(57)【要約】【課題】組立時や製造時に正しい光軸位置を確実かつ容易に認識できる光学素子を提供すること。【解決手段】レンズ面Ｍ１，Ｍ２を型から転写して形成する観察光学系に使用の光学素子１１において、前記光学素子１１の外形形状は、円弧状または多角形状またはこれら両者を組み合わせた形状を有し、前記レンズ面Ｍ１，Ｍ２によって形成される前記光学素子の光軸Ｉは、前記円弧の中心Ｏまたは前記多角形の中心Ｏと偏心しており、前記外形形状上の少なくとも一部分に形状１７による識別手段を有すること。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ面を型から転写して形成する観察光学系に使用の光学素子において、
前記光学素子の外形形状は、円弧状または多角形状またはこれら両者を組み合わせた形状を有し、前記レンズ面によって形成される前記光学素子の光軸は、前記円弧の中心または前記多角形の中心と偏心しており、前記外形形状上の少なくとも一部分に形状による識別手段を有することを特徴とする光学素子。
【請求項２】
前記円弧の中心または前記多角形の中心と、前記光軸とを含む面を基準面としたとき、前記識別手段は、前記基準面に対して互いに反転したときのみ互いに一致する形状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記識別手段は、任意の方向に反転しても互いに一致することのない外形形状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項４】
前記外形形状は矩形であることを特徴とする請求項１乃至３に記載の光学素子。
【請求項５】
前記識別手段は面取りであることを特徴とする請求項１乃至４に記載の光学素子。
【請求項６】
前記面取りは平面であることを特徴とする請求項５に記載の光学素子。
【請求項７】
前記面取りは曲面であることを特徴とする請求項５に記載の光学素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学ガラス等の光学材料を加圧成形して形成された光学素子に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、光学素子、例えば、ガラスレンズは、光学ガラス素材に、設計されたレンズ面形状を与えるため研削や研磨を行って作製されていた。
【０００３】
最近、比較的小径の非球面レンズなどの製造においては、光学ガラスや光学プラスチック素材等の光学素材を型内に入れ加圧成形する「プレス成形法」が多用されるようになった。また、民生用の光学機器の光学素子は軽量化や低コスト化のためにプラスチックレンズ等の金型転写で形成されることが一般的となっている。例えば円形レンズであって光学的機能面上のｘ軸の曲率半径とｙ軸の曲率半径が異なり、結像面においてはｘ軸の倍率とｙ軸の倍率が異なるように設計された「アナモルフィック・レンズ」や、レンズの結像点が点とならず光軸方向に前後して結像する２本の互いに垂直な線分等となってしまう非点収差（アスティグマティズム）を生じるように設計されたアス付きレンズが上記のプレス成形法によって製造されている。これらのレンズは、レンズ面が光軸に対して回転対称である球面レンズや非球面レンズ等と異なり、レンズ面が光軸に対して非対称な曲面となっている。これらの光軸が非対称なレンズを光学機器等に装着する場合には、光軸位置が少しでもずれた位置に取り付けられると、本来の光学特性を発揮することができないため、光軸に対して所定の設計位置や設計方向に取り付ける必要がある。これらはレンズだけでなく、光軸に対して非対称な反射面を有するミラー等においても同様である。そこで、従来の光軸が非対称なレンズやミラー等においては、成形後のレンズ等を個々に光学機能検査し、アナモルフィック・レンズのｘ軸またはｙ軸を、またアス付きレンズの２つの非点収差成分の方向を検出し、これらの位置を示す目安となる印を光学的機能面以外の箇所に塗料やインク等を用いて付ける、あるいは押圧成形されたレンズの基準となる基準凹部をレンズの光学的機能面の有効領域以外となる表面に転写成形することが開示されている（特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２７８８５４号公報。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の開示例は、人間によって行われるため過誤の生じる可能性があり、また煩雑であり工程の迅速化や製造コスト削減のネックとなる等の問題があった。
【０００６】
また、一般に成形部品では樹脂注入部など外形以外に光学素子の光軸の向きを特定できる特徴があるが、目視だけでは人間の誤作業を防ぐことは困難である。また、金型転写で製造する場合、光学面の外形形状が対称形状だと金型の組み込み間違いをする可能性もある。
【０００７】
また、光学機器の小型化や高性能化のため、光学素子の小型化が進められ、光学素子は光学的機能面の有効領域以外の仕様上使わない光学面を小型化のため削除することが多くなった。
【０００８】
