(57)【要約】【課題】反射面での反射率の向上を図ることができるとともに迷光の入射を防止できる。【解決手段】光学素子（プリズム）１０は、ガラスからなり、第１面１１、第２面１２及び反射面１３を備え、第１面１１の面中央１１ａに対して略垂直に入射された光が該反射面の面中央で反射されて該出射面の面中央から出射されるように形成されている。また、第１面１１、第２面１２及び反射面１３では、各々、面中央１１ａ，１２ａ，１３ａの表面の算術平均粗さ値に比べて、面周縁１１ｂ，１２ｂ，１３ｂの表面の算術平均粗さ値の方が大きい。【選択図】図２
2007328190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射面、出射面及び反射面を備え、該入射面の面中央に対して略垂直に入射された光が該反射面の面中央で反射されて該出射面の面中央から出射されるように形成され、
前記入射面、前記出射面及び前記反射面の少なくとも一面では、前記面中央の表面の算術平均粗さ値に比べて、該面中央よりも外側の面周縁の表面の算術平均粗さ値の方が大きく、
ガラスからなることを特徴とする光学素子。
【請求項２】
前記ガラスは、d線に対する屈折率が１．６５以上であ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】
前記面周縁の表面の算術平均粗さ値は、１２．５Ｓ以上２００Ｓ以下であ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】
前記面周縁に複数の微細な突起が形成されることにより、該面周縁の表面の算術平均粗さ値は前記面中央の表面の算術平均粗さ値よりも大きくなることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項５】
前記突起は、各々、略円錐状であり、
前記突起の高さは、各々、当該突起の底面の直径よりも高いことを特徴とする請求項４に記載の光学素子。
【請求項６】
前記面周縁に複数の微細な凹部が形成されることにより、該面周縁の表面の算術平均粗さ値は前記面中央の表面の算術平均粗さ値よりも大きくなることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項７】
前記凹部は、各々、略円錐状に形成され、
前記凹部の深さは、各々、当該凹部の底面の直径よりも深いことを特徴とする請求項６に記載の光学素子。
【請求項８】
前記入射面では、前記面周縁の表面の算術平均粗さ値は前記面中央の表面の算術平均粗さ値よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項９】
前記入射面の前記面中央から光学素子内部に入射された可視光が前記反射面の前記面中央で全反射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１０】
入射面、出射面及び反射面を有し、光が該入射面の面中央に対して略垂直に入射され該反射面の面中央で反射されて出射面の面中央から出射されるように形成された光学素子を製造する製造方法であって、
前記入射面を形成する入射成形面を有する第１金型と前記出射面を形成する出射成形面を有する第２金型と前記反射面を形成する反射成形面を有する第３金型とを用意し、ガラスからなる光学素子素材に該入射成形面、該出射成形面及び該反射成形面が接するように該光学素子素材に対して該第１、該第２及び該第３金型を配置する工程と、
前記光学素子素材を加熱昇温させる加熱工程と、
前記加熱された光学素子素材に対して前記第１、前記第２及び前記第３の金型のうちの少なくとも一つの金型を押圧させることにより、前記光学素子を成形する工程と
を備え、
前記入射成形面、前記出射成形面及び前記反射成形面のうちの少なくとも１つの成形面では、面中央の表面の算術平均粗さ値に比べて、該面中央よりも外側の面周縁の表面の算術平均粗さ値の方が大きいことを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項１１】
入射面、出射面及び反射面を有し、該入射面の面中央に対して略垂直に入射された光が該反射面の面中央で反射されて該出射面の面中央から出射されるように形成され、ガラスからなる光学素子と、
