CN106990504A - 成像光学构件和测量机的光学系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及成像光学构件和测量机的光学系统。一种成像光学构件，其中，构成为具有对入射光进行反射的凹反射面、以及与该凹反射面相对配置的凸反射面，所述凹反射面以使所述入射光聚光到所述凸反射面的方式反射，该凸反射面进行反射，以使所述入射光成像。

Description

成像光学构件和测量机的光学系统
技术领域
本发明涉及成像光学构件和测量机的光学系统以及特别是涉及光接收部的光学系统。
背景技术
为了确保远距离下的光接收光量，用于测量机的光学系统使用大口径的透镜。因此，光学系统大，此外，重量也高。
图1（C）示出了以往使用的光接收部的光学系统1。
利用由多个透镜构成的透镜组2构成成像光学构件，入射光通过透镜的折射作用而在光接收面3上成像。
前述透镜组2具有焦距f1，前述光学系统1的全长为l1。该焦距根据测量机的光学系统被要求的性能来决定。
因此，光接收部为收纳有该前述透镜组2的大小，进而，光轴方向的长度依赖于前述焦距f1。
此外，近年来，谋求测量机的小型化、轻量化，但是，关于光学系统，由于前述透镜组2的大小、焦距f1的制约，难以小型化。
发明内容
本发明的目的在于谋求光接收光学系统的成像光学构件的小型化，进而，能够进行测量机中的光学系统的小型化。
为了达成上述目的，本发明的成像光学构件构成为具有对入射光进行反射的凹反射面、以及与该凹反射面相对配置的凸反射面，所述凹反射面以使所述入射光聚光到所述凸反射面的方式反射，该凸反射面进行反射，以使所述入射光成像。
此外，关于本发明的成像光学构件，所述成像光学构件为透镜，与该透镜的入射面相对的面为凹曲面，除了该凹曲面的中央部之外形成有反射膜，在所述入射面的中央部形成有凹部，在该凹部形成有反射膜而做成凸反射面，被该凸反射面反射的所述入射光透射所述凹曲面的中央部而在所述透镜的外侧成像。
此外，关于本发明的成像光学构件，接合多个透镜来构成所述成像光学构件。
此外，关于本发明的成像光学构件，所述成像光学构件由主透镜、小透镜构成，与所述主透镜的入射面相对的面为凹曲面，除了该凹曲面的中央部之外形成有反射膜，所述小透镜与所述主透镜的入射面的中央部接合，在该小透镜的非接合面形成有凹部，在由该凹部形成的凹曲面形成有反射膜而形成朝向所述凹曲面突出的凸反射面，被该凸反射面反射的所述入射光透射所述凹曲面的中央部而在所述主透镜的外侧成像。
此外，本发明的成像光学构件由透镜和反射镜构成，与所述透镜的入射面相对的面为凹曲面，在该凹曲面形成有反射膜，在所述入射面的中央部形成有凹部，所述反射镜被设置为与所述凹部对峙，被所述凹曲面以聚光到所述凹部的方式反射的入射光透射所述凹部并且被所述反射镜反射而在所述透镜的外侧成像。
此外，本发明的成像光学构件具有凹反射面和与该凹反射面离间的反射折射透镜，该反射折射透镜的与所述凹反射面相反的面为副反射面，所述凹反射面以使入射光入射到所述反射折射透镜的方式反射，该反射折射透镜的与所述凹反射面相对的面构成为被所述副反射面反射的所述入射光在所述凹反射面与所述反射折射透镜之间成像。
此外，本发明的测量机的光学系统具备：对测距光进行投射的投射光学系统、以及对从测定对象反射的反射测距光进行光接收来作为入射光的测距用光接收光学系统，该测距用光接收光学系统具有使所述入射光在光接收面成像的成像光学构件，该成像光学构件为上述的成像光学构件的任一个。
此外，本发明的测量机的光学系统还具有追踪用照明光源，该追踪用照明光源与所述入射面的凹部相对地设置，从所述追踪用照明光源发出的照明光在被所述凹部反射之后射出。
进而，此外，在本发明的测量机的光学系统中，利用分色镜分路通过所述凹曲面的中央部的光轴，在分路后的一个光轴上配设有追踪用照明光源，在另一个光轴上配置有光接收面，所述分色镜构成为将照明光和测距光分离。
