JPH11249019A - 光学素子及びそれを用いた光学系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 Off-Axial 光学素子を用い、装置全体の小型
化を図ったビデオカメラやスチールカメラ等に好適な光
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、光束が入射する入射面
と、該入射面からの光束を順次反射する曲率を有する複
数の反射面と、該複数の反射面にて反射された光束を射
出する射出面を一体に形成し、該入射面及び／又は該射
出面近傍に光透過部材を固定したこと。

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、特に曲率を有した複数の反射面を
一体構成した光学素子を利用したビデオカメラやスチー
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６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事により、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事によ
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
る事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７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１
３１、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１
３４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１３
３は光軸１３４に対して紙面下側のみを使用する事によ
り、物体光束１３５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８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１４
２・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，１４
３Ａ，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】ところで、反射鏡と屈折レンズとを両方使
用したカタディオプトリック光学系で、変倍機能を有し
たものとして例えば米国特許第4,477,456 号、 米国特許
第4,571,036 号のディープスカイ望遠鏡がある。これ
は、主鏡に放物面反射鏡を用い、エルフレ接眼鏡を使っ
て倍率を可変にしたものである。

【００１４】また、上記ミラー光学系を構成する複数の
反射面を相対的に移動させることにより、撮影光学系の
結像倍率（焦点距離）を変化させるズーミング技術も知
られている。例えば米国特許4,812,030 号明細書におい
ては、図６に示すカセグレン式反射望遠鏡の構成におい
て、凹面鏡１２１から凸面鏡１２２までの間隔と凸面鏡
１２２から像面１２３までの間隔を相対的に変化させる
ことにより撮影光学系の変倍を行う技術が開示されてい
る。

【００１５】図９は同公報に開示されている別の実施例
である。同図において、物体からの物体光束１５８は第
１凹面鏡１５１に入射してこの面で反射され収束光束と
なって物体側に向かい第１凸面鏡１５２に入射し、ここ
で結像面側へ反射され略平行な光束となって第２凸面鏡
１５４に入射し、この面で反射されて発散光束となって
第２凹面鏡１５５に入射し、ここで反射されて収束光束
となり像面１５７上に結像する。この構成において第１
凹面鏡１５１と第１凸面鏡１５２間の間隔を変化させる
とともに、第２凸面鏡１５４と第２凹面鏡１５５間の間
隔を変化させてズーミングを行い全系のミラー光学系の
焦点距離を変化させている。

【００１６】また、米国特許4,993,818 号明細書におい
ては、図６に示すカセグレン式反射望遠鏡にて結像した
像を後段に設けた別のミラー光学系にて二次結像し、こ
の二次結像用のミラー光学系の結像倍率を変化させるこ
とにより撮影系全体の変倍を行っている。

【００１７】これらの反射型の撮影光学系は、構成部品
点数が多く、必要な光学性能を得るためには、それぞれ
の光学部品を精度良く組み立てることが必要であった。
特に、反射ミラーの早退位置精度が厳しいため、各反射
ミラーの位置及び角度の調整が必須であった。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】図１０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。

【００２３】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１
６３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。

【００２４】一方、物体からの物体光束１６６は反射面
１６２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１６２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。

【００２５】図１１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。

【００２６】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１７７を透過しプリズムＰａに入り放物面反射面１７
１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１
７８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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】さらに、プリズムの一面を反射面とした光
学素子を用いた光ピックアップ用の光学ヘッドが例えば
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。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。

【００３０】ここで、前記米国特許3,674,334 号明細
書、米国特許5,063,586 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。

【００３１】又、米国特許4,812,030 号明細書、米国特
許4,993,818 号明細書に開示されている変倍機能を有す
る撮影光学系は、いずれも反射ミラーや結像レンズなど
の構成部品点数が多く、必要な光学性能を得る為には、
それぞれの光学部品を精度良く組み立てる必要があっ
た。

