JPH09222564A

JPH09222564A - 正立光学系

Info

Publication number: JPH09222564A
Application number: JP8063626A
Authority: JP
Inventors: Jiro Sekine; 二郎関根
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-02-15
Filing date: 1996-02-15
Publication date: 1997-08-26

Abstract

(57)【要約】【目的】従来の正立光学系と比べて格段に小型で、軽い
本発明の正立光学系の採用により、小型、高性能、安価
な観察光学機器又はカメラを提供できる。小型化の度合
いを光路長で比較するなら従来の４８〜５４％に短縮さ
れる。【構成】主光線平行化レンズ３と接眼レンズ７の間のＺ
型に折れ曲がる光軸１０、１１、１２の屈折点に、焦点
と軸を大略共有し互いに凹面を向け合う第一、第二の放
物面鏡４、６と、前記焦点付近に配置され、像面湾曲収
差を有する像面制御レンズ５を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は観察光学機器の光学系に
関し、詳細には望遠鏡、双眼鏡、カメラのファインダー
光学系等の観察像正立化手段に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】望遠鏡、双眼鏡、カメラのフアインダー
光学系等における観察像正立化手段で、光束が入射する
方向と観察する方向が大略一致する正立化手段は下記が
ある。（１）プリズム（稀に一部を反射鏡で代替）手段ポロプリズムアッベプリズムダハ面付きペカンプリズムダブルアミチ（ドーブ）プリズムダハ面付き直角プリズム＋ペンタプリズム直角プリズム＋ペンタゴナルダハプリズムカールツアイスプリズムゲルツプリズムリーマンプリズム ▲１０▼Ｂａｕｅｒｎｆｅｉｎｄ複合プリズム（２）レンズ手段リレイレンズ光学系

【０００３】観察光学機器の特性、形態に応じて前記の
各正立光学系手段が選択されているが、一般的には、望
遠鏡、双眼鏡にはポロプリズムまたはダハ面付きペ
カンプリズムが使われ、一眼レフレックスカメラには、
揺動ミラーを含めて考えるなら、直角プリズム＋ペン
タゴナルダハプリズムが変形されて使われていると見做
され、映画撮影機やライフルスコープには▲１０▼リレ
イレンズ光学系が使われる。撮影光学系とは独立したフ
ァインダー光学系を有し、かつ対物レンズにより生成す
る被写体像を観察する実像式フアインダー光学系を有す
るカメラにあっては、像の正立化手段として、ポロプ
リズム、ダハ面付き直角プリズム＋ペンタプリズム、
直角プリズム＋ペンタゴナルダハプリズム等が採用さ
れている。

【０００４】携帯光学機器に使用する正立光学系は、得
られる像質が高品質であることは当然のこととして、小
型であることが必須条件であり、一般ユーザーが用いる
光学製品の場合には製造原価が安いことがさらに必須条
件として加わる。ガラス製プリズムは、材料の光学ガラ
スが高価であること、プリズムの研磨工程のコストが嵩
むことから、高価である。特にダハ面付きプリズムの研
磨は厳格な精度管理が、また稜線の完全さが要求される
ことからさらに製造コストが大となり、製造原価の観点
からは大きな障害を背負っている。近来、光学材料とし
てプラスチックの発達は著しく、プリズムの製造もプラ
スチックのモールド成形で行なわれることもあるが、望
遠鏡、双眼鏡、一眼レフレックスに使われる大きさのも
のは、モールド成形時のプラスチック材料の冷却時間差
に起因する局所収縮即ち所謂ヒケの発生の影響を大きく
受けるため、実用化に困難が伴う。正立光学系としての
リレイレンズ系は、リレイレンズ及びフィールドレンズ
をプラスチックで安価に成形することが可能ではある
が、長い光路長を必要とすることから、前後に長い本体
を有するライフルスコープや映画撮影機等、使用する範
囲は限定される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑み従来の望遠鏡、双眼鏡、カメラのファインダー等の
高品質の観察光学機器または観察光学系ユニットを小型
軽量にまとめ、安価に提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記本発明の目的を達成
する光学系は、（１）被観察像を構成する各像点から、接眼レンズ方向
に向かって放射される、各々の光束内の主光線を平行化
する主光線平行化レンズ（２）被観察像から接眼レンズに向かって放射される全
有効光束の中心に位置する観察光学系の第一の光軸に対
して、放物面軸が平行で、かつ放物面焦点が前記全有効
光束の光路外に位置し、観察光学系の前記第一の光軸を
中心として広がりかつ入射光束に対し凹面側を向ける第
一の放物面鏡（３）観察光学系の前記第一の光軸が前記第一の放物面
鏡により反射されて生成する観察光学系の第二の光軸上
の、前記第一の放物面鏡の放物面焦点位置に、その第一
主点が位置し、ある場合には観察光学系の前記第二の光
軸と、その光軸が一致しないように配置された像面制御
レンズ（４）前記像面制御レンズの第二主点に放物面焦点が位
置し、第一の放物面鏡の放物面軸と平行な放物面軸を有
し、観察光学系の前記第二の光軸を中心として広がり、
かつ入射光束に対し凹面側を向ける第二の放物面鏡（５）観察光学系の前記第二の光軸が前記第二の放物面
鏡によって反射され、観察光学系の前記第一の光軸と平
行になるように生成された観察光学系の第三の光軸上に
設けられた接眼レンズを備えたことを特徴とする。

