JP2001242390A - 接眼変倍光学系 - Google Patents

接眼変倍光学系

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JP2001242390A
JP2001242390A JP2000053732A JP2000053732A JP2001242390A JP 2001242390 A JP2001242390 A JP 2001242390A JP 2000053732 A JP2000053732 A JP 2000053732A JP 2000053732 A JP2000053732 A JP 2000053732A JP 2001242390 A JP2001242390 A JP 2001242390A
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lens
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objective optical
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Shinichiro Ishii
慎一郎 石井
Takayuki Ito
孝之 伊藤
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Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
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    • G02B25/001Eyepieces
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/143Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having three groups only
    • G02B15/1435Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having three groups only the first group being negative
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 変倍比が3倍程度でありながら、小型で、見
かけ視界、アイレリーフをともに十分大きくできる接眼
変倍光学系を得ること。 【構成】 対物光学系と組み合わせて用いられる接眼変
倍光学系であって、対物光学系側から順に、負の第1レ
ンズ群と、正の第2レンズ群と、正の第3レンズ群とか
らなり、変倍に際し、第1レンズ群と第2レンズ群は光
軸方向に互いに逆方向に移動し、第3レンズ群は不動で
あり、次の条件式(1)、(2)を満足する接眼変倍光
学系。 (1)2.0<f3/f2<4.0 (2)7.0<L12/f(h) 但し、 f2;第2レンズ群の焦点距離、 f3;第3レンズ群の焦点距離、 f(h);接眼変倍光学系全系の最短焦点距離、 L12;最短焦点距離における第1レンズ群と第2レン
ズ群の軸上空気間隔。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は、天体望遠鏡、スポッティングス
コープ、双眼鏡などの対物光学系と組み合わせて用いら
れる接眼変倍光学系に関する。
【0002】
【従来技術及びその問題点】この種の接眼変倍光学系は
従来多数提案されている。例えば、特開平4-204616号公
報は、接眼変倍光学系に対物光学系と正立光学系を組み
合わせたアフォーカル変倍光学系を提案し、特開昭62-1
34617号公報や特開平6-175048号公報は、対物光学系と
正立光学系を含まない単独の接眼変倍光学系を提案して
いる。これらはいずれも、対物光学系や正立光学系を除
いた接眼変倍光学系だけに着目すると、物体側から順
に、負のパワーの第1移動レンズ群、視野絞りを挟んで
正のパワーの第2移動レンズ群、正のパワーの第3固定
レンズ群で構成されるいわゆるOE-ZOOMと呼ばれる3群
構成の接眼変倍光学系である。これは第1、第2の移動
レンズ群を互いに逆方向に移動させて変倍するとともに
視度の変化を補正する構成である。これらの従来の接眼
変倍光学系はいずれも変倍比が2倍程度である。
【0003】また、一般の接眼光学系では、アイレリー
フと見かけ視界を十分大きくする必要があるが、アイレ
リーフと見かけ視界を大きくすると大型化する傾向があ
る。変倍比が3倍程度となるとこの傾向が顕著である。
【0004】
【発明の目的】本発明は、変倍比が3倍程度でありなが
ら、小型で、見かけ視界、アイレリーフをともに十分大
きくできる接眼変倍光学系を得ることを目的とする。
【0005】
【発明の概要】本発明の接眼変倍光学系は、対物光学系
と組み合わせて用いられる接眼変倍光学系であって、対
