JP3131826B2 - 正立・分岐光学系 - Google Patents
正立・分岐光学系Info
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- JP3131826B2 JP3131826B2 JP09102003A JP10200397A JP3131826B2 JP 3131826 B2 JP3131826 B2 JP 3131826B2 JP 09102003 A JP09102003 A JP 09102003A JP 10200397 A JP10200397 A JP 10200397A JP 3131826 B2 JP3131826 B2 JP 3131826B2
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- light beam
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- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は、望遠鏡、測量機器などに使用さ
れる正立・分岐光学系に関する。
れる正立・分岐光学系に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】従来の望遠鏡、測量機器な
どに使用される望遠光学系は、対物光学系と接眼光学系
との間に正立光学系を備えている。このような望遠光学
系に自動焦点装置を搭載したものでは、望遠光学系の途
中に分岐光学系を配置して、物界光束の一部を自動焦点
装置に向かって分岐している。図８には、自動焦点検出
装置を備えた従来の測量機器の視準望遠鏡の光学構成を
示している。この視準望遠鏡は、物体側から順に、対物
光学系として視準対物用レンズ群１１および焦点調節レ
ンズ群１２、正立光学系（２型ポロプリズム）１３、分
岐光学系１５、レチクル（焦点板）１７および接眼レン
ズ１９を備えている。対物光学系１１を透過した物体光
束は、正立光学系１３によって正立され、分岐光学系１
５を透過して、合焦状態でレチクル１７上に正立実像を
形成する。測量者は、接眼レンズ１９を介してこのレチ
クル１７上の正立物体像を、レチクルと重ねて拡大観察
する。
どに使用される望遠光学系は、対物光学系と接眼光学系
との間に正立光学系を備えている。このような望遠光学
系に自動焦点装置を搭載したものでは、望遠光学系の途
中に分岐光学系を配置して、物界光束の一部を自動焦点
装置に向かって分岐している。図８には、自動焦点検出
装置を備えた従来の測量機器の視準望遠鏡の光学構成を
示している。この視準望遠鏡は、物体側から順に、対物
光学系として視準対物用レンズ群１１および焦点調節レ
ンズ群１２、正立光学系（２型ポロプリズム）１３、分
岐光学系１５、レチクル（焦点板）１７および接眼レン
ズ１９を備えている。対物光学系１１を透過した物体光
束は、正立光学系１３によって正立され、分岐光学系１
５を透過して、合焦状態でレチクル１７上に正立実像を
形成する。測量者は、接眼レンズ１９を介してこのレチ
クル１７上の正立物体像を、レチクルと重ねて拡大観察
する。
【０００３】一方、分岐光学系１５で分岐された被写体
光束は、レチクル１７上の焦点面Ａと等価な予定焦点面
ａ上の被写体像の焦点状態を検知するＡＦセンサユニッ
ト２１が配置されている。このＡＦセンサユニット２１
は周知の構成で、たとえば位相差法によって被写体のデ
フォーカス量、前ピン、後ピンを検出する。そして、こ
の検出結果に基づいて、制御手段（マイクロコンピュー
タ）２３がモータＭを駆動し、ラック＆ピニオン機構２
５を介して焦点調節レンズ群１２を光軸に沿って前後動
させて焦点調節を行う。
光束は、レチクル１７上の焦点面Ａと等価な予定焦点面
ａ上の被写体像の焦点状態を検知するＡＦセンサユニッ
ト２１が配置されている。このＡＦセンサユニット２１
は周知の構成で、たとえば位相差法によって被写体のデ
フォーカス量、前ピン、後ピンを検出する。そして、こ
の検出結果に基づいて、制御手段（マイクロコンピュー
タ）２３がモータＭを駆動し、ラック＆ピニオン機構２
５を介して焦点調節レンズ群１２を光軸に沿って前後動
させて焦点調節を行う。
【０００４】測量機器では、光学系のメンテナンス、た
とえば、正立光学系１３、分岐光学系１５、レチクル１
７の清掃、交換やレチクル１７の位置調整をすることが
ある。このようなメンテナンスを行うと、これらの光学
軸が狂うことがあるので、軸調整が必要になる場合があ
る。かかる調整時に、従来の光学系構成では、とくに正
立光学系１３と分岐光学系１５の調整が面倒であった。
つまり、正立光学系１３を移動すると、正立光学系１３
よりも後方の分岐光学系１５に入射する主光線の位置が
ずれるので、分岐光学系１５で分岐され、ＡＦセンサユ
ニット２１に入射する主光線の位置もずれてしまう。し
たがって正立光学系１３の位置調整は、レチクル１７に
対する調整と、これと等価な関係にあるＡＦセンサユニ
ット２１に対する位置調整とを同時に行わなければな