そのため、それらの光学素子を組立てる際に取付方向を作業者が識別する手段を講じないと、正しい位置に光学素子の光軸を合わせることができずに光学性能の劣化等を招く場合が増えてきた。また、製造上でも金型構造により金型組立時に光学面を転写する金型の組み込み方向を識別する手段がないと光学素子の光軸を正しく形成することができない場合もあった。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みて行われたものであり、光学素子の製造時や組立時に正しい光軸位置を確実かつ容易に認識できる光学素子を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、レンズ面を型から転写して形成する観察光学系に使用の光学素子において、前記光学素子の外形形状（外周部分の形状）は、円弧状または多角形状またはこれら両者を組み合わせた形状を有し、前記レンズ面によって形成される前記光学素子の光軸は、前記円弧の中心または前記多角形の中心と偏心しており、前記外形形状上の少なくとも一部分に形状による識別手段を有することを特徴とする光学素子を提供する。
【００１１】
また、本発明の光学素子は、前記円弧の中心または前記多角形の中心と、前記光軸とを含む面を基準面としたとき、前記識別手段は、前記基準面に対して互いに反転したときのみ互いに一致する形状に形成されることが好ましい。
【００１２】
また、本発明の光学素子では、前記識別手段は、任意の方向に反転しても互いに一致することのない外形形状に形成されることが好ましい。
【００１３】
また、本発明の光学素子では、前記外形形状は矩形であることが好ましい。
【００１４】
また、本発明の光学素子では、前記識別手段は面取りであり、前記面取りは平面または曲面であることが好ましい。
【００１５】
【発明の実施形態】
本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１６】
図１は本発明の第１の実施形態にかかる光学素子の外観透視図を示し、図２は図１の正面図を示す。
【００１７】
図１、図２において、矩形状の光学素子１は光学面Ｍ１とＭ２の曲率が等しく形成されており、また、光軸Ｉに対して短辺の面５ａ、５ｂは対称な位置（Ａ１＝Ａ２）に、そして長辺の面３ａ、３ｂは非対称な位置（Ｂ１≠Ｂ２）に配置され、かつ光学素子１の四隅７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの面取りは、長辺の面３ａの両隅の面取り７ａ，７ｂは互いに等しく、また長辺の面３ｂの両隅の面取り７ｃ、７ｄは互いに等しく、短辺の面５ａの両隅の面取り７ａ、７ｃは互いに異なり、また短辺の面５ｂの両隅の面取り７ｂ、７ｄは互いに異なるように形成されている。すなわち、矩形状の外形の中心Ｏと光軸Ｉとを含む面（基準面Ｓ）に対して互いに反転しても互いに一致する形状にしている。
【００１８】
なお、７ａ、７ｂの面取りと異なっていれば、７ｃと７ｄの面取りは等しくても良いし、異なっていても良い。
【００１９】
第１の実施形態の光学素子１は光学面Ｍ１とＭ２の曲率が等しいため、光学面Ｍ１とＭ２を表裏取り違えて組立てても、また光軸Ｉに対して短辺の面５ａ、５ｂは対称であるため、図中左右の取り違えも問題ない。しかし、光軸Ｉに対して長辺の面３ａ、３ｂは非対称であるため、図中上下を取り違えると光軸Ｉの位置が所定の位置とは異なってしまうため、所望の光学特性が得られなくなる。そこで、長辺３ａの二隅（７ａ、７ｂ）と長辺３ｂの二隅（７ｃ、７ｄ）の面取りを変える事によって、光学素子１を光学装置に組込むときの取付間違いや、光学素子１の成形金型の組立間違いを容易に防止することができる。すなわち、光学素子１の組立時に面取りの等しい二隅（７ａ、７ｂ）を図中上側に持ってくるようにすれば、光学素子１の光軸Ｉの位置が判別でき誤って組立てることが防止できる。
【００２０】
さらに、本実施形態の光学素子１を組込む部材に、上記面取り（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）に対応した形状を部材に形成しておくことにより、光学素子１の上下を誤りなく取り付けることができ、本光学素子１を用いた光学系の性能を確保することができる。
【００２１】
なお、本実施形態は、図中、短辺５ａの二隅７ａと７ｃとの面取りを等しくし、７ａ、７ｃの面取りが短辺５ｂの二隅７ｂ、７ｄの面取りとは等しくないように形成することで同様の効果が得られる。
【００２２】
さらに、四隅全ての面取りが異なっていても、一見して面取りの差が判別できるように形成されていれば同様の効果が得られる。
【００２３】
また、本実施形態の面取りは平面状で説明しているが、曲率Ｒを持った面取りでも同様の効果があり、この場合は、曲率Ｒの値を上述の関係になるように形成すれば良い。また、平面と曲率Ｒを持った面取りを組み合わせて用いても良い。
【００２４】
次に、本発明の第２の実施形態について図３を参照しつつ説明する。
【００２５】
図３は本発明の第２の実施形態にかかる光学素子の外観透視図を示す。第２の実施形態が第１の実施形態と異なるところは、光学面Ｍ１とＭ２の曲率が異なっていることにある。第１の実施形態と同一部分には同じ番号を付し説明を省略する。
【００２６】
図３において、矩形状の光学素子１１は光学面Ｍ１とＭ２とは光学面の曲率が異なって形成されており、また、光軸Ｉに対して短辺の面５ａ、５ｂは非対称な位置（Ａ１≠Ａ２）に、そして長辺の面３ａ、３ｂは非対称な位置（Ｂ１≠Ｂ２）に配置され、かつ光学素子１１の四隅のうち一部分１７のみが曲率Ｒの面取をされて形成されている。すなわち、任意の方向に反転しても互いに一致することのない外形形状にしている。
【００２７】
