JP2000241707A - プリズム光学系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型で高性能なプリズム光学系。 【解決手段】 物体側より光線が通過する順に、第１透
過面４、第１反射面５、第２反射面６、第３反射面７、
第２透過面８からなり、第１透過面４、第１反射面５、
第２反射面６における軸上主光線１上の３点から規定さ
れる平面に軸上主光線１を射影した場合、その射影軸上
主光線は、光線の進行方向を基準にしたときに、連続し
た２つの反射面５、６で同じ方向に曲がり、もう１面７
ではそれとは異なる方向に曲がる光路をとり、また、少
なくとも１面の反射面は回転非対称面であるプリズム光
学系。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、偏心して配置され
たパワーを有する反射面により構成されたプリズム光学
系に関し、例えばカメラやビデオカメラ等に用いられる
結像光学系やファインダー光学系等に用いられるプリズ
ム光学系に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、反射面にパワーを持たせ光軸方向
の光路を折り畳むことで、小型化を図った光学系が提案
されている。そのような反射面を用いた構成には、主に
プリズムとミラーがあった。これらはどちらも反射面を
用いた光学系であるにも係わらず、その特性は大きく異
なっている。

【０００３】まず、これらの反射面に曲率（曲率半径
ｒ）を付けたときには、近軸パワーの計算式よりその面
のパワーは、その内部が１よりも大きい屈折率ｎの媒質
で満たされているプリズムでは−２ｎ／ｒになり、ミラ
ーでは−２／ｒになり、同じ曲率でもパワーが異なって
くる。そのため、プリズムはミラーに比べ１／ｎの曲率
で同じパワーにすることができることから、プリズムの
方が反射面の収差発生量を小さくでき性能上有利であっ
た。また、プリズムは１つの部材で、反射面の他に入射
屈折面、射出屈折面の２面の屈折面を有しているので、
１つの部材で反射面しか有さないミラーに比べ、収差補
正上有利であった。また、プリズムは屈折率が１よりも
大きい媒質で満たされているため、空気中に配置される
ミラーに比べて光路長を大きくとることができ、焦点距
離が小さくても反射面を確保することが比較的容易であ
った。一方、一般的に、反射面は屈折面に比べ偏心誤差
による性能劣化が大きいので高い組立精度が要求されて
いるが、複数の反射面を配置して光学系を構成する場合
には、反射面を一体化して相対的な位置を固定できるプ
リズムの方が、組立による性能劣化を防ぐことができる
ので有利であった。このようにプリズムの方がミラーに
比べ優れた点が多かった。

【０００４】一方、パワーのある面を光軸に対し傾けて
配置すると、発生する収差が回転非対称になる。例え
ば、回転非対称なディストーションが発生すると四角い
形状の物体は台形になってしまったりする。このような
回転非対称な収差（以下、偏心収差と呼ぶ。）は、回転
対称面では原理的に補正することが不可能であった。そ
のため、アナモフィック面等の回転非対称曲面を用いる
ことがあった。

【０００５】このようなプリズム光学系は、例えば特開
平８−３１３８２９号のものがあった。特開平８−３１
３８２９号では、２回の反射回数からなり、瞳側から数
えて第１透過面が第２反射面と同一面で構成したプリズ
ムからなる接眼光学系であった。また、何れの反射面も
回転非対称なアナモフィック面であった。

【０００６】また、その中で特に３回の反射回数からな
るプリズム光学系として、特開平９−３３８５５号、特
開平９−７３０４３号、特開平９−１９７３３６号のも
のがあった。また、反射面は球面又はアナモフィック面
を用いていた。

【０００７】特開平９−３３８５５号のものは、その光
軸がプリズム内部で１回転するような光路をとる接眼光
学系であった。また、瞳側から数えて第３反射面と第１
透過面、第２反射面と第２透過面を同一面で構成してお
り、他の透過面、反射面と別体に構成している反射面は
第２反射面の１面のみであった。また、プリズム光学系
の射出方向は、入射方向に対して斜め約４５°の方向で
あった。

【０００８】特開平９−７３０４３号では、その光軸が
アルファベットのＭのような光路をとる接眼光学系であ
った。また、例えばその実施例５では、瞳側から数えて
第２反射面と第２透過面を同一面で構成しており、他の
透過面、反射面と別体に構成している反射面は、第１反
射面、第３反射面の２面であった。また、この実施例の
プリズム光学系の射出方向は、入射方向に対して逆方向
を向いていた。また、同様の構成である特開平９−１９
７３３６号では、瞳側から数えて第２反射面を第１透過
面、第２透過面と同一面で構成していた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、これらの先
行例は、次に示すように様々な問題点があった。特開平
８−３１３８２９号のものでは、プリズムの反射面にパ
ワーを付けているが、反射面が２面しかないので性能的
に限界があり、開口が大きくなったり、画角が大きくな
ると、性能を満たせない場合があった。

【００１０】そこで、反射回数を多くすれば収差補正が
より可能になり有利になってくると考えられる。しかし
ながら、反射回数が上記先行例より１回多い３回反射プ
リズムの先行例は、必ずしも小型化と高性能化を同時に
達成している訳ではなかった。

【００１１】特開平９−３３８５５号では、プリズム内
で回転するような光路であるため、光路を折り畳むこと
によりプリズムの小型化を効果的に達成できる。しかし
ながら、その構成上、光束が大きくなると、２つの透過
面と３つの反射面をそれぞれ独立した面で構成すること
が難しく、第１透過面は第３反射面と、第２透過面は第
１透過面と同一面で構成せざるを得なかった。そのた
め、第１反射面、第３反射面で反射させる際には全反射
角以上にしなければならず、十分な収差補正を行うこと
ができなかった。また、３面の反射面の中、２面に反射
角の制限があるため、入射方向に対し射出方向の自由度
がほとんどなく、他の部材の配置を考慮すると小型化で
きない場合があった。

【００１２】特開平９−７３０４３号、特開平９−１９
７３３６号では、アルファベットのＭのような光路であ
るので、第２反射面は、第１透過面、第２透過面の両方
若しくは何れか１面の光束の有効部と重なりやすくな
り、同一面に構成せざるを得なかった。そのため、上記
と同様に、第２反射面の反射角を全反射角以上にしなけ
ればならず、十分な収差補正を行うことができなかっ
た。また、その射出方向は入射方向に対して平行に近い
角度になるので、バックフォーカスが大きくなったり、
このプリズム光学系の他に別の光学系を連結させて構成
したときには、入射方向の大きさが大きくなってしま
い、小型化を達成できない場合があった。

【００１３】このように何れの先行例も性能若しくは大
きさの点で問題があり、これらを同時に満足するような
小型で高性能なプリズム光学系は達成できていなかっ
た。

【００１４】本発明は従来技術のこのような問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的は、小型で高性能な
プリズム光学系を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明のプリズム光学系は、物体側より光線が通過す
る順に、第１透過面、第１反射面、第２反射面、第３反
射面、第２透過面からなり、第１透過面、第１反射面、
第２反射面における軸上主光線上の３点から規定される
平面に軸上主光線を射影した場合、その射影軸上主光線
は、光線の進行方向を基準にしたときに、連続した２つ
の反射面で同じ方向に曲がり、もう１面ではそれとは異
なる方向に曲がる光路をとり、また、少なくとも１面の
反射面は回転非対称面であることを特徴としている。

【００１６】本発明のもう１つのプリズム光学系は、物
体側より光線が通過する順に、第１透過面、第１反射
面、第２反射面、第３反射面、第２透過面からなり、第
１透過面、第１反射面、第２反射面における軸上主光線
上の３点から規定される平面に軸上主光線を射影した場
合、その射影軸上主光線は、光線の進行方向を基準にし
たときに、第１反射面と第２反射面で同じ方向に曲が
り、第３反射面ではそれとは異なる方向に曲がる光路を
とり、また、少なくとも１面の反射面は回転非対称面で
あることを特徴とするものである。

【００１７】本発明のさらにもう１つのプリズム光学系
は、物体側より光線が通過する順に、第１透過面、第１
反射面、第２反射面、第３反射面、第２透過面からな
り、第１透過面、第１反射面、第２反射面における軸上
主光線上の３点から規定される平面に軸上主光線を射影
した場合、その射影軸上主光線は、光線の進行方向を基
準にしたときに、第２反射面と第３反射面で同じ方向に
曲がり、第１反射面ではそれとは異なる方向に曲がる光
路をとり、また、少なくとも１面の反射面は回転非対称
面であることを特徴としている。

【００１８】本発明のさらにもう１つのプリズム光学系
は、光学系の開口と物体面あるいは像面との間に３つの
プリズム反射面が配置され、物体側より光線が通過する
順に、第１透過面、第１反射面、第２反射面を有し、そ
れらの軸上主光線上の３点から規定される平面に軸上主
光線を射影した場合、その射影軸上主光線は、光線の進
行方向を基準にしたときに、連続した２つの反射面で同
じ方向に曲がり、もう１面ではそれとは異なる方向に曲
がる光路をとり、また、少なくとも１面の反射面は回転
非対称面であることを特徴としている。

【００１９】以下、本発明においてこのような構成をと
った理由と作用を説明する。従来技術の項で説明したよ
うに、光軸に対して反射面を傾けると回転非対称な偏心
収差が発生してしまう。したがって、本発明で用いられ
る面の中、少なくとも１つの反射面を回転非対称な面に
することが望ましい。そのように構成すれば、回転非対
称な偏心収差を補正することが可能になる。

