JP5047403B1 - 光学結像装置 - Google Patents
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Abstract
縦に並べて平行配置された多数の帯状の反射面１１、１３を備える透明物質からなる第１、第２の反射部材１２、１４を、第１、第２の反射部材１２、１４の反射面１１、１３が平面視して交差した状態で、第１、第２の反射部材１２、１４を当接又は近接して配置した光学結像装置１０において、第１、第２の反射部材１２、１４をそれぞれ積層された複数の反射体１５〜１８で形成し、第１、第２の反射部材１２、１４の各反射体１５〜１８の反射面１１、１３の位置を平行にずらした。これによって、多数の観察者が同時に注視する空間に高精細な三次元の実像を安価に形成する。
【選択図】図２
【選択図】図２
Description
本発明は、空中に三次元の実像（立体像）を形成する光学結像装置に関する。
従来、観察者が注視する空間に物体の立体像を簡便に形成する装置として、並べて平行配置された多数の反射面をそれぞれ有する第１、第２の反射部材を、平面視してそれぞれの反射面が直交するように、当接又は近接して重ねて配置し光学結像装置が、例えば特許文献１、２に提案されている。この光学結像装置では、物体から放射される光を第１の反射部材の一側から入射させて内部の反射面で反射し、その反射光を第２の反射部材の反射面で再度反射させて、外部に放出させ、第１、第２の反射部材を中心として物体と面対称の位置で収束させて立体像を結像させている。
特許文献１、２の反射部材（光制御パネル）は、例えば、アルミニウム等の金属蒸着膜からなる反射面が一面側に形成された一定厚みの透明板を、反射面が一方側に配置されるように多数枚積層して積層体を構成し、この積層体から各反射面に対して垂直な切り出し面が形成されるように切り出して２枚の分割パネル（反射部材）を作製して、一方の分割パネルに形成されている反射面に対して、他方の分割パネルに形成されている反射面が直交するように向かい合せに密着させて形成した複合パネル（光学結像装置）を用いて作製される。なお、透明板の厚さが反射面の間隔（ピッチ）に相当し、積層体から切り出す際の幅で複合パネル（分割パネル）の幅が決定される。
ここで、第１、第２の反射部材に用いる反射面の間隔（ピッチ）が小さいほど、物体表面の１点から放射される放射角度差の小さな光同士を、また物体表面の近接した点から放射される光同士を、光制御パネルを介して収束させることができるので、高解像度（高精細）の立体像を結像することができる。そのため、各反射面を形成する透明板の厚さをできるだけ薄くすることが必要になる。一方、立体像を長時間に亘って安定して結像させるためには、反射面間の各ピッチが変化しないことが必要である。そのため、透明板は機械的かつ熱的に変形し難い（剛性が高く、熱膨張係数が小さい）材質であることが望ましく、例えば石英ガラスで形成することが好ましい。しかしながら、透明板を石英ガラスで製造する場合、厚さが薄くなるほど面積の大きな板を作製することが困難（例えば、厚さが０．７ｍｍでは１辺１０００ｍｍ程度の正方形板の製造が可能であるが、厚さが０．３５ｍｍでは１辺２００ｍｍ程度の正方形板の製造が限界となる）になると共に、製作コストも上昇する。その結果、高精細な立体像を、多数の観察者が同時に観察することが可能な大面積の光制御パネル（即ち、反射部材）を安価に製造することができないという問題が生じる。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、多数の観察者が同時に注視する空間に高精細な三次元の実像を形成することが可能な安価な光学結像装置を提供することを目的とする。
前記目的に沿う第１の発明に係る光学結像装置は、縦に並べて平行配置された帯状の反射面を備える透明物質からなる第１、第２の反射部材を、前記第１、第２の反射部材の前記反射面が平面視して交差した状態で、前記第１、第２の反射部材を当接又は近接して配置した光学結像装置において、
前記第１、第２の反射部材をそれぞれ多数の前記反射面を備えて積層された複数の反射体で形成し、前記第１、第２の反射部材の前記各反射体の前記反射面の位置を平行にずらしている。
ここで、「第１、第２の反射部材の反射面が平面視して交差した状態」とは、段違いに（即ち、高さを変えて）重ねて配置した第１の反射部材と第２の反射部材を、反射面に直交する平面上に投影した際に、この平面上に形成される投影図において、第１の反射部材の反射面の投影部と第２の反射部材の反射面の投影部が交差している状態をさす（以下、同様）。
前記第１、第２の反射部材をそれぞれ多数の前記反射面を備えて積層された複数の反射体で形成し、前記第１、第２の反射部材の前記各反射体の前記反射面の位置を平行にずらしている。
ここで、「第１、第２の反射部材の反射面が平面視して交差した状態」とは、段違いに（即ち、高さを変えて）重ねて配置した第１の反射部材と第２の反射部材を、反射面に直交する平面上に投影した際に、この平面上に形成される投影図において、第１の反射部材の反射面の投影部と第２の反射部材の反射面の投影部が交差している状態をさす（以下、同様）。
前記目的に沿う第２の発明に係る光学結像装置は、縦に並べて平行配置された帯状の反射面を備える透明物質からなる第１、第２の反射部材を、前記第１、第２の反射部材の前記反射面が平面視して交差した状態で、前記第１、第２の反射部材を当接又は近接して配置して形成した光反射手段を複数備え、平面視した前記光反射手段は台形状となってその中心線は１点で交わり、しかも、前記第１、第２の反射部材の前記反射面が平面視して交差する交差角度を二等分する二等分線の少なくとも一つは前記中心線に一致している光学結像装置において、
前記第１、第２の反射部材をそれぞれ多数の前記反射面を備えて積層された複数の反射体で形成し、前記第１、第２の反射部材の前記各反射体の前記反射面の位置を平行にずらしている。
前記第１、第２の反射部材をそれぞれ多数の前記反射面を備えて積層された複数の反射体で形成し、前記第１、第２の反射部材の前記各反射体の前記反射面の位置を平行にずらしている。
第１、第２の発明に係る光学結像装置において、前記反射体に前記反射面は一定のピッチで配置され、前記反射体の厚みは前記反射面のピッチの０．１〜１０倍の範囲にあることが好ましい。
第１、第２の発明に係る光学結像装置において、前記第１、第２の反射部材はそれぞれ２層構造となって、隣り合う前記反射体の前記反射面の位置はピッチの１／２ずらすことが好ましい。
また、前記第１、第２の反射部材はそれぞれ３以上１０以下のＳ層構造となって、隣り合う前記反射体の前記反射面の位置はピッチの１／Ｓずらすことが好ましい。
また、前記第１、第２の反射部材はそれぞれ３以上１０以下のＳ層構造となって、隣り合う前記反射体の前記反射面の位置はピッチの１／Ｓずらすことが好ましい。
前記目的に沿う第３の発明に係る光学結像装置は、縦に並べて平行配置された帯状の反射面を備える透明物質からなる第１、第２の反射部材を、前記第１、第２の反射部材の前記反射面が平面視して交差した状態で、前記第１、第２の反射部材を当接又は近接して配置した光学結像装置において、
前記第１、第２の反射部材は、それぞれ多数の前記反射面を備えた複数の反射体を有する多層構造となって、
奇数層及び偶数層の前記反射体の前記反射面は、それぞれ縦方向の位置を一致させて均等配置され、しかも、平面視して前記奇数層の前記反射体の隣り合う前記反射面の中央位置に、前記偶数層の前記反射体の前記反射面が配置されている。
前記第１、第２の反射部材は、それぞれ多数の前記反射面を備えた複数の反射体を有する多層構造となって、
奇数層及び偶数層の前記反射体の前記反射面は、それぞれ縦方向の位置を一致させて均等配置され、しかも、平面視して前記奇数層の前記反射体の隣り合う前記反射面の中央位置に、前記偶数層の前記反射体の前記反射面が配置されている。
