JP2017102147A - 可変倍率光学ユニット及び望遠鏡システム - Google Patents

Abstract

【課題】 ユーザにとって小型かつ任意の光学倍率を簡単に得ることができる望遠鏡用の可変倍率光学ユニットを提供する。【解決手段】可変倍率光学ユニット３０は、望遠鏡本体１０に設けられた接眼レンズユニット２０用の挿入孔１２に挿入される挿入部３１と、接眼レンズユニット２０の挿入部２１が挿入される挿入孔３２と、望遠鏡本体１０と接眼レンズユニット２０との間の光路上に配置され、望遠鏡本体１０と接眼レンズユニット２０とを光学的に接続するとともに光学倍率を可変とするズーム光学系３３と、挿入部３１と挿入孔３２とを構成し、中空内部にズーム光学系３３を保持する筐体３４とを備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、望遠鏡に用いられる可変倍率光学ユニット及びこの可変倍率光学ユニットを備える望遠鏡システムに関する。

従来、天体望遠鏡等の望遠光学系においては、焦点距離の異なる接眼レンズユニット（以下では、単にアイピースとも記載する）を複数用意しておき、所望の観察対象に応じて最適なアイピースをユーザが選択し、天体望遠鏡等にアイピースを装着することで、観察対象に応じて最適な光学倍率となるように調整することが一般的に行われている。

しかし、天体観測等を行う暗所において、必要な光学倍率を得るために複数のアイピースの交換作業を行うことは煩雑であり、交換作業に困難を伴う場合も少なくない。そこで、近年では、特許文献１に記載するような、可変倍率（以下では、単にズームとも記載する）機能を有する接眼レンズユニットが開発されるに至り、ユーザの利便性が向上してきている。

特開２００５−１６４８５６号公報

しかし、ズーム機能を有する接眼レンズユニットとして、例えば、ビクセン社製ズーム式接眼レンズ（商品名：ＬＶ８〜２４ｍｍ）が市販されているが、その焦点距離は８ｍｍ〜２４ｍｍの範囲とされており、このようなズーム式接眼レンズの焦点距離と望遠鏡本体の焦点距離に応じた光学倍率（光学倍率＝望遠鏡本体の焦点距離÷接眼レンズユニットの焦点距離）を得ることしかできないため、所定の範囲外の光学倍率を得ようとした場合には、焦点距離の異なる望遠鏡本体を用意するか、他の焦点距離に対応したズーム機能を有する接眼レンズユニットを用意しておく必要がある。

ズーム機能を有する接眼レンズユニットは、単焦点の接眼レンズユニットと比較してレンズ構成や構造が複雑化するため大型であり、また高価である。このため、ズーム機能を有する接眼レンズユニットを複数用意しておくことは、ユーザにとっての接眼レンズユニットの扱いが煩雑となり、またコスト負担が大きくなるといった課題を有する。

また、望遠鏡本体にズーム機能を内蔵することも検討することができるが、接眼レンズユニットよりも遥かにレンズ径が大径である望遠鏡本体内にズーム機構を内蔵すると、ズーム機構も大型化するため大幅な重量増加やコスト増加が懸念される。このため、市販される望遠鏡本体にズーム機能を内蔵することは実用的ではないといえる。

本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、望遠鏡本体と接眼レンズユニットから構成される望遠鏡光学装置において、大幅な重量増加やコスト増加をすることなく、ズーム機能を具備することができる可変倍率光学ユニット及び望遠鏡システムを提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明に係る可変倍率光学ユニットは、望遠鏡本体に設けられた接眼レンズユニット用の挿入孔に挿入される挿入部と、接眼レンズユニットが挿入される挿入孔と、望遠鏡本体と接眼レンズユニットとの間の光路上に配置され、望遠鏡本体と接眼レンズユニットとを光学的に接続するとともに光学倍率を可変とするズーム光学系と、挿入部と挿入孔とを構成し、中空内部にズーム光学系を保持する筐体とを備えるものである。

また、上述した課題を解決するために、本発明に係る望遠鏡システムは、接眼レンズユニット用の挿入孔を有する望遠鏡本体と、望遠鏡本体の挿入孔に対応する挿入部を有する接眼レンズユニットと、望遠鏡本体及び接眼レンズユニットと着脱可能に、望遠鏡本体と接眼レンズユニットとの間に配置され、光学倍率を可変とする上述の可変倍率光学ユニットとを備えるものである。

