。光学素子
５１に入射する基準軸の方向と光学素子５１から射出す
る基準軸の方向は平行でかつ逆方向である。５２は水晶
ローパスフィルターや赤外カットフィルター等の光学補
正板、５３はＣＣＤ等の撮像素子面、５４は光学素子５
１の物体側に配置された絞り、５５は撮影光学系の基準
軸である。

【０２０２】次に本実施形態における結像関係を説明す
ると、物体からの光５６は、絞り５４により入射光量を
規制された後、光学素子５１の凹屈折面Ｒ２に入射す
る。

【０２０３】凹屈折面Ｒ２に入射した光は、凹屈折面Ｒ
２のパワーにより物体光５６を発散光とした後、凹面鏡
Ｒ３で反射されるとともに、凹面鏡のパワーにより中間
結像面Ｎ１上に物体像を一次結像する。

【０２０４】このように、早い段階にて光学素子５１内
に物体像を結像することにより、絞り５４より像側に配
置された面の光線有効径の増大を抑制している。

【０２０５】中間結像面Ｎ１に一次結像された物体光５
６は、凸面鏡Ｒ４、凹面鏡Ｒ５、凸面鏡Ｒ６、凹面鏡Ｒ
７にて反射を繰り返しながら、それぞれの反射鏡の持つ
パワーによる影響を受けつつ、凸屈折面Ｒ８に至り、凸
屈折面Ｒ８のパワーにて屈折された物体光５６は、撮像
素子面５３上に物体像を形成する。

【０２０６】この様に光学素子５１は、入射出面による
屈折と、曲率を有する複数の反射鏡による反射を繰り返
しながら、所望の光学性能と全体として正のパワーを有
するレンズユニットとして機能している。

【０２０７】次に、図１９は、図１８に示した光学素子
の斜視図である。

【０２０８】図１９において、図１８と同一番号のもの
は同一の部品を示す。

【０２０９】本実施形態においては、入射及び射出用の
一対の屈折面の他に、曲率を有した複数の反射面を隣接
配置した反射面群を、透明体の表面に対向して形成する
ことにより、光学素子５１を形成したものである。

【０２１０】図１９において、物体からの光が入射する
凹屈折面Ｒ２の後方に配置された、光学素子５１の第１
反射面である凹面鏡Ｒ３と、第３反射面である凹面鏡Ｒ
５と、光学素子５１の最終反射面である凹面鏡Ｒ７は、
図１９に示す様に、３つの反射面を隣接して形成した第
１の反射面群５７を構成している。

【０２１１】また第１の反射面群５７に対向して形成さ
れている、光学素子５１の第２反射面である凸面鏡Ｒ４
と、第４反射面である凸面鏡Ｒ６も、２つの反射面が一
体化された第２の反射面群５８を構成しており、第１の
反射面群５７と第２の反射面群５８と入射出屈折面Ｒ
２,Ｒ８により光学素子５１を構成している。

【０２１２】この様に、偏心配置された隣接する反射面
を一体的に形成した反射面群を用いることにより、個々
の反射面を定められた偏心位置に配置するのに比べ、組
立時間が短縮できると共に、組立に伴う配置誤差を回避
できるという効果がある。

【０２１３】また、この反射面群の各反射面を金型によ
り一体的に成形することにより、各反射面の位置精度及
び面精度を生産数量によらず保証することが可能であ
り、従来困難であった反射鏡の位置精度が容易に確保で
きる。

【０２１４】さらに本実施形態の光学素子を用いて、ズ
ーミングやフォーカシングを行う際に、光学素子を移動
用ステージに載せて移動させる場合を考えて、移動用ス
テージに固定するための保持部を光学素子５１に直接設
けても良い。

【０２１５】図２０は、光学素子５１に保持部を設けた
例を示した図である。

【０２１６】図２０において保持部５９は、保持部５９
の底面５９ａが基準軸５５を含む平面と平行になるよう
に、第１反射面群５７の凹面鏡Ｒ５の有効反射面の裏側
に設けられており、この保持部５９と不図示の移動用ス
テージを結合し、この移動用ステージを移動させること
によりズーミングやフォーカシングを行っている。

【０２１７】ここで、基準軸５５を含む平面と保持部５
９の底面５９ａは平行となっているために、保持部５９
と移動用ステージを平行に結合すれば、移動ステージと
光学素子との平行度を容易に保証することが出来る。そ
のため、光学素子の移動によって生じる基準軸の偏心等
の影響を排除でき、光学性能の劣化を防ぐことができ
る。