【０００７】被観察像は、望遠鏡または双眼鏡の対物レ
ンズ等により生成する物体像でもよいし、一眼レフレッ
クスカメラの撮影レンズにより生成する被写体像であっ
てもよい。撮影光学系とは別の光学系から成るフアイン
ダー光学系を有するカメラにおいては、ファインダー対
物レンズにより生成した被写体像であってもよいし、ま
たある場合には顕微鏡対物レンズよる物体像であっても
よい。被観察像は、前記対物レンズまたは撮影レンズ等
屈折光学系により生成する物体像ばかりではなく、反射
望遠鏡等の反射光学系、さらには反射、屈折混合型のカ
タディオプトリック光学系によって生成される物体像で
あってもよい。即ち、適用される観察像の生成手段、像
の用途、像の種類・性質は一切問わない。

【０００８】一般に対物レンズ等により生成する物体像
の光束は結像後、発散光束となるから、接眼レンズの入
射瞳に光束を集めるために、対物レンズの瞳像を接眼レ
ンズの入射瞳位置に生成させるフィールド（視野）レン
ズを、物体像位置付近に設けるのが通例である。本発明
の観察像正立化手段においても、物体像からの光束を接
眼レンズに有効に集めるための光学手段は必要である
が、さらに、もう一つ機能を加える必要がある。

【０００９】本来、放物面鏡を像生成手段として使用す
る場合、平行光束に対して球面収差がゼロになる。有限
距離にある被観察像から発する光束中の全ての光線を平
行化することは出来ないが、主光線（被観察像を構成す
る像点のうちのある１点から発し、接眼光学系の入射瞳
に入射する光束の中心に位置する光線）を平行化するこ
とにより、収差を少なくすることが出来る。

【００１０】本発明の観察像正立化手段においては、前
記理由により、収差を押さえるために、平行な主光線を
有する光束を第一の放物面鏡に入射させることが望まし
い。主光線を平行化する主光線平行化レンズ（以後平行
化レンズとする）は、物体像位置付近乃至は、物体像と
第一の放物面鏡の間に配置してもよい。物体像を形成す
る光束の主光線が既に大略平行になっている、テレセン
トリックタイプの光学系を対物レンズとして採用するな
ら前記平行化レンズを配置する必要ははない。

【００１１】また、ある場合には、一旦像を形成した
後、発散に転じた発散光束を、主光線が平行な（太い）
光束に換える凸の平行化レンズを、被写体像から離れた
第一放物面鏡寄りの位置に設けてもよい。

【００１２】第一放物面に比し物体像が大きい場合は、
光束を絞り全体として収斂光束とする第一の凸（正）レ
ンズを物体像位置付近にまず設け、収斂光束を主光線が
平行な（細い）光束に換える凹（負）の第二の平行化レ
ンズを、第一放物面の近傍に設けてもよい。即ち、平行
化レンズは複数枚で構成されてもよい。

