JP6539886B2

JP6539886B2 - Image reversing prism

Info

Publication number: JP6539886B2
Application number: JP2014202826A
Authority: JP
Inventors: 尚美渡辺
Original assignee: 鎌倉光機株式会社
Priority date: 2014-10-01
Filing date: 2014-10-01
Publication date: 2019-07-10
Anticipated expiration: 2034-10-01
Also published as: JP2016071276A

Description

この発明は像反転プリズムに関し、詳しくは、光の透過率の損失を抑えつつ、これを備えた双眼鏡及び望遠鏡等の正立光学系をスリムな形状にすることができる像反転プリズムに関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image inverting prism, and more particularly, to an image inverting prism capable of making an erecting optical system such as binoculars and telescopes having a slim shape while suppressing loss of light transmittance.

双眼鏡や地上用望遠鏡には、対物レンズ系により形成された倒立像を正立像として観察できるようにするために、像反転系が設けられている。像反転系としては、例えば、ポロプリズム及びダハ式プリズムが知られている。 In order to be able to observe an inverted image formed by an objective lens system as an erect image, binoculars and ground telescopes are provided with an image inverting system. As an image inversion system, for example, a porro prism and a daha type prism are known.

ポロプリズム４０は、図５に示すように、例えば２つの直角プリズム４１，４２の稜線が直交するように配置することで正立像を実現する。ポロプリズム４０は、光の入射軸と射出軸とが大きくずれているので、配置スペースが大きくなり、図５に示すように、幅の広い鏡筒４３を有する双眼鏡４００となる。 As shown in FIG. 5, the Porro prism 40 realizes an erected image, for example, by arranging the ridge lines of the two right angle prisms 41 and 42 to be orthogonal to each other. Since the light incident axis and the light emission axis of the Polo prism 40 are largely deviated, the arrangement space is increased, and as shown in FIG. 5, the binoculars 400 having the wide barrel 43 are obtained.

ダハ式プリズム５０は、図６に示すように、ダハプリズム５１と補助プリズム５２とを組み合わせることで正立像を実現する。ダハ式プリズム５０は、光の入射軸と射出軸とを同軸又はそれに近い平行状態にすることができるので、ポロプリズム４０に比べて配置スペースを小さくすることができ、ストレート形状の鏡筒５５を有するスリムな双眼鏡５００を作製することができる。したがって、近年、双眼鏡に設けられる像反転プリズムとしては、ダハ式プリズムが主流となっている。ダハ式プリズムとしては、例えば、シュミット・ペチャンプリズム及びアッベ・ケーニッヒプリズムが知られている。 The daha type prism 50 realizes an erected image by combining the daha prism 51 and the auxiliary prism 52 as shown in FIG. The roof type prism 50 can make the light incident axis and the light emission axis parallel or nearly parallel, so that the arrangement space can be made smaller than that of the porro prism 40, and the straight lens barrel 55 can be used. The slim binoculars 500 can be manufactured. Therefore, in recent years, the Daha type prism has become mainstream as an image inverting prism provided in binoculars. As the Daha prism, for example, Schmidt-Pechan prism and Abbe-Konig prism are known.

図６に示すダハ式プリズムは、シュミット・ペチャンプリズム５０である。シュミット・ペチャンプリズム５０は、光の入射軸と射出軸とを同軸にし易いので、対物レンズ５３とシュミット・ペチャンプリズム５０と接眼レンズ５４とを同軸上に配置することができる。したがって、シュミット・ペチャンプリズム５０が設けられた双眼鏡５００は、鏡筒５５をストレート形状にして、スリムな形状にすることができる。 The Daha prism shown in FIG. 6 is a Schmidt-Pechan prism 50. The Schmidt-Pechan prism 50 makes it easy to make the light incident axis and the light emission axis coaxial with each other, so that the objective lens 53, the Schmitt-Pechan prism 50, and the eyepiece 54 can be coaxially arranged. Accordingly, the binocular 500 provided with the Schmidt-Pechan prism 50 can make the lens barrel 55 straight and slim.

一方、シュミット・ペチャンプリズム５０は、光の入射軸と射出軸とを大きくずらすことができない。そのため、大きな口径の対物レンズ５３と共に用いることができない。すなわち、大きな口径の対物レンズ５３と共に用いると必然的に左右の鏡筒５５が太くなり、双眼鏡５００の鏡筒５５間の距離が大きくなる。その結果、接眼レンズ５４間の距離Ｄ_Ｌも大きくなる。例えば、鏡筒５５の口径が６０ｍｍの場合には、鏡筒５５間の距離は少なくとも６０ｍｍになり、接眼レンズ５４間の距離Ｄ_Ｌも少なくとも６０ｍｍになる。ＩＳＯ及びＪＩＳには、双眼鏡の眼幅調整範囲の必要最低限の値として、５６ｍｍ〜７２ｍｍが示されている。したがって、所望の特性を有する双眼鏡とするためには、接眼レンズ５４間の距離を少なくとも５６ｍｍまで調整可能にする必要がある。しかしながら、光の入射軸と射出軸とが同軸であるシュミット・ペチャンプリズム５０では、対物レンズ５３間の距離Ｄ_Ｓと接眼レンズ５４間の距離Ｄ_Ｌとを別々に調整することができないので、対物レンズ５３間の距離Ｄ_Ｓに応じて接眼レンズ５４間の距離Ｄ_Ｌが決定されてしまう。そのため、鏡筒５５の口径が６０ｍｍの場合には、接眼レンズ５４間の距離Ｄ_Ｌを６０ｍｍより小さくすることができない。したがって、シュミット・ペチャンプリズム５０は、通常、小〜中程度の口径を有する対物レンズ５３と共に用いられ、対物レンズ５３の口径は最大５０ｍｍ程度に限定される。 On the other hand, the Schmidt-Pechan prism 50 can not largely shift the light incidence axis and the light emission axis. Therefore, it can not be used with a large aperture objective lens 53. That is, when used together with the large-aperture objective lens 53, the left and right lens barrels 55 necessarily become thick, and the distance between the lens barrels 55 of the binoculars 500 becomes large. As a result, the distance D _L between the eyepieces 54 also increases. For example, if the diameter of the lens barrel 55 is 60mm, the distance between the lens barrel 55 becomes at least 60mm, also at least 60mm distance _{D L} between the eyepiece 54. In ISO and JIS, 56 mm to 72 mm are shown as minimum necessary values of the eye width adjustment range of binoculars. Therefore, in order to obtain binoculars having desired characteristics, the distance between the eyepieces 54 needs to be adjustable to at least 56 mm. However, the Schmidt Pechan prism 50 light incident axis and the exit axis are coaxial, it is not possible to adjust the distance D _L between the distance between the objective lens 53 D _S and the eyepiece 54 separately, the objective The distance D _L between the eyepieces 54 is determined in accordance with the distance D _S between the lenses 53. Therefore, when the diameter of the lens barrel 55 is 60mm it can not be smaller than 60mm the distance _{D L} between the eyepiece 54. Therefore, the Schmidt-Pechan prism 50 is generally used together with the objective lens 53 having a small to medium aperture, and the aperture of the objective lens 53 is limited to about 50 mm at maximum.

また、シュミット・ペチャンプリズム５０は、補助プリズム５２における光の反射面の一つが全反射面ではないので、この面に反射膜５６を成膜して光の透過率の損失を抑制している。しかしながら、全反射面ではない面は、反射膜５６を成膜してもある程度の光量の損失があるので、全ての反射面が全反射面であるプリズムに比べて光の透過率が低下し、観察される像が暗くなってしまう。 Further, in the Schmidt-Pechan prism 50, since one of the light reflection surfaces of the auxiliary prism 52 is not a total reflection surface, the reflection film 56 is formed on this surface to suppress the loss of light transmittance. However, since the surface which is not the total reflection surface loses a certain amount of light even when the reflective film 56 is formed, the light transmittance is reduced compared to the prism in which all the reflection surfaces are the total reflection surface, The image to be observed becomes dark.

