JP2007033634A - 光学装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製作することが容易で、且つ組立精度もゆるく、更に経時変化にも耐える小型の反射光学系を実現する光学装置を提供することを目的としている。
【解決手段】入射光束が複数の反射面で反射を繰り返すように構成した光学系を複数の反射面の集合体で形成した光学ブロックであって、複数の反射面は単一球面、単一曲面或いは単一平面で形成される単一反射面と、複数の曲面や球面、平面の組合わせで形成される自由曲面反射面を対向させて構成され、入射した光束は単一反射面と自由曲面反射面との間で互いに複数回反射を繰り返すように構成される撮影光学系を備えたことを特徴とする光学装置。
【選択図】 図１ａ

Description

本発明は、被写体像を撮影光学部材を利用して撮像素子に結像させる光学装置に関し、更に詳細には反射面の集合体により形成される光学系の製造安定化技術に関するものである。

デジタルカメラのように一般に撮像素子を用いている光学装置には、所望の撮影範囲が得られるように、ズームレンズ機構が設けられている。

図４ａは従来のデジタルカメラの斜視図であり撮影光軸４１に対してカメラ４２の厚み方向が沿った形態にする事でカメラを薄くしている。

撮影光学系４３は図４ｂに示すように物体側から第１のレンズ４３ａ、第２のレンズ４３ｂ、第３のレンズ４３ｃ、第４のレンズ４３ｄで構成されており、第２のレンズ４３ｂを光軸４１の方向に移動させることで撮影光学系のズーム動作を行い、第４のレンズ４３ｄを光軸４１方向に移動させることで焦点調節が行われる。

第４のレンズ４３ｄの後方の光軸上には光学ローパスフィルタ４１０及びＣＣＤなどの撮像素子４１１が順次配置されている。

第１レンズ４３ａ、第３レンズ４３ｃ及び光学ローパスフィルタ４１０、撮像素子４１１は不図示の鏡筒に支持され、これに対し第２レンズ４３ｂ、第４レンズ４３ｄは公知の軸支持により鏡筒内を光軸４１方向にのみ移動可能に支持され、各々専用のアクチュエータによりズーム、フォーカスの調節の為に駆動される。

鏡筒は図４ａのカメラ本体４２内に内包され、第１のレンズ４３ａのみ外部に露出している。

４４は閃光手段であるストロボであり、撮影被写体が暗いときなど必要に応じて発光して撮影が良好に行われるようにする。

４５はＬＣＤなどの液晶素子であり、撮影前の被写体の状態の観察や撮影した像の観察を液晶素子４５により行えるようになっている。

このカメラではカメラの厚み方向を撮影光軸４１に沿わせて撮影する形態なので実際に撮影を行う時に液晶素子４５を見て被写体の状態を観察することが行い難い。

そこで液晶素子４５はリトラクタブルベース４７上に設けられており、リトラクタブルベース４６はカメラ４２に対し矢印４７方向に跳ね上がるように構成され、撮影時に液晶素子４５を観察しながら構図を定めることが出来るようになっている。

電池４８は矢印４９方向からカメラ４２に収納するようになっており、レンズの長手方向を含む平面（カメラ４２の平面）と電池４８の平面が揃っている為に薄型化できている。

このような形態にすると撮影光学系の変倍比を大きくしてもカメラの厚みをさほど厚くすることが無いのがメリットであり、そのことを図５を用いて説明する。

図５ａは撮影光軸４１がカメラの平面に対して垂直に設けられる最も一般的なレイアウトのカメラの斜視図である。

図５ａは撮影光学系が公知の沈胴技術により沈胴した状態であるが、実際の撮影時には図５ｂのようにカメラ５２に対して撮影光学系５３が繰り出してくる。

尚、ここで５４は閃光手段であるストロボであり、５５はファインダ窓である。

このような配置において撮影光学系の変倍比を大きくし望遠系のズームレンズにしてゆくと図５ｂの撮影光学系５３の全長が長くなる。

全長が長くなると、それらを沈胴させた後の長さもさほど短く出来なくなる。

なぜならば沈胴、繰り出し動作を行う為には撮影光学系を支持する鏡筒を幾層もの層構造にしなくてはならず、それらの層を増やしてゆけば全長に対する沈胴長さは短く出来そうであるが実際には鏡筒剛性や各層間のオーバーラップ量の確保の問題で制限がかかり沈胴長さを短く出来なくなってくる。