このような態様によると、望遠鏡本体や接眼レンズユニットの間にズーム光学系を有するユニットを装着することで、任意の光学倍率を簡単に得ることができる。

本発明によると、ユーザに広く安価に普及している単焦点の接眼レンズユニットを複数個用意しておけば、望遠鏡システム全体の光学倍率を任意に調整することができる。また、ズーム機能を望遠鏡本体に内蔵する場合に比べ、ズーム光学系を小型化することができる。また、複数のズーム機能を有する接眼レンズを用意する必要もなく、簡単にかつ安価にズーム機能を得ることができる。

図１は、望遠鏡システムを説明する内部透視の模式図である。 図２は、望遠鏡システムを説明する側面図である。 図３は、望遠鏡システムを説明する断面図である。 図４は、可変倍率光学ユニットを説明する断面図である。 図５は、可変倍率光学ユニットのズーム光学系を高倍率にした状態を説明する断面図である。 図６は、可変倍率光学ユニットのズーム光学系を低倍率にした状態を説明する断面図である。 図７は、可変倍率光学ユニットの変形例を説明する断面図である。

以下、本発明が適用された可変倍率光学ユニット（以下では、ズームエクステンダとも記載する。）について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることがある。具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

［望遠鏡システムについて］
まず、望遠鏡システムについて、図１〜図３を用いて簡単に説明する。望遠鏡システム１は、図１及び図２に示すように、望遠鏡本体１０と、接眼レンズユニット２０と、望遠鏡本体１０と接眼レンズユニット２０との間で着脱可能に装着されて用いられる可変倍率光学ユニット３０とを備える。

望遠鏡システム１は、単焦点光学系を有する望遠鏡本体１０及び接眼レンズユニット２０から構成されるが、可変倍率光学ユニット３０がズーム光学系を有するためズーム機能を得ることができるものである。

なお、望遠鏡本体１０及び接眼レンズユニット２０は、汎用的なものであるため詳細な説明については割愛するが、望遠鏡システム１及び可変倍率光学ユニット３０の技術的特徴を説明するうえで必要な部位について以下で簡単に説明する。

［望遠鏡本体について］
望遠鏡本体１０は、図３に示すように、図示しない対物光学系１１を有しており、例えば、対物レンズを用いた屈折式や、凹面反射鏡を用いた反射式カタディオプトリック式等の各種の光学系がその用途によって選択することができる。望遠鏡本体１０は、図示しない三脚等の支持機構によって天体を追尾可能に支持されて用いられる。なお、図３に例示する望遠鏡本体１０は、屈折式の対物レンズを備える構造の一例である。

望遠鏡本体１０は、接眼レンズユニット２０を装着するための接眼レンズユニット用の挿入孔１２を有している。また、望遠鏡本体１０は、挿入孔１２に挿入される接眼レンズユニット２０又は可変倍率光学ユニット３０を装着して固定するための固定ネジ１３を有している。望遠鏡本体１０は、端部１２ａにおいて、接眼レンズユニット２０の突当部２１ｂや可変倍率光学ユニット３０の突当部３１ａと当接して、接眼レンズユニット２０や可変倍率光学ユニット３０の位置決めを行う。

また、望遠鏡本体１０は、フォーカス調整を行うフォーカスハンドル１４を有しており、フォーカスハンドル１４がユーザより回転操作されることで、対物光学系１１に対して挿入部１２を光軸に沿って伸縮させてフォーカス調整が可能となるように構成されている。

［接眼レンズユニットについて］
接眼レンズユニット２０は、接眼レンズ光学系２２を有しており、例えば、ケルナー式、オルソコピック式、プローゼル式（プレスル式）等のレンズ構成によって、望遠鏡本体１０の対物光学系による像を拡大するように設計されている。なお、図１における接眼レンズユニット２０は、発明の効果を説明しやすくするために、特徴点を模式的に表現したものであり、図３における接眼レンズユニット２０は、汎用的なものを図示している。

接眼レンズユニット２０は、望遠鏡本体１０の挿入孔１２や可変倍率光学ユニット３０の挿入孔３２に挿入される円筒形状の挿入部２１と、少なくとも２つの光学レンズからなる接眼レンズ光学系２２を有している。接眼レンズ光学系２２は、光の入射方向から前レンズ２２ａ、後レンズ２２ｂで図示されているが、各レンズが光学収差を補正するために複数のレンズを張り合わせたレンズ組であってもよい。

接眼レンズユニット２０は、前レンズ２２ａが挿入部２１の内側に配置されることが一般的であるが、挿入部２１の挿入方向の端部２１ａよりも後ろ側に配置されており、ユーザが接眼レンズユニット２０を持つ際や、端部２１ａを下面として平面等に置いた場合に前レンズ２２ａに指や異物が接触することを保護するように構成されている。換言すると、接眼レンズユニット２０は、前レンズ２２ａより端部２１ａが挿入方向に突出した構造を有しているともいえる。