前記出射面の前記面中央から出射された光を受光する受光素子と
を備え、
前記入射面、前記出射面及び前記反射面の少なくとも一面では、前記面中央の表面の算術平均粗さ値に比べて、該面中央よりも外側の面周縁の表面の算術平均粗さ値の方が大きいことを特徴とする撮像装置。
【請求項１２】
光源と、
入射面、出射面及び反射面を有し、光源から放射された光が該入射面の面中央に対して略垂直に入射されて該反射面の面中央で反射されて該出射面の面中央から出射されるように形成され、ガラスからなる光学素子と、
を備え、
前記入射面、前記出射面及び前記反射面の少なくとも一面では、前記面中央の表面の算術平均粗さ値に比べて、該面中央よりも外側の面周縁の表面の算術平均粗さ値の方が大きいことを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子、光学素子の製造方法、撮像装置及び照明装置に関する。特には、プリズムに関し、そのプリズムの製造方法と、そのプリズムを備えた撮像装置及び照明装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種光学機器（例えば、ＤＳＣ、ＤＶＣ、携帯電話用カメラ、プロジェクションＴＶ）に搭載するレンズやプリズム等の光学素子として、高い屈折率を有する光学素子が要求されている。
【０００３】
上記光学素子は、従来より、研磨方法やインジェクション成形方法等を用いて成形されている。研磨方法は、ガラス製の光学素子素材を研磨して光学素子を成形するという方法である。インジェクション成形方法は、光学樹脂を成形用金型に注入して光学素子を成形するという方法である。
【０００４】
光学素子を成形する場合には、その光学素子の形状や材質等に応じて最適な成形方法を選択する。例えば、プリズム等の平面状の光学機能面を有する光学素子の場合には、研磨方法やインジェクション成形方法を用いて成形する場合が多い。
【０００５】
特許文献１には、インジェクション成形方法を用いて成形された樹脂製のプリズムが開示されている。この文献に開示されたプリズムでは、入射面、出射面及び反射面の正規光束の通過範囲の外側に、凹凸部が形成されている。これにより、正規光束の通過範囲の外側から光が入射することを防止できるため、迷光のプリズムへの入射を防止できる。
【特許文献１】特開平０７−１３００５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、ガラスは、樹脂に比べて環境温度の変化や環境湿度の変化に対する特性変化が小さい。また、ガラス製光学素子は、樹脂製光学素子と比較して、可視光に対する屈折率が高い材料を選択可能であるので、可視光を反射面で全反射させる入射角を小さくすることができ、反射面での全反射条件を緩和することができる。そのため、樹脂製光学素子よりもガラス製光学素子の方が好まれている。
【０００７】
ところが、上述のインジェクション成形方法を用いてガラス製光学素子を成形することは難しい。また、上述の研磨方法を用いてガラス製光学素子を成形すると、成形途中にカケ等が生じてしまう場合があり、製造歩留まりが低くなってしまう。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、反射面での反射率の向上を図ることができるとともに製造歩留まりの低下を防止できる光学素子と光学素子の製造方法と光学素子を備えた撮像装置及び照明装置とに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の光学素子は、入射面、出射面及び反射面を備え、入射面の面中央に対して略垂直に入射された光が反射面の面中央で反射されて出射面の面中央から出射されるように形成されている。具体的には、入射面、出射面及び反射面の少なくとも一面では、面中央の表面の算術平均粗さ値に比べて、面中央よりも外側の面周縁の表面の算術平均粗さ値の方が大きく、さらに、ガラスからなる。
【００１０】
このような構成の光学素子では、入射された可視光を全反射させることができる。また、少なくとも一つの光学面では、面周縁が面中央よりも粗く形成されているため、光は、面中央を通過するとともに、面周縁から入射されることを防止できる。
【００１１】