アッベ・ケーニッヒプリズム６０は、図７に示すように、補助プリズム６１とダハプリズム６２とを組合せることで正立像を実現する。アッベ・ケーニッヒプリズム６０は、シュミット・ペチャンプリズム５０と異なり、光の入射軸Ｉ_１と射出軸Ｊ_１とをある程度ずらすことができるので、使用者の両眼の幅に合わせて接眼レンズ６４間の距離を調整することができる。したがって、アッベ・ケーニッヒプリズム６０は、大きな口径を有する対物レンズ６３と共に用いることができる。しかしながら、図７に示すように、アッベ・ケーニッヒプリズム６０は、ダハプリズム６２が射出軸Ｊ_１の径方向外側に大きくせり出すので、対物レンズ６３の口径に合わせたストレート形状の鏡筒６５に収納することができない。すなわち、アッベ・ケーニッヒプリズム６０が設けられた双眼鏡は、対物レンズ６３の口径に合わせたストレート形状の鏡筒６５にすることができず、鏡筒６５の大きさがアッベ・ケーニッヒプリズム６０の大きさによって設定されてしまう。 The Abbe-Konig prism 60 realizes an erected image by combining the auxiliary prism 61 and the roof prism 62 as shown in FIG. Abbe Konig prism 60, unlike the Schmidt Pechan prism 50, since the incident axis I ₁ of light and the exit axis J ₁ can be shifted to some extent, between the eyepiece 64 to the width of the user's eyes The distance can be adjusted. Thus, the Abbe-Konig prism 60 can be used with an objective lens 63 having a large aperture. However, as shown in FIG. 7, the Abbe Konig prism 60, since the roof prism 62 is pushed out largely radially outward of the injection axis J _1, it is housed in a barrel 65 of a straight shape corresponding to the aperture of the objective lens 63 I can not That is, the binoculars provided with the Abbe-Konich prism 60 can not be made to be a straight-shaped barrel 65 matched to the aperture of the objective lens 63, and the size of the barrel 65 is the size of the Abbe-Konig prism 60. It is set by.

一方、アッベ・ケーニッヒプリズム６０は、全ての光の反射面が全反射面であるので、光の透過率の損失がなく、シュミット・ペチャンプリズム５０に比べて観察される像が明るくなる。 On the other hand, in the Abbe-Konig prism 60, the reflection surface of all the light is a total reflection surface, so there is no loss of light transmittance, and the observed image becomes brighter than the Schmidt-Pechan prism 50.

前述したように、ダハ式プリズムはその種類によって一長一短があるので、双眼鏡等の像反転光学機器に要求される特性に応じて特定のダハ式プリズムが選択されていた。一方で、従来のダハ式プリズムそれぞれの長所を全て併せ持つプリズムが望まれていた。 As described above, the Daha type prism has advantages and disadvantages depending on its type, so a specific Daha type prism has been selected according to the characteristics required for an image inverting optical device such as binoculars. On the other hand, a prism having all the advantages of the conventional Daha type prisms has been desired.

本発明は、光の透過率の損失を抑えつつ、これを備えた双眼鏡及び望遠鏡等の光学機器をスリムな形状にすることができる像反転プリズムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an image inverting prism that can make optical devices such as binoculars and telescopes having a slim shape while suppressing loss of light transmittance.

前記課題を解決するための手段は以下の通りである。
（１）補助プリズムとダハプリズムとを有する像反転プリズムであって、
前記補助プリズムと前記ダハプリズムとは、屈折率ｎ_ｅが１．５６より大きい光学ガラスからなり、
前記補助プリズムは、入射面に垂直に入射した光線が全反射するように設けられた第１反射面と、前記第１反射面で反射した光線が全反射するように設けられた第２反射面と、前記第２反射面で反射した光線が自身に対して垂直に出射するように設けられた出射面とを有し、
前記ダハプリズムは、前記出射面に平行に設けられると共に前記補助プリズムから出射した光線が入射する第２入射面と、前記入射面に平行に設けられると共に、前記第２入射面に入射した光線が内部反射した後に、前記入射光線に平行に出射する第２出射面とを有し、前記入射面における像を上下左右に反転することを特徴とする像反転プリズムである。 The means for solving the problems are as follows.
(1) An image inverting prism having an auxiliary prism and a roof prism, wherein
Wherein A and the auxiliary prism the roof prism, the refractive index n _e is from 1.56 greater than the optical glass,
The auxiliary prism includes a first reflection surface provided to totally reflect a light beam vertically incident on the incident surface, and a second reflection surface provided to totally reflect a light beam reflected by the first reflection surface And a light exit surface provided such that the light beam reflected by the second reflection surface is emitted perpendicularly to itself,
The roof prism is provided in parallel to the exit surface and is provided in parallel to the second incident surface on which the light beam emitted from the auxiliary prism is incident, and in parallel to the incident surface, and the light beam incident on the second incident surface is internally It is an image inverting prism characterized by having a second outgoing surface parallel to the incident light beam after reflection, and inverting an image on the incident surface vertically and horizontally.

前記（１）の好適な手段は以下の通りである。
（２）前記入射光線の前記第１反射面での反射角は６６〜６８°であり、第１反射面で反射した光線の前記第２反射面での反射角は４３〜４６°であることを特徴とする前記（１）に記載の像反転プリズムである。 The preferred means of the above (1) is as follows.
(2) The reflection angle of the incident light beam on the first reflection surface is 66 to 68 °, and the reflection angle of the light beam reflected on the first reflection surface on the second reflection surface is 43 to 46 ° The image inverting prism according to (1), characterized in that

本発明によると、光の透過率の損失を抑えつつ、これを備えた双眼鏡及び望遠鏡等の光学機器をスリムな形状にすることができる像反転プリズムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an image inverting prism that can make optical devices such as binoculars and telescopes having a slim shape while suppressing loss of light transmittance.

図１は、本発明に係る像反転プリズムの一例である像反転プリズムを入射軸に直交する方向から見たときの端面図である。FIG. 1 is an end view of an image inverting prism, which is an example of the image inverting prism according to the present invention, as viewed from the direction orthogonal to the incident axis. 図２は、本発明に係る像反転プリズムにおける補助プリズムの一例である補助プリズムの６面図である。図２（ａ）は補助プリズムの正面図である。図２（ｂ）は補助プリズムの左側面図である。図２（ｃ）は補助プリズムの右側面図である。図２（ｄ）は補助プリズムの上面図である。図２（ｅ）は補助プリズムの底面図である。図２（ｆ）は補助プリズムの背面図である。FIG. 2 is a six-face view of an auxiliary prism which is an example of the auxiliary prism in the image inverting prism according to the present invention. FIG. 2A is a front view of the auxiliary prism. FIG. 2B is a left side view of the auxiliary prism. FIG. 2C is a right side view of the auxiliary prism. FIG. 2D is a top view of the auxiliary prism. FIG. 2 (e) is a bottom view of the auxiliary prism. FIG. 2F is a rear view of the auxiliary prism. 図３は、鏡筒内に配置されている本発明に係る像反転プリズムの一例である像反転プリズムを示す概略説明図である。FIG. 3 is a schematic explanatory view showing an image inverting prism which is an example of the image inverting prism according to the present invention disposed in a lens barrel. 図４は、本発明に係る像反転プリズムにおける補助プリズムの別の一例である補助プリズムを入射軸に直交する方向から見たときの端面図である。FIG. 4 is an end view of an auxiliary prism which is another example of the auxiliary prism in the image inverting prism according to the present invention, as viewed from the direction orthogonal to the incident axis. 図５は、ポロプリズムが設けられた双眼鏡を示す概略説明図である。FIG. 5 is a schematic explanatory view showing binoculars provided with a porro prism. 図６は、シュミット・ペシャンプリズムが設けられた双眼鏡を示す概略説明図である。FIG. 6 is a schematic explanatory view showing a binocular provided with a Schmidt-Pechan prism. 図７は、鏡筒内に配置されているアッベ・ケーニッヒプリズムを示す概略説明図である。FIG. 7 is a schematic explanatory view showing the Abbe-Konig prism disposed in the lens barrel.

