JP2003172875A - 正立観察光学系 - Google Patents
正立観察光学系Info
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- G02B23/02—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices involving prisms or mirrors
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- G—PHYSICS
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
- G02B17/02—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system
- G02B17/04—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system using prisms only
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Abstract
であって、小型にできる正立観察光学系を得る 【構成】 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。
Description
立観察光学系に関する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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3
0i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。
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30
i、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。
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30−1
r、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。
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30
i、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。
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。
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。
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。
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。
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。
第1プリズム10の入射面10iと第2反射面10−2
r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。
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。
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。
2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。
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。
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。
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。
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。
示す。
の正立観察光学系を得ることができる。
を示す光学構成図である。
‐VII線に沿う断面図である。
レンズ構成図である。
きの諸収差図である。
のときの諸収差図である。
のレンズ構成図である。
のときの諸収差図である。
mのときの諸収差図である。
のレンズ構成図である。
のときの諸収差図である。
mのときの諸収差図である。
Claims (4)
- 【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。
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