【０２１８】なお、前記保持部５９の底面５９ａは鏡面
となっていることが望ましい。更にその表面粗さはＲma
xで０．０８μｍ以下であることが望ましい。前記底面
５９ａの表面粗さがＲmaxで１から２μｍ程度の研削面
であると、面の粗さの山の部分がつぶれたり、削れたり
することにより、基準軸５５を含む平面との平行度が損
なわれるという問題が発生し、偏芯の問題が生じてくる
からである。

【０２１９】また、本実施形態の光学素子を用いて、ズ
ーミングやフォーカシングを行う際の別な例として、光
学素子に穴部を設け、穴部とシャフトを嵌合させ、シャ
フト上を光学素子が移動する方法を用いても良い。

【０２２０】図２１は、第１及び第２反射面群５７,５
８に、シャフト６０が貫通する穴部６１を設けた例を示
した図である。

【０２２１】図２１において、第１反射面群５７及び第
２反射面群５８に、基準軸５５を含む平面から等しい距
離で、かつ各反射面の光線有効部から離れた位置に、穴
部６１を設けている。

【０２２２】この穴部６１にシャフト６０を嵌合させる
ことにより、基準軸５５を含む平面とシャフト６０が平
行となり、光学素子の移動に際して、シャフト６０が案
内となり、光学素子を平行に移動させることが出来る。

【０２２３】また、図２１においては、シャフト６０は
一本だけであるが、当然ながら多数本のシャフトを用い
ても良い。

【０２２４】この様に、反射型の光学素子を金型により
成形することで、反射型の光学素子に保持や遮光等の複
数の機能を持たせ、部品点数を削減し、製造コストを低
減すると共に、光学素子の高機能化・高性能化を図るこ
とが可能となる。

【０２２５】（第７の実施形態）次に、第６の実施形態
の第１及び第２反射面群に対向していない、他の反射面
群を付加して、光学素子７０に入射・射出する基準軸光
線の方向を変化させた第７の実施形態について図２２を
参照して説明する。

【０２２６】図２２において、第３反射面群６２は凹面
鏡Ｒ１０により構成され、第２反射面群５８の凸面鏡Ｒ
４側に隣接配置されており、第１反射面群５７及び第２
反射面群５８に対向しておらず、入射基準軸に対して約
４５°の傾きをもって、第６の実施形態でＺ軸プラス方
向から入射していた基準軸５５ａをＸ軸プラス方向から
の入射に変換している。

【０２２７】また第４反射面群６３は凸面鏡Ｒ１１によ
り構成され、第２反射面群５８の凸面鏡Ｒ６側に隣接配
置されており、第１反射面群５７及び第２反射面群５８
に対向しておらず、入射基準軸に対して約４５°の傾き
をもって、第６の実施形態でＺ軸マイナス方向に射出し
ていた基準軸５５ｂをＸ軸プラス方向に射出している。

【０２２８】本実施形態においては、従来の屈折レンズ
系中に反射ミラーを配置して、光線の角度を変化させる
ものに対して、もともと反射面を含む形態で光学系を構
成しているので、第１及び第２反射面群に対向しない第
３、第４の反射面群を容易に付加することができ、付加
した反射面群により、光学素子の収差補正を行いつつ、
光線の入射・射出方向を変化させることが出来る。

【０２２９】また、本実施形態においては、第１及び第
２反射面群に隣接した反射面群を第１及び第２反射面群
の成形のときに、同時成形しても良い。

【０２３０】例えば、第３反射面群は、第２反射面群に
隣接しているので、第２反射面群と同一の金型にて第３
反射面群を成形しても良い。

【０２３１】この様に、第１及び第２反射面群に対向し
ていない、他の反射面群を付加することにより、基準軸
光線の入射及び射出方向を自由に設定することが可能と
なり、本光学素子を用いるカメラにおいて、入射及び射
出方向の設定が自由である関係上、デッドスペースの減
少によるカメラの小型化、薄型化が図れると共に、従来
では考えられない形態のカメラを達成することが可能と
なる。