根据本发明，构成为具有对入射光进行反射的凹反射面、以及与该凹反射面相对配置的凸反射面，所述凹反射面以使所述入射光聚光到所述凸反射面的方式反射，该凸反射面进行反射，以使所述入射光成像，因此，光轴长度变短，实现光学系统的小型化。
此外，根据本发明，所述成像光学构件为透镜，与该透镜的入射面相对的面为凹曲面，除了该凹曲面的中央部之外形成有反射膜，在所述入射面的中央部形成有凹部，在该凹部形成有反射膜而做成凸反射面，被该凸反射面反射的所述入射光透射所述凹曲面的中央部而在所述透镜的外侧成像，因此，光轴长度变短，实现光学系统的小型化。
此外，根据本发明，具有凹反射面和与该凹反射面离间的反射折射透镜，该反射折射透镜的与所述凹反射面相反的面为副反射面，所述凹反射面以使入射光入射到所述反射折射透镜的方式反射，该反射折射透镜的与所述凹反射面相对的面构成为被所述副反射面反射的所述入射光在所述凹反射面与所述反射折射透镜之间成像，因此，光轴长度变短，实现光学系统的小型化。
进而，此外，根据本发明，具备：对测距光进行投射的投射光学系统、以及对从测定对象反射的反射测距光进行光接收来作为入射光的测距用光接收光学系统，该测距用光接收光学系统具有使所述入射光在光接收面成像的成像光学构件，该成像光学构件为上述的成像光学构件之一，因此，测距用光接收光学系统小型化，进而，测量机的光学系统小型化。
附图说明
图1（A）图1（B）是示出本实施例的成像光学构件的图，图1（C）是示出以往的成像光学构件的图。
图2（A）~图2（C）分别是示出本实施例的成像光学构件的图。
图3是示出本实施例的另一成像光学构件的图。
图4是示出本实施例的另一成像光学构件的图。
图5是示出本实施例的另一成像光学构件的图。
图6是示出本实施例的另一成像光学构件的图。
图7是示出本实施例的另一成像光学构件的图。
图8是示出本实施例的另一成像光学构件的图。
图9是示出本发明的第一实施例的光学配置图。
图10是示出第二实施例的光学配置图。
图11是示出第三实施例的光学配置图。
图12（A）是示出第四实施例的光学配置图，图12（B）是图12（A）的A向视图。
图13（A）是示出第五实施例的光学配置图，图13（B）是图13（A）的A向视图。
图14（A）是示出第六实施例的光学配置图，图14（B）是示出照明光源的部分图。
图15（A）是示出第七实施例的光学配置图，图15（B）是示出照明光源、追踪（tracking）光接收用兼摄像用光接收光学系统的部分图。
图16是示出第八实施例的光学配置图。
图17是设置于追踪光接收用兼摄像用光接收光学系统的光学滤光器（opticalfilter）的透射特性图。
具体实施方式
以下，参照附图并说明本发明的实施例。
图1（A）示出了用于本实施例的光接收部的成像光学构件的一个例子。
该成像光学构件由1个透镜5a构成，该透镜5a具备折射作用和反射作用。
该透镜5a具有作为入射面的物侧的面R1、作为反射面的成像侧的面R2、在前述面R1的中央部且与面R1同心地形成的面R3、在前述面R2的中央部且与面R2同心地形成的面R4。
前述面R1为平面，前述面R2朝向前述面R1为凹面。前述面R3具有规定的直径，朝向前述面R2为凸面。前述面R4为前述面R2的延长也可，或者，为平面也可。此外，或者，为独立的曲面也可。
前述面R1使入射光6全透射，并且，形成有反射防止膜（以下，AR膜）。此外，在前述面R2、前述面R3形成有用于使前述入射光6全反射的反射膜。前述面R4为圆形，该面R4的直径为前述面R3的直径以下。在前述面R4形成有用于使前述入射光6全透射的AR膜。
前述面R2以将通过前述面R1入射的前述入射光6聚光到前述面R3的范围中的方式进行反射。为了使前述入射光6聚光到前述面R3的范围中，前述面R2以球面、非球面等适当的曲面形成。
前述面R3对前述入射光6进行反射，使反射后的该入射光6在透射所述面R4的位置即前述透镜5a的外侧聚光。因此，为了使前述入射光6在透射前述面R4的位置成像，前述面R3以球面、非球面等适当的曲面形成。再有，在光接收元件与前述面R2相接地设置等光接收面与前述面R4一致的情况下，前述透镜5a的成像位置也可以为前述面R2上。
