JPH10197705A - Prism optical system - Google Patents
Prism optical systemInfo
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- JPH10197705A JPH10197705A JP17997A JP17997A JPH10197705A JP H10197705 A JPH10197705 A JP H10197705A JP 17997 A JP17997 A JP 17997A JP 17997 A JP17997 A JP 17997A JP H10197705 A JPH10197705 A JP H10197705A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、プリズム光学系に
関し、特に、偏心して配置された反射面により構成され
たパワーを有するプリズム光学系に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a prism optical system, and more particularly to a prism optical system having power constituted by eccentrically arranged reflecting surfaces.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、小型の反射偏心光学系の周知なも
のとして、特開昭５９−８４２０１号のものは、シリン
ドリカル反射面による一次元受光レンズの発明であり、
２次元の撮像はできない。また、特開昭６２−１４４１
２７号のものは、上記の発明の球面収差を低減するため
に、同一シリンドリカル面を２回反射に使うものであ
る。2. Description of the Related Art Conventionally, as a well-known compact decentering optical system, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 59-84201 discloses an invention of a one-dimensional light receiving lens having a cylindrical reflecting surface.
Two-dimensional imaging is not possible. Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-1441
No. 27 uses the same cylindrical surface for twice reflection in order to reduce the spherical aberration of the above invention.
【０００３】また、特開昭６２−２０５５４７号のもの
は、反射面の形状として非球面反射を使うことを示して
いるが、反射面の形状には言及していない。さらに、米
国特許第３，８１０，２２１号及び米国特許第３，８３
６，９３１号の２件は、何れもレフレックスカメラのフ
ァインダー光学系に回転対称非球面鏡と対称面を１面し
か持たない面を持ったレンズ系を用いた例を示してい
る。ただし、対称面を１面しか持たない面は、観察虚像
の傾きを補正する目的で利用されている。Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-205547 discloses that an aspherical reflection is used as the shape of the reflecting surface, but does not mention the shape of the reflecting surface. Further, U.S. Pat. No. 3,810,221 and U.S. Pat.
No. 6,931 each show an example in which a finder optical system of a reflex camera uses a lens system having a rotationally symmetric aspherical mirror and a surface having only one plane of symmetry. However, a plane having only one plane of symmetry is used for correcting the inclination of the observed virtual image.
【０００４】また、特開平１−２５７８３４号（米国特
許第５，２７４，４０６号）のものは、背面投影型テレ
ビにおいて、像歪みを補正するために、対称面を１面し
か持たない面を反射鏡に使用した例を示しているが、ス
クリーンへの投影には投影レンズ系が使われ、像歪みの
補正に対称面を１面しか持たない面が使われている。[0004] Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-257834 (US Pat. No. 5,274,406) discloses a rear projection television in which a plane having only one plane of symmetry is used to correct image distortion. Although an example in which the present invention is used for a reflecting mirror is shown, a projection lens system is used for projection onto a screen, and a plane having only one plane of symmetry is used for correcting image distortion.
【０００５】また、特開平７−３３３５５１号には、観
察光学系としてアナモルフィック面とトーリック面を使
用した裏面鏡タイプの偏心光学系の例が示されている。
しかし、像歪みを含め収差の補正が不十分で撮像光学系
には使用できない。Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-333551 discloses an example of a back-mirror type decentered optical system using an anamorphic surface and a toric surface as an observation optical system.
However, the correction of aberrations including image distortion is insufficient and cannot be used for an imaging optical system.
【０００６】以上の何れの先行技術も、対称面を１面し
か持たない面を使い、折り返し光路に裏面鏡として使用
したものではない。[0006] None of the above-mentioned prior arts uses a surface having only one symmetrical surface, and does not use a backside mirror in the folded optical path.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来技術では、光学系を構成する屈折レンズが光軸を軸
とした回転対称面で構成された回転対称光学系であっ
た。However, in these prior arts, the refracting lens constituting the optical system is a rotationally symmetric optical system constituted by a rotationally symmetric surface about the optical axis.
【０００８】また、結像された実像の収差が良好に補正
され、なおかつ、ディストーションが良好に補正されて
いないと、結像された図形等が歪んで写ってしまい、正
しい形状を記録することができなくなってしまう。さら
に、光路が直線になるために、光学系全体が光軸方向に
長くなってしまい、撮像装置が大型になってしまう問題
があった。If the aberration of the formed real image is corrected well and the distortion is not corrected properly, the formed figure or the like will be distorted, and the correct shape may be recorded. I can no longer do it. Further, since the optical path is straight, the entire optical system becomes longer in the optical axis direction, and there is a problem that the imaging device becomes large.
【０００９】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、倒立プリズムと
接眼光学系の作用を有し、広い画角においても明瞭で歪
みの少ない像を与えるプリズム光学系を提供することで
ある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and has as its object to realize an image having the functions of an inverted prism and an eyepiece optical system and having a clear and less distortion even at a wide angle of view. Is to provide a prism optical system.
【００１０】[0010]
【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、像を倒立させるプリズム光学系
において、前記倒立プリズム光学系は、少なくとも２つ
のプリズムにより構成され、前記プリズムの少なくとも
１つは、そのプリズムを構成する曲面が、その面内及び
面外共に回転対称軸を有さない回転非対称面形状の面を
少なくとも２面有し、かつ、その２つの面中少なくとも
１つは反射作用を持つ反射面として作用し、偏心により
発生する回転非対称な収差を前記回転非対称面形状で補
正するものであり、前記倒立プリズム光学系は、接眼光
学系として作用するように有限の焦点距離を有すること
を特徴とするものである。The prism optical system of the present invention for achieving the above object is a prism optical system for inverting an image, wherein the inverted prism optical system is constituted by at least two prisms, and at least one of the prisms is provided. One is that a curved surface constituting the prism has at least two rotationally asymmetric surfaces having no rotationally symmetric axis both in-plane and out-of-plane, and at least one of the two surfaces is at least one. Acts as a reflection surface having a reflection effect, and corrects rotationally asymmetric aberration caused by eccentricity by the rotationally asymmetric surface shape. The inverted prism optical system has a finite focal length so as to act as an eyepiece optical system. It is characterized by having.
【００１１】この場合、そのプリズム光学系は、シュミ
ットプリズムと略同一の光路を有するように構成され、
２つのプリズムの中１つは光路が略交差するように構成
され、かつ、ダハ面を持ち、他の１つは光路が交差しな
いように構成されているものとすることができる。そし
て、そのプリズム光学系は、対物レンズ側に光路が略交
差しかつダハ面を持つプリズムが配置され、観察者瞳側
に光路が交差しないように構成されたプリズムが配置さ
れているものとすることができる。In this case, the prism optical system is configured to have substantially the same optical path as the Schmidt prism,
One of the two prisms may be configured so that the optical paths substantially intersect and has a roof surface, and the other one may be configured so that the optical paths do not intersect. In the prism optical system, it is assumed that a prism having an optical path that substantially intersects and has a roof surface is arranged on the objective lens side, and a prism configured so that the optical path does not intersect is arranged on the observer pupil side. be able to.
【００１２】また、本発明のもう１つのプリズム光学系
は、像を倒立させるプリズム光学系において、前記倒立
プリズム光学系は、少なくとも２つのプリズムにより構
成され、前記プリズムの少なくとも１つは、そのプリズ
ムを構成する曲面が、その面内及び面外共に回転対称軸
を有さない回転非対称面形状の面を少なくとも２面有
し、かつ、その２つの面中少なくとも１つは反射作用を
持つ反射面として作用し、偏心により発生する回転非対
称な収差を前記回転非対称面形状で補正するものであ
り、前記倒立プリズム光学系は、接眼光学系として作用
するように有限の焦点距離を有し、かつ、その一次結像
位置近傍に拡散性のある面が配置されていることを特徴
とするものである。Another prism optical system according to the present invention is a prism optical system for inverting an image, wherein the inverted prism optical system is constituted by at least two prisms, and at least one of the prisms is a prism. Has at least two rotationally asymmetric surfaces having no axis of rotational symmetry both in-plane and out-of-plane, and at least one of the two surfaces has a reflective surface. Act as a rotationally asymmetric aberration generated by eccentricity in the rotationally asymmetric surface shape, the inverted prism optical system has a finite focal length to act as an eyepiece optical system, and, A diffusive surface is arranged near the primary imaging position.
【００１３】以下に、本発明において、上記のような構
成をとる理由と作用について説明する。本発明の主旨で
ある、反射面を回転非対称面で構成することにより、偏
心プリズム光学系にパワーを待たせることが可能とな
る。そこで、少なくとも２つのプリズムにより構成され
る倒立プリズム光学系に、接眼光学系の作用を追加する
ことにより、倒立プリズムとは別に接眼光学系を配置す
る必要がなくなり、構造を簡略化することが可能とな
り、小型の双眼鏡や、地上望遠鏡、カメラのファインダ
ー光学系等を構成することが可能となる。In the following, the reason and operation of the above-described configuration in the present invention will be described. By configuring the reflection surface as a rotationally asymmetric surface, which is the gist of the present invention, it becomes possible to make the decentered prism optical system wait for power. Therefore, by adding the function of the eyepiece optical system to the inverted prism optical system composed of at least two prisms, there is no need to arrange an eyepiece optical system separately from the inverted prism, and the structure can be simplified. Thus, it becomes possible to configure small binoculars, a ground telescope, a finder optical system of a camera, and the like.
【００１４】また、上記回転非対称面を対称面が１つの
み存在する面対称自由曲面で構成することも可能であ
り、また、対象面が存在しないアシンメトリック・ポリ
ノミナル・サーフェス（ＡＰＳ）で構成することも可能
である。後者の場合は、面の偏心は３次元となり、１断
面内のみの偏心ではなくなることが特徴となる。Further, the rotationally asymmetric surface can be formed by a plane-symmetric free-form surface having only one symmetric surface, or an asymmetric polynomial surface (APS) having no target surface. It is also possible. The latter case is characterized in that the eccentricity of the surface becomes three-dimensional and is not eccentric only in one cross section.
【００１５】ここで、面対称自由曲面、ＡＰＳとは以下
の式で定義されるものである。 Ｚ＝Ｃ2 ＋Ｃ3 ｙ＋Ｃ4 ｘ ＋Ｃ5 ｙ2 ＋Ｃ6 ｙｘ＋Ｃ7 ｘ2 ＋Ｃ8 ｙ3 ＋Ｃ9 ｙ2 ｘ＋Ｃ10ｙｘ2 ＋Ｃ11ｘ3 ＋Ｃ12ｙ4 ＋Ｃ13ｙ3 ｘ＋Ｃ14ｙ2 ｘ2 ＋Ｃ15ｙｘ3 ＋Ｃ16ｘ4 ＋Ｃ17ｙ5 ＋Ｃ18ｙ4 ｘ＋Ｃ19ｙ3 ｘ2 ＋Ｃ20ｙ2 ｘ3 ＋Ｃ21ｙｘ4 ＋Ｃ22ｘ5 ＋Ｃ23ｙ6 ＋Ｃ24ｙ5 ｘ＋Ｃ25ｙ4 ｘ2 ＋Ｃ26ｙ3 ｘ3 ＋Ｃ27ｙ2 ｘ4 ＋Ｃ28ｙｘ5 ＋Ｃ29ｘ6 ＋Ｃ30ｙ7 ＋Ｃ31ｙ6 ｘ＋Ｃ32ｙ5 ｘ2 ＋Ｃ33ｙ4 ｘ3 ＋Ｃ34ｙ3 ｘ4 ＋Ｃ35ｙ2 ｘ5 ＋Ｃ36ｙｘ6 ＋Ｃ37ｘ7 ・・・・・ ・・・（ａ） ただし、Ｃm （ｍは２以上の整数）は係数である。The plane-symmetric free-form surface, APS, is defined by the following equation. Z = C 2 + C 3 y + C 4 x + C 5 y 2 + C 6 yx + 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 yx 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 yx 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 ····· ··· (a) provided that, C m (m is an integer of 2 or more) is a coefficient.
【００１６】上記（ａ）式で定義される曲面は、一般的
には、Ｘ−Ｚ面、Ｙ−Ｚ面共に対称面を持つことはない
（ＡＰＳ）が、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つだけ存在する面対称
自由曲面となる。例えば、上記定義式（ａ）において
は、Ｃ4 ，Ｃ6 ，Ｃ9 ，Ｃ11，Ｃ13，Ｃ15，Ｃ18，
Ｃ20，Ｃ22，Ｃ24，Ｃ26，Ｃ28，Ｃ31，Ｃ33，Ｃ35，Ｃ
37，・・・の各項の係数を０にすることによって可能で
ある。The curved surface defined by the above equation (a) generally does not have a plane of symmetry in both the XZ plane and the YZ plane (APS), but all odd-order terms of x are set to 0. As a result, a plane-symmetric free-form surface having only one plane of symmetry parallel to the YZ plane exists. For example, in the above definition formula (a), C 4 , C 6 , C 9 , C 11 , C 13 , C 15 , C 18 ,
C 20, C 22, C 24 , C 26, C 28, C 31, C 33, C 35, C
37 ,... By setting the coefficient of each term to 0.