第１、第２の発明に係る光学結像装置においては、第１、第２の反射部材をそれぞれ積層された複数の反射体で形成し、第１、第２の反射部材の各反射体の反射面の位置を平行にずらしているので、第１、第２の反射部材内に設けられた反射面のピッチ（間隔）は、第１、第２の反射部材をそれぞれ形成する各反射体の反射面のピッチより小さくすることができる。これにより、例えば、第１の反射部材により、物体表面の１点から放射される放射角度差の小さな光同士を、また物体表面の近接した点から放射される光同士をそれぞれ反射し、第１の反射部材で反射した各反射光を、第２の反射部材で再度反射して収束させることができ、高解像度の立体像を結像することができる。
そして、反射面のピッチの大きな（即ち低解像度の）反射体を用いて、反射面のピッチの小さな第１、第２の反射部材を構成するので、第１、第２の反射部材の大面積化を安価に達成することができ、多数の観察者が同時に高精細な立体像を観察することが可能な光学結像装置を安価に製造できる。
そして、反射面のピッチの大きな（即ち低解像度の）反射体を用いて、反射面のピッチの小さな第１、第２の反射部材を構成するので、第１、第２の反射部材の大面積化を安価に達成することができ、多数の観察者が同時に高精細な立体像を観察することが可能な光学結像装置を安価に製造できる。
第１、第２の発明に係る光学結像装置において、反射体の反射面が一定のピッチで配置され、反射体の厚みが反射面のピッチの０．１〜１０倍の範囲にある場合、反射体に入射した光の中で、反射面で１回だけ反射して反射体を通過する光の割合を増加させることができ、鮮明な（精細な）立体像を形成することができる。ここで、反射体の厚みが反射面のピッチの１０倍を超えると、反射面で１回反射した反射光が隣りの反射面で反射されて、１回目の反射が生じた反射面に入射して再び反射されることが繰り返され、鮮明な立体像が得られない。一方、反射体の厚みが反射面のピッチの０．１倍未満の場合、反射体の反射面で反射される光が少なくなって鮮明な立体像が得られない。
第１、第２の発明に係る光学結像装置において、第１、第２の反射部材がそれぞれ２層構造となって、隣り合う反射体の反射面の位置がピッチの１／２ずれている場合、反射体の反射面のピッチの半分のピッチで反射面が並んだ第１、第２の反射部材を容易に形成することができ、高解像度の立体像を容易に得ることができる。
第１、第２の発明に係る光学結像装置において、第１、第２の反射部材がそれぞれ３以上１０以下のＳ層構造となって、隣り合う反射体の反射面の位置がピッチの１／Ｓずれている場合、反射体の反射面のピッチの１／Ｓのピッチで反射面が並んだ第１、第２の反射部材を容易に形成することができ、より高解像度の立体像を容易に得ることができる。
第３の発明に係る光学結像装置においては、立体像を結像する光が、第１層〜第Ｓ層のいずれか１の反射体の反射面で１回反射して第１、第２の反射部材を通過する光と、第１層〜第Ｓ層の各反射体の反射面で順次反射しながら第１、第２の反射部材を通過する光から構成されるので、結像に関与する光が多くなって、明るい立体像が得られる。ここで、「Ｓ」は２以上の任意の整数を示す。
なお、第１、第２の発明に係る光学結像装置においては、各反射部材の中で１回又は複数回反射することもあり得、複数回の場合はより明るい立体像が得られる。
なお、第１、第２の発明に係る光学結像装置においては、各反射部材の中で１回又は複数回反射することもあり得、複数回の場合はより明るい立体像が得られる。
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解に供する。
図１に示すように、本発明の第１の実施例に係る光学結像装置１０は、縦に並べて平行配置された多数の帯状の反射面１１を備える透明物質からなる第１の反射部材１２と、縦に並べて平行配置された多数の帯状の反射面１３を備える透明物質からなる第２の反射部材１４を、第１、第２の反射部材１２、１４の反射面１１、１３が平面視して交差、例えば直交した状態で、第１、第２の反射部材１２、１４を当接して配置して構成されている。
図１に示すように、本発明の第１の実施例に係る光学結像装置１０は、縦に並べて平行配置された多数の帯状の反射面１１を備える透明物質からなる第１の反射部材１２と、縦に並べて平行配置された多数の帯状の反射面１３を備える透明物質からなる第２の反射部材１４を、第１、第２の反射部材１２、１４の反射面１１、１３が平面視して交差、例えば直交した状態で、第１、第２の反射部材１２、１４を当接して配置して構成されている。
ここで、第１の反射部材１２は積層された複数、例えば２つの反射体１５、１６からなる２層構造となって、反射体１５、１６には反射面１１が一定のピッチで配置され、各反射体１５、１６の反射面１１の位置は、反射面１１のピッチの１／２だけ平行にずれている。また、第２の反射部材１４は積層された複数、例えば２つの反射体１７、１８からなる２層構造となって、反射体１７、１８には反射面１３が一定のピッチ（例えば、反射面１１のピッチと同一）で配置され、各反射体１７、１８の反射面１３の位置は、反射面１３のピッチの１／２だけ平行にずれている。以下、詳細に説明する。
第１の反射部材１２の反射体１５、１６及び第２の反射部材１４の反射体１７、１８をそれぞれ形成する透明物質は、例えば、ガラス又は透明合成樹脂である。ここで、ガラスは石英ガラスが好ましく、透明合成樹脂はアクリル樹脂が好ましい。なお、石英ガラスは、剛性が高く、熱膨張係数が小さいため、石英ガラスを用いて反射体１５〜１８を構成すると、反射体１５〜１８にそれぞれ形成した反射面１１、１３のずれや間隔変化を防止することができる。
また、反射面１１、１３は、金属反射面（例えば、金属めっき層又は金属蒸着層）であって、金属は、例えば、アルミニウム又は銀である。そして、アルミニウムで金属反射面を形成すると、反射率の高い反射面を安価に形成することができる。
また、反射面１１、１３は、金属反射面（例えば、金属めっき層又は金属蒸着層）であって、金属は、例えば、アルミニウム又は銀である。そして、アルミニウムで金属反射面を形成すると、反射率の高い反射面を安価に形成することができる。
第１、第２の反射部材１２、１４は、表裏両面に金属反射面がそれぞれ形成された一定厚みの透明物質からなる透明板を、金属反射面同士が向かい合って配置されるように多数枚積層して積層体を作製し、次にこの積層体から各金属反射面に対して垂直な切り出し面が形成されるように切り出すことにより反射体１５〜１８を作製して、得られた反射体１５〜１８の反射面１１、１３がそれぞれ平行になるように、段違いに当接配置する（例えば、反射体１５、１７の上方に反射体１６、１８を配置する）と共に、反射体１５、１７の反射面１１、１３の位置に対して、反射体１６、１８の反射面１１、１３の位置を反射面１１、１３のピッチの１／２だけずらして、図示しない第１の拘束部材を用いて反射体１５、１６、反射体１７、１８をそれぞれ固定することにより作製する。ここで、透明板の厚みが反射面１１、１３のピッチに相当し、積層体から切り出す際の厚みで反射体１５〜１８の厚み（幅）が決定される。
そして、光学結像装置１０は、第１の反射部材１２と第２の反射部材１４を段違いに、しかも、第１の反射部材１２の反射面１１と第２の反射部材１４の反射面１３が平面視して直交した状態で当接配置させて、図示しない第２の拘束部材を用いて第１、第２の反射部材１２、１４同士を固定することにより作製する。なお、反射体１５及び反射体１６、反射体１７及び反射体１８をそれぞれ固定して第１、第２の反射部材１２、１４を形成する第１の拘束部材と、第１、第２の反射部材１２、１４同士を固定する第２の拘束部材の各作用を備えた反射体固定部材を構成して、反射体１５〜１８を一体的に固定するようにしてもよい。
ここで、反射体１５〜１８を切り出す際の厚みは、第１、第２の反射部材１２、１４の強度や第１、第２の反射部材１２、１４の縦寸法及び横寸法に応じて調整する必要があるが、例えば、０．５〜１０ｍｍである。また、反射体１５〜１８の幅（厚み）は、反射面１１、１３のピッチに対して０．１〜１０倍の範囲（好ましくは０．９〜１．１倍の範囲、より好ましくは１倍）である。
ここで、反射体１５〜１８を切り出す際の厚みは、第１、第２の反射部材１２、１４の強度や第１、第２の反射部材１２、１４の縦寸法及び横寸法に応じて調整する必要があるが、例えば、０．５〜１０ｍｍである。また、反射体１５〜１８の幅（厚み）は、反射面１１、１３のピッチに対して０．１〜１０倍の範囲（好ましくは０．９〜１．１倍の範囲、より好ましくは１倍）である。
