(57)【要約】【課題】  対物レンズの光軸方向で全長の短い双眼光学系を提供する。【解決手段】双眼光学系（１００）は一対の接眼光学系（１３）を有し、単一の対物光学系（１１）に装着される。そして、双眼光学系（１００）は対物光学系（１１）からの光線を対物レンズ（１１１）の光軸方向に対して垂直方向に反射させる反射面（Ｓ２１）と、該反射面（Ｓ２１）での反射光を光軸方向に垂直な面内で２つに分割する光束分割光学系（Ｓ１１２）と、光束分割光学系（Ｓ１１２）で分割された一方の光束を垂直な面内で複数回反射させ、最後に前記一対の接眼光学系（１３）の一方に導く第１反射光学系（１００Ｌ）と、光束分割光学系（Ｓ１１２）で分割された他方の光束を垂直な面内で複数回反射させ、最後に前記一対の接眼光学系（１３）の他方に導く第２反射光学系（１００Ｒ）と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の接眼光学系を有し、単一の対物光学系からの光線を入射する双眼光学系において、
前記対物光学系からの光線を前記対物レンズの光軸方向に対して垂直方向に反射させる反射面と、
該反射面での反射光を前記光軸方向に垂直な面内で２つに分割する光束分割光学系と、
前記光束分割光学系で分割された一方の光束を前記光軸方向に垂直な面内で複数回反射させ、最後に前記一対の接眼光学系の一方に導く第１反射光学系と、
前記光束分割光学系で分割された他方の光束を前記光軸方向に垂直な面内で複数回反射させ、最後に前記一対の接眼光学系の他方に導く第２反射光学系と、
を備える双眼光学系。
【請求項２】
前記第１反射光学系及び第２反射光学系はプリズムで構成されており、前記一方の光束が前記第１反射光学系の前記プリズムを通過する距離と、前記他方の光束が前記第２反射光学系の前記プリズムを通過する距離とが同じである請求項１に記載の双眼光学系。
【請求項３】
前記第１反射光学系及び第２反射光学系にはリレーレンズがそれぞれ設けられ、
前記第１反射光学系のリレーレンズの結像倍率と、前記第２反射光学系のリレーレンズの結像倍率とが等しい請求項１又は請求項２に記載の双眼光学系。
【請求項４】
前記垂直な面内において、反射回数は前記２つの光束とも偶数回数である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の双眼光学系。
【請求項５】
単一の対物光学系と、
前記対物光学系からの光線を前記対物レンズの光軸方向に対して垂直方向に反射させる反射面と、
該反射面での反射光を前記光軸方向に垂直な面内で２つに分割する光束分割光学系と、
前記光束分割光学系で分割された一方の光束を前記光軸方向に垂直な面内で複数回反射させる第１反射光学系と、
前記光束分割光学系で分割された他方の光束を前記光軸方向に垂直な面内で複数回反射させる第２反射光学系と、
前記第１反射光学系の最後の反射光学系で前記光軸方向に反射された一方の光束の像を観察する第１接眼光学系と、
前記第２反射光学系の最後の反射光学系で前記光軸方向に反射された他方の光束の像を観察する第２接眼光学系と、
を備える双眼鏡。
【請求項６】
前記対物光学系は、前記双眼鏡のボディに着脱可能な交換レンズであることを特徴とする請求項５に記載の双眼鏡。
【請求項７】
前記第１接眼光学系と第２接眼光学系とは、それぞれの反射光学系の最後に反射された光軸を中心にして回転可能である請求項５又は請求項６に記載の双眼鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単一の対物レンズと双眼の接眼部とを有し被観察物を観察する双眼光学系及び双眼鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されたファインダー光学系は、被観察物の光像が撮影用レンズで集光して通過した後、ミラーで反射されて左右が反転した像がスクリーン上に結像される。その後、スクリーンの上方に設けられた双眼観察光学系により、左目、右目で見るように、結像された像をスクリーンの中央部で重複する２つの観察視野に分離して両目で見て合成像が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２０９６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１ではカメラのファインダーを双眼とする技術が開示されているが、対物レンズの一部の像が重複して見える。このため、完全に左右が同一の像を見ているわけではなく、双眼鏡としては実用的ではない。
【０００５】
