(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、入射面と少なくとも２つの反射面を有する第１プリズムと、対物光学系の前群と、入射面と少なくとも２つの反射面を有する第２プリズムと、対物光学系の後群と、視野絞りと、接眼光学系とを有し、
上記第１プリズムと第２プリズムのいずれか一つの反射面は、ダハ面からなり、
次の条件式（１）及び（２）を満足することを特徴とする正立観察光学系。
（１）sin（θ−ω′）＞１／ｎ
（２）６°＜ω＜１６°
但し、
θ：第１プリズムの入射面と第１反射面のなす角度、
ω′：実視界（半量）ωの光線の第１プリズム内での光軸とのなす角度、
ｎ：第１プリズムの屈折率。
【請求項２】
物体側から順に、入射面と少なくとも２つの反射面を有する第１プリズムと、対物光学系の前群と、入射面と少なくとも２つの反射面を有する第２プリズムと、対物光学系の後群と、視野絞りと、接眼光学系とを有し、
上記第１プリズムと第２プリズムのいずれか一つの反射面は、ダハ面からなり、
第１プリズムの入射面と第２反射面は同一面上に存在し、
次の条件式（３）及び（２）を満足することを特徴とする正立観察光学系。
（３）sin（２α−ω′）＞１／ｎ
（２）６°＜ω＜１６°
但し、
α：第１プリズムの入射面と第１反射面のなす角度、
ω′：実視界（半量）ωの光線の第１プリズム内での光軸とのなす角度、
ｎ：第１プリズムの屈折率。
【請求項３】
請求項１または２記載の光学系において、
上記対物光学系の後群と接眼光学系との少なくとも一方を焦点調節レンズ群としたことを特徴とする正立観察光学系。
【請求項４】
物体側から順に、第１プリズムと、対物光学系の前群と、第２プリズムと、対物光学系の後群と、視野絞りと、接眼光学系とを有し、
上記対物光学系の後群を焦点調節レンズ群とし、
次の条件式（４）を満足することを特徴とする正立観察光学系。
（４）０＜ｆＯ／ｆ２＜０．５
但し、
ｆ２：対物光学系の後群の焦点距離、
ｆＯ：対物光学系全系の焦点距離。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、見掛け視界が大きい低倍率の正立観察光学系に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
例えば双眼鏡や単眼鏡に用いられる正立観察光学系は一般的に、物体側から順に、対物光学系、正立光学系及び接眼光学系を有している。低倍率で広実視界の正立観察光学系は、事実上、対物光学系の焦点距離を短くする必要があるが、正立光学系の前方に対物光学系が配置されている構成では、正立光学系の光路分だけ、対物光学系の焦点距離を大きくせざるを得ない。このため接眼光学系の焦点距離も大きくなり、全体の小型化が困難であった。
【０００３】
【発明の目的】
本発明は、特に実視界が大きい低倍率の正立観察光学系であって、小型にできる正立観察光学系を得ることを目的とする。
【０００４】
【発明の概要】
本発明の正立観察光学系は、物体側から順に、入射面と少なくとも２つの反射面を有する第１プリズムと、対物光学系の前群と、入射面と少なくとも２つの反射面を有する第２プリズムと、対物光学系の後群と、視野絞りと、接眼光学系とを有し、上記第１プリズムと第２プリズムのいずれか一つの反射面は、ダハ面からなり、次の条件式（１）及び（２）を満足することを特徴とする。
（１）sin（θ−ω′）＞１／ｎ
（２）６°＜ω＜１６°
但し、
θ：第１プリズムの入射面と第１反射面のなす角度、
ω′：実視界（半量）ωの光線の第１プリズム内での光軸とのなす角度、
ｎ：第１プリズムの屈折率、
である。
【０００５】
