JP2012103308A - 接眼ズーム光学系及び光学機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】低倍側でも広い見掛視界を有し、ズーム全域に亘り十分なアイレリーフを確保しつつ諸収差が良好に補正された接眼ズーム光学系及びこの接眼ズーム光学系を有する光学機器を提供する。
【解決手段】接眼ズーム光学系３は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、を有し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間に中間像Ｉ′が形成される。また、変倍に際し、第３レンズ群Ｇ３は光軸上に固定され、第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２は、中間像Ｉ′を挟んで互いに逆方向に移動するように構成されている。また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側のレンズ面に比べてアイポイント側のレンズ面が強い正の屈折力を有する正の単レンズＬ２１と、正レンズＬ２２と負レンズＬ２３とからなる正の接合レンズＣＬ２と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、接眼ズーム光学系及びこの接眼ズーム光学系を有する光学機器に関する。
望遠鏡や双眼鏡等の光学機器に用いられる接眼ズーム光学系としては、物体側から順に、負の屈折力を有する移動レンズ群、視野絞りを挟んで正の屈折力を有する移動レンズ群、及び、正の屈折力を有する固定レンズ群の構成で変倍を実現するタイプが知られている。例えば、このようなタイプの接眼ズーム光学系としては、ズーム比が３倍で見掛視界が４０°以上のものや、ズーム比が２倍で見掛視界が５０°以上のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−２５８１６７号公報
しかしながら、従来の接眼ズーム光学系は、低倍から高倍まで収差は良好に補正されているものの、低倍時の見掛視界は４０°乃至５０°であり、固定倍の広視界接眼光学系と比較すると十分とは言えない。見掛視界を大きくしようとすれば、視野周辺部の諸収差、特に倍率色収差や歪曲色収差が著しく発生する。さらに、高倍側では、隠元豆効果（kidney bean effect）と称される、中間画角のケラレの原因となる瞳の球面収差の発生も問題となる。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、低倍側でも広い見掛視界を有し、ズーム全域に亘り十分なアイレリーフを確保しつつ諸収差が良好に補正された接眼ズーム光学系及びこの接眼ズーム光学系を有する光学機器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、本発明に係る接眼ズーム光学系は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、を有し、第１レンズ群と第２レンズ群との間に中間像が形成される。また、変倍に際し、第３レンズ群は光軸上に固定され、第１レンズ群及び第２レンズ群は、中間像を挟んで互いに逆方向に移動するように構成される。また、第２レンズ群は、物体側から順に、物体側のレンズ面に比べてアイポイント側のレンズ面が強い正の屈折力を有する正の単レンズと、正レンズと負レンズとからなる正の接合レンズと、を有する。そして、この変倍ズーム光学系は、第２レンズ群の焦点距離をｆ２とし、単レンズの焦点距離をｆ２１とし、単レンズの媒質のアッベ数をνｄ２１とし、第２レンズ群のＣ線に対する焦点距離をｆＣ２，Ｆ線に対する焦点距離をｆＦ２としたとき、次式
２．１ ＜ ｆ２１／ｆ２ ＜ ２．８
νｄ２１ ＞ ５５
ｆ２／（ｆＣ２−ｆＦ２） ＞ ９０
の条件を満足する。
このような接眼ズーム光学系において、第２レンズ群を構成する単レンズは、アイポイント側に凸面を向けたレンズであり、この単レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をｒａとし、アイポイント側のレンズ面の曲率半径をｒｂとしたとき、次式
−２．２ ≦ （ｒｂ＋ｒａ）／（ｒｂ−ｒａ） ≦ −１．０
の条件を満足することが好ましい。
また、このような接眼ズーム光学系において、第３レンズ群は、物体側から順に、アイポイント側のレンズ面に比べて物体側のレンズ面が強い屈折力を有する正レンズと両凹レンズとからなる接合レンズからなり、第３レンズ群を構成する正レンズの媒質のｄ線に対する屈折率をｎｄ３１とし、アッベ数をνｄ３１としたとき、次式
１．６５ ＜ ｎｄ３１ ＜ １．７４
νｄ３１ ＞ ５０
の条件を満足することが好ましい。
また、このような接眼ズーム光学系は、第３レンズ群を構成する正レンズの物体側のレンズ面は、光軸からの高さをｈとし、この高さｈにおけるサグ量をｘとし、近軸曲率半径の逆数をｃとしたとき、０≦ｈ≦１５の範囲において、次式
Figure 2012103308
 の条件を満足する非球面であることが好ましい。
また、このような接眼ズーム光学系は、高倍端状態の全系の焦点距離をｆｍとし、第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、第３レンズ群の焦点距離をｆ３としたとき、次式
２．５ ＜ （−ｆ１）／ｆｍ ＜ ３．０
３．２ ＜ ｆ２／ｆｍ ＜ ４．０
５．０ ＜ ｆ３／ｆｍ ＜ ６．２
の条件を満足することが好ましい。
また、本発明に係る光学機器は、上述の接眼ズーム光学系のいずれかを有する。
本発明を以上のように構成すると、低倍側でも広い見掛視界を有し、ズーム全域に亘り十分なアイレリーフを確保しつつ諸収差が良好に補正された接眼ズーム光学系及びこの接眼ズーム光学系を有する光学機器を提供することができる。