【０２３２】また、図２２において、入射屈折面Ｒ９
は、凹面鏡Ｒ１０の入射側に配置されており、負の屈折
力を有している。

【０２３３】また、射出屈折面Ｒ１２は、凸面鏡Ｒ１１
の射出側に配置されており、正の屈折力を有している。

【０２３４】通常、入射側で光路を折り曲げることによ
り、光学素子を構成する各面から絞りまでの距離が必然
的に増加するために、各面の有効光線領域が増大し、光
学素子全体が大型化してしまう。

【０２３５】そこで、本実施形態においては、凹面鏡Ｒ
１０及び入射屈折面Ｒ９の合成により、光路を折り曲げ
たことによって生じる各面の有効光線領域の増大を抑
え、光学素子全体の小型化を図っている。

【０２３６】また、射出側にて光路を折り曲げることに
より、最終面から像面までの距離は必然的に減少する
が、本実施形態においては、凸面鏡Ｒ１１及び射出屈折
面Ｒ１２の合成により、光路を折り曲げたことによって
生じるバックフォーカス長の減少を補正している。

【０２３７】このように、本実施形態においては、屈折
部材と反射部材を適切に配置することにより、主に屈折
部材にて光学素子全体のパワーを分担し、反射部材にて
収差補正を分担する等の、各々の特徴を生かした設計が
可能となり、光学設計の自由度を増し、性能のよい光学
素子を得ている。

【０２３８】（第８の実施形態）次に、上述の反射面ブ
ロックを成形するための金型構造の第１の例を図２３を
参照して説明する。

【０２３９】図２３は、第６の実施形態における光学素
子５１を成形するための金型１１４の断面図である。金
型１１４は、光学素子５１を構成する屈折面Ｒ２,Ｒ８
及び凹面鏡Ｒ３、凸面鏡Ｒ４、凹面鏡Ｒ５、凸面鏡Ｒ
６、凹面鏡Ｒ７を一体的に成形するための、一対の金型
ユニット１１５及び１１６により構成されている。

【０２４０】ここで金型ユニット１１６は、第１反射面
群５７を構成する三つの反射面、即ち凹面鏡Ｒ３、凹面
鏡Ｒ５、凹面鏡Ｒ７のそれぞれの面に対応した三つの金
型ブロック１６１,１６２,１６３により構成されてい
る。

【０２４１】また金型ユニット１１５は、入射屈折面Ｒ
２、凸面鏡Ｒ４、凸面鏡Ｒ６からなる第２反射面群５８
及び射出屈折面Ｒ８のそれぞれの面に対応した四つの金
型１５１,１５２,１５３,１５４により構成されてい
る。

【０２４２】本実施形態においては、反射面群及び屈折
面を構成する、複数の曲率を有した反射面のそれぞれに
対応した金型ブロックをユニット化することにより、個
々の反射面及び屈折面が互いに偏心配置されている場合
においても、金型形状を自由に構成できるため、反射面
群及び屈折面の一体成形を可能にしている。

【０２４３】また、個々の反射面に対応した金型ブロッ
クを製作出来るので、通常の金型加工のときに必要とさ
れる、有効光線領域からの加工余裕量を多く見積もらな
くても良いので、各反射面が互いに接する部分の間隔余
裕を最小とすることが出来、必然的に反射面の集合体で
ある反射面群の大きさを最小に留めることが出来る。

【０２４４】しかしながら、金型を分割し、分割した金
型ブロックをユニット化した場合、分割した金型ブロッ
クの相互の位置精度を保証するためには、それぞれの分
割した金型ブロックの位置を精度良く調整しなくてはな
らず、各反射面の位置精度が厳しい場合においては、曲
率を有した複数の反射面間を連続する一つの面にて形成
した金型を使用することが望ましい。

【０２４５】但し、反射面群の各々の反射面が隣接する
部分に段差がある場合においては、複数の反射面を連続
する一つの面にて形成することが出来ない。

【０２４６】その理由を図２４を用いて説明する。

【０２４７】図２４は、金型ユニット１１６を加工砥石
１１７にて研削する場合の概念図である。

【０２４８】図２４において、凹面鏡Ｒ５の金型ブロッ
ク１６２と凹面鏡Ｒ７の金型ブロック１６３の間に段差
がある場合を想定する。一般的に加工砥石１１７は球状
であり、この加工砥石１１７により金型上の各反射面を
研削加工することになるが、加工砥石１１７が球状であ
るがゆえに、凹面鏡Ｒ５の金型ブロック１６２と凹面鏡
Ｒ７の金型ブロック１６３の境界部を加工する場合、金
型ブロック１６２と１６３によって生じるエッジ部Ｅに
加工砥石１１７が接することが出来ない。そのため、エ
ッジ部Ｅを研削し、射面間を連続する一つの面にて形成
することが出来ない。