そのために図５ａ、図５ｂの形態では撮影光学系の変倍比を大きくし望遠系の撮影光学系にしてゆくと次第にカメラの厚みが厚くなってしまう。

又、図４ａの形態においても図４ｂでわかるように撮影光学系の前玉である第１のレンズ４３ａはその径はかなり大きくなってしまう。

これは撮影光学系のワイド側の焦点距離における光束を確保する為に必要な径であり、図４ａの形態においても撮影光学系の変倍比を大きくしてゆくと（特にワイド側に）第１のレンズ４３ａの径が増大し、それを内包する為にカメラ４２の厚みは厚くなってくる問題もある。

そのために図４ａの形態は特に望遠側のズーム光学系には適したレイアウトにはなっているがワイド側のズームには適した形態ではない。

上記のような光学系ではなく反射を利用した光学系によりカメラの小型化を図る試みも行われている。例えば特許文献１には反射光学ブロックを複数配置する事でデジタルカメラの小型化を図る開示がなされている。

図３ａはそのデジタルカメラの斜視図であり、図３ｂはその背面図、図３ｃは正面図である。

被写体に向かう撮影撮影光軸１１ａに対して垂直な平面に沿う形状のカメラ本体１２は撮影光学系１３をその内部に保持している。

撮影光学系１３は第１のレンズ１３ａ、第２のレンズ１３ｂ、第３のレンズ１３ｃにより構成されており、更に撮影光軸１１に沿う被写体からの光束をカメラ内部に取り入れる撮影窓１３ａ１と、その取り入れた光束を直角に折り曲げ、第１のレンズ１３ａの屈折面より第１のレンズ１３ａの内部に入射させるプリズム１３ａ２を有している。

第１のレンズ１３ａの第１屈折面１３ａ３から入射した光束は、その内部で第１のレンズ１３ａの各壁で複数回反射を繰り返した後に第２の屈折面１３ａ４より出射し、その後第２のレンズ１３ｂの第１の屈折面１３ｂ２より第２のレンズ１３ｂ内部に光束が入射され、第２のレンズ１３ｂの各壁で複数回反射を繰り返した後に第２の屈折面１３ｂ３より光束は出射し、更に第３のレンズ１３ｃの第１の屈折面１３ｃ２より第３のレンズ１３ｃ内部に光束が入射され、第３のレンズ１３ｃの各壁で複数回反射を繰り返した後に第２の屈折面１３ｃ３より光束は出射する。

第３のレンズ１３ｃの第２の屈折面１３ｃ３から出射した光束はその延長線上に配置されたＣＣＤなどの撮像素子１１１に結像する。

不図示ではあるがＣＣＤ１１１には光学ローパスフィルタが一体に設けられており撮影像の光学ノイズを減衰させている。

更に、不図示であるが第３のレンズ１３ｃの第１の屈折面１３ｃ２には光束を制御する絞りと光束を遮断するシャッタが設けられており、撮影被写体の明るさに応じて絞りを駆動することで撮像素子１１１に入射する撮影光束の明るさが適切になるようにしており、撮影後には更にシャッタを閉じて転送中に余計な光束が撮像素子１１１に入射しないようにしている。

ここで第２のレンズ１３ｂを図３ａの矢印１３ｂ１方向に駆動してズームを行い、第３のレンズ１３ｃを矢印１３ｃ１方向に駆動させるか、或いはＣＣＤ１１１１をその方向に沿って駆動させることでピント合わせを行う。

