JPH11337824A - Prism optical system and device using it - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a prism optical system which is less affected by eccentric ity of constituting surfaces from a design position and a device using it. SOLUTION: Assuming that this prism optical system is arranged between a pupil 1 and an image surface 3 and includes at least three optical operating surfaces 11-13 which transmits or reflects light, and at least one of the surface reflecting light in the prism is formed to have a rotational asymmetrical surface; a rectangular coordinate system to decide the surface forms is adopted as (x, y, z); y-axis and z-axis are in the surface in which the main light beam is bent by transmission and reflection on the axis vertically passing through the pupil center and going to the center of the image plane, an axis vertical to the plane is expressed by x-axis; Δy Cy (x, y) is variation in y-directional curvature in a small y-directional eccentricity of the surface, and Δy Cy (x, y) at the position where the main light beam on the axis strikes the surface is expressed as Δy Cy (x0 , y0 ), then, an expression |Δy Cy (x0 , y0 )|<=2.0×10<-3> ) [mm<-2> ] is satisfied.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、プリズム光学系及びそ
れを用いた装置に関し、特に、デジタルカメラ等の装置
に結像光学系、接眼光学系として用いられるプリズム光
学系に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a prism optical system and an apparatus using the same, and more particularly to a prism optical system used as an image forming optical system and an eyepiece optical system in a device such as a digital camera.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年、回転非対称な面形状を有する自由
曲面プリズム光学系を接眼光学系等に用いることが提案
されている。このようなプリズム光学系は、光学系のコ
ンパクト化に寄与しながら、高性能な光学性能を有する
光学系の設計を可能にしてきた。2. Description of the Related Art In recent years, it has been proposed to use a free-form surface prism optical system having a rotationally asymmetric surface shape for an eyepiece optical system or the like. Such a prism optical system has made it possible to design an optical system having high-performance optical performance while contributing to downsizing of the optical system.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
プリズム光学系の設計においては、設計後の各曲面の偏
心の影響についてはあまりかえりみられてこなかった。
実際には、光学部品を設計値通りに製作することは不可
能であり、各面の設計位置からの偏心により偏心収差が
発生してしまい、光学性能が設計値よりも劣化してしま
う。特に、上記のような高性能かつコンパクトな自由曲
面プリズム光学素子程、偏心の影響を受けやすく、設計
性能を十分満足させることが可能な自由曲面プリズム光
学素子の設計は容易ではない。また、光学性能に対する
偏心の影響が大きいもの程、生産性が悪くなってしま
い、歩留りの悪化、コストアップ等の問題をも誘発して
しまう。However, in the design of a conventional prism optical system, the influence of the eccentricity of each curved surface after the design has not been sufficiently considered.
Actually, it is impossible to manufacture optical components according to design values, and eccentricity of each surface from the design position causes eccentric aberration, and the optical performance deteriorates as compared with the design values. In particular, it is not easy to design a free-form surface prism optical element which is more susceptible to eccentricity and which can sufficiently satisfy the design performance, as a high-performance and compact free-form surface prism optical element as described above. Further, as the influence of the eccentricity on the optical performance becomes larger, the productivity becomes worse, and problems such as a decrease in yield and an increase in cost are induced.

【０００４】本発明は従来技術のこのような問題に鑑み
てなされたものであり、その目的は、構成面の設計位置
からの偏心の影響の少ないプリズム光学系及びそれを用
いた装置を提供することである。The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and an object thereof is to provide a prism optical system which is less affected by eccentricity from a design position of a constituent surface, and an apparatus using the same. That is.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のプリズム光学系は、瞳と像面との間に配置されるプ
リズム光学系において、前記プリズム光学系が屈折率
（ｎ）が１．３よりも大きい（ｎ＞１．３）媒質を間に
挟み、光を透過又は反射する光学作用面を少なくとも３
面含み、前記少なくとも３つの光学作用面の中、プリズ
ム内の光を反射する少なくとも１つの面の形状が、その
面内外に回転対称軸を有さない回転非対称な面にて形成
されると共に、少なくとも次の条件式（５）を満足する
ことを特徴とするものである。 ｜Δ_y Ｃ_y （ｘ₀ ，ｙ₀ ）｜≦２．０×１０^-3 〔ｍｍ^-2〕・・・（５） ただし、面の形状を決める直交座標系を（ｘ，ｙ，ｚ）
とし、瞳中心を通り瞳に垂直で像面中心に到る軸上主光
線が透過と反射により折り曲げられる面内にｙ軸、ｚ軸
があり、その面に垂直な軸をｘ軸とし、Δ_y Ｃ_y （ｘ，
ｙ）を面のｙ方向微小偏心におけるｙ方向曲率の変化量
とし、軸上主光線が面に当たる位置のΔ_yＣ_y （ｘ，
ｙ）をΔ_y Ｃ_y （ｘ₀ ，ｙ₀ ）とする。According to the present invention, there is provided a prism optical system having a refractive index (n) of 1 between a pupil and an image plane. .3 (n> 1.3), and an optically active surface that transmits or reflects light is at least 3
Wherein at least one of the at least three optically active surfaces that reflects light in the prism has a shape of a rotationally asymmetric surface having no rotationally symmetric axis inside and outside the surface; At least the following conditional expression (5) is satisfied. | Δ _y C _y (x ₀ , y ₀ ) | ≦ 2.0 × 10 ⁻³ [mm ⁻² ] (5) where the rectangular coordinate system that determines the shape of the surface is (x, y, z)
The y-axis and the z-axis are in a plane in which an axial chief ray passing through the center of the pupil and perpendicular to the pupil and reaching the center of the image plane is bent by transmission and reflection, and the axis perpendicular to the plane is the x-axis. _y C _y (x,
The y), and the amount of change in y-direction curvature in the y-direction fine eccentricity of the surface, the position where the axial principal ray strikes the surface delta _y C _y (x,
Let y) be Δ _y C _y (x ₀ , y ₀ ).

【０００６】本発明のもう１つのプリズム光学系は、瞳
と像面との間に配置されるプリズム光学系において、前
記プリズム光学系が屈折率（ｎ）が１．３よりも大きい
（ｎ＞１．３）媒質を間に挟み、光を透過又は反射する
光学作用面を少なくとも３面含み、前記少なくとも３つ
の光学作用面の中、プリズム内の光を反射する少なくと
も１つの面の形状が、その面内外に回転対称軸を有さな
い回転非対称な面にて形成されると共に、少なくとも次
の条件式（１０）を満足することを特徴とするものであ
る。 ｜Δ_y Ｃ_x （ｘ₀ ，ｙ₀ ）｜≦１．０×１０^-3 〔ｍｍ^-2〕・・（１０） ただし、面の形状を決める直交座標系を（ｘ，ｙ，ｚ）
とし、瞳中心を通り瞳に垂直で像面中心に到る軸上主光
線が透過と反射により折り曲げられる面内にｙ軸、ｚ軸
があり、その面に垂直な軸をｘ軸とし、Δ_y Ｃ_x （ｘ，
ｙ）を面のｙ方向微小偏心におけるｘ方向曲率の変化量
とし、軸上主光線が面に当たる位置のΔ_yＣ_x （ｘ，
ｙ）をΔ_y Ｃ_x （ｘ₀ ，ｙ₀ ）とする。Another prism optical system according to the present invention is a prism optical system disposed between a pupil and an image plane, wherein the refractive index (n) of the prism optical system is larger than 1.3 (n>). 1.3) At least three optical working surfaces that transmit or reflect light with a medium interposed therebetween, and at least one of the at least three optical working surfaces that reflects light in the prism has a shape of: It is characterized by being formed on a rotationally asymmetric surface having no rotational symmetry axis inside and outside of the surface, and satisfying at least the following conditional expression (10). _{| Δ y C x (x 0} , y 0) | ≦ 1.0 × 10 -3 [mm ^-2] · (10) where the Cartesian coordinate system that determines the shape of the surface (x, y, z)
The y-axis and the z-axis are in a plane in which an axial chief ray passing through the center of the pupil and perpendicular to the pupil and reaching the center of the image plane is bent by transmission and reflection, and the axis perpendicular to the plane is the x-axis. _y C _x (x,
y) is the amount of change in curvature in the x direction at the minute eccentricity of the surface in the y direction, and Δ _y C _x (x,
Let y) be Δ _y C _x (x ₀ , y ₀ ).

【０００７】本発明のさらにもう１つのプリズム光学系
は、瞳と像面との間に配置されるプリズム光学系におい
て、前記プリズム光学系が屈折率（ｎ）が１．３よりも
大きい（ｎ＞１．３）媒質を間に挟み、光を透過又は反
射する光学作用面を少なくとも３面含み、前記少なくと
も３つの光学作用面の中、プリズム内の光を反射する少
なくとも１つの面の形状が、その面内外に回転対称軸を
有さない回転非対称な面にて形成されると共に、少なく
とも次の条件式（１５）を満足することを特徴とするも
のである。 ｜Δ_x Ｃ_x （ｘ₀ ，ｙ₀ ）｜≦１．０×１０^-4 〔ｍｍ^-2〕・・（１５） ただし、面の形状を決める直交座標系を（ｘ，ｙ，ｚ）
とし、瞳中心を通り瞳に垂直で像面中心に到る軸上主光
線が透過と反射により折り曲げられる面内にｙ軸、ｚ軸
があり、その面に垂直な軸をｘ軸とし、Δ_x Ｃ_x （ｘ，
ｙ）を面のｘ方向微小偏心におけるｘ方向曲率の変化量
とし、軸上主光線が面に当たる位置のΔ_xＣ_x （ｘ，
ｙ）をΔ_x Ｃ_x （ｘ₀ ，ｙ₀ ）とする。[0007] Still another prism optical system of the present invention is a prism optical system disposed between a pupil and an image plane, wherein the refractive index (n) of the prism optical system is larger than 1.3 (n). > 1.3) At least three optically active surfaces that transmit or reflect light with a medium interposed therebetween, and at least one of the at least three optically active surfaces that reflects light in the prism has a shape. Are formed on a rotationally asymmetric surface having no rotational symmetry axis inside and outside the surface, and satisfy at least the following conditional expression (15). | Δ _x C _x (x ₀ , y ₀ ) | ≦ 1.0 × 10 ⁻⁴ [mm ⁻² ] (15) where the rectangular coordinate system that determines the shape of the surface is (x, y, z)
The y-axis and the z-axis are in a plane in which an axial chief ray passing through the center of the pupil and perpendicular to the pupil and reaching the center of the image plane is bent by transmission and reflection, and the axis perpendicular to the plane is the x-axis. _x C _x (x,
y) is defined as a change amount of the curvature in the x direction in the minute eccentricity of the surface in the x direction, and Δ _x C _x (x,
Let y) be Δ _x C _x (x ₀ , y ₀ ).

【０００８】本発明のさらにもう１つのプリズム光学系
は、瞳と像面との間に配置されるプリズム光学系におい
て、前記プリズム光学系が屈折率（ｎ）が１．３よりも
大きい（ｎ＞１．３）媒質を間に挟み、光を透過又は反
射する光学作用面を少なくとも３面含み、前記少なくと
も３つの光学作用面の中、プリズム内の光を反射する少
なくとも１つの面の形状が、その面内外に回転対称軸を
有さない回転非対称な面にて形成されると共に、少なく
とも次の条件式（２０）を満足することを特徴とするも
のである。 ｜Δ_x Ｃ_y （ｘ₀ ，ｙ₀ ）｜≦１．０×１０^-3 〔ｍｍ^-2〕・・（２０） ただし、面の形状を決める直交座標系を（ｘ，ｙ，ｚ）
とし、瞳中心を通り瞳に垂直で像面中心に到る軸上主光
線が透過と反射により折り曲げられる面内にｙ軸、ｚ軸
があり、その面に垂直な軸をｘ軸とし、Δ_x Ｃ_y （ｘ，
ｙ）を面のｘ方向微小偏心におけるｙ方向曲率の変化量
とし、軸上主光線が面に当たる位置のΔ_xＣ_y （ｘ，
ｙ）をΔ_x Ｃ_y （ｘ₀ ，ｙ₀ ）とする。Still another prism optical system according to the present invention is a prism optical system disposed between a pupil and an image plane, wherein the prism optical system has a refractive index (n) larger than 1.3 (n > 1.3) At least three optically active surfaces that transmit or reflect light with a medium interposed therebetween, and at least one of the at least three optically active surfaces that reflects light in the prism has a shape. Are formed on a rotationally asymmetric surface having no rotational symmetry axis inside and outside the surface, and satisfy at least the following conditional expression (20). | Δ _x C _y (x ₀ , y ₀ ) | ≦ 1.0 × 10 ⁻³ [mm ⁻² ] (20) where the orthogonal coordinate system that determines the shape of the surface is (x, y, z)
The y-axis and the z-axis are in a plane in which an axial chief ray passing through the center of the pupil and perpendicular to the pupil and reaching the center of the image plane is bent by transmission and reflection, and the axis perpendicular to the plane is the x-axis. _x C _y (x,
y) is the amount of change in the y-direction curvature of the surface in the x-direction minute eccentricity, and Δ _x C _y (x,
Let y) be Δ _x C _y (x ₀ , y ₀ ).

【０００９】以下、本発明において上記構成をとる理由
とその作用について説明する。まず、プリズム光学系の
構成について説明する。本発明によるプリズム光学系
を、図１に示すように、面数が最も少なく構成の簡単な
３面からなるプリズム光学系を例にとって説明する。こ
のプリズム光学系１０を結像光学系として（接眼光学系
として使用する場合は、物体側が観察側、像面側が物体
側になる。）、物体側から、絞り１と、透過作用のみを
有する第１面１１と、透過と反射の両作用を有する第２
面１２と、反射作用のみを有する第３面１３と、像面３
とで構成される。物体からの光線は、絞り１を通り、第
１面１１で屈折されてプリズム光学系１０内に入り、第
２面１２で反射されて第３面１３に入射し、第３面１３
で反射された光線は今度は第２面１２で屈折されてプリ
ズム光学系１０から出て、像面３に配置された撮像素子
の撮像面上に結像する。３つの光学作用面１１〜１３で
囲まれたプリズム光学系１０は、屈折率（ｎ）が１．３
よりも大きい（ｎ＞１．３）プラスチック等の透明媒質
で構成されている。Hereinafter, the reason for adopting the above configuration in the present invention and its operation will be described. First, the configuration of the prism optical system will be described. A prism optical system according to the present invention will be described with reference to a prism optical system having three surfaces having the least number of surfaces and having a simple structure as shown in FIG. When this prism optical system 10 is used as an image forming optical system (the object side is the observation side and the image plane side is the object side when used as an eyepiece optical system), the stop 1 having only the aperture 1 and the transmission function from the object side. A second surface having both transmission and reflection functions;
Surface 12, a third surface 13 having only a reflecting action, and an image plane 3
It is composed of Light rays from the object pass through the stop 1 and are refracted on the first surface 11 and enter the prism optical system 10, reflected on the second surface 12 and incident on the third surface 13,
The light beam reflected by the light source is then refracted by the second surface 12, exits the prism optical system 10, and forms an image on the imaging surface of the imaging device arranged on the image surface 3. The prism optical system 10 surrounded by the three optical working surfaces 11 to 13 has a refractive index (n) of 1.3.
And larger (n> 1.3) than a transparent medium such as plastic.

【００１０】まず、光学系１０の座標（ｘ，ｙ，ｚ）
（以下、光学系座標とする。）について定義する。絞り
１中心を通り、絞り１に垂直で像面３中心に到る光線
（軸上主光線）を光軸２と定義し、光軸２と絞り１の交
差する点をこの光学系１０の座標系の原点Ｏ（０，０，
０）とする。光軸２に平行でかつ原点Ｏを通る軸をｚ軸
とし、物体側から絞り１側に向かう方向をｚ軸正方向と
する。First, the coordinates (x, y, z) of the optical system 10
(Hereinafter referred to as optical system coordinates.) A ray passing through the center of the stop 1 and perpendicular to the stop 1 and reaching the center of the image plane 3 (on-axis principal ray) is defined as an optical axis 2, and a point where the optical axis 2 and the stop 1 intersect is a coordinate of the optical system 10. Origin O (0,0,
0). An axis parallel to the optical axis 2 and passing through the origin O is defined as the z-axis, and a direction from the object side toward the diaphragm 1 is defined as a positive z-axis direction.

【００１１】軸上主光線が折り曲げられる図１の紙面を
ｙ−ｚ面とし、ｙ−ｚ面に平行でかつｚ軸と垂直で原点
Ｏを通る軸をｙ軸とし、像面３に向かう方向をｙ軸負方
向とする。上記ｙ軸、ｚ軸の両方に垂直で原点Ｏを通る
軸をｘ軸とし、ｙ軸、ｚ軸と右手座標系を構成する方向
（紙面の裏面に向かう方向）をｘ軸正方向とする。The plane of FIG. 1 where the axial chief ray is bent is the yz plane, the axis parallel to the yz plane and perpendicular to the z axis and passing through the origin O is the y axis, and the direction toward the image plane 3 Is the y-axis negative direction. An axis perpendicular to both the y-axis and the z-axis and passing through the origin O is defined as an x-axis, and a direction forming the right-handed coordinate system with the y-axis and the z-axis (a direction toward the back side of the drawing) is defined as a positive x-axis direction.

【００１２】この光学系座標とは別に、面形状の定義に
用いる面固有の座標系（ｘ’_i ，ｙ’_i ，ｚ’_i ）（以
下、面座標系とする。）が、面の数（ｉ＝１，２，３，
…）だけ存在し、その面形状を定義する式の原点を面座
標系の原点Ｏ’_i と定義する。この面座標系（ｘ’_i ，
ｙ’_i ，ｚ’_i ）は、光学系座標（ｘ，ｙ，ｚ）と次の
ような関係にある。In addition to the optical system coordinates, a surface-specific coordinate system (x ′ _i , y ′ _i , z ′ _i ) (hereinafter referred to as a surface coordinate system) used for defining a surface shape has the number of surfaces. (I = 1, 2, 3,
..) Exist, and the origin of the equation defining the surface shape is defined as the origin O ′ _i of the surface coordinate system. This plane coordinate system (x ′ _i ,
y ′ _i , z ′ _i ) has the following relationship with the optical system coordinates (x, y, z).

【００１３】図２に示すように、面座標系の原点Ｏ’_i
を、光学系座標での位置がＯ’_i ＝（０，ｓ，ｔ）、か
つ、ｘ軸を中心として、紙面上反時計周り方向を正と
し、ｚ軸とｚ’_i 軸のなす角がα（°）であるとき、光
学系座標（ｘ，ｙ，ｚ）は、光学系座標をｘ軸を中心に
α回転させた後、座標系をｙ方向にｓ、ｚ方向にｔ平行
移動させる操作によって、面座標系（ｘ’_i ，ｙ’_i ，
ｚ’_i ）に移すことができる。As shown in FIG. 2, the origin O ' _i of the plane coordinate system
Where O ' _i = (0, s, t) in the optical system coordinates, and the counterclockwise direction on the paper centering on the x axis is positive, and the angle between the z axis and the z' _i axis is When α (°), the optical system coordinates (x, y, z) are obtained by rotating the optical system coordinates by α around the x axis, and then moving the coordinate system by s in the y direction and t in the z direction. By the operation, the surface coordinate system (x ′ _i , y ′ _i ,
z ′ _i ).

