專利名稱：反射型光學(xué)裝置和使用它的攝像裝置、多波長攝像裝置、以及車載用監(jiān)視裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用反射面的光學(xué)系統(tǒng)及攝像裝置，特別是涉及利用紫外線的攝像裝置。
背景技術(shù)：
近年來，主要以紅外線檢測、攝像為目的，研究反射型光學(xué)裝置。特別是在特表昭63-503097號公報、特表平1-502461號公報、特開平6-273671號公報等中，設(shè)計出了各種使光束在傳播過程中不會被反射面遮擋、能有效地成像的、將各反射面偏心配置的光學(xué)裝置。
另外，作為不用于紅外線、而將反射面的形狀作成自由曲面的反射型光學(xué)裝置，設(shè)計出了特開平8-292371號公報中記載的裝置等?？墒?，亮度、分辨率、畸變、視場角等光學(xué)規(guī)格都達(dá)不到實用程度。于是，我們?yōu)榱藵M足迄今實用程度的規(guī)格，設(shè)計出了用多種自由曲面反射鏡構(gòu)成的反射光學(xué)系統(tǒng)(國際公開編號WO00/48033)。
這里，在不是反射光學(xué)系統(tǒng)、而是使用透射面的現(xiàn)有的光學(xué)系統(tǒng)中，從物體以外發(fā)出后透過光圈的不需要的光雖然不會直接到達(dá)像面的攝像范圍，但存在被透射面反射的不需要的光到達(dá)像面上而發(fā)生重影像的問題。另外，在攝影物體以外的非常亮的光源(例如太陽等)靠近攝像物體的情況下，通常會發(fā)生重影像。為了防止發(fā)生這樣的重影像，通過在透射面上形成反射防止膜等能對付，但成本價格增大。
可是，在上述這樣的現(xiàn)有的反射光學(xué)系統(tǒng)中，存在從物體以外發(fā)出的不需要的光透過光圈后不在反射面上反射，而到達(dá)像面的攝像范圍內(nèi)的問題。該問題是在現(xiàn)有的使用透射面的透鏡系統(tǒng)或以攝像為目的不實用的反射型光學(xué)系統(tǒng)中完全不發(fā)生的新的問題，在反射光學(xué)系統(tǒng)中，沒有特別提出防止這樣的不需要的光到達(dá)像面的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是要解決上述這樣的問題，目的在于提供一種在反射光學(xué)系統(tǒng)中，通過備有遮光單元，提高光學(xué)性能，既能實現(xiàn)高亮度、大廣角，又能廉價地防止重影像的發(fā)生的反射型光學(xué)裝置和使用它的攝像裝置、多波長攝像裝置、以及車載用監(jiān)視裝置。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的第一種反射型光學(xué)裝置備有多個反射面、以及配置在上述多個反射面中最靠近物體一側(cè)的反射面和物體之間的限制光束的光圈，上述多個反射面中至少一個面的形狀呈非軸對稱形狀，上述多個反射面偏心配置，使來自具有非點大小的物體的光束在像面上成像，形成有一定大小的像，該反射型光學(xué)裝置的特征在于備有遮蔽透過上述光圈、不在上述多個反射面上反射而到達(dá)上述像面上的攝像范圍內(nèi)的從上述物體以外發(fā)出的光束的遮光單元。
如果采用上述的反射型光學(xué)裝置，則由于不使用透射面而用反射面構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng)，將反射面偏心配置，所以不會遮擋有效光束而能將其導(dǎo)致像面上。另外，由于配置了遮光單元，所以不需要的光束不會直接到達(dá)像面上。此外，由于沒有具有折射能力的透射面，所以在透射面上反射的不需要的光也不會到達(dá)像面上。因此，能容易地防止發(fā)生重影像。
在上述反射型光學(xué)裝置中，上述遮光單元最好配置在上述物體和上述光圈之間。如果采用上述的反射型光學(xué)裝置，則由于不需要的光束在入射到反射光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)部之前能可靠地被遮擋，所以能容易地防止重影像的發(fā)生。
另外，上述遮光單元最好是其一端位于光圈一側(cè)，另一端延伸到物體一側(cè)的板狀構(gòu)件。如果采用上述的反射型光學(xué)裝置，則能廉價地提供遮光單元。
另外，上述遮光單元最好有能使來自上述物體的光束隨著從物體一側(cè)向上述光圈一側(cè)傳播而匯聚的傾斜面。
另外，上述遮光單元最好與上述光圈呈一體地形成。如果采用上述的反射型光學(xué)裝置，則由于能省略將遮光單元配置在光圈部分的工序，所以容易制造，而且能降低成本。
另外，最好上述多個反射面及上述像面配置在框體內(nèi)，上述光圈是在上述框體上形成的開口，上述遮光單元配置在上述框體的外部。如果采用上述的反射型光學(xué)裝置，則不需要的光束在入射到框體內(nèi)之前被遮擋，能可靠地防止不需要的光束入射到光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)部。
另外，上述多個反射面是兩個面，上述呈兩個面的反射面的形狀都呈非軸對稱形狀，假設(shè)使上述呈兩個面的反射面從物體一側(cè)開始依次為第一反射面、第二反射面，上述遮光單元在包括上述像面的中心和上述呈兩個面的反射面的各頂點的平面內(nèi)，最好配置在由從上述第一反射面的頂點朝向上述第二反射面的頂點的光軸、從上述第二反射面的頂點朝向上述像面的中心的光軸、以及連接上述像面的中心和上述第一反射面的頂點的直線包圍的空間內(nèi)。如果采用上述的反射型光學(xué)裝置，則由于在光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)部找出不遮擋有效光束、而遮擋不需要的光束的空間，將遮光單元配置在該空間內(nèi)，所以既能實現(xiàn)小型化，又能廉價地防止重影像的發(fā)生，能進(jìn)行良好的攝像。
另外，上述多個反射面是四個面，假設(shè)上述呈四個面的反射面從物體一側(cè)開始依次為第一反射面、第二反射面、第三反射面、第四反射面，則上述遮光單元在包括上述像面的中心和上述呈四個面的反射面的各頂點的平面內(nèi)，最好配置在由從上述第二反射面的頂點朝向上述第三反射面的頂點的光軸、從上述第三反射面的頂點朝向上述第四反射面的頂點的光軸、以及上述第二反射面的頂點和上述第四反射面的頂點的直線包圍的空間內(nèi)。如果采用上述的反射型光學(xué)裝置，則由于在光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)部找出不遮擋有效光束、而遮擋不需要的光束的空間，將遮光單元配置在該空間內(nèi)，所以既能實現(xiàn)小型化，又能廉價地防止重影像的發(fā)生，能進(jìn)行良好的攝像。
