JP2016095490A - 光学系、観察光学系および光学装置 - Google Patents

Abstract

【課題】反射面の数が少なくても、適切な像ぶれ補正が可能な光学系、観察光学系および光学装置を得る。【解決手段】物体側から順に対物光学系１０、および対物光学系１０の光軸に沿って配置された反射面光学系１３が配置されてなる光学系において、第１反射面１１ａを、反射面１１ａと光軸Ｚ１との交点を通り、反射面１１ａによる折り曲げの前後の光軸Ｚ１、Ｚ２を含む面に垂直な回動軸Ａの周りに回動させる。さらに、第１反射面１１ａおよび第２反射面１２ａを各々、両反射面１１ａ、１２ａの各々と光軸Ｚ２との交点を通り、かつ各反射面１１ａ、１２ａの法線から外れた軸であって、互いに平行とされた回動軸Ｂ１、Ｂ２の周りに互いに同期して回動させる。以上の２つの回動動作を一方あるいは双方行うことにより、対物光学系１０が結像する像をシフトさせて、対物光学系の結像位置を移動させる。【選択図】図１

Description

本発明は光学系に関し、特に、対物光学系とその像側に配された反射面光学系とを備えてなる、像ぶれ補正機能を備えた光学系に関するものである。

また本発明は、上述のような光学系を含む観察光学系、さらにはそのような観察光学系を備えてなる双眼鏡等の光学装置に関するものである。

従来、遠景の光学像を拡大して観察するための光学観察装置として、１つの望遠光学系を備える単眼鏡（フィールドスコープ）や、左右方向に並べた一対の望遠光学系を備える双眼鏡などが知られている。また、手振れなどの振動による光学像の像ぶれを防止するために、光学像の像ぶれを補正する光学系を備えた光学装置も知られている。

光学装置の像ぶれ補正光学系としては、望遠光学系に設けられた正立プリズムを駆動して像ぶれを補正するものや、複数の反射ミラーを駆動して像ぶれを補正するものなどが公知となっている。反射ミラーを駆動する像ぶれ補正光学系は、正立プリズムを駆動する像ぶれ補正光学系に比べて軽量であり、かつローコストという特長がある。

特許文献１には、望遠光学系を構成する対物光学系と接眼光学系との間に、第１〜第４反射部材を備える像ぶれ補正光学系を配置した光学観察装置が記載されている。第１〜第４反射部材は、反射ミラーにより構成されている。この特許文献１に示された像ぶれ補正光学系は、対物光学系の第１光軸を第１反射部材により偏向して第２光軸とし、第２光軸を第３反射部材により偏向して第３光軸とし、第３光軸を第３反射部材により偏向して第４光軸とし、第４光軸を第４反射部材により偏向して、接眼光学系に入射する第５光軸としている。そして第２反射部材および第３反射部材は、それぞれ回動可能な可動反射部材となっており、第２反射部材および第３反射部材を、直交する２つの回動軸周りでそれぞれ独立して回動させることで、第１方向（ピッチ方向）および第２方向（ヨー方向）の像ぶれを補正可能となっている。

一方特許文献２には、撮影レンズの像側に、第１の可動ミラーおよび第２の可動ミラーを備える像ぶれ補正光学系を配置した撮影光学系が記載されている。第１の可動ミラーは、撮影レンズの光軸を上方に偏向し、第２の可動ミラーは、第２の可動ミラーで折り曲げられた光軸が、撮影レンズの光軸と第１の可動ミラーで偏向した光軸とを含む平面に対して垂直な方向に偏向する向きに配置されている。第２の可動ミラーで折り曲げられた光軸上の焦点面には、フィルムが配置されている。第１の可動ミラーおよび第２の可動ミラーは、それぞれが独立して回動することにより、撮像装置の動きによるフィルム面上での像ぶれを補正することができる。

特開平１０−３３３２０１号公報 特開平１１−３０５２７６号公報

例えば双眼鏡等の光学装置に内蔵される像ぶれ補正光学系は、配置スペースの確保が容易であること、応答速度が速いこと、携帯性向上のために小型・軽量であること等が望まれている。しかし特許文献１に示された像ぶれ補正光学系は、４個の反射部材を必要とし、反射部材の個数分だけ光路も長くなるため、軽量化や小型化が難しいという問題が認められる。

一方、特許文献２に示された像ぶれ補正光学系のように、２つの可動反射部材のみで構成することも考えられるが、この構成では、像ぶれ補正光学系に入射する撮影レンズの光軸の向きと、像ぶれ補正光学系から射出する光軸の向きとが直交してしまうという問題がある。それら２つの光軸の向きを同じにするためには、さらに１枚反射面を追加する必要があるため、その反射面を挿入することで系構造全体が大きくなってしまう。またコスト面においても不利となる。

上記２つの光軸の向きを同じにするように２枚の反射部材を平行に配置し、この状態で特許文献２に示されたように２枚の反射部材をそれぞれ回動させた場合には、適切な像観察や撮像が不可能になるほど光学像が回転してしまう、という問題が生じる。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、反射面を用いて像ぶれ補正を行う構成を有し、像ぶれ補正光学系に入射する光軸と像ぶれ補正光学系から射出する光軸の向きを同じにするために反射面の数が増えることを回避して、必要な反射面の数を少なく抑えることができ、そして、適切な像ぶれ補正を可能にする光学系、望遠光学系および光学装置を提供することを目的とする。

本発明による第１の光学系は、
物体側から順に対物光学系、および対物光学系の光軸に沿って配置された反射面光学系を有し、
反射面光学系は、互いに平行に配置される第１反射面および第２反射面を有し、
第１反射面は対物光学系の光軸と直交する直線を含み、かつ
第１反射面で反射後の光軸と対物光学系の光軸とで平面を形成するように配置された基準状態を取り得ると共に、
第１反射面と第２反射面のいずれか一方を、この反射面と上記光軸との交点を通り、この反射面による折り曲げの前後の光軸を含む面に垂直な回動軸Ａの周りに回動させる動作、または、
第１反射面および第２反射面を各々上記光軸との交点を通り、かつ各反射面の法線から外れた軸であって、互いに平行とされた回動軸Ｂ１、Ｂ２の周りに互いに同期して回動させる動作、もしくはその両動作によって、対物光学系の結像位置を移動させるように構成され、
そして、下記条件式
１．０５＜Ｆ／Ｄ＜２．５０ ……（１）
ただし、
Ｆ：対物光学系の焦点距離
Ｄ：対物光学系の光軸上における、回動軸Ａの周りに回動する反射面から、対物光学系の反射面光学系側の焦点位置までの空気換算長
が満足されていることを特徴とするものである。

なお上記Ｆ／Ｄの値については、下記条件式（１）’
１．１０＜Ｆ／Ｄ＜２．３０ ……（１）’
が満足されていることが、より望ましい。

また、本発明による第２の光学系は、
物体側から順に対物光学系、および対物光学系の光軸に沿って配置された反射面光学系を有し、
反射面光学系は、互いに平行に配置される第１反射面および第２反射面を有し、
第１反射面は対物光学系の光軸と直交する直線を含み、かつ
第１反射面で反射後の光軸と対物光学系の光軸とで平面を形成するように配置された基準状態を取り得ると共に、
第１反射面と第２反射面のいずれか一方を、この反射面と上記光軸との交点を通り、この反射面による折り曲げの前後の光軸を含む面に垂直な回動軸Ａの周りに回動させる動作、または、
第１反射面および第２反射面を各々上記光軸との交点を通り、かつ各反射面の法線から外れた軸であって、互いに平行とされた回動軸Ｂ１、Ｂ２の周りに互いに同期して回動させる動作、もしくはその両動作によって、対物光学系の結像位置を移動させるように構成され、
そして、下記条件式
３．５０＜Ｆ／ｄ＜６．００ ……（２）
ただし、
Ｆ：対物光学系の焦点距離
ｄ：対物光学系の光軸上における第１反射面と第２反射面との間の空気換算長
が満足されていることを特徴とするものである。

なお上記Ｆ／ｄの値については、下記条件式（２）’
３．８０＜Ｆ／ｄ＜５．５０ ……（２）’
が満足されていることが、より望ましい。

また、本発明による第３の光学系は、
物体側から順に対物光学系、および対物光学系の光軸に沿って配置された反射面光学系を有し、
反射面光学系は、互いに平行に配置される第１反射面および第２反射面を有し、
第１反射面は対物光学系の光軸と直交する直線を含み、かつ
第１反射面で反射後の光軸と対物光学系の光軸とで平面を形成するように配置された基準状態を取り得ると共に、
第１反射面と第２反射面のいずれか一方を、この反射面と上記光軸との交点を通り、この反射面による折り曲げの前後の光軸を含む面に垂直な回動軸Ａの周りに回動させる動作、または、
第１反射面および第２反射面を各々上記光軸との交点を通り、かつ各反射面の法線から外れた軸であって、互いに平行とされた回動軸Ｂ１、Ｂ２の周りに互いに同期して回動させる動作、もしくはその両動作によって、対物光学系の結像位置を移動させるように構成され、
そして、下記条件式
０．７０＜φＤｉａ／Ｈ＜１．５０ ……（３）
ただし、
φＤｉａ：対物光学系の最も物体側の面における軸上光線の最大有効径
Ｈ：第１反射面および第２反射面による光軸の変位量
が満足されていることを特徴とするものである。