【００１４】そして、光学系１０の各面の面形状は、少
なくとも１面が回転非対称の面形状を有しており、回転
非対称な面形状には、例えば、次の式（１）にあげるよ
うな面形状等がある。この定義式では、式（１）の第１
項で回転対称成分を表し、第２項以下で回転非対称な成
分を表している。The surface shape of each surface of the optical system 10 is such that at least one surface has a rotationally asymmetric surface shape. There are various surface shapes. In this definition expression, the first expression of expression (1)
The term represents a rotationally symmetric component, and the second and subsequent terms represent rotationally asymmetric components.

【００１５】 ここで、（ｃｕｒｖ）：回転対称成分の頂点の曲率 ｋ：コーニック定数（円錐定数） ｒ＝√（ｘ² ＋ｙ² ） である。[0015] Here, (curv): curvature of the vertex of the rotationally symmetric component k: conic constant (conical constant) r = √ (x ² + y ² ).

【００１６】式（１）では、光学系座標による面の定義
であるが、実際に各面を定義するには、上記座標変換に
よって、面形状の面座標系への変換が必要である。な
お、回転対称な面形状についても同様である。In the equation (1), the surface is defined by the coordinates of the optical system. In order to actually define each surface, it is necessary to convert the surface shape into the surface coordinate system by the above coordinate conversion. The same applies to a rotationally symmetric surface shape.

【００１７】次に、曲率変化について説明する。式
（１）で記述される面形状は、（ｘ，ｙ）の多項式で展
開されており、ｘ方向、ｙ方向毎に、かつ、局所的に面
の曲率が変化してしまい、局所的にパワーが変化する。Next, the curvature change will be described. The surface shape described by Expression (1) is developed by a polynomial of (x, y), and the curvature of the surface changes locally in each of the x direction and the y direction. Power changes.

【００１８】このように局所的なパワー変化が激しい
と、わずかな面の偏心によって光学性能が大きく変わっ
てしまう。偏心による光学性能の著しい劣化を防ぐに
は、面形状の局所的な変化が小さいことが重要となる。
各面の局所的なパワーは、面の局所的な曲率Ｃに比例す
るので、面の局所的な曲率Ｃの変化が小さいことが重要
となる。When the local power change is severe, the optical performance is greatly changed by a slight eccentricity of the surface. In order to prevent the optical performance from remarkably deteriorating due to the eccentricity, it is important that the local change in the surface shape is small.
Since the local power of each surface is proportional to the local curvature C of the surface, it is important that the change in the local curvature C of the surface is small.

【００１９】面の曲率は、回転非対称な面であるため、
一般に、面の曲率はｘ方向とｙ方向とで異なる。面形状
がｚ＝Ｚ（ｘ，ｙ）で定義されるある面上の点Ｐ（ｘ，
ｙ，ｚ）でのｙ方向の曲率Ｃ_y ，ｘ方向の曲率Ｃ_x を式
（２）、（３）のように定義する。Since the curvature of the surface is a rotationally asymmetric surface,
In general, the curvature of a surface differs in the x and y directions. A point P (x, x) on a certain surface whose surface shape is defined by z = Z (x, y)
y, the curvature C _y in the y direction in the z), the curvature C _x in the x direction formula (2), defined as (3).

【００２０】 Ｃ_y （ｘ，ｙ）＝∂² ｚ／∂ｙ² ÷√［｛１＋（∂ｚ／∂ｘ）² ＋（∂ｚ／∂ｙ）² ｝｛１＋（∂ｚ／∂ｙ）² ｝］ ・・・（２） Ｃ_x （ｘ，ｙ）＝∂² ｚ／∂ｘ² ÷√［｛１＋（∂ｚ／∂ｘ）² ＋（∂ｚ／∂ｙ）² ｝｛１＋（∂ｚ／∂ｘ）² ｝］ ・・・（３） いま、ある光線が反射面の有効径内のある点Ｐ（ｘ，
ｙ）で反射する位置における面のｙ方向の曲率をＣ
_y （ｘ，ｙ）とする（ただし、以下の座標系は全て面座
標系とする。）。面がｙ方向へ微小偏心Δｙ（ただし、
｜Δｙ｜≦０．１ｍｍ）することで、同じ光線の反射位
置がＰ’（ｘ，ｙ＋Δｙ）に変わり、その位置での曲率
はＣ_y （ｘ，ｙ＋Δｙ）となる。このとき、局所的な曲
率変化Δ_y Ｃ_y（ｘ，ｙ）を次の式（４）のように定義
する。C _y (x, y) = ∂ ² z / ∂y ² ÷ √ [｛1+ (∂z / ∂x) ² + (∂z / ∂y) ² ｝ ｛1+ (∂z / ∂y) ² ｝] (2) C _x (x, y) = ∂ ² z / ∂x ² ÷ √ [｛1+ (∂z / ∂x) ² + (∂z / ∂y) ² ｝ ｛1+ ( {Z / {x) ² }] (3) Now, a certain ray is a point P (x,
The curvature in the y direction of the surface at the position where the light is reflected in y) is represented by C
_y (x, y) (note that the following coordinate systems are all surface coordinate systems). The surface is slightly eccentric Δy in the y direction (however,
| Δy | ≦ 0.1 mm), the reflection position of the same light beam changes to P ′ (x, y + Δy), and the curvature at that position becomes C _y (x, y + Δy). At this time, the local curvature change _{Δ y C y (x, y} ) is defined as the following equation (4).

【００２１】 Δ_y Ｃ_y （ｘ，ｙ）＝｛Ｃ_y （ｘ，ｙ＋Δｙ）−Ｃ_y （ｘ，ｙ）｝／Δｙ ・・・（４） このΔ_y Ｃ_y （ｘ，ｙ）を、面のｙ方向微小偏心におけ
るｙ方向曲率の変化量と呼ぶ。[0021] _{Δ y C y (x, y} ) = {C y (x, y + Δy) -C y (x, y)} / Δy ··· (4) The _{Δ y C y (x, y} ) and, This is referred to as the amount of change in the y-direction curvature of the surface in the y-direction minute eccentricity.

【００２２】このとき、光学系１０の反射面の少なくと
も１面は、軸上主光線２が当たる位置（ｘ₀ ，ｙ₀ ，ｚ
₀ ）で、 ｜Δ_y Ｃ_y （ｘ₀ ，ｙ₀ ）｜≦２．０×１０^-3 〔ｍｍ^-2〕・・・（５） を満たすことが重要である。At this time, at least one of the reflecting surfaces of the optical system 10 has a position (x ₀ , y ₀ , z) where the axial principal ray 2 strikes.
In _{0), | Δ y C y} (x 0, y 0) | be satisfied ≦ 2.0 × 10 ^-3 [mm ^-2] (5) is important.

【００２３】これは、その上下限±２．０×１０^-3を越
えると、曲率変化が大きすぎるため、面がわずかに偏心
しただけで、光軸近傍で非点収差の発生量が本来の設計
値をはるかに越え、光学性能が設計性能よりも著しく劣
化してしまうために設定されたものである。上記条件式
を満たすことで、光学性能が偏心の影響を受け難くな
り、設計／製作／生産上好ましい。If the value exceeds the upper and lower limits of ± 2.0 × 10 ⁻³ , the curvature changes too much, and the surface is slightly decentered. This is set because the optical performance far exceeds the design value and the optical performance is significantly degraded from the design performance. By satisfying the above conditional expression, the optical performance is less likely to be affected by eccentricity, which is preferable in design / production / production.

【００２４】さらに好ましくは、 ｜Δ_y Ｃ_y （ｘ₀ ，ｙ₀ ）｜≦５．０×１０^-4 〔ｍｍ^-2〕・・・（６） を満たすことが望ましい。[0024] More _{preferably, | Δ y C y (x} 0, y 0) | ≦ 5.0 × 10 -4 [mm ^-2] It is desirable to satisfy (6).

【００２５】さらに好ましくは、面の有効径の５０％内
において、 ｜Δ_y Ｃ_y （ｘ，ｙ）｜≦５．０×１０^-3 〔ｍｍ^-2〕 ・・・（７） を満たすことが望ましい。[0025] More preferably, within 50% of the effective diameter of the _{surface, | Δ y C y (x} , y) | ≦ 5.0 × 10 -3 [mm ^-2] satisfying the (7) Is desirable.

【００２６】この条件式の上下限±５．０×１０^-3を越
えると、非点収差、偏心コマ収差の発生量がわずかな偏
心で設計値よりも著しく大きくなり、光学性能が急激に
劣化してしまう。上記条件式を満たすことで、光学性能
が偏心の影響を受け難くなり、設計／製作／生産上好ま
しい。If the upper and lower limits of this conditional expression are exceeded, that is, ± 5.0 × 10 ⁻³ , the amount of astigmatism and eccentric coma aberration becomes significantly larger than the design value due to slight eccentricity, and the optical performance deteriorates rapidly. Resulting in. By satisfying the above conditional expression, the optical performance is less likely to be affected by eccentricity, which is preferable in design / production / production.

【００２７】さらに好ましくは、各面の有効径内におい
て、 ｜Δ_y Ｃ_y （ｘ，ｙ）｜≦１．０×１０^-2 〔ｍｍ^-2〕 ・・・（８） を満たす反射面を少なくとも１面有することが望まし
い。この条件式の上下限±１．０×１０^-2を越えると、
非点収差、コマ収差の発生量がわずかな偏心によって設
計値よりも著しく大きくなり、光学性能が急激に劣化し
てしまう。上記条件式を満たすことで、光学性能が偏心
の影響を受け難くなり、設計／製作／生産上好ましい。[0027] More preferably, the effective diameter of each _{surface, | Δ y C y (x} , y) | a ≦ 1.0 × 10 ^-2 [mm ^-2] reflective surface satisfying (8) It is desirable to have at least one surface. Exceeding the upper and lower limits of this conditional expression ± 1.0 × 10 ⁻² ,
Due to the slight eccentricity, the amount of astigmatism and coma aberration becomes significantly larger than the design value, and the optical performance is rapidly deteriorated. By satisfying the above conditional expression, the optical performance is less likely to be affected by eccentricity, which is preferable in design / production / production.

【００２８】同様に、ある光線が反射面の有効径内のあ
る点Ｐ（ｘ，ｙ）で反射する位置における面のｘ方向の
曲率をＣ_x （ｘ，ｙ）とする。面がｙ方向へ微小偏心Δ
ｙ（ただし、｜Δｙ｜≦０．１ｍｍ）することで、同じ
光線の反射位置がＰ’（ｘ，ｙ＋Δｙ）に変わり、その
位置での曲率はＣ_x （ｘ，ｙ＋Δｙ）となる。このと
き、局所的な曲率変化Δ_y Ｃ_x （ｘ，ｙ）は次の式
（９）のように定義できる。Similarly, the curvature in the x direction of the surface at a position where a certain ray reflects at a certain point P (x, y) within the effective diameter of the reflecting surface is defined as C _x (x, y). The surface is slightly eccentric in the y direction Δ
By y (however, | Δy | ≦ 0.1 mm), the reflection position of the same light beam changes to P ′ (x, y + Δy), and the curvature at that position becomes C _x (x, y + Δy). At this time, the local curvature change Δ _y C _x (x, y) can be defined as in the following equation (9).

【００２９】 Δ_y Ｃ_x （ｘ，ｙ）＝｛Ｃ_x （ｘ，ｙ＋Δｙ）−Ｃ_x （ｘ，ｙ）｝／Δｙ ・・・（９） このΔ_y Ｃ_x （ｘ，ｙ）を、面のｙ方向微小偏心におけ
るｘ方向曲率の変化量と呼ぶ。[0029] _{Δ y C x (x, y} ) = {C x (x, y + Δy) -C x (x, y)} / Δy ··· (9) The _{Δ y C x (x, y} ) and, This is referred to as a change in curvature in the x direction due to slight eccentricity of the surface in the y direction.

【００３０】このとき、光学系１０の反射面の少なくと
も１面は、軸上主光線２が当たる位置（ｘ₀ ，ｙ₀ ，ｚ
₀ ）で、 ｜Δ_y Ｃ_x （ｘ₀ ，ｙ₀ ）｜≦１．０×１０^-3 〔ｍｍ^-2〕・・（１０） を満たすことが重要である。At this time, at least one of the reflection surfaces of the optical system 10 is located at a position (x ₀ , y ₀ , z) where the axial principal ray 2 strikes.
In _{0), | Δ y C x} (x 0, y 0) | be satisfied ≦ 1.0 × 10 ^-3 [mm ^-2] · (10) is important.

【００３１】これは、その上下限±１．０×１０^-3を越
えると、曲率変化が大きすぎるため、面がわずかに偏心
しただけで、光軸近傍で非点収差の発生量が本来の設計
値をはるかに越え、光学性能が設計性能よりも著しく劣
化してしまうために設定されたものである。上記条件式
を満たすことで、光学性能が偏心の影響を受け難くな
り、設計／製作／生産上好ましい。If the value exceeds the upper and lower limits of ± 1.0 × 10 ⁻³ , the curvature changes too much, and the surface is slightly decentered. This is set because the optical performance far exceeds the design value and the optical performance is significantly degraded from the design performance. By satisfying the above conditional expression, the optical performance is less likely to be affected by eccentricity, which is preferable in design / production / production.

【００３２】さらに好ましくは、 ｜Δ_y Ｃ_x （ｘ₀ ，ｙ₀ ）｜≦５．０×１０^-4 〔ｍｍ^-2〕・・（１１） を満たすことが望ましい。[0032] More _{preferably, | Δ y C x (x} 0, y 0) | ≦ 5.0 × 10 -4 [mm ^-2] It is desirable to satisfy the ... (11).

【００３３】さらに好ましくは、面の有効径の５０％内
において、 ｜Δ_y Ｃ_x （ｘ，ｙ）｜≦１．０×１０^-3 〔ｍｍ^-2〕 ・・・（１２） を満たすことが好ましい。[0033] More preferably, within 50% of the effective diameter of the _{surface, | Δ y C x (x} , y) | ≦ 1.0 × 10 -3 [mm ^-2] satisfying the (12) Is preferred.

【００３４】この条件式の上下限±１．０×１０^-3を越
えると、非点収差、偏心コマ収差の発生量がわずかな偏
心で設計値よりも著しく大きくなり、光学性能が急激に
劣化してしまう。上記条件式を満たすことで、光学性能
が偏心の影響を受け難く、設計／製作／生産上好まし
い。If the upper and lower limits of this conditional expression are exceeded, that is, ± 1.0 × 10 ⁻³ , the amount of astigmatism and decentered coma aberration becomes significantly larger than the design value due to slight decentering, and the optical performance deteriorates rapidly. Resulting in. By satisfying the above conditional expression, the optical performance is hardly affected by the eccentricity, which is preferable in design / production / production.

【００３５】さらに好ましくは、各面の有効径内におい
て、 ｜Δ_y Ｃ_x （ｘ，ｙ）｜≦１．０×１０^-2 〔ｍｍ^-2〕 ・・・（１３） を満たす反射面を少なくとも１面有することが望まし
い。この条件式の上下限±１．０×１０^-2を越えると、
非点収差、コマ収差の発生量がわずかな偏心によって設
計値よりも著しく大きくなり、光学性能が急激に劣化し
てしまう。上記条件式を満たすことで、光学性能が偏心
の影響を受け難くなり、設計／製作／生産上好ましい。[0035] More preferably, the effective diameter of each _{surface, | Δ y C x (x} , y) | a ≦ 1.0 × 10 ^-2 [mm ^-2] reflective surface satisfying (13) It is desirable to have at least one surface. Exceeding the upper and lower limits of this conditional expression ± 1.0 × 10 ⁻² ,
Due to the slight eccentricity, the amount of astigmatism and coma aberration becomes significantly larger than the design value, and the optical performance is rapidly deteriorated. By satisfying the above conditional expression, the optical performance is less likely to be affected by eccentricity, which is preferable in design / production / production.

【００３６】同様に、ある光線が反射面の有効径内のあ
る点Ｐ（ｘ，ｙ）で反射する位置における面のｘ方向の
曲率をＣ_x （ｘ，ｙ）とする。面がｘ方向へ微小偏心Δ
ｘ（ただし、｜Δｘ｜≦０．１ｍｍ）することで、同じ
光線の反射位置がＰ’（ｘ＋Δｘ，ｙ）に変わり、その
位置での曲率がＣ_x （ｘ＋Δｘ，ｙ）となる。このと
き、局所的な曲率変化Δ_x Ｃ_x （ｘ，ｙ）を次の式（１
４）のように定義できる。Similarly, the curvature in the x direction of the surface at a position where a certain light ray is reflected at a certain point P (x, y) within the effective diameter of the reflecting surface is defined as C _x (x, y). The surface is slightly eccentric in the x direction Δ
By performing x (where | Δx | ≦ 0.1 mm), the reflection position of the same light beam changes to P ′ (x + Δx, y), and the curvature at that position becomes C _x (x + Δx, y). At this time, the local curvature change Δ _x C _x (x, y) is calculated by the following equation (1).
It can be defined as 4).

【００３７】 Δ_x Ｃ_x （ｘ，ｙ）＝｛Ｃ_x （ｘ＋Δｘ，ｙ）−Ｃ_x （ｘ，ｙ）｝／Δｘ ・・・（１４） このΔ_x Ｃ_x （ｘ，ｙ）を、面のｘ方向微小偏心におけ
るｘ方向曲率の変化量と呼ぶ。[0037] _{Δ x C x (x, y} ) = {C x (x + Δx, y) -C x (x, y)} / Δx ··· (14) The delta _x C _x a (x, y), This is referred to as a change amount of the curvature in the x direction at the minute eccentricity of the surface in the x direction.

【００３８】このとき、光学系１０の反射面の少なくと
も１面は、軸上主光線２が当たる位置（ｘ₀ ，ｙ₀ ，ｚ
₀ ）で、 ｜Δ_x Ｃ_x （ｘ₀ ，ｙ₀ ）｜≦１．０×１０^-4 〔ｍｍ^-2〕・・（１５） を満たすことが重要である。At this time, at least one of the reflecting surfaces of the optical system 10 is positioned at the position (x ₀ , y ₀ , z) where the axial chief ray 2 strikes.
In _{0), | Δ x C x} (x 0, y 0) | be satisfied ≦ 1.0 × 10 ^-4 [mm ^-2] · (15) is important.

【００３９】これは、その上下限±１．０×１０^-4を越
えると、曲率変化が大きすぎるため、面がわずかに偏心
しただけで、光軸近傍で非点収差の発生量が本来の設計
値をはるかに越え、光学性能が設計性能よりも著しく劣
化してしまうために設定されたものである。上記条件式
を満たすことで、光学性能が偏心の影響を受け難くな
り、設計／製作／生産上好ましい。If the value exceeds the upper and lower limits of ± 1.0 × 10 ⁻⁴ , the curvature changes too much, and the surface is slightly decentered. This is set because the optical performance far exceeds the design value and the optical performance is significantly degraded from the design performance. By satisfying the above conditional expression, the optical performance is less likely to be affected by eccentricity, which is preferable in design / production / production.

【００４０】さらに好ましくは、 ｜Δ_x Ｃ_x （ｘ₀ ，ｙ₀ ）｜≦５．０×１０^-5 〔ｍｍ^-2〕・・（１６） を満たすことが望ましい。More preferably, it is desirable to satisfy | Δ _x C _x (x ₀ , y ₀ ) | ≦ 5.0 × 10 ⁻⁵ [mm ⁻² ] (16)

【００４１】さらに好ましくは、面の有効径の５０％内
において、 ｜Δ_x Ｃ_x （ｘ，ｙ）｜≦５．０×１０^-3 〔ｍｍ^-2〕 ・・・（１７） を満たすことが好ましい。[0041] More preferably, within 50% of the effective diameter of the _{surface, | Δ x C x (x} , y) | ≦ 5.0 × 10 -3 [mm ^-2] satisfying the (17) Is preferred.

