JPH1068885A - Optical element and optical system formed by using the same - Google Patents

Optical element and optical system formed by using the same

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JPH1068885A
JPH1068885A JP8245780A JP24578096A JPH1068885A JP H1068885 A JPH1068885 A JP H1068885A JP 8245780 A JP8245780 A JP 8245780A JP 24578096 A JP24578096 A JP 24578096A JP H1068885 A JPH1068885 A JP H1068885A
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JP
Japan
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optical element
light beam
reflection
optical
light
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Withdrawn
Application number
JP8245780A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Kimura
研一 木村
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Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical element with environment resistance, to provide protection of reflection films and to decrease the ghost flare light by the incidence of unnecessary light by covering at least one surfaces of reflection surfaces and flanks with protective members. SOLUTION: The protective members 2 to 6 are formed on the respective reflection surfaces R4, R6, R7, R5, R3 over the entire part thereof. Metallic reflection films are formed by vapor deposition processing, etc., on the effective parts of these surfaces R3 to R7. The respective protective members 2 to 6 are respectively formed on these metallic reflection films. The transmittance over the entire system of the optical element is improved by increasing the reflectivity of the metallic reflection films formed on the surfaces of the respective reflection films. The metallic reflection films formed by vapor deposition, however, have a high probability that the films are corroded in the environmental state of a high temp., high humidity, etc. The protective members 2 to 6 are, thereupon, formed over the entire surface of the respective reflection surfaces R3 to R7 from above the metallic reflection films in order to assure the durability of the metallic reflection films in this case. Namely, the metallic reflection films are shut off and protected from the air by the protective members 2 to 6.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical element and an optical system using the same, and more particularly, to a silver halide camera, a video camera,
It is suitable for a steel video camera, a copying machine, and the like.

【0002】[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12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。
2. Description of the Related Art Conventionally, various photographing optical systems using a reflecting surface such as a concave mirror or a convex mirror have been proposed. FIG. 12 is a schematic diagram of a main part of a so-called mirror optical system (reflection optical system) composed of one concave mirror and one convex mirror.

【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。
In the mirror optical system shown in FIG. 1, an object light beam 124 from an object is reflected by a concave mirror 121, converges toward the object side, is reflected by a convex mirror 122, and is reflected by an image plane.
Image at 123.

【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。
This mirror optical system is based on a so-called Cassegrain-type reflection telescope, and the optical path of a long-lens telephoto lens system composed of a refractive lens is bent by using two opposing reflection mirrors. The purpose is to shorten the entire length of the optical system.

【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。
[0005] For the same reason, in the objective lens system constituting the telescope, for the same reason, in addition to the Cassegrain type, there are known many types in which the entire length of the optical system is shortened by using a plurality of reflecting mirrors.

【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。
As described above, a compact mirror optical system is obtained by efficiently bending the optical path by using a reflecting mirror instead of the lens of the photographing lens having a longer overall lens length.

【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。
However, a mirror optical system such as a Cassegrain-type reflection telescope generally has a problem that part of an object beam is vignetted by the convex mirror 122. This problem is caused by the presence of the convex mirror 122 in the area where the object light beam 124 passes.

【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。
In order to solve this problem, the reflecting mirror is used in an eccentric manner so as to prevent the passing area of the object light beam 124 from being blocked by other parts of the optical system, that is, the principal ray of the light beam.
A mirror optical system that separates 126 from the optical axis 125 has also been proposed.

【0009】図13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13
1 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。
FIG. 13 is a schematic view of a main part of a mirror optical system disclosed in US Pat. No. 3,674,334, which solves the above-mentioned vignetting problem by separating a principal ray of an object light beam from an optical axis. doing. The mirror optical system shown in the figure is a concave mirror in the order in which light beams pass.
There are a reflecting mirror 131, a convex mirror 132 and a concave mirror 133, each of which is originally a reflection mirror rotationally symmetric with respect to the optical axis 134, as shown by a two-dot broken line in the figure. Of these, concave mirror 13
1 is only the upper side of the paper with respect to the optical axis 134, and the convex mirror 132 is the optical axis
By using only the lower side of the drawing with respect to the optical axis 134 and the concave mirror 133 using only the lower side of the drawing with respect to the optical axis 134,
Is separated from the optical axis 134 to form an optical system in which vignetting of the object light beam 135 is eliminated.

【0010】図14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。
FIG. 14 is a schematic view of a main part of a mirror optical system disclosed in US Pat. No. 5,063,586. The mirror optical system shown in the figure solves the above problem by decentering the central axis of the reflection mirror itself with respect to the optical axis and separating the principal ray of the object light beam from the optical axis.

【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。
In FIG. 1, when the vertical axis of the object surface 141 is defined as an optical axis 147, the center coordinates and the center axis of the respective reflecting surfaces of the convex mirror 142, the concave mirror 143, the convex mirror 144 and the concave mirror 145 in the order of passage of the light flux The axes 142A, 143A, 144A, and 145A connecting the center of the reflecting surface and the center of curvature of the surface are eccentric with respect to the optical axis 147. In this figure, by appropriately setting the amount of eccentricity and the radius of curvature of each surface at this time, vignetting of the object light beam 148 by each reflecting mirror is prevented, and the object image is efficiently formed on the image forming surface 146. I have.

【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。
In addition, US Pat. No. 4,737,021 and US Pat. No. 4,265,510 also disclose a configuration in which a part of a reflection mirror that is rotationally symmetric with respect to the optical axis is used to avoid vignetting, or the central axis of the reflection mirror is used as a light source. A configuration is disclosed in which the shaft is eccentric with respect to the shaft to avoid vignetting.

【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。
As described above, by decentering each reflecting mirror constituting the mirror optical system, it is possible to prevent vignetting of the object beam. However, each reflecting mirror must be arranged with a different decentering amount. The structure for mounting the reflection mirror becomes complicated, and it is very severe to secure the mounting accuracy.

【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。
As one method for solving this problem, a method has been proposed in which, for example, a mirror system is divided into one block to avoid errors in assembling optical components during assembly.

【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。
Conventionally, an optical prism used in a finder system of a camera, such as a pentagonal roof prism or a Porro prism, or a light beam from a photographing lens, such as a red light beam, is used as one in which many reflecting surfaces are formed as one block. There is an optical prism, such as a color separation prism, that separates light into three colors of green and blue and forms an object image based on each color light on a corresponding image sensor surface.

【0016】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15の一眼レフカメラのファイン
ダーの断面図を用いて説明する。
As a typical example of an optical prism, the function of a pentagonal roof prism often used in a single-lens reflex camera will be described with reference to a sectional view of a finder of the single-lens reflex camera in FIG.

【0017】図15において、151 は撮影レンズ、152 は
クイックリターンミラー、153 はピント面、154 はコン
デンサーレンズ、155 はペンタゴナルダハプリズム、15
6 は接眼レンズ、157 は観察者の瞳、158 は光軸、159
は像面である。
In FIG. 15, 151 is a taking lens, 152 is a quick return mirror, 153 is a focusing surface, 154 is a condenser lens, 155 is a pentagonal roof prism, 15
6 is the eyepiece, 157 is the observer's pupil, 158 is the optical axis, 159
Is the image plane.

【0018】不図示の被写体からの光線は、撮影レンズ
151 を通過後、クイックリターンミラー152 にてカメラ
の上方向に反射され、像面159 と等価な位置にあるピン
ト面153 に結像する。
A light beam from a subject (not shown) is taken by a photographing lens.
After passing through 151, the light is reflected by the quick return mirror 152 in the upward direction of the camera, and forms an image on a focus plane 153 at a position equivalent to the image plane 159.

【0019】ピント面153 の後方には、撮影レンズ151
の射出瞳を観察者の瞳157 に略結像する為のコンデンサ
ーレンズ154 が配置され、コンデンサーレンズ154 の後
方には、ピント面153 の物体像を正立正像にするペンタ
ゴナルダハプリズム155 が配置されている。
Behind the focusing surface 153, a photographing lens 151 is provided.
A condenser lens 154 for substantially forming an image of the exit pupil on the observer's pupil 157 is disposed, and a pentagonal roof prism 155 for rearranging the object image on the focusing surface 153 as an erect image is disposed behind the condenser lens 154. ing.