ず、調整が面倒であった。
とえば、正立光学系１３、分岐光学系１５、レチクル１
７の清掃、交換やレチクル１７の位置調整をすることが
ある。このようなメンテナンスを行うと、これらの光学
軸が狂うことがあるので、軸調整が必要になる場合があ
る。かかる調整時に、従来の光学系構成では、とくに正
立光学系１３と分岐光学系１５の調整が面倒であった。
つまり、正立光学系１３を移動すると、正立光学系１３
よりも後方の分岐光学系１５に入射する主光線の位置が
ずれるので、分岐光学系１５で分岐され、ＡＦセンサユ
ニット２１に入射する主光線の位置もずれてしまう。し
たがって正立光学系１３の位置調整は、レチクル１７に
対する調整と、これと等価な関係にあるＡＦセンサユニ
ット２１に対する位置調整とを同時に行わなければな
ず、調整が面倒であった。
【０００５】
【発明の目的】本発明は、上記従来の自動焦点装置を備
えた望遠光学系の問題に鑑みてなされたもので、自動焦
点装置を有する望遠光学系に適した、位置調整が容易な
正立・分岐光学系を提供することを目的とする。
えた望遠光学系の問題に鑑みてなされたもので、自動焦
点装置を有する望遠光学系に適した、位置調整が容易な
正立・分岐光学系を提供することを目的とする。
【０００６】
【発明の概要】この目的を達成する請求項１に記載の本
発明は、正立光学系としてのポロプリズム１型の射出端
面に、２型ポロプリズムの入射端面を密着し、この入射
端面から２型ポロプリズムに入射した光束が最初に反射
する反射面の外側に、この反射面に入射した光束を反射
および透過により分岐させる光束分岐面を形成する分岐
光学素子を配置し、前記分岐光学素子の射出端面を、前
記２型ポロプリズムの入射端面と平行な平面に形成した
こと、に特徴を有する。
発明は、正立光学系としてのポロプリズム１型の射出端
面に、２型ポロプリズムの入射端面を密着し、この入射
端面から２型ポロプリズムに入射した光束が最初に反射
する反射面の外側に、この反射面に入射した光束を反射
および透過により分岐させる光束分岐面を形成する分岐
光学素子を配置し、前記分岐光学素子の射出端面を、前
記２型ポロプリズムの入射端面と平行な平面に形成した
こと、に特徴を有する。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明について、図面を参照して
詳細に説明する。図１は、本発明を適用した測量機器の
自動焦点装置を備えた視準望遠鏡の光学構成の一実施の
形態を示す図である。図８に示した光学素子、電子部品
などと同一の機能を有する部材には同一の符号を付して
説明を省略する。この視準望遠鏡は、物体側から順に、
対物光学系として視準対物用レンズ群１１および焦点調
節レンズ群１２、正立光学系および分岐光学系としての
機能を有する正立・分岐光学系３１、レチクル（焦点
板）１７および接眼レンズ１９を備えている。対物光学
系１１を透過した物体光束は、正立・分岐光学系３１に
よって正立され、多くはこれを透過し、合焦状態ではレ
チクル１７上に、非合焦状態ではその前後位置に正立実
像（合焦状態）を形成する。測量者は、接眼レンズ１９
を介してこのレチクル１７上の正立物体像を、レチクル
と重ねて拡大観察する。
詳細に説明する。図１は、本発明を適用した測量機器の
自動焦点装置を備えた視準望遠鏡の光学構成の一実施の
形態を示す図である。図８に示した光学素子、電子部品
などと同一の機能を有する部材には同一の符号を付して
説明を省略する。この視準望遠鏡は、物体側から順に、
対物光学系として視準対物用レンズ群１１および焦点調
節レンズ群１２、正立光学系および分岐光学系としての
機能を有する正立・分岐光学系３１、レチクル（焦点
板）１７および接眼レンズ１９を備えている。対物光学
系１１を透過した物体光束は、正立・分岐光学系３１に
よって正立され、多くはこれを透過し、合焦状態ではレ
チクル１７上に、非合焦状態ではその前後位置に正立実
像（合焦状態）を形成する。測量者は、接眼レンズ１９
を介してこのレチクル１７上の正立物体像を、レチクル
と重ねて拡大観察する。
【０００８】一方、焦点検出用の光束は、正立・分岐光
学系３１内で観察用光束から分岐され、別の光路を経て
正立・分岐光学系３１から射出して、ＡＦセンサユニッ
ト２１に入射する。ＡＦセンサユニット２１は、レチク
ル１７と等価な位置のレチクル１７と等価な予定焦点面
ａの二次結像面上の被写体像の焦点状態を検知する。焦
点検出方法としては公知のものが種々あるが、たとえば
位相差法によって被写体のデフォーカス量、前ピン、後
ピンを検出する。そして、この検出結果に基づいて、制
御手段（マイクロコンピュータ）２３がモータＭを駆動
し、ラック＆ピニオン機構２５を介して焦点調節レンズ
群１２を光軸に沿って前後動させて焦点調節を行う。
学系３１内で観察用光束から分岐され、別の光路を経て
正立・分岐光学系３１から射出して、ＡＦセンサユニッ
ト２１に入射する。ＡＦセンサユニット２１は、レチク
ル１７と等価な位置のレチクル１７と等価な予定焦点面
ａの二次結像面上の被写体像の焦点状態を検知する。焦