【００２０】ここで偏心系の定義について説明する。ま
ず、用いる座標系、回転非対称な面について説明する。
物点中心を通り、絞り中心を通過して像面中心に到達す
る光線を軸上主光線とするとき、光学系の第１面に交差
するまでの直線によって定義される光軸をＺ軸とし、前
記Ｚ軸と直交し、かつ、プリズム光学系を構成する各面
の偏心面内の軸をＹ軸と定義し、前記光軸と直交しか
つ、前記Ｙ軸と直交する軸をＸ軸とする。また、光線の
追跡方向は、物体から像面に向かう順光線追跡で説明す
る。

【００２１】また、本発明で用いる回転非対称面は、対
称面を１面のみ有する面対称自由曲面であることが好ま
しい。ここで、本発明で使用する自由曲面とは以下の
（Ａ）式で定義されるものである。

【００２２】 Ｚ＝Ｃ₂ Ｘ＋Ｃ₃ Ｙ ＋Ｃ₄ Ｘ² ＋Ｃ₅ ＸＹ＋Ｃ₆ Ｙ² ＋Ｃ₇ Ｘ³ ＋Ｃ₈ Ｘ² Ｙ＋Ｃ₉ ＸＹ² ＋Ｃ₁₀Ｙ³ ＋Ｃ₁₁Ｘ⁴ ＋Ｃ₁₂Ｘ³ Ｙ＋Ｃ₁₃Ｘ² Ｙ² ＋Ｃ₁₄ＸＹ³ ＋Ｃ₁₅Ｙ⁴ ＋Ｃ₁₆Ｘ⁵ ＋Ｃ₁₇Ｘ⁴ Ｙ＋Ｃ₁₈Ｘ³ Ｙ² ＋Ｃ₁₉Ｘ² Ｙ³ ＋Ｃ₂₀ＸＹ⁴ ＋Ｃ₂₁Ｙ⁵ ＋Ｃ₂₂Ｘ⁶ ＋Ｃ₂₃Ｘ⁵ Ｙ＋Ｃ₂₄Ｘ⁴ Ｙ² ＋Ｃ₂₅Ｘ³ Ｙ³ ＋Ｃ₂₆Ｘ² Ｙ⁴ ＋Ｃ₂₇ＸＹ⁵ ＋Ｃ₂₈Ｙ⁶ ＋Ｃ₂₉Ｘ⁷ ＋Ｃ₃₀Ｘ⁶ Ｙ＋Ｃ₃₁Ｘ⁵ Ｙ² ＋Ｃ₃₂Ｘ⁴ Ｙ³ ＋Ｃ₃₃Ｘ³ Ｙ⁴ ＋Ｃ₃₄Ｘ² Ｙ⁵ ＋Ｃ₃₅ＸＹ⁶ ＋Ｃ₃₆Ｙ⁷ ・・・・・・ ・・・（Ａ） 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、Ｃ
₁₄、Ｃ₁₆、Ｃ₁₈、Ｃ₂₀、Ｃ₂₃、Ｃ₂₅、Ｃ₂₇、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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】また、上記定義式は、１つの例として示し
たものであり、本発明は対称面を１面のみ有する回転非
対称面を用いることで偏心により発生する回転非対称な
収差を補正し、同時に製作性も向上させるということが
特徴であり、他のいかなる定義式に対しても同じ効果が
得られることは言うまでもない。

【００２６】このような回転非対称面を用いることで偏
心収差を補正することが可能になるが、いくら回転非対
称面を用いても収差補正面が少ないとその性能には限界
がある。そのため、プリズム光学系の反射面数を多く構
成した方が性能的に有利になる。

【００２７】ところが、プリズムの反射面数を単純に多
くしても、必ずしも性能的に有利になる訳ではない。プ
リズムは一般的に反射面の有効部分がお互いに重なり合
わないように光線を折り曲げる必要があるので、例え
ば、光線の進む順に第ａ面、第ｂ面、第ｃ面がある場
合、それぞれの有効部が重ならないように第ｂ面の反射
角を大きくしたり、第ａ面〜第ｂ面、第ｂ面〜第ｃ面の
間隔を大きくする必要がある。偏心収差は一般的にその
反射角が大きくなればなる程その発生量も大きくなるの
で、このように反射角を大きくすると性能的に不利にな
ってしまう。また、反射面間隔を大きくすると光路長を
大きくしなければならないので、性能上負担が多くなっ
てしまい、また、プリズムも大型化してしまう。

【００２８】このように有効部が重なってしまう場合、
全反射を用いて透過面と反射面を同一面で構成する場合
があった（以下、共通反射面と呼ぶ。また、それらが同
一面でない反射面を独立反射面と呼ぶ。）。これは、透
過時には屈折させ、反射時には全反射させることによ
り、２つの作用を同一の１つの面により機能させる方法
である。このように構成すると、これらの反射面と透過
面の有効部分が重なっていてもよいため、上記の反射角
や反射面間隔の制限が緩和される。しかしながら、前述
したように、反射角が大きい面に強いパワーを付けると
偏心収差の発生量が大きくなってしまうので、全反射角
（臨界角）よりも反射角を小さくできない共通反射面に
はあまり強いパワーを付けられず、十分な収差補正がで
きない。したがって、このような共通反射面を用いて
も、性能的に有利になる訳ではない。

【００２９】このように反射面を多くしても必ずしも性
能が向上しないのは、上記で説明したように反射面同士
の有効部が重なってしまうことが原因である。そのた
め、反射面数を増やしたときに性能を効果的に向上させ
るには、有効部が重ならないように反射面を配置する必
要がある。また、同時に、光軸を折り畳み光学系を小型
にする必要がある。そこで、本発明では、反射面の配置
と反射方向によって決まる光線の進路、すなわち光路を
適切に設定し、小型で高性能なプリズム光学系を提案す
るものである。

【００３０】まず最初に、光路の定義を行う。光路を複
数の反射面により折り曲げる際、その光軸は常に２次元
の同一平面上にある訳ではなく、同一平面上にない３次
元的な光路をとる場合がある。本発明のプリズム光学系
でも、３次元的な光路をとっても構わない。以下の説明
では、３次元の光路が含まれるような２次元の基準で光
路を定義する。

【００３１】ここで、偏心光学系の光軸を、物点中心を
通り絞り中心を通過して像面中心に到達する光線とし、
軸上主光線と呼ぶこととする。そこで、光路を、物体側
より光線が通過する順に配置される第１透過面、第１反
射面、第２反射面における軸上主光線上の３点から平面
を規定したときに、その基準面に軸上主光線を射影した
射影軸上主光線により定義する。この定義により３次元
的な光路をとっても、本発明の範囲に含まれる。

【００３２】また、プリズムの反射回数を多くすれば性
能的に有利になるが、大きさには不利になる。このよう
に、反射回数は性能と大きさの両方に関連しているた
め、両方の効果をバランス良く達成できる反射回数を設
定した。ここで、プリズム光学系の反射回数を２回以下
にしてしまうと、従来技術で説明したように、偏心収差
の補正に限界があり、性能的に不利であった。また、４
回以上にすると、折り曲げ方向の自由度が少なくなり、
プリズム光学系を小型化することが難しくなってしま
う。また、反射回数を多くすると、共通反射面を用いて
構成しないとプリズムを構成できなくなってくるので、
必ずしも性能的に有利になる訳ではなかった。また、製
造誤差に対する性能劣化の影響が大きくなるので好まし
くない。そこで、本発明のプリズム光学系では反射回数
を３回に設定した。

【００３３】このとき、３回反射のプリズムの光路を前
述の定義で設定したとき、反射方向は光軸の進行方向に
対して左右の２方向で分類できるので、その光路のとり
得る種類は８種類、その中、対称形を除くと、図１４
（ａ）〜（ｄ）の４種類に分類される。本発明の目的の
中、小型化を達成するためには、光路をコンパクトに折
り畳む必要があり、また、高性能化するには、透過面と
反射面の有効部が重ならないようにする必要がある。図
１４の４種類の中、（ａ）の光路では、光束が大きくな
ると透過面と反射面の有効部が重なってしまうため、第
１反射面、第３反射面は共通反射面にせざるを得ない。
その結果、３面の反射面の中、２面を全反射面にしなけ
ればならないので、性能的に不利になる。したがって、
図１４（ａ）の光路では、本発明の目的の中、特に高性
能化を達成することができない。また、図１４（ｄ）の
光路では、効果的に光路を折り畳んでいないため、入射
光軸方向若しくはその垂直方向の大きさが大きくなりが
ちで、プリズムがコンパクトにはならない。また、各面
共独立の面で構成すると、特に大型化してしまう。その
ため、高性能を達成しても小型化することが難しい。し
たがって、図１４（ｄ）の光路では、本発明の目的の
中、特に小型化を達成することができない。

【００３４】一方、図１４（ｂ）、（ｃ）のような光路
では、各面の有効部が重なり難く、各反射面を独立に構
成することが可能になるため、性能的に有利であり、ま
た、連続する２つの反射面で同じ方向に曲げているの
で、図１４（ｂ）の光路では、入射光軸方向、また、図
１４（ｃ）の光路では、入射光軸に対して垂直方向の大
きさを特に小さくすることができる。

