WO2009099242A1 - 望遠鏡及び双眼ボディ部材 - Google Patents

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WO2009099242A1
WO2009099242A1 PCT/JP2009/052252 JP2009052252W WO2009099242A1 WO 2009099242 A1 WO2009099242 A1 WO 2009099242A1 JP 2009052252 W JP2009052252 W JP 2009052252W WO 2009099242 A1 WO2009099242 A1 WO 2009099242A1
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WO
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optical system
telescope
light
deflecting
optical path
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PCT/JP2009/052252
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English (en)
French (fr)
Inventor
Masanobu Kaneko
Satoshi Arai
Masashi Tanaka
Hidenori Terasawa
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Nikon Corporation
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/16—Housings; Caps; Mountings; Supports, e.g. with counterweight
    • G02B23/18—Housings; Caps; Mountings; Supports, e.g. with counterweight for binocular arrangements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/02—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices involving prisms or mirrors

Definitions

  • the present invention relates to a telescope and a binocular body member.
  • a telescope having an objective optical system that forms an image of an object at infinity and an eyepiece optical system that magnifies an image of an object formed by the objective optical system is widely known (for example, 6-1 4 1 3 1)).
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a compact and easy-to-operate telescope capable of binocular observation of an object image formed by a single objective optical system.
  • a first aspect of the present invention is a telescope having a single objective optical system and a binocular body member, wherein the binocular body member is used for coupling the objective optical system.
  • a telescope characterized by the above is provided.
  • a mount unit for coupling the object optical system and a control unit for controlling the objective optical system are provided in the binocular body member having a binocular optical system.
  • a binocular body member is provided in the binocular body member having a binocular optical system.
  • FIG. 1 is a side view showing the configuration of the telescope according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a top view showing the configuration of the telescope according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a side view showing the configuration of the telescope according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a side view showing the configuration of the telescope according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a side view showing the configuration of the telescope according to the fourth exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a reference diagram showing a state where the optical path deflection optical system is removed from the telescope according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a side view showing the configuration of the telescope according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a top view showing the configuration of the telescope according to the fifth exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a side view showing the configuration of the telescope according to the sixth exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a side view showing the configuration of the telescope according to the seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a side view showing the configuration of the telescope according to the eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a top view showing the configuration of the telescope according to the eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a side view showing the configuration of the telescope according to the ninth embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a top view showing the configuration of the telescope according to the ninth embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a perspective view of a telescope according to the present invention.
  • FIG. 16 is a diagram in which the interchangeable lens portion of the telescope according to the present invention is mounted on the body portion.
  • FIG. 17 is an oblique view showing the arrangement of mirrors in the body portion according to the tenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 18A and 18B are optical paths provided with the light guide optical system according to the 10th embodiment, FIG. 18A is an XZ plan view thereof, and FIG. 18B is an XY plan view thereof. .
  • Figures 18C and 18D are comparison diagrams of the optical path from the interchangeable lens section to the beam splitting optical system when there is no light guiding optical system, and Figure 18C is the XZ plan view. D is the XY plan view.
  • FIG. 19 is a view showing the arrangement of right angle dahab rhythm and mirrors in the body part according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a diagram showing the mirror arrangement in the body portion according to the first and second embodiments of the present invention.
  • FIGS. 2 1 A and 2 1 B show the optical path of the light guide optical system according to the first and second embodiments of the present invention
  • FIG. 2 1 A is its XZ plan view
  • FIG. 2 1 B is its XY plan view.
  • 1 and 2 are a side view and a top view showing the configuration of the telescope according to the first embodiment of the present invention.
  • a telescope 1 includes an objective optical system 2, an optical path deflection optical system 3, an erecting relay optical system 4, and a binocular optical system 5 in a housing 6.
  • the objective optical system 2 is a lens for forming light from an object (not shown) to form a primary image (inverted image) A of the object, and is disposed on the most object side.
  • the optical path deflecting optical system 3 includes a first mirror 3a that reflects light from the objective optical system 2 vertically (upward in FIG. 1), and light from the first mirror 3a.
  • a second mirror 3 b that reflects vertically toward the object side (left side in Fig. 1), and the light from the second mirror 3 b is parallel to the reflected optical axis of the first mirror 3 a (upper side in Fig. 1) ) 3rd mirror reflected to 3 c and a fourth mirror 1 3 d that reflects light from the third mirror 3 c in a direction parallel to the optical axis of the objective optical system 2 (rightward in FIG. 1).
  • the erecting relay optical system 4 is an optical system for re-imaging the light that forms the primary image A of the object to form a secondary image (upright image) B.
  • the first erecting relay lens 4a is a field lens, and the exit pupil of the objective optical system 2 is connected to the second erecting lens in order to effectively guide the light beam from the objective optical system 2 to the second erecting relay lens 4b. It can be formed in the vicinity of the vertical relay lens 4b.
  • the binocular optical system 5 is a so-called jiden top type optical system well known as a binocular tube of a microscope. As shown in FIG. 2, the optical path of the erecting relay optical system 4 (primary object) (Optical path from image A to secondary image B) is divided into two, optical path splitting prism 7, left-eye optical system 5 a positioned on the transmitted optical path of optical path splitting prism 7, and positioned on the reflected optical path Right eye optical system 5b.
  • the left-eye optical system 5 a includes a triangular prism 8 that vertically reflects light transmitted through the optical path dividing prism 7, and a direction parallel to the optical axis of the objective optical system 2 that reflects light from the triangular prism 8 (right in FIG. 2). This is composed of a triangular prism 9 reflecting toward the eye and an eyepiece optical system 1 0 a.
  • the right-eye optical system 5 b corrects the optical path length with the triangular prism 11 that reflects the light reflected by the optical path splitting prism 7 in a direction parallel to the optical axis of the objective optical system 2 (right side in FIG. 2). It consists of a square prism 1 2 and an eyepiece optical system 1 0 b. Then, a virtual image of the secondary image re-imaged by the erecting relay optical system 4 is formed so as to be visible to the user.
  • the right-eye optical system 5 b (including the optical path splitting prism 7) and the left-eye optical system 5 a are provided so as to be rotatable about a mechanism axis set parallel to the optical axis of the objective optical system 2, respectively. It has been. For this reason, the user of the telescope 1 according to the present embodiment rotates the left-eye optical system 5a and the right-eye optical system 5b about the mechanism axis so that these intervals are It can be adjusted to the width.
  • the telescope 1 In the telescope 1 according to the present embodiment having such a configuration, light from an object (not shown) is imaged by the objective optical system 2 to form a primary image A.
  • the light that forms the primary image A is reflected by the first mirror 3a, passes through the first erecting relay lens 4a, and then passes through the second, third, and fourth mirrors 3b, 3c. Reflected by 3d.
  • this light After passing through the second erecting relay lens 4b, this light is split by the optical path splitting prism 7 and guided to the left eye optical system 5a and the right eye optical system 5b.
  • the light incident on the left eye optical system 5 a is reflected by the two triangular prisms 8 and 9 and then forms a secondary image B.
  • the light incident on the right eye optical system 5b passes through the triangular prism 11 and the square prism 12 and then forms a secondary image B as in the left eye optical system 5a.
  • the user of the telescope 1 can observe an erect image of the object by looking into the eyepiece optical systems 10 a and 10 b of the left eye optical system 5 a and the right eye optical system 5 b. It becomes.
  • the telescope 1 secures a space for arranging the binocular optical system 5 in the optical path by relaying the primary image A formed by the objective optical system 2 by the erecting relay optical system 4. Yes.
  • the total length of the telescope 1 increases as shown in FIG.
  • the length of the optical path of the erecting relay optical system 4 becomes long.
  • the total length of the erecting relay optical system 4 is determined by the magnification and the focal length, and the distance between the imaging plane (primary image plane A) of the objective optical system 2 and the second erecting relay lens 4 b and the second positive erecting relay lens 4 b.
  • Each of the vertical relay lens 4 b and the secondary image plane B has a predetermined space. For this reason, in order to shorten the total length of the telescope 1 according to the present embodiment, it is necessary to shorten the total length of the erecting relay optical system 4.
  • each prism constituting the binocular optical system 5 is arranged and the distance between the left and right secondary images corresponding to the eye width of the left and right eyes A predetermined optical path length is necessary to make the It is not preferable to shorten this portion. Therefore, such an upright relay optical system
  • the total length is shortened by utilizing the space between the imaging plane A of the objective optical system 2 and the second erecting relay lens 4b.
  • the optical path deflection optical system 3 described above is disposed between the objective optical system 2 and the optical path splitting prism 7, and thereby the optical path that deflects the optical path and travels toward the object side is determined.
  • the total length is shortened by forming. Since the primary image A formed by the objective optical system 2 is erected by the erecting relay optical system 4, the optical path deflecting optical system 3 changes the optical path an even number of times to change the image erecting state. Maintained.
  • the entire length is shortened by the length ALA represented by the following equation.
  • the distance between the optical axis of the left eye optical system 5a and the right eye optical system 5b and the optical axis of the objective optical system 2 becomes too large.
  • the view seen in the center in the naked eye and the view seen in the center of the telescope 1 are greatly different, and the operability of the telescope 1 is impaired. Therefore, it is desirable to shorten the overall length by adjusting the size of LA3 and LA4.
  • L A 3 is an optical path that propagates in the opposite direction, so the total length is shortened with a double contribution.
  • ALA LA1 + LA2 + 2LA3 + LA4
  • LA1 Distance on the optical axis from the first mirror 3a of the optical path deflection optical system 3 to the primary image plane A
  • LA2 Distance on the optical axis from primary image plane A to second mirror 3b
  • LA3 Distance on the optical axis from the second mirror 3b to the third mirror 3c
  • LA4 Distance on the optical axis from the third mirror 3c to the fourth mirror 3d
  • the brightness of the observation image depends on the size of the pupil diameter of the eyepiece optical systems 10a and 10b provided in the left eye optical system 5a and the right eye optical system 5b. Determined. Normally, the size of the human pupil is said to be about 2mm in a bright environment. If the pupil diameter of the eyepiece optical system 10a, 10b of the telescope 1 is too small, the observation image is If the object becomes darker than when viewed with the naked eye, and this becomes extreme, the use of the telescope 1 becomes difficult.
  • conditional expression (1) indicates that the erecting relay optical system 4 is placed as close as possible to the objective optical system 2 (the distance between the primary image plane A and the final lens surface of the erecting relay optical system 4 is as small as possible). This is a conditional expression for ensuring sufficient image brightness.
  • conditional expression (1) The derivation of conditional expression (1) is explained below.
  • the pupil diameter ( ⁇ ) of a telescope is expressed by the following equation, where the magnification of the telescope is m.
  • the focal length f ⁇ of the objective optical system is upright to the focal length of the objective optical system 2. Multiplying the magnification of relay optical system 4 corresponds to ⁇ ⁇ in the above formula (4). Therefore, the pupil diameter ⁇ e in the optical system of the present invention is
  • the pupil diameter it is not desirable for the pupil diameter to be extremely small, and it is desirable that the pupil diameter be 2 mm or more.
  • the pupil diameter is 1.5 mm.
  • ⁇ e is 1.5
  • the pupil diameter should be 2 mm or more.
  • the image of the object formed by the single objective optical system 2 can be observed with binocular vision, the operability is good, and the shortening of the total length is sufficiently performed while maintaining the brightness of the image.
  • the shown telescope 1 can be realized.
  • portions having the same configuration as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and portions having different configurations are described in detail.
  • FIG. 3 is a side view showing the configuration of the telescope according to the second embodiment of the present invention.
  • the telescope 20 according to the present embodiment includes an optical path deflection optical system 21 having a different configuration from the optical path deflection optical system 3 provided in the telescope 1 according to the first embodiment.
  • the optical path deflecting optical system 21 of the telescope 20 includes a first total reflection prism 21 a that reflects light from the objective optical system 2 vertically (upward in FIG. 1), and the first Light from total reflection prism 21a is perpendicular to the object side (left side in Fig. 1)
  • the second total reflection prism 2 1 b that radiates and the light from the second total reflection prism 2 1 b is reflected in a direction parallel to the exit optical axis of the first total reflection prism 2 1 a (upward in FIG. 1), and It consists of a third total reflection prism 2 1 c that reflects in a direction parallel to the optical axis of the object optical system 2 (right side in Fig. 1).
  • the telescope 20 according to the present embodiment has the same effects as those of the first embodiment, and optical path polarization optics including a single total reflection prism 21a, 21b, 21c.
  • optical path polarization optics including a single total reflection prism 21a, 21b, 21c.
  • the optical path deflecting optical system 21 of the telescope 20 is configured only by a total reflection prism, but is not limited to this, and can of course be configured by combining a mirror and a total reflection prism. It is.
  • FIG. 4 is a side view showing the configuration of the telescope according to the third embodiment of the present invention.
  • the telescope 30 according to this embodiment includes an optical path deflection optical system 21 similar to that of the second embodiment, and as shown in FIG. 4, the second total reflection prism 21 b and the third total reflection prism.
  • 2nd erecting relay lens 4b is arranged in the optical path between 2c and 2nd total reflection prism 2 1b to 3rd total reflection prism 2 1c compared to the above embodiments.
  • the distance LA 3 is large.
  • the telescope 30 according to this embodiment has the same effects as those of the second embodiment, and the optical members after the optical path splitting prism 7 are arranged closer to the third total reflection prism 21 c. Therefore, the overall length can be further shortened.
  • FIG. 5 is a side view showing the configuration of the telescope according to the fourth exemplary embodiment of the present invention.
  • the telescope 40 according to the present embodiment has the same optical path deflection optical system 2 as that of the second embodiment.
  • the third total reflection prism 2 1 c has the light from the second total reflection prism 2 1 b parallel to the emission optical axis of the first total reflection prism 2 1 a. It is arranged so that it reflects in the direction (downward in FIG. 1 as opposed to the second embodiment above) and further reflects in the direction parallel to the optical axis of the objective optical system 2 (right in FIG. 1).