【００４２】この条件式の上下限±５．０×１０^-3を越
えると、非点収差、偏心コマ収差の発生量がわずかな偏
心で設計値よりも著しく大きくなり、光学性能が急激に
劣化してしまう。上記条件式を満たすことで、光学性能
が偏心の影響を受け難く、設計／製作／生産上好まし
い。If the upper and lower limits of this conditional expression are exceeded, that is, ± 5.0 × 10 ⁻³ , the amount of astigmatism and eccentric coma aberration becomes significantly larger than the design value due to slight eccentricity, and the optical performance is rapidly deteriorated. Resulting in. By satisfying the above conditional expression, the optical performance is hardly affected by the eccentricity, which is preferable in design / production / production.

【００４３】さらに好ましくは、各面の有効径内におい
て、 ｜Δ_x Ｃ_x （ｘ，ｙ）｜≦１．０×１０^-2 〔ｍｍ^-2〕 ・・・（１８） を満たす反射面を少なくとも１面有することが望まし
い。この条件式の上下限±１．０×１０^-2を越えると、
非点収差、コマ収差の発生量がわずかな偏心によって設
計値よりも著しく大きくなり、光学性能が急激に劣化し
てしまう。上記条件式を満たすことで、光学性能が偏心
の影響を受け難くなり、設計／製作／生産上好ましい。More preferably, a reflecting surface satisfying | Δ _x C _x (x, y) | ≦ 1.0 × 10 ⁻² [mm ⁻² ] (18) within the effective diameter of each surface is used. It is desirable to have at least one surface. Exceeding the upper and lower limits of this conditional expression ± 1.0 × 10 ⁻² ,
Due to the slight eccentricity, the amount of astigmatism and coma aberration becomes significantly larger than the design value, and the optical performance is rapidly deteriorated. By satisfying the above conditional expression, the optical performance is less likely to be affected by eccentricity, which is preferable in design / production / production.

【００４４】同様に、ある光線が反射面の有効径内のあ
る点Ｐ（ｘ，ｙ）で反射する位置における面のｙ方向の
曲率をＣ_y （ｘ，ｙ）とする。面がｘ方向へ微小偏心Δ
ｘ（ただし、｜Δｘ｜≦０．１ｍｍ）することで、同じ
光線の反射位置がＰ’（ｘ＋Δｘ，ｙ）に変わり、その
位置での曲率がＣ_y （ｘ＋Δｘ，ｙ）となる。このと
き、局所的な曲率変化Δ_x Ｃ_y （ｘ，ｙ）を次の式（１
９）のように定義できる。Similarly, the curvature in the y direction of the surface at a position where a certain light ray is reflected at a certain point P (x, y) within the effective diameter of the reflecting surface is defined as C _y (x, y). The surface is slightly eccentric in the x direction Δ
x (although, | Δx | ≦ 0.1mm) doing, the P '(x + Δx, y ) reflecting the position of the same light beam changes to the curvature at the position is _{C y (x + Δx, y} ). At this time, the local curvature change Δ _x C _y (x, y) is calculated by the following equation (1).
It can be defined as 9).

【００４５】 Δ_x Ｃ_y （ｘ，ｙ）＝｛Ｃ_y （ｘ＋Δｘ，ｙ）−Ｃ_y （ｘ，ｙ）｝／Δｘ ・・・（１９） このΔ_x Ｃ_y （ｘ，ｙ）を、面のｘ方向微小偏心におけ
るｙ方向曲率の変化量と呼ぶ。[0045] _{Δ x C y (x, y} ) = {C y (x + Δx, y) -C y (x, y)} / Δx ··· (19) The delta _x C _y to (x, y), It is referred to as a change amount of the curvature in the y direction at the minute eccentricity of the surface in the x direction.

【００４６】このとき、光学系１０の反射面の少なくと
も１面は、軸上主光線２が当たる位置（ｘ₀ ，ｙ₀ ，ｚ
₀ ）で、 ｜Δ_x Ｃ_y （ｘ₀ ，ｙ₀ ）｜≦１．０×１０^-3 〔ｍｍ^-2〕・・（２０） を満たすことが重要である。At this time, at least one of the reflection surfaces of the optical system 10 is positioned at the position (x ₀ , y ₀ , z) where the axial principal ray 2 strikes.
In _{0), | Δ x C y} (x 0, y 0) | be satisfied ≦ 1.0 × 10 ^-3 [mm ^-2] · (20) is important.

【００４７】これは、その上下限±１．０×１０^-3を越
えると、曲率変化が大きすぎるため、面がわずかに偏心
しただけで、光軸近傍で非点収差の発生量が本来の設計
値をはるかに越え、光学性能が設計性能よりも著しく劣
化してしまうために設定されたものである。上記条件式
を満たすことで、光学性能が偏心の影響を受け難くな
り、設計／製作／生産上好ましい。If the value exceeds the upper and lower limits of ± 1.0 × 10 ⁻³ , the curvature changes too much, and the surface is slightly decentered. This is set because the optical performance far exceeds the design value and the optical performance is significantly degraded from the design performance. By satisfying the above conditional expression, the optical performance is less likely to be affected by eccentricity, which is preferable in design / production / production.

【００４８】さらに好ましくは、 ｜Δ_x Ｃ_y （ｘ₀ ，ｙ₀ ）｜≦１．０×１０^-4 〔ｍｍ^-2〕・・（２１） を満たすことが望ましい。[0048] More _{preferably, | Δ x C y (x} 0, y 0) | ≦ 1.0 × 10 -4 [mm ^-2] It is desirable to satisfy the ... (21).

【００４９】さらに好ましくは、面の有効径の５０％内
において、 ｜Δ_x Ｃ_y （ｘ，ｙ）｜≦１．０×１０^-3 〔ｍｍ^-2〕 ・・・（２２） を満たすことが好ましい。[0049] More preferably, within 50% of the effective diameter of the _{surface, | Δ x C y (x} , y) | ≦ 1.0 × 10 -3 [mm ^-2] satisfying the (22) Is preferred.

【００５０】この条件式の上下限±１．０×１０^-3を越
えると、非点収差、偏心コマ収差の発生量がわずかな偏
心で設計値よりも著しく大きくなり、光学性能が急激に
劣化してしまう。上記条件式を満たすことで、光学性能
が偏心の影響を受け難く、設計／製作／生産上好まし
い。If the upper and lower limits of this conditional expression are exceeded, that is, ± 1.0 × 10 ⁻³ , the amount of astigmatism and decentered coma becomes significantly larger than the design value due to slight decentering, and the optical performance deteriorates rapidly. Resulting in. By satisfying the above conditional expression, the optical performance is hardly affected by the eccentricity, which is preferable in design / production / production.

【００５１】さらに好ましくは、各面の有効径内におい
て、 ｜Δ_x Ｃ_y （ｘ，ｙ）｜≦１．０×１０^-2 〔ｍｍ^-2〕 ・・・（２３） を満たす反射面を少なくとも１面有することが望まし
い。この条件式の上下限±１．０×１０^-2を越えると、
非点収差、コマ収差の発生量がわずかな偏心によって設
計値よりも著しく大きくなり、光学性能が急激に劣化し
てしまう。上記条件式を満たすことで、光学性能が偏心
の影響を受け難くなり、設計／製作／生産上好ましい。[0051] More preferably, the effective diameter of each _{surface, | Δ x C y (x} , y) | a ≦ 1.0 × 10 ^-2 [mm ^-2] reflective surface satisfying ... (23) It is desirable to have at least one surface. Exceeding the upper and lower limits of this conditional expression ± 1.0 × 10 ⁻² ,
Due to the slight eccentricity, the amount of astigmatism and coma aberration becomes significantly larger than the design value, and the optical performance is rapidly deteriorated. By satisfying the above conditional expression, the optical performance is less likely to be affected by eccentricity, which is preferable in design / production / production.

【００５２】ところで、例えば前記式（１）で定義され
るような回転非対称な面形状では、局所的なパワーが正
から負あるいは負から正に符号が変化することがある。
このパワーの符号の変化がある局所的な領域で起きる
と、偏心によって局所的なところで収差補正ができなく
なってしまう。Incidentally, for example, in a rotationally asymmetric surface shape as defined by the above equation (1), the sign of the local power may change from positive to negative or from negative to positive.
If the change in the sign of the power occurs in a local area, the aberration cannot be corrected locally due to the eccentricity.

【００５３】例えば、ある面の局所的なパワーが正のと
きに、他の面と組み合わせることで初めて収差補正がで
きていたときに、面が偏心してしまいパワーが負へ変わ
ったとき、収差が補正できなるなるどころか、さらなる
収差を発生させてしまう。For example, when the local power of a certain surface is positive, when the aberration is corrected for the first time by combining with another surface, when the surface is decentered and the power is changed to negative, the aberration is reduced. Rather than being able to correct, further aberrations are generated.

【００５４】前述のようなことを防ぐためには、少なく
とも有効径内で面のパワーの符号が変化しないことが重
要となってくる。面のパワーは面の曲率に比例するの
で、各軸方向の面の曲率の符号が有効径内で同符号であ
ることが重要となる。回転非対称な反射面の有効径内の
任意の２点において、ｘ方向、ｙ方向曲率をＣ_j1，Ｃ_j2
（ｊ＝ｘ，ｙ）としたとき、少なくとも１つの反射面は
次の式を満たすたことが重要となる。In order to prevent the above, it is important that the sign of the surface power does not change at least within the effective diameter. Since the power of a surface is proportional to the curvature of the surface, it is important that the sign of the curvature of the surface in each axial direction be the same within the effective diameter. At any two points within the effective diameter of the rotationally asymmetric reflecting surface, the curvatures in the x and y directions are C _j1 and C _j2.
When (j = x, y), it is important that at least one reflecting surface satisfies the following expression.

【００５５】 Ｃ_j1Ｃ_j2−｜Ｃ_j1Ｃ_j2｜＝０ （ｊ＝ｘ，ｙ） ・・・（２４） 上記条件式を満たすことで、少なくとも有効径内におい
て、パワーは正ないし負のみとなり、光学性能が偏心の
影響を受け難くなり、設計／製作／生産上好ましい。C _j1 C _j2 − | C _j1 C _j2 | = 0 (j = x, y) (24) By satisfying the above conditional expression, the power becomes only positive or negative at least within the effective diameter. In addition, the optical performance is less likely to be affected by eccentricity, which is preferable in design / production / production.

【００５６】なお、以上の条件式（５）〜（８）、（１
０）〜（１３）、（１５）〜（１８）、（２０）〜（２
３）については、それらの中の少なくとも何れか１つの
条件式を満足することが必要であり、より好ましくはそ
れらの中の何れか２つ以上の条件式を同時に満足するこ
とが望ましい。Note that the above conditional expressions (5) to (8), (1)
0) to (13), (15) to (18), (20) to (2)
Regarding 3), it is necessary to satisfy at least one conditional expression among them, and more preferably, it is desirable to simultaneously satisfy any two or more conditional expressions among them.

【００５７】さらに、以上は少なくとも３つの光学作用
面からなるプリズム光学系の反射面に関する条件式であ
ったが、透過面に関しても同様の条件式を満足すること
が望ましい。Further, while the above is the conditional expression relating to the reflecting surface of the prism optical system having at least three optically active surfaces, it is desirable that the same conditional expression be satisfied also for the transmitting surface.

【００５８】[0058]

【実施例】以下に本発明に基づくプリズム光学系の１実
施例を説明する。図３にこの実施例のプリズム光学系の
断面図を示す。この実施例の構成パラメータは後に示
す。実施例１において、図３に示すように、絞り１の面
の中心をプリズム光学系の原点として、軸上主光線２を
物体中心を出て、絞り１の中心を通る光線で定義する。
物体中心から光学系の第１面まで軸上主光線１に沿って
進む方向をｚ軸方向、このｚ軸と像面中心を含む平面を
ｙ−ｚ平面とし、光線が光学系の面によって折り曲げら
れる面内の方向で、かつ、ｙ−ｚ平面内のｚ軸に直交す
る方向にｙ軸をとる。物点から光学系の第１面に向かう
方向をｚ軸の正方向とし、ｙ軸の正方向を図の上方向に
とる。そして、ｙ軸、ｚ軸と右手直交座標系を構成する
軸をｘ軸とする。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of a prism optical system according to the present invention will be described below. FIG. 3 shows a sectional view of the prism optical system of this embodiment. The configuration parameters of this embodiment will be described later. In the first embodiment, as shown in FIG. 3, the center of the surface of the stop 1 is defined as the origin of the prism optical system, and the axial chief ray 2 is defined as a light beam that exits the center of the object and passes through the center of the stop 1.
The direction traveling along the axial principal ray 1 from the center of the object to the first surface of the optical system is the z-axis direction, the plane including the z-axis and the center of the image plane is the yz plane, and the light beam is bent by the surface of the optical system. The y-axis is taken in a direction within the plane to be set and in a direction orthogonal to the z-axis in the yz plane. The direction from the object point toward the first surface of the optical system is defined as the positive direction of the z-axis, and the positive direction of the y-axis is defined as the upward direction in the drawing. An axis constituting the right-handed orthogonal coordinate system with the y-axis and the z-axis is defined as an x-axis.

【００５９】この実施例では、このｙ−ｚ平面内で各面
の偏心を行っており、また、各回転非対称自由曲面の唯
一の対称面をｙ−ｚ面としている。In this embodiment, each plane is decentered in the yz plane, and the only symmetric plane of each rotationally asymmetric free-form surface is the yz plane.

【００６０】偏心面については、光学系の原点の中心か
ら、その面の面頂位置の偏心量（ｘ軸方向、ｙ軸方向、
ｚ軸方向をそれぞれＸ，Ｙ，Ｚ）と、その面の中心軸
（自由曲面については、下記の（ａ）式のｚ軸）のｘ
軸、ｙ軸、ｚ軸それぞれを中心とする傾き角（それぞれ
α，β，γ（°））とが与えられている。なお、その場
合、αとβの正はそれぞれの軸の正方向に対して反時計
回りを、γの正はｚ軸の正方向に対して時計回りを意味
する。For the eccentric surface, the eccentric amount (x-axis direction, y-axis direction,
X, Y, and Z in the z-axis direction, respectively, and x of the center axis of the surface (for a free-form surface, the z-axis of the following equation (a))
The tilt angles (α, β, γ (°), respectively) about the axis, y axis, and z axis are given. In this case, the positive α and β mean counterclockwise with respect to the positive direction of each axis, and the positive γ means clockwise with respect to the positive direction of the z-axis.

【００６１】また、各実施例の光学系を構成する光学作
用面の中、特定の面とそれに続く面が共軸光学系を構成
する場合には、面間隔が与えられており、その他、媒質
の屈折率、アッベ数が慣用法に従って与えられている。In a case where a specific surface and a surface subsequent thereto constitute a coaxial optical system among the optical working surfaces constituting the optical system of each embodiment, a surface interval is given, and other media are used. Are given according to the conventional method.

【００６２】また、本発明で用いられる自由曲面の面の
形状は前記（１）式を書き直した下記（ａ）式により定
義し、その定義式のｚ軸が自由曲面の軸となる。 ここで、（ａ）式の第１項は球面項、第２項は自由曲面
項である。The shape of the surface of the free-form surface used in the present invention is defined by the following expression (a) obtained by rewriting the above-mentioned expression (1), and the z-axis of the definition expression is the axis of the free-form surface. Here, the first term of the equation (a) is a spherical term, and the second term is a free-form surface term.

【００６３】球面項中、 ｃ：頂点の曲率 ｋ：コーニック定数（円錐定数） ｒ＝√（ｘ² ＋ｙ² ） である。In the spherical term, c: curvature of the vertex k: conic constant (conical constant) r = √ (x ² + y ² ).

【００６４】自由曲面項は、 ただし、Ｃ_j （ｊは２以上の整数）は係数である。The free-form surface term is Here, C _j (j is an integer of 2 or more) is a coefficient.

【００６５】上記自由曲面は、一般的には、ｘ−ｚ面、
ｙ−ｚ面共に対称面を持つことはないが、本発明ではｘ
の奇数次項を全て０にすることによって、ｙ−ｚ面と平
行な対称面が１つだけ存在する自由曲面となる。例え
ば、上記定義式（ａ）においては、Ｃ₂ 、Ｃ₅ 、Ｃ₇ 、
Ｃ₉ 、Ｃ₁₂、Ｃ₁₄、Ｃ₁₆、Ｃ₁₈、Ｃ₂₀、Ｃ₂₃、Ｃ₂₅、Ｃ
₂₇、Ｃ₂₉、Ｃ₃₁、Ｃ₃₃、Ｃ₃₅・・・の各項の係数を０に
することによって可能である。The free-form surface generally includes an xz plane,
Although neither yz plane has a plane of symmetry, in the present invention, x
By setting all the odd-order terms of 0 to 0, the yz plane and the flat
The free-form surface has only one line of symmetry plane. example
For example, in the above definition formula (a), C_Two, C_Five, C₇,
C₉, C₁₂, C₁₄, C₁₆, C₁₈, C₂₀, C_{twenty three}, C_{twenty five}, C
₂₇, C₂₉, C₃₁, C₃₃, C₃₅Set the coefficient of each term of ... to 0
It is possible by doing.

【００６６】また、ｙの奇数次項を全て０にすることに
よって、ｘ−ｚ面と平行な対称面が１つだけ存在する自
由曲面となる。例えば、上記定義式においては、Ｃ₃ 、
Ｃ₅、Ｃ₈ 、Ｃ₁₀、Ｃ₁₂、Ｃ₁₄、Ｃ₁₇、Ｃ₁₉、Ｃ₂₁、Ｃ
₂₃、Ｃ₂₅、Ｃ₂₇、Ｃ₃₀、Ｃ₃₂、Ｃ₃₄、Ｃ₃₆・・・の各項
の係数を０にすることによって可能である。By setting all the odd-order terms of y to 0, a free-form surface having only one symmetric surface parallel to the xz plane is obtained. For example, in the above definition formula, C ₃ ,
_{C 5, C 8, C 10} , C 12, C 14, C 17, C 19, C 21, C
₂₃ , C ₂₅ , C ₂₇ , C ₃₀ , C ₃₂ , C ₃₄ , C ₃₆ ...

【００６７】また上記対称面の方向の何れか一方を対称
面とし、それに対応する方向の偏心、例えば、ｙ−ｚ面
と平行な対称面に対して光学系の偏心方向はｙ軸方向
に、ｘ−ｚ面と平行な対称面に対しては光学系の偏心方
向はｘ軸方向にすることで、偏心により発生する回転非
対称な収差を効果的に補正しながら同時に製作性をも向
上させることが可能となる。One of the directions of the symmetry plane is set as a symmetry plane, and the eccentricity of the direction corresponding to the symmetry plane, for example, the eccentric direction of the optical system with respect to the symmetry plane parallel to the yz plane is in the y-axis direction. With respect to a symmetric plane parallel to the xz plane, the eccentric direction of the optical system is set to the x-axis direction, thereby effectively correcting rotationally asymmetric aberrations caused by the eccentricity and simultaneously improving productivity. Becomes possible.

【００６８】なお、データの記載されていない自由曲
面、非球面に関する項は０である。屈折率については、
ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対するものを表記して
ある。長さの単位はｍｍである。Note that terms relating to free-form surfaces and aspheric surfaces for which no data is described are zero. Regarding the refractive index,
The values for the d-line (wavelength 587.56 nm) are shown. The unit of the length is mm.