本発明に係る像反転プリズムの一実施形態である像反転プリズムについて、図１〜図３を参照しつつ以下に説明する。この像反転プリズム１００は、補助プリズム１０及びダハプリズム２０を有する。 An image inverting prism which is an embodiment of an image inverting prism according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3. The image inverting prism 100 has an auxiliary prism 10 and a roof prism 20.

補助プリズム１０は、入射面１の中心に垂直に入射した光線（以下において、入射光線と称する）を、前記入射光線の入射軸Ｉに対して所定の角度で回転させた方向に変化させて、補助プリズム１０から出射させる機能を有する。補助プリズム１０は、入射光線が全反射するように設けられた第１反射面２と、前記第１反射面２で全反射した光線が全反射するように設けられた第２反射面３と、前記第２反射面３で全反射した光線が自身に対して垂直に出射するように設けられた出射面４とを少なくとも有する。すなわち、補助プリズム１０は、入射面１の中心に垂直に入射した入射光線が第１反射面２で全反射した後に第２反射面３で全反射して、出射面４に対して垂直に出射するように形成されている。入射光線が補助プリズム１０から出射するまでに内部反射する第１反射面２及び第２反射面３は、いずれも全反射面であるので、全反射面ではない面に反射膜を成膜することにより形成される反射面に比べて反射する際の光量の損失を抑えることができる。また、出射面４は、第２反射面３で反射した光線が面に垂直に出射するように設けられているので、出射する際の光の反射による光量の損失を抑えることができる。したがって、この補助プリズム１０によると、光の透過率の損失を抑えることができる。後述するように、補助プリズム１０から出射した出射光線は入射軸Ｉに対して所定の角度でダハプリズム２０に入射し、上下左右に像反転して、前記入射軸Ｉに平行にダハプリズム２０から出射する。 The auxiliary prism 10 changes a light beam vertically incident on the center of the incident surface 1 (hereinafter referred to as incident light beam) in a direction rotated at a predetermined angle with respect to the incident axis I of the incident light beam, It has a function of emitting light from the auxiliary prism 10. The auxiliary prism 10 includes a first reflecting surface 2 provided so as to totally reflect an incident light beam, and a second reflecting surface 3 provided such that light rays totally reflected by the first reflecting surface 2 are totally reflected. It has at least an exit surface 4 provided so that a light beam totally reflected by the second reflection surface 3 is emitted perpendicularly to itself. That is, in the auxiliary prism 10, the incident light beam vertically incident on the center of the entrance surface 1 is totally reflected by the first reflection surface 2 and then totally reflected by the second reflection surface 3, and is emitted perpendicularly to the exit surface 4. It is formed to be. Since the first reflection surface 2 and the second reflection surface 3 that internally reflect until the incident light beam exits from the auxiliary prism 10 are both total reflection surfaces, a reflection film should be formed on a surface that is not a total reflection surface. The loss of the light quantity at the time of reflection can be suppressed compared with the reflective surface formed by this. Moreover, since the light emission surface 4 is provided so that the light ray reflected by the 2nd reflective surface 3 may radiate | emit perpendicularly | vertically to a surface, it can suppress the loss of the light quantity by the reflection of the light at the time of radiate | emitting. Therefore, according to the auxiliary prism 10, the loss of light transmittance can be suppressed. As described later, the outgoing light beam emitted from the auxiliary prism 10 is incident on the roof prism 20 at a predetermined angle with respect to the incident axis I, is image inverted vertically and horizontally, and is emitted from the roof prism 20 parallel to the incident axis I .

前記入射面１は、例えば図３に示す対物レンズ３１を透過した光束が入射する面である。補助プリズム１０は、例えば対物レンズ３１の光軸と入射軸Ｉとが同軸になるように配置される。この実施形態の入射面１の端面形状は、図２（ｂ）に示すように、２つの角部が面取りされた正方形であるが、本発明の課題を達成することができる限りその端面形状は特に限定されない。 The incident surface 1 is, for example, a surface on which the light beam transmitted through the objective lens 31 shown in FIG. 3 is incident. The auxiliary prism 10 is disposed, for example, such that the optical axis of the objective lens 31 and the incident axis I are coaxial. Although the end surface shape of the entrance surface 1 of this embodiment is a square in which two corner portions are chamfered as shown in FIG. 2 (b), the end surface shape is as long as the object of the present invention can be achieved. It is not particularly limited.

前記第１反射面２は、図１に示すように、入射面１に垂直に入射した入射光線が全反射するように設けられている。この実施形態の第１反射面２は、第１反射面２の法線と入射面１の法線とのなす角θｉが６７．５°になるように、入射面１と出射面４とに隣接して設けられている。すなわち、この第１反射面２は、入射光線が第１反射面２で６７．５°の反射角θａで反射するように設けられている。前記反射角θａは６７．５°に特に限定されず、前記反射角θａは、６６°〜６８°が好ましい。この実施形態の第１反射面２の端面形状は、図２（ｄ）に示すように、略長方形であり、入射面１と入射面１及び第１反射面２に直交する側面５ａ，５ｂそれぞれと隣接する２つの角部が面取りされているが、本発明の課題を達成することができる限りその端面形状は特に限定されない。 As shown in FIG. 1, the first reflection surface 2 is provided so as to totally reflect an incident light beam perpendicularly incident on the incident surface 1. The first reflection surface 2 of this embodiment is formed on the entrance surface 1 and the exit surface 4 so that the angle θi between the normal to the first reflection surface 2 and the normal to the entrance surface 1 is 67.5 °. It is provided adjacent to each other. That is, the first reflection surface 2 is provided such that the incident light beam is reflected by the first reflection surface 2 at a reflection angle θa of 67.5 °. The reflection angle θa is not particularly limited to 67.5 °, and the reflection angle θa is preferably 66 ° to 68 °. The end face shape of the first reflection surface 2 in this embodiment is substantially rectangular as shown in FIG. 2D, and the side surfaces 5a and 5b orthogonal to the entrance surface 1 and the entrance surface 1 and the first reflection surface 2 respectively. Although the two adjacent corners are chamfered, the end face shape is not particularly limited as long as the object of the present invention can be achieved.

前記第２反射面３は、図１に示すように、第１反射面２で反射した光線が全反射するように設けられている。この実施形態の第２反射面３は、第２反射面３の法線と入射面１の法線とのなす角θiiが９０°になるように設けられている。すなわち、この第２反射面３は、第１反射面２で６７．５°の反射角θａで反射した光線が４５°の反射角θｂで反射するように設けられている。前記反射角θｂは４５°に特に限定されず、前記反射角θｂは、４３°〜４６°が好ましい。この実施形態の第２反射面３の端面形状は、図２（ｅ）に示すように、略長方形であり、側面５ａ，５ｂそれぞれと隣接する稜線が面取りされているが、本発明の課題を達成することができる限りその端面形状は特に限定されない。 As shown in FIG. 1, the second reflecting surface 3 is provided so that the light beam reflected by the first reflecting surface 2 is totally reflected. The second reflective surface 3 in this embodiment is provided such that an angle θii between the normal of the second reflective surface 3 and the normal of the incident surface 1 is 90 °. That is, the second reflection surface 3 is provided so that the light beam reflected by the first reflection surface 2 at a reflection angle θa of 67.5 ° is reflected at a reflection angle θb of 45 °. The reflection angle θb is not particularly limited to 45 °, and the reflection angle θb is preferably 43 ° to 46 °. The end face shape of the second reflecting surface 3 in this embodiment is substantially rectangular as shown in FIG. 2 (e), and the ridge lines adjacent to the side faces 5a and 5b are chamfered, but the problem of the present invention The end face shape is not particularly limited as long as it can be achieved.

