CN103221869A - 目镜变焦光学系统及光学设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种即使在低倍侧也具有广表观视场、在整个变焦区域确保充分的良视距且良好地修正各像差的目镜变焦光学系统及具有该目镜变焦光学系统的光学设备。目镜变焦光学系统（3）从物体侧起依次包括：具有负光焦度的第1透镜组（G1）、具有正光焦度的第2透镜组（G2）、具有正光焦度且具有至少一个非球面的第3透镜组（G3），中间像（I'）形成于第1透镜组（G1）与第2透镜组（G2）之间。另外，在变倍时，第3透镜组（G3）固定于光轴上，第1透镜组（G1）及第2透镜组（G2）夹着中间像（I'）而彼此向相反方向移动。此外，第2透镜组（G2）从物体侧起依次包括：与物体侧的透镜面相比，眼点侧的透镜面具有强的正光焦度的正的单透镜（L21）；以及由正透镜（L22）和负透镜（L23）构成的正的接合透镜（CL2）。

Description

目镜变焦光学系统及光学设备

技术领域

本发明涉及目镜变焦（接眼ズーム）光学系统及具有该目镜变焦光学系统的光学设备。

背景技术

作为望远镜、双目镜等光学设备所使用的目镜变焦光学系统，公知有采用如下结构来实现变倍（変倍）的类型：该结构是自物体侧起依次为具有负光焦度的移动透镜组、夹着视场光圈而具有正光焦度的移动透镜组，以及具有正光焦度的固定透镜组。例如，作为这样类型的目镜变焦光学系统，公知有变焦比为3倍、表观视场为40°以上的光学系统，以及变焦比为2倍、表观视场为50°以上的光学系统（例如，参照专利文献1）。

专利文献1:日本特开2002－258167号公报

发明内容

但是，以往的目镜变焦光学系统，虽然从低倍到高倍良好地修正像差，但低倍时的表观视场为40°～50°，与固定倍率的广视场目镜光学系统相比，还不够。若扩大表观视场，则视场周边部的各种像差、尤其是倍率色像差、畸变色像差显著产生。而且，在高倍侧，产生被称为芸豆效应（kidneybean effect）的、导致中间视角的图像周边变暗（クラレ）的光瞳的球面像差，这也成为问题。

本发明是鉴于这样的课题而做出的，其目的在于提供一种在低倍侧也具有广表观视场，在整个变焦区域确保充分的良视距、同时良好地修正各像差的目镜变焦光学系统及具有该目镜变焦光学系统的光学设备。

为了解决上述问题，本发明的目镜变焦光学系统，从物体侧起依次包括：具有负光焦度的第1透镜组、具有正光焦度的第2透镜组、和具有正光焦度且具有至少一个非球面的第3透镜组，中间像形成于第1透镜组与第2透镜组之间。另外，在变倍时，第3透镜组固定于光轴上，第1透镜组及第2透镜组夹着中间像而彼此向相反方向移动。第2透镜组从物体侧起依次包括：正的单透镜（単レンズ），与物体侧的透镜面相比，眼点侧的透镜面具有强的正光焦度；以及由正透镜和负透镜构成的正的接合透镜。并且，该变焦光学系统在设第2透镜组的焦距为f2、单透镜的焦距为f21、单透镜的介质的阿贝数为νd21、第2透镜组相对于C线的焦距为fC2、相对于F线的焦距为fF2时，满足下式的条件，

2.1＜f21／f2＜2.8

νd21＞55

f2／（fC2－fF2）＞90。

在这样的目镜变焦光学系统中优选是，构成第2透镜组的单透镜是凸面朝向眼点侧的透镜，在设该单透镜的物体侧的透镜面的曲率半径为ra、眼点侧的透镜面的曲率半径为rb时，满足下式的条件，

－2.2≦（rb＋ra）／（rb－ra）≦－1.0。

此外，在这样的目镜变焦光学系统中优选是，第3透镜组由接合透镜构成，第3透镜组的接合透镜由从物体侧起依次为与眼点侧的透镜面相比物体侧的透镜面具有强的光焦度的正透镜、和双凹透镜构成，在设构成第3透镜组的正透镜的介质的相对于d线的折射率为nd31、阿贝数为νd31时，满足下式的条件，

1.65＜nd31＜1.74

νd31＞50。

此外，这样的目镜变焦光学系统中优选是，构成第3透镜组的正透镜的物体侧的透镜面，在设距离光轴的高度为h、在该高度h的弛垂量为ｘ、近轴曲率半径的倒数为c时，在0≦h≦15的范围内是满足下式条件的非球面，