【００６９】また、自由曲面の他の定義式として、以下
の（ｃ）式で与えられるＺｅｒｎｉｋｅ多項式がある。
この面の形状は以下の式により定義する。その定義式の
ｚ軸がＺｅｒｎｉｋｅ多項式の軸となる。回転非対称面
の定義は、ｘ−ｙ面に対するｚの軸の高さの極座標で定
義され、Ａはｘ−ｙ面内のｚ軸からの距離、Ｒはｚ軸回
りの方位角で、ｚ軸から測った回転角で表せられる。As another definition of the free-form surface, there is a Zernike polynomial given by the following expression (c).
The shape of this surface is defined by the following equation. The z-axis of the defining equation becomes the axis of the Zernike polynomial. The definition of the rotationally asymmetric surface is defined by polar coordinates of the height of the z axis with respect to the xy plane, where A is the distance from the z axis in the xy plane, R is the azimuth around the z axis, and the z axis It can be expressed by the rotation angle measured from.

【００７０】 ｘ＝Ｒ×cos(A) ｙ＝Ｒ×sin(A) ｚ＝Ｄ₂ ＋Ｄ₃ Ｒcos(A)＋Ｄ₄ Ｒsin(A) ＋Ｄ₅ Ｒ² cos(2A)＋Ｄ₆ （Ｒ² −１）＋Ｄ₇ Ｒ² sin(2A) ＋Ｄ₈ Ｒ³ cos(3A) ＋Ｄ₉ （３Ｒ³ −２Ｒ）cos(A) ＋Ｄ₁₀（３Ｒ³ −２Ｒ）sin(A)＋Ｄ₁₁Ｒ³ sin(3A) ＋Ｄ₁₂Ｒ⁴cos(4A)＋Ｄ₁₃（４Ｒ⁴ −３Ｒ² ）cos(2A) ＋Ｄ₁₄（６Ｒ⁴ −６Ｒ² ＋１）＋Ｄ₁₅（４Ｒ⁴ −３Ｒ² ）sin(2A) ＋Ｄ₁₆Ｒ⁴ sin(4A) ＋Ｄ₁₇Ｒ⁵ cos(5A) ＋Ｄ₁₈（５Ｒ⁵ −４Ｒ³ ）cos(3A) ＋Ｄ₁₉（１０Ｒ⁵ −１２Ｒ³ ＋３Ｒ）cos(A) ＋Ｄ₂₀（１０Ｒ⁵ −１２Ｒ³ ＋３Ｒ）sin(A) ＋Ｄ₂₁（５Ｒ⁵ −４Ｒ³ ）sin(3A) ＋Ｄ₂₂Ｒ⁵ sin(5A) ＋Ｄ₂₃Ｒ⁶cos(6A)＋Ｄ₂₄（６Ｒ⁶ −５Ｒ⁴ ）cos(4A) ＋Ｄ₂₅（１５Ｒ⁶ −２０Ｒ⁴ ＋６Ｒ² ）cos(2A) ＋Ｄ₂₆（２０Ｒ⁶ −３０Ｒ⁴ ＋１２Ｒ² −１） ＋Ｄ₂₇（１５Ｒ⁶ −２０Ｒ⁴ ＋６Ｒ² ）sin(2A) ＋Ｄ₂₈（６Ｒ⁶ −５Ｒ⁴ ）sin(4A) ＋Ｄ₂₉Ｒ⁶sin(6A)・・・・・ ・・・（ｂ） なお、ｘ軸方向に対称な光学系として設計するには、Ｄ
₄ ，Ｄ₅ ，Ｄ₆ 、Ｄ₁₀０，Ｄ₁₁，Ｄ₁₂，Ｄ₁₃，Ｄ₁₄，Ｄ
₂₀，Ｄ₂₁，Ｄ₂₂…を利用する。X = R × cos (A) y = R × sin (A) z = D ₂ + D ₃ R cos (A) + D ₄ R sin (A) + D ₅ R ² cos (2A) + D ₆ (R ² −1 ^{_{) + D 7 R 2 sin (}} 2A) + D 8 R 3 cos (3A) + D 9 (3R 3 -2R) cos (A) + D 10 (3R 3 -2R) sin (A) + D 11 R 3 sin (3A) + D ^{_{12 R 4 cos (4A) +}} D 13 (4R 4 -3R 2) cos (2A) + D 14 (6R 4 -6R 2 +1) + D 15 (4R 4 -3R 2) sin (2A) + D 16 R 4 sin (4A ^{_{) + D 17 R 5 cos (}} 5A) + D 18 (5R 5 -4R 3) cos (3A) + D 19 (10R 5 -12R 3 + 3R) cos (A) + D 20 (10R 5 -12R 3 + 3R) sin (A) ^{_{+ D 21 (5R 5 -4R 3}} ) sin (3A) + D 22 R 5 sin (5A) + D 23 R 6 cos (6A) + D 24 (6R 6 -5R 4) cos (4A) + D 25 (15R 6 -20R 4 ^{+ 6R 2) cos (2A)} + D 26 (20R 6 -30R 4 + 12R 2 -1) + D 27 (15R 6 -20R 4 + 6R 2) sin (2A) ^{_{D 28 (6R 6 -5R 4)}} sin (4A) + D 29 R 6 sin (6A) ····· ··· (b) In addition, to design an optical system symmetric with respect to the x-axis direction, D
_{4, D 5, D 6,} D 10 0, D 11, D 12, D 13, D 14, D
_20, D _21, D ₂₂ ... to use.

【００７１】その他の面の例として、次の定義式（ｃ）
があげられる。 ｚ＝ΣΣＣ_nmｘｙ 例として、ｋ＝７（７次項）を考えると、展開したと
き、以下の式で表せる。 ｚ＝Ｃ₂ ＋Ｃ₃ ｙ＋Ｃ₄ ｜ｘ｜ ＋Ｃ₅ ｙ² ＋Ｃ₆ ｙ｜ｘ｜＋Ｃ₇ ｘ² ＋Ｃ₈ ｙ³ ＋Ｃ₉ ｙ² ｜ｘ｜＋Ｃ₁₀ｙｘ² ＋Ｃ₁₁｜ｘ³ ｜ ＋Ｃ₁₂ｙ⁴ ＋Ｃ₁₃ｙ³ ｜ｘ｜＋Ｃ₁₄ｙ² ｘ² ＋Ｃ₁₅ｙ｜ｘ³ ｜＋Ｃ₁₆ｘ⁴ ＋Ｃ₁₇ｙ⁵ ＋Ｃ₁₈ｙ⁴ ｜ｘ｜＋Ｃ₁₉ｙ³ ｘ² ＋Ｃ₂₀ｙ² ｜ｘ³ ｜ ＋Ｃ₂₁ｙｘ⁴ ＋Ｃ₂₂｜ｘ⁵ ｜ ＋Ｃ₂₃ｙ⁶ ＋Ｃ₂₄ｙ⁵ ｜ｘ｜＋Ｃ₂₅ｙ⁴ ｘ² ＋Ｃ₂₆ｙ³ ｜ｘ³ ｜ ＋Ｃ₂₇ｙ² ｘ⁴ ＋Ｃ₂₈ｙ｜ｘ⁵ ｜＋Ｃ₂₉ｘ⁶ ＋Ｃ₃₀ｙ⁷ ＋Ｃ₃₁ｙ⁶ ｜ｘ｜＋Ｃ₃₂ｙ⁵ ｘ² ＋Ｃ₃₃ｙ⁴ ｜ｘ³ ｜ ＋Ｃ₃₄ｙ³ ｘ⁴ ＋Ｃ₃₅ｙ² ｜ｘ⁵ ｜＋Ｃ₃₆ｙｘ⁶ ＋Ｃ₃₇｜ｘ⁷ ｜ ・・・（ｃ） なお、本発明の実施例では、前記（ａ）式を用いた自由
曲面で面形状が表現されているが、上記（ｂ）式、
（ｃ）式を用いても同様の作用効果を得られるのは言う
までもない。As another example, the following definition formula (c)
Is raised. z = ΣΣC _nm xy As an example, when k = 7 (seventh-order term) is considered, when expanded, it can be expressed by the following equation. _{z = C 2 + C 3 y} + C 4 | x | + C 5 y 2 + C 6 y | x | + C 7 x 2 + C 8 y 3 + C 9 y 2 | x | + C 10 yx 2 + C 11 | x 3 | + C 12 y 4 ^{_{+ C 13 y 3 | x |}} + C 14 y 2 x 2 + C 15 y | x 3 | + C 16 x 4 + C 17 y 5 + C 18 y 4 | x | + C 19 y 3 x 2 + C 20 y 2 | x 3 | + C ^{_{21 yx 4 + C 22 | x}} 5 | + C 23 y 6 + C 24 y 5 | x | + C 25 y 4 x 2 + C 26 y 3 | x 3 | + C 27 y 2 x 4 + C 28 y | x 5 | + C 29 x ^{_{6 + C 30 y 7 + C}} 31 y 6 | x | + C 32 y 5 x 2 + C 33 y 4 | x 3 | + C 34 y 3 x 4 + C 35 y 2 | x 5 | + C 36 yx 6 + C 37 | x 7 | (C) In the embodiment of the present invention, the surface shape is expressed by a free-form surface using the above equation (a).
It goes without saying that the same operation and effect can be obtained by using the expression (c).

【００７２】実施例１の光学系のｙ−ｚ断面図を図３に
示す。このプリズム光学系１０は、物体側から、絞り１
と、透過作用のみを有する第１面１１と、透過と反射の
両作用を有する第２面１２と、反射作用のみを有する第
３面１３と、像面３とで構成されており、物体からの光
線は、絞り１を通り、第１面１１で屈折されてプリズム
光学系１０内に入り、第２面１２で反射されて第３面１
３に入射し、第３面１３で反射された光線は今度は第２
面１２で屈折されてプリズム光学系１０から出て、像面
３に配置された撮像素子の撮像面上に結像する。なお、
図中、符号４で示される平行平面板群は、赤外カットフ
ィルター、ローパスフィルター、保護ガラス等である。
また、このプリズム光学系１０を頭部装着型画像表示装
置等の接眼光学系として用いる場合は、物体側が観察
側、像面側が物体側になり、像面３に液晶表示素子等の
画像表示素子が配置される。そして、このプリズム光学
系１０の第１面１１、第２面１２、第３面１３が何れも
前記式（ａ）で定義される対称面を１面のみ有する面対
称自由曲面で構成されている。FIG. 3 shows a yz sectional view of the optical system according to the first embodiment. The prism optical system 10 is configured to stop the diaphragm 1 from the object side.
, A first surface 11 having only a transmitting action, a second surface 12 having both transmitting and reflecting actions, a third face 13 having only a reflecting action, and an image plane 3. Passes through the stop 1 and is refracted by the first surface 11 and enters the prism optical system 10, reflected by the second surface 12, and reflected by the third surface 1
3 is reflected by the third surface 13,
The light is refracted by the surface 12, exits from the prism optical system 10, and forms an image on an imaging surface of an imaging element arranged on the image plane 3. In addition,
In the drawing, a group of parallel flat plates denoted by reference numeral 4 is an infrared cut filter, a low-pass filter, a protective glass, and the like.
When the prism optical system 10 is used as an eyepiece optical system such as a head-mounted image display device, the object side is the observation side, the image plane side is the object side, and the image plane 3 is an image display element such as a liquid crystal display element. Is arranged. Each of the first surface 11, the second surface 12, and the third surface 13 of the prism optical system 10 is formed of a plane-symmetric free-form surface having only one plane of symmetry defined by the expression (a). .

【００７３】本実施例では、絞り径はφ３．４ｍｍ、焦
点距離ｆ＝９．５ｍｍ、ｘ方向像高Ｉｈ_x ＝２．４５ｍ
ｍ、ｙ方向像高Ｉｈ_y ＝１．８４ｍｍである。次に、上
記実施例１の構成パラメータを示す。式（ａ）で定義さ
れる回転非対称な面を“ＦＦＳ”で表し、その面のｃ，
ｋの表記が特にされていないときは、ｃ＝０，ｋ＝０と
する。In this embodiment, the stop diameter is φ3.4 mm, the focal length f = 9.5 mm, and the image height Ih _{x in the} x direction is 2.45 m.
The image height Ih _{y in the} m and y directions is 1.84 mm. Next, the configuration parameters of the first embodiment will be described. A rotationally asymmetric surface defined by the equation (a) is represented by “FFS”, and c,
When notation of k is not particularly specified, c = 0 and k = 0.

【００７４】 実施例１ 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ ∞ 1 ∞（絞り面） （偏心基準面） 2 ＦＦＳ 偏心(1) 1.5254 56.2 3 ＦＦＳ（反射面） 偏心(2) 1.5254 56.2 4 ＦＦＳ（反射面） 偏心(3) 1.5254 56.2 5 ＦＦＳ 偏心(2) 6 ∞ 1.60 偏心(4) 7 ∞ 2.02 1.5163 64.1 8 ∞ 0.75 1.5163 64.1 9 ∞ 1.21 1.4875 70.2 像 面 ∞ ＦＦＳ Ｃ₄ -2.0221×10^-2 Ｃ₆ 1.3484×10^-3 Ｃ₁₀ -1.7013×10^-3 Ｃ₁₁ -1.3132×10^-4 Ｃ₁₃ -8.4459×10^-5 Ｃ₁₅ 1.3463×10^-4 Ｃ₁₇ 2.2832×10^-5 Ｃ₁₉ -1.1349×10^-4 Ｃ₂₁ -7.7263×10^-5 ＦＦＳ ｃ 0.001563916 Ｃ₄ -2.6037×10^-5 Ｃ₆ 3.1918×10^-5 Ｃ₈ 1.5031×10^-4 Ｃ₁₀ 9.8923×10^-7 Ｃ₁₁ 7.1861×10^-6 Ｃ₁₃ 1.2396×10^-5 Ｃ₁₅ 2.2458×10^-5 Ｃ₁₇ 9.0568×10^-6 Ｃ₁₉ -3.3531×10^-6 Ｃ₂₁ -1.7864×10^-6 ＦＦＳ Ｃ₄ 2.1979×10^-2 Ｃ₆ 2.1856×10^-2 Ｃ₈ 1.4788×10^-4 Ｃ₁₀ 2.6100×10^-4 Ｃ₁₁ 2.2069×10^-5 Ｃ₁₃ 4.0424×10^-5 Ｃ₁₅ 2.9818×10^-5 Ｃ₁₇ 3.9497×10^-6 Ｃ₁₉ 1.8906×10^-6 Ｃ₂₁ 2.1576×10^-6 偏心(1) α ２１．９０ β 0.00 γ 0.00 偏心(2) Ｘ 0.00 Ｙ 0.66 Ｚ 6.60 α -43.30 β 0.00 γ 0.00 偏心(3) Ｘ 0.00 Ｙ 6.57 Ｚ 7.06 α -77.49 β 0.00 γ 0.00 偏心(4) Ｘ 0.00 Ｙ -2.37 Ｚ 10.80 α -63.30 β 0.00 γ 0.00 。Example 1 Surface Number Curvature Radius Surface Spacing Eccentricity Refractive Index Abbe Number Object Surface ∞ ∞ 1 絞 り (Aperture Surface) (Eccentricity Reference Surface) 2 FFS Eccentricity (1) 1.5254 56.2 3 FFS (Reflective Surface) Eccentricity (2) 1.5254 56.2 4 FFS (Reflective surface) Eccentricity (3) 1.5254 56.2 5 FFS Eccentricity (2) 6 ∞ 1.60 Eccentricity (4) 7 ∞ 2.02 1.5163 64.1 8 ∞ 0.75 1.5163 64.1 9 ∞ 1.21 1.4875 70.2 Image plane ＦＦ FFS C ₄ -2.0221 × 10 ^-2 C ₆ 1.3484 × 10 ^-3 C ₁₀ -1.7013 × 10 ^-3 C ₁₁ -1.3132 × 10 ^-4 C ₁₃ -8.4459 × 10 ^-5 C ₁₅ 1.3463 × 10 ^-4 C ₁₇ 2.2832 × 10 ^-5 C ₁₉ -1.1349 × 10 ^-4 C ₂₁ -7.7263 × 10 ^-5 FFS c 0.001563916 C ₄ -2.6037 × 10 ^-5 C ₆ 3.1918 × 10 ^-5 C ₈ 1.5031 × 10 ^-4 C ₁₀ 9.8923 × 10 ^-7 C ₁₁ 7.1861 × 10 ^-6 C ₁₃ 1.2396 × 10 ^-5 C ₁₅ 2.2458 × 10 ^-5 C ₁₇ 9.0568 × 10 ^-6 C ₁₉ -3.3531 × 10 ^-6 C ₂₁ -1.7864 × 10 ^-6 FFS C ₄ 2.1979 × 10 ^-2 C ₆ 2.1856 × 10 ^-2 C ₈ 1.4788 × 10 ^-4 C ₁₀ 2.6 100 × 10 ^-4 C ₁₁ 2.2069 × 10 ^-5 C ₁₃ 4.0424 × 10 ^-5 C ₁₅ 2.9818 × 1 0 ^-5 C ₁₇ 3.9497 × 10 ^-6 C ₁₉ 1.8906 × 10 ^-6 C ₂₁ 2.1576 × 10 ^-6 Eccentricity (1) α 21.90 β 0.00 γ 0.00 Eccentricity (2) X 0.00 Y 0.66 Z 6.60 α -43.30 β 0.00 γ 0.00 Eccentricity (3) X 0.00 Y 6.57 Z 7.06 α -77.49 β 0.00 γ 0.00 Eccentricity (4) X 0.00 Y -2.37 Z 10.80 α -63.30 β 0.00 γ 0.00.

【００７５】Δｘ＝０．１（ｍｍ），Δｙ＝０．１（ｍ
ｍ）とした場合に、この実施例１の上記の条件式
（５）、（７）、（８）、（１０）、（１２）、（１
３）、（１５）、（１７）、（１８）、（２０）、（２
２）、（２３）の値を示す。ただし、面の有効径の５０
％内の値、面の有効径全域の値については、その径内の
最小／最大値を示す。Δx = 0.1 (mm), Δy = 0.1 (m
m), the conditional expressions (5), (7), (8), (10), (12), (1)
3), (15), (17), (18), (20), (2)
2) and (23) are shown. However, the effective diameter of the surface is 50
The values within% and the values over the entire effective diameter of the surface indicate the minimum / maximum values within the diameter.

