JPH11249018A

JPH11249018A - 光学素子及びそれを用いた光学系

Info

Publication number: JPH11249018A
Application number: JP10063981A
Authority: JP
Inventors: Kenji Akiyama; 健志秋山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-02-27
Filing date: 1998-02-27
Publication date: 1999-09-17
Also published as: US6278553B1

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の反射面を一体構成した光学素子を用い
て、光学系全体の小型化、及び反射面の配置精度を緩和
させた高い光学性能を有した光学素子及びそれを用いた
光学系を得ること。【解決手段】透明体の表面に光束が入射する屈折面
と、曲率を有する複数の反射面と、該複数の反射面にて
反射された光束を射出する屈折面とを一体に成形した光
学素子において、該反射面は、それに対する入射・射出
基準軸が基準点における法線に対して傾いているOff-Ax
ial 反射面より成り、該透明体を構成する媒質の少なく
とも一部が屈折率分布を有していること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光学素子及びそれを
用いた光学系に関し、特に、複数の反射面を有した光学
素子を用いて物体像を所定面上に形成するとともに、光
学系全体の小型化を図った銀塩カメラ、ビデオカメラ、
スチールビデオカメラ、及び複写機等に好適なものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より凹面鏡や凸面鏡等の反射面を利
用した撮影光学系が種々と提案されている。図１３は１
つの凹面鏡と１つの凸面鏡より成る所謂ミラー光学系
(反射光学系) の要部概略図である。

【０００３】同図のミラー光学系において、物体からの
物体光束124 は、凹面鏡121 にて反射され、収束されつ
つ物体側に向かい、凸面鏡122 にて反射された後、像面
123に結像する。

【０００４】このミラー光学系は、所謂カセグレン式反
射望遠鏡の構成を基本としており、屈折レンズで構成さ
れる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曲げることにより、光学系
全長を短縮することを目的としたものである。

【０００５】また、望遠鏡を構成する対物レンズ系にお
いても、同様な理由から、カセグレン式の他に、複数の
反射ミラーを用いて光学系の全長を短縮する形式が多数
知られている。

【０００６】この様に、従来よりレンズ全長の長い撮影
レンズのレンズの代わりに反射ミラーを用いることによ
り、効率よく光路を折り曲げて、コンパクトなミラー光
学系を得ている。

【０００７】しかしながら、一般的にカセグレン式反射
望遠鏡等のミラー光学系においては、凸面鏡122 により
物体光線の一部がケラレると言う問題点がある。この問
題は物体光束124 の通過領域中に凸面鏡122 があること
に起因するものである。

【０００８】この問題点を解決する為に、反射ミラーを
偏心させて使用して、物体光束124の通過領域を光学系
の他の部分が遮蔽することを避ける、即ち光束の主光線
126を光軸125 から離すミラー光学系も提案されてい
る。

【０００９】図１４は米国特許3、674、334 号明細書に開
示されているミラー光学系の要部概略図であり、物体光
束の主光線を光軸から離して上記のケラレの問題を解決
している。同図のミラー光学系は光束の通過順に凹面
鏡131 、凸面鏡132 そして凹面鏡133 があるが、それら
はそれぞれ図中二点破線で示す様に、もともと光軸134
に対して回転対称な反射ミラーである。このうち凹面鏡
131 は光軸134 に対して紙面上側のみ、凸面鏡132 は光
軸134 に対して紙面下側のみ、凹面鏡133 は光軸134 に
対して紙面下側のみを使用することにより、物体光束13
5 の主光線136を光軸134 から離し、物体光束135 のケ
ラレを無くした光学系を構成している。

【００１０】図１５は米国特許5,063,586 号明細書に開
示されているミラー光学系の要部概略図である。同図の
ミラー光学系は反射ミラーの中心軸自体を光軸に対して
偏心させて物体光束の主光線を光軸から離して上記の問
題を解決している。

【００１１】同図において、被写体面141 の垂直軸を光
軸147 と定義した時に、光束の通過順に凸面鏡142 ・凹
面鏡143 ・凸面鏡144 そして凹面鏡145 のそれぞれの反
射面の中心座標及び中心軸（その反射面の中心とその面
の曲率中心とを結んだ軸）142A,143A,144A,145A は、光
軸147 に対して偏心している。同図ではこのときの偏心
量と各面の曲率半径を適切に設定することにより、物体
光束148 の各反射ミラーによるケラレを防止して、物体
像を効率よく結像面146 に結像させている。

【００１２】その他米国特許4,737,021 号明細書や米国
特許4,265,510 号明細書にも光軸に対して回転対称な反
射ミラーの一部を用いてケラレを避ける構成、或は反射
ミラーの中心軸自体を光軸に対して偏心させてケラレを
避ける構成が開示されている。

【００１３】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、物体光線のケラレを防
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。

【００１４】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提
案されている。

【００１５】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のファインダー系に使用され
る光学プリズムや、撮影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
物体像を対応する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。

【００１６】これらのプリズムは、複数の反射面が一体
成形されている為に、各反射面の相対的な位置関係は精
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。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。

【００１７】これに対して、プリズムの反射面に曲率を
持たせた光学系も知られている。

【００１８】図１６は米国特許4,775,217 号明細書に開
示されている観察光学系の要部概略図である。この観察
光学系は外界の風景を観察すると共に、情報表示体に表
示した表示画像を風景とオーバーラップして観察する光
学系である。

【００１９】この観察光学系では、情報表示体161 の表
示画像から射出する表示光束165 は面162 にて反射して
物体側に向かい、凹面より成るハーフミラー面163 に入
射する。そしてこのハーフミラー面163 にて反射した
後、表示光束165 は凹面163 の有する屈折力によりほぼ
平行な光束となり、面162 を屈折透過した後、表示画像
の拡大虚像を形成するとともに、観察者の瞳164 に入射
して表示画像を観察者に認識させている。