また、望遠鏡の接眼レンズの代わりに、光路分割系を有した双眼光学系が実用化されているが、像反転光学系及び双眼光学系に必要な光路長を確保するために、対物レンズのバックフォーカスが長くなり、大型になってしまう問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、対物レンズの光軸方向に、全長の短い双眼光学系及び双眼鏡を提供することを目的とする。
【０００７】
第１の態様に従えば、双眼光学系は、単一の対物光学系からの光線を入射するとともに一対の接眼光学系を有している。そして、双眼光学系は対物光学系からの光線を対物レンズの光軸方向に対して垂直方向に反射させる反射面と、該反射面での反射光を光軸方向に垂直な面内で２つに分割する光束分割光学系と、光束分割光学系で分割された一方の光束を光軸方向に垂直な面内で複数回反射させ、最後に前記一対の接眼光学系の一方に導く第１反射光学系と、光束分割光学系で分割された他方の光束を光軸方向に垂直な面内で複数回反射させ、最後に前記一対の接眼光学系の他方に導く第２反射光学系と、を備える。
本態様の構成によれば、光束が対物レンズの光軸方向に垂直な平面内で複数回反射され対物レンズの光軸方向で全長の短い双眼光学系が得られる。
【０００８】
第２の態様に従えば、双眼鏡は、単一の対物光学系と、対物光学系からの光線を対物レンズの光軸方向に対して垂直方向に反射させる反射面と、該反射面での反射光を光軸方向に垂直な面内で２つに分割する光束分割光学系と、光束分割光学系で分割された一方の光束を光軸方向に垂直な面内で複数回反射させる第１反射光学系と、光束分割光学系で分割された他方の光束を光軸方向に垂直な面内で複数回反射させる第２反射光学系と、第１反射光学系の最後の反射光学系で光軸方向に反射された一方の光束の像を観察する第１接眼光学系と、第２反射光学系の最後の反射光学系で光軸方向に反射された他方の光束の像を観察する第２接眼光学系と、を備える。
本態様の構成によれば、第１の態様双眼光学系に双眼光学系単一の対物光学系と、第２接眼光学系及び第１接眼光学系とが付属され対物レンズの光軸方向で全長の短い双眼鏡が得られる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の態様によれば、対物レンズの光軸方向で全長の短い双眼光学系及び双眼鏡が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る双眼鏡の斜視図である。
【図２】ボディ部内に配置された第１の実施例に係る双眼光学系の斜視図である。
【図３】Ｚ軸方向から見た第１の実施例に係る双眼光学系の平面図である。
【図４】ボディ部内に配置された第２の実施例に係る双眼光学系の斜視図である。
【図５】Ｚ軸方向から見た第２の実施例に係る双眼光学系の平面図である。
【図６】ボディ部内に配置された第３の実施例に係る双眼光学系の斜視図である。
【図７】Ｚ軸方向から見た第３の実施例に係る双眼光学系の平面図である。
【図８】ボディ部内に配置された第４の実施例に係る双眼光学系の斜視図である。
【図９】Ｚ軸方向から見た第４の実施例に係る双眼光学系の平面図である。
【図１０】第１〜第４の実施例に係る双眼鏡の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜双眼鏡１０の外観構成＞
図１は本実施形態の双眼鏡１０の斜視図である。双眼鏡１０は対物光学系である交換レンズ部１１と、ボディ部１２及び双眼部１３からなる双眼アダプターとで構成されている。ここで、交換レンズ部１１の中心を通過する光軸ＬＲの方向をＺ軸方向とし、双眼部１３が設けられた平面で光軸ＬＲと垂直する方向をＸ軸方向とし、Ｚ軸及びＸ軸と垂直する方向をＹ軸方向とする。また、説明のために図中に示された座標軸は矢印の向きがそれぞれの正方向を示している。
【００１２】
また、交換レンズ部１１はズームレンズ及び単焦点レンズなど使用目的に応じて仕様の異なるレンズである。例えば交換レンズ部１１は、オートフォーカス（ＡＦ）機構や手ブレ防止（Vibration Reduction＝ＶＲ）機構などを搭載している。ボディ部１２には双眼光学系１００（図２を参照）が設けられている。また、ボディ部１２には各種の制御を行う制御部１４が設けられている。双眼部１３は両目で観察するために、左右の鏡筒１３Ｌ、１３Ｒが形成され、鏡筒１３Ｌ、１３Ｒはそれぞれ観察者の眼幅に調節することができる。
【００１３】
