CN105659138B

CN105659138B - 光学设备、望远镜和双筒望远镜

Info

Publication number: CN105659138B
Application number: CN201480057835.9A
Authority: CN
Inventors: 新井聪
Original assignee: Nikon Vision Co Ltd
Current assignee: Nikon Vision Co Ltd
Priority date: 2013-10-22
Filing date: 2014-10-20
Publication date: 2018-08-10
Anticipated expiration: 2034-10-20
Also published as: US10423004B2; JPWO2015059910A1; US20160313570A1; WO2015059910A1; JP6145514B2; CN105659138A

Abstract

一种望远镜(TSC)，具备物镜光学系统(OB)；正像光学系统(PR)，其用于使由物镜光学系统(OB)形成的像正像化；和目镜光学系统(EP)，其用于观察通过正像光学系统(PR)被正像化的由物镜光学系统(OB)形成的像，其中，物镜光学系统(OB)由从物体侧依次排列的具有正或负的屈光力的第一透镜组(G1)、具有正屈光力的第二透镜组(G2)、和具有负屈光力的第三透镜组(G3)构成，第二透镜组(G2)和第三透镜组(G3)以物镜光学系统(OB)的光轴上的点为中心一体地旋转，来进行像的校正。

Description

光学设备、望远镜和双筒望远镜

技术领域

本发明涉及望远镜和双筒望远镜等光学设备，更具体地说，涉及与手抖动或装置的振动对应地校正像，从而能够实现稳定的观察的光学设备的防振功能。

背景技术

以往，为了降低手抖动等振动对像的影响，而进行了使校正光学系统移动或倾斜的应对。例如，作为使校正光学系统移动或倾斜的第一方法，而具有一种使校正光学系统在相对于物镜光学系统的光轴垂直的方向上移动的方法(例如，参照专利文献1)。在该方法中，虽然能够将防振机构设置得简单，但由校正光学系统的移动造成的像的变动及/或劣化大，因此为了保持良好的光学性能就必须设定为小的校正角度。此外，若增大校正角度的话，则必须容许由校正光学系统的移动造成的像的大幅变动。

另外，例如，作为使校正光学系统移动或倾斜的第二方法，而具有一种使校正光学系统在相对于物镜光学系统的光轴垂直的方向上摆动的方法(例如，参照专利文献2)。在该方法中，即使能够抑制由校正光学系统的摆动造成的像的变动，但从物镜光学系统的结构来看，光学性能也因校正光学系统的摆动而从原本的光学性能降低，由此难以实现大口径化。

另外，例如，作为使校正光学系统移动或倾斜的第三方法，而具有一种使校正光学系统转动的方法(例如，参照专利文献3)。在该方法中，虽然能够抑制由校正光学系统的转动造成的像的变动，但校正角度变小。为了增大校正角度，需要使校正光学系统更大地转动，那样的话，会导致望远镜和双筒望远镜等光学设备的大型化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-57537号公报

专利文献2：日本专利第3548539号公报

专利文献3：日本专利第5028009号公报

为了应对大幅度的手抖动等，需要使校正光学系统大幅变动来增大校正角度。然而，在以往的方法中，若使校正光学系统大幅变动的话，则如上所述，像的变动及/或劣化也会变大。

发明内容

本发明的方案是鉴于这种问题而提出的，以提供一种既具有能应对大幅度的手抖动等的防振功能，又具有良好的光学性能的光学设备为目的。

为了实现这种目的，本发明的方案的光学设备具备物镜光学系统、和用于观察由所述物镜光学系统形成的像的目镜光学系统，其中，所述物镜光学系统由从物体侧依次排列的第一透镜组、第二透镜组、和第三透镜组构成，所述第二透镜组和所述第三透镜组以所述物镜光学系统的光轴上的点为中心一体地旋转，来进行所述像的校正。

另外，本发明的方案的双筒望远镜具有两个观察光学系统，这两个观察光学系统具备：物镜光学系统；正像光学系统，其用于使由所述物镜光学系统形成的像正像化；和目镜光学系统，其用于观察通过所述正像光学系统被正像化的由所述物镜光学系统形成的像，其中，所述物镜光学系统由从物体侧依次排列的第一透镜组、第二透镜组、和第三透镜组构成，所述第二透镜组和所述第三透镜组以所述物镜光学系统的光轴上的点为中心一体地旋转，来进行所述像的校正。

另外，本发明的方案的望远镜具备：物镜光学系统；正像光学系统，其用于使由所述物镜光学系统形成的像正像化；和目镜光学系统，其用于观察通过所述正像光学系统被正像化的由所述物镜光学系统形成的像，其中，所述物镜光学系统由从物体侧依次排列的第一透镜组、第二透镜组、和第三透镜组构成，所述第二透镜组和所述第三透镜组以所述物镜光学系统的光轴上的点为中心一体地旋转，来进行所述像的校正。

