JPH09258014A - 光学素子及びそれを用いた光学機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリズムを有する光学機器において、光学機
器の振動に応じて光学系を透過する光線を偏向して光学
機器が出力する像の振動を補正するのに好適な、光量の
損失が少なく、光学的ゴーストが発生し難い、光線を偏
向する光学素子及びそれを用いた光学機器を得ること。 【解決手段】 少なくとも３つの光学作用面より成り、
そのうちの少なくとも１つは反射面であるプリズムの１
面と、ガラス板とを可撓性のベローズで連結して閉空間
を構成し、該閉空間を光学的に透明な液体又はゲルで満
たし、該ガラス板の該プリズムに対する傾きを変えるこ
とにより該プリズムに入射する光線の射出角度若しくは
射出位置を変える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光学素子及びそれを
用いた光学機器に関し、特に光学機器が振動を受ける場
合に入射する光線を偏向して該光学機器が出力する像の
振動を補正するのに好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、特公昭41-11906号公報において、
光学系の揺れに応じて光線の光路を偏向させる可変角度
液体入りプリズムウエッジなる光学素子が開示されてい
る。

【０００３】又、本出願人は特開平6-43365 号公報で正
立プリズムと対物レンズの間に可変頂角プリズムを配置
して望遠鏡の手振れを補正する構成を開示している。

【０００４】又、特開平6-82608 号公報では２つの可変
頂角プリズムを光軸変更素子として用いて光軸の方向を
制御する投射型表示装置が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の可変角度液体入
りプリズムウエッジ、可変頂角プリズムはいずれも２つ
の平行平板の間に透明液体を充填し、該平行平板の傾き
を変えてこれを透過する光線の方向を変え、これとレン
ズやミラーやプリズム等の光学系と組み合わされて使用
している。

【０００６】この時、光路中に配置する光学素子は他の
光学系の結像性能に悪影響を与えないことが望ましい
が、これらにおいては空気との接触面が増えることによ
って光量の損失が多くなったり、又平行に近い光学面が
増え、その組み合わせによって光学的ゴーストが発生し
やすくなるなどの問題が発生する。

【０００７】本発明の目的は、プリズムを有する光学機
器において、光学機器の振動に応じて光学系を透過する
光線を偏向して光学機器が出力する像の振動を補正する
のに好適な、光量の損失が少なく、光学的ゴーストが発
生し難い、光線を偏向する光学素子及びそれを用いた光
学機器の提供である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の光学素子は、 （１−１） 少なくとも３つの光学作用面より成り、そ
のうちの少なくとも１つは反射面であるプリズムの１面
と、ガラス板とを可撓性のベローズで連結して閉空間を
構成し、該閉空間を光学的に透明な液体又はゲルで満た
し、該ガラス板の該プリズムに対する傾きを変えること
により該プリズムに入射する光線の射出角度若しくは射
出位置を変えること等を特徴としている。

【０００９】特に、 （１−１−１） 前記プリズムは直角プリズムであり、
前記ガラス板は該直角プリズムの斜面全体又はその一部
とで前記閉空間を構成している。 （１−１−２） 前記プリズムは直角プリズムであり、
前記ガラス板は該直角プリズムの直角をなす２面のうち
の１つとで前記閉空間を構成している。こと等を特徴と
している。

【００１０】更に、本発明の光学素子は、 （１−２） 少なくとも３つの光学作用面より成るプリ
ズムの２面に夫々１つのガラス板を夫々可撓性のベロー
ズで連結して２つの閉空間を構成し、該２つの閉空間を
夫々光学的に透明な液体又はゲルで満たし、該ガラス板
の該プリズムに対する傾きを変えることにより該プリズ
ムに入射する光線の射出角度を変える。 （１−３） 均一の厚さの透明な少なくとも２つの平行
平板を複数の側面で繋いだ中空筐体の開口部と１つのガ
ラス板とを可撓性のベローズで連結して閉空間を構成
し、該閉空間を光学的に透明な液体又はゲルで満たし、
該ガラス板の該中空筐体に対する傾きを変えることによ
り該中空筐体に入射する光線の射出角度を変える。こと
等を特徴としている。