【００１７】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つだけ存在する面
対称自由曲面となる。例えば、上記定義式（ａ）におい
ては、Ｃ3 ，Ｃ6 ，Ｃ8 ，Ｃ10，Ｃ13，Ｃ15，Ｃ17，Ｃ
19，Ｃ21，Ｃ24，Ｃ26，Ｃ28，Ｃ30，Ｃ32，Ｃ34，
Ｃ36，・・・の各項の係数を０にすることによって可能
であり、また、以上のような対称面を持つことにより製
作性を向上することが可能となる。By setting all odd-numbered terms of y to 0, a plane-symmetric free-form surface having only one symmetry plane parallel to the XZ plane exists. For example, in the above definition formula (a), C 3 , C 6 , C 8 , C 10 , C 13 , C 15 , C 17 , C 17
19, C 21, C 24, C 26, C 28, C 30, C 32, C 34,
It is possible by setting the coefficient of each term of C 36 ,... To 0, and it is possible to improve the manufacturability by having the above-mentioned plane of symmetry.
【００１８】上記Ｙ−Ｚ面と平行な対称面、Ｘ−Ｚ面と
平行な対称面の何れか一方を対称面とすることにより、
偏心により発生する回転非対称な収差を効果的に補正す
ることが可能となる。By setting one of the symmetry plane parallel to the YZ plane and the symmetry plane parallel to the XZ plane as the symmetry plane,
It is possible to effectively correct rotationally asymmetric aberrations caused by eccentricity.
【００１９】また、上記のような倒立プリズムと接眼光
学系の作用を有するプリズム光学系をシュミットプリズ
ムと略同一の光路を有するように構成することにより、
偏心プリズム光学系に入射する入射軸上主光線と偏心プ
リズム光学系から射出する射出軸上主光線を略平行にす
ることが可能となり、物体の方向と観察方向が略同一と
なる。これは、物体を直接観察する方向と、光学系を通
して観察する方向が一致することになり、違和感がない
観察光学系を構成することができる。Further, by configuring the above-described prism optical system having the functions of the inverted prism and the eyepiece optical system to have substantially the same optical path as the Schmidt prism,
The principal ray on the incident axis entering the eccentric prism optical system and the principal ray on the exit axis exiting from the eccentric prism optical system can be made substantially parallel, and the direction of the object and the observation direction become substantially the same. In this case, the direction in which the object is directly observed and the direction in which the object is observed through the optical system match, so that an observation optical system that does not cause a sense of incongruity can be configured.
【００２０】この場合、シュミットプリズムと同様、２
つのプリズムの中１つは光路が略交差するように構成さ
れ、かつ、ダハ面を持ち、他の１つは光路が交差しない
ように構成される。In this case, like the Schmidt prism, 2
One of the prisms is configured so that the optical paths substantially intersect and has a roof surface, and the other one is configured so that the optical paths do not intersect.
【００２１】また、本発明のプリズム光学系をシュミッ
トプリズムと略同一の光路を有し接眼光学系を兼ねたも
のとするとき、対物レンズ側に光路が略交差しダハ面を
持ったプリズムを配置し、このプリズムを通して対物光
学系により結像される一次像を２つのプリズムの間に結
像し、観察者瞳側に光路の交差しないプリズムを配置す
ることにより、プリズム光学系の焦点距離を短くするこ
とが可能となり、観察倍率の高い接眼光学系を構成する
ことが可能となる。When the prism optical system of the present invention has substantially the same optical path as the Schmidt prism and also serves as an eyepiece optical system, a prism having an optical path substantially intersecting and having a roof surface is disposed on the objective lens side. Then, the primary image formed by the objective optical system is formed between the two prisms through this prism, and a prism that does not intersect the optical path is arranged on the observer pupil side, thereby shortening the focal length of the prism optical system. This makes it possible to configure an eyepiece optical system having a high observation magnification.
【００２２】また、視野絞りが、プリズム内部ではな
く、２つのプリズム間に配置することが可能となり、構
造及び製作性が向上する。さらに好ましくは、観察者瞳
側のプリズムで補正不足になる収差、特に円筒状に発生
する像面湾曲や、コマ収差を対物側に配置する光路が略
交差するプリズムで予め補正することにより、収差補正
上良い結果を得ることができる。Further, the field stop can be arranged not between the prisms but between the two prisms, so that the structure and manufacturability are improved. More preferably, aberrations that are insufficiently corrected by the prism on the observer's pupil side, in particular, curvature of field that occurs in a cylindrical shape, and coma aberration are corrected in advance by a prism in which the optical paths disposed on the object side substantially intersect, thereby achieving aberrations. Good results can be obtained in correction.
【００２３】また、対物光学系から送られてきた像を接
眼光学系の作用を持った倒立プリズム光学系内部の一次
結像位置近傍に拡散性のある面を配置することにより、
対物光学系の入射瞳径によらず、その拡散面で光線が拡
散されるため、本発明の接眼光学系を兼ねたプリズム光
学系の射出瞳径を大きくすることが可能となり、観察者
の瞳が多少ずれてもケラレを発生させない見やすい接眼
光学系を構成することが可能となる。Further, by disposing a diffusive surface near the primary image forming position inside the inverted prism optical system having the function of the eyepiece optical system, the image sent from the objective optical system is arranged.
Since the rays are diffused on the diffusing surface regardless of the entrance pupil diameter of the objective optical system, the exit pupil diameter of the prism optical system that also serves as the eyepiece optical system of the present invention can be increased, and the pupil of the observer can be increased. It is possible to construct an eyepiece optical system that is easy to see and does not cause vignetting even if the image is slightly shifted.
【００２４】また、対物光学系により形成される一次像
を２つのプリズムの間に形成することにより、一次像近
傍に視野絞りを配置することが可能となり、フレアーの
少ない鮮明な観察像を観察することが可能となる。Further, by forming the primary image formed by the objective optical system between the two prisms, it becomes possible to arrange a field stop near the primary image, and to observe a clear observation image with less flare. It becomes possible.
【００２５】さらに好ましくは、以下に示す数値を満足
することによって、収差補正上より好ましい結果を得る
ことが可能となる。まず、座標系として、物体中心を射
出し絞り中心を通り射出瞳中心に到達する光線を軸上主
光線とし、面の偏心面内をＹ軸方向、これと直交する方
向をＸ軸方向、Ｘ軸、Ｙ軸と直交座標系を構成する軸を
Ｚ軸とする。More preferably, by satisfying the following numerical values, it is possible to obtain more favorable results in aberration correction. First, as a coordinate system, a ray that exits the center of the object, reaches the center of the exit pupil through the center of the aperture, and reaches the center of the exit pupil is defined as an axial principal ray, the eccentric plane of the surface is in the Y-axis direction, the direction orthogonal thereto is the X-axis direction, An axis and an axis constituting a rectangular coordinate system with the Y axis are defined as a Z axis.
【００２６】そして、本発明のプリズム光学系の反射面
を、光線が略交差しダハ面を有するプリズムから光路の
交差しないプリズムの順に光線が進むとき、この２つの
プリズムのダハ面を除く反射面を、光線が当たる順番に
１〜４とする。When the light beam travels from the prism having the roof surface and the prism having the roof surface that does not cross the optical path in the order of the prism surface of the prism optical system of the present invention, the reflection surface excluding the roof surface of the two prisms Are set to 1 to 4 in the order in which the rays hit.
【００２７】また、反射面の中、物体中心を射出し絞り
中心を通り射出瞳中心に到達する光線を軸上主光線と
し、各反射面の上記軸上主光線が当たる位置でのＸ方
向、Ｙ方向の反射面のパワーをＰｘｎ、Ｐｙｎとする。
ｎは、反射面に軸上主光線が当たる順番の１〜４とす
る。本発明の場合、正のパワーを持っている反射面のＰ
ｘ、Ｐｙの値を正にする。In the reflecting surface, a ray exiting from the center of the object, passing through the center of the stop, and reaching the center of the exit pupil is defined as an axial principal ray, and the X direction at a position where the axial principal ray of each reflecting surface strikes, The power of the reflecting surface in the Y direction is Pxn and Pyn.
n is 1 to 4 in the order in which the axial principal ray hits the reflecting surface. In the case of the present invention, P of the reflecting surface having positive power
The values of x and Py are made positive.
【００２８】上記の光路が交差しないプリズムの透過作
用を有さない反射面のｘ方向のパワーをＰｘ３、ｙ方向
のパワーをＰｙ３とするとき、 −０．２＜Ｐｘ３＜０．２ ・・・（１） なる条件を満足することが重要となる。When the power in the x direction and the power in the y direction of the reflecting surface having no transmitting action of the prism whose optical paths do not intersect are defined as Px3 and Py3, respectively, -0.2 <Px3 <0.2... (1) It is important to satisfy certain conditions.
【００２９】この条件は、偏心して配置された第３反射
面のパワーを規定するものであり、下限の−０．２を越
えて第３反射面のパワーが弱くなると、偏心の角度が比
較的小さく、偏心収差の発生が少ない第３反射面の正の
パワーが弱くなりすぎ、焦点距離の短い、拡大倍率の高
い接眼光学系を構成することが難しくなる。また、上限
の０．２を越えると、第３反射面のパワーが強くなりす
ぎ、偏心収差の発生が大きくなり、他の面で補正するこ
とができなくなる。This condition stipulates the power of the eccentrically arranged third reflecting surface. If the power of the third reflecting surface becomes weaker than the lower limit of -0.2, the eccentric angle becomes relatively small. The positive power of the third reflecting surface, which is small and causes less eccentric aberration, becomes too weak, and it becomes difficult to configure an eyepiece optical system having a short focal length and a high magnification. On the other hand, when the value exceeds the upper limit of 0.2, the power of the third reflecting surface becomes too strong, so that the occurrence of eccentric aberration increases, and it becomes impossible to correct the power on other surfaces.
【００３０】また、ｙ方向のパワーについても、 −０．２＜Ｐｙ３＜０．２ ・・・（２） なる条件を満足することが重要である、上限下限の設定
理由については、上記条件式（１）と同様である。It is important that the power in the y direction also satisfies the following condition: -0.2 <Py3 <0.2 (2) Same as (1).
【００３１】さらに好ましくは、 −０．１＜Ｐｘ３＜０．１ ・・・（３） −０．１＜Ｐｙ３＜０．１ ・・・（４） を満足することが好ましい。It is more preferable that the following condition is satisfied: -0.1 <Px3 <0.1 (3) -0.1 <Py3 <0.1 (4)
【００３２】さらに好ましくは、 −０．０４＜Ｐｘ３＜０．０８ ・・・（５） −０．０１＜Ｐｙ３＜０．０６ ・・・（６） を満足することが、アイポイントの大きい接眼光学系を
構成する場合に好ましい。More preferably, -0.04 <Px3 <0.08 (5) -0.0 <Py3 <0.06 (6) It is preferable when configuring an optical system.
【００３３】また、対物光学系を省略して倒立プリズム
光学系に一次結像作用を持たせる本発明の後記の実施例
４の場合には、以下の式を満足することが重要である。In the case of the fourth embodiment of the present invention in which the objective optical system is omitted and the inverted prism optical system has a primary image forming function, it is important to satisfy the following expression.
【００３４】 ０＜Ｐｘ３＜０．０８ ・・・（７） ０＜Ｐｙ３＜０．０６ ・・・（８） 上記条件式（７）、（８）の上限のそれぞれ０．０８、
０．０６の意味は条件式（５）、（６）と同様である
が、それぞれの下限の０の意味は、光路が交差しないプ
リズムのみで接眼光学系を構成するために必要となる条
件である。この下限０を越えると、接眼光学系として必
要なパワーを光路が交差しないプリズム光学系に持たせ
るためには、第４反射面のパワーが第３反射面に比べて
強くなりすぎ、比較的軸上主光線に対して傾きの大きい
第４反射面で発生する偏心による回転非対称な収差の発
生が大きくなりすぎ、他の面で補正することが困難にな
る。0 <Px3 <0.08 (7) 0 <Py3 <0.06 (8) The upper limits of the conditional expressions (7) and (8) are set to 0.08, respectively.
The meaning of 0.06 is the same as that of the conditional expressions (5) and (6), but the meaning of the lower limit of 0 is a condition necessary for forming an eyepiece optical system using only prisms whose optical paths do not intersect. is there. If the lower limit of 0 is exceeded, the power of the fourth reflecting surface becomes too strong as compared with that of the third reflecting surface, so that the prism optical system whose optical paths do not intersect has the power required for the eyepiece optical system. The generation of rotationally asymmetric aberration due to eccentricity generated on the fourth reflecting surface having a large inclination with respect to the upper principal ray is too large, and it is difficult to correct the aberration on another surface.
【００３５】次に、第４反射面について説明する。第４
反射面は透過作用も有する面とすることにより、光路が
交差しないプリズムを小型に構成することが可能とな
り、好ましい。さらに、第４反射面の反射作用を全反射
面として構成することにより、透過作用を有する領域と
反射作用を有する領域の２つを重ねて構成することが可
能となり、プリズム光学系を小型に構成する場合にさら
に好ましい。Next, the fourth reflecting surface will be described. 4th
By making the reflective surface a surface that also has a transmissive action, it is possible to reduce the size of the prism whose optical paths do not intersect, which is preferable. Further, by configuring the reflection function of the fourth reflection surface as a total reflection surface, it is possible to overlap the two regions, that is, the region having the transmission function and the region having the reflection function, thereby making the prism optical system compact. It is more preferable when
【００３６】さらに、以下の条件式を満足することによ
り、収差補正上良い結果が得られる。 −０．２＜Ｐｘ４＜０．２ ・・・（９） −０．２＜Ｐｙ４＜０．２ ・・・（10） それぞれの上限の０．２と下限の−０．２の設定理由に
ついては、上記条件式（１）と同じである。Further, by satisfying the following conditional expressions, good results in aberration correction can be obtained. -0.2 <Px4 <0.2 (9) -0.2 <Py4 <0.2 (10) Reasons for setting the upper limit of 0.2 and the lower limit of -0.2 Is the same as the conditional expression (1).