发明效果

根据本发明的方案，能够获得一种既具有能应对大幅度的手抖动等的防振功能，又具有良好的光学性能的光学设备。

附图说明

图1中，(a)是第一实施例的观察光学系统的透镜结构图，(b)是表示校正手抖动时的主光线的变化的光路图。

图2是第一实施例的观察光学系统的各像差图。

图3中，(a)是第二实施例的观察光学系统的透镜结构图，(b)是表示校正手抖动时的主光线的变化的光路图。

图4是第二实施例的观察光学系统的各像差图。

图5中，(a)是第三实施例的观察光学系统的透镜结构图，(b)是表示校正手抖动时的主光线的变化的光路图。

图6是第三实施例的观察光学系统的各像差图。

图7中，(a)是第四实施例的观察光学系统的透镜结构图，(b)是表示校正手抖动时的主光线的变化的光路图。

图8是第四实施例的观察光学系统的各像差图。

图9是表示第二透镜组和第三透镜组的旋转角度的图。

图10是望远镜的剖视图。

图11是双筒望远镜的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的方案的优选实施方式进行说明。作为第一实施方式的光学设备而在图10中示出了望远镜TSC。图10所示的望远镜TSC的主要构成具有用于观察物体的观察光学系统LS、和保持观察光学系统LS的镜筒BR。观察光学系统LS具备：从物体侧依次排列的将入射的光束会聚来形成像的物镜光学系统OB、用于使由物镜光学系统OB形成的像正像化的正像光学系统PR、和用于观察由物镜光学系统OB形成的像的目镜光学系统EP。在这种望远镜TSC中，来自未图示的物体的光被物镜光学系统OB会聚而到达至正像光学系统PR。到达至正像光学系统PR的光被正像光学系统PR多次反射而引导至目镜EP。由此，观察者能够经由目镜EP将物体的像作为正像来观察。

物镜光学系统OB由从物体侧依次排列的具有正或负的屈光力的第一透镜组G1、具有正屈光力的第二透镜组G2、和具有负屈光力的第三透镜组G3构成。第二透镜组G2和第三透镜组G3以物镜光学系统OB的光轴上的点为中心一体地旋转，来进行由物镜光学系统OB形成的像的校正。例如，第二透镜组G2和第三透镜组G3通过由步进电机、旋转致动器等构成的未图示的旋转装置来进行旋转驱动。此外，望远镜TSC具备保持第二透镜组G2和第三透镜组G3的局部镜筒，通过将局部镜筒设为可动的，还可以将第二透镜组G2和第三透镜组G3一体地旋转驱动。

由此，能够获得一种既具有能应对大幅度的手抖动等的防振功能，又具有良好的光学性能的望远镜TSC。此外，在以物镜光学系统OB的光轴上的点(以下称为旋转中心点O)为中心一体地旋转中，包括：以旋转中心点O为中心而以使第二透镜组G2与第三透镜组G3对称的方式旋转；和以旋转中心点O为中心而以使第二透镜组G2的位置与第三透镜组G3的位置为点对称的位置关系的方式旋转。另外，在本实施方式中，将图10等中所示的箭头x、y、z的方向分别作为x轴方向、y轴方向、z轴方向来进行说明。

此外，第二透镜组G2和第三透镜组G3优选为相对于第一透镜组G1的光轴在规定的角度范围内一体地旋转，从而进行由物镜光学系统OB形成的像的校正。在此，规定的角度范围是指能够防止装置的大型化、抑制像差并以高成像特性来观察像的角度范围。若将第二透镜组G2和第三透镜组G3相对于第一透镜组G1的光轴的旋转角度设为θ(参照图9)，则规定的角度范围优选为-10°≤θ≤10°的角度范围。

另外，物镜光学系统OB优选为满足下述条件式(1)。

0.00＜|(Dm/f1)×θm|＜0.07…(1)