【００１３】平行化レンズは、射出される主光線が平行
光線になるように配置された、一種のフィールドレンズ
であると云えるし、対物レンズと前記平行化レンズをひ
っくるめて考えるなら、一種のテレセントリック光学系
を形成しているとも云える。

【００１４】平行化レンズはガラス製でもよいが、安価
なプラスチック製としてもよいし、また、非球面レンズ
としてもよいし、被観察像の近傍に設けられる場合に
は、フレネルタイプレンズとしてもよい。

【００１５】第一放物面鏡は、その焦点を前記第一放物
面に入射する全有効光束の光路外に位置させるようにす
るため、放物面の軸から外れた部分を使う。

【００１６】本放物面鏡はプラスチックのモールド等に
よる成形方法で成形し、表面を銀、アルミニウム等で鏡
面処理する製造方法を採用してもよい。また、取り付
け、位置決めのための形状を同時に成形することが望ま
しいが、成形時のヒケ防止のため、放物面鏡の部分は可
能な限り均一な厚さとし、位置決めや取り付けの機能部
は、使用する放物面鏡の範囲から外れたところに設ける
ことも、良好な放物面鏡を得る望ましい手段である。ま
た第一、第二の放物面鏡を同時一体成形することも望ま
しい製造方法である。

【００１７】放物面鏡の傷付きを防止するため、表面に
硬い透明物質でコーティングを施すことや、また反射率
を高めるコーティングを施すことも望ましい手段であ
る。

【００１８】第一放物面の焦点付近に設けられる像面制
御レンズは、単レンズでもよいし、複数枚の要素から成
る複合レンズでもよい。また全ての面乃至一部の面に非
球面を用いてもよい。レンズ素材は、ガラスでもよい
し、プラスチックでもよい。一般的には像面制御レンズ
の光軸は前記第二の光軸に一致するように設けられる
が、後述するように、前記第二の光軸に対し傾けて設け
てもよい。

【００１９】本像面制御レンズは、観察される像の像
面、詳細には第二の放物面により生成する、前記被観察
像の虚像面を平坦化するために、本像面制御レンズに対
して凹の像面湾曲を持たせることも望ましい実施様態の
ひとつである。

【００２０】第二の放物面鏡は、放物面軸が第一の放物
面鏡の軸と平行であり、放物面焦点が第一の放物面鏡の
焦点と大略一致、乃至は像面制御レンズの第二主点に一
致し、互いに凹面側を向け合ってて配置され、全有効光
束をカバーする大きさを有する。

【００２１】第二の放物面鏡の製造方法、鏡面の処理方
法、取り付け・位置決めのために必要とされる機械的形
状の成形方法等は、前記第一の放物面鏡と基本的に変わ
るところはない。

【００２２】本正立光学系の接眼レンズは、一般の観察
光学系に用いられる接眼レンズと、基本的に変わるもの
ではない。但し、放物面反射鏡を使用することから生ず
る特性、例えば第二の放物面によって生ずる虚像の湾曲
を補正することなどが必要な場合があるが、これらに必
要とされる技術は従来の公知の技術で対応できる。

【００２３】

【作用】観察光学系における正立光学系の作用は、被観
察像から発する全有効光束を、光軸に対し１８０度回転
させる作用に他ならない。本発明の作用を、被観察像を
構成する各点から発する主光線の光路について説明す
る。被観察像を構成する各像点から発し、平行化レンズ
により平行光線に整えられた主光線は、第一の放物面鏡
で反射され、第一の放物面鏡の焦点付近に設けられた像
面制御レンズを通過すると同時に交差し、第二の放物面
鏡に入射し反射され、平行光線となり、接眼レンズに到
る。前記の光路を経由することにより、被観察像から発
した主光線の光路は光軸を中心として、１８０度回転す
る。

