(57)【要約】  背景によらずレチクルの良好な視認性を確保することができるレチクルユニット及びこのレチクルユニットを備える光学機器を提供する。  ライフルスコープ５０のような光学機器に用いられるレチクルユニット３０は、平板状の光学部材のいずれか一方の面に凹部３２ｂが形成され、この凹部３２ｂの側面の少なくとも一部を反射面３２ｃとする反射部３２と、反射部３２の側方に配置され、光を放射する光源３３と、光源３３と反射部３２との間に配置され、光源３３からの光を集光して反射面３２ｃに導く集光部３４と、を有し、反射面３２ｃに入射する光の少なくとも一部をこの反射面３２ｃで全反射させて反射部３２の他方の面から射出させる
2012057010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の光学部材のいずれか一方の面に凹部が形成され、前記凹部の側面の少なくとも一部を反射面とする反射部と、
前記反射部の側方に配置され、光を放射する光源と、
前記光源と前記反射部との間に配置され、前記光源からの前記光を集光して前記反射面に導く集光部と、を有し、
前記反射面に入射する前記光の少なくとも一部を前記反射面で全反射させて前記反射部の他方の面から射出させることを特徴とするレチクルユニット。
【請求項２】
前記集光部は、前記光源の像を前記反射面上若しくはその近傍に形成するコンデンサレンズであることを特徴とする請求項１に記載のレチクルユニット。
【請求項３】
前記光源及び前記集光部の光軸を第１の光軸とし、前記光を前記反射面で反射させて前記反射部から射出させる光軸を第２の光軸としたとき、
前記凹部の前記第２の光軸方向の深さｈとし、前記光源の直径をＹとし、前記集光部の倍率をβとし、前記第２の光軸と前記反射面の法線とのなす角度をδとし、前記第２の光軸と前記反射面とのなす角度をαとし、前記反射面の前記第１の光軸方向の高さをＬとし、前記反射部の前記第２の光軸方向の厚さをＤとし、前記反射部の前記第１の光軸方向の外径をΦとしたとき、次式
【数２０】
2012057010.tif 000022
の条件を満足することを特徴とする請求項１または２に記載のレチクルユニット。
【請求項４】
次式
【数２１】
2012057010.tif 000023
の条件を満足することを特徴とする請求項３に記載のレチクルユニット。
【請求項５】
前記集光部の最大外径をφとしたとき、次式
【数２２】
2012057010.tif 000024
の条件を満足することを特徴とする請求項４に記載のレチクルユニット。
【請求項６】
前記第２の光軸と前記反射面とのなす角度αが４５°であることを特徴とする請求項５に記載のレチクルユニット。
【請求項７】
前記集光部は、前記反射部とは別の部材からなり、非球面形状の反射集光面を有し、前記光源からの前記光を前記反射集光面で反射させて集光させ、前記光源の像を前記反射面上若しくはその近傍に形成することを特徴とする請求項１に記載のレチクルユニット。
【請求項８】
前記光源からの前記光を、前記反射部の内部で、前記反射部の前記凹部が形成された前記面で全反射させた後、前記反射面に入射させることを特徴とする請求項７に記載のレチクルユニット。
【請求項９】
平板状の光学部材のいずれか一方の面にレチクルが形成されたレチクル部をさらに有し、
前記レチクルが形成された面に前記反射部のいずれか一方の面を対向させて前記反射部を配置することを特徴とする請求項７または８に記載のレチクルユニット。
【請求項１０】
前記レチクル部と前記反射部とは、空気間隔を空けて配置することを特徴とする請求項９に記載のレチクルユニット。
【請求項１１】
前記レチクル部と前記反射部とは、前記対向する面を接合させて配置することを特徴とする請求項９に記載のレチクルユニット。
【請求項１２】
前記集光部は、前記反射部の側部に接合されていることを特徴とする請求項７〜１１のいずれか一項に記載のレチクルユニット。
【請求項１３】
前記集光部は、前記レチクル部の側部に接合されていることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一項に記載のレチクルユニット。
【請求項１４】
前記光源からの前記光を、前記レチクル部の内部で、前記レチクル部の側面のうち前記反射部と隣接していない方の側面で全反射させて前記反射部に導くことを特徴とする請求項１３に記載のレチクルユニット。
【請求項１５】
前記凹部の側面の少なくとも２箇所をそれぞれ前記反射面とし、前記反射面毎に前記光源及び前記集光部を有することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載のレチクルユニット。
【請求項１６】
前記反射面は、平面であることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載のレチクルユニット。
【請求項１７】
前記反射面は、前記光源に向かって凸の曲面であることを特徴とする請求項１〜１５いずれか一項に記載のレチクルユニット。
【請求項１８】
前記集光部は、前記光源からの光を略平行光にするコンデンサレンズであり、
前記反射面は、前記光源に向かって凸の曲面であることを特徴とする請求項１に記載のレチクルユニット。
【請求項１９】
前記光源及び前記集光部の光軸を第１の光軸とし、前記光を前記反射面で反射させて前記反射部から射出させる光軸を第２の光軸としたとき、前記第１の光軸と前記第２の光軸とは略直交していることを特徴とする請求項１８に記載のレチクルユニット。
【請求項２０】
前記反射面は、前記第１の光軸と前記第２の光軸とを含むメリジオナル面内と、前記反射面の光軸を含み且つ前記メリジオナル面に垂直なサジタル面内とにおける曲率が異なるトロイダル面であって、前記反射面の光軸が前記第２の光軸に対して略４５°傾いていることを特徴とする請求項１８又は１９に記載のレチクルユニット。
【請求項２１】
前記反射面は、前記メリジオナル面内の曲率半径をＲｍとし、前記サジタル面内の曲率半径をＲｓとし、前記反射部の媒質の屈折率をｎとし、前記凹部の前記第１の光軸方向の直径をＬとしたとき、次式
【数２３】
2012057010.tif 000025
の条件を満足することを特徴とする請求項２０に記載のレチクルユニット。
【請求項２２】
前記集光部は、前記第２の光軸と直交する面内で前記光源からの光を集光し、前記第１の光軸と前記第２の光軸とを含む面内で前記光源からの光を略平行光にするコンデンサレンズであり、
前記反射面は、前記光源に向かって凸の曲面であることを特徴とする請求項１に記載のレチクルユニット。
【請求項２３】
前記光源及び前記集光部の光軸を第１の光軸とし、前記光を前記反射面で反射させて前記反射部から射出させる光軸を第２の光軸としたとき、前記第１の光軸と前記第２の光軸とは略直交していることを特徴とする請求項２２に記載のレチクルユニット。
【請求項２４】
前記反射面は、前記第１の光軸と前記第２の光軸とを含むメリジオナル面内のみに曲率を持つシリンドリカル面であって、前記メリジオナル面と前記反射面の光軸を含み且つ前記メリジオナル面に垂直なサジタル面との交線が前記第２の光軸に対して略４５°傾いていることを特徴とする請求項２２又は２３に記載のレチクルユニット。
【請求項２５】
前記反射面は、前記メリジオナル面内の曲率半径をＲｍとし、前記反射部の媒質の屈折率をｎとし、前記凹部の前記第１の光軸方向の直径をＬとしたとき、次式
【数２４】
2012057010.tif 000026
の条件を満足することを特徴とする請求項２４に記載のレチクルユニット。
【請求項２６】
前記反射面を当該反射面を構成する前記凹部が形成された前記側面に射影したときの径が、１０μｍから２００μｍまでの範囲内にあることを特徴する請求項１〜２５のいずれか一項に記載のレチクルユニット。
【請求項２７】
平板状の光学部材のいずれか一方の面に溝部が形成され、前記溝部の長手方向の側面の少なくとも一部を反射面とする反射部と、
前記反射部の側方に配置され、光を放射する光源と、を有し、
前記反射面に入射する前記光の少なくとも一部を前記反射面で全反射させて前記反射部の他方の面から射出させることを特徴とするレチクルユニット。
【請求項２８】
前記溝部は、十字状に交差する２つの溝から構成されており、前記２つの溝のそれぞれに対して前記２つの光源を有することを特徴とする請求項２７に記載のレチクルユニット。
【請求項２９】
前記光源の各々は、異なる色の光を放射することを特徴とする請求項２８に記載のレチクルユニット。
【請求項３０】
前記光源と前記反射部との間に、前記光源からの前記光を集光して前記反射部の少なくとも一部に照射する集光部を有することを特徴とする請求項２７〜２９のいずれか一項に記載のレチクルユニット。
【請求項３１】
平板状の光学部材のいずれか一方の面にレチクルが形成されたレチクル部をさらに有し、
前記レチクルが形成された面に前記反射部のいずれか一方の面を対向させて前記反射部を配置することを特徴とする請求項２７〜３０のいずれか一項に記載のレチクルユニット。
【請求項３２】
前記反射面は、平面であることを特徴とする請求項２７〜３１のいずれか一項に記載のレチクルユニット。
【請求項３３】
前記反射面は、前記光源に向かって凸の曲面であることを特徴とする請求項２７〜３１いずれか一項に記載のレチクルユニット。
【請求項３４】
前記反射部は、モールド加工により形成されることを特徴とする請求項１〜３３のいずれか一項に記載のレチクルユニット。
【請求項３５】
前記反射部は、樹脂で形成されていることを特徴とする請求項３４に記載のレチクルユニット。
【請求項３６】
対物レンズと、
前記対物レンズにより形成される像若しくは前記像と略共役な位置に前記反射面が配置された請求項１〜３５のいずれか一項に記載のレチクルユニットと、
前記対物レンズの前記像及び前記レチクルユニットの前記反射面から射出される前記光を重ね合わせて観察する接眼レンズと、を有することを特徴とする光学機器。
【請求項３７】
対物レンズと、
前記対物レンズにより形成される像若しくは前記像と略共役な位置に前記反射面が配置された請求項１〜３５のいずれか一項に記載のレチクルユニットと、
前記対物レンズの前記像及び前記レチクルユニットの前記反射面から射出される前記光を重ね合わせて観察する接眼レンズと、を有することを特徴とするライフルスコープ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レチクルユニット、光学機器及びライフルスコープに関する。
【背景技術】
【０００２】
ライフルスコープなどの射撃照準用スコープ（以下、「ライフルスコープ」と呼ぶ）には、目標を狙うための十字線やドット若しくはそれらの複合形状からなるレチクルが用いられている。これらのレチクルには、例えば十字線状にワイヤーを２本直交させたものや、ガラス基板の上に溝やインクなどで十字またはドットを設けたものがある。しかし、従来のレチクルを有するライフルスコープを、夜間など周囲が暗いところで使用すると良好な視認性を確保することが難しい。そのため、レチクル上に蓄光性蛍光体を塗布してその部分に光を照射するように構成したものや、光ファイバーを用いて光をレチクル上に導く技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第０３／０４０８００号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、蛍光体もしくは光ファイバー等を用いてレチクル上に光を導くように構成しても、このような従来のレチクルでは十分な光量が眼に届かず、背景によっては十分視認できない場合があるという課題があった。【０００５】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、背景によらずレチクルの良好な視認性を確保することができるレチクルユニット並びにこのレチクルユニットを備える光学機器及びライフルスコープを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、第１の本発明に係るレチクルユニットは、平板状の光学部材のいずれか一方の面に凹部が形成され、この凹部の側面の少なくとも一部を反射面とする反射部と、反射部の側方に配置され、光を放射する光源と、光源と反射部との間に配置され、光源からの光を集光して反射面に導く集光部と、を有し、反射面に入射する光の少なくとも一部をこの反射面で全反射させて反射部の他方の面から射出させることを特徴とする。なお、「集光する」とは光源から出射した発散光を集めて略平行光若しくは収斂光にすることである。【０００７】