点検出方法としては公知のものが種々あるが、たとえば
位相差法によって被写体のデフォーカス量、前ピン、後
ピンを検出する。そして、この検出結果に基づいて、制
御手段（マイクロコンピュータ）２３がモータＭを駆動
し、ラック＆ピニオン機構２５を介して焦点調節レンズ
群１２を光軸に沿って前後動させて焦点調節を行う。
【０００９】正立・分岐光学系３１のより詳細な構成に
ついて、図２および図３に示した第１の実施の形態を参
照して説明する。第１の実施の形態は、正立光学系とし
ての２型ポロプリズム（ポロプリズム２型）３３に、１
型ポロプリズム３５（ポロプリズム１型）を適用した実
施の形態である。図２は正立・分岐光学系３１の斜視
図、図３は正立・分岐光学系３１のプリズムを分解して
示す斜視図である。
ついて、図２および図３に示した第１の実施の形態を参
照して説明する。第１の実施の形態は、正立光学系とし
ての２型ポロプリズム（ポロプリズム２型）３３に、１
型ポロプリズム３５（ポロプリズム１型）を適用した実
施の形態である。図２は正立・分岐光学系３１の斜視
図、図３は正立・分岐光学系３１のプリズムを分解して
示す斜視図である。
【００１０】２型ポロプリズム３３は、３個の直角プリ
ズムＰ１、Ｐ２、Ｐ３で形成され、１型ポロプリズム３
５は、２個の直角プリズムＰ４、Ｐ５で形成されてい
る。この実施の形態では、２型ポロプリズム３３の射出
端面Ｅ１に、１型ポロプリズム３５の入射端面Ｉ２を接
着してある。そして、２型ポロプリズム３３の射出端面
Ｅ１から射出し、１型ポロプリズム３５の入射端面Ｉ２
から入射した光束が最初に反射する反射面Ｒ５の外側面
に、レチクル１７に向かう透過光束と、１型ポロプリズ
ム３５内で反射を繰り返して１型ポロプリズム３５の射
出端面Ｅ２からＡＦセンサユニット２１に向かって射出
する反射光束とに、透過および反射による光束分岐面を
形成する分岐プリズムＰ６を接着してある。
ズムＰ１、Ｐ２、Ｐ３で形成され、１型ポロプリズム３
５は、２個の直角プリズムＰ４、Ｐ５で形成されてい
る。この実施の形態では、２型ポロプリズム３３の射出
端面Ｅ１に、１型ポロプリズム３５の入射端面Ｉ２を接
着してある。そして、２型ポロプリズム３３の射出端面
Ｅ１から射出し、１型ポロプリズム３５の入射端面Ｉ２
から入射した光束が最初に反射する反射面Ｒ５の外側面
に、レチクル１７に向かう透過光束と、１型ポロプリズ
ム３５内で反射を繰り返して１型ポロプリズム３５の射
出端面Ｅ２からＡＦセンサユニット２１に向かって射出
する反射光束とに、透過および反射による光束分岐面を
形成する分岐プリズムＰ６を接着してある。
【００１１】正立・分岐光学系３１の各プリズムＰ１〜
プリズムＰ６は、以下の通り入射光束を反射し、また透
過する。視準用対物レンズ群１１および焦点調節レンズ
群１２の軸上光線、つまり入射端面Ｉ１の中心に垂直に
入射する主光線に符号Ｌを付して説明する。図２におい
て、光軸をＺ軸、水平方向をＸ軸、垂直方向をＹ軸とす
る。
プリズムＰ６は、以下の通り入射光束を反射し、また透
過する。視準用対物レンズ群１１および焦点調節レンズ
群１２の軸上光線、つまり入射端面Ｉ１の中心に垂直に
入射する主光線に符号Ｌを付して説明する。図２におい
て、光軸をＺ軸、水平方向をＸ軸、垂直方向をＹ軸とす
る。
【００１２】視準用対物レンズ群１１および焦点調節レ
ンズ群１２を透過した入射主光線Ｌ１は、正立・分岐光
学系３１に、２型ポロプリズム３３の入射端面Ｉ１から
入射し、第１反射面Ｒ１で下方に直角に反射してＹ軸と
平行に進み（主光線Ｌ２）、第２反射面Ｒ２で横方向に
直角に反射してＸ軸と平行に進み（主光線Ｌ３）、第３
反射面Ｒ３で上方に直角に（反射してＹ軸と平行に進み
（主光線Ｌ４）、第４反射面Ｒ４で前方に直角に反射し
てＺ軸と平行に接眼レンズ１９方向に進み（射出主光線
Ｌ５）、２型ポロプリズム３３の射出端面Ｅ１から射出
し、１型ポロプリズム３５に入射端面Ｉ２（プリズムＰ
４の底面）から入射する。
ンズ群１２を透過した入射主光線Ｌ１は、正立・分岐光
学系３１に、２型ポロプリズム３３の入射端面Ｉ１から
入射し、第１反射面Ｒ１で下方に直角に反射してＹ軸と
平行に進み（主光線Ｌ２）、第２反射面Ｒ２で横方向に
直角に反射してＸ軸と平行に進み（主光線Ｌ３）、第３
反射面Ｒ３で上方に直角に（反射してＹ軸と平行に進み
（主光線Ｌ４）、第４反射面Ｒ４で前方に直角に反射し
てＺ軸と平行に接眼レンズ１９方向に進み（射出主光線
Ｌ５）、２型ポロプリズム３３の射出端面Ｅ１から射出
し、１型ポロプリズム３５に入射端面Ｉ２（プリズムＰ
４の底面）から入射する。
【００１３】１型ポロプリズム３５（プリズムＰ４）に
入射した主光線Ｌ５は、一部が第５反射面Ｒ５、入射端
面Ｉ３を透過し、射出端面Ｅ３から垂直に、レチクル１
７、接眼レンズ１９に向かって射出する（射出主光線Ｌ
５）。一方、第５反射面Ｒ５に入射した主光線Ｌ５の残
りの部分はここで上方に向かって直角に反射してＹ軸と
平行に進み（分岐主光線Ｌ６）、プリズムＰ４の他方の
第６反射面Ｒ６で後方に直角に反射してＺ軸と平行に進
んでプリズムＰ５に入射し（分岐主光線Ｌ７）、プリズ