続いて、本発明の第１の実施例に係る光学結像装置１０の作用について説明する。
図２〜図４に示すように、光学結像装置１０の第１の反射部材１２の一側（反射体１５の反射体１６との非当接側）に、第１の反射部材１２と隙間を設けて配置した物体Ｍの異なる２点Ｍ１、Ｍ２から放射された光が第１の反射部材１２（反射体１５）の一側の面上の入光部１９から入射すると、入射した光は反射体１５内に進入し、反射面１１のａ１点で反射され、その反射光は反射体１５の他側の面上かつ反射体１５と当接する反射体１６の一側の面上の出入光部２０を介して反射体１６内に進入する。次いで、反射体１６内に進入した反射光は反射体１６内を通過し、反射体１６の他側の面上かつ反射体１６と当接する反射体１７の一側の面上の出入光部２１を介して反射体１７内に進入する。そして、反射体１７内に進入した反射光は、反射面１３のｂ１点で再び反射し、その再反射光は反射体１７の他側の面上かつ反射体１７と当接する反射体１８の一側の面上の出入光部２２を介して反射体１８内に進入し、反射体１８の他側の面上の出光部２３から第２の反射部材１４（反射体１８）の外部に放出される。
図２〜図４に示すように、光学結像装置１０の第１の反射部材１２の一側（反射体１５の反射体１６との非当接側）に、第１の反射部材１２と隙間を設けて配置した物体Ｍの異なる２点Ｍ１、Ｍ２から放射された光が第１の反射部材１２（反射体１５）の一側の面上の入光部１９から入射すると、入射した光は反射体１５内に進入し、反射面１１のａ１点で反射され、その反射光は反射体１５の他側の面上かつ反射体１５と当接する反射体１６の一側の面上の出入光部２０を介して反射体１６内に進入する。次いで、反射体１６内に進入した反射光は反射体１６内を通過し、反射体１６の他側の面上かつ反射体１６と当接する反射体１７の一側の面上の出入光部２１を介して反射体１７内に進入する。そして、反射体１７内に進入した反射光は、反射面１３のｂ１点で再び反射し、その再反射光は反射体１７の他側の面上かつ反射体１７と当接する反射体１８の一側の面上の出入光部２２を介して反射体１８内に進入し、反射体１８の他側の面上の出光部２３から第２の反射部材１４（反射体１８）の外部に放出される。
また、物体Ｍの異なる２点Ｍ１、Ｍ２から放射された別の光が第１の反射部材１２（反射体１５）の一側の面上の入光部２４から入射すると、入射した光は反射体１５内に進入し、反射体１５の他側の面上かつ反射体１５と当接する反射体１６の一側の面上の出入光部２５を介して反射体１６内に進入する。次いで、反射体１６内に進入した光は反射面１１のａ２点で反射され、その反射光は反射体１６の他側の面上かつ反射体１７と当接する反射体１７の一側の面上の出入光部２６を介して反射体１７内に進入し、反射体１７内を通過し、反射体１７の他側の面上かつ反射体１８と当接する反射体１８の一側の面上の出入光部２７を介して反射体１８内に進入する。そして、反射体１８内に進入した反射光は、反射面１３のｂ２点で再び反射し、その再反射光は反射体１８の他側の面上の出光部２８から第２の反射部材１４（光学結像装置１０）の外部に放出される。
反射面１１と反射面１３は、平面視して直交させて配置されているため、反射体１８の出光部２３、２８から第２の反射部材１４の外部に放出される再反射光の中で、第１の反射部材１２に入射した入射光が反射面１１のａ１点、ａ２点で１回目の反射をして、その反射光が第２の反射部材１４の反射面１３のｂ１点、ｂ２点で２回目の反射を起こすと、２回目の反射光である再反射光と物体Ｍから反射面１１に入射した入射光は、平面視して平行になる（図４参照）。このため、物体Ｍの異なる点Ｍ１、Ｍ２から放射されて、光学結像装置１０に入射した光の中で、反射面１１、１３で連続してそれぞれ１回ずつ反射して光学結像装置１０の外部に放出された再反射光は、光学結像装置１０を挟んで物体Ｍと対称の位置に収束し（点Ｍ１´、Ｍ２´）、光学結像装置１０を挟んで物体Ｍと対称の位置に物体像Ｍ´が生成する。
ここで、第１の反射部材１２の反射体１５の反射面１１で反射した反射光は、第２の反射部材１４の反射体１７の反射面１３で、第１の反射部材１２の反射体１６の反射面１１で反射した反射光は、第２の反射部材１４の反射体１８の反射面１３でそれぞれ再び反射する場合について説明したが、第１の反射部材１２の反射体１５、１６のいずれか一方の反射面１１で１回反射し、続いて第２の反射部材１２のいずれか一方の反射体１７、１８の反射面１３で２回目の反射をした反射光であれば、光学結像装置１０を挟んで物体Ｍと対称の位置に収束することができ、物体像Ｍ´を結像する。
また、反射体１５〜１８の幅は、反射面１１、１３のピッチに対して１０倍以下であるので、反射面１１、１３で初めに反射した反射光が、隣りの反射面１１、１３（初めに反射した反射面１１、１３に対向する反射面）で反射されて、初めに反射した反射面１１、１３に入射して再び反射されることが繰り返されることを防止できる。また、反射体１５〜１８の幅を、反射面１１、１３のピッチの０．１倍以上とすることで、反射体１５〜１８の反射面１１、１３の面積を広くして反射される光の量を多くすることができる。これにより、鮮明な像を形成することができる。
更に、第１の反射部材１２の各反射体１５、１６の反射面１１の位置は、反射面１１のピッチの１／２ずれているので、物体Ｍの同一点から放射されて光学結像装置１０に入射する放射角度の差の小さな入射光では、一方の入射光は第１の反射部材１２の反射体１５の反射面１１で反射し、他方の入射光は第１の反射部材１２の反射体１６の反射面１１で反射することができる。また、第２の反射部材１４の各反射体１７、１８の反射面１３の位置も、反射面１３のピッチの１／２ずれている。このため、反射体１５の反射面１１で反射した反射光と反射体１６の反射面１１で反射した反射光は反射角度差が小さくても、一方の反射光は第２の反射部材１４の反射体１７の反射面１３で反射し、他方の反射光は第２の反射部材１４の反射体１８の反射面１３で反射することができる。その結果、物体Ｍの同一点から光学結像装置１０に入射する放射角度の差の小さな入射光を用いて物体像Ｍ´を生成することができ、高精細な像を形成することができる。
なお、物体Ｍの１点から放射されて光学結像装置１０に入射し、第１の反射部材１２の反射体１５、１６の反射面１１で１回反射し、第２の反射部材１４を通過して第２の反射部材１４、即ち光学結像装置１０の外部に放出される反射光、又は第１の反射部材１２の反射体１５、１６を通過し、第２の反射部材１４の反射面１３で１回反射し、光学結像装置１０の外部に放出される反射光は、光学結像装置１０に入射する入射光とは、平面視して平行ではない。このため、第２の反射部材１４の外部に放出される反射光同士は交わることがなく、像は形成されない。
図５に示すように、本発明の第２の実施例に係る光学結像装置２９は、縦に並べて平行配置された多数の帯状の反射面３０を備える透明物質からなる第１の反射部材３１と、縦に並べて平行配置された多数の帯状の反射面３２を備える透明物質からなる第２の反射部材３３を、第１、第２の反射部材３１、３３の反射面３０、３２が平面視して交差、例えば直交した状態で、第１、第２の反射部材３１、３３を当接して配置して構成されている。
ここで、第１の反射部材３１は積層された複数、例えば３つの反射体３４、３５、３６からなる３層構造となって、反射体３４、３５、３６には反射面３０が一定のピッチで配置され、各反射体３４、３５、３６の反射面３０の位置は、反射面３０のピッチの１／３だけ平行にずれている。また、第２の反射部材３３は積層された複数、例えば３つの反射体３７、３８、３９からなる３層構造となって、反射体３７、３８、３９には反射面３２が一定のピッチ（例えば、反射面３０のピッチと同一）で配置され、各反射体３７、３８、３９の反射面３２の位置は、反射面３２のピッチの１／３だけ平行にずれている。以下、詳細に説明する。
第１の反射部材３１の反射体３４〜３６及び第２の反射部材３３の反射体３７〜３９をそれぞれ形成する透明物質は、第１の実施例の光学結像装置１０の反射体１５〜１８の形成に用いたものと同一の透明物質を使用することができる。また、反射面３０、３２は金属反射面とすることができ、光学結像装置１０の反射面１１、１３と同様の材質及び方法を用いて形成することができる。そして、反射体３４〜３９にそれぞれ形成した反射面３０、３２のずれや間隔変化を防止するには、透明物質として石英ガラスを用いることが好ましく、反射率の高い反射面３０、３２を安価に形成するには、アルミニウムで金属反射面を形成することが好ましい。