【００２０】一方、物体からの物体光束166 は反射面16
2 とほぼ平行な面167 に入射し、屈折して凹面のハーフ
ミラー面163 に至る。凹面163 には半透過膜が蒸着され
ており、物体光束166 の一部は凹面163 を透過し、面16
2 を屈折透過後、観察者の瞳164 に入射する。これによ
り観察者は外界の風景の中に表示画像をオーバーラップ
して視認する。

【００２１】図１７は特開平2-297516号公報に開示され
ている観察光学系の要部概略図である。この観察光学系
も外界の風景を観察すると共に、情報表示体に表示した
表示画像をオーバーラップして観察する光学系である。

【００２２】この観察光学系では、情報表示体170 から
出射した表示光束174 は、プリズムPaを構成する平面17
7 を透過しプリズムPaに入り放物面反射面171 に入射す
る。表示光束174 はこの反射面171 にて反射されて収束
光束となり焦点面176 に結像する。このとき反射面171
で反射された表示光束174 は、プリズムPaを構成する２
つの平行な平面177 と平面178 との間を全反射しながら
焦点面176 に到達しており、これによって光学系全体の
薄型化を達成している。

【００２３】次に焦点面176 から発散光として出射した
表示光束174 は、平面177 と平面178 の間を全反射しな
がら放物面より成るハーフミラー172 に入射し、このハ
ーフミラー面172 で反射されると同時にその屈折力によ
って表示画像の拡大虚像を形成すると共にほぼ平行な光
束となり、面177 を透過して観察者の瞳173 に入射し、
これにより表示画像を観察者に認識させている。

【００２４】一方、外界からの物体光束175 はプリズム
Pbを構成する面178bを透過し、放物面より成るハーフミ
ラー172 を透過し、面177 を透過して観察者の瞳173 に
入射する。観察者は外界の風景の中に表示画像をオーバ
ーラップして視認する。

【００２５】さらに、プリズムの反射面に光学素子を用
いた光学系の例として、例えば特開平5-12704 号公報や
特開平6-139612号公報等に開示されている光ピックアッ
プ用の光学ヘッドがある。これらは半導体レーザーから
の光をフレネル面やホログラム面にて反射させた後、デ
ィスク面に結像し、ディスクからの反射光をディテクタ
ーに導いている。

【００２６】これらの問題点を解決すべく、本出願人
は、複数の曲面や平面の反射面を一体的に形成した光学
素子を複数用いて、ミラー光学系全体の小型化を図りつ
つ、又ミラー光学系にありがちな反射ミラーの配置精度
（組立精度）を緩やかにした反射型の光学系及びそれを
用いた撮像装置の提供を目的とした提案を行なってい
る。

【００２７】図２０において、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り、５
１は物体側より順に、凹屈折面Ｒ２、凹面鏡Ｒ３・凸面
鏡Ｒ４・凹面鏡Ｒ５・凸面鏡Ｒ６・凹面鏡Ｒ７の５つの
反射面、凸屈折面Ｒ８より成る光学素子であり、光学素
子５１に入射する基準軸の方向と光学素子５１から出射
する基準軸の方向は略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５１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。

【００２８】同図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。

【００２９】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にて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。

【００３０】中間結像面Ｎ１に一次結像された物体光６
は、凸面鏡Ｒ４、凹面鏡Ｒ５、凸面鏡Ｒ６、凹面鏡Ｒ７
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、凸屈折面面Ｒ８に至り、凸
屈折面Ｒ８のパワーにて屈折された物体光６は、撮像素
子面５３上に物体像を形成する。

【００３１】この様に光学素子５１は、入出射面による
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。

【００３２】ところで、近年、屈折率分布をもつレンズ
( 以下「GRINレンズ」という) に関する研究が盛んに行
われ、この中には実用化されている屈折率分布型レンズ
もある。GRINレンズの出現によって、光学設計者は新た
なパラメータを得て、非球面効果など収差補正の有力な
手段とする事ができる。GRINレンズは、次の様な長所を
持っている。・小型・軽量である・他の光学素子と密着接合できる・任意の焦点距離が得られる・単体で色消しが可能である・高分散プリズムをつくれる。

【００３３】GRINレンズの製造方法には、主なものとし
てイオン交換により屈折率分布を持たせる方法、ゾルー
ゲル法と呼ばれるセラミックスの製造方法を用いるもの
などが知られている。イオン交換法は、母材ガラスを拡
散させたいイオンを含む溶融塩に接触させ、表面からの
イオン交換により母材ガラス中に表面から内部に向けて
イオン分布を形成し、これにより屈折率分布を形成する
もので、例えば特開昭62-47826号公報などにその一例が
記載されている。ゾルーゲル法は、母材ガラスの原料を
溶液状態で混ぜその後ゲル化した後、このウェットゲル
を乾燥、さらにこれに屈折率分布を生じさせるイオン溶
融液中でイオン交換し、これを乾燥ドライゲルとし、高
温で焼成したもので、例えば特開平1-51335 号公報など
にその一例が記載されている。

【００３４】しかしイオン交換法では、表面からのイオ
ン拡散工程でその分布が決定されるため、表面付近にし
か屈折率の分布が形成できず、また拡散できるイオンの
種類が限られているため、屈折率の違いを大きくできな
いといった問題があった。

【００３５】また、ゾルーゲル法では、高温で焼成する
ときの収縮率が数十％もあるため、大型のものを作ろう
としてもひび割れが生ずることや、やはり材料選択の自
由度が限られるため、屈折率の違いを大きくできないと
いった問題があった。

【００３６】又、特開平９−６５２４６号公報には、画
像表示装置において、偏心プリズムと屈折率分布型レン
ズを配置し、偏心プリズムの透過面で発生する収差と逆
の符号の収差を発生させて色収差を補正する方法が開示
されている。