  • the telescope 40 according to the present embodiment has the same effects as those of the second embodiment, and the optical path between the first total reflection prism 21a and the second total reflection prism 2lb and the first total reflection prism 2lb.
  • the exit optical axis of the third total reflection prism (21c) can be made closer to the optical axis of the objective optical system (2). . Therefore, the distance between the optical axis of each eyepiece optical system 10a, 10b of the left eye optical system 5a and right eye optical system 5b and the optical axis of the objective optical system 2 can be reduced.
  • the parallax between observation with a telescope and observation with the naked eye can be reduced, and the visual field of the telescope can be easily adjusted to the object aimed by the user.
  • 7 and 8 are a side view and a top view showing the configuration of the telescope according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the telescope 50 according to this embodiment includes an optical path deflection optical system 51 having a configuration different from that of the optical path deflection optical system provided in the telescope according to each of the above embodiments.
  • the optical path deflection optical system 51 of the telescope 50 includes a first mirror 51a that reflects light from the objective optical system 2 vertically (downward in FIG. 7), and 1st mirror 5 1 b Reflects light from 1a vertically toward the object side (to the left in FIG. 7) and light from the second mirror 5 1 b to 1st mirror 5 1 a third mirror 5 1 c reflecting in a direction parallel to the reflected optical axis of a (upward in FIG. 7), and light from the third mirror 5 1 c in a direction parallel to the optical axis of the objective optical system 2 (see FIG. 7 Right) 4th mirror 5 1 reflecting to the right.
  • the optical path deflecting optical system 51 also determines the distance LA 4 between the third mirror 5 1 c and the fourth mirror 5 I d and the separation between the first mirror 5 1 a and the second mirror 5 1 b (LA 1 + From LA 2) Is set so that the optical path between the objective optical system 2 and the first mirror 51a and the optical path between the third mirror 51c and the fourth mirror 51d intersect substantially perpendicularly. It is arranged.
  • the telescope 50 according to the present embodiment can achieve the same effects as those of the first embodiment.
  • the third mirror 5 1 c and the fourth mirror 5 1 d are separated from the first mirror 5 1 a and the second mirror 5 1 b (LA 1 + LA 2).
  • the distance LA 4 between the second mirror 5 1 b and the third mirror 51 1 c can be reduced.
  • the optical path deflection optical system 51 can be arranged sufficiently away from the objective optical system 2. This is advantageous in preventing physical interference between the support component supporting the objective optical system 2 and the support component supporting the optical path deflection optical system 51 in manufacturing the telescope 50.
  • FIG. 9 is a side view showing the configuration of the telescope according to the sixth exemplary embodiment of the present invention.
  • the telescope 60 according to this embodiment includes an optical path deflection optical system 61 having a configuration different from that of the optical path deflection optical system provided in the telescope according to each of the above embodiments.
  • the optical path deflection optical system 61 of the telescope 60 includes a first total reflection prism 6 1 a that reflects light from the objective optical system 2 vertically (downward in FIG. 9), The light from the first total reflection prism 61a is reflected perpendicularly (to the left in Fig. 9) toward the object side and is parallel to the exit optical axis of the first total reflection prism 61a (upward in Fig. 9). ) Reflecting the second total reflection prism 6 1 b reflecting to the direction parallel to the optical axis of the object optical system 2 (right side in FIG. 9). 3 Total reflection prism 6 1 C.
  • the optical path deflecting optical system 61 includes a second total reflection prism 6 1 b and a third total reflection prism.
  • a second total reflection prism 6 1 b and a third total reflection prism By setting the distance between 6 1 c and the first total reflection prism 6 1 a and the second total reflection prism 6 1, the distance between the objective optical system 2 and the first total reflection prism 6 1 a And the optical path between the second total reflection prism 6 1 b and the third total reflection prism 6 1 c are arranged in a prism arrangement that intersects substantially perpendicularly.
  • the telescope 60 according to the present embodiment can achieve the same effects as those of the fifth embodiment.
  • an optical path deflecting optical system 61 consisting of single total reflection prisms 6 1 a, 6 1 b, and 6 1 c, the entire visible wavelength range is greater than when reflected by a reflective film (mirror). Since it is possible to reduce the attenuation of the amount of light, it is possible to observe a brighter image of the object.
  • the optical path deflecting optical system 61 of the telescope 60 is configured by only a total reflection prism, but is not limited to this, and can of course be configured by combining a mirror and a total reflection prism. It is.
  • FIG. 10 is a side view showing the configuration of the telescope according to the seventh embodiment of the present invention.
  • the telescope 70 according to this embodiment includes an optical path deflection optical system 71 having a configuration different from that of the optical path deflection optical system provided in the telescope according to each of the above embodiments.
  • the optical path deflection optical system 7 1 of the telescope 70 includes a total reflection prism 7 1 a that reflects light from the object optical system 2 vertically (downward in FIG. 10).
  • the first mirror 7 lb that reflects light from the total reflection prism 7 1 a vertically toward the object side (left side in FIG. 10) and the light from the first mirror 7 1 b as the incident optical axis
  • the second mirror 7 1 c reflected in the object side oblique direction (diagonally upward in FIG.
  • the angle formed by the exit optical axis becomes an obtuse angle
  • the light from the second mirror 7 1 c is the objective optical It consists of a third mirror 7 1 d that reflects in the direction parallel to the optical axis of system 2 (right side in Fig. 10).
  • the telescope 70 according to the present embodiment can achieve the same effects as those of the fifth embodiment.
  • the light from the first mirror 7 1 b is reflected by the second mirror 7 1 c in the oblique direction on the object side, so that the objective optical system
  • the mirror arrangement is such that the optical path between 2 and the total reflection prism 7 1 a and the optical path between the second mirror 7 1 c and the third mirror 7 1 d intersect obliquely.
  • the distance between the second mirror 7 1 c and the third mirror 7 1 d is set to be larger than the distance LA 4 between the third mirror 5 1 c and the fourth mirror 51 1 d in the fifth embodiment. It is secured larger, and the overall length can be further shortened.
  • a compact telescope with good operability that enables binocular observation of an image of an object formed by a single objective optical system can be realized.
  • the first mirror 3a of the optical path deflection optical system 3 (or the first total reflection prism 2 1a of the optical path deflection optical system 21 and the first mirror of the optical path deflection optical system 5 1 are used.
  • 5 1 a, the first total reflection prism 6 1 a of the optical path deflection optical system 6 1, and the total reflection prism 7 1 a) of the optical path deflection optical system 7 1 are half mirrors or quick return mirrors, and this first mirror
  • An autofocus optical system and digital camera optical system can also be configured by arranging a light receiving element and an image sensor on the primary image plane formed on the transmission light path of 1 a.
  • the first erecting relay lens 4a of the erecting relay optical system 4 effectively transmits the light beam from the objective optical system 2 to the second erecting relay lens 4b as described above. This has the effect of reducing the size of the second erecting relay lens 4b.
  • the first erecting relay lens 4a is not essential, and can be omitted to further shorten the overall length.
  • FIGS. 11 and 12 are a cross-sectional view and a top view showing the configuration of the telescope according to the eighth embodiment of the present invention.
  • a telescope 80 includes an objective optical system 2, an optical path deflection optical system 3, a relay optical system 4, and a binocular optical system 5 in a housing 6.
  • the objective optical system 2 is a lens for forming light from an object (not shown) to form a primary image (inverted image) A of the object, and is disposed on the most object side.
  • the optical path deflecting optical system 3 includes a mirror 3a that reflects light from the objective optical system 2 vertically (downward in FIG. 11), and the light from the mirror 3a toward the object side.
  • the pen beam eight prism 3b that is reflected vertically and guided to the optical path splitting prism 7 to be described later and the light split by the optical path splitting prism 7 as shown in FIG. It consists of a pair of total reflection prism systems 3c and 3d that reflect in the direction parallel to the optical axis of the objective optical system 2 toward the image side (right side in Fig. 12).
  • the penta roof prism 3 b reflects the light from the mirror 3 a once to the image side, and further reflects it in a direction parallel to the optical axis of the objective optical system 2 (left side in FIG. 11). It plays a role in erecting the image of the object that is flipped left and right in the optical system after Penn Dahab Rhythm 3b.
  • the total reflection prism system 3 c reflects the light reflected by the optical path dividing prism 7 vertically toward the object side (left side in Fig. 12). Reflects light from the reflecting prism 1 3 a and the total reflecting prism 1 3 a vertically (downward in Fig. 1 2) and then in a direction parallel to the optical axis of the objective optical system 2 (to the right in Fig. 1 2). And a total reflection prism 13 3 b that leads to the left-eye optical system 5 a described later.
  • the total reflection prism system 3d includes a total reflection prism 14a that reflects light transmitted through the optical path splitting prism 7 vertically (upward in FIG.
  • the total reflection prism 14a As objective optics. It consists of a total reflection prism 14 b that reflects perpendicularly toward the direction parallel to the optical axis of system 2 (right side in Fig. 12) and guides it to the right-eye optical system 5 b described later.
  • the relay optical system 4 is an optical system for re-imaging the light that formed the primary image A of the object to form the secondary image B. Between the mirror 3 a and the pendant roof prism 3 b, It consists of a first relay lens 4a arranged in the vicinity of the primary image A and a second relay lens 4b arranged as an imaging lens immediately after the penta roof prism 3b.
  • the first relay lens 4a is a field lens, and the exit pupil of the objective optical system 2 is connected to the second relay lens 4b in order to effectively guide the light beam from the objective optical system 2 to the second relay lens 4b. It can be formed in the vicinity of.
  • the binocular optical system 5 includes an optical path splitting prism 7 that splits the optical path of the relay optical system 4 (the optical path from the primary image A to the secondary image B of the object) into two, and the optical path splitting prism.
  • the left eye optical system 5a is composed only of the eyepiece optical system 10a.
  • the right-eye optical system 5 b includes a square prism 12 that corrects an optical path length difference from the left-eye optical system 5 a and an eyepiece optical system 10 b.
  • the left-eye optical system 5a and the right-eye optical system 5b are provided so as to be rotatable about a mechanism axis (not shown) set parallel to the optical axis of the objective optical system 2, respectively.
  • the left-eye optical system 5 a has a mechanical axis set on the extension line of the incident optical axis of the total reflection prism 14 a, and the optical path dividing prism 7 and the prism 1 3 are centered on this axis. a and the total reflection prism 1 3 b can be rotated together.
  • the mechanism axis is set on the extension line of the incident optical axis of the total reflection prism 14a, and the total reflection prism 14a and total reflection prism 14b are centered on this axis.
  • the square prism 12 can be rotated together.
  • the user of the telescope 80 according to this embodiment can rotate the left eye optical system 5a and the eye optical system 5b about the respective mechanical axes, thereby setting these intervals to the eye width. It can be adjusted together.
  • the telescope 80 In the telescope 80 according to the present embodiment having such a configuration, light from an object (not shown) forms an image by the objective optical system 2 and is reflected by the mirror 3a to form a primary image A. Then, the light forming the primary image A is reflected by the pen-haul rhythm through the first relay lens 4a, and further split by the optical path splitting prism 7 after passing through the second relay lens 4b. The light reflected by the optical path splitting prism 7 is reflected by all reflecting prisms 13 a and 13 b and guided to the left eye optical system 5 a to form a secondary image B.
  • the light transmitted through the optical path splitting prism 7 is totally reflected prism 1 4 a, 14 b is reflected and guided to the right eye optical system 5 b, and after passing through the square prism 12, forms a secondary image B in the same manner as the left eye optical system 5 a.
  • the user of the telescope 80 can observe an erect image of the object by penetrating the eyepiece optical systems 10 a and 10 b of the left eye optical system 5 a and the right eye optical system 5 b. Is possible.
  • the telescope 80 relays the primary image A formed by the objective optical system 2 by the relay optical system 4 so that the binocular optics can be used without increasing the focal length of the objective optical system 2. Space for system 5 is secured in the optical path.
  • the total length of the telescope 80 increases as shown in FIG. In particular, the length of the optical path of the relay optical system 4 becomes long.
  • the total length of the relay optical system 4 is determined by its magnification and focal length, and as shown in FIG. 6, between the imaging surface (primary image plane A) of the objective optical system 2 and the second relay lens 4b, And a predetermined space between the second relay lens 4 b and the secondary image plane B. Therefore, in order to maximize the shortening of the total length of the telescope 80 according to the present embodiment, the total length of the relay optical system 4 is shortened, and further, the total length of the binocular optical system 5 is also shortened. It is necessary to plan.
  • the optical path deflection optical system 3 having the above-described configuration is provided on the image side with respect to the objective optical system 2.
  • this optical path is referred to as a “deflecting optical path”
  • the total length of these optical systems 4 and 5 is shortened.
  • the optical path deflecting optical system 3 deflects the optical path of the relay optical system 4 to form the deflecting optical path
  • the optical path dividing prism 7 is disposed in the deflecting optical path. is there. Therefore, the optical path between the second relay lens 4b and the optical path splitting prism 7 is also a deflection optical path, that is, the relay optical system 4 to the binocular optical system. Since the deflection optical path can be formed over 5, the overall length of the telescope 80 can be shortened to the maximum.
  • the image of the object formed by the single objective optical system 2 can be observed with binocular vision, the operability is good, and the shortening of the entire length is maximized while maintaining the brightness of the image.
  • the shown telescope 80 can be realized.
  • the telescope 80 according to the present embodiment can sufficiently shorten the entire length by the deflection optical path formed from the relay optical system 4 to the binocular optical system 5 as described above.
  • the distance between the mirror 3a and the penta roof prism 3b in the optical system 3 can be reduced. Therefore, the distance between each optical axis of the left-eye optical system 5a and the right-eye optical system 5b and the optical axis of the objective optical system 2 can be reduced, so that parallax in observation and observation with naked eyes can be reduced. This makes it easier to align the field of view of the telescope with the object the user has aimed at, and can also shorten the overall length of the telescope 80 in the vertical direction (vertical direction in Fig. 11).