第１、第２の反射部材３１、３３は、光学結像装置１０の反射体１５〜１８と同様の作製方法で作製した反射体３４〜３９を用いて形成することができ、第１の反射部材３１は、反射体３４〜３６を、反射体３４〜３６の反射面３０が平行になるように段違いに当接配置する（例えば、反射体３４の上方に反射体３５、反射体３５の上方に反射体３６を配置する）と共に、反射体３４〜３６の反射面３０の位置に対して、上下に隣り合う反射体３４〜３６の反射面３０の位置を反射面３０のピッチの１／３だけずらして、図示しない第１の拘束部材を用いて反射体３４〜３６を固定することにより作製する。また、第２の反射部材３３は、反射体３７〜３９を、反射体３７〜３９の反射面３２が平行になるように段違いに当接配置する（例えば、反射体３７の上方に反射体３８、反射体３８の上方に反射体３９を配置する）と共に、反射体３７〜３９の反射面３２の位置に対して、上下に隣り合う反射体３７〜３９の反射面３２の位置を反射面３２のピッチの１／３だけずらして、図示しない第１の拘束部材を用いて反射体３７〜３９を固定することにより作製する。
そして、光学結像装置２９は、第１の反射部材３１と第２の反射部材３３を段違いに、しかも、第１の反射部材３１の反射面３０と第２の反射部材３３の反射面３２が平面視して直交した状態で当接配置させて、図示しない第２の拘束部材を用いて第１、第２の反射部材３１、３３同士を固定することにより作製する。なお、反射体３４〜３６及び反射体３７〜３９をそれぞれ固定して第１、第２の反射部材３１、３３を形成する第１の拘束部材と、第１、第２の反射部材３１、３３同士を固定する第２の拘束部材の各作用を備えた反射体固定部材を構成して、反射体３４〜３９を一体的に固定するようにしてもよい。
ここで、反射体３４〜３９を切り出す際の厚みは、第１、第２の反射部材３１、３３の強度や第１、第２の反射部材３１、３３の縦寸法及び横寸法に応じて調整する必要があるが、例えば、０．５〜１０ｍｍである。また、反射体３４〜３９の幅（厚み）は、反射面３０、３２のピッチに対して０．１〜１０倍の範囲（好ましくは１〜５倍の範囲、より好ましくは２〜３倍）である。
ここで、反射体３４〜３９を切り出す際の厚みは、第１、第２の反射部材３１、３３の強度や第１、第２の反射部材３１、３３の縦寸法及び横寸法に応じて調整する必要があるが、例えば、０．５〜１０ｍｍである。また、反射体３４〜３９の幅（厚み）は、反射面３０、３２のピッチに対して０．１〜１０倍の範囲（好ましくは１〜５倍の範囲、より好ましくは２〜３倍）である。
続いて、本発明の第２の実施例に係る光学結像装置２９の作用について説明する。
図６、図７に示すように、光学結像装置２９の第１の反射部材３１の一側（反射体３４の反射体３５との非当接側）に、第１の反射部材３１と隙間を設けて配置した物体Ｋの異なる２点Ｋ１、Ｋ２から放射された光が第１の反射部材３１（反射体３４）の一側から入射すると、入射した光は反射体３４内に進入し、反射面３０のｃ１点で反射され、その反射光は反射体３４の他側の面から反射体３４と当接する反射体３５の一側の面を介して反射体３５内に進入する。次いで、反射体３５内に進入した反射光は反射体３５内を通過し、反射体３５の他側から反射体３５と当接する反射体３６の一側の面を介して反射体３６内に進入し、反射体３６内を通過して反射体３６の他側の面から反射体３６と当接する第２の反射部材３３の反射体３７の一側の面を介して反射体３７内に進入する。そして、反射体３７内に進入した反射光は、反射面３２のｄ１点で再び反射し、その再反射光は反射体３７の他側の面から反射体３７と当接する反射体３８の一側の面から反射体３８内に進入し、反射体３８内を通過して反射体３８の他側から反射体３８と当接する反射体３９の一側の面から反射体３９内に進入し、反射体３９内を通過して反射体３９の他側の面から反射体３９（第２の反射部材３３）の外部、即ち光学結像装置２９の外部に放出される。
図６、図７に示すように、光学結像装置２９の第１の反射部材３１の一側（反射体３４の反射体３５との非当接側）に、第１の反射部材３１と隙間を設けて配置した物体Ｋの異なる２点Ｋ１、Ｋ２から放射された光が第１の反射部材３１（反射体３４）の一側から入射すると、入射した光は反射体３４内に進入し、反射面３０のｃ１点で反射され、その反射光は反射体３４の他側の面から反射体３４と当接する反射体３５の一側の面を介して反射体３５内に進入する。次いで、反射体３５内に進入した反射光は反射体３５内を通過し、反射体３５の他側から反射体３５と当接する反射体３６の一側の面を介して反射体３６内に進入し、反射体３６内を通過して反射体３６の他側の面から反射体３６と当接する第２の反射部材３３の反射体３７の一側の面を介して反射体３７内に進入する。そして、反射体３７内に進入した反射光は、反射面３２のｄ１点で再び反射し、その再反射光は反射体３７の他側の面から反射体３７と当接する反射体３８の一側の面から反射体３８内に進入し、反射体３８内を通過して反射体３８の他側から反射体３８と当接する反射体３９の一側の面から反射体３９内に進入し、反射体３９内を通過して反射体３９の他側の面から反射体３９（第２の反射部材３３）の外部、即ち光学結像装置２９の外部に放出される。
また、物体Ｋの２点Ｋ１、Ｋ２から放射された別の光は、第１の反射部材３１の反射体３４の一側から入射し反射体３４内に進入し、反射体３４の他側の面から反射体３４と当接する反射体３５の一側の面を介して反射体３５内に進入して、反射面３０のｃ２点で反射され、その反射光は反射体３５の他側の面から反射体３５と当接する反射体３６の一側の面を介して反射体３６内に進入する。次いで、反射体３６内に進入した反射光は反射体３６内を通過し、反射体３６と当接する第２の反射部材３３の反射体３７の一側の面を介して反射体３７内に進入する。そして、反射体３７内に進入した反射光は、反射体３７の他側の面から反射体３７に当接する反射体３８の一側の面を介して反射体３８内に進入して、反射面３２のｄ２点で再度反射され、その再反射光は反射体３８の他側から反射体３８と当接する反射体３９の一側の面を介して反射体３９内に進入し、反射体３９内を通過して反射体３９の他側の面から反射体３９（光学結像装置２９）の外部に放出される。
更に、物体Ｋの２点Ｋ１、Ｋ２から放射された他の光は、第１の反射部材３１の反射体３４の一側から反射体３４内に進入し、反射体３４内に進入した光は、反射体３４内を通過し反射体３４の他側の面から反射体３４に当接する反射体３５の一側の面を介して反射体３５内に進入し、反射体３５内に進入した光は、反射体３５内を通過し、反射体３５の他側の面から反射体３５に当接する反射体３６の一側の面を介して反射体３６内に進入する。次いで、反射体３６内に進入した光は反射面３０のｃ３点で反射され、その反射光は反射体３６の他側の面から反射体３６と当接する第２の反射部材３３の反射体３７の一側の面を介して反射体３７内に進入する。そして、反射体３７内を通過した反射光は反射体３７の他側の面から反射体３７と当接する反射体３８の一側の面を介して反射体３８内に進入し、反射体３８内を通過して反射体３８の他側の面から反射体３８と当接する反射体３９の一側の面を介して反射体３９内に進入し、反射面３２のｄ３点で再度反射され、再反射光は反射体３９内を通過して反射体３９の他側の面から反射体３９（第２の反射部材３３）の外部、即ち光学結像装置２９の外部に放出される。
図７に示すように、反射面３０と反射面３２は、平面視して直交させて配置されているため、第２の反射部材３３の外部に放出される再反射光の中で、第１の反射部材３１に入射した入射光が反射面３０のｃ１点、ｃ２点、ｃ３点で１回目の反射をして、その反射光が第２の反射部材３３の反射面３２のｄ１点、ｄ２点、ｄ３点で２回目の反射を起こすと、２回目の各反射光（各再反射光）と物体Ｋから反射面３０のｃ１点、ｃ２点、ｃ３点にそれぞれ入射した入射光は、平面視して平行になる（図７参照）。このため、物体Ｋの異なる２点Ｋ１、Ｋ２から放射されて、光学結像装置２９に入射した光の中で、反射面３０、３２で連続してそれぞれ１回ずつ反射して光学結像装置２９の外部に放出された再反射光は、光学結像装置２９を挟んで物体Ｋと対称の位置に収束し、光学結像装置２９を挟んで物体Ｋと対称の位置に物体像Ｋ´が生成する。