【００３７】

【発明が解決しようとする課題】前記米国特許3,674,33
4 号明細書、米国特許5,063,586 号明細書、米国特許4,
265,510 号明細書に開示されている偏心ミラーを有する
ミラー光学系は、いずれも各反射ミラーを異なる偏心量
にて配置しており、各反射ミラーの取り付け構造が非常
に煩雑となり、また取り付け精度を確保する事が非常に
難しいものとなっている。

【００３８】又、前記米国特許4,775,217 号明細書、特
開平2-297516号公報に開示されている観察光学系は、い
ずれも観察者の瞳から離れて配置されている情報表示体
に表示されている表示画像を効率良く観察者の瞳に伝達
する為の瞳結像作用と光線の進行方向を変化させる事を
主眼としており、曲率を持った反射面にて積極的な収差
補正を行う技術については直接的に開示されていない。

【００３９】又、特開平5-12704 号公報や特開平6-1396
12号公報等に開示されている光ピックアップ用の光学系
は、いずれも検知光学系の使用に限定されており、撮影
光学系、特にCCD 等の面積型の撮像素子を用いた撮像装
置に対する結像性能を満足するものではなかった。

【００４０】また、GRINレンズにおいては、単体で収差
補正しようとすると屈折率差Δｎを大きくする必要があ
り、素材の製作上大変困難であった。

【００４１】又、特開平９−６５２４６号公報に開示さ
れている画像表示装置は、偏心プリズムと屈折率分布型
レンズの２部品が必要であり、装置のコンパクト化や組
み立ての容易さという点で、あまり有効ではなかった。

【００４２】本発明は、複数の曲面や平面の反射面を一
体的に形成した光学素子を１つ又は複数用いて、ミラー
光学系全体の小型化を図りつつ、又ミラー光学系にあり
がちな反射ミラーの配置精度（組立精度）を緩やかにし
た撮影光学系や観察光学系に好適な光学素子、及びそれ
を用いた光学系の提供を目的とする。

【００４３】また、光学系の有効径の縮小化を図るこ
と、そして該光学素子を構成する複数の反射面に適切な
屈折力を与え、各光学素子を構成する反射面を偏心配置
することにより、光学系内の光路を所望の形状に屈曲
し、該光学系の所定方向の全長の短縮化を図った反射型
の光学素子、及びそれを用いた光学系の提供を目的とす
る。

【００４４】

【課題を解決するための手段】本発明の光学素子は（１−１）透明体の表面に光束が入射する屈折面と、曲
率を有する複数の反射面と、該複数の反射面にて反射さ
れた光束を射出する屈折面とを一体に成形した光学素子
において、該反射面は、それに対する入射・射出基準軸
が基準点における法線に対して傾いているOff-Axial 反
射面より成り、該透明体を構成する媒質の少なくとも一
部が屈折率分布を有していることを特徴としている。

【００４５】（１−２）透明体の表面に光が入射する屈
折面と光が射出する屈折面、そして２面以上のOff-Axia
l 反射面を一体で形成した光学素子において、該透明体
を構成する媒質の一部、又は全部が屈折率分布をもって
いることを特徴としている。

【００４６】この他、構成（１−１）又は（１−２）に
おいて（１−２−１）前記屈折率分布は、基準軸と垂直に屈折
率の変化する、Radial型であること。

【００４７】（１−２−２）前記屈折率分布は、基準軸
方向に屈折率の変化する、Axial 型であること。

【００４８】（１−２−３）前記屈折率分布は、基準軸
上の一点を中心として屈折率の変化する、Spherical 型
であること。

【００４９】（１−２−４）前記Spherical 型の屈折率
分布では基準点に曲率中心を持つこと。

【００５０】（１−２−５）前記屈折率分布はRadial
型、Axial 型、Spherical 型のいずれかの組み合わせで
あること。

【００５１】（１−２−６）前記屈折率分布媒質中で少
なくとも一回Off-Axial 反射面の入射基準軸と該Off-Ax
ial 反射面以外のOff-Axial 反射面の射出基準軸の2 つ
の軸が交差するように各要素を設定したこと。

【００５２】（１−２−７）前記光学素子は、入射面、
複数の曲率を有する反射面、射出面よりなり均質媒質か
らなるオフアキシャル光学素子と、屈折率分布をもった
光学素子とを張り合わせることにより構成されること等
を特徴としている。

【００５３】本発明の光学系は（２−１）構成（１−１）又は（１−２）の光学素子を
用いて物体像を撮像媒体面上に結像していることを特徴
としている。

【００５４】

【発明の実施の形態】本発明の光学素子及びそれを用い
た光学系には通常の光学系における光軸のごとき対称軸
が存在しない。そこで本発明の光学系では共軸系の光軸
に相当する "基準軸" を設定して、この基準軸をベース
として光学系中の諸要素の構成を記述する。

【００５５】先ず基準軸の定義を説明する。一般的には
物体面から像面にいたる基準となる基準波長の或る光線
の光路をその光学系における”基準軸”と定義する。こ
れだけでは基準となる光線が定まらないので、通常は以
下の2 つの原則のいずれかに則り基準軸光線を設定す
る。

【００５６】(1）光学系に部分的にでも対称性を有する
軸が存在し、収差のとりまとめが対称性よく行なうこと
ができる場合にはその対称性を有する軸上を通る光線を
基準軸光線とする。

【００５７】(2）光学系に一般的に対称軸が存在しない
時、あるいは部分的には対称軸が存在しても、収差のと
りまとめが対称性よく行なえない時には、物体面中心
（被撮影、被観察範囲の中心）から出て、光学系の指定
される面の順に光学系を通り、光学系内の絞り中心を通
る光線、又は光学系内の絞り中心を通って最終像面の中
心に至る光線を基準軸光線と設定し、その光路を基準軸
とする。