前記出射面４は、図１に示すように、第２反射面３で反射した光線が自身に対して垂直に出射するように設けられている。この実施形態の出射面４は、出射面４の法線と第２反射面３の法線とのなす角θiii＝θｂが４５°になるように、第１反射面２と第２反射面３とに隣接して設けられている。すなわち、この出射面４は、出射面４の法線と入射面１の法線とのなす角θivが４５°になるように設けられている。前記なす角θiiiは４５°に限定されず、第２反射面３における前記反射角θｂに応じて設定され、反射角θｂと同じ値になるように設定される。この実施形態の出射面４の端面形状は、図２（ｄ）に示すように、略長方形であり、第２反射面３と側面５ａ，５ｂそれぞれと隣接する２つの角部が面取りされているが、本発明の課題を達成することができる限りその端面形状は特に限定されない。 As shown in FIG. 1, the emission surface 4 is provided so that the light beam reflected by the second reflection surface 3 can be emitted perpendicularly to itself. The first reflection surface 2 and the second reflection surface 3 have an emission surface 4 of this embodiment such that an angle θiii = θb formed between the normal to the emission surface 4 and the normal to the second reflection surface 3 is 45 °. It is provided adjacent to and. That is, the exit surface 4 is provided such that an angle θiv between the normal of the exit surface 4 and the normal of the entrance surface 1 is 45 °. The angle θiii formed is not limited to 45 °, but is set according to the reflection angle θb of the second reflection surface 3 and is set to the same value as the reflection angle θb. The end face shape of the exit surface 4 in this embodiment is substantially rectangular as shown in FIG. 2D, and two corner portions adjacent to the second reflection surface 3 and the side surfaces 5a and 5b are chamfered. However, the end face shape is not particularly limited as long as the object of the present invention can be achieved.

前記反射角θａ、前記反射角θｂ、及び前記なす角θiiiが前記範囲内にあると、入射光線が像反転プリズム１００から出射するまでに内部反射するすべての反射面すなわち第
１反射面２と第２反射面３とを全反射面にし、かつ出射面４に対して垂直に光線が出射するようにしつつ、入射軸Ｉに直交する方向の大きさを小さくすることができる。換言すると、前記反射角θａ、前記反射角θｂ、及び前記なす角θiiiが前記範囲内にあると、像反転プリズム１００に入射した光の透過率の損失を最小限に抑えつつ、例えば双眼鏡の対物レンズの口径に合わせた鏡筒に収納可能な大きさにすることができる。 When the reflection angle θa, the reflection angle θb, and the forming angle θiii are within the above range, all the reflection surfaces, ie, the first reflection surface 2 and the first reflection surface that internally reflect the incident light before exiting the image inverting prism 100 The size in the direction orthogonal to the incident axis I can be reduced while making the total reflection surface of the 2 reflection surface 3 be a total reflection surface and that a light beam be emitted perpendicularly to the emission surface 4. In other words, when the reflection angle θa, the reflection angle θb, and the formed angle θiii are within the ranges, for example, the objective of binoculars is minimized while the loss of the transmittance of light incident on the image inverting prism 100 is minimized. It can be made large enough to be stored in the lens barrel matched to the aperture of the lens.

この実施形態の補助プリズム１０は、少なくとも入射面１と第１反射面２と第２反射面３と出射面４とを有し、これらの面が図１の紙面に直交する方向に延在している。図３に示すように、補助プリズム１０は、入射面１と第２反射面３との隣接する部分に凹部７を有するのが好ましい。すなわち、入射面１と第２反射面３と側面５ａ，５ｂとが互いに隣接する方向に延在していると仮定して、仮想入射面１´と仮想第２反射面３´と仮想側面５ａ´，５ｂ´とを想定した場合に、仮想入射面１´と仮想第２反射面３´と仮想側面５ａ´，５ｂ´と第２反射面３に平行に設けられた第１面６ａと出射面４に平行に設けられた第２面６ｂとにより囲まれる部分が切除されて、第１面６ａと第２面６ｂとにより形成される凹部７が形成されているのが好ましい。この切除された部分は、図３に示すように、入射面１に光線が入射して内部反射した後にダハプリズム２０の第２出射面２２から出射するときの光路を計算したときに、前記光線が通過しない部分である。一方、この切除された部分には、入射面１に入射するが、第２出射面２２から出射しない光線が通過する場合がある。したがって、仮にこの切除された部分が存在すると、入射面１に入射した光線が第２出射面２２から出射しないで直接に接眼レンズに入射するおそれがあり、この光線によって像の二重化（ゴースト）を発生させてしまうおそれがある。したがって、入射面１と第２反射面３との隣接部分に限らず、計算上光線が通過しない部分を切除して、計算上光線が通過する部分のみを残す形状とするのが好ましい。 The auxiliary prism 10 of this embodiment has at least an incident surface 1, a first reflecting surface 2, a second reflecting surface 3 and an emitting surface 4, and these surfaces extend in the direction orthogonal to the paper surface of FIG. ing. As shown in FIG. 3, the auxiliary prism 10 preferably has a recess 7 in the portion adjacent to the incident surface 1 and the second reflecting surface 3. That is, assuming that the incident surface 1, the second reflecting surface 3 and the side surfaces 5a and 5b extend in the direction adjacent to each other, the virtual incident surface 1 ', the virtual second reflecting surface 3' and the virtual side surface 5a Assuming that ', 5b', the first surface 6a and the emission provided parallel to the virtual incident surface 1 ', the virtual second reflecting surface 3', the virtual side surfaces 5a ', 5b' and the second reflecting surface 3 It is preferable that a portion surrounded by the second surface 6b provided parallel to the surface 4 is cut away to form a recess 7 formed by the first surface 6a and the second surface 6b. As shown in FIG. 3, when the light beam enters the incident surface 1 and is internally reflected and then the light beam is emitted from the second exit surface 22 of the roof prism 20 as shown in FIG. It is a part which does not pass. On the other hand, a light beam which is incident on the incident surface 1 but not emitted from the second emission surface 22 may pass through the cut-off portion. Therefore, if there is a portion that has been cut off, there is a risk that the light beam incident on the incident surface 1 will be directly incident on the eyepiece without exiting from the second exit surface 22. There is a risk of causing it to occur. Therefore, it is preferable to cut off not only the portion adjacent to the incident surface 1 and the second reflecting surface 3 but also the portion where the ray does not pass in calculation, leaving only the portion where the ray passes in calculation.