［可変倍率光学ユニットについて］
可変倍率光学ユニット３０は、望遠鏡本体１０に設けられた接眼レンズユニット用の挿入孔１２に挿入される挿入部３１と、接眼レンズユニット２０の挿入部２１が挿入される挿入孔３２と、望遠鏡本体１０と接眼レンズユニット２０の間の光路上に配置され、望遠鏡本体１０と接眼レンズユニット２０を光学的に接続するとともに光学倍率を可変とするズーム光学系３３と、挿入部３１と挿入孔３２とを構成し、中空内部にズーム光学系３３を保持する筐体３４とを備えている。

挿入部３１は、接眼レンズユニット２０の挿入部２１と略同等の円筒形状を有しており、望遠鏡本体１０の挿入孔１２に接眼レンズユニット２０の挿入部２１を挿入して装着する場合と同様に、望遠鏡本体１０の挿入孔１２に挿入される。

可変倍率光学ユニット３０は、望遠鏡本体１０の挿入孔１２に挿入部３１を挿入して、端部１２ａと突当部３１ａが当接することで位置決めがされ、固定ネジ１３によって望遠鏡本体１０に固定される。

また、可変倍率光学ユニット３０は、挿入孔３２に接眼レンズユニット２０が挿入されて、端部３２ａと突当部２１ｂが当接して、接眼レンズユニット２０を位置決めし、後述する固定ネジ４２によって接眼レンズユニット２０を固定する。

以上のように構成された、望遠鏡システム１は、望遠鏡本体１０及び接眼レンズユニット２０が一般的な単焦点の光学系からなる物であっても、ズーム光学系３３を有する可変倍率光学ユニット３０を両者の間に着脱可能に介在させることによって、光学倍率を任意の範囲で設定することが可能となり、ユーザの利便性を向上させることができる。

なお、上述では、望遠鏡本体１０の挿入孔１２及び可変倍率光学ユニット３０の挿入部３１や、可変倍率光学ユニット３０の挿入孔３２と接眼レンズユニット２０の挿入部２１について、円筒形状として固定ネジ１３や固定ネジ４２で固定することを説明したが、固定方法については、ねじ込み方式やバヨネット方式等の各種の結合方法が含まれることは言うまでもない。

例えば、望遠鏡本体１０の挿入孔１２及び可変倍率光学ユニット３０の挿入部３１や、可変倍率光学ユニット３０の挿入孔３２及び接眼レンズユニット２０の挿入部２１は、互いにネジ溝を切り、挿入部３１や挿入部２１を挿入孔１２や挿入孔３２に螺合させながら挿入することで、ねじ込み方式とすることができる。

また、望遠鏡本体１０の挿入孔１２及び可変倍率光学ユニット３０の挿入部３１や、可変倍率光学ユニット３０の挿入孔３２及び接眼レンズユニット２０の挿入部２１は、挿入孔１２や挿入孔３２に内側に突出する部分を設け、挿入部３１と挿入部２１の外周に爪を設け、挿入部３１や挿入部２１の外周の爪が挿入孔１２や挿入孔３２の突出する部分を避けるように挿入され、その後回転させることで挿入孔１２や挿入孔３２に内側に突出する部分と挿入部３１や挿入部２１の外周の爪が噛み合うようにすることで、バヨネット方式とすることができる。

つまり、挿入孔１２及び挿入孔３２に挿入部３１及び挿入部２１が挿入される構造であれば、本発明に含まれるといえる。

［可変倍率光学ユニットの詳細］
次に、可変倍率光学ユニット３０について、図４乃至図７を用いてさらに詳細に説明を行う。

可変倍率光学ユニット３０は、図４に示すように、挿入部３１と挿入孔３２とを構成する筐体３４が、ズーム光学系３３を配置するために中空状に構成されており、中空内部にズーム光学系３３を保持している。

ズーム光学系３３は、光の入射側から、第１のレンズ３３ａ，第２のレンズ３３ｂ，第３のレンズ３３ｃ，第４のレンズ３３ｄとから構成されている。なお、ズーム光学系３３は、他のレンズ構成をとることを妨げない。

第１のレンズ３３ａ，第２のレンズ３３ｂ，第３のレンズ３３ｃ，第４のレンズ３３ｄは、それぞれレンズホルダ３５ａ，レンズホルダ３５ｂ，レンズホルダ３５ｃ，レンズホルダ３５ｄによって保持されている。また、レンズホルダ３５ａ，レンズホルダ３５ｂ，レンズホルダ３５ｃ，レンズホルダ３５ｄは、筐体３４によって直接的又は間接的に保持されている。