【００５８】このようにして定義される基準軸は一般的
には折れ曲がっている形状となる。基準軸は、光学系の
外から見た場合には光軸と同様な取り扱いができる。そ
して、各面において各面と基準軸光線との交点を各面の
基準点とし、各面の物体側の基準軸光線を入射基準軸、
像側の基準軸光線を射出基準軸とする。さらに、基準軸
は方向（向き）を持つこととし、その方向は基準軸光線
が結像に際して進行する方向とする。よって、入射、射
出側に各々入射基準軸方向、射出基準軸方向が存在す
る。このようにして基準軸は設定された各面の順番に沿
って屈折若しくは反射の法則に従ってその方向を変化さ
せつつ、最終的に像面に到達する。

【００５９】尚、複数の面で構成された光学素子（光学
系）においては、その最も物体側の面へ入射する基準軸
光線をこの光学素子（光学系）の入射基準軸、最も像側
の面から射出する基準軸光線をこの光学素子（光学系）
の射出基準軸とする。又、これらの入射・射出基準軸の
方向の定義は面の場合と同じである。

【００６０】実施形態の説明に入る前に、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。

【００６１】図１２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１２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面とする。

【００６２】図１２において第１面R1は絞り、第２面R2
は第１面と共軸な屈折面、第３面R3は第２面R2に対して
チルトされた反射面、第４面R4、第５面R5は各々の前面
に対してシフト、チルトされた反射面、第６面R6は第５
面R5に対してシフト、チルトされた屈折面である。第２
面R2から第６面R6までの各々の面はガラス、プラスチッ
ク等の媒質で構成される一つの光学素子上に構成されて
おり、図１２中では第１光学素子B1としている。

【００６３】従って、図１２の構成では不図示の物体面
から第２面R2までの媒質は空気、第２面R2から第６面R6
まではある共通の媒質、第６面R6から不図示の第７面R7
までの媒質は空気で構成している。

【００６４】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絞りである第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。本
発明では絶対座標系の各軸を以下のように定める。

【００６５】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１１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１１の紙面
に垂直な直線）尚、本発明の光学素子の実施形態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。つまり、
光学素子内の基準軸は基本的に１つの平面内にある。

【００６６】又、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面が交差する基準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為、本発明の
実施形態の数値データでは第ｉ面の面形状をローカル座
標系で表わす。

【００６７】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θ
ｉ（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１１中のYZ平面上にある。
またXZおよびXY面内での面のチルト、シフトはない。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。

【００６８】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YZ面内において反時計方向に角度θ
i 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。なお、絞り
や最終結像面も１つの平面として表示している。

【００６９】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R_iを記している。曲率半径R_iの符号は、
曲率中心がローカル座標のz 軸プラス方向にある場合を
プラスとし、z 軸マイナス方向にある場合をマイナスと
する。

【００７０】即ち、曲率半径R_iの符号は第１面から像面
に進む基準軸（図１１の一点鎖線）に沿って曲率中心が
第１面側にあるときをマイナス、結像面側にあるときを
プラスとしている。ここで、球面は以下の式で表される
形状である。

【００７１】

【数１】また、本発明の光学系における回転非対称な非球面の形
状は以下の式により表す。

【００７２】A=(a+b)・(y²・cos²t+x²) B=2a・b・cos t[1+{(b-a)・y・sin t/(2a・b)}+〔1+{(b-a)・y
・sin t/(a・b)}-{y²/(a・b)}-{4a・b・cos²t+(a+b)²sin²t}x
²/(4a²b²cos²t) 〕^1/2] として z ＝ A/B + C₀₂y²+ C₁₁xy + C₂₀x²+ C₀₃y³+ C₁₂xy²+ C
₂₁x²y + C₃₀x³+ C₀₄y⁴+ C₁₃xy³+ C₂₂x²y²+ C₃₁x³y + C
₄₀x⁴+ ・・・・・・・尚、本発明の数値実施例中の回転非対称な各面の形状は
上記曲面式において a=b=∞，t=0 とする平面ベース非球面であり、x に関する偶数次の項
のみを使用して、奇数次の項を0 とすることにより、yz
面を対称面とする面対称な形状としている。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。

【００７３】C₀₃ ＝C₂₁ ＝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。

【００７４】尚、本発明の光学系の実施形態においては
図１２に示すように、その第１面は絞りである。又、水
平半画角u_Yとは図１２のYZ面内において絞りR1に入射す
る光束の最大画角、垂直半画角u_XとはXZ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R1の直径を絞り径として示している。これは光
学系の明るさに関係する。尚、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。

【００７５】又、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矩形領域で表してい
る。

【００７６】そして、本発明の光学素子は、媒質中に屈
折率分布を有しており、その屈折率分布形状は以下の式
により表す： Spherical 型: n(p)=n0+n1・p+n2・p2+n3・p3+n4・p4+... p2=x2+y2+(z-r)2 n0はベースとなる媒質の屈折率、r は球状に分布する屈
折率の球の半径、n1,n2,... は夫々１次、２次、... の
係数である。

【００７７】Radial型: n(R)=n0・(1-(sqrt(A)*R)2/2) R2=x2+y2 n0はベースとなる媒質の屈折率、A は分布係数である。

【００７８】Axial 型: n(z)=n0+az n0はベースとなる媒質の屈折率、a は分布係数である。
x,y,z はローカル座標系に於ける値である。

【００７９】又、構成データを挙げている実施例につい
てはその横収差図を示す。横収差図は各実施例につい
て、絞りR1への水平入射角、垂直入射角が夫々(uY,uX),
(0,uX),(-uY,uX),(uY,0),(0,0),(-uY,0)となる入射角の
光束の横収差を示す。横収差図においては、横軸は瞳へ
の入射高さを表し、縦軸は収差量を表している。各実施
例とも基本的に各面がyz面を対称面とする面対称の形状
となっている為、横収差図においても垂直画角のプラ
ス、マイナス方向は同一となるので、図の簡略化の為
に、マイナス方向の横収差図は省略している。