ボディ部１２にはさらにマウント部１５が形成されており、レンズ側のマウント部１５ａとボディ側のマウント部１５ｂとが着脱可能である。マウント部１５は一眼レフカメラのマウント形状と同一にすることで、一眼レフカメラの交換レンズを使用することができる。また、それぞれのマウント部１５には接点１６が形成されている。マウント部１５の接点１６はボディ部１２と交換レンズ部１１とが電気的に接続され、接続された交換レンズ部１１の情報の取得や、ボディ部１２からの電源供給及び演算処理結果の伝送に利用される。例えば、マウント部１５の接点１６は、ボディ部１２の制御部１４が演算した交換レンズ部１１に最適なオートフォーカス（ＡＦ）の移動量を交換レンズ部１１に伝える。交換レンズ部１１内のモータは供給される信号でフォーカスレンズの駆動を行う。
【００１４】
双眼鏡１０は、双眼部１３とボディ側マウント部１５ｂを一眼レフカメラのレンズ側マウント部１５ａに適合する形状にしている。このため観察者は、目的に応じて様々な一眼レフカメラの交換レンズ部１１をボディ部１２に装着することができる。一眼レフカメラの交換レンズはこれまで多数、また多種類の交換レンズが生産されている。例えば、マクロ交換レンズ、手ブレ防止機構搭載交換レンズ、可変ズーム交換レンズまたは高倍率交換レンズなど多種類の交換レンズがある。このため観察者はボディ部１２に対して、高性能で高機能な一眼レフカメラの交換レンズを装着して使用することができる。観察者は必要に応じて交換レンズの倍率及びレンズ径などを変えることができ、使用目的に最適な双眼鏡１０をカスタマイズすることができる。例えば、マクロ交換レンズをボディ部１２に装着すると顕微鏡として用いることができ、標準から中望遠程度までのズーム交換レンズを使用すると風景などを観察する双眼鏡１０となり、レンズ径の大きな中長望遠の交換レンズを使用すると天体観測に適した双眼鏡となる。
【００１５】
＜双眼光学系１００の構成＞
（第１の実施例）
第１の実施例の双眼光学系１００について、図２及び図３を参照しながら説明する。図２は、ボディ部１２内に配置された第１の実施例の双眼光学系１００の斜視図である。図３は、＋Ｚ軸方向から見た第１の実施例の双眼光学系１００の平面図である。なお、図２には、交換レンズ部１１（図１を参照）中の対物レンズ１１１も描かれているが、双眼光学系１００に含まれるものではない。
【００１６】
図２及び図３に示されるように、第１の実施例の双眼光学系１００は左目光学系１００Ｌと右目光学系１００Ｒとを備える。双眼光学系１００は、１つのフィールドレンズ５１と、一対のリレーレンズ５２，５３と、複数のプリズム（２１〜３３）とから構成される。リレーレンズ５２の結像倍率とリレーレンズ５３の結像倍率とは等しい。リレーレンズ５２及びリレーレンズ５３の結像倍率は、双眼光学系１００をコンパクトにするために０．８倍から１．５倍程度が好ましく、特に０．８倍から１．０倍程度が好ましい。複数のプリズムのうち、反射面Ｓ１１２は光束を半分半分に分けるハーフプリズム面を有している。反射面Ｓ１１２を除く他のすべての反射面Ｓ１１１、反射面Ｓ１１３〜Ｓ１２７は、光束を全反射させる全反射面である。以下の実施例では、複数のプリズムを使用した例が示されるが、一部又は全部を板状のミラーに置き換えてもよいし、分割あるいは結合・合体してもよい。
【００１７】
対物レンズ１１１、直角プリズム２１、フィールドレンズ５１及び直角プリズム２２は、左目光学系１００Ｌと右目光学系１００Ｒとが共用する光学部材である。被観察物ＩＭから対物レンズ１１１を介して入った光は、直角プリズム２１の反射面Ｓ１１１により−Ｙ軸方向に曲げられ、直角プリズム２１の下方に配置されたフィールドレンズ５１を介して第一次像ＩＭ１が形成される。フィールドレンズ５１は第一次像ＩＭ１の近傍であれば、前方でも後方でも構わない。その後、第一次像ＩＭ１を形成した光束は、直角プリズム２２と直角プリズム２８とが接合された反射面Ｓ１１２にて、反射される光束と透過される光束とに分けられる。分けられた光束はそれぞれ左目光学系１００Ｌ及び右目光学系１００Ｒに振り分けられる。
【００１８】
以下、左目光学系１００Ｌ及び右目光学系１００Ｒについて詳述する。
まず左目光学系１００Ｌについて説明する。直角プリズム２２の反射面Ｓ１１２で−Ｘ軸方向に反射された光束は、直角プリズム２３の反射面Ｓ１１３によって−Ｙ軸方向に曲げられてその下方に設けられた二つの反射面を有する直角プリズム２４に入射する。直角プリズム２４に入射した光束は、反射面Ｓ１１４で−Ｘ軸方向に反射され、次に反射面Ｓ１１５で反射され、＋Ｙ軸方向に向かって射出する。その後、＋Ｙ軸方向に向かった光束が、直角プリズム２４の上方に配置されたリレーレンズ５２を透過して直角プリズム２４と同じ形状の直角プリズム２５に入射する。直角プリズム２５に入射された光束は反射面Ｓ１１６で＋Ｘ軸方向に反射され、次に反射面Ｓ１１７で反射されて−Ｙ軸方向に射出する。直角プリズム２５から射出された光束はその下方に設けられた直角プリズム２６の反射面Ｓ１１８により＋Ｚ軸方向に向かい、鏡筒１３Ｌ（図１を参照）中に配置された平行平面プリズム２７に入射する。直角プリズム２１の反射面Ｓ１１１から直角プリズム２６の反射面Ｓ１１８までにおいて、光束は８回反射されている。