【０２４９】このような状況を回避する方法として、光
学設計上各反射面の隣接部にて段差が生じない様に設計
する方法があるが、隣接する部分の曲率を等しくしなけ
ればならない等の設計上の自由度を奪う方向となり好ま
しくない。

【０２５０】そこで本実施形態においては、反射面群を
構成する各々の反射面が隣接する部分に段差がある場合
においては、複数の反射面間を連続する一つの面にて形
成するために、反射面の有効光線領域外に隣接部を設
け、隣接部の形状を反射面同士を加工可能なように滑ら
かに繋げている。

【０２５１】図２５に金型ユニット１１６の凹面鏡Ｒ５
と凹面鏡Ｒ７の境界部において、隣接部１１８により、
凹面鏡Ｒ５と凹面鏡Ｒ７の境界部において段差を生じる
ことなく、凹面鏡Ｒ５と凹面鏡Ｒ７を滑らかにつなぎ、
金型ユニット１１６を連続する一つの面にて形成した、
本実施形態における金型構造の第２の例を示す。

【０２５２】図２５において、隣接部１１８は凹面鏡Ｒ
５及び凹面鏡Ｒ７の有効領域外の領域であり、基本的
に、反射面の有効領域をケラない限りにおいて、隣接部
１１８の形状は自由に設定できる。

【０２５３】隣接部１１８の形状決定方法として、例え
ば凹面鏡Ｒ５及び凹面鏡Ｒ７それぞれの有能領域端にお
ける接続が滑らかに繋がる様に、隣接部１１８の形状を
定義すれば、加工砥石１１７にて研削不可能なエッジ部
を生じることがなくなり、金型ユニット１１６を連続す
る一つの面にて形成することが出来る。

【０２５４】このように、隣接する反射面をその有効領
域外にて滑らかに繋げることにより、金型ユニットを連
続する一つの面にて形成出来るので、各反射面の位置精
度を補償することが可能となる。

【０２５５】次に、図２６及び図２７は、図１９に示し
た光学素子５１をＺ軸方向のマイナス側及びプラス側か
ら見た時の断面図である。この断面図には、各反射面の
有効領域の光線形状も合わせて示す。

【０２５６】図２６は光学素子５１をＺ軸方向のマイナ
ス側から見た時の断面図であり、同図において光学素子
５１は、入射面である凹屈折面Ｒ２、凸面鏡Ｒ４、凸面
鏡Ｒ６、出射面である凸屈折面Ｒ８がそれぞれ隣接した
構成となっている。

【０２５７】また図２７は光学素子５１をＺ軸方向のプ
ラス側から見た時の断面図であり、同図において光学素
子５１は、凹面鏡Ｒ３、凹面鏡Ｒ５、凹面鏡Ｒ７がそれ
ぞれ隣接した構成となっている。

【０２５８】ここで図２７の凹面鏡Ｒ３と凹面鏡Ｒ５の
隣接部分を考えると、凹面鏡Ｒ３の有効光線形状は台形
形状であり、凹面鏡Ｒ５の有効光線形状は円形状となっ
ている。

【０２５９】これに対して、光学素子５１の各反射面の
形状は、図２７に示す通り、その構成上矩形形状となっ
ているために、反射面全域に反射膜を矩形形状に蒸着ま
たはスパッタリングまたはディッピング等の手段で成膜
した場合、有効光線部分以外の多くの領域に反射膜を成
膜してしまうこととなる。

【０２６０】ここで、光学素子５１で発生するゴースト
光を考えた場合、ゴースト光は、有効光線と異なる位置
及び角度からの入射光に対して発生する場合が多く、こ
のため有効光線領域からはずれた位置に光線が当たる場
合が多い。

【０２６１】反射面全面に反射膜を成膜してしまうと、
光線有効部以外の面からのゴースト光が生じる可能性が
非常に高く、可能な限り反射膜成膜領域を小さくするこ
とがゴースト光の発生を防止する上で望ましい。