【0020】ペンタゴナルダハプリズム155 の入射面15
5aに入射した物体光は、ダハ面155bにより物体像の左右
反転が行われた後、反射面155cにより観察者側に反射さ
れる。
The entrance surface 15 of the pentagonal roof prism 155
The object light incident on 5a is reflected to the observer side by the reflecting surface 155c after the object image is inverted right and left by the roof surface 155b.

【0021】反射面155c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155 の射出面155dを通
過後、接眼レンズ156 に至り、接眼レンズ156 の屈折力
により物体光を略平行光とした後、観察者の瞳157 に至
り、物体像が観察されることとなる。
The object light emitted to the observer side by the reflection surface 155c passes through the emission surface 155d of the pentagonal roof prism 155, reaches the eyepiece 156, and is converted into substantially parallel light by the refractive power of the eyepiece 156. Thereafter, the object reaches the pupil 157 of the observer, and the object image is observed.

【0022】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
が上げられる。
The main problem of these optical prisms, such as the pentagonal roof prism, is that the frequency of harmful ghost light that is incident on the prism from a position and angle other than the effective ray and that is accompanied by illegally incident light is high. Can be raised.

【0023】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15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155b、反射
面155cの順に反射した後、入射面155aで全反射され、15
5dの下側から観察側に射出する。
In the pentagonal roof prism having such a configuration, for example, a ghost light incident at an angle different from that of the effective ray as shown by an arrow in FIG. 15 is reflected on the roof surface 155b and the reflection surface 155c in this order, and then incident. Total reflection at surface 155a, 15
Inject from below 5d to the observation side.

【0024】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為に、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。
When such ghost light is present, an image whose upside down is reversed appears on the lower side of the observation screen because the number of reflections is different from that of a normal effective light ray.

【0025】このゴースト光を除去する為に、ペンタゴ
ナルダハプリズム155 においては、通常遮光溝150 をペ
ンタゴナルダハプリズム155 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。
In order to remove the ghost light, in the pentagonal roof prism 155, the ghost light is usually removed by providing a light shielding groove 150 on the exit surface 205d of the pentagonal roof prism 155.

【0026】また、入射面155aと射出面155d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15
5b及び反射面155cに蒸着される反射膜を温度・湿度等の
環境変化から反射膜を保護し、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。
Further, the entire prism surface except for the entrance surface 155a and the exit surface 155d is covered with black paint so that the roof surface 15
The reflection film deposited on the reflection surface 5b and the reflection surface 155c protects the reflection film from environmental changes such as temperature and humidity, and also shields light rays from outside the prism.

【0027】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。
In these prisms, since a plurality of reflecting surfaces are integrally formed, the relative positional relationship between the respective reflecting surfaces is made with high accuracy, and it is not necessary to adjust the positions of the reflecting surfaces. However, the main function of these prisms is to reverse the image by changing the traveling direction of the light beam, and each reflecting surface is formed of a plane.

【0028】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。
On the other hand, an optical system in which a reflecting surface of a prism has a curvature is also known.

【0029】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。
FIG. 16 is a schematic view of a main part of an observation optical system disclosed in US Pat. No. 4,775,217. This observation optical system is an optical system for observing an external scenery and observing a display image displayed on an information display body while overlapping the scenery.

【0030】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。
In this observation optical system, the display light beam 165 emitted from the display image on the information display body 161 is reflected on the surface 162, goes to the object side, and enters the concave half mirror surface 163. After being reflected by the half mirror surface 163, the display light beam 165 becomes a substantially parallel light beam due to the refracting power of the concave surface 163, and after being refracted and transmitted through the surface 162, an enlarged virtual image of the display image is formed. The light is incident on the pupil 164, and the displayed image is recognized by the observer.

【0031】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。
On the other hand, the object light beam 166 from the object is reflected by the reflection surface 16.
The light enters a surface 167 substantially parallel to 2 and is refracted to reach a concave half mirror surface 163. A semi-transmissive film is deposited on the concave surface 163, and a part of the object light beam 166 transmits through the concave surface 163 and
After being refracted and transmitted through 2, the light enters the pupil 164 of the viewer. Thus, the observer visually recognizes the display image in the outside scenery while overlapping.

【0032】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。
FIG. 17 is a schematic view of a main part of an observation optical system disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-279516. This observation optical system is also an optical system for observing an external scenery and observing a display image displayed on an information display body in an overlapping manner.

【0033】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。
In this observation optical system, the display light beam 174 emitted from the information display 170 is applied to the plane 17 forming the prism Pa.
7, and enters the prism Pa and enters the parabolic reflection surface 171. The display light beam 174 is reflected by the reflection surface 171 to become a convergent light beam and forms an image on the focal plane 176. At this time, the reflection surface 171
The display light beam 174 reflected by the light beam 174 constitutes the prism Pa
The light reaches the focal plane 176 while being totally reflected between the two parallel planes 177 and 178, thereby achieving a reduction in the thickness of the entire optical system.

【0034】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。
Next, the display light beam 174 emitted as divergent light from the focal plane 176 is incident on a parabolic half mirror 172 while being totally reflected between the planes 177 and 178, and reflected by the half mirror plane 172. Simultaneously, the refracting power forms an enlarged virtual image of the display image and forms a substantially parallel light flux, passes through the surface 177 and enters the observer's pupil 173,
This allows the viewer to recognize the display image.

【0035】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。
On the other hand, the object light beam 175 from the outside
The light passes through the surface 178b constituting Pb, passes through the parabolic half mirror 172, passes through the surface 177, and enters the pupil 173 of the observer. The observer visually recognizes the displayed image in an overlapping manner in the outside scenery.

【0036】[0036]

【発明が解決しようとする課題】従来の反射面に曲率を
持たせた光学プリズムにおいては、ペンタゴナルダハプ
リズムに見られるような、有効光線以外の位置及び角度
からプリズムへ入射する、不正入射光による有害なゴー
ストが発生するおそれがある。
In a conventional optical prism having a reflecting surface with a curvature, as in a pentagonal roof prism, an irregularly incident light, which is incident on the prism from a position and an angle other than an effective ray, is used. Harmful ghosts may occur.

【0037】また、反射面に付ける金属膜は、高温や高
湿度等の環境状態において、腐食される可能性が高く、
金属膜の耐久性を確保することが重要な課題となる。
Further, the metal film applied to the reflection surface has a high possibility of being corroded under environmental conditions such as high temperature and high humidity.
It is important to ensure the durability of the metal film.

【0038】さらに、プリズムの材質をガラスとした場
合にはヤケ等の材質そのものの耐環境性が問題となる。
Further, when the prism is made of glass, the material itself such as burns has a problem of environmental resistance.

【0039】前記の従来の観察光学系は曲率を有する反
射面を備えた光学プリズムを構成要素としているが、こ
れらにおいては反射膜の保護や材質の耐環境性、不正な
外光入射に伴う有害なゴースト・フレアーを低減する技
術については直接的に開示していない。
The above-mentioned conventional observation optical system includes an optical prism having a reflecting surface having a curvature as a constituent element. In these, however, protection of a reflecting film, environmental resistance of a material, and harmfulness caused by improper external light incidence are included. It does not directly disclose techniques for reducing ghost and flare.

【0040】本発明は、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、複数の反射
面にて反射された光束を射出する屈折面と複数の側面と
を一体に成形した光学素子において、少なくとも1 つの
面を遮光性の保護部材で覆うことで、光学素子の耐環境
性や反射膜の保護、不要光の入射によるゴースト・フレ
ア光を効果的に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。
According to the present invention, a refracting surface on which a light beam enters, a plurality of reflecting surfaces having a curvature, a refracting surface for emitting the light beam reflected by the plurality of reflecting surfaces, and a plurality of side surfaces are provided on the surface of the transparent body. By covering at least one surface of the optical element with a light-shielding protective member, it is possible to effectively reduce the ghost and flare caused by unnecessary light incident by protecting the optical element from environmental damage and protecting the reflective film. And an optical system using the same.