このようなレチクルユニットにおいて、集光部は、光源の像を反射面上若しくはその近傍に形成するコンデンサレンズであることが好ましい。【０００８】
また、このようなレチクルユニットにおいて、光源及び集光部の光軸を第１の光軸とし、前記光を反射面で反射させて反射部から射出させる光軸を第２の光軸としたとき、凹部の第２の光軸方向の深さｈとし、光源の直径をＹとし、集光部の倍率をβとし、第２の光軸と反射面の法線とのなす角度をδとし、第２の光軸と反射面とのなす角度をαとし、反射面の第１の光軸方向の高さをＬとし、反射部の第２の光軸方向の厚さをＤとし、反射部の第１の光軸方向の外径をΦとしたとき、次式
【数１】
2012057010.tif 000003
の条件を満足することが好ましい。【０００９】
また、このようなレチクルユニットは、次式
【数２】
2012057010.tif 000004
の条件を満足することが好ましい。【００１０】
また、このようなレチクルユニットは、集光部の最大外径をφとしたとき、次式
【数３】
2012057010.tif 000005
の条件を満足することが好ましい。【００１１】
また、このようなレチクルユニットは、第２の光軸と反射面とのなす角度αが４５°であることが好ましい。【００１２】
また、このようなレチクルユニットにおいて、集光部は、反射部とは別の部材からなり、非球面形状の反射集光面を有し、光源からの光を反射集光面で反射させて集光させ、光源の像を反射面上若しくはその近傍に形成することが好ましい。【００１３】
また、このようなレチクルユニットは、光源からの光を、反射部の内部で、反射部の凹部が形成された面で全反射させた後、反射面に入射させることが好ましい。【００１４】
また、このようなレチクルユニットは、平板状の光学部材のいずれか一方の面にレチクルが形成されたレチクル部をさらに有し、レチクルが形成された面に反射部のいずれか一方の面を対向させて反射部を配置することが好ましい。【００１５】
このとき、レチクル部と反射部とは、空気間隔を空けて配置することが好ましい。あるいは、レチクル部と反射部とは、対向する面を接合させて配置することが好ましい。【００１６】
また、このようなレチクルユニットにおいて、集光部は、反射部の側部に接合されていることが好ましい。あるいは、集光部は、レチクル部の側部に接合されていることが好ましい。またこのとき、光源からの光を、レチクル部の内部で、このレチクル部の側面のうち反射部と隣接していない方の側面で全反射させて反射部に導くことが好ましい。【００１７】
また、このようなレチクルユニットは、凹部の側面の少なくとも２箇所をそれぞれ反射面とし、これらの反射面毎に光源及び集光部を有することが好ましい。【００１８】
また、このようなレチクルユニットにおいて、反射面は、平面であることが好ましい。あるいは、反射面は、光源に向かって凸の曲面であることが好ましい。【００１９】
また、このようなレチクルユニットにおいて、集光部は、光源からの光を略平行光にするコンデンサレンズであり、反射面は、光源に向かって凸の曲面であることが好ましい。【００２０】
また、このようなレチクルユニットは、光源及び集光部の光軸を第１の光軸とし、前記光を反射面で反射させて反射部から射出させる光軸を第２の光軸としたとき、第１の光軸と第２の光軸とは略直交していることが好ましい。【００２１】
また、このようなレチクルユニットにおいて、反射面は、第１の光軸と第２の光軸とを含むメリジオナル面内と、反射面の光軸を含み且つメリジオナル面に垂直なサジタル面内とにおける曲率が異なるトロイダル面であって、反射面の光軸が第２の光軸に対して略４５°傾いていることが好ましい。【００２２】
また、このようなレチクルユニットにおいて、反射面は、メリジオナル面内の曲率半径をＲｍとし、サジタル面内の曲率半径をＲｓとし、反射部の媒質の屈折率をｎとし、凹部の第１の光軸方向の直径をＬとしたとき、次式
【数４】
2012057010.tif 000006
の条件を満足することが好ましい。【００２３】
また、このようなレチクルユニットにおいて、集光部は、第２の光軸と直交する面内で光源からの光を集光し、第１の光軸と第２の光軸とを含む面内で光源からの光を略平行光にするコンデンサレンズであり、反射面は、光源に向かって凸の曲面であることが好ましい。【００２４】
また、このようなレチクルユニットは、光源及び集光部の光軸を第１の光軸とし、光を反射面で反射させて反射部から射出させる光軸を第２の光軸としたとき、第１の光軸と第２の光軸とは略直交していることが好ましい。【００２５】
また、このようなレチクルユニットにおいて、反射面は、第１の光軸と第２の光軸とを含むメリジオナル面内のみに曲率を持つシリンドリカル面であって、メリジオナル面と反射面の光軸を含み且つメリジオナル面に垂直なサジタル面との交線が第２の光軸に対して略４５°傾いていることが好ましい。【００２６】
また、このようなレチクルユニットにおいて、反射面は、メリジオナル面内の曲率半径をＲｍとし、反射部の媒質の屈折率をｎとし、凹部の第１の光軸方向の直径をＬとしたとき、次式
【数５】
2012057010.tif 000007
の条件を満足することが好ましい。【００２７】
また、このようなレチクルユニットは、反射面を当該反射面を構成する凹部が形成された側面に射影したときの径が、１０μｍから２００μｍまでの範囲内にあることが好ましい。【００２８】
また、第２の本発明に係るレチクルユニットは、平板状の光学部材のいずれか一方の面に溝部が形成され、この溝部の長手方向の側面の少なくとも一部を反射面とする反射部と、この反射部の側方に配置され、光を放射する光源と、を有し、反射面に入射する光の少なくとも一部をこの反射面で全反射させて反射部の他方の面から射出させることを特徴とする。【００２９】
このようなレチクルユニットにおいて、溝部は、十字状に交差する２つの溝から構成されており、これらの２つの溝のそれぞれに対して２つの光源を有することが好ましい。このとき、光源の各々は、異なる色の光を放射することが好ましい。【００３０】
また、このようなレチクルユニットは、光源と反射部との間に、光源からの光を集光して反射部の少なくとも一部に照射する集光部を有することが好ましい。【００３１】
また、このようなレチクルユニットは、平板状の光学部材のいずれか一方の面にレチクルが形成されたレチクル部をさらに有し、レチクルが形成された面に反射部のいずれか一方の面を対向させて反射部を配置することが好ましい。【００３２】
また、このようなレチクルユニットにおいて、反射面は、平面であることが好ましい。あるいは、反射面は、光源に向かって凸の曲面であることが好ましい。【００３３】
また、このようなレチクルユニットにおいて、反射部は、モールド加工により形成されることが好ましい。【００３４】
また、このようなレチクルユニットにおいて、反射部は、樹脂で形成されていることが好ましい。【００３５】
また、本発明に係る光学機器は、対物レンズと、この対物レンズにより形成される像若しくはこの像と略共役な位置に反射面が配置された上述のレチクルユニットのいずれかと、対物レンズの像及びレチクルユニットの反射面から射出される光を重ね合わせて観察する接眼レンズと、を有することを特徴とする。【００３６】
また、本発明に係るライフルスコープは、対物レンズと、この対物レンズにより形成される像若しくはこの像と略共役な位置に反射面が配置された上述のレチクルユニットのいずれかと、対物レンズの像及びレチクルユニットの反射面から射出される光を重ね合わせて観察する接眼レンズと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３７】
本発明に係るレチクルユニット並びにこのレチクルユニットを備える光学機器及びライフルスコープを以上のように構成すると、全反射を用いて光を効率良く導くことができるので、背景によらずレチクルの良好な視認性を確保することができ、また、全体的にコンパクトに構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】光学機器の一例であるライフルスコープの構成を示す説明図である。
【図２】第１の実施形態に係るレチクルユニットを説明するための説明図である。
【図３】レチクル部の構成を示すための説明図であって、（ａ）は斜視図を示し、（ｂ）は正面図を示す。
【図４】第１の実施形態に係る反射面を説明するための説明図である。
【図５】凹部の構成を説明するための説明図であって、（ａ）は反射面を１面設けた構成を示し、（ｂ）は反射面を２面設けた構成を示す。
【図６】第２の実施形態に係るレチクルユニットを説明するための説明図である。
【図７】第２の実施形態に係る反射面を説明するための説明図であって、（ａ）は反射部の側面図を示し、（ｂ）は要部拡大図を示す。
【図８】第３の実施形態に係るレチクルユニットを説明するための説明図である。
【図９】第３の実施形態に係る反射面を説明するための説明図である。
【図１０】第４の実施形態に係るレチクルユニットを説明するための説明図である。
【図１１】第４の実施形態に係る反射面を説明するための説明図である。
【図１２】第５の実施形態に係るレチクルユニットを説明するための説明図であって、（ａ）は全体構成を示し、（ｂ）は要部拡大図を示す。
【図１３】第６の実施形態に係るレチクルユニットを説明するための説明図であって、（ａ）は反射部の斜視図を示し、（ｂ）は（ａ）のＸＩＩｂ−ＸＩＩｂ断面図を示し、（ｃ）は反射部を観察したときの状態を示す。
【図１４】第１の実施形態に係るレチクルユニットの光源像の強度分布を説明するための説明図である。
【図１５】上記強度分布を説明するための反射面における光線の状態を示す説明図であって、（ａ）は光源の光軸上の点から出た光線の状態であり、（ｂ）は光源の光軸外の点から出た光線の状態である。
【図１６】第７の実施形態に係るレチクルユニットを説明するための説明図であって、（ａ）は第１の実施形態に係るレチクルユニットの反射面を示し、（ｂ）は第７の実施形態に係る反射面を示す。
【図１７】第７の実施形態に係るレチクルユニットを構成するための条件式を説明するための説明図であって、（ａ）はレチクルユニット全体を示し、（ｂ）は反射面を示す。
【図１８】上記条件式の下限値を説明するための説明図である。
【図１９】上記条件式の上限値を説明するための説明図である。
【図２０】反射面の傾きと観察者の目に光束が入射する条件を説明するための説明図である。
【図２１】第７の実施形態の第１実施例におけるレチクルユニットによるドット像の軌跡を示す説明図である。
【図２２】上記第７の実施形態の第１実施例における光源、集光部及び反射面の関係を示す説明図である。
【図２３】第７の実施形態の第２実施例におけるレチクルユニットによるドット像の軌跡を示す説明図である。
【図２４】上記第７の実施形態の第２実施例における光源、集光部及び反射面の関係を示す説明図である。