ここで、第１の反射部材３１の反射体３４の反射面３０で反射した反射光が第２の反射部材３３の反射体３７の反射面３２で、第１の反射部材３１の反射体３５の反射面３０で反射した反射光が第２の反射部材３３の反射体３８の反射面３２で、第１の反射部材３１の反射体３６の反射面３０で反射した反射光が第２の反射部材３３の反射体３９の反射面３２でそれぞれ再び反射する場合について説明したが、第１の反射部材３１の反射体３４〜３６のいずれか１の反射面３０で１回反射し、続いて第２の反射部材３３のいずれか１の反射面３２で２回目の反射をした反射光であれば、光学結像装置２９を挟んで物体Ｋと対称の位置に収束することができ、物体像Ｋ´を結像する。
ここで、反射体３４〜３９の幅は、反射面３０、３２のピッチに対して１０倍以下にするので、反射面３０、３２で初めに反射した反射光が、隣りの反射面３０、３２（初めに反射した反射面３０、３２に対向する反射面）で反射されて、初めに反射した反射面３０、３２に入射して再び反射されることが繰り返されることを防止できる。また、反射体３４〜３９の幅を、反射面３０、３２のピッチの０．１倍以上とすることで、反射体３４〜３９の反射面３０、３２の面積を広くして反射される光の量を多くすることができる。これにより、明るい像を形成することができる。
更に、第１の反射部材３１の各反射体３４〜３６の反射面３０の位置は、反射面３０のピッチの１／３ずれているので、物体Ｋの同一点から放射されて光学結像装置２９に入射する放射角度の差の小さな入射光は、第１の反射部材３１の反射体３４〜３６の反射面３０のいずれか１で反射することができる。また、第２の反射部材３３の反射体３７〜３９の反射面３２の位置も、反射面３２のピッチの１／３ずれている。このため、反射体３４〜３６でそれぞれ反射した反射光の反射角度差が小さくても、反射光は第２の反射部材３３の反射体３７〜３９の反射面３２のいずれか１で反射することができる。その結果、物体Ｋの同一点から光学結像装置２９に入射する放射角度差の小さな入射光を用いて物体像Ｋ´を生成することができ、高精細な像を形成することができる。
なお、物体Ｋの１点から放射されて光学結像装置２９に入射し、第１の反射部材３１の反射体３４〜３６のいずれか１の反射面３０で１回反射し、第２の反射部材３３を通過して光学結像装置２９の外部に放出される反射光、又は第１の反射部材３１の反射体３４〜３６を通過し、第２の反射部材３３の反射体３７〜３９のいずれか１の反射面３２で１回反射し、光学結像装置２９の外部に放出される反射光は、光学結像装置２９に入射する入射光とは、平面視して平行ではない。このため、光学結像装置２９の外部に放出される反射光同士は交わることがなく、像は形成されない。
図８、図９に示すように、本発明の第３の実施例に係る光学結像装置４０は、縦に並べて平行配置された多数の帯状の反射面４１を備える透明物質からなる第１の反射部材４２と、縦に並べて平行配置された多数の帯状の反射面４３を備える透明物質からなる第２の反射部材４４を、第１、第２の反射部材４２、４４の反射面４１、４３が平面視して交差、例えば直交した状態で、第１、第２の反射部材４２、４４を当接して配置して形成した光反射手段４５を複数（Ｎ個）備え、平面視した光反射手段４５の中心線Ｐは１点で交わっている。なお、図８では、反射面４１、４３を明示するため、第１、第２の反射部材４２、４４及び反射面４１、４３をそれぞれ重ねて示している。
図９に示すように、第１の反射部材４２は、積層された複数、例えば２つの反射体４６、４７からなる２層構造となって、反射体４６、４７には反射面４１が一定のピッチで配置され、各反射体４６、４７の反射面４１の位置は、反射面４１のピッチの１／２だけ平行にずれている。また、第２の反射部材４４は積層された複数、例えば２つの反射体４８、４９からなる２層構造となって、反射体４８、４９には反射面４３が一定のピッチ（例えば、反射面４１のピッチと同一）で配置され、各反射体４８、４９の反射面４３の位置は、反射面４３のピッチの１／２だけ平行にずれている。そして、第１の反射部材４２の反射体４６、４７の反射面４１と第２の反射部材４４の反射体４８、４９の反射面４３が平面視して交差する交差角度を二等分する二等分線の少なくとも一つは中心線Ｐに一致する。
ここで、光反射手段４５は、例えば、形状が同一サイズの台形であって、光反射手段４５の中心線Ｐが１点で交わるように並べた場合、光学結像装置４０は平面視して正Ｎ角形となる。そして、各光反射手段４５の中心線Ｐが交わる一点を中心とする領域には、反射面４１、４３が配置されない正Ｎ角形の孔が形成されるので、この孔内に平板状の遮光部５０を嵌入し、物体（図示せず）は遮光部５０の一方側（図８では遮光部５０の下方）に配置する。遮光部５０を設けることで、物体からの光の中で、反射面４１、４３で反射せずに光学結像装置４０を通過する光（無反射の通過光）を遮断することができる。また、物体からの光の中で、光学結像装置４０に小さな入射角度で入射して反射面４１、４３で１回だけ反射して光学結像装置４０を通過する光も効率的に遮断することができる。これによって、反射面４１、４３で１回反射による物体の鏡像（虚像）が、実像に対してゴースト又はノイズとして出現するのを抑制することができる。
なお、Ｎは、例えば、４〜１００の範囲の整数である。そして、Ｎが大きいほど、光反射手段４５に含まれる反射面４１、４３に対する中心線Ｐ上にある反射面４１、４３の割合が向上する。中心線Ｐ上にある反射面４１、４３の割合が向上することによって、反射面４１、４３でそれぞれ１回ずつ反射して光学結像装置４０を通過する光の割合を相対的に増加させる（反射面４１、４３で１回だけ反射して光学結像装置４０を通過する光の割合を相対的に減少させる）ことができ、実像を明るくすることができると共に、物体の鏡像の出現を抑制することができる。
また、本発明の第３の実施例に係る光学結像装置４０の作用（光学結像装置４０の一側に入射する光を、反射面４１と反射面４３でそれぞれ１回ずつ反射して、反射光として光学結像装置４０の他側から光学結像装置４０の外部に放出する作用）は、第１の実施例に係る光学結像装置１０の作用と同一なので、説明は省略する。
また、本発明の第３の実施例に係る光学結像装置４０の作用（光学結像装置４０の一側に入射する光を、反射面４１と反射面４３でそれぞれ１回ずつ反射して、反射光として光学結像装置４０の他側から光学結像装置４０の外部に放出する作用）は、第１の実施例に係る光学結像装置１０の作用と同一なので、説明は省略する。
台形状の光反射手段４５は、例えば、以下のようにして作製することができる。
先ず、第１の実施例の光学結像装置１０の第１、第２の反射部材１２、１４の作製と同様の方法で第１、第２の反射部材４２、４４を形成するための原反射部材５１、５２（原反射部材５１は２つの反射体４６、４７からなる２層構造であり、原反射部材５２は２つの反射体４８、４９からなる２層構造である）をそれぞれ作製し、図１０に示すように、原反射部材５１、５２を段違いに、しかも、原反射部材５１の反射面４１と原反射部材５２の反射面４３が平面視して直交した状態で当接配置させて、図示しない拘束部材を用いて原反射部材５１、５２同士を固定して原光反射手段５３を形成する。
先ず、第１の実施例の光学結像装置１０の第１、第２の反射部材１２、１４の作製と同様の方法で第１、第２の反射部材４２、４４を形成するための原反射部材５１、５２（原反射部材５１は２つの反射体４６、４７からなる２層構造であり、原反射部材５２は２つの反射体４８、４９からなる２層構造である）をそれぞれ作製し、図１０に示すように、原反射部材５１、５２を段違いに、しかも、原反射部材５１の反射面４１と原反射部材５２の反射面４３が平面視して直交した状態で当接配置させて、図示しない拘束部材を用いて原反射部材５１、５２同士を固定して原光反射手段５３を形成する。