【００３７】さらに好ましくは、 −０．１＜Ｐｘ４＜０．１ ・・・（11） −０．１＜Ｐｙ４＜０．１ ・・・（12） を満足することが好ましい。It is more preferable that the following condition is satisfied: -0.1 <Px4 <0.1 (11) -0.1 <Py4 <0.1 (12)
【００３８】さらに好ましくは、 −０．１＜Ｐｘ４＜０．１ ・・・（13） ０＜Ｐｙ４＜０．０６ ・・・（14） を満足することが好ましい。It is more preferable that the following condition is satisfied: -0.1 <Px4 <0.1 (13) 0 <Py4 <0.06 (14)
【００３９】また、対物光学系を省略して倒立プリズム
光学系に一次結像作用を持たせる本発明の後記の実施例
４の場合には、以下の式を満足することが重要である。In the case of the fourth embodiment of the present invention in which the objective optical system is omitted and the inverted prism optical system has a primary image forming function, it is important to satisfy the following expression.
【００４０】 −０．１＜Ｐｘ４＜０ ・・・（15） ０＜Ｐｙ４＜０．０６ ・・・（16） 上記条件式（１６）は式（１４）と同様であるが、条件
式（１５）の上限は、像面の収差のみではなく、瞳収差
を補正するために必要となる。上記条件式（１５）の上
限の０を越えると、そのプリズムの瞳収差が大きく発生
し、倒立プリズム光学系の瞳収差が大きく発生し、射出
瞳の形状が大きく変化し、例えば観察者の瞳を射出瞳位
置に持ってきても、光線がケラレて観察することができ
なくなってしまう。−0.1 <Px4 <0 (15) 0 <Py4 <0.06 (16) Although the conditional expression (16) is the same as the expression (14), The upper limit of 15) is necessary to correct not only the aberration of the image plane but also the pupil aberration. If the upper limit of 0 in conditional expression (15) is exceeded, pupil aberration of the prism will be large, pupil aberration of the inverted prism optical system will be large, and the shape of the exit pupil will change greatly. Is brought to the exit pupil position, the light rays are vignetted and cannot be observed.
【００４１】次に、面の偏心面内をＹ軸方向、これと直
交する方向をＸ軸方向、Ｘ軸、Ｙ軸と直交座標系を構成
する軸をＺ軸とするとき、前記順番１〜４の反射面の偏
心面内（Ｙ−Ｚ面内）のＹ正方向の最大画角の主光線
と、Ｙ負方向の最大画角の主光線とが前記面と当たる部
分のＸ方向の曲率の差をＣｘｎとするとき、 −０．１＜Ｃｘ３＜０．２ ・・・（17） なる条件を満足することが重要である。Next, when the eccentric surface of the surface is the Y-axis direction, the direction orthogonal thereto is the X-axis direction, and the axes constituting the orthogonal coordinate system with the X-axis and the Y-axis are the Z-axis, 4. The curvature in the X direction of the portion where the principal ray having the maximum angle of view in the positive Y direction and the principal ray having the maximum angle of view in the negative Y direction within the eccentric plane (in the YZ plane) of the reflecting surface 4 is in contact with the surface. Where Cxn is the difference between the two, it is important to satisfy the following condition: -0.1 <Cx3 <0.2 (17)
【００４２】この条件は、台形状に発生する像歪みの補
正に関し、上記条件式の下限の−０．１を越えると、下
辺の短い台形となる。また、上限の０．２を越えると、
上辺の短い台形となってしまう。This condition relates to correction of image distortion generated in a trapezoidal shape. If the lower limit of -0.1 of the above-mentioned conditional expression is exceeded, a trapezoid with a short lower side is obtained. If the upper limit of 0.2 is exceeded,
It becomes a trapezoid with a short upper side.
【００４３】さらに好ましくは、 −０．０２＜Ｃｘ３＜０．１ ・・・（18） なる条件を満足することが重要である。More preferably, it is important to satisfy the following condition: -0.02 <Cx3 <0.1 (18)
【００４４】また、同様に、第４反射面についても、 −０．１＜Ｃｘ４＜０．１ ・・・（19） なる条件を満足することが重要である。この条件は、台
形に発生する像歪みに関し、上記条件式の下限の−０．
１を越えると、下辺の短い台形となる。また、上限の
０．１を越えると、上辺の短い台形となってしまう。Similarly, it is important that the fourth reflecting surface also satisfies the following condition: -0.1 <Cx4 <0.1 (19) This condition relates to the image distortion generated in the trapezoid, and the lower limit of -0.0.
If it exceeds 1, it becomes a short trapezoid on the lower side. If the upper limit of 0.1 is exceeded, a trapezoid with a short upper side will result.
【００４５】さらに好ましくは、 −０．０３＜Ｃｘ４＜０．０５ ・・・（20） なる条件を満足することが重要である。More preferably, it is important to satisfy the following condition: -0.03 <Cx4 <0.05 (20)
【００４６】次に、物体中心を射出し絞り中心を通り射
出瞳中心に到達する光線を軸上主光線とし、面の偏心面
内をＹ軸方向、これと直交する方向をＸ軸方向、Ｘ軸、
Ｙ軸と直交座標系を構成する軸をＺ軸とするとき、反射
面のＸ方向の最大画角主光線が当たる位置での面の法線
のＹ−Ｚ面内でのｔａｎの値と、軸上主光線が前記面に
当たる位置での前記面の法線のＹ−Ｚ面内でのｔａｎの
値との差をＤＹｎとするとき（ｎの意味は上記と同
じ）、 −０．１＜ＤＹ３＜０．１ ・・・（21） なる条件を満足することが重要となる。Next, a ray that exits the center of the object, passes through the center of the stop, and reaches the center of the exit pupil is defined as an axial chief ray, the eccentric plane of the surface is in the Y-axis direction, the direction orthogonal thereto is the X-axis direction, axis,
When the axis constituting the orthogonal coordinate system with the Y axis is the Z axis, the value of tan in the YZ plane of the normal to the surface at the position where the principal ray of the maximum angle of view in the X direction of the reflecting surface is applied, When the difference between the normal of the surface and the value of tan in the YZ plane at the position where the axial principal ray hits the surface is DYn (the meaning of n is the same as above), -0.1 < DY3 <0.1 (21) It is important to satisfy the following condition.
【００４７】この条件式は、水平線が山なりになった
り、谷なりになる像歪みを小さくするための条件であ
る。図７（ａ）の斜視図、同図（ｂ）のＹ−Ｚ面への投
影図に示すように、Ｘ方向の最大画角の主光線が回転非
対称面Ａと交差する点におけるその回転非対称面の法線
ｎ’のＹ−Ｚ面内でのｔａｎの値と、軸上主光線がその
回転非対称面Ａと交差する点における回転非対称面の法
線ｎのＹ−Ｚ面内でのｔａｎの値との差をＤＹｎとする
とき、第３反射面が（２１）の条件を満足することが重
要である。上記条件式の下限の−０．１を越えると、山
なりになり、上限の０．１を越えると谷なりになり、他
の面で他の収差とバランス良く補正することが難しくな
る。This conditional expression is a condition for reducing image distortion in which a horizontal line becomes a peak or a valley. As shown in the perspective view of FIG. 7A and the projection onto the YZ plane of FIG. 7B, the rotational asymmetry at the point where the principal ray having the maximum angle of view in the X direction intersects with the rotationally asymmetric surface A. The value of tan in the YZ plane of the normal n 'of the surface and the tan in the YZ plane of the normal n of the rotationally asymmetric surface at the point where the axial chief ray intersects the rotationally asymmetric surface A It is important that the third reflecting surface satisfies the condition (21), where DYn is the difference from this value. If the lower limit of -0.1 of the above conditional expression is exceeded, peaks will occur, and if the upper limit of 0.1 is exceeded, valleys will occur, making it difficult to correct other aberrations in a well-balanced manner.
【００４８】さらに好ましくは、 −０．０５＜ＤＹ３＜０．０１ ・・・（22） なる条件を満足することが重要となる。More preferably, it is important to satisfy the following condition: -0.05 <DY3 <0.01 (22)
【００４９】さらに、第４反射面に対しても、 −０．１＜ＤＹ４＜０．１ ・・・（23） なる条件を満足することが重要となる。Further, it is important for the fourth reflecting surface to satisfy the following condition: -0.1 <DY4 <0.1 (23)
【００５０】さらに好ましくは、 −０．０２＜ＤＹ４＜０．０１ ・・・（24） なる条件を満足することが重要となる。More preferably, it is important to satisfy the following condition: -0.02 <DY4 <0.01 (24)
【００５１】また、対物光学系を省略して倒立プリズム
光学系に一次結像作用を持たせる本発明の後記の実施例
４の場合には、以下の式を満足することが重要である。 ０＜ＤＹ２＜０．０5 ・・・（25） この条件式も、式（２１）と同様に、山又は谷なりに発
生する像歪みに関するものであり、上下限については式
（２１）と同様である。しかし、対物光学系を省略した
実施例４の場合は、対物光学系の作用を持つ光路が略交
差しダハ面を持ったプリズムが対物光学系の作用をし、
２つのプリズム内に一次像を形成する。他の実施例のよ
うに回転対称光学系により一次像を形成する場合は、回
転非対称な像歪みは発生しないが、実施例４の場合は光
路が略交差する偏心プリズムにより一次像を形成してい
るため、回転非対称な像歪みが発生する。こらは一次像
で大きく発生してしまうと、接眼光学系の作用を持つ光
路が交差しないプリズムで補正することが不可能にな
る。In the case of the fourth embodiment of the present invention in which the objective optical system is omitted and the inverted prism optical system has a primary image forming function, it is important to satisfy the following expression. 0 <DY2 <0.05 (25) This conditional expression also relates to image distortion that occurs in a peak or a valley in the same manner as in Expression (21), and the upper and lower limits are the same as in Expression (21). It is. However, in the case of Embodiment 4 in which the objective optical system is omitted, the optical paths having the function of the objective optical system substantially intersect, and a prism having a roof surface acts as the objective optical system.
A primary image is formed in the two prisms. When a primary image is formed by a rotationally symmetric optical system as in the other embodiments, rotationally asymmetric image distortion does not occur, but in the case of the fourth embodiment, a primary image is formed by an eccentric prism whose optical paths substantially intersect. Therefore, rotationally asymmetric image distortion occurs. If these are largely generated in the primary image, it becomes impossible to correct the optical path having the function of the eyepiece optical system with a prism that does not intersect.
【００５２】最後に、第３反射面と第４反射面の軸上主
光線の当たる位置のパワーの比について説明する。Ｘ方
向の第３反射面と第４反射面のパワーの比をＰｘ３４、
ｙ方向のパワーの比をＰｙ３４とするとき、 −２＜Ｐｘ３４＜２ ・・・（26） なる条件を満足することが好ましい。この条件は、Ｘ方
向の接眼光学系の焦点距離とアイポイントの関係に深く
関係しおり、下限の−２を越えると、光学系全体のパワ
ーが強くなり、拡大倍率の大きい接眼光学系を構成する
ことが可能となるが、アイポイントが短くなりすぎ、観
察し難くなってしまう。また、上限の２を越えると、ア
イポイントは取れるが、光学系全体のパワーが弱くなり
すぎ、高倍の接眼光学系を提供することが難しくなる。Lastly, the ratio of the power of the third reflecting surface and the fourth reflecting surface at the position where the axial principal ray falls will be described. The power ratio of the third reflecting surface and the fourth reflecting surface in the X direction is Px34,
When the power ratio in the y direction is Py34, it is preferable to satisfy the following condition: -2 <Px34 <2 (26) This condition is deeply related to the relationship between the focal length of the eyepiece optical system in the X direction and the eye point. If the lower limit of −2 is exceeded, the power of the entire optical system becomes stronger, and an eyepiece optical system having a large magnification is formed. However, the eye point becomes too short, making observation difficult. If the upper limit of 2 is exceeded, an eye point can be obtained, but the power of the entire optical system becomes too weak, and it becomes difficult to provide a high-magnification eyepiece optical system.
【００５３】同様に、ｙ方向についても、 −１＜Ｐｙ３４＜３ ・・・（27） なる条件を満足することが好ましい、下限と上限の設定
理由は（２６）式と同様である。Similarly, also in the y direction, it is preferable to satisfy the following condition: -1 <Py34 <3 (27) The reason for setting the lower limit and the upper limit is the same as in the equation (26).
【００５４】さらに好ましくは、 −１＜Ｐｘ３４＜１ ・・・（28） ０＜Ｐｙ３４＜２ ・・・（29） なる条件を満足することがより好ましい。More preferably, the following condition is satisfied: -1 <Px34 <1 (28) 0 <Py34 <2 (29)
【００５５】以上のように、上記条件式（１）〜（２
９）を単独又は複数満足することが収差補正上好まし
く、全ての条件式を満足するとより好ましい。As described above, the conditional expressions (1) to (2)
It is preferable to satisfy 9) alone or a plurality of conditions in terms of aberration correction, and it is more preferable to satisfy all the conditional expressions.