  • FIGS. 13 and 14 are a sectional view and a top view showing the configuration of the telescope according to the ninth embodiment of the present invention.
  • the exit surface of the total reflection prism 13 a and the entrance surface of the total reflection prism 13 b, the exit surface of the transmitted light of the optical path splitting prism 7 and the entrance of the total reflection prism 14 a The exit surface of the surface, total reflection prism 14 b and the entrance surface of the square prism 12 are bonded together.
  • the telescope 90 reflects light from the total reflection prism 1 3 b vertically (upward in FIG. 1 4) into the left eye optical system 5 a and is parallel to the optical axis of the objective optical system 2. It is equipped with a total reflection prism 15 a that reflects in one direction (right side of Fig. 14). In the right-eye optical system 5b, the light from the square prism 12 is reflected vertically (downward in Fig. 14) and further reflected in the direction parallel to the optical axis of the objective optical system 2 (right side in Fig. 14). The total reflection prism 1 5 b is provided.
  • the left-eye optical system 5a and the right-eye optical system 5b rotate about a mechanism axis (not shown) set in parallel with the optical axis of the objective optical system 2, as in the eighth embodiment. It is possible. Specifically, in the left-eye optical system 5a, the mechanism axis is set on the extended line of the exit optical axis of the total reflection prism 1 3b, and the eyepiece optical system 1 0a and the total reflection prism 1 are centered on this axis. 5a can be rotated together. In the right-eye optical system 5b, the mechanism axis is set on the extension line of the exit optical axis of the square prism 12, and the eyepiece optical system 1Ob and the total reflection prism 15b are integrated with each other. Can be rotated automatically. With such a configuration, the user of the telescope 90 according to the present embodiment can rotate the left eye optical system 5 and the right eye optical system 5 b about the respective mechanical axes, thereby changing the distance between the eye widths. It can be adjusted to suit.
  • the telescope 90 according to the present embodiment can achieve the same effects as those of the eighth embodiment.
  • the common optical elements in the left eye optical system 5a and the right eye optical system 5b (eyepiece optical system 10a and total reflection prism 15a, eyepiece optical system 10b and total reflection prism) Since the configuration is such that only 15 b) is rotated, it is possible to realize a configuration more suitable for eye width adjustment and simplify the rotation mechanism.
  • the mirror 3a of the optical path deflecting optical system 3 is a half mirror or a quick return mirror, and a light receiving element is formed on the primary image plane formed on the transmission optical path of the mirror 3a. If an image sensor is arranged, an autofocus optical system or a digital camera optical system can be configured.
  • the first relay lens 4a of the relay optical system 4 effectively guides the light beam from the objective optical system 2 to the second relay lens 4b as described above. This has the effect of reducing the size of the relay lens 4b.
  • the first relay lens 4a is not essential, and can be omitted to further shorten the overall length.
  • the total reflection prism systems 3 c and 3 d of the optical path deflecting optical system 3 are each configured only by a total reflection prism, but the present invention is not limited thereto, and the mirror and the total reflection prism are not limited thereto. Of course, it is also possible to configure with only a mirror or a mirror.
  • FIG. 15 is a perspective view of the telescope 110 according to this embodiment.
  • the telescope 1 1 0 includes a binocular portion 1 1 1, a body portion 1 1 2, and an interchangeable lens portion 1 1 3 that is an objective optical system.
  • the binocular unit 1 1 1 has left and right lens barrels for observation with both eyes, and each lens barrel can be adjusted to the eye width of the observer.
  • the body portion 1 1 2 has a monocular optical path optical system, and is composed of a plurality of mirrors and lenses.
  • the body part 1 1 2 is provided with a control part 1 1 4 for performing various controls.
  • the interchangeable lens unit 1 1 3 can be equipped with a lens having different specifications, such as a zoom lens and a single focus lens.
  • Mount portion 1 1 6 is formed on body portion 1 1 2, and lens-side mount portion 1 1 6 a and body-side mount portion 1 1 6 b can be coupled.
  • mount 1 1 6 the same as the mount shape of a single-lens reflex camera, an interchangeable lens of a single-lens reflex camera manufactured in the past can be used.
  • contacts 1 1 7 are formed on the respective mounting portions 1 1 6.
  • Contact point 1 1 7 of mount part 1 1 6 is the body part 1 1 2 and the interchangeable lens part 1 1 3 are electrically connected, and the information on the connected interchangeable lens part 1 1 3 is obtained, and the body part 1 1 Used for power supply from 2 and transmission of computation results.
  • the contact point 1 1 7 of the mount part 1 1 6 is the distance between the interchangeable lens part 1 1 3 and the control part 1 1 2 of the body part 1 1 4 1 Tell 3
  • the motor in the interchangeable lens unit 1 1 3 drives the focus lens with the supplied signal.
  • Telescope 1 1 0 is the body side mount 1 1 6 b.
  • the shape conforms to the front part 1 1 6 a. Therefore, the observer can attach various interchangeable lens units 1 1 3 of single-lens reflex cameras to the body 1 1 2 according to the purpose.
  • the observer can purchase the body part 1 1 2 and use it with the high-performance, high-performance interchangeable lens of a single-lens reflex camera attached to the body part 1 1 2.
  • the observer can change the magnification and lens diameter of the interchangeable lens as necessary, and can customize the telescope 110 that is most suitable for the purpose of use.
  • a macro interchangeable lens can be used as a microscope when mounted on the body 1 1 2 and a telescope 1 1 0 for observing landscapes etc. when using a zoom interchangeable lens from standard to medium telephoto.
  • Using a medium-long telephoto interchangeable lens makes the telescope suitable for astronomical observation.
  • FIG. 16 is a diagram in which the interchangeable lens unit 1 1 3 is attached to the body unit 1 1 2, and is a diagram illustrating an optical path LR of external light incident on the telescope 1 10.
  • the interchangeable lens unit 1 1 3 includes a first lens unit L 1, a second lens unit L 2, a third lens unit L 3, and a diaphragm unit PP, and a mode for driving the second lens unit L 2.
  • it is equipped with a motor that drives the third lens unit L3.
  • the second lens unit L 2 moves in the optical axis direction (Z-axis direction), and the focal point of the interchangeable lens unit 1 1 3 is matched.
  • the third lens unit L 3 moves in the direction orthogonal to the optical axis (XY axis direction) to prevent camera shake.
  • the diaphragm P P is installed between the second lens unit L 2 and the third lens unit L 3 and adjusts the amount of light passing through the interchangeable lens unit 11.
  • the control unit 1 1 4 adjusts the aperture part PP of the interchangeable lens according to the purpose of use.
  • the control unit 1 1 4 adjusts the aperture PP according to the amount of incident light from the interchangeable lens unit 1 1 3 and the brightness of the surroundings of the object to be observed, but not only the amount of incident light but also the depth of field ( DOF) Will change.
  • DOF depth of field
  • the external light LR incident on the interchangeable lens unit 1 1 3 passes through the first lens unit L 1, the second lens unit L 2, the diaphragm unit PP, and the third lens unit L 3 in this order, and the body unit 1 1 Incident on 2.
  • the body part 1 1 2 there is a light guide optical system (deflection optical system) 1 comprising a first mirror 1 4 1, a second mirror 1 4 2, a third mirror 1 4 3 and a fourth mirror 1 4 4. 4 0 is placed.
  • the external light LR reflected a plurality of times by the light guide optical system 140 is guided to the beam splitting optical system 150.
  • the beam splitting optical system 150 includes a half mirror 1553, a fifth mirror 1554, a sixth mirror 1555, and a seventh mirror 1556.
  • the beam splitting optical system 1 5 0 bisects the external light L R, enters each of the left and right lens barrels of the binocular unit 1 1 1, and passes through the two eyepiece lenses 1 5 9. As described above, the telescope 110 can be observed with both eyes using the monocular interchangeable lens unit 113.
  • FIG. 17 is a first embodiment showing a mirror arrangement in the body portion 1 1 2.
  • External light entering the body part 1 1 2 from the interchangeable lens part 1 1 3 LR reaches the two eyepieces 1 5 9 of the beam splitting optical system 1 5 0 via the light guide optical system 1 4 0 To do.
  • An object to be observed (not shown) is formed as a primary image I M ⁇ A (inverted image) by the interchangeable lens portion 1 1 3.
  • a field lens 1 4 8 placed in the vicinity of the primary image I M-A is arranged.
  • the field lens 1 4 8 and the relay lens 1 4 9 re-form the primary image as a secondary image I M ⁇ B (upright image).
  • the field lens 1 4 8 has a role of determining the field diameter of the telescope 1 1 0 (Fig. 1 6), and the interchangeable lens unit 1 1 3 has a role to effectively use the light flux of the interchangeable lens unit 1 1 3. This is to make the exit pupil near the relay lens 1 4 9.
  • the relay lens 1 4 9 has a role of extending the optical path.
  • the beam splitting optical system 1 50 is an optical system called a Gieden top type, and divides the optical axis OA by a half mirror 15 3 or a prism.
  • Field lens 1 4 8 and relay lens 1 4 9 make inverted image by interchangeable lens 1 1 3 (primary image IM- A) Is an erect image (secondary image IM_B), the light beam splitting optical system 150 does not invert the image.
  • the distance from the primary image I M—A to the secondary image I M—B is determined by the magnification / 3 of the relay lens 149 and the focal length.
  • To shorten the total length of the telescope 110 (Fig. 16) in the Z-axis direction it is necessary to shorten the distance in the Z-axis direction from the primary image I M- A to the secondary image I M- B.
  • the optical path is bent by the light guide optical system 140 while maintaining the image upright between the interchangeable lens unit 113 and the beam splitting optical system 150, so that the telescope 110 (Fig. 16)
  • the overall length is shortened.
  • the total length of telescope 110 in the Z-axis direction is shortened using Figs. 18A, 18B, 18C, and 18D.
  • FIG. 18A and FIG. 18B are optical paths of the light guide optical system 140 of the tenth embodiment, and are diagrams from the interchangeable lens unit 113 to the half mirror 153 of the light beam splitting optical system 150.
  • Figure 18A is the XZ plan view
  • Figure 18B is the XY plan view.
  • FIGS. 18C and 18D are diagrams illustrating the interchangeable lens unit 113 without the light guide optical system 140 to the half mirror 153 of the light beam splitting optical system 150.
  • FIG. Figure 18C is the XZ plan view
  • Figure 18D is the XY plan view.
  • the external light LR that has passed through the interchangeable lens unit 113 from the Z-axis direction is reflected by the first mirror 141, which is a total reflection mirror, in the X-axis direction. Change the direction, reflected by the second mirror 142, and change the direction in the Y-axis direction. Furthermore, the external light LR is reflected by the third mirror 143 and changed in the X-axis direction, and the changed external light LR is reflected by the fourth mirror 144 and changed in the Z-axis direction. The external light LR reflected by the fourth mirror 144 is guided to the light beam splitting optical system 150.
  • a field lens 148 is arranged between the first mirror 141 and the second mirror 142, and the third mirror 143 and the fourth mirror 144.
  • a relay lens 149 is disposed between the two.
  • the first mirror 141 to the second mirror 142 The optical path length from the second mirror 1 4 2 to the third mirror 1 4 3 to L 1 2, the optical path length from the third mirror 1 4 3 to the fourth mirror 1 4 4 Is L 1 3.
  • the optical path length from the fourth mirror 1 4 4 to the half mirror 1 1 5 3 is L 1 5.
  • the total length of the optical path length L 1 1, optical path length L 1 2 and optical path length L 1 3 in the Z-axis direction is The form is shorter.
  • the distance W 1 between the left and right eyepieces 1 5 9 of the binocular unit 1 1 1 must be approximately the same as the distance (width) of the observer's eye. Requires a certain length in the X-axis direction. If the optical path length L 1 1 and the optical path length L 1 3 are secured within the range of the interval W 1, the size of the telescope 110 shown in FIG. 15 does not become so large. On the other hand, if the total length of the optical path length L 11, optical path length L 12, and optical path length L 13 can be shortened in the Z-axis direction, the operability of the telescope 110 is improved.
  • the optical path length L 1 2 is increased, the optical axis of the interchangeable lens unit 1 1 3 and the optical axis of the beam splitting optical system 1 5 0 are too far apart from each other, thereby impairing operability. Therefore, the optical path length L 1 1 and the optical path length L It is desirable to reduce the overall length by adjusting 1 and 3.
  • the total reflection mirror is used for the first mirror 1 4 1 to the fourth mirror 1 4 4, but it goes without saying that a total reflection prism may be used.
  • FIG. 19 shows a first embodiment in which a right angle dahab rhythm and a mirror are arranged in the body portion 1 1 2.
  • the external light LR that has passed through the interchangeable lens unit 1 1 3 from the Z-axis direction is reflected by the first mirror 1 4 1 that is a total reflection mirror and directed in the X-axis direction. And enter the field lens 1 4 8.
  • External light LR that has passed through the field lens 1 4 8 is reflected by the second right angle dahab rhythm 1 4 2 P and turns in the Y-axis direction.
  • the external light LR is reflected by the third mirror 1 4 3 and changes its direction in the X-axis direction, and the external light LR whose direction is changed enters the relay lens 1 49.
  • the second right-angled davit prism 144 2 P flips the image left and right and the fourth right-angled dahab rhythm 14 4 P vertically flips.
  • the observer can observe an erect image through the eyepiece lens 15 9.
  • FIG. 20 is a first embodiment showing the arrangement of mirrors in the body portion 1 1 2.
  • FIG. 2 1 A and FIG. 2 1 B are optical paths including the light guide optical system (deflection optical system) 1 4 0 of the first 2nd embodiment, and from the interchangeable lens unit 1 1 3 to the light beam splitting optical system 1 5 0 It is a figure depicting half-mira 1 1 5 3.
  • Fig. 21A is the XZ plan view
  • Fig. 21B is the XY plan view.
  • the external light LR that has passed through the interchangeable lens unit 1 1 3 from the Z-axis direction is reflected by the first mirror 1 4 1 that is a total reflection mirror Then change the direction in the X-axis direction, reflected by the second mirror 1 4 2 E, and change the direction in the Z-axis direction.