接眼ズーム光学系を有する光学機器である望遠鏡光学系の構成を示す説明図である。 接眼ズーム光学系の構成、及び、変倍時のレンズ群の動作を説明するためのレンズ構成図であって、（ａ）は低倍端状態を示し、（ｂ）は中間焦点距離状態を示し、（ｃ）は高倍端状態を示す。 第１実施例に係る接眼ズーム光学系を示すレンズ構成図である。 上記第１実施例における諸収差図であって、（ａ）は低倍端状態を示し、（ｂ）は中間焦点距離状態を示し、（ｃ）は高倍端状態を示す。 第２実施例に係る接眼ズーム光学系を示すレンズ構成図である。 上記第２実施例における諸収差図であって、（ａ）は低倍端状態を示し、（ｂ）は中間焦点距離状態を示し、（ｃ）は高倍端状態を示す。 第３実施例に係る接眼ズーム光学系を示すレンズ構成図である。 上記第３実施例における諸収差図であって、（ａ）は低倍端状態を示し、（ｂ）は中間焦点距離状態を示し、（ｃ）は高倍端状態を示す。 第４実施例に係る接眼ズーム光学系を示すレンズ構成図である。 上記第４実施例における諸収差図であって、（ａ）は低倍端状態を示し、（ｂ）は中間焦点距離状態を示し、（ｃ）は高倍端状態を示す。
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。まず、本実施形態に係る接眼ズーム光学系を有する光学機器の光学系の一例として、図１に示す望遠鏡光学系ＴＳについて説明する。この望遠鏡光学系ＴＳは、物体側から順に、被観察物体の像（中間像）を結像する対物レンズ１と、この対物レンズ１により形成される倒立像を成立像に変換するプリズム２と、対物レンズ１により形成された中間像からの光を集光してアイポイントＥＰに位置する観察眼により物体の像を拡大観察するための接眼ズーム光学系３と、から構成されている。
ここで、本実施形態に係る接眼ズーム光学系３は、図２に示すように、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とを有して構成される。また、この接眼ズーム光学系３は、対物レンズ１により形成される物体の像（中間像）Ｉが第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２の間に形成されるように配置されている。そのため、対物レンズ１の中間像ＩはＩ′の位置に形成される。
また、この接眼ズーム光学系３は、変倍に際し、第３レンズ群Ｇ３が光軸上に固定され、また、第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２が両レンズ群Ｇ１，Ｇ２の間に形成される中間像Ｉ′をはさんで光軸に沿って互いに逆の方向に移動するように構成されている。なお、図２に示す接眼ズーム光学系３は、低倍端状態から高倍端状態の変倍に際し、第１レンズ群Ｇ１が光軸に沿って物体側に移動し、第２レンズ群Ｇ２が光軸に沿ってアイポイント側に移動するように構成されている。
この接眼ズーム光学系３において、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側のレンズ面に比べてアイポイント側のレンズ面が強い正の屈折力を有する正の単レンズ（図２におけるアイポイント側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２１）と、正レンズ（図２の両凸レンズＬ２２）と負レンズ（図２のアイポイント側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２３）とからなる正の接合レンズ（図２における接合レンズＣＬ２）と、を有する。
このような構成の接眼ズーム光学系３において、第２レンズ群Ｇ２は、図２等からも明らかなように、最も光軸から高い位置を光線が通るレンズ群であり、屈折力も高いため、変倍における収差変動への影響は大きい。従って、収差変動を抑えるためには適切なパワー配置とアッベ数の選択が必要となる。そのため、この接眼ズーム光学系３は、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２とし、単レンズＬ２１の焦点距離をｆ２１としたとき、以下の条件式（１）を満足することが望ましい。
２．１ ＜ ｆ２１／ｆ２ ＜ ２．８ （１）
条件式（１）は第２レンズ群Ｇ２内における単レンズＬ２１の適切な屈折力を規定するものである。この条件式（１）の上限値を上回ると、単レンズＬ２１の屈折力が不足し、低倍において、光線が以降のレンズの高い位置を通るようになるため倍率色収差の補正が過剰となりやすい。また、条件式（１）の下限値を下回ると、特に高倍側において、瞳の球面収差の補正が困難となり、更に十分なアイレリーフＥＲが確保できなくなる。なお、アイレリーフＥＲとは、接眼ズーム光学系３の最もアイポイントＥＰ側のレンズ面からアイポイントＥＰまでの光軸上の距離である。
また、この接眼ズーム光学系３は、単レンズＬ２１の媒質のアッベ数をνｄ２１としたとき、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
νｄ２１ ＞ ５５ （２）
条件式（２）は、条件式（１）の範囲における単レンズＬ２１の媒質の適切なアッベ数を規定するものである。この条件式（２）の下限値を下回ると、単レンズＬ２１の媒質の分散が大きくなるため、色消しを担う接合正レンズＣＬ２へ入射高の波長による変化が大きくなる。また、この単レンズＬ２１での偏角は変倍時のポジションによっても変化するので、結果的に倍率色収差の変倍に伴う変動が大きくなる。
また、この接眼ズーム光学系３は、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２とし、第２レンズ群Ｇ２のＣ線（λ＝６５６．３ｎｍ）に対する焦点距離をｆＣ２，Ｆ線（λ＝４８６．１ｎｍ）に対する焦点距離をｆＦ２としたとき、次の条件式（３）を満足することが望ましい。
ｆ２／（ｆＣ２−ｆＦ２） ＞ ９０ （３）
条件式（３）は、変倍による倍率色収差の変動を小さくするための条件である。この条件式（３）の下限値を下回ると、変倍による倍率色収差の変動が大きくなる。