【００８０】次に本発明の光学素子、及びそれを用いた
光学系（撮影光学系）の実施形態について説明する。

【００８１】図１は本発明の光学素子を投影光学系に適
用したときの実施形態１の要部断面図である。同図には
光路も示している。同図はYZ断面を示している。

【００８２】図１において、１０は複数の曲面反射面を
有する光学素子でありガラス等の透明体で構成してい
る。光学素子１０の表面には物体からの光線の通過順
に、正の屈折力を有する凸屈折面（入射面）R2及び反射
面R3・反射面R4の二つの反射面及び負の屈折力を有する
凹屈折面（射出面）R5を形成している。R1は光学素子１
０の物体側に配置した絞り（入射瞳）、R6は最終結像面
であり、CCD 等の撮像素子（撮像媒体）の撮像面が位置
する。５は撮影光学系の基準軸である。

【００８３】尚、２つの屈折面R2,R5 はいずれも回転対
称の球面であり、すべての反射面はYZ平面に対して対称
なアナモフィック面である。

【００８４】そして、本実施形態では、入射面R2近傍の
媒質が屈折率分布を有しており、その分布形状はR2面原
点を曲率中心としたSpherical 分布である。ただし、屈
折率分布を持っているのは表面（R2面）から3mm までの
範囲で、その外側は均質媒質である。

【００８５】次に本実施形態における結像作用を説明す
る。物体からの光束１は、絞りR1により入射光量を規制
された後、光学素子１０の入射面R2に入射し、反射面R
3,R4で反射された後、射出面R5から射出し、光学補正板
３を介して最終結像面R6上に結像する。

【００８６】本実施形態では、光学素子１０に入射する
入射基準軸の方向とこれから出射する射出基準軸の方向
は平行でかつ同一方向である。また、入出射を含む基準
軸はすべて紙面内（YZ平面）に載っている。

【００８７】この様に光学素子１０は、入出射面R2,R5
による屈折力と、その中での複数の曲面反射鏡R3,R4 に
よる屈折力によって、所望の光学性能を有する全体とし
て正の屈折力を有するレンズユニットとして機能してい
る。

【００８８】本実施形態においては、近距離物体へのフ
ォーカシングは光学素子１０全体を撮像素子の撮像面R6
に対して移動させることで行う。とくに本実施形態にお
いては、光学素子１０に入射する入射基準軸の方向と光
学素子１０から出射する射出基準軸の方向は平行でかつ
同一方向であるため、光学系全体を射出する基準軸の方
向（Z 軸方向）に平行に移動させる事で、従来のレンズ
系と同様にフォーカシング動作を行っている。

【００８９】図２に、本実施形態の光学系の横収差図を
示す。収差図中、点線はｃ線、実線はｄ線、一点鎖線は
ｆ線、鎖線はｇ線を表している。同図に示すように、本
実施形態はバランスの良い収差補正状態が得られてい
る。

【００９０】次に本実施形態の効果を説明する。

【００９１】本実施形態においては、光学素子１０の入
射面R2および射出面R5が屈折力（光学的パワー）を有し
ている。出射面R5の形状は、この面への軸外主光線（瞳
光線）をその入射角に応じて射出側（像側）で略平行、
つまりテレセントリックにするように決めている。これ
は、CCD などの撮像素子を用いた場合には、CCD のカラ
ーフィルターと受光面とにギャップがあるため、本実施
形態ではテレセントリックにして撮像素子に対する入射
角によって色分離性能が変化するのを防止している。光
学系を像側にテレセントリックにすれば、軸上・軸外光
束の主光線はともに光軸に略平行となり、CCD への入射
角は全受光面にわたって略一定となる。

【００９２】さらに、本実施形態においては反射面が非
対称なアナモフィック面であるのに対して入出射面R2,R
5 の形状は基準軸５に対して回転対称な形状となってい
る。これにより、光学系を製作・評価する場合に基準軸
５を正確に測定できる様にしている。また、屈折面を回
転対称とすることで非対称な色収差の発生を低減させて
いる。

【００９３】本実施形態には更に以下に記す効果があ
る。

【００９４】図１５に示す従来の光学系では、入射側と
射出側の反射面は屈折力を有してはいるが、その間の反
射は単に光束を導くいわゆるライトガイドの役割しか果
たしていない。本実施形態においては、屈折力を持った
少なくとも２つの反射面を一体に形成する事で、光軸を
折り曲げる機能と収差補正の機能を合わせ持つ、コンパ
クトで自由な形状が達成できる性能の良い撮影光学系を
得ている。

【００９５】さらに、本実施形態においては光学系内部
で屈曲している基準軸５は同一平面内、即ち図１の紙面
内に含まれている。これによって、紙面に垂直な方向
（X 方向）の大きさを小さくしている。

【００９６】光学系を構成する各反射面は、入出射する
基準軸と反射面との交点における法線が、基準軸の方向
と一致しない所謂Off-Axial 反射面である。これは従来
のミラー光学系において発生するケラレを防止するとと
もに、これによってより自由な配置をとることができ、
スペース効率がよく、コンパクトで自由な形状の光学素
子を構成している。

【００９７】そして、光学素子を構成する媒質の一部に
屈折率分布をもたせることで、GRIN部分で色収差を補正
し、これにより、反射面では色収差は発生しないので、
プリズム全体として良好な色収差の補正を可能としてい
る。

【００９８】さらに、光学系のメインのパワーをOff-Ax
ial 素子部分が担当し、GRIN部分には主に色収差の補正
を分担させることにより、GRINの分担する屈折力を小さ
くして、必要とする屈折率差Δｎを小さくして、光学素
子の製作を容易としている。

【００９９】このような屈折率分布をもつ光学素子の作
り方としては、例えば、プリズムを成形後、基準点に穴
の開いたマスクを入射面に被せて溶融塩に浸し、表面か
らのイオン交換により母材媒質中に表面から内部に向け
てイオン分布を形成し、これにより屈折率分布を形成す
るという方法などが適用できる。