また、このような構成の光学素子は、後述の実施形態にも記載のように、プレス成形法を用いて成形される。そのため、成形中におけるカケの発生を防止でき、製造歩留まりの向上を図ることができる。
【００１２】
本発明の光学素子を製造する方法は、入射面、出射面及び反射面を有し、光が入射面の面中央に対して略垂直に入射され反射面の面中央で反射されて出射面の面中央から出射されるように形成された光学素子を製造する製造方法である。具体的には、入射面を形成する入射成形面を有する第１金型と出射面を形成する出射成形面を有する第２金型と反射面を形成する反射成形面を有する第３金型とを用意し、ガラスからなる光学素子素材に入射成形面、出射成形面及び反射成形面が接するように光学素子素材に対して第１、第２及び第３金型を配置する工程と、光学素子素材を加熱昇温させる加熱工程と、加熱された光学素子素材に対して第１、第２及び第３の金型のうちの少なくとも一つの金型を押圧させることにより、光学素子を成形する工程とを備えている。さらに、入射成形面、出射成形面及び反射成形面のうちの少なくとも１つの成形面では、面中央の表面の算術平均粗さ値に比べて、面中央よりも外側の面周縁の表面の算術平均粗さ値の方が大きい。
【００１３】
このような方法では、プレス成形法を用いて、ガラスからなる光学素子を製造できる。また、光学素子の入射面、出射面及び反射面の少なくとも一面では、面周縁の表面粗さを面中央の表面粗さよりも粗くすることができる。
【００１４】
本発明の撮像装置は、光学素子と受光素子とを備えている。光学素子は、入射面、出射面及び反射面を有し、入射面の面中央に対して略垂直に入射された光が反射面の面中央で反射されて出射面の面中央から出射されるように形成され、ガラスからなる。さらに、入射面、出射面及び反射面の少なくとも一面では、面中央の表面の算術平均粗さ値に比べて、面中央よりも外側の面周縁の表面の算術平均粗さ値の方が大きい。また、受光素子は、出射面の面中央から出射された光を受光する。
【００１５】
本発明の照明装置は、光源と光学素子とを備えている。光学素子は、入射面、出射面及び反射面を有し、光源から放射された光が入射面の面中央に対して略垂直に入射されて反射面の面中央で反射されて出射面の面中央から出射されるように形成され、ガラスからなる。さらに、入射面、出射面及び反射面の少なくとも一面では、面中央の表面の算術平均粗さ値に比べて、面中央よりも外側の面周縁の表面の算術平均粗さ値の方が大きい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、反射面での反射率の向上を図ることができる。また、迷光の入射を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されない。
【００１８】
（実施の形態１）
実施の形態１では、光学素子として略三角柱状のプリズムを例に挙げ、図１乃至図５を用いて、撮像装置１００の構成と、プリズム１０の構成と、プリズム１０の製造方法とを示す。なお、図１は、撮像装置１００の光学系の配置構成を示す模式図である。図１の２点破線は光軸を示しており、同図の矢印は光の進行方向を示している。図２は、本実施形態のプリズム１０の模式図であり、図２（ａ）は、プリズム１０の斜視図であり、図２（ｂ）は、プリズム１０の機能を示す図である。図３は、プリズム１０の第１面１１、第２面１２及び反射面１３を模式的に示す平面図である。図４は、プリズム１０の製造装置９の構成を示す模式図である。図５は、図４の一部の拡大図である。
【００１９】
まず、図１を用いて、撮像装置１００の構成を示す。
【００２０】
撮像装置１００は、例えば、ＤＳＣ、ＤＶＣ、携帯電話用カメラ及びプロジェクションＴＶ等であり、図１に示すように、被写体側から撮像素子等の受光素子Ｓ側へ向かう方向に従って順に、第１レンズ群Ｇ１、後述のプリズム１０、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３が配設された構成となっている。
【００２１】