【００５６】[0056]
【発明の実施の形態】以下に、本発明のプリズム光学系
の実施例を示す。実施例１〜３は双眼鏡用の倒立プリズ
ムに接眼光学系の作用を付加したものである。実施例４
は、双眼鏡用の倒立プリズムに対物光学系、接眼光学系
の作用を付加したものである。なお、実施例１〜３の対
物レンズは、以下の実施例に示した例に限らず、焦点距
離の長いものを使用して、所謂高倍率の地上望遠鏡の接
眼光学系として本発明のプリズム光学系を利用すること
ができることは言うまでもない。また、対物レンズを変
倍光学系で構成し、ズーム光学系にしたり、実像式ファ
インダーを構成することができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the prism optical system according to the present invention will be described below. In the first to third embodiments, the function of an eyepiece optical system is added to an inverted prism for binoculars. Example 4
Is an inverted prism for binoculars in which the functions of an objective optical system and an eyepiece optical system are added. In addition, the objective lenses of Examples 1 to 3 are not limited to the examples shown in the following Examples, and those having a long focal length can be used as the eyepiece optical system of a so-called high magnification terrestrial telescope. It goes without saying that the system can be used. In addition, the objective lens can be configured with a variable power optical system, a zoom optical system, or a real image type finder can be configured.
【００５７】まず、後述する実施例１〜４の構成パラメ
ータにおいては、面番号は、光線の進行順に従ってお
り、同軸部分については、慣用されているように、その
面の曲率半径、その面と次の面の軸上間隔、その面に続
く媒質の屈折率、アッベ数を示す。また、偏心部分につ
いては、図１に示すように、プリズム光学系３の第１プ
リズム４の第１面３１の面頂を光学系の原点として、光
軸２を、物体中心（図では省略）を出て、原点を通る光
線で定義し、原点から光軸２に進む方向をＺ軸方向、こ
のＺ軸に直交し原点を通り、光線が第１プリズム４によ
って折り曲げられる面内の方向をＹ軸方向、Ｚ軸、Ｙ軸
に直交し原点を通る方向をＸ軸方向とし、原点から像面
に向かう方向をＺ軸の正方向、光軸２から第２プリズム
５方向をＹ軸の負方向、そして、これらＺ軸、Ｙ軸と右
手系を構成する方向をＸ軸の正方向とする。First, in the structural parameters of the first to fourth embodiments described later, the surface numbers are in accordance with the traveling order of light rays, and the radius of curvature of the surface, the radius of curvature of the surface, It shows the axial spacing of the next surface, the refractive index of the medium following that surface, and the Abbe number. As for the eccentric portion, as shown in FIG. 1, the optical axis 2 is set to the center of the object (not shown) with the top of the first surface 31 of the first prism 4 of the prism optical system 3 as the origin of the optical system. And the direction passing from the origin to the optical axis 2 is defined as the Z-axis direction, and the direction orthogonal to the Z-axis and passing through the origin and the direction in the plane where the light beam is bent by the first prism 4 is defined as Y. The direction orthogonal to the axial direction, the Z axis and the Y axis and passing through the origin is defined as the X axis direction, the direction from the origin toward the image plane is the positive direction of the Z axis, and the direction from the optical axis 2 to the second prism 5 is the negative direction of the Y axis. The direction forming the right-handed system with the Z axis and the Y axis is defined as the positive direction of the X axis.
【００５８】また、各面の偏心に関しては、面頂の原点
からのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の偏心量とその面の中心軸
のＸ軸の周りでの回転量がαで与えられている。その場
合、正は反時計周りを意味する。With respect to the eccentricity of each surface, the amount of eccentricity in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions from the origin of the surface top and the amount of rotation of the center axis of the surface around the X-axis are given by α. ing. In that case, positive means counterclockwise.
【００５９】また、自由曲面の面の形状は前記の（ａ）
式により定義する。その定義式のＺ軸が自由曲面の軸と
なる。なお、データの記載されていない非球面に関する
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。The shape of the surface of the free-form surface is as described in the above (a).
Defined by an expression. The Z axis of the definition is the axis of the free-form surface. Note that the term relating to the aspheric surface for which no data is described is zero. Regarding the refractive index, d-line (wavelength 587.
56 nm). The unit of the length is mm.
【００６０】さて、以下の実施例１〜４のプリズム光学
系３はシュミットプリズムに接眼光学系として作用する
ように有限の焦点距離を有するようにしたものであり、
２つのプリズム４、５の中の第１のプリズム４は、透過
面と反射面を兼ねる第１面３１、反射面と透過面を兼ね
る第２面３２、反射面の第３面３３からなり、第３面３
３はダハ面であり、第１面３１から入射した軸上主光線
は、順に、第２面３２で全反射され、第２面３２で反射
され、第１面３１で全反射され、第２面３２を透過し
て、第２のプリズム５に入射する。この第１のプリズム
４中では、第１面３１から第２面３２へ最初に到る軸上
主光線と、第３面３３から第２面３２へ到る軸上主光
線、あるいは、第１面３１から第２面３２へ２回目に到
る軸上主光線とが交差する。The prism optical systems 3 of the following Examples 1 to 4 have a finite focal length so as to act as an eyepiece optical system for the Schmidt prism.
The first prism 4 of the two prisms 4 and 5 includes a first surface 31 that also serves as a transmission surface and a reflection surface, a second surface 32 that also serves as a reflection surface and a transmission surface, and a third surface 33 that is a reflection surface. Third surface 3
Reference numeral 3 denotes a roof surface, and the axial principal ray incident from the first surface 31 is totally reflected by the second surface 32, reflected by the second surface 32, totally reflected by the first surface 31, and The light passes through the surface 32 and enters the second prism 5. In the first prism 4, an axial principal ray from the first surface 31 to the second surface 32 first, an axial principal ray from the third surface 33 to the second surface 32, or the first principal ray. The second-time on-axis principal ray intersects from the surface 31 to the second surface 32.
【００６１】また、第２のプリズム５は、透過面と反射
面を兼ねる第１面３４、反射面の第２面３５、透過面の
第３面３６からなり、第１面３４から入射した軸上主光
線は、順に、第２面３５で反射され、第１面３４で全反
射され、第３面３６を透過して、射出瞳６に到る。この
第２のプリズム５中では、第１面３４から第２面３５へ
到る軸上主光線と、第１面３４から第３面３６へ到る軸
上主光線とは交差しない。The second prism 5 is composed of a first surface 34 serving both as a transmission surface and a reflection surface, a second surface 35 as a reflection surface, and a third surface 36 as a transmission surface. The upper principal ray is sequentially reflected on the second surface 35, totally reflected on the first surface 34, transmitted through the third surface 36, and reaches the exit pupil 6. In the second prism 5, the axial principal ray from the first surface 34 to the second surface 35 does not intersect with the axial principal ray from the first surface 34 to the third surface 36.
【００６２】なお、後記の実施例１〜４において、第１
プリズム４の第１面３１、第２面３２、第２プリズム５
の第１面３４、第２面３５、第３面３６は自由曲面から
なる。そして、第１プリズム４の反射面として作用する
第２面３２、第１面３１、第２プリズム５の第２面３
５、第１面３４がそれぞれ前記の第１反射面、第２反射
面、第３反射面、第４反射面を構成している。In Examples 1 to 4 described below, the first
First surface 31, second surface 32 of prism 4, second prism 5
The first surface 34, the second surface 35, and the third surface 36 are free-form surfaces. Then, the second surface 32, the first surface 31, and the second surface 3 of the second prism 5, which act as the reflecting surface of the first prism 4,
5. The first surface 34 constitutes the first, second, third and fourth reflecting surfaces, respectively.
【００６３】実施例１〜４の光学系のＹ−Ｚ断面をそれ
ぞれ示す図１〜図４において、１は対物レンズを、２は
光軸を、６は光学系の射出瞳を、Ｅは観察者眼球を示
す。In FIGS. 1 to 4 showing the YZ cross sections of the optical systems of Examples 1 to 4, 1 is an objective lens, 2 is an optical axis, 6 is an exit pupil of the optical system, and E is observation. Shows the eyeball of the subject.
【００６４】実施例１〜３は、図１〜図３に示すよう
に、何れも対物レンズ１と、倒立プリズムと接眼光学系
を兼ねるプリズム光学系３とからなり、対物レンズ１は
両凸レンズと像側に凸面を向けた負メニスカスレンズと
の接合レンズからなり、プリズム光学系３は上記のよう
なシュミットプリズム形状のものである。As shown in FIGS. 1 to 3, each of the first to third embodiments comprises an objective lens 1 and a prism optical system 3 which also serves as an inverted prism and an eyepiece optical system. The prism optical system 3 is composed of a cemented lens with a negative meniscus lens having a convex surface facing the image side, and has a Schmidt prism shape as described above.
【００６５】実施例４は、図４に示すように、対物光学
系と倒立プリズムと接眼光学系を兼ねるプリズム光学系
３のみからなり、プリズム光学系３は上記のようなシュ
ミットプリズム形状のものである。As shown in FIG. 4, the fourth embodiment comprises only an objective optical system, an inverted prism, and a prism optical system 3 which also serves as an eyepiece optical system. The prism optical system 3 has a Schmidt prism shape as described above. is there.
【００６６】実施例１の撮像画角は、水平半画角４．３
６°、垂直半画角３．２７°、入射瞳径は１２ｍｍであ
り、観察画角は、２３．４°×１９．２４°、倍率約
５．５倍に相当する。実施例２の撮像画角は、水平半画
角６．１０°、垂直半画角４．７０°、入射瞳径は１２
ｍｍであり、観察画角は、２３．４°×１９．２４°、
倍率約４倍に相当する。実施例３の撮像画角は、水平半
画角４．３６°、垂直半画角３．２７°、入射瞳径は１
２ｍｍであり、観察画角は、２４．１９°×１７．９３
°、倍率約５．５倍に相当する。実施例４の撮像画角
は、水平半画角６．７°、垂直半画角５．０°、入射瞳
径は９ｍｍであり、観察画角は、１７．７°×１３．３
°、倍率約２．６倍に相当する。なお、何れの実施例に
おいても、観察虚像は１ｍ物体側に虚像として結像す
る。The imaging angle of view of the first embodiment is a horizontal half angle of view 4.3.
The vertical angle of view is 3.27 °, the entrance pupil diameter is 12 mm, and the observation angle of view is 23.4 ° × 19.24 °, which corresponds to a magnification of about 5.5. The imaging angle of view of Example 2 is a horizontal half angle of view 6.10 °, a vertical half angle of view 4.70 °, and the entrance pupil diameter is 12
mm, the observation angle of view is 23.4 ° × 19.24 °,
This corresponds to a magnification of about 4 times. The imaging angle of view of Example 3 is a horizontal half angle of view 4.36 °, a vertical half angle of view 3.27 °, and the entrance pupil diameter is 1
2 mm, and the observation angle of view was 24.19 ° × 17.93.
°, corresponding to a magnification of about 5.5. In Example 4, the imaging angle of view was 6.7 ° in the horizontal half angle of view, 5.0 ° in the vertical half angle of view, the entrance pupil diameter was 9 mm, and the observation angle of view was 17.7 ° × 13.3.
°, corresponding to a magnification of about 2.6 times. In each of the examples, the observed virtual image is formed as a virtual image on the object side of 1 m.