このように平面１１ｃ、１１ｄに挟まれた空間に撮影光学系を広げて配置できるので沈胴は不要になり、カメラを薄く出来る。

そして図３ｃに示すように液晶素子１５は撮影者に対向しているので図４ａのように撮影時に毎度液晶素子を持ち上げる必要が無くなる。

更に、この撮影光学系においては結像を複数回繰り返しており、レンズの前面径を小さく出来る。

そのためにズームワイドになっても撮影レンズの大きさを大きくする必要がないというメリットもある。
特開２００３−０８４３５１号公報 特開平１１−２３１１５号公報

しかしながら従来例で説明したように反射を繰り返す光学系は光学ブロックが中実であり、それによる作成上の問題があった。

先ず光学ブロックはその光学性能を補償する為にガラス材料を用い、量産対応としてガラスモールド成型を行う。

その場合には成型時にガラスが十分さめてから型から取り出さないと変形や欠けを起こしてしまう。

しかしながら大きな体積のガラス材料が冷えるのを待つのは時間がかかり量産向きではないし、急速に冷やすと光学ブロックが割れてしまう。

また、大きな体積ゆえにプラスチック材料を用いて成型した場合でもヒケの問題が付きまとう。

それらを解決する為に、特許文献２に開示されているように中空にして反射面を対向させることで光学系をまとめる方法がある。

この場合には中空になるので上述した成型時の問題は無くなる。

しかし反射光学面は１枚の光学敏感度が極めて高く、上述したような一体の成型ならばかろうじて保たれる光学性能も複数の反射面を互いに対向させて各々並べて配置してゆくことは調整が極めて難しく、たとえ調整して配置が出来たとしても、経時的要因や温度湿度、外乱振動などにより光学性能が劣化してしまい実用的ではなかった。

そこで本発明の目的は製作することが容易で、且つ組立精度もゆるく、更に経時変化にも耐える小型の反射光学系を実現する光学装置を提供することを目的としている。

本発明においては中空の反射光学系を対向させて配置するときにそれらの光学ブロックを２体に分け、一方を光学敏感度の高い光学性能面、他方をその光学性能面から来た光線を再び光学性能面に戻す循環面として構成し、それらの受け渡しにより光路を構築する事で中空で且つ取り扱いの楽な光学系が実現できることに注目しており、
より具体的には循環面を平面（或いは通常曲面）、対向する光学性能面を２面の自由曲面で成形し、それらを組み合わせて三角柱状の光学系を構成する。

そのため一方が平面なので位置合わせの精度がゆるくなり、且つ個別成形故に中空化できるので量産性が向上する。

請求項１から４では、
入射光束が複数の反射面で反射を繰り返すように構成した光学系を複数の反射面の集合体で形成した光学ブロックであって、
複数の反射面は単一球面、単一曲面或いは単一平面で形成される単一反射面と、
複数の曲面や球面、平面の組合わせで形成される自由曲面反射面を対向させて構成され、
入射光束は単一反射面と自由曲面反射面間で互いに複数回反射を繰り返すように構成し、
光学ブロックは複数の前記自由曲面反射面より構成される第１の側面と同じく複数の自由曲面反射面より構成される第２の側面と複数の単一反射面より構成される第３の側面を有し、第１、第２、第３の側面を含む側面の集合により三角柱状形状を形成している。

そして屈折面から入射した光束は光学ブロックの各側面を形成する複数の反射面の各々の反射面で１回ずつ反射を繰り返しながら結像面或いは出射面に到達するように構成されている。

請求項５、６では、
入射光束が複数の反射面で反射を繰り返すように構成した光学系を複数の反射面の集合体で形成した柱状光学ブロックであって、光束は柱状光学ブロックの少なくとも３つの側面でらせん状に反射を繰り返しながら柱状光学ブロックの柱延出方向に向かって進むように各側面に反射面を形成した光学装置であり、
単一球面、単一曲面或いは単一平面で形成される複数の単一反射面を有する第１の側面と、複数の曲面や球面、平面の組み合わせで形成される複数の自由曲面反射面を有する第２の側面を有し、光束は第１の側面と第２の側面を含む少なくとも３つの側面でらせん状に反射を繰り返しながら柱状光学ブロックの柱延出方向に向かって進むようにしている。