光（主に、可視光）は、被写体側から第１レンズ群Ｇ１へ入射後、プリズム１０の第１面１１の面中央１１ａに入射される。第１面１１の面中央１１ａから入射された光は、反射面１３の面中央１３ａで全反射されて、９０度折曲して第２面１２の面中央１２ａから出射される。第２面１２の面中央１２ａから出射された光は、第２レンズ群Ｇ２を通過後、第３レンズ群Ｇ３で集光されて、撮像素子Ｓに入射され電気信号に変換される。なお、可視光は、人間の目に光として感じる波長範囲の電磁波であり、個人差があるが、360〜400nm以上760〜830nm以下の電磁波である。
【００２２】
次に、図２を用いて、プリズム１０を示す。
【００２３】
プリズム１０は、d線（ナトリウムランプの出力光の波長、589.0nmまたは589.6nm）に対する屈折率が１．６５以上のガラスからなる。そのため、プリズム１０を備えた光学系の光学全長を短くでき、よって、その光学系を備える装置の小型化を図ることができる。また、可視光をプリズム１０に入射すれば、その可視光は、後述の反射面１３で全反射される。なお、全反射は、９０％以上の反射率で反射することであり、好ましくは９５％以上の反射率で、より好ましくは９７％以上の反射率で反射することである。
【００２４】
また、プリズム１０は、図２（ａ）に示すように、略直角三角形を底面とする三角柱状に形成されており、第１面１１と第２面１２と反射面１３とを有している。
【００２５】
第１面１１及び第２面１２は、互いに直交する面であり、プリズム１０の入射面または出射面である。すなわち、第１面１１が入射面であれば第２面１２が出射面となり、第２面１２が入射面であれば第１面１１が出射面となる。
【００２６】
反射面１３は、最も面積の大きい側面の内側であり、図２（ｂ）に示すように、例えば、第１面１１に入射した光は、プリズム内部を透過して反射面１３で反射して第２面１２から出射する。
【００２７】
第１面１１及び第２面１２には、図３（ａ）に示すように、各々、面中央１１ａ，１２ａよりも外側に、面周縁１１ｂ，１２ｂが形成されている。面中央１１ａ，１２ａには、各々、受光素子Ｓで受光される光が通る一方、面周縁１１ｂ，１２ｂには、各々、受光素子Ｓで受光される光がほとんど通らない。そのため、面周縁１１ｂ，１２ｂの表面の算術平均粗さ値は、各々、面中央１１ａ，１２ａの表面の算術平均粗さ値よりも大きくてもよく、例えば、プリズム１０に入射される波長の数十倍から数百倍程度、１２．５Ｓ〜２００Ｓであることが好ましい。ここで、「Ｓ」は、JISのJISB0090-8に記載の定義によるもので、粗面の最大高さ（μm）の許容最大値を示す。
【００２８】
同様に、反射面１３には、図３（ｂ）に示すように、面中央１３ａよりも外側に、面周縁１３が形成されている。面中央１３ａには、受光素子Ｓで受光される光が通る一方、面周縁１３ｂには、受光素子Ｓで受光される光がほとんど通らない。そのため、面周縁１３ｂの波面収差値は、面中央１３ａの波面収差値よりも大きくてもよく、例えば、プリズム１０に入射される波長の数十倍から数百倍程度、１２．５Ｓ〜２００Ｓであることが好ましい。ここで、「Ｓ」は、JISのJISB0090-8に記載の定義によるもので、粗面の最大高さ（μm）の許容最大値を示す。
【００２９】
さらに、面中央１１ａまたは面中央１２ａの波面収差値をｘとし面中央１３ａの波面収差値をｙとすると、ｘ／ｙ＞２の関係にあり、ｘは０＜ｘ≦λ／４であることが好ましく、ｙは０＜ｙ≦λ／１０であることが好ましい。なお、λは、Ｈｅ−Ｎｅレーザからの出力光の波長である。なお、波面収差は、理想的な波面と実際の波面との差であり、波面全体に対してrms（Root Mean Square＝２乗平均平方根）値を算出し光の波長で割った値であり、一般的には、JIS規格番号JISC5935に記載の波面収差の測定方法を用いて測定される。また、λは、Ｈｅ−Ｎｅレーザからの出力光の波長である。
【００３０】
このようなプリズム１０には、上述の面周縁１１ｂ，１２ｂ，１３ｂが形成されている。そのため、例えば、第１面１１の面周縁１１ｂに入射された光は、面周縁１１ｂの表面で散乱されるため、プリズム１０への入射を阻止される。よって、第１面１１の面中央１１ａに入射された光のみがプリズム１０へ入射される。また、反射面１３の面周縁１３ｂに入射された光は、面周縁１３ｂの表面で散乱されるため、反射面１３での反射を阻止される。これにより、迷光のプリズム１０内への入射及び出射を阻止できる。具体的には、入射時や出射時に第１面１１や第２面１２で反射した光やプリズム１０内で散乱した光が、プリズム１０内へ入射したりプリズム１０から出射することを阻止できる。その結果、撮像装置１００の受光素子Ｓが迷光を受光することを防止できる。