再有，光接收面3为光接收元件的光接收面也可，或者，为光纤的光接收端面也可。
当将本实施例的前述透镜5a的光学系统全长l2与在图1（C）中示出的以往的透镜组2的光学系统全长l1比较时，l2为l1的1/3左右，为大幅度的小型化。
接着，在图1（B）中示出的透镜5b示出了在图1（A）中示出的前述透镜5a的变形。
前述透镜5b与前述透镜5a同样地在面R1的中央形成面R3，在面R2的中央形成面R4。
在前述透镜5b中，使前述面R2、前述面R3的曲率变大，使光学系统全长l3更短。因此，在前述透镜5b中，l3为l1的1/5以下，为进一步的小型化。
再有，使曲率变大，由此，面间偏心灵敏度变大，制造难易度变高，因此，考虑光学系统被要求的特性来选择曲率。
在图2（A）~图2（C）中，说明前述透镜5a的进一步变形例。
再有，图2（A）所示的透镜5a与在图1（A）中示出的透镜5a相同。
此外，图2（A）~图2（C）所示的透镜示出了由单一透镜构成的情况。
图2（B）所示的透镜5c为使面R1为凹曲面并且对从该面R1入射的入射光6作用透镜效果的透镜。从前述面R1入射的前述入射光6进行漫射，并入射到面R2。
此外，图2（C）所示的透镜5d为使面R1为凸曲面并且对从该面R1入射的前述入射光6作用与前述透镜5c相反的透镜效果的透镜。从该面R1入射的前述入射光6进行聚光，并入射到前述面R2。
与光学系统所要求的性能对应地适当选择使前述面R1为平面或为凹曲面或者为凸曲面。
图3示出了作为成像光学构件的透镜7。该透镜7为将在图2（A）中示出的透镜5a分割为2个透镜7’、7’’进而使2个该透镜7’、7’’接合来构成的透镜。在图3中示出了将前述透镜5a分割后的情况，但是，也能够对前述透镜5c、前述透镜5d同样地实施分割。再有，分割并不限于2分割，也可以为3分割以上。
由多个透镜构成成像光学构件，由此，设计的自由度增加，能够进行色差的校正。
作为色差校正的优点，具有将在制造时在调整中使用的波长设定为可见光而能够容易地进行调整的优点。
作为图4所示的成像光学构件的透镜8为由另外的小透镜8’’形成在图1（A）中示出的透镜5a的面R3的透镜。
将前述小透镜8’’与具有面R1、面R2、面R4的透镜8’的面R1的中央部接合。在该小透镜8’’形成有凹曲面（朝向前述面R2为凸面），在该凹曲面形成有全反射膜。
在前述透镜8中，从前述面R1入射的入射光6被前述面R2反射，透射前述面R1，被前述面R3反射，在光接收面3被成像。在前述透镜8中，前述入射光6入射到前述小透镜8’’，透镜效果在从该小透镜8’’向前述透镜8’入射的过程中发挥作用。由2个前述透镜8’、前述透镜8’’构成前述透镜8，由此，设计的自由度增加，能够进行色差的校正。
图5所示的成像光学构件9由反射折射透镜9’和反射镜9’’构成。
前述反射折射透镜9’的入射面（面R1）为凸曲面，在该面R1的中央部形成有凹曲面（面R3）。前述反射镜9’’与前述面R3相对地配设。前述面R1、前述面R3为透射面，面R2为反射面。
关于入射到前述成像光学构件9的入射光6，在前述面R1受到透镜作用，向光轴侧折射，被前述面R2以朝向光轴侧的方式反射。进而，前述入射光6在通过前述面R3的过程中受到透镜作用，向从光轴背离的方向折射。
然后，前述入射光6透射前述面R1，被前述面R2反射，透射前述面R3，被前述反射镜9’’反射，在前述入射光6的入射光路外被成像。
图6所示的成像光学构件11具有与上述的透镜同等的功能，由凹面反射镜12和反射折射透镜13构成。
在前述凹面反射镜12的光轴上与该凹面反射镜12的反射面相对地配设前述反射折射透镜13。
该反射折射透镜13的前述凹面反射镜12侧的面R5为非球面的透镜面，前述反射折射透镜13的物侧为面R6。该面R6与前述凹面反射镜12相对，为对入射光6进行全反射的副反射面。
