JP2958110B2 - アフォーカル変倍光学系 - Google Patents

アフォーカル変倍光学系

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    • G03B13/10—Viewfinders adjusting viewfinders field
    • G03B13/12—Viewfinders adjusting viewfinders field to compensate for change of camera lens or size of picture
    • G—PHYSICS
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    • G02B23/14—Viewfinders
    • G02B23/145—Zoom viewfinders

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、双眼鏡や単眼鏡に用いられるアフォーカ
ル光学系に関し、特に、倍率を変化させることができる
変倍光学系に関するものである。
（従来の技術） 従来の変倍光学系は、接眼光学系による変倍能力と対
物光学系による変倍能力との比率において前者に重さが
置かれている。これは、接眼光学系側で変倍を行なう方
が収差補正を容易に行ない得るためである。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、接眼光学系の変倍能力が高い場合に
は、変倍に伴って見掛け上の視界が変化するという問題
がある。
双眼鏡等を使用する場合の人間の感覚としては、視界
を規定する枠と物体との大きさとの相対的な関係として
像の倍率を捉える。従って、見掛け上の視界の大きさが
一定で物体の倍率が変化した場合に、倍率が変化したも
のと感じる。逆に、従来の変倍光学系におけるように物
体の倍率の変化と共に視界の大きさが変化した場合に
は、倍率が変化したものとは捉え難い。
また、従来のアフォーカル変倍光学系は、接眼レンズ
の眼側の端面からファインダーを見るのに最適な位置ま
での距離（アイレリーフ）を長く保ち、かつ、変倍に必
要なスペースを確保するために全長が長くなりがちであ
り、小型化するためには各レンズ群のパワーが大きくな
って収差補正が困難となる。
（発明の目的） この発明は、上記の各課題に鑑みてなされたものであ
り、変倍に伴う見かけ上に視界の変化を抑えることがで
き、コンパクトで収差が良好に補正されたアフォーカル
変倍光学系を提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段） この発明のアフォーカル変倍光学系は、上記の目的を
達成させるため、物体側より順に、正の第１レンズ群、
正立プリズム系、負の第２レンズ群から成る対物光学系
と、３枚構成の正の第３レンズ群、及び１枚構成の正の
第４レンズ群から成る接眼光学系とが配列して構成し、
前記第２、第３レンズ群を光軸に沿って互いに異なる方
向に移動させることによって変倍を行ない、以下の条件
を満たすことを特徴とする。
few/fet≦1.30… （１） 1.70＜fG4/fG3＜4.50… （２） ただし、 few:接眼光学系の低倍率時の焦点距離 fet:接眼光学系の高倍率時の焦点距離 fG3:第３レンズ群の焦点距離 fG4:第４レンズ群の焦点距離 （実施例） 以下、この発明を図面に基づいて説明する。
実施例の光学系は、上述した４群構成であり、
（１），（２）式の条件を満たす。
（１）式は、接眼光学系の変倍比を規定したものであ
る。接眼光学系の変倍比を低く抑えることにより、見掛
け上の視界の変化を抑えることができ、変倍時に一定の
視界の中で像の大きさのみが変化することとなり、観察
する者にとって変倍の様子が捉えやすくなる。接眼光学
系の変倍比が1.30より大きくなると、変倍時に見掛け上
の視界の変化が大きくなり、観察しずらいものとなる。
（２）式は、第３レンズ群と第４レンズ群とのパワー
配分を規定したものである。上限を越えて第３レンズ群
のパワーが相対的に大きくなった場合には、諸収差、特
にコマ収差、ディストーションの補正が困難となる。ま
た、下限を下回る場合には、レンズ移動量が大きくな
り、全体を小型化することが困難になる。
また、第４レンズ群のパワーを抑えて見かけ上の視界
の変化を抑えるためには、以下の（３）の条件を満たす
ことが望ましい。
few/fG4＜0.55… （３） （３）式の条件を満たさない場合には、相対的に第４
レンズ群のパワーが大きくなり、（１）式の条件を満た
すことが困難となる。
更に、レンズ全系のコストを抑えるためには、以下に
示す（４）の条件を満たすことが好ましい。
nav＜1.63 …（４） （４）式は、屈折率の低い硝材を選択することで、全
体の低コスト化を可能にするものである。
実施例では、第２レンズ群は１枚の負レンズから構成
され、第３レンズ群は正負の貼合わせレンズと正レンズ
とから構成され、以下の条件（５），（６）を満たす。
