JP7389987B2 - Galilean wide-angle foveal telescope - Google Patents

Galilean wide-angle foveal telescope Download PDF

Info

Publication number
JP7389987B2
JP7389987B2 JP2019152285A JP2019152285A JP7389987B2 JP 7389987 B2 JP7389987 B2 JP 7389987B2 JP 2019152285 A JP2019152285 A JP 2019152285A JP 2019152285 A JP2019152285 A JP 2019152285A JP 7389987 B2 JP7389987 B2 JP 7389987B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
telescope
refractive power
angle
wide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019152285A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021033024A (en
Inventor
創太 清水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shibaura Institute of Technology
Original Assignee
Shibaura Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shibaura Institute of Technology filed Critical Shibaura Institute of Technology
Priority to JP2019152285A priority Critical patent/JP7389987B2/en
Publication of JP2021033024A publication Critical patent/JP2021033024A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7389987B2 publication Critical patent/JP7389987B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Telescopes (AREA)
  • Lenses (AREA)

Description

本発明は、ガリレオ式広角中心窩望遠鏡に関するものである。 The present invention relates to a Galilean wide-angle foveal telescope.

遠くの物を拡大して見るための双眼鏡や単眼鏡等の望遠鏡として、対物レンズと接眼レンズに凸レンズを用いたケプラー式のレンズ構成と、対物レンズに凸レンズを接眼レンズに凹レンズを用いたガリレオ式のレンズ構成とが知られている。ガリレオ式のレンズ構成は、正立像となるが、ケプラー式のレンズ構成では、倒立像となる。このため、双眼鏡や単眼鏡をケプラー式のレンズ構成とする場合には、対物レンズと接眼レンズとの間にリレーレンズやプリズム等の像を反転するためのレンズ系を設けている。 Telescopes such as binoculars and monoculars for magnifying distant objects have a Keplerian-style lens configuration that uses a convex lens for the objective and eyepiece, and a Galileo-style lens that uses a convex lens for the objective and a concave lens for the eyepiece. This lens configuration is known. A Galilean lens configuration results in an erect image, but a Keplerian lens configuration results in an inverted image. Therefore, when binoculars or monoculars have a Keplerian lens configuration, a lens system such as a relay lens or a prism for inverting an image is provided between the objective lens and the eyepiece.

一方、人の眼をモデルにして、視野が広く、しかも中心部では高い解像度が得られる広角中心窩光学系と称される撮像レンズ(結像系)が特許文献1により知られている。このような広角中心窩光学系では、視野の中央部の光学倍率を周辺よりも高くすることにより、中央部から注目する物体に関する多くの画像情報を得、周辺部から広範囲な情報が得られるようにしている。 On the other hand, an imaging lens (imaging system) called a wide-angle foveal optical system that is modeled on the human eye and has a wide field of view and high resolution at the center is known from Patent Document 1. In such a wide-angle foveal optical system, by making the optical magnification at the center of the field of view higher than at the periphery, a large amount of image information about the object of interest can be obtained from the center, and a wide range of information can be obtained from the periphery. I have to.

特開2005-10521号公報Japanese Patent Application Publication No. 2005-10521

ところで、広角中心窩光学系を望遠鏡(アフォーカル系)で実現する場合では、ケプラー式のものが有利である。これは、倍率の上昇にともなう視野の広さの低下の程度がケプラー式に比べてガリレオ式のレンズ構成によるものが顕著であるからである。しかしながら、ケプラー式の望遠鏡では、正立像とするために、上記のようにリレーレンズやプリズム等のレンズ系が必要になるため、望遠鏡の全長、重量が大きくなってしまい、使用者にとって取り扱いや持ち運びといった利便性を損ねるという問題がある。 By the way, when realizing a wide-angle foveal optical system with a telescope (afocal system), the Keplerian type is advantageous. This is because the degree of decrease in the width of the field of view as the magnification increases is more remarkable with the Galilean lens configuration than with the Keplerian lens configuration. However, in order to obtain an erect image, Keplerian telescopes require a lens system such as a relay lens or prism as described above, which increases the overall length and weight of the telescope, making it difficult for the user to handle and carry. There is a problem that convenience is lost.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、広角中心窩光学系であって全長を短くするうえで有利なガリレオ式広角中心窩望遠鏡を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a Galilean wide-angle foveal telescope that is a wide-angle foveal optical system and is advantageous in terms of shortening the overall length.