物光学系側から順に、負の第1レンズ群と、正の第2レ
ンズ群と、正の第3レンズ群とからなり、変倍に際し、
第1レンズ群と第2レンズ群は光軸方向に互いに逆方向
に移動し、第3レンズ群は不動であり、次の条件式
(1)、(2)を満足することを特徴としている。 (1)2.0<f3/f2<4.0 (2)7.0<L12/f(h) 但し、 f2;第2レンズ群の焦点距離、 f3;第3レンズ群の焦点距離、 f(h);接眼変倍光学系全系の最短焦点距離、 L12;最短焦点距離における第1レンズ群と第2レン
ズ群の軸上空気間隔、 である。接眼変倍光学系全系が最短焦点距離の状態で
は、対物光学系と組み合わせて望遠鏡とした場合、最高
倍率の状態である。
【0006】第2レンズ群には、少なくとも2枚の正レ
ンズを含ませることが好ましく、この場合、次の条件式
(3)を満足させることが好ましい。 (3)0.3<f2/f2-1<0.6 但し、 f2-1;第2レンズ群中の最も対物光学系側に位置する
正レンズの焦点距離(最も対物光学系側に位置する正レ
ンズが接合レンズの一部である場合は、その接合レンズ
の焦点距離)、 である。
【0007】
【発明の実施形態】本実施形態の接眼変倍光学系は、図
17に示すように、対物光学系40と組み合わせて用い
るもので、対物光学系40(物体)側から順に、負の第
1レンズ群10、視野絞りS、正の第2レンズ群20、
及び正の第3レンズ群30からなっている。変倍に際
し、第1レンズ群10と第2レンズ群20は光軸方向に
互いに逆方向に移動し、第3レンズ群30は不動であ
る。より具体的には、全系の倍率(対物光学系40の焦
点距離/接眼変倍光学系の焦点距離)が最低から最大に
変化するとき(接眼変倍光学系の焦点距離が最長から最
短に変化するとき)、第1レンズ群10は物体側に移動
し、第2レンズ群20は眼側に移動する。視野絞りS
は、第2レンズ群20と一緒に移動する。
【0008】条件式(1)は、小型化するための条件で
あり、特に第2レンズ群のパワー(1/焦点距離)を第
3レンズ群のそれに対して比較的大きくした点に特徴が
ある。条件式(1)の下限を越えると、第2レンズ群の
移動量が増え、小型化に反する。条件式(1)の上限を
越えると、収差補正、特に非点収差、歪曲収差の補正が
困難になる。
【0009】条件式(2)は、第1レンズ群と第2レン
ズ群が変倍に際して移動するスペースを大きく確保し、
変倍比を大きくするための条件である。また、この条件
式(2)を満足させ、第1レンズ群と第2レンズ群の間
に形成される物体像(対物光学系の焦点位置)から、第
1レンズ群及び第2レンズ群までの距離それぞれを大き
くすることによって、レンズ面の傷や埃などを目立たな
くする効果もある。
【0010】具体的に説明する。対物光学系40の焦点
位置XからLF1の距離にある第1レンズ群10と、L
F2の距離にある第2レンズ群20それぞれのレンズ面
の視度(D1、D2)は、次式で表される。 D1=+1000×LF1/f23 2 (ディオプタ) D2=−1000×LF2/f23 2 (ディオプタ) 但し、 LF1;対物光学系の焦点位置Xから第1レンズ群の眼
側の面までの距離、 LF2;対物光学系の焦点位置Xから第2レンズ群の対
物光学系側の面までの距離、 f23;対物光学系の焦点位置Xより眼側の光学系の焦点
距離、 である。レンズ面の傷や埃が問題となるのは焦点位置X
とレンズ面とが最も接近する低倍率時であり、これらD
1、D2の値の絶対値をある程度大きくしないと、低倍
率時にレンズ面の傷や埃が目立つことになる。D1、D
2の値の絶対値を大きくするには、LF1、LF2の値
を大きくすればよいが、低倍率時におけるLF1、LF
2を大きくした上で変倍比を大きくするには、第1レン
ズ群と第2レンズ群の移動スペースを確保するするべく
高倍率側の第1レンズ群と第2レンズ群の間隔をある程
度大きく確保する必要がある。条件式(2)を満足させ
ると、高倍率側の第1レンズ群と第2レンズ群の間隔を
大きく確保できるため、低倍率側でのLF1、LF2も
大きくすることができ、レンズ面の傷や埃などを目立た
なくすることができる。条件式(2)の下限を越える
と、低倍率時に像面とレンズ面とが接近しすぎるためレ
ンズ件の傷や埃などが目立つようになる。また、十分な
変倍比を確保しながら移動量を小さくして、像面とレン
ズ面とが接近しないようにすると、特に第2レンズ群の
パワーを大きくしなければならず、非点収差、歪曲収差
などの補正が困難になる。
【0011】条件式(3)は、第2レンズ群中に少なく
とも2枚の正レンズを含ませた場合における、最も対物
光学系側に位置する該正レンズのパワーに関する。本実
施形態の接眼変倍光学系は、第2レンズ群のパワーが強
いため、収差補正のためには、正レンズが2枚以上必要
で、これら2枚以上の正レンズはパワーを略均等にする
ことが望ましい。条件式(3)の上限を越えると、最も
対物光学系側に位置する正レンズのパワーが大きくなり