【００３１】
また、プリズム１０では、反射面１３の面中央１３ａの波面収差値ｙは、０＜ｙ≦λ／１０であり、第１面１１の面中央１１ａの波面収差値及び第２面１２の面中央１２ａの波面収差値よりも小さい。そのため、プリズム１０を成形する際には、反射面１３の面中央１３ａの波面収差値を第１面１１の面中央１１ａ及び第２面１２の面中央１２ａの波面収差値よりも小さくすればよく、補正加工された金型を用いて全ての光学面の波面収差値を略同一の値としなくてもよい。その結果、プリズム１０は、補正加工が施された金型を用いて成形されたプリズムに比べて成形時間の短縮化及び成形コストの低廉化を図ることができる。
【００３２】
また、プリズム１０は、ガラスよりなる。そのため、プリズム１０に入射された可視光は、反射面１３の面中央１３ａで全反射される。
【００３３】
また、このようなプリズム１０は、後述のように、プレス成形法を用いて成形できるため、従来のように研磨方法を用いて成形する場合と異なり、成形中におけるカケの発生を防止することができる。
【００３４】
続いて、図４を用いて、プリズム１０の製造方法を示す。
【００３５】
まず、図４に示す製造装置９の準備を行う。具体的には、まず、中型（第１金型または第２金型）２及び下型（第２金型または第１金型）３を準備する。準備する中型２及び下型３は、各々、図５に示すように、プリズム形成面部（入射成形面、出射成形面）３２，３３を有しており、プリズム形成面部３２，３３は、各々、面中央３２ａ，３３ａよりも外側に面周縁３２ｂ，３３ｂが形成されている。面中央３２ａ，３３ａは、各々、波面収差値がλ／４以下となるよう形成されている一方、面周縁３２ｂ，３３ｂは、各々、算術平均粗さ値が１２．５Ｓ〜２００Ｓとなるように形成されている。
【００３６】
次に、プリズム形成面部３２，３３を各々上に向けて、中型２及び下型３を製造装置９の胴体４内に入れる。これにより、胴体４の上から内部を見ると、中型２のプリズム成形面部３２と下型３のプリズム成形面部３３とが見える。
【００３７】
続いて、プリズム素材５を準備する。具体的には、材質は、d線に対する屈折率が１．６５以上のガラスである。また、形状は、特に限定されないが、成形後のプリズムの形状に似た形状であれば後の加熱工程における熱エネルギー量や加熱時間などを削減でき、その結果、ひけなどが最大限に抑制されたプリズムを成形可能なため、略円柱状であることが好ましく、略三角柱状であればさらに好ましい。
【００３８】
続いて、上型（第３金型）１を準備する。準備する上型１は、図５に示すように、プリズム形成面部（反射形成面）３１を有しており、プリズム形成面部３１は、面中央３１ａよりも外側に、面周縁３１ｂが形成されている。面中央３１ａは波面収差値がλ／１０以下となるように形成されている一方、面周縁３１ｂは算術平均粗さ値が１２．５Ｓ〜２００Ｓとなるよう形成されている。
【００３９】
続いて、準備したプリズム素材５を製造装置９の胴体４内に入れ、プリズム形成面部３１を下にしてプリズム素材５の上に上型１を置く。これにより、プリズム素材５の表面には、プリズム形成面部３１，３２，３３が接触する。
【００４０】
続いて、上型１の上に設置された上ヒータブロック６と下型３の下に設置された下ヒータブロック７とを用いて、プリズム素材５をその軟化点温度付近にまで昇温させて軟化させる。
【００４１】
続いて、上型１に圧力を加えてプリズム素材５を加圧し、上型１のプリズム形成面部３１、中型２のプリズム形成面部３２及び下型３のプリズム形成面部３３をプリズム素材５に転写する。これにより、プリズム素材５には、第１面１１、第２面１２及び反射面１３が形成され、面周縁１１ｂ，１２ｂ，１３ｂの表面の算術平均粗さ値は、各々、面中央１１ａ，１２ａ，１３ａの算術平均粗さ値よりも大きくなる。
【００４２】
そして、上及び下ヒータブロック６，７を用いて、プリズム素材５を常温付近にまで冷却させる。このとき、ガラス軟化点温度よりも若干低い温度にまで徐冷後、常温付近まで急冷することが好ましい。これにより、プリズム１０を成形することができる。