【０２６２】そこで、本実施形態においては、図２７中
の点線で示す領域のみに、有効光線部から一定の余裕量
をもって、各反射面における光線有効形状と略等しい形
状に反射膜を蒸着またはスパッタリングまたはディッピ
ング等の手段で成膜することにより、有効光線領域以外
で発生するゴースト光を防止している。

【０２６３】また、入射出屈折面には、反射防止膜を蒸
着またはスパッタリングまたはディッピング等の手段で
成膜することにより、光学素子を構成する全ての面に
て、ゴーストの発生を防止している。

【０２６４】さらに本実施形態においては、図２７中の
成膜部以外の領域を非平滑面、例えば拡散面とし、か
つ、この拡散面を反射面群成形時に同時成形することに
より、有効光線領域以外の面で生じるゴースト光が成膜
部以外の領域に当った場合、拡散面の拡散作用により、
ゴースト光の光量を低下させ、ゴースト光強度を低下さ
せることが出来る。

【０２６５】次に、実際の設計例における数値データー
を図２８に示す。

【０２６６】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、曲
率を有した複数の反射面を隣接配置して形成した第一の
反射面ブロックと、該反射面ブロックに対向して設けら
れた、曲率を有した単数若しくは複数の反射面を隣接配
置して形成した第二の反射面ブロックとにより構成され
る光学素子において、前記第一及び第二反射面ブロック
を金型により成形したことにより、反射面に曲率を有し
た光学プリズムの隣接する反射面をユニット化し、か
つ、この反射面ブロックを金型により形成することによ
り、最も精度が要求される各反射面の相対的な偏心を押
さえ、光学性能の劣化を防止することができる。

【０２６７】また本発明においては、第一及び第二の反
射面ブロックに対向していない、単数若しくは複数の反
射面ブロックを、第一及び第２の反射面ブロックに隣接
配置することにより、光学素子に入射・射出する光線の
方向を任意に設定化の疎し、屈折作用を有する光学部材
を反射面ブロックに隣接配置することにより、光学素子
の収差補正上の自由度を増し、光学素子の結像性能向上
を図ることが出来る。また本発明においては、複数の反
射面ブロックを、金型により、一体的に成形することに
より、光学素子における各反射面の位置精度を確保する
ことが出来る。

【０２６８】次に本発明においては、複数の反射面ブロ
ックを結合若しくは接合するための部材を、各反射面ブ
ロックの所定位置に設け、複数の反射面ブロックを結合
若しくは接合して、光学素子を構成することにより、各
反射面ブロックの製作を容易にしつつ、反射面ブロック
の間隔を所定位置に精度良く配置することが出来る。

【０２６９】また、複数の反射面ブロックを結合若しく
は接合するための部材を、光学素子の有効光線外にて結
合若しくは接合することにより、光学素子内の有効光線
のケラレを防止することが出来る。

【０２７０】次に本発明においては、光学素子を光学素
子の固定対象物に固定するための保持部、または、光学
素子を移動若しくは固定するための穴部を、反射面ブロ
ックの光線有効部以外の部分に設けることにより、部品
点数の削減を図ると共に、光学素子の移動時に生じる誤
差を抑制し、かつ光学素子内の有効光線のケラレを防止
することが出来る。

【０２７１】さらに本発明においては、反射面ブロック
を成形する金型を、各反射面ごとに分割された金型ユニ
ット、若しくは隣接する反射面を連続する１つの面で構
成した金型ユニット、若しくは複数の反射面と、該複数
の反射面に隣接する隣接部とを一つの金型上に形成した
金型ユニットのいずれかの構成を採用することにより、
光学素子の形状に左右されずにモールド成形が行え、か
つ各反射面の位置を精度良く成形し、しかも安価な光学
素子を得ることが出来る。

【０２７２】また、金型の前記反射面ブロック及び屈折
作用を有する光学部材の光線有効部以外の部分に、遮光
処理を施すことにより、ゴーストの少ない光学素子を得
ることが出来る。

【０２７３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における各光学要素の各屈折面あるいは
反射面の位置、傾きを示す座標系を説明するための図で
ある。