可変倍率光学ユニット３０は、挿入孔３２の内部において、ズーム光学系３３の出射側の第４のレンズ３３ｄもしくはレンズホルダ３５ｄの少なくとも一部が突出部４０を形成し、突出部４０と筐体３４との間に後述する空隙部４１が設けられており、突出部と筐体３４とは非接触とされている。

なお、筐体３４は、複数の部材を連結することにより構成されているが、各レンズに対応して光軸方向に分割されていることが、組み立てを簡易とするうえで好ましい。筐体３４は、レンズホルダ３５ａ，レンズホルダ３５ｂ，レンズホルダ３５ｃ，レンズホルダ３５ｄの少なくとも一つと一体に成形されてもよい。

ただし、実施の形態において説明を行う可変倍率光学ユニット３０においては、第１のレンズ３３ａを保持するレンズホルダ３５ａと、第２のレンズ３３ｂを保持するレンズホルダ３５ｂは、以下で説明するが筐体３４内部において光軸方向に移動可能とされているため、筐体３４とは一体成形していない。

次に、各レンズとレンズホルダについて詳細に説明を行う。第１のレンズ３３ａ及び第２のレンズ３３ｂは、ズーム光学系３３の焦点距離を可変とするため、筐体３４の内部において光軸方向に移動可能にレンズホルダ３５ａ，３５ｂを介して筐体３４に保持されている。

具体的には、第１のレンズ３３ａは、レンズホルダ３５ａの外周方向に突出した二つの凸部３６ａと、筐体３４内部に設けられたらせん状の溝部３７ａが係合することによって、光軸に沿って移動可能に保持されている。

これにより、第１のレンズ３３ａは、筐体３４の内部において、レンズホルダ３５ａの突出部３６ａがらせん状の溝部３７ａに係合した状態で溝に沿って摺動し、光軸を中心軸とした溝部３７ａの回転に伴い光軸に沿って移動する。第１のレンズ３３ａが光の入射方向かって移動した状態は図５に示す。また、第１のレンズ３３ａが光の出射方向に向かって移動した状態は図６に示す。

また、第２のレンズ３３ｂは、レンズホルダ３５ｂの外周方向に突出した二つの突出部３６ｂと、筐体３４内部に設けられたらせん状の溝部３７ｂが係合することによって、光軸に沿って移動可能に保持されている。

これにより、第２のレンズ３３ｂは、筐体３４の内部において、レンズホルダ３５ｂの突出部３６ｂがらせん状の溝部３７ｂに係合した状態で溝に沿って摺動し、光軸を中心軸とした溝部３７ｂの回転に伴い光軸に沿って移動する。第２のレンズ３３ｂが光の入射方向に向かって移動した状態は図６に示す。また、第２のレンズ３３ｂが光の出射方向に向かって移動した状態は図５に示す。

次に、第３のレンズ３３ｃは、筐体３４の内部において光軸上で固定されており、レンズホルダ３５ｃを介して筐体３４に保持されている。

レンズホルダ３５ｃは、第３のレンズ３３ｃが装着される凹部を有し、光の出射方向に延在する中空円筒形状を有しており、光の入射側において大径とされ筐体３４と機械的に接して固定されており、光の出射側において小径とされ筐体３４とは接しないような構造とされている。

レンズホルダ３５ｃは、光の入射側の大径部分において、第３のレンズ３３ｃを保持するが、光の出射側の小径部分において、レンズが配置されていない。しかしながら、レンズホルダ３５ｃの光の出射側の小径部分において、絞り機構３８が設けられている。

絞り機構３８は、ズーム倍率に応じて開口面積を調整可能とした光学絞りであり、筐体３４の外側に延在する操作レバー３９と接続され、操作レバー３９の操作応じて絞り量を調整することができる。絞り機構３８は、例えば、第１のレンズ３３ａ及び第２のレンズ３３ｂの移動によって光の集光状態が変化した際に不要な光を遮光し、出射側に適切な光量の光を導くために用いられる。

絞り機構３８は、可変倍率光学ユニット３０と接続される望遠鏡本体１０や接眼レンズユニット２０との組み合わせによって、レンズ系全体のＦ値が変化するため、観察者にとって適切な光量とすることができる。