被前述凹面反射镜12反射的前述入射光6入射到前述反射折射透镜13，在通过前述面R5的过程中受到透镜作用，向从光轴背离的方向折射，进而被前述面R6反射。通过前述面R5的透镜作用和前述面R6的反射作用，在光接收面3上对前述入射光6进行成像。
前述面R6为平面也可，或者，为球面或非球面的曲面也可。
再有，在前述凹面反射镜12与前述反射折射透镜13之间形成有空间，因此，成像位置也可以为前述凹面反射镜12与前述反射折射透镜13之间。
通过使成像位置为前述凹面反射镜12与前述反射折射透镜13之间，从而能够使前述成像光学构件11的光轴方向的长度更短。
在该成像光学构件11中，能够使前述凹面反射镜12的反射面为球面，不需要大口径的非球面透镜，因此，制作成本降低。
在图7中示出的成像光学构件14由反射折射透镜15和反射镜16构成。
前述反射折射透镜15为弯月形透镜（meniscus lens）。该反射折射透镜15的物侧为面R1，该面R1为入射光6的透射面，在前述面R1形成有AR膜。此外，前述反射折射透镜15的相反面为形成有反射膜的面R2。
位于前述反射折射透镜15的光轴上并且与前述面R1相对地设置前述反射镜16。
前述入射光6透射前述面R1而被前述面R2反射，被聚光在面R3。在光轴上对被该面R3反射的前述入射光6进行成像。
在前述成像光学构件14中，成像位置为前述面R3与前述面R1之间。
在前述反射折射透镜15的中央部形成有孔17。通过该孔17配置有光纤18，该光纤18的光接收端面与前述成像位置一致。
在图8中示出的成像光学构件20由凹面反射镜21和凸面反射镜22构成。
前述凹面反射镜21具有将入射光6朝向前述凸面反射镜22聚光的面R2。前述凸面反射镜22对前述入射光6进行反射，使得在光轴上并且在前述凹面反射镜21与前述凸面反射镜22之间进行成像。
再有，也可以在成像位置配设光接收元件，也可以与前述成像光学构件14同样地在前述凹面反射镜21设置前述孔17并且配置在该孔17中通过的光纤18。
再有，如上述那样，本实施例的成像光学构件至少具有大直径的反射面R2和与该反射面R2相对的小直径的反射面R3。前述大直径的反射面R2使前述入射光6入射到前述小直径的反射面R3，进而，该小直径的反射面R3对前述入射光6进行反射，在光轴上成像。
然后，显然能够考虑各种具有这样的光学作用的光学性结构。
接着，对具有上述的成像光学构件的测量机的光学系统进行说明。
图9示出了激光扫描仪的光学系统25来作为具有本发明的成像光学构件的第一实施例。将上述的成像光学构件之中在图1（B）中示出的透镜5b用于该光学系统25。
在图9中，26示出了测距用光接收光学系统，27示出了投射光学系统，28示出了摄像用光接收光学系统，29示出了用于对测距光进行旋转照射的旋转反射镜。
前述透镜5b的光轴31朝向前述旋转反射镜29的中心，在前述光轴31上从前述透镜5b侧起配设有反射镜32、第一分色镜（dichroic mirror）33。前述反射镜32对测距光、激光指示器光、照明光进行反射。前述第一分色镜33透射测距光，反射可见光。
此外，前述光轴31被前述旋转反射镜29偏向，朝向测定方向。
前述投射光学系统27经由前述光轴31分别射出来自测距光光源34的测距光、来自激光指示器用光源35的激光指示器光、来自照明光源36的照明光。在此，前述测距光、前述激光指示器光、前述照明光分别为不同的波长，使得能够利用分色镜分离。
此外，前述投射光学系统27具有第二分色镜37、第三分色镜38。前述第二分色镜37对测距光进行透射，对激光指示器光、照明光进行反射。此外，前述第三分色镜38具有照明光透射但是对激光指示器光进行反射的特性。再有，也可以使前述第三分色镜38为半反射镜。
从前述测距光光源34发出的测距光透射前述第二分色镜37，被前述反射镜32反射，透射前述第一分色镜33，被前述旋转反射镜29偏向，向测定方向照射。
从前述激光指示器用光源35发出的激光指示器光被前述第三分色镜38、前述第二分色镜37反射，被前述反射镜32反射到前述光轴31上，透射前述第一分色镜33，进而被前述旋转反射镜29偏向，向测定方向照射。激光指示器光被照射到与测距光的光轴（即前述光轴31）相同上，示出测定点。