【０１００】次に本実施形態の構成データを示す。

【０１０１】［実施形態１］水平半画角 9.8 垂直半画角 7.4 絞り径 4.00 i Yi Zi θi Di Ndi νdi 1 0.00 0.00 0.00 1.60 1 絞り 2 0.00 1.60 0.00 8.00 GRIN 屈折面 3 0.00 9.60 30.00 8.00 1.52822 52.50 反射面 4 -6.93 5.60 30.00 6.50 1.52822 52.50 反射面 5 -6.93 12.10 0.00 1.40 1 屈折面 6 -6.93 18.90 0.00 1 像面球面形状 R 2 面 r 2= 8.950 R 5 面 r 5= 7.596 非球面形状 R 3 面 C02= 1.84879e-02 C20= 1.01935e-02 C03= 1.31496e-04 C21=-6.15362e-05 C04= 5.95400e-06 C22= 1.20760e-05 C40=-1.73979e-05 R 4 面 C02= 2.18942e-02 C20= 1.45900e-02 C03=-2.06074e-04 C21=-2.30328e-04 C04= 1.05021e-05 C22=-3.87134e-05 C40=-7.90589e-05 屈折率分布形状と分布係数 Spherical型 C 線 d線 F 線 g線 n0 1.530844 1.533331 1.539023 1.543439 n1 5.327e-04 2.123e-04 -2.687e-06 -3.198e-04 n2 -8.063e-04 -6.390e-04 -4.187e-04 -1.842e-04 r 0 0 0 0 図３は本発明の光学素子を撮影光学系に適用したときの
実施形態２の要部概略図である。同図において図１で示
した要素と同一要素には同符番を付している。

【０１０２】本実施形態では、入射面近傍の媒質が屈折
率分布を有しており、その分布形状はAxial 分布であ
る。

【０１０３】図４に本実施形態の光学系の横収差図を示
す。収差図中、点線はｃ線、実線はｄ線、一点鎖線はｆ
線、鎖線はｇ線を表している。同図に示すように本実施
形態はバランスの良い収差補正状態が得られている。

【０１０４】Off-Axial 部分では主に偏心収差を補正
し、GRIN部分では屈折面が球面であるにも関わらず非球
面効果を有しており回転対称な収差を補正させることが
出来るので、収差補正上も有利である。

【０１０５】このような屈折率分布をもつ光学素子の作
り方として、例えば、プリズムの入射面を平面にして成
形した後、入射面をからAxial 型屈折率分布を形成し、
その後で入射面を曲面に仕上げるという方法や、Axial
分布を持った平板を球面にしプリズムに張り合わせる、
等の方法が適用できる。

【０１０６】次に本発明の実施形態２の構成データを示
す。

【０１０７】［実施形態２］水平半画角 9.8 垂直半画角 7.4 絞り径 3.50 i Yi Zi θi Di Ndi νdi 1 0.00 0.00 0.00 1.28 1 絞り 2 0.00 1.28 0.00 6.40 GRIN 屈折面 3 0.00 7.68 30.00 6.40 1.48700 70.40 反射面 4 -5.54 4.48 30.00 5.20 1.48700 70.40 反射面 5 -5.54 9.68 0.00 1.30 1 屈折面 6 -5.54 15.98 0.00 1 像面球面形状 R 2 面 r 2= 13.628 R 5 面 r 6=-15.638 非球面形状 R 3 面 C02=-6.25182e-04 C20=-1.23028e-03 C03= 1.23878e-05 C21= 3.96725e-06 C04=-2.85625e-05 C22=-6.13030e-05 C40=-6.24598e-05 R 4 面 C02= 8.99528e-04 C20= 2.78334e-04 C03= 4.64085e-06 C21=-4.30489e-05 C04=-6.73998e-05 C22=-1.55569e-04 C40=-1.39037e-04 屈折率分布形状と分布係数 Axial 型 C 線 d線 F 線 g線 n0 1.697950 1.700000 1.707110 1.715443 a -3.085e-02 -1.528e-02 -1.281e-01 -2.073e-01 図５は本発明の光学素子を撮影光学系に適用したときの
実施形態３の要部概略図である。同図において図１で示
した要素と同一要素には同符号を付している。

【０１０８】本実施形態では、射出面近傍の媒質が屈折
率分布を有しており、その分布形状はRadial分布であ
る。

【０１０９】図６に本実施形態の光学系の横収差図を示
す。収差図中、点線はｃ線、実線はｄ線、一点鎖線はｆ
線、鎖線はｇ線を表している。同図に示すように本実施
形態はバランスの良い収差補正状態が得られている。

【０１１０】そして、光学系のメインのパワーをOff-Ax
ial 素子部分が担当し、GRIN部分には主に色収差の補正
を分担させると、GRINの分担する屈折力が小さくて済
み、必要とする屈折率差Δｎを小さくして光学素子の製
作を容易にしている。

【０１１１】このような屈折率分布をもつ光学素子の作
り方としては、例えば、射出面にマスクをかけ溶融塩に
浸し、射出面近傍の円筒の側面部から屈折率分布を形成
したり、Radial分布を持ったレンズをプリズムに張り合
わせる、等の方法が適用できる。次に本発明の実施形態
３の構成データを示す。