次に、第４のレンズ３３ｄは、筐体３４の内部において光軸上で固定され、レンズホルダ３５ｄを介して筐体３４に保持されている。

レンズホルダ３５ｄは、第４のレンズ群３３ｄが装着される凹部を有し、光の入射側に延在する中空円筒形状を有しており、光の入射側においてレンズホルダ３５ｃの出射側と略同径とされ、レンズホルダ３５ｃと機械的に接して固定されている。

また、レンズホルダ３５ｄは、筐体３４とは接しないように 挿入孔３２内部でレンズホルダ３５ｃに片持ちされて保持されている。従って、レンズホルダ３５ｄは、レンズホルダ３５ｃを介して筐体３４に保持されている。

次に、挿入孔３２は、接眼レンズユニット２０の挿入部２１が挿入されるため、円筒形状の空洞を形成するが、上述したレンズホルダ３５ｄが、空洞部分で光の出射側に突出した構造とされているため、レンズホルダ３５ｄと筐体３４との間には中空リング状の空隙部４１を有している。

空隙部４１は、接眼レンズユニット２０の挿入部２１を構成する円筒形状の先端部２１ａの厚さに応じて適宜広さを設定されており、第４のレンズ３３ｄのレンズ系をできる限り大きくとるために、各種の接眼レンズユニットの先端部が挿入可能な範囲で、できる限り少なくすることが光学特性を保持するうえで好ましい。

ただし、隙間部４１は、光学特性を優先しすぎると、接眼レンズユニット２０の挿入部２１の先端部２１ａがレンズホルダ３５ｄと当接する可能性が高くなるため好ましくないことは言うまでもない。

なお、可変倍率光学ユニット３０は、接眼レンズユニット２０の挿入部２１を挿入孔３２の内部において固定する固定ネジ４２を有しており、固定ネジ４２を絞めることで接眼レンズユニット２０を固定するようにしている。なお、接眼レンズユニット２０の固定方法については各種の固定方法を用いることができるため、固定ネジ４２は、あくまで一例として挙げたに過ぎない。上述で説明したように、ねじ込み式やバヨネット式を用いた固定方法を用いることができる。

［ズーム機構の動作］
まず、可変倍率光学ユニット３０が標準倍率状態、すなわち最大光学倍率と最小光学倍率の中間である状態から説明を行う。

可変倍率光学ユニット３０は、図４に示すように、第１のレンズ３３ａ及び第２のレンズ３３ｂが、光軸に沿った可動範囲内において中間位置に配置されている。ここで、可変倍率光学ユニット３０は、光学倍率を高倍率側へ変化させる際に、例えば、筐体３４の外周に設けられたグリップ部３４ａを回転させることで、グリップ部３４ａと連動して接続されるらせん状の溝部３７ａ及び溝部３７ｂが回転し、第１のレンズ３３ａは光の入射側に移動し、第２のレンズ３３ｂは光の出射側に移動する。

ここで、第１のレンズ３３ａ及び第２のレンズ３３ｂはそれぞれ逆方向に移動するが、これは、第１のレンズ３３ａ及び第２のレンズ３３ｂの軌道を決めるらせん状の溝部３７ａ及び溝部３７ｂが逆方向にねじれたらせん軌道となっているためである。

さらに、可変倍率光学ユニット３０は、グリップ部３４ａを回転させると、図５に示すように、溝部３７ａの端に至るまで第１のレンズ３３ａが光の入射方向の端部まで移動し、溝部３７ｂの端に至るまで第２のレンズ３３ｂが光の出射方向の端部まで移動し、光学倍率が最大となる。

一方、可変倍率光学ユニット３０は、光学倍率を低倍率側へ変化させる際に、例えば、筐体３４の外周に設けられたグリップ部３４ａを先ほどとは逆回転させることで、グリップ部３４ａと連動して接続されるらせん状の溝部３７ａ及び溝部３７ｂが先ほどとは逆回転し、第１のレンズ３３ａは光の出射側に移動し、第２のレンズ３３ｂは光の入射側に移動する。

さらに、可変倍率光学ユニット３０は、グリップ部３４ａを回転させると、図６に示すように、溝部３７ａの端に至るまで第１のレンズ３３ａが光の出射方向の端部まで移動し、溝部３７ｂの端に至るまで第２のレンズ３３ｂが光の入射方向の端部まで移動し、光学倍率が最小となる。

ここで、可変倍率光学ユニット３０は、光学倍率を変化させた際に、ユーザの操作により絞り機構３８において光量の調整をすることができるが、上述のズーム機構と連動して、自動的に絞りを動かすようにすると、操作に不慣れなユーザにとって利便性が向上する。そのような構成は、具体的に図示しないが、絞りの量を調整するための動作も回転動作であることから、グリップ部３４ａの回転動力を絞り機構３８に伝達する部材を内蔵すれば実現可能であることは言うまでもない。