請求項７では、
入射光束が複数の反射面で反射を繰り返すように構成した光学系を複数の反射面の集合体で形成した光学ブロックであって、光学ブロックは単一球面、単一曲面或いは単一平面で形成される複数の単一反射面より構成される第１の側面と、曲面や球面、平面の組み合わせで形成される複数の自由曲面反射面で構成される第２の側面を各々独立に成形した後に結合して光学装置を形成している。

本発明においては、中空の反射光学系を対向させて配置するときにそれらの光学ブロックを２体に分け、一方を光学敏感度の高い光学性能面、他方をその光学性能面から来た光線を再び光学性能面に戻す循環面として構成し、それらの受け渡しにより光路を構築する事で中空で且つ取り扱いの楽な光学系が実現できることに注目しており、
より具体的には循環面を平面（或いは通常曲面）、対向する光学性能面を２面の自由曲面で成形し、それらを組み合わせて三角柱状の光学系を構成する。

そのため一方が平面なので位置合わせの精度がゆるくなり、且つ個別成形故に中空化できるので量産性が向上する。

詳細には入射光束が複数の反射面で反射を繰り返すように構成した光学系を複数の反射面の集合体で形成した光学ブロックであって、
複数の反射面は単一球面、単一曲面或いは単一平面で形成される単一反射面と、（平板反射面２１ｃや反射面３４ｃなど）複数の曲面や球面、平面の組合わせで形成される自由曲面反射面（自由曲面２１ａや自由曲面３４ａなど）を対向させて構成され、
入射光束は単一反射面と自由曲面反射面間で互いに複数回反射を繰り返すように構成し、
光学ブロックは複数の前記自由曲面反射面より構成される第１の側面と同じく複数の自由曲面反射面より構成される第２の側面と複数の単一反射面より構成される第３の側面を有し、第１、第２、第３の側面を含む側面の集合により三角柱状形状を形成している。

そして屈折面から入射した光束は光学ブロックの各側面を形成する複数の反射面の各々の反射面で１回ずつ反射を繰り返しながら結像面或いは出射面に到達するように構成されている。

又、入射光束が複数の反射面で反射を繰り返すように構成した光学系を複数の反射面の集合体で形成した柱状光学ブロックであって、光束は柱状光学ブロックの少なくとも３つの側面でらせん状に反射を繰り返しながら柱状光学ブロックの柱延出方向に向かって進むように各側面に反射面を形成した光学装置であり、
単一球面、単一曲面或いは単一平面で形成される複数の単一反射面（平板反射面２１ｃや反射面３４ｃなど）を有する第１の側面と、複数の曲面や球面、平面の組み合わせで形成される複数の自由曲面反射面を有する第２の側面（自由曲面２１ａや自由曲面３４ａなど）を有し、光束は第１の側面と第２の側面を含む少なくとも３つの側面でらせん状に反射を繰り返しながら柱状光学ブロックの柱延出方向に向かって進むようにしている。

又、入射光束が複数の反射面で反射を繰り返すように構成した光学系を複数の反射面の集合体で形成した光学ブロックであって、光学ブロックは単一球面、単一曲面或いは単一平面で形成される複数の単一反射面より構成される第１の側面（平板反射面２１ｃや反射面３４ｃなど）と、曲面や球面、平面の組み合わせで形成される複数の自由曲面反射面で構成される第２の側面（自由曲面２１ａや自由曲面３４ａなど）を各々独立に成形した後に結合して光学装置を形成している。