  • the external light LR is reflected by the third mirror 1 4 3 E and redirected in the X-axis direction, and the external light LR that has been redirected is reflected by the fourth mirror 1 4 4 and directed in the Z-axis direction. Change.
  • the external light LR reflected by the fourth mirror 1 1 4 4 is guided to the beam splitting optical system 1 5 0.
  • a field lens 1 4 8 is arranged between the first mirror 1 4 1 and the second mirror 1 4 2 E, and the third mirror A relay lens 1 4 9 is arranged between 1 1 4 3 E and 4th mirror 1 1 4 4.
  • the optical path length from the first mirror 1 4 1 to the second mirror 1 4 2 E is L 1 1
  • the optical path length up to 3 E is L 1 2
  • the optical path length from the third mirror 1 4 3 E to the fourth mirror 1 4 4 is L 1 3.
  • the optical path length from the fourth mirror 1 4 4 to the half mirror 1 5 3 is L 1 5.
  • Fig. 2 18 of the first 2 embodiment with Fig. 1 8 A of the 10th embodiment.
  • the length of 2 1 A in the Z-axis direction is longer by the optical path length L 1 2.
  • FIG. 2 18 of the first 2nd embodiment with FIG. 8B of the 10th embodiment in the first 2nd embodiment, the optical axis of the interchangeable lens portion 1 1 3 and the half mirror 1 5 It is understood that the optical axis incident on 3 is inconsistent.
  • the distance W 1 between the left and right eyepieces 1 5 9 of the binocular unit 1 1 1 must match the distance between the eyes of the observer, so the telescope 1 1 0 is the X axis A certain length is required in the direction. If the optical path length L 1 1 and the optical path length L 1 3 are secured within the range of the interval W 1, the size of the telescope 110 shown in FIG. 15 does not increase in the X-axis direction. On the other hand, if the total length of the optical path length L I 1 and the optical path length L 13 can be shortened in the Z-axis direction, the operability of the telescope 110 is improved. In addition, the operability is excellent because the optical axis of the exchange lens portion 113 matches the optical axis of the beam splitting optical system 150.
  • the first mirror 1 41 1 may be a quick return mirror, and an image sensor such as C C D may be placed behind it.
  • the first mirror 1 4 1 may be a half mirror, and an AF function for capturing autofocus light behind may be provided.
  • a F function can obtain autofocus signal of interchangeable lens 1 1 3.
  • a zoom mechanism or an anti-vibration mechanism can be incorporated into the objective optical system of the telescope according to each of the above embodiments.
  • binoculars are independently provided with a pair of eyepiece optical systems consisting of an objective optical system, an erecting prism, and an eyepiece optical system, separated by the eye width.
  • each objective optical system of the binoculars is a zoom lens
  • if a slight movement error occurs between the zoom lenses during zooming this is magnified by the eyepiece optical system, which adversely affects the observation image. Will be affected.
  • the zoom mechanism of each zoom lens is required to have very high driving accuracy and adjustment, resulting in an increase in weight and cost. Note that this is one of the objective optical systems of binoculars.
  • the telescope according to each of the above embodiments has a single objective optical system as described above, even when a zoom mechanism or an anti-vibration mechanism is incorporated, the drive accuracy and There is an advantage that no adjustment is required and there is no increase in weight or cost.
  • the telescope according to each of the above embodiments can be mounted with, for example, a zoom lens for a camera or an anti-vibration optical system as the objective optical system.

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Abstract

　単一の対物光学系で形成した物体の像を双眼観察可能な望遠鏡を提供する。単一の対物光学系１１３と双眼ボディ部材（１１１、１１２）とを有する望遠鏡１１０において、前記双眼ボディ部材は、前記対物光学系１１３を結合するためのマウント部１１６と、前記対物光学系を制御するための制御部１１４とを備えることを特徴とする望遠鏡。

Description

明 細 書 望遠鏡及び双眼ボディ部材 技術分野
本発明は、 望遠鏡及び双眼ボディ部材に関する。 背景技術
従来、 無限遠物体の像を形成する対物光学系と、 該対物光学系によって形成さ れた物体の像を拡大する接眼光学系とを備えた望遠鏡が広く知られている （例え ば、 特公平 6 - 1 4 1 3 1号公報を参照） 。
しかしながら、 1つの対物光学系によつて形成された物体の像を 2つの接眼光 学系で観察する即ち双眼観察が可能な望遠鏡はこれまで提案されていなかった。 そこで、 上述のような従来の望遠鏡に双眼光学系を導入して双眼観察可能な望遠 鏡を構成することが考えられるが、 望遠鏡の全長を短く保つには対物光学系の焦 点距離を短くすることが必要となる。 し力 ^し、 対物光学系の焦点距離を短くする と対物光学系と対物光学系によって形成された物体の像の間隔が短縮されるた め、 双眼光学系を導入するためのスペースが確保できず実現は困難であった。 発明の開示
そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、 単一の対物光学系で 形成した物体の像を双眼観察可能なコンパクトで操作性の良い望遠鏡を提供す ることを目的とする。
前記課題を解決するために、 本発明の第 1態様は、 単一の対物光学系と双眼ポ ディ部材とを有する望遠鏡であって、 前記双眼ボディ部材は、 前記対物光学系を 結合するためのマウント部と、 前記対物光学系を制御するための制御部とを備え ることを特徴とする望遠鏡を提供する。
また、 本発明の第 2態様は、 双眼光学系を有する双眼ボディ部材において、 対 物光学系を結合するためのマウント部と、 前記対物光学系を制御するための制御 部とを備えることを特徴とする双眼ボディ部材を提供する。
本発明によれば、 単一の対物光学系で形成した物体の像を双眼観察可能な、 コ ンパクトで操作性の良い望遠鏡及び双眼ボディ部材を提供することができる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の第 1実施形態に係る望遠鏡の構成を示す側面図である。
図 2は、 本発明の第 1実施形態に係る望遠鏡の構成を示す上面図である。
図 3は、 本発明の第 2実施形態に係る望遠鏡の構成を示す側面図である。
図 4は、 本発明の第 3実施形態に係る望遠鏡の構成を示す側面図である。
図 5は、 本発明の第 4実施形態に係る望遠鏡の構成を示す側面図である。
図 6は、 本発明の第 1実施形態に係る望遠鏡から光路偏向光学系を取り除いた 様子を示す参照図である。
図 Ίは、 本発明の第 5実施形態に係る望遠鏡の構成を示す側面図である。
図 8は、 本発明の第 5実施形態に係る望遠鏡の構成を示す上面図である。
図 9は、 本発明の第 6実施形態に係る望遠鏡の構成を示す側面図である。
図 1 0は、 本発明の第 7実施形態に係る望遠鏡の構成を示す側面図である。 図 1 1は、 本発明の第 8実施形態に係る望遠鏡の構成を示す側面図である。 図 1 2は、 本発明の第 8実施形態に係る望遠鏡の構成を示す上面図である。 図 1 3は、 本発明の第 9実施形態に係る望遠鏡の構成を示す側面図である。 図 1 4は、 本発明の第 9実施形態に係る望遠鏡の構成を示す上面図である。 図 1 5は、 本発明に係る望遠鏡の斜視図である。
図 1 6は、 本発明に係る望遠鏡の交換レンズ部をボディ部に装着した図である。 図 1 7は、 本発明の第 1 0実施形態に係るボディ部内のミラーの配置を示す斜 視図である。
図 1 8 A、 1 8 Bは、 第 1 0実施形態に係る導光光学系を備える光路であり、 図 1 8 Aは、 その X Z平面図であり、 図 1 8 Bは XY平面図である。
図 1 8 C、 1 8 Dは、 導光光学系の無い場合の交換レンズ部から光束分割光学 系までの光路の比較図であり、 図 1 8 Cはその X Z平面図であり、 図 1 8 Dはそ の XY平面図である。
図 1 9は、 本発明の第 1 1実施形態に係るボディ部内の直角ダハブリズムとミ ラーの配置を示す図である。
図 2 0は、 本発明の第 1 2実施形態に係るボディ部内のミラー配置を示す図で ある。
図 2 1 A、 2 1 Bは、本発明の第 1 2実施形態に係る導光光学系の光路を示し、 図 2 1 Aはその X Z平面図、 図 2 1 Bはその XY平面図である。 発明の実施の形態
以下、 本発明の各実施形態に係る望遠鏡を添付図面に基づいて詳細に説明する。 (第 1実施形態）
図 1及び図 2は、 本発明の第 1実施形態に係る望遠鏡の構成を示す側面図及び 上面図である。
本実施形態に係る望遠鏡 1は、 対物光学系 2、 光路偏向光学系 3、 正立リレー 光学系 4、 及び双眼光学系 5を筐体 6内に備えてなる。
対物光学系 2は、 不図示の物体からの光を結像して物体の一次像 （反転像） A を形成するためのレンズであって最も物体側に配置されている。
光路偏向光学系 3は、 図 1に示すように、 対物光学系 2からの光を垂直 （図 1 上方） に反射する第 1ミラ一 3 aと、 該第 1ミラ一 3 aからの光を物体側へ向か つて垂直 （図 1左方） に反射する第 2ミラー 3 bと、 該第 2ミラー 3 bからの光 を第 1ミラー 3 aの反射光軸と平行な方向 （図 1上方） へ反射する第 3ミラ一 3 cと、該第 3ミラ一 3 cからの光を対物光学系 2の光軸と平行な方向（図 1右方） へ反射する第 4ミラ一 3 dとからなる。