なお上記φＤｉａ／Ｈの値については、下記条件式（３）’
０．７８＜φＤｉａ／Ｈ＜１．３５ ……（３）’
が満足されていることが、より望ましい。

また、本発明による第４の光学系は、
物体側から順に対物光学系、および対物光学系の光軸に沿って配置された反射面光学系を有し、
反射面光学系は、互いに平行に配置される第１反射面および第２反射面を有し、
第１反射面は対物光学系の光軸と直交する直線を含み、かつ
第１反射面で反射後の光軸と対物光学系の光軸とで平面を形成するように配置された基準状態を取り得ると共に、
第１反射面と第２反射面のいずれか一方を、この反射面と上記光軸との交点を通り、この反射面による折り曲げの前後の光軸を含む面に垂直な回動軸Ａの周りに回動させる動作、または、
第１反射面および第２反射面を各々上記光軸との交点を通り、かつ各反射面の法線から外れた軸であって、互いに平行とされた回動軸Ｂ１、Ｂ２の周りに互いに同期して回動させる動作、もしくはその両動作によって、対物光学系の結像位置を移動させるように構成され、
そして、下記条件式
０．００＜（Ｈ−φＤｉａ／２）／ｄｍ１＜０．７０ ……（１２）
ただし、
Ｈ：第１反射面および第２反射面による光軸の変位量
φＤｉａ：対物光学系の最も物体側の面における軸上光線の最大有効径
ｄｍ１：対物光学系の光軸上における、対物光学系の最も物体側の面から第１反射面までの長さ
が満足されていることを特徴とするものである。

なお上記（Ｈ−φＤｉａ／２）／ｄｍ１の値については、下記条件式（１２）’
０．００＜（Ｈ−φＤｉａ／２）／ｄｍ１＜０．４０ ……（１２）’
が満足されていることがより望ましく、下記条件式（１２）”
０．１０＜（Ｈ−φＤｉａ／２）／ｄｍ１＜０．３５ ……（１２）”
が満足されていることが、よりさらに望ましい。

ここで、以下で述べる「本発明の光学系」あるいは「本発明による光学系」とは、上記第１、第２、第３および第４の光学系全てを指すものとする。

なお、上記第１の光学系においても、前述した条件式（２）が満足されていることが望ましい。

その上でさらに、前述した条件式（３）が満足されていることがより望ましい。

また、上記第１の光学系において、前述した条件式（３）が満足されていることが望ましい。

また、上記第１の光学系において、前述した条件式（１２）が満足されていることが望ましい。

上記第２の光学系においても、前述した条件式（３）が満足されていることが望ましい。

さらに、上記第３の光学系においても、前述した条件式（１２）が満足されていることが望ましい。

他方、本発明の光学系においては、第２反射面を構成する部材よりも、対物光学系による結像位置側に少なくとも１つの光学面が存在し、そして下記条件式
１．５０＜Ｌａｉｒ／φＤｉａ＜３．５０ ……（４）
ただし、
Ｌａｉｒ：対物光学系の最も像側の面と、上記光学面のうち最も第２反射面に近い光学面との間の長さ
φＤｉａ：対物光学系の最も物体側の面における軸上光線の最大有効径
が満足されていることが望ましい。

なお上記Ｌａｉｒ／φＤｉａの値については、下記条件式（４）’
１．８０＜Ｌａｉｒ／φＤｉａ＜３．３０ ……（４）’
が満足されていることが、より望ましい。

ここで、上記の「光学面」とは、屈折面、反射面および回折面のいずれであってもよく、そのような光学面を有する光学素子の具体例としては、フィルタ、プリズム、ミラー、レンズ、回折格子等が挙げられる。また、対物光学系による結像面も、この光学面に含まれるものとする。一方、絞りの開口部は、この光学面には含まれないものとする。

また、本発明の光学系においては、第１反射面および第２反射面が、上記回動動作をしない状態で、対物光学系の光軸に対して４５°傾斜していることが望ましい。

本発明による観察光学系は、以上述べた本発明による光学系のいずれかと、第２反射面の後方（対物光学系による結像位置側）に配された接眼光学系とを有することを特徴とするものである。

この本発明による観察光学系においては、第２反射面と接眼光学系との間に正立光学系が配置されていることが望ましい。

そのような正立光学系としては、II型ポロプリズムから構成されたものが好適に用いられ得る。

また、本発明による観察光学系においては、下記条件式
０．３０＜Ｄａｉｒ／Ｆ＜０．７０ ……（５）
ただし、
Ｄａｉｒ：対物光学系の最も像側の面と、正立光学系の最も第２反射面に近い面との間の長さ
Ｆ：対物光学系の焦点距離
が満足されていることが望ましい。

なお上記Ｄａｉｒ／Ｆの値については、下記条件式（５）’
０．３０＜Ｄａｉｒ／Ｆ＜０．７０ ……（５）
が満足されていることが、より望ましい。

さらに、本発明による観察光学系においては、
対物光学系と第２反射面との間に配される第１遮光部材、および第１反射面と正立光学系との間に配される第２遮光部材の少なくとも一方が設けられ、
基準状態下での、第１反射面で折り曲げられる前後の光軸を含む面を座標面とし、第１反射面上における光軸の位置を原点とし、第１反射面から第２反射面に向かう光軸の向きを＋ｙ方向、対物光学系から第１反射面に向かう光軸の向きを＋ｚ方向とするｙｚ座標系において、
第１遮光部材の、対物光学系と第１反射面との間の光軸側の先端点をＭ（ｙｍ,ｚｍ）、
第２遮光部材の、第２反射面と正立光学系との間の光軸側の先端点をＮ（ｙｎ,ｚｎ）、
視野角０度の光線と対物光学系の最も像側の面との交点のうち、ｙ座標がより大である方の交点をＰ１（ｙ１,ｚ１）、
視野角０度の光線と第２反射面との交点のうち、ｚ座標がより小である方の交点をＰ２（ｙ２,ｚ２）、
視野角０度の光線と第１反射面との交点のうち、ｚ座標がより大である方の交点をＰ３（ｙ３,ｚ３）、
視野角０度の光線と正立光学系の最も第２反射面側の面との交点のうち、ｙ座標がより小である方の交点をＰ４（ｙ４,ｚ４）、
としたとき、下記条件式
ｙ３＜ｙｍ＜ｙ１ ……（６）
ｚ１＜ｚｍ＜ｚ２ ……（７）
ｙ２＜ｙｎ＜ｙ４ ……（８）
ｚ３＜ｚｎ＜ｚ４ ……（９）
の少なくとも１つが満足されていることが望ましい。

その場合は、さらに下記条件式
０．０８＜（ｚ２−ｚｍ）／（ｚ２−ｚ１）＜１．００ ……（１０）
０．０８＜（ｚｎ−ｚ３）／（ｚ４−ｚ３）＜１．００ ……（１１）
なお上記（ｚ２−ｚｍ）／（ｚ２−ｚ１）の値については、下記条件式（１０）’
０．２０＜（ｚ２−ｚｍ）／（ｚ２−ｚ１）＜１．００ ……（１０）’
が満足されていることがより望ましく、下記条件式（１０）”
０．２７＜（ｚ２−ｚｍ）／（ｚ２−ｚ１）＜１．００ ……（１０）”
が満足されていることが、よりさらに望ましい。

また、上記（ｚｎ−ｚ３）／（ｚ４−ｚ３）の値については、下記条件式（１１）’
０．２０＜（ｚｎ−ｚ３）／（ｚ４−ｚ３）＜１．００ ……（１１）’
が満足されていることがより望ましく、下記条件式（１１）”
０．２７＜（ｚｎ−ｚ３）／（ｚ４−ｚ３）＜１．００ ……（１１）”
が満足されていることが、よりさらに望ましい。

他方、本発明による光学装置は、以上述べた本発明による観察光学系を備えたことを特徴とするものである。そのような光学装置としては、例えば双眼鏡が挙げられる。

本発明による光学系は、前述した通り、
反射面光学系が、互いに平行に配置される第１反射面および第２反射面を有し、
第１反射面は対物光学系の光軸と直交する直線を含み、かつ
第１反射面で反射後の光軸と対物光学系の光軸とで平面を形成するように配置された基準状態を取り得ると共に、
第１反射面と第２反射面のいずれか一方を、この反射面と上記光軸との交点を通り、この反射面による折り曲げの前後の光軸を含む面に垂直な回動軸Ａの周りに回動させる動作、または、
第１反射面および第２反射面を各々上記光軸との交点を通り、かつ各反射面の法線から外れた軸であって、互いに平行とされた回動軸Ｂ１、Ｂ２の周りに互いに同期して回動させる動作、もしくはその両動作によって、対物光学系の結像位置を移動させるように構成されているので、対物光学系が結像する像を、前者の動作により一方向にシフトさせ、また後者の動作により上記一方向と交わる方向にシフトさせることができる。それにより、上記像を任意の方向にシフト可能となるので、適切な像ぶれ補正が可能になる。