【００３５】すなわち、光線の進行方向を基準にしたと
きに、連続した２つの反射面で同じ方向に曲がり、もう
１面ではそれとは異なる方向に曲がる光路をとることに
より、本発明の小型化と高性能化を同時に達成すること
が可能になる。

【００３６】したがって、本発明のプリズム光学系は、
３面の反射面で構成し、物体側より光線が通過する順
に、第１透過面、第１反射面、第２反射面、第３反射
面、第２透過面としたときに、第１透過面、第１反射
面、第２反射面における軸上主光線上の３点から規定さ
れる平面に軸上主光線を射影した場合、その射影軸上主
光線を光線の進行方向を基準にしたときに、連続した２
つの反射面で同じ方向に曲がり、もう１面ではそれとは
異なる方向に曲がる光路にするのがよい。

【００３７】また、上記の光路において、同じ方向に曲
がる連続した２つの反射面を第１反射面と第２反射面に
するのが好ましい。このような構成にすると、特に入射
光軸方向の大きさを小さくできるので、特にカメラのフ
ァインダー光学系、撮像光学系等に最適な構成になる。

【００３８】また、上記の光路において、特に同じ方向
に曲がる連続した２つの反射面を第２反射面と第３反射
面にするのが好ましい。このような構成にすると、特に
入射光軸方向に対して垂直方向の大きさを小さくできる
ので、特に双眼鏡等に最適な構成になる。

【００３９】このように、３面の反射面を用い適切な光
路を設定すれば、小型化と高性能化を達成できるが、光
学系の開口の配置により、例えば本発明を結像光学系に
用いる場合に十分な性能が得られない場合がある。

【００４０】一般的な屈折光学系等では、明るさ絞り等
の開口をレンズの間に配置することは容易であった。し
かしながら、プリズム光学系では、プリズム内部が媒質
で満たされていることから、開口を光路の中間部分に配
置するために明るさ絞りを配置できるようにプリズムを
分割したり、また、プリズムに開口を決める溝等を作る
必要があった。本発明においても、プリズムを分割して
構成することは可能であるが、プリズムを分割すると、
組立誤差による性能劣化が発生しやすいため、性能的に
好ましくない。また、プリズムに溝を作って開口を決め
ても、実際には乱反射や散乱光の影響があるため、性能
的に好ましくない。また、溝により開口を決めた場合に
は、物理的に開口を絞ることができないため、ＮＤフィ
ルター等の他の部材が必要になり、コストアップしてし
まう。したがって、開口を光路の中間部分に配置するこ
とは様々な問題が発生してしまい、好ましいことではな
かった。

【００４１】一方、開口をプリズムの外に配置すれば、
プリズムを分割したり溝を作る必要もなくなるため、上
記の性能的な問題を解決することができる。したがっ
て、プリズムの３つの反射面は、光学系の開口と物体
面、若しくは、開口と像面との間に配置するのが望まし
い。

【００４２】以上説明したように、本発明の構成をとる
ことで、従来の構成に比べ、小型、薄型でありながら高
性能なプリズム光学系を得ることが可能である。

【００４３】次に、本発明の目的を効果的に達成できる
プリズム光学系の構成について説明する。本発明のプリ
ズム光学系では、前述した光路をとることにより、容易
に透過面と反射面を別の面で構成することができる。本
発明でも少なくとも１面を共通反射面にすることは可能
であるが、それによって必ずしも大幅に小型化できる訳
ではなく、性能低下や射出方向の自由度が減る影響の方
が大きいため、好ましくはない。したがって、大きさと
性能のバランスを考慮すると、全ての反射面は透過面と
別の面に独立させて構成するのが最も好ましい。

【００４４】また、プリズム内で射影軸上主光線を交差
させて光路を折り畳めば、プリズムを小型に構成するこ
とが可能になると考えられるが、逆に光路をコンパクト
に折り畳むことにより、各反射面の有効部が重なりやす
くなってしまい、好ましくない。特に、本発明のように
３面の反射面があると、各面を独立にするには各反射面
の間隔を大きくしなければならなくなり、収差補正上不
利であった。したがって、射影軸上主光線はプリズム内
で交差させないように構成するのが好ましい。

【００４５】次に、反射面の中、射影軸上主光線が連続
して同方向に曲がる２つの反射面の構成について説明す
る。本発明においては、射影軸上主光線が連続して同方
向に曲がる２つの反射面により光路を折りたたみ小型化
を図っているため、その光路がプリズムの大きさに影響
を与えてしまう。したがって、この２つの反射面の入射
方向と射出方向のなす角度を適切に設定する必要があ
る。そのため、以下の条件式を満たすのが好ましい。

【００４６】 ０°≦θ＜４５° ・・・（１） ただし、θは射影軸上主光線が連続して同方向に曲がる
２つの反射面において、第１の反射面へ入射する射影軸
上主光線と第２の反射面から射出する射影軸上主光線の
なす角度である。ただしθは、射影軸上主光線のなす角
の中、小さい方の角度をとる。したがって、θのとる範
囲は０°以上１８０°未満である。

【００４７】この条件式の上限の４５°を越えると、射
影軸上主光線が交差してしまったりしてプリズムが大型
化してしまう。

【００４８】なお好ましくは、次の条件式を満たすのが
よい。 ０°≦θ＜３０° ・・・（２） パワーのある反射面では反射角を小さくした方が偏心収
差の発生量が少なくなり性能上好ましい。しかしなが
ら、射影軸上主光線が連続して同方向に曲がる２つの反
射面では、他の反射面や透過面の有効部分と重ならない
程度に反射角を比較的大きくする必要があった。しかし
ながら、性能面を考慮すると、射影軸上主光線が連続し
て同方向に曲がる２つの反射面の中、少なくとも１面の
反射角を小さくして偏心収差の発生量を小さくしておく
のがよい。したがって、この２つの反射面の中、少なく
とも１面は以下の条件式を満たすのが好ましい。

【００４９】 １０°＜φ₁ ＜７０° ・・・（３） ただし、φ₁ は射影軸上主光線が連続して同方向に曲が
る反射面での軸上主光線の反射角である。

【００５０】この条件式の上限の７０°を越えると、偏
心収差の発生量が大きくなって性能低下してしまい、下
限の１０°を越えると、反射面や透過面の有効部分が重
なってしまいプリズムが構成できなくなってしまう。

【００５１】なお好ましくは、次の条件式を満たすのが
よい。 ２０°＜φ₁ ＜６０° ・・・（４） また、射影軸上主光線が連続して同方向に曲がる２つの
反射面は、上記で説明したように反射角を比較的大きく
する必要があるので、反射面の有効部分も大きくなる傾
向にある。そのため、その２つの反射面の有効部分を別
体化させるためには、その２つの反射面間隔が次の条件
式を満たすように構成するのがよい。

【００５２】 ０．１＜｜ｄ／ｆ｜＜３ ・・・（５） ただし、ｄは上記両反射面における軸上主光線上の距
離、ｆはプリズム光学系全体の焦点距離である。

【００５３】この条件式の上限の３を越えると、光路長
を大きくしなければならなくなってプリズムが大型化
し、下限の０．１を越えると、反射面を別体に構成する
ことが難しくなる。

【００５４】なお好ましくは、以下の条件式を満たすの
がよい。 ０．３＜｜ｄ／ｆ｜＜２ ・・・（６） 一方、前述の２つの反射面とは別の方向に曲がる反射面
についても、反射角を小さくした方が偏心収差の発生量
が少なくなって好ましい。そこで、 ２０°＜φ₂ ＜７０° ・・・（７） ただし、φ₂ は他の２つの反射面とは別の方向に曲がる
反射面での軸上主光線の反射角である。

【００５５】この条件式の上限の７０°を越えると、偏
心収差の発生量が大きくなって性能低下してしまい、下
限の２０°を越えると、他の反射面の有効部分と重なっ
てしまいプリズムが構成できなくなってしまう。

【００５６】なお好ましくは、以下の条件式を満たすの
がよい。 ３０°＜φ₂ ＜６０° ・・・（８） 次に、光路の詳細について説明する。

【００５７】従来の光学系では、焦点距離やレンズの構
成長に依存する入射光軸方向の大きさが問題になること
があった。プリズム光学系では、光軸が折り曲げられる
ので光学系を小さくできると考えられるが、他の光学系
を連結したり、バックフォーカスが大きくなった場合に
は、その射出方向を考慮しないと入射光軸方向の大きさ
を小さくすることはできない。したがって、本発明のプ
リズム光学系では、その射出方向を入射方向に対して垂
直にするのが好ましい。そのようにすれば、このような
場合でも入射光軸方向が大きくならない小型の光学系を
得ることが可能になる。しかしながら、他の部材の配置
の関係上、必ずしも完全に垂直にしない方が好ましい場
合もある。したがって、入射する射影軸上主光線と射出
する射影軸上主光線のなす角は以下の条件式を満たすの
がよい。

【００５８】 ４５°＜ω＜１３５° ・・・（９） ただし、ωはプリズムへ入射する射影軸上主光線とプリ
ズムから射出する射影軸上主光線のなす角度である。ま
た、ωは射影軸上主光線のなす角の中、小さい方の角度
をとる。したがって、ωのとる範囲は０°以上１８０°
未満である。