$\frac{c}{{(1+{0.2c}^2{h}^2)}^{1.5}}\≤\frac{d^{2}x}{{\mathrm{dh}}^2}\≤\frac{c}{{(1-{0.6c}^2{h}^2)}^{1.5}}.$

此外，这样的目镜变焦光学系统中优选是，在设高倍端状态的整个系统的焦距为fm、第1透镜组的焦距为f1、第3透镜组的焦距为f3时，满足下式条件，

2.5＜（－f1）／fm＜3.0

3.2＜f2／fm＜4.0

5.0＜f3／fm＜6.2。

此外，本发明的光学设备具有上述任一目镜变焦光学系统。

若如上述那样构成本发明，则能够提供一种即使在低倍侧也具有广表观视场，在整个变焦区域确保充分的良视距、同时良好地修正各像差的目镜变焦光学系统及具有该目镜变焦光学系统的光学设备。

附图说明

图1是表示具有目镜变焦光学系统的光学设备、即望远镜光学系统的结构的说明图。

图2是用于说明目镜变焦光学系统的结构及变倍时的透镜组的动作的透镜结构图，（a）表示低倍端状态，（b）表示中间焦距状态，（c）表示高倍端状态。

图3是表示第1实施例的目镜变焦光学系统的透镜结构图。

图4是上述第1实施例的各像差图，（a）表示低倍端状态，（b）表示中间焦距状态，（c）表示高倍端状态。

图5是表示第2实施例的目镜变焦光学系统的透镜结构图。

图6是上述第2实施例的各像差图，（a）表示低倍端状态，（b）表示中间焦距状态，（c）表示高倍端状态。

图7是表示第3实施例的目镜变焦光学系统的透镜结构图。

图8是上述第3实施例的各像差图，（a）表示低倍端状态，（b）表示中间焦距状态，（c）表示高倍端状态。

图9是表示第4实施例的目镜变焦光学系统的透镜结构图。

图10是上述第4实施例的各像差图，（a）表示低倍端状态，（b）表示中间焦距状态，（c）表示高倍端状态。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的优选实施方式。首先，作为具有本实施方式的目镜变焦光学系统的光学设备的光学系统的一例，对图1所示的望远镜光学系统TS进行说明。该望远镜光学系统TS由如下构成，即，自物体侧起依次为：将被观察物体的像（中间像）成像的物镜1；将由该物镜1形成的倒立像变换为正立像的棱镜2；和用于将来自由物镜1形成的中间像的光聚光而由位于眼点（eye point）EP的观察眼放大观察物体的像的目镜变焦光学系统3。

在此，如图2所示，本实施方式的目镜变焦光学系统3从物体侧起依次包括：具有负光焦度的第1透镜组G1、具有正光焦度的第2透镜组G2、和具有正光焦度的第3透镜组G3。此外，该目镜变焦光学系统3配置成：由物镜1形成的物体像（中间像）I形成于第1透镜组G1与第2透镜组G2之间。因此，物镜1的中间像I形成于I′的位置。

此外，该目镜变焦光学系统3被构成为：在变倍时，第3透镜组G3固定于光轴上，此外，第1透镜组G1及第2透镜组G2夹着形成于两透镜组G1、G2之间的中间像I′而沿着光轴向彼此相反的方向移动。另外，图2所示的目镜变焦光学系统3被构成为：在从低倍端状态向高倍端状态的变倍时，第1透镜组G1沿着光轴向物体侧移动，第2透镜组G2沿着光轴向眼点侧移动。

在该目镜变焦光学系统3中，第2透镜组G2从物体侧起依次具有：与物体侧的透镜面相比，眼点侧的透镜面具有强的正光焦度的正的单透镜（图2中凸面朝向眼点侧的正凹凸透镜（弯月透镜）L21）；以及由正透镜（图2的双凸透镜L22）和负透镜（图2中凸面朝向眼点侧的负凹凸透镜L23）构成的正的接合透镜（接合レンズ，粘合透镜）（图2的接合透镜CL2）。

在这样构成的目镜变焦光学系统3中，如从图2等也可知，第2透镜组G2是使光线通过距离光轴最高的位置的透镜组，光焦度（折射能力）也高，因此变倍中对像差变动的影响大。因此，为了抑制像差变动而需要适当配置放大倍数和选择阿贝数。为此，该目镜变焦光学系统3在设第2透镜组G2的焦距为f2、单透镜L21的焦距为f21时，优选满足以下的条件式（1）。