また、本実施形態に係る接眼ズーム光学系３において、第２レンズ群Ｇ２の単レンズＬ２１はアイポイント側に凸面を向けたレンズ（例えば、正メニスカスレンズ）であり、物体側の曲率半径をｒａ、アイポイント側の曲率半径をｒｂとしたとき、次の条件式（４）を満足することが望ましい。
−２．２ ≦ （ｒｂ＋ｒａ）／（ｒｂ−ｒａ） ≦ −１．０ （４）
条件式（４）は、主に高倍端側での瞳の球面収差、歪曲収差と非点収差のバランスをとるための条件である。この条件式（４）の上限値を上回ると、瞳の球面収差は小さくなるものの歪曲収差の補正が困難となる。また、この条件式（４）の下限値を下回ると、非点収差の補正が不足し、他のレンズへの負担が大きくなる。
また、本実施形態に係る接眼ズーム光学系３において、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、アイポイント側のレンズ面に比べて物体側のレンズ面が強い屈折力を有する正レンズ（例えば、図２における両凸レンズＬ３１）と両凹レンズ（図２における両凹レンズＬ３２）とからなる接合レンズ（図２における接合レンズＣＬ３）を有して構成される。ここで、第３レンズ群Ｇ３を構成する正レンズＬ３１の媒質のｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率をｎｄ３１とし、アッベ数をνｄ３１としたとき、この接眼ズーム光学系３は次の条件式（５）及び（６）を満足することが望ましい。
１．６５ ＜ ｎｄ３１ ＜ １．７４ （５）
νｄ３１ ＞ ５０ （６）
瞳の球面収差と歪曲収差の補正には、第３レンズ群Ｇ３において軸外光線の偏角が小さくなるように曲率半径を設定する必要がある。正レンズＬ３１の物体側のレンズ面の曲率半径を小さく、両凹レンズＬ３２のアイポイント側のレンズ面の曲率半径を大きくとることで瞳の球面収差および歪曲収差の発生は小さくすることができるが、正レンズＬ３１の物体側のレンズ面の曲率半径を小さくすると変倍による非点収差変動の増大を招く。
上記条件式（５），（６）は、瞳の球面収差および歪曲収差を補正しつつ非点収差の変倍による変動を抑制するために必要な条件である。条件式（５）の上限値を上回ると両凹レンズＬ３２のアイポイント側のレンズ面の曲率半径が小さくなり、瞳の球面収差と歪曲収差が補正しにくくなる。また、条件式（５）の下限値を下回ると両凹レンズＬ３２の物体側のレンズ面の曲率半径が小さくなりすぎ、非点収差の変動が大きくなる。
また、条件式（６）は条件式（５）の範囲内において色収差を好適に補正するための条件である。この条件式（６）の下限値を下回ると、色収差の補正が困難になる。
また、本実施形態に係る接眼ズーム光学系３において、第３レンズ群Ｇ３の正レンズＬ３１の物体側のレンズ面は、光軸に垂直な方向の高さをｈとし、レンズ頂点における接平面から高さｈにおける面上の位置までの光軸に沿った距離（サグ量）をｘ（ｈ）とし、基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）の逆数をｃとし、円錐係数をκとし、ｎ次の非球面係数をＣnとしたとき、次式（ａ）で表現される非球面で構成されている。
Figure 2012103308
このとき、接眼ズーム光学系３は、正レンズＬ３１の物体側のレンズ面のサグ量ｘの二次微分に関して、０≦ｈ≦１５の範囲において、次の条件式（７）を満足することが望ましい。
Figure 2012103308
条件式（７）は、非点収差を良好に補正しつつ、更にアイレリーフＥＲの延長と瞳の球面収差の抑制とを実現するための条件である。この条件式（７）の上限値を上回ると、正レンズＬ３１の軸外光に対する屈折力が強くなりすぎ、アイレリーフＥＲが短くなるとともに、瞳の球面収差が発生してしまう。また、条件式（７）の下限値を下回ると、非点収差が発生する。
また、本実施形態に係る接眼ズーム光学系３は、高倍端状態の全系の焦点距離（最短焦点距離）をｆｍとし、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１とし、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２とし、第３レンズ群Ｇ３の焦点距離をｆ３としたとき、次の条件式（８）〜（１０）を満足することが望ましい。
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）は、接眼ズーム光学系３としての高倍端状態の全系の焦点距離（最短焦点距離）ｆｍで各レンズ群Ｇ１〜Ｇ３の焦点距離ｆ１〜ｆ３を規格化することによって、各レンズ群Ｇ１〜Ｇ３に対する適切なパワー配分を規定している。
条件式（８）の上限値を上回ると、第１レンズ群Ｇ１の屈折力が弱くなり、この第１レンズ群Ｇ１の変倍効果が小さくなる。その結果、変倍に対する第２レンズ群Ｇ２の負担が過度に大きくなり、収差のバランスが悪くなる。また、第１レンズ群Ｇ１を射出する軸外光線の角度が小さくなるので、全体的に軸外光線が低い位置を通ることになり、アイレリーフＥＲが不足する。また、条件式（８）の下限値を下回ると、第１レンズ群Ｇ１の屈折力が強すぎ、コマ収差の補正が困難となる。さらに、第１レンズ群Ｇ１を射出する軸外光線の角度が大きくなるので、以降のレンズ径が増大する。
条件式（９）の上限値を上回ると、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との合成主点がアイポイント側に移動するため、低倍側において中間像Ｉ′と第２レンズ群Ｇ２の距離が近くなりすぎ、レンズ表面のゴミやキズが見えやすくなり、好ましくない。また、条件式（９）の下限値を下回ると、第２レンズ群Ｇ２屈折力が強くなりすぎて、非点収差と瞳の球面収差の増大を招く。また、十分なアイレリーフＥＲの確保が困難となる。
条件式（１０）の上限値を上回ると、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との合成主点がアイポイント側に移動するため、レンズ表面のゴミやキズが見えやすくなる。また、条件式（１０）の下限値を下回ると、第３レンズ群Ｇ３の屈折力が過大となり、非点収差の変動が大きくなる。