【００５９】この範囲を越えると、プリズム光学系の入
射方向の大きさを小さくすることができなくなる。なお
好ましくは、次の条件式を満たすのがよい。

【００６０】 ６０°＜ω＜１２０° ・・・（１０） また、ここまでにプリズム光学系の光路を２次元の射影
軸上主光線により定義してきた。ここで、３次元的な光
路について説明する。本発明のような光路をとって小型
化を図っても、その光軸が同一平面上にある場合に比
べ、一般的に立体的に構成した場合の方が光学系を配置
したときのデッドスペースが生じやすいため、光学系を
搭載するカメラ等は大型化してしまう。そのため、本発
明の光路は同一平面上にあるのが最も好ましい。しかし
ながら、他の部材を配置するために敢えて光路を立体的
にした方が光学系全体として小型になる場合もある。そ
のため、射影軸上主光線を設定した平面に対する第２反
射面、第３反射面の射出角のなす角度は次の条件式を満
たすのがよい。

【００６１】 ０°≦α₂ ＜３０° ・・・（１１） ０°≦α₃ ＜３０° ・・・（１２） ただし、α₂ は第１透過面、第１反射面、第２反射面に
おける軸上主光線上の３点から規定される平面と第２反
射面の射出軸上主光線のなす角度、α₃ は第１透過面、
第１反射面、第２反射面における軸上主光線上の３点か
ら規定される平面と第３反射面の射出軸上主光線のなす
角度である。ただし、α₂ 、α₃ 共上記基準平面に対し
てなす角度の中、小さい方の角度をとる。したがって、
α₂ 、α₃のとる範囲は０°以上９０°未満である。

【００６２】これらの条件式の上限の３０°を越える
と、デッドスペースが生じ、光学系が大型化してしま
う。

【００６３】なお好ましくは、次の条件式を満たすのが
よい。 ０°≦α₂ ＜１５° ・・・（１３） ０°≦α₃ ＜１５° ・・・（１４） また、本発明のプリズム光学系において、何れの面も負
のパワーを持つようにプリズム光学系を構成すると、光
束が発散するためプリズムが大型化してしまい、必ずし
も反射面を用いて光軸を折り曲げても小型化は達成でき
ない。そのため２つの反射面の中、少なくとも２面に正
パワーを付与するのが好ましい。

【００６４】また、本発明のプリズム光学系では３面の
反射面を有しているので、反射による光量損失が問題に
なる場合がある。そのため、３面の反射面の中、少なく
とも１面を全反射面に構成しても構わない。

【００６５】

【発明の実施の形態】本発明の結像光学系の数値実施例
１〜５について説明する。なお、各実施例の構成パラメ
ータは後に示す。各実施例において、図１〜図５に示す
ように、絞り２（ただし、実施例３は入射瞳２’）の中
心を偏心光学系の原点として、軸上主光線１を物体中心
（図では省略）を出て、絞り２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４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３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４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。

【００６６】実施例１〜５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。

【００６７】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、前記（Ａ）式のＺ軸、非球面につい
ては、後記の（Ｂ）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。

【００６８】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。

【００６９】また、本発明で用いられる自由曲面の面の
形状は前記（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。

【００７０】また、非球面は、以下の定義式で与えられ
る回転対称非球面である。 Ｚ＝（ｙ² ／Ｒ）／［１＋｛１−（１＋Ｋ）ｙ² ／Ｒ² ｝^{1 /2}］ ＋Ａｙ⁴ ＋Ｂｙ⁶ ＋Ｃｙ⁸ ＋Ｄｙ¹⁰＋…… ・・・（Ｂ） ただし、Ｚを光の進行方向を正とした光軸（軸上主光
線）とし、ｙを光軸と垂直な方向にとる。ここで、Ｒは
近軸曲率半径、Ｋは円錐定数、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、…はそ
れぞれ４次、６次、８次、１０次の非球面係数である。
この定義式のＺ軸が回転対称非球面の軸となる。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】 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)・・・・・ ・・・（Ｃ） 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。

【００７４】その他の面の例として、次の定義式（Ｄ）
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 ｜ ・・・（Ｄ） 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（Ｃ）式、
（Ｄ）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。

【００７５】なお、実施例１〜５の光学系のプリズム及
び屈折レンズはプラスチックで構成しているが、ガラス
で構成しても構わない。特にプラスチックで構成する場
合には、低吸湿材料を用いることにより環境変化による
性能劣化が軽減されるので好ましい。

【００７６】実施例１ 実施例１の軸上主光線を含むＹ−Ｚ断面図を図１に示
す。実施例１は結像光学系であり、撮像画角は水平半画
角１９．２８°、垂直半画角１４．７０°、Ｆナンバー
は２．８、結像高は２．４５×１．８４ｍｍ（対角の像
高は３．０６ｍｍ）である。また、回転対称光学系の焦
点距離に換算すると、Ｘ方向７．６ｍｍ、Ｙ方向７．１
ｍｍに相当する。

【００７７】上記実施例１の構成パラメータは後記す
る。なお、自由曲面はＦＦＳ、回転対称非球面はＡＳＳ
で表してあり、これ以降の実施例についても同様であ
る。

【００７８】実施例１は、物体側から光の通る順に、第
１透過面４、正パワーの第１反射面５、正パワーの第２
反射面６、第３反射面７、第２透過面８からなる正パワ
ーのプリズム１０の１つのみからなり、第１反射面５〜
第３反射面７は何れも第１透過面４、第２透過面８とは
別の光学作用面としている。また、この実施例では、第
１透過面４、第２透過面８、第１反射面５〜第３反射面
７の全ての面を偏心した自由曲面で構成している。ま
た、実施例１では、第１反射面５、第２反射面６で中心
主光線が同じ方向に曲がるように構成し、全ての光学面
における中心主光線上の点は同一平面上に存在してい
る。

【００７９】実施例２ 実施例２の軸上主光線を含むＹ−Ｚ断面図を図２に示
す。実施例２は接眼光学系であり、視野角は水平半画角
６．６４°、垂直半画角９．５５°、瞳径はφ４ｍｍ、
像面３に配置する映像表示素子若しくは対物光学系によ
る中間結像のサイズは２．５３×３．６６ｍｍ（対角の
像高は４．４５ｍｍ）である。また、回転対称光学系の
焦点距離に換算すると、Ｘ、Ｙ方向共２１．９ｍｍに相
当する。

【００８０】実施例２は逆光線追跡で設計しているの
で、後記の構成パラメータ、図２の光線図において、実
際の光線の進行方向は像面３側から物体側になる。その
ため、順追跡で瞳面２から−０．５ｍ^-1の位置で虚像を
結ぶように、物点を像側２０００ｍｍに設定している。
以下の説明は順光線追跡になるように説明する。物体側
（すなわち、構成パラメータ、光線図では像面３側）か
ら光の通る順に、負パワーの第１透過面８、正パワーの
第１反射面７、Ｘ方向が正、Ｙ方向が負パワーの第２反
射面６、Ｘ方向が負、Ｙ方向が正パワーの第３反射面
５、第２透過面４からなる正パワーのプリズム１０の１
つのみから構成され、第１反射面７〜第３反射面５は何
れも第１透過面８、第２透過面４とは別の光学作用面と
している。また、この実施例では、第１透過面８、第２
透過面４、第１反射面７〜第３反射面５の全ての面を偏
心した自由曲面で構成している。また、実施例２では、
第１反射面７、第２反射面６で中心主光線が同じ方向に
曲がるように構成し、全ての光学面における中心主光線
上の点は同一平面上に存在している。

【００８１】実施例３ 実施例３の軸上主光線を含むＹ−Ｚ断面図を図３に示
す。実施例３は実像式ファインダー光学系であり、水平
半画角１６．０５°、垂直半画角２２．５９°、瞳径は
φ４ｍｍ、中間結像サイズは２．５３×３．６６ｍｍ
（対角の像高は４．４５ｍｍ）、ファインダー倍率は
０．３４倍である。また、回転対称光学系の焦点距離に
換算すると、プリズム１０からなる対物光学系はＸ方向
８．８ｍｍ、Ｙ方向８．９ｍｍ、ペンタプリズム１１と
レンズ１６からなる接眼光学系はＸ方向２６．０ｍｍ、
Ｙ方向２５．５ｍｍに相当する。また、本実施例は、瞳
面２’から−０．５ｍ^-1（物体側２０００ｍｍ）で虚像
を結ぶようにしているが、後記の構成パラメータ上では
絞り面２に焦点距離１０ｍｍの理想レンズを配置し、結
像系として構成している。

【００８２】実施例３は、物体側から光の通る順に、負
パワーの第１透過面４、正パワーの第１反射面５、正パ
ワーの第２反射面６、負パワーの第３反射面７、正パワ
ーの第２透過面８からなる正パワーの本発明によるプリ
ズム１０の１つのみからなる対物光学系、中間像面３に
配置された視野範囲を規定する視野マスク、正パワーの
第１透過面１２、ダハ面からなる第１反射面１３、第２
反射面１４、正パワーの第２透過面１５からなるペンタ
プリズム１１と、物体側面１７に回転対称非球面で観察
側面１８が球面を有する両凸の正レンズ１６とからなる
接眼光学系を有している。