2.1＜f21／f2＜2.8     （1）

条件式（1）规定第2透镜组G2中的单透镜L21的合适的光焦度。若大于该条件式（1）的上限值，则单透镜L21的光焦度不足，在低倍侧，光线会通过以后的透镜的高位置，因此倍率色像差（放大色差）的修正容易变得过度。此外，若低于条件式（1）的下限值，则尤其在高倍侧，难以进行光瞳的球面像差的修正，进而无法确保充分的良视距（アイレリーフ）ER。另外，良视距ER是指从目镜变焦光学系统3的最靠眼点EP侧的透镜面到眼点EP为止的在光轴上的距离。

此外，该目镜变焦光学系统3在设单透镜L21的介质的阿贝数为νd21时，优选是满足以下的条件式（2）。

νd21＞55     （2）

条件式（2）规定条件式（1）的范围中的单透镜L21的介质的合适的阿贝数。若低于该条件式（2）的下限值，则单透镜L21的介质的色散变大，向用于消色的接合正透镜CL2入射光的波长引起的变化变大。此外，在该单透镜L21的偏向角也因变倍时的位置而发生变化，因此结果倍率色像差伴随变倍的变动变大。

此外，该目镜变焦光学系统3在设第2透镜组G2的焦距为f2、第2透镜组G2相对于C线（λ＝656.3nm）的焦距为fC2、相对于F线（λ＝486.1nm）的焦距为fF2时，优选满足如下的条件式（3）。

f2／（fC2－fF2）＞90     （3）

条件式（3）是用于减小因变倍引起的倍率色像差的变动的条件。若低于该条件式（3）的下限值，则因变倍引起的倍率色像差的变动变大。

此外，在本实施方式的目镜变焦光学系统3中，第2透镜组G2的单透镜L21是凸面朝向眼点侧的透镜（例如，正凹凸透镜），设物体侧的曲率半径为ra、眼点侧的曲率半径为rb时，优选是满足如下的条件式（4）。

－2.2≦（rb＋ra）／（rb－ra）≦－1.0     （4）

条件式（4）是主要用于取得在高倍端侧的光瞳的球面像差、畸变像差和像散像差的平衡的条件。若高于该条件式（4）的上限值，则虽然光瞳的球面像差变小，但畸变像差的修正变得困难。此外，若低于该条件式（4）的下限值，则像散像差的修正不足，对其他透镜的负担变大。

此外，在本实施方式的目镜变焦光学系统3中，第3透镜组G3具有接合透镜（图2的接合透镜CL3），该接合透镜由如下构成，即从物体侧起依次为：与眼点侧的透镜面相比，物体侧的透镜面具有强光焦度的正透镜（例如，图2的双凸透镜L31），以及双凹透镜（图2的双凹透镜L32）。在此，设构成第3透镜组G3的正透镜L31的介质相对于d线（λ＝587.6nm）的折射率为nd31、阿贝数为νd31时，该目镜变焦光学系统3优选是满足如下的条件式（5）及（6）。

1.65＜nd31＜1.74     （5）

νd31＞50     （6）

关于光瞳的球面像差和畸变像差的修正，需要在第3透镜组G3以使轴外光线的偏向角变小的方式设定曲率半径。通过减小正透镜L31的物体侧的透镜面的曲率半径、增大双凹透镜L32的眼点侧的透镜面的曲率半径，能够减小光瞳的球面像差和畸变像差的发生，但若减小正透镜L31的物体侧的透镜面的曲率半径，则会招致因变倍引起的像散像差变动的增大。

上述条件式（5）、（6）是为了既修正光瞳的球面像差和畸变像差、又抑制像散像差因变倍而发生变动所需的条件。若高于条件式（5）的上限值，则双凹透镜L32的眼点侧的透镜面的曲率半径变小，难以修正光瞳的球面像差和畸变像差。此外，若低于条件式（5）的下限值，则双凹透镜L32的物体侧的透镜面的曲率半径变得过小，像散像差的变动变大。

此外，条件式（6）是用于在条件式（5）的范围内合适地修正色像差的条件。若低于该条件式（6）的下限值，则色像差的修正变得困难。

此外，在本实施方式的目镜变焦光学系统3中，第3透镜组G3的正透镜L31的物体侧的透镜面，在设与光轴垂直的方向的高度为h、从在透镜顶点的切平面到高度h处的面上的位置的、沿着光轴的距离（弛垂（サグ）量）为ｘ（h）、基准球面的曲率半径（近轴曲率半径）的倒数为c、圆锥系数为κ、n次的非球面系数为C_n时，由下式（a）所表征的非球面构成。

