JP5605309B2 - Observation zoom optical system - Google Patents

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JP5605309B2 JP2011125963A JP2011125963A JP5605309B2 JP 5605309 B2 JP5605309 B2 JP 5605309B2 JP 2011125963 A JP2011125963 A JP 2011125963A JP 2011125963 A JP2011125963 A JP 2011125963A JP 5605309 B2 JP5605309 B2 JP 5605309B2
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Description

本発明は観察ズーム光学系に関するものであり、例えば、医療用のルーペ(サージカルルーペ等),双眼鏡,望遠鏡等に用いられる観察ズーム光学系に関するものである。   The present invention relates to an observation zoom optical system, for example, an observation zoom optical system used for medical loupes (surgical loupes, etc.), binoculars, telescopes and the like.

ルーペ,双眼鏡,望遠鏡等で使用される観察光学系においては、対物光学系で形成される倒立像をプリズム等の反転光学系で正立像に反転させ、その像を接眼光学系で観察するタイプのいわゆるケプラー式(実像式)が、従来より一般的に採用されている。また、2倍程度の変倍比を持つズーム光学系では小型化が容易であるため、特許文献1〜3で提案されているように、ズーミングを接眼光学系で行うタイプが一般的に採用されている。   In observation optical systems used in loupes, binoculars, telescopes, etc., the inverted image formed by the objective optical system is inverted to an erect image by a reversal optical system such as a prism, and the image is observed by an eyepiece optical system. A so-called Kepler type (real image type) has been generally employed. In addition, since a zoom optical system having a zoom ratio of about 2 times can be easily downsized, a type in which zooming is performed by an eyepiece optical system is generally adopted as proposed in Patent Documents 1 to 3. ing.

特許文献1記載の観察ズーム光学系では、物体側より順に、結像面を挟んで、可動の負レンズ群と可動の正レンズ群と固定の正レンズ群を配置することによって、5枚程度の少ないレンズ枚数でズーミングを行っている。特許文献2記載の観察ズーム光学系では、対物レンズ群の最も1次結像面に近い群を移動させ、それに伴う視度補正を最も物体側の群又はプリズムの位置で補正している。それにより、ズームによる見かけ視界の変化を少なくしている。特許文献3記載の観察ズーム光学系では、正レンズを反転光学系の瞳側に配置することにより、反転光学系を通過する光束を抑えている。それにより、反転光学系をコンパクトにして観察ズーム光学系の小型化を図っている。   In the observation zoom optical system described in Patent Document 1, approximately five optical elements are arranged by sequentially arranging a movable negative lens group, a movable positive lens group, and a fixed positive lens group with an image forming plane sandwiched from the object side. Zooming with a small number of lenses. In the observation zoom optical system described in Patent Document 2, the group closest to the primary imaging plane of the objective lens group is moved, and diopter correction associated therewith is corrected at the position of the most object-side group or prism. Thereby, the change in the apparent field of view due to the zoom is reduced. In the observation zoom optical system described in Patent Document 3, the positive lens is arranged on the pupil side of the reversal optical system, thereby suppressing the light flux passing through the reversal optical system. Thereby, the inversion optical system is made compact, and the observation zoom optical system is miniaturized.

特開昭62−134617号公報Japanese Patent Laid-Open No. 62-134617 特開2000−214384号公報JP 2000-214384 A 特開2003−315687号公報JP 2003-315687 A

特許文献1記載の観察ズーム光学系は、接眼ズームとしてはオーソドックスに使用されているタイプであるが、負パワーのレンズ群が1次像面よりも物体側に配置されているため、対物光学系で形成された像を拡大する作用がある。そのため、それより瞳側に配置されるレンズ群の焦点距離が長くなり、光学系全長のコンパクト化が困難になる。   The observation zoom optical system described in Patent Document 1 is a type that is used for orthodox as an eyepiece zoom. However, since the negative power lens group is disposed on the object side of the primary image plane, the objective optical system is used. It has the effect of enlarging the image formed by Therefore, the focal length of the lens group arranged on the pupil side becomes longer than that, and it becomes difficult to make the entire length of the optical system compact.

ルーペ,双眼鏡,望遠鏡等で使用される観察光学系は、屋外はもとより、製造現場,検査工程,医療現場等で長時間使用されることも近年では多く、小型・軽量化のニーズが高まっている。また、上記のような使用状況では過酷な条件が要求されることが多く、防水・防塵機能を求められることも多い。それに対し、特許文献2記載の観察ズーム光学系では、対物光学系の前玉が移動するため、防水・防塵機能を実現しようとすると構成が複雑になるという問題がある。   In recent years, observation optical systems used in loupes, binoculars, telescopes, etc. have been used for a long time not only outdoors but also at manufacturing sites, inspection processes, medical sites, etc., and there is an increasing need for miniaturization and weight reduction. . In addition, severe conditions are often required in the above usage conditions, and waterproof / dustproof functions are often required. On the other hand, in the observation zoom optical system described in Patent Document 2, the front lens of the objective optical system moves, so that there is a problem that the configuration becomes complicated if an attempt is made to realize a waterproof / dustproof function.

特許文献3記載の観察ズーム光学系では、反転光学系の瞳側に配置された正レンズがズーム時に固定されている。このため、ズームした場合の収差変動を補正するには、前記正レンズより瞳側に配置されたレンズのみで行う必要がある。これが光学系全体の大型化を招く原因となっている。   In the observation zoom optical system described in Patent Document 3, the positive lens arranged on the pupil side of the reversal optical system is fixed during zooming. For this reason, in order to correct aberration fluctuations when zoomed, it is necessary to use only a lens arranged on the pupil side of the positive lens. This is a cause of increasing the size of the entire optical system.

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、防水・防塵機構に対するマッチングが良く、小型・軽量で光学性能の良好な観察ズーム光学系を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an observation zoom optical system that has good matching with a waterproof / dustproof mechanism, is small and lightweight, and has good optical performance.

上記目的を達成するために、第1の発明の観察ズーム光学系は、対物光学系と、前記対物光学系で形成される倒立像を正立させる反転光学系と、前記反転光学系で形成された正立像が瞳で観察されるようにする接眼光学系と、を備えた眼視観察光学系であって、前記対物光学系が、物体側より順に、正パワーを有する第1群と、正パワーを有する第2群と、負パワーを有する第3群と、から成り、前記接眼光学系が、物体側より順に、正パワーを有する第4群と、正パワーを有する第5群と、から成り、前記反転光学系が前記第1群と前記第2群との間に位置し、各群間隔の変化によってズーミングが行われ、低倍率端から高倍率端へのズーミングにおいて前記第2群と前記第4群がいずれも物体側から瞳側へ移動し、前記第1群と前記第3群と前記第5群がズーミングおいて位置固定であることを特徴とする。 To achieve the above object, an observation zoom optical system according to a first aspect of the present invention is formed of an objective optical system, a reversal optical system that erects an inverted image formed by the objective optical system, and the reversal optical system. An eyepiece optical system that allows an erect image to be observed at the pupil, wherein the objective optical system includes, in order from the object side, a first group having positive power, A second group having power, and a third group having negative power. The eyepiece optical system includes, in order from the object side, a fourth group having positive power, and a fifth group having positive power. And the reversal optical system is located between the first group and the second group, and zooming is performed by changing each group interval, and in zooming from the low magnification end to the high magnification end, both the fourth group is moved from the object side to the pupil side, the said first group of third Wherein the fifth group is Oite stationary during zooming and.

の発明の観察ズーム光学系は、上記第の発明において、前記第5群が、物体側より順に、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズと、正パワーを有するレンズと、から成ることを特徴とする。 Observation zoom optical system of the second aspect of the invention related to the first invention, the fifth unit, in order from the object side, it made a meniscus lens having a concave surface on the object side, a lens having a positive power, It is characterized by.

の発明の観察ズーム光学系は、上記第1又は第2の発明において、以下の条件式(1)を満足することを特徴とする。
−0.5<FL2/FLt<−0.1 …(1)
ただし、
FL2:第2群の焦点距離、
FLt:高倍率端における全系の焦点距離、
である。
An observation zoom optical system according to a third aspect of the invention is characterized in that, in the first or second aspect of the invention, the following conditional expression (1) is satisfied.
−0.5 <FL2 / FLt <−0.1 (1)
However,
FL2: focal length of the second group,
FLt: focal length of the entire system at the high magnification end,
It is.