【００８３】また、この実施例では、プリズム１０の第
１反射面５〜第３反射面７は何れも第１透過面４、第２
透過面８とは別の光学作用面とし、プリズム１０の第１
透過面４、第２透過面８、第１反射面５〜第３反射面７
の全ての面を偏心した自由曲面で構成している。また、
ペンタプリズム１１の第２反射面１４を平面にしている
が、自由曲面で構成しても構わない。

【００８４】実施例３では、プリズム１０の第１反射面
５、第２反射面６で中心主光線が同じ方向に曲がるよう
に構成され、全ての光学面における中心主光線上の点は
同一平面上に存在している。

【００８５】なお、像面１７はＺ軸に対して垂直に構成
しているが、パララックス補正のために数度傾けても構
わない。

【００８６】実施例４ 実施例４の軸上主光線を含むＹ−Ｚ断面図を図４に示
す。実施例４は結像光学系であり、撮像画角は水平半画
角１９．２８°、垂直半画角１４．７０°、Ｆナンバー
は２．８、結像高は２．４５×１．８４ｍｍ（対角の像
高は３．０６ｍｍ）である。また、回転対称光学系の焦
点距離に換算すると、Ｘ方向７．６ｍｍ、Ｙ方向７．３
ｍｍに相当する。

【００８７】実施例４は、物体側から光の通る順に、第
１透過面４、負パワーの第１反射面５、正パワーの第２
反射面６、正パワーの第３反射面７、負パワーの第２透
過面８からなる正パワーのプリズム１０の１つのみから
なり、第１反射面７〜第３反射面５は何れも第１透過面
８、第２透過面４とは別の光学作用面としている。ま
た、この実施例では、第１透過面８、第２透過面４、第
１反射面７〜第３反射面５の全ての面を偏心した自由曲
面で構成している。また、実施例４では、第２反射面
６、第３反射面７で中心主光線が同じ方向に曲がるよう
に構成し、全ての光学面における中心主光線上の点は同
一平面上に存在している。

【００８８】実施例５ 実施例５の軸上主光線を含むＹ−Ｚ断面図を図５に示
す。実施例５は接眼光学系であり、視野角は水平半画角
６．６４°、垂直半画角９．５５°、瞳径はφ４ｍｍ、
像面３に配置する映像表示素子若しくは対物光学系によ
る中間結像のサイズは２．５３×３．６６ｍｍ（対角の
像高は４．４５ｍｍ）である。また、回転対称光学系の
焦点距離に換算すると、Ｘ方向２１．８ｍｍ、Ｙ方向２
２．０ｍｍに相当する。

【００８９】実施例５は逆光線追跡で設計しているの
で、後記の構成パラメータ、図５の光線図において、実
際の光線の進行方向は像面３側から物体側になる。その
ため、順追跡で瞳面２から−０．５ｍ^-1の位置で虚像を
結ぶように、物点を像側２０００ｍｍに設定している。
以下の説明は順光線追跡になるように説明する。物体側
（すなわち、構成パラメータ、光線図では像面３側）か
ら光の通る順に、負パワーの第１透過面８、正パワーの
第１反射面７、正パワーの第２反射面６、正パワーの第
３反射面５、負パワーの第２透過面４からなる正パワー
のプリズム１０の１つのみから構成され、第１反射面７
〜第３反射面５は何れも第１透過面８、第２透過面４と
は別の光学作用面としている。実施例５では、第２反射
面６、第３反射面７で中心主光線が同じ方向に曲がるよ
うに構成し、全ての光学面における中心主光線上の点は
同一平面上に存在している。また、この実施例では、第
１透過面８、第２透過面４、第１反射面７〜第３反射面
５の全ての面を偏心した自由曲面で構成している。

【００９０】以下に上記実施例１〜５の構成パラメータ
を示す。これら表中の“ＦＦＳ”は自由曲面、“ＡＳ
Ｓ”は回転対称非球面、“ＩＩＰ”は中間結像面を示
す。

【００９１】 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） 2 ＦＦＳ 偏心(1) 1.5254 56.2 3 ＦＦＳ 偏心(2) 1.5254 56.2 4 ＦＦＳ 偏心(3) 1.5254 56.2 5 ＦＦＳ 偏心(4) 1.5254 56.2 6 ＦＦＳ 偏心(5) 像 面 ∞ 偏心(6) ＦＦＳ Ｃ₄ -5.8090×10^-2 Ｃ₆ -6.3869×10^-2 Ｃ₈ 5.0638×10^-3 Ｃ₁₀ 1.1280×10^-2 Ｃ₁₁ 2.2465×10^-4 Ｃ₁₃ -1.2984×10^-3 Ｃ₁₅ -1.8488×10^-3 Ｃ₁₇ 6.7028×10^-5 Ｃ₁₉ -7.1364×10^-5 Ｃ₂₁ 7.7943×10^-4 ＦＦＳ Ｃ₄ -1.9249×10^-2 Ｃ₆ -1.2817×10^-2 Ｃ₈ 8.3055×10^-4 Ｃ₁₀ 8.8361×10^-4 Ｃ₁₁ 5.3282×10^-5 Ｃ₁₃ -3.5658×10^-5 Ｃ₁₅ -1.0932×10^-4 Ｃ₁₇ -1.1752×10^-5 Ｃ₁₉ -4.5468×10^-6 Ｃ₂₁ 1.0427×10^-5 ＦＦＳ Ｃ₄ -2.7228×10^-2 Ｃ₆ -1.0752×10^-2 Ｃ₈ -1.0902×10^-3 Ｃ₁₀ -4.8273×10^-4 Ｃ₁₁ 3.5504×10^-5 Ｃ₁₃ -4.9795×10^-5 Ｃ₁₅ 3.4245×10^-5 Ｃ₁₇ -2.8519×10^-6 Ｃ₁₉ 1.5651×10^-6 Ｃ₂₁ -5.4114×10^-6 ＦＦＳ Ｃ₄ -1.6714×10^-2 Ｃ₆ -1.6634×10^-4 Ｃ₈ -3.9407×10^-3 Ｃ₁₀ -1.3253×10^-3 Ｃ₁₁ 3.2603×10^-4 Ｃ₁₃ -4.7568×10^-4 Ｃ₁₅ 2.2097×10^-5 Ｃ₁₇ 2.8039×10^-5 Ｃ₁₉ -1.1364×10^-5 Ｃ₂₁ 4.9199×10^-6 ＦＦＳ Ｃ₄ -2.5334×10^-2 Ｃ₆ -3.3736×10^-2 Ｃ₈ -1.0042×10^-2 Ｃ₁₀ -1.2763×10^-2 Ｃ₁₁ -1.4314×10^-3 Ｃ₁₃ 5.1043×10^-3 Ｃ₁₅ 4.4909×10^-3 Ｃ₁₇ -2.0148×10^-4 Ｃ₁₉ -3.8137×10^-4 Ｃ₂₁ -5.9629×10^-4 偏心(1) Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 2.07 α 0.02 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 4.75 α -42.42 β 0.00 γ 0.00 偏心(3) Ｘ 0.00 Ｙ 5.65 Ｚ 4.24 α 51.91 β 0.00 γ 0.00 偏心(4) Ｘ 0.00 Ｙ 4.73 Ｚ -1.79 α 53.99 β 0.00 γ 0.00 偏心(5) Ｘ 0.00 Ｙ 7.63 Ｚ -2.26 α 97.32 β 0.00 γ 0.00 偏心(6) Ｘ 0.00 Ｙ 8.56 Ｚ -2.43 α 100.39 β 0.00 γ 0.00 。