【００１９】
平行平面プリズム２７に入射された光束は、その反射面Ｓ１１９及びＳ１２０で順次に反射され左接眼レンズ１３１Ｌに入射する。左接眼レンズ１３１Ｌの手前において、被観察物ＩＭの左目像ＩＭ−Ｌが正立像として結像される。ここで、平行平面プリズム２７及び左接眼レンズ１３１Ｌが図１に示された鏡筒１３Ｌに配置されている。
【００２０】
次に、右目光学系１００Ｒについて説明する。直角プリズム２２と直角プリズム２８との接合面である反射面Ｓ１１２を透過した光束は、直角プリズム２８に入射し、その反射面Ｓ１２１により＋Ｘ軸方向に反射される。直角プリズム２８の反射面Ｓ１２１に反射された光束は硝材中の光路の長さを調整するために設けられた平行平面プリズム２９に入射し、それに隣接されている直角プリズム３０の反射面Ｓ１２２に反射されて＋Ｙ軸方向に射出する。直角プリズム３０から射出した光束は、リレーレンズ５２と同じ焦点距離を有するリレーレンズ５３を透過して、直角プリズム２５と同じ形状になっている直角プリズム３１に入射する。直角プリズム３１では光束は、反射面Ｓ１２３で−Ｘ軸方向に反射され反射面Ｓ１２４でーＹ軸方向に反射される。−Ｙ軸方向に向けられた光束は、直角プリズム３１の下方に配置された直角プリズム３２の反射面Ｓ１２５で＋Ｚ軸方向に向かって射出する。その後、光束は鏡筒１３Ｒ（図１を参照）中に配置された平行平面プリズム３３に入射する。直角プリズム２１の反射面Ｓ１１１から直角プリズム３２の反射面Ｓ１２５までにおいて、光束は６回反射されている。
【００２１】
平行平面プリズム３３に入射された光束は、その反射面Ｓ１２６及びＳ１２７で順次に反射され右接眼レンズ１３１Ｒに入射する。右接眼レンズ１３１Ｒの手前において、被観察物ＩＭの右目像ＩＭ−Ｒが正立像として結像される。ここで、平行平面プリズム３３及び右接眼レンズ１３１Ｒが図１に示された鏡筒１３Ｒに配置されている。なお、左接眼レンズ１３１Ｌ及び右接眼レンズ１３１Ｒの焦点距離は８ｍｍから１５ｍｍ程度である。
【００２２】
図３に示されたように、第１の実施例の双眼光学系１００は、フィールドレンズ５１の中心を透過するＹ軸に対してほぼ対称である。なお、直角プリズムの高さをＨとしＹ軸方向で離れている光学部材の間の最小間隔を△Ｈとすれば、第１の実施例の双眼光学系１００の高さは約４Ｈ＋２△Ｈである。また、フィールドレンズ５１の中心を透過するＹ軸から両端部までの幅はそれぞれＤ１である。
【００２３】
また、第１の実施例の双眼光学系１００において、直角プリズム２５及び３１と、直角プリズム２６及び３２と、リレーレンズ５２及び５３と、直角プリズム２４の反射面Ｓ１１５及び直角プリズム３０の反射面Ｓ１２２とはＸＹ平面でフィールドレンズ５１の中心を透過するＹ軸に対して対称である。このため、フィールドレンズ５１から左目光学系１００Ｌのリレーレンズ５２までと、フィールドレンズ５１から右目光学系１００Ｒのリレーレンズ５３までとの光路及び硝材中の光路の長さは互いに等しい。また、左目光学系１００Ｌのリレーレンズ５２から左目像ＩＭ−Ｌまでと、右目光学系１００Ｒのリレーレンズ５３から右目像ＩＭ−Ｒまでとの光路及び硝材中の光路の長さも互いに等しい。したがって、観察者は、左目光学系１００Ｌと右目光学系１００Ｒとの明るさも倍率も同様に感じることができる。
【００２４】
また、第１の実施例の双眼光学系１００は大部分の光学部材がＸＹ平面にコンパクトされて配置しているので、Ｚ軸方向で厚みがより薄くなるだけでなく、ＸＹ平面における面積もより小さくなることができる。
【００２５】
（第２の実施例）
第２の実施例の双眼光学系１００について、図４及び図５を参照しながら説明する。図４は、ボディ部１２内に配置された第２の実施例の双眼光学系１００の斜視図である。図５は、＋Ｚ軸方向から見た第２の実施例の双眼光学系１００の平面図である。なお、第１の実施例で説明したものと同じ構成要素については同符号を付して説明する。また、図４には、対物レンズ１１１も描かれているが、双眼光学系１００に含まれるものではない。
【００２６】