【００１１】又、本発明の光学機器は、 （１−４） (1-1) 〜(1-3) 項のいずれか１項に記載の
光学素子と、振動検知手段と、制御手段を有する光学機
器において、該振動検知手段が検知する光学機器の振動
に応じて該制御手段が前記ガラス板の傾きを制御して該
光学機器が出力する像の振動を補正すること等を特徴と
している。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は本発明の光学素子の実施形
態１の断面図である。図中、１はガラス板、３はベロー
ズ、４は透明液体である。２は３つの光学作用面２ａ・
２ｂ・２ｃを有する直角プリズムである。５は入射光
軸、５’は射出光軸である。なお、透明液体４の屈折率
はガラス板１及び直角プリズム２の屈折率と略同じであ
る。

【００１３】ガラス板１と直角プリズム２の面２ｃ（斜
面）の間は可撓性のフィルム等で構成されたベローズ３
によって閉空間を形成し、これを均一な屈折率を持つシ
リコンオイル等の液体で満たしている。このためガラス
板１は不図示の駆動手段によってプリズム２に対して自
由に傾きを変えることが可能である。（なお、以下の実
施形態２〜１１は全て不図示のガラス板駆動手段を有す
る）。

【００１４】図１（Ａ）はガラス板１がプリズム２の面
２ｃに対して平行な状態を示し、図１（Ｂ）はベローズ
３を伸縮させ、ガラス板１を面２ｃに対して傾けた状態
を示している。図１（Ａ）において、ガラス板１に、光
軸５にそって入射した光線は直角プリズムの面２ａ及び
２ｂでそれぞれ全反射され、光線５’として入射した方
向と平行な方向に射出する。

【００１５】図２（Ｂ）においては、光軸５にそって入
射した光線は傾斜したガラス板１で屈折され、次いで直
角プリズムの面２ａ及び２ｂで全反射され、入射した方
向に曲げられガラス板１から射出する。この時、射出光
線６はガラス板１が面２ｃと平行な時の射出光線５’と
くらべて、平行にずれた位置から射出する。

【００１６】本実施形態は、ガラス板１の傾き角度を変
えることによって射出光線を任意の量だけ平行にシフト
する効果を有している。

【００１７】又、本実施形態は従来の頂角可変プリズム
と正立プリズムの組み合わせに比べて光学素子と正立プ
リズムの間の空気層を排除しているため空気と接する光
学面での有害な光線の反射を軽減している。その結果光
量の損失や有害なゴーストの発生を減らす効果がある。

【００１８】又、従来必要であった２枚のガラス板が１
枚で構成できるとともに、ガラスの部分を液体に置き換
えることによって小型・軽量化を計れる効果がある。

【００１９】なお、ガラス板１と面２ｃの間は透明なゲ
ル又は透明弾性体で満たしても良い。

【００２０】図２は本発明の光学素子の実施形態２の断
面図である。図中、１１はガラス板、１３はベローズ、
１４は透明液体である。１２は３つの光学作用面１２ａ
・１２ｂ・１２ｃを有する直角プリズムである。なお、
面１２ａは斜面、１２ｂ／１２ｃは直角をなす２つの面
である。１５は入射光軸（入射光線）である。なお、透
明液体１４の屈折率はガラス板１１及び直角プリズム１
２の屈折率と略同じである。

【００２１】本実施形態においてはガラス板１１と直角
プリズムの斜面１２ｃの一部を可撓性のベローズで連結
して閉空間を構成し、該閉空間を透明液体で満たしてい
る。

【００２２】上記構成において光軸１５にそってガラス
板１１に入射する光線は、ガラス板１１が面１２ｃに対
して傾いている時は屈折され、面１２ａ・１２ｂで反射
して入射した方向に曲げられて、直角プリズム１２を射
出する。この時、射出光線は入射光線とは平行ではな
く、ガラス板１１の傾角によって射出する光線の角度は
変化する。

【００２３】本実施形態は、ガラス板１１の傾角を変え
ることで射出光線の角度を任意に制御できる効果を有す
る。

【００２４】又、本実施形態は頂角可変プリズムとポロ
プリズム夫々を組み合わせる場合と比べて光学素子と正
立プリズムの間の空気層を排除しているため空気と接す
る光学面での有害な光線の反射を軽減している。その結
果光量の損失や有害なゴーストの発生を減らす効果があ
る。