正立リレー光学系 4は、 物体の一次像 Aを形成した光を再結像して二次像 （正 立像） Bを形成するための光学系であり、 第 1ミラー 3 aと第 2ミラー 3 との 間であって一次像 A付近に配置された第 1正立リレーレンズ 4 aと、 第 4ミラ一 3 dの直後に結像レンズとして配置された第 2正立リレーレンズ 4 bとからな る。
なお、 第 1正立リレーレンズ 4 aは視野レンズであって、 対物光学系 2からの 光束を第 2正立リレーレンズ 4 bへ有効に導くために対物光学系 2の射出瞳を 第 2正立リレーレンズ 4 bの近傍に形成することができる。
双眼光学系 5は、 顕微鏡の双眼鏡筒として良く知られた所謂ジ一デントップ型 と呼ばれるプリズム配置の光学系であり、 図 2に示すように、 正立リレー光学系 4の光路 （物体の一次像 Aから二次像 Bまでの光路） を 2つに分割する光路分割 プリズム 7と、 該光路分割プリズム 7の透過光路上に配置された左眼光学系 5 a と、 反射光路上に配置された右眼光学系 5 bとからなる。
左眼光学系 5 aは、 光路分割プリズム 7を透過した光を垂直に反射する三角プ リズム 8と、 該三角プリズム 8からの光を対物光学系 2の光軸と平行な方向 （図 2右方） へ反射する三角プリズム 9と、 接眼光学系 1 0 aとからなる。 また右眼 光学系 5 bは、 光路分割プリズム 7で反射された光を対物光学系 2の光軸と平行 な方向 （図 2右方） へ反射する三角プリズム 1 1と、 光路長を補正する四角プリ ズム 1 2と、 接眼光学系 1 0 bとからなる。 そして、 正立リレー光学系 4で再結 像した二次像の虚像を使用者に見えるように形成する。
なお、 右眼光学系 5 b (光路分割プリズム 7も含む） 及び左眼光学系 5 aは、 それぞれ対物光学系 2の光軸と平行に設定された機構軸を中心に回動可能に設 けられている。 このため本実施形態に係る望遠鏡 1の使用者は、 左眼光学系 5 a 及び右眼光学系 5 bをその機構軸を中心に回動させることで、 これらの間隔を眼 幅に合わせて調整することができる。
斯かる構成の本実施形態に係る望遠鏡 1において、 不図示の物体からの光は、 対物光学系 2によつて結像されて一次像 Aを形成する。 そして一次像 Aを形成し た光は、第 1ミラ一 3 aによって反射され、第 1正立リレ一レンズ 4 aを経た後、 さらに第 2、 第 3、 第 4ミラ一3 b、 3 c、 3 dによって反射される。 そしてこ の光は、 第 2正立リレーレンズ 4 bを経た後、 光路分割プリズム 7によって分割 されて左眼光学系 5 a及び右眼光学系 5 bへ導かれる。 左眼光学系 5 aに入射し た光は、 2つの三角プリズム 8、 9で反射された後、 二次像 Bを形成する。 また 右眼光学系 5 bへ入射した光は、 三角プリズム 1 1と四角プリズム 1 2を経た後、 左眼光学系 5 aと同様に二次像 Bを形成する。 これにより望遠鏡 1の使用者は、 左眼光学系 5 a及び右眼光学系 5 bの接眼光学系 1 0 a、 1 0 bを視き込むこと で、 物体の正立像を観察することが可能となる。
以上、 本実施形態に係る望遠鏡 1は、 対物光学系 2で形成された一次像 Aを正 立リレー光学系 4によってリレーすることで、 双眼光学系 5を配置するスペース を光路中に確保している。
ところで、 光路偏向光学系 3を用いていない場合、 正立リレー光学系 4によつ て双眼光学系 5を配置するスペースを確保し、 本望遠鏡 1の明るさを極力落とさ ないようにすると、 本実施形態に係る望遠鏡 1の全長は図 6に示すように増大し てしまう。特に、正立リレー光学系 4の光路の長さが長くなつてしまう。ここで、 正立リレー光学系 4の全長はその倍率と焦点距離によって決まり、 対物光学系 2 の結像面 （一次像面 A) と第 2正立リレーレンズ 4 bの間、 及び第 2正立リレー レンズ 4 bと二次像面 Bの間にそれぞれ所定の空間を有している。 このため、 本 実施形態に係る望遠鏡 1の全長の短縮化を図るためには、 正立リレー光学系 4の 全長の短縮化を図る必要がある。 なお、 第 2正立リレーレンズ 4 bと二次像面 B の間には、 双眼光学系 5を構成する各プリズムを配置しかつ左右眼の眼幅に応じ た左右それぞれの二次像の間隔を可変とするために所定の光路長が必要であり、 この部分を短縮ィ匕することは好ましくない。 したがって斯かる正立リレー光学系
4においては、 対物光学系 2の結像面 Aと第 2正立リレーレンズ 4 bの間の空間 を利用して全長の短縮化を図ることとなる。
そこで本実施形態に係る望遠鏡 1では、 対物光学系 2と光路分割プリズム 7と の間に上述の光路偏向光学系 3を配置し、 これによつて光路を偏向して物体側へ 進行する光路を形成することで全長の短縮化を図っている。 なお、 対物光学系 2 によって形成された一次像 Aは、 正立リレー光学系 4によって正立化されるため、 光路偏向光学系 3においては光路を偶数回偏向することで像の正立状態を維持 している。
より詳細には、 本実施形態に係る望遠鏡 1では、 次式で表される長さ ALA分 だけ全長が短縮化されたこととなる。 次式において、 LA1、 LA2、 LA3、 LA4を過度に大きく設定すれば、 左眼光学系 5 a及び右眼光学系 5 bの光軸と 対物光学系 2の光軸との間隔が大きくなり過ぎて、 裸眼視における中心に見える 景色と本望遠鏡 1で見たときの中心に見える景色が大きく異なり本望遠鏡 1の 操作性を損なうこととなる。 このため、 LA3、 LA4の大きさを調整すること で全長の短縮化を図ることが望ましい。 特に L A 3は逆方向に向かって伝搬する 光路であるため、 2倍の寄与度で全長の短縮化がなされる。
ALA=LA1+LA2+2LA3+LA4
ただし、
LA1 ：光路偏向光学系 3の第 1ミラー 3 aから一次像面 Aまでの光軸上での距 離
LA2 ：一次像面 Aから第 2ミラー 3 bまでの光軸上での距離
LA3 ：第 2ミラー 3 bから第 3ミラー 3 cまでの光軸上での距離
LA4 :第 3ミラー 3 cから第 4ミラー 3 dまでの光軸上での距離
LA5 ：第 4ミラ一 3 dから第 2正立リレーレンズ 4 bの最終レンズ面までの光 軸上での距離 また、 本実施形態に係る望遠鏡 1において、 観察像の明るさは左眼光学系 5 a 及び右眼光学系 5 bに備えられた接眼光学系 10 a、 10 bの瞳径の大きさによ つて決まる。 通常、 人間の瞳の大きさは明るい環境において直径 2mm程度と言 われており、 本望遠鏡 1の接眼光学系 10 a、 10 bの瞳径が人間の瞳径ょりも 小さければ、 観察像は物体を裸眼で見た場合よりも暗くなり、 これが極端になれ ば本望遠鏡 1の使用は困難になってしまう。
そこで本実施形態に係る望遠鏡 1の正立リレー光学系 4は、以下の条件式（ 1 ) を満足するように構成されている。 条件式 （1) は、 正立リレー光学系 4を対物 光学系 2に極力近づけて配置（一次像面 Aと正立リレー光学系 4の最終レンズ面 との間隔を極力小さく） しながら、 観察像の明るさを十分に確保するための条件 式である。
条件式 （1) β≤ (2/3) · (f e/f o) · φο
ただし、
β ：正立リレー光学系 4の倍率
f O ：対物光学系 2の焦点距離
Φ o 対物光学系 2の入射瞳径 （有効径）
f e ：接眼光学系 10 a、 10 bの焦点距離
以下に、 条件式 （1) の導出を説明する。
一般に、 望遠鏡の瞳径 （φε) は、 望遠鏡の倍率を mとすると以下の式で表さ れる。
(2) e = o/ m
また、 望遠鏡の倍率 mは、 よく知られるように、
(3) m= f ο/ ί e
で表されるため、 式 （2) は、
(4) e~ φ o ' ί e / ί 0
本発明の場合、 対物光学系の焦点距離 f οは、 対物光学系 2の焦点距離に正立 リレー光学系 4の倍率を乗じたものが上記式 （4) の ί οに相当する。 したがつ て、 本発明の光学系における瞳径 Φ eは、
Figure imgf000010_0001
前述したように瞳径は極端に眼の瞳径ょり小さくなることは望ましくなく、 2 mm以上であることが望ましいが、 昼間に使用される測量用の望遠鏡では瞳径が 1. 5mmのものでも視力の低下が少ないとして使用されていることから、 Φ e を 1. 5とすると、
(6) 1. 5≤ o · f e/ ( f o · i3)
これをリレー光学系の倍率 /3について書き直すと、 式 （1) が得られる。
(1) β≤ (2/3) · (f e/f o) · φ ο
なお、 快適に使用するには瞳径を 2 mm以上として、
(1 a) β≤ (1/2) · (f e/f o) · φ ο
とすることが望ましい。
以上、 本実施形態によれば、 単一の対物光学系 2で形成した物体の像を双眼観 察可能で、 操作性が良く、 像の明るさを維持しながら全長の短縮ィ匕を十分に図つ た望遠鏡 1を実現することができる。
(第 2実施形態）
本実施形態及び以下の各実施形態に係る望遠鏡について、 上記第 1実施形態と 同様の構成の部分には同じ符号を付してその説明を省略し、 異なる構成の部分に ついて詳細に説明する。
図 3は、 本発明の第 2実施形態に係る望遠鏡の構成を示す側面図である。
本実施形態に係る望遠鏡 20は、 上記第 1実施形態に係る望遠鏡 1に備えられ た光路偏向光学系 3と異なる構成の光路偏向光学系 2 1を備えてなる。
図 3に示すように本実施形態に係る望遠鏡 20の光路偏向光学系 21は、 対物 光学系 2からの光を垂直 （図 1上方） に反射する第 1全反射プリズム 21 aと、 該第 1全反射プリズム 21 aからの光を物体側へ向かって垂直 （図 1左方） に反 射する第 2全反射プリズム 2 1 bと、 該第 2全反射プリズム 2 1 bからの光を第 1全反射プリズム 2 1 aの射出光軸と平行な方向 （図 1上方） へ反射しさらに対 物光学系 2の光軸と平行な方向 （図 1右方） へ反射する第 3全反射プリズム 2 1 cとからなる。
斯かる構成により本実施形態に係る望遠鏡 2 0は、 上記第 1実施形態と同様の 効果を奏し、 また単一の全反射プリズム 2 1 a、 2 1 b、 2 1 cからなる光路偏 向光学系 2 1を備えることで反射膜で反射させた場合よりも、 可視波長域全体で の光量の減衰を少なくすることができるため、 物体のより明るい像を観察するこ とが可能となる。
なお、 本実施形態に係る望遠鏡 2 0の光路偏向光学系 2 1は、 全反射プリズム のみで構成されているが、 これに限られずミラーと全反射プリズムとを組み合わ せて構成することも勿論可能である。
(第 3実施形態）
図 4は、 本発明の第 3実施形態に係る望遠鏡の構成を示す側面図である。 本実施形態に係る望遠鏡 3 0は、 上記第 2実施形態と同様の光路偏向光学系 2 1を備えており、 図 4に示すように第 2全反射プリズム 2 1 bと第 3全反射プリ ズム 2 1 cとの間の光路中に第 2正立リレ一レンズ 4 bを配置し、 上記各実施形 態に比して第 2全反射プリズム 2 1 bから第 3全反射プリズム 2 1 cまでの距 離 L A 3を大きく確保している。
斯かる構成により本実施形態に係る望遠鏡 3 0は、 上記第 2実施形態と同様の 効果を奏し、 また光路分割プリズム 7以降の光学部材を第 3全反射プリズム 2 1 cへより近づけて配置することができるため、 さらなる全長の短縮化を図ること ができる。
(第 4実施形態）
図 5は、 本発明の第 4実施形態に係る望遠鏡の構成を示す側面図である。 本実施形態に係る望遠鏡 4 0は、 上記第 2実施形態と同様の光路偏向光学系 2 1を備えており、 図 5に示すように第 3全反射プリズム 2 1 cが、 第 2全反射プ リズム 2 1 bからの光を第 1全反射プリズム 2 1 aの射出光軸と平行な方向 （上 記第 2実施形態とは反対に図 1下方） へ反射しさらに対物光学系 2の光軸と平行 な方向 （図 1右方） へ反射するように配置されている。
斯かる構成により本実施形態に係る望遠鏡 4 0は、 上記第 2実施形態と同様の 効果を奏し、 また第 1全反射プリズム 2 1 aと第 2全反射プリズム 2 l bとの間 の光路と第 3全反射プリズム 2 1 cの射出光軸とが交差するようにすることで 第 3全反射プリズム 2 1 cの射出光軸を対物光学系 2の光軸に対してより近づ けることができる。 したがって左眼光学系 5 a及び右眼光学系 5 bの各接眼光学 系 1 0 a、 1 0 bの光軸と対物光学系 2の光軸との距離を小さくすることができ るため、 本望遠鏡による観察と裸眼視による観察における視差を低減することが でき、 使用者が狙った物体に望遠鏡の視野を合わせやすくすることができる。 (第 5実施形態）
図 7及び図 8は、 本発明の第 5実施形態に係る望遠鏡の構成を示す側面図及び 上面図である。
本実施形態に係る望遠鏡 5 0は、 上記各実施形態に係る望遠鏡に備えられた光 路偏向光学系とは異なる構成の光路偏向光学系 5 1を備えてなる。
図 7に示すように本実施形態に係る望遠鏡 5 0の光路偏向光学系 5 1は、 対物 光学系 2からの光を垂直 （図 7下方） に反射する第 1ミラ一 5 1 aと、 該第 1ミ ラー 5 1 aからの光を物体側へ向かって垂直 （図 7左方） に反射する第 2ミラ一 5 1 bと、 該第 2ミラー 5 1 bからの光を第 1ミラー 5 1 aの反射光軸と平行な 方向 （図 7上方） へ反射する第 3ミラー 5 1 cと、 該第 3ミラー 5 1 cからの光 を対物光学系 2の光軸と平行な方向 （図 7右方） へ反射する第 4ミラー 5 1 と からなる。
また光路偏向光学系 5 1は、 第 3ミラー 5 1 cと第 4ミラー 5 I dとの距離 L A 4を、 第 1ミラー 5 1 aと第 2ミラー 5 1 bとの巨離 (L A 1 + L A 2 ) より も大きく設定することで、 対物光学系 2と第 1ミラー 5 1 aとの間の光路と第 3 ミラー 5 1 cと第 4ミラー 5 1 dとの間の光路とが略垂直に交差するミラ一配 置としている。