ムＰ５の第７反射面Ｒ７で横方向に直角に反射してＸ軸
と平行に進み（分岐主光線Ｌ８）第８反射面Ｒ８で前方
に直角に反射してＺ軸と平行に進み（分岐射出主光線Ｌ
９）、射出端面Ｅ２から垂直に射出してＡＦセンサユニ
ット２１に入射する。
入射した主光線Ｌ５は、一部が第５反射面Ｒ５、入射端
面Ｉ３を透過し、射出端面Ｅ３から垂直に、レチクル１
７、接眼レンズ１９に向かって射出する（射出主光線Ｌ
５）。一方、第５反射面Ｒ５に入射した主光線Ｌ５の残
りの部分はここで上方に向かって直角に反射してＹ軸と
平行に進み（分岐主光線Ｌ６）、プリズムＰ４の他方の
第６反射面Ｒ６で後方に直角に反射してＺ軸と平行に進
んでプリズムＰ５に入射し（分岐主光線Ｌ７）、プリズ
ムＰ５の第７反射面Ｒ７で横方向に直角に反射してＸ軸
と平行に進み（分岐主光線Ｌ８）第８反射面Ｒ８で前方
に直角に反射してＺ軸と平行に進み（分岐射出主光線Ｌ
９）、射出端面Ｅ２から垂直に射出してＡＦセンサユニ
ット２１に入射する。
【００１４】ここで、主光線Ｌ３、Ｌ８はＸ軸と平行で
あり、主光線Ｌ２、Ｌ４、Ｌ６はＹ軸と一致しまたは平
行である。
あり、主光線Ｌ２、Ｌ４、Ｌ６はＹ軸と一致しまたは平
行である。
【００１５】この正立・分岐光学系３１を位置調整のた
めに、光軸と直交する方向（Ｘ−Ｙ軸方向）に移動した
ときの、射出光線Ｌ５、Ｌ９の様子を、図６の（Ａ）、
（Ｂ）に基づいて説明する。正立・分岐光学系３１は、
図示しないが、レンズ鏡筒に対して、光軸と直交するＸ
軸、Ｙ軸方向調整可能とし、レチクル１７および２１は
レンズ鏡筒に固定して移動しないものとする。
めに、光軸と直交する方向（Ｘ−Ｙ軸方向）に移動した
ときの、射出光線Ｌ５、Ｌ９の様子を、図６の（Ａ）、
（Ｂ）に基づいて説明する。正立・分岐光学系３１は、
図示しないが、レンズ鏡筒に対して、光軸と直交するＸ
軸、Ｙ軸方向調整可能とし、レチクル１７および２１は
レンズ鏡筒に固定して移動しないものとする。
【００１６】正立・分岐光学系３１（３３、３５）を水
平方向（Ｘ軸に沿って）図において右方に破線で示す位
置までΔｘ移動すると、射出主光線Ｌ５は正立・分岐光
学系３１（３３）と同方向に２倍、つまり図において右
方に２Δｘ移動する。しかし、分岐射出光線Ｌ９は、３
５に対して逆方向に２Δｘ移動するので、結局、移動量
が相殺されて水平方向には移動しない。
平方向（Ｘ軸に沿って）図において右方に破線で示す位
置までΔｘ移動すると、射出主光線Ｌ５は正立・分岐光
学系３１（３３）と同方向に２倍、つまり図において右
方に２Δｘ移動する。しかし、分岐射出光線Ｌ９は、３
５に対して逆方向に２Δｘ移動するので、結局、移動量
が相殺されて水平方向には移動しない。
【００１７】同様に、正立・分岐光学系３１を垂直方向
（Ｙ軸に沿って）Δｙ移動すると、射出主光線Ｌ５は正
立・分岐光学系３１と同方向に２倍、つまり２Δｙ移動
するが、分岐射出光線Ｌ９は、相対的に逆方向に２Δｙ
移動するので、移動量が相殺されて移動しない。
（Ｙ軸に沿って）Δｙ移動すると、射出主光線Ｌ５は正
立・分岐光学系３１と同方向に２倍、つまり２Δｙ移動
するが、分岐射出光線Ｌ９は、相対的に逆方向に２Δｙ
移動するので、移動量が相殺されて移動しない。
【００１８】以上の通り本第１の実施の形態では、正立
・分岐光学系３１を、Ｚ軸と直交する方向に平行移動し
ても、ＡＦセンサユニット２１に入射する射出主光線Ｌ
９は移動しないので、レチクル１７、接眼レンズ１９に
対する位置調整とＡＦセンサユニット２１についての位
置調整を互いに連係して行う必要がなく、これらの位置
調整が非常に容易になる。
・分岐光学系３１を、Ｚ軸と直交する方向に平行移動し
ても、ＡＦセンサユニット２１に入射する射出主光線Ｌ
９は移動しないので、レチクル１７、接眼レンズ１９に
対する位置調整とＡＦセンサユニット２１についての位
置調整を互いに連係して行う必要がなく、これらの位置
調整が非常に容易になる。
【００１９】図４および図５には、本発明のさらに別の
実施の形態を示している。この第２の実施の形態は、正
立光学系としての１型ポロプリズム４３に、２型ポロプ
リズム４５を適用した正立・分岐光学系４１である。
実施の形態を示している。この第２の実施の形態は、正
立光学系としての１型ポロプリズム４３に、２型ポロプ
リズム４５を適用した正立・分岐光学系４１である。
【００２０】１型ポロプリズム４３は、２個の直角プリ
ズムＰ２１、Ｐ２２で形成され、２型ポロプリズム４５
は、３個の直角プリズムＰ２３、Ｐ２４、Ｐ２５で形成
されている。この第２の実施の形態では、１型ポロプリ
ズム４３の射出端面Ｅ２１に、２型ポロプリズム４５の
入射端面Ｉ２２を接着してある。そして、１型ポロプリ
ズム４３の射出端面Ｅ２１から射出し、２型ポロプリズ
ム４５の入射端面Ｉ２２から入射した光束が最初に反射
する反射面Ｒ２５の外側面に、光束を、レチクル１７に
向かう透過光束と、２型ポロプリズム４５内で反射して
２型ポロプリズム４５の射出端面Ｅ２２からＡＦセンサ
ユニット２１に向かって射出する反射光束とに、透過お