【００２４】次に本発明の観察光学系において、各光学
要素によるリレイ像の位置と像面について説明する。被
観察像を構成する各像点から発し、平行化レンズを通過
して、主光線が平行化された光束は、第一の放物面鏡に
より反射され、像面制御レンズを通過し、像面制御レン
ズと第二の放物面の間に、被観察像のリレイ像を生成す
る。像面制御レンズの詳細は実施例で述べるが、ここで
は像面制御レンズの像面が、像面制御レンズに対して凹
の像面湾曲（収差）を持たせることにより、第二の放物
面によって生成される虚像面を平坦化できること、及び
像面制御レンズの焦点距離の長短により、前記虚像面の
光軸に対する垂直度（倒れ）を制御できることを述べる
にとどめる。

【００２５】前記像面湾曲を有する像面制御レンズを通
過した光束は、像面制御レンズと第二の放物面鏡の間
に、像面が像面制御レンズ側に凹の曲面を有する被観察
像のリレイ像（実像）を形成する。湾曲した前記リレイ
像から発する光束は、第二の放物面鏡により接眼レンズ
に向けて反射されるが、前記リレイ像は、本第二の放物
面鏡により第二の放物面鏡の裏側に虚像として生成す
る。

【００２６】第二の放物面鏡により生成する虚像の像面
の平坦度は、像面制御レンズの像面湾曲（収差）の度合
いによって制御できる。詳細は実施例で述べる。また、
像面制御レンズの焦点距離の長さを調節することによ
り、第二放物面によって生成する虚像面の、前記第三の
光軸に対する垂直度（倒れ）を制御することが出来る。
さらにまた、像面制御レンズの光軸を、前記第二の光軸
に対して、僅かに傾け設けることによっても、前記虚像
面の倒れを制御することが出来る。

【００２７】以上述べた如く、構成要素としては、２枚
の放物面鏡と１ケの像面制御レンズ、またある場合には
主光線平行化レンズが付加されるだけの構成である。こ
れらの部品はすべて単純な形状で、かつプラスチック成
形によって、容易に必要な精度を出すことができる光学
要素である。

【００２８】また、従来の正立光学系の光路長は、最も
短いポロプリズムにおいても、通過する光束の太さの
４．６倍、また頻繁に使用されるアミチプリズム＋ペン
タプリズムにおいては５．１５〜５．２１倍の光路長を
必要とするが、本発明の正立光学系は、後述の実施例の
如く、２．５倍前後の光路長を必要とするに過ぎない。
観察光学機器の正立光学系要素として、本発明の正立光
学系を採用するなら、高精度でかつ小型の観察光学機器
を安価に提供できることになる。

【００２９】

【実施例】以下本発明の実施例について説明する。図１
は本発明の光学系第１実施例の斜視図である。図１にお
いて、対物レンズ１は物体像２を生成する（説明の簡単
化のために、水平方向物体像とした）。物体像２を構成
する像点２Ｃ（観察光学系第一の光軸上の点像）、２
Ｌ、２Ｒから発する主光線１０、１０Ｌ、１０Ｒは主光
線平行化レンズ３を通過して、平行光線１０、１０’
Ｌ、１０’Ｒになる。主光線平行化レンズ（以後平行化
レンズと呼称）３は、一種のフィールドレンズである
が、射出する主光線が平行になるよう配置される。

【００３０】前記平行化レンズ３の配置を詳述するな
ら、平行化レンズ３はその対物側焦点が対物レンズ１の
像側主点と一致するように配置される。また平行化レン
ズ３により、物体像２は有限距離に虚像２’を生成す
る。平行化レンズ３は、前記の如く物体像２から離れた
位置に配置されてもよいし、物体像２の位置に配置され
てもよい。また、ある場合には後述の如く、凹レンズを
用いることもある。要は平行化レンズ３を通過した主光
線が平行光線を成せばよい。

【００３１】平行化レンズ３を通過して、主光線１０、
１０’Ｌ、１０’Ｒが平行光線に整えられた全光束は、
光学系に適した太さの光束に調節され、第一の放物面鏡
４に入射する。