【００９２】 実施例２ 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ -2000.00 1 ∞（絞り面） 2 ＦＦＳ 偏心(1) 1.5254 56.2 3 ＦＦＳ 偏心(2) 1.5254 56.2 4 ＦＦＳ 偏心(3) 1.5254 56.2 5 ＦＦＳ 偏心(4) 1.5254 56.2 6 ＦＦＳ 偏心(5) 像 面 ∞ 偏心(6) ＦＦＳ Ｃ₄ 2.2766×10^-3 Ｃ₆ -4.1613×10^-3 Ｃ₈ -8.0633×10^-4 Ｃ₁₀ 1.0504×10^-3 Ｃ₁₁ -7.7563×10^-5 Ｃ₁₃ 1.3878×10^-4 Ｃ₁₅ -3.4547×10^-5 Ｃ₁₇ 2.1025×10^-5 Ｃ₁₉ -4.6235×10^-5 Ｃ₂₁ -5.6742×10^-6 ＦＦＳ Ｃ₄ 2.4535×10^-3 Ｃ₆ -4.3783×10^-3 Ｃ₈ -2.4926×10^-4 Ｃ₁₀ 4.0842×10^-5 Ｃ₁₁ -2.9981×10^-5 Ｃ₁₃ 1.9392×10^-5 Ｃ₁₅ 3.5102×10^-6 Ｃ₁₇ 4.5787×10^-6 Ｃ₁₉ -3.5333×10^-6 Ｃ₂₁ -1.3846×10^-7 ＦＦＳ Ｃ₄ 1.0234×10^-2 Ｃ₆ -4.8172×10^-3 Ｃ₈ -2.6467×10^-4 Ｃ₁₀ -4.2871×10^-4 Ｃ₁₁ -1.1545×10^-5 Ｃ₁₃ -5.1066×10^-6 Ｃ₁₅ 1.9538×10^-6 Ｃ₁₇ 5.2702×10^-7 Ｃ₁₉ 4.5311×10^-7 Ｃ₂₁ 5.2966×10^-7 ＦＦＳ Ｃ₄ -9.2766×10^-3 Ｃ₆ -1.1918×10^-2 Ｃ₈ -3.2952×10^-5 Ｃ₁₀ -1.0603×10^-4 Ｃ₁₁ -7.3782×10^-6 Ｃ₁₃ 4.2297×10^-7 Ｃ₁₅ 6.6899×10^-6 Ｃ₁₇ 3.3595×10^-8 Ｃ₁₉ 3.7845×10^-7 Ｃ₂₁ -8.2461×10^-7 ＦＦＳ Ｃ₄ -6.4508×10^-2 Ｃ₆ -6.3575×10^-2 Ｃ₈ 1.7555×10^-4 Ｃ₁₀ -1.7016×10^-4 Ｃ₁₁ -2.2598×10^-4 Ｃ₁₃ -4.9835×10^-4 Ｃ₁₅ 2.9342×10^-4 Ｃ₁₇ -8.3788×10^-5 Ｃ₁₉ 3.0349×10^-5 Ｃ₂₁ -4.2161×10^-6 偏心(1) Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 17.14 α 7.23 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) Ｘ 0.00 Ｙ 0.27 Ｚ 23.31 α -39.85 β 0.00 γ 0.00 偏心(3) Ｘ 0.00 Ｙ 13.40 Ｚ 21.51 α -40.07 β 0.00 γ 0.00 偏心(4) Ｘ 0.00 Ｙ 13.89 Ｚ 35.06 α 42.26 β 0.00 γ 0.00 偏心(5) Ｘ 0.00 Ｙ 6.62 Ｚ 34.09 α 69.64 β 0.00 γ 0.00 偏心(6) Ｘ 0.00 Ｙ -1.03 Ｚ 34.02 α 89.41 β 0.00 γ 0.00 。

【００９３】 実施例３ 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ 3000.00 1 ∞（瞳面） 2 ＦＦＳ 偏心(1) 1.5254 56.2 3 ＦＦＳ 偏心(2) 1.5254 56.2 4 ＦＦＳ 偏心(3) 1.5254 56.2 5 ＦＦＳ 偏心(4) 1.5254 56.2 6 ＦＦＳ 偏心(5) 7 ∞（ＩＩＰ） 偏心(6) 8 20.59 偏心(7) 1.5254 56.2 9 ∞ 偏心(8) 1.5254 56.2 10 ∞ 偏心(9) 1.5254 56.2 11 -184.32 偏心(10) 12 ＡＳＳ 3.00 偏心(11) 1.4924 57.6 13 -26.75 15.00 14 ∞（絞り面） 10.05 像 面 ∞ ＡＳＳ Ｒ 28.46 Ｋ 0.0000 Ａ -3.2434×10^-5 Ｂ -1.2227×10^-6 Ｃ 5.0214×10^-8 ＦＦＳ Ｃ₄ -5.5207×10^-2 Ｃ₆ -1.3221×10^-2 ＦＦＳ Ｃ₄ -1.3221×10^-2 Ｃ₆ -1.8121×10^-3 Ｃ₈ 1.1703×10^-3 Ｃ₁₀ 1.5192×10^-4 Ｃ₁₁ 1.0196×10^-4 Ｃ₁₃ -4.2316×10^-5 ＦＦＳ Ｃ₄ -2.2429×10^-2 Ｃ₆ -1.3074×10^-2 Ｃ₈ 2.0501×10^-4 Ｃ₁₀ -2.8256×10^-5 Ｃ₁₁ -1.6519×10^-5 Ｃ₁₃ -1.4893×10^-5 Ｃ₁₅ -1.0367×10^-6 ＦＦＳ Ｃ₄ -1.1252×10^-2 Ｃ₆ -7.9236×10^-4 Ｃ₈ -3.2207×10^-4 Ｃ₁₀ -3.8321×10^-4 Ｃ₁₁ 7.0905×10^-5 Ｃ₁₃ 1.4413×10^-5 Ｃ₁₅ -4.8013×10^-7 Ｃ₁₇ -5.1246×10^-6 ＦＦＳ Ｃ₄ -4.8688×10^-2 Ｃ₆ -2.6178×10^-2 Ｃ₈ -1.5175×10^-3 Ｃ₁₀ -1.4982×10^-3 Ｃ₁₁ 1.7080×10^-4 Ｃ₁₃ 1.2728×10^-4 Ｃ₁₅ 1.9131×10^-6 偏心(1) Ｘ 0.00 Ｙ -0.01 Ｚ 0.94 α -2.57 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) Ｘ 0.00 Ｙ -0.05 Ｚ 3.60 α -51.10 β 0.00 γ 0.00 偏心(3) Ｘ 0.00 Ｙ 6.12 Ｚ 4.83 α 42.94 β 0.00 γ 0.00 偏心(4) Ｘ 0.00 Ｙ 5.10 Ｚ -3.27 α 49.20 β 0.00 γ 0.00 偏心(5) Ｘ 0.00 Ｙ 9.61 Ｚ -3.33 α 93.36 β 0.00 γ 0.00 偏心(6) Ｘ 0.00 Ｙ 10.62 Ｚ -3.37 α 90.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(7) Ｘ 0.00 Ｙ 11.62 Ｚ -3.37 α 90.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(8) Ｘ 0.00 Ｙ 25.42 Ｚ -3.37 α 70.86 β 0.00 γ 0.00 偏心(9) Ｘ 0.00 Ｙ 16.75 Ｚ -10.21 α 25.86 β 0.00 γ 0.00 偏心(10) Ｘ 0.00 Ｙ 16.75 Ｚ 1.16 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(11) Ｘ 0.00 Ｙ 16.75 Ｚ 2.16 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 。

【００９４】 実施例４ 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ ∞ 2 ∞（絞り面） 3 ＦＦＳ 偏心(1) 1.5254 56.2 4 ＦＦＳ 偏心(2) 1.5254 56.2 5 ＦＦＳ 偏心(3) 1.5254 56.2 6 ＦＦＳ 偏心(4) 1.5254 56.2 7 ＦＦＳ 偏心(5) 像 面 ∞ 偏心(6) ＦＦＳ Ｃ₄ -6.0756×10^-3 Ｃ₆ -9.0367×10^-4 Ｃ₈ -1.8060×10^-2 Ｃ₁₀ -4.8841×10^-3 Ｃ₁₁ -8.5699×10^-4 Ｃ₁₃ 1.4371×10^-3 ＦＦＳ Ｃ₄ 2.1220×10^-2 Ｃ₆ 1.2388×10^-2 Ｃ₈ -6.9835×10^-3 Ｃ₁₀ -1.1502×10^-3 Ｃ₁₁ -6.0225×10^-5 Ｃ₁₃ 7.9445×10^-4 ＦＦＳ Ｃ₄ 2.6091×10^-2 Ｃ₆ 1.2218×10^-2 Ｃ₈ -1.3807×10^-3 Ｃ₁₀ -3.2614×10^-4 Ｃ₁₁ -5.7873×10^-6 Ｃ₁₃ 4.5870×10^-5 ＦＦＳ Ｃ₄ -2.1823×10^-2 Ｃ₆ -1.7703×10^-2 Ｃ₈ 1.6115×10^-4 Ｃ₁₀ 3.2721×10^-4 Ｃ₁₁ 3.3922×10^-6 ＦＦＳ Ｃ₄ -9.9664×10^-2 Ｃ₆ -1.5450×10^-1 Ｃ₈ 7.2603×10^-3 Ｃ₁₀ -4.7390×10^-3 Ｃ₁₁ 1.5082×10^-4 Ｃ₁₃ -6.3667×10^-3 偏心(1) Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.97 α -0.02 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 4.01 α -47.11 β 0.00 γ 0.00 偏心(3) Ｘ 0.00 Ｙ 7.64 Ｚ 4.57 α -47.01 β 0.00 γ 0.00 偏心(4) Ｘ 0.00 Ｙ 7.67 Ｚ 15.27 α 35.07 β 0.00 γ 0.00 偏心(5) Ｘ 0.00 Ｙ 3.11 Ｚ 13.60 α 70.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(6) Ｘ 0.00 Ｙ -0.23 Ｚ 12.38 α 69.91 β 0.00 γ 0.00 。