よび反射により分岐する光束分岐面を形成する分岐プリ
ズムＰ２６を接着してある。
ズムＰ２１、Ｐ２２で形成され、２型ポロプリズム４５
は、３個の直角プリズムＰ２３、Ｐ２４、Ｐ２５で形成
されている。この第２の実施の形態では、１型ポロプリ
ズム４３の射出端面Ｅ２１に、２型ポロプリズム４５の
入射端面Ｉ２２を接着してある。そして、１型ポロプリ
ズム４３の射出端面Ｅ２１から射出し、２型ポロプリズ
ム４５の入射端面Ｉ２２から入射した光束が最初に反射
する反射面Ｒ２５の外側面に、光束を、レチクル１７に
向かう透過光束と、２型ポロプリズム４５内で反射して
２型ポロプリズム４５の射出端面Ｅ２２からＡＦセンサ
ユニット２１に向かって射出する反射光束とに、透過お
よび反射により分岐する光束分岐面を形成する分岐プリ
ズムＰ２６を接着してある。
【００２１】正立・分岐光学系４１の各プリズムＰ２１
〜プリズムＰ２６は、以下の通り入射光束を反射し、ま
た透過する。視準用対物レンズ群１１および焦点調節レ
ンズ群１２の軸上光線、つまり入射端面Ｉ２１の中心に
垂直に入射する主光線に符号Ｌを付して説明する。な
お、図４、５において、光軸をＺ軸、水平方向をＸ軸、
垂直方向をＹ軸とする。
〜プリズムＰ２６は、以下の通り入射光束を反射し、ま
た透過する。視準用対物レンズ群１１および焦点調節レ
ンズ群１２の軸上光線、つまり入射端面Ｉ２１の中心に
垂直に入射する主光線に符号Ｌを付して説明する。な
お、図４、５において、光軸をＺ軸、水平方向をＸ軸、
垂直方向をＹ軸とする。
【００２２】視準用対物レンズ群１１および焦点調節レ
ンズ群１２を透過した入射主光線Ｌ２１は、正立・分岐
光学系４１に、１型ポロプリズム４３の入射端面Ｉ２１
から入射し、第１反射面Ｒ２１で横方向に直角に反射し
てＸ軸と平行に進み（主光線Ｌ２２）、第２反射面Ｒ２
２で後方に直角に反射してＺ軸と平行に進み（主光線Ｌ
２３）、第３反射面Ｒ２３で上方に直角に反射してＹ軸
と平行に進み（主光線Ｌ２４）、第４反射面Ｒ２４で前
方に直角に反射してＺ軸と平行に進み（射出主光線Ｌ２
５）、１型ポロプリズム４３の射出端面Ｅ２１から射出
して、２型ポロプリズム４５（プリズムＰ２３）に入射
端面Ｉ２２から入射する。
ンズ群１２を透過した入射主光線Ｌ２１は、正立・分岐
光学系４１に、１型ポロプリズム４３の入射端面Ｉ２１
から入射し、第１反射面Ｒ２１で横方向に直角に反射し
てＸ軸と平行に進み（主光線Ｌ２２）、第２反射面Ｒ２
２で後方に直角に反射してＺ軸と平行に進み（主光線Ｌ
２３）、第３反射面Ｒ２３で上方に直角に反射してＹ軸
と平行に進み（主光線Ｌ２４）、第４反射面Ｒ２４で前
方に直角に反射してＺ軸と平行に進み（射出主光線Ｌ２
５）、１型ポロプリズム４３の射出端面Ｅ２１から射出
して、２型ポロプリズム４５（プリズムＰ２３）に入射
端面Ｉ２２から入射する。
【００２３】２型ポロプリズム４５に入射した主光線Ｌ
２５は、一部がプリズムＰ２３、プリズムＰ２６を透過
して射出端面Ｅ２３から、レクチル１７、接眼レンズ１
９に向かって射出する。一方、２型ポロプリズム４５
（プリズムＰ２３）に入射した主光線Ｌ２５の残りの部
分は、プリズムＰ２３、プリズムＰ２４の境界面で直角
に反射してＹ軸と平行に進み（主光線Ｌ２６）、プリズ
ムＰ２４に入射し、第６反射面Ｒ２６で直角に反射して
Ｘ軸と平行に進み（主光線Ｌ２７）、第７反射面Ｒ２７
で下方に直角に反射してＹ軸と平行に進み（主光線Ｌ２
８）、第８反射面Ｒ２８で前方に直角に反射してＺ軸と
平行に進んで、ＡＦセンサユニット２１に向かってプリ
ズムＰ２５の射出端面Ｅ２２から射出する（射出主光線
Ｌ２９）。
２５は、一部がプリズムＰ２３、プリズムＰ２６を透過
して射出端面Ｅ２３から、レクチル１７、接眼レンズ１
９に向かって射出する。一方、２型ポロプリズム４５
（プリズムＰ２３）に入射した主光線Ｌ２５の残りの部
分は、プリズムＰ２３、プリズムＰ２４の境界面で直角
に反射してＹ軸と平行に進み（主光線Ｌ２６）、プリズ
ムＰ２４に入射し、第６反射面Ｒ２６で直角に反射して
Ｘ軸と平行に進み（主光線Ｌ２７）、第７反射面Ｒ２７
で下方に直角に反射してＹ軸と平行に進み（主光線Ｌ２
８）、第８反射面Ｒ２８で前方に直角に反射してＺ軸と
平行に進んで、ＡＦセンサユニット２１に向かってプリ
ズムＰ２５の射出端面Ｅ２２から射出する（射出主光線
Ｌ２９）。
【００２４】このように、入射主光線Ｌ２１、Ｌ２３、
射出主光線Ｌ２５、Ｌ２９はＺ軸と一致しまたは平行に
なり、主光線Ｌ２２、Ｌ２７はＸ軸と一致しまたは平行
になり、主光線Ｌ２６、Ｌ２８はＹ軸と一致しまたは平
行になる。この正立・分岐光学系４１を位置調整のため
に、Ｚ軸と直交する方向に移動したときの、射出光線Ｌ
２５、Ｌ２９の様子を、図７の（Ａ）、（Ｂ）に基づい
て説明する。
射出主光線Ｌ２５、Ｌ２９はＺ軸と一致しまたは平行に
なり、主光線Ｌ２２、Ｌ２７はＸ軸と一致しまたは平行
になり、主光線Ｌ２６、Ｌ２８はＹ軸と一致しまたは平
行になる。この正立・分岐光学系４１を位置調整のため
に、Ｚ軸と直交する方向に移動したときの、射出光線Ｌ
２５、Ｌ２９の様子を、図７の（Ａ）、（Ｂ）に基づい