另外，最好調(diào)整上述遮光單元的外型形狀，以便不遮擋在上述像面上成像的有效光束。
另外，在將與包含上述像面的中心和上述反射面的各頂點的平面垂直的方向作為X、將平面內(nèi)包含的頂點的切線方向作為Y的直角坐標(biāo)系(X、Y)中，假設(shè)包含上述反射面的各頂點的平面內(nèi)的Y方向的半視場角(deg)為Wy，最好滿足3≤Wy≤30的關(guān)系。在超過該條件式的上限的視場角的情況下，難以修正像差，在低于下限的情況下，難以作為攝像裝置用。
另外，假設(shè)包含上述呈四個面的反射面的各頂點的平面內(nèi)的開口F值為Fno.，最好滿足0.95≤Fno.≤3.1的關(guān)系。在超過該條件式的上限的亮度的情況下、例如在波長為10微米的遠(yuǎn)紅外區(qū)攝像的情況下，由于繞射的影響，20(I.p/mm)時難以達(dá)到MTF20％以上，在低于下限的情況下，難以修正像差。
另外，上述多個反射面為四個面，包含上述呈四個面的反射面的各頂點的平面內(nèi)的開口F值為Fno.，在將與包含上述像面的中心和上述反射面的各頂點的平面垂直的方向作為X、將該平面內(nèi)包含的頂點的切線方向作為Y的直角坐標(biāo)系(X、Y)中，假設(shè)包含上述反射面的各頂點的平面內(nèi)的Y方向的半視場角(deg)為Wy，最好滿足以下關(guān)系0.95≤Fno.≤3.13≤Wy＜10如果采用上述的反射型光學(xué)裝置，則能作成視場角窄、但非常明亮的反射型光學(xué)裝置，除了遮光單元對不需要的光的遮光效果以外，能實現(xiàn)良好的遠(yuǎn)景攝像。在Fno.的表達(dá)式中，如果超過上限，則在遠(yuǎn)紅外區(qū)攝像的情況下，由于繞射的影響，難以提高分辨率，如果低于下限，則難以修正像差。
另外，上述多個反射面為四個面，包含上述呈四個面的反射面的各頂點的平面內(nèi)的開口F值為Fno.，在將與包含上述像面的中心和上述反射面的各頂點的平面垂直的方向作為X、將該平面內(nèi)包含的頂點的切線方向作為Y的直角坐標(biāo)系(X、Y)中，假設(shè)包含上述反射面的各頂點的平面內(nèi)的Y方向的半視場角(deg)為Wy，最好滿足以下關(guān)系1.1≤Fno.≤3.110≤Wy＜20如果采用上述的反射型光學(xué)裝置，則能作成視場角比較窄、但明亮的反射型光學(xué)裝置，除了遮光單元對不需要的光的遮光效果以外，能實現(xiàn)稍有遠(yuǎn)景通用性的好的攝像。在Fno.的表達(dá)式中，如果超過上限，則在遠(yuǎn)紅外區(qū)攝像的情況下，由于繞射的影響，難以提高分辨率，如果低于下限，則難以修正像差。
另外，上述多個反射面為四個面，包含上述呈四個面的反射面的各頂點的平面內(nèi)的開口F值為Fno.，在將與包含上述像面的中心和上述反射面的各頂點的平面垂直的方向作為X、將該平面內(nèi)包含的頂點的切線方向作為Y的直角坐標(biāo)系(X、Y)中，假設(shè)包含上述反射面的各頂點的平面內(nèi)的Y方向的半視場角(deg)為Wy，最好滿足以下關(guān)系1.4≤Fno.≤3.120≤Wy＜30如果采用上述的反射型光學(xué)裝置，則能作成視場角比較寬、但明亮的反射型光學(xué)裝置，除了遮光單元對不需要的光的遮光效果以外，能實現(xiàn)稍有遠(yuǎn)景通用性的好的攝像。在Fno.的表達(dá)式中，如果超過上限，則在遠(yuǎn)紅外區(qū)攝像的情況下，由于繞射的影響，難以提高分辨率，如果低于下限，則難以修正像差。
另外，在限定了Fno.的上述各反射型光學(xué)裝置中，最好滿足Fno.≤1.9的關(guān)系。如果采用所述的反射型光學(xué)裝置，例如，在進(jìn)行波長為10微米的遠(yuǎn)紅外區(qū)攝像的情況下，即使有繞射的影響，35(I.p/mm)時也能達(dá)到MTF20％以上。
另外，在限定了Fno.的上述各反射型光學(xué)裝置中，最好滿足Fno.≤1.6的關(guān)系。如果采用所述的反射型光學(xué)裝置，則例如，40(I.p/mm)時能達(dá)到MTF20％以上。
另外，上述多個反射面中至少一個面的形狀最好是不具有旋轉(zhuǎn)中心軸的自由曲面。通過采用自由曲面，能獲得實用的光學(xué)性能。
其次，本發(fā)明的攝像裝置的特征在于備有上述各反射型光學(xué)裝置、以及將光強度變換成光信號的檢測單元。如果采用上述的攝像裝置，則由于采用本發(fā)明的反射型光學(xué)裝置，所以能作成既能提高光學(xué)性能、又能防止發(fā)生重影像的攝像裝置。
在上述攝像裝置中，上述檢測單元最好是二維攝像元件。如果采用上述的攝像裝置，則能獲得廣角而且分辨率高的圖像。
另外，上述檢測單元最好對紅外區(qū)的光線具有敏感性。
其次，本發(fā)明的第一種多波長攝像裝置的特征在于備有上述各反射型光學(xué)裝置、以及對多個不同的波長區(qū)的光線具有敏感性的檢測單元。如果采用上述的多波長攝像裝置，則由于采用本發(fā)明的反射型光學(xué)裝置，所以能作成既能提高光學(xué)性能、又能防止發(fā)生重影像的攝像裝置。另外，由于只用反射面構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng)，所以能在從紅外區(qū)(波長為3～5微米的范圍、或8～12微米的范圍)直至可見先區(qū)域(波長為400～750nm的范圍)、紫外光區(qū)域(波長為200～400nm的范圍)等波長區(qū)中使用，如果與對多個波長區(qū)具有敏感性的檢測單元組合，則能用一個光學(xué)系統(tǒng)同時拍攝多個波長區(qū)的圖像。例如，如果檢測單元是對紅外區(qū)和可見光區(qū)中的某一區(qū)域的光線具有敏感性的檢測單元，則能進(jìn)行適合夜間拍攝的可見光區(qū)和適合夜間拍攝的紅外光區(qū)的攝像。
在上述第一種多波長攝像裝置中，上述檢測單元最好有將光束分離成不同波長區(qū)的光束的光束分離單元、以及對應(yīng)于上述被分離的各個波長區(qū)的檢測面。如果采用上述的多波長攝像裝置，則能用一個光學(xué)系統(tǒng)同時拍攝多個波長區(qū)的圖像。例如，如果檢測面是對紅外區(qū)和可見光區(qū)中的某一區(qū)域的光線具有敏感性的檢測單元，則能進(jìn)行適合夜間拍攝的可見光區(qū)和適合夜間拍攝的紅外光區(qū)的攝像。
其次，本發(fā)明的第二種多波長攝像裝置的特征在于備有上述各反射型光學(xué)裝置、以及在同一檢測面內(nèi)有對不同的波長區(qū)的光線具有敏感性的多個區(qū)域的檢測單元。如果采用上述的多波長攝像裝置，則能用一個光學(xué)系統(tǒng)、一個檢測單元同時拍攝多個波長區(qū)的圖像。