の発明の観察ズーム光学系は、上記第1〜第のいずれか1つの発明において、以下の条件式(2)を満足することを特徴とする。
0.2<|FL23w/FL23t|<3.2 …(2)
ただし、
FL23t:高倍率端における第2群と第3群との合成焦点距離、
FL23w:低倍率端における第2群と第3群との合成焦点距離、
である。
An observation zoom optical system according to a fourth invention is characterized in that, in any one of the first to third inventions, the following conditional expression (2) is satisfied.
0.2 <| FL23w / FL23t | <3.2 (2)
However,
FL23t: the combined focal length of the second group and the third group at the high magnification end,
FL23w: the combined focal length of the second group and the third group at the low magnification end,
It is.

の発明の観察ズーム光学系は、上記第1〜第のいずれか1つの発明において、前記第2群が正の単レンズから成り、以下の条件式(3)を満足することを特徴とする。
0.6<(Rb+Ra)/(Rb−Ra)<1.7 …(3)
ただし、
Ra:第2群の単レンズの物体側面の曲率半径、
Rb:第2群の単レンズの瞳側面の曲率半径、
である。
An observation zoom optical system according to a fifth invention is characterized in that, in any one of the first to fourth inventions, the second group is composed of a positive single lens, and satisfies the following conditional expression (3). And
0.6 <(Rb + Ra) / (Rb−Ra) <1.7 (3)
However,
Ra: radius of curvature of the object side surface of the second lens unit,
Rb: radius of curvature of the pupil side surface of the second lens unit
It is.

の発明の観察ズーム光学系は、上記第1〜第のいずれか1つの発明において、前記第4群が、物体側凹の正メニスカスレンズと両凸の正レンズとから成ることを特徴とする。 An observation zoom optical system according to a sixth aspect of the present invention is the observation zoom optical system according to any one of the first to fifth aspects, wherein the fourth group is composed of a positive meniscus lens that is concave on the object side and a positive lens that is biconvex. And

の発明の観察ズーム光学系は、上記第の発明において、以下の条件式(4)を満足することを特徴とする。
0<|νd1−νd2|<20 …(4)
ただし、
νd1:物体側凹の正メニスカスレンズのアッベ数、
νd2:両凸の正レンズのアッベ数、
である。
An observation zoom optical system according to a seventh aspect of the invention is characterized in that, in the sixth aspect of the invention, the following conditional expression (4) is satisfied.
0 <| νd1-νd2 | <20 (4)
However,
νd1: Abbe number of a positive meniscus lens concave on the object side,
νd2: Abbe number of a biconvex positive lens,
It is.

の発明の観察ズーム光学系は、上記第1〜第のいずれか1つの発明において、前記第2群が非球面を少なくとも1面有することを特徴とする。 An observation zoom optical system according to an eighth invention is characterized in that, in any one of the first to seventh inventions, the second group has at least one aspheric surface.

の発明の観察ズーム光学系は、上記第1〜第のいずれか1つの発明において、前記第5群が非球面を少なくとも1面有することを特徴とする。 An observation zoom optical system according to a ninth invention is characterized in that, in any one of the first to eighth inventions, the fifth group has at least one aspheric surface.

本発明によれば、低倍率端から高倍率端へのズーミングにおいて、ズーム位置固定の第3群を挟んで第2群と第4群がいずれも物体側から瞳側へ移動する構成になっているため、防水・防塵機構に対するマッチングが良く、小型・軽量で光学性能の良好な観察ズーム光学系を実現することができる。   According to the present invention, in zooming from the low magnification end to the high magnification end, both the second group and the fourth group move from the object side to the pupil side across the third group with a fixed zoom position. Therefore, it is possible to realize an observation zoom optical system that has good matching with the waterproof / dustproof mechanism, is small and lightweight, and has good optical performance.

第1の実施の形態(実施例1)の光学構成図。The optical block diagram of 1st Embodiment (Example 1). 第2の実施の形態(実施例2)の光学構成図。The optical block diagram of 2nd Embodiment (Example 2). 第3の実施の形態(実施例3)の光学構成図。The optical block diagram of 3rd Embodiment (Example 3). 第4の実施の形態(実施例4)の光学構成図。The optical block diagram of 4th Embodiment (Example 4). 第1の実施の形態(実施例1)の光路図。The optical path figure of 1st Embodiment (Example 1). 第2の実施の形態(実施例2)の光路図。The optical path figure of 2nd Embodiment (Example 2). 第3の実施の形態(実施例3)の光路図。The optical path figure of 3rd Embodiment (Example 3). 第4の実施の形態(実施例4)の光路図。The optical path figure of 4th Embodiment (Example 4). 実施例1の収差図。FIG. 6 is an aberration diagram of Example 1. 実施例2の収差図。FIG. 6 is an aberration diagram of Example 2. 実施例3の収差図。FIG. 6 is an aberration diagram of Example 3. 実施例4の収差図。FIG. 6 is an aberration diagram of Example 4. 反転光学系としてシュミットプリズムを搭載した観察ズーム光学系の概略構成例を示す模式図。The schematic diagram which shows the example of schematic structure of the observation zoom optical system which mounts the Schmitt prism as a reversal optical system.

以下、本発明に係る観察ズーム光学系を説明する。本発明に係る観察ズーム光学系は、対物光学系と、前記対物光学系で形成される倒立像を正立させる反転光学系と、前記反転光学系で形成された正立像が瞳で観察されるようにする接眼光学系と、を備えた眼視観察光学系であって、前記対物光学系が、物体側より順に、正パワーを有する第1群と、正パワーを有する第2群と、負パワーを有する第3群と、から成り、前記接眼光学系が、物体側より順に、正パワーを有する第4群と、正パワーを有する第5群と、から成り、前記反転光学系が前記第1群と前記第2群との間に位置している(パワー:焦点距離の逆数で定義される量)。そして、各群間隔の変化によってズーミングが行われ、低倍率端から高倍率端へのズーミングにおいて前記第2群と前記第4群がいずれも物体側から瞳側へ移動し、前記第3群がズーミングおいて位置固定であることを特徴としている。   The observation zoom optical system according to the present invention will be described below. In the observation zoom optical system according to the present invention, an objective optical system, a reversal optical system that erects an inverted image formed by the objective optical system, and an erect image formed by the reversal optical system are observed at the pupil. An eye observation optical system, wherein the objective optical system is in order from the object side, a first group having a positive power, a second group having a positive power, and a negative A third group having power, and the eyepiece optical system includes, in order from the object side, a fourth group having positive power and a fifth group having positive power, and the inversion optical system is the first group. It is located between the first group and the second group (power: an amount defined by the reciprocal of the focal length). Then, zooming is performed by changing each group interval. In zooming from the low magnification end to the high magnification end, both the second group and the fourth group move from the object side to the pupil side, and the third group is It is characterized by its fixed position during zooming.

対物光学系及び接眼光学系を正正負正正の5群ズームで構成し、低倍率から高倍率へ変化するに伴って正パワーの第2群及び第4群をいずれも物体側から瞳側へ光軸に沿って移動させることにより、実像式の眼視観察光学系に光学性能の良好なズーム機能を持たせることができる。第1群の一般的な構成としては、正パワーを有する接合レンズが挙げられる。観察光学系では第1群を接合レンズで構成することが多いが、さらに正レンズを1枚追加したり、そこに非球面レンズを付与したりして、収差補正効果を上げるようにしてもよい。   The objective optical system and the eyepiece optical system are configured with positive, negative, positive, and positive five-group zooms, and both the second group and the fourth group of positive power are moved from the object side to the pupil side as the magnification changes from low to high. By moving along the optical axis, the real-image visual observation optical system can have a zoom function with good optical performance. A general configuration of the first group includes a cemented lens having positive power. In the observation optical system, the first group is often constituted by a cemented lens. However, an aberration correction effect may be improved by adding one positive lens or adding an aspheric lens thereto. .