次いで、図１０に示すように、原光反射手段５３を水平に配置し、平面視した原光反射手段５３内の原反射部材５１の反射面４１と原反射部材５２の反射面４３との交差角度（９０度）を二等分する各二等分線の方向が、左右方向に対して直交するように原光反射手段５３をその中心周りで回転する。そして、台形の上底及び下底が左右方向に平行となって、台形の中心線が二等分線の中の１つと一致するように光反射手段４５を原光反射手段５３から切り出す。ここで、平面視した物体の外接円の半径ＲＩ、平面視して正Ｎ角形の光学結像装置４０の中心と各頂点との距離をＲＯとすると、上底の長さＬＵは２ＲＩ・ｓｉｎ（１８０°／Ｎ）、下底の長さＬＤは２ＲＯ・ｓｉｎ（１８０°／Ｎ）である。そして、切り出した台形状の光反射手段４５を、各光反射手段４５の中心線Ｐが一点で交わるように連接させて並べ、中央部に正Ｎ角形の孔が形成された正Ｎ角形を作製し、正Ｎ角形の孔に不透明性部材で形成された正Ｎ角形の遮光部５０を装入することにより、光学結像装置４０が作製される。
また、台形状の光反射手段４５は、例えば、以下のようにしても作製することができる。
先ず、原光反射手段５３を水平に配置し、平面視した原光反射手段５３内の原反射部材５１の反射面４１と原反射部材５２の反射面４３との交差角度（９０度）を二等分する各二等分線の方向が、左右方向に対して直交するように原光反射手段５３をその中心の周りで回転する。そして、図１１（Ａ）に示すように、原光反射手段５３から、例えば、一方の辺が反射面４１、４３との交差角度を二等分する二等分線に平行で、一方の辺に直交する他方の辺が二等分線に直交する矩形状の基部材５４を切り出す。次いで、図１１（Ｂ）に示すように、基部材５４から高さが基部材５４の一方の辺の長さに等しく、各頂点が対向する他方の辺上にそれぞれ存在し、中心線が反射面４１、４３との交差角度を二等分する二等分線の１つと一致するように二等辺三角形状の基部材片５５を切り出し、図１１（Ｃ）に示すように、二等辺三角形状の基部材片５５を台形状に組合わせて光反射手段４５を形成する。ここで、光反射手段４５を形成した際に、中央部に配置される二等辺三角形状の各基部材片５５の中心線は連続して直線状になって、台形状の光反射手段４５の中心線と一致するようにする。また、各基部材片５５の全側面は遮光処理して、隣り合う各基部材片５５間において、基部材片５５の側面を介して光が入射するのを防止する。
先ず、原光反射手段５３を水平に配置し、平面視した原光反射手段５３内の原反射部材５１の反射面４１と原反射部材５２の反射面４３との交差角度（９０度）を二等分する各二等分線の方向が、左右方向に対して直交するように原光反射手段５３をその中心の周りで回転する。そして、図１１（Ａ）に示すように、原光反射手段５３から、例えば、一方の辺が反射面４１、４３との交差角度を二等分する二等分線に平行で、一方の辺に直交する他方の辺が二等分線に直交する矩形状の基部材５４を切り出す。次いで、図１１（Ｂ）に示すように、基部材５４から高さが基部材５４の一方の辺の長さに等しく、各頂点が対向する他方の辺上にそれぞれ存在し、中心線が反射面４１、４３との交差角度を二等分する二等分線の１つと一致するように二等辺三角形状の基部材片５５を切り出し、図１１（Ｃ）に示すように、二等辺三角形状の基部材片５５を台形状に組合わせて光反射手段４５を形成する。ここで、光反射手段４５を形成した際に、中央部に配置される二等辺三角形状の各基部材片５５の中心線は連続して直線状になって、台形状の光反射手段４５の中心線と一致するようにする。また、各基部材片５５の全側面は遮光処理して、隣り合う各基部材片５５間において、基部材片５５の側面を介して光が入射するのを防止する。
ここで、二等辺三角形状の基部材片５５の底辺に対向する頂点の角度θを小さくする程、光反射手段４５の組合せで形成される正Ｎ角形の光学結像装置４０においてＮを大きくでき、光学結像装置４０に含まれる反射面４１、４３に対する中心線Ｐ上にある反射面４１、４３の割合を向上することができる。これによって、反射面４１、４３でそれぞれ１回だけ反射して光学結像装置４０を通過する光の割合を相対的に増加させることができ、実像を明るくできると共に、物体の鏡像の出現を抑制することができる。
本発明の第３の実施例に係る光学結像装置４０において、光反射手段４５を構成する原反射部材５１、５２を、原反射部材５１は２つの反射体４６、４７からなる２層構造とし、原反射部材５２は２つの反射体４８、４９からなる２層構造としたが、原反射部材を３つの反射体からなる３層構造とすることもできる。ここで、原反射部材を３層構造とする場合、各反射体の反射面を一定のピッチで配置し、各反射体の反射面の位置は、上下に隣り合う反射体の反射面の位置がピッチの１／３ずれるように配置する。
なお、３層構造からなる原反射部材を用いて作製した光反射手段を使用した光学結像装置の作用（光学結像装置の一側に入射した光を、第１の反射部材を構成する３層配置された反射体のいずれか１の反射体の反射面で１回だけ反射させて第１の反射部材を通過させ、第２の反射部材を構成する３層配置された反射体のいずれか１の反射体の反射面で更に１回だけ反射させて第２の反射部材を通過させて、反射光として光学結像装置の他側の外部に放出する作用）は、第２の実施例に係る光学結像装置２９の作用と同一なので、説明は省略する。
なお、３層構造からなる原反射部材を用いて作製した光反射手段を使用した光学結像装置の作用（光学結像装置の一側に入射した光を、第１の反射部材を構成する３層配置された反射体のいずれか１の反射体の反射面で１回だけ反射させて第１の反射部材を通過させ、第２の反射部材を構成する３層配置された反射体のいずれか１の反射体の反射面で更に１回だけ反射させて第２の反射部材を通過させて、反射光として光学結像装置の他側の外部に放出する作用）は、第２の実施例に係る光学結像装置２９の作用と同一なので、説明は省略する。
図１２に示すように、本発明の第４の実施例に係る光学結像装置５６は、縦に並べて平行配置された多数の帯状の反射面５７（図１３（Ａ）、（Ｂ）参照）を備える透明物質からなる第１の反射部材５８と、縦に並べて平行配置された多数の帯状の反射面５９（図１３（Ａ）、（Ｂ）参照）を備える透明物質からなる第２の反射部材６０を、第１、第２の反射部材５８、６０の反射面５７、５９が平面視して交差、例えば、直交した状態で、第１、第２の反射部材５８、６０を当接して配置して構成されている。
光学結像装置５６の一部拡大した状態を、図１３（Ａ）、（Ｂ）に示す。なお、図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）を紙面内の中心軸（図示せず）の回りに９０度回転させた状態を示している。
第１の反射部材５８は、複数、例えば５つの反射体６１、６２、６３、６４、６５を有する５層構造（多層構造の一例）となって、反射体６１〜６５の中で奇数層の反射体６１、６３、６５の反射面５７は、縦方向の位置を一致させて均等配置、即ち一定のピッチで配置されており、偶数層の反射体６２、６４の反射面５７は、縦方向の位置を一致させて均等配置、即ち、奇数層の反射体６１、６３、６５の反射面５７のピッチと同一のピッチで配置されている。そして、平面視して奇数層の反射体６１、６３、６５の隣り合う反射面５７の中央位置に、偶数層の反射体６２、６４の反射面５７が配置されている。したがって、各反射体６１〜６５の反射面５７の位置は（第１の反射部材５８の反射面５７の位置は）、反射面５７のピッチの１／２だけ平行にずれている。
第１の反射部材５８は、複数、例えば５つの反射体６１、６２、６３、６４、６５を有する５層構造（多層構造の一例）となって、反射体６１〜６５の中で奇数層の反射体６１、６３、６５の反射面５７は、縦方向の位置を一致させて均等配置、即ち一定のピッチで配置されており、偶数層の反射体６２、６４の反射面５７は、縦方向の位置を一致させて均等配置、即ち、奇数層の反射体６１、６３、６５の反射面５７のピッチと同一のピッチで配置されている。そして、平面視して奇数層の反射体６１、６３、６５の隣り合う反射面５７の中央位置に、偶数層の反射体６２、６４の反射面５７が配置されている。したがって、各反射体６１〜６５の反射面５７の位置は（第１の反射部材５８の反射面５７の位置は）、反射面５７のピッチの１／２だけ平行にずれている。