其次，本發(fā)明的第一種車載用監(jiān)視裝置的特征在于備有上述各攝像裝置、以及將被拍攝的圖像傳輸給運輸者的顯示裝置。如果采用上述的車載用監(jiān)視裝置，則由于除了本發(fā)明的攝像裝置外，還備有顯示裝置，所以能高精度地獲得前方行使的車輛、人等的位置信息。
其次，本發(fā)明的第二種車載用監(jiān)視裝置的特征在于備有上述各多波長攝像裝置、以及將被拍攝的圖像傳輸給運輸者的顯示裝置。如果采用上述的車載用監(jiān)視裝置，則由于除了本發(fā)明的多波長攝像裝置外，還備有顯示裝置，所以能高精度地獲得前方行使的車輛、人等的位置信息。


圖1是表示本發(fā)明的實施形態(tài)1的反射光學(xué)裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是說明反射面形狀用的斜視圖。
圖3是表示實施例1的反射光學(xué)裝置的光學(xué)性能的像差圖。
圖4是表示實施例2的反射光學(xué)裝置的光學(xué)性能的像差圖。
圖5是表示實施形態(tài)2的反射光學(xué)裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖6是表示實施形態(tài)3的反射光學(xué)裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖7是表示實施例3的反射光學(xué)裝置的光學(xué)性能的像差圖。
圖8是表示實施例4的反射光學(xué)裝置的光學(xué)性能的像差圖。
圖9是表示實施例5的反射光學(xué)裝置的光學(xué)性能的像差圖。
圖10是表示實施例6的反射光學(xué)裝置的光學(xué)性能的像差圖。
圖11是表示實施形態(tài)4的反射光學(xué)裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖12是表示實施形態(tài)5的攝像裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖13是表示實施形態(tài)6的多波長攝像裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖14是表示實施形態(tài)7的多波長攝像裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖15是表示實施形態(tài)8的車載用監(jiān)視裝置的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式
以下，參照

本發(fā)明的一實施形態(tài)。
(實施形態(tài)1)圖1表示本發(fā)明的實施形態(tài)1的反射型光學(xué)裝置的結(jié)構(gòu)圖。在本圖中，1是光圈，2是第一反射鏡，3是第二反射鏡，4是像面，5是框體，6是遮光板。從物體發(fā)出的光束沿著以箭頭A為代表的方向傳播，用光圈1限制光束，入射到框體5內(nèi)。該入射光束被相對于光軸傾斜配置、以便傾斜地反射光束的、即被偏心配置的第一反射鏡2、第二反射鏡3反射，在像面4上成像。即，如圖1所示，本實施形態(tài)是使來自非點而具有一定大小的物體的光束在像面4上成像，形成具有一定大小的像的反射型光學(xué)裝置(以下的實施形態(tài)也相同)。
為了遮擋來自攝像范圍a以外的外界光，由第一反射鏡2、第二反射鏡3構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)、以及像面4被框體5包圍著。在本實施形態(tài)中，還有作為遮光單元的遮光板6。遮光板6配置在光圈1的前面(對光圈1來說，配置在物體一側(cè))，一端位于光圈1一側(cè)，另一端延伸到物體一側(cè)。另外，為了不遮擋從物體發(fā)出后在像面4上成像的有效光束，而有配置的傾斜面6a，以便使來自物體的光束從物體一側(cè)向光圈一側(cè)一邊傳播一邊匯聚。這樣的遮光板的配置方法在以下的圖6、12～14所示的實施形態(tài)中也相同。另外，在這些各圖的實施形態(tài)中，遮光板15、21分別有傾斜面15a、21a。
這里，區(qū)域b表示不需要的光束透射區(qū)域，在沒有遮光單元6的情況下，從光圈1入射的不需要的光束透過不需要的光束透射區(qū)域，直接到達(dá)像面4上。在本實施形態(tài)中，由于遮光板6配置在光圈1的前面，所以不需要的光束在入射到框體5內(nèi)之前被遮擋，能可靠地防止不需要的光束入射到光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)部。
即，遮光板6這樣配置能遮擋從物體以外發(fā)出后不在第一反射鏡2及第二反射鏡3的反射面上反射而到達(dá)像面4上的攝像范圍的不需要的光束。
第一反射鏡2、第二反射鏡3的形狀呈非軸對稱面，與一般的球面、軸對稱非球面不同，是一種不將頂點的法線作為旋轉(zhuǎn)對稱軸的面。如果將呈非軸對稱面的反射面作成自由曲面，則能增大自由度，能實現(xiàn)更大的廣角化、提高光學(xué)性能。
這里，所謂自由曲面，作為不具有特殊面等具有的旋轉(zhuǎn)中心軸的面(以下的實施形態(tài)中也相同)的自由曲面的一例，是一種圖2所示的彎曲軸Y特殊面。如該圖所示，彎曲軸Y特殊面是在將與包含像面的中心和各頂點的平面垂直的方向作為X、將該平面內(nèi)包含的頂點的切線方向作為Y的直角坐標(biāo)系(X、Y)中，連接各Y坐標(biāo)的X方向斷面形狀的曲率半徑中心的線呈曲線的面。在圖2中，L1表示X方向斷面形狀(圓弧)，L2表示連接X方向斷面形狀的曲率半徑中心的線(非圓弧曲線)，L3表示Y方向母線形狀(非圓弧)，P表示頂點。另外，還有替換X和Y的彎曲軸X特殊面。
假設(shè)將面的頂點作為原點的x(mm)、y(mm)位置的頂點的下降量為Z(mm)，將朝向入射光束的方向作為正，用以下的式(1)～(5)表示彎曲軸Y特殊面。
式(1)Z＝M(y)+S(x、y)式(2)M(y)=(y2Rdy)1+1-(yRdy)2]]>+YADy4+YAEy6+YAFy8+YADy10]]>+YAODy3+YAOEy5+YAOFy7+YAOGy9]]>