て説明する。
【００２５】正立・分岐光学系４１（ポロプリズム４
３、４５）を水平方向（Ｘ軸に沿って）図において右方
に破線で示した位置までΔｘ移動すると、射出主光線Ｌ
２５は正立・分岐光学系４１と同方向に２倍、つまり右
方に２Δｘ移動する。しかし、分岐射出光線Ｌ２９は、
２型ポロプリズム４５に対して逆方向に２Δｘ移動する
ので結局、移動量が相殺されて水平方向には移動しな
い。同様に、正立・分岐光学系４１（ポロプリズム４
３、４５）を垂直方向（Ｙ軸に沿って）Δｙ移動する
と、射出主光線Ｌ２５は１型ポロプリズム４３と同方向
に２倍、つまり２Δｙ移動する。しかし、分岐射出光線
Ｌ２９は、２型ポロプリズム４５に対して逆方向に２Δ
ｙ移動するので結局、移動量が相殺されて水平方向には
移動しない。
３、４５）を水平方向（Ｘ軸に沿って）図において右方
に破線で示した位置までΔｘ移動すると、射出主光線Ｌ
２５は正立・分岐光学系４１と同方向に２倍、つまり右
方に２Δｘ移動する。しかし、分岐射出光線Ｌ２９は、
２型ポロプリズム４５に対して逆方向に２Δｘ移動する
ので結局、移動量が相殺されて水平方向には移動しな
い。同様に、正立・分岐光学系４１（ポロプリズム４
３、４５）を垂直方向（Ｙ軸に沿って）Δｙ移動する
と、射出主光線Ｌ２５は１型ポロプリズム４３と同方向
に２倍、つまり２Δｙ移動する。しかし、分岐射出光線
Ｌ２９は、２型ポロプリズム４５に対して逆方向に２Δ
ｙ移動するので結局、移動量が相殺されて水平方向には
移動しない。
【００２６】以上の通り本実施の形態によれば、正立・
分岐光学系３１、正立・分岐光学系４１を光軸と直交す
る方向に移動しても、レチクル１７に入射する光束は移
動するが、ＡＦセンサユニット２１に入射する光束は移
動しないので、一度ＡＦセンサユニット２１の位置調整
を行っておけば、レチクル１７、接眼レンズ１９に対す
る位置調整を行ってもＡＦセンサユニット２１に対する
主光線の入射位置が狂うことがない。したがって、正立
・分岐光学系３１、４１の位置調整が非常に容易にな
る。
分岐光学系３１、正立・分岐光学系４１を光軸と直交す
る方向に移動しても、レチクル１７に入射する光束は移
動するが、ＡＦセンサユニット２１に入射する光束は移
動しないので、一度ＡＦセンサユニット２１の位置調整
を行っておけば、レチクル１７、接眼レンズ１９に対す
る位置調整を行ってもＡＦセンサユニット２１に対する
主光線の入射位置が狂うことがない。したがって、正立
・分岐光学系３１、４１の位置調整が非常に容易にな
る。
【００２７】図示実施の形態は、本発明を自動焦点装置
を備えた測量機器に適用したものであるが、本発明はこ
の実施の形態に限定されず、自動焦点装置を備えた望遠
鏡、双眼鏡などの光学機器に適用でいることは容易に理
解できよう。また、ＡＦセンサユニット２１に代えて、
あるいはレチクル１７および接眼光学系２１に代えて、
ＣＣＤ撮像素子などの撮像手段を備え、撮像手段で撮像
した像を観察する光学機器にも適用できる。なお、実施
の形態では１型ポロプリズムと２型ポロプリズムを使用
したが、１型同士、あるいは２型同士でも可能であり、
１型ポロプリズムと２型ポロプリズムの相対的な向き
は、射出端面と入射端面とが密着している限り、自由で
ある。
を備えた測量機器に適用したものであるが、本発明はこ
の実施の形態に限定されず、自動焦点装置を備えた望遠
鏡、双眼鏡などの光学機器に適用でいることは容易に理
解できよう。また、ＡＦセンサユニット２１に代えて、
あるいはレチクル１７および接眼光学系２１に代えて、
ＣＣＤ撮像素子などの撮像手段を備え、撮像手段で撮像
した像を観察する光学機器にも適用できる。なお、実施
の形態では１型ポロプリズムと２型ポロプリズムを使用
したが、１型同士、あるいは２型同士でも可能であり、
１型ポロプリズムと２型ポロプリズムの相対的な向き
は、射出端面と入射端面とが密着している限り、自由で
ある。
【００２８】
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り本発明は、
正立光学系としての１型ポロプリズムまたは２型ポロプ
リズムの射出端面に、２型ポロプリズムまたは１型ポロ
プリズムの入射端面を密着し、この入射端面から２型ポ
ロプリズムまたは１型ポロプリズムに入射した光束が最
初に反射する反射面の外側に、この反射面に入射した光
束を反射および透過により分岐させる光束分岐面を形成
する分岐光学素子を配置し、分岐光学素子の射出端面を
前記１型ポロプリズムまたは２型ポロプリズムの射出端
面と平行に形成したので、１、２型ポロプリズムおよび
分岐光学素子を、光軸と直交する方向に移動しても、分
岐光学素子の射出端面から射出する光束は平行移動する
が、前記２型ポロプリズムまたは１型ポロプリズムの射
出端面から射出する光束は移動しない構成とすることが
できるので、正立・分岐光学系の位置調整が容易にな
る。
正立光学系としての１型ポロプリズムまたは２型ポロプ
リズムの射出端面に、２型ポロプリズムまたは１型ポロ
プリズムの入射端面を密着し、この入射端面から２型ポ