【００６７】以下に、上記実施例１〜４の構成パラメー
タを示す。 実施例１ 面番号 曲率半径 間隔 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ ∞ 1 絞り面 40.2088 2.85 1.57135 53.00 2 -26.8363 1.00 1.62004 36.30 3 -208.6676 32.04 4 透過面 自由曲面 1.52540 55.78 5 反射面 自由曲面 偏心(1) 1.52540 55.78 6 反射面 ∞ 偏心(2) 1.52540 55.78 （ダハ面） 7 反射面 自由曲面 1.52540 55.78 8 透過面 自由曲面 偏心(1) 9 透過面 自由曲面 偏心(3) 1.52540 55.78 10 反射面 自由曲面 偏心(4) 1.52540 55.78 11 反射面 自由曲面 偏心(3) 1.52540 55.78 12 透過面 自由曲面 偏心(5) 47.00 13 瞳面 ∞ 自由曲面 Ｃ5 -5.1170×10-3 Ｃ7 5.4601×10-3 Ｃ8 8.8348×10-5 Ｃ10 -7.0524×10-5 自由曲面 Ｃ5 -3.5395×10-4 Ｃ7 6.7137×10-3 Ｃ8 2.4288×10-5 Ｃ10 5.0626×10-5 自由曲面 Ｃ5 6.5279×10-3 Ｃ7 6.5488×10-3 Ｃ8 3.1554×10-5 Ｃ10 -2.7768×10-4 自由曲面 Ｃ5 -1.5323×10-3 Ｃ7 4.1449×10-3 Ｃ8 -3.3932×10-5 Ｃ10 -6.6649×10-4 自由曲面 Ｃ5 1.0168×10-2 Ｃ7 -4.2969×10-2 Ｃ8 1.2700×10-3 Ｃ10 -1.6990×10-4 Ｘ Ｙ Ｚ α（°） 偏心(1) 0.0000 0.0000 11.0133 -43.0410 偏心(2) 0.0000 16.0426 9.9146 ７３．５４１２ 偏心（３） ０．００００ ０．００００ 17.5028 -52.1590 偏心(4) 0.0000 -14.3013 13.8526 -77.3392 偏心(5) 0.0000 0.0000 32.0000 0.0000 。The following is a description of the structural parameters of the first to fourth embodiments. Example 1 Surface number Curvature radius Interval Refractive index Abbe number Object surface ∞ ∞ 1 Aperture surface 40.2088 2.85 1.57135 53.00 2 -26.8363 1.00 1.62004 36.30 3 -208.6676 32.04 4 Transmission surface Free curved surface 1.52540 55.78 5 Reflective surface Free curved surface Eccentricity (1) 1.52540 55.78 6 Reflective surface 偏 Eccentricity (2) 1.52540 55.78 (Dach surface) 7 Reflective surface Free curved surface 1.52540 55.78 8 Transmitting surface Free curved surface Eccentricity (1) 9 Transmitting surface Free curved surface Eccentricity (3) 1.52540 55.78 10 Reflective surface Free curved surface Eccentricity (4 ) 1.52540 55.78 11 reflecting surface free curved eccentric (3) 1.52540 55.78 12 transmitting surface free curved eccentric (5) 47.00 13 pupil plane ∞ free curved surface C 5 -5.1170 × 10 -3 C 7 5.4601 × 10 -3 C 8 8.8348 × 10 -5 C 10 -7.0524 × 10 -5 Free-form surface C 5 -3.5395 × 10 -4 C 7 6.7 137 × 10 -3 C 8 2.4288 × 10 -5 C 10 5.0626 × 10 -5 Free-form surface C 5 6.5279 × 10 -3 C 7 6.5488 × 10 -3 C 8 3.1554 × 10 -5 C 10 -2.7768 × 10 -4 Free-form surface C 5 -1.5323 × 10 -3 C 7 4.1449 × 10 -3 C 8 -3.3932 × 10 -5 C 10- 6.6649 × 10 -4 free-form surface C 5 1.0168 × 10 -2 C 7 -4.2969 × 10 -2 C 8 1.2700 × 10 -3 C 10 -1.6990 × 10 -4 XYZ α (°) Eccentricity (1) 0.0000 0.0000 11.0133 -43.0410 Eccentricity (2) 0.0000 16.0426 9.9146 73 0.5412 Eccentricity (3) 0.0000 0.0000 17.5028 -52.1590 Eccentricity (4) 0.0000 -14.3013 13.8526 -77.3392 Eccentricity (5) 0.0000 0.0000 32.0000 0.0000
【００６８】実施例２ 面番号 曲率半径 間隔 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ ∞ 1 絞り面 57.40736 2.85 1.57135 53.00 2 -29.18273 1.00 1.62004 36.30 3 -276.39390 50.00 4 透過面 自由曲面 1.52540 55.78 5 反射面 自由曲面 偏心(1) 1.52540 55.78 6 反射面 ∞ 偏心(2) 1.52540 55.78 （ダハ面） 7 反射面 自由曲面 1.52540 55.78 8 透過面 自由曲面 偏心(1) 9 透過面 自由曲面 偏心(3) 1.52540 55.78 10 反射面 自由曲面 偏心(4) 1.52540 55.78 11 反射面 自由曲面 偏心(3) 1.52540 55.78 12 透過面 自由曲面 偏心(5) 47.00 13 瞳面 ∞ 自由曲面 Ｃ5 -8.0124×10-4 Ｃ7 3.5709×10-3 Ｃ8 7.0045×10-5 Ｃ10 1.5193×10-4 自由曲面 Ｃ5 -5.6592×10-4 Ｃ7 2.0195×10-3 Ｃ8 -6.8568×10-6 Ｃ10 -1.6129×10-5 自由曲面 Ｃ5 4.0388×10-3 Ｃ7 2.9239×10-3 Ｃ8 3.2819×10-5 Ｃ10 -1.7712×10-4 自由曲面 Ｃ5 -2.2833×10-3 Ｃ7 -9.9396×10-4 Ｃ8 5.6528×10-5 Ｃ10 -3.1137×10-4 自由曲面 Ｃ5 -3.2781×10-3 Ｃ7 -2.8737×10-2 Ｃ8 5.3247×10-4 Ｃ10 -3.6264×10-4 Ｘ Ｙ Ｚ α（°） 偏心(1) 0.0000 0.0000 15.4258 -44.5092 偏心(2) 0.0000 15.4803 15.1605 69.7460 偏心(3) 0.0000 0.0000 17.5019 -50.8056 偏心(4) 0.0000 -17.6277 13.8799 -75.2844 偏心(5) 0.0000 0.0000 32.0000 0.0000 。Example 2 Surface number Curvature radius Interval Refractive index Abbe number Object surface ∞ ∞ 1 Aperture surface 57.40736 2.85 1.57135 53.00 2 -29.18273 1.00 1.62004 36.30 3 -276.39390 50.00 4 Transmission surface Free curved surface 1.52540 55.78 5 Reflective surface Free curved surface Eccentricity ( 1) 1.52540 55.78 6 Reflection surface 偏 Eccentricity (2) 1.52540 55.78 (Dach surface) 7 Reflection surface Free-form surface 1.52540 55.78 8 Transmission surface Free-form surface Eccentricity (1) 9 Transmission surface Free-form surface Eccentricity (3) 1.52540 55.78 10 Reflection surface Free-form surface Eccentricity (4) 1.52540 55.78 11 Reflective surface Free-form surface Eccentricity (3) 1.52540 55.78 12 Transmitting surface Free-form surface Eccentricity (5) 47.00 13 Pupil surface ∞ Free-form surface C 5 -8.0124 × 10 -4 C 7 3.5709 × 10 -3 C 8 7.0045 × 10 -5 C 10 1.5193 × 10 -4 Free-form surface C 5 -5.6592 × 10 -4 C 7 2.0 195 × 10 -3 C 8 -6.8568 × 10 -6 C 10 -1.6129 × 10 -5 Free-form surface C 5 4.0388 × 10 -3 C 7 2.9239 × 10 -3 C 8 3.2819 × 10 -5 C 10 -1.7712 × 10 -4 free curved surface C 5 -2.2833 × 10 -3 C 7 -9.9396 × 10 -4 C 8 5.6528 × 10 - 5 C 10 -3.1137 × 10 -4 own Curved C 5 -3.2781 × 10 -3 C 7 -2.8737 × 10 -2 C 8 5.3247 × 10 -4 C 10 -3.6264 × 10 -4 X Y Z α (°) an eccentric (1) 0.0000 0.0000 15.4258 -44.5092 eccentric ( 2) 0.0000 15.4803 15.1605 69.7460 Eccentricity (3) 0.0000 0.0000 17.5019 -50.8056 Eccentricity (4) 0.0000 -17.6277 13.8799 -75.2844 Eccentricity (5) 0.0000 0.0000 32.0000 0.0000
【００６９】実施例３ 面番号 曲率半径 間隔 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ ∞ 1 絞り面 40.20881 2.8500 1.57135 53.00 2 -26.83633 1.0000 1.62004 36.30 3 -208.66757 36.4737 4 透過面 自由曲面 1.52540 55.78 5 反射面 自由曲面 偏心(1) 1.52540 55.78 6 反射面 ∞ 偏心(2) 1.52540 55.78 （ダハ面） 7 反射面 自由曲面 1.52540 55.78 8 透過面 自由曲面 偏心(1) 9 透過面 自由曲面 偏心(3) 1.52540 55.78 10 反射面 自由曲面 偏心(4) 1.52540 55.78 11 反射面 自由曲面 偏心(3) 1.52540 55.78 12 透過面 自由曲面 偏心(5) 38.50 13 瞳面 ∞ 自由曲面 Ｃ5 1.0075×10-4 Ｃ7 1.0092×10-2 Ｃ8 -2.0216×10-5 Ｃ10 -3.4679×10-4 Ｃ19 1.1788×10-6 Ｃ21 -8.3759×10-8 自由曲面 Ｃ5 1.9124×10-3 Ｃ7 1.0537×10-2 Ｃ8 1.1835×10-5 Ｃ10 1.0534×10-4 Ｃ19 -1.0093×10-6 Ｃ21 1.0960×10-9 自由曲面 Ｃ5 5.4260×10-3 Ｃ7 1.0910×10-2 Ｃ8 -2.8195×10-5 Ｃ10 -3.9250×10-4 Ｃ19 -3.8373×10-7 Ｃ21 6.6095×10-7 自由曲面 Ｃ5 1.7412×10-2 Ｃ7 4.7151×10-2 Ｃ8 -2.9002×10-4 Ｃ10 -2.9542×10-3 Ｃ19 8.2390×10-7 Ｃ21 1.0595×10-5 自由曲面 Ｃ5 -8.7296×10-3 Ｃ7 -2.7968×10-2 Ｃ8 5.2341×10-4 Ｃ10 3.8379×10-4 Ｘ Ｙ Ｚ α（°） 偏心(1) 0.0000 0.0000 10.3157 -43.7563 偏心(2) 0.0000 15.4949 9.6426 73.5401 偏心(3) 0.0000 0.0000 14.3666 -51.3141 偏心(4) 0.0000 -20.4981 -8.7946 -59.7321 偏心(5) 0.0000 0.0000 28.0000 0.0000 。Example 3 Surface Number Curvature Radius Interval Refractive Index Abbe Number Object Surface ∞ ∞ 1 Aperture Surface 40.20881 2.8500 1.57135 53.00 2 -26.83633 1.0000 1.62004 36.30 3 -208.66757 36.4737 4 Transmission Surface Free Curved Surface 1.52540 55.78 5 Reflective Surface Free Curved Surface Eccentricity ( 1) 1.52540 55.78 6 Reflection surface 偏 Eccentricity (2) 1.52540 55.78 (Dach surface) 7 Reflection surface Free-form surface 1.52540 55.78 8 Transmission surface Free-form surface Eccentricity (1) 9 Transmission surface Free-form surface Eccentricity (3) 1.52540 55.78 10 Reflection surface Free-form surface eccentric (4) 1.52540 55.78 11 reflecting surface free curved eccentric (3) 1.52540 55.78 12 transmitting surface free curved eccentric (5) 38.50 13 pupil plane ∞ free curved surface C 5 1.0075 × 10 -4 C 7 1.0092 × 10 -2 C 8 - 2.0216 × 10 -5 C 10 -3.4679 × 10 -4 C 19 1.1788 × 10 -6 C 21 -8.3759 × 10 -8 free curved surface C 5 1.9124 × 10 -3 C 7 1.0537 × 10 -2 C 8 1.1835 × 10 - 5 C 10 1.0534 × 10 -4 C 19 -1.0093 × 10 -6 C 21 1.0960 × 10 -9 Free-form surface C 5 5.4260 × 10 -3 C 7 1.0910 × 10 -2 C 8 -2.8195 × 10 -5 C 10- 3.9250 × 10 -4 C 19 -3 .8373 × 10 -7 C 21 6.6095 × 10 -7 Free-form surface C 5 1.7412 × 10 -2 C 7 4.7 151 × 10 -2 C 8 -2.9002 × 10 -4 C 10 -2.9542 × 10 -3 C 19 8.2390 × 10 -7 C 21 1.0595 × 10 -5 Free-form surface C 5 -8.7296 × 10 -3 C 7 -2.7968 × 10 -2 C 8 5.2341 × 10 -4 C 10 3.8379 × 10 -4 XYZ α (°) Eccentricity ( 1) 0.0000 0.0000 10.3157 -43.7563 Eccentricity (2) 0.0000 15.4949 9.6426 73.5401 Eccentricity (3) 0.0000 0.0000 14.3666 -51.3141 Eccentricity (4) 0.0000 -20.4981 -8.7946 -59.7321 Eccentricity (5) 0.0000 0.0000 28.0000 0.0000.