其中，f1：第一透镜组G1的焦距；

Dm：第一透镜组G1的有效直径；

θm：第二透镜组G2和第三透镜组G3的最大旋转角度(单位：rad)。

条件式(1)是关于构成望远镜TSC的物镜光学系统OB的第一透镜组G1的焦距和有效直径、以及第二透镜组G2和第三透镜组G3的最大旋转角度的条件式。此外，第一透镜组G1的有效直径Dm相当于物镜光学系统OB的入瞳直径即孔径(有效直径)。在超过条件式(1)的上限值的条件下，物镜光学系统会变得过大。另外，第二透镜组G2和第三透镜组G3的旋转角度会变得过大，且驱动机构会复杂化。例如，望远镜的物镜光学系统的F值为2.5以上，且第二透镜组G2和第三透镜组G3能够以10°(0.17[rad])左右的旋转角度驱动，因此，条件式(1)的上限值为0.07左右。另外，即使从光学性能方面来看，在超过条件式(1)的上限值的条件下，随着第二透镜组G2和第三透镜组G3的旋转而产生的像的变动也会变大，无法观察良好的像。另一方面，在低于条件式(1)的下限值的条件下，换言之，在条件式(1)的值为0(零)的情况下，无法对于手抖动等实现防振。即，通过使条件式(1)具有大于0(零)的值，而能够对于手抖动等实现防振。因此，通过使本实施方式的望远镜TSC满足条件式(1)，而能够获得一种既具有能应对大幅度的手抖动等的防振功能，又具有良好的光学性能的望远镜(和双筒望远镜)。另外，还能使望远镜小型化，并能抑制随着第二透镜组G2和第三透镜组G3的旋转而产生的像的变动，从而观察良好的像。

此外，为了更确实地实现本实施方式的效果，优选将条件式(1)的上限值设为0.03。由此，能够使望远镜更小型化，并能抑制随着第二透镜组G2和第三透镜组G3的旋转而产生的像的变动，从而观察更良好的像。

另外，物镜光学系统OB优选为满足下述条件式(2)和条件式(3)。

0.0＜|fv1/f|＜1.2…(2)

0.0＜|fv2/f|＜1.2…(3)

其中，f：物镜光学系统OB的焦距；

fv1：第二透镜组G2的焦距；

fv2：第三透镜组G3的焦距。

条件式(2)和条件式(3)是规定第二透镜组G2和第三透镜组G3的适当的焦距范围的条件式。在低于条件式(2)的下限值的条件下、或者低于条件式(3)的下限值的条件下，校正角度不足，无法应对大幅度的手抖动等，且无法观察良好的像。另一方面，在超过条件式(2)的上限值的条件下、或者超过条件式(3)的上限值的条件下，随着第二透镜组G2和第三透镜组G3的旋转而产生的像的变动会变大，无法观察良好的像。因此，通过使本实施方式的望远镜TSC满足条件式(2)和条件式(3)，而能够获得一种既具有能应对大幅度的手抖动等的防振功能，又具有良好的光学性能的望远镜。

此外，为了更确实地实现本实施方式的效果，优选将条件式(2)的上限值设为0.7。由此，即使有大幅度的手抖动等，也能观察更良好的像。另一方面，为了更确实地实现本实施方式的效果，优选将条件式(2)的下限值设为0.4。由此，能够抑制随着第二透镜组G2和第三透镜组G3的旋转而产生的像的变动，从而观察更良好的像。

另外，为了更确实地实现本实施方式的效果，优选将条件式(3)的上限值设为0.4。由此，即使有大幅度的手抖动等，也能观察更良好的像。另一方面，为了更确实地实现本实施方式的效果，优选将条件式(3)的下限值设为0.2。由此，能够抑制随着第二透镜组G2和第三透镜组G3的旋转而产生的像的变动，从而观察更良好的像。

另外，物镜光学系统OB优选为满足下述条件式(4)。

0.5＜|β12|＜1.5…(4)

其中，β12：由第二透镜组G2和第三透镜组G3构成的透镜系统的相对于无限远物体的成像倍率(物镜光学系统中的与无限远物体的成像倍率)。

条件式(4)是对由第二透镜组G2和第三透镜组G3构成的透镜系统(以下，有时称为防振光学系统)的适当的成像倍率范围进行规定的条件式。通过使防振光学系统满足条件式(4)的条件，能够良好地保持防振光学系统在非旋转时(正常时)的光学性能、和防振光学系统在旋转时(防振时)的光学性能的双方。

此外，为了更确实地实现本实施方式的效果，优选将条件式(4)的上限值设为1.2。由此，能够更满足防振光学系统在旋转时(防振时)的光学性能。另一方面，为了更确实地实现本实施方式的效果，优选将条件式(4)的下限值设为0.8。由此，能够使防振光学系统在非旋转时(正常时)的光学性能更加良好。

另外，第二透镜组G2和第三透镜组G3优选为分别由接合透镜构成。由此，能够良好地进行像差的校正。

另外，第二透镜组G2和第三透镜组G3优选为以第二透镜组G2与第三透镜组G3之间的光轴上的点为中心一体地旋转。由此，在使第二透镜组G2和第三透镜组G3旋转时，能够使作用于第二透镜组G2和第三透镜组G3的转矩的大小相等，并能使第二透镜组G2和第三透镜组G3顺利地一体旋转。