此外，从前述照明光源36发出的照明光透射前述第三分色镜38，被前述第二分色镜37、前述反射镜32反射到前述光轴31上，透射前述第一分色镜33，进而被前述旋转反射镜29偏向，向测定方向照射。
从测定对象反射的反射测距光经由前述光轴31入射到前述旋转反射镜29，被该旋转反射镜29反射，透射前述第一分色镜33、前述反射镜32，通过前述透镜5b在光接收面3成像。
所成像的测距光被光接收元件（未图示）光接收，基于从该光接收元件输出的光接收信号来进行测距。
从测定对象反射的照明光被前述旋转反射镜29、前述第一分色镜33反射，经由前述摄像用光接收光学系统28被摄像元件39光接收。作为该摄像元件39，使用CMOS传感器、CCD等，知晓光接收面内的光接收位置。
在使用激光扫描仪测定需要的测定范围的情况下，存在在测定范围内需要基准点的情况。此时，在基准点设置角隅棱镜（corner cube）等具有回归反射性的测定对象。使用前述照明光对测定对象进行照射，对来自测定对象的反射光进行光接收，对测定对象的位置进行测定，对基准位置进行设定。
如上述，将前述透镜5b用于前述测距用光接收光学系统26，由此，前述测距用光接收光学系统26的光轴长度大幅度地变短，谋求测定装置的小型化。
图10示出了作为在图9中示出的实施例的变形例的第二实施例。再有，在第二实施例中，作为成像光学构件而使用前述透镜5b。此外，在图10中，对与在图9中示出的部分同等的部分标注相同附图标记，并省略其说明。
在图9中示出的实施例中，摄像用光接收光学系统28被配设在测距光的光接收光路中。因此，光接收光量的一部分被前述摄像用光接收光学系统28隔断，但是，在图10中示出的第二实施例中，将前述摄像用光接收光学系统28配设在光接收光路之外。
因此，在第二实施例中能够有效地利用光接收光量。
利用图11来说明第三实施例。
在第三实施例中，在摄像用光接收光学系统28的光轴上设置有用于将来自测距光光源34的测距光、来自激光指示器用光源35的激光指示器光、来自照明光源36的照明光引导到光轴31上的第一分色镜33。
从前述测距光光源34发出的测距光被第二分色镜37、前述第一分色镜33、反射镜32依次反射，射出到前述光轴31。
此外，从前述激光指示器用光源35发出的激光指示器光被第三分色镜38反射，透射前述第二分色镜37，被前述第一分色镜33、前述反射镜32反射，射出到前述光轴31。
此外，从前述照明光源36发出的照明光透射前述第三分色镜38、前述第二分色镜37，被前述第一分色镜33、前述反射镜32反射，射出到前述光轴31。
在该情况下，前述第三分色镜38对照明光进行透射，对激光指示器光进行反射。前述第二分色镜37对测距光进行反射，对照明光、激光指示器光进行透射。前述第一分色镜33对测距光、激光指示器光进行反射，对照明光的一部分进行反射，对照明光的一部分进行透射。
前述第一分色镜33被设置在从前述光轴31偏离的位置，因此，相应地缩短该光轴31的长度。因此，进而，前述测距用光接收光学系统26能够小型化。
图12（A）、图12（B）示出了第四实施例。在图12（A）、图12（B）中，对与在图11中示出的部分同等的部分标注相同附图标记，并省略其说明。
在第三实施例中，由于第二分色镜37造成的光轴的分路方向为相对于纸面平行（与光轴31平行）的方向。另一方面，在第四实施例中，光轴通过前述第二分色镜37在相对于纸面垂直的方向上分路。
在第四实施例中，投射光学系统27被设置在摄像用光接收光学系统28的侧方，因此，光轴31方向的长度变得更短，谋求光学系统的进一步的小型化。
图13（A）、图13（B）示出了第五实施例。在第五实施例中，使用图5所示的成像光学构件9。再有，在图13（A）、图13（B）中，对与在图12（A）、图12（B）中示出的部分同等的部分标注相同附图标记，并省略其说明。再有，在图13（A）、图13（B）中，省略了旋转反射镜29的图示。