式(3)S(x,y)=x2Rds-2x·sinθcosθ+cos2θ-(xRds)2+2x·sinθRds]]>+XADx4+XAEx6+XAFx8+XAGx10]]>式(4)Rds＝Rdx(1+BCy2+BDy4+BEy6+BFy8+BGy10+BOCy+BODy3+BOEy5+BOFy7+BOGy9)式(5)θ＝QCy2+QDy4+QEy6這里，M(y)是表示作為包含頂點的Y方向斷面形狀的非圓弧的表達(dá)式，Rdy(mm)是Y方向曲率半徑，YAD、YAE、YAF、YAG是對Y方向有貢獻(xiàn)的偶數(shù)次常數(shù)，YAOD、YAOE、YAOF、YAOG是奇數(shù)次常數(shù)。S(x、y)是表示X方向斷面形狀的表達(dá)式，Rds是表示各y坐標(biāo)的X方向曲率半徑的函數(shù)，Rdx(mm)是中心的X方向曲率半徑，BC、BD、BE、BF、BG是偶數(shù)次常數(shù)，BOC、BOD、BOE、BOF、BOG是奇數(shù)次常數(shù)，XAD、XAE、XAF、XAG是對X方向有貢獻(xiàn)的偶數(shù)次常數(shù)，θ(rad)是決定面的扭轉(zhuǎn)角度的函數(shù)，QC、QD、QE是扭轉(zhuǎn)系數(shù)。
同樣假設(shè)將面的頂點作為原點的x(mm)、y(mm)位置的頂點的下降量為Z(mm)，將朝向入射光束的方向作為正，用以下的式(6)～(10)表示彎曲軸X特殊面。
式(6)Z＝M(x)+S(x、y)式(7)M(x)=(x2Rdx)1+1-(xRdx)2]]>+XADx4+XAEx6+XAFx8+XAGx10]]>式(8)S(x,y)=y2Rds-2y·sinθcosθ+cos2θ-(yRds)2+2y·sinθRds]]>+YADy4+YAEy6+YAFy8+YAGy10]]>+YAODy3+YAOEy5+YAOFy7+YAOGy9]]>式(9)Rds＝Rdy(1+BCx2+BDx4+BEx6+BFx8+BGx10+BOCx+BODx3+BOEx5+BOFx7+BOGx9)式(10)θ＝QCx2+QDx4+QEx6這里，M(x)是表示作為包含頂點的X方向斷面形狀的非圓弧的表達(dá)式，S(x、y)是表示Y方向斷面形狀的表達(dá)式。Rdx(mm)是X方向曲率半徑，XAD、XAE、XAF、XAG是對X方向有貢獻(xiàn)的偶數(shù)次常數(shù)。Rds是表示各x坐標(biāo)的X方向曲率半徑的函數(shù)，Rdy(mm)是中心的Y方向曲率半徑，BC、BD、BE、BF、BG是偶數(shù)次常數(shù)，BOC、BOD、BOE、BOF、BOG是奇數(shù)次常數(shù)，YAD、YAE、YAF、YAG是對Y方向有貢獻(xiàn)的偶數(shù)次常數(shù)，YAOD、YAOE、YAOF、YAOG是奇數(shù)次常數(shù)，θ(rad)是決定面的扭轉(zhuǎn)角度的函數(shù)，QC、QD、QE是扭轉(zhuǎn)系數(shù)。
另外，假設(shè)包含反射面的各頂點的平面內(nèi)的Y方向的半視場角(deg)為Wy，最好滿足以下的式(11)。在超過該式(11)的視場角的情況下，難以修正像差，在低于下限的視場角情況下，難以作為攝像裝置用。
式(11)3≤Wy≤30其次，將本實施形態(tài)的具體的數(shù)值例示于以下的表1、表2中。各表中，M1表示第一反射鏡2，M2表示第二反射鏡3，表1所示的實施例1中M1、M2都是彎曲軸Y特殊面，表2所示的實施例2中M1、M2都是彎曲軸X特殊面，光圈形狀在任意一個實施例中都是圓形。
另外，Wy是包含反射面的各頂點的平面內(nèi)的Y方向的半視場角(deg)，Wx是包含反射面的各頂點的平面內(nèi)的X方向的半視場角(deg)，efy是Y方向的全系統(tǒng)焦距(mm)，efx是X方向的全系統(tǒng)焦距(mm)，F(xiàn)ny是Y方向的F值，F(xiàn)nx是X方向的F值，d1是從光圈1的中心到第一反射鏡2的頂點的距離(mm)，d2是從第一反射鏡2的頂點到第二反射鏡3的頂點的距離(mm)，d3是從第二反射鏡3的頂點到像面4的中心的距離(mm)，α1是第一反射鏡2的法線和光軸構(gòu)成的角(deg)，α2是第二反射鏡3的法線和光軸構(gòu)成的角(deg)，α3是像面4的法線和光軸構(gòu)成的角(deg)。
表1efy＝8.59 efx＝29.58 Wy＝20 Wx＝10 Fny＝4.30 Fnx＝14.79

表2efy＝9.75 efx＝24.94 Wy＝10 Wx＝5 Fny＝3.25 Fnx＝8.31

圖3是表1所示的表示實施例1的反射型光學(xué)裝置的光學(xué)性能的各像差圖，圖4是表示表2所示的實施例2的反射型光學(xué)裝置的光學(xué)性能的像差圖。
如果采用本實施形態(tài)，則由于偏心地配置具有高精度的像差修正功能的兩個呈彎曲軸特殊面形狀的反射鏡，所以能無遮擋地將有效光束引導(dǎo)到像面上，能良好地成像。另外，由于配置了遮光板6，所以不需要的光束不會直接到達(dá)像面上。此外，由于完全沒有具有折射能力的透射面，所以在透射面上反射的不需要的光不會達(dá)到像面上。因此，能容易地防止發(fā)生重影像。
另外，在表1所示的實施例1中實現(xiàn)Wy＝20，在表2所示的實施例2中實現(xiàn)Wy＝10，滿足式(11)。
另外，在圖1所示的實施形態(tài)中，雖然示出了將分別在不同物體上形成的光圈1和外部遮光板6接合起來的例，但也可以將它們整體地形成。因此，由于節(jié)省了將外部遮光板6配置在光圈1部分上的工序，所以容易制造，而且能低成本化。
另外，在本實施形態(tài)中，反射鏡的鏡面形狀雖然用式1～5或式6～10進(jìn)行了定義，但不限于此，如果是同樣的面也可以呈不同的定義式的形狀。
(實施形態(tài)2)圖5表示本發(fā)明的實施形態(tài)2的反射型光學(xué)裝置的結(jié)構(gòu)圖。在圖5所示的實施形態(tài)中，除了作為遮光單元的遮光板7的配置方法以外的基本結(jié)構(gòu)與圖1所示的實施形態(tài)1相同，同一結(jié)構(gòu)標(biāo)以同一標(biāo)號。
在本實施形態(tài)中，遮光板7配置在框體5的內(nèi)部。具體地說，在包含像面4的中心和反射面2、3的各頂點的平面內(nèi)，遮光板7配置在由從第一反射面2的頂點朝向第二反射面3的頂點的光軸、從第二反射面3的頂點朝向上述像面4的中心的光軸、以及連接像面4的中心和第一反射面2的頂點的直線包圍的空間內(nèi)。
即遮光板7這樣配置能遮擋從物體以外發(fā)出后不在第一反射鏡2及第二反射鏡3的反射面上反射而到達(dá)像面4上的攝像范圍的不需要的光束。因此，不需要的光束在到達(dá)像面4上的攝像范圍之前可靠地被遮擋。在本實施形態(tài)中，由于遮光板7配置在框體5的內(nèi)部，所以與上述實施形態(tài)1相比，有利于小型化。
另外，不需要將全部遮光板7配置在上述的空間內(nèi)，將遮光板7上起遮光作用的部分、即遮光面配置在上述空間內(nèi)即可。另外，能調(diào)整遮光板7的外形形狀，以便不遮擋能在像面4上成像的有效光束。