図４及び図５に示されたように、第２の実施例でも対物レンズ１１１、直角プリズム２１、フィールドレンズ５１及び直角プリズム２２は、左目光学系１００Ｌと右目光学系１００Ｒとが共用する光学部材である。また、直角プリズム２２に達する前の光路は第１の実施例と同じであるので、説明を省略する。
【００２７】
以下、直角プリズム２２からの左目光学系１００Ｌ及び右目光学系１００Ｒについて詳述する。
まず、左目光学系１００Ｌは、直角プリズム２２の反射面Ｓ２１２で−Ｘ軸方向に反射された光束は、硝材中の光路の長さを調整するために設けられた平行平面プリズム３４入射する。平行平面プリズム３４を透過した光束は直角プリズム３５の反射面Ｓ２１３で反射され−Ｙ軸方向に進み、反射面Ｓ２１４でＸ軸方向に反射され、直角プリズム３５の＋Ｘ軸方向に配置された直角プリズム３６に入射する。直角プリズム３６に入射した光束はその反射面Ｓ２１５により＋Ｙ軸方向に曲げられて再び平行平面プリズム３４を透過する。その後、光束は平行平面プリズム３４の上方に設けられた直角プリズム２５に入射する。直角プリズム２５に入射された光束は反射面Ｓ２１６で−Ｘ軸方向に反射され、反射面Ｓ２１７で反射されて−Ｙ軸方向に射出する。直角プリズム２５から射出された光束はその下方に設けられた直角プリズム２６の反射面Ｓ２１８により＋Ｚ軸方向に向かい、鏡筒１３Ｌ（図１を参照）中に配置された平行平面プリズム２７に入射する。直角プリズム２１の反射面Ｓ２１１から直角プリズム２６の反射面Ｓ２１８までにおいて、光束は８回反射されている。
【００２８】
平行平面プリズム２７に入射された光束は、その反射面Ｓ２１９及びＳ２２０で順次に反射され、正立の左目像ＩＭ−Ｌを形成し、左接眼レンズ１３１Ｌに入射する。
【００２９】
次に、右目光学系１００Ｒについて説明する。直角プリズム２２と直角プリズム２８との接合面である反射面Ｓ２１２を透過した光束は、直角プリズム２８に入射し、その反射面Ｓ２２１により＋Ｘ軸方向に反射される。直角プリズム２８の反射面Ｓ２２１に反射された光束は硝材中の光路の長さを調整するために設けられた平行平面プリズム２９に入射する。平行平面プリズム２９に入射した光束は、平行平面プリズム２９に隣接されている直角プリズム３０の反射面Ｓ２２２に反射されて＋Ｙ軸方向に射出する。直角プリズム３０から射出した光束は平行平面プリズム３７に入射し、その反射面Ｓ２２３及びＳ２２４で順次に反射され、＋Ｙ軸方向に射出される。そして、光束はリレーレンズ５２と同じ焦点距離を有するリレーレンズ５３を透過して直角プリズム３１に入射する。光束は直角プリズム３１の反射面Ｓ２２５及びＳ２２６で順次に反射することで−Ｙ軸方向に向けられる。さらに光束は、直角プリズム３２の反射面Ｓ２２７で反射されて＋Ｚ軸方向に向かって射出される。その後、光束は鏡筒１３Ｒ（図１を参照）中に配置された平行平面プリズム３３に入射される。直角プリズム２１の反射面Ｓ２１１から直角プリズム３２の反射面Ｓ２２７までにおいて、光束は８回反射されている。
【００３０】
平行平面プリズム３３に入射された光束は、その反射面Ｓ２２８及びＳ２２９で順次に反射され正立の右目像ＩＭ−Ｒを形成し、右接眼レンズ１３１Ｒに入射する。
【００３１】
図５に示されたように、第２の実施例の双眼光学系１００は、フィールドレンズ５１の中心を透過するＹ軸に対して対称である。なお、直角プリズムの高さをＨとしＹ軸方向で離れている光学部材の間の最小間隔を△Ｈとすれば、第２の実施例の双眼光学系１００の高さは約４Ｈ＋２△Ｈである。また、フィールドレンズ５１の中心から両端部までの幅はそれぞれＤ１である。
【００３２】
また、第２の実施例の双眼光学系１００において、直角プリズム２５及び３１と、直角プリズム２６及び３２と、リレーレンズ５２及び５３と、直角プリズム３５の反射面Ｓ２１３及び直角プリズム３７の反射面Ｓ２２３と、直角プリズム３５の反射面Ｓ２１４及び直角プリズム３０の反射面Ｓ２２２とは、ＸＹ平面でフィールドレンズ５１の中心を透過するＹ軸に対してそれぞれ対称である。このため、フィールドレンズ５１から左目光学系１００Ｌのリレーレンズ５２までと、フィールドレンズ５１から右目光学系１００Ｒのリレーレンズ５３までとの光路及び硝材中の光路の長さは互いに等しい。また、左目光学系１００Ｌのリレーレンズ５２から左目像ＩＭ−Ｌまでと、右目光学系１００Ｒのリレーレンズ５３から右目像ＩＭ−Ｒまでとの光路及び硝材中の光路の長さも互いに等しい。したがって、観察者は、左目光学系１００Ｌと右目光学系１００Ｒとの明るさも倍率も同様に感じることができる。
【００３３】