この補助プリズム１０は、入射面１の中心に垂直に入射する入射光線の入射軸Ｉから第２反射面までの距離Ｒを、前記入射軸Ｉから入射面１と第１反射面２との稜線までの距離ｒの１．８倍程度にすることができる。また、図３に示すように、ダハプリズム２０は、補助プリズム１０の入射軸Ｉに直交する方向の大きさを超えないように設定されている。したがって、この像反転プリズム１００は、補助プリズム１０の入射軸Ｉに直交する方向の大きさによって収納可能な鏡筒の大きさが決定される。一方、図７に示すアッベ・ケーニッヒプリズムは、本発明の像反転プリズム１００の前記距離Ｒに相当する、入射軸Ｉ_１に直交する方向の最大距離Ｒ_１が、本発明の像反転プリズム１００の前記距離ｒに相当する、入射面における径方向の距離ｒ_１の２．２倍であり、本発明の像反転プリズム１００に比べて大きい。したがって、この補助プリズム１０を有する像反転プリズム１００は、図７に示すアッベ・ケーニッヒプリズムに比べて入射軸Ｉに直交する方向の大きさを小さくすることができる。 The auxiliary prism 10 measures the distance R from the incident axis I of the incident light beam perpendicularly incident on the center of the incident surface 1 to the second reflecting surface, and the ridgeline of the incident surface 1 to the first reflecting surface 2 from the incident axis I The distance r can be about 1.8 times the distance r. Further, as shown in FIG. 3, the roof prism 20 is set so as not to exceed the size in the direction orthogonal to the incident axis I of the auxiliary prism 10. Therefore, the size of the lens barrel that can be accommodated in the image inverting prism 100 is determined by the size in the direction orthogonal to the incident axis I of the auxiliary prism 10. On the other hand, in the Abbe-Konig prism shown in FIG. 7, the maximum distance R _{1 in the} direction orthogonal to the incident axis I ₁ , which corresponds to the distance R of the image inverting prism 100 of the present invention, corresponds to that of the image inverting prism 100 of the present invention. This is 2.2 times the radial distance r _{1 on} the incident surface, which corresponds to the distance r, and is larger than the image inverting prism 100 of the present invention. Therefore, the image inverting prism 100 having the auxiliary prism 10 can reduce the size in the direction orthogonal to the incident axis I as compared with the Abbe-Konig prism shown in FIG. 7.

この補助プリズム１０は、入射面１に垂直に入射した入射光線が補助プリズム１０から出射するまでに内部反射する反射面がすべて全反射面であるので、全反射面ではない面に反射膜を成膜することにより形成される反射面を有する場合に比べて反射する際の光量の損失を抑えることができる。したがって、この補助プリズム１０によると、光の透過率の損失を抑えることができる。また、前述したように、この補助プリズム１０を有する像反転プリズム１００は、入射軸Ｉに直交する方向の大きさを小さくすることができる。したがって、この補助プリズム１０によると、光の透過率の損失を抑えつつ、入射軸Ｉに直交する方向の大きさを小さくすることができ、その結果、例えば双眼鏡の対物レンズの口径に合わせた鏡筒に収納可能な大きさにすることができる。 In this auxiliary prism 10, all the reflection surfaces that are internally reflected before the incident light rays vertically incident on the incident surface 1 exit from the auxiliary prism 10 are total reflection surfaces, so a reflection film is formed on a surface that is not a total reflection surface. The loss of light quantity at the time of reflection can be suppressed as compared with the case of having a reflective surface formed by filming. Therefore, according to the auxiliary prism 10, the loss of light transmittance can be suppressed. Further, as described above, in the image inverting prism 100 having the auxiliary prism 10, the size in the direction orthogonal to the incident axis I can be reduced. Therefore, according to this auxiliary prism 10, it is possible to reduce the size in the direction orthogonal to the incident axis I while suppressing the loss of light transmittance, and as a result, for example, a mirror matched to the aperture of the objective lens of binoculars It can be made large enough to be stored in a cylinder.

ダハプリズム２０は、補助プリズム１０の入射面１における像を上下左右に反転する機能を有する。ダハプリズム２０は、前記出射面４に平行に設けられると共に前記補助プリズム１０から出射した光線が入射する第２入射面２１と、前記入射面１に平行に設けられると共に、前記第２入射面に入射した光線が内部反射した後に、前記入射光線に平行に出射する第２出射面２２とダハ面２３とを少なくとも有する。 The roof prism 20 has a function of inverting the image on the incident surface 1 of the auxiliary prism 10 vertically and horizontally. The roof prism 20 is provided parallel to the emission surface 4 and provided with a second incident surface 21 on which the light beam emitted from the auxiliary prism 10 is incident, and provided parallel to the incident surface 1 and incident on the second incident surface It has at least a second emission surface 22 and a roof surface 23 which are emitted parallel to the incident light beam after the reflected light beam is internally reflected.

ダハプリズム２０は、補助プリズム１０の入射面１における像を上下左右に反転して出射することができ、入射軸Ｉに直交する方向の大きさを所定の範囲にすることができる限り特に限定されない。ダハプリズム２０としては、例えば、シュミットプリズム等を挙げることができる。 The roof prism 20 is not particularly limited as long as the image on the incident surface 1 of the auxiliary prism 10 can be vertically and horizontally inverted and emitted, and the size in the direction orthogonal to the incident axis I can be in a predetermined range. As the daha prism 20, a Schmidt prism etc. can be mentioned, for example.

この実施形態のダハプリズム２０は、所謂シュミットプリズムと称されるプリズムである。この実施形態のダハプリズム２０の構造について、以下に簡単に説明する。第２入射面２１は、前記出射面４に平行に所定の間隔をあけて配置され、空気間隙が設けられている。すなわち、前記出射面４と前記第２入射面２１とは密着しないように配置されている。像反転プリズム１００は、例えば、前記出射面４と前記第２入射面２１との間に板状部材（図示せず）を有することで空気間隙が設けられる。板状部材は、例えば枠状体であり、光が透過する領域を遮蔽しないように配置される。 The roof prism 20 in this embodiment is a prism called a so-called Schmidt prism. The structure of the roof prism 20 of this embodiment will be briefly described below. The second incident surface 21 is disposed in parallel with the exit surface 4 at a predetermined interval, and an air gap is provided. That is, the emission surface 4 and the second incident surface 21 are disposed so as not to be in close contact with each other. In the image inverting prism 100, for example, an air gap is provided by having a plate-like member (not shown) between the output surface 4 and the second incident surface 21. The plate-like member is, for example, a frame-like body, and is disposed so as not to shield an area through which light is transmitted.

前記第２入射面２１は、第２入射面２１の法線と入射面１の法線とのなす角θvが４５°になるように設けられている。前記なす角θvは、４５°に特に限定されない。前記なす角θvは、第２反射面３における前記反射角θｂに応じて設定され、入射面１と第２反射面３とのなす角θiiが９０°の場合、θv＝９０−θbを満たす値となる。 The second incident surface 21 is provided such that an angle θv between the normal of the second incident surface 21 and the normal of the incident surface 1 is 45 °. The angle θv formed is not particularly limited to 45 °. The angle θv formed is set according to the reflection angle θb on the second reflection surface 3 and a value satisfying θv = 90−θb when the angle θii formed between the incident surface 1 and the second reflection surface 3 is 90 °. It becomes.

前記第２出射面２２は、前記入射面１に平行に設けられている。この実施形態の第２出射面２２は、第２出射面２２の法線と第２入射面２１の法線とのなす角θviが４５°になるように、第２入射面２１に隣接して設けられている。前記第２入射面２１と前記第２出射面２２とは、図１の紙面に直交する稜線２４を介して隣接し、この稜線２４とは反対側の端縁はそれぞれダハ面２３に隣接している。 The second emission surface 22 is provided in parallel to the incident surface 1. The second exit surface 22 in this embodiment is adjacent to the second entrance surface 21 so that the angle θvi between the normal to the second exit surface 22 and the normal to the second entrance surface 21 is 45 °. It is provided. The second incident surface 21 and the second emission surface 22 are adjacent to each other via a ridge line 24 orthogonal to the paper surface of FIG. 1, and the edge opposite to the ridge line 24 is adjacent to the roof surface 23. There is.

ダハ面２３は、第１ダハ面２３ａと第２ダハ面２３ｂとを有し、これらの面は互いに直交している。第１ダハ面２３ａと第２ダハ面２３ｂとによって形成される稜線２５は、図１の紙面に平行であり、第２入射面２１と第２出射面２２とにより形成される稜線２４に直交する。 The roof surface 23 has a first roof surface 23a and a second roof surface 23b, which are orthogonal to each other. The ridgeline 25 formed by the first roof surface 23a and the second roof surface 23b is parallel to the paper surface of FIG. 1 and is orthogonal to the ridgeline 24 formed by the second incident surface 21 and the second emission surface 22. .