【００２５】又本実施形態は従来必要であった２枚のガ
ラス板を１枚で構成するとともに、ガラスの部分を液体
に置き換えることによって小型・軽量化を達成してい
る。

【００２６】図３は本発明の光学素子の実施形態３の断
面図である。図中、２１はガラス板、２３はベローズ、
２４は透明液体である。２２は３つの光学作用面２２ａ
・２２ｂ・２２ｃを有する直角プリズムである。２５は
入射光軸（入射光線）である。なお、透明液体２４の屈
折率はガラス板２１及び直角プリズム２２の屈折率と略
同じである。

【００２７】本実施形態はガラス板２１と直角プリズム
２２の直角をなす２つの面の１つ面２２ａとを可撓性の
ベローズで連結して閉空間を構成し、該閉空間を透明液
体で満たしている。

【００２８】上記構成において光軸２５にそってガラス
板２１に入射した入射光線２５は液体２４を透過してプ
リズムの反射面２２ｂで全反射され、入射した光線とは
直角方向に偏向して直角プリズム２２を射出する。この
時、ガラス板２１の傾角を面２２ａに対して変化させる
と、射出光線の方向は変化する。

【００２９】本実施形態は、ガラス板２１の傾角を面２
２ａに対して変化させることで、射出光線の方向を自由
に制御できる効果を有する。

【００３０】図４は本発明の光学素子の実施形態４の断
面図である。本実施形態の構成は基本的に実施形態３と
同じであるが、ガラス板３１を全反射面として利用して
いる点が実施形態３と異なっている。

【００３１】図４において、３１はガラス板、３３はベ
ローズ、３４は透明液体である。３２は３つの光学作用
面３２ａ・３２ｂ・３２ｃを有する直角プリズムであ
る。なお、面３２ａは直角プリズムの斜面、３２ｂ・３
２ｃは直角をなす２つの面である。なお、プリズム３２
とガラス板３１の屈折率は同じであることが望ましい。
３５は光軸（入射光線）である。なお、透明液体３４の
屈折率はガラス板３１及び直角プリズム３２の屈折率と
略同じである。

【００３２】本実施形態はガラス板３１と直角プリズム
３２の直角をなす２つの面の１つ面３２ｂとを可撓性の
ベローズで連結して閉空間を構成し、該閉空間を透明液
体で満たしている。

【００３３】上記構成において、入射光軸３５にそって
面３２ａに入射した入射光線３５はガラス板３１の空気
接触面と面３２ｃで全反射され、プリズム３２に入射し
た方向に曲げられて、プリズム３２から射出する。

【００３４】この時、ガラス板３１の傾角を変えること
によって射出光線の方向を任意に制御できることは前記
実施形態３と同様であるが、本実施形態では全反射面の
傾角を変えるので、屈折面の傾角を変えるよりも光線の
振れ角を大きくできる効果を有する。なお、ガラス板３
１が例えばガラスＢＫ７の場合、臨界角はおよそ４０°
になるため、ガラス板３１に入射する光線の入射角が臨
界角以下にならない範囲で傾角を変化させなければなら
ない。

【００３５】本実施形態は光線の偏向角を変えるのに全
反射を利用している。一般に、表面鏡を利用する時には
鏡面にゴミ、きず等が付き易く、また時間とともに反射
率が低下する場合が多く、像のコントラストが損われ易
い。これに対して本実施形態のように全反射を利用すれ
ば、反射面そのものが保護される。またプリズムの透過
面でのゴミ、きず等は比較的像の性能を害さない効果が
得られる。

【００３６】即ち、表面反射の場合、反射率はアルミニ
ウムの蒸着で約80〜85％、銀で約90〜95％であるが全反
射を用いる場はほとんど100 ％の反射率が得られる効果
がある。また表面鏡の波長特性は表面の物質によりさま
ざまであり、一般に光の波長によって反射率が大きく異
なる。これに対して全反射では波長によって反射率が劣
化することもなく、均一な反射特性が得られる効果があ
る。

【００３７】図５は本発明の光学素子の実施形態５の断
面図である。本実施形態は実施形態４の直角プリズムの
もう１面を別のガラス板とベローズを介して連結して閉
空間を構成し、その中を透明液体で満たしたものであ
る。