在反射镜9’’中，与反射折射透镜9’对峙的面和物侧的两个面为反射面。
投射光学系统27的光轴和摄像用光接收光学系统28的光轴被前述反射镜9’’的物侧的反射面偏向，使得与光轴31一致。此外，从前述反射折射透镜9’射出的入射光6被前述反射镜9’’的前述反射折射透镜9’侧的反射面反射，并被成像。
因此，以夹着前述反射镜9’’的方式在一侧配设有前述投射光学系统27、前述摄像用光接收光学系统28而在另一侧配设有光接收面3等测距光检测部（未图示）。
在第五实施例中，没有配设在前述反射折射透镜9’的非物侧的部分，此外，有效地利用前述反射镜9’’的两侧的空间，因此，能够使光接收系统小型化。
图14（A）示出了第六实施例。在第六实施例中，将图1（B）所示的透镜5b用作成像光学构件。
第六实施例为在图11中示出的第三实施例的变形。在图14（A）、图14（B）中，对与在图11中示出的部分同等的部分标注相同附图标记，并省略其说明。
在使用了前述透镜5b的情况下，在面R3与反射镜32之间产生死区（dead space）41。在第六实施例中，有效利用该死区41，谋求光学系统的小型化。
在通过前述反射镜32的光轴31（前述透镜5b的光轴）上并且与前述面R3相对地设置有照明光源36。从该照明光源36发出的照明光透射前述面R3，在被面R2反射之后射出。在该情况下，前述面R3、前述面R2具有使照明光为平行光的作用。再有，如图14（B）所示那样，也可以在前述照明光源36与前述面R3之间设置聚光透镜40。
再有，也可以配置前述照明光源36，使得照明光朝向前述反射镜32直接射出。
通过采用这样的配置，从而在投射光学系统27中（参照图11）能够省略第二分色镜37等。
图15（A）示出了第七实施例。在第七实施例中，将图1（B）所示的透镜5b用作成像光学构件。
再有，在图15（A）、图15（B）中，对与在图9中示出的部分同等的部分标注相同附图标记，并省略其说明。
在光轴31上设置分色镜43，将前述光轴31分路为反射光轴31a和透射光轴31b。
在前述反射光轴31a上设置有反射镜32、前述透镜5b，在被前述反射镜32反射的光轴上设置有投射光学系统27。此外，在前述透射光轴31b上设置有摄像用光接收光学系统28。
前述分色镜43对测距光进行反射，对照明光的一部分、激光指示器光进行反射，对可见光和照明光的一部分进行透射。
前述摄像用光接收光学系统28对透射前述分色镜43后的照明光进行光接收，取得图像。或者，前述摄像用光接收光学系统28基于对来自作为测定对象的角隅棱镜的反射光进行光接收后的结果来执行追踪。
图15（B）示出了照明光投射部44与前述摄像用光接收光学系统28的关系。以夹着前述摄像用光接收光学系统28的方式对称地设置有2组前述照明光投射部44。
照明光源在对称的位置存在2个，由此，在对来自角隅棱镜等的反射光进行光接收的情况下，2个光接收点的中心为朝向角隅棱镜的前述光轴31的位置，能够正确地进行追踪。因此，在不能将追踪用的照明光射出到测距光轴上的情况下，成为有效的配置。
图16示出了第八实施例。在第八实施例中，将图1（A）所示的透镜5a用作成像光学构件。再有，在图16中，对与在图9中示出的部分同等的部分标注相同附图标记，并省略其说明。此外，成像光学构件也可以为透镜5b~透镜5d、透镜7、透镜8的任一个。
在第八实施例中，在透射了透镜5a的面R4的光轴45上设置有照明用光投射部27’。在前述光轴45上设置有分色镜46。
该分色镜46具有对可见光进行透射而对不可见光进行反射的光学特性。从照明光源36发出的照明光被前述分色镜46透射，通过前述透镜5a而为平行光束，并射出。
此外，前述分色镜46对前述光轴45进行分路，将分路后的光轴向光接收面3偏向。在分路后的光轴上设置有中继透镜（relay lens）47。关于入射到前述透镜5a的入射光6，在透射前述面R4后的位置成像，进而，在被前述分色镜46反射之后，利用前述中继透镜47在光接收面3上成像。