【００３２】又、特に反射ミラーの相対位置精度が厳し
くなる為、各反射ミラーの位置及び角度の調整を行うこ
とが必要であった。

【００３３】又、従来の反射型の撮影光学系は、光学系
全長が長く画角の小さい所謂望遠タイプのレンズ系に適
した構成となっている。そして、標準レンズの画角から
広角レンズの画角までを必要とする撮影光学系を得る場
合には収差補正上必要とされる反射面数が多くなる為、
更に高い部品精度、高い組立精度が必要となり、コスト
或は全体が大型化する傾向があった。

【００３４】また、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。又、特開平5-12704号公報や特開平6-139612号公報
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。

【００３５】これに対して、本出願人は、特開平8-2923
71号公報において、透明体の表面に光束が入射する屈折
面と、曲率を有した複数の反射面と、これら複数の反射
面にて反射された光束を射出する屈折面を一体に成形し
た光学素子並びにこれを用いた光学系を開示している。

【００３６】このような光学素子を用いることにより、
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
やかにした光学系を提供している。又、絞りを光学系の
最も物体側に配置し、且つ該光学系の中で物体像を少な
くとも１回結像させる構成とすることにより、広画角の
光学系でありながら、光学系の有効径の縮小化を図って
いる。そして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光学系
を提供している。

【００３７】

【発明が解決しようとする課題】本出願人が先の特開平
8-292371号公報において提案した光学素子においては光
学フィルター等の結像光学系以外の光学部品の保持方法
については特に言及されていなかった。

【００３８】本発明は、透明体の表面に、光束が屈折し
て入射する入射面と、該入射光束を順次反射する曲率を
有する複数の反射面と、該複数の反射面にて反射された
光束を屈折して射出する射出面を一体に形成した光学素
子において、該入射面及び／又は該射出面に対して光学
フィルター等の光学部材を接着することにより、光学部
材に対する保持部材を不要とし、装置全体の簡素化を図
った光学素子及びそれを用いた光学系の提供を目的とす
る。

【００３９】また、固体撮像素子を上記光学素子に接着
して両者の位置決めを行い、製造後の位置ずれを防止し
た光学系の提供を目的とする。

【００４０】また、上記光学素子、上記光学部材あるい
は上記固体撮像素子の光学有効部の外気との接触面積を
減らすことにより、塵、埃の影響を低減した光学素子及
びそれを用いた光学系の提供を目的とする。

【００４１】

【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、光束が入射する入射面と、
該入射面からの光束を順次反射する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
る射出面を一体に形成し、該入射面及び／又は該射出面
近傍に光透過部材を固定したことを特徴としている。

【００４２】特に （１−１−１）前記光透過部材は接着固定されているこ
と。

【００４３】（１−１−２）前記光透過部材に他の光透
過部材が接着固定されていること。

【００４４】（１−１−３）前記光透過部材は前記入射
面及び／又は射出面の平面部に接着固定していること。

【００４５】（１−１−４）前記光透過部材は光学的ロ
ーパスフィルター、又は赤外カットフィルターであるこ
と。

【００４６】（１−１−５）前記別の光透過部材は固体
撮像素子の撮像面を覆うカバーガラスであること。

【００４７】（１−１−６）前記光透過部材は反射面を
有するプリズムであること等を特徴としている。

【００４８】本発明の光学系は （２−１）構成（１−１）の光学素子を少なくとも１つ
有していることを特徴としている。

【００４９】

【発明の実施の形態】本発明の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。そこで光学
系中に "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。

【００５０】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。

【００５１】（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。

【００５２】（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。

【００５３】次に本発明の光学系の実施形態について説
明する。

【００５４】図１は本発明の光学素子を用いた光学系の
実施形態１の要部概略図である。図には光路も図示して
いる。図中、１は複数の曲面反射面を備えたOff-Axial
な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１は物体からの光線の通過順に、凹屈折面（入射
面）Ｒ１と、凹面鏡Ｒ２、凸面鏡Ｒ３、凹面鏡Ｒ４、凸
面鏡Ｒ５、凹面鏡Ｒ６の五つの反射面、そして凹屈折面
（射出面）Ｒ７を形成している。５は光学素子１の物体
側に配置した絞り（入射瞳）である。