【図２５】第８の実施形態に係るレチクルユニットを説明するための説明図であって、（ａ）はこのレチクルユニットの側面図を示し、（ｂ）は要部拡大図を示す。
【図２６】第８の実施形態に係るレチクルユニットの反射面の形状を説明するための説明図であって、（ａ）は側面図を示し、（ｂ）は正面図を示し、（ｃ）は斜視図を示す。
【図２７】第８の実施形態に係るレチクルユニットの光源像の瞳形状を説明するための説明図であって、（ａ）はライフルスコープの側面図を示し、（ｂ）はライフスコープの平面図を示す。
【図２８】第９の実施形態に係るレチクルユニットを説明するための説明図であって、（ａ）は正面図を示し、（ｂ）は側面図を示す。
【図２９】第９の実施形態に係るレチクルユニットの反射面の形状を説明するための説明図であって、（ａ）は側面図を示し、（ｂ）は正面図を示し、（ｃ）は斜視図を示す。
【図３０】第１０の実施形態に係るレチクルユニットの反射部の構成を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。まず、図１を用いて、本実施の形態に係るレチクルユニットが用いられる光学機器の一例として、ライフルスコープの構成について説明する。このライフルスコープ５０は、物体側から順に、対物レンズ１０と、正立レンズ２０と、レチクルユニット３０と、接眼レンズ４０と、を有して構成される。対物レンズ１０は、物体からの光を集光してこの物体の倒立像（一次像）ＩＭ１を形成し、また、正立レンズ２０は、対物レンズ１０により形成された倒立像である一次像ＩＭ１を正立像である二次像ＩＭ２に変換する。そして、対物レンズ１０の一次像ＩＭ１と共役な位置にこの二次像ＩＭ２と略一致するように、レチクルユニット３０に形成されたレチクルが配置されており、接眼レンズ４０により、この二次像ＩＭ２とレチクルとを重ね合わせて観察することで、標的である物体に対してこのライフルスコープ５０の光軸を正確に合わせ、標的（物体）の視準を行うことができる。なお、このライフルスコープ５０は、本実施形態に係るレチクルユニットを利用する光学機器の一例であり、この他にも、単眼鏡、双眼鏡、測量器、スポッティングスコープ等にも適用可能である。又、レチクルは、一次像ＩＭ１と略一致するように配置することも可能である。以下に、このようなレチクルユニット３０の詳細について説明する。
【００４０】
［第１の実施形態］
まず、図２〜図５を用いて第１の実施形態に係るレチクルユニット３０について説明する。このレチクルユニット３０は、円板状に形成されたレチクル部３１と、円板状に形成され、このレチクル部３１の像側の面（以下、「像側面３１ａ」と呼ぶ）側に配置され、この像側面３１ａに接合されるか、若しくは近傍に配置される反射部３２と、照明光を放射する光源３３と、この光源３３からの光を集光する集光部（例えば、コンデンサレンズ）３４と、を有して構成される。なお、以降の説明では、図２〜図４に示すように、ライフルスコープ５０の光軸方向をｚ軸とし、このｚ軸に直交する面内において２つの直交する方向をそれぞれｘ軸及びｙ軸とする。このとき、集光光学系である集光部３４の光軸をｙ軸とする。
【００４１】
レチクル部３１は、少なくとも所望の波長の光を透過する光学部材で構成され、図３に示すように、像側面３１ａに、中心部から周縁部に向かってｘ軸方向及びｙ軸方向に延びる線状の４本のレチクル図形３１ｂからなるレチクルが形成されている。ここで、ｘ軸方向及びｙ軸方向に延びるレチクル図形３１ｂの延長線上の交点は、ライフルスコープ５０の光軸に略一致するように配置される。また、上述のようにこの像側面３１ａは、正立レンズ２０により形成される二次像ＩＭ２と略一致するように配置されており、この像側面３１ａは接眼レンズ４０の物体側焦点面と略一致している。なお、レチクル図形３１ｂは、例えば、クロム膜やインクなどでこの像側面３１ａ上にそのパターンが形成されている。また、図３に示すレチクル図形３１ｂは一例であって、この他の形状でも構わない。
【００４２】
反射部３２は、少なくとも所望の波長の光を透過する光学部材で構成され、図４に示すように、物体側の面（以下、「物体側面３２ａ」と呼ぶ）の略中央部に物体側に開口する凹部３２ｂが形成されており、さらに、この凹部３２ｂを形成する側面の一部が平面状になっている（以下、この平面を「反射面３２ｃ」と呼ぶ）。ここで、反射面３２ｃを物体側面３２ａに射影したときの形状は円形状である。後述するが、反射面３２ｃの大きさは、反射面３２ｃを物体側面３２ａに射影したときの径が１０μｍ〜２００μｍとなることが好ましい。図４に示すような形状でこのような微細な大きさの反射面を形成するために、反射部３２の素材に樹脂部材を用いてモールド加工することが好ましい。樹脂を用いたモールド加工を行うことにより、容易かつ安価にレチクルユニットを形成できる。もちろん反射部３２はガラス部材で形成されていてもよく、この場合はガラスモールド加工や、リソグラフィ加工等により図４に示すような形状を形成することが可能である。また、後述の図８、図９のように反射部２３２を樹脂で形成、レチクル部２３１をガラスで構成するハイブリット構造としてもよい。
【００４３】
そして、この反射面３２ｃは、ライフルスコープ５０の光軸Ｚを含み、この光軸Ｚとのなす角度αが略４５°になるように配置されている。さらに詳細に説明すると、この反射面３２ｃは、ライフルスコープ５０の光軸方向（ｚ軸方向）から見たときに、レチクル部３１のレチクル図形３１ｂを延長したときの交点と重なるように配置されている。なお、上述したように、この反射部３２は、その物体側面３２ａがレチクル部３１の像側面３１ａに接合して配置しても良いし、近接させて（空気間隔を有するように）配置しても良いが、図２及び図４に示す例では、接合した場合を示している。また、上述したｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の原点を、ライフルスコープ５０の光軸Ｚと反射部３２の物体側面３２ａとが交差する点Ｏと定義すると、反射面３２ｃは、図４に示すように、ｘ軸に略水平に配置され、さらに、このｘ軸方向から見たときに、ｙ軸及びｚ軸に対して略４５°の角度をなすように配置されている。この原点Ｏの定義は以降の説明においても同様である。
【００４４】
ここで、反射面３２ｃとライフルスコープ５０の光軸Ｚとの交点をＰとすると、光源３３は、レチクル部３１及び反射部３２の側方で、その中心が点Ｐのｙ軸方向に配置されている。また、集光部３４は、レチクル部３１及び反射部３２と光源３３との間に配置されており、光源３３からの照明光を集光し、この光源３３の像を反射面３２ｃ上の点Ｐ上若しくはその近傍に形成するように構成されている。このとき、集光部３４のＦ値が小さくなると、光源３３を起源とする接眼レンズ４０から射出される光束径が大きくなる。この光束径が大きければ大きいほど、観察者が光軸から目を外しても光源３３の像をレチクル部３１の中心付近に観測できるため、Ｆ値は可能な限り小さいほうが望ましい。
【００４５】
レチクルユニット３０を以上のように構成すると、光源３３から放射された照明光は集光部３４で集光されその像が反射部３２の反射面３２ｃ上の点Ｐ若しくはその近傍に形成される。そして、この光源３３の像の少なくとも一部は、この反射面３２ｃでライフルスコープ５０の光軸方向（ｚ軸方向）に反射され、反射部３２の像側面から射出する。上述のように、接眼レンズ４０は二次像ＩＭ２と重ね合わせてレチクル部３１のレチクル（レチクル図形３１ｂ）を観察可能に構成されているため、反射面３２ｃで反射された光源３３の像も合わせて観察することができる。この光源３３の像は、反射面３２ｃとライフルスコープ５０の光軸Ｚとが交わる点Ｐ若しくはその近傍に形成されているため、この像が接眼レンズ４０の焦点深度内にあれば、観察者は接眼レンズ４０の視野の中心部、すなわち、ライフルスコープ５０の光軸Ｚ上に、光源３３の像をドット像として観察することができ、目標物体の視準を容易に行うことができる。ここで、反射面３２ｃは、反射部３２の物体側面３２ａ側に開口するように形成された凹部３２ｂの側面の一部で形成され、また、ｙ軸及びｚ軸に対して略４５度の角度をなすように配置されているため、反射部３２を構成する媒質の屈折率と凹部３２ｂの内部の媒質（例えば空気）の屈折率とに所定の値以上の差があれば、光源３３からの照明光をこの反射面３２ｃで全反射させることができる。そのため、光源３３からの照明光を効率良く反射して接眼レンズ４０側に導くことができるので、観察者は明るい像を観察することができ、目標物体の視準を行う際に、この光源３３の像をはっきりと認識することができる。
【００４６】
なお、反射部３２の物体側面３２ａに形成する凹部３２ｂは、図５（ａ）に示すように、その側面に反射面３２ｃを１つだけ形成しても良いし、図５（ｂ）に示すように、ｘ軸方向から見たときに、断面Ｖ字状になるように２つの反射面３２ｃ，３２ｃ′を形成しても良い。このとき、図５（ａ）のように１つの反射面３２ｃを形成したときは、光源３３の像は略円形になり、図５（ｂ）のように２つの反射面３２ｃ，３２ｃ′を形成したときは、半円形になる。このとき、反射面３２ｃ′側にも別の光源及び集光部を配置し、それぞれの光源から放射される照明光の色を変えれば、接眼レンズ４０を介して観察する光源の像の色を変えることができ、観察者は、背景に応じて観察しやすい色を選択することができる。なお、凹部３２ｂに形成される反射面は、３つ以上でも良い。この反射面３２ｃの大きさは、観測した場合に全視野に占める光源３３の像の割合を左右し、大きすぎるとドット像が標的を隠してしまい、小さすぎるとドット像を視認することが困難になる。ライフルスコープ用のレチクルの場合には、光学系の仕様等から、反射面３２ｃの大きさは、反射面３２ｃを物体側面３２ａに射影したときの径が１０μｍ〜２００μｍであることが好ましい。
【００４７】
以下の表１に、この第１の実施形態の実施例として、レチクルユニット３０の諸元を示す。この諸元表において、Ｇ１は反射部３２を、Ｇ２はレチクル部３１を示す。また、φは反射部３２の直径を示し、αはライフルスコープ５０の光軸Ｚと反射面３２ｃとのなす角度（以下「傾斜角度」と呼ぶ）を示し、ｒ１は反射部３２及びレチクル部３１の物体側の面の曲率半径を、ｒ２は像側の面の曲率半径を示し、Ｄは反射部３２及びレチクル部３１のｚ軸方向の厚みを示し、ｎＣ及びｎｄはそれぞれ、反射部３２及びレチクル部３１の媒質のＣ線及びｄ線に対する屈折率を示している。また、光源３３及び集光部３４の座標は、上記点Ｏを原点とし、左から順にｘ軸、ｙ軸、及び、ｚ軸上の値を示している。さらに、集光部３４の集光面の形状（例えば、図２に示す場合は、平凸形状のコンデンサレンズであって、その凸面の形状）は、次式（ａ）で表される非球面で構成されている。この式（ａ）において、ｙは、集光光学系の光軸からの垂直方向の高さ（入射高）を示し、Ｓ（ｙ）は、非球面の頂点における接平面からの高さｙにおける非球面上の位置までの光軸に沿った距離（非球面量又はサグ量）を示し、Ｒは基準球面の曲率半径を示し、ｋは円錐係数を示し、Ａ4は４次の非球面係数を示し、Ａ6は６次の非球面係数を示し、Ａ8は８次の非球面係数を示し、Ａ10は１０次の非球面係数を示す。すなわち、以下の諸元値においては、非球面を、非球面式（ａ）における曲率半径Ｒ、円錐形数ｋ及び非球面係数Ａnの値として示している。また、以下の諸元値における非球面係数の値において「Ｅ−ｎ」は「×１０-n」を示している。
【００４８】
【数６】
2012057010.tif 000008
【００４９】
なお、ｙ軸方向は光源３３側を正とし、ｚ軸方向は像側を正としている。また、この表１に示す、曲率半径ｒ１，ｒ２、や厚さＤその他長さの単位は、特記のない場合一般に「ｍｍ」が使われるが、光学系は比例拡大・比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、単位は「ｍｍ」に限定されることはなく、他の適当な長さの単位を用いることもできる。また、以上の諸元表の説明は、以降の実施形態においても同様である。