そして本発明による光学系は、２つの反射面を用いるだけで上記の効果が得られるものとなっているので、大型化することを回避可能で、また、コスト面でも有利なものとなる。より詳しく説明すれば、本発明による光学系においては、像ぶれ補正のための反射面光学系を構成する第１反射面および第２反射面が、対物光学系の結像位置を移動させる動作をしない基準状態では互いに平行に配置されるので、この反射面光学系に入射する光軸と反射面光学系から射出する光軸とが、元より平行になる。そこで、これら２つの光軸の向きを同じに揃えるためにさらに別の反射面が必要になることがなく、その点から、本発明による光学系は大型化が回避され、またコスト面でも有利なものとなる。

さらに、特に本発明の第１の光学系によれば、条件式（１）が満足されていることにより、第１反射面あるいは第２反射面と対物光学系とが干渉することを防止しやすくなり、そして、第１反射面や第２反射面の回動角に対する像シフト量の比率を、より高くすることができる。その詳しい理由については、後に実施形態に即して詳しく説明する。

また、特に本発明の第２の光学系によれば、条件式（２）が満足されていることにより、同じく、第１反射面あるいは第２反射面と対物光学系とが干渉することを防止しやすくなり、そして、第１反射面や第２反射面の回動角に対する像シフト量の比率を、より高くすることができる。その詳しい理由については、後に実施形態に即して詳しく説明する。

また、特に本発明の第３の光学系によれば、条件式（３）が満足されていることにより、第１反射面あるいは第２反射面を介さないで抜ける迷光の発生を防止しやすくなり、そして、光学系の長さ（第１反射面と第２反射面との間で延びる光軸方向の長さ）を抑えて、光学系をよりコンパクトにすることができる。その詳しい理由については、後に実施形態に即して詳しく説明する。

また、特に本発明の第４の光学系によれば、条件式（１２）が満足されていることにより、第１反射面および第２反射面を介さずに抜ける迷光を防止した上で、光軸シフト方向（第１反射面および第２反射面により光軸が変位する方向）への厚みを抑えた構成とすることが可能になる。その詳しい理由については、後に実施形態に即して詳しく説明する。

他方、本発明による観察光学系および光学装置は、本発明の光学系を備えたものであるので、以上説明した効果を同様に奏することができる。

本発明の一実施形態に係る観察光学系を概略的に示す斜視図 図１の観察光学系における一部光学要素の配置状態を説明する図 本発明の実施例１に係る観察光学系を示す断面図 本発明の実施例２に係る観察光学系を示す断面図 本発明の実施例３に係る観察光学系を示す断面図 本発明の実施例４に係る観察光学系を示す断面図 本発明の実施例５に係る観察光学系を示す断面図 本発明の実施例６に係る観察光学系を示す断面図 本発明の一実施形態による光学装置を示す平面図 図９に示す光学装置の側面図 図９に示す光学装置の像ぶれ補正制御に関わる構成を示すブロック図 本発明の実施例７に係る観察光学系を示す断面図 本発明の実施例８に係る観察光学系を示す断面図 本発明の実施例９に係る観察光学系を示す断面図 本発明の実施例１０に係る観察光学系を示す断面図 本発明の実施例１１に係る観察光学系を示す断面図 本発明の実施例１２に係る観察光学系を示す断面図 本発明の実施例１３に係る観察光学系を示す断面図 本発明の観察光学系の作用を説明する概略図 本発明の観察光学系の作用を説明する概略図 本発明の観察光学系の作用を説明する概略図

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る光学系の構成例を示す斜視図である。本実施形態の光学系は、物体側から順に対物光学系１０、この対物光学系１０の光軸Ｚに沿って順次配置された第１ミラー１１、および第２ミラー１２を備えて構成されている。第１ミラー１１および第２ミラー１２はそれぞれ、第１反射面１１ａおよび第２反射面１２ａを有している。なお図１中では、対物光学系１０の光軸Ｚのうち、対物光学系１０から第１反射面１１ａまでをＺ１、第１反射面１１ａから第２反射面１２ａまでをＺ２、第２反射面１２ａ以降をＺ３として表示している。なお、上記対物光学系１０から第１反射面１１ａまでの光軸Ｚ１と、第１反射面１１ａで反射した後の光軸Ｚ２は、一つの平面を形成する。

第１ミラー１１および第２ミラー１２はそれぞれが像ぶれ補正のための動作が可能とされて、反射面光学系１３を構成している。第１ミラー１１および第２ミラー１２は、像ぶれ補正しない基準状態下では互いに平行となる状態に配置されている。本実施形態において、第１ミラー１１および第２ミラー１２は共に平行平面板から構成されているので、それらが互いに平行に配置されると、第１反射面１１ａおよび第２反射面１２ａが互いに平行となる。対物光学系１０を通過した光は、第１反射面１１ａで反射して、第２反射面１２ａに入射する。

なお図１に示すように、対物光学系１０から第１反射面１１ａに向かう光軸Ｚ１の向きを＋ｚ方向、後述する像ぶれ補正動作がなされない基準状態下で第１反射面１１ａから第２反射面１２ａに向かう光軸Ｚ２の向きを＋ｙ方向、この＋ｙ方向および上記＋ｚ方向に対して直角な一つの方向を＋ｘ方向と規定する。第１ミラー１１は、上記基準状態下で、ｙｚ面内で光軸Ｚ１に対して４５度（゜）傾斜する状態に配置されている。

以上説明した本実施形態の光学系は、一例として双眼鏡やフィールドスコープ等の光学装置に適用される観察光学系を構成するものである。すなわち、上記第２反射面１２ａの後方（対物光学系１０からの光が進行する方向）には、正立光学系としてのII型ポロプリズム１４、および接眼光学系１５がこの順に配置されており、それらのプリズム１４および接眼光学系１５と本実施形態の光学系とから観察光学系が構成されている。なお図１および後述する図２中では、対物光学系１０および接眼光学系１５を概略的に示してある。

次に、像ぶれ補正動作について説明する。一つの像ぶれ補正動作は、第１反射面１１ａを（つまり第１ミラー１１を）、この第１反射面１１ａと光軸Ｚ１との交点を通り、第１反射面１１ａによる折り曲げの前後の光軸Ｚ１、Ｚ２を含む面に垂直な回動軸Ａの周りに回動させる動作である。この第１反射面１１ａの回動により、対物光学系１０の結像位置が±ｙ方向にシフト（偏位）するので、接眼光学系１５を通して観察される像が光学装置の振動により±ｙ方向へ像ぶれを起こすとき、その像ぶれを補正することができる。なお、この補正の制御等については、後に詳しく説明する。

ここで、以上のように第１反射面１１ａを回動させる代わりに、第２反射面１２ａを（つまり第２ミラー１２を）、この第２反射面１２ａと光軸Ｚ２との交点を通り、第２反射面１２ａによる折り曲げの前後の光軸Ｚ２、Ｚ３を含む面に垂直な回動軸の周りに回動させるようにしてもよい。

また、さらになされ得る別の像ぶれ補正動作は、第１反射面１１ａを（つまり第１ミラー１１を）、第１反射面１１ａと光軸Ｚ１との交点を通り、かつ第１反射面１１ａの法線から外れた軸である回動軸Ｂ１の周りに回動させると共に、第２反射面１２ａを（つまり第２ミラー１２を）、第２反射面１２ａと光軸Ｚ２との交点を通り、かつ第２反射面１２ａの法線から外れた軸である回動軸Ｂ２の周りに回動させる動作である。なお上記回動軸Ｂ１および回動軸Ｂ２は互いに平行とされており、回動軸Ｂ１周りの第１反射面１１ａの回動、および回動軸Ｂ２周りの第２反射面１２ａの回動は互いに同期して、つまり同じ方向に同じ角速度でなされる。

ここで、第１反射面１１ａを回動軸Ａの周りに回動させ、また第１反射面１１ａおよび第２反射面１２ａをそれぞれ回動軸Ｂ１、Ｂ２の周りに回動させる機構としては、公知のものが適用可能であり、特に何らかの機構に限定されるものではない。例えば、第１反射面１１ａおよび第２反射面１２ａをそれぞれ回動軸Ｂ１、Ｂ２の周りに回動させる機構の中に、第１反射面１１ａを回動軸Ａの周りに回動させる機構が搭載された構成を適用することができる。そのような構成の場合、上述した「別の像ぶれ補正動作」がなされた状態で、先に述べた「一つの像ぶれ補正動作」がなされる場合は、回動軸Ａは基準状態における位置から変位していることになる。それに対して、「別の像ぶれ補正動作」がなされない状態で「一つの像ぶれ補正動作」がなされる場合は、回動軸Ａは基準状態における位置と同じ位置に保たれている。他方、回動軸Ｂ１、Ｂ２は、上記「一つの像ぶれ補正動作」がなされるか否かに関わらず一定である。

以上述べた各回動軸Ｂ１、Ｂ２周りの反射面１１ａ、１２ａの回動により、対物光学系１０の結像位置が±ｘ方向にシフト（偏位）するので、接眼光学系１５を通して観察される像が光学装置の振動により±ｘ方向へ像ぶれを起こすとき、その像ぶれを補正することができる。この補正の制御等については、後に詳しく説明する。