【００３８】図中、４１・４６はガラス板、４３・４７
はベローズ、４４・４８は透明液体である。４２は３つ
の光学作用面４２ａ・４２ｂ・４２ｃを有する直角プリ
ズムである。４５は光軸（入射光線）である。なお、透
明液体４４・４８の屈折率はガラス板４１・４６及び直
角プリズム４２の屈折率と略同じである。

【００３９】上記構成において、光軸４５にそって面４
２ａに入射した光線はガラス板４１と４６の空気接触面
で夫々全反射され、プリズムに入射した方向に曲げら
れ、直角プリズム４２から射出する。

【００４０】本実施形態はそれぞれのガラス板の傾角を
独立に変えて光線の向きを変えることもできるし、２面
のガラス板の傾角を同時に変えて、光線の向きを合成す
ることもできる効果を有する。

【００４１】なお、光線を偏向するのに全反射を利用す
る効果は実施形態４と同じである。

【００４２】図６は本発明の光学素子の実施形態６の断
面図である。図中、５１はガラス板である。５２は３つ
の面５２ａ・５２ｂ・５２ｃ（斜面）で囲まれる直角プ
リズムの直角をなす２つの面５２ａ・５２ｂの部分に夫
々均一の厚さの透明な平行平板を配置し、この２つの平
行平板を２つの側面で繋いだ”中空筐体”である。な
お、中空筐体の内の面５２ｃに相当する部分は中空筐体
５２の開口部である。５３は可撓性のフィルムから成る
ベローズ、５４は透明液体、５５は光軸（入射光線）で
ある。なお、透明液体５４の屈折率はガラス板５１及び
中空筐体５２の屈折率と略同じである。

【００４３】中空筐体５２の開口部５２ｃとガラス板５
１はベローズ５３で隙間なく連結し、ベローズ５３の内
側にできた閉空間には液体５４を満たしている。

【００４４】上記構成において、ガラス板５１は傾角を
変えることができる。本実施形態は実施形態１と同様の
作用・効果を有する。

【００４５】又、中空筐体５２は、光学プラスチック等
の材料を用いて成形加工で作ることもできるため、ガラ
スを研磨して作る実施形態１の直角プリズム２よりも安
価に製造することができる。さらに液体の比重はガラス
よりも小さいため、ガラスのプリズムよりも軽量な光線
を偏向する光学素子が得られる効果もある。

【００４６】図７は本発明の光学素子の実施形態７の断
面図である。図中、６１はガラス板である。６２は３つ
の面６２ａ・６２ｂ・６２ｄ（斜面）で囲まれる直角プ
リズムの各面６２ａ・６２ｂ・６２ｄの部分に夫々均一
の厚さの透明な平行平板を配置し、この３つの平行平板
を２つの側面で繋いだ中空筐体である。なお、中空筐体
の内の面６２ｄの一部分６２ｃは中空筐体６２の開口部
である。６３は可撓性のフィルムから成るベローズ、６
４は透明液体、６５は光軸（入射光線）である。なお、
透明液体６４の屈折率はガラス板６１及び中空筐体６２
の屈折率と略同じである。

【００４７】中空筐体６２の開口部６２ｃとガラス板６
１はベローズ６３で隙間なく連結し、ベローズ６３の内
側にできた閉空間には液体６４を満たしている。

【００４８】更にガラス板６１はその傾角を変化させる
ことができる。

【００４９】上記構成における作用と効果は図２に示し
た実施形態２と同様である。さらに中空筐体による効果
は図６の実施形態６の場合と同様である。

【００５０】図８は本発明の光学素子の実施形態８の断
面図である。図中、７１はガラス板である。７２は３つ
の面７２ａ（斜面）・７２ｂ・７２ｃで囲まれる直角プ
リズムの直角をなす２つの面の１つ７２ｂと斜面７２ａ
の部分に夫々均一の厚さの透明な平行平板を配置し、こ
の２つの平行平板を２つの側面で繋いだ中空筐体であ
る。なお、中空筐体７２の内の面７２ｃに相当する部分
は中空筐体７２の開口部である。７３は可撓性のフィル
ムから成るベローズ、７４は透明液体、７５は光軸（入
射光線）である。なお、透明液体７４の屈折率はガラス
板７１及び中空筐体７２の屈折率と略同じである。