第1群,第5群のうちの少なくとも一方をズーミングおいて位置固定にすると、防水・防塵機構に対するマッチングがより一層良くなり、観察ズーム光学系に防水・防塵機能を持たせることが容易に可能となる。したがって、第1群と第5群はズーミングおいて位置固定であることが好ましい。なお、視度調整機構が必要となる場合には、パッキン等の適切な防水構造と視度調整機構を併用する構成にしてもよい。   When at least one of the first group and the fifth group is zoomed and fixed in position, the matching with the waterproof / dustproof mechanism is further improved, and the observation zoom optical system can be easily provided with a waterproof / dustproof function. It becomes. Therefore, the first group and the fifth group are preferably fixed in position during zooming. When a diopter adjustment mechanism is required, an appropriate waterproof structure such as packing and a diopter adjustment mechanism may be used in combination.

反転光学系の瞳側に、正パワーを有する第2群を配置することにより、プリズム等で構成される反転光学系を通過する光束幅を抑えて、反転光学系の体積を小さくすることが可能となる。その結果、反転光学系が占めるスペースが小さくなるため、観察ズーム光学系の小型化に寄与することが可能となる。また、ズーム時に第2群を光軸方向へ移動させることにより、第2群〜第5群において光線の通過する領域が低倍率時と高倍率時とで変わるため、ズーム時の収差変動を第2群〜第5群で補正することが可能となる。   By arranging the second group having positive power on the pupil side of the inverting optical system, it is possible to reduce the width of the light beam passing through the inverting optical system composed of a prism and the like, and to reduce the volume of the inverting optical system. It becomes. As a result, since the space occupied by the reversing optical system is reduced, it is possible to contribute to miniaturization of the observation zoom optical system. Further, by moving the second group in the optical axis direction during zooming, the region through which the light beam passes in the second group to the fifth group changes between low magnification and high magnification. Correction can be made in the second group to the fifth group.

上記特徴的構成によると、低倍率端から高倍率端へのズーミングにおいて、ズーム位置固定の第3群を挟んで第2群と第4群がいずれも物体側から瞳側へ移動する構成になっているため、防水・防塵機構に対するマッチングが良く、小型・軽量で光学性能の良好な観察ズーム光学系を実現することが可能である。こういった効果をバランス良く得るとともに、更に高い光学性能,小型化等を達成するための条件等を以下に説明する。   According to the above characteristic configuration, in zooming from the low magnification end to the high magnification end, both the second group and the fourth group move from the object side to the pupil side across the third group with a fixed zoom position. Therefore, it is possible to realize an observation zoom optical system that has good matching with a waterproof / dustproof mechanism, is small and light, and has good optical performance. The conditions for achieving such effects in a well-balanced manner and achieving higher optical performance, downsizing, etc. will be described below.

以下の条件式(1)を満足することが望ましい。
−0.5<FL2/FLt<−0.1 …(1)
ただし、
FL2:第2群の焦点距離、
FLt:高倍率端における全系の焦点距離、
である。
It is desirable to satisfy the following conditional expression (1).
−0.5 <FL2 / FLt <−0.1 (1)
However,
FL2: focal length of the second group,
FLt: focal length of the entire system at the high magnification end,
It is.

条件式(1)の下限を越えると、第2群のパワーが弱くなり、ズーム時の移動量が増えて光学系全体を小型化することが困難になる。逆に、条件式(1)の上限を越えると、第2群のパワーが強くなることで諸収差(例えば、球面収差,非点収差等)が発生しやすくなり、小型化とともに良好な光学性能を達成することが困難になる。したがって、条件式(1)を満たすことにより、観察光学系の軽量小型化と高性能化とをバランス良く達成することができる。   When the lower limit of conditional expression (1) is exceeded, the power of the second group becomes weak and the amount of movement during zooming increases, making it difficult to downsize the entire optical system. On the other hand, if the upper limit of conditional expression (1) is exceeded, the power of the second group becomes strong, and various aberrations (for example, spherical aberration, astigmatism, etc.) are likely to occur. It will be difficult to achieve. Therefore, by satisfying conditional expression (1), it is possible to achieve a good balance between light weight reduction and high performance of the observation optical system.

以下の条件式(1a)を満足することが更に望ましい。
−0.4<FL2/FLt<−0.2 …(1a)
この条件式(1a)は、前記条件式(1)が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式(1a)を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。
It is more desirable to satisfy the following conditional expression (1a).
−0.4 <FL2 / FLt <−0.2 (1a)
The conditional expression (1a) defines a more preferable condition range based on the above viewpoints, etc., among the condition ranges defined by the conditional expression (1). Therefore, the above effect can be further enhanced preferably by satisfying conditional expression (1a).

条件式(1a)の上限を越えると、第2群のパワーが弱くなって、レンズの外径を小型化する上で不利な傾向となる。逆に、条件式(1a)の下限を越えると、第2群のパワーが強くなって、偏芯時に発生する片ボケ等の誤差感度が増える傾向となる。移動群でありながら厳しい公差を求められるため製造難易度が上がり、生産性の悪化やコスト増に繋がるおそれがある。   If the upper limit of conditional expression (1a) is exceeded, the power of the second group becomes weak, which tends to be disadvantageous in reducing the outer diameter of the lens. On the other hand, when the lower limit of conditional expression (1a) is exceeded, the power of the second group becomes strong, and the error sensitivity such as one-sided blur that occurs at the time of eccentricity tends to increase. Even though it is a mobile group, tight tolerances are required, which increases the difficulty of manufacturing and may lead to deterioration in productivity and cost increase.

以下の条件式(2)を満足することが望ましい。
0.2<|FL23w/FL23t|<3.2 …(2)
ただし、
FL23t:高倍率端における第2群と第3群との合成焦点距離、
FL23w:低倍率端における第2群と第3群との合成焦点距離、
である。
It is desirable to satisfy the following conditional expression (2).
0.2 <| FL23w / FL23t | <3.2 (2)
However,
FL23t: the combined focal length of the second group and the third group at the high magnification end,
FL23w: the combined focal length of the second group and the third group at the low magnification end,
It is.

条件式(2)の上限を越えると、第2群と第3群がズームに寄与する割合が大きくなり、第2群と第3群において諸収差(例えば、球面収差,非点収差,コマ収差等)が発生しやすくなる。そのため他のレンズの収差補正の負担が増えて、性能向上に対して不利となる。逆に、条件式(2)の下限を越えると、第2群と第3群がズームに寄与する割合が少なくなり、第2群の移動量が大きくなって小型化を達成することが困難になる。したがって、条件式(2)を満たすことにより、観察光学系の軽量小型化と高性能化とをバランス良く達成することができる。   If the upper limit of the conditional expression (2) is exceeded, the ratio of the second group and the third group contributing to zoom increases, and various aberrations (for example, spherical aberration, astigmatism, coma aberration in the second group and the third group). Etc.) are likely to occur. This increases the burden of aberration correction of other lenses, which is disadvantageous for performance improvement. On the other hand, if the lower limit of conditional expression (2) is exceeded, the ratio of the second group and the third group contributing to zoom decreases, and the amount of movement of the second group increases, making it difficult to achieve downsizing. Become. Therefore, by satisfying conditional expression (2), it is possible to achieve a good balance between light weight reduction and high performance of the observation optical system.

第2群が正の単レンズから成り、以下の条件式(3)を満足することが望ましい。
0.6<(Rb+Ra)/(Rb−Ra)<1.7 …(3)
ただし、
Ra:第2群の単レンズの物体側面の曲率半径、
Rb:第2群の単レンズの瞳側面の曲率半径、
である。
It is desirable that the second group is composed of a positive single lens and satisfies the following conditional expression (3).
0.6 <(Rb + Ra) / (Rb−Ra) <1.7 (3)
However,
Ra: radius of curvature of the object side surface of the second lens unit,
Rb: radius of curvature of the pupil side surface of the second lens unit
It is.