それでは、このような接眼ズーム光学系３について、４つの実施例を以下に示す。
［第１実施例］
図３は、第１実施例に係る接眼ズーム光学系３を示している。この第１実施例に係る接眼ズーム光学系３は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、を有しており、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間に被観察物体の中間像Ｉ′が形成されている。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、両凹レンズＬ１１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２との接合レンズＣＬ１、及び、両凹レンズＬ１３から構成されている。また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ（正の単レンズ）Ｌ２１、及び、両凸レンズ（正レンズ）Ｌ２２とアイポイント側に凸面を向けた負メニスカスレンズ（負レンズ）Ｌ２３との接合レンズ（正の接合レンズ）ＣＬ２から構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凸レンズ（正レンズ）Ｌ３１と両凹レンズＬ３２との接合レンズＣＬ３から構成されている。
この第１実施例に係る接眼ズーム光学系３において、第２レンズ群Ｇ２を構成する正メニスカスレンズ（正の単レンズ）Ｌ２１は、物体側のレンズ面（第６面）に比べてアイポイント側のレンズ面（第７面）が強い正の屈折力を有している。また、第３レンズ群Ｇ３を構成する両凸レンズ（正レンズ）Ｌ３１は、アイポイント側のレンズ面（第１２面）に比べて物体側のレンズ面（第１１面）が強い屈折力を有しているとともに、この物体側のレンズ面は非球面形状を有している。
以下の表１に、この図３に示した第１実施例に係る接眼ズーム光学系３の諸元を示す。この表１において、ｆは接眼ズーム光学系３の全系の焦点距離を、２ωは接眼ズーム光学系３の画角（見掛視界）を、ＥＲはアイレリーフを、それぞれ表している。また、表１において、第１欄ｍは物体側からの各光学面の番号を、第２欄ｒは各光学面の曲率半径を、第３欄ｄは各光学面から次の光学面までの光軸上の距離（面間隔）を、第４欄ｎｄはｄ線に対する屈折率を、そして、第５欄νｄはアッベ数をそれぞれ示している。ここで、空気の屈折率1.000は省略してある。なお、非球面形状に形成されたレンズ面には面番号の横に＊を付している。この非球面形状は、上述の式（ａ）で表され、以下の表１には、この非球面式（ａ）で用いられる円錐係数κ及び非球面係数Ｃnの値を示す。
ここで、以下の全ての諸元において記載される曲率半径ｒ、面間隔ｄ、焦点距離ｆその他長さの単位は、特記の無い場合、一般に「ｍｍ」が使われるが、光学系は比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、単位は「ｍｍ」に限定されることはなく、他の適当な単位を用いることができる。
（表１）
全体諸元
ｆ＝17.5〜8.75
２ω＝64.0°〜80.0°
ＥＲ＝17.2〜15.1

レンズデータ
ｍ ｒ ｄ ｎｄ νｄ
1 -66.438 1.5 1.5168 64.1
2 17.5 4.5 1.7174 29.5
3 36.5 3.7
4 -36.5 1.2 1.5168 64.1
5 64.0 d1
6 -170.0 6.5 1.6516 58.5
7 -36.5 0.2
8 64.0 12.2 1.7292 54.7
9 -34.0 2.0 1.8052 25.4
10 -80.0 d2
11* 24.468 8.1 1.6935 53.2
12 -60.0 1.5 1.8052 25.4
13 114.92 ER

非球面データ
第１１面 κ＝-0.72 Ｃ4＝0 Ｃ6＝0
上述したように、本第１実施例に係る接眼ズーム光学系３は、変倍において、第３レンズ群Ｇ３が光軸上に固定され、第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２が光軸上を移動するため、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との光軸上の空気間隔ｄ１、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との光軸上の空気間隔ｄ２、及び、アイレリーフＥＲが変化する。以下の表２に、この接眼ズーム光学系３の焦点距離と間隔、すなわち、全系の焦点距離ｆ、物体側から光線追跡を行った場合において接眼ズーム光学系３の第一面頂点と前側焦点の位置（すなわち対物レンズ１の物体像Ｉの位置）との光軸に沿った距離Ｆｆ、上記レンズ群間隔ｄ１，ｄ２、及び、アイレリーフＥＲを示す。なお、これらの値は、この接眼ズーム光学系３の低倍端状態、中間焦点距離状態及び高倍端状態のときの値を示している。また、これらの説明は以降の実施例においても同様である。
（表２）
焦点距離と間隔
ｆ Ｆｆ ｄ1 ｄ2 ＥＲ
17.5 14.49 18.44 18.89 17.2
12.4 17.70 29.70 10.83 14.7
8.75 20.16 42.30 0.70 15.1
以下の表３に、本第１実施例に係る接眼ズーム光学系３の上記条件式（１）〜（１０）に対応する値を示す。この表３において、ｆ１は第１レンズ群Ｇ１の焦点距離を、ｆ２は第２レンズ群Ｇ２の焦点距離を、ｆ３は第３レンズ群Ｇ３の焦点距離を、ｆ２１は第２レンズ群Ｇ２の単レンズＬ２１の焦点距離をそれぞれ示す。なお、条件式（７）については、ｈの値を０．０〜１５．０まで１．０刻みで変化させたときの、ｄ2ｘ／ｄｈ2の値、並びに、この条件式（７）の下限値（左辺）及び上限値（右辺）を示す。これらの説明は以降の実施例においても同様である。