第２の実施形態の光学素子１１は光学面Ｍ１とＭ２の曲率が等しくないため、光学面Ｍ１とＭ２を表裏取り違えて組立てても、また、光学軸Ｉに対して短辺の面５ａ、５ｂは非対称であるため、図中左右の取り違えも、さらに、光学軸Ｉに対して長辺の面３ａ、３ｂは非対称であるため、図中上下の取り違えても光軸Ｉの位置が所望の位置とは異なってしまうため、所望の光学特性が得られなくなる。
【００２８】
第２の実施形態のように、曲率半径の大きい光学面Ｍ１、Ｍ２を有する光学素子１１において、光軸Ｉを長辺、短辺共に非対称位置に配置していると、光学面Ｍ１、Ｍ２を目視するだけでは光学素子１１の上下、左右方向を識別するのが非常に困難であるが、四隅の一部分１７のみに曲率Ｒの面取りを設けた本実施形態の光学素子１１を用いることにより容易に光学素子１１の光軸Ｉの位置を把握することができる。
【００２９】
このように光学素子１１を形成することによって、光学素子１１の組み込み時に表裏、左右、上下の位置を取り違えることなく、光軸Ｉを光学系の所定の位置に組込むことが可能となり、所望の光学特性を得ることができる。
【００３０】
また、第１の実施形態の説明と同様に、光学素子１１を組込む部材に光学素子１１の外形形状に対応した形状を設けることにより、誤りなく光学素子１１を取り付けることができる。
【００３１】
なお、面取りをする隅の位置は上述の図中１７の位置に限らず四隅の何処か一箇所にあればよい。また、本実施形態では、曲率Ｒを有する面取りとしているが、平面状の面取りであっても良い。
【００３２】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
【００３３】
図４は、本発明の第３の実施形態にかかる光学素子の外観透視図を示し、図５は図４の正面図を示す。第１および第２の実施形態と同一部分には同じ番号を付し説明を省略する。
【００３４】
第３の実施形態の光学素子２１は、外形が円弧状に形成されており、その円弧の中心はＯで示され、光学素子２１の光軸Ｉと中心Ｏとは一致しない形状であり、外周部の一部に円弧状の外形に対し中心Ｏと光軸Ｉとを含む面Ｓ（基準面Ｓ）と垂直になるように面取り８が形成されている。このような構成にすることにより、円弧状の外形に対して光軸Ｉの位置を把握でき、光学系の所定の位置に組み込むことが可能となり、所望の光学特性を得ることができる。
【００３５】
また、面取り８は上述の位置に限られず、光学面Ｍ１とＭ２の曲率が等しい場合には、前記基準面Ｓに対して互いに反転した時に互いに一致する形状（例えば、光軸Ｉに平行な平面）であっても良い。
【００３６】
また、面取り８は、光学面Ｍ１とＭ２の曲率が異なる場合には、任意の方向に反転しても互いに一致することのない形状（例えば、光軸Ｉに平行ではなく傾きを有した平面）であっても良い。
【００３７】
なお、上述の実施形態では光学素子の外形形状の対称性をなくすために四隅の面取りを変えているがこれに限られるものではない。例えば、左右の縁の外形を片側のみ曲線にする等しても同等の効果を得ることができる。ただし製造における成形性を考慮して、その非対称性は最小限にすることが必要である。
【００３８】
また、上述の実施形態では矩形および円弧状の外形を有する光学素子について説明したが、多角形状の外形を有する光学素子またはこれら円弧状と多角形状の外形を組み合わせた外形を有する光学素子であっても本発明を適用することができる。
【００３９】
さらに本発明では、外形の一部の面取り量または面取りの形を変更するのみであるため、光学素子が外周部に取り付け用のタブやガイド軸に保持されるための軸穴等の保持機能の機構を有していても有効である。
【００４０】
なお、この実施の形態は例に過ぎず、この構成や形状に限定されるものではない。本発明の範囲内において適宜修正、変更が可能である。
【００４１】
【発明の効果】
上述のように、本発明では、光学素子の製造時や光学系の組立時に、光学素子の正しい光軸位置を確実にかつ容易に認識できる光学素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる光学素子の外観透視図である。
【図２】図１の正面図を示す。
【図３】本発明の第２の実施形態にかかる光学素子の外観透視図である。
【図４】本発明の第３の実施形態にかかる光学素子の外観透視図である。
【図５】図４の正面図を示す。
【符号の説明】
１、１１、２１                            光学素子
３ａ、３ｂ                                    長辺の面
５ａ、５ｂ                                    短辺の面
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、８    面取り部
１７                                                面取り部
Ｉ                                                    光軸
Ｏ                                                    円弧の中心
【図１】
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【図２】
2004217491.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004217491.tif 000006
【図５】
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