すぎ、非点収差、歪曲収差の補正が困難になる。条件式
(3)の下限を越えると、眼側の正レンズのパワーが大
きくなって、非点収差、歪曲収差の補正が困難になる。
つまり、条件式(3)の上限を越えても下限を越えて
も、非点収差、歪曲収差の補正が困難になる。さらに、
色収差の補正をするには、正レンズに負レンズを貼り合
わせることが好ましい。
【0012】次に具体的な実施例を示す。諸収差図中、
球面収差で表される色収差(軸上色収差)図及び倍率色
収差図中のd線、F線、C線はそれぞれの波長に対する
収差であり、Sはサジタル、Mはメリディオナル、ER
は射出瞳径、Bは射出角(°)である。また、Wは半画
角(°)、foは対物光学系の焦点距離、feは接眼変倍
光学系の焦点距離、rは曲率半径、dはレンズ厚または
レンズ間隔、Nd はd線の屈折率、νはアッベ数を示
す。また、レンズ構成図中のEPはアイポイントであ
る。
【0013】以下の4つの実施例のレンズデータ(数値
データ)及び収差図は地上望遠鏡に使用された場合を想
定し、接眼変倍光学系の前方に4例共通の対物光学系と
展開した正立プリズムを入れた形で示す。図18はその
一例で、対物光学系と、実施例2の接眼変倍光学系を組
み合わせた図である。対物光学系は特に限定されるもの
ではなく、天体望遠鏡や顕微鏡用のものでもよい。ま
た、正立像を必要としない場合は正立プリズムはなくて
もよい。
【0014】[実施例1]図1は実施例1の最長焦点距
離(望遠鏡として最低倍率)における接眼変倍光学系の
レンズ構成を示し、図2、図3、図4はそれぞれ、接眼
変倍光学系が、最長焦点距離、中間焦点距離(望遠鏡と
して中間倍率)、最短焦点距離(望遠鏡として最高倍
率)における対物光学系を含んでの諸収差を示す。表1
はその数値データである。面No.1〜6は対物光学系4
0、面No.7〜10は正立光学系50、面No.11〜13
は負の第1レンズ群10、面No.14〜18は正の第2
レンズ群20、面No.19〜20は正の第3レンズ群3
0である。対物光学系40は、物体側から順に、正レン
ズ、負レンズ、負レンズからなり、正立光学系50は2
面の反射面を有する2個の三角プリズム(直角プリズ
ム)からなり、第1レンズ群10は、対物光学系側から
順に、正レンズと負レンズの接合レンズからなり、第2
レンズ群20は、対物光学系側から順に、負レンズと正
レンズの接合レンズと、正レンズとからなり、第3レン
ズ30は正の単レンズからなる。低倍率側から高倍率側
への変倍は第1レンズ群10を対物光学系40方向に、
第2レンズ群20を眼側に独立に移動させて行う。視野
絞りSは、面No.14の対物光学系側12.26mmの
位置にある。
【0015】
【表1】 W=1.0-0.6-0.5 fo=500.0 fe=24.4-11.7-8.3 (変倍比:2.9) 見かけ視界=19.0°-23.2°-28.5°(半量) アイレリーフ=21.0-20.3-27.2 視度=-1 (m-1) 面 No. r d Nd ν 1 178.400 16.700 1.49700 81.6 2 -198.400 2.400 - - 3 -198.400 6.000 1.67003 47.3 4 -1583.300 218.800 - - 5 -171.700 2.600 1.51680 64.2 6 -243.900 78.000 - - 7 ∞ 47.600 1.51680 64.2 8 ∞ 7.000 - - 9 ∞ 53.600 1.51680 64.2 10 ∞ 49.391-42.843-40.90 - - 11 -21.073 6.000 1.84666 23.8 12 -14.000 2.500 1.62041 60.3 13 54.000 27.385-61.508-81.593 - - 14 104.000 2.800 1.84666 23.8 15 33.306 14.620 1.62041 60.3 16 -57.456 0.300 - - 17 68.000 8.440 1.62041 60.3 18 -96.466 46.771-19.188-1.030 - - 19 22.152 5.150 1.58913 61.2 20 29.440 - - -
【0016】[実施例2]図5は実施例2の最長焦点距
離(最低倍率)時における接眼変倍光学系のレンズ構成
を示し、図6、図7、図8はそれぞれ、接眼変倍光学系
が、最長焦点距離、中間焦点距離(中間倍率)、最短焦
点距離(最高倍率)における対物光学系を含んでの諸収
差を示す。表2はその数値データである。第2レンズ群
20が、対物光学系側から順に、正レンズと、正レンズ
と負レンズの接合レンズとからなる点を除き、基本的な
レンズ構成及び変倍時の各レンズ群の移動態様は実施例
2と同様である。なお、視野絞りSは、面No.14の対
物光学系側12.50mmの位置にある。
【0017】