【００７０】実施例４ 面番号 曲率半径 間隔 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ ∞ 1 絞り面 ∞ 2.85 2 透過面 自由曲面 1.52540 55.78 3 反射面 自由曲面 偏心(1) 1.52540 55.78 4 反射面 ∞ 偏心(2) 1.52540 55.78 （ダハ面） 5 反射面 自由曲面 1.52540 55.78 6 透過面 自由曲面 偏心(1) 7 透過面 自由曲面 偏心(3) 1.52540 55.78 8 反射面 自由曲面 偏心(4) 1.52540 55.78 9 反射面 自由曲面 偏心(3) 1.52540 55.78 10 透過面 自由曲面 偏心(5) 47.00 11 瞳面 ∞ 自由曲面 Ｃ5 -1.0238×10-2 Ｃ7 -8.7566×10-3 Ｃ8 6.1803×10-4 Ｃ10 5.8372×10-4 Ｃ12 -1.5484×10-5 Ｃ14 -1.4220×10-4 Ｃ16 6.9201×10-5 自由曲面 Ｃ5 -5.8544×10-3 Ｃ7 -8.5976×10-3 Ｃ8 6.6193×10-6 Ｃ10 1.5859×10-5 Ｃ12 -1.7087×10-6 Ｃ14 -1.2171×10-5 Ｃ16 1.6010×10-5 自由曲面 Ｃ5 4.0501×10-3 Ｃ7 -1.2637×10-2 Ｃ8 3.6229×10-5 Ｃ10 2.9641×10-4 Ｃ12 -1.3289×10-6 Ｃ14 8.4366×10-6 Ｃ16 -2.5567×10-6 自由曲面 Ｃ5 -7.0965×10-3 Ｃ7 -1.0519×10-2 Ｃ8 1.2984×10-4 Ｃ10 2.0445×10-4 Ｃ12 -6.7952×10-6 Ｃ14 9.4012×10-8 Ｃ16 2.1245×１０−５ 自由曲面 Ｃ５ ６．６８３８×10-3 Ｃ7 -7.3781×10-2 Ｃ8 -6.8022×
10-5 Ｃ10 -1.2206×10-3 Ｘ Ｙ Ｚ α（°） 偏心(1) 0.0000 0.0000 11.8225 -45.0969 偏心(2) 0.0000 13.1112 11.8668 70.5805 偏心(3) 0.0000 0.0000 18.8401 -55.8591 偏心(4) 0.0000 -18.7933 11.3545 -83.6714 偏心(5) 0.0000 0.0000 32.0000 0.0000 。Example 4 Surface number Curvature radius Interval Refractive index Abbe number Object surface ∞ ∞ 1 Aperture surface ∞ 2.85 2 Transmission surface Free curved surface 1.52540 55.78 3 Reflective surface Free curved surface Eccentricity (1) 1.52540 55.78 4 Reflective surface 偏 Eccentricity (2) 1.52540 55.78 (Dach surface) 5 Reflective surface Free-form surface 1.52540 55.78 6 Transmitting surface Free-form surface Eccentricity (1) 7 Transmitting surface Free-form surface Eccentricity (3) 1.52540 55.78 8 Reflective surface Free-form surface Eccentricity (4) 1.52540 55.78 9 Reflective surface Free-form surface Eccentricity (3) 1.52540 55.78 10 transmitting surface free curved eccentric (5) 47.00 11 pupil plane ∞ free curved surface C 5 -1.0238 × 10 -2 C 7 -8.7566 × 10 -3 C 8 6.1803 × 10 -4 C 10 5.8372 × 10 - 4 C 12 -1.5484 × 10 -5 C 14 -1.4 220 × 10 -4 C 16 6.9 201 × 10 -5 Free-form surface C 5 -5.8544 × 10 -3 C 7 -8.5976 × 10 -3 C 8 6.6 193 × 10 -6 C 10 1.5859 × 10 -5 C 12 -1.7087 × 10 -6 C 14 -1.2171 × 10 -5 C 16 1.6010 × 10 -5 Free-form surface C 5 4.0501 × 10 -3 C 7 -1.2637 × 10 -2 C 8 3.6229 × 10 -5 C 10 2.9641 × 10 -4 C 12 -1.3289 × 10 -6 C 14 8.4366 × 10 - 6 C 16 -2.5567 × 10 -6 Free-form surface C 5 -7.0965 × 10 -3 C 7 -1.0519 × 10 -2 C 8 1.2984 × 10 -4 C 10 2.0445 × 10 -4 C 12 -6.7952 × 10 -6 C 14 9.4012 × 10 -8 C 16 2.1245 × 10 -5 Free-form surface C 5 6.6838 × 10 -3 C 7 -7.3781 × 10 -2 C 8 -6.8022 ×
10 -5 C 10 -1.2206 × 10 -3 XYZ α (°) Eccentricity (1) 0.0000 0.0000 11.8225 -45.0969 Eccentricity (2) 0.0000 13.1112 11.8668 70.5805 Eccentricity (3) 0.0000 0.0000 18.8401 -55.8591 Eccentricity (4) 0.0000- 18.7933 11.3545 -83.6714 Eccentricity (5) 0.0000 0.0000 32.0000 0.0000.
【００７１】次に、上記実施例１の横収差図を図５に示
す。こ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。また、図６に実施例１
の像歪みを表す収差図を示す。Next, a lateral aberration diagram of the first embodiment is shown in FIG. In this transverse aberration diagram, the numbers shown in parentheses represent (horizontal (X direction) angle of view, vertical (Y direction) angle of view),
The lateral aberration at the angle of view is shown. FIG. 6 shows the first embodiment.
3 is an aberration diagram showing image distortion of FIG.
【００７２】また、上記実施例１〜４の条件式（１）〜
（２９）に関する値を次の表に示す。 The conditional expressions (1) to (4) of Examples 1 to 4 above were used.
The values for (29) are shown in the following table.
【００７３】以上の実施例では、前記定義式（ａ）の自
由曲面で各面を構成したが、あらゆる定義の曲面が使え
ることは言うまでもない。しかし、どのような定義式を
用いようとも、本発明に示されている何れかの条件を満
足することにより、また、そのいくつかのものを満足す
ることにより、収差の非常に良く補正されたプリズム光
学系を得られることは言うまでもない。なお、偏心を無
視した面の定義座標系の中心で規定される面の曲率、面
の焦点距離等の従来の無偏心系で使われる条件式は、本
発明のように各面が大きく偏心して配置されている場合
には、何らの意味も持たない。In the above embodiment, each surface is constituted by the free-form surface of the definition equation (a), but it goes without saying that any surface of any definition can be used. However, no matter what definition formula was used, the aberration was corrected very well by satisfying any of the conditions shown in the present invention and by satisfying some of them. It goes without saying that a prism optical system can be obtained. In addition, the conditional expression used in the conventional non-eccentric system such as the curvature of the surface defined by the center of the definition coordinate system of the surface ignoring the eccentricity, the focal length of the surface is such that each surface is largely eccentric as in the present invention. If so, it has no meaning.
【００７４】また、絞り面は実際の絞りを配置すること
もできるし、プリズム枠又は光線制限手段等により、光
線を遮断する構造にすることもできる。On the stop surface, an actual stop can be arranged, or a structure can be adopted in which light is blocked by a prism frame or a light beam restricting means.
【００７５】双眼鏡の光学系として、図８（ａ）にシュ
ミットプリズム（ダハプリズム）式、図８（ｂ）にポロ
プリズム式のものを示すが、以上の説明においては、本
発明のプリズム光学系を主として図８（ａ）の光学系の
シュミットプリズムＳＰの倒立プリズムに接眼光学系Ｅ
ｐの作用を持たせることを前提にしていたが、図８
（ｂ）の光学系のポロプリズムＰＰからなる倒立プリズ
ムに接眼光学系Ｅｐの作用、さらには、対物光学系Ｏｂ
の作用を持たせて、接眼光学系Ｅｐや対物光学系Ｏｂの
要らない双眼鏡を構成することができる。この場合、本
発明によるシュミットプリズムタイプのものを用いる
と、全長の短い双眼鏡を構成することが可能となる。ま
た、本発明によるポロプリズムタイプのものを用いる
と、厚さの薄い双眼鏡を構成することができる。As an optical system of the binoculars, FIG. 8A shows a Schmidt prism (Dach prism) type, and FIG. 8B shows a Porro prism type. In the above description, the prism optical system of the present invention is used. The eyepiece optical system E is mainly provided on the inverted prism of the Schmidt prism SP of the optical system shown in FIG.
Although it was assumed that the function of p was provided, FIG.
The function of the eyepiece optical system Ep on the inverted prism composed of the porro prism PP of the optical system of FIG.
The binoculars that do not require the eyepiece optical system Ep or the objective optical system Ob can be configured by having the function of (1). In this case, using the Schmidt prism type according to the present invention makes it possible to configure binoculars having a short overall length. In addition, when the Porro prism type according to the present invention is used, binoculars having a small thickness can be formed.
【００７６】また、本発明のプリズム光学系は、双眼鏡
に限らず、双眼顕微鏡、単眼鏡、単眼顕微鏡にも応用で
きることは言うまでもない。さらに、カメラ等のファイ
ンダー光学系として利用することにより、小型のカメラ
を構成することもできる。Further, it goes without saying that the prism optical system of the present invention can be applied not only to binoculars but also to binocular microscopes, monoculars and monocular microscopes. Further, a small camera can be configured by using the camera as a viewfinder optical system such as a camera.
【００７７】さらに、本発明のプリズム光学系を組み合
わせて利用することもも可能であり、さらにレンズを本
発明の光学系の前後又は第１のプリズムと第２のプリズ
ムの間に配置することにより、広画角化したり、Ｆナン
バーを小さくして明るくすることも可能である。さら
に、他の光学系との相対位置を変化させることにより、
変倍等も行うようにすることができる。Further, it is also possible to use the prism optical system of the present invention in combination, and furthermore, by disposing a lens before and after the optical system of the present invention or between the first prism and the second prism. It is also possible to make the angle of view wider or to make the F-number smaller to make it brighter. Furthermore, by changing the relative position with other optical systems,
Zooming or the like can also be performed.
【００７８】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。 〔１〕 像を倒立させるプリズム光学系において、前記
倒立プリズム光学系は、少なくとも２つのプリズムによ
り構成され、前記プリズムの少なくとも１つは、そのプ
リズムを構成する曲面が、その面内及び面外共に回転対
称軸を有さない回転非対称面形状の面を少なくとも２面
有し、かつ、その２つの面中少なくとも１つは反射作用
を持つ反射面として作用し、偏心により発生する回転非
対称な収差を前記回転非対称面形状で補正するものであ
り、前記倒立プリズム光学系は、接眼光学系として作用
するように有限の焦点距離を有することを特徴とするプ
リズム光学系。The above-described prism optical system of the present invention can be constituted, for example, as follows. [1] In a prism optical system for inverting an image, the inverted prism optical system includes at least two prisms, and at least one of the prisms has a curved surface forming the prism, both in-plane and out-of-plane. It has at least two rotationally asymmetric surfaces having no rotationally symmetric axis, and at least one of the two surfaces acts as a reflective surface having a reflective effect, thereby reducing rotationally asymmetric aberrations caused by eccentricity. A prism optical system for correcting by the rotationally asymmetric surface shape, wherein the inverted prism optical system has a finite focal length so as to function as an eyepiece optical system.
【００７９】〔２〕 前記プリズム光学系は、シュミッ
トプリズムと略同一の光路を有するように構成され、２
つのプリズムの中１つは光路が略交差するように構成さ
れ、かつ、ダハ面を持ち、他の１つは光路が交差しない
ように構成されていることを特徴とする請求項１記載の
プリズム光学系。[2] The prism optical system is configured to have substantially the same optical path as the Schmidt prism.
2. The prism according to claim 1, wherein one of the prisms is configured so that the optical paths substantially intersect and has a roof surface, and the other one is configured so that the optical paths do not intersect. Optical system.
【００８０】〔３〕 前記プリズム光学系は、対物レン
ズ側に光路が略交差しかつダハ面を持つプリズムが配置
され、観察者瞳側に光路が交差しないように構成された
プリズムが配置されていることを特徴とする請求項２記
載のプリズム光学系。[3] In the prism optical system, a prism having an optical path that substantially intersects and has a roof surface is arranged on the objective lens side, and a prism configured so that the optical path does not intersect is arranged on the observer pupil side. 3. The prism optical system according to claim 2, wherein:
【００８１】〔４〕 像を倒立させるプリズム光学系に
おいて、前記倒立プリズム光学系は、少なくとも２つの
プリズムにより構成され、前記プリズムの少なくとも１
つは、そのプリズムを構成する曲面が、その面内及び面
外共に回転対称軸を有さない回転非対称面形状の面を少
なくとも２面有し、かつ、その２つの面中少なくとも１
つは反射作用を持つ反射面として作用し、偏心により発
生する回転非対称な収差を前記回転非対称面形状で補正
するものであり、前記倒立プリズム光学系は、接眼光学
系として作用するように有限の焦点距離を有し、かつ、
その一次結像位置近傍に拡散性のある面が配置されてい
ることを特徴とするプリズム光学系。[4] In the prism optical system for inverting an image, the inverted prism optical system includes at least two prisms, and at least one of the prisms
First, the curved surface forming the prism has at least two rotationally asymmetric surfaces having no rotationally symmetric axis both in-plane and out-of-plane, and at least one of the two surfaces has at least one surface.
One acts as a reflection surface having a reflection effect, and corrects rotationally asymmetric aberration generated by eccentricity by the rotationally asymmetric surface shape.The inverted prism optical system has a finite shape to act as an eyepiece optical system. Has a focal length, and
A prism optical system, wherein a diffusive surface is arranged near the primary image forming position.
【００８２】〔５〕前記回転非対称面が以下の式（ａ）
で定義されたとき、ｘの奇数次項（ｘn+1 、ただしｎは
整数）に係る係数Ｃm ［ｘn+1 ］が以下の条件（３０）
を満足する対称面を１つのみ有する曲面形状を有してい
ることを特徴とする前記〔１〕から〔４〕の何れか１項
記載のプリズム光学系。 Ｚ＝Ｃ2 ＋Ｃ3 ｙ＋Ｃ4 ｘ ＋Ｃ5 ｙ2 ＋Ｃ6 ｙｘ＋Ｃ7 ｘ2 ＋Ｃ8 ｙ3 ＋Ｃ9 ｙ2 ｘ＋Ｃ10ｙｘ2 ＋Ｃ11ｘ3 ＋Ｃ12ｙ4 ＋Ｃ13ｙ3 ｘ＋Ｃ14ｙ2 ｘ2 ＋Ｃ15ｙｘ3 ＋Ｃ16ｘ4 ＋Ｃ17ｙ5 ＋Ｃ18ｙ4 ｘ＋Ｃ19ｙ3 ｘ2 ＋Ｃ20ｙ2 ｘ3 ＋Ｃ21ｙｘ4 ＋Ｃ22ｘ5 ＋Ｃ23ｙ6 ＋Ｃ24ｙ5 ｘ＋Ｃ25ｙ4 ｘ2 ＋Ｃ26ｙ3 ｘ3 ＋Ｃ27ｙ2 ｘ4 ＋Ｃ28ｙｘ5 ＋Ｃ29ｘ6 ＋Ｃ30ｙ7 ＋Ｃ31ｙ6 ｘ＋Ｃ32ｙ5 ｘ2 ＋Ｃ33ｙ4 ｘ3 ＋Ｃ34ｙ3 ｘ4 ＋Ｃ35ｙ2 ｘ5 ＋Ｃ36ｙｘ6 ＋Ｃ37ｘ7 ・・・・・ ・・・（ａ） ただし、Ｃm （ｍは２以上の整数）は係数である。 Ｃm ［ｘn+1 ］＝０ ・・・（30） 。[5] The rotationally asymmetric surface is expressed by the following equation (a).