これにより量産性が高く、且つ組立安定性が高く精度の良い光学系を実現できる。

以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。

図１ａは本発明の実施例のデジタルカメラの平面図であり、本体２１には３つの光学ブロック２２，２３，２４により構成されており、更に光学ブロック２２には被写体からの光束を光学ブロック２２の内部に入射させる屈折面２２ａを一体に成型している。

光学ブロック２２に入射した光束はその内部でらせん状に反射を繰り返して矢印２１６方向に進み、光学ブロック２２より出射して再び光学ブロック２３に入射する。

更に光学ブロック２３の内部においても同様にらせん状に光束が進み、光学ブロック２３より出射して光学ブロック２４に入射する。

ここで光学ブロック２３と光学ブロック２４の間には絞りとシャッタのユニット２５が設けられている。

光学ブロック２４に入射した光束は同様に反射を繰り返した後に出射して、その延長線上に配置されたＣＣＤなどの撮像素子２６に結像する。

不図示ではあるがＣＣＤ２６には光学ローパスフィルタが一体に設けられており撮影像の光学ノイズを減衰させている。

ここで光学ブロック２２、２３、２４の形状について光学ブロック２２を代表して図１ｂで説明する。

図１ｂにおいて光学ブロック２２は屈折面２２ａと第１の自由曲面群２２ｂ、第２の自由曲面群２２ｃで構成される光学性能面と平板反射面２２ｄである循環面とで三角柱状に成り立っており、第１の自由曲面群で反射した光束は平板反射面２２ｄにより反射されて第２の自由曲面群２２ｃに入射され、第２の自由曲面群２２ｃで反射された光束は平板反射面２２ｄにより反射されて第１の自由曲面群２２ｂに入射され、これらを繰り返しながららせん状に光束が進みながら像を整形してゆく。

ここで光学性能面である第１の自由曲面２２ｂと第２の自由曲面２２ｃは一体でありガラスモールドなどで成型される。

この光学性能面は薄いガラスであり体積は極めて少なく、成型時にガラスを冷やす時間が短く、量産に向いている。

そして得られたガラスに適宜メッキ処理を行い、内部反射面を作っている。

循環面である平板反射面２２ｄはガラスの板のスクライブやダイシングで得られ、同様にメッキ処理で反射面を作っている。

尚、これら光学性能面や平板反射面はガラスではなく、金属面で形成してもよく、特に平板反射面２２ｄに関しては比較的容易に金属にすることが出来、軽量化や小型を図ることができる。

そして第１の自由曲面２２ｂの端部２２ｂ１と平板反射面２の端部２２ｄ１、及び第２の自由曲面２２ｃの端部２２ｃ１と平板反射面の端部２２ｄ２を突き当てることで光学性能面と循環面の距離を一定に保っている。

循環面は光学性能面との距離は光学性能にかかわるので精度よく設定しなければならないが、このように互いの光学面を突き当てることで安定して高精度に距離を管理できる。

また、この互いの距離以外の位置合わせに関しては多少の位置ズレが生じても循環面側が平板反射面である為に像性能への影響は無い。

又、光学ブロック内で複数回反射を繰り返しながら光束がらせん状に進むことにより、その間に効果的に像を整形することができる。

このように光学性能をつかさどる面は一体にしながら中空の光学ブロックが出来るので成型量産性が良いばかりでなく、反射面の位置合わせも容易に出来ている。

図１ａに戻って光学ブロック２３は矢印２１７の方向にモーターなどの不図示のアクチュエータで駆動され、それに応じて光学ブロック２２、光学ブロック２３、光学ブロック２４で構成されるズーム光学系の焦点距離を変更する。

又、光学ブロック２４は同様に矢印２１７方向に不図示のアクチュエータで駆動されズーム光学系のピント調節（焦点調節）を行う。

尚、光学ブロック２４を駆動するのではなく、ＣＣＤ２６を駆動してピント合わせを行っても良い。

２１３撮影主被写体が暗いときなど必要に応じて閃光して主被写体を照射し露光の補助を行う閃光手段であるストロボであり、そのストロボに閃光エネルギーを供給するメインコンデンサ２１０はストロボ２１３と光学ブロック２２の間に配置されている。