【表2】 W=1.0-0.6-0.5 fo=500.0 fe=24.4-11.8-8.2 (変倍比:3.0) 見かけ視界=19.6°-23.2°-30.1°(半量) アイレリーフ=15.3-15.1-20.8 視度=-1 (m-1) 面 No. r d Nd ν 1 178.400 16.700 1.49700 81.6 2 -198.400 2.400 - - 3 -198.400 6.000 1.67003 47.3 4 -1583.300 218.800 - - 5 -171.700 2.600 1.51680 64.2 6 -243.900 78.000 - - 7 ∞ 47.600 1.51680 64.2 8 ∞ 7.000 - - 9 ∞ 53.600 1.51680 64.2 10 ∞ 50.125-44.107-42.058 - - 11 -18.907 6.000 1.84666 23.8 12 -13.467 2.500 1.58913 61.2 13 55.762 26.209-56.344-75.002 - - 14 261.870 6.200 1.69680 55.5 15 -55.048 0.300 - - 16 50.165 13.700 1.58913 61.2 17 -32.500 2.300 1.84666 23.8 18 -73.562 41.731-17.614-1.000 - - 19 21.988 5.000 1.62041 60.3 20 33.299 - - -
【0018】[実施例3]図9は実施例3の最長焦点距
離(最低倍率)における接眼変倍光学系のレンズ構成を
示し、図10、図11、図12はそれぞれ、接眼変倍光
学系が最長焦点距離、中間焦点距離(中間倍率)、最短
焦点距離(最高倍率)における対物光学系を含んでの諸
収差を示す。表3はその数値データである。基本的なレ
ンズ構成及び変倍時の各レンズ群の移動態様は実施例2
と同様である。なお、視野絞りSは、面No.14の対物
光学系側14.35mmの位置にある。
【0019】
【表3】 W=1.0-0.6-0.5 fo=500.0 fe=24.5-11.9-8.3 (変倍比:3.0) 見かけ視界=19.8°-23.1°-29.8°(半量) アイレリーフ=15.0-14.5-20.7 視度=-1 (m-1) 面 No. r d Nd ν 1 178.400 16.700 1.49700 81.6 2 -198.400 2.400 - - 3 -198.400 6.000 1.67003 47.3 4 -1583.300 218.800 - - 5 -171.700 2.600 1.51680 64.2 6 -243.900 78.000 - - 7 ∞ 47.600 1.51680 64.2 8 ∞ 7.000 - - 9 ∞ 53.600 1.51680 64.2 10 ∞ 51.208-44.696-42.568 - - 11 -18.240 6.000 1.84666 23.8 12 -13.500 2.500 1.58913 61.2 13 59.835 22.550-55.102-73.882 - - 14 247.834 6.466 1.69680 55.5 15 -54.858 0.300 - - 16 47.206 14.546 1.58913 61.2 17 -32.500 2.300 1.84666 23.8 18 -75.809 40.684-17.639-1.000 - - 19 22.906 5.000 1.62041 60.3 20 33.300 - - -
【0020】[実施例4]図13は実施例4の最長焦点
距離(最低倍率)時における接眼変倍光学系のレンズ構
成を示し、図14、図15、図16はそれぞれ、接眼変
倍光学系が、最低倍率時、中間焦点距離(中間倍率)
時、最短焦点距離(最高倍率)時における対物光学系を
含んでの諸収差を示す。表4はその数値データである。
基本的なレンズ構成及び変倍時の各レンズ群の移動態様
は実施例2と同様である。視野絞りSは、面No.14の
対物光学系側7.70mmの位置にある。
【0021】
【表4】 W=1.0-0.6-0.5 fo=500.0 fe=24.6-12.0-8.2(変倍比:3.0) 見かけ視界=19.3°-22.7°-30.0°(半量) アイレリーフ=15.2-15.7-20.6 視度=-1 (m-1) 面 No. r d Nd ν 1 178.400 16.700 1.49700 81.6 2 -198.400 2.400 - - 3 -198.400 6.000 1.67003 47.3 4 -1583.300 218.800 - - 5 -171.700 2.600 1.51680 64.2 6 -243.900 78.000 - - 7 ∞ 47.600 1.51680 64.2 8 ∞ 7.000 - - 9 ∞ 53.600 1.51680 64.2 10 ∞ 48.931-43.389-41.212 - - 11 -19.435 6.000 1.84666 23.8 12 -13.500 2.500 1.62041 60.3 13 88.080 24.280-54.249-73.370 - - 14 -243.141 6.844 1.69680 55.5 15 -45.595 0.300 - - 16 48.600 12.725 1.58913 61.2 17 -32.500 2.300 1.84666 23.8 18 -66.166 42.510-18.086-1.000 - - 19 20.532 5.000 1.62041 60.3 20 33.300 - - -