【００５５】２はローパスフィルター（水晶板）や赤外
カットフィルター等の光学補正板（光透過部材）であ
り、光学素子１の射出面Ｒ７に接着固定している。３は
固体撮像素子４を覆うカバーガラスである。

【００５６】４ａは最終像面であり、ＣＣＤ等の撮像素
子（撮像媒体）４の撮像面が位置する。６は本光学系の
基準軸であり、絞り５の中心を通り、最終像面４ａの中
心へ達する。

【００５７】反射面Ｒ２〜Ｒ６は基準軸６に対して傾い
て配置したOff-Axial 反射面より成っている。

【００５８】２つの屈折面Ｒ１、Ｒ７はいずれも回転対
称の球面、非球面あるいは平面より成っている。これに
より、色収差補正の条件を満たすと共に、光学系を製作
・評価する場合に基準軸を正確に設定できる様してい
る。また、屈折面を回転対称とすることで非対称な色収
差の発生をも低減させている。また、すべての反射面は
ＹＺ平面に対して対称な面となっている。

【００５９】尚、２つの屈折面Ｒ１、Ｒ７を回転非対称
な面、例えばアナモフィック非球面より構成しても良
い。

【００６０】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７は、絞り５により入射光量を規制
された後、光学素子１の入射面Ｒ１で屈折して入射し、
面Ｒ２で反射された後、面Ｒ２と面Ｒ３の間の位置Ｎ１
で一旦結像し、次いで面Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６と順次
反射して行き、射出面Ｒ７を屈折して射出し、光学補正
板２とカバーガラス３を通過して、撮像素子４の最終像
面４ａ上に再結像している。

【００６１】以上のように面Ｒ１から入射した光束は、
光学素子１内部で中間結像する。これによって、光学系
を紙面に垂直な方向に薄型にしており、絞り５を出た軸
外主光線が大きく拡がらない内に収斂させ、光学系の広
角化による第１反射面Ｒ２以降の各面有効径の増大を抑
えている。

【００６２】本実施形態の基準軸はすべて紙面（ＹＺ平
面）に載っている。

【００６３】この様に光学素子１は、入射出面とその中
での複数の曲面反射鏡によって、所望の光学性能を達成
し、全体として結像作用を有するレンズユニットとして
機能している。

【００６４】光学素子１を構成する各反射面は、入射，
出射する基準軸と反射面との交点における法線が、基準
軸と一致しない所謂、偏心反射面である。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り、スペース効率
がよく、コンパクトで自由な形状のOff-Axial 光学素子
を構成している。

【００６５】さらに各反射面の形状は直交する二つの面
(yz 面、xz面）内で屈折力が異なり且つ対称面を1 つだ
け有している。これによって各反射面を偏心配置した事
によって生じる偏心収差を押さえている。

【００６６】本実施形態の光学系を構成する光学素子１
は、複数の曲率を有する反射面を一体化して構成してい
るため、一般的な屈折光学系における複数レンズを保持
するための鏡筒が不要となっている。又、図１に示す構
成は固体撮像素子４の保持部材と光学素子１を固体撮像
素子４の撮像面に対して位置決めする保持部材及び絞り
５の保持部材があれば光学系全体を保持することができ
るようになっている。

【００６７】又、光学素子１を射出した光束が光学補正
板、カバーガラス３を通過した後、固体撮像素子４の撮
像面上に再び像を形成するようにしており、このときの
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、所望の光学性能を有し全体として結像
作用を有するレンズユニットとして機能している。