旋转中心点O的位置还可以设定在随着防振光学系统的旋转而产生的光学性能的变动小的位置上。例如，旋转中心点O的位置设于第一透镜组G1与正像光学系统PR之间的光路上。另外，旋转中心点O的位置还可以根据作用于第二透镜组G2和第三透镜组G3的转矩的大小来设定。例如，关于后述的第一实施例中的第二透镜组G2，将外径设为Φ31mm，将比重设为3.25g/cm³。另外，关于后述的第一实施例中的第三透镜组G3，将外径设为Φ22mm，将比重设为3.25g/cm³。这时，第二透镜组G2的质量为9.9g，第三透镜组G3的质量为4.6g。为了使防振光学系统顺利地一体旋转，优选为作用于第二透镜组G2和第三透镜组G3的转矩的大小相等。在上述示例的情况下，作用于第二透镜组G2和第三透镜组G3的转矩的大小变成相等时的旋转中心点O的位置是，离第二透镜组G2的最靠物体侧的面为4.8mm、且离第三透镜组G3的最靠视点侧的面为10.2mm的位置。

此外，防振光学系统的旋转优选为以存在于第二透镜组G2与第三透镜组G3之间的光轴上的一点(旋转中心点O)为中心向任意方向旋转。在后述的双筒望远镜BFG等手持式观察光学系统LS的情况下，由于俯仰方向(绕与x轴平行的轴转动的旋转方向)的振动是重要的，所以防振光学系统也可以构成为仅能绕与x轴平行的轴旋转。进一步地，即使在除了俯仰方向之外还设有偏转方向(绕与y轴平行的轴转动的旋转方向)的旋转机构的双轴旋转装置的情况下，偏转方向的旋转轴和俯仰方向的旋转轴也不一定需要在光轴上的一点相交。

另外，第一透镜组G1优选为固定在镜筒BR上。由此，即使对第二透镜组G2和第三透镜组G3进行旋转驱动，由于第一透镜组G1的变动受到抑制，所以也能良好地保持光学性能。

接着，对本发明的方案的第二实施方式进行说明。作为第二实施方式的光学设备，而在图11中示出了双筒望远镜BFG。图11所示的双筒望远镜BFG的主要构成具有用于观察物体的两个观察光学系统LS、LS、和保持左右并列排列的两个观察光学系统LS、LS的镜身BD。两个观察光学系统LS、LS分别具备：将入射的光束会聚来形成像的物镜光学系统OB、用于使由物镜光学系统OB形成的像正像化的正像光学系统PR、和用于观察由物镜光学系统OB形成的像的目镜光学系统EP。在这种双筒望远镜BFG中，来自未图示的物体的光被物镜光学系统OB会聚而到达至正像光学系统PR。到达至正像光学系统PR的光被正像光学系统PR多次反射并引导至目镜EP。由此，观察者能够经由目镜EP将物体的像作为正像来观察。

第二实施方式的观察光学系统LS与第一实施方式的观察光学系统LS为相同结构，对于观察光学系统LS的各部分标注与第一实施方式的情况相同的附图标记，并省略具体说明。根据第二实施方式，与第一实施方式相同地，能够获得一种既具有能应对大幅度的手抖动等的防振功能，又具有良好的光学性能的双筒望远镜BFG。

实施例

(第一实施例)

以下，根据附图对本发明的方案的各实施例进行说明。首先，使用图1～图2和表1对本发明的方案的第一实施例进行说明。图1的(a)表示用于望远镜TSC和双筒望远镜BFG中的观察光学系统LS(LS1)的第一实施例(32孔径)。第一实施例的观察光学系统LS1具备：沿着光轴从物体侧依次排列的物镜光学系统OB、用于使由物镜光学系统OB形成的像正像化的正像光学系统PR、和用于观察由物镜光学系统OB形成的像的目镜光学系统EP。

物镜光学系统OB由沿着光轴从物体侧依次排列的具有正屈光力的第一透镜组G1、具有正屈光力的第二透镜组G2、和具有负屈光力的第三透镜组G3构成。第一透镜组G1由具有凸透镜和凹透镜的接合凸透镜构成。第二透镜组G2由一片凸透镜构成。第三透镜组G3由一片凹透镜构成。

第二透镜组G2和第三透镜组G3作为防振光学系统而以旋转中心点O为中心(绕与x轴平行的轴)一体地旋转，来进行由手抖动等造成的像的校正。旋转中心点O配置在第二透镜组G2的最靠物体侧的面与第三透镜组G3的最靠视点侧的面的中间的光轴上。图1的(b)表示校正手抖动时(使防振光学系统旋转时)的0％(轴上)、50％、100％(最大观察角度)的主光线的变化。