ロプリズムまたは１型ポロプリズムに入射した光束が最
初に反射する反射面の外側に、この反射面に入射した光
束を反射および透過により分岐させる光束分岐面を形成
する分岐光学素子を配置し、分岐光学素子の射出端面を
前記１型ポロプリズムまたは２型ポロプリズムの射出端
面と平行に形成したので、１、２型ポロプリズムおよび
分岐光学素子を、光軸と直交する方向に移動しても、分
岐光学素子の射出端面から射出する光束は平行移動する
が、前記２型ポロプリズムまたは１型ポロプリズムの射
出端面から射出する光束は移動しない構成とすることが
できるので、正立・分岐光学系の位置調整が容易にな
る。
【図１】本発明の正立・分岐光学系を、自動焦点装置を
備えた測量機器に適用した実施の形態を示す図である。
備えた測量機器に適用した実施の形態を示す図である。
【図２】同第１の実施の形態の正立・分岐光学系の外観
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図３】同第１の実施の形態の正立・分岐光学系を、プ
リズムを分離して外観を示す斜視図である。
リズムを分離して外観を示す斜視図である。
【図４】同第２の実施の形態の正立・分岐光学系の外観
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図５】同第２の実施の形態の正立・分岐光学系を、プ
リズムを分離して外観を示す斜視図である。
リズムを分離して外観を示す斜視図である。
【図６】第１の実施の形態の正立・分岐光学系を適用し
た場合の正立・分岐光学系の位置調整の様子を説明する
図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正立・分岐光学
系を接眼レンズ側から見た図である。
た場合の正立・分岐光学系の位置調整の様子を説明する
図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正立・分岐光学
系を接眼レンズ側から見た図である。
【図７】第２の実施の形態の正立・分岐光学系を適用し
た場合の正立・分岐光学系の位置調整の様子を説明する
図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正立・分岐光学
系を接眼レンズ側から見た図である。
た場合の正立・分岐光学系の位置調整の様子を説明する
図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正立・分岐光学
系を接眼レンズ側から見た図である。
【図８】従来の自動焦点装置を備えた測量機器の光学系
の概要を説明する図である。
の概要を説明する図である。
１７ レチクル １９ 接眼レンズ ２１ ＡＦセンサユニット（焦点検出手段） ３１ 正立・分岐光学系 ３３ ２型ポロプリズム ３５ １型ポロプリズム Ｐ６ 直角プリズム（分岐光学素子） ４１ 正立・分岐光学系 ４３ １型ポロプリズム ４５ ２型ポロプリズム Ｐ２６ 直角プリズム（分岐光学素子）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｇ０２Ｂ 23/04 Ｇ０２Ｂ 23/04 27/10 27/10 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 5/04 G02B 23/04 G02B 27/10
Claims (11)
- 【請求項１】 正立光学系としてのポロプリズム１型の
射出端面に、２型ポロプリズムの入射端面を密着し、こ
の入射端面から２型ポロプリズムに入射した光束が最初
に反射する反射面の外側に、この反射面に入射した光束
を反射および透過により分岐させる光束分岐面を形成す
る分岐光学素子を配置し、前記分岐光学素子の射出端面
を、前記２型ポロプリズムの入射端面と平行な平面に形
成したこと、を特徴とする正立・分岐光学系。 - 【請求項２】 前記１型ポロプリズムの入射端面に垂直
に入射する主光線と、この主光線のうち、前記光束分岐
面を透過して射出する射出光線と、前記光束分岐面で反
射して前記２型ポロプリズムの射出端面から射出する射
出光線とは互いに平行である請求項１に記載の正立・分
岐光学系。 - 【請求項３】 前記分岐光学素子は、前記射出端面を底
面、前記反射面に密着する面を斜面とする直角プリズム
である請求項１または２に記載の正立・分岐光学系。 - 【請求項４】 請求項１から３のいずれか一項に記載の
正立・分岐光学系を備えた望遠光学系であって、この望
遠光学系は、物体側から順に、対物光学系、前記分岐光
学系および観察光学系を備え、前記光束分岐面で反射し
て前記２型ポロプリズムの射出端面から射出する射出光
束を受光して焦点検出する焦点検出手段を備えたこと、
を特徴とする正立・分岐光学系を備えた望遠光学系。 - 【請求項５】 請求項１から３のいずれか一項に記載の
正立・分岐光学系を備えた望遠光学系であって、この望
遠光学系は、物体側から順に、対物光学系、前記分岐光
学系および観察光学系を備え、前記光束分岐面で反射し