（表３）
ｆ１＝ -25.3
ｆ２＝ 31.2
ｆ３＝ 48.0
ｆ２１＝70.0

条件対応値
（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 下限値（左辺） 上限値（右辺）
0.0 0.04087 0.04087 0.04087
1.0 0.04090 0.04085 0.04093
2.0 0.04098 0.04079 0.04112
3.0 0.04113 0.04069 0.04143
4.0 0.04133 0.04054 0.04187
5.0 0.04160 0.04036 0.04246
6.0 0.04192 0.04014 0.04319
7.0 0.04232 0.03989 0.04408
8.0 0.04278 0.03959 0.04514
9.0 0.04331 0.03927 0.04640
10.0 0.04391 0.03890 0.04788
11.0 0.04460 0.03851 0.04962
12.0 0.04538 0.03809 0.05163
13.0 0.04624 0.03764 0.05399
14.0 0.04721 0.03716 0.05674
15.0 0.04829 0.03666 0.05996
（８）（−ｆ１）／ｆｍ＝2.9
（９）ｆ２／ｆｍ＝3.6
（１０）ｆ３／ｆｍ＝5.5
このように、この第１実施例では、条件式（１）〜（１０）が充たされていることが分かる。
図４に、この第１実施例に係る接眼ズーム光学系３の、低倍端状態、中間焦点距離状態及び高倍端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差及びコマ収差の諸収差図を示す。ここで、球面収差図はｄ線、Ｆ線及びＣ線の光線に対する収差を示し、倍率色収差図はＦ線及びＣ線の光線に対する収差を示し、非点収差図、歪曲収差図及びコマ収差図はｄ線の光線に対する収差を示す。また、球面収差図はＦナンバーＦＮに対する収差量を示し、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図及びコマ収差図は半画角ωに対する収差量を示している。また、非点収差図において、実線は各波長に対するサジタル像面を示し、破線は各波長に対するメリジオナル像面を示す。なお、これらの諸収差図の説明は以降の実施例においても同様である。この図４に示す各収差図から明らかなように、本第１実施例に係る接眼ズーム光学系３は、低倍側で６０°以上の広い見掛視界を有し、ズーム全域に亘り十分なアイレリーフを確保しつつ諸収差が良好に補正されている。
［第２実施例］
図５は、第２実施例に係る接眼ズーム光学系３を示している。この第２実施例に係る接眼ズーム光学系３は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、を有しており、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間に被観察物体の中間像Ｉ′が形成されている。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、両凹レンズＬ１１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２との接合レンズＣＬ１、及び、両凹レンズＬ１３から構成されている。また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ（正の単レンズ）Ｌ２１、及び、両凸レンズ（正レンズ）Ｌ２２とアイポイントＥＰ側に凸面を向けた負メニスカスレンズ（負レンズ）Ｌ２３との接合レンズ（正の接合レンズ）ＣＬ２から構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凸レンズ（正レンズ）Ｌ３１と両凹レンズＬ３２との接合レンズＣＬ３から構成されている。
この第２実施例に係る接眼ズーム光学系３において、第２レンズ群Ｇ２を構成する正メニスカスレンズ（正の単レンズ）Ｌ２１は、物体側のレンズ面（第６面）に比べてアイポイント側のレンズ面（第７面）が強い正の屈折力を有している。また、第３レンズ群Ｇ３を構成する両凸レンズ（正レンズ）Ｌ３１は、アイポイント側のレンズ面（第１２面）に比べて物体側のレンズ面（第１１面）が強い屈折力を有しているとともに、この物体側のレンズ面は非球面形状を有している。
以下の表４に、この図５に示した第２実施例に係る接眼ズーム光学系３の諸元を示す。なお、非球面データにおいて、「Ｅ−ｎ」は「×１０-n」を表している。
（表４）
全体諸元
ｆ＝17.5〜8.75
２ω＝63.0°〜79.0°
ＥＲ＝19.4〜15.4

レンズデータ
ｍ ｒ ｄ ｎｄ νｄ
1 -66.0 1.3 1.51680 64.1
2 18.5 4.0 1.76182 26.6
3 32.884 4.0
4 -35.308 1.3 1.51680 64.1
5 66.0 d1
6 -117.05 6.5 1.65160 58.5
7 -35.308 0.2
8 66.0 12.5 1.72916 54.7
9 -32.884 2.0 1.80518 25.4
10 -71.95 d2
11* 24.0 8.2 1.67798 54.9
12 -60.0 1.5 1.80518 25.4
13 161.05 ER

非球面データ
第１１面 κ＝0 Ｃ4＝-6.3E-6 Ｃ6＝-1.3E-8
上述したように、本第２実施例に係る接眼ズーム光学系３は、変倍において、第３レンズ群Ｇ３が光軸上に固定され、第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２が光軸上を移動するため、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との光軸上の空気間隔ｄ１、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との光軸上の空気間隔ｄ２、及び、アイレリーフＥＲが変化する。以下の表５に、この第２実施例に係る接眼ズーム光学系３の焦点距離と間隔を示す。