ダハプリズム２０は、第２入射面２１及び第２出射面２２が延在する方向すなわち図１の紙面に直交する方向から見ると、第２入射面２１と第２出射面２２との稜線２４を示す点を頂点とする略二等辺三角形である。 The roof prism 20 shows ridgelines 24 of the second incident surface 21 and the second outgoing surface 22 when viewed from the direction in which the second incident surface 21 and the second outgoing surface 22 extend, that is, the direction orthogonal to the sheet of FIG. It is a substantially isosceles triangle whose point is a vertex.

ダハプリズム２０における第２入射面２１、第２出射面２２、及びダハ面２３は、第２入射面２１に垂直に入射した光線がダハプリズム２０の内部を全反射して出射することができるように、設計されている。ダハプリズム２０は、補助プリズム１０と同様に、計算上光線が通過する部分のみを残す形状とするのが好ましい。したがって、この実施形態のダハプリズム２０は、第２入射面２１と第２出射面２２とが隣接する稜線２４、第２入射面２１とダハ面２３ａ及び２３ｂとが隣接する角部、第２出射面２２とダハ面２３ａ及び２３ｂが隣接する角部が面取りされている。 The second incident surface 21, the second exit surface 22 and the roof surface 23 in the roof prism 20 are such that light rays vertically incident on the second entrance surface 21 can be totally reflected and emitted inside the roof prism 20, It is designed. Similarly to the auxiliary prism 10, the roof prism 20 preferably has a shape that leaves only a portion through which a ray passes. Therefore, in the roof prism 20 of this embodiment, the ridge line 24 where the second incident surface 21 and the second emission surface 22 are adjacent, the corner where the second incident surface 21 and the roof surfaces 23a and 23b are adjacent, the second emission surface The corner where the 22 and the roof surface 23a and 23b adjoin is chamfered.

ダハプリズム２０は、入射軸Ｉに直交する方向の最大距離が、補助プリズム１０の入射軸Ｉに直交する方向の最大距離よりも大きくならないように設定されている。この実施形態では、第２入射面２１における入射軸Ｉから最も離れている部分すなわち稜線２４と第２反射面３とは、入射軸Ｉからの距離が同じであり、かつ、ダハプリズム２０の入射軸Ｉに直交する方向の大きさが補助プリズム１０の入射軸Ｉに直交する方向の大きさよりも小さくなるように形成されている。 The roof prism 20 is set such that the maximum distance in the direction orthogonal to the incident axis I is not larger than the maximum distance in the direction orthogonal to the incident axis I of the auxiliary prism 10. In this embodiment, the portion of the second incident surface 21 farthest from the incident axis I, ie, the ridgeline 24 and the second reflecting surface 3 have the same distance from the incident axis I, and the incident axis of the roof prism 20. The size in the direction orthogonal to I is smaller than the size in the direction orthogonal to the incident axis I of the auxiliary prism 10.

このダハプリズム２０は、第２入射面２１に垂直に入射した光線がダハプリズム２０から出射するまでに内部反射する反射面がすべて全反射面であるので、全反射面ではない面に反射膜を成膜することにより形成される反射面を有する場合に比べて反射する際の光量の損失を抑えることができる。したがって、このダハプリズム２０によると、光の透過率の損失を抑えることができる。また、このダハプリズム２０は、入射軸Ｉに直交する方向の最大距離が、補助プリズム１０の入射軸Ｉに直交する方向の最大距離よりも大きくならないように設定されている。したがって、このダハプリズム１０によると、光の透過率の損失を抑えつつ、入射軸Ｉに直交する方向の大きさを小さくすることができ、その結果、例えば双眼鏡の対物レンズの口径に合わせた鏡筒に収納可能な大きさにすることができる。 The roof prism 20 forms a reflection film on a surface that is not a total reflection surface, since all reflection surfaces that internally reflect light rays vertically incident on the second incident surface 21 before the light is output from the roof prism 20 are total reflection surfaces. It is possible to suppress the loss of light quantity at the time of reflection as compared with the case of having a reflective surface formed by performing. Therefore, according to this roof prism 20, the loss of light transmittance can be suppressed. Further, this roof prism 20 is set such that the maximum distance in the direction orthogonal to the incident axis I is not larger than the maximum distance in the direction orthogonal to the incident axis I of the auxiliary prism 10. Therefore, according to this roof prism 10, it is possible to reduce the size in the direction orthogonal to the incident axis I while suppressing the loss of light transmittance, and as a result, for example, a lens barrel matched to the aperture of the objective lens of binoculars Size can be stored in the

図１に示すように、補助プリズム１０の入射面１の中心に垂直に入射する入射光線の入射軸Ｉとこの入射光線が内部反射を経てダハプリズム２０から出射する出射光線の射出軸Ｊとは、所定の距離離れている。この実施形態の像反転プリズム１００は、入射軸Ｉと射出軸Ｊとの距離ｄが前記距離ｒの０．８３倍である。前記距離ｄは、前記反射角θａ及び前記反射角θｂに応じて、適宜設定することができる。入射軸Ｉと射出軸Ｊとが所定の距離ｄ離れていると、例えば、この像反転プリズム１００を双眼鏡に設けて使用する場合に、使用者の両眼の幅に合わせて２つの接眼レンズ間の距離を調整できる双眼鏡を提供することができる。 As shown in FIG. 1, an incident axis I of an incident light beam vertically incident on the center of the incident surface 1 of the auxiliary prism 10 and an emission axis J of the outgoing light beam emitted from the roof prism 20 through internal reflection. A certain distance away. In the image inverting prism 100 of this embodiment, the distance d between the entrance axis I and the exit axis J is 0.83 times the distance r. The distance d can be appropriately set according to the reflection angle θa and the reflection angle θb. When the incident axis I and the exit axis J are separated by a predetermined distance d, for example, when the image inverting prism 100 is used by being provided in binoculars, between the two eyepieces according to the width of the user's binoculars Can provide binoculars with adjustable distance.

補助プリズム１０とダハプリズム２０とは、ｅ線（波長：５４６．１ｎｍ）を基準とする屈折率ｎ_eが１．５６より大きく、通常２．０より小さい光学ガラスにより形成される。屈折率ｎ_ｅが大きいほど、後述する第１反射面２及び第２反射面３における臨界角が大きくなり、補助プリズム１０の構造設計の自由度が高くなると共に、光の透過率の損失を抑えて、明るい観察像を得ることができる。また、この像反転プリズム１００を双眼鏡等の像反転光学機器に設けた場合に、像反転プリズム１００の屈折率ｎ_ｅが大きいほど、対物レンズにＦナンバーの小さな明るいレンズを使用できる。 The auxiliary prism 10 and roof prism 20, e-line (wavelength: 546.1 nm) larger than the refractive index n _e is 1.56 referenced to, usually formed by less than 2.0 optical glass. As the refractive index _ne is larger, the critical angle at the first reflecting surface 2 and the second reflecting surface 3 described later becomes larger, the degree of freedom in the structural design of the auxiliary prism 10 becomes higher, and the loss of light transmittance is suppressed. Thus, a bright observation image can be obtained. Further, in case of providing the image inverting prism 100 to the image inversion optical apparatus such as binoculars, as the refractive index n _e of the image-inverting prism 100 is large, a small bright lens F-number on the objective lens can be used.