【００７６】 ［光軸上］ 条件式 （５） （１０） （１５） （２０） 第２面 3.2520×10^-5 3.0303×10^-4 8.6290×10^-6 2.4797×10^-6 第３面 1.5896×10^-3 2.9966×10^-4 1.3741×10^-5 3.8614×10^-6 ［有効径５０％内］ 条件式 （７） （１２） （１７） （２２） 第２面（最小） -1.4532×10^-3 1.4046×10^-4 -2.1041×10^-3 -2.7040×10^-4 （最大） 6.7257×10^-4 8.7368×10^-4 2.2930×10^-3 3.1235×10^-4 第３面（最小） 1.0809×10^-3 1.6637×10^-4 -8.1667×10^-4 -1.7348×10^-4 （最大） 3.1030×10^-3 6.8749×10^-4 1.2075×10^-3 5.7093×10^-4 ［有効径全域］ 条件式 （８） （１３） （１８） （２３） 第２面（最小） -3.8423×10^-3 -4.7210×10^-4 -6.4733×10^-3 -8.9572×10^-4 （最大） 6.4111×10^-4 2.4753×10^-3 9.1239×10^-3 1.3570×10^-3 第３面（最小） 1.0971×10^-3 -2.6052×10^-3 1.1482×10^-4 -5.2167×10^-4 （最大） 4.6174×10^-3 7.4943×10^-3 1.1720×10^-3 9.5006×10^-3 。[On the optical axis] Conditional expression (5) (10) (15) (20) Second surface 3.2520 × 10 ^-5 3.0303 × 10 ^-4 8.6290 × 10 ^-6 2.4797 × 10 ^-6 Third surface 1.5896 × ^{10 -3 2.9966 × 10 -4 1.3741 ×} 10 -5 3.8614 × 10 -6 [ effective diameter 50% condition (7) (12) (17) (22) second side (Min) -1.4532 × 10 ^{- 3} 1.4046 × 10 ^-4 -2.1041 × 10 ^-3 -2.7040 × 10 ^-4 (maximum) 6.7257 × 10 ^-4 8.7368 × 10 ^-4 2.2930 × 10 ^-3 3.1235 × 10 ^-4 Third surface (minimum) 1.0809 × 10 ^-3 1.6637 × 10 ^-4 -8.1667 × 10 ^-4 -1.7348 × 10 ^-4 (maximum) 3.1030 × 10 ^-3 6.8749 × 10 ^-4 1.2075 × 10 ^-3 5.7093 × 10 ^-4 [Whole effective diameter] Conditional expression ( 8) (13) (18) (23) Second surface (minimum) -3.8423 × 10 ^-3 -4.7210 × 10 ^-4 -6.4733 × 10 ^-3 -8.9572 × 10 ^-4 (maximum) 6.4111 × 10 ^-4 2.4753 × 10 ^-3 9.1239 × 10 ^-3 1.3570 × 10 ^-3 Third surface (minimum) 1.0971 × 10 ^-3 -2.6052 × 10 ^-3 1.1482 × 10 ^-4 -5.2167 × 10 ^-4 (maximum) 4.6174 × 10 ^-3 7.4943 × 10 ^-3 1.1720 × 10 ^-3 9.5006 × 10 ^-3 .

【００７７】また、この実施例１の設計値の場合と第２
面１２をｙ方向に＋０．０４ｍｍ微小偏心させた場合
の、空間周波数４０本／ｍｍの像面近傍のＭＴＦをそれ
ぞれ図４、図５に示す。また、その２つの場合の収差補
正状態を示すスポットダイアグラムをそれぞれ図６、図
７に示す。これらの図において、スポットダイアグラム
の左側の４つの数字の中、上段の２つの数字は、長方形
の画面中央の座標を（０．００，０．００）、右端中央
の座標を（０．００，−１．００）、右上隅の座標を
（１．００，−１．００）、上端中央の座標を（１．０
０，０．００）、左上隅の座標を（１．００，１．０
０）、左端中央の座標を（０．００，１．００）のよう
に表現した場合の相対座標を示し、下段の２つの数字
は、視軸（画面中央）に対して上記座標（Ｘ，Ｙ）方向
がなす角度（画角）のＸ成分、Ｙ成分（度表示）を示
す。Further, the case of the design value of the first embodiment and the second
FIGS. 4 and 5 show MTFs near the image plane at a spatial frequency of 40 lines / mm when the surface 12 is slightly decentered in the y direction by +0.04 mm. FIGS. 6 and 7 show spot diagrams showing the aberration correction state in the two cases, respectively. In these figures, of the four numbers on the left side of the spot diagram, the upper two numbers indicate the coordinates of the center of the rectangular screen at (0.00, 0.00) and the coordinates of the center of the right end at (0.00, 0.00). -1.00), the coordinates of the upper right corner are (1.00, -1.00), and the coordinates of the upper center are (1.0
0, 0.00), and the coordinates of the upper left corner are (1.00, 1.0)
0), and indicates the relative coordinates when the coordinates at the center of the left end are expressed as (0.00, 1.00), and the lower two numbers indicate the coordinates (X, The X component and the Y component (in degrees) of the angle (angle of view) formed by the Y) direction are shown.

【００７８】以上の実施例の本発明のプリズム光学系と
しては、光学面３面からなり、その中の１面が全反射作
用と透過作用とを兼用する面で構成された内部反射回数
２回のタイプのプリズムを用いたが、本発明の対象とす
るプリズム光学系はこれに限られるものではない。図８
〜図１３にその例を示す。なお、何れも像面３６に結像
するプリズムＰとして説明するが、光路を逆にして像面
３６側から被写体からの光線が入射し、瞳３１側に結像
するプリズムＰとしても使用することができる。The prism optical system according to the present invention of the above embodiment has three optical surfaces, one of which has a surface which functions both as a total reflection function and a transmission function, and has two internal reflections. However, the prism optical system to which the present invention is applied is not limited to this. FIG.
13 to 13 show examples. Note that any of them will be described as a prism P that forms an image on the image plane 36. However, the light path from the subject is incident from the image plane 36 by reversing the optical path, and the prism P is also used as the prism P that forms an image on the pupil 31 side. Can be.

【００７９】図８の場合は、プリズムＰは第１面３２、
第２面３３、第３面３４、第４面３５からなり、入射瞳
３１を通って入射した光は、第１面３２で屈折してプリ
ズムＰに入射し、第２面３３で内部反射し、第３面３４
に入射して内部反射し、第４面３５に入射して屈折され
て、像面３６に結像する。In the case of FIG. 8, the prism P has a first surface 32,
The light incident through the entrance pupil 31 is refracted by the first surface 32 and is incident on the prism P, and is internally reflected by the second surface 33, comprising a second surface 33, a third surface 34, and a fourth surface 35. , The third surface 34
And is internally reflected, enters the fourth surface 35, is refracted, and forms an image on the image plane 36.

【００８０】図９の場合は、プリズムＰは第１面３２、
第２面３３、第３面３４、第４面３５からなり、入射瞳
３１を通って入射した光は、第１面３２で屈折してプリ
ズムＰに入射し、第２面３３で内部反射し、第３面３４
に入射して全反射し、第４面３５に入射して内部反射
し、再び第３面３４に入射して今度は屈折されて、像面
３６に結像する。In the case of FIG. 9, the prism P has a first surface 32,
The light incident through the entrance pupil 31 is refracted by the first surface 32 and is incident on the prism P, and is internally reflected by the second surface 33, comprising a second surface 33, a third surface 34, and a fourth surface 35. , The third surface 34
, Is totally reflected, is incident on the fourth surface 35, is internally reflected, is incident again on the third surface 34, is refracted this time, and forms an image on the image plane 36.

【００８１】図１０の場合は、プリズムＰは第１面３
２、第２面３３、第３面３４、第４面３５からなり、入
射瞳３１を通って入射した光は、第１面３２で屈折して
プリズムＰに入射し、第２面３３で内部反射し、第３面
３４に入射して内部反射し、第２面３３に再度入射して
内部反射し、第４面３５に入射して屈折されて、像面３
６に結像する。In the case of FIG. 10, the prism P is the first surface 3
The light incident through the entrance pupil 31 is refracted by the first surface 32 and enters the prism P, and the light enters the prism P at the second surface 33. The light is reflected, enters the third surface 34, is internally reflected, is again incident on the second surface 33, is internally reflected, is incident on the fourth surface 35, is refracted, and is refracted.
6 is formed.

【００８２】図１１の場合は、プリズムＰは第１面３
２、第２面３３、第３面３４、第４面３５からなり、入
射瞳３１を通って入射した光は、第１面３２で屈折して
プリズムＰに入射し、第２面３３で内部反射し、第３面
３４に入射して内部反射し、第２面３３に再度入射して
内部反射し、第４面３５に入射して内部反射し、第２面
３３に再度入射して今度は屈折されて、像面３６に結像
する。In the case of FIG. 11, the prism P is the first surface 3
The light incident through the entrance pupil 31 is refracted by the first surface 32 and enters the prism P, and the light enters the prism P at the second surface 33. The light is reflected, is incident on the third surface 34, is internally reflected, is again incident on the second surface 33, is internally reflected, is incident on the fourth surface 35, is internally reflected, is again incident on the second surface 33, and is now Is refracted to form an image on the image plane 36.

【００８３】図１２の場合は、プリズムＰは第１面３
２、第２面３３、第３面３４からなり、入射瞳３１を通
って入射した光は、第１面３２で屈折してプリズムＰに
入射し、第２面３３で内部反射し、再び第１面３２に入
射して今度は全反射し、第３面３４で内部反射し、三た
び第１面３２に入射して全反射し、第３面３４に再度入
射して今度は屈折されて、像面３６に結像する。In the case of FIG. 12, the prism P is
2, the light incident through the entrance pupil 31 is refracted by the first surface 32, enters the prism P, is internally reflected by the second surface 33, and is reflected again by the second surface 33. The light is incident on the first surface 32 and is now totally reflected, internally reflected on the third surface 34, and is again incident on the first surface 32 and totally reflected, and is incident again on the third surface 34 and is now refracted. , On the image plane 36.

【００８４】図１３の場合は、プリズムＰは第１面３
２、第２面３３、第３面３４からなり、入射瞳３１を通
って入射した光は、第１面３２で屈折してプリズムＰに
入射し、第２面３３で内部反射し、再び第１面３２に入
射して今度は全反射し、第３面３４で内部反射し、三た
び第１面３２に入射して全反射し、再び第３面３４に入
射して内部反射し、四たび第１面３２に入射して今度は
屈折されて、像面３６に結像する。In the case of FIG. 13, the prism P is the first surface 3
2, the light incident through the entrance pupil 31 is refracted by the first surface 32, enters the prism P, is internally reflected by the second surface 33, and is reflected again by the second surface 33. The light enters the first surface 32, is totally reflected this time, is internally reflected by the third surface 34, is again incident on the first surface 32, is totally reflected, is again incident on the third surface 34, is internally reflected, and Each time the light enters the first surface 32 and is refracted this time, an image is formed on the image plane 36.

【００８５】以上のような本発明の本発明のプリズム光
学系は、物体像を形成しその像をＣＣＤや銀塩フィルム
といった撮像素子に受光させて撮影を行う撮影装置、
や、物体像を接眼レンズを通して観察する観察装置とし
ても用いることが可能である。具体的には、銀塩カメ
ラ、デジタルカメラ、ＶＴＲカメラ、顕微鏡、頭部装着
型画像表示装置、内視鏡、プロジェクター等がある。以
下に、その実施形態を例示する。The prism optical system according to the present invention as described above is a photographing apparatus for forming an object image and receiving the image with an image pickup device such as a CCD or a silver halide film for photographing.
Alternatively, it can be used as an observation device for observing an object image through an eyepiece. Specifically, there are a silver halide camera, a digital camera, a VTR camera, a microscope, a head mounted image display device, an endoscope, a projector, and the like. Below, the embodiment is illustrated.

【００８６】その一例として、図１４に頭部装着型で両
眼装着用の画像表示装置を観察者頭部に装着した状態
を、図１５にその断面図を示す。この構成は、本発明の
プリズム光学系を図１５に示すように接眼光学系１００
として用いており（この場合は、実施例１のような形状
のプリズム光学系の物体側に画像表示素子１０１を配置
している。）、この接眼光学系１００と画像表示素子１
０１からなる組みを左右一対用意し、それらを眼輻距離
だけ離して支持することにより、両眼で観察できる据え
付け型又は頭部装着型画像表示装置のようなポータブル
型の画像表示装置１０２として構成されている。As an example, FIG. 14 shows a head-mounted binocular image display device mounted on the observer's head, and FIG. 15 is a sectional view thereof. In this configuration, the prism optical system of the present invention is configured as shown in FIG.
(In this case, the image display element 101 is arranged on the object side of the prism optical system having the shape as in the first embodiment.) The eyepiece optical system 100 and the image display element 1 are used.
01 is prepared as a pair of left and right, and they are supported at a distance from each other by an eye separation distance, so as to be configured as a portable image display device 102 such as a stationary or head-mounted image display device that can be observed with both eyes. Have been.

【００８７】すなわち、表示装置本体１０２には、前記
のようなプリズム光学系が接眼光学系１００として用い
られ、その接眼光学系１００が左右一対備えられ、それ
らに対応して像面に液晶表示素子からなる画像表示素子
１０１が配置されている。そして、表示装置本体１０２
には、図１４に示すように、左右に連続して図示のよう
な側頭フレーム１０３が設けられ、表示装置本体１０２
を観察者の眼前に保持できるようになっている。That is, the display device main body 102 uses the above-described prism optical system as the eyepiece optical system 100, and includes a pair of left and right eyepiece optical systems 100. Is disposed. Then, the display device main body 102
As shown in FIG. 14, a temporal frame 103 is provided continuously to the left and right as shown in FIG.
Can be held in front of the observer.

【００８８】また、側頭フレーム１０３にはスピーカ１
０４が付設されており、画像観察と共に立体音響を聞く
ことができるようになっている。このようにスピーカ１
０４を有する表示装置本体１０２には、映像音声伝達コ
ード１０５を介してポータブルビデオカセット等の再生
装置１０６が接続されているので、観察者はこの再生装
置１０６を図示のようにベルト箇所等の任意の位置に保
持して、映像音響を楽しむことができるようになってい
る。図１４の符号１０７は再生装置１０６のスイッチ、
ボリューム等の調節部である。なお、表示装置本体１０
２の内部に映像処理、音声処理回路等の電子部品を内蔵
させてある。The speaker 1 is provided on the temporal frame 103.
04 is provided so that stereophonic sound can be heard together with image observation. Thus, the speaker 1
Since the playback device 106 such as a portable video cassette is connected to the display device main body 102 having the video signal 04 via the video / audio transmission code 105, the observer can attach the playback device 106 to an arbitrary portion such as a belt as shown in the figure. , So that the user can enjoy video and audio. Reference numeral 107 in FIG.
This is an adjustment unit for adjusting the volume and the like. The display device body 10
2, electronic components such as a video processing circuit and an audio processing circuit are incorporated.

【００８９】なお、コード１０５は先端をジャックにし
て、既存のビデオデッキ等に取り付け可能としてもよ
い。さらに、ＴＶ電波受信用チューナーに接続してＴＶ
鑑賞用としてもよいし、コンピュータに接続してコンピ
ュータグラフィックスの映像や、コンピュータからのメ
ッセージ映像等を受信するようにしてもよい。また、邪
魔なコードを排斥するために、アンテナを接続して外部
からの信号を電波によって受信するようにしてもよい。
さらに、本発明のプリズム光学系は、接眼光学系を左右
何れか一方の眼前に配置した片眼用の頭部装着型画像表
示装置に用いてもよい。図１６にその片眼装着用の画像
表示装置を観察者頭部に装着（この場合は、左眼に装
着）した状態を示す。この構成では、接眼光学系１００
と画像表示素子１０１からなる組み１つからなる表示装
置本体１０２が前フレーム１０８の対応する眼の前方位
置に取り付けられ、その前フレーム１０８には左右に連
続して図示のような側頭フレーム１０３が設けられてお
り、表示装置本体１０２を観察者の片眼前に保持できる
ようになっている。その他の構成は図１４の場合と同様
であり、説明は省く。The cord 105 may have a jack at the end so that it can be attached to an existing video deck or the like. Furthermore, it is connected to a tuner for TV radio wave reception,
It may be used for viewing, or may be connected to a computer to receive computer graphics images, message images from the computer, and the like. Also, in order to reject an obstructive code, an antenna may be connected to receive an external signal by radio waves.
Furthermore, the prism optical system of the present invention may be used in a head mounted image display device for one eye in which an eyepiece optical system is arranged in front of one of the left and right eyes. FIG. 16 shows a state where the image display device for one eye is mounted on the observer's head (in this case, mounted on the left eye). In this configuration, the eyepiece optical system 100
A display device main body 102, which is a combination of a display frame 101 and an image display element 101, is attached to the front frame 108 at a position in front of the corresponding eye. Is provided so that the display device main body 102 can be held in front of one eye of the observer. Other configurations are the same as those in FIG. 14, and description thereof will be omitted.

【００９０】また、図１７〜図１９は、本発明のプリズ
ム光学系を電子カメラのファインダー部の対物光学系に
組み込んだ構成の概念図を示す。図１７は電子カメラ４
０の外観を示す前方斜視図、図１８は同後方斜視図、図
１９は電子カメラ４０の構成を示す断面図である。電子
カメラ４０は、この例の場合、撮影用光路４２を有する
撮影光学系４１、ファインダー用光路４４を有するファ
インダー光学系４３、シャッター４５、フラッシュ４
６、液晶表示モニター４７等を含み、カメラ４０の上部
に配置されたシャッター４５を押圧すると、それに連動
して撮影用対物光学系４８を通して撮影が行われる。撮
影用対物光学系４８によって形成された物体像が、ロー
パスフィルター、赤外カットフィルター等のフィルター
５１を介してＣＣＤ４９の撮像面５０上に形成される。
このＣＣＤ４９で受光された物体像は、処理手段５２を
介し、電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示
モニター４７に表示される。また、この処理手段５２に
はメモリ等が配置され、撮影された電子画像を記録する
こともできる。なお、このメモリは処理手段５２と別体
に設けらてもよいし、フロッピーディスク等により電子
的に記録書込を行うように構成してもよい。また、ＣＣ
Ｄ４９に代わって銀塩フィルムを配置した銀塩カメラと
して構成してもよい。FIGS. 17 to 19 are conceptual diagrams showing a configuration in which the prism optical system of the present invention is incorporated in an objective optical system of a finder section of an electronic camera. FIG. 17 shows the electronic camera 4
FIG. 18 is a rear perspective view showing the appearance of the electronic camera 40, and FIG. In this case, the electronic camera 40 includes a photographing optical system 41 having a photographing optical path 42, a finder optical system 43 having a finder optical path 44, a shutter 45, and a flash 4.
6. When the shutter 45 including the liquid crystal display monitor 47 and the like, which is disposed above the camera 40, is pressed, the photographing is performed through the photographing objective optical system 48 in conjunction therewith. An object image formed by the photographing objective optical system 48 is formed on the imaging surface 50 of the CCD 49 via a filter 51 such as a low-pass filter or an infrared cut filter.
The object image received by the CCD 49 is displayed as an electronic image on a liquid crystal display monitor 47 provided on the back of the camera via the processing means 52. Further, a memory or the like is arranged in the processing means 52, and a captured electronic image can be recorded. This memory may be provided separately from the processing means 52, or may be configured to perform electronic recording and writing using a floppy disk or the like. Also, CC
It may be configured as a silver halide camera in which a silver halide film is arranged in place of D49.