小型軽量化のためには、第2群を正の単レンズで構成することが望ましい。条件式(3)の下限を越えると、諸収差(例えば、球面収差,非点収差等)が発生しやすくなり、他のレンズでの収差補正の負担が増えて小型化を達成することが困難となる。逆に、条件式(3)の上限を越えると、第2群の正レンズのパワーが弱くなり、ズーム時の移動量が大きくなって小型化を達成することが困難になる。あるいは、レンズ枚数が増えてしまうため、軽量化が困難になる。したがって、条件式(3)を満たすことにより、観察光学系の軽量小型化と高性能化とをバランス良く達成することができる。なお、面形状は近軸曲率に基いた表記である。   In order to reduce the size and weight, it is desirable to configure the second group with a positive single lens. If the lower limit of conditional expression (3) is exceeded, various aberrations (eg, spherical aberration, astigmatism, etc.) are likely to occur, increasing the burden of aberration correction with other lenses, making it difficult to achieve miniaturization. It becomes. On the other hand, if the upper limit of conditional expression (3) is exceeded, the power of the positive lens in the second group becomes weak, and the amount of movement during zooming becomes large, making it difficult to achieve miniaturization. Or, since the number of lenses increases, it is difficult to reduce the weight. Therefore, by satisfying conditional expression (3), it is possible to achieve a reduction in weight and size and performance of the observation optical system in a balanced manner. The surface shape is a notation based on paraxial curvature.

以下の条件式(3a)を満足することが更に望ましい。
0.8<(Rb+Ra)/(Rb−Ra)<1.5 …(3a)
この条件式(3a)は、前記条件式(3)が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式(3a)を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。
It is more desirable to satisfy the following conditional expression (3a).
0.8 <(Rb + Ra) / (Rb−Ra) <1.5 (3a)
This conditional expression (3a) defines a more preferable condition range based on the above viewpoints, etc., among the condition ranges defined by the conditional expression (3). Therefore, the above effect can be further increased preferably by satisfying conditional expression (3a).

条件式(3a)の下限を越えると、瞳側面の曲率半径Rbが大きくなり(すなわち曲率が緩くなり)、曲率半径Raの物体側面のみで収差補正を負担することとなる。結果として、性能向上には不利な傾向となる。逆に、条件式(3a)の上限を越えると、パワーが弱くなり、レンズの有効径が大きくなるとともに、すぐ横に配置されているプリズムを通過する光束幅が広がり、光学系を小型化するのには不利な傾向となる。   When the lower limit of conditional expression (3a) is exceeded, the curvature radius Rb of the pupil side surface increases (that is, the curvature becomes loose), and aberration correction is borne only by the object side surface of the curvature radius Ra. As a result, the performance tends to be disadvantageous. Conversely, if the upper limit of conditional expression (3a) is exceeded, the power will be weakened, the effective diameter of the lens will be increased, and the width of the light beam passing through the prism placed immediately beside will be expanded, reducing the size of the optical system. This is a disadvantageous trend.

第2群が非球面を少なくとも1面有することが望ましい。第2群に非球面を配置することにより、像面湾曲・球面収差等の更なる補正効果を得ることが可能となる。   It is desirable that the second group has at least one aspheric surface. By disposing an aspherical surface in the second group, it is possible to obtain further correction effects such as field curvature and spherical aberration.

第3群は、小型軽量化を考慮すると、単レンズで構成されることが望ましい。また、そこに非球面を設けることにより、像面湾曲,球面収差等に対する収差補正効果を向上させることが可能になる。後述する実施例4のように、非球面の代わりに接合レンズを配置することでも、収差補正効果を得ることができる。   The third group is preferably composed of a single lens in consideration of reduction in size and weight. In addition, by providing an aspheric surface there, it is possible to improve the aberration correction effect for field curvature, spherical aberration, and the like. An aberration correction effect can also be obtained by arranging a cemented lens instead of an aspherical surface as in Example 4 described later.

第4群は、物体側凹の正メニスカスレンズと両凸の正レンズとから成ることが望ましい。一般的には正負構成で色収差補正を行うことが多いが、第4群を上記のような構成・配置にすると、第4群のパワーを上げることによりレンズの有効径を抑えて、光学系全体を小型化することが可能になる。また、パワーを上げつつ諸収差(コマ収差,非点収差,像面湾曲等)を良好に補正にすることが可能になる。   The fourth group preferably includes a positive meniscus lens that is concave on the object side and a positive lens that is biconvex. Generally, chromatic aberration correction is often performed with a positive / negative configuration. However, when the fourth group is configured and arranged as described above, the effective diameter of the lens is suppressed by increasing the power of the fourth group, and the entire optical system. Can be miniaturized. It is also possible to satisfactorily correct various aberrations (coma aberration, astigmatism, curvature of field, etc.) while increasing the power.

第4群が物体側凹の正メニスカスレンズと両凸の正レンズとから成り、以下の条件式(4)を満足することが望ましい。
0<|νd1−νd2|<20 …(4)
ただし、
νd1:物体側凹の正メニスカスレンズのアッベ数、
νd2:両凸の正レンズのアッベ数、
である。
It is desirable that the fourth group includes a positive meniscus lens that is concave on the object side and a biconvex positive lens that satisfies the following conditional expression (4).
0 <| νd1-νd2 | <20 (4)
However,
νd1: Abbe number of a positive meniscus lens concave on the object side,
νd2: Abbe number of a biconvex positive lens,
It is.

条件式(4)の条件範囲を外れると、隣接した正パワーを持つレンズにアッベ数の差が発生し、軸上色収差の補正には不利になる。なお、d,F,C線に対する屈折率を各々nd,nF,nCとすると、アッベ数νdは定義式:νd=(nd−1)/(nF−nC)で表される。また、複合型非球面レンズ(基板となる球面ガラス材料の上に薄い樹脂材料を塗布して非球面形状としたレンズ)に用いる樹脂材料は、基板ガラス材料の付加的機能しかないため、単独の光学部材としては取扱わず、基板ガラス材料が非球面を有する場合と同等の扱いとし、レンズ枚数も1枚と考える。その際、レンズ屈折率も、基板となっているガラス材料の屈折率と定義する。   If the condition range of the conditional expression (4) is not met, an Abbe number difference occurs between adjacent lenses having positive power, which is disadvantageous for correction of axial chromatic aberration. If the refractive indexes for the d, F, and C lines are nd, nF, and nC, respectively, the Abbe number νd is expressed by the definition formula: νd = (nd−1) / (nF−nC). In addition, since the resin material used for the composite aspherical lens (the lens formed by applying a thin resin material on the spherical glass material to be a substrate) has only an additional function of the substrate glass material, It is not handled as an optical member, but is handled in the same way as when the substrate glass material has an aspheric surface, and the number of lenses is considered to be one. At this time, the lens refractive index is also defined as the refractive index of the glass material serving as the substrate.

第4群において、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズとして負レンズを用いてもよい。負レンズと正レンズを隣接して配置することにより、軸上色収差,倍率色収差等の収差を効果的に補正することが可能となる。   In the fourth group, a negative lens may be used as a meniscus lens having a concave surface facing the object side. By disposing the negative lens and the positive lens adjacent to each other, it is possible to effectively correct aberrations such as axial chromatic aberration and lateral chromatic aberration.

第5群が、物体側より順に、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズと、正パワーを有するレンズと、から成ることが望ましい。第5群をこのように配置することで、歪曲,非点収差等の収差補正を効果的に行うことが可能となる。また、第5群が非球面を少なくとも1面有することが望ましい。後述する実施例2のように、第5群に非球面を配置することにより、収差補正を更に効果的に行うことが可能となる。   It is desirable that the fifth group includes, in order from the object side, a meniscus lens having a concave surface directed toward the object side, and a lens having positive power. By disposing the fifth group in this way, it becomes possible to effectively correct aberrations such as distortion and astigmatism. It is desirable that the fifth group has at least one aspheric surface. Aberration correction can be performed more effectively by disposing an aspherical surface in the fifth group as in Example 2 described later.

本発明に係る観察ズーム光学系において、非球面を有するガラスレンズは、モールドで成形しても構わないし、あるいはガラス材料と樹脂材料との複合型としても勿論構わない。モールドタイプは大量生産に向く反面、硝材が限定されてしまう。一方の複合型は、基板と成り得るガラス材料が非常に多く、設計の自由度が高いという利点がある。高屈折材料を用いた非球面レンズは、一般的にモールド成形が難しいので、片面非球面の場合には複合型の利点を最大限活用することができる。   In the observation zoom optical system according to the present invention, the glass lens having an aspherical surface may be molded by a mold or may of course be a composite type of a glass material and a resin material. The mold type is suitable for mass production, but the glass material is limited. On the other hand, the composite type has the advantage that the glass material that can serve as the substrate is very large and the degree of freedom in design is high. Since an aspherical lens using a high refractive material is generally difficult to mold, in the case of a single-sided aspherical surface, the advantages of the composite type can be maximized.