$x\left(h\right)=\frac{{\mathrm{ch}}^2}{1+{\{1-(\mathrm{\κ}+1)c^2{h}^2\}}^{0.5}}+C_4{h}^4+C_6{h}^6---\left(a\right)$

此时，目镜变焦光学系统3中，关于正透镜L31的物体侧的透镜面的弛垂量ｘ的二次微分，在0≦h≦15的范围中，优选是满足如下的条件式（7）。

$\frac{c}{{(1+{0.2c}^2{h}^2)}^{1.5}}\≤\frac{d^{2}x}{{\mathrm{dh}}^2}\≤\frac{c}{{(1-{0.6c}^2{h}^2)}^{1.5}}.---\left(7\right)$

条件式（7）是用于既良好地修正像散像差、又进一步实现良视距ER的延长和光瞳的球面像差的抑制的条件。若高于该条件式（7）的上限值，则正透镜L31相对于轴外光的光焦度变得过强，良视距ER变短，且产生光瞳的球面像差。此外，若低于条件式（7）的下限值，则产生像散像差。

此外，本实施方式的目镜变焦光学系统3中，设高倍端状态的整个系统的焦距（最短焦距）为fm、第1透镜组G1的焦距为f1、第2透镜组G2的焦距为f2、第3透镜组G3的焦距为f3时，优选是满足如下的条件式（8）～（10）。

2.5＜（－f1）／fm＜3.0     （8）

3.2＜f2／fm＜4.0     （9）

5.0＜f3／fm＜6.2     （10）

条件式（8）～（10）是通过用作为目镜变焦光学系统3的高倍端状态的整个系统的焦距（最短焦距）fm来将各透镜组G1～G3的焦距f1～f3标准化，从而来规定对各透镜组G1～G3的合适放大倍数分配。

若高于条件式（8）的上限值，则第1透镜组G1的光焦度变弱，该第1透镜组G1的变倍效果变小。结果，对于变倍的第2透镜组G2的负担过度变大，像差的平衡变差。此外，由于在第1透镜组G1中射出的轴外光线的角度变小，因此整体上轴外光线通过低的位置，良视距ER变得不足。此外，若低于条件式（8）的下限值，则第1透镜组G1的光焦度过强，彗星像差的修正变得困难。而且，在第1透镜组G1中射出的轴外光线的角度变大，因此以后的透镜直径增大。

若高于条件式（9）的上限值，则第2透镜组G2和第3透镜组G3的合成主点向眼点侧移动，在低倍侧，中间像I′与第2透镜组G2的距离变得过近，容易看到透镜表面的污渍、伤痕，不优选。此外，若低于条件式（9）的下限值，则第2透镜组G2光焦度变得过强，招致像散像差和光瞳的球面像差的增大。此外，难以确保充分的良视距ER。

若高于条件式（10）的上限值，则第2透镜组G2和第3透镜组G3的合成主点向眼点侧移动，容易看到透镜表面的污渍、伤痕。此外，若低于条件式（10）的下限值，则第3透镜组G3的光焦度变得过大，像散像差的变动变大。

实施例

以下，关于这样的目镜变焦光学系统3，示出4个实施例。

［第1实施例］

图3表示第1实施例的目镜变焦光学系统3。该第1实施例的目镜变焦光学系统3从物体侧起依次包括：具有负光焦度的第1透镜组G1、具有正光焦度的第2透镜组G2、具有正光焦度的第3透镜组G3，被观察物体的中间像I′形成于第1透镜组G1与第2透镜组G2之间。第1透镜组G1由如下构成，即，从物体侧起依次为：具有双凹透镜L11和凸面朝向物体侧的正凹凸透镜L12的接合透镜CL1，以及双凹透镜L13。此外，第2透镜组G2由如下构成，即，从物体侧起依次为：凹面朝向物体侧的正凹凸透镜（正的单透镜）L21，以及具有双凸透镜（正透镜）L22和凸面朝向眼点侧的负凹凸透镜（负透镜）L23的接合透镜（正的接合透镜）CL2。此外，第3透镜组G3由从物体侧起依次具有双凸透镜（正透镜）L31和双凹透镜L32的接合透镜CL3构成。