正像光学系统PR由使用辅助棱镜P1和达赫棱镜(Dach prism)P2的正像棱镜构成。目镜光学系统EP由作为单透镜的第一目镜E1、作为单透镜的第二目镜E2、作为接合透镜的第三目镜E3、和作为单透镜的第四目镜E4构成。此外，为了易于说明，在图1中示意性地记载了辅助棱镜P1和达赫棱镜P2。

以下，虽然表示表1～表4，但这些表是分别列出第一～第四实施例的观察光学系统LS的规格值的表。在各表的[规格数据]中，f表示物镜光学系统OB整个系统的焦距，f1表示第一透镜组G1的焦距，fv1表示第二透镜组G2的焦距，fv2表示第三透镜组G3的焦距。另外，在[规格数据]中，β1表示第二透镜组G2的相对于无限远物体的成像倍率，β2表示第三透镜组G3的相对于无限远物体的成像倍率，β12表示防振光学系统的相对于无限远物体的成像倍率，Od表示从第二透镜组G2的最靠物体侧的面到旋转中心点O的距离。

在[透镜数据]中，面编号表示从物体侧开始计数的各透镜面的编号，R表示各透镜面的曲率半径，D表示各透镜面的间隔，nd表示相对于d线(波长λ＝587.6nm)的折射率，νd表示相对于d线(波长λ＝587.6nm)的阿贝数。此外，省略了曲率半径“∞”表示平面、空气的折射率nd＝1.0000的记载。另外，在[旋转位移数据]中，Δy(θ)表示使防振光学系统的光轴相对于物镜光学系统OB的光轴仅旋转θ后的各面的顶点在y轴方向上的位移，Δz(θ)表示使防振光学系统的光轴相对于物镜光学系统OB的光轴仅旋转θ后的各面的顶点在z轴方向上的位移。在[条件式对应值]中，分别表示各条件式的对应值。

此外，在以下所有的规格值中列出的焦距f、曲率半径R、和其他长度的单位一般都使用“mm”，但光学系统即使比例扩大或比例缩小也能获得同等的光学性能，因此并不限于此。另外，在后述的第二～第四实施例的规格值中，也使用与本实施例相同的附图标记。

下表1中表示第一实施例中的各规格。此外，表1中的第1面～第21面的曲率半径R与图1中的对第1面～第21面所付与的附图标记R1～R21对应。另外，第14面为虚拟面，在图1中省略了图示。另外，与第22面的面间隔是从最后的透镜面(第21面)到视点Eye的距离(出瞳距离、eye relief)。

(表1)

[规格数据]

孔径(Dm)：32

倍率：12

实际视野(单位：°)：5

f＝160

f1＝177.7778

fv1＝78.50461

fv2＝-51.5842

β1＝0.321429

β2＝2.8

β12＝0.9

Od＝11.25

[透镜数据]

[旋转位移数据]

[条件式对应值]

条件式(1)|(Dm/f1)×θm|＝0.012566

条件式(2)|fv1/f|＝0.4907

条件式(3)|fv2/f|＝0.3224

条件式(4)|β12|＝0.9

这样，在本实施例中，可知上述条件式(1)～(4)均已被满足。

图2表示使第一实施例中的防振光学系统仅旋转0°、2°、4°后的0％(轴上)和50％(观察角度：±1.25°)的横向像差(单位为′)。此外，在防振光学系统的旋转角度θ为2°(0.035[rad])的情况下，物体侧的防振校正角度相当于0.64°。另外，在防振光学系统的旋转角度θ为4°(0.070[rad])的情况下，物体侧的防振校正角度相当于1.07°。由各像差图可知，在第一实施例中良好地校正了各像差，具有优异的成像性能。其结果是，通过搭载第一实施例的观察光学系统LS1，在望远镜TSC和双筒望远镜BFG中也能确保优异的光学性能。

(第二实施例)

以下，使用图3～图4和表2对本发明的方案的第二实施例进行说明。图3的(a)表示用于望远镜TSC和双筒望远镜BFG中的观察光学系统LS(LS2)的第二实施例(32孔径)。第二实施例的观察光学系统LS2具备：沿着光轴从物体侧依次排列的物镜光学系统OB、用于使由物镜光学系统OB形成的像正像化的正像光学系统PR、和用于观察由物镜光学系统OB形成的像的目镜光学系统EP。

物镜光学系统OB由沿着光轴从物体侧依次排列的具有正屈光力的第一透镜组G1、具有正屈光力的第二透镜组G2、和具有负屈光力的第三透镜组G3构成。第一透镜组G1由具有凸透镜和凹透镜的接合凸透镜构成。第二透镜组G2由具有凹透镜与凸透镜的接合凸透镜构成。第三透镜组G3由具有凸透镜和凹透镜的接合凹透镜构成。