【0041】その他、 (1−1) 反射膜の上に保護部材を形成することによ
り反射膜を保護する。 (1−2) 少なくとも2 つの面を一体的に遮光性の保
護部材で覆うことにより、面間の境界での遮光及び保護
効果を低下させない。 (1−3) 側面の上に遮光性の保護部材を形成するこ
とによりゴースト・フレア光を効果的に低減すると共に
該側面の腐食を防止する。 (1−4) 1 つの遮光性のシート状の保護部材を複数
の面に密着させることにより少ない部品点数で効果的に
該面を保護する。等の少なくとも1 つの効果を有する光
学素子及びそれを用いた光学系の提供を目的とする。
(1-1) The reflective film is protected by forming a protective member on the reflective film. (1-2) By integrally covering at least two surfaces with a light-shielding protection member, the light-shielding and protection effects at the boundary between the surfaces are not reduced. (1-3) By forming a light-shielding protective member on the side surface, ghost and flare light is effectively reduced and corrosion of the side surface is prevented. (1-4) A single light-shielding sheet-like protective member is adhered to a plurality of surfaces to effectively protect the surfaces with a small number of components. It is an object of the present invention to provide an optical element having at least one effect, and an optical system using the same.

【0042】[0042]

【課題を解決するための手段】本発明の光学素子は、 (2−1) 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、複数の側面とを一体に
成形した光学素子において、該反射面と該側面の少なく
とも1つの面を保護部材で覆う。 (2−2) 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、複数の側面とを一
体に成形した光学素子において、該複数の反射面と側面
のうちの少なくとも2 つの隣り合った面を一体的に保
護部材で覆う。こと等を特徴としている。
The optical element of the present invention comprises: (2-1) a refracting surface on which a light beam is incident on the surface of a transparent body;
In an optical element in which a plurality of reflecting surfaces having a curvature, a refracting surface that emits a light beam reflected by the plurality of reflecting surfaces, and a plurality of side surfaces are integrally formed, at least one of the reflecting surface and the side surface is provided. Cover the surface with a protective member. (2-2) A refracting surface on which a light beam enters, a plurality of reflecting surfaces having a curvature, a refracting surface for emitting the light beam reflected by the plurality of reflecting surfaces, and a plurality of side surfaces, on the surface of the transparent body. Are integrally formed, and at least two adjacent surfaces of the plurality of reflection surfaces and side surfaces are integrally covered with a protective member. It is characterized by

【0043】特に、 (2−2−1) 前記保護部材は外部からの光線を遮断
する。 (2−2−2) 前記保護部材を夫々が覆う面の表面へ
の吹きつけ塗装により形成した。 (2−2−3) 前記保護部材を夫々が覆う面の表面へ
の印刷により形成した。 (2−2−4) 前記保護部材をシート状の部材として
構成し、該保護部材をこれが覆う面の表面へ密着させて
いる。 (2−2−5) 前記保護部材は前記光学素子を塗料に
浸漬することにより形成した。 (2−2−6) 前記保護部材を蒸着加工により形成し
た。 (2−2−7) 前記光束が入射する屈折面及び/又は
前記光束が射出する屈折面において、前記保護部材を光
線有効部の外側に形成している。こと等を特徴としてい
る。
In particular, (2-2-1) the protective member blocks external light rays. (2-2-2) The protective members were formed by spray coating on the surfaces covered by the respective protective members. (2-2-3) The protective members were formed by printing on the surfaces covered by the respective protective members. (2-2-4) The protection member is configured as a sheet-like member, and the protection member is adhered to the surface of the surface covered by the protection member. (2-2-5) The protective member was formed by immersing the optical element in a paint. (2-2-6) The protective member was formed by vapor deposition. (2-2-7) In the refraction surface on which the light beam enters and / or the refraction surface on which the light beam exits, the protection member is formed outside the effective ray part. It is characterized by

【0044】更に、本発明の光学素子は、 (2−3) 透明体の表面に回転対称な2 つの屈折面
と、夫々曲率を有する少なくとも3 つの反射面を形成し
て、光束が1 つの屈折面より入射した時、該光束を該複
数の反射面で順次反射させた後、他方の屈折面より射出
させて像を結像させる光学素子において、該曲率を有す
る複数の反射面はすべて共通の1 平面に対して対称であ
り、該複数の反射面と光学的作用をしない複数の側面の
少なくとも1つの面を保護部材で覆う。 (2−4)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複数の側面とを一体に成形
し、該反射面の少なくとも1つに入射する基準軸と射出
する基準軸とを含む平面を有する光学素子において、該
反射面と該側面の少なくとも1つの面を保護部材で覆
う。 (2−5)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複数の側面とを一体に成形
し、該反射面の少なくとも1つに入射する基準軸と射出
する基準軸とを含む平面を有する光学素子において、該
複数の反射面と側面のうち少なくとも2つの隣り合った
面を一体的に保護部材で覆う。こと等を特徴としてい
る。
Furthermore, the optical element of the present invention is characterized in that (2-3) two rotationally symmetric refracting surfaces and at least three reflecting surfaces each having a curvature are formed on the surface of the transparent body so that the light flux is one refraction. When the light is incident from a surface, the light beam is sequentially reflected by the plurality of reflection surfaces, and then emitted from the other refraction surface to form an image, and the plurality of reflection surfaces having the curvature are all common. At least one of the plurality of side surfaces which are symmetric with respect to one plane and do not have an optical effect on the plurality of reflection surfaces is covered with a protective member. (2-4) A refracting surface on which a light beam enters the surface of the transparent body, a plurality of reflecting surfaces having a curvature, a refracting surface for emitting the light beam reflected by the plurality of reflecting surfaces, and a plurality of side surfaces are integrated. In an optical element having a plane including a reference axis incident on at least one of the reflection surfaces and a reference axis exiting from the optical element, at least one of the reflection surface and the side surface is covered with a protective member. (2-5) The refraction surface on which the light beam enters the surface of the transparent body, the plurality of reflection surfaces having a curvature, the refraction surface for emitting the light beam reflected by the plurality of reflection surfaces, and the plurality of side surfaces are integrated. And an optical element having a plane including a reference axis incident on at least one of the reflection surfaces and a reference axis emerging from the reflection surface, wherein at least two adjacent surfaces of the plurality of reflection surfaces and side surfaces are integrally formed. Cover with a protective member. It is characterized by

【0045】又、本発明の光学系は、 (2−6) (2-1)〜(2-5) 項のいずれか1項に記載の光
学素子を用いた。 (2−7) (2-1)〜(2-5) 項のいずれか1項に記載の光
学素子を複数個組み合わせて構成する。こと等を特徴と
している。
In the optical system of the present invention, (2-6) the optical element described in any one of the items (2-1) to (2-5) is used. (2-7) A plurality of the optical elements described in any one of the items (2-1) to (2-5) are combined. It is characterized by

【0046】[0046]

【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。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The optical element of the present invention and an optical system using the same do not have a symmetry axis such as an optical axis in an ordinary optical system. Therefore, in the optical system of the present invention, a "reference axis" corresponding to the optical axis of the coaxial system is set, and the configuration of various elements in the optical system is described based on the reference axis.

【0047】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。 (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。 (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。
First, the definition of the reference axis will be described. Generally, the optical path of a certain light beam having a reference wavelength from the object plane to the image plane is defined as a "reference axis" in the optical system. Since this does not determine the reference ray, the reference axis ray is usually set according to one of the following two principles. (1) In the case where an axis having a symmetry exists even in a part of the optical system and the aberration can be collected with good symmetry, a ray passing on the axis having the symmetry is set as a reference axis ray. (2) When the symmetry axis does not generally exist in the optical system, or when the aberration cannot be collected with good symmetry even if the symmetry axis partially exists, the center of the object plane (the object to be imaged and the observation range) From the center of the optical system, passes through the optical system in the order of the designated surface of the optical system, passes through the center of the stop in the optical system, or passes through the center of the stop in the optical system to reach the center of the final image plane. A reference axis ray is set, and the optical path is set as a reference axis.

【0048】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。 なお、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。
The reference axis defined in this way generally has a bent shape. The reference axis can be handled in the same manner as the optical axis when viewed from outside the optical system. Then, in each surface, the intersection of each surface and the reference axis light beam is set as a reference point of each surface, and the reference axis light beam on the object side of each surface is the incident reference axis,
The reference axis ray on the image side is set as the emission reference axis. Further, the reference axis has a direction (direction), and the direction is a direction in which the reference axis light beam travels during imaging. Therefore, there are an incident reference axis direction and an exit reference axis direction on the incident and exit sides, respectively. In this way, the reference axis finally reaches the image plane while changing its direction along the set order of each surface according to the law of refraction or reflection. In an optical element (optical system) composed of a plurality of surfaces, a reference axis ray incident on the most object side surface is emitted from the incident reference axis of this optical element (optical system) and the most image side surface. The reference axis light to be used is defined as the emission reference axis of this optical element (optical system). or,
The definition of the directions of these incident / exit reference axes is the same as that of the plane.