【図２】本発明の第１の実施形態を説明する光路断面図
である。

【図３】第１の実施形態の光学素子の斜視図である。

【図４】第１の実施形態の反射面ブロックの組立方法を
説明するための斜視図である。

【図５】第１の実施形態の反射面ブロックの保持方法を
説明するための斜視図である。

【図６】第１の実施形態の反射面ブロックの他の保持方
法を説明するための斜視図である。

【図７】本発明の第２の実施形態を説明するための斜視
図である。

【図８】本発明の第３の実施形態を説明するための斜視
図である。

【図９】本発明の第４の実施形態を説明するための斜視
図である。

【図１０】本発明における金型構造の例を説明するため
の図である。

【図１１】第１の反射面ブロック成形用の金型の加工方
法を説明するための図である。

【図１２】第１の反射面ブロック成形用の金型の加工方
法を説明するための図である。

【図１３】本発明における金型構造の例を説明するため
の図である。

【図１４】本発明における金型構造の例を説明するため
の図である。

【図１５】実際の設計例における光路断面図をＺ軸方向
のマイナス側から見た時の断面図である。

【図１６】実際の設計例における光路断面図をＺ軸方向
のプラス側から見た時の断面図である。

【図１７】実際の設計例における数値データーを示した
図である。

【図１８】本発明の第６の実施形態を説明する光路断面
図である。

【図１９】第６の実施形態を説明するための斜視図であ
る。

【図２０】第６の実施形態の反射面群の保持方法を説明
するための斜視図である。

【図２１】第６の実施形態の反射面群の他の保持方法を
説明するための斜視図である。

【図２２】第７の実施形態を説明するための斜視図であ
る。

【図２３】本発明における金型構造の例を説明するため
の図である。

【図２４】金型の加工方法を説明するための図である。

【図２５】本発明における金型構造の例を説明するため
の図である。

【図２６】実際の設計例における光路断面図をＺ軸方向
のマイナス側から見た時の断面図である。

【図２７】実際の設計例における光路断面図をＺ軸方向
のプラス側から見た時の断面図である。

【図２８】実際の設計例における数値データーを示した
図である。

【図２９】従来の反射光学系の説明図である。

【図３０】他の反射光学系の説明図である。

【図３１】他の反射光学系の説明図である。

【図３２】従来の光学プリズムの説明図である。

【図３３】従来の観察光学系の説明図である。

【図３４】他の観察光学系の説明図である。

【符号の説明】

１光学素子２光学補正板３撮像素子面４絞り５基準軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩ // Ｂ２９Ｄ 11/00 Ｂ２９Ｄ 11/00 Ｃ０３Ｂ 11/08 Ｃ０３Ｂ 11/08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】曲率を有した複数の反射面を隣接配置し
て形成した第１の反射面ブロックと、該第１の反射面ブ
ロックに対向して設けられた、曲率を有した単数若しく
は複数の反射面を隣接配置して形成した第２の反射面ブ
ロックとを備える光学素子であって、前記第１及び第２の反射面ブロックを金型により成形し
たことを特徴とする光学素子。
【請求項２】前記第１及び第２の反射面ブロックに対
向していない、単数若しくは複数の反射面ブロックが、
前記第１及び第２の反射面ブロックに隣接配置されてい
ることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】前記第１の反射面ブロック及び／又は前
記第２の反射面ブロックに隣接して、屈折作用を有する
光学部材を配したことを特徴とする請求項１に記載の光
学素子。
【請求項４】前記第１及び第２の反射面ブロックに対
向していない、単数若しくは複数の反射面ブロックに隣
接して、屈折作用を有する光学部材を配したことを特徴
とする請求項２に記載の光学素子。
【請求項５】前記第１の反射面ブロックと前記第２の
反射面ブロックを、前記金型により一体的に成形したこ
とを特徴とする請求項１項乃至３のいずれか１項に記載
の光学素子。
【請求項６】前記第１の反射面ブロック及び／又は前
記第２の反射面ブロックに対向していない、単数若しく
は複数の反射面ブロックと、前記第１及び第２の反射面
ブロックに対向していない、単数若しくは複数の反射面
ブロック及び／又は屈折作用を有する光学部材とを、金
型により一体的に成形したことを特徴とする請求項２乃
至４のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項７】前記第１の反射面ブロックと前記第２の
反射面ブロックは、金型により別体に成形されるととも