なお、上述のように互いに平行とされる回動軸Ｂ１および回動軸Ｂ２の一例として、本発明では、それらが同一軸をなす、つまりそれらが共通の１本の直線上に存在する形態も適用可能である。

以上述べた第１ミラー１１の回動軸Ｂ１周りの回動と第２ミラー１２の回動軸Ｂ２周りの回動、並びに第１ミラー１１の回動軸Ａ周りの回動は、公知のミラー保持機構およびミラー回転駆動機構によって行うことができる。

ここで本実施形態に係る光学系においては、下記条件式（１）
１．０５＜Ｆ／Ｄ＜２．５０ ……（１）
ただし、
Ｆ：対物光学系１０の焦点距離
Ｄ：対物光学系１０の光軸上における、回動軸Ａの周りに回動する第１反射面１１ａから、対物光学系１０の反射面光学系１３側の焦点位置までの空気換算長
が満足されている。

後述する表２７には、上記条件式（１）の他、条件式（２）〜（５）、（１０）〜（１２）が数値範囲を規定している条件、つまり文字式の部分の値を、後述する実施例１〜６毎にまとめて示してある。なおこの表２７において、条件式（１）の条件に関しては、上段に第１反射面１１ａを回動させる場合の値を、そして下段に第２反射面１２ａを回動させる場合の値を示している。

条件式（１）が満足されていることにより、以下の効果が得られる。すなわち、Ｆ／Ｄの値が下限値の１．０５を超えていることにより、第１反射面１１ａあるいは第２反射面１２ａと対物光学系１０とが干渉することを防止しやすくなる。他方、Ｆ／Ｄの値が上限値の２．５０を下回っていることにより、第１反射面１１ａや第２反射面１２ａの回動角に対する像シフト量の比率を、より高くすることができる。それにより、応答性の高い像ぶれ補正が可能になる。

なお本実施形態の光学系においては、下記条件式（１）’
１．１０＜Ｆ／Ｄ＜２．３０ ……（１）’
も満足されているので、以上述べた効果がさらに顕著なものとなる。

また本実施形態に係る光学系においては、下記条件式（２）
３．５０＜Ｆ／ｄ＜６．００ ……（２）
ただし、
Ｆ：対物光学系１０の焦点距離
ｄ：対物光学系１０の光軸上における第１反射面１１ａと第２反射面１２ａとの間の空気換算長
が満足されている（表２７参照）。

条件式（２）が満足されていることにより、以下の効果が得られる。すなわち、Ｆ／ｄの値が下限値の３．５０を上回っていることにより、第１反射面１１ａあるいは第２反射面１２ａと対物光学系１０とが干渉することを防止しやすくなる。他方、Ｆ／ｄの値が上限値の６．００を下回っていることにより、第１反射面１１ａや第２反射面１２ａの回動角に対する像シフト量の比率を、より高くすることができる。それにより、応答性の高い像ぶれ補正が可能になる。

なお本実施形態の光学系においては、下記条件式（２）’
３．８０＜Ｆ／ｄ＜５．５０ ……（２）’
も満足されているので、以上述べた効果がさらに顕著なものとなる。

また本実施形態に係る光学系においては、下記条件式（３）
０．７０＜φＤｉａ／Ｈ＜１．５０ ……（３）
ただし、
φＤｉａ：対物光学系１０の最も物体側の面における軸上光線の最大有効径
Ｈ：第１反射面１１ａおよび第２反射面１２ａによる光軸Ｚの変位量
が満足されている（表２７参照）。なお上記最大有効径の値は、軸上マージナル光線の高さの２倍の値となる。

条件式（３）が満足されていることにより、以下の効果が得られる。すなわち、φＤｉａ／Ｈの値が下限値の０．７０を上回っていることにより、第１反射面１１ａあるいは第２反射面１２ａを介さないで抜ける迷光の発生を防止しやすくなる。他方、φＤｉａ／Ｈの値が上限値の１．５０を下回っていることにより、光学系の上下方向（図１のｙ方向）の長さを抑えて、光学系をよりコンパクトにすることができる。

なお本実施形態の光学系においては、下記条件式（３）’
０．７８＜φＤｉａ／Ｈ＜１．３５ ……（３）’
も満足されているので、以上述べた効果がさらに顕著なものとなる。

また本実施形態に係る光学系においては、下記条件式（１２）
０．００＜（Ｈ−φＤｉａ／２）／ｄｍ１＜０．７０ ……（１２）
ただし、
Ｈ：第１反射面１１ａおよび第２反射面１２ａによる光軸Ｚの変位量
φＤｉａ：対物光学系１０の最も物体側の面における軸上光線の最大有効径
ｄｍ１：対物光学系１０の光軸上における、対物光学系１０の最も物体側の面から第１反射面１１ａまでの長さ
が満足されている（表２７参照）。

条件式（１２）が満足されていることにより、第１反射面１１ａおよび第２反射面１２ａを介さずに抜ける迷光の発生を防止した上で、光軸シフト方向（第１反射面１１ａおよび第２反射面１２ａにより光軸Ｚが変位する方向）への厚みを抑えた構成とすることが可能になる。その詳しい理由を、図２および図１９〜２１を参照して説明する。ここでは、図１９〜２１の煩雑化を避けるため、Ｈ、φＤｉａおよびｄｍ１を図２に示す。

図１９の構成において、仮に遮光部材２１および２２が無いとすると、同図中の太線で示す光線ＬＢ２が第１反射面１１ａと第２反射面１２ａとの間を素抜けて、迷光となる。それを避ける上で、遮光部材２１および２２を設けることが考えられるが、遮光部材２１および２２が本来通過させるべき光の光路に入り込んでケラれを起こすことがなく、かつ迷光を防止するためには、それらの図中上下方向位置を、適正位置に設定する必要がある。図１９に、迷光となる光線ＬＢ１を破線で示している。図１９の構成では遮光部材２１により、迷光となる光線ＬＢ２のうち上側から光線ＬＢ１までが遮光され、遮光部材２２によって光線ＬＢ１から下側まで遮光することができるので本来の通過させるべき光線のケラれを発生させることなく迷光を遮光することが可能となっている。

図２０には、図１９の構成と比較して、第１反射面１１ａと第２反射面１２ａとの間隔をより広くした構成を示す。この構成では、光軸Ｚの変位量Ｈがより大きくなるので、（Ｈ−φＤｉａ／２）／ｄｍ１の値もより大となる。そしてこの図２０の構成では、例えば、本来通過させるべき光線の光路を遮光しない範囲で破線で示す光線ＬＢ１を遮光部材２１および２２それぞれが遮光するような位置に各々を設定すれば、本来の通過させるべき光線のケラれを発生させることなく全迷光の遮光が可能となるので、遮光部材２１および２２の図中上下左右方向位置の設定の自由度が、図１９の構成と比較して大きくなる。つまりこの構成においては、迷光発生を防止することが容易になる。ただし、この構成では、光軸Ｚの変位方向の反射面光学系のサイズが大きくなりがちで、光学系の薄型化が難しくなる。

また図２１には、図１９の構成と比較して、第１反射面１１ａおよび第２反射面１２ａをより対物光学系１０に近付けた構成を示す。この構成ではｄｍ１の値がより小さくなるので、（Ｈ−φＤｉａ／２）／ｄｍ１の値も、図２０の構成と同様により大となる。図２１の構成では、本来通過させるべき光線の光路を遮光せずに、破線で示す光線ＬＢ１を遮光部材２１および２２の両方で遮光することは困難となり、したがってこの構成においては、迷光発生を防止することが困難となる。

以上より、上記光線のケラれと迷光発生を共に防止するためには、基本的に図２０に示すような構成を採用するのが好ましいと言える。その場合、（Ｈ−φＤｉａ／２）／ｄｍ１の値が上限値の０．７０以上となるほどに大きいと、光軸Ｚの変位方向の反射面光学系のサイズが大きくなるが、（Ｈ−φＤｉａ／２）／ｄｍ１の値が上限値の０．７０を下回っていれば、上記の大型化を回避して、ひいては光学系全体をコンパクトに構成可能となる。

その一方、（Ｈ−φＤｉａ／２）／ｄｍ１の値が下限値の０．００以下となるほどに小さいと、迷光発生を防止することが難しくなるが、下限値の０．００を上回っていれば、迷光発生の防止も容易となる。

なお、（Ｈ−φＤｉａ／２）／ｄｍ１の値について、下記条件式（１２）’
０．００＜（Ｈ−φＤｉａ／２）／ｄｍ１＜０．４０ ……（１２）’
や、さらには下記条件式（１２）”
０．１０＜（Ｈ−φＤｉａ／２）／ｄｍ１＜０．３５ ……（１２）”
が満足されている場合は、上記の効果がより顕著となる。

本実施形態に係る光学系においては、第２反射面１２ａを構成する第２ミラー１２より後方に、光学面を有するII型ポロプリズム（以下、単にポロプリズムという）１４および接眼光学系１５が配置されているが、それらの光学面のうち最も第２反射面１２ａに近いのは、ポロプリズム１４の光入射面である。