【0049】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。
Before starting the description of the embodiment, a description will be given of how to represent the configuration of the embodiment and common matters of the entire embodiment.

【0050】図11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11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。
FIG. 11 is an explanatory diagram of a coordinate system that defines the configuration data of the optical system according to the present invention. In the embodiment of the present invention, the i-th surface is defined as the i-th surface along one light beam (shown by a dashed line in FIG. 11 and referred to as a reference axis light beam) traveling from the object side to the image plane.

【0051】図11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11中では第1 光学素子B1としている。
In FIG. 11, the first surface R1 is a stop, the second surface R2 is a refracting surface coaxial with the first surface, the third surface R3 is a reflecting surface tilted with respect to the second surface R2, and the fourth surface R4. , The fifth surface R5 is a reflecting surface shifted and tilted with respect to each front surface, and the sixth surface R6 is a fifth surface.
This is a refraction surface shifted and tilted with respect to R5. Second side
Each surface from R2 to the sixth surface R6 is formed on one optical element made of a medium such as glass or plastic, and is referred to as a first optical element B1 in FIG.

【0052】従って、図11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。
Therefore, in the configuration of FIG. 11, the medium from the object surface (not shown) to the second surface R2 is air, the medium from the second surface R2 to the sixth surface R6 is a certain common medium, and the medium from the sixth surface R6 to the second surface R6 is not shown. The medium up to the seventh surface R7 is composed of air.

【0053】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。
Since the optical system of the present invention is a decentered optical system, each surface constituting the optical system does not have a common optical axis. Therefore, in the embodiment of the present invention, an absolute coordinate system having the origin at the center of the effective beam diameter of the first surface as the stop is set. In the present invention, each axis of the absolute coordinate system is determined as follows.

【0054】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) なお、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。
Z axis: Reference axis passing through the origin toward the second surface R2 Y axis: Straight line passing through the origin and forming 90 ° counterclockwise with respect to the Z axis in the tilt plane (in the paper of FIG. 11) : Straight lines passing through the origin and perpendicular to each of the Z and Y axes (straight lines perpendicular to the plane of FIG. 11) Note that all tilt surfaces constituting the embodiment of the optical element of the present invention basically tilt within the same plane. ing. That is, the reference axis in the optical element is basically in one plane.

【0055】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。
In order to express the surface shape of the i-th surface constituting the optical system, the shape of the surface is expressed in an absolute coordinate system.
Since it is easier to understand the shape by recognizing the shape by setting a local coordinate system whose origin is the reference point where the reference axis intersects with the i-th surface and expressing the surface shape in the local coordinate system, the present invention In the numerical data of the embodiment, the surface shape of the i-th surface is represented by a local coordinate system.

【0056】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。
The tilt angle of the i-th surface in the YZ plane is an angle θ with the counterclockwise direction being positive with respect to the Z axis of the absolute coordinate system.
i (unit: °). Therefore, in the embodiment of the present invention, the origin of the local coordinates of each surface is on the YZ plane in FIG. There is no tilt or shift of the plane in the XZ and XY planes. Further, the y, z axes of the local coordinates (x, y, z) of the i-th plane are inclined at an angle θi in the YZ plane with respect to the absolute coordinate system (X, Y, Z). Set as follows.

【0057】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。
Z-axis: an angle θ that passes through the origin of the local coordinate system and is counterclockwise in the YZ plane with respect to the Z direction of the absolute coordinate system.
i-axis straight line y-axis: straight line passing through the origin of local coordinates and making 90 ° counterclockwise in the YZ plane with respect to z-direction x-axis: straight line passing through the origin of local coordinates and perpendicular to the YZ plane Di is a scalar representing the distance between the origins of the local coordinates of the i-th surface and the (i + 1) -th surface, and Ndi and νdi are the i-th surface and the (i +
1) The refractive index and Abbe number of the medium between surfaces. The aperture and the final image plane are also shown as one plane.

【0058】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、
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。
The embodiment of the present invention has a spherical surface and a rotationally asymmetric aspheric surface. Spherical portion of which I wrote the radius of curvature R i as a spherical shape. The sign of the radius of curvature R i is
The case where the center of curvature is in the plus direction of the local coordinate on the z axis is defined as plus, and the case where the center of curvature is in the minus direction of the z axis is defined as minus.

【0059】ここで、球面は以下の式で表される形状で
ある。
Here, the spherical surface has a shape represented by the following equation.

【0060】[0060]

【数1】 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。
(Equation 1) Further, the optical system of the present invention has at least one or more rotationally asymmetric aspheric surfaces, and the shape is represented by the following equation.

【0061】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。
A = (a + b) · (y 2 · cos 2 t + x 2 ) B = 2a · b · cos t [1 + {(ba) · y · sin t / (2a · b)} + [1 + {(ba) ・ y
・ Sin t / (a ・ b)}-{y 2 / (a ・ b)}-{4a ・ b ・ cos 2 t + (a + b) 2 sin 2 t} x
2 / (4a 2 b 2 cos 2 t)] 1/2 ], and z = A / B + C 02 y 2 + C 11 xy + C 20 x 2 + C 03 y 3 + C 12 xy 2 + C
21 x 2 y + C 30 x 3 + C 04 y 4 + C 13 xy 3 + C 22 x 2 y 2 + C 31 x 3 y + C
40 x 4 + ····························· In the numerical examples of the present invention, the shape of each rotationally asymmetric surface is a plane-based aspheric surface where a = b = ∞ and t = 0 in the above-mentioned curved surface equation. , X using only the even-order terms with respect to x and making the odd-order terms zero, yz
The plane has a plane-symmetrical shape with a plane of symmetry. Further, when the following condition is satisfied, the shape is symmetric with respect to the xz plane.

【0062】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。
[0062] If the C 03 = C 21 = 0 Further C 02 = C 20 C 04 = C 40 = C 22/2 is satisfied represents a rotation-symmetrical shape. If the above conditions are not satisfied, the shape is non-rotationally symmetric.

【0063】なお、本発明の光学系の実施形態において
は図11に示すように、その第1 面は絞りである。又、水
平半画角uYとは図11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uX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。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。
In the embodiment of the optical system of the present invention, as shown in FIG. 11, the first surface is a stop. The horizontal half angle of view u Y is the maximum angle of view of the light beam incident on the aperture stop R1 in the YZ plane in FIG. 11, and the vertical half angle of view u X is the aperture angle in the XZ plane.
This is the maximum angle of view of the light beam incident on R1. Also, the diameter of the stop R1 as the first surface is shown as the stop diameter. This is related to the brightness of the optical system. Since the entrance pupil is located on the first surface, the aperture diameter is equal to the entrance pupil diameter.

【0064】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。
The effective image area on the image plane is shown as an image size. The image size is represented by a rectangular area in which the size in the y direction of the local coordinates is horizontal and the size in the x direction is vertical.

【0065】図1 は本発明の光学系の実施形態の断面図
である。同図には光路も示している。図1において、B1
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B1の表面には物体か
らの光線の通過順に、平面(入射面)R2及び凹面鏡R3・
反射面R4・凹面鏡R5・反射面R6・凹面鏡R7の5 つの反射
面及び凹屈折面(射出面)R8を形成している。R1は光学
素子B1の物体側に配置した絞り(入射瞳)である。又、
R9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。1 は光学系の基準軸である。
FIG. 1 is a sectional view of an embodiment of the optical system of the present invention. The figure also shows the optical path. In FIG. 1, B1
Is an optical element having a plurality of curved reflecting surfaces, which is made of a transparent material such as glass. On the surface of the optical element B1, a plane (incident surface) R2 and a concave mirror R3
Five reflecting surfaces of a reflecting surface R4, a concave mirror R5, a reflecting surface R6, and a concave mirror R7 and a concave refracting surface (exit surface) R8 are formed. R1 is a stop (entrance pupil) arranged on the object side of the optical element B1. or,
R9 is the final image plane, and the image sensor (imaging medium) such as CCD
Are located. 1 is the reference axis of the optical system.