２９は液晶素子であり図１ａ上面図に示すようにカメラの背面に液晶で撮影時の被写体の様子や撮影後の画像を表示する。

２８はカメラのメイン基板であり撮像素子２６からの信号を処理する映像処理回路やカメラの動作を制御するカメラマイコンなどが実装されている。

液晶素子２９やメイン基板２８は共に面積が広いが厚みが薄いのでカメラ背面に並べて配置することでカメラの小型化を図っており、且つ液晶素子２９はズーム光学系の背面に配置するので光学ブロック２２の入射面２２ａとのズレをなくし撮影時の違和感を少なくしている。

２１２は電池２７からの電力を必要に応じて昇圧するＤＣ／ＤＣ変換基板であり、ストロボ２１３、コンデンサ２１０の制御基板も兼ねている。

図２ａのカメラにおける厚み方向に大きな部品を順番に並べると
１．ＤＣ／ＤＣ変換基板２１２、
２．電池２７
３．光学ブロック２２，２３，２４
であり、
且つ、それらの中で投影面積の大きな部品の順に並べると
１．電池２７
２．光学ブロック２２，２３，２４
３．ＤＣ／ＤＣ変換基板２１２
である。

よってそれらの順番を考慮するとＤＣ／ＤＣ変換基板２１２と光学ブロック２２，２３，２４を縦に並べてカメラに向かって右側に配置し、電池２７を左側に配置し、更に光学ブロック２２，２３，２４の後に液晶素子２９を配置し、電池２７の後にメイン基板２８を配置し、ＤＣ／ＤＣ変換基板２１２の後には何も配置しない構成が最もカメラを小型に出来る。

図１ａの上面図でわかるように各光学ブロック２２と光学ブロック２３の対向面２２ｅ、２３ａはズーム駆動の方向２１７に対して垂直ではない。

そのために光学ブロック２３が移動すると、光学ブロック２３に入射する光線の位置が変化する。

この光線の位置変化をズームに利用することで光学ブロック２３の僅かな移動により大きなズーム変化を可能にしている。

しかしながら、このような変倍方法は敏感でありすぎるので、光学ブロック２３と光学ブロック２４の関係のように互いの出射、入射面に屈折面２２ａと同様な屈折面２３ｂ、２４ａを設けてもよい。

以上説明したように、本発明においては中空の反射光学系を対向させて配置するときにそれらの光学ブロックを２体に分け、一方を光学敏感度の高い光学性能面、他方をその光学性能面から来た光線を再び光学性能面に戻す循環面として構成し、それらの受け渡しにより光路を構築する事で中空で且つ取り扱いの楽な光学系が実現できることに注目しており、より具体的には循環面を平面（或いは通常曲面）、対向する光学性能面を２面の自由曲面で成形し、それらを組み合わせて三角柱状の光学系を構成する。

そのため一方が平面なので位置合わせの精度がゆるくなり、且つ個別成形故に中空化できるので量産性が向上する。

詳細には入射光束が複数の反射面で反射を繰り返すように構成した光学系を複数の反射面の集合体で形成した光学ブロックであって、
複数の反射面は単一球面、単一曲面或いは単一平面で形成される単一反射面と、（平板反射面２１ｃや反射面３４ｃなど）複数の曲面や球面、平面の組合わせで形成される自由曲面反射面（自由曲面２１ａや自由曲面３４ａなど）を対向させて構成され、
入射光束は単一反射面と自由曲面反射面間で互いに複数回反射を繰り返すように構成し、
光学ブロックは複数の前記自由曲面反射面より構成される第１の側面と同じく複数の自由曲面反射面より構成される第２の側面と複数の単一反射面より構成される第３の側面を有し、第１、第２、第３の側面を含む側面の集合により三角柱状形状を形成している。