補助プリズム１０が屈折率ｎ_ｅが１．５６より大きい光学ガラスにより形成された場合の第１反射面２における反射角について、以下に具体的に説明する。まず、空気の屈折率を１．０、入射角をθ_Ｘ０、出射角をθ_Ｘとすると、次の関係式（１）が成り立つ。
ｎ_ｅ×ｓｉｎθ_Ｘ０＝１．０×ｓｉｎθ_Ｘ・・・（１）
θ_Ｘが９０°のときのθ_Ｘ０が臨界角である。よって、補助プリズム１０の屈折率ｎ_ｅが１．５６のとき臨界角は３９．８°であり、屈折率ｎ_ｅが２．０のとき臨界角は３０°である。したがって、屈折率ｎ_ｅが１．５６のとき、３９．８°〜９０°の入射角で第１反射面２に入射した光線は全反射する。屈折率ｎ_ｅが２．０のとき、３０°〜９０°の入射角で第１反射面２に入射した光線は全反射する。すなわち、屈折率ｎ_ｅが大きいほど第１反射面２に入射した光線が全反射するときの入射角の数値範囲が広くなる。同様に、屈折率ｎ_ｅが大きいほど第２反射面３に入射した光線が全反射するときの入射角の数値範囲が広くなる。したがって、屈折率ｎ_ｅが１．５６より大きいと、光の透過率の損失を抑えつつ入射軸Ｉに直交する方向の大きさを小さくするように、補助プリズム１０を構造設計するときの自由度が高くなり、また、Ｆナンバーの小さな対物レンズの使用が可能になる。 The reflection angle at the first reflecting surface 2 when the auxiliary prism 10 having a refractive index n _e is formed by 1.56 greater than optical glass, specifically described below. First, assuming that the refractive index of air is 1.0, the incident angle is θ _X0 , and the emission angle is θ _X , the following relational expression (1) is established.
n _e × sin θ _{X 0} = 1.0 × sin θ _X (1)
The critical angle is θ _X0 when θ _X is 90 °. Therefore, the critical angle when the refractive index _{n e} is 1.56 auxiliary prism 10 is 39.8 °, the critical angle when the refractive index _{n e} of 2.0 is 30 °. Accordingly, when the refractive index _{n e} is 1.56, light rays incident on the first reflecting surface 2 at an incident angle of 39.8 ° to 90 ° is totally reflected. When the refractive index _ne is 2.0, a ray incident on the first reflection surface 2 at an incident angle of 30 ° to 90 ° is totally reflected. That is, the numerical range of the incident angle when light rays incident on the first reflecting surface 2 the larger refractive index n _e is the total reflection is wider. Similarly, the numerical range of the incident angle when light rays incident on the second reflecting surface 3 as the refractive index n _e is large total reflection becomes wider. Accordingly, the refractive index and n _e is greater than 1.56, so as to reduce the direction of a magnitude perpendicular to the incident axis I while suppressing the loss of light transmittance, degree of freedom when structural design auxiliary prism 10 Becomes high, and it becomes possible to use an objective lens with a small f-number.

屈折率ｎ_ｅが１．５６より大きい光学ガラスとしては、例えば、ＢＡＳＦ、ＢＡＦ、ＳＳＫ、ＳＫ、ＰＳＫ、ＢＡＫ、ＬＦ、Ｆ、ＳＦ、ＬＡＦ、ＬＡＫ、ＬＡＳＦ及びＬＡＳＫ等の光学ガラスを挙げることができる。 The refractive index _{n e} is 1.56 greater than optical glass, for example, BASF, BAF, SSK, SK , PSK, BAK, LF, F, SF, LAF, LAK, and the like optical glass such as LASF and LASK it can.

次に、この実施形態の像反転プリズム１００の作用について説明する。 Next, the operation of the image inverting prism 100 of this embodiment will be described.

補助プリズム１０における入射面１の中心に垂直に入射した入射光線は、まず、第１反射面２で反射角６７．５°で全反射する。第１反射面２で反射した光線は、第２反射面３で反射角４５°で全反射する。第２反射面３で反射した光線は、出射面４から出射面４に対して垂直に出射する。このとき、出射面４から出射した出射光線は、入射光線の入射軸Ｉに対して角度４５°回転した方向に出射する。 The incident light beam vertically incident on the center of the incident surface 1 of the auxiliary prism 10 is first totally reflected by the first reflection surface 2 at a reflection angle of 67.5 °. The light beam reflected by the first reflection surface 2 is totally reflected by the second reflection surface 3 at a reflection angle of 45 °. The light beam reflected by the second reflection surface 3 is emitted perpendicularly to the emission surface 4 from the emission surface 4. At this time, the outgoing light beam emitted from the outgoing surface 4 is emitted in the direction rotated 45 degrees with respect to the incident axis I of the incident light beam.

出射面４から出射した光線は、ダハプリズム２０における第２入射面２１に垂直に入射する。第２入射面２１に入射した光線は、第２出射面２２に反射角４５°で全反射する。第２出射面２２で反射した光線は、ダハ面２３で全反射して、像が上下左右に反転する。ダハ面２３で反射した光線は、第２入射面２１で反射角４５°で全反射する。第２入射面で反射した光線は、第２出射面２２から第２出射面２２に対して垂直に出射する。このとき、第２出射面２２から出射した出射光線は、第２入射面２１に垂直に入射した入射光線に対して角度１３５°回転した方向であって、入射面１に対して垂直に入射した入射光線に平行に出射する。また、第２出射面２２から出射した光の像は、入射面１に入射した光の像が上下左右に反転した像として観察される。 A light beam emitted from the emission surface 4 is perpendicularly incident on the second incident surface 21 of the roof prism 20. A light beam incident on the second incident surface 21 is totally reflected on the second emission surface 22 at a reflection angle of 45 °. The light beam reflected by the second emission surface 22 is totally reflected by the roof surface 23, and the image is inverted vertically and horizontally. The light beam reflected by the roof surface 23 is totally reflected by the second incident surface 21 at a reflection angle of 45 °. The light beam reflected by the second incident surface is emitted perpendicularly to the second outgoing surface 22 from the second outgoing surface 22. At this time, the outgoing light beam emitted from the second outgoing surface 22 is a direction rotated by an angle of 135 ° with respect to the incident light beam that is perpendicularly incident on the second incident surface 21 and is perpendicularly incident on the incident surface 1 Emit parallel to the incident ray. Further, the image of the light emitted from the second emission surface 22 is observed as an image in which the image of the light incident on the incident surface 1 is vertically and horizontally reversed.

補助プリズム１０の入射面１に垂直に入射した入射光線とダハプリズム２０の第２出射面２２から出射した出射光線とは、平行であり、互いに所定の距離ｄ離れている。 The incident light beam vertically incident on the incident surface 1 of the auxiliary prism 10 and the emission light beam emitted from the second emission surface 22 of the roof prism 20 are parallel and separated from each other by a predetermined distance d.

この像反転プリズム１００によると、光の透過率の損失を抑えつつ、入射軸Ｉに直交する方向の大きさを、例えば双眼鏡の対物レンズの口径に合わせた鏡筒に収納可能な大きさにすることができる。よって、この像反転プリズム１００を備えた双眼鏡及び望遠鏡等の光学機器は、明るい観察像が得られると共にスリムな形状にすることができる。また、この像反転プリズム１００によると、補助プリズム１０に入射する入射光線の入射軸Ｉとダハプリズム２０から出射する出射光線の射出軸Ｊとを所定の距離離すことができる。前記入射軸Ｉと前記射出軸Ｊとの距離ｄが、所定の距離離れていると、例えばこの像反転プリズムを双眼鏡に設けて使用する場合に、使用者の両眼の幅に合わせて２つの接眼レンズ間の距離を調整できる双眼鏡を提供することができる。入射軸Ｉと射出軸Ｊとが所定の距離離れている場合には、例えば、補助プリズムの入射軸Ｉを中心にして像反転プリズムを収納した鏡筒を所望の角度回転させることにより、２つの接眼レンズ間の距離を調整することができる。 According to this image inverting prism 100, the size in the direction orthogonal to the incident axis I can be made, for example, a size that can be accommodated in a lens barrel matched to the aperture of the objective lens of binoculars while suppressing the loss of light transmittance. be able to. Therefore, optical instruments such as binoculars and telescopes provided with the image inverting prism 100 can obtain a bright observation image and can be made slim. Further, according to the image inverting prism 100, the incident axis I of the incident light beam incident on the auxiliary prism 10 and the emission axis J of the outgoing light beam emitted from the roof prism 20 can be separated by a predetermined distance. If the distance d between the incident axis I and the exit axis J is separated by a predetermined distance, for example, when using this image inverting prism in binoculars, two of them may be fitted to the width of the user's eyes. It is possible to provide binoculars in which the distance between the eyepieces can be adjusted. When the entrance axis I and the exit axis J are separated by a predetermined distance, for example, the lens barrel housing the image inverting prism is rotated around the entrance axis I of the auxiliary prism by a desired angle. The distance between the eyepieces can be adjusted.