【0066】なお、2 つの屈折面はいずれも回転対称の
球面あるいは平面である。これは、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
正確に測定できる様にするためである。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
せることができる。また、すべての反射面はYZ平面に対
して対称な面である。
Each of the two refraction surfaces is a rotationally symmetric spherical surface or plane. This is for satisfying the condition of chromatic aberration correction and for accurately measuring the reference axis when manufacturing and evaluating the optical system. Further, by making the refraction surface rotationally symmetric, it is possible to reduce the occurrence of asymmetric chromatic aberration. All the reflecting surfaces are surfaces symmetric with respect to the YZ plane.

【0067】次に本実施形態における結像作用を説明す
る。物体からの光束は、絞りR1により入射光量を規制さ
れた後、光学素子B1の入射面R2に入射し、面R3で反射さ
れた後、面R3と面R4の間で一旦結像し、次いで面R4,R5,
R6,R7 で次々に反射して行き、射出面R8から射出して最
終結像面R9上に再結像する。
Next, the image forming operation in this embodiment will be described. The light flux from the object is incident on the incident surface R2 of the optical element B1 after the amount of incident light is regulated by the aperture stop R1, is reflected by the surface R3, and forms an image once between the surfaces R3 and R4, and then Faces R4, R5,
The light is successively reflected by R6 and R7, emitted from the exit surface R8, and re-imaged on the final image formation surface R9.

【0068】以上のように、面R2から入射した光束は、
内部で中間結像するが、これは光学系をX 方向に薄型に
するためで、絞りR1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R3以
降の各面有効径の大型化を抑えている。
As described above, the light beam incident from the surface R2 is
An intermediate image is formed inside, but this is to make the optical system thin in the X direction. The off-axis chief ray that has exited the stop R1 converges without widening, and the first reflection due to the wide angle of the optical system. The increase in effective diameter of each surface after surface R3 is suppressed.

【0069】本実施形態では、入射基準軸、射出基準軸
及び光学素子B1内の基準軸はすべて紙面内(YZ平面)に
載っている。
In the present embodiment, the incident reference axis, the emission reference axis, and the reference axis in the optical element B1 are all on the plane of the paper (YZ plane).

【0070】この様に光学素子B1は、入射出面と、その
中での複数の曲面反射鏡によって、所望の光学性能をも
ち、全体として結像作用を有する板状・薄型のレンズユ
ニットとして機能している。
As described above, the optical element B1 has a desired optical performance due to the entrance and exit surfaces and the plurality of curved reflecting mirrors therein, and functions as a plate-shaped / thin lens unit having an image forming function as a whole. ing.

【0071】光学素子B1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 (基準点) における法線
が、基準軸の方向と一致しない所謂偏心反射面である。
これは従来の共軸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、これによって各面のより自由な配
置をとることができ、スペース効率がよく、コンパクト
でいろいろな形状の光学素子を構成することができる。
Each of the reflecting surfaces constituting the optical element B1 is a so-called eccentric reflecting surface in which the normal line at the intersection (reference point) between the reference axis for entering and exiting and the reflecting surface does not coincide with the direction of the reference axis.
This prevents vignetting that occurs in the conventional coaxial mirror optical system, and allows more free arrangement of each surface, thereby achieving space-efficient, compact and variously shaped optical elements. Can be.

【0072】さらに各反射面の形状は直交する二つの面
(yz 面とxz面)内で屈折力が異なる対称面を1つだけ有
する面である。これは各反射面を偏心配置したことによ
って生じる偏心収差を押さえるためである。
Further, the shape of each reflecting surface is two orthogonal surfaces.
This is a plane having only one symmetric plane having different refractive powers within (yz plane and xz plane). This is to suppress eccentric aberration caused by eccentric arrangement of each reflecting surface.

【0073】図2 、図3 は本発明の光学素子の実施形態
1 の斜視図である。本実施形態の光学素子は図1 の光学
系に使用する。以降図において、図1 と同一番号のもの
は同一の要素を示す。図中、2,3,4,5,6 は夫々反射面R
4,R6,R7,R5,R3全体に形成している保護部材である。な
お、面R3,R4,R5,R6,R7の有効部 (図中、点々で示す部
分) には蒸着加工等によって金属反射膜を形成してお
り、各保護部材は夫々金属反射膜の上に形成している。
FIGS. 2 and 3 show an embodiment of the optical element of the present invention.
1 is a perspective view of FIG. The optical element of this embodiment is used for the optical system shown in FIG. In the drawings, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same elements. In the figure, 2, 3, 4, 5, and 6 are reflection surfaces R, respectively.
4, protection members formed over R6, R7, R5, R3. In addition, a metal reflective film is formed by vapor deposition or the like on an effective portion of the surface R3, R4, R5, R6, and R7 (portions indicated by dots in the figure), and each protective member is formed on the metal reflective film. Has formed.

【0074】各反射面の表面に形成している金属反射膜
はその反射率を高くすることで光学素子全系での透過率
を向上させている。
The metal reflective film formed on the surface of each reflective surface has a high reflectance to improve the transmittance in the entire optical element system.

【0075】ところが、蒸着した金属反射膜は、高温や
高湿度等の環境状態において、腐食される可能性が高
い。そこで、本実施形態では金属反射膜の耐久性を確保
するために、各反射面全面に保護部材を夫々金属反射膜
の上から形成しているのである。保護部材2,3,4,5,6
は、金属反射膜を空気から遮断することでこれを保護す
る。
However, there is a high possibility that the deposited metal reflection film is corroded in environmental conditions such as high temperature and high humidity. Therefore, in the present embodiment, in order to ensure the durability of the metal reflection film, the protection member is formed on the entire surface of each reflection surface from above the metal reflection film. Protective members 2, 3, 4, 5, 6
Protects the metal reflective film by shielding it from air.

【0076】また、各反射面は、その有効部のみに金属
反射膜を蒸着しており、余分な反射をさせないことで結
像性能を向上させている。ところが、もし保護部材が透
明であれば、各反射面上で金属反射膜のない部分( 例え
ば図1 のa 部分) からは外光が光学素子内に進入し、新
たなゴースト・フレアの原因となる。そこで、各反射面
全面に遮光性の保護部材を形成することで外光を遮断す
る。
Each reflecting surface is formed by depositing a metal reflecting film only on the effective portion thereof, thereby improving the imaging performance by preventing extra reflection. However, if the protective member is transparent, external light enters the optical element from the part without a metal reflective film on each reflective surface (for example, part a in FIG. 1), causing new ghost and flare. Become. Therefore, external light is blocked by forming a light-shielding protective member over the entire reflecting surface.

【0077】ところで、この光学素子B1では、面R2と面
R4、面R3と面R5と面R7とが隣合っている。そこで隣り合
う反射面の保護部材、即ち保護部材2〜3 及び保護部材4
〜6を図2、3 に示すように一体で形成することが望まし
い。
By the way, in the optical element B1, the surface R2 and the surface
R4, surface R3, surface R5, and surface R7 are adjacent. Therefore, protection members for adjacent reflection surfaces, that is, protection members 2-3 and protection member 4
2 to 6 are preferably formed integrally as shown in FIGS.

【0078】保護部材の形成方法としては、例えば光学
系の遮光手段として従来から使われている墨塗りを隣合
った面を連続して行えばよい。
As a method of forming the protective member, for example, blackening, which has been conventionally used as a light shielding means of an optical system, may be performed continuously on adjacent surfaces.

【0079】図4 は本発明の光学素子の実施形態2 の斜
視図である。本実施形態の光学素子は図1 の光学系に使
用する。本実施形態は光学素子の実施形態1 の反射・屈
折等の光学作用をしない面 (例えば図2 の面13、面17
等) に遮光性の保護部材を形成したものである。
FIG. 4 is a perspective view of Embodiment 2 of the optical element of the present invention. The optical element of this embodiment is used for the optical system shown in FIG. In the present embodiment, the surfaces that do not perform optical functions such as reflection and refraction of the first embodiment of the optical element (for example, the surfaces 13 and 17 in FIG. 2) are used.
Etc.) on which a light-shielding protective member is formed.

【0080】光学素子の反射・屈折等の光学作用をしな
い面からも外光が進入してくるおそれが十分にある。
There is a sufficient possibility that external light may enter from a surface of the optical element which does not perform optical functions such as reflection and refraction.

【0081】また、光学素子をガラス等の材質で成型し
た場合には、その表面にヤケ等の材質自身の腐食の発生
するおそれもある。
Further, when the optical element is formed of a material such as glass, there is a possibility that the material itself such as burns may be corroded on its surface.