【００５０】
（表１）
反射部３２及びレチクル部３１の形状
φ＝18.6
α＝45°
ｒ１    ｒ２    ｄ     ｎＣ        ｎｄ
Ｇ１     ∞      ∞     2.0    1.489204    1.491775
Ｇ２     ∞      ∞     2.0    1.514322    1.516800
光源３３の中心座標
(0, 11.6, -0.05)
集光部３４の形状
Ｒ＝0.61904
ｋ＝-0.662480
Ａ4＝-0.181184E-01    Ａ6＝0    Ａ8＝0    Ａ10＝0
中心厚＝1.6
集光部３４の材質
ｎＣ＝1.489204    ｎｄ＝1.491755
集光部３４の頂点座標
(0. 9.5, -0.05)
【００５１】
以上のように、レチクル部３１に接合する、もしくは隣接させて反射部３２を設け、これらのレチクル部３１及び反射部３２の側方に光源３３及び集光部３４を配置することにより、このレチクルユニット３０をコンパクトに構成することができる。なお、この第１の実施形態において、集光部３４のレンズ面を上方（光源３３側）に形成し、下方の平面を反射部３２及びレチクル部３１の少なくとも一方に接合しても良い。あるいは、反射部３２又はレチクル部３１とこの集光部３４を一体に形成しても良い。さらに、レチクル部３１及び反射部３２は、円板形状でなくても良く、ライフルスコープ５０を構成するための適切な形状とすることができる。これらの効果及び構成は以降の実施形態においても同様である。
【００５２】
［第２の実施形態］
第１の実施形態に示すように、レチクル部３１及び反射部３２の側方に光源３３及び集光部３４を配置し、この光源３３からの照明光を直接、反射部３２の反射面３２ｃに集光すると、図２及び図４に示すように、光源３３から放射された照明光の一部が全反射できない角度で反射面３２ｃに入射してしまう（すなわち、このような光は反射面３２ｃを透過してしまう）。具体的には、図４において、光源３３及び集光部３４の光軸より接眼レンズ４０側（右側）の光束の一部（右側の斜線部分）は反射面３２ｃにおいて全反射できる角度を超えるためこの反射面３２ｃを透過してしまう。そのため、図２及び図４に示すように、光軸Ｚより上側の光束の径が細くなってしまい、光源３３から放射されて接眼レンズ４０側に導かれる光量のロスが多くなってしまう。そこで、この第２の実施形態に示すレチクル部１３０においては、光源１３３からの照明光を集光部１３４を用いて反射部１３２内に導き、この反射部１３２内で全反射させて反射面１３２ｃに導くように構成している。以下、この第２の実施形態について、図６及び図７を用いて説明する。
【００５３】
図６に示すように、この第２の実施形態に係るレチクルユニット１３０においても、円板状に形成されたレチクル部１３１と、円板状に形成され、このレチクル部１３１の像側の面（以下、「像側面１３１ａ」と呼ぶ）側に配置され、この像側面１３１ａに接合されるか、若しくはその近傍に配置された反射部１３２と、照明光を放射する光源１３３と、この光源１３３からの光を集光する集光部１３４と、を有して構成される。ここで、この第２の実施形態に係るレチクル部１３１は、第１の実施形態で説明したレチクル部３１と同様の構成を有している。また、第２の実施形態に係る反射部１３２も、第１の実施形態に係る反射部３２と同様に、物体側面１３２ａの略中央部に形成された凹部１３２ｂにより反射面１３２ｃが形成されている（凹部１３２ｂ及び反射面１３２ｃの形状は、図５に示す構成とすることができる）。なお、この第２の実施形態においては、レチクル部１３１に対して反射部１３２を空気間隔を介して配置した場合について示している。
【００５４】
集光部１３４は、図７に示すように、ｘ軸方向から見たときに略扇形の断面形状を有しており、円弧部分１３４ａの表面に反射コートが施されている。また、この円弧部分１３４ａは、非球面形状に形成されている。そのため、この円弧部分１３４ａは非球面の凹面鏡を構成しており、扇形の一方の半径１３４ｃ側から入射した光をこの円弧部分１３４ａで反射して集光し、他方の半径１３４ｂ側から射出するものである。この集光部１３４は、反射部１３２のｙ軸方向の端面１３２ｄ（反射面１３２ｃに対向する端面）に、円弧部分１３４ａの凹面が物体側を向くように、その扇形の一方の半径１３４ｂが接合されている。また、光源１３３は、集光部１３４の扇形の他方の半径１３４ｃに取り付けられ、ライフルスコープ５０の光軸に沿って像側に光を放射するように構成されている。なお、この集光部１３４の反射集光面（円弧部分１３４ａ）は、反射部１３２の物体側面１３２ａで光源１３３からの光を全反射させた後、反射面１３２ｃ上の点Ｐ（反射面１３２ｃとライフルスコープ５０の光軸Ｚの交点）若しくはその近傍に光源１３３の像を結像するように構成されている。また、光源１３３からの光は、一旦反射部１３２の物体側面１３２ａで反射されるため、反射面１３２ｃの傾斜角度αは第１の実施形態の場合よりも小さくなる。
【００５５】
ここで、全反射をさせるための条件は、全反射面を境界にした二つの屈折率に左右されるが、一般的に使用される硝子の屈折率は樹脂部材も含めると１．４〜１．８程度に分布している。そのため、射出側が空気（ｎ＝１）でかつ照明光がＺ軸方向に射出されるためには、反射面に入射する角度を制限しなければならなく、それは図７に示す反射面とＺ軸とがなす角αを制限することと等しい。すなわち、前述の条件を踏まえた上で、反射面とＺ軸とのなす角αは、５°＜α＜６０°の範囲に設定することが望ましい。
【００５６】
このようなレチクルユニット１３０において、光源１３３から放射された光は、集光部１３４の一方の半径１３４ｃから入射し、凹面部（円弧部分１３４ａ）で反射されて集光され、他方の半径１３４ｂから反射部１３２の端面１３２ｄに入射する。そして、この光は反射部１３２の内部を通って反射部１３２の物体側面１３２ａで全反射した後、さらに反射面１３２ｃで全反射してライフルスコープ５０の光軸方向（ｚ軸方向）に導かれ、反射部１３２の像側面から射出する。
【００５７】
以下の表２に、この第２の実施形態の実施例として、レチクルユニット１３０の諸元を示す。なお、この表２において、反射部１３２とレチクル部１３１の間の値は、これらの間の空気間隔を示している。また、集光部１３４の円弧部分１３４ａの形状は、上述の非球面式（ａ）の係数で表される。
【００５８】
（表２）
反射部１３２及びレチクル部１３１の形状
φ＝18.6
α＝42.01933°
ｒ１    ｒ２    ｄ     ｎＣ        ｎｄ
Ｇ１     ∞      ∞     1.9    1.489204    1.491775
0.1    1.000000    1.000000
Ｇ２     ∞      ∞     2.0    1.514322    1.516800
光源１３３の中心座標
(0, 10.75306, 0)
集光部１３４の円弧部分１３４ａの形状
Ｒ＝1.01286
ｋ＝-0.968473
Ａ4＝-0.108779E-00    Ａ6＝0.191941E-01    Ａ8＝0    Ａ10＝0
集光部１３４の材質
ｎＣ＝1.489204    ｎｄ＝1.491755
集光部１３４の円弧部分１３４ａの頂点座標
(0. 9.3, -1.9)
【００５９】
このようなレチクルユニット１３０において、反射面１３２ｃから出射する光の最大出射角度をθ0とし、反射部１３２を構成する媒質の屈折率をｎrefとすると、光源１３３からの光が全反射するためには、反射面１３２ｃの法線と光軸Ｚとがなす角度δが以下に示す条件式（１）を満足しなければならない。
【００６０】
【数７】
2012057010.tif 000009
【００６１】
このとき、反射面１３２ｃに入射する光のライフルスコープ５０の光軸Ｚとのなす角度をθ1と、上述の点Ｐの原点Ｏからのｚ軸方向の距離をｗとすると、反射部１３２の物体側面１３２ａで反射する点Ｑは、原点Ｏからｙ軸方向にｗ・ｔａｎθ1だけ離れた位置となる。そのため、反射部１３２の直径をΦとすると、点Ｑからこの反射部１３２の端面１３２ｄまでのｙ軸方向の距離ｙ１は、Φ／２−ｗ・ｔａｎθ1となる。よって、反射部１３２の厚さ（ｚ軸方向の厚さ）をＤrefとすると、光源１３３から放射された光が集光部１３４で反射されて反射部１３２の端面１３２ｄに入射する位置（物体側面１３２ａからのｚ軸方向の距離ｄで表す）が、次に示す条件式（２）を満たすように集光部１３４を構成しなければならない。
【００６２】
【数８】
2012057010.tif 000010
【００６３】
なお、凹部１３２ｂの開口部のｙ軸方向の径をＬとしたとき、上記ｗ及びθ1は、次に示す式（３）により求められる。
【００６４】
【数９】
2012057010.tif 000011
【００６５】
上述の表２に示した諸元値に従えば、この第２の実施形態に係るレチクルユニット１３０は上記条件式（１）〜（３）を満足する。
【００６６】
この第２の実施形態に係るレチクルユニット１３０を用いると、観察者は、接眼レンズ４０の視野の中心部、すなわち、ライフルスコープ５０の光軸Ｚ上に、光源１３３の像を観察することができ、目標物体の視準を容易に行うことができる。また、光源１３３からの光は反射面１３２ｃで全反射されるため、光量のロスが少なく、観察者は明るい像を観察することができ、目標物体の視準を行う際に、この光源１３３の像をはっきりと認識することができる。さらに、光源１３３からの光を反射部１３２内で一度全反射させて反射面１３２ｃに導いているため、上記条件式（１）〜（３）を満足するようにこのレチクルユニット１３０を構成すると、所望の最大出射角度θ0の偏りのない光源像を形成することができ、この光源像の視認性をさらに向上させることができる。
【００６７】
また、この第２の実施形態で示すレチクルユニット１３０のように、レチクル部１３１と反射部１３２とを分離した構成とすると、レチクル部１３１として、従来のライフルスコープに用いられているものを利用することができる。また、実際にはレチクル部３１と反射部３２とをただ接しただけの配置にすると、微小な空気層ができてしまうためその接触面で干渉縞が発生する場合があるが、第１の実施形態のように接合するかこの第２の実施形態のように分離して配置するとそのような現象は発生しない。さらに、第１の実施形態と同様に、反射面１３２ｃは、接眼レンズ４０の焦点深度内に配置されていれば良い。これらの説明は、以降の実施形態においても同様である。
【００６８】
なお、図６（ａ）に示すように、円板状の反射部１３２の端面に集光部１３４を取り付ける場合、この反射部１３２の端面を光源１３３からの光軸に直交する面で切り欠いて平面を形成し（例えば、後述する図２８（ａ）に示すように切り欠いて、Ｄ形状にする）、この平面に集光部１３４を取り付けるように構成することにより、反射部１３２に対する集光部１３４の取り付けが容易になり、また、光源１３３から放射された光を効率良く反射部１３２の内部に導くことができる。このとき、上述の反射部１３２の半径Φ／２は、ライフルスコープ５０の光軸Ｚと反射面１３２ｃとの交点Ｐ（反射部１３２の中心）から切り欠いた平面までの高さとなる（以降の実施形態においても同様である）。
【００６９】
［第３の実施形態］