斯かる構成により本実施形態に係る望遠鏡 5 0は、 上記第 1実施形態と同様の 効果を奏することができる。 また、 前述のように第 1ミラ一 5 1 aと第 2ミラ一 5 1 bとの巨離 (L A 1 + L A 2 ) よりも第 3ミラ一 5 1 cと第 4ミラー 5 1 d との距離 L A 4を大きくすることで、 第 2ミラー 5 1 bと第 3ミラ一 5 1 cとの 距離 L A 3を小さくすることができる。 これにより本実施形態に係る望遠鏡 5 0 では、 光路偏向光学系 5 1を対物光学系 2から十分に離して配置することが可能 となる。 このことは、 本望遠鏡 5 0を製造するにあたり、 対物光学系 2を支持す る支持部品と光路偏向光学系 5 1を支持する支持部品との物理的な干渉を防止 することに有利であり、 また対物光学系 2にズーム機構や防振機構を組み込む場 合や対物光学系 2として交換レンズを切替可能に用いる構成とする場合の適用 性にも優れている。
(第 6実施形態）
図 9は、 本発明の第 6実施形態に係る望遠鏡の構成を示す側面図である。
本実施形態に係る望遠鏡 6 0は、 上記各実施形態に係る望遠鏡に備えられた光 路偏向光学系とは異なる構成の光路偏向光学系 6 1を備えてなる。
図 9に示すように本実施形態に係る望遠鏡 6 0の光路偏向光学系 6 1は、 対物 光学系 2からの光を垂直 （図 9下方） に反射する第 1全反射プリズム 6 1 aと、 該第 1全反射プリズム 6 1 aからの光を物体側へ向かって垂直 （図 9左方） に反 射しさらに第 1全反射プリズム 6 1 aの射出光軸と平行な方向 （図 9上方） へ反 射する第 2全反射プリズム 6 1 bと、 該第 2全反射プリズム 6 1 bからの光を対 物光学系 2の光軸と平行な方向 （図 9右方） へ反射する第 3全反射プリズム 6 1 Cとからなる。
また光路偏向光学系 6 1は、 第 2全反射プリズム 6 1 bと第 3全反射プリズム 6 1 cとの距離を、 第 1全反射プリズム 6 1 aと第 2全反射プリズム 6 1わとの 距離よりも大きく設定することで、 対物光学系 2と第 1全反射プリズム 6 1 aと の間の光路と第 2全反射プリズム 6 1 bと第 3全反射プリズム 6 1 cとの間の 光路とが略垂直に交差するプリズム配置としている。
斯かる構成により本実施形態に係る望遠鏡 6 0は、 上記第 5実施形態と同様の 効果を奏することができる。 また、 それぞれ単一の全反射プリズム 6 1 a、 6 1 b、 6 1 cからなる光路偏向光学系 6 1を備えることで、 反射膜 （ミラー） で反 射させた場合よりも可視波長域全体での光量の減衰を少なくすることができる ため、 物体のより明るい像を観察することが可能となる。
なお、 本実施形態に係る望遠鏡 6 0の光路偏向光学系 6 1は、 全反射プリズム のみで構成されているが、 これに限られずミラーと全反射プリズムとを組み合わ せて構成することも勿論可能である。
(第 7実施形態）
図 1 0は、 本発明の第 7実施形態に係る望遠鏡の構成を示す側面図である。 本実施形態に係る望遠鏡 7 0は、 上記各実施形態に係る望遠鏡に備えられた光 路偏向光学系とは異なる構成の光路偏向光学系 7 1を備えてなる。
図 1 0に示すように本実施形態に係る望遠鏡 7 0の光路偏向光学系 7 1は、 対 物光学系 2からの光を垂直 （図 1 0下方） に反射する全反射プリズム 7 1 aと、 該全反射プリズム 7 1 aからの光を物体側へ向かって垂直 （図 1 0左方） に反射 する第 1ミラー 7 l bと、 該第 1ミラー 7 1 bからの光を入射光軸と射出光軸と のなす角が鈍角となるように物体側斜め方向 （図 1 0斜め上方） へ反射する第 2 ミラ一 7 1 cと、 該第 2ミラ一 7 1 cからの光を対物光学系 2の光軸と平行な方 向 （図 1 0右方） へ反射する第 3ミラー 7 1 dとからなる。
斯かる構成により本実施形態に係る望遠鏡 7 0は、 上記第 5実施形態と同様の 効果を奏することができる。 また、 前述のように第 1ミラー 7 1 bからの光を第 2ミラー 7 1 cによって物体側斜め方向へ反射させることによって、 対物光学系 2と全反射プリズム 7 1 aとの間の光路と第 2ミラー 7 1 cと第 3ミラー 7 1 dとの間の光路とが斜めに交差するミラー配置としている。 これにより、 上記第 5実施形態における第 3ミラ一 5 1 cと第 4ミラー 5 1 dとの距離 L A 4に比 して、 第 2ミラー 7 1 cと第 3ミラー 7 1 dとの距離をより大きく確保しており、 さらなる全長の短縮化を実現することができる。
以上、 上記各実施形態によれば、 単一の対物光学系で形成した物体の像を双眼 観察可能な、 コンパクトで操作性の良い望遠鏡を実現することができる。
なお、 上記各実施形態に係る望遠鏡において、 光路偏向光学系 3の第 1ミラー 3 a (或いは光路偏向光学系 2 1の第 1全反射プリズム 2 1 a、 光路偏向光学系 5 1の第 1ミラー 5 1 a、 光路偏向光学系 6 1の第 1全反射プリズム 6 1 a、 光 路偏向光学系 7 1の全反射プリズム 7 1 a ) をハーフミラ一又はクイックリタ一 ンミラーとし、 さらにこの第 1ミラ一 3 aの透過光路上に形成される一次像面上 に受光素子や撮像素子を配置すれば、 オートフォーカス光学系やデジタルカメラ 光学系を構成することもできる。
また、 上記各実施形態に係る望遠鏡において、 正立リレー光学系 4の第 1正立 リレーレンズ 4 aは、 上述のように対物光学系 2からの光束を第 2正立リレーレ ンズ 4 bへ有効に導き、 第 2正立リレ一レンズ 4 bの小型化を図る効果を奏して いる。 しかしながら第 1正立リレーレンズ 4 aは必須のものではなく、 これを省 略して全長のさらなる短縮化を図ることも可能である。
(第 8実施形態）
図 1 1及び図 1 2は、 本発明の第 8実施形態に係る望遠鏡の構成を示す断面図 及び上面図である。
本実施形態に係る望遠鏡 8 0は、 対物光学系 2、 光路偏向光学系 3、 リレー光 学系 4、 及び双眼光学系 5を筐体 6内に備えてなる。
対物光学系 2は、 不図示の物体からの光を結像して物体の一次像 （反転像） A を形成するためのレンズであって最も物体側に配置されている。 光路偏向光学系 3は、 図 1 1に示すように対物光学系 2からの光を垂直 （図 1 1下方） に反射するミラー 3 aと、 該ミラ一 3 aからの光を物体側へ向かって垂 直 （図 1 1左方） に反射して後述する光路分割プリズム 7へ導くペン夕ダ八プリ ズム 3 bと、 図 1 2に示すように光路分割プリズム 7によって分割された光をそ れぞれ像側へ向かって対物光学系 2の光軸と平行な方向 （図 1 2右方） へ反射す る一対の全反射プリズム系 3 c、 3 dとからなる。
より詳しくは、 ペンタダハプリズム 3 bは、 ミラー 3 aからの光を一旦像側へ 反射し、 これをさらに対物光学系 2の光軸と平行な方向 （図 1 1左方） へ反射す るものであり、 ペン夕ダハブリズム 3 b以降の光学系において左右反転してしま う物体の像を正立化する役割を担っている。
また、 全反射プリズム系 3 c、 3 dのうち、 全反射プリズム系 3 cは、 光路分 割プリズム 7で反射された光を物体側へ向かって垂直 （図 1 2左方） に反射する 全反射プリズム 1 3 aと、該全反射プリズム 1 3 aからの光を垂直（図 1 2下方） に反射しさらに対物光学系 2の光軸と平行な方向 （図 1 2右方） へ反射して後述 する左眼光学系 5 aへと導く全反射プリズム 1 3 bとからなる。 そして全反射プ リズム系 3 dは、 光路分割プリズム 7を透過した光を垂直 （図 1 2上方） に反射 する全反射プリズム 1 4 aと、 該全反射プリズム 1 4 aからの光を対物光学系 2 の光軸と平行な方向 （図 1 2右方） へ向かって垂直に反射して後述する右眼光学 系 5 bへと導く全反射プリズム 1 4 bとからなる。
リレー光学系 4は、 物体の一次像 Aを形成した光を再結像して二次像 Bを形成 するための光学系であり、 ミラー 3 aとペン夕ダハプリズム 3 bとの間であって 一次像 A付近に配置された第 1リレーレンズ 4 aと、 ペンタダハプリズム 3 bの 直後に結像レンズとして配置された第 2リレーレンズ 4 bとからなる。
なお、 第 1リレーレンズ 4 aは視野レンズであって、 対物光学系 2からの光束 を第 2リレーレンズ 4 bへ有効に導くために対物光学系 2の射出瞳を第 2リレ —レンズ 4 bの近傍に形成することができる。 双眼光学系 5は、 図 1 2に示すようにリレー光学系 4の光路 （物体の一次像 A から二次像 Bまでの光路） を 2つに分割する光路分割プリズム 7と、 該光路分割 プリズム 7の反射光路上に配置された左眼光学系 5 aと、 透過光路上に配置され た右眼光学系 5 bとからなり、 上述の全反射プリズム系 3 c、 3 dと併せて顕微 鏡の双眼鏡筒として良く知られた所謂ジ一デントップ型の光学系を構成してい る。 なお、 左眼光学系 5 aは、 接眼光学系 1 0 aのみからなる。 一方、 右眼光学 系 5 bは、 左眼光学系 5 aとの光路長差を補正する四角プリズム 1 2と、 接眼光 学系 1 0 bとからなる。
また、 左眼光学系 5 aと右眼光学系 5 bは、 それぞれ対物光学系 2の光軸と平 行に設定された不図示の機構軸を中心に回動可能に設けられている。 詳細には、 本実施形態において左眼光学系 5 aは、 全反射プリズム 1 4 aの入射光軸の延長 線上に機構軸が設定されており、 これを中心に光路分割プリズム 7、 プリズム 1 3 a、 及び全反射プリズム 1 3 bと一体的に回動させることができる。 また、 右 眼光学系 5 bは、 全反射プリズム 1 4 aの入射光軸の延長線上に機構軸が設定さ れており、 これを中心に全反射プリズム 1 4 a、 全反射プリズム 1 4 b、 及び四 角プリズム 1 2と一体的に回動させることができる。 斯かる構成によって本実施 形態に係る望遠鏡 8 0の使用者は、 左眼光学系 5 aとお眼光学系 5 bをそれぞれ の機構軸を中心に回動させることで、 これらの間隔を眼幅に合わせて調整するこ とができる。
斯かる構成の本実施形態に係る望遠鏡 8 0において、 不図示の物体からの光は、 対物光学系 2によって結像され、 ミラー 3 aで反射された後に一次像 Aを形成す る。 そして一次像 Aを形成した光は、 第 1リレーレンズ 4 aを経てペン夕ダハブ リズムによって反射され、 さらに第 2リレーレンズ 4 bを経た後、 光路分割プリ ズム 7によって分割される。 光路分割プリズム 7によって反射された光は、 全反 射プリズム 1 3 a、 1 3 bによって反射されて左眼光学系 5 aへ導かれ、 二次像 Bを形成する。 一方、 光路分割プリズム 7を透過した光は、 全反射プリズム 1 4 a、 1 4 bによって反射されて右眼光学系 5 bへ導かれ、 四角プリズム 1 2を経 た後、 左眼光学系 5 aと同様に二次像 Bを形成する。 これにより望遠鏡 8 0の使 用者は、 左眼光学系 5 a及び右眼光学系 5 bの接眼光学系 1 0 a、 1 0 bを覼き 込むことで、 物体の正立像を観察することが可能となる。
以上、 本実施形態に係る望遠鏡 8 0は、 対物光学系 2で形成された一次像 Aを リレ一光学系 4によってリレーすることで、 対物光学系 2の焦点距離を長くしな くとも双眼光学系 5を配置するスペースを光路中に確保している。
ところで、 光路偏向光学系 3を用いていない場合、 リレー光学系 4によって双 眼光学系 5を配置するスペースを確保し、 本望遠鏡 8 0の明るさを極力落とさな いようにすると、 本実施形態に係る望遠鏡 8 0の全長は図 6に示すように増大し てしまう。 特に、 リレー光学系 4の光路の長さが長くなつてしまう。 ここで、 リ レー光学系 4の全長はその倍率と焦点距離によって決まり、 図 6に示されるよう に対物光学系 2の結像面 （一次像面 A) と第 2リレーレンズ 4 bの間、 及び第 2 リレ一レンズ 4 bと二次像面 Bの間にそれぞれ所定の空間を有している。 このた め、 本実施形態に係る望遠鏡 8 0の全長の短縮化を最大限に図るためには、 リレ 一光学系 4の全長の短縮化を図り、 さらに双眼光学系 5の全長の短縮化も図る必 要がある。
そこで本実施形態に係る望遠鏡 8 0では、 対物光学系 2よりも像側に上述した 構成の光路偏向光学系 3を設けている。 この光路偏向光学系 3によって光路を偏 向して物体側へ進行する光路 （以下、 この光路を 「偏向光路」 という。 ） をリレ —光学系 4及び双眼光学系 5にそれぞれ形成することで、 これらの光学系 4、 5 の全長の短縮化を図っている。
そして本実施形態に係る望遠鏡 8 0は、 光路偏向光学系 3がリレー光学系 4の 光路を偏向して前記偏向光路を形成し、 さらにこの偏向光路中に光路分割プリズ ム 7を配置した構成である。 このため、 第 2リレーレンズ 4 bと光路分割プリズ ム 7との間の光路も偏向光路となっており、 即ちリレー光学系 4から双眼光学系 5にわたつて偏向光路を形成することができるため、 本望遠鏡 8 0の全長の短縮 化を最大限に図ることができる。
以上、 本実施形態によれば、 単一の対物光学系 2で形成した物体の像を双眼観 察可能で、 操作性が良く、 像の明るさを維持しながら全長の短縮化を最大限に図 つた望遠鏡 8 0を実現することができる。
また、 本実施形態に係る望遠鏡 8 0は、 上述のようにリレー光学系 4から双眼 光学系 5にわたつて形成した偏向光路によって全長の短縮化を十分に図ること が可能であるため、 光路偏向光学系 3におけるミラ一 3 aとペンタダハプリズム 3 bとの間隔を小さくすることができる。 したがって左眼光学系 5 a及び右眼光 学系 5 bの各光軸と対物光学系 2の光軸との距離を小さくすることができるた め、 観察と裸眼視による観察における視差を低減することができ、 使用者が狙つ た物体に望遠鏡の視野を合わせやすくすることができ、 本望遠鏡 8 0の上下方向 (図 1 1上下方向） における全長の短縮化を実現することもできる。
(第 9実施形態）