【００３２】第一の放物面鏡４は、その放物面の軸２０
が本観察光学系第一の光軸１０（前記主光線１０と一
致）と平行であり、またその放物面の焦点０が本第一の
放物面鏡４に入射する光束の外に位置し、その放物面の
大きさは、物体像２からの光束を有効に反射させるよう
に、観察光学の前記光軸１０を中心に広がる。

【００３３】第一の放物面鏡４により反射され、収斂光
線に変換された主光線１１、１１Ｌ、１１Ｒは、前記第
一の放物面鏡４の焦点０に設けられた像面制御レンズ５
に入射する。説明の簡単化のため、像面制御レンズ５は
肉薄レンズとする。

【００３４】像面制御レンズ５を通過するとき、収斂す
る主光線１１、１１Ｌ、１１Ｒは交差し発散光線に換わ
り第二の放物面６に入射する。

【００３５】発散する主光線１１、１１Ｌ、１１Ｒは第
二の放物面鏡６により、放物面鏡の軸２０に平行に、か
つ互いに平行な主光線１２、１２Ｌ、１２Ｒとして反射
され、接眼レンズ７に入射する。

【００３６】図２は、図１に示した第一実施例の放物面
鏡の軸２０および光軸１０、１１、１２を含む平面にお
ける断面図である。図２において、両放物面鏡４、６の
一致させた焦点ｏを原点とするｘ−ｙ座標面を設定し、
本座標面上に各光学要素の横断面を配置し、光学要素及
び生成像の関係位置を実寸法を与えて説明する。単位は
ミリとする。

【００３７】図２等の説明において、実施例説明のため
に数式、数値を与えるが、本発明はここに与えた数値、
数式に限定されるものではない。

【００３８】前記放物面の焦点位置０を原点とするｘ−
ｙ座標において、両放物面鏡４、６の放物面は、放物面
の軸をｘ＝０とし、放物面の式を下記とする。第一の放物面鏡４の放物面：ｙ＝１／６４・ｘ^２−１６・・・第二の放物面鏡６の放物面：ｙ＝−１／４０・ｘ^２＋１０・・・

【００３９】従って両放物面の頂点は下記の点に位置す
る。第一の放物面鏡４の頂点：（０，−１６）第二の放物面鏡６の頂点：（０，１０）

【００４０】光学系の光軸１０、１２（光束の中心光線
と一致）は下記とする。光軸１０：ｘ＝１８光軸１２：ｘ＝１１．３

【００４１】主光線１０’Ｌと１０’Ｒの間隔（第一の
放物面４に入射する光束の横幅に大略相当）及び主光線
１２’Ｌと１２’Ｒの間隔（第二の放物面６に入射する
光束の横幅に大略相当）は下記の値とする。間隔１０’Ｌ−１０’Ｒ：２４．４ミリ間隔１２’Ｌ−１２’Ｒ：１５．３ミリ

【００４２】焦点距離が２９．６４ミリの肉薄対物レン
ズ１は、肉薄対物レンズ１の中心が点（１８，５０）に
位置するように配置され、無限遠物体（図示せず）の肉
薄対物レンズ１による生成像２は、ｙ＝２０．３６上に
生成する。肉薄平行化レンズ３は、焦点距離が４３．８
ミリで、肉薄の平行化レンズ３の中心点が点（１８，
６．２）に位置するように配置され、物体像２の平行化
レンズ３による虚像２’はｙ＝２７．１２上に位置す
る。

【００４３】像面制御レンズ５を設けない場合、虚像
２’を構成する像点２’Ｃ、２’Ｌ、２’Ｒの、放物面
鏡４によるリレイ像は、著しく暴れた面になり、以後収
拾がつかなくなる。図示はしないが、像点２’Ｌはｘ−
ｙ座標の第四象限遥か右遠方に虚像を生じ、像点２’
Ｃ、２’ＲはＸ−Ｙ座標の第二象限に実像を生ずる。

【００４４】像面制御レンズ５は、第一の放物面鏡４だ
けでは暴れる像面を、目的に適う像曲面９に整え、接眼
レンズ７から観察される、第二の放物面鏡６により生成
する虚像面８を平坦化し、光軸１２に対する倒れを少な
くする機能を持つ。