そして、本実施形態に係る光学系においては、下記条件式（４）
１．５０＜Ｌａｉｒ／φＤｉａ＜３．５０ ……（４）
ただし、
Ｌａｉｒ：対物光学系１０の最も像側の面と、ポロプリズム１４の光入射面（最も第２反射面１２ａに近い光学面）との間の長さ
φＤｉａ：対物光学系１０の最も物体側の面における軸上光線の最大有効径
が満足されている。

条件式（４）が満足されていることにより、以下の効果が得られる。すなわち、Ｌａｉｒ／φＤｉａの値が下限値の１．５０を上回っていることにより、第１反射面１１ａおよび第２反射面１２ａを配置するためのスペースを確保しやすくなる。他方、Ｌａｉｒ／φＤｉａの値が上限値の３．５０を下回っていることにより、光学系の全長が長くなり過ぎるのを抑えることができる。なお先に述べた通り、上記の「最も第２反射面１２ａに近い光学面」としては、対物光学系１０による結像面も含むものである。この結像面を上記光学面とした場合に条件式（４）が満足されていれば、対物光学系１０によって物体の像が結像される前に、反射面の回転による像ぶれ補正動作が完了していることになる。

なお本実施形態の光学系においては、下記条件式（４）’
１．８０＜Ｌａｉｒ／φＤｉａ＜３．３０ ……（４）’
も満足されているので、以上述べた効果がさらに顕著なものとなる。

本実施形態に係る光学系は、ポロプリズム１４からなる正立光学系および接眼光学系１５と共に観察光学系を構成するものであるが、上記正立光学系の最も第２反射面１２ａに近い面は、ポロプリズム１４の光入射面である。

また、本実施形態では、第１反射面１１ａおよび第２反射面１２ａが、像ぶれ補正動作しない状態で、対物光学系の光軸に対して４５°傾斜している。このような構成を採用することにより、反射面光学系の構造を簡易化することができる。

そして、本実施形態に係る光学系においては、下記条件式（５）
０．３０＜Ｄａｉｒ／Ｆ＜０．７０ ……（５）
ただし、
Ｄａｉｒ：対物光学系１０の最も像側の面と、ポロプリズム１４の光入射面（正立光学系の最も第２反射面１２ａに近い面）との間の長さ
Ｆ：対物光学系の焦点距離
が満足されている。

条件式（５）が満足されていることにより、以下の効果が得られる。すなわち、Ｄａｉｒ／Ｆの値が下限値の０．３０を上回っていることにより、第１反射面１１ａおよび第２反射面１２ａを配置するためのスペースを確保しやすくなる。他方、Ｄａｉｒ／Ｆの値が上限値の０．７０を下回っていることにより、光学系の全長が長くなり過ぎるのを抑えることができる。

なお本実施形態の光学系においては、下記条件式（５）’
０．３７＜Ｄａｉｒ／Ｆ＜０．６２ ……（５）’
も満足されているので、以上述べた効果がさらに顕著なものとなる。

本実施形態に係る光学系においては、図２に側面形状を示すように、対物光学系１０と第２反射面１２ａとの間に第１遮光部材２１が配され、また正立光学系を構成するポロプリズム１４と第１反射面１１ａとの間に第２遮光部材２２が配されている。なお遮光部材２１および２２は、図１においては省略されている。以下、これらの遮光部材２１および２２の位置について詳しく説明する。

この位置を規定するために、以下の通りのｙｚ座標系を考える。このｙｚ座標系は、像ぶれ補正動作がなされない基準状態下で考えるものであり、第１反射面１１ａで折り曲げられる前後の光軸Ｚを含む面を座標面とし、第１反射面１１ａ上における光軸Ｚの位置を原点とし、第１反射面１１ａから第２反射面１２ａに向かう光軸Ｚの向きを＋ｙ方向、対物光学系１０から第１反射面１１ａに向かう光軸Ｚの向きを＋ｚ方向とする座標系である。

以上のｙｚ座標系において、
第１遮光部材２１の、対物光学系１０と第１反射面１１ａとの間の光軸Ｚ側の先端点をＭ（ｙｍ,ｚｍ）、
第２遮光部材２２の、第２反射面１２ａと正立光学系１０との間の光軸Ｚ側の先端点をＮ（ｙｎ,ｚｎ）、
視野角０度の光線と対物光学系１０の最も像側の面との交点のうち、ｙ座標がより大である方の交点をＰ１（ｙ１,ｚ１）、
視野角０度の光線と第２反射面１２ａとの交点のうち、ｚ座標がより小である方の交点をＰ２（ｙ２,ｚ２）、
視野角０度の光線と第１反射面１１ａとの交点のうち、ｚ座標がより大である方の交点をＰ３（ｙ３,ｚ３）、
視野角０度の光線とポロプリズム１４の光入射面との交点のうち、ｙ座標がより小である方の交点をＰ４（ｙ４,ｚ４）、
としたとき、本実施形態では特に後述する実施例４、５、７〜１１、および１３において、下記条件式（６）〜（９）が全て満足されている。また、実施例２では条件式（６）および（７）が、実施例３および６では条件式（８）および（９）が、実施例１２では条件式（７）〜（９）が満足されている。表２７では、条件式（６）〜（９）が満足されている状態を「ＯＫ」と表記して示している。なお、条件式（６）〜（９）における各条件の値を表２８に示してある。

ｙ３＜ｙｍ＜ｙ１ ……（６）
ｚ１＜ｚｍ＜ｚ２ ……（７）
ｙ２＜ｙｎ＜ｙ４ ……（８）
ｚ３＜ｚｎ＜ｚ４ ……（９）
上記条件式（６）〜（９）が満足されていれば、第１反射面１１ａあるいは第２反射面１２ａを介さないで抜ける迷光の発生を防止しやすくなる。なお、第１遮光部材２１と第２遮光部材２２の一方だけが設けられた場合、あるいはそれらが両方とも設けられた場合において、条件式（６）〜（９）のうちの少なくとも一つが満足されていれば、上記迷光の発生を防止する効果がそれなりに得られる。

また本実施形態では、特に後述する実施例２、４および５において、下記条件式（１０）が満足されている。また実施例３〜６では、下記条件式（１１）が満足されている。

０．０８＜（ｚ２−ｚｍ）／（ｚ２−ｚ１）＜１．００ ……（１０）
０．０８＜（ｚｎ−ｚ３）／（ｚ４−ｚ３）＜１．００ ……（１１）
上記条件式（１０）が満足されていれば、以下の効果が得られる。すなわち、（ｚ２−ｚｍ）／（ｚ２−ｚ１）の値が下限値の０．０８を上回っていることにより、第２反射面１２ａと第１遮光部材２１との干渉を防止しやすくなる。他方、（ｚ２−ｚｍ）／（ｚ２−ｚ１）の値が上限値の１．００を下回っていることにより、第２反射面１２ａを介さないで抜ける迷光の発生を防止しやすくなる。

なお本実施形態の光学系において、下記条件式（１０）’
０．２０＜（ｚ２−ｚｍ）／（ｚ２−ｚ１）＜１．００ ……（１０）’
が、さらには下記条件式（１０）”
０．２７＜（ｚ２−ｚｍ）／（ｚ２−ｚ１）＜１．００ ……（１０）”
が満足されていれば、以上述べた効果がさらに顕著なものとなる。

また、上記条件式（１１）が満足されていれば、以下の効果が得られる。すなわち、（ｚｎ−ｚ３）／（ｚ４−ｚ３）の値が下限値の０．０８を上回っていることにより、第１反射面１１ａと第２遮光部材２２との干渉を防止しやすくなる。他方、（ｚｎ−ｚ３）／（ｚ４−ｚ３）の値が上限値の１．００を下回っていることにより、第１反射面１１ａを介さないで抜ける迷光の発生を防止しやすくなる。

なお本実施形態の光学系において、下記条件式（１１）’
０．２０＜（ｚｎ−ｚ３）／（ｚ４−ｚ３）＜１．００ ……（１１）’
が、さらには下記条件式（１１）”
０．２７＜（ｚｎ−ｚ３）／（ｚ４−ｚ３）＜１．００ ……（１１）”
が満足されていれば、以上述べた効果がさらに顕著なものとなる。

次に、本発明の光学系の数値実施例について説明する。実施例１〜６の光学系の断面図を、それぞれ図３〜図８に示す。なおこれらの図３〜図８には、対物光学系、反射面光学系、正立光学系および接眼光学系を含む観察光学系の例を示す。

＜実施例１＞
実施例１を示す図３では、左側が物体側、右側が像側として、無限遠合焦状態での光学系配置を示している。また図３では、図１中に概略を示した対物光学系１０をＯＢ、第１反射面１１ａをＭ１、第２反射面１２ａをＭ２、ポロプリズム１４からなる正立光学系をＥＲ、接眼光学系１５をＯＣとしてそれぞれ示している。また図３におけるＥＰは、アイポイントを示す。以上のことは、後述する図４〜図８においても同様である。

図３に示す通り対物光学系ＯＢは一例として、正の屈折力を有する（以下、これを単に「正の」あるいは「正」という）レンズＬ１１、および負の屈折力を有する（以下、これを単に「負の」あるいは「負」という）レンズＬ１２を、物体側からこの順に配置して構成されている。正レンズＬ１１は例えば両凸レンズ、負レンズＬ１２は例えば負のメニスカスレンズである。なお正レンズＬ１１と負レンズＬ１２は、互いに接合されている。