（表５）
焦点距離と間隔
ｆ Ｆｆ ｄ1 ｄ2 ＥＲ
17.5 13.65 15.94 18.64 19.4
12.4 16.70 26.83 10.81 16.0
8.75 19.03 38.84 1.12 15.4
以下の表６に、本第２実施例に係る接眼ズーム光学系３の上記条件式（１）〜（１０）に対応する値を示す。
（表６）
ｆ１＝ -24.0
ｆ２＝ 31.5
ｆ３＝ 45.0
ｆ２１＝75.2

条件対応値
（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 下限値（左辺） 上限値（右辺）
0.0 0.04167 0.04167 0.04167
1.0 0.04170 0.04164 0.04173
2.0 0.04180 0.04158 0.04193
3.0 0.04195 0.04147 0.04226
4.0 0.04216 0.04132 0.04273
5.0 0.04240 0.04113 0.04335
6.0 0.04267 0.04090 0.04413
7.0 0.04297 0.04063 0.04507
8.0 0.04328 0.04032 0.04621
9.0 0.04362 0.03997 0.04756
10.0 0.04400 0.03959 0.04914
11.0 0.04449 0.03917 0.05100
12.0 0.04518 0.03873 0.05317
13.0 0.04624 0.03825 0.05571
14.0 0.04796 0.03775 0.05869
15.0 0.05084 0.03722 0.06220
（８）（−ｆ１）／ｆｍ＝2.7
（９）ｆ２／ｆｍ＝3.6
（１０）ｆ３／ｆｍ＝5.1
このように、この第２実施例では、条件式（１）〜（１０）が充たされていることが分かる。
図６に、この第２実施例に係る接眼ズーム光学系３の、低倍端状態、中間焦点距離状態及び高倍端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差及びコマ収差の諸収差図を示す。この図６に示す各収差図から明らかなように、本第２実施例に係る接眼ズーム光学系３は、低倍側で６０°以上の広い見掛視界を有し、ズーム全域に亘り十分なアイレリーフを確保しつつ諸収差が良好に補正されている。
［第３実施例］
図７は、第３実施例に係る接眼ズーム光学系３を示している。この第３実施例に係る接眼ズーム光学系３は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、を有しており、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間に被観察物体の中間像Ｉ′が形成されている。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、両凹レンズＬ１１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２との接合レンズＣＬ１から構成されている。また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ（正の単レンズ）Ｌ２１、及び、両凸レンズ（正レンズ）Ｌ２２とアイポイントＥＰ側に凸面を向けた負メニスカスレンズ（負レンズ）Ｌ２３との接合正レンズＣＬ２から構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凸レンズ（正レンズ）Ｌ３１と両凹レンズＬ３２との接合レンズＣＬ３から構成されている。
この第３実施例に係る接眼ズーム光学系３において、第２レンズ群Ｇ２を構成する正メニスカスレンズ（正の単レンズ）Ｌ２１は、物体側のレンズ面（第４面）に比べてアイポイント側のレンズ面（第５面）が強い正の屈折力を有している。また、第３レンズ群Ｇ３を構成する両凸レンズ（正レンズ）Ｌ３１は、アイポイント側のレンズ面（第１０面）に比べて物体側のレンズ面（第９面）が強い屈折力を有しているとともに、この物体側のレンズ面は非球面形状を有している。
以下の表７に、この図７に示した第３実施例に係る接眼ズーム光学系３の諸元を示す。
（表７）
全体諸元
ｆ＝17.5〜8.75
２ω＝60.0°〜76.0°
ＥＲ＝18.0〜16.4

レンズデータ
ｍ ｒ ｄ ｎｄ νｄ
1 -32.0 1.5 1.7000 48.1
2 15.0 5.5 1.8052 25.4
3 36.1 d1
4 -1000.0 6.0 1.6204 60.3
5 -48.5 0.2
6 70.0 11.5 1.7292 54.7
7 -34.5 1.5 1.8052 25.4
8 -68.77 d2
9* 24.468 8.2 1.6935 53.2
10 -56.5 1.5 1.8052 25.4
11 131.88 ER

非球面データ
第９面 κ＝-0.78 Ｃ4＝0 Ｃ6＝0
上述したように、本第３実施例に係る接眼ズーム光学系３は、変倍において、第３レンズ群Ｇ３が光軸上に固定され、第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２が光軸上を移動するため、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との光軸上の空気間隔ｄ１、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との光軸上の空気間隔ｄ２、及び、アイレリーフＥＲが変化する。以下の表８に、この第２実施例に係る接眼ズーム光学系３の焦点距離と間隔を示す。
（表８）
焦点距離と間隔
ｆ Ｆｆ ｄ1 ｄ2 ＥＲ
17.5 11.44 20.15 20.00 18.0