【0082】そこで、本実施形態では反射面の保護部材
と一体に2 つの側面、左右端面 (片側不図示) 上に遮光
性の保護部材を形成して外光の侵入と腐食を防止する。
Therefore, in the present embodiment, a light-shielding protective member is formed integrally on the two side surfaces, left and right end surfaces (one side not shown) integrally with the protective member on the reflective surface to prevent the penetration and corrosion of external light.

【0083】さらに、入射面・射出面の有効部外の領域
にも遮光性の保護部材を前記反射面の保護部材と一体に
形成することが望ましい。
Further, it is desirable to form a light-shielding protection member integrally with the protection member on the reflection surface also in a region outside the effective portion of the incident surface and the emission surface.

【0084】図5 は本発明の光学素子の実施形態3 の斜
視図である。本実施形態では、入射面R2と射出面R8の周
辺部 (有効部外) に、それぞれ9・10で示す遮光性の保護
部材を設けることで、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よる有害なゴースト光
を効果的にカットしている。
FIG. 5 is a perspective view of Embodiment 3 of the optical element of the present invention. In the present embodiment, light-shielding protection members indicated by 9 and 10 are provided on the periphery (outside the effective portion) of the entrance surface R2 and the exit surface R8, respectively, so that light enters the prism from a position and angle other than the effective light beam. Harmful ghost light due to illegal incident light is effectively cut.

【0085】図6 にゴースト光の一例を示す。例えば、
絞りに斜めに入射した光線11はプリズムの上側面12、さ
らに下側面13で反射し、射出面R8から射出して像面R9に
達する。この光線11は当然ながら正規の光路を通ってい
ないため、ゴーストとなる。もし、上側面12を荒らして
拡散面にしたとしても上側面12から散乱した光は必ず像
面に達するから、やはりフレアーの原因となる。
FIG. 6 shows an example of ghost light. For example,
The light beam 11 obliquely incident on the stop is reflected by the upper surface 12 and the lower surface 13 of the prism, exits from the exit surface R8, and reaches the image surface R9. Since this ray 11 does not naturally pass through the regular optical path, it becomes a ghost. Even if the upper surface 12 is roughened to be a diffusing surface, the light scattered from the upper surface 12 always reaches the image plane, which again causes flare.

【0086】そこで、本実施形態では図5 に示すように
入射面R2の周りに遮光性の保護部材9 を配置することに
よって上側面12に光が到達しなくなり、ゴースト・フレ
アの原因を効果的に取り除くことができる。
Therefore, in this embodiment, light is prevented from reaching the upper side surface 12 by arranging the light-shielding protective member 9 around the incident surface R2 as shown in FIG. 5, so that the cause of the ghost flare can be effectively reduced. Can be removed.

【0087】射出面R8においても遮光部材10を配置する
ことで、像面に達するゴースト・フレアー光を効果的に
カットすることができる。
By disposing the light shielding member 10 also on the exit surface R8, ghost and flare light reaching the image plane can be effectively cut.

【0088】なお、保護部材2,3,9,10は一体で形成する
ことが望ましい。
It is desirable that the protection members 2, 3, 9, 10 be formed integrally.

【0089】遮光部材9 、10には正規の光線を通す為の
開口部がある。遮光部材9 、10に設けた開口部の形状は
入射面・射出面の光線有効部の形状と略等しくしている
が、実際の光線有効部の形状は図7 に示す各面のスポッ
トダイアグラムを見るとわかる様に必ずしも円形とはな
らない。そこで、開口部の形状としては光線有効部を十
分含む円形、若しくは楕円形でも良いが、更に望ましく
は、光線有効部の形状に合わせた方が良い。
The light shielding members 9 and 10 have openings for passing regular light rays. The shapes of the openings provided in the light shielding members 9 and 10 are substantially the same as the shapes of the effective ray portions on the entrance surface and the exit surface, but the actual shape of the effective ray portions is a spot diagram of each surface shown in FIG. As you can see, it is not necessarily circular. Therefore, the shape of the opening may be a circle or an ellipse sufficiently including the light beam effective portion, but it is more preferable to match the shape of the light beam effective portion.

【0090】以上述べた、光学素子を構成する各面、
(入射面・射出面・各反射面・結像作用に寄与しないそ
の他の面)のうち少なくとも2つの隣り合った面の保護
部材は一体に形成することが望ましい。こうすること
で、特に遮光・保護部材が不連続になりがちな反射面同
士や直角に交差する面同士のつなぎ目で、遮光が完全に
行われる。
As described above, each surface constituting the optical element,
It is preferable that at least two adjacent protective members of the (incident surface / exit surface / each reflecting surface / other surface not contributing to the image forming action) are integrally formed. In this manner, light is completely shielded particularly at the joint between the reflective surfaces where the light shielding / protecting members tend to be discontinuous or between surfaces that intersect at right angles.

【0091】なお、後述する様にこれらの遮光部材を別
部品とした場合には部品点数の削減が可能となる。
When these light-shielding members are provided as separate components as described later, the number of components can be reduced.

【0092】図8 は本発明の光学素子の実施形態4 の斜
視図である。本実施形態はこれまでの実施形態に形成し
た保護部材を全て一体に形成したものである。
FIG. 8 is a perspective view of Embodiment 4 of the optical element of the present invention. In this embodiment, the protection members formed in the previous embodiments are all integrally formed.

【0093】即ち本実施形態の光学素子B1は、その入射
面、射出面、各反射面、その他の面上に遮光性の保護部
材14を一体に形成している。
That is, in the optical element B1 of the present embodiment, the light-shielding protective member 14 is integrally formed on the entrance surface, the exit surface, each reflection surface, and other surfaces.

【0094】このようにすることで、光学素子B1の耐環
境性の向上、不要光によるゴースト・フレアーの低減が
ほぼ完全に達成できる。
In this manner, it is possible to almost completely improve the environmental resistance of the optical element B1 and reduce ghost and flare due to unnecessary light.

【0095】この保護部材14の形成は、必要な開口部を
あらかじめ覆っておき、黒色塗料の吹きつけや、塗料中
へ浸すなどの簡便な方法をとって形成することができ
る。
The protective member 14 can be formed by covering a necessary opening in advance and spraying a black paint or dipping the paint in the paint.

【0096】また、光学素子全体を略密閉構造にできる
ため、さらなる耐環境性の向上が見込める。
Further, since the entire optical element can be formed in a substantially sealed structure, further improvement in environmental resistance can be expected.

【0097】保護部材を形成方法としては、上記の墨塗
りや塗料浸漬等の他に従来の反射防止膜に使われている
蒸着による遮光性の保護部材の形成や、光学素子表面へ
の直接印刷による保護部材の形成方法も有効である。
As a method of forming the protective member, in addition to the above-described black coating and paint immersion, a light-shielding protective member is formed by vapor deposition used for a conventional antireflection film, or directly printed on the surface of an optical element. Is also effective.

【0098】特に印刷方式による保護部材の形成におい
ては、従来のオフセット印刷等の他に、精密な印刷が簡
便に行えるインクジェット方式の印刷による保護部材の
形成も複雑な曲面形状を有する本発明の光学素子に対し
て有効である。
In particular, in the formation of the protective member by the printing method, in addition to the conventional offset printing and the like, the formation of the protective member by the inkjet method printing that can easily perform precise printing has a complicated curved surface shape of the present invention. It is effective for devices.

【0099】図9 及び図10は本発明の光学素子の実施形
態5 の説明斜視図である。本実施形態は遮光性の保護部
材の形成を、適切な形状に形成した保護遮光性の有るシ
ート状の保護部材を光学素子の複数の面に密着させて行
うものである。
FIG. 9 and FIG. 10 are explanatory perspective views of Embodiment 5 of the optical element of the present invention. In the present embodiment, a light-shielding protective member is formed by closely attaching a sheet-shaped protective member having an appropriate shape and having a light-shielding property to a plurality of surfaces of an optical element.

【0100】本実施形態においては、入射面R2・射出面
R8と反射面R4・R6の保護部材を一体にしてシート状の遮
光性の保護部材15とし、保護部材15を光学素子B1に密着
させることで効果的に且つ簡便にこれらの面の保護と遮
光を行っている。
In this embodiment, the entrance surface R2 and the exit surface
The protection member of R8 and the reflection surfaces R4 and R6 are integrated to form a sheet-like light-shielding protection member 15, and the protection member 15 is effectively and easily protected and light-shielded by bringing the protection member 15 into close contact with the optical element B1. It is carried out.