【００９１】さらに、ファインダー用光路４４上には、
ファインダー用対物光学系５３が配置されており、この
ファインダー用対物光学系５３は、カバーレンズ５４、
前群ＧＦ、絞り１、後群ＧＲからなり、その前群ＧＦに
実施例１のプリズム光学系と略同様の形態の本発明のプ
リズム光学系を用いており、後群ＧＲに実施例１に示し
たようなプリズム光学系を用いている。また、カバー部
材として用いられているカバーレンズ５４は、正のパワ
ーを有するレンズであり、画角を拡大している。このフ
ァインダー用対物光学系５３によって形成された物体像
は、像正立部材であるポロプリズム５５の視野枠５７上
に形成される。なお、視野枠５７は、ポロプリズム５５
の第１反射面５６と第２反射面５８との間を分離し、そ
の間に配置されている。このポリプリズム５５の後方に
は、正立正像にされた像を観察者眼球Ｅに導く接眼光学
系５９が配置されている。Further, on the finder optical path 44,
A finder objective optical system 53 is provided, and the finder objective optical system 53 includes a cover lens 54,
The front group GF includes the first group GF, the stop 1, and the rear group GR. The front group GF uses the prism optical system of the present invention having substantially the same form as the prism optical system of the first embodiment. The prism optical system as shown is used. The cover lens 54 used as a cover member is a lens having a positive power, and has an increased angle of view. The object image formed by the finder objective optical system 53 is formed on a field frame 57 of a Porro prism 55 which is an image erecting member. In addition, the field frame 57 is provided with a Porro prism 55.
The first reflection surface 56 and the second reflection surface 58 are separated from each other, and are disposed therebetween. Behind the polyprism 55, an eyepiece optical system 59 for guiding the erect image into the observer's eyeball E is disposed.

【００９２】このように構成されたカメラ４０は、ファ
インダー用対物光学系５３を少ない光学部材で構成で
き、高性能・低コスト化が実現できると共に、対物光学
系５３の光路自体を折り曲げて構成できるため、カメラ
内部での配置の自由度が増し、設計上有利となる。In the camera 40 configured as described above, the finder objective optical system 53 can be configured with a small number of optical members, high performance and low cost can be realized, and the optical path itself of the objective optical system 53 can be bent. Therefore, the degree of freedom of arrangement inside the camera increases, which is advantageous in design.

【００９３】次に、図２０は、本発明のプリズム光学系
を電子内視鏡の観察系の対物光学系８０に組み込んだ構
成の概念図を示す。この例の場合、観察系の対物光学系
８０は、実施例１のプリズム光学系と略同様の形態の本
発明のプリズム光学系を用いている。この電子内視鏡
は、図２０（ａ）に示すように、電子内視鏡７１と、照
明光を供給する光源装置７２と、その電子内視鏡７１に
対応する信号処理を行うビデオプロセッサ７３と、この
ビデオプロセッサ７３から出力される映像信号を表示す
るモニター７４と、このビデオブロセッサ７３と接続さ
れ映像信号等に記録するＶＴＲデッキ７５、及び、ビデ
オディスク７６と、映像信号を映像としてプリントアウ
トするビデオプリンタ７７と共に構成されており、電子
内視鏡７１の挿入部７８の先端部７９は、図２０（ｂ）
に示すように構成されている。光源装置７２から照明さ
た光束は、ライトガイドファイバー束８６を通って照明
用対物光学系８５により、観察部位を照明する。そし
て、この観察部位からの光が、カバー部材８４を介し
て、観察用対物光学系８０によって物体像として形成さ
れる。この物体像は、ローパスフィルター、赤外カット
フィルター等のフィルター８１を介してＣＣＤ８２の撮
像面８３上に形成される。さらに、この物体像は、ＣＣ
Ｄ８２によって映像信号に変換され、その映像信号は、
図２０（ａ）に示すビデオプロセッサ７３により、モニ
ター７４上に直接表示されると共に、ＶＴＲデッキ７
５、ビデオディスク７６中に記録され、また、ビデオプ
リンタ７７から映像としてプリントアウトされる。FIG. 20 is a conceptual diagram showing a configuration in which the prism optical system of the present invention is incorporated in an objective optical system 80 of an electronic endoscope observation system. In this example, the objective optical system 80 of the observation system uses the prism optical system of the present invention having substantially the same form as the prism optical system of the first embodiment. As shown in FIG. 20A, the electronic endoscope includes an electronic endoscope 71, a light source device 72 that supplies illumination light, and a video processor 73 that performs signal processing corresponding to the electronic endoscope 71. A monitor 74 for displaying video signals output from the video processor 73; a VTR deck 75 connected to the video processor 73 for recording video signals and the like; and a video disk 76, and printing the video signals as video. 20 (b). The end portion 79 of the insertion portion 78 of the electronic endoscope 71
It is configured as shown in FIG. The light beam illuminated from the light source device 72 passes through the light guide fiber bundle 86 and illuminates the observation site by the illumination objective optical system 85. Then, light from the observation site is formed as an object image by the observation objective optical system 80 via the cover member 84. This object image is formed on an imaging surface 83 of a CCD 82 via a filter 81 such as a low-pass filter or an infrared cut filter. Furthermore, this object image is CC
The video signal is converted by D82 into a video signal,
The video processor 73 shown in FIG.
5. Recorded on the video disk 76 and printed out from the video printer 77 as video.

【００９４】このように構成された内視鏡は、少ない光
学部材で構成でき、高性能・低コスト化が実現できると
共に、対物光学系８０が内視鏡の長軸方向に並ぶため、
細径化を阻害することなく上記効果を得ることができ
る。The endoscope thus configured can be configured with a small number of optical members, and can realize high performance and low cost. In addition, the objective optical system 80 is arranged in the longitudinal direction of the endoscope.
The above effect can be obtained without inhibiting the reduction in diameter.

【００９５】また、図２１に、本発明のプリズム光学系
を撮像光学系９０の後群ＧＲに組み込んだ小型のＶＴＲ
カメラに関する構成の概念図を示す。この撮像装置にお
いて、物体像は撮像光学系９０により赤外線カットフィ
ルター、光学ローパスフィルター等のフィルター類９１
を介して像面に配置されたＣＣＤ９２上に結像され、そ
の物体像はＣＣＤ９２によって映像信号に変換され、そ
の映像信号は処理手段９３により電子ファインダーとし
て作用するＣＲＴ９４上に直接表示されると共に、撮像
装置に内蔵した記録媒体９５中に記録される。また、撮
像装置はマイク９６を備え、映像信号記録と同時に音声
情報記録も同様に行う。また、前記したように、処理手
段９３において、撮像光学系９０の歪曲収差や倍率色収
差の情報を記録媒体９５あるいは処理手段９３に付属し
たメモリ等に予め保持しておき、その情報をもとにデジ
タル画像処理技術を用いて光学系９０で発生する歪曲収
差や倍率色収差を補正するようにするともできる。この
ような撮像装置において、本発明に基づき撮像光学系９
０の構成要素数の低減、小型化により、装置としての小
型化やコストダウンが達成できる。FIG. 21 shows a small VTR in which the prism optical system of the present invention is incorporated in the rear group GR of the imaging optical system 90.
FIG. 2 shows a conceptual diagram of a configuration related to a camera. In this imaging apparatus, an object image is filtered by an imaging optical system 90 into filters 91 such as an infrared cut filter and an optical low-pass filter.
The object image is converted into a video signal by the CCD 92, and the video signal is directly displayed on the CRT 94 acting as an electronic finder by the processing means 93. It is recorded in a recording medium 95 built in the imaging device. The imaging device includes a microphone 96, and performs audio information recording simultaneously with recording of a video signal. Further, as described above, in the processing unit 93, information on the distortion and the chromatic aberration of magnification of the imaging optical system 90 is stored in the recording medium 95 or a memory attached to the processing unit 93 in advance, and based on the information, It is also possible to correct distortion and lateral chromatic aberration generated in the optical system 90 by using digital image processing technology. In such an imaging apparatus, the imaging optical system 9 based on the present invention is used.
By reducing the number of constituent elements of 0 and downsizing, downsizing and cost reduction as an apparatus can be achieved.

【００９６】また、実施例１等の本発明のプリズム光学
系をＣＣＤやフィルター等の撮像素子前方に配置すると
きの望ましい構成を図２２に示す。図中、偏心プリズム
部材Ｐは、本発明によるプリズム光学系である。いま、
撮像素子の撮像面Ｃが、図のように四角形を形成すると
き、偏心プリズム部材Ｐに配置された面対称自由曲面の
対称面Ｄが、この撮像面Ｃの四角形を形成する辺の少な
くとも１つと平行になるように配置することが、美しい
像形成の上で望ましい。FIG. 22 shows a desirable configuration when the prism optical system of the present invention such as the first embodiment is disposed in front of an image pickup device such as a CCD or a filter. In the figure, an eccentric prism member P is a prism optical system according to the present invention. Now
When the imaging surface C of the imaging device forms a rectangle as shown in the figure, the symmetry plane D of the plane-symmetric free-form surface arranged on the eccentric prism member P is at least one of the sides forming the rectangle of the imaging surface C. Arrangement so as to be parallel is desirable for forming a beautiful image.

【００９７】さらに、この撮像面Ｃが正方形や長方形と
いった４つの内角がそれぞれ略９０°にて形成されてい
る場合には、面対称自由曲面の対称面Ｄは、撮像面Ｃの
互いに平行関係にある２辺に対して平行に配置され、よ
り望ましくは、この２辺の中間に配置され、この対称面
Ｄが撮像面Ｃを左右又は上下に対称となる位置に一致さ
せている構成であることが好ましい。このように構成す
れば、装置に組み込むときの組み込み精度が出しやす
く、量産性に効果的である。Further, when the imaging surface C has four interior angles, such as a square and a rectangle, each formed at approximately 90 °, the plane of symmetry D of the plane-symmetric free-form surface is parallel to the imaging surface C. It is arranged in parallel with a certain two sides, more preferably, is arranged in the middle of these two sides, and the configuration is such that the symmetry plane D coincides with the position where the imaging plane C is symmetrical left and right or up and down. Is preferred. With such a configuration, it is easy to obtain the accuracy of assembling when assembling into the device, which is effective for mass production.

【００９８】さらに、偏心プリズム部材Ｐを構成する光
学面である第１面、第２面、第３面等の中、複数の面又
は全ての面が面対称自由曲面の場合には、複数の面又は
全ての面の対称面が同一面Ｄ上に配置されるように構成
することが、設計上も、収差性能上も望ましい。そし
て、この対称面Ｄと撮像面Ｃとの関係は、上述と同様の
関係にあることが望ましい。Further, when a plurality or all of the first, second, and third optical surfaces constituting the decentered prism member P are plane-symmetric free-form surfaces, a plurality of surfaces are provided. It is desirable from the viewpoint of both design and aberration performance that the plane or all the planes of symmetry be arranged on the same plane D. It is desirable that the relationship between the symmetry plane D and the imaging plane C has the same relation as described above.

【００９９】以上の本発明のプリズム光学系及びそれを
用いた装置は、例えば次のように構成することができ
る。 〔１〕 瞳と像面との間に配置されるプリズム光学系に
おいて、前記プリズム光学系が屈折率（ｎ）が１．３よ
りも大きい（ｎ＞１．３）媒質を間に挟み、光を透過又
は反射する光学作用面を少なくとも３面含み、前記少な
くとも３つの光学作用面の中、プリズム内の光を反射す
る少なくとも１つの面の形状が、その面内外に回転対称
軸を有さない回転非対称な面にて形成されると共に、少
なくとも次の条件式（５）を満足することを特徴とする
プリズム光学系。 ｜Δ_y Ｃ_y （ｘ₀ ，ｙ₀ ）｜≦２．０×１０^-3 〔ｍｍ^-2〕・・・（５） ただし、面の形状を決める直交座標系を（ｘ，ｙ，ｚ）
とし、瞳中心を通り瞳に垂直で像面中心に到る軸上主光
線が透過と反射により折り曲げられる面内にｙ軸、ｚ軸
があり、その面に垂直な軸をｘ軸とし、Δ_y Ｃ_y （ｘ，
ｙ）を面のｙ方向微小偏心におけるｙ方向曲率の変化量
とし、軸上主光線が面に当たる位置のΔ_yＣ_y （ｘ，
ｙ）をΔ_y Ｃ_y （ｘ₀ ，ｙ₀ ）とする。The prism optical system of the present invention and the apparatus using the same can be configured, for example, as follows. [1] In a prism optical system disposed between a pupil and an image plane, the prism optical system interposes a medium having a refractive index (n) of greater than 1.3 (n> 1.3), and At least three optically active surfaces that transmit or reflect the light, wherein the shape of at least one of the at least three optically active surfaces that reflects light in the prism does not have a rotationally symmetric axis inside or outside the surface. A prism optical system formed on a rotationally asymmetric surface and satisfying at least the following conditional expression (5). | Δ _y C _y (x ₀ , y ₀ ) | ≦ 2.0 × 10 ⁻³ [mm ⁻² ] (5) where the rectangular coordinate system that determines the shape of the surface is (x, y, z)
The y-axis and the z-axis are in a plane in which an axial chief ray passing through the center of the pupil and perpendicular to the pupil and reaching the center of the image plane is bent by transmission and reflection. _y C _y (x,
The y), and the amount of change in y-direction curvature in the y-direction fine eccentricity of the surface, the position where the axial principal ray strikes the surface delta _y C _y (x,
Let y) be Δ _y C _y (x ₀ , y ₀ ).

【０１００】〔２〕 瞳と像面との間に配置されるプリ
ズム光学系において、前記プリズム光学系が屈折率
（ｎ）が１．３よりも大きい（ｎ＞１．３）媒質を間に
挟み、光を透過又は反射する光学作用面を少なくとも３
面含み、前記少なくとも３つの光学作用面の中、プリズ
ム内の光を反射する少なくとも１つの面の形状が、その
面内外に回転対称軸を有さない回転非対称な面にて形成
されると共に、面の有効径の５０％内において、少なく
とも次の条件式（７）を満足することを特徴とするプリ
ズム光学系。 ｜Δ_y Ｃ_y （ｘ，ｙ）｜≦５．０×１０^-3 〔ｍｍ^-2〕 ・・・（７） ただし、面の形状を決める直交座標系を（ｘ，ｙ，ｚ）
とし、瞳中心を通り瞳に垂直で像面中心に到る軸上主光
線が透過と反射により折り曲げられる面内にｙ軸、ｚ軸
があり、その面に垂直な軸をｘ軸とし、Δ_y Ｃ_y （ｘ，
ｙ）を面のｙ方向微小偏心におけるｙ方向曲率の変化量
とする。[2] In the prism optical system arranged between the pupil and the image plane, the prism optical system interposes a medium having a refractive index (n) larger than 1.3 (n> 1.3). Sandwich the optical working surface that transmits or reflects light by at least 3
Wherein at least one of the at least three optically active surfaces that reflects light in the prism has a shape of a rotationally asymmetric surface having no rotationally symmetric axis inside and outside the surface; A prism optical system which satisfies at least the following conditional expression (7) within 50% of the effective diameter of the surface. _{| Δ y C y (x,} y) | ≦ 5.0 × 10 -3 [mm ^-2] (7) where the Cartesian coordinate system that determines the shape of the surface (x, y, z)
The y-axis and the z-axis are in a plane in which an axial chief ray passing through the center of the pupil and perpendicular to the pupil and reaching the center of the image plane is bent by transmission and reflection, and the axis perpendicular to the plane is the x-axis. _y C _y (x,
Let y) be the amount of change in the y-direction curvature of the surface in the y-direction minute eccentricity.

【０１０１】〔３〕 瞳と像面との間に配置されるプリ
ズム光学系において、前記プリズム光学系が屈折率
（ｎ）が１．３よりも大きい（ｎ＞１．３）媒質を間に
挟み、光を透過又は反射する光学作用面を少なくとも３
面含み、前記少なくとも３つの光学作用面の中、プリズ
ム内の光を反射する少なくとも１つの面の形状が、その
面内外に回転対称軸を有さない回転非対称な面にて形成
されると共に、面の有効径内において、少なくとも次の
条件式（８）を満足することを特徴とするプリズム光学
系。 ｜Δ_y Ｃ_y （ｘ，ｙ）｜≦１．０×１０^-2 〔ｍｍ^-2〕 ・・・（８） ただし、面の形状を決める直交座標系を（ｘ，ｙ，ｚ）
とし、瞳中心を通り瞳に垂直で像面中心に到る軸上主光
線が透過と反射により折り曲げられる面内にｙ軸、ｚ軸
があり、その面に垂直な軸をｘ軸とし、Δ_y Ｃ_y （ｘ，
ｙ）を面のｙ方向微小偏心におけるｙ方向曲率の変化量
とする。[3] In the prism optical system disposed between the pupil and the image plane, the prism optical system interposes a medium having a refractive index (n) larger than 1.3 (n> 1.3). Sandwich the optical working surface that transmits or reflects light by at least 3
Wherein at least one of the at least three optically active surfaces that reflects light in the prism has a shape of a rotationally asymmetric surface having no rotationally symmetric axis inside and outside the surface; A prism optical system that satisfies at least the following conditional expression (8) within the effective diameter of the surface. _{| Δ y C y (x,} y) | ≦ 1.0 × 10 -2 [mm ^-2] (8) where the Cartesian coordinate system that determines the shape of the surface (x, y, z)
The y-axis and the z-axis are in a plane in which an axial chief ray passing through the center of the pupil and perpendicular to the pupil and reaching the center of the image plane is bent by transmission and reflection. _y C _y (x,
Let y) be the amount of change in the y-direction curvature of the surface in the y-direction minute eccentricity.

【０１０２】〔４〕 瞳と像面との間に配置されるプリ
ズム光学系において、前記プリズム光学系が屈折率
（ｎ）が１．３よりも大きい（ｎ＞１．３）媒質を間に
挟み、光を透過又は反射する光学作用面を少なくとも３
面含み、前記少なくとも３つの光学作用面の中、プリズ
ム内の光を反射する少なくとも１つの面の形状が、その
面内外に回転対称軸を有さない回転非対称な面にて形成
されると共に、少なくとも次の条件式（１０）を満足す
ることを特徴とするプリズム光学系。 ｜Δ_y Ｃ_x （ｘ₀ ，ｙ₀ ）｜≦１．０×１０^-3 〔ｍｍ^-2〕・・（１０） ただし、面の形状を決める直交座標系を（ｘ，ｙ，ｚ）
とし、瞳中心を通り瞳に垂直で像面中心に到る軸上主光
線が透過と反射により折り曲げられる面内にｙ軸、ｚ軸
があり、その面に垂直な軸をｘ軸とし、Δ_y Ｃ_x （ｘ，
ｙ）を面のｙ方向微小偏心におけるｘ方向曲率の変化量
とし、軸上主光線が面に当たる位置のΔ_yＣ_x （ｘ，
ｙ）をΔ_y Ｃ_x （ｘ₀ ，ｙ₀ ）とする。[4] In the prism optical system disposed between the pupil and the image plane, the prism optical system interposes a medium having a refractive index (n) larger than 1.3 (n> 1.3). Sandwich the optical working surface that transmits or reflects light by at least 3
Wherein at least one of the at least three optically active surfaces that reflects light in the prism has a shape of a rotationally asymmetric surface having no rotationally symmetric axis inside and outside the surface; A prism optical system satisfying at least the following conditional expression (10). _{| Δ y C x (x 0} , y 0) | ≦ 1.0 × 10 -3 [mm ^-2] · (10) where the Cartesian coordinate system that determines the shape of the surface (x, y, z)
The y-axis and the z-axis are in a plane in which an axial chief ray passing through the center of the pupil and perpendicular to the pupil and reaching the center of the image plane is bent by transmission and reflection. _y C _x (x,
y) is the amount of change in curvature in the x direction at the minute eccentricity of the surface in the y direction, and Δ _y C _x (x,
Let y) be Δ _y C _x (x ₀ , y ₀ ).