When the coefficient C m [x n + 1 ] related to the odd-order term of x (x n + 1 , where n is an integer) is defined by the following condition (30)
The prism optical system according to any one of the above [1] to [4], wherein the prism optical system has a curved surface shape having only one symmetric surface satisfying the following. Z = C 2 + C 3 y + C 4 x + C 5 y 2 + C 6 yx + 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 yx 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 yx 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 ····· ··· (a) provided that, C m (m is an integer of 2 or more) is a coefficient. C m [x n + 1 ] = 0 (30).
【００８３】〔６〕前記回転非対称面が以下の式（ａ）
で定義されたとき、ｘの奇数次項（ｘn+1 、ただしｎは
整数）に係る係数Ｃm ［ｘn+1 ］が以下の条件（３１）
を満足する略対称となる対称面を１つのみ有する曲面形
状を有していることを特徴とする前記〔１〕から〔４〕
の何れか１項記載のプリズム光学系。 Ｚ＝Ｃ2 ＋Ｃ3 ｙ＋Ｃ4 ｘ ＋Ｃ5 ｙ2 ＋Ｃ6 ｙｘ＋Ｃ7 ｘ2 ＋Ｃ8 ｙ3 ＋Ｃ9 ｙ2 ｘ＋Ｃ10ｙｘ2 ＋Ｃ11ｘ3 ＋Ｃ12ｙ4 ＋Ｃ13ｙ3 ｘ＋Ｃ14ｙ2 ｘ2 ＋Ｃ15ｙｘ3 ＋Ｃ16ｘ4 ＋Ｃ17ｙ5 ＋Ｃ18ｙ4 ｘ＋Ｃ19ｙ3 ｘ2 ＋Ｃ20ｙ2 ｘ3 ＋Ｃ21ｙｘ4 ＋Ｃ22ｘ5 ＋Ｃ23ｙ6 ＋Ｃ24ｙ5 ｘ＋Ｃ25ｙ4 ｘ2 ＋Ｃ26ｙ3 ｘ3 ＋Ｃ27ｙ2 ｘ4 ＋Ｃ28ｙｘ5 ＋Ｃ29ｘ6 ＋Ｃ30ｙ7 ＋Ｃ31ｙ6 ｘ＋Ｃ32ｙ5 ｘ2 ＋Ｃ33ｙ4 ｘ3 ＋Ｃ34ｙ3 ｘ4 ＋Ｃ35ｙ2 ｘ5 ＋Ｃ36ｙｘ6 ＋Ｃ37ｘ7 ・・・・・ ・・・（ａ） ただし、Ｃm （ｍは２以上の整数）は係数である。 −５．０×１０-4＜Ｃm ［ｘn+1 ］＜５．０×１０-4 ・・・（31） 。[6] The rotationally asymmetric surface is expressed by the following equation (a).
When the coefficient C m [x n + 1 ] concerning the odd-order term of x (x n + 1 , where n is an integer) is defined by the following condition (31)
Characterized by having a curved surface shape having only one substantially symmetrical surface that satisfies the above condition [1] to [4].
The prism optical system according to any one of the above items. Z = C 2 + C 3 y + C 4 x + C 5 y 2 + C 6 yx + 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 yx 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 yx 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 ····· ··· (a) provided that, C m (m is an integer of 2 or more) is a coefficient. −5.0 × 10 −4 <C m [x n + 1 ] <5.0 × 10 −4 (31).
【００８４】上記〔６〕の作用の説明：本来対称面を１
つのみ有する回転非対称面の形状は、Ｃm ［ｘn+1 ］＝
０である。しかし、それを実際にガラスやプラスチック
等を用いて製造する場合に、製造誤差が生じ、必ずしも
Ｃm ［ｘn+1 ］＝０を満足するようには製造できない場
合がある。そこで、作用的に見てＣm ［ｘn+1 ］＝０と
近似できる条件（３１）の範囲内の誤差は許容できるも
のとして、生産性の向上を図ることができる。Description of the operation of the above [6]: The symmetry plane should be 1
The shape of the rotationally asymmetric surface having only one is C m [x n + 1 ] =
0. However, when it is actually manufactured using glass, plastic, or the like, a manufacturing error occurs, and it may not always be possible to manufacture to satisfy C m [x n + 1 ] = 0. Therefore, an error within the range of the condition (31) which can be approximated to C m [x n + 1 ] = 0 from the viewpoint of operation is acceptable, and the productivity can be improved.
【００８５】〔７〕前記回転非対称面が以下の式（ａ）
で定義されたとき、ｘの奇数次項（ｘn+1 、ただしｎは
整数）に係る係数Ｃm ［ｘn+1 ］が以下の条件（３２−
１）と（３２−２）を満足する対称となる面を１つも含
まないアシンメトリック・ポリノミナル・サーフェス
（ＡＰＳ）形状を有していることを特徴とする前記
〔１〕から〔４〕の何れか１項記載のプリズム光学系。 Ｚ＝Ｃ2 ＋Ｃ3 ｙ＋Ｃ4 ｘ ＋Ｃ5 ｙ2 ＋Ｃ6 ｙｘ＋Ｃ7 ｘ2 ＋Ｃ8 ｙ3 ＋Ｃ9 ｙ2 ｘ＋Ｃ10ｙｘ2 ＋Ｃ11ｘ3 ＋Ｃ12ｙ4 ＋Ｃ13ｙ3 ｘ＋Ｃ14ｙ2 ｘ2 ＋Ｃ15ｙｘ3 ＋Ｃ16ｘ4 ＋Ｃ17ｙ5 ＋Ｃ18ｙ4 ｘ＋Ｃ19ｙ3 ｘ2 ＋Ｃ20ｙ2 ｘ3 ＋Ｃ21ｙｘ4 ＋Ｃ22ｘ5 ＋Ｃ23ｙ6 ＋Ｃ24ｙ5 ｘ＋Ｃ25ｙ4 ｘ2 ＋Ｃ26ｙ3 ｘ3 ＋Ｃ27ｙ2 ｘ4 ＋Ｃ28ｙｘ5 ＋Ｃ29ｘ6 ＋Ｃ30ｙ7 ＋Ｃ31ｙ6 ｘ＋Ｃ32ｙ5 ｘ2 ＋Ｃ33ｙ4 ｘ3 ＋Ｃ34ｙ3 ｘ4 ＋Ｃ35ｙ2 ｘ5 ＋Ｃ36ｙｘ6 ＋Ｃ37ｘ7 ・・・・・ ・・・（ａ） ただし、Ｃm （ｍは２以上の整数）は係数である。 −１．０×１０10＜Ｃm ［ｘn+1 ］＜１．０×１０10 ・・・（32-1） かつ、 Ｃm ［ｘn+1 ］≠０ ・・・（32-2） 。[7] The rotationally asymmetric surface has the following formula (a):
When the coefficient C m [x n + 1 ] concerning the odd-order term of x (x n + 1 , where n is an integer) is defined by the following condition (32−
Any one of the above-mentioned [1] to [4], which has an asymmetric polynomial surface (APS) shape that does not include any symmetrical surface satisfying (1) and (32-2). 9. The prism optical system according to claim 1. Z = C 2 + C 3 y + C 4 x + C 5 y 2 + C 6 yx + 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 yx 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 yx 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 ····· ··· (a) provided that, C m (m is an integer of 2 or more) is a coefficient. −1.0 × 10 10 <C m [x n + 1 ] <1.0 × 10 10 (32-1) and C m [x n + 1 ] ≠ 0 (32-2 ).
【００８６】〔８〕 物体中心を射出し絞り中心を通り
射出瞳中心に到達する光線を軸上主光線とし、面の偏心
面内をＹ軸方向、これと直交する方向をＸ軸方向、Ｘ
軸、Ｙ軸と直交座標系を構成する軸をＺ軸とし、前記光
路が交差しなプリズム中の透過作用を有しない反射面の
Ｘ方向のパワーをＰｘ３とするとき、以下の条件（１）
を満足する前記〔２〕又は〔３〕記載のプリズム光学
系。 −０．２＜Ｐｘ３＜０．２ ・・・（１） 。[8] A ray that exits the center of the object, passes through the center of the stop, and reaches the center of the exit pupil is defined as an axial principal ray, the eccentric plane of the surface is in the Y-axis direction, the direction orthogonal thereto is the X-axis direction, and X
When the axis constituting the rectangular coordinate system with the axis and the Y axis is the Z axis, and the power in the X direction of the reflecting surface having no transmission effect in the prism where the optical paths do not intersect is Px3, the following condition (1) is satisfied.
The prism optical system according to the above [2] or [3], which satisfies the following. −0.2 <Px3 <0.2 (1).
【００８７】[0087]
〔９〕 物体中心を射出し絞り中心を通り
射出瞳中心に到達する光線を軸上主光線とし、面の偏心
面内をＹ軸方向、これと直交する方向をＸ軸方向、Ｘ
軸、Ｙ軸と直交座標系を構成する軸をＺ軸とし、前記光
路が交差しなプリズム中の透過作用を有しない反射面の
Ｙ方向のパワーをＰｙ３とするとき、以下の条件（２）
を満足する前記〔２〕又は〔３〕記載のプリズム光学
系。 −０．２＜Ｐｙ３＜０．２ ・・・（２） 。[9] A ray that exits from the center of the object, reaches the center of the exit pupil through the center of the stop, and reaches the center of the exit pupil is defined as an axial principal ray.
When the axis constituting the orthogonal coordinate system with the axis and the Y axis is the Z axis, and the power in the Y direction of the reflecting surface having no transmitting action in the prism where the optical paths do not intersect is Py3, the following condition (2) is satisfied.
The prism optical system according to the above [2] or [3], which satisfies the following. −0.2 <Py3 <0.2 (2).
【００８８】〔１０〕 前記プリズム光学系が少なくと
も４つの反射作用面を有することを特徴とする前記
〔１〕から〔４〕の何れか１項記載のプリズム光学系。[10] The prism optical system according to any one of [1] to [4], wherein the prism optical system has at least four reflecting surfaces.
【００８９】〔１１〕 前記プリズム光学系中、物体側
から４番目の反射作用面（第４反射面）が反射作用と透
過作用の双方を有することを特徴とする前記〔１０〕記
載のプリズム光学系。[11] The prism optical system according to [10], wherein in the prism optical system, the fourth reflecting surface (fourth reflecting surface) from the object side has both a reflecting effect and a transmitting effect. system.
【００９０】〔１２〕 前記プリズム光学系中、第４反
射面が全反射面にて構成されていることを特徴とする前
記〔１０〕記載のプリズム光学系。[12] The prism optical system according to the above [10], wherein the fourth reflection surface is constituted by a total reflection surface in the prism optical system.
【００９１】〔１３〕 物体中心を射出し絞り中心を通
り射出瞳中心に到達する光線を軸上主光線とし、面の偏
心面内をＹ軸方向、これと直交する方向をＸ軸方向、Ｘ
軸、Ｙ軸と直交座標系を構成する軸をＺ軸とし、前記第
４反射面のＸ方向のパワーをＰｘ４とするとき、以下の
条件（９）を満足する前記〔１１〕又は〔１２〕記載の
プリズム光学系。 −０．２＜Ｐｘ４＜０．２ ・・・（９） 。[13] A ray that exits the center of the object, passes through the center of the stop, and reaches the center of the exit pupil is defined as an axial principal ray, the eccentric plane of the surface is in the Y-axis direction, the direction orthogonal thereto is the X-axis direction, and X
[11] or [12] satisfying the following condition (9), where the axis constituting the rectangular coordinate system with the axis and the Y axis is the Z axis, and the power of the fourth reflecting surface in the X direction is Px4. The prism optical system as described. −0.2 <Px4 <0.2 (9).
【００９２】〔１４〕 物体中心を射出し絞り中心を通
り射出瞳中心に到達する光線を軸上主光線とし、面の偏
心面内をＹ軸方向、これと直交する方向をＸ軸方向、Ｘ
軸、Ｙ軸と直交座標系を構成する軸をＺ軸とし、前記第
４反射面のＹ方向のパワーをＰｙ４とするとき、以下の
条件（１０）を満足する前記〔１１〕又は〔１２〕記載
のプリズム光学系。 −０．２＜Ｐｙ４＜０．２ ・・・（10） 。[14] A ray that exits the center of the object, passes through the center of the stop, and reaches the center of the exit pupil is defined as an axial principal ray, the eccentric plane of the surface is in the Y-axis direction, the direction orthogonal thereto is the X-axis direction, and X
[11] or [12] satisfying the following condition (10), where the axis constituting the orthogonal coordinate system with the axis and the Y axis is the Z axis, and the power of the fourth reflecting surface in the Y direction is Py4. The prism optical system as described. -0.2 <Py4 <0.2 (10).
【００９３】〔１５〕 前記プリズム光学系が３つの反
射作用面を有することを特徴とする前記〔１〕から
〔４〕の何れか１項記載のプリズム光学系。[15] The prism optical system according to any one of [1] to [4], wherein the prism optical system has three reflecting surfaces.