(實施形態(tài)3)圖6表示本發(fā)明的實施形態(tài)3的反射型光學(xué)裝置的結(jié)構(gòu)圖。在本圖中，8是光圈，9是第一反射鏡，10是第二反射鏡，11是第三反射鏡，12是第四反射鏡，13是像面，14是框體，15是遮光板。從物體發(fā)出的光束用光圈8限制光束，入射到框體14內(nèi)。該入射光束被相對于光軸傾斜配置、以便傾斜地反射光束的、即被偏心配置的第一反射鏡9、第二反射鏡10、第三反射鏡11、以及第四反射鏡12反射，在像面13上成像。
為了遮擋來自攝像范圍c以外的外界光，由第一反射鏡9、第二反射鏡10、第三反射鏡11、以及第四反射鏡12構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)、以及像面13被框體14包圍著。在本實施形態(tài)中，還有作為遮光單元的遮光板15。遮光板15配置在光圈8的前面(對光圈8來說，配置在物體一側(cè))，一端位于光圈8一側(cè)，另一端延伸到物體一側(cè)。另外，有傾斜面15a，以便不遮擋從物體發(fā)出的光束。
這里，區(qū)域d表示不需要的光束透射區(qū)域，在沒有遮光單元15的情況下，從光圈8入射的不需要的光束透過不需要的光束透射區(qū)域，直接到達(dá)像面13上。在本實施形態(tài)中，由于遮光板15配置在光圈8的前面，所以不需要的光束在入射到框體14內(nèi)之前被遮擋，能可靠地防止不需要的光束入射到光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)部。
即，遮光板15這樣配置能遮擋從物體以外發(fā)出后不在第一反射鏡9、第二反射鏡10、第三反射鏡11、以及第四反射鏡12的反射面上反射而到達(dá)像面13上的攝像范圍的不需要的光束。
第一反射鏡9、第二反射鏡10、第三反射鏡11、以及第四反射鏡12的形狀采用在實施形態(tài)1中說明的彎曲軸Y特殊面(圖2)或彎曲軸X特殊面，用式1～4或式6～10進(jìn)行定義。
另外，假設(shè)包含呈四個面的反射面的各頂點的平面內(nèi)的開口F值為Fno.，最好滿足下式(12)。在超過式(12)的上限的亮度的情況下，例如在波長為10微米的遠(yuǎn)紅外區(qū)攝像的情況下，由于繞射的影響，20(I.p/mm)時難以達(dá)到MTF20％以上。低于下限的亮度時，難以修正像差。
式(12)0.95≤Fno.≤3.1另外，最好滿足下式(13)、以及(14)。因此，能作成視場角比較窄、但非常明亮的反射型光學(xué)裝置，除了遮光板15對不需要的光的遮光效果以外，能實現(xiàn)良好的遠(yuǎn)景攝像。在式(14)中，如果超過上限，則在遠(yuǎn)紅外區(qū)攝像的情況下，由于繞射的影響，難以提高分辨率，如果低于下限，則難以修正像差。
式(13)3≤Wy＜10式(14)0.95≤Fno.≤3.1另外，也可以滿足下式(15)、以及(16)。因此，能作成視場角比較窄、但非常明亮的反射型光學(xué)裝置，除了遮光板15對不需要的光的遮光效果以外，能實現(xiàn)稍微有遠(yuǎn)景通用性的良好的攝像。在式(16)中，如果超過上限，則在遠(yuǎn)紅外區(qū)攝像的情況下，由于繞射的影響，難以提高分辨率，如果低于下限，則難以修正像差。
式(15)10≤Wy＜20式(16)1.1≤Fno.≤3.1另外，也可以滿足下式(17)、以及(18)。因此，能作成視場角比較寬、明亮的反射型光學(xué)裝置，除了遮光板15對不需要的光的遮光效果以外，能實現(xiàn)稍微有遠(yuǎn)景通用性的良好的攝像。在式(18)中，如果超過上限，則在遠(yuǎn)紅外區(qū)攝像的情況下，由于繞射的影響，難以提高分辨率，如果低于下限，則難以修正像差。
式(17)20≤Wy＜30式(18)1.4≤Fno.≤3.1另外，在表示Fno.的上述式(12)、(14)、(16)或(18)中，最好滿足下式(19)，最好滿足下式(20)就更好。
式(19)Fno.≤1.9式(20)Fno.≤1.6由于滿足式(19)，所以例如，在進(jìn)行波長為10微米的遠(yuǎn)紅外區(qū)的攝像的情況下，即使有繞射的影響，35(I.p/mm)時也能達(dá)到MTF20％以上，由于滿足式(20)，所以40(I.p/mm)時能達(dá)到MTF20％以上。
其次，將本實施形態(tài)的具體的數(shù)值例示于以下的表3～6中。各表中，M1表示第一反射鏡9，M2表示第二反射鏡10，M3表示第三反射鏡11，M4表示第四反射鏡12，在各表所示的實施例中，M1、M4是彎曲軸X特殊面，M2、M3是彎曲軸Y特殊面。在表6所示的實施例6中光圈形狀呈橢圓(Y方向直徑＝ely，X方向直徑＝elx)。
另外，Wy表示包含反射面的各頂點的平面內(nèi)的Y方向的半視場角(deg)，Wx表示包含反射面的各頂點的平面內(nèi)的X方向的半視場角(deg)，efy表示Y方向的全系統(tǒng)焦距(mm)，efx表示X方向的全系統(tǒng)焦距(mm)，F(xiàn)ny表示Y方向的F值，F(xiàn)nx表示X方向的F值，d1表示從光圈8的中心到第一反射鏡9的頂點的距離(mm)，d2表示從第一反射鏡9的頂點到第二反射鏡10的頂點的距離(mm)，d3表示從第二反射鏡10的頂點到第三反射鏡11的頂點的距離(mm)，d4表示從第三反射鏡11的頂點到第四反射鏡12的頂點的距離(mm)，d5表示從第四反射鏡12的頂點到像面13的中心的距離(mm)。
α1是第一反射鏡9的法線和光軸構(gòu)成的角(deg)，α2是第二反射鏡10的法線和光軸構(gòu)成的角(deg)，α3第三反射鏡11的法線和光軸構(gòu)成的角(deg)，α4是第四反射鏡12的法線和光軸構(gòu)成的角(deg)，α5是像面13的法線和光軸構(gòu)成的角(deg)。
表3efy＝4.95 efx＝8.2 Wy＝5 Ex＝5 Fny＝0.95 Fnx＝1.58

表4efy＝4.95 efx＝8.2 Wy＝10 Wx＝10 Fny＝1.10 Fnx＝1.82

表5efy＝4.95 efx＝8.2 Wy＝20 Wx＝10 Fny＝1.41 Fnx＝2.34

表6efy＝4.95 efx＝8.2 Wy＝25 Wx＝5 Fny＝2.91 Fnx＝2.73

圖7～10中示出了表3～6所示的表示實施例3～6的反射型光學(xué)裝置的光學(xué)性能的各像差圖。從各表可知，實施例3(表3)、實施例4(表4)在遠(yuǎn)景攝像系統(tǒng)中獲得了非常明亮的F值。從圖9及表5可知，表5所示的實施例5(表5)滿足通用性大的視場角、亮度。從圖10可知，實施例6(表6)實現(xiàn)了廣角化。另外，如表6所示，在實施例6中，使光圈形狀沿X方向呈長橢圓形，使X方向的F值大，所以即使受繞射的影響，也能獲得實用的分辨率。