本発明に係る観察ズーム光学系は、最も物体側のレンズ及び最も瞳側のレンズはガラス材料から成ることが望ましい。屋外,製造現場,検査工程,医療現場等においては、外部に露出しているレンズ面は剥き出しになることが多く、頻繁に着脱を行うと最物体側・最瞳側のレンズに負担がかかりやすい。こういった点から、頑健性・耐薬品性・防水性等が求められる最物体側・最瞳側のレンズは、ガラス材料から成ることが望ましい。   In the observation zoom optical system according to the present invention, it is desirable that the lens closest to the object side and the lens closest to the pupil be made of a glass material. In the outdoors, manufacturing sites, inspection processes, medical sites, etc., the lens surface exposed to the outside is often exposed, and frequent attachment / detachment tends to put a burden on the lens on the most object side / most pupil side. . From these points, it is desirable that the lens on the most object side / most pupil side, which requires robustness, chemical resistance, waterproofness, etc., be made of a glass material.

次に、第1〜第4の実施の形態を挙げて、観察ズーム光学系の具体的な光学構成を更に詳しく説明する。図1〜図4は、第1〜第4の実施の形態を構成する観察ズーム光学系LZにそれぞれ対応するレンズ構成図であり、低倍率端(W),高倍率端(T)でのレンズ配置を光学断面で示している。また、図5〜図8は、第1〜第4の実施の形態を構成する観察ズーム光学系LZにそれぞれ対応する光路図であり、低倍率端(W),高倍率端(T)での光路を示している。   Next, the specific optical configuration of the observation zoom optical system will be described in more detail with reference to the first to fourth embodiments. 1 to 4 are lens configuration diagrams respectively corresponding to the observation zoom optical system LZ constituting the first to fourth embodiments, and lenses at a low magnification end (W) and a high magnification end (T). The arrangement is shown in optical section. 5 to 8 are optical path diagrams corresponding to the observation zoom optical systems LZ constituting the first to fourth embodiments, respectively, at the low magnification end (W) and the high magnification end (T). The optical path is shown.

観察ズーム光学系LZは、いずれも正正負正正の5群ズーム構成になっており、第1群Gr1,第2群Gr2及び第3群Gr3から成る対物光学系LOと、第4群Gr4及び第5群Gr5から成る接眼光学系LEと、で略アフォーカルな実像式の観察光学系を構成しており、第1群Gr1と第2群Gr2との間に位置する反転光学系PRで正立像が観察されるようにしている。そして、ズーム位置固定の第3群Gr3を挟んで第2群Gr2と第4群Gr4がそれぞれ光軸AXに沿って移動して各群間隔を変化させることにより変倍(すなわちズーミング)を行い、瞳EP(図5〜図8)に物体像IMを観察させる構成になっている(PT:保護ガラス)。また、図1〜図4中の矢印m2,m3,m4は、低倍率端(W)から高倍率端(T)へのズーミングにおける第2群Gr2,第3群Gr3,第4群Gr4の移動をそれぞれ模式的に示しており、破線矢印m3は第3群Gr3のズーム位置が固定であることを示している。   The observation zoom optical system LZ has a positive / negative / positive / positive five-group zoom configuration, and includes an objective optical system LO composed of a first group Gr1, a second group Gr2, and a third group Gr3, a fourth group Gr4, and a fourth group Gr4. The eyepiece optical system LE composed of the fifth group Gr5 constitutes a substantially afocal real-image observation optical system. The reversal optical system PR positioned between the first group Gr1 and the second group Gr2 A statue is observed. Then, the second group Gr2 and the fourth group Gr4 move along the optical axis AX with the third group Gr3 having a fixed zoom position interposed therebetween to change the distance between the groups, thereby performing zooming (ie, zooming). The pupil EP (FIGS. 5 to 8) is configured to observe the object image IM (PT: protective glass). In addition, arrows m2, m3, and m4 in FIGS. 1 to 4 indicate movements of the second group Gr2, the third group Gr3, and the fourth group Gr4 during zooming from the low magnification end (W) to the high magnification end (T). Are shown schematically, and a broken-line arrow m3 indicates that the zoom position of the third lens group Gr3 is fixed.

第1の実施の形態(図1)では、物体側より順に、正レンズと負レンズとの接合レンズから成る第1群Gr1と、反転光学系PRと、物体側凸の正レンズから成る第2群Gr2と、両凹の負レンズから成る第3群Gr3と、物体側凹の正メニスカスレンズと両凸の正レンズから成る第4群Gr4と、物体側凹の負メニスカスレンズと両凸の正レンズから成る第5群Gr5と、で構成されている。低倍率端(W)から高倍率端(T)へのズーミング時には、第2群Gr2と第4群Gr4がいずれも物体側から瞳EP側へと移動し、第3群Gr3と第4群Gr4との間には対物光学系LOで像IMが形成される。第1群Gr1から第5群Gr5までのいずれのレンズもガラス製の球面レンズであり、第1群Gr1と第2群Gr2との間に位置する反転光学系PRは例えばプリズムで構成される。図13に、反転光学系PRとしてシュミットプリズムを搭載したズーム観察光学系LZの一例を示す。   In the first embodiment (FIG. 1), in order from the object side, a first group Gr1 composed of a cemented lens of a positive lens and a negative lens, a reversing optical system PR, and a second lens composed of an object-side convex positive lens. A group Gr2, a third group Gr3 composed of a biconcave negative lens, a fourth group Gr4 composed of an object-side concave positive meniscus lens and a biconvex positive lens, an object-side concave negative meniscus lens, and a biconvex positive And a fifth group Gr5 composed of lenses. During zooming from the low magnification end (W) to the high magnification end (T), both the second group Gr2 and the fourth group Gr4 move from the object side to the pupil EP side, and the third group Gr3 and the fourth group Gr4. The image IM is formed by the objective optical system LO. All the lenses from the first group Gr1 to the fifth group Gr5 are spherical lenses made of glass, and the reversal optical system PR positioned between the first group Gr1 and the second group Gr2 is constituted by a prism, for example. FIG. 13 shows an example of a zoom observation optical system LZ equipped with a Schmitt prism as the reversal optical system PR.

第2の実施の形態(図2)では、物体側より順に、正レンズと負レンズとの接合レンズから成る第1群Gr1と、反転光学系PRと、物体側凸の正メニスカスレンズから成る第2群Gr2と、両凹の負レンズから成る第3群Gr3と、物体側凹の正メニスカスレンズと両凸の正レンズから成る第4群Gr4と、物体側凹の負メニスカスレンズと両凸の正レンズから成る第5群Gr5と、で構成されている。低倍率端(W)から高倍率端(T)へのズーミング時には、第2群Gr2と第4群Gr4がいずれも物体側から瞳EP側へと移動し、第3群Gr3と第4群Gr4との間には対物光学系LOで像IMが形成される。第1群Gr1から第5群Gr5までのいずれのレンズもガラス製のレンズであり、第1群Gr1と第2群Gr2との間に位置する反転光学系PRは例えばプリズムで構成される。第3群Gr3の両凹レンズの物体側の面と、第5群Gr5の負メニスカスレンズの瞳側の面は、非球面から成っている。   In the second embodiment (FIG. 2), in order from the object side, a first group Gr1 composed of a cemented lens of a positive lens and a negative lens, a reversing optical system PR, and a positive meniscus lens convex on the object side. A second group Gr2, a third group Gr3 composed of a biconcave negative lens, a fourth group Gr4 composed of an object side concave positive meniscus lens and a biconvex positive lens, an object side concave negative meniscus lens and a biconvex lens And a fifth lens unit Gr5 composed of a positive lens. During zooming from the low magnification end (W) to the high magnification end (T), both the second group Gr2 and the fourth group Gr4 move from the object side to the pupil EP side, and the third group Gr3 and the fourth group Gr4. The image IM is formed by the objective optical system LO. All the lenses from the first group Gr1 to the fifth group Gr5 are made of glass, and the reversal optical system PR positioned between the first group Gr1 and the second group Gr2 is constituted by a prism, for example. The object side surface of the biconcave lens of the third group Gr3 and the pupil side surface of the negative meniscus lens of the fifth group Gr5 are aspherical.