【0101】更に、図10に示すように反射面R3・R5・R7
の保護部材を一体にしてシート状の遮光性の保護部材16
として光学素子B1に密着させることで効果的に且つ簡便
にこれらの面の保護と遮光を行っている。
Further, as shown in FIG. 10, the reflecting surfaces R3, R5, R7
Sheet-like light-shielding protection member 16
In this way, these surfaces are effectively and simply protected and shielded from light by being in close contact with the optical element B1.

【0102】本発明の光学系の実施形態においては、1
つの光学素子を用いた撮影光学系を例に挙げたが、観察
光学系あるいは、このような光学素子を複数用いた光学
系においても各光学素子でそれぞれ以上述べた構成をと
れば、光学系全体として耐環境性の向上とゴースト・フ
レアー光の低減が可能である。
In the embodiment of the optical system of the present invention, 1
Although the photographing optical system using one optical element has been described as an example, the observation optical system or the optical system using a plurality of such optical elements may be configured as described above with respect to each optical element. As a result, it is possible to improve environmental resistance and reduce ghost and flare light.

【0103】次に、図1 の本発明の光学系の実施形態に
おける数値データーを以下に示す。 [数値データー] 水平半画角 20.0 垂直半画角 15.3 絞り径 2.40 像サイズ 水平4mm ×垂直3mm i Yi Zi θi Di Ndi νdi 1 0.00 0.00 0.00 4.00 1 絞り 2 0.00 4.00 0.00 8.00 1.51633 64.15 屈折面 3 0.00 12.00 18.00 9.72 1.51633 64.15 反射面 4 -5.71 4.14 3.00 9.33 1.51633 64.15 反射面 5 -10.38 12.22 -10.00 8.84 1.51633 64.15 反射面 6 -11.91 3.52 -18.00 8.91 1.51633 64.15 反射面 7 -18.32 9.70 -23.00 6.98 1.51633 64.15 反射面 8 -18.32 2.73 0.00 8.06 1 屈折面 9 -18.32 -5.33 0.00 0.00 1 像面 球面形状 R2面 R2=∞ R8面 R8= -10.952 非球面形状 R3面 C02=-3.07038e-02 C20=-3.87628e-02 C03= 1.83660e-04 C21=-2.47678e-04 C04= 1.82085e-05 C22=-1.81479e-05 C40=-9.91286e-06 R4面 C02=-1.46712e-02 C20=-8.04832e-02 C03= 1.82943e-03 C21=-2.88424e-03 C04= 7.71058e-05 C22=-8.94316e-04 C40=-7.74679e-04 R5面 C02=-1.54524e-02 C20=-3.21031e-02 C03= 6.71883e-04 C21=-6.30965e-04 C04=-4.48412e-05 C22=-7.00525e-05 C40=-5.65456e-05 R6面 C02=-3.51167e-03 C20=-1.84016e-02 C03= 3.35568e-04 C21=-3.04934e-03 C04=-1.52491e-04 C22=-2.38033e-04 C40=-1.93476e-04 R7面 C02=-2.08695e-02 C20=-2.26946e-02 C03= 9.05991e-05 C21=-1.04282e-03 C04=-4.51664e-05 C22=-3.44033e-05 C40=-3.07678e-05
Next, numerical data in the embodiment of the optical system of the present invention shown in FIG. 1 is shown below. [Numerical data] Horizontal half angle of view 20.0 Vertical half angle of view 15.3 Aperture diameter 2.40 Image size 4 mm horizontally x 3 mm vertically 1 Yi Zi θi Di Ndi νdi 1 0.00 0.00 0.00 4.00 1 Aperture 2 0.00 4.00 0.00 8.00 1.51633 64.15 Refractive surface 3 0.00 12.00 18.00 9.72 1.51633 64.15 Reflective surface 4 -5.71 4.14 3.00 9.33 1.51633 64.15 Reflective surface 5 -10.38 12.22 -10.00 8.84 1.51633 64.15 Reflective surface 6 -11.91 3.52 -18.00 8.91 1.51633 64.15 Reflective surface 7 -18.32 9.70 -23.00 6.98 1.51633 64.15 8 -18.32 2.73 0.00 8.06 1 Refraction surface 9 -18.32 -5.33 0.00 0.00 1 Image surface Spherical shape R2 surface R 2 = ∞ R8 surface R 8 = -10.952 Aspheric surface shape R3 surface C 02 = -3.07038e-02 C 20 =- 3.87628e-02 C 03 = 1.83660e-04 C 21 = -2.47678e-04 C 04 = 1.82085e-05 C 22 = -1.81479e-05 C 40 = -9.91286e-06 R4 side C 02 = -1.46712e -02 C 20 = -8.04832e-02 C 03 = 1.82943e-03 C 21 = -2.88424e-03 C 04 = 7.71058e-05 C 22 = -8.94316e-04 C 40 = -7.74679e-04 R5 surface C 02 = -1.54524e-02 C 20 = -3.21031e-02 C 03 = 6.71883e-04 C 21 = -6.30965e-04 C 04 = -4.48412e-05 C 22 = -7.00525e-05 C 40 = -5.65456e-05 R6 surface C 02 = -3.51167e-03 C 20 = -1.84016e-02 C 03 = 3.35568e-04 C 21 = -3.04934e-03 C 04 = -1.52491e-04 C 22 = -2.38033e-04 C 40 = -1.93476e-04 R7 surface C 02 = -2.08695e-02 C 20 = -2.26946e-02 C 03 = 9.05991e-05 C 21 = -1.04282e-03 C 04 =- 4.51664e-05 C 22 = -3.44033e-05 C 40 = -3.07678e-05

【0104】[0104]

【発明の効果】本発明は以上の構成により、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、複数の反射面にて反射された光束を射出する屈
折面と複数の側面とを一体に成形した光学素子におい
て、少なくとも1 つの面を遮光性の保護部材で覆うこと
で、光学素子の耐環境性や反射膜の保護、不要光の入射
によるゴースト・フレア光を効果的に低減した光学素子
及びそれを用いた光学系を達成する。
According to the present invention, a refracting surface on which a light beam is incident, a plurality of reflecting surfaces having a curvature, and a refraction for emitting the light beam reflected by the plurality of reflecting surfaces are provided. By covering at least one surface with a light-shielding protective member in an optical element in which a surface and a plurality of side surfaces are integrally molded, ghost and flare due to environmental resistance of the optical element, protection of the reflective film, and incidence of unnecessary light An optical element that effectively reduces light and an optical system using the same are achieved.

【0105】その他、 (3−1) 反射膜の上に保護部材を形成することによ
り反射膜を保護する。 (3−2) 少なくとも2 つの面を一体的に遮光性の保
護部材で覆うことにより、面間の境界での遮光及び保護
効果を低下させない。 (3−3) 側面の上に遮光性の保護部材を形成するこ
とによりゴースト・フレア光を効果的に低減すると共に
該側面の腐食を防止する。 (3−4) 1 つの遮光性のシート状の保護部材を複数
の面に密着させることにより少ない部品点数で効果的に
該面を保護する。 等の少なくとも1 つの効果を有する光学素子及びそれを
用いた光学系を達成する。
(3-1) Protecting the reflective film by forming a protective member on the reflective film. (3-2) By integrally covering at least two surfaces with a light-shielding protection member, the light-shielding and protection effects at the boundary between the surfaces are not reduced. (3-3) By forming a light-shielding protective member on the side surface, ghost and flare light is effectively reduced and corrosion of the side surface is prevented. (3-4) A single light-shielding sheet-like protective member is adhered to a plurality of surfaces to effectively protect the surfaces with a small number of components. Optical element having at least one effect and an optical system using the same are achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の光学系の実施形態の断面図FIG. 1 is a cross-sectional view of an embodiment of the optical system of the present invention.

【図2】 本発明の光学素子の実施形態1 の斜視図FIG. 2 is a perspective view of Embodiment 1 of the optical element of the present invention.

【図3】 本発明の光学素子の実施形態1 の斜視図FIG. 3 is a perspective view of Embodiment 1 of the optical element of the present invention.