【００４３】
以下に、本実施形態におけるプリズム１０が奏する効果をまとめる。
【００４４】
プリズム１０は、d線に対する屈折率が１．６５以上のガラスよりなるため、可視光を反射面１３の面中央１３ａで全反射させることができる。
【００４５】
また、面周縁１１ｂ，１２ｂ，１３ｂの表面の算術平均粗さ値は、各々、面中央１１ａ，１２ａ，１３ａの表面の算術平均粗さ値よりも大きい。そのため、プリズム１０内への迷光の入射及び出射を阻止できる。
【００４６】
また、プリズム１０は、プレス成形法を用いて成形されるため、成形中におけるカケの発生を防止でき、製造歩留まりの向上を図ることができる。
【００４７】
（実施の形態２）
実施の形態２では、図６を用いて、プリズム２０の構成を示す。図６は、プリズム２０の端面を模式的に示す斜視図である。
【００４８】
本実施形態のプリズム２０は、以下に示す点が上記実施形態１のプリズム１０と異なる。すなわち、プリズム２０は、図６に示すように、第１面１１、第２面１２及び反射面１３の面周縁に、各々、微細な突起２４，２４，…が数百ｎｍピッチで複数形成されており、微細な突起２４，２４，…の形成により、面周縁１１ｂ，１２ｂ，１３ｂの表面がそれぞれ面中央１１ａ，１２ａ，１３ａの表面よりも粗くなっている。この微細な突起２４は、各々、底面の直径が１００ｎｍ〜３００ｎｍであり、高さが１００ｎｍ〜９００ｎｍである略円錐状に形成されている。
【００４９】
プリズム２０を成形するためには、複数の略円錐状の微細な凹部がプリズム形成面部の面周縁に形成されている上型、中型及び下型を用意すればよい。
【００５０】
このように、プリズム２０では、第１面１１、第２面１２及び反射面１３の面周縁１１ａ，１２ａ，１３ａに、各々、微細な突起２４，２４，…が形成されている。そのため、例えば、この面周縁に入射された光は、微細な突起２４，２４，…の表面で散乱され、よって、プリズム２０への入射を阻止される。よって、プリズム２０は、上記実施形態１のプリズム１０と略同一の効果を奏する。
【００５１】
なお、微細な突起の形状は、上記記載に限定されない。また、各面の面周縁には、略円錐状の微細な凹部が形成されていてもよい。
【００５２】
（実施の形態３）
実施の形態３では、図７を用いて、上記実施形態１のプリズム１０を照明装置２００に搭載した場合を示す。図７は、照明装置２００の光学系の配置構成を示す模式図である。図５の２点破線は光軸を示しており、同図の矢印は光の進行方向を示している。
【００５３】
照明装置２００は、一眼レフカメラ等であり、図５に示すように、光源Ｌ側から光照射側へ向かう方向に従って順に、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、プリズム１０及び第３レンズ群Ｇ３が配設された構成となっている。
【００５４】
光は、光源Ｌから放射され、第１レンズ群Ｇ１でコリメートされて第２レンズ群Ｇ２を通過後、プリズム１０の第２面１２の面中央１２ａに入射される。第２面１２の面中央１２ａから入射された光は、反射面１３の面中央１３ａで全反射されて、９０度折曲して第１面１１の面中央１１ａから出射される。第１面１１の面中央１１ａから出射された光は、第３レンズ群Ｇ３を通過して照明装置２００の外部へ出射される。
【００５５】
（その他の実施形態）
上記実施形態１、２または３は、以下に示す構成であってもよい。
【００５６】
入射面となる面、出射面となる面及び反射面のうちの少なくとも一面に、面周縁が形成されていればよい。面周縁が入射面となる面に形成されていれば、プリズムへの迷光の入射を阻止できる。面周縁が反射面に形成されていれば、迷光が反射面で反射することを阻止でき、その結果、迷光がプリズムから出射することを阻止できる。面周縁が出射面となる面に形成されていれば、迷光がプリズムから出射することを阻止できる。
【００５７】
面中央の外形は、図３に示す形状に限定されない。また、第１面、第２面及び反射面には、各々、面中央及び面周縁以外の部分、すなわち、光を通過させるわけでもなく迷光の通過を阻止するわけでもない部分が形成されていてもよい。
【００５８】
第１面の面中央及び第２面の面中央には、反射防止膜が形成されていることが好ましい。反射防止膜を形成することにより、入射時及び出射時に、第１面の面中央の表面や第２面の面中央の表面での反射を防止することができるため、好ましい。