また、第２の実施例の双眼光学系１００は大部分の光学部材がＸＹ平面にコンパクトされて配置しているので、Ｚ軸方向で厚みがより薄くなるだけでなく、ＸＹ平面における面積もより小さくなることができる。
【００３４】
（第３の実施例）
第３の実施例の双眼光学系１００について、図６及び図７を参照しながら説明する。図６は、ボディ部１２内に配置された第３の実施例の双眼光学系１００の斜視図である。図７は、＋Ｚ軸方向から見た第３の実施例の双眼光学系１００の平面図である。なお、第１及び第２の実施例で説明したものと同じ構成要素については同符号を付して説明する。また、図６には、対物レンズ１１１も描かれているが、双眼光学系１００に含まれるものではない。
【００３５】
図６及び図７に示されたように、第３の実施例でも対物レンズ１１１、直角プリズム２１、フィールドレンズ５１及び直角プリズム２２は、左目光学系１００Ｌと右目光学系１００Ｒとが共用する光学部材である。また、直角プリズム２２に達する前の光路は第１の実施例及び第２の実施例と同じであるので、説明を省略する。以下、その他の左目光学系１００Ｌ及び右目光学系１００Ｒについて詳述する。
【００３６】
まず左目光学系１００Ｌについて説明する。直角プリズム２２の反射面Ｓ３１２で−Ｘ軸方向に反射された光束は、硝材中の光路の長さを調整するために設けられた平行平面プリズム３８に入射する。平行平面プリズム３８を透過した光束は直角プリズム３９の反射面Ｓ３１３により＋Ｙ軸方向に反射されてその上方に設けられた直角プリズム４０に入射する。直角プリズム４０に入射された光束は反射面Ｓ３１４に反射されて＋Ｘ軸方向に射出する。そして、直角プリズム４０から射出した光束は直角プリズム４１の反射面Ｓ３１５により−Ｙ軸方向に曲げられ、直角プリズム４１の下方に設けられた直角プリズム２６に入射する。直角プリズム２６に入射した光束はその反射面Ｓ３１６により＋Ｚ軸方向に向かい、鏡筒１３Ｌ（図１を参照）中に配置された平行平面プリズム２７に入射する。直角プリズム２１の反射面Ｓ３１１から直角プリズム２６の反射面Ｓ３１６までにおいて、光束は６回反射されている。
【００３７】
平行平面プリズム２７に入射された光束は、その反射面Ｓ３１７及びＳ３１８で順次に反射され、正立の左目像ＩＭ−Ｌを形成し、左接眼レンズ１３１Ｌに入射する。
【００３８】
次に、右目光学系１００Ｒについて説明する。直角プリズム２２と直角プリズム２８との接合面である反射面Ｓ３１２を透過した光束は直角プリズム２８に入射し、その反射面Ｓ３１９により＋Ｘ軸方向に反射される。直角プリズム２８から射出された光束は、直角プリズム４２に入射し、その反射面Ｓ３２０に反射されて＋Ｙ軸方向に射出する。直角プリズム４２から射出した光束はリレーレンズ５２と同じ焦点距離を有するリレーレンズ５３を透過して直角プリズム４３に入射する。直角プリズム４３に入射した光束はその反射面Ｓ３２１によって−Ｘ軸方向に反射し、直角プリズム４４の反射面Ｓ３２２によって再び−Ｙ軸方向に反射される。そして、直角プリズム４４から射出された光束は直角プリズム４４の下方に配置された直角プリズム３２の反射面Ｓ３２３を介して＋Ｚ軸方向に向かって射出する。その後、光束は鏡筒１３Ｒ（図１を参照）中に配置された平行平面プリズム３３に入射する。直角プリズム２１の反射面Ｓ３１１から直角プリズム３２の反射面Ｓ３２３までにおいて、光束は６回反射されている。
【００３９】
平行平面プリズム３３に入射された光束は、その反射面Ｓ３２４及びＳ３２５で順次に反射され、正立の右目像ＩＭ−Ｒを形成し、右接眼レンズ１３１Ｒに入射する。
【００４０】
図７に示されたように、第３の実施例の双眼光学系１００は、フィールドレンズ５１の中心を透過するＹ軸に対して対称でない。なお、直角プリズムの高さをＨとしＹ軸方向で離れている光学部材の間の最小間隔を△Ｈとすれば、第３の実施例の双眼光学系１００の左目光学系１００Ｌの高さは約３Ｈ＋２△Ｈで、右目光学系１００Ｒの高さは約４Ｈ＋２△Ｈである。また、フィールドレンズ５１の中心を透過するＹ軸から左端部までの幅Ｄ２が右端部までの幅Ｄ１より大きくなっている。
【００４１】
ところが、第３の実施例の双眼光学系１００においても、フィールドレンズ５１から左目光学系１００Ｌのリレーレンズ５２までと、フィールドレンズ５１から右目光学系１００Ｒのリレーレンズ５３までとの光路及び硝材中の光路の長さは互いに等しい。また、左目光学系１００Ｌのリレーレンズ５２から左目像ＩＭ−Ｌまでと、右目光学系１００Ｒのリレーレンズ５３から右目像ＩＭ−Ｒまでとの光路及び硝材中の光路の長さも互いに等しい。
【００４２】