【０１１２】［実施形態３］水平半画角 9.8 垂直半画角 7.4 絞り径 3.50 i Yi Zi θi Di Ndi νdi 1 0.00 0.00 0.00 1.28 1 絞り 2 0.00 1.28 0.00 5.00 1.51633 64.15 屈折面 3 0.00 6.28 30.00 7.00 1.51633 64.15 反射面 4 -6.06 2.78 30.00 5.00 1.51633 64.15 反射面 5 -6.06 7.78 0.00 2.00 GRIN 屈折面 6 -6.06 9.78 0.00 1.30 1 屈折面 7 -6.06 16.08 0.00 1 像面球面形状 R 2 面 r 2= 13.646 R 5 面 r 5=∞ R 6 面 r 6=105.897 非球面形状 R 3 面 C02=-3.04681e-03 C20=-4.10667e-03 C03= 5.75544e-05 C21= 6.45823e-05 C04= 2.44996e-08 C22= 9.95117e-06 C40= 1.47986e-06 R 4 面 C02=-3.24919e-03 C20=-4.52130e-03 C03= 1.04329e-04 C21= 1.02292e-04 C04=-4.26478e-05 C22=-8.76088e-05 C40=-7.16414e-05 屈折率分布形状と分布係数 Radial型 C 線 d線 F 線 g線 n 1.513855 1.516330 1.521904 1.526211 sqrt(A) 1.693e-01 1.689e-01 1.682e-01 1.677e-01 図７は本発明の光学素子を撮影光学系に適用したときの
実施形態４の要部概略図である。同図において図１で示
した要素と同一要素には同符号を付している。

【０１１３】本実施形態の光学素子では、反射面（R3
面）近傍の媒質が屈折率分布を有している。その分布形
状はSpherical 分布であり、曲率中心はR3面の基準点で
ある。

【０１１４】内部に媒質を充填したプリズムの反射面近
傍で媒質が屈折率分布を持つと、反射の前後で基準軸光
線が異なる光路を通るため一般に基準軸光線も屈折率分
布の影響を受けて曲がってしまうが、屈折率分布形状が
基準点に曲率中心を持つSpherical 型ならば、基準軸光
線は等屈折率線に常に垂直に進むので屈折率分布の影響
は受けず、直進する。軸外光（基準軸光線以外の光線）
に対しても、屈折率分布は基準軸に対して対称的になっ
ているので、非対称な収差は発生しにくいという特徴が
ある。

【０１１５】図８に本実施形態の光学系の横収差図を示
す。収差図中、点線はｃ線、実線はｄ線、一点鎖線はｆ
線、鎖線はｇ線を表している。同図に示すように本実施
形態はバランスの良い収差補正状態が得られている。

【０１１６】このような屈折率分布をもつ光学素子の作
り方として、例えば、基準点に穴の開いたマスクをプリ
ズムに被せて溶融塩に浸し、表面からのイオン交換によ
り母材媒質中に表面から内部に向けてイオン分布を形成
し、これにより屈折率分布を形成するという方法などが
適用できる。

【０１１７】次に本実施形態の構成データを示す。

【０１１８】［実施形態４］水平半画角 9.8 垂直半画角 7.4 絞り径 3.50 i Yi Zi θi Di Ndi νdi 1 0.00 0.00 0.00 2.00 1 絞り 2 0.00 2.00 0.00 4.00 1.55865 63.99 屈折面 3 0.00 6.00 0.00 4.00 GRIN 屈折面 4 0.00 10.00 30.00 4.00 GRIN 反射面 5 -3.46 8.00 60.00 6.00 1.55865 63.99 屈折面 6 -8.66 5.00 30.00 6.00 1.55865 63.99 反射面 7 -8.66 11.00 0.00 4.32 1 屈折面 8 -8.66 15.32 -0.00 1 像面球面形状 R 2 面 r 2= 13.914 R 7 面 r 9=-16.686 非球面形状 R 4 面 C02=-2.08517e-04 C20=-5.82742e-03 C03= 5.80058e-05 C21= 8.84213e-05 C04= 8.62241e-06 C22= 1.97117e-05 C40= 1.31147e-06 R 6 面 C02= 4.68679e-03 C20=-1.14050e-02 C03= 1.61946e-05 C21= 3.44913e-04 C04=-2.17998e-05 C22=-7.76908e-05 C40=-1.13931e-04 屈折率分布形状と分布係数 Spherical 型 C 線 d 線 F 線 g 線 n0 1.556078 1.558642 1.563763 1.567671 n1 -0.5206E-04 -0.9946E-05 0.9276E-04 0.2005E-03 n2 -0.3202E-04 0.2773E-05 0.1708E-04 0.3064E-04 図９は本発明の光学素子を撮影光学系に適用したときの
実施形態５の要部概略図である。同図において図１で示
した要素と同一要素には同符号を付している。

【０１１９】この実施形態では、入射屈折面近傍で屈折
率分布を有しており、その分布形状は入射側から見る
と、所謂Radial分布をしている。本実施形態では基準軸
がこの屈折率分布を有している空間内で交差している。
図１０に示すように、光線がR2面からR3面へ向かうとき
はxz断面もyz断面もRadial分布と考えられる。ところ
が、光線が反射面R3，R4で反射され反射面R4から反射面
R5へ向かうとき再びこの屈折率分布空間を通過する際に
はxz断面はAxial 分布に近い分布、yz断面はSpherical
分布をしている。このように、屈折率の分布形状を回
転非対称（アナモルフィック）として使うことができる
ので、Off-Axial 面で発生する偏心収差の補正をGRIN部
に一部任せることが出来る。