［可変倍率光学ユニットと接眼レンズユニットの接合部］
ここで、可変倍率光学ユニット３０と接眼レンズユニット２０の接合部について詳しく説明する。

可変倍率光学ユニット３０は、接眼レンズユニット２０の挿入部２１の先端部２１ａが、挿入孔３２の空隙部４１に収納可能とされており、端部３２ａと突当部２１ｂが当接する位置で、接眼レンズユニット２０と接続することができる。

ここで、可変倍率光学ユニット３０は、端部３２ａに当たる面Ｆにおいて結像するように、すなわち面Ｆにおいて焦点位置となるようにズーム光学系３３が調整されており、光学倍率を変更しても焦点位置は変わらない。なお、ズーム光学系の焦点位置を固定する設計については既知の技術を用いることができるため、ズーム光学系３３の詳細な光学パラメータは開示を省略する。

従って、接眼レンズユニット２０は、可変倍率光学ユニット３０の端部３２ａと当接する突当部２１ｂが焦点位置となるように接眼レンズ光学系２２が調整されることが好ましい。

しかしながら、各種市販の接眼レンズユニットは必ずしも、上述のような基準を満たすものだけではなく、図１に模式的に表した接眼レンズユニット２０においては、上記条件を満たしていない。また、上述のような基準を満たすように設計された接眼レンズユニットであっても、製造誤差により焦点位置がずれる場合もあり、上述のような基準を完全に満たさない場合も生じうる。

そこで、可変倍率光学ユニット３０は、接眼レンズユニット２０と当接する端部３２ａを含む筐体３４の一部を、ズーム光学系３３の光軸に沿って移動可能とした接眼レンズユニット位置調整部６０とした。

接眼レンズユニット位置調整部６０は、ズーム光学系３３の光軸に沿って移動可能とされていることから、端部３２ａの位置も光軸に沿って位置調整が可能となり、上述のような基準を満たさない接眼レンズユニットであっても適宜合焦させることができる。

なお、可変倍率光学ユニット３０の端部３２ａが完全固定とされている場合、上述のような基準を満たさない接眼レンズユニットを用いると、後述するズーム動作において、ズーム全域（低倍率から高倍率の範囲）で合焦できないこととなりかねない。

この場合には、望遠鏡本体１０のフォーカスハンドル１４において焦点位置を調整することも可能ではあるが、ズーム全域において合焦するわけではなく、光学倍率を変更するたびにフォーカスハンドル１４を操作して焦点位置を調整する必要が生じ、ユーザにとって甚だ不便である。

可変倍率光学ユニット３０は、接眼レンズユニット位置調整部６０を設けることで、望遠鏡本体１０のフォーカスハンドル１４を操作することなく接眼レンズユニットの焦点位置を調整することができ、ズーム全域において焦点距離の調整を不要とすることができる。

ここで、可変倍率光学ユニット３０は、接眼レンズユニット２０の挿入部２１の端部２１ａが、挿入孔３２の底部３２ｂと当接しないように、空隙部４１の深さが定められている。

また、可変倍率光学ユニット３０は、接眼レンズユニット２０の前レンズ２２ａが、第４のレンズ３３ｄと当接しないように、突出部４０の高さが定められている。

したがって、可変倍率光学ユニット３０は、接眼レンズユニット２０の挿入部２１が挿入孔３２に挿入されて接続される際に、接眼レンズユニット２０の挿入部２１の端部２１ａと挿入孔３２の底部３２ｂとがぶつからず、また、接眼レンズユニット２０の前レンズ２２ａと第４のレンズ３３ｄとがぶつからずに組みあげることができる。

このような構造とすることで、ズーム光学系３３の全長を最大限に確保しつつも接眼レンズユニット２０との接続距離を短くすることができ、望遠鏡システム１の全長を短くとることができるとともに、可変倍率光学ユニット３０の全長も短くコンパクトにすることができる。

また、可変倍率光学ユニット３０は、接眼レンズユニット２０を極限まで近接して接続することができるが、互いの光学系がぶつかり部品を損傷することを防止することが可能となる。なお、図３で図示するような接眼レンズユニット２０においては、端部２１ａが、必ずしも空隙部４１に挿入されるわけではない。この場合、空隙部４１が安全マージンとして機能する。