如果采用本實施形態(tài)，則由于偏心地配置具有高精度的像差修正功能的分別呈彎曲軸特殊面形狀或彎曲軸Y特殊面形狀的4個反射鏡，所以能無遮擋地將有效光束引導(dǎo)到像面上，能良好地成像。
另外，由于配置了遮光板15，所以不需要的光束不會直接到達(dá)像面上。此外，由于完全沒有具有折射能力的透射面，所以在透射面上反射的不需要的光不會達(dá)到像面上。因此，能容易地防止發(fā)生重影像。
另外，在表3所示的實施例3中，Wy＝5，F(xiàn)ny＝0.95，F(xiàn)nx＝1.58，實現(xiàn)了滿足上述式(13)、(14)、以及(20)的反射型光學(xué)裝置。在表4所示的實施例4中，Wy＝10，F(xiàn)ny＝1.10，F(xiàn)nx＝1.82，實現(xiàn)了滿足上述式(15)、(16)、以及(19)的反射型光學(xué)裝置。在表5所示的實施例5中，Wy＝20，F(xiàn)ny＝1.41，F(xiàn)nx＝2.34，實現(xiàn)了滿足上述式(17)及(18)的反射型光學(xué)裝置。在表6所示的實施例6中，Wy＝25，F(xiàn)ny＝2.91，F(xiàn)nx＝2.73，實現(xiàn)了滿足上述式(17)及(18)的反射型光學(xué)裝置。另外，表3～6所示的實施例都能滿足上述式(11)。
另外，反射面的形狀不限定于由上述式1～5、或式6～10定義的形狀，即使是同樣的面，也可以呈不同的定義式定義的形狀。
(實施形態(tài)4)圖11表示本發(fā)明的實施形態(tài)4的反射型光學(xué)裝置的結(jié)構(gòu)圖。在圖11所示的實施形態(tài)中，除了作為遮光單元的遮光板16的配置方法以外的基本結(jié)構(gòu)與圖6所示的實施形態(tài)1相同，同一結(jié)構(gòu)標(biāo)以同一標(biāo)號。
在本實施形態(tài)中，遮光板16配置在框體14的內(nèi)部。將遮光板16配置在由從第二反射鏡10的反射面的頂點朝向第三反射鏡11的反射面的頂點的光軸、從第三反射鏡11的反射面的頂點朝向第四反射鏡12的反射面的頂點的光軸、以及連接第二反射鏡10的反射面的頂點和第四反射鏡12的反射面的頂點的直線包圍的空間內(nèi)，不需要的光不會到達(dá)像面13上。
即遮光板16這樣配置能遮擋從物體以外發(fā)出后不在各反射鏡9～12的反射面上反射而到達(dá)像面13上的攝像范圍的不需要的光束。因此，不需要的光束在到達(dá)像面13上的攝像范圍之前可靠地被遮擋。在本實施形態(tài)中，由于遮光板16配置在框體14的內(nèi)部，所以與上述實施形態(tài)4相比，有利于小型化。
另外，關(guān)于上述式(11)～(20)的說明，在本實施形態(tài)中也一樣。
(實施形態(tài)5)圖12表示本發(fā)明的實施形態(tài)5的攝像裝置的結(jié)構(gòu)圖。本圖所示的攝像裝置備有窗口17、第一反射鏡18、第二反射鏡19、框體20、遮光板21、以及將光強度變換成電信號的作為檢測單元的二維攝像元件22。第一反射鏡18、第二反射鏡19的配置方法、以及它們的反射面的形狀與實施形態(tài)1相同。窗口17具有能使攝像時所需要的波長區(qū)域的光透過，同時限制光束直徑的開口光圈的功能，還有防止粉塵進(jìn)入光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)部的功能。
從物體發(fā)出的光束受到配置在光圈位置的窗口17對光束的限制，并經(jīng)過第一反射鏡18、第二反射鏡19后，在二維攝像元件22上成像。在本實施形態(tài)中也有作為遮光單元的遮光板21，所以不需要的光束被遮擋，能獲得良好的像。在本實施形態(tài)中，能輸出在二維攝像元件22中變成了電信號的視頻圖像(箭頭(e))。
如果采用本實施形態(tài)，則由于備有與實施形態(tài)1同樣的反射光學(xué)系統(tǒng)、以及將光強度變換成電信號的檢測單元，還使用二維攝像元件作為檢測單元，所以能獲得廣角而且分辨率高的視頻信號。另外，如果使用對紅外區(qū)域(波長3～5微米范圍、或波長8～12微米范圍)的光線具有靈敏性的二維攝像元件，就能拍攝紅外像。
(實施形態(tài)6)圖13表示本發(fā)明的實施形態(tài)6的多波長攝像裝置的結(jié)構(gòu)圖。在圖13中，從標(biāo)號17至21的結(jié)構(gòu)與實施形態(tài)5相同。在本實施形態(tài)6中，備有作為光束分離單元的波長選擇濾波器23、作為將光強度變換成電信號的檢測單元的紅外攝像元件24、以及可見光攝像元件25。
波長選擇濾波器23只透射紅外區(qū)(波長3～5微米范圍、或波長8～12微米范圍)的光線、而反射可見光區(qū)域(波長400～750nm范圍)的光線。紅外攝像元件24對紅外區(qū)域的光線具有靈敏性，可見光攝像元件25對可見光區(qū)域的光線具有靈敏性。
從物體發(fā)出的兩個波長區(qū)(可見區(qū)、紅外區(qū))的光束受到配置在光圈位置的窗口17對光束的限制，且由兩個結(jié)構(gòu)的反射鏡18、19變成匯聚光束，在波長選擇濾波器23中紅外區(qū)的光束透過后，在紅外攝像元件24上成像，輸出變成了電信號的視頻圖像(箭頭(f))。
另一方面，在波長選擇濾波器23上反射的可見光區(qū)域的光束在可見光攝像元件25上成像，輸出變成了電信號的視頻圖像(箭頭(g))。
如果采用本實施形態(tài)，則由于使用與實施形態(tài)1相同的反射光學(xué)系統(tǒng)，所以不需要的光束被作為遮光單元的遮光板21遮擋，能獲得良好的像。另外，由于兩個波長區(qū)的光束利用只由完全不發(fā)生色像差的反射鏡構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)成像，所以在可見光區(qū)、紅外區(qū)任何一個波長區(qū)中都能實現(xiàn)良好的光學(xué)性能。
(實施形態(tài)7)圖14表示本發(fā)明的實施形態(tài)7的多波長攝像裝置的結(jié)構(gòu)圖。在圖14中，從標(biāo)號17至21的結(jié)構(gòu)與實施形態(tài)5相同。在本實施形態(tài)7中，備有作為對紅外區(qū)和可見光區(qū)中的光線都具有靈敏性的檢測單元的多波長攝像元件26。多波長攝像元件26在同一個檢測面內(nèi)有對不同波長區(qū)(紅外區(qū)和可見光區(qū))的光線具有靈敏性的多個區(qū)域。