【００９４】〔１６〕 物体中心を射出し絞り中心を通
り射出瞳中心に到達する光線を軸上主光線とし、面の偏
心面内をＹ軸方向、これと直交する方向をＸ軸方向、Ｘ
軸、Ｙ軸と直交座標系を構成する軸をＺ軸とし、前記プ
リズム光学系中、物体側から３番目の反射作用面（第３
反射面）が偏心配置され、かつ、前記第３反射面のＹ−
Ｚ面内におけるＹ軸正方向の最大画角の主光線と、Ｙ軸
負方向の最大画角の主光線とが前記面と当たる部分のＸ
方向の曲率の差をＣｘ３とするとき、以下の条件（１
７）を満足する前記〔１５〕記載のプリズム光学系。 −０．１＜Ｃｘ３＜０．２ ・・・（17） 。[16] A ray that exits from the center of the object, passes through the center of the stop, and reaches the center of the exit pupil is defined as an axial principal ray, the eccentric plane of the surface is in the Y-axis direction, the direction orthogonal thereto is the X-axis direction, and X
Axis, the axis constituting the rectangular coordinate system with the Y axis is defined as the Z axis, and the third reflecting surface (third reflecting surface)
Reflective surface) is eccentrically arranged, and Y-
The X of the portion where the principal ray having the maximum angle of view in the positive Y-axis direction and the principal ray having the maximum angle of view in the negative Y-axis direction in the Z plane is in contact with the plane.
When the difference between the curvatures in the directions is Cx3, the following condition (1)
The prism optical system according to the above [15], which satisfies 7). -0.1 <Cx3 <0.2 (17).
【００９５】〔１７〕 物体中心を射出し絞り中心を通
り射出瞳中心に到達する光線を軸上主光線とし、面の偏
心面内をＹ軸方向、これと直交する方向をＸ軸方向、Ｘ
軸、Ｙ軸と直交座標系を構成する軸をＺ軸とし、前記プ
リズム光学系中、物体側から４番目の反射作用面（第４
反射面）が偏心配置され、かつ、前記第４反射面のＹ−
Ｚ面内におけるＹ軸正方向の最大画角の主光線と、Ｙ軸
負方向の最大画角の主光線とが前記面と当たる部分のＸ
方向の曲率の差をＣｘ４とするとき、以下の条件（１
９）を満足する前記〔１０〕記載のプリズム光学系。。[17] A ray that exits from the center of the object, passes through the center of the stop, and reaches the center of the exit pupil is defined as an axial principal ray, the eccentric plane is in the Y-axis direction, the direction orthogonal thereto is the X-axis direction, and X
The axis forming the orthogonal coordinate system with the axis and the Y axis is defined as the Z axis, and the fourth reflection surface from the object side (the fourth
Reflective surface) is eccentrically arranged, and Y-
The X of the portion where the principal ray having the maximum angle of view in the positive Y-axis direction and the principal ray having the maximum angle of view in the negative Y-axis direction in the Z plane is in contact with the plane.
When the difference between the curvatures in the directions is Cx4, the following condition (1)
The prism optical system according to the above [10], which satisfies 9). .
【００９６】 −０．１＜Ｃｘ４＜０．１ ・・・（19） 。−0.1 <Cx4 <0.1 (19)
【００９７】〔１８〕 物体中心を射出し絞り中心を通
り射出瞳中心に到達する光線を軸上主光線とし、面の偏
心面内をＹ軸方向、これと直交する方向をＸ軸方向、Ｘ
軸、Ｙ軸と直交座標系を構成する軸をＺ軸とし、前記プ
リズム光学系中、物体側から３番目の反射作用面（第３
反射面）のＸ方向の最大画角主光線が当たる位置での面
の法線のＹ−Ｚ面内でのｔａｎの値と、軸上主光線が前
記面に当たる位置での前記面の法線のＹ−Ｚ面内でのｔ
ａｎの値との差をＤＹ３とするとき、以下の条件（２
１）を満足する前記〔１５〕記載のプリズム光学系。 −０．１＜ＤＹ３＜０．１ ・・・（21） 。[18] A ray that exits the center of the object and passes through the center of the stop and reaches the center of the exit pupil is defined as an axial principal ray. The eccentric plane of the surface is in the Y-axis direction, the direction orthogonal thereto is the X-axis direction, and X
Axis, the axis constituting the rectangular coordinate system with the Y axis is defined as the Z axis, and the third reflecting surface (third reflecting surface)
The value of tan in the YZ plane of the normal line of the surface at the position where the principal ray of the X-direction of the reflection surface) hits, and the normal line of the surface at the position where the axial principal ray hits the surface T in the YZ plane
When the difference from the value of an is DY3, the following condition (2)
The prism optical system according to the above [15], which satisfies 1). -0.1 <DY3 <0.1 (21).
【００９８】〔１９〕 物体中心を射出し絞り中心を通
り射出瞳中心に到達する光線を軸上主光線とし、面の偏
心面内をＹ軸方向、これと直交する方向をＸ軸方向、Ｘ
軸、Ｙ軸と直交座標系を構成する軸をＺ軸とし、前記プ
リズム光学系中、物体側から４番目の反射作用面（第４
反射面）のＸ方向の最大画角主光線が当たる位置での面
の法線のＹ−Ｚ面内でのｔａｎの値と、軸上主光線が前
記面に当たる位置での前記面の法線のＹ−Ｚ面内でのｔ
ａｎの値との差をＤＹ４とするとき、以下の条件（２
３）を満足する前記〔１０〕記載のプリズム光学系。 −０．１＜ＤＹ４＜０．１ ・・・（23） 。[19] A ray that exits the center of the object, passes through the center of the stop, and reaches the center of the exit pupil is defined as an axial principal ray, the eccentric plane of the surface is in the Y-axis direction, the direction orthogonal thereto is the X-axis direction, and X
The axis forming the orthogonal coordinate system with the axis and the Y axis is defined as the Z axis, and the fourth reflection surface from the object side (the fourth
The value of tan in the YZ plane of the normal line of the surface at the position where the principal ray of the X-direction of the reflection surface) hits, and the normal line of the surface at the position where the axial principal ray hits the surface T in the YZ plane
When the difference from the value of an is DY4, the following condition (2)
The prism optical system according to the above [10], which satisfies 3). -0.1 <DY4 <0.1 (23).
【００９９】[0099]
【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、倒立プリズムと接眼光学系の作用を有し、広
い画角においても明瞭で歪みの少ない像を与えるプリズ
ム光学系を提供することができる。As is apparent from the above description, according to the present invention, there is provided a prism optical system having the functions of an inverted prism and an eyepiece optical system, and providing a clear and less distorted image even at a wide angle of view. be able to.
【図１】本発明の実施例１のプリズム光学系の断面図で
ある。FIG. 1 is a sectional view of a prism optical system according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施例２のプリズム光学系の断面図で
ある。FIG. 2 is a sectional view of a prism optical system according to a second embodiment of the present invention.
【図３】本発明の実施例３のプリズム光学系の平面図で
ある。FIG. 3 is a plan view of a prism optical system according to a third embodiment of the present invention.
【図４】本発明の実施例４のプリズム光学系の平面図で
ある。FIG. 4 is a plan view of a prism optical system according to a fourth embodiment of the present invention.
【図５】本発明の実施例１のプリズム光学系の横収差図
である。FIG. 5 is a lateral aberration diagram of the prism optical system according to the first embodiment of the present invention.
【図６】本発明の実施例１のプリズム光学系の像歪みを
表す収差図である。FIG. 6 is an aberration diagram illustrating image distortion of the prism optical system according to the first embodiment of the present invention.
【図７】本発明において用いるパラメータＤＹを説明す
るための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining a parameter DY used in the present invention.
【図８】本発明が適用できる双眼鏡の光学系を示す図で
ある。FIG. 8 is a diagram showing an optical system of binoculars to which the present invention can be applied.
Ａ …回転非対称面 Ｅ …観察者眼球 ＳＰ…シュミットプリズム ＰＰ…ポロプリズム Ｅｐ…接眼光学系 Ｏｂ…対物光学系 １…対物レンズ ２…光軸 ３…プリズム光学系 ４…第１プリズム ５…第２プリズム ６…光学系の射出瞳 ３１…第１プリズムの第１面 ３２…第１プリズムの第２面 ３３…第１プリズムの第３面（ダハ面） ３４…第２プリズムの第１面 ３５…第２プリズムの第２面 ３６…第２プリズムの第３面 A: Rotationally asymmetric surface E: Observer eyeball SP: Schmidt prism PP: Porro prism Ep: Eyepiece optical system Ob: Objective optical system 1: Objective lens 2: Optical axis 3: Prism optical system 4: First prism 5: Second Prism 6 ... Emission pupil of optical system 31 ... First surface of first prism 32 ... Second surface of first prism 33 ... Third surface (dach surface) of first prism 34 ... First surface of second prism 35 ... Second surface of second prism 36... Third surface of second prism
Claims (4)
て、前記倒立プリズム光学系は、少なくとも２つのプリ
ズムにより構成され、前記プリズムの少なくとも１つ
は、そのプリズムを構成する曲面が、その面内及び面外
共に回転対称軸を有さない回転非対称面形状の面を少な
くとも２面有し、かつ、その２つの面中少なくとも１つ
は反射作用を持つ反射面として作用し、偏心により発生
する回転非対称な収差を前記回転非対称面形状で補正す
るものであり、前記倒立プリズム光学系は、接眼光学系
として作用するように有限の焦点距離を有することを特
徴とするプリズム光学系。1. An inverted prism optical system for inverting an image, wherein the inverted prism optical system includes at least two prisms, and at least one of the prisms has a curved surface that forms the prism in the plane and in the plane. It has at least two rotationally asymmetric surfaces having no rotationally symmetric axis outside, and at least one of the two surfaces acts as a reflective surface having a reflective effect, and is rotationally asymmetric due to eccentricity. A prism optical system for correcting aberration by the rotationally asymmetric surface shape, wherein the inverted prism optical system has a finite focal length so as to function as an eyepiece optical system.
ズムと略同一の光路を有するように構成され、２つのプ
リズムの中１つは光路が略交差するように構成され、か
つ、ダハ面を持ち、他の１つは光路が交差しないように
構成されていることを特徴とする請求項１記載のプリズ
ム光学系。2. The prism optical system is configured to have substantially the same optical path as the Schmidt prism, and one of the two prisms is configured so that the optical paths substantially intersect, and has a roof surface. 2. The prism optical system according to claim 1, wherein the other one is configured so that the optical paths do not intersect.
光路が略交差しかつダハ面を持つプリズムが配置され、
観察者瞳側に光路が交差しないように構成されたプリズ
ムが配置されていることを特徴とする請求項２記載のプ
リズム光学系。3. The prism optical system further includes a prism having an optical path substantially intersecting and having a roof surface on the side of the objective lens.
3. The prism optical system according to claim 2, wherein a prism configured so that the optical paths do not intersect is arranged on the observer pupil side.
て、前記倒立プリズム光学系は、少なくとも２つのプリ
ズムにより構成され、前記プリズムの少なくとも１つ
は、そのプリズムを構成する曲面が、その面内及び面外
共に回転対称軸を有さない回転非対称面形状の面を少な
くとも２面有し、かつ、その２つの面中少なくとも１つ
は反射作用を持つ反射面として作用し、偏心により発生
する回転非対称な収差を前記回転非対称面形状で補正す
るものであり、前記倒立プリズム光学系は、接眼光学系
として作用するように有限の焦点距離を有し、かつ、そ
の一次結像位置近傍に拡散性のある面が配置されている
ことを特徴とするプリズム光学系。4. In a prism optical system for inverting an image, the inverted prism optical system is composed of at least two prisms, and at least one of the prisms has a curved surface constituting the prism in the plane and in the plane. It has at least two rotationally asymmetric surfaces having no rotationally symmetric axis outside, and at least one of the two surfaces acts as a reflection surface having a reflection effect, and is rotationally asymmetric due to eccentricity. The aberration is corrected by the rotationally asymmetric surface shape, and the inverted prism optical system has a finite focal length so as to act as an eyepiece optical system, and has a diffusive property in the vicinity of the primary image forming position. A prism optical system having a surface disposed thereon.
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| JP00017997A JP3816610B2 (en) | 1997-01-06 | 1997-01-06 | Prism optical system |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JP3816610B2 JP3816610B2 (en) | 2006-08-30 |
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ID=11466788
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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|---|---|
| JP (1) | JP3816610B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6259564B1 (en) | 1998-11-24 | 2001-07-10 | Olympus Optical Co., Ltd. | Finder optical system |
| US6829113B2 (en) | 1999-02-12 | 2004-12-07 | Olympus Corporation | Image-forming optical system |
| CN111257899A (en) * | 2020-01-09 | 2020-06-09 | 广州博冠光电科技股份有限公司 | Optical system of laser ranging telescope |
-
1997
- 1997-01-06 JP JP00017997A patent/JP3816610B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6259564B1 (en) | 1998-11-24 | 2001-07-10 | Olympus Optical Co., Ltd. | Finder optical system |
| US6829113B2 (en) | 1999-02-12 | 2004-12-07 | Olympus Corporation | Image-forming optical system |
| US6850370B2 (en) | 1999-02-12 | 2005-02-01 | Olympus Corporation | Image-forming optical system |
| CN111257899A (en) * | 2020-01-09 | 2020-06-09 | 广州博冠光电科技股份有限公司 | Optical system of laser ranging telescope |
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