図 1 3及び図 1 4は、 本発明の第 9実施形態に係る望遠鏡の構成を示す断面図 及び上面図である。
本実施形態に係る望遠鏡 9 0では、 全反射プリズム 1 3 aの射出面と全反射プ リズム 1 3 bの入射面、 光路分割プリズム 7の透過光の射出面と全反射プリズム 1 4 aの入射面、 全反射プリズム 1 4 bの射出面と四角プリズム 1 2の入射面が それぞれ貼り合わされている。
また本実施形態に係る望遠鏡 9 0は、 左眼光学系 5 a中に、 全反射プリズム 1 3 bからの光を垂直 （図 1 4上方） に反射しさらに対物光学系 2の光軸と平行な 方向 （図 1 4右方） へ反射する全反射プリズム 1 5 aを備えている。 そして右眼 光学系 5 b中に、 四角プリズム 1 2からの光を垂直 （図 1 4下方） に反射しさら に対物光学系 2の光軸と平行な方向 （図 1 4右方） へ反射する全反射プリズム 1 5 bを備えている。 なお、 左眼光学系 5 aと右眼光学系 5 bはそれぞれ、 上記第 8実施形態と同様 に、 対物光学系 2の光軸と平行に設定された不図示の機構軸を中心に回動可能に 設けられている。 詳細には、 左眼光学系 5 aにおいては、 全反射プリズム 1 3 b の射出光軸の延長線上に機構軸が設定されており、 これを中心に接眼光学系 1 0 aと全反射プリズム 1 5 aとを一体的に回動させることができる。 また右眼光学 系 5 bにおいては、 四角プリズム 1 2の射出光軸の延長線上に機構軸が設定され ており、 これを中心に接眼光学系 1 O bと全反射プリズム 1 5 bとを一体的に回 動させることができる。 斯かる構成により本実施形態に係る望遠鏡 9 0の使用者 は、 左眼光学系 5 と右眼光学系 5 bをそれぞれの機構軸を中心に回動させるこ とで、 これらの間隔を眼幅に合わせて調整することができる。
以上の構成により本実施形態に係る望遠鏡 9 0は、 上記第 8実施形態と同様の 効果を奏することができる。 また、 眼幅調整に際して左眼光学系 5 aと右眼光学 系 5 bにおける共通の光学要素 （接眼光学系 1 0 aと全反射プリズム 1 5 a、 接 眼光学系 1 0 bと全反射プリズム 1 5 b ) のみを回動させる構成であるため、 眼 幅調整により適した構成を実現し回動機構の簡素化を図ることもできる。
以上、 上記各実施形態によれば、 単一の対物光学系で形成した物体の像を双眼 観察可能で全長の短縮化を図った望遠鏡を実現することができる。
なお、 上記各実施形態に係る望遠鏡において、 光路偏向光学系 3のミラ一 3 a をハーフミラー又はクイックリターンミラーとし、 さらにこのミラー 3 aの透過 光路上に形成される一次像面上に受光素子や撮像素子を配置すれば、 オートフォ —カス光学系やデジタルカメラ光学系を構成することもできる。
また、 上記各実施形態に係る望遠鏡において、 リレー光学系 4の第 1リレーレ ンズ 4 aは、 上述のように対物光学系 2からの光束を第 2リレーレンズ 4 bへ有 効に導き、 第 2リレーレンズ 4 bの小型化を図る効果を奏している。 しかしなが ら第 1リレーレンズ 4 aは必須のものではなく、 これを省略して全長のさらなる 短縮化を図ることも可能である。 また、 上記各実施形態に係る望遠鏡において、 光路偏向光学系 3の全反射プリ ズム系 3 c、 3 dは、 それぞれ全反射プリズムのみで構成されているが、 これに 限られずミラーと全反射プリズムとの組み合わせ、 或いはミラーのみによって構 成することも勿論可能である。
(第 1 0実施形態）
図 1 5は本実施形態の望遠鏡 1 1 0の斜視図である。 望遠鏡 1 1 0は双眼部 1 1 1と、 ボディ部 1 1 2と、 対物光学系である交換レンズ部 1 1 3とで構成され ている。 双眼部 1 1 1は両目で観察するために、 左右の鏡筒が形成され、 鏡筒は それぞれ観察者の眼幅に調節することができる。 ボディ部 1 1 2は単眼光路の光 学系が形成されており、 複数のミラ一及びレンズで構成されている。 またボディ 部 1 1 2は各種の制御を行う制御部 1 1 4が設けられている。交換レンズ部 1 1 3はズームレンズ及び単焦点レンズなど使用目的に応じて仕様の異なるレンズ を装着することができる。 例えば交換レンズ部 1 1 3は、 オートフォーカス （A F)機構や手ブレ防止 （Vibrat ion ReducUon=V R)機構などを搭載している。 ボディ部 1 1 2にはマウント部 1 1 6が形成されており、 レンズ側のマウント 部 1 1 6 aとボディ側のマウント部 1 1 6 bとが結合することが可能である。 マ ゥント部 1 1 6は一眼レフカメラのマウント形状と同一にすることで、 従来から 製造されている一眼レフカメラの交換レンズを使用することができる。 またそれ ぞれのマウント部 1 1 6には接点 1 1 7が形成されている。 マウント部 1 1 6の 接点 1 1 7はボディ部 1 1 2と交換レンズ部 1 1 3とが電気的に接続され、 接続 された交換レンズ部 1 1 3の情報の取得や、 ボディ部 1 1 2からの電源供給及び 演算処理結果の伝送に利用される。 例えば、 マウント部 1 1 6の接点 1 1 7は、 ボディ部 1 1 2の制御部 1 1 4が演算した交換レンズ部 1 1 3に最適なオート フォーカス （A F ) の移動量を交換レンズ部 1 1 3に伝える。 交換レンズ部 1 1 3内のモータは供給される信号でフォーカスレンズの駆動を行う。
望遠鏡 1 1 0はボディ側マウント部 1 1 6 bを一眼レフカメラのレンズ側マ ゥント部 1 1 6 aに適合する形状にしている。 このため観察者は、 目的に応じて 様々な一眼レフカメラの交換レンズ部 1 1 3をボディ部 1 1 2に装着すること ができる。 一眼レフカメラの交換レンズはこれまで多数、 また多種類の交換レン ズが生産され、 多くの観察者がいる。 例えば、 マクロ交換レンズ、 手ブレ防止機 構搭載交換レンズ、 可変ズ一ム交換レンズまたは高倍率交換レンズなど多種類の 交換レンズがある。 このため観察者はボディ部 1 1 2を購入することで、 高性能 で高機能な一眼レフカメラの交換レンズをボディ部 1 1 2に装着して使用する ことができる。観察者は必要に応じて交換レンズの倍率及びレンズ径を変えるこ とができ、 使用目的に最適な望遠鏡 1 1 0をカスタマイズすることができる。 例 えば、 マクロ交換レンズをボディ部 1 1 2に装着すると顕微鏡として用いること ができ、 標準から中望遠程度までのズーム交換レンズを使用すると風景などを観 察する望遠鏡 1 1 0となり、 レンズ径の大きな中長望遠の交換レンズを使用する と天体観測に適した望遠鏡となる。
図 1 6は、 交換レンズ部 1 1 3をボディ部 1 1 2に装着した図であり、 望遠鏡 1 1 0に入射する外光の光路 L Rを示した図である。 交換レンズ部 1 1 3は、 第 1レンズ群 L 1と、 第 2レンズ群 L 2と、 第 3レンズ群 L 3と、 絞り部 P Pとで 構成され、 第 2レンズ群 L 2を駆動させるモー夕、 第 3レンズ群 L 3を駆動させ るモ一夕などを備えている。 モータを駆動させることで、 第 2レンズ群 L 2は光 軸方向 （Z軸方向） に移動し、 交換レンズ部 1 1 3の焦点を合致させている。 ま た、 モー夕を駆動させることで、 第 3レンズ群 L 3は光軸と直交する方向 （XY 軸方向） に移動し手ブレを防止する。 絞り部 P Pは第 2レンズ群 L 2と第 3レン ズ群 L 3との間に設置され、 交換レンズ部 1 1 3を通過する光量の調節をしてい る。
制御部 1 1 4は使用目的に合わせて交換レンズの絞り部 P Pの調整を行う。 制 御部 1 1 4は交換レンズ部 1 1 3からの入光量や被観察物の周囲の明るさに応 じて絞り部 P Pを調整するが、 単に入光量だけでなく、 被写界深度 （D O F ) も 変化させることになる。
図 1 6において、 交換レンズ部 1 1 3に入射した外光 L Rは、 第 1レンズ群 L 1、 第 2レンズ群 L 2、 絞り部 P P、 第 3レンズ群 L 3の順に通過しボディ部 1 1 2に入射する。ボディ部 1 1 2内には、第 1ミラ一 1 4 1、第 2ミラー 1 4 2、 第 3ミラ一 1 4 3及び第 4ミラー 1 4 4からなる導光光学系 （偏向光学系） 1 4 0が配置される。 導光光学系 1 4 0で複数回反射された外光 L Rは、 光束分割光 学系 1 5 0に導かれる。 光束分割光学系 1 5 0は、 ハーフミラー 1 5 3、 第 5ミ ラー 1 5 4、 第 6ミラ一 1 5 5及び第 7ミラー 1 5 6から構成される。 光束分割 光学系 1 5 0は外光 L Rを二分して、 それぞれ双眼部 1 1 1の左右の鏡筒に入射 して 2箇所の接眼レンズ 1 5 9を通過する。 以上のように望遠鏡 1 1 0は単眼の 交換レンズ部 1 1 3を用いて両目で観察することができる。
図 1 7は、 ボディ部 1 1 2内のミラー配置を示した第 1 0実施形態である。 交換レンズ部 1 1 3からのボディ部 1 1 2内に入る外光 L Rは、 導光光学系 1 4 0を経由して光束分割光学系 1 5 0の 2箇所の接眼レンズ 1 5 9に到達する。 図示しない被観察物は交換レンズ部 1 1 3により第一次像 I M— A (反転像） として形成される。 そして、 第一次像 I M— Aの近傍に置かれた視野レンズ 1 4 8が配置される。 この視野レンズ 1 4 8及びリレーレンズ 1 4 9は、 第一次像を 第二次像 I M— B (正立像） として再結像させる。 導光光学系 1 4 0は像反転機 能を有するので、 最終的に被観察物の倒立像が接眼レンズ 1 5 9を介して観察者 によって観察される。 視野レンズ 1 4 8は、 望遠鏡 1 1 0 (図 1 6 ) の視野径を 決める役割を有しており、 交換レンズ部 1 1 3の光束を有効に利用できるよう交 換レンズ部 1 1 3の射出瞳をリレーレンズ 1 4 9の近傍に作るためのものであ る。 リレーレンズ 1 4 9は光路を延ばす役割を有している。
光束分割光学系 1 5 0は、 ジーデントップ型と呼ばれる光学系で、 ハーフミラ —1 5 3又はプリズムによって光軸 OAを分割する。視野レンズ 1 4 8及びリレ 一レンズ 1 4 9により、 交換レンズ部 1 1 3による反転像 （第一次像 I M— A) を正立像 （第二次像 IM_B) とするため、 光束分割光学系 150では像の反転 は行われない。
第一次像 I M— Aから第二次像 I M— Bまでの距離は、 リレーレンズ 149の 倍率 /3と焦点距離によって決まる。 望遠鏡 110 (図 16) の Z軸方向の全長を 短くするには第一次像 I M— Aから第二次像 I M— Bまでの Z軸方向の距離を 短くする必要がある。 本実施例では交換レンズ部 113と光束分割光学系 150 との間で像の正立を維持したまま光路を導光光学系 140で屈曲させることに より望遠鏡 110 (図 16) の Z軸方向の全長を短くしている。 図 18A、 18 B、 18C、 18Dを使って望遠鏡 110の Z軸方向の全長が短くなることを説 明する。
図 18 A及び図 18 Bは、 第 10実施形態の導光光学系 140の光路であり、 交換レンズ部 1 13から光束分割光学系 150のハーフミラ一 153までを描 いた図である。 図 18 Aはその XZ平面図であり、 図 18 Bはその XY平面図で ある。 図 18 C及び図 18 Dは、 導光光学系 140がない場合の交換レンズ部 1 13から光束分割光学系 150のハーフミラー 153までを描いた図である。 図 18 Cはその XZ平面図であり、 図 18 Dはその XY平面図である。
図 17及び図 18 A、 18 Bに示されるように、 まず、 交換レンズ部 113を Z軸方向から通過した外光 LRは、 全反射ミラーである第 1ミラー 141で反射 して X軸方向に向きを変え、 第 2ミラー 142で反射され Y軸方向に向きを変え る。 さらに外光 LRは、 第 3ミラー 143で反射して X軸方向に向きを変え、 向 きを変えた外光 LRは、 第 4ミラ一 144で反射され Z軸方向に向きを変える。 第 4ミラー 144で反射された外光 LRは、 光束分割光学系 150に導かれる。 なお、 図 18 A、 18 Bには図示されていないが、 第 1ミラ一 141と第 2ミラ — 142との間には視野レンズ 148が配置され、 第 3ミラ一 143と第 4ミラ 一 144との間にはリレーレンズ 149が配置されている。
図 18 A、 18 Bに示されるように、 第 1ミラー 141から第 2ミラー 142 までの光路長を L 1 1、 第 2ミラ一 1 4 2から第 3ミラー 1 4 3までの光路長を L 1 2、 第 3ミラ一 1 4 3から第 4ミラー 1 4 4までの光路長を L 1 3とする。 また、 第 4ミラ一 1 4 4からハーフミラ一 1 5 3まで光路長を L 1 5とする。 図 1 8 Aと図 1 8 Cとを比べると理解されるように、 Z軸方向に関して光路長 L 1 1と光路長 L 1 2と光路長 L 1 3を合計した長さは第 1 0実施形態の方が短く なる。
図 1 7で示されるように、 双眼部 1 1 1の左右の接眼レンズ 1 5 9の間隔 W 1 は、 観察者の眼の間隔 （幅） とほぼ一致させなければならないので、 望遠鏡 1 1 0は X軸方向に所定の長さが必要となる。 間隔 W 1の範囲程度で光路長 L 1 1と 光路長 L 1 3とを確保すれば、 図 1 5に示された望遠鏡 1 1 0の X軸方向の寸法 がそれほど大きくなることもない。 その一方、 光路長 L 1 1と光路長 L 1 2と光 路長 L 1 3を合計した Z軸方向の長さを短くすることができれば、 望遠鏡 1 1 0 の操作性が向上する。 但し、 光路長 L 1 2を大きくすると交換レンズ部 1 1 3の 光軸と光束分割光学系 1 5 0の光軸とが離れすぎて操作性を損なうため、 光路長 L 1 1と光路長 L 1 3とを調整して全長の短縮を図ることが望ましい。 なお、 第 1 0実施形態では、 第 1ミラ一 1 4 1から第 4ミラー 1 4 4までを全反射ミラ一 を用いたが、 全反射プリズムを用いてもよいことは言うまでもない。