【００９５】 実施例５ 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ -2000.00 1 絞り面 2 ＦＦＳ 偏心(1) 1.5254 56.2 3 ＦＦＳ 偏心(2) 1.5254 56.2 4 ＦＦＳ 偏心(3) 1.5254 56.2 5 ＦＦＳ 偏心(4) 1.5254 56.2 6 ＦＦＳ 偏心(5) 像 面 ∞ 偏心(6) ＦＦＳ Ｃ₄ -2.2399×10^-2 Ｃ₆ -9.7715×10^-3 Ｃ₈ 1.0344×10^-3 Ｃ₁₀ 6.2768×10^-4 Ｃ₁₁ -7.8202×10^-6 Ｃ₁₃ -8.9180×10^-5 Ｃ₁₅ 1.6200×10^-5 Ｃ₁₇ 1.1095×10^-5 Ｃ₁₉ -1.9850×10^-5 Ｃ₂₁ -2.9099×10^-6 ＦＦＳ Ｃ₄ -7.3049×10^-3 Ｃ₆ -2.9821×10^-3 Ｃ₈ 2.2902×10^-4 Ｃ₁₀ 1.7924×10^-5 Ｃ₁₁ -1.3836×10^-7 Ｃ₁₃ -6.6753×10^-6 Ｃ₁₅ -3.3600×10^-7 Ｃ₁₇ 2.2329×10^-7 Ｃ₁₉ -6.7887×10^-7 Ｃ₂₁ -3.8196×10^-8 ＦＦＳ Ｃ₄ -1.1066×10^-2 Ｃ₆ -3.0510×10^-3 Ｃ₈ -1.2795×10^-4 Ｃ₁₀ -1.3100×10^-4 Ｃ₁₁ 2.8416×10^-6 Ｃ₁₃ -6.0056×10^-6 Ｃ₁₅ -5.5938×10^-7 Ｃ₁₇ -6.9347×10^-7 Ｃ₁₉ 1.7787×10^-8 Ｃ₂₁ 2.4337×10^-8 ＦＦＳ Ｃ₄ -6.7757×10^-3 Ｃ₆ 4.2916×10^-3 Ｃ₈ -6.2518×10^-4 Ｃ₁₀ -4.1745×10^-5 Ｃ₁₁ 4.2983×10^-5 Ｃ₁₃ -4.3903×10^-5 Ｃ₁₅ -5.2226×10^-6 Ｃ₁₇ -1.4339×10^-6 Ｃ₁₉ -1.9301×10^-7 Ｃ₂₁ -1.2836×10^-7 ＦＦＳ Ｃ₄ 1.4836×10^-3 Ｃ₆ 5.2545×10^-2 Ｃ₈ -3.4994×10^-3 Ｃ₁₀ -1.1878×10^-5 Ｃ₁₁ 1.6805×10^-4 Ｃ₁₃ -2.7770×10^-4 Ｃ₁₅ 2.4839×10^-4 Ｃ₁₇ 3.4371×10^-5 Ｃ₁₉ 9.8121×10^-7 Ｃ₂₁ 2.3047×10^-5 偏心(1) Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 17.89 α -0.68 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) Ｘ 0.00 Ｙ -0.03 Ｚ 24.44 α -46.35 β 0.00 γ 0.00 偏心(3) Ｘ 0.00 Ｙ 15.13 Ｚ 25.10 α 41.09 β 0.00 γ 0.00 偏心(4) Ｘ 0.00 Ｙ 16.61 Ｚ 9.33 α 45.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(5) Ｘ 0.00 Ｙ 21.76 Ｚ 8.85 α 97.45 β 0.00 γ 0.00 偏心(6) Ｘ 0.00 Ｙ 27.00 Ｚ 8.46 α 94.26 β 0.00 γ 0.00 。

【００９６】次に、上記実施例１〜５の横収差図をそれ
ぞれ図６〜図１０に示す。これらの横収差図において、
括弧内に示された数字は（水平（Ｘ方向）画角，垂直
（Ｙ方向）画角）を表し、その画角における横収差を示
す。この収差図において、下から上へ順に、画面中心、
Ｙ軸上像高の約−７０％の位置、Ｘ方向像高の約７０％
でＹ方向像高の約−７０％の位置、Ｘ軸上像高の約７０
％の位置、Ｘ方向像高の約７０％でＹ方向像高の約７０
％の位置、Ｙ軸上像高の約７０％の位置の横収差図であ
る。

【００９７】次に、上記各実施例の条件式（１）〜（１
４）の値を以下に示す。独立反射面が複数ある場合（条
件式（３）は、欄内の上から光線が進む順に値を記入し
てある。

【００９８】 条件式 実施例１ 実施例２ 実施例３ 実施例２ 実施例３ （１），（２） ８．７ １５．４ ８．１ ２４．７ ５．０ （３），（４） ４２．４ ４０．２ ５０．２ ４７．２ ４６．４ ４３．３ ４２．１ ３５．７ ３４．９ ４６．１ （５），（６） ０．７４ ０．６２ ０．６８ １．３９ ０．６９ （７），（８） ４５．３ ４２．３ ４２．０ ４７．１ ５０．４ （９），（10）１００．３ ８９．４ ９０．０ ６９．９ ９４．３ （11），（13） ０ ０ ０ ０ ０ （12），（14） ０ ０ ０ ０ ０ 。

【００９９】さて、以上のような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、とり
わけカメラに用いることができる。以下に、その実施形
態を例示する。

【０１００】図１１〜図１３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に組み込んだ構成の概
念図を示す。図１１は電子カメラ４０の外観を示す前方
斜視図、図１２は同後方斜視図、図１３は電子カメラ４
０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４
３、シャッター４５、フラッシュ４６、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ＣＣＤ４９の撮像面上に形
成される。このＣＣＤ４９で受光された物体像は、処理
部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、この処理部
５２には記録部６１が接続され、撮影された電子画像を
記録することもできる。なお、ＣＣＤ４９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。

【０１０１】さらに、ファインダー用光路４４上には、
例えば実施例３に示したような構成のファインダー光学
系４３が配置してあり、観察者眼球Ｅにより被写体像を
観察することができる。この場合、カバー部材５４とし
て平行平面板を配置してファインダー光学系４３の一部
としているが、この代わりに凹レンズを配置して画角を
拡大するようにしてもよい。

【０１０２】このように構成されたカメラ４０は、ファ
インダー光学系４３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。

【０１０３】なお、図１３の構成において、撮影用対物
光学系４８の構成については言及しなかったが、撮影用
対物光学系４８としては屈折型同軸光学系の他に、本発
明と同様のプリズム１０からなる偏心プリズム結像光学
系を用いることも当然可能である。

【０１０４】以上の本発明のプリズム光学系は例えば次
のように構成することができる。

【０１０５】〔１〕 物体側より光線が通過する順に、
第１透過面、第１反射面、第２反射面、第３反射面、第
２透過面からなり、第１透過面、第１反射面、第２反射
面における軸上主光線上の３点から規定される平面に軸
上主光線を射影した場合、その射影軸上主光線は、光線
の進行方向を基準にしたときに、連続した２つの反射面
で同じ方向に曲がり、もう１面ではそれとは異なる方向
に曲がる光路をとり、また、少なくとも１面の反射面は
回転非対称面であることを特徴とするプリズム光学系。

【０１０６】〔２〕 物体側より光線が通過する順に、
第１透過面、第１反射面、第２反射面、第３反射面、第
２透過面からなり、第１透過面、第１反射面、第２反射
面における軸上主光線上の３点から規定される平面に軸
上主光線を射影した場合、その射影軸上主光線は、光線
の進行方向を基準にしたときに、第１反射面と第２反射
面で同じ方向に曲がり、第３反射面ではそれとは異なる
方向に曲がる光路をとり、また、少なくとも１面の反射
面は回転非対称面であることを特徴とするプリズム光学
系。

【０１０７】〔３〕 物体側より光線が通過する順に、
第１透過面、第１反射面、第２反射面、第３反射面、第
２透過面からなり、第１透過面、第１反射面、第２反射
面における軸上主光線上の３点から規定される平面に軸
上主光線を射影した場合、その射影軸上主光線は、光線
の進行方向を基準にしたときに、第２反射面と第３反射
面で同じ方向に曲がり、第１反射面ではそれとは異なる
方向に曲がる光路をとり、また、少なくとも１面の反射
面は回転非対称面であることを特徴とするプリズム光学
系。

【０１０８】〔４〕 光学系の開口と物体面あるいは像
面との間に３つのプリズム反射面が配置され、物体側よ
り光線が通過する順に、第１透過面、第１反射面、第２
反射面を有し、それらの軸上主光線上の３点から規定さ
れる平面に軸上主光線を射影した場合、その射影軸上主
光線は、光線の進行方向を基準にしたときに、連続した
２つの反射面で同じ方向に曲がり、もう１面ではそれと
は異なる方向に曲がる光路をとり、また、少なくとも１
面の反射面は回転非対称面であることを特徴とするプリ
ズム光学系。

【０１０９】〔５〕 上記１から４の何れか１項におい
て、第１反射面から第３反射面は全て第１透過面、第２
透過面とは別の面で構成されていることを特徴とするプ
リズム光学系。

【０１１０】〔６〕 上記１から４の何れか１項におい
て、射影軸上主光線はプリズム内部では交差しないこと
を特徴とするプリズム光学系。

【０１１１】〔７〕 上記１から４の何れか１項におい
て、射影軸上主光線が連続して同方向に曲がる２つの反
射面は次の条件式を満たすことを特徴とするプリズム光
学系。 ０°≦θ＜４５° ・・・（１） ただし、θは射影軸上主光線が連続して同方向に曲がる
２つの反射面において、第１の反射面へ入射する射影軸
上主光線と第２の反射面から射出する射影軸上主光線の
なす角度である。ただしθは、射影軸上主光線のなす角
の中、小さい方の角度とする。したがって、θのとる範
囲は０°以上１８０°未満である。