第二透镜组G2和第三透镜组G3作为防振光学系统而以旋转中心点O为中心(绕与x轴平行的轴)一体地旋转，来进行由手抖动等造成的像的校正。旋转中心点O配置在第二透镜组G2的最靠物体侧的面与第三透镜组G3的最靠视点侧的面的中间的光轴上。图3的(b)表示校正手抖动时(使防振光学系统旋转时)的0％(轴上)、50％、100％(最大观察角度)的主光线的变化。

正像光学系统PR由使用辅助棱镜P1和达赫棱镜P2的正像棱镜构成。目镜光学系统EP由作为单透镜的第一目镜E1、作为单透镜的第二目镜E2、作为接合透镜的第三目镜E3、和作为单透镜的第四目镜E4构成。此外，为了易于说明，在图3中示意性地记载了辅助棱镜P1和达赫棱镜P2。

下表2中表示第二实施例中的各规格。此外，表2中的第1面～第23面的曲率半径R与图3中的对第1面～第23面所付与的附图标记R1～R23对应。另外，第16面为虚拟面，在图3中省略了图示。另外，与第24面的面间隔是从最后的透镜面(第23面)到视点Eye的距离(出瞳距离)。

(表2)

[规格数据]

孔径(Dm)：32

倍率：12

实际视野(单位：°)：5

f＝159.9954

f1＝177.7766

fv1＝81.40568

fv2＝-52.6745

β1＝0.321429

β2＝2.8

β12＝0.900002

Od＝12

[透镜数据]

[旋转位移数据]

[条件式对应值]

条件式(1)|(Dm/f1)×θm|＝0.017279

条件式(2)|fv1/f|＝0.5088

条件式(3)|fv2/f|＝0.3292

条件式(4)|β12|＝0.900002

这样，在本实施例中，可知上述条件式(1)～(4)均已被满足。

图4表示使第二实施例中的防振光学系统仅旋转0°、3°、5.5°后的0％(轴上)和50％(观察角度：±1.25°)的横向像差(单位为′)。此外，在防振光学系统的旋转角度θ为3°(0.052[rad])的情况下，物体侧的防振校正角度相当于0.42°。另外，在防振光学系统的旋转角度θ为5.5°(0.096[rad])的情况下，物体侧的防振校正角度相当于1.03°。由各像差图可知，在第二实施例中良好地校正了各像差，具有优异的成像性能。其结果是，通过搭载第二实施例的观察光学系统LS2，在望远镜TSC和双筒望远镜BFG中也能确保优异的光学性能。

(第三实施例)

以下，使用图5～图6和表3对本发明的方案的第三实施例进行说明。图5的(a)表示应用于望远镜TSC和双筒望远镜BFG的观察光学系统LS(LS3)的第三实施例(42孔径)。第三实施例的观察光学系统LS3具备：沿着光轴从物体侧依次排列的物镜光学系统OB、用于使由物镜光学系统OB形成的像正像化的正像光学系统PR、和用于观察由物镜光学系统OB形成的像的目镜光学系统EP。

第二透镜组G2和第三透镜组G3作为防振光学系统而以旋转中心点O为中心(绕与x轴平行的轴)一体地旋转，来进行由手抖动等造成的像的校正。旋转中心点O配置在第二透镜组G2的最靠物体侧的面与第三透镜组G3的最靠视点侧的面的中间的光轴上。图5的(b)表示校正手抖动时(使防振光学系统旋转时)的0％(轴上)、50％、100％(最大观察角度)的主光线的变化。

正像光学系统PR由使用辅助棱镜P1和达赫棱镜P2的正像棱镜构成。目镜光学系统EP由作为单透镜的第一目镜E1、作为单透镜的第二目镜E2、作为接合透镜的第三目镜E3、和作为单透镜的第四目镜E4构成。此外，为了易于说明，在图5中示意性地记载了辅助棱镜P1和达赫棱镜P2。

下表3中表示第三实施例中的各规格。此外，表3中的第1面～第23面的曲率半径R与图5中的对第1面～第23面所付与的附图标记R1～R23对应。另外，第16面为虚拟面，在图5中省略了图示。另外，与第24面的面间隔是从最后的透镜面(第23面)到视点Eye的距离(出瞳距离)。

(表3)

[规格数据]

孔径(Dm)：42

倍率：12

实际视野(单位：°)：5

f＝180

f1＝200

fv1＝96.47317

fv2＝-57.021

β1＝0.360005

β2＝2.5

β12＝0.900013

Od＝15.76046

[透镜数据]