また、第３の実施例の双眼光学系１００は大部分の光学部材がＸＹ平面にコンパクトされて配置しているので、Ｚ軸方向で厚みがより薄くなるだけでなく、ＸＹ平面における面積もより小さくなることができる。
【００４３】
（第４の実施例）
第４の実施例の双眼光学系１００について、図８及び図９を参照しながら説明する。図８は、ボディ部１２内に配置された第４の実施例の双眼光学系１００の斜視図である。図９は、＋Ｚ軸方向から見た第４の実施例の双眼光学系１００の平面図である。なお、第１〜第３の実施例で説明したものと同じ構成要素については同符号を付して説明する。また、図８には、対物レンズ１１１も描かれているが、双眼光学系１００に含まれるものではない。
【００４４】
図８及び図９に示されたように、第４の実施例の双眼光学系１００は左目光学系１００Ｌと右目光学系１００Ｒとを備える。被観察物ＩＭから対物レンズ１１１を介して入った光は、直角プリズム２１の反射面Ｓ４１１により−Ｙ軸方向に曲げられ、直角プリズム２１の下方に配置されたフィールドレンズ５１を介して第一次像ＩＭ１が形成される。ここまでの対物レンズ１１１、直角プリズム２１及びフィールドレンズ５１は、左目光学系１００Ｌと右目光学系１００Ｒとが共用する光学部材である。以下、その他の左目光学系１００Ｌ及び右目光学系１００Ｒについて詳述する。
【００４５】
左目光学系１００Ｌにおいて、フィールドレンズ５１を透過した光束はその下方に設けられた二つの反射面を有する直角プリズム４５に入射する。直角プリズム４５に入射した光束は反射面Ｓ４１２及びＳ４１３で順次に反射され、入射するときと反対方向である＋Ｙ軸方向に向かって射出する。その後、＋Ｙ軸方向に向かった光束は硝材中の光路の長さを調整するために設けられた平行平面プリズム４６を透過する。平行平面プリズム４６から射出した光束は平行平面プリズム４６の上方に配置されたリレーレンズ５２を透過して直角プリズム２５に入射する。直角プリズム２５に入射された光束は反射面Ｓ４１４及びＳ４１５で順次に反射されて再び−Ｙ軸方向に射出する。直角プリズム２５から射出された光束は直角プリズム２５の下方に設けられた直角プリズム２６の反射面Ｓ４１６により＋Ｚ軸方向に向かい、鏡筒１３Ｌ（図１を参照）中に配置された平行平面プリズム２７に入射する。直角プリズム２１の反射面Ｓ４１１から直角プリズム２６の反射面Ｓ４１６までにおいて、光束は６回反射されている。
【００４６】
平行平面プリズム２７に入射された光束は、その反射面Ｓ４１７及びＳ４１８で順次に反射され、正立の左目像ＩＭ−Ｌを形成し、左接眼レンズ１３１Ｌに入射する。
【００４７】
次に、右目光学系１００Ｒについて説明する。フィールドレンズ５１を透過した光束は直角プリズム４５及び４７を順次に透過する。直角プリズム４７を透過した光束は二つの反射面を有する直角プリズム４８に入射する。直角プリズム４８に入射した光束は反射面Ｓ４１９及びＳ４２０で順次に反射され、入射するときと反対方向である＋Ｙ軸方向に向かって射出する。直角プリズム４８から射出した光束はリレーレンズ５２と同じ焦点距離を有するリレーレンズ５３を透過して直角プリズム２５と同じ形状になっている直角プリズム３１に入射する。直角プリズム３１の反射面Ｓ４２１及びＳ４２２で順次に反射することで＋Ｙ軸方向の光束が−Ｙ軸方向に変わり、直角プリズム３１の下方に配置された直角プリズム３２の反射面Ｓ４２３を介して＋Ｚ軸方向に向かって射出する。その後、光束は平行平面プリズム３３に入射する。直角プリズム２１の反射面Ｓ４１１から直角プリズム３２の反射面Ｓ４２３までにおいて、光束は６回反射されている。
【００４８】
平行平面プリズム３３に入射された光束は、その反射面Ｓ４２４及びＳ４２５で順次に反射され、正立の右目像ＩＭ−Ｒを形成し、右接眼レンズ１３１Ｒに入射する。
【００４９】
図９に示されたように、直角プリズムの高さをＨとしＹ軸方向で離れている光学部材の間の最小間隔を△Ｈとすれば、第４の実施例の双眼光学系１００の左目光学系１００Ｌ及び右目光学系１００Ｒの高さは約４Ｈ＋△Ｈであるが、高さＨの段差がある。また、第４の実施例の双眼光学系１００は、フィールドレンズ５１の中心を透過するＹ軸から両端部までの幅はそれぞれＤ１である。
【００５０】
また、第４の実施例の双眼光学系１００において、フィールドレンズ５１から左目光学系１００Ｌのリレーレンズ５２までと、フィールドレンズ５１から右目光学系１００Ｒのリレーレンズ５３までとの光路及び硝材中の光路の長さは互いに等しい。また、左目光学系１００Ｌのリレーレンズ５２から左目像ＩＭ−Ｌまでと、右目光学系１００Ｒのリレーレンズ５３から右目像ＩＭ−Ｒまでの光路及び硝材中の光路の長さも互いに等しい。
【００５１】