【００５９】
プリズムは、底面を略直角三角形とする三角柱状としたが、勿論、この形状に限定されない。プリズムの反射面の波面収差値ｙが入射面の波面収差値及び出射面の波面収差値のうち小さい方の波面収差値ｘに対してｘ／ｙ＞２であればよく、好ましくは、ｘが０＜ｘ≦λ／４であり、ｙが０＜ｙ≦λ／１０であればよい。
【００６０】
撮像装置及び照明装置は、各々、上記実施形態１のプリズムを搭載しているが、上記実施形態２のプリズムを搭載してもよい。
【実施例】
【００６１】
本実施例では、プリズムの成形方法を最適化した。
【００６２】
具体的には、図４に示す製造装置を用いて、プリズムを成形した。まず、上型として、プリズム成形面部の面中央の波面収差値がλ／１０以下に加工され、プリズム成形面部の粗領域の算術平均粗さ値が１２．５Ｓ以上に加工された上型を用いた。中型及び下型として、各々、プリズム成形面部の面中央の波面収差値がλ／４以下に加工され、プリズム成形面部の粗領域の算術平均粗さ値が１２．５Ｓ以上に加工された中型及び下型を用いた。また、プリズム素材としては、側面を鏡面に加工された円柱状の成形用材料（株式会社住田光学ガラス製、Ｋ−ＶＣ７８（ｎｄ：１．６６９１０、Ｔｇ：５２０℃、Ａｔ：５５６℃）を用いた。
【００６３】
次に、図４に示すように、プリズム素材を中型及び下型と上型とで挟んで胴型に収容し、５分かけて５２０℃付近にまで昇温した。そして、上型を下に押して軟化したプリズム素材に圧力を供給し、上型のプリズム素子形成面部をプリズム素材表面に転写させた。
【００６４】
続いて、下ヒータブロックのヒータ部を８分かけて５１０℃付近にまで徐冷させ、上ヒータブロックのヒータ部を１２分かけて５１０℃付近にまで徐冷させて、その後、上及び下ヒータブロックのヒータ部の通電を停止して常温まで急冷させた。
【００６５】
続いて、製造装置の胴体から金型を取り出し、金型を分解してプリズムを取り外した。これにより、略直角二等辺三角形を底面とする三角柱状のプリズム（底面の等辺が１０ｍｍであり、底面の斜辺が１４ｍｍであり、高さが１５ｍｍである）を得ることができた。詳細には、成形されたプリズムでは、入射面及び反射面は、各々、１０ｍｍ×１５ｍｍの矩形であり、その面中央は、各々、７ｍｍ×８ｍｍの矩形であった。また、プリズムの反射面は１４ｍｍ×１５ｍｍの矩形であり、反射面の面中央は７ｍｍ×１１ｍｍの矩形であった。
【００６６】
そして、JIS規格番号JISC5935に記載の波面収差の測定方法に従って、入射面、出射面及び反射面の面中央の波面収差値を測定した。すると、反射面の面中央の波面収差値がλ／１０以下であり、入射面及び出射面の面中央の波面収差値がλ／４以下であった。従って、撮像装置や照明装置等に搭載可能なプリズムを成形することができた。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
以上説明したように、本発明は、光学素子、光学素子の製造方法、撮像装置及び照明装置に有用であり、特に、プリズムに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】実施形態１における撮像装置の光学系の配置構成を示す模式図。
【図２】実施形態１及び３におけるプリズムの模式図。
【図３】実施形態１及び３におけるプリズムの光学面の模式的な平面図。
【図４】プリズムの成形装置の腰部断面図。
【図５】プリズムの成形装置の一部拡大図。
【図６】実施形態２におけるプリズムの端面の模式図。
【図７】実施形態３における照明装置の光学系の配置構成を示す模式図。
【符号の説明】
【００６９】
５    プリズム素材（光学素子素材）
１０，２０    プリズム（光学素子）
１１    第１面（入射面または出射面）
１２    第２面（出射面または入射面）
１３    反射面
２４    微細な突起
１００    撮像装置
２００    照明装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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