一方接眼光学系ＯＣは、例えば両凹レンズである負レンズＬ２１、正のメニスカスレンズである正レンズＬ２２、正のメニスカスレンズである正レンズＬ２３、両凸レンズである正レンズＬ２４、負のメニスカスレンズである負レンズＬ２５、および両凸レンズである正レンズＬ２６を、物体側からこの順に配置して構成されている。なお正レンズＬ２４と負レンズＬ２５は、互いに接合されている。

なお正立光学系ＥＲについて図３では、光路長が分かり易くなるように、正立プリズム（ポロプリズム）を展開してガラスブロックとして示している。

実施例１の光学系の基本レンズデータを表１に、諸元を表２に示す。表１および表２において、長さを示すデータの単位はｍｍ、角度を示すデータの単位は度（゜）である。同様に、実施例２〜１３のズームレンズの基本レンズデータ、諸元を表３〜表２６に示す。以下、表中の記号の意味について、実施例１のものを例に挙げて説明するが、実施例２〜１３のものについても基本的に同様である。

表１の基本レンズデータにおいて、Ｓｉの欄には最も物体側の構成要素の物体側の面を１番目として像側に向かうに従って順次増加するｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面番号を示し、Ｒｉの欄にはｉ番目の面の曲率半径を示し、Ｄｉの欄にはｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ上の面間隔を示している。なお、面間隔の最後の値は、接眼光学系ＯＣの正レンズＬ２６のアイポイントＥＰ側の面からアイポイントＥＰまでの間隔の値である。曲率半径の符号は、面形状が物体側に凸の場合を正、像側に凸の場合を負としている。

また、基本レンズデータにおいて、Ｎｄｊの欄には最も物体側のレンズを１番目として像側に向かうに従い順次増加するｊ番目（ｊ＝１、２、３、…）の構成要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を示し、νｄｊの欄にはｊ番目の構成要素のｄ線に対するアッベ数を示している。なお、基本レンズデータには、レンズ以外の第１反射面Ｍ１、第２反射面Ｍ２、正立光学系ＥＲの３つの光学面も併せて示している。それらの面の曲率半径の欄には、∞と記載している。

一方、表２の諸元には、対物光学系の焦点距離Ｆ（ｄ線に関する値）、倍率、口径および視野角に加えて、先に述べたＤ、ｄ、φＤｉａ、Ｈ、Ｌａｉｒ、Ｄａｉｒおよびｄｍ１の値を記載している。なおＤの値については、回動軸Ａの周りに回動させる反射面を第１反射面Ｍ１としたときの値を上段に、第２反射面Ｍ２としたときの値を下段に示してある。ただし後述する実施例６では、第１反射面Ｍ１を回動させる場合のみを示してある。

＜実施例２＞
図４に、実施例２の観察光学系の断面図を示す。この実施例２の観察光学系の構成は、基本的に実施例１のものと同様である。実施例２の観察光学系の基本レンズデータを表３に、諸元を表４に示す。

＜実施例３＞
図５に、実施例３の観察光学系の断面図を示す。この実施例３の観察光学系の構成は、基本的に実施例１のものと同様である。ただし、接眼光学系ＯＣの正レンズＬ２６として、平凸レンズが用いられている。実施例３の観察光学系の基本レンズデータを表５に、諸元を表６に示す。

＜実施例４＞
図６に、実施例４の観察光学系の断面図を示す。この実施例４の観察光学系は、実施例１のものと比べると、光軸Ｚを第１反射面Ｍ１で直角に下方に向けて折り曲げるようにした点で基本的に異なるものである。また本実施例では、接眼光学系ＯＣの正レンズＬ２６として、平凸レンズが用いられている。実施例４の観察光学系の基本レンズデータを表７に、諸元を表８に示す。

＜実施例５＞
図７に、実施例５の観察光学系の断面図を示す。この実施例５の観察光学系は、実施例１のものと比べると、光軸Ｚを第１反射面Ｍ１で斜め下方（基準状態下で垂直方向に対して３０度の角度をなす方向）に向けて折り曲げるようにした点で基本的に異なるものである。そのためにこの実施例４の観察光学系では、第１反射面Ｍ１が、基準状態下で、対物光学系１０（図１参照）からの光軸Ｚに対して６０度の角度をなすように配置されている。

またこの実施例５の観察光学系は、実施例１のものと比べると、接眼光学系ＯＣが５枚のレンズＬ２１〜Ｌ２５から構成されている点でも異なっている。すなわち、本実施例において接眼光学系ＯＣは、物体側から順に正メニスカスレンズからなる正レンズＬ２１、正メニスカスレンズからなる正レンズＬ２２、両凸レンズからなる正レンズＬ２３、負メニスカスレンズからなる負レンズＬ２４、および正メニスカスレンズからなる正レンズＬ２５を配置して構成されている。

なお、上に述べた実施例１〜４においては、前述したように第１反射面Ｍ１および第２反射面Ｍ２による光軸の変位量をＨとし、対物光学系ＯＢの光軸Ｚ上における第１反射面Ｍ１と第２反射面Ｍ２との間の空気換算長をｄとしたときＨ＝ｄであるが、この実施例５においては、Ｈ＜ｄとなる。より具体的には、Ｈ＝（３^１／２／２）ｄである。実施例５の観察光学系の基本レンズデータを表９に、諸元を表１０に示す。

＜実施例６＞
図８に、実施例６の観察光学系の断面図を示す。この実施例６の観察光学系は、実施例４のものと同様に、接眼光学系ＯＣの正レンズＬ２６として平凸レンズが用いられると共に、光軸Ｚを第１反射面Ｍ１で直角に下方に向けて折り曲げるようにしたものであるが、ここでは図４に示した第２反射面Ｍ２を有するミラーに代わるものとして、プリズムＰＲが用いられている。この構成においては、第１反射面Ｍ１で反射した後にプリズムＰＲの一つの内側面ＩＮに入射した光が全反射し、正立光学系ＥＲに導かれる。つまり本実施例においては、上記プリズムＰＲの内側面ＩＮが第２反射面とされている。

なお、上に述べた実施例１〜４においては、前述したように第１反射面Ｍ１および第２反射面Ｍ２による光軸の変位量をＨとし、対物光学系ＯＢの光軸Ｚ上における第１反射面Ｍ１と第２反射面Ｍ２との間の空気換算長をｄとしたときＨ＝ｄであるが、この実施例６においては、Ｈ＞ｄとなる。Ｈの値は、プリズムＰＲの材料の屈折率に応じて変わるものであるが、この屈折率は当然１より大であるので、Ｈ＞ｄとなる。実施例６の観察光学系の基本レンズデータを表１１に、諸元を表１２に示す。

＜実施例７＞
図１２に、実施例７の観察光学系の断面図を示す。この実施例７の観察光学系の構成は、基本的に実施例１のものと同様である。実施例７の観察光学系の基本レンズデータを表１３に、諸元を表１４に示す。

＜実施例８＞
図１３に、実施例８の観察光学系の断面図を示す。この実施例８の観察光学系の構成は、基本的に実施例１のものと同様である。実施例８の観察光学系の基本レンズデータを表１５に、諸元を表１６に示す。

＜実施例９＞
図１４に、実施例９の観察光学系の断面図を示す。この実施例９の観察光学系は、基本的に実施例１のものと同様の構成の対物光学系ＯＢを有している。一方接眼光学系ＯＣは、例えば両凹レンズである負レンズＬ２１、正のメニスカスレンズである正レンズＬ２２、負のメニスカスレンズである負レンズＬ２３、両凸レンズである正レンズＬ２４、および両凸レンズである正レンズＬ２５を、物体側からこの順に配置して構成されている。なお負レンズＬ２３と正レンズＬ２４は、互いに接合されている。実施例９の観察光学系の基本レンズデータを表１７に、諸元を表１８に示す。

＜実施例１０＞
図１５に、実施例１０の観察光学系の断面図を示す。この実施例１０の観察光学系の構成は、基本的に実施例９のものと同様である。実施例１０の観察光学系の基本レンズデータを表１９に、諸元を表２０に示す。

＜実施例１１＞
図１６に、実施例１１の観察光学系の断面図を示す。この実施例１１の観察光学系は、基本的に実施例１のものと同様の構成の対物光学系ＯＢを有している。一方接眼光学系ＯＣは、例えば両凹レンズである負レンズＬ２１、正のメニスカスレンズである正レンズＬ２２、両凸レンズである正レンズＬ２３、両凸レンズである正レンズＬ２４、平凹レンズである負レンズＬ２５、および平凸レンズである正レンズＬ２６を、物体側からこの順に配置して構成されている。なお正レンズＬ２４と負レンズＬ２５は、互いに接合されている。実施例１１の観察光学系の基本レンズデータを表２１に、諸元を表２２に示す。

＜実施例１２＞
図１７に、実施例１２の観察光学系の断面図を示す。この実施例１１の観察光学系において対物光学系ＯＢは例えば、両凸レンズである正レンズＬ１１、負のメニスカスレンズである負レンズＬ１２、平凸レンズである正レンズＬ１３、および負のメニスカスレンズである負レンズＬ１４を、物体側からこの順に配置して構成されている。正レンズＬ１１と負レンズＬ１２は、互いに接合されている。