また、第４の実施例の双眼光学系１００は大部分の光学部材がＸＹ平面にコンパクトされて配置しているので、Ｚ軸方向で厚みがより薄くなるだけでなく、ＸＹ平面における面積もより小さくなることができる。
【００５２】
＜第１〜第４の実施例の比較＞
図１０は、第１〜第４の実施例に係る双眼鏡１０の上面図である。図１０に示された破線で囲まれている部分は、双眼光学系１００である。ここで、ＸＺ平面において、鏡筒１３Ｌは矢印ＡＲ−Ｌに示されたように、鏡筒１３Ｒは矢印ＡＲ−Ｒに示されたように、それぞれの入射光軸を中心に回転させることができる。これにより、二つの鏡筒１３Ｌ、１３Ｒ間の距離が調節でき、観察人によってその距離を変更してもよい。
【００５３】
また、双眼光学系１００の大部分の光学部材がボディ部１２にコンパクトされているので、双眼鏡１０のＺ軸方向の長さがより短くなる。このとき、交換レンズ部１１の長さをＬ１とし、ボディ部１２の厚さをＬ２とし、双眼部１３の長さをＬ３とすれば、双眼鏡１０の全体長さＬはＬ１＋Ｌ２＋Ｌ３となり、観察者が十分に扱うことができる全体長さＬになっている。
【００５４】
また、上述の第１〜第４の実施例において、ＸＹ平面で双眼光学系の長さ及び高さは表１に示されたとおりである。
【表１】
2010243933.tif 000003
【００５５】
すべての実施例において、双眼光学系１００の左目光学系１００Ｌ及び右目光学系１００Ｒの全体的な光路及び硝材中の光路の長さが互いに等しく、Ｚ軸方向の長さも互いに等しい。ここで、長さＤ２がＤ１より大きく、プリズムの高さＨはその最小間隔△Ｈより大きい。このため、表１に示されたように第１及び第２の実施例に係る双眼光学系１００の面積（２Ｄ１）×（４Ｈ＋２△Ｈ）が一番小さいことが明らかである。第１及び第２の実施例に比べ、第３の実施例は幅が広くなり、第４の実施例は高さが高くなる。
【００５６】
なお、右目像ＩＭ−Ｒ及び左目像ＩＭ−Ｌが被観察物ＩＭに対して傾きのない正立像となるためには、最初に直角プリズム２１の反射面に反射された後から、最後に光軸方向に対して垂直な平面から+Ｚ方向に反射される前までの反射回数が偶数回であることが必要である。また、上記最後に＋Ｚ方向への反射する直前の入射光束の光軸の方向及び向きが、最初に直角プリズム２１の反射面に反射される光束の光軸の方向及び向きと一致することが必要である。つまり、本実施形態の全ての実施例がこの二つの条件を満足しているため、傾きのない正立像が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
以上、本発明の最適な実施例について詳細に説明したが、当業者に明らかなように、本発明はその技術的範囲内において実施例に様々な変更・変形を加えて実施することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１０  …  双眼鏡
１１  …  交換レンズ部  
１２  …  ボディ部
１３  …  双眼部、  １３Ｌ、１３Ｒ  …  鏡筒
１４  …  制御部
１５ａ  …  交換レンズ側マウント部、  １５ｂ  …  ボディ側マウント部
１６  …  接点
２１〜２６、２８、３０〜３２、３５、３６、３９〜４５、４７、４８  …  直角プリズム
２７、２９、３３、３４、３７、３８、４６  …  平行平面プリズム
５１  …  フィールドレンズ
５２、５３  …  リレーレンズ
１００  …  双眼光学系
１００Ｌ  …  左目光学系、  １００Ｒ  …  右目光学系
１１１  …  対物レンズ
１３１Ｌ  …  左接眼レンズ、  １３１Ｒ  …  右接眼レンズ
ＡＲ−Ｌ、ＡＲ−Ｒ  …  鏡筒の移動を示す矢印
Ｄ１、Ｄ２  …  光学系のフィールドレンズを通過するＹ軸から両端までの幅
△Ｈ  …  プリズムの最小設置間隔
Ｈ  …  直角プリズムの高さ
ＩＭ  …  被観察物
ＩＭ１  …  第一次像
ＩＭ−Ｌ  …  左目像、  ＩＭ−Ｒ  …  右目像
Ｌ  …  双眼鏡の長さ
Ｌ１  …  交換レンズ部の長さ、  Ｌ２  …  ボディ部の長さ、  Ｌ３  …  双眼部の長さ、
ＬＲ  …  光軸
Ｓ１１１〜Ｓ１２７  …  第１の実施例の反射面
Ｓ２１１〜Ｓ２２９  …  第２の実施例の反射面
Ｓ３１１〜Ｓ３２５  …  第３の実施例の反射面
Ｓ４１１〜Ｓ４２５  …  第４の実施例の反射面
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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