次に、図８及び図９を用いて第３の実施形態に係るレチクルユニット２３０について説明する。上述の第２の実施形態においては、光源１３３及び集光部１３４を反射部１３２に取り付けた構成について説明したが、この第３の実施形態に係るレチクルユニット２３０においては、図８に示すように、光源２３３及び集光部２３４をレチクル部２３１に取り付け、さらに、このレチクル部２３１の物体側の面に反射部２３２を接合した構成を有している。ここで、レチクル部２３１はその物体側の面に上述のレチクルが形成されており、この物体側の面に反射部２３２の像側の面が接合されている。また、反射部２３２の物体面２３２ａの略中央部には凹部２３２ｂが形成されており、この凹部２３２ｂを構成する側面の一部が略平面状の反射面２３２ｃを構成している（凹部２３２ｂ及び反射面２３２ｃの形状は、図５に示す構成とすることができる）。なお、この第３の実施形態に係るレチクルユニット２３０においても、第１の実施形態で説明したように、レチクル部２３１及び反射部２３２を樹脂で形成しても良いし、両者をガラス部材で形成しても良いし、反射部２３２を樹脂で形成し、レチクル部２３１をガラス部材で構成したハイブリット構造としても良い。また、反射部２３２はモールド加工で形成することが望ましい。
【００７０】
集光部２３４の構成は、第２の実施形態と同じ形状である。すなわち、この集光部２３４は図９に示すように、ｘ軸方向から見たときに略扇形の断面形状を有しており、円弧部分２３４ａの表面に反射コートが施されている。また、この円弧部分２３４ａは、非球面形状に形成されている。そのため、この円弧部分２３４ａは非球面の凹面鏡を形成しており、扇形の一方の半径２３４ｃ側に貼り付けられた光源２３３から入射した照明光をこの円弧部分２３４ａで反射して集光し、他方の半径２３４ｂ側から射出するものである。そして、この集光部２３４の他方の半径２３４ｂは、レチクル部２３１のｙ軸方向の端面２３１ｄに、円弧部分２３４ａの凹面が物体側を向くように接合されている。そのため、光源２３３からの光は像側に放射される。
【００７１】
また、この集光部２３４の反射集光面（円弧部分２３４ａ）は、レチクル部２３１に入射した光を反射部２３２との接合面から反射部２３２に入射させ、さらに、反射部２３２の物体側面２３２ａでこの光を全反射させた後、反射面２３２ｃ上の点Ｐ（反射面２３２ｃとライフルスコープ５０の光軸Ｚの交点）若しくはその近傍に光源２３３の像を結像するように構成されている。また、光源２３３からの光は、一旦反射部２３２の物体側面２３２ａで反射されるため、反射面２３２ｃの傾斜角度αは第２の実施形態と同様に、第１の実施形態の場合よりも小さくなる。
【００７２】
このようなレチクルユニット２３０において、光源２３３から放射された光は、集光部２３４の一方の半径２３４ｃから入射し、凹面部（円弧部分２３４ａ）で反射されて集光され、他方の半径２３４ｂからレチクル部２３１の端面２３１ｄに入射する。そして、この光はレチクル部２３１及び反射部２３２の内部を通って反射部２３２の物体側面２３２ａで全反射した後、さらに反射面２３２ｃで全反射してライフルスコープ５０の光軸方向（ｚ軸方向）に導かれ、反射部２３２の像側面からレチクル部２３１を通過して射出する。
【００７３】
以下の表３に、この第３の実施形態の実施例として、レチクルユニット２３０の諸元を示す。なお、集光部２３４の円弧部分２３４ａの形状は、上述の非球面式（ａ）の係数で表される。
【００７４】
（表３）
反射部２３２及びレチクル部２３１の形状
φ＝18.6
α＝37.42436°
ｒ１    ｒ２    ｄ     ｎＣ        ｎｄ
Ｇ１     ∞      ∞     3.5    1.514322    1.516800
Ｇ２     ∞      ∞     0.5    1.523300    1.527800
光源２３３の中心座標
(0, 11.76443, -0.5)
集光部２３４の円弧部分２３４ａの形状
Ｒ＝0
ｋ＝-11.951704
Ａ4＝-0.10858E-01    Ａ6＝0.328114E-03    Ａ8＝0    Ａ10＝0
集光部２３４の材質
ｎＣ＝1.489204    ｎｄ＝1.491755
集光部２３４の円弧部分２３４ａの頂点座標
(0. 9.3, -4.0)
【００７５】
このようなレチクルユニット２３０において、反射面２３２ｃの法線と光軸Ｚとのなす角度δは上述の条件式（１）を満足しなければならない。また、反射面２３２ｃに入射する光のライフルスコープ５０の光軸Ｚとのなす角度をθ1とし、上述の点Ｐの原点Ｏからのｚ軸方向の距離をｗとすると、反射部２３２の物体側面２３２ａで反射する点Ｑ１は、原点Ｏからｙ軸方向にｗ・ｔａｎθ1だけ離れた位置となる。同様に、光源２３３からの光が反射部２３２に入射する点Ｑ２は、反射部２３２の厚さ（ｚ軸方向厚さ）をＤrefとすると、点Ｑ１からｙ軸方向にＤref・ｔａｎθ1だけ離れた位置となる。そのため、反射部２３２の直径をΦとすると、点Ｑ２からレチクル部２３１の端面２３１ｄまでのｙ軸方向の距離ｙ２は、Φ／２−（ｗ・ｔａｎθ1＋Ｄref・ｔａｎθ1）となる。以上より、光源２３３の光がレチクル部２３１から反射部２３２に入射するときに屈折することを考慮し、レチクル部２３１内において点Ｑ２に入射する光の入射角をθ2とし、また、レチクル部２３１の厚さ（ｚ軸方向の厚さ）をＤretとすると、光源２３３から放射された光が集光部２３４で反射されてレチクル部２３１の端面２３１ｄに入射する位置（レチクル部２３１の物体側面からのｚ軸方向の距離ｄで表す）が、次に示す条件式（４）を満たすように集光部２３４を構成しなければならない。
【００７６】
【数１０】
2012057010.tif 000012
【００７７】
なお、上記角θ2は、レチクル部２３１の媒質の屈折率をｎretとし、反射部２３２の媒質の屈折率をｎrefとすると、次式（５）で表される。
【００７８】
【数１１】
2012057010.tif 000013
【００７９】
上述の表３に示した諸元値に従えば、この第３の実施形態に係るレチクルユニット２３０は上記条件式（１）及び条件式（４），（５）を満足する。
【００８０】
この第３の実施形態に係るレチクルユニット２３０を用いると、観察者は、接眼レンズ４０の視野の中心部、すなわち、ライフルスコープ５０の光軸Ｚ上に、光源２３３の像を観察することができ、目標物体の視準を容易に行うことができる。また、光源２３３からの光は反射面２３２ｃで全反射されるため、光量のロスが少なく、観察者は明るい像を観察することができ、目標物体の視準を行う際に、この光源２３３の像をはっきりと認識することができる。さらに、光源２３３からの光を反射部２３２内で一度全反射させて反射面２３２ｃに導いているため、上記条件式（１），（４），（５）を満足するようにこのレチクルユニット２３０を構成すると、所望の最大出射角度θ0の偏りのない光源像を形成することができ、この光源像の視認性をさらに向上させることができる。
【００８１】
［第４の実施形態］
次に、図１０及び図１１を用いて第４の実施形態に係るレチクルユニット３３０について説明する。この第４の実施形態は、図１０に示すように、第３実施形態と同様に、レチクル部３３１の物体側面にレチクルを形成し、さらにその物体側面に第２の実施形態と同様の反射部３３２を接合して構成している。なお、反射部３３２の物体側面３３２ａには、第２の実施形態と同様の凹部３３２ｂが形成されており、この凹部３３２ｂを構成する壁の一部により平面状の反射面３３２ｃが形成されている（凹部３３２ｂ及び反射面３３２ｃの形状は、図５に示す構成とすることができる）。
【００８２】
この第４の実施形態に係るレチクルユニット３３０においても、レチクル部３３１の端面３３１ｄに光源３３３及び集光部３３４が取り付けられており、また、集光部３３４の形状は、第３の実施形態と同じく、図１１に示すように、ｘ軸方向から見たときに略扇形の断面形状を有しており、円弧部分３３４ａの表面に反射コートが施されている。また、この円弧部分３３４ａは、非球面形状に形成されている。そのため、この円弧部分３３４ａは非球面の凹面鏡を形成しており、扇形の一方の半径３３４ｃ側に貼り付けられた光源３３３から入射した照明光をこの円弧部分３３４ａで反射して集光し、他方の半径３３４ｂ側から射出するものである。そして、集光部３３４の他方の半径はレチクル部３３１のｙ軸方向の端面３３１ｄに接合されているが、この第４実施形態においては、集光部３３４の円弧部分３３４ａの凹面は、像側を向くように接合されている。そのため、光源３３３からの光は物体側に放射される。また、この集光部３３４の反射面（円弧部分３３４ａ）は、レチクル部３３１に入射した光をこのレチクル部３３１の像側面で全反射させた後、反射部３３２との接合面から反射部３３２に入射させ、さらに、反射部３３２の物体側面３３２ａでこの光を全反射させた後、反射面３３２ｃ上の点Ｐ（反射面３３２ｃとライフルスコープ５０の光軸Ｚの交点）若しくはその近傍に光源３３３の像を結像するように構成されている。また、光源３３３からの光は、一旦反射部３３２の像側面３３２ａで反射されるため、反射部３３２ｃの傾斜角度αは第２及び第３の実施形態と同様に、第１の実施形態の場合よりも小さくなる。
【００８３】
このようなレチクルユニット３３０において、光源３３３から放射された光は、集光部３３４の一方の半径３３４ｃから入射し、凹面部（円弧部分３３４ａ）で反射されて集光され、他方の半径３３４ｂからレチクル部３３１の端面３３１ｄに入射する。そして、この光はレチクル部３３１の像側の面で反射した後、レチクル部３３１及び反射部３３２の内部を通って反射部３３２の物体側面３３２ａで全反射し、さらに反射面３３２ｃで全反射してライフルスコープ５０の光軸方向（ｚ軸方向）に導かれ、反射部３３２の像側面からレチクル部３３１を通過して射出する。
【００８４】
以下の表４に、この第４の実施形態の実施例として、レチクルユニット３３０の諸元を示す。なお、集光部３３４の円弧部分３３４ａの形状は、上述の非球面式（ａ）の係数で表される。
【００８５】
（表４）
反射部３３２及びレチクル部３３１の形状
φ＝18.6
α＝29.992789°
ｒ１    ｒ２    ｄ     ｎＣ        ｎｄ
Ｇ１     ∞      ∞     3.5    1.514322    1.516800
Ｇ２     ∞      ∞     0.5    1.489204    1.491755
光源３３３の中心座標
(0, 11.2014, -4.0)
集光部３３４の円弧部分３３４ａの形状
Ｒ＝1.83087
ｋ＝-2.975751
Ａ4＝-0.116380E-02    Ａ6＝0.404830E-03    Ａ8＝0    Ａ10＝0
集光部２３４の材質
ｎＣ＝1.489204    ｎｄ＝1.491755
集光部２３４の円弧部分２３４ａの頂点座標
(0. 9.3, -0.5)
【００８６】
このようなレチクルユニット３３０において、反射面３３２ｃの法線と光軸Ｚとのなす角度δは上述の条件式（１）を満足しなければならない。また、反射面３３２ｃに入射する光のライフルスコープ５０の光軸Ｚとのなす角度をθ1とし、上述の点Ｐの原点Ｏからのｚ軸方向の距離をｗとすると、反射部３３２の物体側面３３２ａで反射する点Ｑ１は、原点Ｏからｙ軸方向にｗ・ｔａｎθ1だけ離れた位置となる。また、光源３３３からの光が反射部３３２に入射する点Ｑ２は、反射部３３２の厚さ（ｚ軸方向厚さ）をＤrefとすると、点Ｑ１からｙ軸方向にＤref・ｔａｎθ1だけ離れた位置となる。さらに、この光がレチクル部３３１の像側面で反射する点Ｑ３は、光源３３３からの光がレチクル部３３１から反射部３３２に入射するときに屈折することを考慮し、レチクル部３３１内において点Ｑ２に入射する光の入射角をθ2とし、また、レチクル部３３１の厚さ（ｚ軸方向の厚さ）をＤretとすると、点Ｑ２からｙ軸方向にＤret・ｔａｎθ2だけ離れた位置となる。そのため、反射部３３２の直径をΦとすると、点Ｑ３からレチクル部３３１の端面３３１ｄまでのｙ軸方向の距離ｙ３は、Φ／２−（ｗ・ｔａｎθ1＋Ｄref・ｔａｎθ1＋Ｄret・ｔａｎθ2）となる。以上より、光源３３３から放射された光が集光部３３４で反射されてレチクル部３３１の端面３３１ｄに入射する位置（レチクル部３３１の物体側面からのｚ軸方向の距離ｄで表す）が、次に示す条件式（６）を満たすように集光部３３４を構成しなければならない。なお、上記角θ2は、上述の式（５）で表される。