【０１１２】〔８〕 上記１から４の何れか１項におい
て、射影軸上主光線が連続して同方向に曲がる２つの反
射面は次の条件式を満たすことを特徴とするプリズム光
学系。 ０°≦θ＜３０° ・・・（２） ただし、θは射影軸上主光線が連続して同方向に曲がる
２つの反射面において、第１の反射面へ入射する射影軸
上主光線と第２の反射面から射出する射影軸上主光線の
なす角度である。ただしθは、射影軸上主光線のなす角
の中、小さい方の角度とする。したがって、θのとる範
囲は０°以上１８０°未満である。

【０１１３】

〔９〕 上記１から４の何れか１項におい
て、射影軸上主光線が連続して同方向に曲がる２つの反
射面の中、少なくとも１面は次の条件式を満たすことを
特徴とするプリズム光学系。 １０°＜φ₁ ＜７０° ・・・（３） ただし、φ₁ は射影軸上主光線が連続して同方向に曲が
る反射面での軸上主光線の反射角である。

【０１１４】〔１０〕 上記１から４の何れか１項にお
いて、射影軸上主光線が連続して同方向に曲がる２つの
反射面の中、少なくとも１面は次の条件式を満たすこと
を特徴とするプリズム光学系。 ２０°＜φ₁ ＜６０° ・・・（４） ただし、φ₁ は射影軸上主光線が連続して同方向に曲が
る反射面での軸上主光線の反射角である。

【０１１５】〔１１〕 上記１から４の何れか１項にお
いて、射影軸上主光線が連続して同方向に曲がる２つの
反射面が次の条件式を満たすことを特徴とするプリズム
光学系。 ０．１＜｜ｄ／ｆ｜＜３ ・・・（５） ただし、ｄは前記両反射面における軸上主光線上の距
離、ｆはプリズム光学系全体の焦点距離である。

【０１１６】〔１２〕 上記１から４の何れか１項にお
いて、射影軸上主光線が連続して同方向に曲がる２つの
反射面が次の条件式を満たすことを特徴とするプリズム
光学系。 ０．３＜｜ｄ／ｆ｜＜２ ・・・（６） ただし、ｄは前記両反射面における軸上主光線上の距
離、ｆはプリズム光学系全体の焦点距離である。

【０１１７】〔１３〕 上記１から４の何れか１項にお
いて、他の２つの反射面とは別の方向に曲がる反射面が
次の条件式を満たすことを特徴とするプリズム光学系。 ２０°＜φ₂ ＜７０° ・・・（７） ただし、φ₂ は他の２つの反射面とは別の方向に曲がる
反射面での軸上主光線の反射角である。

【０１１８】〔１４〕 上記１から４の何れか１項にお
いて、他の２つの反射面とは別の方向に曲がる反射面が
次の条件式を満たすことを特徴とするプリズム光学系。 ３０°＜φ₂ ＜６０° ・・・（８） ただし、φ₂ は他の２つの反射面とは別の方向に曲がる
反射面での軸上主光線の反射角である。

【０１１９】〔１５〕 上記１から４の何れか１項にお
いて、プリズム光学系に入射する射影軸上主光線と射出
する射影軸上主光線が下記の条件を満たすことを特徴と
するプリズム光学系。 ４５°＜ω＜１３５° ・・・（９） ただし、ωはプリズムへ入射する射影軸上主光線とプリ
ズムから射出する射影軸上主光線のなす角度である。ま
た、ωは射影軸上主光線のなす角の中、小さい方の角度
をとる。したがって、ωのとる範囲は０°以上１８０°
未満である。

【０１２０】〔１６〕 上記１から４の何れか１項にお
いて、プリズム光学系に入射する射影軸上主光線と射出
する射影軸上主光線が下記の条件を満たすことを特徴と
するプリズム光学系。 ６０°＜ω＜１２０° ・・・（１０） ただし、ωはプリズムへ入射する射影軸上主光線とプリ
ズムから射出する射影軸上主光線のなす角度である。ま
た、ωは射影軸上主光線のなす角の中、小さい方の角度
をとる。したがって、ωのとる範囲は０°以上１８０°
未満である。

【０１２１】〔１７〕 上記１から４の何れか１項にお
いて、第２反射面の射出角と第３反射面の射出角が次の
条件を満たしていることを特徴とするプリズム光学系。 ０°≦α₂ ＜３０° ・・・（１１） ０°≦α₃ ＜３０° ・・・（１２） ただし、α₂ は第１透過面、第１反射面、第２反射面に
おける軸上主光線上の３点から規定される平面と第２反
射面の射出軸上主光線のなす角度、α₃ は第１透過面、
第１反射面、第２反射面における軸上主光線上の３点か
ら規定される平面と第３反射面の射出軸上主光線のなす
角度である。

【０１２２】〔１８〕 上記１から４の何れか１項にお
いて、第２反射面の射出角と第３反射面の射出角が次の
条件を満たしていることを特徴とするプリズム光学系。 ０°≦α₂ ＜１５° ・・・（１３） ０°≦α₃ ＜１５° ・・・（１４） ただし、α₂ は第１透過面、第１反射面、第２反射面に
おける軸上主光線上の３点から規定される平面と第２反
射面の射出軸上主光線のなす角度、α₃ は第１透過面、
第１反射面、第２反射面における軸上主光線上の３点か
ら規定される平面と第３反射面の射出軸上主光線のなす
角度である。

【０１２３】〔１９〕 上記１から４の何れか１項にお
いて、少なくとも１面の反射面が全反射することを特徴
とするプリズム光学系。

【０１２４】〔２０〕 上記１から４の何れか１項にお
いて、３つの反射面の中、少なくとも２面が正パワーで
あることを特徴とするプリズム光学系。

【０１２５】

【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、回転非対称な面を適切に用いることにより、
偏心により発生する収差を良好に補正した小型で高性能
なプリズム光学系を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１のプリズム光学系のＹ−Ｚ断
面図である。

【図２】本発明の実施例２のプリズム光学系のＹ−Ｚ断
面図である。

【図３】本発明の実施例３のプリズム光学系のＹ−Ｚ断
面図である。

【図４】本発明の実施例４のプリズム光学系のＹ−Ｚ断
面図である。

【図５】本発明の実施例５のプリズム光学系のＹ−Ｚ断
面図である。

【図６】実施例１のプリズム光学系の横収差図である。

【図７】実施例２のプリズム光学系の横収差図である。

【図８】実施例３のプリズム光学系の横収差図である。

【図９】実施例４のプリズム光学系の横収差図である。

【図１０】実施例５のプリズム光学系の横収差図であ
る。

【図１１】本発明のプリズム光学系を適用した電子カメ
ラの外観を示す前方斜視図である。

【図１２】図１１の電子カメラの後方斜視図である。

【図１３】図１１の電子カメラの構成を示す断面図であ
る。

【図１４】可能な３回反射プリズムの光路を示す図であ
る。

【符号の説明】

１…軸上主光線 ２…絞り（射出瞳） ２’…入射瞳 ３…像面（中間像面） ３’視野マスク ４…第１透過面（図１、図３、図４）、第２透過面（図
２、図５） ５…第１反射面（図１、図３、図４）、第３反射面（図
２、図５） ６…第２反射面（図１、図３、図４）、第２反射面（図
２、図５） ７…第３反射面（図１、図３、図４）、第１反射面（図
２、図５） ８…第２透過面（図１、図３、図４）、第１透過面（図
２、図５） １０…プリズム １１…ペンタプリズム １２…第１透過面 １３…第１反射面 １４…第２反射面 １５…第２透過面 １６…正レンズ １７…物体側面 １８…観察側面 １９…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 ５２…処理部 ５４…カバー部材 ６１…記録部 Ｅ …観察者眼球

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物体側より光線が通過する順に、第１透
   過面、第１反射面、第２反射面、第３反射面、第２透過
   面からなり、第１透過面、第１反射面、第２反射面にお
   ける軸上主光線上の３点から規定される平面に軸上主光
   線を射影した場合、その射影軸上主光線は、光線の進行
   方向を基準にしたときに、連続した２つの反射面で同じ
   方向に曲がり、もう１面ではそれとは異なる方向に曲が
   る光路をとり、また、少なくとも１面の反射面は回転非
   対称面であることを特徴とするプリズム光学系。
2. 【請求項２】 物体側より光線が通過する順に、第１透
   過面、第１反射面、第２反射面、第３反射面、第２透過
   面からなり、第１透過面、第１反射面、第２反射面にお
   ける軸上主光線上の３点から規定される平面に軸上主光
   線を射影した場合、その射影軸上主光線は、光線の進行
   方向を基準にしたときに、第１反射面と第２反射面で同
   じ方向に曲がり、第３反射面ではそれとは異なる方向に
   曲がる光路をとり、また、少なくとも１面の反射面は回
   転非対称面であることを特徴とするプリズム光学系。
3. 【請求項３】 物体側より光線が通過する順に、第１透
   過面、第１反射面、第２反射面、第３反射面、第２透過
   面からなり、第１透過面、第１反射面、第２反射面にお
   ける軸上主光線上の３点から規定される平面に軸上主光
   線を射影した場合、その射影軸上主光線は、光線の進行
   方向を基準にしたときに、第２反射面と第３反射面で同
   じ方向に曲がり、第１反射面ではそれとは異なる方向に
   曲がる光路をとり、また、少なくとも１面の反射面は回
   転非対称面であることを特徴とするプリズム光学系。