そして屈折面から入射した光束は光学ブロックの各側面を形成する複数の反射面の各々の反射面で１回ずつ反射を繰り返しながら結像面或いは出射面に到達するように構成されている。

又、入射光束が複数の反射面で反射を繰り返すように構成した光学系を複数の反射面の集合体で形成した柱状光学ブロックであって、光束は柱状光学ブロックの少なくとも３つの側面でらせん状に反射を繰り返しながら柱状光学ブロックの柱延出方向に向かって進むように各側面に反射面を形成した光学装置であり、
単一球面、単一曲面或いは単一平面で形成される複数の単一反射面（平板反射面２１ｃや反射面３４ｃなど）を有する第１の側面と、複数の曲面や球面、平面の組み合わせで形成される複数の自由曲面反射面を有する第２の側面（自由曲面２１ａや自由曲面３４ａなど）を有し、光束は第１の側面と第２の側面を含む少なくとも３つの側面でらせん状に反射を繰り返しながら柱状光学ブロックの柱延出方向に向かって進むようにしている。

又、入射光束が複数の反射面で反射を繰り返すように構成した光学系を複数の反射面の集合体で形成した光学ブロックであって、光学ブロックは単一球面、単一曲面或いは単一平面で形成される複数の単一反射面より構成される第１の側面（平板反射面２１ｃや反射面３４ｃなど）と、曲面や球面、平面の組み合わせで形成される複数の自由曲面反射面で構成される第２の側面（自由曲面２１ａや自由曲面３４ａなど）を各々独立に成形した後に結合して光学装置を形成している。

これにより量産性が高く、且つ組立安定性が高く精度の良い光学系を実現できる。

第１の実施例では撮影光学系に本発明の光学系を適用していた。

第２の実施例ではファインダ光学系に本発明を適用して説明する。

図２ａは本発明の第２の実施例の斜視図でありカメラボディ３１には従来と同様の鏡筒３２が設けられている。

鏡筒３２には出射窓３２ａが設けられており、公知のクイックリターンミラーなどにより撮影光路が分岐されて鏡筒３２より出射している。

出射した光束はファインダ光学ブロック３４、３５を介して接眼ブロック３３の入射窓３３ａに入射している。

ユーザーは接眼ブロック３３の接眼光軸３３ｂに沿って被写体を確認できる。

図２ｂは図２ａの平面図であり、ファインダ光学ブロック３４，３５を鏡筒３２の円弧に沿う形状に出来る為にファインダ光学系を小型に出来ている。

図２ｃはファインダ光学ブロック３４、３５の拡大図であり、各々のファインダ光学ブロックは自由曲面群３４ａ、３４ｂ及び３５ａ、３５ｂと板を円弧状に撓ませた反射面３４ｃ、３５ｃとで構成されている。

そして図１ｂと同様に自由曲面群３４ａ、３４ｂは一体で光学性能面を形成しており、又自由曲面群３５ａ、３５ｂも一体で光学性能面を形成している。

これら光学性能面は成型により作られており、ガラスモールドにメッキを施した反射面や金属を自由曲面プレスで打ち抜いて作られる。

反射面３４ｃ、３５ｃは図１ｂと同様に循環面であり、金属板をプレスで打ち抜いて作られる。

そして光学性能面と循環面の接合も互いの端面を突き当てることで高精度に行われる。

このようにファインダ光学ブロックを位置合わせが容易な割り方で別体に成型することで成型速度を早めることと、組立精度の維持を両立できている。

ここで出射窓３２ａより出射した被写体像は反射面３５ｃの一部切り欠きよりファインダ光学ブロック３４の内部に入射している（光軸３６ａ）。

入射した光束は矢印３７方向にらせん状に反射を繰り返しながら像を整形し、光軸３６ｂに示すように自由曲面群３４ａの切り欠き部（不図示）より出射し、自由曲面群３５ａの切り欠き部（不図示）よりファインダ光学ブロック３５の内部に入射している。