【００８７】
【数１２】
2012057010.tif 000014
【００８８】
上述の表４に示した諸元値に従えば、この第４の実施形態に係るレチクルユニット３３０は上記条件式（１）及び条件式（５），（６）を満足する。
【００８９】
この第４の実施形態に係るレチクルユニット３３０を用いると、観察者は、接眼レンズ４０の視野の中心部、すなわち、ライフルスコープ５０の光軸Ｚ上に、光源３３３の像を観察することができ、目標物体の視準を容易に行うことができる。また、光源３３３からの光は反射面３３２ｃで全反射されるため、光量のロスが少なく、観察者は明るい像を観察することができ、目標物体の視準を行う際に、この光源３３３の像をはっきりと認識することができる。さらに、光源３３３からの光を反射部３３２内で一度全反射させて反射部３３２ｃに導いているため、上記条件式（１），（５），（６）を満足するようにこのレチクルユニット３３０を構成すると、所望の最大出射角度θ0の偏りのない光源像を形成することができ、この光源像の視認性をさらに向上させることができる。また、レチクル部３３１の形状や大きさに応じて第３の実施形態に示す構成と第４の実施形態に示す構成とを選択することができるので、光源２３３，３３３からの光の経路を設計するための自由度を向上させることができる。
【００９０】
［第５の実施形態］
これまでに説明した第１〜第４の実施形態において、反射部３２〜３３２に形成された反射面３２ｃ〜３３２ｃは図５に示すような平面として形成しているが、図１２（ｂ）に示すように、光源３３〜３３３からの光が入射する方向に向かって（光源３３〜３３３側に向かって）凸の曲面として構成することも可能である。以下の表５に、
この第５の実施形態の実施例として、第１の実施形態に示した構成のレチクルユニット３０において、反射面３２ｃを凸の曲面として構成した場合（凹部３２ｂを構成する側面の一部を凹面とした場合）の諸元を示す。なお、この表５に示す諸元では、反射部３２の反射面３２ｃは、球面形状に形成されており、傾斜角度αは、光源及び集光部の光軸（第１の光軸）と凹面で形成される反射面３２ｃとの光点におけるこの凹面の接線の光軸Ｚ（この反射面３２ｃで反射された光を出射させる光軸（第２の光軸））に対する角度を示す。
【００９１】
（表５）
反射部３２及びレチクル部３１の形状
φ＝18.6
α＝45°
ｒ１    ｒ２    ｄ     ｎＣ        ｎｄ
Ｇ１     ∞      ∞     2.0    1.489204    1.491775
Ｇ２     ∞      ∞     2.0    1.489204    1.491775
反射部３２の曲率半径＝4.192673
反射部３２の頂点座標
(0, 0, 0.07071)
光源３３の中心座標
(0, 17.5, 0)
集光部３４の形状
Ｒ＝-1.64391
ｋ＝0
Ａ4＝0.324050E-01    Ａ6＝0.507062E-02
Ａ8＝0.585238E-03    Ａ10＝0.808711E-03
中心厚＝3
集光部３４の材質
ｎＣ＝1.489204    ｎｄ＝1.491755
集光部３４の頂点座標
(0. 9.5, 0)
【００９２】
反射部３２に形成された反射面３２ｃを以上のように構成すると、図１２（ａ）に示すように、反射面３２ｃを平面で構成したとき（破線で示す）に比べて凸の曲面で構成したとき（実線で示す）の方が、接眼レンズ４０を介して観察するときの光束の径が太くなる。例えば、上記表５に示す諸元の場合、焦点距離が６０〜７０ｍｍの接眼レンズ４０の最終面から１０ｍｍの位置でこの像を観察した場合、反射面３２ｃを平面で構成したときに比べて、その大きさが１．７ｍｍ程度太くなる。よって、反射面３２ｃを凸の曲面で構成することにより、ライフルスコープ５０の光軸に対して観察者の眼の中心がずれたとしても（眼が振れたとしても）、観察される像の輝度が落ちにくくなる。
【００９３】
［第６の実施形態］
また、以上の実施形態では、反射部３２〜３３２に形成される反射面３２ｃ〜３３２ｃは、図５に示すように、ｚ軸方向から見たときに、物体側に開口する凹部３２ｂ〜３３２ｂとして構成されているが、図１３に示すように、反射部４３２の物体側面４３２ａに、断面がＶ字状に形成された溝部４３２ｂとして構成することもできる。この場合、図１３（ａ）及び（ｂ）に示すように、２つの溝を十字状に形成し、それぞれの溝をｘ軸方向及びｙ軸方向に延びるように配置し、それぞれの溝に形成された反射面４３２ｃ，４３２ｄに図示しない光源からの光を照射すると、図１３（ｃ）に示すような十字の光源像が接眼レンズの視野内に形成される。
【００９４】
このような第６の実施形態に係る反射部４３２の構成とすると、例えば、図３に示したレチクル部３１と組み合わせることにより、ｘ軸方向及びｙ軸方向に延びるレチクル図形３１ｂを光源からの光で強調するとともに、中心部を明確に示すことができる。あるいは、レチクル部３１を用いずに、この反射面４３２ｃ，４３２ｄからの光により、単独で十字のレチクルとして使用することもできる。なお、反射部４３２の反射面４３２ｃ，４３２ｄに対する照明は、光源と、シリンドリカルレンズのようにライフルスコープ５０の光軸と直交する方向に延びる反射面４３２ｃに沿って光源からの光を照射する集光部とを設けて構成しても良いし、集光部を設けずに光源からの光を直接反射面４３２ｃ，４３２ｄに照射するように構成しても良い。この第６の実施形態に係る反射部４３２も、光源からの光を反射面４３２ｃ，４３２ｄで全反射させるように構成しているため、光のロスが少なくなり、たとえ集光部を設けなくても明るい像を観察することができ、レチクルユニットの構成を簡単にすることができる。
【００９５】
［第７の実施形態］
上述の第１の実施形態の図２に示したように、全反射を利用した最も簡単でコンパクトなレチクルユニット３０は、反射部３２の真上方向（ｙ軸方向）から光源３３の光（光源光）を照射して目側に導く構成である。光源光を集光部３４により反射部３２の反射面３２ｃの付近に集光させ、この反射面３２ｃで全反射を一回させて目側に導くことで明るいドット像を実現することができる。しかし、図１４に示すように実際の光源３３の大きさ（発光面の大きさ）は有限であるために、図１５（ａ）に示すように、光源３３の光軸（第１の光軸）上の点から出射した光は反射面３２ｃに集光するが、図１５（ｂ）に示すように、光源３３の光軸外の点から出射し、ある像高に集光する光の一部は、反射部３２の側平面（物体側面３２ａ）で全反射を起こしてしまい、反射面３２ｃでの全反射を含めて合計２回の全反射が発生してしまう。すると、図１４に示すように、合計１回の反射で目側に導かれた光と合計２回の反射で目側に導かれた光とが、それぞれ２つの射出瞳像を形成してしまう。ここで射出瞳像とはアイポイント位置での光束の形状に相当する。この２つの射出瞳像が光源３３及び集光部３４や反射部３２のシフトやチルトといったアライメント精度によって近づいたり離れたり或いは重なったりする。この現象によって、レチクルの中心に位置したドットの強度が観測者の目の位置に応じて極端に変化してしまう問題が生じる。このような強度変化・強度ムラは、アライメント精度によって製品の個体差となってしまい問題となるが、更に、このようなドット像の強度変化が、接眼光学系の球面収差が補正されていないことで目標物体とドット像との間に視差を生じるような現象がライフルスコープで起こった場合、射撃手に目標物体との相対的位置を見誤らせる可能性がある。
【００９６】
上述のように、このような光源３３の像（ドット像）の強度変化は、図１６（ａ）に示すように、光源３３から射出した光源光のうち、反射部３２の物体側面３２ａで反射して反射面３２ｃで反射する光により発生するため、図１６（ｂ）に示すように、この反射面３２ｃを物体側面３２ａから離して形成することで防止することができる。以下、物体側面３２ａから反射面３２ｃの最も物体側の端部までの光軸方向（ｚ軸方向）の距離（「反射面３２ｃの深さ」と呼ぶ）をｈとし、このｈの最適な範囲について説明する。なお、以降の説明において、図１７に示すように、反射部３２の直径（ｙ軸方向の大きさ）をΦとし、反射部３２の厚さ（ｚ軸方向の厚さ）をＤとし、反射面３２ｃの傾斜角度（ライフルスコープ３０の光軸とのなす角度）をαとし、反射面３２ｃの高さ（ｙ軸方向高さ）をＬとし、光源３３の大きさ（ｚ軸方向の直径）をＹとし、集光部３４の倍率をβとし、この集光部３４の光軸と反射面３２ｃの法線とのなす角度をδとする。
【００９７】
まず、図１８を用いて、集光部３４によって結像した光源３３の像（光源像）が反射部３２の側面（物体側面３２ａ）に達しない条件について説明する。ここで、直径Ｙの光源３３の像は、集光部３４の倍率βによりＹ・βの大きさとなる。そのため、光源３３の光軸上の点から出射した光が集光部３４により集光する点をＰ１とすると、この点Ｐ１は光源３３の像の中心となるため、この点Ｐ１から光源３３の像のうち、物体側面３２ａ側の端部Ｐ２までの距離は、Ｙ・β／２となる。なお、点Ｐ１は集光部３４の集光点を反射面３２ｃ上に一致するように配置すれば、図４と同等の点Ｐとなる。また、この点Ｐ１から点Ｐ２までの光軸（ｚ軸）とのなす角度は、α−δとなる。そのため、光源像の中心Ｐ１から光源像の端部Ｐ２までのｚ軸方向の距離ｚ1はＹ・β／２・ｃｏｓ（α−δ）となる。また、反射面３２ｃの中心からこの反射面３２ｃの端部までのｚ軸方向距離ｚ2は、Ｌ／（２ｔａｎα）となる（図１７（ａ）に示す）。よって、物体側面３２ａから反射面３２ｃの中心までのｚ軸方向距離、すなわち、物体側面３２ａから光源３３の中心をｚ軸方向に離して、この光源３３の像の端部Ｐ２が物体側面３２ａに達しないようにすれば良いため、図１８から明らかなように、反射面３２ｃの中心と物体側面３２ａとのｚ軸方向の距離ｚ１が、光源３３の像の半径よりも大きくなれば良い。そのため、反射面３２ｃの深さｈは、次式（７）の条件を満足すれば良い。なお、式（７）は、点Ｐ１からライフルスコープ５０の光軸Ｚと反射部３２の物体側面３２ａとが交差する点Ｏまでの距離（ｈ＋ｚ２）が実施例２〜４に記載されるｗに相当するため、実施例２〜４のような複数回反射の光学系にも適応することができる。
【００９８】
【数１３】
2012057010.tif 000015
【００９９】
一方、反射面３２ｃの深さ（物体側面３２ａからのｚ軸方向の距離）ｈが、大きくなりすぎると、反射部３２の光源３３側の端面３２ｄの像側の端部から入射した光源光が反射面３２ｃに入射することができなくなってしまい、スポット像の光量の低下を招いてしまう。この反射部３２の端面３２ｄから入射した光源光が直接反射面３２ｃに入射する条件を図１９を用いて説明する。
【０１００】
まず、図１９に示すように、反射部３２の光源３３側の端面３２ｄから入射した光源光のうち、最も像側の端部から入射した光の、光軸Ｚにおける、反射部３２の像側面３２ｅから反射面３２ｃの中心までの距離（ｚ軸方向距離）ｚ３は、Φ／（２ｔａｎ（２δ））となる。この反射面３２の中心から端部までのｚ軸方向幅ｚ２は、上述の通りＬ／（２ｔａｎα）で表される（図１８（ａ）に示す）。以上より、物体側面３２ａで一度も全反射せずに直接反射面３２ｃに入射するためには、反射面３２ｃの深さｈは、次式（８）の条件を満足すれば良い。
【０１０１】
【数１４】
2012057010.tif 000016
【０１０２】
よって、上述の式（７），（８）より、この反射部３２の反射面３２ｃの深さｈは、次式（９）の条件を満足することにより、ドット像の強度変化を防止することができる。