に、前記第１の反射面ブロックと前記第２の反射面ブロ
ックを結合若しくは接合して、前記光学素子を形成する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載
の光学素子。
【請求項８】前記第１の反射面ブロック、前記第２の
反射面ブロック、前記第１及び第２の反射面ブロックに
対向していない単数若しくは複数の反射面ブロックの
内、少なくとも２つのブロックを結合若しくは接合し
て、前記光学素子を構成することを特徴とする請求項２
乃至４のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項９】前記第１の反射面ブロックと前記第２の
反射面ブロックを結合若しくは接合するための部材が、
前記第１の反射面ブロックと前記第２の反射面ブロック
に形成されていることを特徴とする請求項７に記載の光
学素子。
【請求項１０】前記第１の反射面ブロック、前記第２
の反射面ブロック、前記第１及び第２の反射面ブロック
に対向していない単数若しくは複数の反射面ブロックの
内、少なくとも２つのブロックを結合若しくは接合する
ための部材が、前記第１の反射面ブロック、前記第２の
反射面ブロック、前記第１及び第２の反射面ブロックに
対向していない単数若しくは複数の反射面ブロックの
内、少なくとも２つのブロックに形成されていることを
特徴とする請求項８に記載の光学素子。
【請求項１１】前記第１の反射面ブロックと前記第２
の反射面ブロックは、前記光学素子の有効光線外にて結
合若しくは接合されていることを特徴とする請求項７に
記載の光学素子。
【請求項１２】前記第１の反射面ブロックと、前記第
２の反射面ブロックと、前記第１及び第２の反射面ブロ
ックに対向していない単数若しくは複数の反射面ブロッ
クとは、前記光学素子の有効光線外にて結合若しくは接
合されていることを特徴とする請求項８に記載の光学素
子。
【請求項１３】前記第１の反射面ブロック及び前記第
２の反射面ブロックの各反射面ブロックの各反射面に反
射膜を蒸着またはスパッタリングまたはディッピング等
の手段で成膜後、前記第１の反射面ブロックと前記第２
の反射面ブロックを結合若しくは接合することを特徴と
する請求項７に記載の光学素子。
【請求項１４】前記第１の反射面ブロック、前記第２
の反射面ブロック、前記第１及び第２の反射面ブロック
に対向していない単数若しくは複数の反射面ブロックの
各反射面に反射膜を蒸着またはスパッタリングまたはデ
ィッピング等の手段で成膜後、前記第１の反射面ブロッ
ク、前記第２の反射面ブロック、前記第１及び第２の反
射面ブロックに対向していない単数若しくは複数の反射
面ブロックの内、少なくとも２つのブロックを結合若し
くは接合することを特徴とする請求項８に記載の光学素
子。
【請求項１５】前記光学素子を前記光学素子の固定対
象物に固定するための保持部を、前記反射面ブロックに
設けたことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１
項に記載の光学素子。
【請求項１６】前記保持部は、前記反射面ブロックの
光線有効部以外の部分に設けられていることを特徴とす
る請求項１５に記載の光学素子。
【請求項１７】前記保持部のうち、少なくとも前記固
定対象物に当接する面が鏡面になっていることを特徴と
する請求項１５に記載の光学素子。
【請求項１８】前記保持部の前記固定対象物に当接す
る面の表面粗さが、Ｒmaxで０．０８μｍ以下の鏡面と
なっていることを特徴とする請求項１７に記載の光学素
子。
【請求項１９】前記光学素子を移動、若しくは固定す
るための穴部を、前記反射面ブロックに設けたことを特
徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の光学
素子。
【請求項２０】前記穴部は、前記第１の反射面ブロッ
クと前記第２の反射面ブロックの光線有効部以外の部分
に設けられていることを特徴とする請求項１９に記載の
光学素子。
【請求項２１】前記金型は、前記反射面ブロックの各
反射面ごとに分割された金型ユニットから構成され、前
記金型により前記光学素子を成形することを特徴とする
請求項１乃至２０のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項２２】前記金型は、前記反射面ブロックの隣
接する反射面を連続する１つの面で構成した金型とし、
該金型とその他の金型を組み合わせて、前記光学素子を
成形することを特徴とする請求項１乃至２０のいずれか
１項に記載の光学素子。
【請求項２３】前記金型は、前記複数の反射面と、該
複数の反射面に隣接する隣接部とを有し、該複数の反射
面と該隣接部とを金型上に形成し、該金型により前記光
学素子を成形することを特徴とする請求項１乃至２０の
いずれか１項に記載の光学素子。