【０１２０】つまり、一つの空間を光線の通り方によっ
て異なった屈折率分布として使うことが出来るので、収
差補正、コンパクト化に効果的である。

【０１２１】次に本実施形態の構成データを示す。

【０１２２】［実施形態５］水平半画角 9.8 垂直半画角 7.4 絞り径 3.00 i Yi Zi θi Di Ndi νdi 1 0.00 0.00 0.00 1.79 1 絞り 2 0.00 1.79 0.00 7.40 GRIN 屈折面 3 0.00 9.19 0.00 8.00 1.51633 64.15 屈折面 4 0.00 17.19 22.50 17.00 1.51633 64.15 反射面 5 -12.02 5.17 67.50 8.00 1.51633 64.15 反射面 6 -4.02 5.17 90.00 7.40 GRIN 屈折面 7 3.38 5.17 90.00 7.11 1 屈折面 8 10.49 5.17 90.00 1 像面球面形状 R 2 面 r 2= -35.541 R 3 面 r 3=∞ R 6 面 r 6=∞ 非球面形状 R 4 面 C02=-3.89362e-02 C20=-3.81909e-03 C03=-6.25475e-05 C21= 2.09031e-04 C04= 7.71566e-06 C22=-3.01582e-05 C40=-4.85135e-07 R 5 面 C02= 3.12272e-02 C20= 8.23150e-03 C03=-7.08086e-05 C21=-6.54717e-07 C04= 2.86858e-05 C22= 1.52445e-05 C40=-3.55021e-06 R 7 面 C02= 4.00448e-02 C20=-1.34959e-02 C03=-1.31429e-04 C21= 1.22550e-03 C04=-9.24597e-04 C22=-1.90278e-04 C40=-7.62647e-05 屈折率分布形状と分布係数 Radial型 C 線 d線 F 線 g線 n0 1.523859 1.524437 1.521749 1.519671 sqrt(A) -0.2199E-04 -0.4422E-04 -0.9824E-04 -0.1408E-03

【０１２３】

【発明の効果】本発明によれば以上のように各要素を設
定することにより、特に、複数の曲面や平面の反射面を
一体的に形成した光学素子を用いてミラー光学系全体の
小型化を図りつつ、又ミラー光学系にありがちな反射ミ
ラーの配置精度（組立精度）を緩やかにした反射型の光
学系及びそれを用いた撮像装置を達成することができ
る。

【０１２４】さらに、Off-Axial 素子は、反射面では色
収差は発生せず、入射面、射出面でのみ色収差が発生す
る。また、GRINは単体で色消しが可能であるため、組み
合わせることで色収差補正に絶大の効果がある。

【０１２５】また、Off-Axial 素子にパワーを分担させ
ることで、GRINのパワーを小さくし必要とする屈折率差
Δｎを小さくすることができ、作り易い素材にし、しか
も収差の良好に補正されたレンズ系を実現することがで
きる。

【０１２６】また、屈折率分布を持った媒質を、光線の
通り方を変えて、異なった屈折率分布として複数回使う
ことができる。以上により、収差の良好に補正された反
射型の光学素子及びそれを用いた光学系（撮像装置）を
達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１の光学系のYZ面内の断面
図

【図２】実施形態１の横収差図

【図３】本発明の実施形態２の光学系のYZ面内の断面
図

【図４】実施形態２の横収差図

【図５】本発明の実施形態３の光学系のYZ面内の断面
図

【図６】実施形態３の横収差図

【図７】本発明の実施形態４の光学系のYZ面内の断面
図

【図８】実施形態４の横収差図

【図９】本発明の実施形態５の光学系のYZ面内の断面
図

【図１０】図９における光線の通り方と屈折率分布の
影響

【図１１】実施形態５の横収差図

【図１２】本発明の実施形態における座標系の説明図

【図１３】従来のカセグレン式反射望遠鏡の基本構成
図

【図１４】従来のミラー光学系における、主光線を光
軸から離しケラレを防止する第一の方法の説明図

【図１５】従来のミラー光学系における、主光線を光
軸から離しケラレを防止する第二の方法の説明図

【図１６】従来のプリズム反射面に曲率を持った観察
光学系の構成図。

【図１７】従来のプリズム反射面に曲率を持った観察
光学系の構成図。

【図１８】本出願人の別の提案に係る撮像装置の光路
を説明するための図。

【符号の説明】

Ri 面 R1 絞り Di 基準軸に沿った面間隔 Ndi 屈折率 νdi アッベ数１０光学素子１絞り５基準軸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明体の表面に光束が入射する屈折面
と、曲率を有する複数の反射面と、該複数の反射面にて
反射された光束を射出する屈折面とを一体に成形した光
学素子において、該反射面は、それに対する入射・射出
基準軸が基準点における法線に対して傾いているOff-Ax
ial 反射面より成り、該透明体を構成する媒質の少なく
とも一部が屈折率分布を有していることを特徴とする光
学素子。
【請求項２】透明体の表面に光が入射する屈折面と光
が射出する屈折面、そして２面以上のOff-Axial 反射面
を一体で形成した光学素子において、該透明体を構成す
る媒質の一部、又は全部が屈折率分布をもっていること
を特徴とする光学素子。
【請求項３】前記屈折率分布は、基準軸と垂直に屈折
率の変化する、Radial型であることを特徴とする請求項
１又は２の光学素子。
【請求項４】前記屈折率分布は、基準軸方向に屈折率
の変化する、Axial型であることを特徴とする請求項１
又は２の光学素子。
【請求項５】前記屈折率分布は、基準軸上の一点を中
心として屈折率の変化する、Spherical 型であることを
特徴とする請求項１又は２の光学素子。
【請求項６】前記Spherical 型の屈折率分布では基準
点に曲率中心を持つことを特徴とする請求項５記載の光
学素子。
【請求項７】前記屈折率分布はRadial型、Axial 型、
Spherical 型のいずれかの組み合わせであることを特徴
とする請求項１又は２の光学素子。
【請求項８】前記屈折率分布媒質中で少なくとも一回
Off-Axial 反射面の入射基準軸と該Off-Axial 反射面以
外のOff-Axial 反射面の射出基準軸の2 つの軸が交差す
るように各要素を設定したことを特徴とする請求項１〜
７のいずれか１項の光学素子。
【請求項９】前記光学素子は、入射面、複数の曲率を
有する反射面、射出面よりなり均質媒質からなるオフア
キシャル光学素子と、屈折率分布をもった光学素子とを
張り合わせることにより構成されることを特徴とする請
求項１〜８のいずれか１項の光学素子。
【請求項１０】請求項１〜９のいずれか１項に記載の光
学素子を有し、撮像媒体の撮像面上に撮影被写体の像を
結像することを特徴とする光学系。