從物體發(fā)出的兩個波長區(qū)(可見區(qū)、紅外區(qū))的光束受到配置在光圈位置的窗口17對光束的限制，且由兩個結(jié)構(gòu)的反射鏡18、19在多波長攝像元件26上成像。在本實施形態(tài)中，也能用作為遮光單元的遮光板21遮擋不需要的光束，所以能獲得良好的像。另外，由于兩個波長區(qū)的光束利用只由完全不發(fā)生色像差的反射鏡構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)成像，所以在任何一個波長區(qū)中都能實現(xiàn)良好的光學(xué)性能。
另外，多波長攝像元件26在同一攝像面內(nèi)離散地配置對可見光區(qū)具有靈敏性的區(qū)域、以及對紅外區(qū)具有靈敏性的區(qū)域。因此，能將兩個波長區(qū)的視頻圖像變換成遠(yuǎn)紅外視頻圖像信號(箭頭(h))和可見光區(qū)視頻圖像信號(箭頭(i))兩種電信號輸出。
(實施形態(tài)8)圖15表示本發(fā)明的實施形態(tài)8的車載用監(jiān)視裝置的結(jié)構(gòu)圖。本圖所示的車載用監(jiān)視裝置備有與實施形態(tài)7相同的多波長攝像裝置27、以及作為顯示單元的顯示裝置28。
從多波長攝像裝置27輸出的兩個波長區(qū)(可見光區(qū)、紅外區(qū))的視頻圖象由顯示裝置28進(jìn)行顯示，運輸者根據(jù)需要能獲得信息。例如，在白天外部明亮的情況下，主要從可見光產(chǎn)生的視頻圖象獲得信息，夜間能從紅外線產(chǎn)生的視頻圖象獲得人、車的位置等重要的信息。即，如果采用本實施形態(tài)，則不管是白天或黑夜都能高精度地獲得前方車輛、人等的位置信息。
另外，雖然用與實施形態(tài)1相同的反射光學(xué)系統(tǒng)的例，說明了實施形態(tài)5的攝像裝置、以及實施形態(tài)6、7的多波長攝像裝置中使用的反射光學(xué)系統(tǒng)，但也可以采用與實施形態(tài)2～4相同的反射光學(xué)系統(tǒng)。
另外，雖然用與實施形態(tài)7相同的多波長攝像裝置的例，說明了實施形態(tài)8的車載用監(jiān)視裝置中使用的多波長攝像裝置，但也可以采用使用了與實施形態(tài)2～4相同的反射光學(xué)系統(tǒng)的多波長攝像裝置。
工業(yè)上利用的可能性如上所述如果采用本發(fā)明的反射型光學(xué)裝置，則由于不用透射面而用反射面構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng)，偏心地配置反射面，所以能無遮擋地將有效光束引導(dǎo)到像面上。另外，由于配置了遮光單元，所以不需要的光束不會直接到達(dá)像面上。此外，由于沒有具有折射能力的透射面，所以在透射面上反射的不需要的光不會達(dá)到像面上。因此，能容易地防止發(fā)生重影像，能作為攝像裝置、多波長攝像裝置、或車載用監(jiān)視裝置利用。
權(quán)利要求
1.一種反射型光學(xué)裝置，備有多個反射面、以及配置在上述多個反射面中最靠近物體一側(cè)的反射面和物體之間的限制光束的光圈，上述多個反射面中至少一個面的形狀呈非軸對稱形狀，上述多個反射面偏心配置，使來自具有非點大小的物體的光束在像面上成像，形成有一定大小的像，該反射型光學(xué)裝置的特征在于備有遮蔽透過上述光圈、不在上述多個反射面上反射而到達(dá)上述像面上的攝像范圍內(nèi)的從上述物體以外發(fā)出的光束的遮光單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射型光學(xué)裝置，其特征在于上述遮光單元配置在上述物體和上述光圈之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的反射型光學(xué)裝置，其特征在于上述遮光單元是其一端位于光圈一側(cè)，另一端延伸到物體一側(cè)的板狀構(gòu)件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的反射型光學(xué)裝置，其特征在于上述遮光單元有能使來自上述物體的光束隨著從物體一側(cè)向上述光圈一側(cè)傳播而匯聚的傾斜面。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的反射型光學(xué)裝置，其特征在于上述遮光單元與上述光圈呈一體地形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射型光學(xué)裝置，其特征在于上述多個反射面及上述像面配置在框體內(nèi)，上述光圈是在上述框體上形成的開口，上述遮光單元配置在上述框體的外部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射型光學(xué)裝置，其特征在于上述多個反射面是兩個面，上述呈兩個面的反射面的形狀都呈非軸對稱形狀，假設(shè)使上述呈兩個面的反射面從物體一側(cè)開始依次為第一反射面、第二反射面，上述遮光單元在包括上述像面的中心和上述呈兩個面的反射面的各頂點的平面內(nèi)，配置在由從上述第一反射面的頂點朝向上述第二反射面的頂點的光軸、從上述第二反射面的頂點朝向上述像面的中心的光軸、以及連接上述像面的中心和上述第一反射面的頂點的直線包圍的空間內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的反射型光學(xué)裝置，其特征在于上述遮光單元的外形形狀能調(diào)整，以便不遮擋在上述像面上成像的有效光束。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射型光學(xué)裝置，其特征在于上述多個反射面是四個面，假設(shè)上述呈四個面的反射面從物體一側(cè)開始依次為第一反射面、第二反射面、第三反射面、第四反射面，則上述遮光單元在包括上述像面的中心和上述呈四個面的反射面的各頂點的平面內(nèi)，配置在由從上述第二反射面的頂點朝向上述第三反射面的頂點的光軸、從上述第三反射面的頂點朝向上述第四反射面的頂點的光軸、以及上述第二反射面的頂點和上述第四反射面的頂點的直線包圍的空間內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的反射型光學(xué)裝置，其特征在于上述遮光單元的外形形狀能調(diào)整，以便不遮擋在上述像面上成像的有效光束。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射型光學(xué)裝置，其特征在于在將與包含上述像面的中心和上述反射面的各頂點的平面垂直的方向作為X、將平面內(nèi)包含的頂點的切線方向作為Y的直角坐標(biāo)系(X、Y)中，假設(shè)包含上述反射面的各頂點的平面內(nèi)的Y方向的半視場角(deg)為Wy，滿足3≤Wy≤30的關(guān)系。