【０１０３】
【数１５】
2012057010.tif 000017
【０１０４】
なお、図１７（ｂ）に示すように、反射面３２ｃの傾斜角度（光軸とのなす角度）をαとし、集光部３４の光軸と反射面３２ｃの法線とのなす角度をδとして定義しているため、これらの角度は次式（１０）の関係を有している。
【０１０５】
【数１６】
2012057010.tif 000018
【０１０６】
ここで、反射面３２ｃの傾きにより集光部３４の光軸（集光光学系の光軸）がずれた場合に、ライフルスコープ３０の光軸上のアイポイントに目を置いたときに、この目に反射面３２ｃで反射した光（ドット像）が入射する条件について考える。図２０に示すように、観察者の眼の瞳径をＬＰとし、反射面３２ｃから接眼レンズ４０の最も物体側の面までの光軸上の距離（バックフォーカス）をＢｆとすると、反射面３２ｃで反射した光がライフルスコープ３０の光軸とのなす角度のうち、観察者の目に入る最大値（最大角）Ｍは、Ｍ＜ｔａｎ-1（ＬＰ／Ｂｆ）の関係を有する。すなわち、観察者の瞳径ＬＰを３ｍｍとし、接眼レンズ４０のバックフォーカスＢｆを３０〜４０ｍｍとすると、この最大角Ｍは、１．７１〜２．８６°となる。そのため、最大角Ｍを２°以内に制御できれば、実用上問題は無い。
【０１０７】
また、光源３３からの光源光を反射面３２ｃの全領域に入射させるために、集光部３４の最大外径φは、次式（１１）の関係を有していることが望ましい。この場合、反射面３２ｃの傾斜角度αは４５°であることが望ましい。
【０１０８】
【数１７】
2012057010.tif 000019
【０１０９】
以下に、この第７の実施形態に係るレチクルユニット３０の２つの実施例について説明する。
【０１１０】
（第１実施例）
まず、第７の実施形態の第１実施例として、図２１及び図２２を用いて、反射面３２ｃのライフルスコープ５０の光軸とのなす角度が４５°で、かつ、集光部３４の光軸がライフルスコープ５０の光軸と直交する場合、すなわち、反射面３２ｃの傾斜角度αが４５°で、且つ、集光部３４の光軸と反射面３２ｃの法線とのなす角度δが４５°の場合について説明する。この図２１及び図２２に示す第１実施例におけるレチクルユニット３０の諸元を以下の表６に示す。なお、各符号の意味は、上述の通りである。また、頂点座標の原点は、上述の図４を参照して説明した通り、ライフルスコープ５０の光軸と反射部３２の物体側面３２ａとが交差する点Ｏとする。また、集光部３４のレンズ面（ｒ１，ｒ２）の形状は、上述の非球面式（ａ）の係数として表される。また、以下の表６において、ｄ０は、光源３３から集光部３４のｒ１面までの光軸上の距離を示し、ｄ１は、集光部３４のｒ１面からｒ２面までの光軸上の距離を示し、ｄ２は、ｒ２面から反射部３２の端面までの距離を示す。これらの符号の説明は、次の第２実施例でも同様である。
【０１１１】
（表６）
反射部３２のデータ
α＝45°
Ｄ＝2mm
Φ＝22mm
Ｌ＝0.1mm
ｈ＝0.95mm
反射部３２の材質
ｎＣ＝1.4874    ｎｄ＝1.4899
光源３３
Ｙ＝0.2mm
集光部３４のデータ
β＝5.52
δ＝45°
φ＝1.6mm
ｄ０＝0.75mm
ｄ１＝1.30mm
ｄ２＝0.20mm
集光部３４のｒ１面の形状
Ｒ＝1.27539
ｋ＝-7.952766
Ａ4＝-0.336420E-00  Ａ6＝ 0.223648E-00
集光部３４のｒ１面の頂点座標
(1, 12.5)
集光部３４のｒ２面の形状
Ｒ＝-0.74864
ｋ＝-0.664279
Ａ4＝0.242014E-01  Ａ6＝-0.167831E-01  Ａ8＝-0.254090E-01  Ａ10＝-0.733403E-02
集光部３４の材質
ｎＣ＝1.4874    ｎｄ＝1.4899
条件対応値（条件式（９））
ｈ下限＝0.502
ｈ上限＝1.950
【０１１２】
この第１実施例に係るレチクルユニット３０を以上のように構成すると、反射面３２ｃの深さｈは、条件式（９）を満たしており、図２１に示すように、ドット像の強度変化を防止することができ、明るい像を得ることができる。
【０１１３】
（第２実施例）
次に、第７の実施形態の第２実施例として、図２３及び図２４に示すように、反射面３２ｃの傾斜角度が４４°になったために、集光部３４の光軸を上述の第１実施例から１°傾けた場合について説明する。この場合、反射面３２ｃの傾斜角度αが４４°であるため、上述の式（１０）から、集光部３４の光軸と反射面３２ｃの法線とのなす角度δが４６°となる（すなわち、第１実施例の場合から１°傾いている）。この第２実施例におけるレチクルユニット３０の諸元を以下の表７に示す。
【０１１４】
（表７）
反射部３２のデータ
α＝44°
Ｄ＝3.5mm
Φ＝22mm
Ｌ＝0.1mm
ｈ＝2.082352mm
反射部３２の材質
ｎＣ＝            ｎｄ＝              
光源３３
Ｙ＝0.2mm
集光部３４のデータ
β＝3.43
δ＝46°
φ＝1.6mm
ｄ０＝1.20mm
ｄ１＝1.30mm
ｄ２＝0.20mm
集光部３４のｒ１面の形状
Ｒ＝-4.12897
ｋ＝6.782755
Ａ4＝0.659385E-01  Ａ6＝-0.568693E-02
集光部３４のｒ１面の頂点座標
(1.697, 12.499)
集光部３４のｒ２面の形状
Ｒ＝-0.74774
ｋ＝-0.784996
Ａ4＝-1.77740E-01  Ａ6＝-0.304866E-01  Ａ8＝0.102173E-01  Ａ10＝-0.100372E-01
集光部３４の材質
ｎＣ＝1.4874    ｎｄ＝1.4899
条件対応値（条件式（９））
ｈ下限＝0.291014538
ｈ上限＝3.832351949
【０１１５】
この第２実施例に係るレチクルユニット３０を以上のように構成すると、反射面３２ｃの深さｈは、条件式（９）を満たしており、図２３に示すように、ドット像の強度変化を防止することができ、明るい像を得ることができる。
【０１１６】
［第８の実施形態］
ところで、射撃照準用のライフルスコープ５０では射出瞳の径は大きく、射出瞳のどの位置に眼の瞳をおいた場合でもレチクルユニットによる輝点が見えなければならない。従って、このライフルスコープ５０に上述のレチクルユニットを採用するためには、レチクル上の輝点（光源像であるドット像）からの発散角がある程度大きくなければならない。
【０１１７】
ライフルスコープ５０のレチクルに、上述のような反射面を有する反射部を設け、この反射面に光源及び集光部（以下、「光源ユニット」と呼ぶ）による集光光束を照射すれば明るく発散角を持った輝点が得られる。しかしながら集光光源を用いる場合は、反射面と光源の集光位置とを適切に合わせなければならない。つまり光源ユニットは、レチクル面上に形成された反射部の反射面に対し３軸方向の位置および２軸回りのチルトを調整しなければならず、製造時の調整に手間が掛かる。また、４５°の平面からなる反射面を用い、ライフルスコープ５０の光学系の光軸と直交する方向から集光光束を照射する場合を考えると、照射面内の光線の発散角は臨界角による制限によってアイポイント側から見たときに輝点の瞳形状が非対称になってしまう。広がり角度を上下で対象とするには、上述の第２〜第４の実施形態で説明したように、反射面の角度に４５°以外を選択しこの反射面に浅い角度で入射させればよいが、なお調整が困難という問題が残る。そこで、この第８の実施形態では、反射部の反射面若しくはこの反射面の近傍に光源像を形成せずに、明るいドット像を形成する構成について説明する。
【０１１８】
図２５及び図２６を用いて、第８の実施形態に係るレチクルユニット５３０の構成を説明する。なお、このレチクルユニット５３０は、上述のレチクル部は省略している。このレチクルユニット５３０は、光源５３３と、物体側面５３２ａの略中央部に物体側に開口する凹部５３２ｂが形成され、この凹部５３２ｂの一部が光源５３３に向かって凸形状に形成されて反射面５３２ｃを構成する反射部５３２と、光源５３３からの光を略平行光束にして、反射部５３２の反射面５３２ｃに導く集光部５３４と、から構成される（光源５３３及び集光部５３４をまとめて「光源ユニット」と呼ぶ）。これまでの実施形態と同様に、反射部５３２は、反射面５３２ｃが、ライフルスコープ５０の光軸Ｚを含むように配置されている。また、光源５３３及び集光部５３４からなる光源ユニットは、反射部５３２の側方であって、光軸Ｚと略直交する方向から反射面５３２ｃに略平行光束を照射するように配置されている。また、集光部５３４はコンデンサレンズで構成される。なお、以降の説明において、ライフスコープ５０の光軸及び光源ユニット（集光光学系）の光軸を含む面をメリジオナル面と呼び、このメリジオナル面に直交し、かつ、反射面５３２ｃの頂点の接平面に直交する面をサジタル面と呼ぶ。
【０１１９】
このように、反射面５３２ｃを像側に凸形状として曲率を持たせることにより、光源５３３を一般的に用いられる点光源とし、集光部５３４により略平行光束とすることで、適切な発散角を持たせてアイポイント側に反射することができるため、ライフルスコープ５０の光学系の瞳内に、適切な発散角を持つドット像（輝点）を表示することができる。集光部５３４から出射する光源光は、略平行光束であるため、光源の点像を反射面上に位置合わせする場合に比べて、光源５３３及び集光部５３４と反射部５３２との位置合わせは容易であり、このレチクルユニット５３０は製造時の調整が容易である。
【０１２０】
また、光源５３３として点光源を用い、集光部５３４により略平行光束にする場合、略平行光束の径は集光部５３４の有効径に等しいとみなせる。そのため、この集光部５３４の有効径を反射面５３２ｃよりも十分に大きく、すなわち、光束径を反射面５３２ｃよりも大きくすれば、光源５３３及び集光部５３４（光源ユニット）と反射部５３２との位置合わせは、実質的に光源ユニットのチルトのみを調整すれば良く、アイポイント側から見たときに、対称性の良いドット像（輝点）の瞳形状を容易に得ることができる。よって、このレチクルユニット５３０は製造時の調整が容易となる。
【０１２１】
このような反射面５３２ｃの形状としては、メリジオナル面とサジタル面とで曲率が異なるトロイダル面であることが望ましい。また、このとき、メリジオナル面内の曲率半径はサジタル面内の曲率半径よりも大きく、メリジオナル面とサジタル面の交線がライフルスコープ５０の光軸に対して（凸面が光源ユニット側に向くように）約４５°傾けられていることが望ましい。
【０１２２】
このようなレチクルユニット５３０において、反射面５３２ｃで反射された光の発散角はこの反射面５３２ｃの曲率半径によって幾何的に決まる。反射面５３２ｃからの発散角が大きくなるよう曲率半径を小さくすると、光源ユニットの光軸およびライフルスコープ５０の光軸を含む面内（メリジオナル面内）から次第に全反射条件を満たさなくなり対称な輝点の瞳形状を得ることができなくなる。すなわち、最大の発散角は反射面５３２ｃの全反射条件によって制限される。一方で、光源ユニットの光軸と直交する面内では入射角が大きいため全反射条件は満足できるが、発散角が小さくなっている。従って、最大の発散角を得ながら、ライフルスコープ５０のアイポイント側から見たときに上下左右で対象性の良い瞳形状を得るには、反射面５３２ｃを、上述のメリジオナル面とサジタル面とでは異なった曲率半径とする必要がある。反射面５３２ｃをこのような形状とすることにより、アイポイント側から見たときに上下左右で対象性の良いドット像（輝点）の瞳形状を持ち、且つ発散角の大きいレチクルユニット５３０を得ることができる。
【０１２３】
この反射面５３２ｃの形状は、メリジオナル面内の曲率半径をＲｍとし、サジタル面内の曲率半径をＲｓとし、この反射部５３２の媒質の屈折率をｎとし、反射面５３２ｃの直径（ｙ軸方向の高さ）をＬとしたとき、次の条件式（１２）及び（１３）を満足することが望ましい。