[旋转位移数据]

[条件式对应值]

条件式(1)|(Dm/f1)×θm|＝0.014661

条件式(2)|fv1/f|＝0.5360

条件式(3)|fv2/f|＝0.3168

条件式(4)|β12|＝0.900013

这样，在本实施例中，可知上述条件式(1)～(4)均已被满足。

图6表示使第三实施例中的防振光学系统仅旋转0°、2°、4°后的0％(轴上)和50％(观察角度：±1.25°)的横向像差(单位为′)。此外，在防振光学系统的旋转角度θ为2°(0.035[rad])的情况下，物体侧的防振校正角度相当于0.63°。另外，在防振光学系统的旋转角度θ为4°(0.070[rad])的情况下，物体侧的防振校正角度相当于1.05°。由各像差图可知，在第三实施例中良好地校正了各像差，具有优异的成像性能。其结果是，通过搭载第三实施例的观察光学系统LS3，在望远镜TSC和双筒望远镜BFG中也能确保优异的光学性能。

(第四实施例)

以下，使用图7～图8和表4对本发明的方案的第四实施例进行说明。图7的(a)表示用于望远镜TSC和双筒望远镜BFG中的观察光学系统LS(LS4)的第四实施例(20孔径)。第四实施例的观察光学系统LS4具备：沿着光轴从物体侧依次排列的物镜光学系统OB、用于使由物镜光学系统OB形成的像正像化的正像光学系统PR、和用于观察由物镜光学系统OB形成的像的目镜光学系统EP。

第二透镜组G2和第三透镜组G3作为防振光学系统而以旋转中心点O为中心(绕与x轴平行的轴)一体地旋转，来进行由手抖动等造成的像的校正。旋转中心点O配置在第二透镜组G2的最靠物体侧的面的顶点(光轴)上。图7的(b)表示校正手抖动时(使防振光学系统旋转时)的0％(轴上)、50％、100％(最大观察角度)的主光线的变化。

下表4中表示第四实施例中的各规格。此外，表4中的第1面～第23面的曲率半径R与图7中的对第1面～第23面所付与的附图标记R1～R23对应。另外，第16面为虚拟面，在图7中省略了图示。另外，与第24面的面间隔是从最后的透镜面(第23面)到视点Eye的距离(出瞳距离)。

(表4)

[规格数据]

孔径(Dm)：20

倍率：12

实际视野(单位：°)：5

f＝150.0053

f1＝166.6661

fv1＝72.36753

fv2＝-50.5549

β1＝0.321433

β2＝2.80007

β12＝0.900035

Od＝0

[透镜数据]

[旋转位移数据]

[条件式对应值]

条件式(1)|(Dm/f1)×θm|＝0.010472

条件式(2)|fv1/f|＝0.5088

条件式(3)|fv2/f|＝0.3292

条件式(4)|β12|＝0.900035

这样，在本实施例中，可知上述条件式(1)～(4)均已被满足。

图8表示使第四实施例中的防振光学系统仅旋转0°、3°、5°后的0％(轴上)和50％(观察角度：±1.25°)的横向像差(单位为′)。此外，在防振光学系统的旋转角度θ为3°(0.052[rad])的情况下，物体侧的防振校正角度相当于0.75°。另外，在防振光学系统的旋转角度θ为5°(0.087[rad])的情况下，物体侧的防振校正角度相当于1.13°。由各像差图可知，在第四实施例中良好地校正了各像差，具有优异的成像性能。其结果是，通过搭载第四实施例的观察光学系统LS4，在望远镜TSC和双筒望远镜BFG中也能确保优异的光学性能。

以上，根据各实施例，能够实现既具有能应对大幅度的手抖动等的防振功能，又具有良好的光学性能的望远镜TSC和双筒望远镜BFG。

此外，在上述的各实施方式中，以下所述内容可以在不损害光学性能的范围内适当地采用。

在各实施方式的实施例中，示出了由三个透镜组构成的物镜光学系统，但也可以适用于四个透镜组、五个透镜组等其他的组结构。另外，还可以是在最靠物体侧追加有透镜或透镜组的结构、或者在最靠视点侧追加有透镜或透镜组的结构。另外，所谓透镜组表示以在变焦时发生变化的空气间隔分隔开的、至少具有一片透镜的部分。

在上述的各实施方式中，透镜面既可以由球面或平面形成，也可以由非球面形成。在透镜面为球面或平面的情况下，透镜加工和装配调整变得容易，且能够防止由加工和装配调整的误差造成的光学性能的劣化，因此为优选。另外，即使在像面偏移了的情况，由于成像明晰性能的劣化少，所以也为优选。在透镜面为非球面的情况下，非球面可以是由研磨加工得到的非球面、用模型将玻璃形成为非球面形状的玻璃模非球面、和在玻璃的表面上将树脂形成为非球面形状的复合型非球面中的任意非球面。另外，透镜面还可以作为衍射面，还可以将透镜设为梯度折射率透镜(GRIN透镜)或塑料透镜。