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的反射型光學(xué)裝置，其特征在于假設(shè)包含上述呈四個面的反射面的各頂點的平面內(nèi)的開口F值為Fno.，滿足0.95≤Fno.≤3.1的關(guān)系。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的反射型光學(xué)裝置，其特征在于滿足Fno.≤1.9的關(guān)系。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的反射型光學(xué)裝置，其特征在于滿足Fno.≤1.6的關(guān)系。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射型光學(xué)裝置，其特征在于上述多個反射面為四個面，包含上述呈四個面的反射面的各頂點的平面內(nèi)的開口F值為Fno.，在將與包含上述像面的中心和上述反射面的各頂點的平面垂直的方向作為X、將該平面內(nèi)包含的頂點的切線方向作為Y的直角坐標(biāo)系(X、Y)中，假設(shè)包含上述反射面的各頂點的平面內(nèi)的Y方向的半視場角(deg)為Wy，滿足以下關(guān)系0.95≤Fno.≤3.13≤Wy＜10
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的反射型光學(xué)裝置，其特征在于滿足Fno.≤1.9的關(guān)系。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的反射型光學(xué)裝置，其特征在于滿足Fno.≤1.6的關(guān)系。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射型光學(xué)裝置，其特征在于上述多個反射面為四個面，包含上述呈四個面的反射面的各頂點的平面內(nèi)的開口F值為Fno.，在將與包含上述像面的中心和上述反射面的各頂點的平面垂直的方向作為X、將該平面內(nèi)包含的頂點的切線方向作為Y的直角坐標(biāo)系(X、Y)中，假設(shè)包含上述反射面的各頂點的平面內(nèi)的Y方向的半視場角(deg)為Wy，滿足以下關(guān)系1.1≤Fno.≤3.110≤Wy＜20
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的反射型光學(xué)裝置，其特征在于滿足Fno.≤1.9的關(guān)系。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的反射型光學(xué)裝置，其特征在于滿足Fno.≤1.6的關(guān)系。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射型光學(xué)裝置，其特征在于另外，上述多個反射面為四個面，包含上述呈四個面的反射面的各頂點的平面內(nèi)的開口F值為Fno.，在將與包含上述像面的中心和上述反射面的各頂點的平面垂直的方向作為X、將該平面內(nèi)包含的頂點的切線方向作為Y的直角坐標(biāo)系(X、Y)中，假設(shè)包含上述反射面的各頂點的平面內(nèi)的Y方向的半視場角(deg)為Wy，滿足以下關(guān)系1.4≤Fno.≤3.120≤Wy＜30
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的反射型光學(xué)裝置，其特征在于滿足Fno.≤1.9的關(guān)系。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的反射型光學(xué)裝置，其特征在于滿足Fno.≤1.6的關(guān)系。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射型光學(xué)裝置，其特征在于上述多個反射面中至少一個面的形狀是不具有旋轉(zhuǎn)中心軸的自由曲面。
25.一種攝像裝置，其特征在于備有權(quán)利要求1所述的反射型光學(xué)裝置、以及將光強度變換成電信號的檢測單元。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的攝像裝置，其特征在于上述檢測單元是二維攝像元件。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的攝像裝置，其特征在于上述檢測單元對紅外區(qū)的光線具有敏感性。
28.一種多波長攝像裝置，其特征在于備有權(quán)利要求1所述的反射型光學(xué)裝置、以及對多個不同的波長區(qū)的光線具有敏感性的檢測單元。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的多波長攝像裝置，其特征在于上述檢測單元有將光束分離成不同波長區(qū)的光束的光束分離單元、以及對應(yīng)于上述被分離的各個波長區(qū)的檢測面。
30.一種多波長攝像裝置，其特征在于備有權(quán)利要求1所述的反射型光學(xué)裝置、以及在同一檢測面內(nèi)有對不同的波長區(qū)的光線具有敏感性的多個區(qū)域的檢測單元。
31.一種車載用監(jiān)視裝置，其特征在于備有權(quán)利要求25所述的攝像裝置、以及將被拍攝的圖像傳輸給運輸者的顯示裝置。
32.一種車載用監(jiān)視裝置，其特征在于備有權(quán)利要求28所述的多波長攝像裝置、以及將被拍攝的圖像傳輸給運輸者的顯示裝置。
全文摘要
備有反射面(2、3)、以及配置在最靠近物體一側(cè)的反射面(2)和物體之間的限制光束的光圈(1)，多個反射面中至少一個面的形狀呈非軸對稱形狀，反射面(2、3)偏心配置，備有遮蔽透過光圈(1)、不在反射面(2、3)上反射而到達(dá)像面(4)上的攝像范圍內(nèi)的從物體以外發(fā)出的光束的遮光單元(6)。由于配置遮光單元(6)，所以不需要的光束不會直接到達(dá)像面上，由于沒有具有折射能力的透射面，所以在透射面上反射的不需要的光不會達(dá)到像面上。
文檔編號G02B17/06GK1463372SQ02802048
公開日2003年12月24日 申請日期2002年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月11日
發(fā)明者吉川智延, 山本義春, 松木大三郎 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社