また、第２の反射部材６０は、複数、例えば５つの反射体６６、６７、６８、６９、７０を有する５層構造（多層構造の一例）となって、反射体６６〜７０の中で奇数層の反射体６６、６８、７０の反射面５９は、縦方向の位置を一致させて均等配置、即ち一定のピッチで配置されており、偶数層の反射体６７、６９の反射面５９は、縦方向の位置を一致させて均等配置、即ち、奇数層の反射体６６、６８、７０の反射面５９のピッチと同一のピッチで配置されている。そして、平面視して奇数層の反射体６６、６８、７０の隣り合う反射面５９の中央位置に、偶数層の反射体６７、６９の反射面５９が配置されている。したがって、各反射体６６〜７０の反射面５９の位置は（第２の反射部材６０の反射面５９は）、反射面５９のピッチの１／２だけ平行にずれている。
第１の反射部材５８の反射体６１〜６５及び第２の反射部材６０の反射体６６〜７０をそれぞれ形成する透明物質は、第１の実施例の光学結像装置１０の反射体１５〜１８の形成に用いたものと同一の透明物質を使用することができる。また、反射面５７、５９は金属反射面とすることができ、光学結像装置１０の反射面１１、１３と同様の材質及び方法を用いて形成することができる。そして、反射体６６〜７０にそれぞれ形成した反射面５７、５９のずれや間隔変化を防止するには、透明物質として石英ガラスを用いることが好ましく、反射率の高い反射面５７、５９を安価に形成するには、アルミニウムで金属反射面を形成することが好ましい。
第１、第２の反射部材５８、６０は、光学結像装置１０の反射体１５〜１８と同様の作製方法で作製した反射体６１〜７０を用いて形成することができ、第１の反射部材５８は、反射体６１〜６５を、反射体６１〜６５の反射面５７が平行になるように段違いに当接配置する（例えば、反射体６１の上方に反射体６２、反射体６２の上方に反射体６３、反射体６３の上方に反射体６４、反射体６４の上方に反射体６５を配置する）と共に、平面視して奇数層の反射体６１、６３、６５の隣り合う反射面５７の中央位置に、偶数層の反射体６２、６４の反射面５７が配置されるように、図示しない第１の拘束部材を用いて反射体６１〜６５を固定することにより作製する。
また、第２の反射部材６０は、反射体６６〜７０を、反射体６６〜７０の反射面５９が平行になるように段違いに当接配置する（例えば、反射体６６の上方に反射体６７、反射体６７の上方に反射体６８、反射体６８の上方に反射体６９、反射体６９の上方に反射体７０を配置する）と共に、平面視して奇数層の反射体６６、６８、７０の隣り合う反射面５９の中央位置に、偶数層の反射体６７、６９の反射面５９が配置されるように、図示しない第１の拘束部材を用いて反射体６６〜７０を固定することにより作製する。
また、第２の反射部材６０は、反射体６６〜７０を、反射体６６〜７０の反射面５９が平行になるように段違いに当接配置する（例えば、反射体６６の上方に反射体６７、反射体６７の上方に反射体６８、反射体６８の上方に反射体６９、反射体６９の上方に反射体７０を配置する）と共に、平面視して奇数層の反射体６６、６８、７０の隣り合う反射面５９の中央位置に、偶数層の反射体６７、６９の反射面５９が配置されるように、図示しない第１の拘束部材を用いて反射体６６〜７０を固定することにより作製する。
そして、光学結像装置５６は、第１の反射部材５８と第２の反射部材６０を段違いに、しかも、第１の反射部材５８の反射面５７と第２の反射部材６０の反射面５９が平面視して直交した状態で当接配置させて、図示しない第２の拘束部材を用いて第１、第２の反射部材５８、６０同士を固定することにより作製する。なお、反射体６１〜６５及び反射体６６〜７０をそれぞれ固定して第１、第２の反射部材５８、６０を形成する第１の拘束部材と、第１、第２の反射部材５８、６０同士を固定する第２の拘束部材の各作用を備えた反射体固定部材を構成して、反射体６１〜７０を一体的に固定するようにしてもよい。
ここで、反射体６１〜７０を切り出す際の厚みは、第１、第２の反射部材５８、６０の強度や第１、第２の反射部材５８、６０の縦寸法及び横寸法に応じて調整する必要があるが、例えば、０．５〜１０ｍｍである。また、反射体６１〜７０の幅（厚み）は、反射面５７、５９のピッチに対して０．１〜１０倍の範囲（好ましくは１〜５倍の範囲、より好ましくは２〜３倍）である。
ここで、反射体６１〜７０を切り出す際の厚みは、第１、第２の反射部材５８、６０の強度や第１、第２の反射部材５８、６０の縦寸法及び横寸法に応じて調整する必要があるが、例えば、０．５〜１０ｍｍである。また、反射体６１〜７０の幅（厚み）は、反射面５７、５９のピッチに対して０．１〜１０倍の範囲（好ましくは１〜５倍の範囲、より好ましくは２〜３倍）である。
続いて、本発明の第４の実施例に係る光学結像装置５６の作用について説明する。
図１２に示すように、光学結像装置５６の第１の反射部材５８の一側（反射体６１の反射体６２との非当接側）に、第１の反射部材５８と距離を有して物体Ｔを配置した際に、光学結像装置５６を中心として物体Ｔと面対称の位置に物体像（立体像）Ｔ´を結像する光は、図１３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、光学結像装置５６の第１の反射部材５８の反射体６１〜６５のいずれか１の反射体の反射面５７で１回反射して第１の反射部材５８を通過し、第２の反射部材６０の反射体６６〜７０のいずれか１の反射体の反射面５９で１回反射して第２の反射部材６０を通過する光路Ｗ１を採る光と、第１の反射部材５８の第１〜第５層の各反射体６１〜６５の反射面５７で順次反射しながら第１の反射部材５８を通過し、第２の反射部材６０の第１〜第５層の各反射体６６〜７０の反射面５９で順次反射しながら第２の反射部材６０を通過する光路Ｗ２を採る光から構成される。
ここで、物体Ｔと第１の反射部材５８との距離は、例えば、第１の反射部材５８の厚みの５０倍以上に設定することが好ましい。なお、図１２では、物体Ｔから放出された光が光学結像装置５６を介して結像する状況を定性的に示すため、物体Ｔと第１の反射部材５８との距離を小さくして示すと共に、光学結像装置５６内の光の反射状況は省略している。
図１２に示すように、光学結像装置５６の第１の反射部材５８の一側（反射体６１の反射体６２との非当接側）に、第１の反射部材５８と距離を有して物体Ｔを配置した際に、光学結像装置５６を中心として物体Ｔと面対称の位置に物体像（立体像）Ｔ´を結像する光は、図１３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、光学結像装置５６の第１の反射部材５８の反射体６１〜６５のいずれか１の反射体の反射面５７で１回反射して第１の反射部材５８を通過し、第２の反射部材６０の反射体６６〜７０のいずれか１の反射体の反射面５９で１回反射して第２の反射部材６０を通過する光路Ｗ１を採る光と、第１の反射部材５８の第１〜第５層の各反射体６１〜６５の反射面５７で順次反射しながら第１の反射部材５８を通過し、第２の反射部材６０の第１〜第５層の各反射体６６〜７０の反射面５９で順次反射しながら第２の反射部材６０を通過する光路Ｗ２を採る光から構成される。
ここで、物体Ｔと第１の反射部材５８との距離は、例えば、第１の反射部材５８の厚みの５０倍以上に設定することが好ましい。なお、図１２では、物体Ｔから放出された光が光学結像装置５６を介して結像する状況を定性的に示すため、物体Ｔと第１の反射部材５８との距離を小さくして示すと共に、光学結像装置５６内の光の反射状況は省略している。
図１２の領域Ｚにおける光の入射及び反射の一例として、図１３（Ａ）、（Ｂ）に、第１の反射部材５８（反射体６１）の一側から入射し、第１〜第３層の反射体６１〜６３を順次通過して第４層の反射体６４の一側の面を介して反射体６４内に進入し反射面５７で反射し、第５層の反射体６５の一側の面を介して反射体６５内に進入し反射体６５の他側の面（第１の反射部材５８の他側）から放出され、反射体６５と当接する第２の反射部材６０の反射体６６の一側の面を介して反射体６６内に進入し、第１〜第３層の反射体６６〜６８を順次通過して第４層の反射体６９の一側の面を介して反射体６９内に進入し反射面５９で反射し、第５層の反射体７０の一側の面を介して反射体７０内に進入し反射体７０の他側の面（第２の反射部材６０の他側）から外部、即ち光学結像装置５６の外部に放出される光路Ｗ１を示す。