て前記２型ポロプリズムの射出端面から射出する射出光
束を受光して撮像する撮像手段を備えたこと、を特徴と
する正立・分岐光学系を備えた望遠光学系。 - 【請求項６】 正立光学系としての２型ポロプリズムの
射出端面に、１型ポロプリズムの入射端面を密着し、こ
の入射端面から１型ポロプリズムに入射した光束が最初
に反射する反射面の外側に、この反射面に入射した光束
を反射および透過により分岐させる光束分岐面を形成す
る分岐光学素子を配置し、前記分岐光学素子の射出端面
を、前記２型ポロプリズムの入射端面と平行な平面に形
成たしこと、を特徴とする正立・分岐光学系。 - 【請求項７】 前記２型ポロプリズムの入射端面に垂直
に入射する主光線と、この主光線のうち、前記光束分岐
面を透過して射出する射出光線と、前記光束分岐面で反
射して前記１型ポロプリズムの射出端面から射出する射
出光線とは互いに平行である請求項６に記載の正立・分
岐光学系。 - 【請求項８】 前記分岐光学素子は、前記射出端面を底
面、前記反射面に密着する面を斜面とする直角プリズム
である請求項７に記載の正立・分岐光学系。 - 【請求項９】 請求項６から８のいずれか一項に記載の
正立・分岐光学系を備えた望遠光学系であって、この望
遠光学系は、物体側から順に、対物光学系、前記分岐光
学系および観察光学系を備え、前記光束分岐面で反射し
て前記１型ポロプリズムの射出端面から射出する射出光
束を受光して焦点検出する焦点検出手段を備えたこと、
を特徴とする正立・分岐光学系を備えた望遠光学系。 - 【請求項１０】 請求項６から９のいずれか一項に記載
の正立・分岐光学系を備えた望遠光学系であって、この
望遠光学系は、物体側から順に、対物光学系、前記分岐
光学系および観察光学系を備え、前記光束分岐面で反射
して前記１型ポロプリズムの射出端面から射出する射出
光束を受光して撮像する撮像手段を備えたこと、を特徴
とする正立・分岐光学系を備えた望遠光学系。 - 【請求項１１】正立光学系としてのポロプリズムの射出
端面に、他のポロプリズムの入射端面を密着し、この入
射端面から他のポロプリズムに入射した光束が最初に反
射する反射面の外側に、この反射面に入射した光束を反
射および透過により分岐させる光束分岐面を形成する分
岐光学素子を配置し、前記分岐光学素子の射出端面を、
前記ポロプリズムの入射端面と平行な平面に形成したこ
と、を特徴とする正立・分岐光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09102003A JP3131826B2 (ja) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | 正立・分岐光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09102003A JP3131826B2 (ja) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | 正立・分岐光学系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10293204A JPH10293204A (ja) | 1998-11-04 |
| JP3131826B2 true JP3131826B2 (ja) | 2001-02-05 |
Family
ID=14315627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09102003A Expired - Fee Related JP3131826B2 (ja) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | 正立・分岐光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3131826B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012061163A2 (en) * | 2010-10-25 | 2012-05-10 | Nikon Corporation | Apparatus, optical assembly, method for inspection or measurement of an object and method for manufacturing a structure |
| CN108549145B (zh) * | 2018-05-30 | 2021-08-31 | 四川远瞻智汇科技有限公司 | 一种单物双目望远镜的新结构 |
-
1997
- 1997-04-18 JP JP09102003A patent/JP3131826B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10293204A (ja) | 1998-11-04 |
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