在该第1实施例的目镜变焦光学系统3中，构成第2透镜组G2的正凹凸透镜（正的单透镜）L21，与物体侧的透镜面（第6面）相比，眼点侧的透镜面（第7面）具有强的正光焦度。此外，构成第3透镜组G3的双凸透镜（正透镜）L31，与眼点侧的透镜面（第12面）相比，物体侧的透镜面（第11面）具有强的光焦度，并且该物体侧的透镜面具有非球面形状。

在以下的表1表示该图3所示的第1实施例的目镜变焦光学系统3的规格。在该表1中，f表示目镜变焦光学系统3的整个系统的焦距，2ω表示目镜变焦光学系统3的视角（表观视场），ER表示良视距。此外，在表1中，第1栏m表示从物体侧起的各光学面的序号，第2栏r表示各光学面的曲率半径，第3栏d表示从各光学面到下一光学面为止的在光轴上的距离（面间隔），第4栏nd表示相对于d线的折射率，并且，第5栏νd表示阿贝数。在此，空气的折射率为1.000，省略。另外，在形成为非球面形状的透镜面，在面序号旁标注＊。该非球面形状由上述的式（a）表示，在以下的表1表示在该非球面式（a）所用的圆锥系数κ及非球面系数C_n的值。

在此，关于以下的所有规格中记载的曲率半径r、面间隔d、焦距f及其他长度单位，若无特别记载，一般使用“mm”，但对于光学系统，即使比例放大或比例缩小也能得到同等的光学性能，因此单位不限于“mm”，也可以使用其他的适当单位。

（表1）

整体规格

f＝17.5～8.75

2ω＝64.0°～80.0°

ER＝17.2～15.1

透镜数据

非球面数据

第11面κ＝-0.72C₄＝0C₆＝0

如上所述，本第1实施例的目镜变焦光学系统3中，在变倍中，第3透镜组G3固定于光轴上，第1透镜组G1及第2透镜组G2在光轴上移动，因此第1透镜组G1与第2透镜组G2在光轴上的空气间隔d1、第2透镜组G2与第3透镜组G3在光轴上的空气间隔d2以及良视距ER发生变化。在以下的表2表示该目镜变焦光学系统3的焦距与间隔，即，整个系统的焦距f、在从物体侧进行光线追踪时目镜变焦光学系统3的第一面顶点与前侧焦点的位置（即物镜1的物体像I的位置）的沿着光轴的距离Ff、上述透镜组间隔d1、d2，以及良视距ER。另外，这些值表示该目镜变焦光学系统3的低倍端状态、中间焦距状态及高倍端状态时的值。此外，关于这些的说明，在以后的实施例中也同样。

（表2）

焦距与间隔

在以下的表3表示本第1实施例的目镜变焦光学系统3的与上述条件式（1）～（10）对应的值。在该表3中，f1表示第1透镜组G1的焦距，f2表示第2透镜组G2的焦距，f3表示第3透镜组G3的焦距，f21表示第2透镜组G2的单透镜L21的焦距。另外，关于条件式（7），表示使h的值在0.0～15.0的范围以1.0变化时的、d²ｘ／dh²的值，以及该条件式（7）的下限值（左边）及上限值（右边）。关于这些的说明，在以后的实施例中也同样。

（表3）

f1＝-25.3

f2＝31.2

f3＝48.0

f21＝70.0

条件对应值

（1）f21／f2＝2.2

（2）νd21＝58.5

（3）f2／（fC2－fF2）＝100.2

（4）（rb＋ra）／（rb－ra）＝-1.5

（5）nd31＝1.69

（6）νd31＝53.2

（7）h d²ｘ／dh²下限值（左边）上限值（右边）

（8）（－f1）／fm＝2.9

（9）f2／fm＝3.6

（10）f3／fm＝5.5

如此可知，在该第1实施例中，满足条件式（1）～（10）。

图4表示该第1实施例的目镜变焦光学系统3的在低倍端状态、中间焦距状态及高倍端状态的球面像差、像散像差、畸变像差、倍率色像差及彗星像差的各像差图。在此，球面像差图表示相对于d线、F线及C线的光线的像差，倍率色像差图表示相对于F线及C线的光线的像差，像散像差图、畸变像差图及彗星像差图表示相对于d线的光线的像差。此外，球面像差图表示相对于F数FN的像差量，像散像差图、畸变像差图、倍率色像差图及彗星像差图表示相对于半视角ω的像差量。此外，在像散像差图，实线表示相对于各波长的弧矢像面，虚线表示相对于各波长的子午像面。另外，关于这些各像差图的说明在此后的实施例中也同样。从该图4所示的各像差图可知，本第1实施例的目镜变焦光学系统3，在低倍侧具有60°以上的广表观视场，在整个变焦区域既确保充分的良视距又良好地修正各像差。