本発明の像反転プリズムは、本発明の課題を達成することができる限り、上述の構成に限定されることはなく、適宜の変更をすることができる。 The image inverting prism of the present invention is not limited to the above-described configuration as long as the object of the present invention can be achieved, and appropriate modifications can be made.

図１〜図３に示す像反転プリズム１００における補助プリズム１０は、入射面１と第２反射面３との隣接部分に、第２反射面３に平行に設けられた第１面６ａと出射面４に平行に設けられた第２面６ｂとにより形成される凹部７を形成することにより、ゴーストの発生を防止しているが、凹部７の形状は特に限定されない。例えば、図４に示す補助プリズム１１のように、入射面１と第２反射面３とに隣接する傾斜面８にスリット９を設けることによってもゴーストの発生を防止することができる。この実施形態では、傾斜面８からこの傾斜面８に対して直交する方向に延びる一つのスリット９が設けられているが、２つ以上のスリットが設けられていてもよい。また、傾斜面８に対して傾斜する方向に延びるスリットが設けられていてもよい。スリット９は、入射面１に入射した光線が内部反射した後にダハプリズム２０の第２出射面から出射するときの光路を計算したときに、前記光線が通過しない部分の適宜の位置に設けられる。スリット９は、図４に示すように、前記光線が通過しない前記部分において、傾斜面８からこの傾斜面８に対して直交する方向の距離が最大となる位置に少なくとも設けられるのが好ましい。 The auxiliary prism 10 in the image inverting prism 100 shown in FIGS. 1 to 3 has a first surface 6 a and an exit surface provided in parallel to the second reflection surface 3 in the portion adjacent to the entrance surface 1 and the second reflection surface 3. Although the generation of the ghost is prevented by forming the recess 7 formed by the second surface 6 b provided parallel to 4, the shape of the recess 7 is not particularly limited. For example, as in the auxiliary prism 11 shown in FIG. 4, the occurrence of ghost can be prevented by providing the slit 9 on the inclined surface 8 adjacent to the incident surface 1 and the second reflection surface 3. In this embodiment, one slit 9 extending from the inclined surface 8 in a direction perpendicular to the inclined surface 8 is provided, but two or more slits may be provided. Moreover, the slit extended in the direction which inclines with respect to the inclined surface 8 may be provided. The slit 9 is provided at an appropriate position of a portion through which the light beam does not pass when the light path when the light beam entering the incident surface 1 is internally reflected and then emitted from the second exit surface of the roof prism 20 is calculated. As shown in FIG. 4, the slit 9 is preferably provided at least at a position where the distance from the inclined surface 8 in the direction orthogonal to the inclined surface 8 is maximum at the portion where the light beam does not pass.

本発明の像反転プリズムは、双眼鏡及び地上用望遠鏡等の光学機器に設けられて、対物レンズで形成された倒立像を像反転して正立像を得るのに好適に用いることができる。 The image inverting prism of the present invention can be suitably used to obtain an erected image by inverting an inverted image formed by an objective lens, provided in an optical apparatus such as binoculars and a ground telescope.

１００像反転プリズム
１０、１１補助プリズム
２０ダハプリズム
１入射面
２第１反射面
３第２反射面
４出射面
５ａ、５ｂ側面
６ａ第１面
６ｂ第２面
７凹部
８傾斜面
９スリット
２１第２入射面
２２第２出射面
２３ダハ面
２３ａ第１ダハ面
２３ｂ第２ダハ面
２４、２５稜線
３１対物レンズ
３２接眼レンズ
３３鏡筒 100 image inverting prisms 10 and 11 auxiliary prism 20 double prism 1 incident surface 2 first reflecting surface 3 second reflecting surface 4 exit surface 5 a and 5 b side surface 6 a first surface 6 b second surface 7 concave portion 8 inclined surface 9 slit 21 second incident Surface 22 second emission surface
23 roof surface 23a first roof surface 23b second roof surface 24, 25 ridge line 31 objective lens 32 eyepiece lens 33 barrel

Claims

補助プリズムとダハプリズムとを有する像反転プリズムであって、
前記補助プリズムと前記ダハプリズムとは、屈折率ｎｅが１．５６より大きく、２．０より小さい光学ガラスからなり、
前記補助プリズムは、入射面に垂直に入射した入射光線が全反射するように設けられた平面である第１反射面と、前記第１反射面で反射した光線が全反射するように設けられると共に、前記入射面に直交するように設けられた平面である第２反射面と、前記第２反射面で反射した光線が自身に対して垂直に出射するように設けられ、前記第１反射面と異なる平面である出射面とを有し、
前記ダハプリズムは、前記出射面に平行に設けられると共に前記補助プリズムから出射した光線が入射する第２入射面と、前記入射面に平行に設けられると共に、前記第２入射面に入射した光線が内部反射した後に、前記入射光線に平行に出射する第２出射面とを有し、
前記第２入射面に入射した光線は、前記第２出射面で全反射し、次に、ダハ面で全反射し、更に次に、前記第２入射面で全反射し、
前記入射面における像を上下左右に反転することを特徴とする像反転プリズム。 An image inverting prism having an auxiliary prism and a roof prism, wherein
Wherein A and the auxiliary prism the roof prism, the refractive index ne is rather greater than 1.56, made from optical glass has smaller than 2.0,
The auxiliary prism is provided to totally reflect a first reflection surface which is a flat surface provided to totally reflect an incident light beam perpendicularly incident on the incident surface, and a light beam reflected by the first reflection surface. A second reflecting surface which is a plane provided orthogonal to the incident surface, and a light beam reflected by the second reflecting surface is provided so as to emit perpendicularly to itself, and the first reflecting surface Have different exit planes,
The roof prism is provided in parallel to the exit surface and is provided in parallel to the second incident surface on which the light beam emitted from the auxiliary prism is incident, and in parallel to the incident surface, and the light beam incident on the second incident surface is internally After being reflected, having a second exit surface that emits parallel to the incident light beam ,
The light beam incident on the second incident surface is totally reflected on the second emission surface, then totally reflected on the roof surface, and then totally reflected on the second incident surface ,
An image inverting prism characterized by inverting the image on the incident surface vertically and horizontally.

前記入射光線の前記第１反射面での反射角は６６〜６８°であり、前記第１反射面で反射した光線の前記第２反射面での反射角は４３〜４６°であり、
前記補助プリズムは、前記第２反射面に平行に設けられた第１面と前記出射面に平行に設けられた第２面とにより形成される凹部を有することを特徴とする請求項１に記載の像反転プリズム。 The reflection angle at the first reflecting surface of the incident light is 66 to 68 °, the reflection angle at the second reflecting surface of the light reflected by the first reflecting surface Ri 43 to 46 ° der,
The auxiliary prism claim 1, characterized in Rukoto to have a concave portion formed by a second surface provided in parallel to the first surface and the exit surface provided parallel to the second reflecting surface Image reversal prism described in.