【００６８】図２は図１に示した光学素子の斜視図であ
る。図２において、図１と同一番号のものは同一の部品
を示している。又、図２においてＡは入射屈折面Ｒ１の
外周に設けられた平面部、Ｂは射出屈折面Ｒ７の外周に
設けられた平面部Ｂである。平面部Ａ及びＢは基本的に
基準軸６に対して垂直な面となっており、平面部Ａは屈
折面Ｒ１より物体側に、平面部Ｂは屈折面Ｒ７より像面
側に位置するように光学素子１の表面に形成している。

【００６９】本実施形態においては、光学補正板２を光
学素子１の射出屈折面Ｒ７近傍に位置する平面部Ｂに接
着している。このようにすることで、光学補正板２を保
持するための保持部材を不必要としている。又、部品点
数削減による簡素化、保持部材分の体積減少による光学
系の小型化を可能としている。

【００７０】又、屈折面Ｒ７を光学補正板２で密封する
ことにより、屈折面Ｒ７と光学補正板２の屈折面Ｒ７側
の面を外気から遮断し、光学素子１における外気との接
触面積を減少させて、塵、埃の光学系への影響を低減し
ている。

【００７１】図３は本発明の実施形態２の要部断面図で
ある。本実施形態は図１の実施形態１に比べて入射面Ｒ
１に赤外カットフィルター等の光学補正板３１を接着固
定している点が異なっているだけであり、その他の構成
は同じである。

【００７２】３２は光学ローパスフィルターである。本
実施形態では光学補正板を光学素子１の入射側と射出側
に分けて接着することにより、射出側の補正板の肉厚を
薄くしている。これによって、光学素子１をバックフォ
ーカスをより短縮した光学設計が可能としている。一般
にＣＣＤは撮像面に対して大きな入射角で光が入射する
と色ムラ等の問題が発生するため、撮像光学系はできる
だけ射出瞳を像面から遠ざけてテレセントリックにする
ことが要求される。図３に示す光学素子１では射出瞳が
像面から等距離にある場合、バックフォーカスを短縮し
た方が最終反射面である凹面鏡Ｒ６の光学有効域を小さ
くすることができる。本実施形態では、このように構成
することによって光学素子１の射出側のｘ方向の厚みを
薄くしている。

【００７３】図４は本発明の実施形態３の要部断面図で
ある。本実施形態は図１の実施形態１に比べて光学補正
板２とカバーガラス３とを接着固定した点が異なってい
るだけであり、その他の構成は同じである。

【００７４】本実施形態では結像面近傍の光学有効部が
全く空気と接しないようにして、塵、埃の付着を完全に
防止して良好な画像を得ている。

【００７５】又、基準軸方向の固体撮像素子の取り付け
位置に対する撮像面位置のばらつきを防止する為、固体
撮像素子の取り付け後に行う光学系のピント調整を本実
施形態ではカバーガラス面を取り付け面とするととも
に、光学素子１の成形の精度、光学補正板２の肉厚光路
長の精度、カバーガラス面と撮像面の位置精度を十分管
理して不要としている。

【００７６】図５は本発明の実施形態４の要部断面図で
ある。本実施形態は図１の実施形態１に比べて１つの光
学素子１に対してハーフミラー面５２を介して２つの固
体撮像素子は４ａ、４ｂを設け、光学補正板２と各々の
固体撮像素子４１、４２に対してカバーガラス３ａ、３
ｂを設けている点が異なっているだけであり、その他の
構成は同じである。

【００７７】カバーガラス３ａ、３ｂはビームスプリッ
タ５１と各々接着して配置している。ビームスプリッタ
５１は２つの３角プリズムを接合した構成で、５２は接
合面である。接合面５２にはハーフミラーコートが施さ
れており、ビームスプリッタ５１に入射した光束は接合
面５２にて透過光と反射光に分離され、透過光はカバー
ガラス３ａを通過して固体撮像素子４１の撮像面４ａ上
に、反射光はカバーガラス３ｂを通過して固体撮像素子
４１の撮像面４ｂ上に各々像を形成する。ここで、例え
ば固体撮像素子４１と４２が一点鎖線で示される基準軸
に対して互いに半画素ピッチずれた位置関係として、２
つの画像を合成することで、所謂画素ずらし効果により
一つの固体撮像素子よりも高解像な画像を得ている。