［第2实施例］

图5表示第2实施例的目镜变焦光学系统3。该第2实施例的目镜变焦光学系统3从物体侧起依次包括：具有负光焦度的第1透镜组G1、具有正光焦度的第2透镜组G2、具有正光焦度的第3透镜组G3，被观察物体的中间像I′形成在第1透镜组G1与第2透镜组G2之间。第1透镜组G1由如下构成，即，从物体侧起依次为：具有双凹透镜L11和凸面朝向物体侧的正凹凸透镜L12的接合透镜CL1，以及双凹透镜L13。此外，第2透镜组G2由如下构成，即，从物体侧起依次为：凹面朝向物体侧的正凹凸透镜（正的单透镜）L21，以及具有双凸透镜（正透镜）L22和凸面朝向眼点EP侧的负凹凸透镜（负透镜）L23的接合透镜（正的接合透镜）CL2。此外，第3透镜组G3由从物体侧起依次具有双凸透镜（正透镜）L31和双凹透镜L32的接合透镜CL3构成。

在该第2实施例的目镜变焦光学系统3中，构成第2透镜组G2的正凹凸透镜（正的单透镜）L21，与物体侧的透镜面（第6面）相比，眼点侧的透镜面（第7面）具有强的正光焦度。此外，构成第3透镜组G3的双凸透镜（正透镜）L31，与眼点侧的透镜面（第12面）相比，物体侧的透镜面（第11面）具有强的光焦度，并且该物体侧的透镜面具有非球面形状。

在以下的表4表示该图5所示的第2实施例的目镜变焦光学系统3的规格。另外，在非球面数据中，“E－n”表示“×10^-n”。

（表4）

整体规格

f＝17.5～8.75

2ω＝63.0°～79.0°

ER＝19.4～15.4

透镜数据

非球面数据

第11面κ＝0C₄＝-6.3E-6C₆＝-1.3E-8

如上所述，本第2实施例的目镜变焦光学系统3中，在变倍中，第3透镜组G3固定于光轴上，第1透镜组G1及第2透镜组G2在光轴上移动，因此第1透镜组G1与第2透镜组G2在光轴上的空气间隔d1、第2透镜组G2与第3透镜组G3在光轴上的空气间隔d2以及良视距ER发生变化。在以下的表5表示该第2实施例的目镜变焦光学系统3的焦距与间隔。

（表5）

焦距和间隔

在以下的表6表示本第2实施例的目镜变焦光学系统3的与上述条件式（1）～（10）对应的值。

（表6）

f1＝-24.0

f2＝31.5

f3＝45.0

f21＝75.2

条件对应值

（1）f21／f2＝2.4

（2）νd21＝58.5

（3）f2／（fC2－fF2）＝99.3

（4）（rb＋ra）／（rb－ra）＝-1.9

（5）nd31＝1.68

（6）νd31＝54.9

（7）h d²ｘ／dh²下限值（左边）上限值（右边）

（8）（－f1）／fm＝2.7

（9）f2／fm＝3.6

（10）f3／fm＝5.1

如此可知，在该第2实施例中，满足条件式（1）～（10）。

图6表示该第2实施例的目镜变焦光学系统3的在低倍端状态、中间焦距状态及高倍端状态的球面像差、像散像差、畸变像差、倍率色像差及彗星像差的各像差图。从该图6所示的各像差图可知，本第2实施例的目镜变焦光学系统3，在低倍侧具有60°以上的广表观视场，在整个变焦区域确保充分的良视距，并良好地修正各像差。

［第3实施例］

图7表示第3实施例的目镜变焦光学系统3。该第3实施例的目镜变焦光学系统3从物体侧起依次包括：具有负光焦度的第1透镜组G1、具有正光焦度的第2透镜组G2、具有正光焦度的第3透镜组G3，被观察物体的中间像I′形成在第1透镜组G1与第2透镜组G2之间。第1透镜组G1由从物体侧起依次具有双凹透镜L11和凸面朝向物体侧的正凹凸透镜L12的接合透镜CL1构成。此外，第2透镜组G2由如下构成，即，从物体侧起依次为：凹面朝向物体侧的正凹凸透镜（正的单透镜）L21，以及具有双凸透镜（正透镜）L22和凸面朝向眼点EP侧的负凹凸透镜（负透镜）L23的接合正透镜CL2。此外，第3透镜组G3由从物体侧起依次具有双凸透镜（正透镜）L31和双凹透镜L32的接合透镜CL3构成。