【０１０３】〔５〕 瞳と像面との間に配置されるプリ
ズム光学系において、前記プリズム光学系が屈折率
（ｎ）が１．３よりも大きい（ｎ＞１．３）媒質を間に
挟み、光を透過又は反射する光学作用面を少なくとも３
面含み、前記少なくとも３つの光学作用面の中、プリズ
ム内の光を反射する少なくとも１つの面の形状が、その
面内外に回転対称軸を有さない回転非対称な面にて形成
されると共に、面の有効径の５０％内において、少なく
とも次の条件式（１２）を満足することを特徴とするプ
リズム光学系。 ｜Δ_y Ｃ_x （ｘ，ｙ）｜≦１．０×１０^-3 〔ｍｍ^-2〕 ・・・（１２） ただし、面の形状を決める直交座標系を（ｘ，ｙ，ｚ）
とし、瞳中心を通り瞳に垂直で像面中心に到る軸上主光
線が透過と反射により折り曲げられる面内にｙ軸、ｚ軸
があり、その面に垂直な軸をｘ軸とし、Δ_y Ｃ_x （ｘ，
ｙ）を面のｙ方向微小偏心におけるｘ方向曲率の変化量
とする。[5] In the prism optical system disposed between the pupil and the image plane, the prism optical system interposes a medium having a refractive index (n) larger than 1.3 (n> 1.3). Sandwich the optical working surface that transmits or reflects light by at least 3
Wherein at least one of the at least three optically active surfaces that reflects light in the prism has a shape of a rotationally asymmetric surface having no rotationally symmetric axis inside and outside the surface; A prism optical system that satisfies at least the following conditional expression (12) within 50% of the effective diameter of the surface. _{| Δ y C x (x,} y) | ≦ 1.0 × 10 -3 [mm ^-2] (12) where the Cartesian coordinate system that determines the shape of the surface (x, y, z)
The y-axis and the z-axis are in a plane in which an axial chief ray passing through the center of the pupil and perpendicular to the pupil and reaching the center of the image plane is bent by transmission and reflection. _y C _x (x,
Let y) be the amount of change in the curvature in the x direction at the minute eccentricity of the surface in the y direction.

【０１０４】〔６〕 瞳と像面との間に配置されるプリ
ズム光学系において、前記プリズム光学系が屈折率
（ｎ）が１．３よりも大きい（ｎ＞１．３）媒質を間に
挟み、光を透過又は反射する光学作用面を少なくとも３
面含み、前記少なくとも３つの光学作用面の中、プリズ
ム内の光を反射する少なくとも１つの面の形状が、その
面内外に回転対称軸を有さない回転非対称な面にて形成
されると共に、面の有効径内において、少なくとも次の
条件式（１３）を満足することを特徴とするプリズム光
学系。 ｜Δ_y Ｃ_x （ｘ，ｙ）｜≦１．０×１０^-2 〔ｍｍ^-2〕 ・・・（１３） ただし、面の形状を決める直交座標系を（ｘ，ｙ，ｚ）
とし、瞳中心を通り瞳に垂直で像面中心に到る軸上主光
線が透過と反射により折り曲げられる面内にｙ軸、ｚ軸
があり、その面に垂直な軸をｘ軸とし、Δ_y Ｃ_x （ｘ，
ｙ）を面のｙ方向微小偏心におけるｘ方向曲率の変化量
とする。[6] In the prism optical system disposed between the pupil and the image plane, the prism optical system interposes a medium having a refractive index (n) larger than 1.3 (n> 1.3). Sandwich the optical working surface that transmits or reflects light by at least 3
Wherein at least one of the at least three optically active surfaces that reflects light in the prism has a shape of a rotationally asymmetric surface having no rotationally symmetric axis inside and outside the surface; A prism optical system which satisfies at least the following conditional expression (13) within the effective diameter of the surface. _{| Δ y C x (x,} y) | ≦ 1.0 × 10 -2 [mm ^-2] (13) where the Cartesian coordinate system that determines the shape of the surface (x, y, z)
The y-axis and the z-axis are in a plane in which an axial chief ray passing through the center of the pupil and perpendicular to the pupil and reaching the center of the image plane is bent by transmission and reflection. _y C _x (x,
Let y) be the amount of change in curvature in the x-direction at the slight eccentricity of the surface in the y-direction.

【０１０５】〔７〕 瞳と像面との間に配置されるプリ
ズム光学系において、前記プリズム光学系が屈折率
（ｎ）が１．３よりも大きい（ｎ＞１．３）媒質を間に
挟み、光を透過又は反射する光学作用面を少なくとも３
面含み、前記少なくとも３つの光学作用面の中、プリズ
ム内の光を反射する少なくとも１つの面の形状が、その
面内外に回転対称軸を有さない回転非対称な面にて形成
されると共に、少なくとも次の条件式（１５）を満足す
ることを特徴とするプリズム光学系。 ｜Δ_x Ｃ_x （ｘ₀ ，ｙ₀ ）｜≦１．０×１０^-4 〔ｍｍ^-2〕・・（１５） ただし、面の形状を決める直交座標系を（ｘ，ｙ，ｚ）
とし、瞳中心を通り瞳に垂直で像面中心に到る軸上主光
線が透過と反射により折り曲げられる面内にｙ軸、ｚ軸
があり、その面に垂直な軸をｘ軸とし、Δ_x Ｃ_x （ｘ，
ｙ）を面のｘ方向微小偏心におけるｘ方向曲率の変化量
とし、軸上主光線が面に当たる位置のΔ_xＣ_x （ｘ，
ｙ）をΔ_x Ｃ_x （ｘ₀ ，ｙ₀ ）とする。[7] In the prism optical system disposed between the pupil and the image plane, the prism optical system interposes a medium having a refractive index (n) larger than 1.3 (n> 1.3). Sandwich the optical working surface that transmits or reflects light by at least 3
Wherein at least one of the at least three optically active surfaces that reflects light in the prism has a shape of a rotationally asymmetric surface having no rotationally symmetric axis inside and outside the surface; A prism optical system satisfying at least the following conditional expression (15). | Δ _x C _x (x ₀ , y ₀ ) | ≦ 1.0 × 10 ⁻⁴ [mm ⁻² ] (15) where the rectangular coordinate system that determines the shape of the surface is (x, y, z)
The y-axis and the z-axis are in a plane in which an axial chief ray passing through the center of the pupil and perpendicular to the pupil and reaching the center of the image plane is bent by transmission and reflection. _x C _x (x,
y) is defined as a change amount of the curvature in the x direction in the minute eccentricity of the surface in the x direction, and Δ _x C _x (x,
Let y) be Δ _x C _x (x ₀ , y ₀ ).

【０１０６】〔８〕 瞳と像面との間に配置されるプリ
ズム光学系において、前記プリズム光学系が屈折率
（ｎ）が１．３よりも大きい（ｎ＞１．３）媒質を間に
挟み、光を透過又は反射する光学作用面を少なくとも３
面含み、前記少なくとも３つの光学作用面の中、プリズ
ム内の光を反射する少なくとも１つの面の形状が、その
面内外に回転対称軸を有さない回転非対称な面にて形成
されると共に、面の有効径の５０％内において、少なく
とも次の条件式（１７）を満足することを特徴とするプ
リズム光学系。 ｜Δ_x Ｃ_x （ｘ，ｙ）｜≦５．０×１０^-3 〔ｍｍ^-2〕 ・・・（１７） ただし、面の形状を決める直交座標系を（ｘ，ｙ，ｚ）
とし、瞳中心を通り瞳に垂直で像面中心に到る軸上主光
線が透過と反射により折り曲げられる面内にｙ軸、ｚ軸
があり、その面に垂直な軸をｘ軸とし、Δ_x Ｃ_x （ｘ，
ｙ）を面のｘ方向微小偏心におけるｘ方向曲率の変化量
とする。[8] In the prism optical system disposed between the pupil and the image plane, the prism optical system interposes a medium having a refractive index (n) larger than 1.3 (n> 1.3). Sandwich the optical working surface that transmits or reflects light by at least 3
Wherein at least one of the at least three optically active surfaces that reflects light in the prism has a shape of a rotationally asymmetric surface having no rotationally symmetric axis inside and outside the surface; A prism optical system characterized by satisfying at least the following conditional expression (17) within 50% of the effective diameter of the surface. | Δ _x C _x (x, y) | ≦ 5.0 × 10 ⁻³ [mm ⁻² ] (17) However, the orthogonal coordinate system that determines the shape of the surface is represented by (x, y, z).
The y-axis and the z-axis are in a plane in which an axial chief ray passing through the center of the pupil and perpendicular to the pupil and reaching the center of the image plane is bent by transmission and reflection, and the axis perpendicular to the plane is the x-axis. _x C _x (x,
Let y) be the amount of change in the x-direction curvature of the surface in the x-direction minute eccentricity.

【０１０７】[0107]

〔９〕 瞳と像面との間に配置されるプリ
ズム光学系において、前記プリズム光学系が屈折率
（ｎ）が１．３よりも大きい（ｎ＞１．３）媒質を間に
挟み、光を透過又は反射する光学作用面を少なくとも３
面含み、前記少なくとも３つの光学作用面の中、プリズ
ム内の光を反射する少なくとも１つの面の形状が、その
面内外に回転対称軸を有さない回転非対称な面にて形成
されると共に、面の有効径内において、少なくとも次の
条件式（１８）を満足することを特徴とするプリズム光
学系。 ｜Δ_x Ｃ_x （ｘ，ｙ）｜≦１．０×１０^-2 〔ｍｍ^-2〕 ・・・（１８） ただし、面の形状を決める直交座標系を（ｘ，ｙ，ｚ）
とし、瞳中心を通り瞳に垂直で像面中心に到る軸上主光
線が透過と反射により折り曲げられる面内にｙ軸、ｚ軸
があり、その面に垂直な軸をｘ軸とし、Δ_x Ｃ_x （ｘ，
ｙ）を面のｘ方向微小偏心におけるｘ方向曲率の変化量
とする。[9] In a prism optical system disposed between a pupil and an image plane, the prism optical system interposes a medium having a refractive index (n) of greater than 1.3 (n> 1.3), and At least 3 optically active surfaces that transmit or reflect
Wherein at least one of the at least three optically active surfaces that reflects light in the prism has a shape of a rotationally asymmetric surface having no rotationally symmetric axis inside and outside the surface; A prism optical system which satisfies at least the following conditional expression (18) within the effective diameter of the surface. | Δ _x C _x (x, y) | ≦ 1.0 × 10 ⁻² [mm ⁻² ] (18) where the rectangular coordinate system that determines the shape of the surface is (x, y, z)
The y-axis and the z-axis are in a plane in which an axial chief ray passing through the center of the pupil and perpendicular to the pupil and reaching the center of the image plane is bent by transmission and reflection. _x C _x (x,
Let y) be the amount of change in the x-direction curvature of the surface in the x-direction minute eccentricity.

【０１０８】〔１０〕 瞳と像面との間に配置されるプ
リズム光学系において、前記プリズム光学系が屈折率
（ｎ）が１．３よりも大きい（ｎ＞１．３）媒質を間に
挟み、光を透過又は反射する光学作用面を少なくとも３
面含み、前記少なくとも３つの光学作用面の中、プリズ
ム内の光を反射する少なくとも１つの面の形状が、その
面内外に回転対称軸を有さない回転非対称な面にて形成
されると共に、少なくとも次の条件式（２０）を満足す
ることを特徴とするプリズム光学系。 ｜Δ_x Ｃ_y （ｘ₀ ，ｙ₀ ）｜≦１．０×１０^-3 〔ｍｍ^-2〕・・（２０） ただし、面の形状を決める直交座標系を（ｘ，ｙ，ｚ）
とし、瞳中心を通り瞳に垂直で像面中心に到る軸上主光
線が透過と反射により折り曲げられる面内にｙ軸、ｚ軸
があり、その面に垂直な軸をｘ軸とし、Δ_x Ｃ_y （ｘ，
ｙ）を面のｘ方向微小偏心におけるｙ方向曲率の変化量
とし、軸上主光線が面に当たる位置のΔ_xＣ_y （ｘ，
ｙ）をΔ_x Ｃ_y （ｘ₀ ，ｙ₀ ）とする。[10] In the prism optical system disposed between the pupil and the image plane, the prism optical system interposes a medium having a refractive index (n) larger than 1.3 (n> 1.3). Sandwich the optical working surface that transmits or reflects light by at least 3
Wherein at least one of the at least three optically active surfaces that reflects light in the prism has a shape of a rotationally asymmetric surface having no rotationally symmetric axis inside and outside the surface; A prism optical system that satisfies at least the following conditional expression (20). | Δ _x C _y (x ₀ , y ₀ ) | ≦ 1.0 × 10 ⁻³ [mm ⁻² ] (20) where the orthogonal coordinate system that determines the shape of the surface is (x, y, z)
The y-axis and the z-axis are in a plane in which an axial chief ray passing through the center of the pupil and perpendicular to the pupil and reaching the center of the image plane is bent by transmission and reflection. _x C _y (x,
y) is the amount of change in the y-direction curvature of the surface in the x-direction minute eccentricity, and _ΔxCy (x, _x) at the position where the axial principal ray hits the surface
Let y) be Δ _x C _y (x ₀ , y ₀ ).

【０１０９】〔１１〕 瞳と像面との間に配置されるプ
リズム光学系において、前記プリズム光学系が屈折率
（ｎ）が１．３よりも大きい（ｎ＞１．３）媒質を間に
挟み、光を透過又は反射する光学作用面を少なくとも３
面含み、前記少なくとも３つの光学作用面の中、プリズ
ム内の光を反射する少なくとも１つの面の形状が、その
面内外に回転対称軸を有さない回転非対称な面にて形成
されると共に、面の有効径の５０％内において、少なく
とも次の条件式（２２）を満足することを特徴とするプ
リズム光学系。 ｜Δ_x Ｃ_y （ｘ，ｙ）｜≦１．０×１０^-3 〔ｍｍ^-2〕 ・・・（２２） ただし、面の形状を決める直交座標系を（ｘ，ｙ，ｚ）
とし、瞳中心を通り瞳に垂直で像面中心に到る軸上主光
線が透過と反射により折り曲げられる面内にｙ軸、ｚ軸
があり、その面に垂直な軸をｘ軸とし、Δ_x Ｃ_y （ｘ，
ｙ）を面のｘ方向微小偏心におけるｙ方向曲率の変化量
とする。[11] In the prism optical system disposed between the pupil and the image plane, the prism optical system interposes a medium having a refractive index (n) larger than 1.3 (n> 1.3). Sandwich the optical working surface that transmits or reflects light by at least 3
Wherein at least one of the at least three optically active surfaces that reflects light in the prism has a shape of a rotationally asymmetric surface having no rotationally symmetric axis inside and outside the surface; A prism optical system characterized by satisfying at least the following conditional expression (22) within 50% of the effective diameter of the surface. | Δ _x C _y (x, y) | ≦ 1.0 × 10 ⁻³ [mm ⁻² ] (22) However, the orthogonal coordinate system that determines the shape of the surface is represented by (x, y, z).
The y-axis and the z-axis are in a plane in which an axial chief ray passing through the center of the pupil and perpendicular to the pupil and reaching the center of the image plane is bent by transmission and reflection. _x C _y (x,
Let y) be the amount of change in the curvature in the y direction at the minute eccentricity of the surface in the x direction.

【０１１０】〔１２〕 瞳と像面との間に配置されるプ
リズム光学系において、前記プリズム光学系が屈折率
（ｎ）が１．３よりも大きい（ｎ＞１．３）媒質を間に
挟み、光を透過又は反射する光学作用面を少なくとも３
面含み、前記少なくとも３つの光学作用面の中、プリズ
ム内の光を反射する少なくとも１つの面の形状が、その
面内外に回転対称軸を有さない回転非対称な面にて形成
されると共に、面の有効径内において、少なくとも次の
条件式（２３）を満足することを特徴とするプリズム光
学系。 ｜Δ_x Ｃ_y （ｘ，ｙ）｜≦１．０×１０^-2 〔ｍｍ^-2〕 ・・・（２３） ただし、面の形状を決める直交座標系を（ｘ，ｙ，ｚ）
とし、瞳中心を通り瞳に垂直で像面中心に到る軸上主光
線が透過と反射により折り曲げられる面内にｙ軸、ｚ軸
があり、その面に垂直な軸をｘ軸とし、Δ_x Ｃ_y （ｘ，
ｙ）を面のｘ方向微小偏心におけるｙ方向曲率の変化量
とする。[12] In the prism optical system disposed between the pupil and the image plane, the prism optical system interposes a medium having a refractive index (n) larger than 1.3 (n> 1.3). Sandwich the optical working surface that transmits or reflects light by at least 3
Wherein at least one of the at least three optically active surfaces that reflects light in the prism has a shape of a rotationally asymmetric surface having no rotationally symmetric axis inside and outside the surface; A prism optical system which satisfies at least the following conditional expression (23) within the effective diameter of the surface. | Δ _x C _y (x, y) | ≦ 1.0 × 10 ⁻² [mm ⁻² ] (23) However, the orthogonal coordinate system that determines the shape of the surface is represented by (x, y, z).
The y-axis and the z-axis are in a plane in which an axial chief ray passing through the center of the pupil and perpendicular to the pupil and reaching the center of the image plane is bent by transmission and reflection. _x C _y (x,
Let y) be the amount of change in the curvature in the y direction at the minute eccentricity of the surface in the x direction.

【０１１１】〔１３〕 瞳と像面との間に配置されるプ
リズム光学系において、前記プリズム光学系が屈折率
（ｎ）が１．３よりも大きい（ｎ＞１．３）媒質を間に
挟み、光を透過又は反射する光学作用面を少なくとも３
面含み、前記少なくとも３つの光学作用面の中、プリズ
ム内の光を反射する少なくとも１つの面の形状が、その
面内外に回転対称軸を有さない回転非対称な面にて形成
されると共に、面の有効径内の任意の２点において、ｘ
方向、ｙ方向曲率をＣ_j1，Ｃ_j2（ｊ＝ｘ，ｙ）としたと
き、少なくとも次の条件式（２４）を満足することを特
徴とするプリズム光学系。 Ｃ_j1Ｃ_j2−｜Ｃ_j1Ｃ_j2｜＝０ （ｊ＝ｘ，ｙ） ・・・（２４） ただし、面の形状を決める直交座標系を（ｘ，ｙ，ｚ）
とし、瞳中心を通り瞳に垂直で像面中心に到る軸上主光
線が透過と反射により折り曲げられる面内にｙ軸、ｚ軸
があり、その面に垂直な軸をｘ軸とする。[13] In the prism optical system disposed between the pupil and the image plane, the prism optical system interposes a medium having a refractive index (n) larger than 1.3 (n> 1.3). Sandwich the optical working surface that transmits or reflects light by at least 3
Wherein at least one of the at least three optically active surfaces that reflects light in the prism has a shape of a rotationally asymmetric surface having no rotationally symmetric axis inside and outside the surface; At any two points within the effective diameter of the surface, x
A prism optical system that satisfies at least the following conditional expression (24) when the curvatures in the direction and the y direction are C _j1 and C _j2 (j = x, y). C _j1 C _j2 − | C _j1 C _j2 | = 0 (j = x, y) (24) where the orthogonal coordinate system that determines the shape of the surface is (x, y, z)
The y-axis and the z-axis are in the plane where the axial principal ray passing through the pupil center and perpendicular to the pupil and reaching the center of the image plane is bent by transmission and reflection, and the axis perpendicular to the plane is defined as the x-axis.

【０１１２】〔１４〕 上記１から１３の何れか１項に
おいて、２つの透過面と２つの反射面とを有し、少なく
との１つの面は前記透過面と前記反射面とを兼用する面
であり、前記回転非対称な面が２面設けられていること
を特徴とするプリズム光学系。[14] In any one of the above items 1 to 13, the device has two transmission surfaces and two reflection surfaces, and at least one surface is a surface which also serves as the transmission surface and the reflection surface. Wherein the two rotationally asymmetric surfaces are provided.