第3の実施の形態(図3)では、物体側より順に、正レンズと負レンズとの接合レンズから成る第1群Gr1と、反転光学系PRと、物体側凸の正メニスカスレンズから成る第2群Gr2と、両凹の負レンズから成る第3群Gr3と、物体側凹の正メニスカスレンズと両凸の正レンズから成る第4群Gr4と、両凹の負レンズと両凸の正レンズとの接合レンズから成る第5群Gr5と、で構成されている。低倍率端(W)から高倍率端(T)へのズーミング時には、第2群Gr2と第4群Gr4がいずれも物体側から瞳EP側へと移動し、第3群Gr3と第4群Gr4との間には対物光学系LOで像IMが形成される。第1群Gr1から第5群Gr5までのいずれのレンズもガラス製のレンズであり、第1群Gr1と第2群Gr2との間に位置する反転光学系PRは例えばプリズムで構成される。第3群Gr3の両凹レンズの物体側の面と、第4群Gr4の正メニスカスレンズの物体側の面は、非球面から成っている。   In the third embodiment (FIG. 3), in order from the object side, a first group Gr1 composed of a cemented lens of a positive lens and a negative lens, a reversing optical system PR, and a positive meniscus lens convex on the object side. 2 group Gr2, 3rd group Gr3 which consists of a biconcave negative lens, 4th group Gr4 which consists of an object side concave positive meniscus lens and a biconvex positive lens, a biconcave negative lens, and a biconvex positive lens And a fifth lens unit Gr5 composed of a cemented lens. During zooming from the low magnification end (W) to the high magnification end (T), both the second group Gr2 and the fourth group Gr4 move from the object side to the pupil EP side, and the third group Gr3 and the fourth group Gr4. The image IM is formed by the objective optical system LO. All the lenses from the first group Gr1 to the fifth group Gr5 are made of glass, and the reversal optical system PR positioned between the first group Gr1 and the second group Gr2 is constituted by a prism, for example. The object-side surface of the biconcave lens in the third group Gr3 and the object-side surface of the positive meniscus lens in the fourth group Gr4 are aspherical surfaces.

第4の実施の形態(図4)では、物体側より順に、正レンズと負レンズとの接合レンズから成る第1群Gr1と、反転光学系PRと、物体側凸の正メニスカスレンズから成る第2群Gr2と、負レンズと正レンズとの接合レンズから成る第3群Gr3と、物体側凹の正メニスカスレンズと両凸の正レンズから成る第4群Gr4と、両凹の負レンズと両凸の正レンズとの接合レンズから成る第5群Gr5と、で構成されている。低倍率端(W)から高倍率端(T)へのズーミング時には、第2群Gr2と第4群Gr4がいずれも物体側から瞳EP側へと移動し、第3群Gr3と第4群Gr4との間には対物光学系LOで像IMが形成される。第1群Gr1から第5群Gr5までのいずれのレンズもガラス製の球面レンズであり、第1群Gr1と第2群Gr2との間に位置する反転光学系PRは例えばプリズムで構成される。   In the fourth embodiment (FIG. 4), in order from the object side, a first group Gr1 composed of a cemented lens of a positive lens and a negative lens, a reversing optical system PR, and a positive meniscus lens convex on the object side. The second group Gr2, the third group Gr3 composed of a cemented lens of a negative lens and a positive lens, the fourth group Gr4 composed of an object side concave positive meniscus lens and a biconvex positive lens, a biconcave negative lens and both And a fifth lens unit Gr5 composed of a cemented lens with a convex positive lens. During zooming from the low magnification end (W) to the high magnification end (T), both the second group Gr2 and the fourth group Gr4 move from the object side to the pupil EP side, and the third group Gr3 and the fourth group Gr4. The image IM is formed by the objective optical system LO. All the lenses from the first group Gr1 to the fifth group Gr5 are spherical lenses made of glass, and the reversal optical system PR positioned between the first group Gr1 and the second group Gr2 is constituted by a prism, for example.

以下、本発明を実施した観察ズーム光学系の構成等を、実施例のコンストラクションデータ等を挙げて更に具体的に説明する。ここで挙げる実施例1〜4(EX1〜4)は、前述した第1〜第4の実施の形態にそれぞれ対応する数値実施例であり、第1〜第4の実施の形態を表す光学構成図(図1〜図4)及び光路図(図5〜図8)は、対応する実施例1〜4のレンズ構成,光路等をそれぞれ示している。   Hereinafter, the configuration and the like of the observation zoom optical system embodying the present invention will be described more specifically with reference to the construction data of the examples. Examples 1 to 4 (EX1 to 4) listed here are numerical examples corresponding to the first to fourth embodiments, respectively, and are optical configuration diagrams showing the first to fourth embodiments. (FIGS. 1 to 4) and optical path diagrams (FIGS. 5 to 8) respectively show lens configurations, optical paths, and the like of the corresponding first to fourth embodiments.

各実施例のコンストラクションデータでは、面データとして、左側の欄から順に、面番号,曲率半径r(mm),軸上での面間隔d(mm),d線(波長587.56nm)に関する屈折率nd,d線に関するアッベ数vdを示す。面番号に*が付された面は非球面であり、その面形状は面頂点を原点とするローカルな直交座標系(x,y,z)を用いた以下の式(AS)で定義される。非球面データとして、非球面係数等を示す。なお、各実施例の非球面データにおいて表記の無い項の係数は0であり、すべてのデータに関してE−n=×10-nである。
z=(c・h2)/[1+√{1−(1+K)・c2・h2}]+A・h4+B・h6+C・h8+D・h10 …(AS)
ただし、
h:z軸(光軸AX)に対して垂直な方向の高さ(h2=x2+y2)、
z:高さhの位置での光軸AX方向の変位量(面頂点基準)、
c:面頂点での曲率(曲率半径rの逆数)、
K:円錐定数、
A,B,C,D:それぞれ4次,6次,8次,10次の非球面係数、
である。
In the construction data of each embodiment, as surface data, in order from the left column, the surface number, the radius of curvature r (mm), the on-axis surface distance d (mm), and the refractive index with respect to the d-line (wavelength 587.56 nm). The Abbe number vd regarding the nd and d lines is shown. A surface with * in the surface number is an aspheric surface, and the surface shape is defined by the following expression (AS) using a local orthogonal coordinate system (x, y, z) with the surface vertex as the origin. . As aspheric data, an aspheric coefficient or the like is shown. It should be noted that the coefficient of the term not described in the aspherical data of each example is 0, and E−n = × 10 −n for all data.
z = (c · h 2 ) / [1 + √ {1− (1 + K) · c 2 · h 2 }] + A · h 4 + B · h 6 + C · h 8 + D · h 10 (AS)
However,
h: height in the direction perpendicular to the z axis (optical axis AX) (h 2 = x 2 + y 2 ),
z: displacement in the direction of the optical axis AX at the position of the height h (based on the surface vertex),
c: curvature at the surface vertex (the reciprocal of the radius of curvature r),
K: conic constant,
A, B, C, D: 4th order, 6th order, 8th order, 10th order aspheric coefficients,
It is.

各種データとして、倍率(倍),物体距離(mm),撮影範囲(mm),視度(diopt),可変面間隔D1〜D4(mm)を、各倍率状態について示す。また、表1に各実施例の条件式対応値を示し、その関連データを表2に示す(FL1〜FL5:第1群〜第5群の焦点距離,FLw:低倍率端における全系の焦点距離)。   As various data, magnification (times), object distance (mm), imaging range (mm), diopter (diopt), and variable surface distances D1 to D4 (mm) are shown for each magnification state. Table 1 shows values corresponding to the conditional expressions of the respective examples, and related data is shown in Table 2 (FL1 to FL5: focal lengths of the first group to the fifth group, FLw: focal point of the entire system at the low magnification end. distance).