在该第3实施例的目镜变焦光学系统3中，构成第2透镜组G2的正凹凸透镜（正的单透镜）L21，与物体侧的透镜面（第4面）相比，眼点侧的透镜面（第5面）具有强的正光焦度。此外，构成第3透镜组G3的双凸透镜（正透镜）L31，与眼点侧的透镜面（第10面）相比，物体侧的透镜面（第9面）具有强的光焦度，并且该物体侧的透镜面具有非球面形状。

在以下的表7表示该图7所示的第3实施例的目镜变焦光学系统3的规格。

（表7）

整体规格

f＝17.5～8.75

2ω＝60.0°～76.0°

ER＝18.0～16.4

透镜数据

非球面数据

第9面κ＝-0.78C₄＝0C₆＝0

如上所述，本第3实施例的目镜变焦光学系统3中，在变倍中，第3透镜组G3固定于光轴上，第1透镜组G1及第2透镜组G2在光轴上移动，因此第1透镜组G1与第2透镜组G2在光轴上的空气间隔d1、第2透镜组G2与第3透镜组G3在光轴上的空气间隔d2以及良视距ER发生变化。在以下的表8表示该第2实施例的目镜变焦光学系统3的焦距和间隔。

（表8）

焦距和间隔

在以下的表9表示本第3实施例的目镜变焦光学系统3的与上述条件式（1）～（10）对应的值。

（表9）

f1＝-26.0

f2＝32.8

f3＝46.5

f21＝82.0

条件对应值

（1）f21／f2＝2.5

（2）νd21＝60.3

（3）f2／（fC2－fF2）＝97.0

（4）（rb＋ra）／（rb－ra）＝-1.1

（5）nd31＝1.69

（6）νd31＝53.2

（7）h d²ｘ／dh²下限值（左边）上限值（右边）

（8）（－f1）／fm＝3.0

（9）f2／fm＝3.7

（10）f3／fm＝5.3

如此可知，在该第3实施例中，满足条件式（1）～（10）。

图8表示该第3实施例的目镜变焦光学系统3的在低倍端状态、中间焦距状态及高倍端状态的球面像差、像散像差、畸变像差、倍率色像差及彗星像差的各像差图。从该图8所示的各像差图可知，本第3实施例的目镜变焦光学系统3，在低倍侧具有60°以上的广表观视场，在整个变焦区域确保充分的良视距，并良好地修正各像差。

［第4实施例］

图9表示第4实施例的目镜变焦光学系统3。该第4实施例的目镜变焦光学系统3从物体侧起依次包括：具有负光焦度的第1透镜组G1、具有正光焦度的第2透镜组G2、具有正光焦度的第3透镜组G3，被观察物体的中间像I′形成在第1透镜组G1与第2透镜组G2之间。第1透镜组G1由如下构成，即，从物体侧起依次为：具有双凹透镜L11和凸面朝向物体侧的正凹凸透镜L12的接合透镜CL1，以及双凹透镜L13。此外，第2透镜组G2由如下构成，即，从物体侧起依次为：凹面朝向物体侧的正凹凸透镜（正的单透镜）L21；具有双凸透镜（正透镜）L22和凸面朝向眼点EP侧的负凹凸透镜（负透镜）L23的接合透镜（正的接合透镜）CL2；以及双凸透镜L24。此外，第3透镜组G3由从物体侧起依次具有双凸透镜（正透镜）L31和双凹透镜L32的接合透镜CL3构成。

在该第4实施例的目镜变焦光学系统3中，构成第2透镜组G2的正凹凸透镜（正的单透镜）L21，与物体侧的透镜面（第6面）相比，眼点侧的透镜面（第7面）具有强的正光焦度。此外，构成第3透镜组G3的双凸透镜（正透镜）L31，与眼点侧的透镜面（第14面）相比，物体侧的透镜面（第13面）具有强的光焦度，并且该物体侧的透镜面具有非球面形状。

在以下的表10表示该图9所示的第4实施例的目镜变焦光学系统3的规格。

（表10）

整体规格

f＝17.5～8.74

2ω＝64.0°～80.0°

ER＝18.5～15.0

透镜数据

非球面数据

第13面κ＝-0.58C₄＝0C₆＝0

如上所述，本第4实施例的目镜变焦光学系统3中，在变倍中，第3透镜组G3固定于光轴上，第1透镜组G1及第2透镜组G2在光轴上移动，因此第1透镜组G1与第2透镜组G2在光轴上的空气间隔d1、第2透镜组G2与第3透镜组G3在光轴上的空气间隔d2以及良视距ER发生变化。在以下的表11表示该第2实施例的目镜变焦光学系统3的焦距和间隔。