なお、上述では説明を省略したが、可変倍率光学ユニット３０は、図示しないカメラアダプタ等と交換されるセパレート部７０を有している。

セパレート部７０は、筐体３４の一部であって、突出部４０の外周部分を分割可能な構成としたものである。

セパレート部７０は、突出部４０を中心とした中空円筒形状を有しており、ズーム光学系３３の後端（光の出射方向の端部）を構成する突出部４０を、隙間部４１を介して保護する部分である。

セパレート部７０は、接眼レンズユニット位置調整部６０と接続されており、接眼レンズユニット位置調整部６０とともに筐体３４の後方部分（光の出射方向）を構成する。

具体的に、セパレート部７０は、筐体３４の本体部分と互いに設けたネジ溝によるねじ込み係合により接続するものであり、回転することで筐体３４の本体部分とセパレートすることができる。

セパレート部７０が後方部分において接眼レンズユニット位置調整部６０と接続されているため、セパレート部７０を筐体３４の本体部分からセパレートした場合には、接眼レンズユニット位置調整部６０も筐体３４の本体部分からセパレートされることとなる。

可変倍率光学ユニット３０は、セパレート部７０及び接眼レンズユニット位置調整部６０が、筐体３４の本体部分とセパレートされると、ズーム光学系３３の後端である突出部４０外部に露出した状態となる。

ここで、上述で説明したように、可変倍率光学ユニット３０は、端部３２ａに当たる面Ｆが焦点位置となるようにズーム光学系３３が構成されているため、この面Ｆに図示しないカメラ装置の撮像面（例えば、フィルム面や撮像電子素子面）を固定することにより、写真撮像を容易に行うことが可能である。

例えば、図示しないカメラアダプタをセパレート部７０及び接眼レンズユニット位置調整部６０が取り外された筐体３４の本体部分に装着し、カメラアダプタによりカメラ装置を固定することができる。

従って、可変倍率光学ユニット３０は、セパレート部７０が筐体３４の本体部分とセパレート可能とすることで、天体写真等の撮像を簡単に行うことが可能になるとともに、ズーム光学系３３により光学倍率を変更しても焦点位置が一定に保たれるため、焦点位置の調整を行う必要もない。

上述のように可変倍率光学ユニット３０を用いることで、光学倍率を変更中であっても焦点位置の調整を行う必要がないため、例えば、光学倍率を変更しながらの連続撮像や、光学倍率を変更しながらの動画撮影等を容易に行うことができるようになる。

［変形例］
次に、上述で説明した可変倍率光学ユニット３０の変形例について説明する。なお、主要な構成については、上述と同様であるため、同じ符号を付して説明を割愛し、相違点のみを説明する。

上述では、接眼レンズユニット２０の構造をある程度予測した設計を行うことで、可変倍率光学ユニット３０と接眼レンズユニット２０の光学系がぶつかり部品を損傷することを防止する構成としたが、例えば、想定外の規格の接眼レンズユニットが装着された場合には、光学部品同士の接触が起こる可能性もある。

そこで、変形例にかかる可変倍率光学ユニット５０は、図７に示すように、挿入孔３２の底部３２ｂに第１の衝撃緩和部材５１を設け、レンズホルダ３５ｄの光の出射側、すなわち接眼レンズユニット２０と対向する側に第２の衝撃緩和部材５２を設けた構成とした。

第１の衝撃緩和部材５１及び第２の衝撃緩和部材５２は、衝撃を吸収しあるいは衝撃を緩和する性質を有する部材を適宜用いることができるが、ラバー部材等が好適であるといえる。第１の衝撃緩和部材５１及び第２の衝撃緩和部材５２は、設置場所がズーム光学系３３を避けるようにいずれもリング状となっているため、これと同様にリング状に成型することが好ましい。

ただし、第１の衝撃緩和部材５１及び第２の衝撃緩和部材５２は、リング状に限定するものではなく、少なくとも、一部において衝撃を吸収し、各部材の物理的な衝突を回避することができればよいことは言うまでもない。

また、第１の衝撃緩和部材５１及び第２の衝撃緩和部材５２は、いずれか一方があれば所望の効果を得ることができるが、両方が設置されている方が各部材の物理的な衝突を回避するうえで特に好ましい。

なお、上述した接眼レンズユニット位置調整部６０を移動する場合等、接眼レンズユニット２０の位置が可変となる場合、可変倍率光学ユニット３０と接眼レンズユニット２０の光学系がぶつかる危険性も高まるため、第１の衝撃緩和部材５１及び第２の衝撃緩和部材５２は特に有用である。

上述で説明したように、本発明を適用した可変倍率光学ユニットは、望遠鏡システムにおいて、簡単な構造でズーム機能を備えることが可能となり、ズーム機能を内蔵した複数種類の接眼レンズユニットを用意する必要はなく、観察者にとっての接眼レンズユニットの扱いを簡便にするとともに、コスト負担を低減させることが可能となる。