【００７８】本実施形態ではビームプリッタ５１に二つ
の固体撮像素子を接着している。ここで、接着時に上記
位置関係となるよう調整した後、接着を行ない画素ずら
し量の精度を保証している。又、本実施形態では光学素
子１から固体撮像素子４１、４２までの光学部材をすべ
て接着により固定して製造後の位置ずれ、姿勢変化等を
防止している。

【００７９】尚、光学補正板２が不必要である場合、光
学素子１にビームスプリッタ５１を接着している。又、
ビームスプリッタ５１はハーフコートのみならず、全反
射面を用いた色分解プリズム系であっても同様の効果が
得られる。

【００８０】

【発明の効果】本発明によれば以上のように、透明体の
表面に、光束が屈折して入射する入射面と、該入射光束
を順次反射する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屈折して射出する射出面を
一体に形成した光学素子において、該入射面及び／又は
該射出面に対して光学フィルター等の光学部材を接着す
ることにより、光学部材に対する保持部材を不要とし、
装置全体の簡素化を図った光学素子及びそれを用いた光
学系を達成することができる。

【００８１】この他、本発明によれば、固体撮像素子を
Off-Axial 光学素子、プリズム等に接着することにより
両者の位置決めを行ない、製造後の位置ずれを防止した
光学系を得ることができる。

【００８２】また、Off-Axial 光学素子、光学補正板、
固体撮像素子の光学有効部の空気との接触面積を減らす
ことにより、塵、埃の影響を低減した光学系を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態１の光学系の構成を示す図

【図２】 本発明の実施形態１の光学系の構成を示す斜
視図

【図３】 本発明の実施形態２の光学系の構成を示す図

【図４】 本発明の実施形態３の光学系の構成を示す図

【図５】 本発明の実施形態４の光学系の構成を示す図

【図６】 従来のカセグレン式反射望遠鏡の基本構成図

【図７】 従来のミラー光学系の要部概略図

【図８】 従来のミラー光学系の要部概略図

【図９】 従来のミラー光学系の要部概略図

【図１０】 従来の観察光学系の概略図

【図１１】 従来の観察光学系の概略図

【符号の説明】

１ 光学素子 ２、３１、３２ 光透過部材 ３ カバーガラス ４、４１、４２ 撮像素子 ５ 絞り ６ 基準軸 ７ 光束 ５１ ビームスプリッタ ５２ 反射面

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明体の表面に、光束が入射する入射面
   と、該入射面からの光束を順次反射する曲率を有する複
   数の反射面と、該複数の反射面にて反射された光束を射
   出する射出面を一体に形成し、該入射面及び／又は該射
   出面近傍に光透過部材を固定したことを特徴とする光学
   素子。
2. 【請求項２】 前記光透過部材は接着固定されているこ
   とを特徴とする請求項１の光学素子。
3. 【請求項３】 前記光透過部材に他の光透過部材が接着
   固定されていることを特徴とする請求項２の光学素子。
4. 【請求項４】 前記光透過部材は前記入射面及び／又は
   射出面の平面部に接着固定していることを特徴とする請
   求項１、２又は３の光学素子。
5. 【請求項５】 前記光透過部材は光学的ローパスフィル
   ター、又は赤外カットフィルターであることを特徴とす
   る請求項１、２、３又は４の光学素子。
6. 【請求項６】 前記別の光透過部材は固体撮像素子の撮
   像面を覆うカバーガラスであることを特徴とする請求項
   ３の光学素子。
7. 【請求項７】 前記光透過部材は反射面を有するプリズ
   ムであることを特徴とする請求項１、２、３又は４の光
   学素子。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれか１項に記載の光
   学素子を少なくとも１つ用いることを特徴とする光学
   系。