【０１２４】
【数１８】
2012057010.tif 000020
【０１２５】
以下の表８に、この第８の実施形態の実施例として、レチクルユニット５３０の諸元を示す。なお、以下の表８において、集光部５３４は１つのコンデンサレンズで構成され、ｒはこの集光部５３４の各光学面の曲率半径を示し、ｄは各光学面から次の光学面までの光軸上の距離を示し、ｎＣは集光部５３４の材質のＣ線に対する屈折率を示す。なお、集光部５３４の面番号は、光源５３３側から第１面、第２面の順で並んでいる。また、光源に示す距離ｄは、光源５３３から集光部５３４の第１面までの光軸上の距離を示している。また、この第８の実施形態において、集光部５３４の第２面は非球面形状に形成されており、この第２面の形状は、上述の非球面式（ａ）における曲率半径Ｒ及び円錐係数ｋで表される（非球面係数Ａ4〜Ａ10は全て０である）。
【０１２６】
（表８）
光源ユニットの形状
ｒ          ｄ          ｎＣ
光源              0.05
1      ∞        4.8          1.4885
*2     -1.6
非球面データ
第２面    Ｒ＝-1.6
ｋ＝-0.454
反射部５３２の材質
ｎｃ＝1.5796
反射面５３２ｃの第１の光軸方向の高さ
Ｌ＝0.1
反射面５３２ｃの形状
Ｒｍ＝0.71
Ｒｓ＝0.50
【０１２７】
光源ユニット（光源５３３及び集光部５３４）と、反射部５３２とを以上のように構成すると、図２７に示すように、アイポイント側から見たときに上下左右で対象性の良いドット像（輝点）の瞳形状を持ち、且つ発散角の大きいレチクルユニット５３０を得ることができる。
【０１２８】
［第９の実施形態］
第８の実施形態に係るレチクルユニット５３０においては、光源５３３からの光を集光部５３４で略平行光束にして反射部５３２の反射面５３２ｃに導き、メリジオナル面とサジタル面とで曲率の異なるトロイダル形状の反射面５３２ｃでアイポイント側に反射するように構成した場合について説明したが、ドット像の発散角を適切な大きさとする機能を、集光部と、反射面とで分担するように構成することもできる。以下、第９の実施形態に係るレチクルユニット６３０の構成について、図２８及び図２９を用いて説明する。
【０１２９】
この第９の実施形態に係るレチクルユニット６３０も、光源６３３と、物体側面６３２ａの略中央部に物体側に開口する凹部６３２ｂが形成され、この凹部６３２ｂの一部が光源６３３に向かって凸形状に形成されて反射面６３２ｃを構成する反射部６３２と、光源６３３からの光を略平行光束にして、反射部６３２の反射面６３２ｃに導く集光部６３４と、から構成される（光源６３３及び集光部６３４をまとめて「光源ユニット」と呼ぶ）。このレチクルユニット６３０においても、レチクル部は省略している。また、第８の実施形態と同様に、反射部６３２は、反射面６３２ｃが、ライフルスコープ５０の光軸Ｚを含むように配置されている。また、光源６３３及び集光部６３４からなる光源ユニットは、反射部６３２の側方であって、光軸Ｚと略直交する方向から反射面６３２ｃに略平行光束を照射するように配置されている。また、集光部６３４はコンデンサレンズで構成される。
【０１３０】
ここで、図２８に示すように、集光部６３４は、ライフルスコープ５０の光軸と直交する面内においては、光源６３３からの光を集光して反射面６３２ｃ上若しくはその近傍に集光し、光源ユニット及びライフルスコープ５０の光軸を含む面内（メリジオナル面内）においては、光源６３３からの光を略平行光束にして反射面６３２ｃ上に導くように構成されている。光源６３３からの光を、ライフルスコープ５０の光軸と直交する面内において集光し、メリジオナル面内において略平行光束とする集光部６３４を用いると、反射面６３２ｃ側から見た光源光束の取り込み立体角はより大きくなり、この反射面６３２ｃで反射され、図示しないレチクル部のレチクルに重ね合わされて表示されるドット像（輝点）はより明るくなる。従って、このような光源ユニットを有すると、ライフルスコープ５０として明るいドット像（輝点）を表示でき、尚且つ製造時の調整が容易なレチクルユニット６３０が得られる。
【０１３１】
また、反射部６３２の反射面６３２ｃは、メリジオナル面のみに曲率をもつシリンドリカル面であり、メリジオナル面がライフルスコープ５０の光軸および光源ユニットの光軸を含み、メリジオナル面とサジタル面の交線がライフルスコープ５０の光軸に対して（凸面が光源ユニット側に向くように）約４５°傾けられている。
【０１３２】
上述の集光部６３４により、ライフルスコープ５０の光軸と直交する面内で収束された照明光束は、その収束点が反射面６３２ｃの付近に位置していれば、この反射面６３２ｃによって偏向されることで、より発散して射出する。一方で、メリジオナル面内において照明光束は反射面６３２ｃの凸面の作用によってのみ発散される。光源ユニットの光軸およびライフルスコープ５０の光軸方向を含む面内において対称な広がり角を得ようとする場合、広がり角は全反射条件（反射面６３２ｃの材質で決まる）の制限を受ける。従って最大の広がり角を得ながら、対称とするためには、反射面６３２ｃは光源ユニットの光軸およびライフルスコープ５０の光軸方向と平行な面内においてのみ曲率を持つ必要がある。従って、反射面６３２ｃを以上のような形状とすると、アイポイント側から見たときに上下左右で対象性の良い輝点の瞳形状を持ち、且つ発散角の大きいレチクルユニット６３０が得られる。
【０１３３】
なお、この第９の実施形態に係るレチクルユニット６３０において、反射面６３２ｃの形状は、メリジオナル面内の曲率半径をＲｍとしたとき、上述の条件式（１２）を満足することが望ましい。なお、サジタル面内の曲率半径Ｒｓは∞である。
【０１３４】
以下の表９に、この第９の実施形態の実施例として、レチクルユニット６３０の諸元を示す。なお、以下の表９において、集光部６３４は１つのコンデンサレンズで構成され、ｒはこの集光部６３４の各光学面の曲率半径を示し、ｄは各光学面から次の光学面までの光軸上の距離を示し、ｎＣは集光部６３４の材質のＣ線に対する屈折率を示す。なお、集光部６３４の面番号は、光源６３３側から第１面、第２面の順で並んでいる。また、光源に示す距離ｄは、光源６３３から集光部６３４の第１面までの光軸上の距離を示している。また、この第９の実施形態において、集光部６３４の第２面は、次式（ｂ）に示すアナモルフィック非球面の形状に形成されており、この第２面の形状は、上述の非球面式（ｂ）における基準球面のｙ軸方向の曲率半径Ｒｙ、基準球面のｚ軸方向の曲率半径Ｒｚ、ｙ軸方向の円錐係数ｋｙ及びｚ軸方向の円錐係数ｋｚで表される。なお、このアナモルフィック非球面式（ｂ）において、Ｓ（ｙ，ｚ）は、非球面の頂点における接平面からの位置（ｙ，ｚ）における非球面上の位置までの光源ユニット（集光光学系）の光軸に沿った距離（非球面量又はサグ量）を示している。
【０１３５】
【数１９】
2012057010.tif 000021
【０１３６】
（表９）
光源ユニットの形状
ｒ          ｄ          ｎＣ
光源              0.05
1      ∞        4.8          1.4885
*2
非球面データ
第２面    Ｒｙ＝-1.6      Ｒｚ＝-1.055
ｋｙ＝-0.454    ｋｚ＝-0.83
反射部６３２の材質
ｎｃ＝1.5796
反射面６３２ｃの第１の光軸方向の高さ
Ｌ＝0.1
反射面６３２ｃの形状
Ｒｍ＝1.45
Ｒｓ＝∞
【０１３７】
光源ユニット（光源６３３及び集光部６３４）と、反射部６３２とを以上のように構成すると、アイポイント側から見たときに上下左右で対象性の良いドット像（輝点）の瞳形状を持ち、且つ発散角の大きいレチクルユニット６３０を得ることができる。
【０１３８】
［第１０の実施形態］
ここまで説明してきたように、本実施形態に係るレチクルユニットは、平板状（例えば、円板状）の反射部又はレチクル部の側面から照明光を入射させ、反射部に形成された反射面でこの照明光を反射させて接眼レンズ側に導くように構成されている。ここで、図３０に示すように、光源３３から放射された照明光を、集光部３４で集光させて反射部３２の端面３２ｄから入射させた場合、この反射部３２の物体側面３２ａに形成された凹部３２ｂの反射面３２ｃで全反射しない照明光は、物体側面３２ａと像側面３２ｅとの間で全反射を繰り返し、さらには、照明光を入射させた端面３２ｄと対向する端面３２ｆに到達する。このような反射を繰り返す照明光の一部は、接眼レンズ側に出射し迷光となってしまう。そのため、光源３３と対向する端面３２ｆを黒塗りするか散乱面とすることで、照明光を吸収する（若しくは散乱させる）ように構成することにより、このような迷光の発生を抑えることができる。上述したように、反射部３２の端面３２ｄから照明光を入射させる構成の場合、反射面３２ｃで全反射しない照明光は対向する端面３２ｆに集中するため、この端面３２ｆで照明光を吸収することにより、迷光を効率良く抑えることができる。
【符号の説明】
【０１３９】
１０  対物レンズ    ４０  接眼レンズ    ５０  ライフルスコープ（光学機器）
３０，１３０，２３０，３３０，５３０，６３０  レチクルユニット
３１，１３１，２３１，３３１  レチクル部
３２，１３２，２３２，３３２，４３２，５３２，６３２  反射部
３２ｂ，１３２ｂ，２３２ｂ，３３２ｂ，５３２ｂ，６３２ｂ  凹部
３２ｃ，１３２ｃ，２３２ｃ，３３２ｃ，４３２ｃ，４３２ｄ，５３２ｃ，６３２ｃ  反射面
３３，１３３，２３３，３３３，５３３，６３３  光源
３４，１３４，２３４，３３４，５３４，６３４  集光部    ４３２ｂ  溝部
【図１】
2012057010.tif 000027
【図２】
2012057010.tif 000028
【図３】
2012057010.tif 000029
【図４】
2012057010.tif 000030
【図５】
2012057010.tif 000031
【図６】
2012057010.tif 000032
【図７】
2012057010.tif 000033
【図８】
2012057010.tif 000034
【図９】
2012057010.tif 000035
【図１０】
2012057010.tif 000036
【図１１】
2012057010.tif 000037
【図１２】
2012057010.tif 000038
【図１３】
2012057010.tif 000039
【図１４】
2012057010.tif 000040
【図１５】
2012057010.tif 000041
【図１６】
2012057010.tif 000042
【図１７】
2012057010.tif 000043
【図１８】
2012057010.tif 000044
【図１９】
2012057010.tif 000045
【図２０】
2012057010.tif 000046
【図２１】
2012057010.tif 000047
【図２２】
2012057010.tif 000048
【図２３】
2012057010.tif 000049
【図２４】
2012057010.tif 000050
【図２５】
2012057010.tif 000051
【図２６】
2012057010.tif 000052
【図２７】
2012057010.tif 000053
【図２８】
2012057010.tif 000054
【図２９】
2012057010.tif 000055
【図３０】
2012057010.tif 000056
【国際調査報告】
2012057010.tif 000057
2012057010.tif 000058
2012057010.tif 000059