【図4】 本発明の光学素子の実施形態2 の斜視図FIG. 4 is a perspective view of Embodiment 2 of the optical element of the present invention.

【図5】 本発明の光学素子の実施形態3 の斜視図FIG. 5 is a perspective view of Embodiment 3 of the optical element of the present invention.

【図6】 ゴースト光の例の説明図FIG. 6 is an explanatory diagram of an example of ghost light.

【図7】 光学素子の各面のスポットダイアグラム図FIG. 7 is a spot diagram of each surface of the optical element.

【図8】 本発明の光学素子の実施形態4 の斜視図FIG. 8 is a perspective view of Embodiment 4 of the optical element of the present invention.

【図9】 本発明の光学素子の実施形態5 の斜視図FIG. 9 is a perspective view of Embodiment 5 of the optical element of the present invention.

【図10】 本発明の光学素子の実施形態5 の斜視図FIG. 10 is a perspective view of Embodiment 5 of the optical element of the present invention.

【図11】 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
FIG. 11 is an explanatory diagram of a coordinate system defining configuration data of the optical system according to the present invention.

【図12】 従来の反射光学系の要部概略図FIG. 12 is a schematic view of a main part of a conventional reflection optical system.

【図13】 従来の反射光学系の要部概略図FIG. 13 is a schematic diagram of a main part of a conventional reflection optical system.

【図14】 従来の反射光学系の要部概略図FIG. 14 is a schematic view of a main part of a conventional reflection optical system.

【図15】 従来の光学プリズムの説明図FIG. 15 is an explanatory view of a conventional optical prism.

【図16】 従来の観察光学系の要部概略図FIG. 16 is a schematic view of a main part of a conventional observation optical system.

【図17】 従来の観察光学系の要部概略図FIG. 17 is a schematic view of a main part of a conventional observation optical system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

B1 光学素子 R1 絞り R2 入射面 R3,R4,R5,R6,R7 反射面 R8 射出面 R9 最終結像面 1 基準軸 2,3,4,5,6,7,8,9,10,14,15,16 保護部材 11 ゴースト光 12 上側面 13 下側面 17 側面 B1 Optical element R1 Aperture R2 Incident surface R3, R4, R5, R6, R7 Reflective surface R8 Exit surface R9 Final image plane 1 Reference axis 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 14, 14, 15, 16 Protective member 11 Ghost light 12 Upper side 13 Lower side 17 Side

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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、複数の側面とを一
体に成形した光学素子において、該反射面と該側面の少
なくとも1つの面を保護部材で覆うことを特徴とする光
学素子。
1. A refracting surface on which a light beam enters a surface of a transparent body, a plurality of reflecting surfaces having a curvature, a refracting surface for emitting a light beam reflected by the plurality of reflecting surfaces, and a plurality of side surfaces. An optical element integrally formed, wherein at least one of the reflection surface and the side surface is covered with a protective member.
【請求項2】 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、複数の側面とを一
体に成形した光学素子において、該複数の反射面と側面
のうちの少なくとも2 つの隣り合った面を一体的に保護
部材で覆うことを特徴とする光学素子。
2. A refracting surface on which a light beam enters, a plurality of reflecting surfaces having a curvature, a refracting surface for emitting a light beam reflected by the plurality of reflecting surfaces, and a plurality of side surfaces, on a surface of the transparent body. An optical element, wherein at least two adjacent surfaces of the plurality of reflection surfaces and side surfaces are integrally covered with a protective member.
【請求項3】 前記保護部材は外部からの光線を遮断す
ることを特徴とする請求項1又は2の光学素子。
3. The optical element according to claim 1, wherein the protection member blocks external light rays.
【請求項4】 前記保護部材を夫々が覆う面の表面への
吹きつけ塗装により形成したことを特徴とする請求項1
〜3のいずれか1項に記載の光学素子。
4. The method according to claim 1, wherein said protective members are formed by spray painting on surfaces of surfaces covered by said protective members.
The optical element according to any one of claims 3 to 3.
【請求項5】 前記保護部材を夫々が覆う面の表面への
印刷により形成したことを特徴とする請求項1〜3のい
ずれか1項に記載の光学素子。
5. The optical element according to claim 1, wherein the protective member is formed by printing on a surface of a surface covered by each of the protective members.
【請求項6】 前記保護部材をシート状の部材として構
成し、該保護部材をこれが覆う面の表面へ密着させてい
ることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載
の光学素子。
6. The optical device according to claim 1, wherein the protection member is formed as a sheet-shaped member, and the protection member is brought into close contact with a surface covered by the protection member. element.
【請求項7】 前記保護部材は前記光学素子を塗料に浸
漬することにより形成したことを特徴とする請求項1〜
3のいずれか1項に記載の光学素子。
7. The protective member is formed by immersing the optical element in a paint.
4. The optical element according to any one of 3.
【請求項8】 前記保護部材を蒸着加工により形成した
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の
光学素子。
8. The optical element according to claim 1, wherein said protection member is formed by vapor deposition.
【請求項9】 前記光束が入射する屈折面及び/又は前
記光束が射出する屈折面において、前記保護部材を光線
有効部の外側に形成していることを特徴とする請求項1
〜8のいずれか1項に記載の光学素子。
9. The protection member is formed outside a beam effective portion on a refraction surface on which the light beam enters and / or a refraction surface on which the light beam exits.
An optical element according to any one of claims 1 to 8.
【請求項10】 透明体の表面に回転対称な2 つの屈折
面と、夫々曲率を有する少なくとも3 つの反射面を形成
して、光束が1 つの屈折面より入射した時、該光束を該
複数の反射面で順次反射させた後、他方の屈折面より射
出させて像を結像させる光学素子において、 該曲率を有する複数の反射面はすべて共通の1 平面に対
して対称であり、該複数の反射面と光学的作用をしない
複数の側面の少なくとも1つの面を保護部材で覆うこと
を特徴とする光学素子。
10. A transparent body having two rotationally symmetric refraction surfaces and at least three reflection surfaces each having a curvature. When a light beam enters from one refraction surface, the light beam is transmitted to the plurality of reflection surfaces. In an optical element that forms an image by sequentially reflecting on a reflecting surface and then emitting from the other refracting surface, the plurality of reflecting surfaces having the curvature are all symmetric with respect to a common plane, and An optical element, wherein at least one of a plurality of side surfaces which do not have an optical function with a reflection surface is covered with a protective member.
【請求項11】 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複数の側面とを一体
に成形し、該反射面の少なくとも1つに入射する基準軸
と射出する基準軸とを含む平面を有する光学素子におい
て、該反射面と該側面の少なくとも1つの面を保護部材
で覆うことを特徴とする光学素子。
11. A refracting surface on which a light beam enters a surface of a transparent body, a plurality of reflecting surfaces having a curvature, a refracting surface for emitting a light beam reflected by the plurality of reflecting surfaces, and a plurality of side surfaces are integrated. And an optical element having a plane including a reference axis incident on at least one of the reflection surfaces and a reference axis emerging from the reflection surface, wherein at least one of the reflection surface and the side surface is covered with a protective member. Optical element.
【請求項12】 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複数の側面とを一体
に成形し、該反射面の少なくとも1つに入射する基準軸
と射出する基準軸とを含む平面を有する光学素子におい
て、該複数の反射面と側面のうち少なくとも2つの隣り
合った面を一体的に保護部材で覆うことを特徴とする光
学素子。
12. A refracting surface on which a light beam is incident on a surface of a transparent body, a plurality of reflecting surfaces having a curvature, a refracting surface for emitting a light beam reflected by the plurality of reflecting surfaces, and a plurality of side surfaces. And an optical element having a plane including a reference axis incident on at least one of the reflection surfaces and a reference axis emerging from the reflection surface, wherein at least two adjacent surfaces of the plurality of reflection surfaces and side surfaces are integrally formed. An optical element characterized by being covered with a protective member.
【請求項13】 請求項1〜12のいずれか1項に記載
の光学素子を用いたことを特徴とする光学系。
13. An optical system using the optical element according to claim 1. Description:
【請求項14】 請求項1〜12のいずれか1項に記載
の光学素子を複数個組み合わせて構成することを特徴と
する光学系。
14. An optical system comprising a combination of a plurality of the optical elements according to claim 1. Description:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014206673A (en) * 2013-04-15 2014-10-30 キヤノン株式会社 Optical scanner and image forming apparatus using the same

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