【００５１】本実施形態ではガラス板７１の空気接触面
を全反射面として利用している。

【００５２】中空筐体７２の開口部７２ｃとガラス板７
１はベローズ７３で隙間なく連結し、ベローズ７３の内
側にできた閉空間には液体７４を満たしている。

【００５３】上記構成において、面７２ａから入射した
光線はガラス板７１の空気接触面で全反射し、次いで中
空筐体７２の面７２ｂで全反射し、その方向を略180 °
変え、面７２ａより中空筐体７２を射出する。

【００５４】この時、ガラス板７１の傾角を変えること
により射出光線の角度を自由に制御できる。

【００５５】本実施形態の作用・効果は図４の実施形態
４と同じであり、中空筐体の効果は図６の実施形態６の
場合と同じである。

【００５６】図９は本発明の光学素子の実施形態９の断
面図である。本実施形態は基本的に図６の実施形態６と
同じであり、使用方法のみが異なる。図中、８１はガラ
ス板である。８２は３つの面８２ａ・８２ｂ・８２ｃ
（斜面）で囲まれる直角プリズムの直角をなす２つの面
８２ａ・８２ｂの部分に夫々均一の厚さの透明な平行平
板を配置し，この２つの平行平板を２つの側面で繋いだ
中空筐体である。なお、中空筐体の内の面８２ｃに相当
する部分は中空筐体８２の開口部である。８３は可撓性
のフィルムから成るベローズ、８４は透明液体、８５は
光軸（入射光線）である。なお、透明液体８４の屈折率
はガラス板８１及び中空筐体８２の屈折率と略同じであ
る。

【００５７】中空筐体８２の開口部８２ｃとガラス板８
１はベローズ８３で隙間なく連結し、ベローズ８３の内
側にできた閉空間には液体８４を満たしている。

【００５８】本実施形態ではガラス板８１の空気接触面
を全反射面として利用している。

【００５９】上記構成において、面８２ａから入射した
光線はガラス板８１の空気接触面で全反射してその方向
を略90°変え、面８２ｂより中空筐体８２を射出する。

【００６０】この時、ガラス板８１の傾角を変えること
により射出光線の角度を自由に制御できる。

【００６１】本実施形態では全反射面の傾角を変えるの
で、屈折面の傾角を変えるよりも光線の振れ角を大きく
できる効果を有する。なお、ガラス板８１が例えばガラ
スＢＫ７の場合、臨界角はおよそ40°になるため、ガラ
ス板８１に入射する光線の入射角が臨界角以下にならな
い範囲で傾角を変化させなければならない。

【００６２】なお、本実施形態が光線を偏向するのに全
反射を利用しているが、全反射を利用する効果について
は実施形態４と同じである。

【００６３】なお、中空筐体の効果は図６の実施形態６
の場合と同様である。

【００６４】図１０は本発明の光学素子の実施形態１０
の斜視図である。又、図１１は実施形態１０の断面図で
ある。本実施形態は所謂ポロプリズムに光線を偏向する
機能を付与したものである。

【００６５】図中、９１はガラス板である。９２は５つ
の面９２ａ，９２ｂ，９２ｃ，９２ｄ，９２ｆに夫々均
一の厚さの透明な平行平板を配置し，この５つの平行平
板を複数の側面で繋いだ中空筐体である。そしてこの中
空筐体９２は２つの直角プリズムを接合して構成したポ
ロプリズムの外形を持っている。ポロプリズムの入射面
９２ｅに相当する部分は中空筐体９２の開口部である。
９３は可撓性のフィルムから成るベローズ、９４は透明
液体、９５は光軸（入射光線）である。なお、透明液体
９４の屈折率はガラス板９１及び中空筐体９２の屈折率
と略同じである。

【００６６】中空筐体９２の開口部９２ｅとガラス板９
１はベローズ９３で隙間無く連結し、ベローズ９３の内
側にできた閉空間には液体９４を満たしている。

【００６７】上記構成においてガラス板９１はその傾角
が可変であり、図７の実施形態７と同様に光線の角度を
任意に振ることができるが、本実施形態はポロプリズム
を構成しているため入射した光線は同方向に射出する。

【００６８】従来のポロプリズムはガラスを材料とする
直角プリズムを２個組み合わせているが、本実施形態で
は中空の直角プリズム２個をすき間なく接合した形で、
内部に液体を満たすことによってガラス製のポロプリズ
ムと同様の効果が得られるほかに製造コストを下げ、軽
量化が計れる効果がある。