【0022】各実施例の各条件式に対する値を表5に示
す。
【表5】 条件式(1) 条件式(2) 条件式(3) 実施例1 3.17 9.8 0.45 実施例2 2.60 9.15 0.52 実施例3 2.97 8.89 0.52 実施例4 2.14 8.92 0.44 各実施例は各条件式を満足しており、諸収差も比較的よ
く補正されている。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、変倍比が3倍程度であ
りながら、小型で、見かけ視界、アイレリーフをともに
十分大きくできる接眼変倍光学系が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による接眼変倍光学系の実施例1のレン
ズ構成図である。
【図2】図1のレンズ構成の最長焦点距離(最低倍率)
の状態における対物光学系を含んでの諸収差図である。
【図3】同中間焦点距離の状態における対物光学系を含
んでの諸収差図である。
【図4】同最短焦点距離(最高倍率)の状態における対
物光学系を含んでの諸収差図である。
【図5】本発明による接眼変倍光学系の実施例2のレン
ズ構成図である。
【図6】図5のレンズ構成の最長焦点距離(最低倍率)
の状態における対物光学系を含んでの諸収差図である。
【図7】同中間焦点距離の状態における対物光学系を含
んでの諸収差図である。
【図8】同最短焦点距離(最高倍率)の状態における対
物光学系を含んでの諸収差図である。
【図9】本発明による接眼変倍光学系の実施例3のレン
ズ構成図である。
【図10】図9のレンズ構成の最長焦点距離(最低倍
率)の状態における対物光学系を含んでの諸収差図であ
る。
【図11】同中間焦点距離の状態における対物光学系を
含んでの諸収差図である。
【図12】同最短焦点距離(最高倍率)の状態における
対物光学系を含んでの諸収差図である。
【図13】本発明による接眼変倍光学系の実施例4のレ
ンズ構成図である。
【図14】図13のレンズ構成の最長焦点距離(最低倍
率)の状態における対物光学系を含んでの諸収差図であ
る。
【図15】同中間焦点距離の状態における対物光学系を
含んでの諸収差図である。
【図16】同最短焦点距離(最高倍率)の状態における
対物光学系を含んでの諸収差図である。
【図17】本発明による接眼変倍光学系の簡易移動図で
ある。
【図18】本発明による実施例2の接眼変倍光学系を含
む望遠鏡のレンズ構成図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H087 KA15 LA01 LA13 PA03 PA04 PA17 PA19 PB03 PB06 QA02 QA03 QA06 QA07 QA12 QA14 QA22 QA25 QA26 QA32 QA37 QA41 QA42 QA45 RA36 SA14 SA16 SA19 SA62 SA63 SA74 SB03 SB14 SB22

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対物光学系と組み合わせて用いられる接
    眼変倍光学系であって、対物光学系側から順に、負の第
    1レンズ群と、正の第2レンズ群と、正の第3レンズ群
    とからなり、 変倍に際し、第1レンズ群と第2レンズ群は光軸方向に
    互いに逆方向に移動し、第3レンズ群は不動であり、 次の条件式(1)、(2)を満足することを特徴とする
    接眼変倍光学系。 (1)2.0<f3/f2<4.0 (2)7.0<L12/f(h) 但し、 f2;第2レンズ群の焦点距離、 f3;第3レンズ群の焦点距離、 f(h);接眼変倍光学系全系の最短焦点距離、 L12;最短焦点距離における第1レンズ群と第2レン
    ズ群の軸上空気間隔。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の接眼変倍光学系におい
    て、上記第2レンズ群は、少なくとも2枚の正レンズを
    含み、次の条件式(3)を満足する接眼変倍光学系。 (3)0.3<f2/f2-1<0.6 但し、 f2-1;第2レンズ群中の最も対物光学系側に位置する
    正レンズの焦点距離(最も対物光学系側に位置する正レ
    ンズが接合レンズの一部である場合は、その接合レンズ
    の焦点距離)。
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