12.1 14.73 32.74 11.14 15.6
8.75 16.90 44.87 0.74 16.4
以下の表９に、本第３実施例に係る接眼ズーム光学系３の上記条件式（１）〜（１０）に対応する値を示す。
（表９）
ｆ１＝ -26.0
ｆ２＝ 32.8
ｆ３＝ 46.5
ｆ２１＝82.0

条件対応値
（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 下限値（左辺） 上限値（右辺）
0.0 0.04087 0.04087 0.04087
1.0 0.04089 0.04085 0.04093
2.0 0.04096 0.04079 0.04112
3.0 0.04107 0.04069 0.04143
4.0 0.04123 0.04054 0.04187
5.0 0.04144 0.04036 0.04246
6.0 0.04169 0.04014 0.04319
7.0 0.04200 0.03989 0.04408
8.0 0.04236 0.03959 0.04514
9.0 0.04276 0.03927 0.04640
10.0 0.04323 0.03890 0.04788
11.0 0.04376 0.03851 0.04962
12.0 0.04434 0.03809 0.05163
13.0 0.04500 0.03764 0.05399
14.0 0.04572 0.03716 0.05674
15.0 0.04652 0.03666 0.05996
（８）（−ｆ１）／ｆｍ＝3.0
（９）ｆ２／ｆｍ＝3.7
（１０）ｆ３／ｆｍ＝5.3
このように、この第３実施例では、条件式（１）〜（１０）が充たされていることが分かる。
図８に、この第３実施例に係る接眼ズーム光学系３の、低倍端状態、中間焦点距離状態及び高倍端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差及びコマ収差の諸収差図を示す。この図８に示す各収差図から明らかなように、本第３実施例に係る接眼ズーム光学系３は、低倍側で６０°以上の広い見掛視界を有し、ズーム全域に亘り十分なアイレリーフを確保しつつ諸収差が良好に補正されている。
［第４実施例］
図９は、第４実施例に係る接眼ズーム光学系３を示している。この第４実施例に係る接眼ズーム光学系３は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、を有しており、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間に被観察物体の中間像Ｉ′が形成されている。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、両凹レンズＬ１１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２との接合レンズＣＬ１、及び、両凹レンズＬ１３から構成されている。また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ（正の単レンズ）Ｌ２１、両凸レンズ（正レンズ）Ｌ２２とアイポイントＥＰ側に凸面を向けた負メニスカスレンズ（負レンズ）Ｌ２３との接合レンズ（正の接合レンズ）ＣＬ２、及び、両凸レンズＬ２４から構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凸レンズ（正レンズ）Ｌ３１と両凹レンズＬ３２との接合レンズＣＬ３から構成されている。
この第４実施例に係る接眼ズーム光学系３において、第２レンズ群Ｇ２を構成する正メニスカスレンズ（正の単レンズ）Ｌ２１は、物体側のレンズ面（第６面）に比べてアイポイント側のレンズ面（第７面）が強い正の屈折力を有している。また、第３レンズ群Ｇ３を構成する両凸レンズ（正レンズ）Ｌ３１は、アイポイント側のレンズ面（第１４面）に比べて物体側のレンズ面（第１３面）が強い屈折力を有しているとともに、この物体側のレンズ面は非球面形状を有している。
以下の表１０に、この図９に示した第４実施例に係る接眼ズーム光学系３の諸元を示す。
（表１０）
全体諸元
ｆ＝17.5〜8.74
２ω＝64.0°〜80.0°
ＥＲ＝18.5〜15.0

レンズデータ
ｍ ｒ ｄ ｎｄ νｄ
1 -60.0 1.5 1.51680 64.1
2 18.5 4.0 1.75520 27.5
3 32.884 4.0
4 -35.308 1.3 1.51680 64.1
5 93.795 d1
6 -180.0 5.5 1.69680 55.5
7 -40.0 0.2
8 180.0 10.8 1.72916 54.7
9 -31.5 1.8 1.80518 25.4
10 -90.0 0.2
11 150.0 4.5 1.72916 54.7
12 -119.051 d2
13* 25.0 8.2 1.69350 53.2
14 -60.0 1.5 1.80518 25.4
15 123.327 ER

非球面データ
第１３面 κ＝-0.58 Ｃ4＝0 Ｃ6＝0
上述したように、本第４実施例に係る接眼ズーム光学系３は、変倍において、第３レンズ群Ｇ３が光軸上に固定され、第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２が光軸上を移動するため、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との光軸上の空気間隔ｄ１、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との光軸上の空気間隔ｄ２、及び、アイレリーフＥＲが変化する。以下の表１１に、この第２実施例に係る接眼ズーム光学系３の焦点距離と間隔を示す。
（表１１）
焦点距離と間隔
ｆ Ｆｆ ｄ1 ｄ2 ＥＲ
17.5 13.52 15.58 18.39 18.5
12.4 16.81 26.56 10.69 15.2