（表11）

焦距和间隔

在以下的表12表示本第4实施例的目镜变焦光学系统3的与上述条件式（1）～（10）对应的值。

（表12）

f1＝-24.8

f2＝30.5

f3＝48.5

f21＝72.6

条件对应值

（1）f21／f2＝2.4

（2）νd21＝55.5

（3）f2／（fC2－fF2）＝120.7

（4）（rb＋ra）／（rb－ra）＝-1.6

（5）nd31＝1.69

（6）νd31＝53.2

（7）h d²ｘ／dh²下限值（左边）上限值（右边）

（8）（－f1）／fm＝2.8

（9）f2／fm＝3.5

（10）f3／fm＝5.5

如此可知，在该第4实施例中，满足条件式（1）～（10）。

图10表示该第4实施例的目镜变焦光学系统3的在低倍端状态、中间焦距状态及高倍端状态的球面像差、像散像差、畸变像差、倍率色像差及彗星像差的各像差图。从该图10所示的各像差图可知，本第4实施例的目镜变焦光学系统3，在低倍侧具有60°以上的广表观视场，在整个变焦区域确保充分的良视距，并良好地修正各像差。

附图标记的说明

3 目镜变焦光学系统  TL 望远镜光学系统（光学设备）

G1 第1透镜组  G2 第2透镜组  G3 第3透镜组

Claims (6)

1.一种目镜变焦光学系统，其特征在于，从物体侧起依次包括：具有负光焦度的第1透镜组、具有正光焦度的第2透镜组、和具有正光焦度且具有至少一个非球面的第3透镜组，

中间像形成于所述第1透镜组与所述第2透镜组之间，

在变倍时，所述第3透镜组固定于光轴上，所述第1透镜组及所述第2透镜组夹着所述中间像而彼此向相反方向移动，

所述第2透镜组从物体侧起依次包括：正的单透镜，与物体侧的透镜面相比，眼点侧的透镜面具有强的正光焦度；以及由正透镜和负透镜构成的正的接合透镜，

在设所述第2透镜组的焦距为f2、所述单透镜的焦距为f21、所述单透镜的介质的阿贝数为νd21、所述第2透镜组相对于C线的焦距为fC2、相对于F线的焦距为fF2时，满足下式的条件，

2.1＜f21／f2＜2.8

νd21＞55

f2／（fC2－fF2）＞90。

2.根据权利要求1所述的目镜变焦光学系统，其特征在于，构成所述第2透镜组的所述单透镜是凸面朝向眼点侧的透镜，

在设所述单透镜的物体侧的透镜面的曲率半径为ra、眼点侧的透镜面的曲率半径为rb时，满足下式的条件，

－2.2≦（rb＋ra）／（rb－ra）≦－1.0。

3.根据权利要求1或2所述的目镜变焦光学系统，其特征在于，所述第3透镜组由接合透镜构成，所述第3透镜组的所述接合透镜由从物体侧起依次为与眼点侧的透镜面相比物体侧的透镜面具有强的光焦度的正透镜、和双凹透镜构成，

在设构成所述第3透镜组的所述正透镜的介质的相对于d线的折射率为nd31、阿贝数为νd31时，满足下式的条件，

1.65＜nd31＜1.74

νd31＞50。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的目镜变焦光学系统，其特征在于，构成所述第3透镜组的所述正透镜的物体侧的透镜面，在设距离光轴的高度为h、在所述高度h的弛垂量为ｘ、近轴曲率半径的倒数为c时，在0≦h≦15的范围内是满足下式的条件的非球面，

$\frac{c}{{(1+{0.2c}^2{h}^2)}^{1.5}}\≤\frac{d^{2}x}{{\mathrm{dh}}^2}\≤\frac{c}{{(1-{0.6c}^2{h}^2)}^{1.5}}.$

5.根据权利要求1～4中任一项所述的目镜变焦光学系统，其特征在于，在设高倍端状态的整个系统的焦距为fm、所述第1透镜组的焦距为f1、所述第3透镜组的焦距为f3时，满足下式的条件，

2.5＜（－f1）／fm＜3.0

3.2＜f2／fm＜4.0

5.0＜f3／fm＜6.2。

6.一种光学设备，其特征在于，具有权利要求1～5中任一项所述的目镜变焦光学系统。

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