|r2i/r2o|＜0.85… （５） |r3c/r3i|＜0.50… （６） ただし、 r2i:第２レンズ群の入射端面の曲率半径（＝r8） r2o:第２レンズ群の射出端面の曲率半径（＝r9） r3i:第３レンズ群の最も物体側の端面の曲率半径（＝r1
0） r3c:第３レンズ群の貼合わせ面の曲率半径（＝r11） （５）式は、第２レンズ群を構成する負レンズの入
射、射出端面の曲率半径の比率を規定したものであり、
上限を越えると高倍率側でのコマ収差の補正が困難とな
る。
（６）式の上限を越えると第３レンズ群中の貼合わせ
面の曲率半径が大きくなり、倍率色収差の補正が困難と
なる。
＜第１実施例＞ 第１図、第３図、第５図はそれぞれ本発の変倍光学系
の第１実施例を示すレンズ図であり、第１図は低倍率時
のもの、第３図は中倍率時のもの、第５図は高倍率時の
ものである。
具体的な数値構成は表１に示されている。なお、全実
施例における表中の記号は、ｒがレンズ面の曲率半径、
ｄがレンズ厚またはレンズ間隔、ｎがレンズの屈折率、
νがレンズのアッベ数、f0が対物光学系の焦点距離、fe
が接眼光学系の焦点距離、ωが半画角である。
本実施例ではd7、d9、d14を変化させることによって
倍率の変更を行い、その数値構成は表２に示されてい
る。第４面から第７面は正立プリズムの面である。実施
例と上述した条件式との関係は、表３に示されている。
この構成による諸収差は低倍率時のものを第２図に、
中倍率時のものを第４図に、高倍率時のものを第６図に
示している。
表１ 面番号 ｒ ｄ ｎ ν １ 63.811 4.79 1.51633 64.1 ２ −38.439 1.31 1.62004 36.3 ３ −117.465 23.76 ４ ∞ 33.26 1.56883 56.3 ５ ∞ 1.58 ６ ∞ 30.09 1.56883 56.3 ７ ∞ 可変 ８ −70.480 1.31 1.51633 64.1 ９ 26.398 可変 10 −322.719 1.31 1.80518 25.4 11 11.419 5.82 1.71300 53.8 12 −23.749 0.17 13 55.560 3.72 1.51633 64.1 14 −21.238 可変 15 35.161 2.56 1.51633 64.1 16 −54.737 表２ 低倍率時 中倍率時 高倍率時 f0 100.00 133.95 158.93 fe 16.68 15.02 13.36 ω 3.50゜ 2.56゜ 2.08゜ d7 23.27 14.41 10.30 d9 7.03 21.13 31.71 d14 12.28 7.04 0.57 表３ few/fet 1.250 fG4/fG3 2.241 |r11/r10| 0.035 nav 1.601 few/fG4 0.399 |r9/r8| 0.375 ＜第２実施例＞ 第７図、第９図、第11図はそれぞれ本発明の変倍光学
系の第２実施例を示すレンズ図であり、第７図は低倍率
時のもの、第９図は中倍率時のもの、第11図は高倍率時
のものである。なお、具体的な数値構成は表４に示され
ている。また、この実施例ではd7、d9、d14変化させる
ことによって倍率の変更を行い、その数値構成は表５に
示される通りである。実施例と上述した条件式との関係
は、表６に示されている。
この構成による諸収差は低倍率時のものを第８図に、
中倍率時のものを第10図に、高倍率時のものを第12図に
示している。
表４ 面番号 ｒ ｄ ｎ ν １ 57.232 4.99 1.51633 64.1 ２ −36.823 1.45 1.62004 36.3 ３ −116.590 25.89 ４ ∞ 29.93 1.56883 56.3 ５ ∞ 1.81 ６ ∞ 29.93 1.56883 56.3 ７ ∞ 可変 ８ −41.540 1.81 1.51633 64.1 ９ 26.168 可変 10 55.235 1.18 1.80518 25.4 11 10.857 5.62 1.71300 53.8 12 −22.194 0.36 13 145.117 2.63 1.51633 64.1 14 −26.719 可変 15 19.391 2.36 1.51633 64.1 16 141.943 表５ 低倍率時 中倍率時 高倍率時 f0 100.00 131.84 155.83 fe 16.45 14.68 13.14 ω 2.67゜ 1.94゜ 1.58゜ d7 14.31 7.77 4.61 d9 10.23 22.23 31.36 d14 13.37 7.90 1.93 表６ few/fet 1.252 fG4/fG3 2.501 |r11/r10| 0.197 nav 1.601 few/fG4 0.381 |r9/r8| 0.630 ＜第３実施例＞ 第13図、第15図、第17図はそれぞれ本発明の変倍光学
系の第３実施例を示すレンズ図であり、第13図は低倍率
時のもの、第15図は中倍率時のもの、第17図は高倍率時
のものである。具体的な数値構成は表７に示されてい
る。また、この実施例ではd7、d9、d14変化させること
によって倍率の変更を行い、その数値構成は表８に示さ
れる通りである。実施例と上述した条件式との関係は、