【０１１３】〔１５〕 上記１から１３の何れか１項に
おいて、２つの透過面と２つの反射面とを有し、少なく
との１つの面は前記透過面と前記反射面とを兼用する面
であり、前記回転非対称な面が３面設けられていること
を特徴とするプリズム光学系。[15] In any one of the above items 1 to 13, the device has two transmitting surfaces and two reflecting surfaces, and at least one surface is a surface which also serves as the transmitting surface and the reflecting surface. Wherein the three rotationally asymmetric surfaces are provided.

【０１１４】〔１６〕 上記１から１５の何れか１項に
おいて、前記回転非対称な面が対称面を１面のみ有する
面対称自由曲面からなることを特徴とするプリズム光学
系。[16] The prism optical system according to any one of the above items 1 to 15, wherein the rotationally asymmetric surface comprises a plane-symmetric free-form surface having only one plane of symmetry.

【０１１５】〔１７〕 上記１４又は１５において、前
記の複数の回転非対称な面が何れも対称面を１面のみ有
する面対称自由曲面からなり、かつ、その複数の面対称
自由曲面の少なくとも２面は唯一の対称面が同一平面で
あることを特徴とするプリズム光学系。[17] In the above item 14 or 15, each of the plurality of rotationally asymmetric surfaces is a plane-symmetric free-form surface having only one plane of symmetry, and at least two of the plurality of plane-symmetric free-form surfaces. Is a prism optical system characterized in that only one plane of symmetry is the same plane.

【０１１６】〔１８〕 上記１から１７の何れか１項記
載のプリズム光学系を含み物体像を形成する結像光学系
を備えたことを特徴とする装置。[18] An apparatus comprising an imaging optical system for forming an object image including the prism optical system according to any one of [1] to [17].

【０１１７】〔１９〕 上記１から１７の何れか１項記
載のプリズム光学系を含む接眼光学系を備えたことを特
徴とする装置。[19] An apparatus comprising an eyepiece optical system including the prism optical system according to any one of the above items 1 to 17.

【０１１８】[0118]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、構成面の設計位置からの偏心の影響の少な
く、結像光学系、接眼光学系等に使用可能なプリズム光
学系とそれを用いた装置を得ることができる。As is apparent from the above description, according to the present invention, a prism optical system which can be used in an imaging optical system, an eyepiece optical system and the like with a small influence of eccentricity from the design position of the constituent surface, and Can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明によるプリズム光学系を説明するための
図である。FIG. 1 is a diagram for explaining a prism optical system according to the present invention.

【図２】本発明の説明で用いる座標系を説明するための
図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a coordinate system used in the description of the present invention.

【図３】本発明に基づくプリズム光学系の１実施例の断
面図である。FIG. 3 is a sectional view of one embodiment of a prism optical system according to the present invention.

【図４】実施例１の設計値の場合の空間周波数４０本／
ｍｍの像面近傍のＭＴＦを示す図である。FIG. 4 shows a spatial frequency of 40 lines / design value in the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram illustrating an MTF near an image plane of mm.

【図５】実施例１の第２面をｙ方向に＋０．０４ｍｍ微
小偏心させた場合の図４と同様の図である。FIG. 5 is a view similar to FIG. 4 when the second surface of Example 1 is slightly eccentric by +0.04 mm in the y direction.

【図６】図４の場合の収差補正状態を示すスポットダイ
アグラムである。FIG. 6 is a spot diagram showing an aberration correction state in the case of FIG. 4;

【図７】図５の場合の収差補正状態を示すスポットダイ
アグラムである。FIG. 7 is a spot diagram showing an aberration correction state in the case of FIG.

【図８】本発明の対象とするプリズム光学系の他の例を
示す断面図である。FIG. 8 is a sectional view showing another example of the prism optical system to which the present invention is applied.

【図９】本発明の対象とするプリズム光学系の他の例を
示す断面図である。FIG. 9 is a sectional view showing another example of the prism optical system to which the present invention is applied.

【図１０】本発明の対象とするプリズム光学系の他の例
を示す断面図である。FIG. 10 is a sectional view showing another example of the prism optical system to which the present invention is applied.

【図１１】本発明の対象とするプリズム光学系の他の例
を示す断面図である。FIG. 11 is a sectional view showing another example of the prism optical system to which the present invention is applied.

【図１２】本発明の対象とするプリズム光学系の他の例
を示す断面図である。FIG. 12 is a sectional view showing another example of the prism optical system to which the present invention is applied.

【図１３】本発明の対象とするプリズム光学系の他の例
を示す断面図である。FIG. 13 is a sectional view showing another example of the prism optical system to which the present invention is applied.

【図１４】頭部装着型で両眼装着用の画像表示装置を観
察者頭部に装着した状態を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a state in which a head-mounted image display device for binocular mounting is mounted on the observer's head.

【図１５】図１４の断面図である。FIG. 15 is a sectional view of FIG. 14;

【図１６】頭部装着型で片眼装着用の画像表示装置を観
察者頭部に装着した状態を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing a state in which a head-mounted image display device for one eye mounting is mounted on an observer's head.

【図１７】電子カメラの外観を示す前方斜視図である。FIG. 17 is a front perspective view showing the appearance of the electronic camera.

【図１８】電子カメラの外観を示す後方斜視図である。FIG. 18 is a rear perspective view showing the appearance of the electronic camera.

【図１９】電子カメラの構成を示す断面図である。FIG. 19 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an electronic camera.

【図２０】本発明のプリズム光学系を電子内視鏡の観察
系の対物光学系に組み込んだ構成の概念図である。FIG. 20 is a conceptual diagram of a configuration in which a prism optical system of the present invention is incorporated in an objective optical system of an observation system of an electronic endoscope.

【図２１】本発明のプリズム光学系を撮像光学系に組み
込んだ小型のＶＴＲカメラの概念図である。FIG. 21 is a conceptual diagram of a small VTR camera in which the prism optical system of the present invention is incorporated in an imaging optical system.

【図２２】本発明のプリズム光学系をＣＣＤやフィルタ
ー等の撮像素子前方に配置するときの望ましい構成を示
す図である。FIG. 22 is a diagram illustrating a desirable configuration when the prism optical system of the present invention is disposed in front of an image sensor such as a CCD or a filter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…絞り ２…光軸（軸上主光線） ３…像面 ４…赤外カットフィルター、ローパスフィルター、保護
ガラス等 １０…プリズム光学系 １１…第１面 １２…第２面 １３…第３面 ３１…入射瞳 ３２…第１面 ３３…第２面 ３４…第３面 ３５…第４面 ３６…像面 ４０…電子カメラ ４１…撮影光学系 ４２…撮影用光路 ４３…ファインダー光学系 ４４…ファインダー用光路 ４５…シャッター ４６…フラッシュ ４７…液晶表示モニター ４８…撮影用対物光学系 ４９…ＣＣＤ ５０…撮像面 ５１…フィルター ５２…処理手段 ５３…ファインダー用対物光学系 ５４…カバーレンズ ５５…ポロプリズム ５６…第１反射面 ５７…視野枠 ５８…第２反射面 ５９…接眼光学系 ７１…電子内視鏡 ７２…光源装置 ７３…ビデオプロセッサ ７４…モニター ７５…ＶＴＲデッキ ７６…ビデオディスク ７７…ビデオプリンタ ７８…挿入部 ７９…先端部 ８０…観察用対物光学系 ８１…フィルター ８２…ＣＣＤ ８３…撮像面 ８４…カバー部材 ８５…照明用対物光学系 ８６…ライトガイドファイバー束 ９０…撮像光学系 ９１…フィルター類 ９２…ＣＣＤ ９３…処理手段 ９４…ＣＲＴ ９５…記録媒体 ９６…マイク １００…接眼光学系 １０１…画像表示素子 １０２…画像表示装置（表示装置本体） １０３…側頭フレーム １０４…スピーカ １０５…映像音声伝達コード １０６…再生装置 １０７…調節部 １０８…前フレーム１０８ Ｐ…プリズム光学系（偏心プリズム部材） Ｅ…観察者眼球 Ｃ…撮像面 Ｄ…面対称自由曲面の対称面 ＧＦ…前群 ＧＲ…後群DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Stop 2 ... Optical axis (axial principal ray) 3 ... Image plane 4 ... Infrared cut filter, low pass filter, protective glass, etc. 10 ... Prism optical system 11 ... First surface 12 ... Second surface 13 ... Third surface DESCRIPTION OF SYMBOLS 31 ... entrance pupil 32 ... 1st surface 33 ... 2nd surface 34 ... 3rd surface 35 ... 4th surface 36 ... image plane 40 ... electronic camera 41 ... photographing optical system 42 ... photographing optical path 43 ... finder optical system 44 ... finder Optical path 45 ... Shutter 46 ... Flash 47 ... Liquid crystal display monitor 48 ... Objective optical system for photographing 49 ... CCD 50 ... Imaging surface 51 ... Filter 52 ... Processing means 53 ... Objective optical system for viewfinder 54 ... Cover lens 55 ... Poro prism 56 ... First reflecting surface 57... Field of view frame 58... Second reflecting surface 59... Eyepiece optical system 71... Electronic endoscope 72. Reference Signs List 5 VTR deck 76 Video disk 77 Video printer 78 Insertion section 79 Tip section 80 Objective optical system for observation 81 Filter 82 CCD 83 Image pickup surface 84 Cover member 85 Objective optical system 86 for illumination Light guide fiber bundle 90 ... Imaging optical system 91 ... Filters 92 ... CCD 93 ... Processing means 94 ... CRT 95 ... Recording medium 96 ... Microphone 100 ... Eyepiece optical system 101 ... Image display element 102 ... Image display device (display device main body) 103: temporal frame 104: speaker 105: video / audio transmission code 106: reproducing device 107: adjusting unit 108: front frame 108 P: prism optical system (eccentric prism member) E: observer's eyeball C: imaging surface D: plane symmetry Symmetry surface of free-form surface GF: front group GR: rear group

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 瞳と像面との間に配置されるプリズム光
学系において、 前記プリズム光学系が屈折率（ｎ）が１．３よりも大き
い（ｎ＞１．３）媒質を間に挟み、光を透過又は反射す
る光学作用面を少なくとも３面含み、 前記少なくとも３つの光学作用面の中、プリズム内の光
を反射する少なくとも１つの面の形状が、その面内外に
回転対称軸を有さない回転非対称な面にて形成されると
共に、少なくとも次の条件式（５）を満足することを特
徴とするプリズム光学系。 ｜Δ_y Ｃ_y （ｘ₀ ，ｙ₀ ）｜≦２．０×１０^-3 〔ｍｍ^-2〕・・・（５） ただし、面の形状を決める直交座標系を（ｘ，ｙ，ｚ）
とし、瞳中心を通り瞳に垂直で像面中心に到る軸上主光
線が透過と反射により折り曲げられる面内にｙ軸、ｚ軸
があり、その面に垂直な軸をｘ軸とし、Δ_y Ｃ_y （ｘ，
ｙ）を面のｙ方向微小偏心におけるｙ方向曲率の変化量
とし、軸上主光線が面に当たる位置のΔ_yＣ_y （ｘ，
ｙ）をΔ_y Ｃ_y （ｘ₀ ，ｙ₀ ）とする。1. A prism optical system disposed between a pupil and an image plane, wherein the prism optical system sandwiches a medium having a refractive index (n) greater than 1.3 (n> 1.3). And at least three optically active surfaces that transmit or reflect light, and among the at least three optically active surfaces, the shape of at least one surface that reflects light in the prism has a rotationally symmetric axis inside and outside the surface. A prism optical system formed of a rotationally asymmetric surface that does not satisfy the following conditional expression (5). | Δ _y C _y (x ₀ , y ₀ ) | ≦ 2.0 × 10 ⁻³ [mm ⁻² ] (5) where the rectangular coordinate system that determines the shape of the surface is (x, y, z)
The y-axis and the z-axis are in a plane in which an axial chief ray passing through the center of the pupil and perpendicular to the pupil and reaching the center of the image plane is bent by transmission and reflection, and the axis perpendicular to the plane is the x-axis. _y C _y (x,
The y), and the amount of change in y-direction curvature in the y-direction fine eccentricity of the surface, the position where the axial principal ray strikes the surface delta _y C _y (x,
Let y) be Δ _y C _y (x ₀ , y ₀ ). 【請求項２】 瞳と像面との間に配置されるプリズム光
学系において、 前記プリズム光学系が屈折率（ｎ）が１．３よりも大き
い（ｎ＞１．３）媒質を間に挟み、光を透過又は反射す
る光学作用面を少なくとも３面含み、 前記少なくとも３つの光学作用面の中、プリズム内の光
を反射する少なくとも１つの面の形状が、その面内外に
回転対称軸を有さない回転非対称な面にて形成されると
共に、少なくとも次の条件式（１０）を満足することを
特徴とするプリズム光学系。 ｜Δ_y Ｃ_x （ｘ₀ ，ｙ₀ ）｜≦１．０×１０^-3 〔ｍｍ^-2〕・・（１０） ただし、面の形状を決める直交座標系を（ｘ，ｙ，ｚ）
とし、瞳中心を通り瞳に垂直で像面中心に到る軸上主光
線が透過と反射により折り曲げられる面内にｙ軸、ｚ軸
があり、その面に垂直な軸をｘ軸とし、Δ_y Ｃ_x （ｘ，
ｙ）を面のｙ方向微小偏心におけるｘ方向曲率の変化量
とし、軸上主光線が面に当たる位置のΔ_yＣ_x （ｘ，
ｙ）をΔ_y Ｃ_x （ｘ₀ ，ｙ₀ ）とする。2. A prism optical system disposed between a pupil and an image plane, wherein the prism optical system sandwiches a medium having a refractive index (n) of greater than 1.3 (n> 1.3). And at least three optically active surfaces that transmit or reflect light, and among the at least three optically active surfaces, the shape of at least one surface that reflects light in the prism has a rotationally symmetric axis inside and outside the surface. A prism optical system formed of a rotationally asymmetric surface that does not satisfy the following conditional expression (10). _{| Δ y C x (x 0} , y 0) | ≦ 1.0 × 10 -3 [mm ^-2] · (10) where the Cartesian coordinate system that determines the shape of the surface (x, y, z)
The y-axis and the z-axis are in a plane in which an axial chief ray passing through the center of the pupil and perpendicular to the pupil and reaching the center of the image plane is bent by transmission and reflection, and the axis perpendicular to the plane is the x-axis. _y C _x (x,
y) is the amount of change in curvature in the x direction at the minute eccentricity of the surface in the y direction, and Δ _y C _x (x,
Let y) be Δ _y C _x (x ₀ , y ₀ ). 【請求項３】 瞳と像面との間に配置されるプリズム光
学系において、 前記プリズム光学系が屈折率（ｎ）が１．３よりも大き
い（ｎ＞１．３）媒質を間に挟み、光を透過又は反射す
る光学作用面を少なくとも３面含み、 前記少なくとも３つの光学作用面の中、プリズム内の光
を反射する少なくとも１つの面の形状が、その面内外に
回転対称軸を有さない回転非対称な面にて形成されると
共に、少なくとも次の条件式（１５）を満足することを
特徴とするプリズム光学系。 ｜Δ_x Ｃ_x （ｘ₀ ，ｙ₀ ）｜≦１．０×１０^-4 〔ｍｍ^-2〕・・（１５） ただし、面の形状を決める直交座標系を（ｘ，ｙ，ｚ）
とし、瞳中心を通り瞳に垂直で像面中心に到る軸上主光
線が透過と反射により折り曲げられる面内にｙ軸、ｚ軸
があり、その面に垂直な軸をｘ軸とし、Δ_x Ｃ_x （ｘ，
ｙ）を面のｘ方向微小偏心におけるｘ方向曲率の変化量
とし、軸上主光線が面に当たる位置のΔ_xＣ_x （ｘ，
ｙ）をΔ_x Ｃ_x （ｘ₀ ，ｙ₀ ）とする。3. A prism optical system disposed between a pupil and an image plane, wherein the prism optical system sandwiches a medium having a refractive index (n) of greater than 1.3 (n> 1.3). And at least three optically active surfaces that transmit or reflect light, and among the at least three optically active surfaces, the shape of at least one surface that reflects light in the prism has a rotationally symmetric axis inside and outside the surface. A prism optical system formed of a rotationally asymmetric surface that does not satisfy the following conditional expression (15). | Δ _x C _x (x ₀ , y ₀ ) | ≦ 1.0 × 10 ⁻⁴ [mm ⁻² ] (15) where the rectangular coordinate system that determines the shape of the surface is (x, y, z)
The y-axis and the z-axis are in a plane in which an axial chief ray passing through the center of the pupil and perpendicular to the pupil and reaching the center of the image plane is bent by transmission and reflection, and the axis perpendicular to the plane is the x-axis. _x C _x (x,
y) is defined as a change amount of the curvature in the x direction in the minute eccentricity of the surface in the x direction, and Δ _x C _x (x,
Let y) be Δ _x C _x (x ₀ , y ₀ ). 【請求項４】 瞳と像面との間に配置されるプリズム光
学系において、 前記プリズム光学系が屈折率（ｎ）が１．３よりも大き
い（ｎ＞１．３）媒質を間に挟み、光を透過又は反射す
る光学作用面を少なくとも３面含み、 前記少なくとも３つの光学作用面の中、プリズム内の光
を反射する少なくとも１つの面の形状が、その面内外に
回転対称軸を有さない回転非対称な面にて形成されると
共に、少なくとも次の条件式（２０）を満足することを
特徴とするプリズム光学系。 ｜Δ_x Ｃ_y （ｘ₀ ，ｙ₀ ）｜≦１．０×１０^-3 〔ｍｍ^-2〕・・（２０） ただし、面の形状を決める直交座標系を（ｘ，ｙ，ｚ）
とし、瞳中心を通り瞳に垂直で像面中心に到る軸上主光
線が透過と反射により折り曲げられる面内にｙ軸、ｚ軸
があり、その面に垂直な軸をｘ軸とし、Δ_x Ｃ_y （ｘ，
ｙ）を面のｘ方向微小偏心におけるｙ方向曲率の変化量
とし、軸上主光線が面に当たる位置のΔ_xＣ_y （ｘ，
ｙ）をΔ_x Ｃ_y （ｘ₀ ，ｙ₀ ）とする。4. A prism optical system disposed between a pupil and an image plane, wherein said prism optical system sandwiches a medium having a refractive index (n) of more than 1.3 (n> 1.3). And at least three optically active surfaces that transmit or reflect light, and among the at least three optically active surfaces, the shape of at least one surface that reflects light in the prism has a rotationally symmetric axis inside and outside the surface. A prism optical system formed of a rotationally asymmetric surface that does not satisfy the following conditional expression (20). | Δ _x C _y (x ₀ , y ₀ ) | ≦ 1.0 × 10 ⁻³ [mm ⁻² ] (20) where the orthogonal coordinate system that determines the shape of the surface is (x, y, z)
The y-axis and the z-axis are in a plane in which an axial chief ray passing through the center of the pupil and perpendicular to the pupil and reaching the center of the image plane is bent by transmission and reflection, and the axis perpendicular to the plane is the x-axis. _x C _y (x,
y) is the amount of change in the y-direction curvature of the surface in the x-direction minute eccentricity, and Δ _x C _y (x,
Let y) be Δ _x C _y (x ₀ , y ₀ ).