あるいは、第１プリズムの入射面と第２反射面が同一面上に存在する態様では、
次の条件式（３）及び（２）を満足することを特徴としている。
（３）sin（２α−ω′）＞１／ｎ
（２）６°＜ω＜１６°
但し、
α：第１プリズムの入射面と第１反射面のなす角度、
ω′：実視界（半量）ωの光線の第１プリズム内での光軸とのなす角度
ｎ：第１プリズムの屈折率、
である。
【０００６】
このような光学系において、フォーカシングは、上記対物光学系の後群と接眼光学系との少なくとも一方を光軸方向に移動させて行う。
【０００７】
また本発明は、別の態様によると、物体側から順に、第１プリズムと、対物光学系の前群と、第２プリズムと、対物光学系の後群と、視野絞りと、接眼光学系とを有し、上記対物光学系の後群を焦点調節レンズ群とした場合、次の条件式（４）を満足することを特徴としている。
（４）０＜ｆＯ／ｆ２＜０．５
但し、
ｆ２：対物光学系の後群の焦点距離、
ｆＯ：対物光学系全系の焦点距離、
である。
【０００８】
【発明の実施形態】
図１ないし図７は、本発明による正立観察光学系の実施形態を示している。これらの実施形態は、いずれも、物体側から順に、第１プリズム１０と、対物光学系２０の前群２１と、第２プリズム３０と、対物光学系２０の後群２２と、視野絞り４０と、接眼光学系５０とを有し、かつ、第１プリズム１０と第２プリズム３０のいずれかの反射面はダハ面からなっている（第１プリズム１０と第２プリズム３０の一方はダハプリズムである）点で共通している。また、いずれの実施形態も、第１プリズム１０と第２プリズム３０で合計５面の反射面を有し、そのうちの一つの反射面がダハ面である。視野絞り４０の位置は、対物光学系２０による無限遠物体の像面形成位置に定められる。
【０００９】
具体的には、図１の実施形態では、第１プリズム１０が入射面１０ｉ、第１反射面１０−１ｒ、第２反射面１０−２ｒ及び出射面１０ｅを有し、第２プリズム３０が入射面３０ｉ、第１反射面３０−１ｒ、第２反射面（ダハ面）３０−２ｒ（Ｄ）、第３反射面３０−３ｒ及び出射面３０ｅを有している。出射面１０ｅと第１反射面１０−１ｒはそれぞれ同一面であり、入射面３０ｉと第３反射面３０−３ｒ、第１反射面３０−１ｒと出射面３０ｅはそれぞれ同一面である。
【００１０】
図２の実施形態では、第１プリズム１０が、入射面１０ｉ、第１反射面１０−１ｒ、第２反射面（ダハ面）１０−２ｒ（Ｄ）、第３反射面１０−３ｒ及び出射面１０ｅを有し、第２プリズム３０が入射面３０ｉ、第１反射面３０−１ｒ、第２反射面３０−２ｒ及び出射面３０ｅを有している。入射面１０ｉと第３反射面１０−３ｒ、出射面１０ｅと第１反射面１０−１ｒ、入射面３０ｉと第２反射面３０−２ｒはそれぞれ同一面である。
【００１１】
図３の実施形態では、第１プリズム１０が、入射面１０ｉ、第１反射面１０−１ｒ、第２反射面（ダハ面）１０−２ｒ（Ｄ）及び出射面１０ｅを有し、第２プリズム３０が入射面３０ｉ、第１反射面３０−１ｒ、第２反射面３０−２ｒ、第３反射面３０−３ｒ及び出射面３０ｅを有している。第１反射面１０−１ｒと出射面１０ｅ、入射面３０ｉと第２反射面３０−２ｒはそれぞれ同一面である。
【００１２】
図４の実施形態では、第１プリズム１０が、入射面１０ｉ、第１反射面１０−１ｒ、第２反射面（ダハ面）１０−２ｒ（Ｄ）、第３反射面１０−３ｒ及び出射面１０ｅを有し、第２プリズム３０が入射面３０ｉ、第１反射面３０−１ｒ、第２反射面３０−２ｒ及び出射面３０ｅを有している。入射面１０ｉと第３反射面１０−３ｒ、第１反射面１０−１ｒと出射面１０ｅはそれぞれ同一面である。
【００１３】