再有，也可以在透射后的光轴配置前述光接收面3而在分路后的光轴设置前述照明用光投射部27’。
也可以在摄像用光接收光学系统28设置有以下的光学滤光器。
设置于通常使用的摄像机的光接收传感器的RGB灵敏度如图17所示。
可见光的波长为400nm~700nm，但是，光接收传感器在红外的区域中也具有灵敏度，特别地，在波长为810nm~840nm的情况下，虽然灵敏度变低，但是RGB均为同等的灵敏度。
利用该特性，在将例如810nm~840nm的波长的红外光用作追踪用的照明光的情况下，制作具有在图17中以曲线49示出的透射特性的滤光器、即透射可见区域的波长并且透射810nm~840nm的范围的波长的滤光器，将该滤光器设置于前述摄像用光接收光学系统28的需要的位置。
通过设置该滤光器，从而能够利用摄像元件39取得自然的色调的图像，并且，也能够对追踪的反射光（红外光）进行光接收。因此，能够基于来自前述摄像元件39的信号来进行追踪。
分色镜为分束器（beam splitter）也可，或者，为具有使波长区域的一部分为分色镜且一部分为分束器的特性的光学元件也可。
进而，为了确保近距离的光接收光量，使上述的面R1~面R4为将透镜的一部分的形状在近距离对准焦点的非球面形状。

Claims (9)

1.一种成像光学构件，其中，构成为具有对入射光进行反射的凹反射面、以及与该凹反射面相对配置的凸反射面，所述凹反射面以使所述入射光聚光到所述凸反射面的方式反射，该凸反射面进行反射，以使所述入射光成像。
2.根据权利要求1所述的成像光学构件，其中，所述成像光学构件为透镜，与该透镜的入射面相对的面为凹曲面，除了该凹曲面的中央部之外形成有反射膜，在所述入射面的中央部形成有凹部，在该凹部形成有反射膜而做成凸反射面，被该凸反射面反射的所述入射光透射所述凹曲面的中央部而在所述透镜的外侧成像。
3.根据权利要求2所述的成像光学构件，其中，接合多个透镜来构成所述成像光学构件。
4.根据权利要求1所述的成像光学构件，其中，所述成像光学构件由主透镜、小透镜构成，与所述主透镜的入射面相对的面为凹曲面，除了该凹曲面的中央部之外形成有反射膜，所述小透镜与所述主透镜的入射面的中央部接合，在该小透镜的非接合面形成有凹部，在由该凹部形成的凹曲面形成有反射膜而形成朝向所述凹曲面突出的凸反射面，被该凸反射面反射的所述入射光透射所述凹曲面的中央部而在所述主透镜的外侧成像。
5.一种成像光学构件，其中，由透镜和反射镜构成，与所述透镜的入射面相对的面为凹曲面，在该凹曲面形成有反射膜，在所述入射面的中央部形成有凹部，所述反射镜被设置为与所述凹部对峙，被所述凹曲面以聚光到所述凹部的方式反射的入射光透射所述凹部并且被所述反射镜反射而在所述透镜的外侧成像。
6.一种成像光学构件，其中，具有凹反射面和与该凹反射面离间的反射折射透镜，该反射折射透镜的与所述凹反射面相反的面为副反射面，所述凹反射面以使入射光入射到所述反射折射透镜的方式反射，该反射折射透镜的与所述凹反射面相对的面构成为被所述副反射面反射的所述入射光在所述凹反射面与所述反射折射透镜之间成像。
7.一种测量机的光学系统，其中，具备：对测距光进行投射的投射光学系统、以及对从测定对象反射的反射测距光进行光接收来作为入射光的测距用光接收光学系统，该测距用光接收光学系统具有使所述入射光在光接收面成像的成像光学构件，该成像光学构件为根据权利要求1~权利要求6之中的任一项。
8.根据权利要求7所述的测量机的光学系统，其中，还具有追踪用照明光源，该追踪用照明光源与所述入射面的凹部相对地设置，从所述追踪用照明光源发出的照明光在被所述凹部反射之后射出。
9.根据权利要求7所述的测量机的光学系统，其中，利用分色镜分路通过所述凹曲面的中央部的光轴，在分路后的一个光轴上配设有追踪用照明光源，在另一个光轴上配置有光接收面，所述分色镜构成为将照明光和测距光分离。
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