ファインダ光学ブロック３５内でも反射を繰り返してらせん状に矢印３８方向に進み、反射面３５ｃの切り欠き部より出射して接眼ブロック３３に入射する。

このように曲面で光学ブロックを形成した場合においても本発明の２体化構成により量産性の向上と組立安定化を図ることが出来ると共にカメラの小型化が可能になる。

本発明の第１実施例の上面図、平面図 本発明の第１実施例の光学部拡大図 本発明の第２実施例の斜視図 本発明の第２実施例の平面図 本発明の第２実施例の光学部拡大図 従来の第１のカメラ形態の正面斜視図 従来の第１のカメラ形態の背面斜視図 従来の第１のカメラ形態の正面図 従来の第２のカメラ形態の斜視図 従来の第２のカメラ形態の光学図 従来の第３のカメラ形態の沈胴時斜視図 従来の第３のカメラ形態のスタンバイ斜視図

符号の説明

２１ カメラ本体
２２、２３，２４ 光学ブロック
２２ｂ 自由曲面群（光学性能面）
２２ｃ 自由曲面群（光学性能面）
２２ｄ 平板反射面（循環面）
３４、３５ ファインダ光学ブロック
３４ａ 自由曲面群（光学性能面）
３４ｂ 自由曲面群（光学性能面）
３４ｃ 反射面（循環面）

Claims (7)

1. 入射光束が複数の反射面で反射を繰り返すように構成した光学系を複数の反射面の集合体で形成した光学ブロックであって、
   複数の反射面は単一球面、単一曲面或いは単一平面で形成される単一反射面と、
   複数の曲面や球面、平面の組合わせで形成される自由曲面反射面を対向させて構成され、
   入射した光束は単一反射面と自由曲面反射面との間で互いに複数回反射を繰り返すように構成される撮影光学系を備えたことを特徴とする光学装置。
2. 請求項１記載の光学装置において、
   前記光学ブロックは複数の前記自由曲面反射面より構成される第１の側面と同じく複数の前記自由曲面反射面より構成される第２の側面と複数の前記単一反射面より構成される第３の側面を有し、第１、第２、第３の側面を含む側面の集合により柱状形状を形成していることを特徴とする光学装置。
3. 請求項３記載の光学装置において、
   前記光学ブロックは３角柱形状を形成していることを特徴とする光学装置。
4. 請求項２記載の光学装置において、
   前記屈折面から入射した光束は前記光学ブロックの各側面を形成する複数の反射面の各々の反射面で１回ずつ反射を繰り返しながら結像面或いは出射面に到達するように構成されたことを特徴とする光学装置。
5. 入射光束が複数の反射面で反射を繰り返すように構成した光学系を複数の反射面の集合体で形成した柱状光学ブロックであって、
   光束は柱状光学ブロックの少なくとも３つの側面でらせん状に反射を繰り返しながら柱状光学ブロックの柱延出方向に向かって進むように各側面に反射面を形成したことを特徴とする光学装置。
6. 請求項５記載の光学装置において、
   前記側面は単一球面、単一曲面或いは単一平面で形成される複数の単一反射面を有する第１の側面と、
   複数の曲面や球面、平面の組み合わせで形成される複数の自由曲面反射面を有する第２の側面を有し、
   前記光束は第１の側面と第２の側面を含む少なくとも３つの側面でらせん状に反射を繰り返しながら柱状光学ブロックの柱延出方向に向かって進むように各側面に反射面を形成したことを特徴とする光学装置。
7. 入射光束が複数の反射面で反射を繰り返すように構成した光学系を複数の反射面の集合体で形成した光学ブロックであって、
   光学ブロックは単一球面、単一曲面或いは単一平面で形成される複数の単一反射面より構成される第１の側面と、
   曲面や球面、平面の組み合わせで形成される複数の自由曲面反射面で構成される第２の側面を各々独立に成形した後に結合して形成されることを特徴とする光学装置。