表９に示されている。
なお、この例では、接眼光学系の５つのレンズのう
ち、最も物体側の第１レンズと、第４レンズとが樹脂レ
ンズである。
この構成による諸収差は低倍率時のものを第14図に、
中倍率時のものを第16図に、高倍率時のものを第18図に
示している。
表７ 面番号 ｒ ｄ ｎ ν １ 64.573 5.24 1.51633 64.1 ２ −33.786 1.52 1.62004 36.3 ３ −95.352 28.57 ４ ∞ 32.38 1.56883 56.3 ５ ∞ 1.91 ６ ∞ 28.57 1.56883 56.3 ７ ∞ 可変 ８ −160.979 1.24 1.492 57.4 ９ 14.802 可変 10 −63.592 1.24 1.80518 25.4 11 14.263 6.57 1.71300 53.8 12 −17.104 0.38 13 50.744 3.52 1.492 57.4 14 −27.452 可変 15 24.422 2.67 1.51633 64.1 16 186.044 表８ 低倍率時 中倍率時 高倍率時 f0 100.00 136.95 165.18 fe 16.66 15.28 13.96 ω 2.67゜ 1.94゜ 1.58゜ d7 12.35 5.78 2.75 d9 9.55 21.55 30.82 d14 12.51 7.07 0.84 表９ few/fet 1.194 fG4/fG3 2.924 |r11/r10| 0.224 nav 1.594 few/fG4 0.308 |r9/r8| 0.092 （効果） 以上説明したように、この発明によれば、変倍時の見
かけ上の視界の変化を抑えることができ、コンパクトで
観察しやすく、しかも収差が良好に補正されたアフォー
カル変倍光学系を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図〜第６図は、この発明に係るアフォーカル変倍光
学系の第１実施例を示したものであり、第１図は低倍率
時のレンズ図、第２図は低倍率時の諸収差図、第３図は
中倍率時のレンズ図、第４図は中倍率時の諸収差図、第
５図は高倍率時のレンズ図、第６図は高倍率時の諸収差
図である。 第７図〜第12図は、この発明に係るアフォーカル変倍光
学系の第２実施例を示したものであり、第７図は低倍率
時のレンズ図、第８図は低倍率時の諸収差図、第９図は
中倍率時のレンズ図、第10図は中倍率時の諸収差図、第
11図は高倍率時のレンズ図、第12図は高倍率時の諸収差
図である。 第13図〜第18図は、この発明に係るアフォーカル変倍光
学系の第３実施例を示したものであり、第13図は低倍率
時のレンズ図、第14図は低倍率時の諸収差図、第15図は
中倍率時のレンズ図、第16図は中倍率時の諸収差図、第
17図は高倍率時のレンズ図、第18図は高倍率時の諸収差
図である。 ER……アイリング Ｂ……射出光束の主光線が光軸となす角度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02B 9/00 - 17/08 G02B 21/02 - 21/04 G02B 23/00 - 23/22 G02B 25/00 - 25/04

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】物体側より順に、正の第１レンズ群、正立
    プリズム系、負の第２レンズ群から成る対物光学系と、
    ３枚構成の正の第３レンズ群、及び１枚構成の正の第４
    レンズ群から成る接眼光学系とが配列して構成され、前
    記第２、第３レンズ群を光軸に沿って互いに異なる方向
    に移動させることによって変倍を行ない、以下の条件を
    満たすことを特徴とするアフォーカル変倍光学系。 few/fet≦1.30 1.70＜fG4/fG3＜4.50 ただし、 few:接眼光学系の低倍率時の焦点距離 fet:接眼光学系の高倍率時の焦点距離 fG3:第３レンズ群の焦点距離 fG4:第４レンズ群の焦点距離
  2. 【請求項２】以下の条件を満たすことを特徴とする請求
    項１に記載のアフォーカル変倍光学系。 few/fG4＜0.55
  3. 【請求項３】前記各レンズ群に含まれるレンズのｄライ
    ンにおける屈折率の平均値navとして、以下の条件を満
    たすことを特徴とする請求項１に記載のアフォーカル変
    倍光学系。 nav＜1.63
  4. 【請求項４】前記第２レンズ群は１枚の負レンズから構
    成され、前記第３レンズ群は正負の貼合わせレンズと正
    レンズとから構成され、以下の条件を満たすことを特徴
    とする請求項１に記載のアフォーカル変倍光学系。 |r2i/r2o|＜0.85 |r3c/r3i|＜0.50 ただし、 r2i:第２レンズ群の入射端面の曲率半径 r2o:第２レンズ群の射出端面の曲率半径 r3i:第３レンズ群の最も物体側の端面の曲率半径 r3c:第３レンズ群の貼合わせ面の曲率半径
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