図５の実施形態では、第１プリズム１０が入射面１０ｉ、第１反射面１０−１ｒ、第２反射面１０−２ｒ及び出射面１０ｅを有し、第２プリズム３０が入射面３０ｉ、第１反射面３０−１ｒ、第２反射面（ダハ面）３０−２ｒ（Ｄ）、第３反射面３０−３ｒ及び出射面３０ｅを有している。入射面１０ｉと第２反射面１０−２ｒ、入射面３０ｉと第３反射面３０−３ｒ、第１反射面３０−１ｒと出射面３０ｅはそれぞれ同一面である。
【００１４】
図６の実施形態では、第１プリズム１０が入射面１０ｉ、第１反射面（ダハ面）１０−１ｒ（Ｄ）、第２反射面１０−２ｒ及び出射面１０ｅを有し、第２プリズム３０が入射面３０ｉ、第１反射面３０−１ｒ、第２反射面３０−２ｒ、第３反射面３０−３ｒ及び出射面３０ｅを有している。入射面１０ｉと第２反射面１０−２ｒ、入射面３０ｉと第２反射面３０−２ｒはそれぞれ同一面である。
【００１５】
以上のいずれの実施形態においても、各プリズムの入射面、出射面、及びダハ面以外の反射面はいずれも紙面に垂直な反射面である。
【００１６】
これらの実施形態は、図１ないし図４の第一のグループと、図５及び図６の第二のグループに大別される。まず図１ないし図４の第一のグループは、次の条件式（１）及び（２）を満足している。
（１）sin（θ−ω′）＞１／ｎ
（２）６°＜ω＜１６°
但し、
θ：第１プリズムの入射面と第１反射面のなす角度、
ω′：実視界（半量）ωの光線の第１プリズム内での光軸とのなす角度、
ｎ：第１プリズムの屈折率、
である。
【００１７】
この条件式（１）及び（２）を満足することにより、第１プリズム内で反射面を透過する光線がなくなり、視野周辺での光量低下や、透過光が原因のゴーストを防ぐことができる。
【００１８】
次に、図５及び図６の第二のグループは、第１プリズム１０の入射面１０ｉと第２反射面１０−２ｒが同一面上に存在し、次の条件式（３）及び（２）を満足している。
（３）sin（２α−ω′）＞１／ｎ
（２）６°＜ω＜１６°
但し、
α：第１プリズムの入射面と第１反射面のなす角度、
ω′：実視界（半量）ωの光線の第１プリズム内での光軸とのなす角度、
ｎ：第１プリズムの屈折率、
である。
【００１９】
この条件式（３）及び（２）を満足することにより、反射面を透過する光線がなくなり、視野周辺での光量低下や、透過光が原因のゴーストを防ぐことができる。
【００２０】
以上の各実施形態において、フォーカシングは、対物光学系２０の後群２２を矢印Ａで示すように、光軸方向に進退させて行う。このようにインナーフォーカスタイプとすると、外観に移動部分が露出しないため、鏡枠構造の強度を容易に高めることができ、また双眼鏡（単眼鏡）としたときの内容積が変化しないので、防水構造にしやすいという利点がある。
【００２１】
次に、対物光学系２０の前群２１と後群２２は、フォーカシングの際の収差変動を小さくするため、後群２２を弱い正のパワーにすることが望ましい。条件式（４）は、この対物光学系２０と後群２２のパワーを規定している。
条件式（４）の下限を越えるとフォーカシングの際のレンズ移動量が増え、そのためのスペースを確保するために光学系が大きくなってしまう。上限を越えると、フォーカシングの際の収差変化、特に像面湾曲の補正が困難になる。
【００２２】
次に本発明の正立光学系の数値実施例を説明する。諸収差図中、球面収差で表される色収差（軸上色収差）図及び倍率色収差図中のｄ線、ｇ線、ｃ線はそれぞれの波長に対する収差であり、Ｓはサジタル、Ｍはメリディオナル、ＥＲは射出瞳径、Ｂは見かけ視界（゜）である。また、ｒは曲率半径、ｄはレンズ厚またはレンズ間隔、Ｎd はｄ線の屈折率、νはアッベ数を示す。さらに、非球面について、光軸に垂直な方向の高さｙに対する、光軸方向の変位量ｘを
x=cy2/[1+[1-(1+K)c2y2]1/2]+A4y4+A6y6+A8y8+…