【００６９】なお、ポロプリズムは双眼鏡やフィールド
スコープ等に一般的に用いられている。

【００７０】図１２は本発明の光学素子の実施形態１１
の断面図である。本実施形態は２つのプリズムよりなる
正立プリズムに光線偏向機能を付与したものである。

【００７１】図中、１０３はガラス板、１０６は高屈折
率の透明液体、１０４は可撓性のベローズ、１０５は３
つの光学作用面１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃを有する
補助プリズムである。なお、面１０５ｃには反射鏡を形
成している。１０７は２つの光学作用面１０７ａ，１０
７ｂと１つのダハ面１０７ｃを有するシュミットプリズ
ムと呼ばれるダハプリズムである。１２０は光軸（入射
光線）である。

【００７２】以上の要素のうち、補助プリズム１０５の
面１０５ａとガラス板１０３はベローズ１０４で連結し
て閉空間を作り、その中に透明液体１０６を充填してあ
り、ガラス板１０３は揺動可能である。

【００７３】本実施形態の作用を説明する。今、ガラス
板１０３は面１０５ａと平行であるとする。ガラス板１
０３に垂直に入射した光線１２０はガラス板１０３を透
過して透明液体１０６を通り面１０５ａからプリズム１
０５中へ入射する。次いで光線は面１０５ｂで全反射し
て面１０５ｃへ向かう。光線は面１０５ｃで反射され、
面１０５ｂへ向かい、今度は面１０５ｂに対して垂直に
透過して面１０７ａからプリズム１０７へ入射する。

【００７４】次いで光線は面１０７ｂへ向かい、この面
で全反射して面１０７ｃへ向かう。面１０７ｃで光線は
面１０７ａへ反射されると共に、ダハ面で左右反転され
る。次いで光線は面１０７ａで全反射されて面１０７ｂ
へ向かい、面１０７ｂに対して垂直に透過する。

【００７５】以上の作用によって光線は入射光線１２０
の延長線に沿って射出すると共に、これに付帯する像を
上下、左右に反転する。

【００７６】この時、ガラス板１０３の傾角を変えるこ
とにより射出光線の角度を自由に制御できる。

【００７７】本実施形態は、従来の光線偏向機能付きの
正立プリズムと比べてガラス板の数が１つ少なく、空気
接触面が２面少ないので、光の透過率が高く、ゴースト
の発生が少ない効果がある。

【００７８】図１３は、本発明の光学機器の実施形態１
の要部概略図である。本実施形態は本発明の光学素子の
実施形態１１を望遠鏡の手振れ補正装置に応用したもの
である。

【００７９】図中、１０１は手振れ補正装置を内蔵した
望遠鏡、１０２は対物レンズ、１０３から１０７は前記
光学素子の実施形態１１の構成要素である。１０８は接
眼レンズである。

【００８０】１０９はガラス板１０３に一体的に取り付
けられたマグネット、１１０はマグネット１０９を動か
し、ガラス板１０３を揺動させるための駆動コイル、１
１１はガラス板１０３の位置を検出するセンサーの光
源、１１２はガラス板１０３に固着したスリット板、１
１３はガラス板１０３の位置を検出するための受光素
子、１１４はマグネット１０９と駆動コイル１１０で構
成されるトルカーを駆動するための駆動回路、１１５は
光源１１１とスリット１１２と受光素子１１３で構成さ
れる位置センサーの信号から位置検出を行なう位置検出
回路である。

【００８１】１１７は望遠鏡１０１の手振れを検出する
ための角速度センサー（振動検知手段）である。角速度
センサー１１７は、小型のものでは圧電体を用いた振動
ジャイロと呼ばれるものが知られているが、縦揺れと横
揺れを検出するために本実施形態では２つの振動ジャイ
ロを使用している。１１８は角速度センサー１１７から
のアナログ信号をＡ／Ｄ変換するためのＡ／Ｄコンバー
タ、１１９はマイコンで構成される制御回路、１１６は
位置検出回路１１５からの信号を手振れ補正量と比較す
るための比較回路である。

【００８２】以上の各要素の内、マグネット１０９、駆
動コイル１１０、光源１１１、スリット板１１２、受光
素子１１３、駆動回路１１４、位置検出回路１１５、制
御回路１１９等は制御手段の一要素を構成している。