8.74 19.29 38.90 0.83 15.0
以下の表１２に、本第４実施例に係る接眼ズーム光学系３の上記条件式（１）〜（１０）に対応する値を示す。
（表１２）
ｆ１＝ -24.8
ｆ２＝ 30.5
ｆ３＝ 48.5
ｆ２１＝72.6

条件対応値
（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 下限値（左辺） 上限値（右辺）
0.0 0.04000 0.04000 0.04000
1.0 0.04004 0.03998 0.04006
2.0 0.04016 0.03992 0.04023
3.0 0.04037 0.03983 0.04052
4.0 0.04065 0.03969 0.04094
5.0 0.04103 0.03952 0.04148
6.0 0.04150 0.03932 0.04217
7.0 0.04206 0.03908 0.04300
8.0 0.04273 0.03880 0.04399
9.0 0.04350 0.03849 0.04516
10.0 0.04440 0.03815 0.04654
11.0 0.04543 0.03778 0.04814
12.0 0.04660 0.03739 0.05000
13.0 0.04793 0.03696 0.05217
14.0 0.04944 0.03651 0.05468
15.0 0.05115 0.03604 0.05762
（８）（−ｆ１）／ｆｍ＝2.8
（９）ｆ２／ｆｍ＝3.5
（１０）ｆ３／ｆｍ＝5.5
このように、この第４実施例では、条件式（１）〜（１０）が充たされていることが分かる。
図１０に、この第４実施例に係る接眼ズーム光学系３の、低倍端状態、中間焦点距離状態及び高倍端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差及びコマ収差の諸収差図を示す。この図１０に示す各収差図から明らかなように、本第４実施例に係る接眼ズーム光学系３は、低倍側で６０°以上の広い見掛視界を有し、ズーム全域に亘り十分なアイレリーフを確保しつつ諸収差が良好に補正されている。
３ 接眼ズーム光学系 ＴＬ 望遠鏡光学系（光学機器）
Ｇ１ 第１レンズ群 Ｇ２ 第２レンズ群 Ｇ３ 第３レンズ群

Claims (6)

  1. 物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、を有し、
    前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間に中間像が形成され、
    変倍に際し、前記第３レンズ群は光軸上に固定され、前記第１レンズ群及び前記第２レンズ群は、前記中間像を挟んで互いに逆方向に移動するように構成され、
    前記第２レンズ群は、物体側から順に、物体側のレンズ面に比べてアイポイント側のレンズ面が強い正の屈折力を有する正の単レンズと、正レンズと負レンズとからなる正の接合レンズと、を有し、
    前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とし、前記単レンズの焦点距離をｆ２１とし、前記単レンズの媒質のアッベ数をνｄ２１とし、前記第２レンズ群のＣ線に対する焦点距離をｆＣ２，Ｆ線に対する焦点距離をｆＦ２としたとき、次式
    ２．１ ＜ ｆ２１／ｆ２ ＜ ２．８
    νｄ２１ ＞ ５５
    ｆ２／（ｆＣ２−ｆＦ２） ＞ ９０
    の条件を満足することを特徴とする接眼ズーム光学系。
  2. 前記第２レンズ群を構成する前記単レンズは、アイポイント側に凸面を向けたレンズであり、
    前記単レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をｒａとし、アイポイント側のレンズ面の曲率半径をｒｂとしたとき、次式
    −２．２ ≦ （ｒｂ＋ｒａ）／（ｒｂ−ｒａ） ≦ −１．０
    の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の接眼ズーム光学系。
  3. 前記第３レンズ群は、物体側から順に、アイポイント側のレンズ面に比べて物体側のレンズ面が強い屈折力を有する正レンズと両凹レンズとからなる接合レンズからなり、
    前記第３レンズ群を構成する前記正レンズの媒質のｄ線に対する屈折率をｎｄ３１とし、アッベ数をνｄ３１としたとき、次式
    １．６５ ＜ ｎｄ３１ ＜ １．７４
    νｄ３１ ＞ ５０
    の条件を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の接眼ズーム光学系。
  4. 前記第３レンズ群を構成する前記正レンズの物体側のレンズ面は、光軸からの高さをｈとし、前記高さｈにおけるサグ量をｘとし、近軸曲率半径の逆数をｃとしたとき、０≦ｈ≦１５の範囲において、次式
    Figure 2012103308
     の条件を満足する非球面であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の接眼ズーム光学系。
  5. 高倍端状態の全系の焦点距離をｆｍとし、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３としたとき、次式
    ２．５ ＜ （−ｆ１）／ｆｍ ＜ ３．０
    ３．２ ＜ ｆ２／ｆｍ ＜ ４．０
    ５．０ ＜ ｆ３／ｆｍ ＜ ６．２
    の条件を満足することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の接眼ズーム光学系。
  6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の接眼ズーム光学系を有することを特徴とする光学機器。
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