一方接眼光学系ＯＣは、例えば平凹レンズである負レンズＬ２１、両凸レンズである正レンズＬ２２、両凸レンズである正レンズＬ２３、両凸レンズである正レンズＬ２４、および平凹レンズである負レンズＬ２５を、物体側からこの順に配置して構成されている。なお正レンズＬ２４と負レンズＬ２５は、互いに接合されている。実施例１２の観察光学系の基本レンズデータを表２３に、諸元を表２４に示す。

＜実施例１３＞
図１８に、実施例１３の観察光学系の断面図を示す。この実施例１３の観察光学系は、基本的に実施例１のものと同様の構成の対物光学系ＯＢを有している。一方接眼光学系ＯＣは、例えば負のメニスカスレンズである負レンズＬ２１、正のメニスカスレンズである正レンズＬ２２、両凹レンズである負レンズＬ２３、両凸レンズである正レンズＬ２４、および両凸レンズである正レンズＬ２５を、物体側からこの順に配置して構成されている。なお負レンズＬ２３と正レンズＬ２４は、互いに接合されている。なお本実施例では、実施例４の光学系と同様に、光軸Ｚを第１反射面Ｍ１で直角に下方に向けて折り曲げるようにしている。実施例１３の観察光学系の基本レンズデータを表２５に、諸元を表２６に示す。

また表２７に、前述した条件式（１）〜（５）、（１０）〜（１２）が数値範囲を規定している条件、つまり文字式の部分の値を、実施例１〜６の各々について示してある。また表２８には、前述した条件式（６）〜（９）における各条件の値を示してある。

次に、本発明の一実施形態に係る光学装置について、図９〜図１１を参照して説明する。この光学装置は一例として双眼鏡であり、図９および図１０はそれぞれ、この双眼鏡の光学系の平面形状と側面形状を示している。なお図９および図１０では、各光学要素に、図３〜図８におけるものと同じ符号を用いた上で、その各符号の末尾に、右眼用は「Ｒ」を、左眼用は「Ｌ」を付して示してある。

図１１は、上記双眼鏡における像ぶれ補正制御回路およびその周辺の回路を示すブロック図である。図示のようにこの像ぶれ補正制御回路３０は、制御プログラムに基づいて像ぶれ補正機構を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）３１を有している。そしてこのＣＰＵ３１には、双眼鏡３０のｘ軸周りおよびｙ軸周りの振れ量を測定する振れ測定センサ３２と、後述する第１アクチュエータ３９および第２アクチュエータ４０をそれぞれ駆動するドライバ３３、３４と、制御プログラムが記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）３５とが接続されている。

また、像ぶれ補正制御回路３０とは別に双眼鏡には、ｘ軸用位置センサ３６、ｙ軸用位置センサ３７、および電源スイッチ３８が取り付けられ、それらは各々ＣＰＵ３１に接続されている。なお以下の電気的あるいは機械的構成に関する説明では、光学要素を示す図９および図１０から離れて、図１を参照して説明する。

双眼鏡にはさらに、第１アクチュエータ３９と、第２アクチュエータ４０とが設けられている。第１アクチュエータ３９は、例えばフラットコイル式のボイスコイルモータ（Voice Coil Motor）等によりｙ軸方向に移動する図示外の可動部を備えており、この可動部の移動により、図示外のリンク機構等を介して第１ミラー１１を回動軸Ａの周りに回動させる。第２アクチュエータ４０も、例えばフラットコイル式のボイスコイルモータ等によりｘ軸方向に移動する図示外の可動部を備えており、この可動部の移動により、図示外のリンク機構等を介して第１ミラー１１および第２ミラー１２をそれぞれ回動軸Ｂ１、Ｂ２の周りに互いに同期して回動させる。

上記ｘ軸用位置センサ３６は、第２アクチュエータ４０の可動部のｘ軸方向位置を検出して、その位置を示す位置検出信号をＣＰＵ３１に入力する。またｙ軸用位置センサ３７は、第１アクチュエータ３９の可動部のｙ軸方向位置を検出して、その位置を示す位置検出信号をＣＰＵ３１に入力する。

次に、像ぶれ補正制御回路３０によって制御される像ぶれ補正動作について説明する。像ぶれ補正制御回路３０は、電源スイッチ３８のオン操作により作動を開始する。振れ測定センサ３２は、双眼鏡３０のｘ軸周りおよびｙ軸周りの振れを検出し、振れ検出信号をＣＰＵ３１に入力する。ＣＰＵ３１は、振れ測定センサ３２からの振れ検出信号と、ｘ軸用位置センサ３６が検出した第２アクチュエータ４０の可動部の位置と、ｙ軸用位置センサ３７が検出した第１アクチュエータ３９の可動部の位置とに基づいてドライバ３３、３４を制御し、光学像の像ぶれが補正されるように第１アクチュエータ３９および第２アクチュエータ４０を駆動させる。

双眼鏡がｘ軸周り方向に振れて、ピッチ方向の像ぶれが発生した場合、ＣＰＵ３１は、第１アクチュエータ３９の可動部をｙ軸方向に移動させる。この可動部の移動は、像ぶれの方向および量に応じた方向および量でなされ、それに対応して第１ミラー１１が回動軸Ａの周りに回動する。それにより、図１に示す光軸Ｚ３の向きがｙｚ面内で偏向し、ピッチ方向の像ぶれが補正される。

また、双眼鏡がｙ軸周り方向に振れて、ヨー方向の像ぶれが発生した場合、ＣＰＵ３１は、第２アクチュエータ４０の可動部をｘ軸方向に移動させる。この可動部の移動は、像ぶれの方向および量に応じた方向および量でなされ、それに対応して第１ミラー１１および第２ミラー１２が共に回動軸Ｂ１、Ｂ２の周りに回動する。それにより、図１に示す光軸Ｚ３の向きがｘｚ面内で偏向し、ヨー方向の像ぶれが補正される。

以上、実施形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態および実施例に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、前述したII型ポロプリズム１４からなる正立光学系に代えて、I型ポロプリズムや、ダハプリズム等のその他のプリズムからなる正立光学系を適用することもできる。ただし、観察光学系の前後方向（図１中のｚ方向）の長さを短く抑える上では、II型ポロプリズムを適用するのが効果的である。また、対物光学系ＯＢや接眼光学系ＯＣを構成する各レンズの曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数、非球面係数等の値は、上記各実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得るものである。

１０ 対物光学系
１１ 第１ミラー
１１ａ 第１反射面
１２ 第２ミラー
１２ａ 第２反射面
１３ 反射面光学系
１４ 正立光学系（II型ポロプリズム）
１５ 接眼光学系
２１ 第１遮光部材
２２ 第２遮光部材
３０ 像ぶれ補正制御回路
３１ ＣＰＵ
３２ 振れ測定センサ
３３、３４ ドライバ
３５ ＲＯＭ
３６ ｘ軸用位置センサ
３７ ｙ軸用位置センサ
３８ 電源スイッチ
３９ 第１アクチュエータ
４０ 第２アクチュエータ
Ａ、Ｂ１、Ｂ２ 回動軸
ＥＲ 正立光学系
ＯＢ 対物光学系
ＯＣ 接眼光学系
Ｍ１ 第１反射面
Ｍ２、ＩＮ 第２反射面
Ｚ 光軸

Claims (20)