【請求項２４】前記金型は、前記反射面ブロックの光
線有効部以外の部分に、遮光処理が施されていることを
特徴とする請求項１乃至２０のいずれか１項に記載の光
学素子。
【請求項２５】前記金型は、前記反射面ブロックと前
記屈折作用を有する光学部材の光線有効部以外の部分
に、遮光処理が施されていることを特徴とする請求項１
乃至２０のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項２６】透明体の表面に、曲率を有した複数の
反射面を隣接配置した第１の反射面群と、該第１の反射
面群に対向して、曲率を有した単数若しくは複数の反射
面を隣接配置した第２の反射面群とを設け、該透明体を
金型により成形したことを特徴とする光学素子。
【請求項２７】前記透明体の表面に、前記第１及び第
２の反射面群に対向していない単数若しくは複数の反射
面群を、前記第１及び第２の反射面群に隣接配置するこ
とを特徴とする請求項２６に記載の光学素子。
【請求項２８】前記複数の反射面群を隣接配置させる
構成の場合に、前記金型において隣接する反射面を有す
る請求項１６乃至１８のいずれか１項に記載の鏡面体群
を連接させて、一体化とみなした鏡面体として金型キャ
ビティ内に組み込まれることを特徴とする請求項１乃至
２０のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項２９】前記透明体の表面に、前記光学素子に
光を入射及び射出するための屈折面を設けたことを特徴
とする請求項２６又は２８に記載の光学素子。
【請求項３０】前記光学素子を前記光学素子の固定対
象物に固定するための保持部を、前記光学素子に設けた
ことを特徴とする請求項２６乃至２８のいずれか１項に
記載の光学素子。
【請求項３１】前記保持部は、前記反射面の光線有効
部以外の部分に設けられていることを特徴とする請求項
３０に記載の光学素子。
【請求項３２】前記保持部のうち、少なくとも前記固
定対象物に当接する面が鏡面になっていることを特徴と
する請求項３０に記載の光学素子。
【請求項３３】前記保持部の前記固定対象物に当接す
る面の表面粗さが、Ｒmaxで０．０８μｍ以下の鏡面と
なっていることを特徴とする請求項３２に記載の光学素
子。
【請求項３４】前記光学素子を移動若しくは固定する
ための穴部を、前記光学素子に設けたことを特徴とする
請求項２６乃至２８のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項３５】前記穴部は、前記反射面の光線有効部
以外の部分に設けられていることを特徴とする請求項３
４に記載の光学素子。
【請求項３６】前記金型は、前記反射面群の各反射面
及び各屈折面毎に分割された金型ユニットから構成さ
れ、前記金型により前記光学素子を成形することを特徴
とする請求項２６乃至３５のいずれか１項に記載の光学
素子。
【請求項３７】前記金型は、前記反射面群の隣接する
反射面を連続する１つの面で構成した金型とし、該金型
とその他の金型を組合わせて、前記光学素子を成形する
ことを特徴とする請求項２６乃至３４のいずれか１項に
記載の光学素子。
【請求項３８】前記金型は、前記複数の反射面と、該
複数の反射面に隣接する隣接部とを有し、該複数の反射
面と該隣接部とを１つの金型上に形成し、該金型により
前記光学素子を成形することを特徴とする請求項２６乃
至３４のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項３９】前記金型は、前記反射面群の光線有効
部以外の部分に、遮光処理が施されていることを特徴と
する請求項２６乃至３７のいずれか１項に記載の光学素
子。
【請求項４０】前記金型は、前記反射面群の光線有効
部の丸・多角の形状や有効範囲の大きさに制限されず、
反射面全体を包括した任意のサイズの角形状とする鏡面
が複数面で構成されることを特徴とする請求項２６乃至
３８のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項４１】前記金型は、隣接する反射面の光線有
効部範囲の大きさの差違に関係なく、鏡面部を広げて隣
接する面同士のサイズを合わせるようにすることを特徴
とする請求項２６乃至３８のいずれか１項に記載の光学
素子。
【請求項４２】前記金型により成形された前記光学素
子の反射面に、反射膜を蒸着またはスパッタリングまた
はディッピング等の手段で成膜することを特徴とする請
求項２６乃至３８のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項４３】前記金型により成形された前記光学素
子の屈折面に、反射防止膜を蒸着またはスパッタリング
またはディッピング等の手段で成膜することを特徴とす
る請求項２６乃至３９のいずれか１項に記載の光学素
子。