(第 1 1実施形態）
図 1 9は、 ボディ部 1 1 2内に直角ダハブリズムとミラーとを配置を示した第 1 1実施形態である。
図 1 9に示されるように、 まず、 交換レンズ部 1 1 3を Z軸方向から通過した 外光 L Rは、 全反射ミラ一である第 1ミラー 1 4 1で反射して X軸方向に向きを 変え、 視野レンズ 1 4 8に入射する。 視野レンズ 1 4 8を通過した外光 L Rは、 第 2直角ダハブリズム 1 4 2 Pで反射され Y軸方向に向きを変える。 さらに外光 L Rは、 第 3ミラー 1 4 3で反射して X軸方向に向きを変え、 向きを変えた外光 L Rは、 リレーレンズ 1 4 9に入射する。 リレーレンズ 1 4 9を通過した外光 L Rは、 第 4直角ダハブリズム 1 4 4 Pで反射され Z軸方向に向きを変える。 第 4 直角ダ八プリズム 1 4 4 Pで反射された外光 L Rは、 光束分割光学系 1 5 0に導 かれる。
第 1 0実施形態と異なり、 像の向きについては、 第 2直角ダ八プリズム 1 4 2 Pは像を左右反転させ、 第 4直角ダハブリズム 1 4 4 Pを上下反転させている。 これにより観察者は接眼レンズ 1 5 9を介して正立像を観察することができる。 (第 1 2実施形態）
図 2 0は、 ボディ部 1 1 2内のミラーの配置を示した第 1 2実施形態である。 図 2 1 A及び図 2 1 Bは、 第 1 2実施形態の導光光学系 （偏向光学系） 1 4 0を 備える光路であり、 交換レンズ部 1 1 3から光束分割光学系 1 5 0のハーフミラ 一 1 5 3までを描いた図である。 図 2 1 Aはその X Z平面図であり、 図 2 1 Bは その X Y平面図である。
図 2 0及び図 2 1 A、 2 1 Bに示されるように、 交換レンズ部 1 1 3を Z軸方 向から通過した外光 L Rは、 全反射ミラーである第 1ミラー 1 4 1で反射して X 軸方向に向きを変え、 第 2ミラー 1 4 2 Eで反射され Z軸方向に向きを変える。 さらに外光 L Rは、 第 3ミラ一 1 4 3 Eで反射して X軸方向に向きを変え、 向き を変えた外光 L Rは、 第 4ミラー 1 4 4で反射され Z軸方向に向きを変える。 第 4ミラ一 1 4 4で反射された外光 L Rは、 光束分割光学系 1 5 0に導かれる。 な お、 図 2 1 A、 2 I Bには図示されていないが、 第 1ミラー 1 4 1と第 2ミラ一 1 4 2 Eとの間には視野レンズ 1 4 8が配置され、 第 3ミラ一 1 4 3 Eと第 4ミ ラ一 1 4 4との間にはリレーレンズ 1 4 9が配置されている。
図 2 1 A、 2 1 Bに示されるように、 第 1ミラー 1 4 1から第 2ミラー 1 4 2 Eまでの光路長を L 1 1、 第 2ミラー 1 4 2 Eから第 3ミラー 1 4 3 Eまでの光 路長を L 1 2、 第 3ミラー 1 4 3 Eから第 4ミラー 1 4 4までの光路長を L 1 3 とする。 また、 第 4ミラー 1 4 4からハーフミラー 1 5 3まで光路長を L 1 5と する。 第 1 2実施形態の図 2 1八と第1 0実施形態の図 1 8 Aとを比べると、 図 2 1 Aの Z軸方向の長さが光路長 L 1 2だけ長くなつている。 その一方で、 第 1 2実施形態の図 2 1 8と第1 0実施形態の図 1 8 Bとを比べると、 第 1 2実施形 態では交換レンズ部 1 1 3の光軸とハーフミラー 1 5 3に入射する光軸とがー 致していることが理解される。
図 2 0で示したように、 双眼部 1 1 1の左右の接眼レンズ 1 5 9の間隔 W 1は、 観察者の眼の間隔とほぼ一致させなければならないので、 望遠鏡 1 1 0は X軸方 向に所定の長さが必要となる。 間隔 W 1の範囲内で光路長 L 1 1と光路長 L 1 3 とを確保すれば、 図 1 5に示された望遠鏡 1 1 0の X軸方向の寸法が大きくなる こともない。 その一方、 光路長 L I 1と光路長 L 1 3を合計した Z軸方向の長さ を短くすることができれば、 望遠鏡 1 1 0の操作性が向上する。 また、 交換レン ズ部 1 1 3の光軸と光束分割光学系 1 5 0の光軸とがー致するため操作性がす ぐれている。
第 1 0実施形態から第 1 2実施形態では、 リレ一レンズが 1つの場合を説明し たが、 リレーレンズが 2以上を配置しても良い。 望遠鏡 1 1 0に撮影機能を追加 する場合には、 第 1ミラ一 1 4 1をクイックリターンミラーとし、 背後に C C D などの撮像素子を配置してもよい。また、第 1ミラー 1 4 1をハーフミラ一とし、 背後にオートフォーカス用の光を取り込む A F機能を設けても良い。 A F機能は 交換レンズ 1 1 3のオートフォーカス信号を得ることができる。
また、 上記各実施形態に係る望遠鏡の対物光学系に、 ズーム機構又は防振機構 を組み込むこともできる。 例えば双眼鏡は、 対物光学系と正立プリズムと接眼光 学系とからなる一対の接眼光学系を眼幅分だけ離し独立に備えてなる。 このため、 双眼鏡の各対物光学系をズームレンズとした場合には、 ズ一ミングに際してズ一 ムレンズどうしに僅かな移動誤差が生じれば、 これが接眼光学系によって拡大さ れ、 観察像に悪影響を及ぼすこととなってしまう。 したがって、 各ズームレンズ のズーム機構には非常に高い駆動精度と調整が求められ、 その結果重量化や高額 ィ匕を招くこととなってしまう。 なお、 このことは双眼鏡の各対物光学系の 1つの 光学素子を防振レンズとした場合においても同様である。 これに対して、 上記各 実施形態に係る望遠鏡は上述のように単一の対物光学系を備えた構成であるた め、 ズーム機構や防振機構を組み込む場合でも、 前述のような駆動精度や調整を 必要とせず、 重量化や高額化を招くことがないという利点がある。 なお、 上記各 実施形態に係る望遠鏡は、 対物光学系として例えばカメラ用のズームレンズや防 振光学系を搭載することもできる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 単一の対物光学系と双眼ボディ部材とを有する望遠鏡において、
前記双眼ボディ部材は、 前記対物光学系を結合するためのマウント部と、 前記 対物光学系を制御するための制御部とを備えることを特徴とする望遠鏡。
2 . 前記双眼ボディ部材は、 双眼光学系を有し、
物体側から順に、
前記物体の一次像を形成する対物光学系と、
前記一次像をリレーして二次像を形成するリレー光学系と、
前記リレー光学系の光路を 2つに分割する光路分割手段と、
前記リレー光学系で結像した前記二次像の虚像を形成する接眼光学系をそれ ぞれ含み、 前記光路分割手段で分割された光路を両眼へ導く一対の双眼光学系と を有することを特徴とする請求項 1に記載の望遠鏡。
3 . 前記望遠鏡の光路を偏向して物体側へ進行する光路を形成する光路偏向光 学系を有することを特徴とする請求項 2に記載の望遠鏡。
4 . 前記光路偏向光学系は、 前記対物光学系と前記光路分割手段との間に配置 されていることを特徴とする請求項 3に記載の望遠鏡。
5 . 前記光路偏向光学系は、 対物光学系からの光を略垂直に偏向する第 1偏向 手段と、 該第 1偏向手段からの光を物体側へ向かって略垂直に偏向する第 2偏向 手段と、 該第 2偏向手段からの光を前記第 1偏向手段の射出光軸と略平行な方向 へ偏向する第 3偏向手段と、 該第 3偏向手段からの光を像側へ向かって前記対物 光学系の光軸と略平行な方向へ偏向する第 4偏向手段とを有することを特徴と する請求項 4に記載の望遠鏡。
6 . 前記第 3偏向手段は、 前記第 2偏向手段からの光を前記第 1偏向手段の射 出光軸と略平行な方向であって、 前記第 1偏向手段の射出光軸の進行方向と反対 向きに偏向することを特徴とする請求項 5に記載の望遠鏡。
7 . 前記光路偏向光学系は、 対物光学系からの光を異なる方向に偏向する第 1 偏向手段と、 該第 1偏向手段からの光を物体側へ向かって偏向する第 2偏向手段 と、 該第 2偏向手段からの光を前記対物光学系の射出光軸に対して斜めに交差さ せるように偏向する第 3偏向手段と、 該第 3偏向手段からの光を像側へ向かって 前記対物光学系の光軸と略平行な方向へ偏向する第 4偏向手段とを有すること を特徴とする請求項 4に記載の望遠鏡。
8 . 前記第 3偏向手段と前記第 4偏向手段との距離が、 前記第 1偏向手段と前 記第 2偏向手段との距離よりも大きいことを特徴とする請求項 6に記載の望遠 鏡。
9 . 前記光路偏向光学系における少なくとも 2つの前記偏向手段は、 単一のプ リズムからなることを特徴とする請求項 5に記載の望遠鏡。
1 0 . 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項 2に記載の望遠鏡。 β≤ ( 2 / 3 ) · ( f e / f ο ) · φ ο
ただし、
β ：前記リレー光学系の倍率
f O ：前記対物光学系の焦点距離
Φ o ：前記対物光学系の有効径 f e ：前記接眼光学系の焦点距離
1 1 . 前記リレー光学系として、 前記一次像を正立化して二次像を形成する正 立リレー光学系を有することを特徴とする請求項 2に記載の望遠鏡。
1 2 . 前記対物光学系として、 ズームレンズを有することを特徴とする請求項 2に記載の望遠鏡。
1 3 . 前記対物光学系として、 防振光学系を有することを特徴とする請求項 2 に記載の望遠鏡。
1 4. 前記双眼ボディ部材は、 双眼光学系を有し、
物体側から順に、
前記物体の一次像を形成する対物光学系と、
前記一次像をリレーして二次像を形成するリレー光学系と、
前記リレー光学系からの光路を 2つに分割する光路分割手段と、 該光路分割手 段で分割された光路を両眼へ導く一対の接眼光学系とを含む双眼光学系と、 を有する望遠鏡であって、
前記望遠鏡中の光路を偏向して物体側へ進行する偏向光路を、 前記リレー光学 系及び前記双眼光学系に形成する偏向光学系を有することを特徴とする請求項 1に記載の望遠鏡。
1 5 . 前記偏向光学系は、 前記リレー光学系の光路を偏向して物体側へ進行す る前記偏向光路を形成するものであり、
前記光路分割手段は、 前記偏向光路上に配置されていることを特徴とする請求 項 1 4に記載の望遠鏡。
16. 前記偏向光学系は、 前記対物光学系からの光を略垂直に偏向する第 1偏 向手段と、 該第 1偏向手段からの光を物体側へ向かつて略垂直に偏向して前記光 路分割手段へ導く第 2偏向手段と、 前記光路分割手段で分割された光をそれぞれ 像側へ向かって前記対物光学系の光軸と略平行な方向へ偏向する一対の第 3偏 向手段とを有することを特徴とする請求項 15に記載の望遠鏡。
17. 前記第 2偏向手段は、 ペン夕ダハブリズムであることを特徴とする請求 項 16に記載の望遠鏡。
18. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項 14に記載の望遠鏡。 β≤ (2/3) · (f e/f ο) · φ ο
ただし、
β ：前記リレ一光学系の倍率
f o ：前記対物光学系の焦点距離
Φ o ：前記対物光学系の有効径
f e ：前記接眼光学系の焦点距離
19. 前記対物光学系として、 ズームレンズを有することを特徵とする請求項 14に記載の望遠鏡。
20. 前記対物光学系として、 防振光学系を有することを特徴とする請求項 1 4に記載の望遠鏡。
21. 前記双眼ボディ部材は、 双眼光学系を有し、
前記対物光学系からの光線を前記対物光学系の光軸方向である第 1方向に対 して垂直の第 2方向に反射させる第 1反射面と、 該第 1反射面での反射光を前記 第 1方向と前記第 2方向とに対して垂直の第 3方向に反射させる第 2反射面と、 該第 2反射面での反射光を前記第 2方向に反射させる第 3反射面と、孩第 3反射 面での反射光を前記第 1方向に反射させる第 4反射面とを有する導光光学系と、 前記導光光学系からの光を前記双眼光学系に分割する光束分割光学系とを備 えることを特徴とする請求項 1記載の望遠鏡。
2 2 . 前記第 1反射面または前記第 4反射面のどちらか一方と、 前記第 2反射 面と前記第 3反射面のどちらか一方の反射面とが、 直角ダ八プリズムまたは直角 ダハミラーの反射面であることを特徴とする請求項 2 1に記載の双眼鏡。
2 3 . 前記双眼ボディ部材は、 双眼光学系を有し、
前記対物光学系からの光線を前記対物光学系の光軸方向である第 1方向に対 して垂直の第 2方向に反射させる第 1反射面と、 該第 1反射面での反射光を前記 第 1方向に反射させる第 2反射面と、 該第 2反射面での反射光を前記第 2方向に 反射させる第 3反射面と、 該第 3反射面での反射光を前記第 1方向に反射させる 第 4反射面とを有する導光光学系と、
前記導光光学系からの光を前記双眼光学系に分割する光束分割光学系とを備 え、
前記対物光学系の光軸と前記第 4反射面での反射光の光軸とがー致すること を特徴とする請求項 1記載の望遠鏡。
2 4. 前記第 3反射面と前記第 4反射面との間に、 リレーレンズが配置されて いることを特徴とする請求項 2 3に記載の望遠鏡。
2 5 . 前記リレーレンズの倍率を |8としたとき、 以下の条件式を満たすことを 特徴とする請求項 24に記載の望遠鏡。
β≤ (1/2) X (f e/f o) X o
なお、 f eは前記接眼光学系の焦点距離、 f oは前記対物光学系の焦点距離、 φ oは前記対物光学系の瞳径を示す。
26. 前記第 1反射面と前記第 2反射面との間に、 視野レンズが配置されてい ることを特徴とする請求項 23に記載の望遠鏡。
27. 前記対物光学系は、前記双眼ボディ部材に着脱可能な交換レンズであり、 該交換レンズはズーム機能又は防振機能を有していることを特徴とする請求 項 1に記載の望遠鏡。
28. 双眼光学系を有する双眼ボディ部材において、
対物光学系を結合するためのマウント部と、 前記対物光学系を制御するための 制御部とを備えることを特徴とする双眼ボディ部材。
29. 前記対物光学系は、前記双眼ボディ部材に着脱可能な交換レンズであり、 該交換レンズはズーム機能又は防振機能を有していることを特徴とする請求 項 28に記載の双眼ボディ部材。
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