図9〜図12は、実施例1〜実施例4(EX1〜EX4)にそれぞれ対応する収差図であり、低倍率端(W),高倍率端(T)における諸収差(左から順に、球面収差,歪曲収差,非点収差である。)をそれぞれ示している(縦軸:瞳半径)。球面収差図において、実線はe線、2点鎖線はg線、破線はc線に対する球面収差(diopt)をそれぞれ表している。歪曲収差図において実線は歪曲(%)を表しており、非点収差図において、破線はメリディオナル面、実線はサジタル面での各非点収差(diopt)を表している。   9 to 12 are aberration diagrams corresponding to Examples 1 to 4 (EX1 to EX4), respectively. Various aberrations (spherical surfaces in order from the left) at the low magnification end (W) and the high magnification end (T). Aberration, distortion and astigmatism) are shown (vertical axis: pupil radius). In the spherical aberration diagram, the solid line represents the e line, the two-dot chain line represents the g line, and the broken line represents the spherical aberration (diopt) with respect to the c line. In the distortion diagram, the solid line represents the distortion (%). In the astigmatism diagram, the broken line represents the meridional surface, and the solid line represents each astigmatism (diopt) on the sagittal surface.

実施例1
単位:mm
面データ
面番号 r d nd vd
1 49.457 3.279 1.48749 70.40
2 -35.262 1.126 1.84666 23.80
3 -71.661 20.870
4 ∞ 25.000 1.72000 50.20
5 ∞ 0.100
6 ∞ 30.000 1.72000 50.20
7 ∞ D1(可変)
8 22.425 2.000 1.83400 37.30
9 -410.539 D2(可変)
10 -20.764 1.626 1.72916 54.70
11 17.334 D3(可変)
12 -24.800 3.188 1.71736 29.50
13 -14.199 0.199
14 82.384 9.000 1.88300 40.80
15 -20.058 D4(可変)
16 -10.135 5.974 1.83500 43.00
17 -13.325 0.100
18 421.362 5.500 1.77250 49.60
19 -43.711 11.000
20(瞳位置) ∞
Example 1
Unit: mm
Surface data surface number rd nd vd
1 49.457 3.279 1.48749 70.40
2 -35.262 1.126 1.84666 23.80
3 -71.661 20.870
4 ∞ 25.000 1.72000 50.20
5 ∞ 0.100
6 ∞ 30.000 1.72000 50.20
7 ∞ D1 (variable)
8 22.425 2.000 1.83400 37.30
9 -410.539 D2 (variable)
10 -20.764 1.626 1.72916 54.70
11 17.334 D3 (variable)
12 -24.800 3.188 1.71736 29.50
13 -14.199 0.199
14 82.384 9.000 1.88300 40.80
15 -20.058 D4 (variable)
16 -10.135 5.974 1.83500 43.00
17 -13.325 0.100
18 421.362 5.500 1.77250 49.60
19 -43.711 11.000
20 (Eye position) ∞

各種データ
倍率(倍) 2.5 6
物体距離(mm) 400 400
撮影範囲(mm) φ74 φ64
視度(diopt) -1 -1

D1 2.559 7.319
D2 14.279 9.519
D3 2.397 12.954
D4 14.962 4.406
Various data Magnification (times) 2.5 6
Object distance (mm) 400 400
Shooting range (mm) φ74 φ64
Diopter -1 -1

D1 2.559 7.319
D2 14.279 9.519
D3 2.397 12.954
D4 14.962 4.406

実施例2
単位:mm
面データ
面番号 r d nd vd
1 35.552 3.729 1.48749 70.40
2 -34.580 1.000 1.84666 23.80
3 -94.252 9.847
4 ∞ 25.000 1.72000 50.20
5 ∞ 0.100
6 ∞ 30.000 1.72000 50.20
7 ∞ D1(可変)
8 21.453 2.000 1.80610 33.30
9 280.567 D2(可変)
10* -12.489 1.000 1.48749 70.40
11 16.649 D3(可変)
12 -60.016 4.186 1.88300 40.80
13 -14.510 0.139
14 160.248 2.981 1.84666 23.80
15 -33.493 D4(可変)
16 -9.616 4.997 1.74400 44.90
17* -12.515 0.100
18 105.421 2.022 1.62041 60.30
19 -26.462 11.000
20(瞳位置) ∞
Example 2
Unit: mm
Surface data surface number rd nd vd
1 35.552 3.729 1.48749 70.40
2 -34.580 1.000 1.84666 23.80
3 -94.252 9.847
4 ∞ 25.000 1.72000 50.20
5 ∞ 0.100
6 ∞ 30.000 1.72000 50.20
7 ∞ D1 (variable)
8 21.453 2.000 1.80610 33.30
9 280.567 D2 (variable)
10 * -12.489 1.000 1.48749 70.40
11 16.649 D3 (variable)
12 -60.016 4.186 1.88300 40.80
13 -14.510 0.139
14 160.248 2.981 1.84666 23.80
15 -33.493 D4 (variable)
16 -9.616 4.997 1.74400 44.90
17 * -12.515 0.100
18 105.421 2.022 1.62041 60.30
19 -26.462 11.000
20 (Eye position) ∞

非球面データ
第10面
K= 0.000
A= 1.329E-04
B= 1.256E-06
C= 6.786E-09
D=-1.764E-09
Aspheric data 10th surface
K = 0.000
A = 1.329E-04
B = 1.256E-06
C = 6.786E-09
D = -1.764E-09

第17面
K= 0.000
A= 5.054E-06
B=-3.021E-09
C=-3.631E-10
D=-1.071E-11
17th page
K = 0.000
A = 5.054E-06
B = -3.021E-09
C = -3.631E-10
D = -1.071E-11

各種データ
倍率(倍) 2.5 6
物体距離(mm) 400 400
撮影範囲(mm) φ74 φ64
視度(diopt) -1 -1

D1 2.084 6.843
D2 15.950 11.192
D3 2.460 12.901
D4 14.514 4.074
Various data Magnification (times) 2.5 6
Object distance (mm) 400 400
Shooting range (mm) φ74 φ64
Diopter -1 -1

D1 2.084 6.843
D2 15.950 11.192
D3 2.460 12.901
D4 14.514 4.074

実施例3
単位:mm
面データ
面番号 r d nd vd
1 43.108 3.500 1.48749 70.40
2 -41.500 1.000 1.84666 23.80
3 -141.052 28.429
4 ∞ 25.000 1.72000 50.20
5 ∞ 0.100
6 ∞ 30.000 1.72000 50.20
7 ∞ D1(可変)
8 20.378 2.000 1.88300 40.80
9 121.008 D2(可変)
10* -17.499 1.049 1.72000 50.20
11 31.174 D3(可変)
12* -24.665 3.692 1.84666 23.80
13 -14.460 0.300
14 44.529 4.964 1.80518 25.50
15 -45.133 D4(可変)
16 -26.469 5.000 1.59551 39.20
18 130.000 5.500 1.83500 43.00
19 -22.205 11.000
20(瞳位置) ∞
Example 3
Unit: mm
Surface data surface number rd nd vd
1 43.108 3.500 1.48749 70.40
2 -41.500 1.000 1.84666 23.80
3 -141.052 28.429
4 ∞ 25.000 1.72000 50.20
5 ∞ 0.100
6 ∞ 30.000 1.72000 50.20
7 ∞ D1 (variable)
8 20.378 2.000 1.88300 40.80
9 121.008 D2 (variable)
10 * -17.499 1.049 1.72000 50.20
11 31.174 D3 (variable)
12 * -24.665 3.692 1.84666 23.80
13 -14.460 0.300
14 44.529 4.964 1.80518 25.50
15 -45.133 D4 (variable)
16 -26.469 5.000 1.59551 39.20
18 130.000 5.500 1.83500 43.00
19 -22.205 11.000
20 (Eye position) ∞

非球面データ
第10面
K= 0.000
A= 2.776E-05
B= 8.665E-10
C=-6.157E-09
D=-1.609E-10
Aspheric data 10th surface
K = 0.000
A = 2.776E-05
B = 8.665E-10
C = -6.157E-09
D = -1.609E-10

第12面
K= 0.000
A=-7.993E-06
B=-1.648E-07
C=-3.634E-10
12th page
K = 0.000
A = -7.993E-06
B = -1.648E-07
C = -3.634E-10