【００８３】上記構成において、補助プリズム１０５と
ダハプリズム１０７で正立プリズムを構成し、対物レン
ズ１０２によってできる像を反転させ、正立した像を接
眼レンズ１０８で拡大してみることができる。

【００８４】この時望遠鏡１０１に手振れ（振動）があ
ると像振れが発生し、像の質が劣化する。この像振れを
補正して、揺れのない見やすい望遠鏡を実現するために
本望遠鏡では光学素子の実施形態１１を用いている。

【００８５】補助プリズム１０５とベローズ１０４とガ
ラス板１０３で密閉された空間を作り、その中に透明液
体１０６を充填してあり、ガラス板１０３は揺動可能で
ある。ガラス板１０３が揺動すると対物レンズ１０２に
よってできる像も移動し、手振れによって生じる像の振
動を打ち消し、安定した質の良い像を観察することがで
きる。

【００８６】次にガラス板１０３を駆動制御する手段を
説明する。望遠鏡の振れは、角速度センサ１１７によっ
て縦揺れと横揺れに分けて検出され、夫々の揺れは信号
に変換され、それぞれフィルタリングされた後、増幅さ
れる（不図示）。さらにＡ／Ｄコンバータ１１８でサン
プリングされ、制御回路１１９に取り込まれる。角速度
センサ１１７の出力は、手振れに比例した角速度のまま
なので、これを補正信号として使用するには、角度に変
換する必要がある。そのため制御回路１１９内で積分演
算を行ない、手振れの補正角度量を求める。得られた補
正角度量はＤ／Ａ変換して比較回路１１６に出力され
る。

【００８７】一方、ガラス板１０３は、マグネット１０
９に近接した駆動コイル１１０に流す電流と極性をコン
トロールすることで、任意に傾角を変えることができ
る。ガラス板１０３の傾角は、光源１１１とスリット板
１１２と受光素子１１３で構成される位置センサーの出
力から位置検出回路１１５でガラス板１０３の角度に変
換され比較回路１１６へ出力される。

【００８８】比較回路１１６は上記の角度と制御回路１
１９からの手振れ補正角度量との比較を行ない、駆動回
路１１４によってガラス板１０３を駆動するサーボ制御
を行う。

【００８９】望遠鏡１０１に手振れが生ずると制御回路
１１９が計算した補正信号に応じてガラス板１０３が揺
動し、対物レンズ１０２から入射した光を所定量屈折・
偏向させ、手振れによる像振れをキャンセルするので、
観察者は安定した像を観察することができる。

【００９０】ガラス板１０３とベローズ１０４と液体１
０６とプリズム１０５で構成される光線を偏向する光学
素子は、ガラス板１０３と液体１０６とプリズム１０５
の屈折率をほぼ同じにすることによって内部の有害な反
射がなくなり、通常のプリズムと同程度の光の透過率を
得ることができる効果がある。

【００９１】本発明の光学素子の各実施形態は、従来の
光学系で存在した頂角可変プリズムと他のプリズムの間
の空気層を排除しているので、空気と接する光学面での
有害な光線の反射を軽減することができる。その結果光
量の損失や有害なゴーストの発生が少ない光学素子を達
成している。

【００９２】又、本発明の光学素子の各実施形態は従来
の頂角可変プリズムと異なり、一方の光学面を他の光学
部材の光学面と共用もしくは削除しているため、従来必
要であった２枚のガラス板を１枚で構成し、ガラスの部
分を透明な液体又はゲル又は透明弾性体に置き換えるこ
とによって全体として軽量な光学素子を達成している。

【００９３】更に、極めて簡単な構成で、光線の角度を
任意に変えたり、平行シフトしたりすることが容易に行
なえる効果を有する。

【００９４】更に、光学素子の実施形態の一部では可動
のガラス板の空気接触面を反射面とすることで、僅かの
傾きの変化で光線を大きく振ることができる。従来は反
射部材として平面鏡を用いることが多かったが、平面鏡
の代りに全反射を利用すれば、反射率が波長によって変
わることが無く、殆ど100 ％の反射率が得られる。

【００９５】又、本発明の光学機器の実施形態によれ
ば、従来の望遠鏡が備えていた正立プリズムの一部に光
線偏向機能を持たせることによって、従来の望遠鏡の光
学系に比べて空気と接する反射面を増やさず、像の明る
さを損わず、有害なゴーストの発生もなく、望遠鏡に手
振れ補正機能を付加することができる。