として、KおよびAｎを示した。Cは近軸の曲率ｃ＝１／ｒである。
【００２３】
［数値実施例１］
図８ないし図１０は、本発明の正立観察光学系の数値実施例１を示している。図８はレンズ構成図を示し、図９及び図１０はそれぞれ図８のレンズ構成の物体距離が無限遠と１．２ｍにフォーカシングしたときの諸収差図を示している。表１はその数値データである。D7,D9は、それぞれ物体距離が無限遠と１．２ｍにフォーカシングしたときのレンズ間隔である。
【００２４】
【表１】
0004083419.tif 000002
【００２５】
［数値実施例２］
図１１ないし図１３は、本発明の正立観察光学系の数値実施例２を示している。図１１はレンズ構成図を示し、図１２及び図１３はそれぞれ図１１のレンズ構成の物体距離が無限遠と１．５ｍにフォーカシングしたときの諸収差図を示している。表２はその数値データである。D7,D9は、それぞれ物体距離が無限遠と１．５ｍにフォーカシングしたときのレンズ間隔である。
【００２６】
【表２】
0004083419.tif 000003
【００２７】
［数値実施例３］
図１４ないし図１６は、本発明の正立観察光学系の数値実施例３を示している。図１４はレンズ構成図を示し、図１５及び図１６はそれぞれ図１４のレンズ構成の物体距離が無限遠と１．５ｍにフォーカシングしたときの諸収差図を示している。表３はその数値データである。D7,D9は、それぞれ物体距離が無限遠と１．５ｍにフォーカシングしたときのレンズ間隔である。
【００２８】
【表３】
0004083419.tif 000004
【００２９】
各条件式の各実施形態に対する値を表４に示す。
【表４】
0004083419.tif 000005
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、広視野、低倍率で小型の正立観察光学系を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による正立観察光学系の第１の実施形態を示す光学構成図である。
【図２】同第２の実施形態を示す光学構成図である。
【図３】同第３の実施形態を示す光学構成図である。
【図４】同第４の実施形態を示す光学構成図である。
【図５】同第５の実施形態を示す光学構成図である。
【図６】同第６の実施形態を示す光学構成図である。
【図７】図１、図２、図３、図４、図５及び図６のVII‐VII線に沿う断面図である。
【図８】本発明による正立観察光学系の数値実施例１のレンズ構成図である。
【図９】図８の正立観察光学系の物体距離が無限遠のときの諸収差図である。
【図１０】図８の正立観察光学系の物体距離が１．２ｍのときの諸収差図である。
【図１１】本発明による正立観察光学系の数値実施例２のレンズ構成図である。
【図１２】図１１の正立観察光学系の物体距離が無限遠のときの諸収差図である。
【図１３】図１１の正立観察光学系の物体距離が１．５ｍのときの諸収差図である。
【図１４】本発明による正立観察光学系の数値実施例３のレンズ構成図である。
【図１５】図１４の正立観察光学系の物体距離が無限遠のときの諸収差図である。
【図１６】図１４の正立観察光学系の物体距離が１．５ｍのときの諸収差図である。
【符号の説明】
１０  第１プリズム
２０  対物光学系
２１  前群
２２  後群
３０  第２プリズム
４０  視野絞り
５０  接眼光学系
【図１】
0004083419.tif 000006
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0004083419.tif 000021