各種データ
倍率(倍) 2.5 6
物体距離(mm) 400 400
撮影範囲(mm) φ74 φ64
視度(diopt) -1 -1

D1 4.545 10.000
D2 18.095 12.639
D3 4.823 17.483
D4 17.795 5.134
Various data Magnification (times) 2.5 6
Object distance (mm) 400 400
Shooting range (mm) φ74 φ64
Diopter -1 -1

D1 4.545 10.000
D2 18.095 12.639
D3 4.823 17.483
D4 17.795 5.134

実施例4
単位:mm
面データ
面番号 r d nd vd
1 47.385 3.112 1.48749 70.40
2 -35.211 1.388 1.84666 23.80
3 -89.974 14.145
4 ∞ 30.000 1.56883 56.00
5 ∞ 0.100
6 ∞ 30.000 1.56883 56.00
7 ∞ D1(可変)
8 21.485 1.997 1.83500 43.00
9 422.187 D2(可変)
10 -17.856 1.000 1.75700 47.80
11 13.604 1.014 1.84666 23.80
12 20.731 D3(可変)
13 -32.095 5.000 1.84666 23.80
14 -14.718 0.114
15 90.682 7.244 1.88300 40.80
16 -25.223 D4(可変)
18 -10.925 5.293 1.69350 50.80
19 -13.885 0.100
20 -667.883 5.311 1.70000 48.10
21 -29.318 11.000
22(瞳位置) ∞
Example 4
Unit: mm
Surface data surface number rd nd vd
1 47.385 3.112 1.48749 70.40
2 -35.211 1.388 1.84666 23.80
3 -89.974 14.145
4 ∞ 30.000 1.56883 56.00
5 ∞ 0.100
6 ∞ 30.000 1.56883 56.00
7 ∞ D1 (variable)
8 21.485 1.997 1.83500 43.00
9 422.187 D2 (variable)
10 -17.856 1.000 1.75700 47.80
11 13.604 1.014 1.84666 23.80
12 20.731 D3 (variable)
13 -32.095 5.000 1.84666 23.80
14 -14.718 0.114
15 90.682 7.244 1.88300 40.80
16 -25.223 D4 (variable)
18 -10.925 5.293 1.69350 50.80
19 -13.885 0.100
20 -667.883 5.311 1.70000 48.10
21 -29.318 11.000
22 (Eye position) ∞

各種データ
倍率(倍) 2.5 6
物体距離(mm) 400 400
撮影範囲(mm) φ74 φ64
視度(diopt) -1 -1

D1 0.309 5.044
D2 17.110 12.375
D3 1.820 12.265
D4 14.011 3.565
Various data Magnification (times) 2.5 6
Object distance (mm) 400 400
Shooting range (mm) φ74 φ64
Diopter -1 -1

D1 0.309 5.044
D2 17.110 12.375
D3 1.820 12.265
D4 14.011 3.565

Figure 0005605309
Figure 0005605309

Figure 0005605309
Figure 0005605309

LZ 観察ズーム光学系
LO 対物光学系
LE 接眼光学系
Gr1 第1群
Gr2 第2群
Gr3 第3群
Gr4 第4群
Gr5 第5群
PR 反転光学系
IM 像
EP 瞳
AX 光軸
LZ observation zoom optical system LO objective optical system LE eyepiece optical system Gr1 first group Gr2 second group Gr3 third group Gr4 fourth group Gr5 fifth group PR reversal optical system IM image EP pupil AX optical axis

Claims (9)

対物光学系と、前記対物光学系で形成される倒立像を正立させる反転光学系と、前記反転光学系で形成された正立像が瞳で観察されるようにする接眼光学系と、を備えた眼視観察光学系であって、
前記対物光学系が、物体側より順に、正パワーを有する第1群と、正パワーを有する第2群と、負パワーを有する第3群と、から成り、前記接眼光学系が、物体側より順に、正パワーを有する第4群と、正パワーを有する第5群と、から成り、前記反転光学系が前記第1群と前記第2群との間に位置し、各群間隔の変化によってズーミングが行われ、低倍率端から高倍率端へのズーミングにおいて前記第2群と前記第4群がいずれも物体側から瞳側へ移動し、前記第1群と前記第3群と前記第5群がズーミングおいて位置固定であることを特徴とする観察ズーム光学系。
An objective optical system, an inversion optical system that erects an inverted image formed by the objective optical system, and an eyepiece optical system that allows an erect image formed by the inversion optical system to be observed by a pupil A visual observation optical system,
The objective optical system includes, in order from the object side, a first group having positive power, a second group having positive power, and a third group having negative power, and the eyepiece optical system is from the object side. Sequentially, a fourth group having positive power and a fifth group having positive power are provided, and the inversion optical system is located between the first group and the second group, and each group interval is changed. In the zooming from the low magnification end to the high magnification end, both the second group and the fourth group move from the object side to the pupil side, and the first group, the third group, and the fifth group are moved . observation zoom optical system, wherein the group is Oite stationary during zooming.
前記第5群が、物体側より順に、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズと、正パワーを有するレンズと、から成ることを特徴とする請求項記載の観察ズーム光学系。 The fifth unit, in order from the object side, a meniscus lens having a concave surface on the object side, the observation zoom optical system according to claim 1, characterized in that it consists of a lens, having a positive power. 以下の条件式(1)を満足することを特徴とする請求項1又は2記載の観察ズーム光学系;
−0.5<FL2/FLt<−0.1 …(1)
ただし、
FL2:第2群の焦点距離、
FLt:高倍率端における全系の焦点距離、
である。
The following conditional expressions (1) according to claim 1 or 2, wherein the observation optical zoom system, characterized by satisfying the;
−0.5 <FL2 / FLt <−0.1 (1)
However,
FL2: focal length of the second group,
FLt: focal length of the entire system at the high magnification end,
It is.
以下の条件式(2)を満足することを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の観察ズーム光学系;
0.2<|FL23w/FL23t|<3.2 …(2)
ただし、
FL23t:高倍率端における第2群と第3群との合成焦点距離、
FL23w:低倍率端における第2群と第3群との合成焦点距離、
である。
The following conditional expression (2) observation zoom optical system according to any one of claims 1 to 3, characterized by satisfying the;
0.2 <| FL23w / FL23t | <3.2 (2)
However,
FL23t: the combined focal length of the second group and the third group at the high magnification end,
FL23w: the combined focal length of the second group and the third group at the low magnification end,
It is.
前記第2群が正の単レンズから成り、以下の条件式(3)を満足することを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の観察ズーム光学系;
0.6<(Rb+Ra)/(Rb−Ra)<1.7 …(3)
ただし、
Ra:第2群の単レンズの物体側面の曲率半径、
Rb:第2群の単レンズの瞳側面の曲率半径、
である。
The second group is composed of a positive single lens, the following conditional expression (3) Observation zoom optical system according to any one of claims 1 to 4, characterized in that satisfies;
0.6 <(Rb + Ra) / (Rb−Ra) <1.7 (3)
However,
Ra: radius of curvature of the object side surface of the second lens unit,
Rb: radius of curvature of the pupil side surface of the second lens unit
It is.
前記第4群が、物体側凹の正メニスカスレンズと両凸の正レンズとから成ることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の観察ズーム光学系。 The fourth group, the observation zoom optical system according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it consists of a concave to the object side positive meniscus lens and a biconvex positive lens. 以下の条件式(4)を満足することを特徴とする請求項記載の観察ズーム光学系;
0<|νd1−νd2|<20 …(4)
ただし、
νd1:物体側凹の正メニスカスレンズのアッベ数、
νd2:両凸の正レンズのアッベ数、
である。
The observation zoom optical system according to claim 6, wherein the following conditional expression (4) is satisfied:
0 <| νd1-νd2 | <20 (4)
However,
νd1: Abbe number of a positive meniscus lens concave on the object side,
νd2: Abbe number of a biconvex positive lens,
It is.
前記第2群が非球面を少なくとも1面有することを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の観察ズーム光学系。 Observation zoom optical system according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the second unit has at least one aspherical surface. 前記第5群が非球面を少なくとも1面有することを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の観察ズーム光学系。 Observation zoom optical system according to any one of claims 1-8, characterized in that the fifth group has at least one aspherical surface.
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