また、図１３（Ａ）、（Ｂ）に、第１の反射部材５８の一側から入射し、第１層の反射体６１を通過して第２層の反射体６２の一側の面を介して反射体６２内に進入し反射面５７で反射し、反射体６２の他側の面を介して第３層の反射体６３内に進入し、第３、第４層の反射体６３、６４を順次通過し、第５層の反射体６５の一側の面を介して反射体６５内に進入し反射体６５の他側の面（第１の反射部材５８の他側）から放出され、反射体６５と当接する第２の反射部材６０の一側から入射し、第１〜第４層の反射体６６〜６９を順次通過して第５層の反射体７０の一側の面を介して反射体７０内に進入し反射面５９で反射して、反射体７０の他側の面（第２の反射部材６０の他側）から外部、即ち光学結像装置５６の外部に放出される光路Ｗ１を示す。
更に、図１３（Ａ）、（Ｂ）に、第１の反射部材５８（反射体６１）の一側から入射し、第１〜第５層の各反射体６１〜６５の反射面５７で順次反射して、反射体６５の他側の面（第１の反射部材５８の他側）から放出され、反射体６５と当接する第２の反射部材６０の反射体６６の一側の面を介して反射体６６（第２の反射部材６０）内に進入し、第２の反射部材６０の第１〜第５層の各反射体６６〜７０の反射面５９で順次反射して、反射体７０の他側の面（第２の反射部材６０の他側）から外部、即ち光学結像装置５６の外部に放出される光路Ｗ２を示す。
ここで、反射体６１〜７０の幅は、反射面５７、５９のピッチに対して１０倍以下にするので、反射面５７、５９で初めに反射した反射光が、隣りの反射面５７、５９（初めに反射した反射面５７、５９に対向する反射面）で反射されて、初めに反射した反射面５７、５９に入射して再び反射されることが繰り返されることを防止できる。また、反射体６１〜７０の幅を、反射面５７、５９のピッチの０．１倍以上とすることで、反射体６１〜７０の反射面５７、５９の面積を広くして反射される光の量を多くすることができる。更に、物体Ｔの物体像Ｔ´を結像する光は、第１の反射部材５８の反射体６１〜６５のいずれか１の反射体の反射面５７で１回反射し、第２の反射部材６０の反射体６６〜７０のいずれか１の反射体の反射面５９で１回反射して光学結像装置５６を通過する光路Ｗ１を採る光と、第１、第２の反射部材５８、６０の第１〜第５層の各反射体６１〜６５、６６〜７０の反射面５７、５９でそれぞれ順次反射して光学結像装置５６を通過する光路Ｗ２を採る光から構成される。これにより、明るい物体像Ｔ´を形成することができる。
そして、第１の反射部材５８の各反射体６１〜６５の反射面５７の位置は、反射面５７のピッチの１／２だけ平行にずれているので、物体Ｔの同一点から放射されて光学結像装置５６に入射する放射角度の差の小さな入射光は、第１の反射部材５８の反射体６１〜６５の反射面５７のいずれか１で反射することができる。また、第２の反射部材６０の反射体６６〜７０の反射面５９の位置も、反射面５９のピッチの１／２ずれている。このため、第１の反射部材５８の反射体６１〜６５でそれぞれ反射した反射光の反射角度差が小さくても、反射光は第２の反射部材６０の反射体６６〜７０の反射面５９のいずれか１で反射することができる。その結果、物体Ｔの同一点から光学結像装置５６に入射する放射角度差の小さな入射光を用いて物体像Ｔ´を生成することができ、高精細な像を形成することができる。
以上、本発明を、実施例を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施例に記載した構成に限定されるものではなく、請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施例や変形例も含むものである。更に、本実施例とその他の実施例や変形例にそれぞれ含まれる構成要素を組合わせたものも、本発明に含まれる。
例えば、第１〜第３の実施例に係る光学結像装置において、第１、第２の反射部材を当接して配置したが、第１、第２の反射部材を近接して（例えば、第１、第２の反射部材の幅の０．１〜２倍の距離に相当する隙間を設けて）配置してもよい。
また、第２の実施例に係る光学結像装置において、第１、第２の反射部材をそれぞれ３層構造としたが、Ｓ層（Ｓ＝４〜１０）とすることもできる。この場合、隣り合う反射体の反射面の位置はピッチの１／Ｓずらす。
例えば、第１〜第３の実施例に係る光学結像装置において、第１、第２の反射部材を当接して配置したが、第１、第２の反射部材を近接して（例えば、第１、第２の反射部材の幅の０．１〜２倍の距離に相当する隙間を設けて）配置してもよい。
また、第２の実施例に係る光学結像装置において、第１、第２の反射部材をそれぞれ３層構造としたが、Ｓ層（Ｓ＝４〜１０）とすることもできる。この場合、隣り合う反射体の反射面の位置はピッチの１／Ｓずらす。
１０：光学結像装置、１１：反射面、１２：第１の反射部材、１３：反射面、１４：第２の反射部材、１５、１６、１７、１８：反射体、１９：入光部、２０、２１、２２：出入光部、２３：出光部、２４：入光部、２５、２６、２７：出入光部、２８：出光部、２９：光学結像装置、３０：反射面、３１：第１の反射部材、３２：反射面、３３：第２の反射部材、３４、３５、３６、３７、３８、３９：反射体、４０：光学結像装置、４１：反射面、４２：第１の反射部材、４３：反射面、４４：第２の反射部材、４５：光反射手段、４６、４７、４８、４９：反射体、５０：遮光部、５１、５２：原反射部材、５３：原光反射手段、５４：基部材、５５：基部材片、５６：光学結像装置、５７：反射面、５８：第１の反射部材、５９：反射面、６０：第２の反射部材、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９、７０：反射体
Claims (6)
- 縦に並べて平行配置された帯状の反射面を備える透明物質からなる第１、第２の反射部材を、前記第１、第２の反射部材の前記反射面が平面視して交差した状態で、前記第１、第２の反射部材を当接又は近接して配置した光学結像装置において、
前記第１、第２の反射部材をそれぞれ多数の前記反射面を備えて積層された複数の反射体で形成し、前記第１、第２の反射部材の前記各反射体の前記反射面の位置を平行にずらしたことを特徴とする光学結像装置。 - 縦に並べて平行配置された帯状の反射面を備える透明物質からなる第１、第２の反射部材を、前記第１、第２の反射部材の前記反射面が平面視して交差した状態で、前記第１、第２の反射部材を当接又は近接して配置して形成した光反射手段を複数備え、平面視した前記光反射手段は台形状となってその中心線は１点で交わり、しかも、前記第１、第２の反射部材の前記反射面が平面視して交差する交差角度を二等分する二等分線の少なくとも一つは前記中心線に一致している光学結像装置において、
前記第１、第２の反射部材をそれぞれ多数の前記反射面を備えて積層された複数の反射体で形成し、前記第１、第２の反射部材の前記各反射体の前記反射面の位置を平行にずらしたことを特徴とする光学結像装置。 - 請求項１又は２記載の光学結像装置において、前記反射体に前記反射面は一定のピッチで配置され、前記反射体の厚みは前記反射面のピッチの０．１〜１０倍の範囲にあることを特徴とする光学結像装置。
- 請求項３記載の光学結像装置において、前記第１、第２の反射部材はそれぞれ２層構造となって、隣り合う前記反射体の前記反射面の位置はピッチの１／２ずれていることを特徴とする光学結像装置。
- 請求項３記載の光学結像装置において、前記第１、第２の反射部材はそれぞれ３以上１０以下のＳ層構造となって、隣り合う前記反射体の前記反射面の位置はピッチの１／Ｓずれていることを特徴とする光学結像装置。
- 縦に並べて平行配置された帯状の反射面を備える透明物質からなる第１、第２の反射部材を、前記第１、第２の反射部材の前記反射面が平面視して交差した状態で、前記第１、第２の反射部材を当接又は近接して配置した光学結像装置において、
前記第１、第２の反射部材は、それぞれ多数の前記反射面を備えた複数の反射体を有する多層構造となって、
奇数層及び偶数層の前記反射体の前記反射面は、それぞれ縦方向の位置を一致させて均等配置され、しかも、平面視して前記奇数層の前記反射体の隣り合う前記反射面の中央位置に、前記偶数層の前記反射体の前記反射面が配置されていることを特徴とする光学結像装置。
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