【００９６】更に従来の望遠鏡と比べて光学部品として
はガラス板が１枚ふえるだけで、手振れ補正機能付きの
光学機器が得られるので、従来の光学機器と比べて、小
型・軽量化が計れ、安価に製造できる効果が得られる。

【００９７】なお、光学機器の実施形態１では光学素子
の実施形態１１を応用したが、光学素子の実施形態１０
はそのままポロプリズムを有する光学機器に応用して、
光学機器の振動による像の振動を補正することができ
る。

【００９８】又、光学素子の実施形態１〜９は夫々他の
プリズムと組み合わせて光学機器の振動による像の振動
を補正することができる。

【００９９】

【発明の効果】本発明は以上の構成により、プリズムを
有する光学機器において、光学機器の振動に応じて光学
系を透過する光線を偏向して光学機器が出力する像の振
動を補正するのに好適な、光量の損失が少なく、光学的
ゴーストが発生し難い、光線を偏向する光学素子及びそ
れを用いた光学機器を達成する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の光学素子の実施形態１の断面図

【図２】 本発明の光学素子の実施形態２の断面図

【図３】 本発明の光学素子の実施形態３の断面図

【図４】 本発明の光学素子の実施形態４の断面図

【図５】 本発明の光学素子の実施形態５の断面図

【図６】 本発明の光学素子の実施形態６の断面図

【図７】 本発明の光学素子の実施形態７の断面図

【図８】 本発明の光学素子の実施形態８の断面図

【図９】 本発明の光学素子の実施形態９の断面図

【図１０】 本発明の光学素子の実施形態１０の斜視図

【図１１】 実施形態１０の断面図

【図１２】 本発明の光学素子の実施形態１１の断面図

【図１３】 本発明の光学機器の実施形態１の要部概略
図

【符号の説明】

1・11・21・31・41・46・51・61・71・81・91・103 ガラス板 2・12・22・32・42 直角プリズム 3・13・23・33・43・47・53・63・73・83・93・104 ベローズ 4・14・24・34・44・48・54・64・74・84・94・106 透明液体 105 補助プリズム 107 ダハプリズム

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも３つの光学作用面より成り、
   そのうちの少なくとも１つは反射面であるプリズムの１
   面と、ガラス板とを可撓性のベローズで連結して閉空間
   を構成し、該閉空間を光学的に透明な液体又はゲルで満
   たし、該ガラス板の該プリズムに対する傾きを変えるこ
   とにより該プリズムに入射する光線の射出角度若しくは
   射出位置を変えることを特徴とする光学素子。
2. 【請求項２】 前記プリズムは直角プリズムであり、前
   記ガラス板は該直角プリズムの斜面全体又はその一部と
   で前記閉空間を構成していることを特徴とする請求項１
   の光学素子。
3. 【請求項３】 前記プリズムは直角プリズムであり、前
   記ガラス板は該直角プリズムの直角をなす２面のうちの
   １つとで前記閉空間を構成していることを特徴とする請
   求項１の光学素子。
4. 【請求項４】 少なくとも３つの光学作用面より成るプ
   リズムの２面に夫々１つのガラス板を夫々可撓性のベロ
   ーズで連結して２つの閉空間を構成し、該２つの閉空間
   を夫々光学的に透明な液体又はゲルで満たし、該ガラス
   板の該プリズムに対する傾きを変えることにより該プリ
   ズムに入射する光線の射出角度を変えることを特徴とす
   る光学素子。
5. 【請求項５】 均一の厚さの透明な少なくとも２つの平
   行平板を複数の側面で繋いだ中空筐体の開口部と１つの
   ガラス板とを可撓性のベローズで連結して閉空間を構成
   し、該閉空間を光学的に透明な液体又はゲルで満たし、
   該ガラス板の該中空筐体に対する傾きを変えることによ
   り該中空筐体に入射する光線の射出角度を変えることを
   特徴とする光学素子。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項に記載の光
   学素子と、振動検知手段と、制御手段を有する光学機器
   において、 該振動検知手段が検知する光学機器の振動に応じて該制
   御手段が前記ガラス板の傾きを制御して該光学機器が出
   力する像の振動を補正することを特徴とする光学機器。