在上述的各实施方式中，孔径光阑设于物镜光学系统OB内。例如，孔径光阑配置在第一透镜组G1的入射面上。此外，还可以不设置作为孔径光阑的部件，而用透镜的框来代替其作用。

在上述的各实施方式中，为了减少眩光和鬼影并达成高对比度的高光学性能，还可以在各透镜面上施以在宽波长区域内具有高透过率的反射防止膜。

在上述的各实施方式中，还可以具备变焦透镜(变焦光学系统)。例如，还可以设置目镜变焦光学系统来代替各实施方式的目镜光学系统。目镜变焦光学系统优选由三个透镜组构成，第三透镜组具有两个凸透镜组件和一个凹透镜组件，从物体侧起按照凹凸凸的顺序依次隔着空气间隔地配置透镜组件。

在上述的各实施方式中，物镜光学系统OB的光轴是对于第一透镜组G1的光轴、第二透镜组G2的光轴和第三透镜组G3的光轴而共通的轴。此外，在第一透镜组G1的光轴、第二透镜组G2的光轴和第三透镜组G3的光轴中的至少一个光轴存在于不同的轴上的情况下，将第一透镜组G1的光轴、第二透镜组G2的光轴和第三透镜组G3的光轴中的一个光轴视为物镜光学系统OB的光轴即可。

附图标记说明

TSC-望远镜

BFG-双筒望远镜

LS-观察光学系统

OB-物镜光学系统

G1-第一透镜组

G2-第二透镜组

G3-第三透镜组

PR-正像光学系统

EP-目镜光学系统

Claims

1.一种光学设备，具备物镜光学系统、和用于观察由所述物镜光学系统形成的像的目镜光学系统，其特征在于，

所述物镜光学系统由从物体侧依次排列的第一透镜组、第二透镜组、和第三透镜组构成，

所述第二透镜组和所述第三透镜组以所述第二透镜组与所述第三透镜组之间的、所述物镜光学系统的光轴上的点为中心一体地旋转，来进行所述像的校正。

2.根据权利要求1所述的光学设备，其特征在于，所述第二透镜组和所述第三透镜组相对于所述第一透镜组的光轴而在规定的角度范围内一体地旋转，来进行所述像的校正。

3.根据权利要求1或2所述的光学设备，其特征在于，所述物镜光学系统满足下述条件式，

0.00＜|(Dm/f1)×θm|＜0.07

其中，f1：所述第一透镜组的焦距；

Dm：所述第一透镜组的有效直径；

θm：所述第二透镜组和所述第三透镜组的最大旋转角度。

4.根据权利要求1或2所述的光学设备，其特征在于，所述物镜光学系统满足下述条件式，

0.0＜|fv1/f|＜1.2

0.0＜|fv2/f|＜1.2

其中，f：所述物镜光学系统的焦距；

fv1：所述第二透镜组的焦距；

fv2：所述第三透镜组的焦距。

5.根据权利要求1或2所述的光学设备，其特征在于，所述物镜光学系统满足下述条件式，

0.5＜|β12|＜1.5

其中，β12：由所述第二透镜组和所述第三透镜组构成的透镜系统的相对于无限远物体的成像倍率。

6.根据权利要求1或2所述的光学设备，其特征在于，所述第二透镜组和所述第三透镜组分别由接合透镜构成。

7.根据权利要求1或2所述的光学设备，其特征在于，具备保持所述物镜光学系统和所述目镜光学系统的镜筒，

所述第一透镜组固定在所述镜筒上。

8.根据权利要求1所述的光学设备，其特征在于，

所述第二透镜组具有正的屈光力，所述第三透镜组具有负的屈光力。

9.一种双筒望远镜，具有两个观察光学系统，这两个观察光学系统具备：物镜光学系统；正像光学系统，其用于使由所述物镜光学系统形成的像正像化；和目镜光学系统，其用于观察通过所述正像光学系统被正像化的由所述物镜光学系统形成的像，所述双筒望远镜的特征在于，

10.根据权利要求9所述的双筒望远镜，其特征在于，

11.一种望远镜，具备：物镜光学系统；正像光学系统，其用于使由所述物镜光学系统形成的像正像化；和目镜光学系统，其用于观察通过所述正像光学系统被正像化的由所述物镜光学系统形成的像，所述望远镜的特征在于，

12.根据权利要求11所述的望远镜，其特征在于，