【００４５】図３に、像面が平坦な（像面湾曲収差がな
い）像面制御レンズ５の焦点距離を、７．５ミリ、８．
５ミリ、１０ミリの３段階種に変化させた場合の、生成
する虚像の像面８を示す。

【００４６】図３において、虚像面８−７．５は７．５
ミリの像面制御レンズを用いた場合の、虚像面８−８．
５は８．５ミリの像面制御レンズを用いた場合の、また
虚像面８−１０は１０ミリの像面制御レンズを用いた場
合の虚像面を示す。図３から、像面制御レンズ５の焦点
距離が８．５ミリの場合、像面の傾きが少なくなる。即
ち、焦点距離の長短により、像面８の倒れを制御できる
ことが判る。但し、図から明らかなように、各虚像面８
は全て、観察光学系の被観察像面として許容限界を越え
ると思われる、可成り大きい像面湾曲を有している。

【００４７】虚像面８の像面湾曲は、像面制御レンズ５
に像面湾曲を持たせることにより平坦化できる。図２に
示す第１実施例は、像面制御レンズ５に像面湾曲を持た
せて、虚像面８を平坦化している。図２に示す第１実施
例における像面制御レンズ５は下記仕様である。焦点距離ｆ＝８．５ミリ像面湾曲曲率半径ｒ＝２０．１ミリ（像面制御レンズ
６側に凹）但し、レンズ光軸は、原点０を中心に光軸１２に対し、
ｘ−ｙ平面上で０．４゜時計方向に水平に振ってある。

【００４８】前記仕様の像面制御レンズ５と、第一の放
物面鏡４により、生成される被観察像２の実像面９は近
似的に下記の放物面上に生成される。ｙ＝−１／１９．６・ｘ^２＋４．９・・・

【００４９】上記式の放物面上に生成された実像９は
第二の放物面６によりｙ＝２０．７の付近に、平坦な像
面を有する虚像８となる。

【００５０】前記像面制御レンズ５は、肉薄レンズとし
て記述したが、実際には肉厚レンズになる。図４に、像
面制御レンズ５を肉厚レンズとした場合の、像面制御レ
ンズ５及び第一、第二放物面４、６の配置方法を示す。
第一の放物面鏡４の焦点Ｆ１に像面制御レンズの第一主
点Ｈ１が配置され、像面制御レンズ５の第二主点Ｈ２に
第二の放物面鏡６の焦点Ｆ２が配置される。また、平行
化レンズ３も肉薄レンズとして記述したが、実際には肉
厚レンズとして何ら支障はない。

【００５１】図１及び図２に示した実施例は、対物レン
ズ１を有する光学装置、例えば撮影光学系とは別のファ
インダー光学系を有するカメラ（所謂コンパクトカメ
ラ）に適用した場合の実施例である。

【００５２】次に一眼レフレックスカメラに本発明の正
立光学系を適用した第二の実施例を図５に示す。撮影レ
ンズ２１から入射した被写体からの光束は、像観察時に
は光軸３４に対して４５゜傾けて配置され、撮影時には
撮影光学系光路から退避する揺動ミラー２２ににより上
方に反射され、ファインダースクリーン２４上に被写体
像を生成するが、これら撮影レンズ２１、揺動ミラー２
２、ファインダースクリーン２４からなる光学系は、従
来の一眼レフレックスカメラと基本的には変わらない。

【００５３】従来、一眼レフレックスカメラは、左右上
下正しい姿勢の被写体像が観察できるように、ファイン
ダースクリーンの上方に、ペンタゴナルダハプリズムを
設け、接眼レンズに光束を導いていた。図５に示す実施
例においては、ペンタゴナルダハプリズムの替わりに、
ミラー２５と共に本発明の正立光学系を採用している。

【００５４】集光作用を有するファインダースクリーン
２４から上方に発した光束は、ミラー２５により、後方
に反射され、平行化レンズ３に入射する。図５に示す平
行化レンズ３は、凹（負）レンズであり、ファインダー
スクリーン２４により収斂作用を受けた光束中の各主光
線を平行光線に換える。