1. 物体側から順に対物光学系、および前記対物光学系の光軸に沿って配置された反射面光学系を有し、
   前記反射面光学系は、互いに平行に配置される第１反射面および第２反射面を有し、
   前記第１反射面は前記対物光学系の光軸と直交する直線を含み、かつ
   前記第１反射面で反射後の光軸と前記対物光学系の光軸とで平面を形成するように配置された基準状態を取り得ると共に、
   前記第１反射面と前記第２反射面のいずれか一方を、該反射面と前記光軸との交点を通り、該反射面による折り曲げの前後の光軸を含む面に垂直な回動軸Ａの周りに回動させる動作、または、
   前記第１反射面および前記第２反射面を各々前記光軸との交点を通り、かつ各反射面の法線から外れた軸であって、互いに平行とされた回動軸Ｂ１、Ｂ２の周りに互いに同期して回動させる動作、もしくはその両動作によって、対物光学系の結像位置を移動させるように構成され、
   下記条件式を満足する光学系。
   １．０５＜Ｆ／Ｄ＜２．５０ ……（１）
   ただし、
   Ｆ：対物光学系の焦点距離
   Ｄ：対物光学系の光軸上における、回動軸Ａの周りに回動する反射面から、対物光学系の反射面光学系側の焦点位置までの空気換算長
2. 物体側から順に対物光学系、および前記対物光学系の光軸に沿って配置された反射面光学系を有し、
   前記反射面光学系は、互いに平行に配置される第１反射面および第２反射面を有し、
   前記第１反射面は前記対物光学系の光軸と直交する直線を含み、かつ
   前記第１反射面で反射後の光軸と前記対物光学系の光軸とで平面を形成するように配置された基準状態を取り得ると共に、
   前記第１反射面と前記第２反射面のいずれか一方を、該反射面と前記光軸との交点を通り、該反射面による折り曲げの前後の光軸を含む面に垂直な回動軸Ａの周りに回動させる動作、または、
   前記第１反射面および前記第２反射面を各々前記光軸との交点を通り、かつ各反射面の法線から外れた軸であって、互いに平行とされた回動軸Ｂ１、Ｂ２の周りに互いに同期して回動させる動作、もしくはその両動作によって、対物光学系の結像位置を移動させるように構成され、
   下記条件式を満足する光学系。
   ３．５０＜Ｆ／ｄ＜６．００ ……（２）
   ただし、
   Ｆ：対物光学系の焦点距離
   ｄ：対物光学系の光軸上における第１反射面と第２反射面との間の空気換算長
3. 物体側から順に対物光学系、および前記対物光学系の光軸に沿って配置された反射面光学系を有し、
   前記反射面光学系は、互いに平行に配置される第１反射面および第２反射面を有し、
   前記第１反射面は前記対物光学系の光軸と直交する直線を含み、かつ
   前記第１反射面で反射後の光軸と前記対物光学系の光軸とで平面を形成するように配置された基準状態を取り得ると共に、
   前記第１反射面と前記第２反射面のいずれか一方を、該反射面と前記光軸との交点を通り、該反射面による折り曲げの前後の光軸を含む面に垂直な回動軸Ａの周りに回動させる動作、または、
   前記第１反射面および前記第２反射面を各々前記光軸との交点を通り、かつ各反射面の法線から外れた軸であって、互いに平行とされた回動軸Ｂ１、Ｂ２の周りに互いに同期して回動させる動作、もしくはその両動作によって、対物光学系の結像位置を移動させるように構成され、
   下記条件式を満足する光学系。
   ０．７０＜φＤｉａ／Ｈ＜１．５０ ……（３）
   ただし、
   φＤｉａ：対物光学系の最も物体側の面における軸上光線の最大有効径
   Ｈ：第１反射面および第２反射面による光軸の変位量
4. 物体側から順に対物光学系、および前記対物光学系の光軸に沿って配置された反射面光学系を有し、
   前記反射面光学系は、互いに平行に配置される第１反射面および第２反射面を有し、
   前記第１反射面は前記対物光学系の光軸と直交する直線を含み、かつ
   前記第１反射面で反射後の光軸と前記対物光学系の光軸とで平面を形成するように配置された基準状態を取り得ると共に、
   前記第１反射面と前記第２反射面のいずれか一方を、該反射面と前記光軸との交点を通り、該反射面による折り曲げの前後の光軸を含む面に垂直な回動軸Ａの周りに回動させる動作、または、
   前記第１反射面および前記第２反射面を各々前記光軸との交点を通り、かつ各反射面の法線から外れた軸であって、互いに平行とされた回動軸Ｂ１、Ｂ２の周りに互いに同期して回動させる動作、もしくはその両動作によって、対物光学系の結像位置を移動させるように構成され、
   下記条件式を満足する光学系。
   ０．００＜（Ｈ−φＤｉａ／２）／ｄｍ１＜０．７０ ……（１２）
   ただし、
   Ｈ：第１反射面および第２反射面による光軸の変位量
   φＤｉａ：対物光学系の最も物体側の面における軸上光線の最大有効径
   ｄｍ１：対物光学系の光軸上における、対物光学系の最も物体側の面から第１反射面までの長さ
5. 下記条件式を満足する請求項１に記載の光学系。
   ３．５０＜Ｆ／ｄ＜６．００ ……（２）
   ただし、
   Ｆ：対物光学系の焦点距離
   ｄ：対物光学系の光軸上における第１反射面と第２反射面との間の空気換算長
6. 下記条件式を満足する請求項５に記載の光学系。
   ０．７０＜φＤｉａ／Ｈ＜１．５０ ……（３）
   ただし、
   φＤｉａ：対物光学系の最も物体側の面における軸上光線の最大有効径
   Ｈ：第１反射面および第２反射面による光軸の変位量
7. 下記条件式を満足する請求項１に記載の光学系。
   ０．７０＜φＤｉａ／Ｈ＜１．５０ ……（３）
   ただし、
   φＤｉａ：対物光学系の最も物体側の面における軸上光線の最大有効径
   Ｈ：第１反射面および第２反射面による光軸の変位量
8. 下記条件式を満足する請求項１に記載の光学系。
   ０．００＜（Ｈ−φＤｉａ／２）／ｄｍ１＜０．７０ ……（１２）
   ただし、
   Ｈ：第１反射面および第２反射面による光軸の変位量
   φＤｉａ：対物光学系の最も物体側の面における軸上光線の最大有効径
   ｄｍ１：対物光学系の光軸上における、対物光学系の最も物体側の面から第１反射面までの長さ
9. 下記条件式を満足する請求項２に記載の光学系。
   ０．７０＜φＤｉａ／Ｈ＜１．５０ ……（３）
   ただし、
   φＤｉａ：対物光学系の最も物体側の面における軸上光線の最大有効径
   Ｈ：第１反射面および第２反射面による光軸の変位量
10. 下記条件式を満足する請求項３に記載の光学系。
    ０．００＜（Ｈ−φＤｉａ／２）／ｄｍ１＜０．７０ ……（１２）
    ただし、
    Ｈ：第１反射面および第２反射面による光軸の変位量
    φＤｉａ：対物光学系の最も物体側の面における軸上光線の最大有効径
    ｄｍ１：対物光学系の光軸上における、対物光学系の最も物体側の面から第１反射面までの長さ
11. 前記第２反射面を構成する部材よりも、対物光学系による結像位置側に少なくとも１つの光学面が存在し、
    下記条件式を満足する請求項１から１０のいずれか１項に記載の光学系。
    １．５０＜Ｌａｉｒ／φＤｉａ＜３．５０ ……（４）
    ただし、
    Ｌａｉｒ：対物光学系の最も像側の面と、前記光学面のうち最も第２反射面に近い光学面との間の長さ
    φＤｉａ：対物光学系の最も物体側の面における軸上光線の最大有効径
12. 前記第１反射面および第２反射面が、前記回動動作をしない状態で、対物光学系の光軸に対して４５°傾斜している請求項１から１１のいずれか１項に記載の光学系。
13. 請求項１から１２のいずれか１項に記載の光学系と、前記第２反射面の、対物光学系による結像位置側に配された接眼光学系とを有する観察光学系。
14. 前記第２反射面と前記接眼光学系との間に正立光学系が配置されている請求項１３に記載の観察光学系。
15. 前記正立光学系がII型ポロプリズムから構成されている請求項１４に記載の観察光学系。
16. 下記条件式を満足する請求項１４または１５に記載の観察光学系。
    ０．３０＜Ｄａｉｒ／Ｆ＜０．７０ ……（５）
    ただし、
    Ｄａｉｒ：対物光学系の最も像側の面と、正立光学系の最も第２反射面に近い面との間の長さ
    Ｆ：対物光学系の焦点距離
17. 前記対物光学系と前記第２反射面との間に配される第１遮光部材、および前記第１反射面と前記正立光学系との間に配される第２遮光部材の少なくとも一方が設けられ、
    前記基準状態下での、前記第１反射面で折り曲げられる前後の光軸を含む面を座標面とし、前記第１反射面上における前記光軸の位置を原点とし、前記第１反射面から前記第２反射面に向かう光軸の向きを＋ｙ方向、前記対物光学系から前記第１反射面に向かう光軸の向きを＋ｚ方向とするｙｚ座標系において、
    第１遮光部材の、対物光学系と第１反射面との間の光軸側の先端点をＭ（ｙｍ,ｚｍ）、
    第２遮光部材の、第２反射面と正立光学系との間の光軸側の先端点をＮ（ｙｎ,ｚｎ）、
    視野角０度の光線と対物光学系の最も像側の面との交点のうち、ｙ座標がより大である方の交点をＰ１（ｙ１,ｚ１）、
    視野角０度の光線と第２反射面との交点のうち、ｚ座標がより小である方の交点をＰ２（ｙ２,ｚ２）、
    視野角０度の光線と第１反射面との交点のうち、ｚ座標がより大である方の交点をＰ３（ｙ３,ｚ３）、
    視野角０度の光線と正立光学系の最も第２反射面側の面との交点のうち、ｙ座標がより小である方の交点をＰ４（ｙ４,ｚ４）、
    としたとき、下記条件式の少なくとも１つを満足する請求項１４から１６のいずれか１項に記載の観察光学系。
    ｙ３＜ｙｍ＜ｙ１ ……（６）
    ｚ１＜ｚｍ＜ｚ２ ……（７）
    ｙ２＜ｙｎ＜ｙ４ ……（８）
    ｚ３＜ｚｎ＜ｚ４ ……（９）
18. 下記条件式の少なくとも１つを満足する請求項１７に記載の観察光学系。
    ０．０８＜（ｚ２−ｚｍ）／（ｚ２−ｚ１）＜１．００ ……（１０）
    ０．０８＜（ｚｎ−ｚ３）／（ｚ４−ｚ３）＜１．００ ……（１１）
19. 請求項１３から１８のいずれか１項に記載の観察光学系を備えた光学装置。
20. 双眼鏡である請求項１９に記載の光学装置。