また、本発明を適用した可変倍率光学ユニットは、安価で手に入りやすい単焦点の接眼レンズユニットの焦点距離を適宜選択することで、光学倍率を任意に設定することができる。

さらに、本発明を適用した可変倍率光学ユニットは、望遠鏡システムにおいて、望遠鏡本体にズーム機能を付けるよりも、ズーム機能を小型軽量に達成することが可能となる。

これにより、本発明を適用した可変倍率光学ユニットを備える望遠鏡システムは、簡単で使いやすく、小型軽量の機構を用い、安価にズーム機能を達成することが可能となる。

また、市販の単焦点の望遠鏡システムを所有するユーザが、可変倍率光学ユニットを用いることで、簡単にズーム機能を追加することができるため、ユーザにとって経済的である。

以上、本発明について実施例及び変形例をもとに説明した。本発明は上述した実施例及び変形例の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。上記実施例及び変形例は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな付加が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

１ 望遠鏡システム、１０ 望遠鏡本体、１１ 対物光学系、１２ 挿入孔、１２ａ 端部、１３ 固定ネジ、１４ フォーカスハンドル、２０ 接眼レンズユニット、２１ 挿入部、２１ａ 端部、２１ｂ 突当部、２２ 接眼レンズ光学系、２２ａ 前レンズ、２２ｂ 後レンズ、３０ 可変倍率光学ユニット、３１ 挿入部、３１ａ 突当部、３２ 挿入孔、３２ａ 端部、３２ｂ 底部、３３ ズーム光学系、３３ａ 第１のレンズ、３３ｂ 第２のレンズ、３３ｃ 第３のレンズ、３３ｄ 第４のレンズ、３４ 筐体、３４ａ グリップ部、３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ レンズホルダ、３６ａ，３６ｂ 突出部、３７ａ，３７ｂ 溝部、３８ 絞り機構、３９ 操作レバー、４０ 突出部、４１ 空隙部、４２ 固定ネジ、５０ 可変倍率光学ユニット、５１ 第１の衝撃緩和部材、５２ 第２の衝撃緩和部材、６０ 接眼レンズユニット位置調整部、７０ セパレート部

Claims (9)

1. 望遠鏡本体に設けられた接眼レンズユニット用の挿入孔に挿入される挿入部と、
   接眼レンズユニットの挿入部が挿入される挿入孔と、
   前記望遠鏡本体と前記接眼レンズユニットとの間の光路上に配置され、前記望遠鏡本体と前記接眼レンズユニットとを光学的に接続するとともに光学倍率を可変とするズーム光学系と、
   前記挿入部と前記挿入孔とを構成し、中空内部に前記ズーム光学系を保持する筐体とを備える可変倍率光学ユニット。
2. 前記挿入孔の内部において、前記ズーム光学系の出射側のレンズもしくはレンズホルダの少なくとも一部が突出部を形成し、
   前記突出部と前記筐体との間に空隙部が設けられており、前記突出部と前記筐体とは非接触である請求項１に記載の可変倍率光学ユニット。
3. 前記突出部の先端に衝撃緩和部材を備える請求項２に記載の可変倍率光学ユニット。
4. 前記空隙部に衝撃緩和部材を備える請求項２又は請求項３に記載の可変倍率光学ユニット。
5. 前記ズーム光学系は、ズーム倍率に応じて開口面積を調整可能とした絞り機構を有する請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の可変倍率光学ユニット。
6. 前記絞り機構は、前記ズーム光学系内のズームレンズの移動と機械的にリンクして動作する請求項５に記載の可変倍率光学ユニット。
7. 前記筐体は、前記接眼レンズユニットと当接する部分が、前記ズーム光学系の光軸に沿って移動可能とした請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の可変倍率光学ユニット。
8. 前記筐体は、前記突出部の外周部分を分割可能な構成とした請求項２に記載の可変倍率光学ユニット。
9. 接眼レンズユニット用の挿入孔を有する望遠鏡本体と、
   前記望遠鏡本体の前記挿入孔に対応する挿入部を有する接眼レンズユニットと、
   前記望遠鏡本体及び前記接眼レンズユニットと着脱可能に、前記望遠鏡本体と前記接眼レンズユニットとの間に配置され、光学倍率を可変とする可変倍率光学ユニットとを備え、
   前記可変倍率光学ユニットは、請求項１乃至請求項８の何れか１項に記載の望遠鏡システム。

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