【００５５】平行化レンズ３は、前記第一の実施例で述
べた如く、正レンズの場合もあるし、或いはまた第二の
実施例で述べた如く負レンズの場合もある。

【００５６】平行化レンズ３を負レンズとした実施例に
おける光路を図６に示す。図６において被写体像２から
発する主光線１０Ｌ、１０Ｒは、ファインダースクリー
ンの集光作用を受け（ミラー２５省略）平行化レンズ３
に入射し、平行な主光線１０’Ｌ、１０’Ｒに変わり、
被写体像２の虚像２’を生成する。以後接眼レンズ７ま
での光学系、及び光路は、図２に示す光路と基本的には
変わらない。

【００５７】大きく、重く、高価なペンタゴナルダハプ
リズムまたは、Ｂａｕｅｒｎｆｅｉｎｄ複合プリズムの
替わりに、前記両プリズムに比較し製造が容易かつ安価
で、丈が３０パーセント小さく、重さが少なくとも半減
する本発明の正立光学系を採用することにより、小型で
かつ安価な一眼レフレックスカメラが可能になる。

【００５８】特に、６０ミリ幅の所謂ブローニーフィル
ムを使用する中判カメラに、従来のペンタゴナルダハプ
リズムまたは、Ｂａｕｅｒｎｆｅｉｎｄ複合プリズムを
採用する場合は前記両プリズムの、大きく、重く、高価
である欠点が著しく現われるが、本発明の正立光学系を
採用するならば、前記欠点が大幅に軽減される。

【００５９】次に、フランジバックを顕著に短縮くし
た、超小型の一眼レフレックスカメラに本発明の正立光
学系を採用した実施例を、図７、図８に示す。写真フィ
ルムやＣＣＤ等の画像面に生成する被写体像をファイン
ダー光学系に導く技術手段については、Ｕ．Ｓ．Ｐａｔ
ｅｎｔＮｏ．５，４８１，３２４に詳細に記述されて
いる。ここでは、超小型一眼レフレックスカメラの光学
系について、本発明の正立光学系に導くための手段につ
いて概略を述べるにとどめる。

【００６０】図７において、撮影レンズ２１から入射
し、プリズム３１、及び３２を通過した光束は、写真フ
ィルム等の感光面の前面に配置されたフレネルミラー３
３により、上向き前方に反射され、プリズム面３２ｂか
らプリズム３２に入射し、プリズム面３２ａで後方上向
きに全反射され、再びプリズム面３２ｂで上向き前方に
全反射され、銀鏡等の鏡面処理されたプリズム面３２ｃ
で後方に反射され、プリズム３２から射出される。撮影
時は、フレネルミラー３３は撮影光学系から上方へ平行
移動退避し、被写体像は写真フィルム等の感光面に達す
る。

【００６１】フレネルミラー３３で収斂作用をうけた光
束は、平行化レンズ３により主光線が平行光線となり、
第一の放物面鏡４に入射する。

【００６２】図８に、図７における撮影光学系光軸３４
を含む垂直断面と、観察光学系光軸１２を含む垂直断面
を重ね合わせて示す。図７、図８に示す正立光学系仕様
は図６に示した正立光学系の仕様と大略同一である。但
し後述するように、像面制御レンズ５が設置される姿勢
がわずかながら異なる。

【００６３】図８において、平行化レンズ３の後方から
眺めると、倒立した被写体像２”が約１２゜手前に傾い
て見える。この傾きは、図６に示した本発明の正立光学
を経由して眺めると、正立した被写体像８’’が後傾し
て見える。この後傾は、ファインダー光学系への光束を
フレネルミラー３３により、撮影光学系の光軸３４から
外れた方向へ、取り出すことに起因する。

【００６４】前記被写体像の後傾は、像面制御レンズ５
の光軸５’を観察光学系の光軸１１に対して傾けること
により、改善できる。図８において、前記の像面湾曲を
有する像面制御レンズ５の光軸５’の後方を約７゜持ち
上げるげることにより、第二の放物面６で生成される虚
像面８の後傾をなくし、ひいては接眼レンズ７から眺め
られる被観察像８’の後傾をなくすことができる。

【００６５】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明の正立光学系を
採用することにより、従来の正立光学系を採用した場合
にに比べ、格段に小さく、軽く、安価な観察光学機器や
カメラを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の正立光学系の第１の実施例斜視図であ
る。

【図２】本発明の正立光学系の第１の実施例断面図であ
る。

【図３】本発明の正立光学系の第１の２の実施例断面図
である。

【図４】本発明の正立光学系像面制御レンズの実施例断
面図である。

【図５】本発明の正立光学系の第２の実施例斜視図であ
る。

【図６】本発明の正立光学系の第２の実施例断面図であ
る。

【図７】本発明の正立光学系の第３の実施例斜視断面図
である。

【図８】本発明の正立光学系の第３の実施例断面図であ
る。

【符号の説明】

０放物面焦点またはｘ−ｙ軸原点１対物レンズ２物体像２’ 物体像の虚像２” 物体像の虚像３平行化レンズ４第一の放物面鏡５像面制御レンズ５’像面制御レンズの光軸６第二の放物面鏡７接眼レンズ８第二の放物面鏡により生成される虚像面８’ 接眼レンズから観察される虚像面８” 第二の放物面鏡により生成される虚像面９像面制御レンズにより生成される実像曲面１０第一の光軸又は中心主光線１０Ｌ主光線１０’Ｌ主光線１０Ｒ主光線１０’Ｒ主光線１１第二の光軸又は中心主光線１１Ｌ主光線１１Ｒ主光線１２第二の光軸又は中心主光線１２Ｌ主光線１２Ｒ主光線１２’Ｌ主光線１２’Ｒ主光線２０ｙ軸または放物線の軸２１撮影レンズ２２揺動ミラー２３感光面２５ミラー３１第一のプリズム３２第二のプリズム３２ａプリズム面３２ｂプリズム面３２ｃプリズム面３３フレネルミラー３４撮影レンズ光軸

【参考文献】ＭＩＬ−ＨＤＢＫ−１４１１３．１０
ＰＲＩＳＭＤＡＴＡＳＨＥＥＴ科学写真便覧（上）
Ｐ３００〜３０３１９６０丸善

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被観察像から放射される光束の中心に位置
する第一の光軸に対して、放物面軸が平行で、かつ放物
面焦点が前記光束の光路外に位置し、前記第一の光軸を
中心として広がり、前記光束に対し凹面側を向ける第一
の放物面鏡、前記第一の光軸が前記第一の放物面鏡により反射されて
生成する第二の光軸上の前記第一の放物面鏡の焦点位置
に、第一主点が位置する像面制御レンズ、前記像面制御レンズの第二主点に放物面焦点が位置し、
第一の放物面鏡の放物面軸と平行な放物面軸を有し、前
記第二の光軸を中心として広がり、かつ光束に対し凹面
を向ける第二の放物面鏡、および前記第二の光軸が前記
第二の放物面鏡によって反射されて生成し、前記第一の
光軸と平行な第三の光軸上に設けられた接眼レンズを備
えたことを特徴とする正立光学系。
【請求項２】被観察像を構成する各像点から放射される
主光線を平行光線に換える主光線平行化レンズを、前記
第一放物面の前記被観察像側に備えたことを特長とする
請求項１記載の正立光学系
【請求項３】前記像面制御レンズが像面湾曲収差を有す
ることを特長とする請求項１記載の正立光学系
【請求項４】前記像面制御レンズの光軸が前記第二の光
軸に対して傾きを有することを特長とする請求項１記載
の正立光学系
【請求項５】前記第一、または第二の放物面鏡がプラス
チックモールド成形されたことを特長とする請求項１記
載の正立光学系
【請求項６】前記第一、または第二の放物面鏡が位置決
め部材、または取付け固定部材とともに成形されたこと
を特長とする請求項１記載の正立光学系
【請求項７】前記第一と第二の放物面鏡が同時一体成形
されたことを特長とする請求項１記載の正立光学系