本発明のガリレオ式広角中心窩望遠鏡は、アフォーカル系の光学系であり、物体側から順に、1枚以上のレンズで構成され、中央部が正の屈折力を有し、周辺部が負の屈折力を有する前群と、1枚以上のレンズで構成され、中央部が負の屈折力を有し、周辺部が正の屈折力を有する後群とからなるものである。 The Galilean wide-angle foveal telescope of the present invention is an afocal optical system, and is composed of one or more lenses in order from the object side, with the central part having a positive refractive power and the peripheral part having a negative refractive power. It consists of a front group that has a refractive power and a rear group that is made up of one or more lenses and has a central portion that has a negative refractive power and a peripheral portion that has a positive refractive power.

本発明のガリレオ式広角中心窩望遠鏡によれば、中央部が正の屈折力を有し周辺部が負の屈折力を有する前群と、中央部が負の屈折力を有し周辺部が正の屈折力を有する後群とからなるレンズ構成としたので、視野が広くかつ中心部では高い倍率が得られる広角中心窩光学系の望遠鏡の全長を短くすることができる。 According to the Galilean wide-angle foveal telescope of the present invention, the front group has a front group having a positive refractive power in the center and a negative refractive power in the periphery, and a front group having a negative refractive power in the center and a positive refractive power in the periphery. Since the lens structure is made up of a rear group having a refractive power of , the total length of a telescope with a wide-angle foveal optical system that has a wide field of view and high magnification at the center can be shortened.

数値実施例1の望遠鏡のレンズ構成を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the lens configuration of the telescope of Numerical Example 1. 数値実施例2の望遠鏡のレンズ構成を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a lens configuration of a telescope in Numerical Example 2. 望遠鏡と瞳への各入射角を説明する説明図である。It is an explanatory view explaining each angle of incidence to a telescope and a pupil. 望遠鏡の観察像のシミュレーション画像を示す画像である。This is an image showing a simulation image of a telescope observation image. 従来の望遠鏡による観察範囲及び像の大きさを示す画像である。This is an image showing the observation range and image size of a conventional telescope. 数値実施例1の望遠鏡についての入射角θと瞳への入射角θとの関係を示すグラフである。2 is a graph showing the relationship between the angle of incidence θ 1 and the angle of incidence θ 2 to the pupil for the telescope of Numerical Example 1. 数値実施例1の望遠鏡の収差を示す収差図である。3 is an aberration diagram showing aberrations of the telescope of Numerical Example 1. FIG. 数値実施例2の望遠鏡についての入射角θと瞳への入射角θとの関係を示すグラフである。7 is a graph showing the relationship between the angle of incidence θ 1 and the angle of incidence θ 2 to the pupil for the telescope of Numerical Example 2. 数値実施例2の望遠鏡の収差を示す収差図である。7 is an aberration diagram showing aberrations of the telescope of Numerical Example 2. FIG.

本発明の実施形態に係るガリレオ式広角中心窩望遠鏡のレンズ構成例を図1及び図2に示す。図1及び図2は、それぞれ後述する数値実施例1及び数値実施例2のガリレオ式広角中心窩望遠鏡(以下、単に望遠鏡という)10にそれぞれ対応しており、基本的な構成は同様である。以下では、図1の構成を参照しながら本発明の実施形態に係る望遠鏡10について説明する。 An example of a lens configuration of a Galilean wide-angle foveal telescope according to an embodiment of the present invention is shown in FIGS. 1 and 2. 1 and 2 correspond to Galilean wide-angle foveal telescopes (hereinafter simply referred to as telescopes) 10 of Numerical Example 1 and Numerical Example 2, respectively, which will be described later, and have the same basic configuration. Below, a telescope 10 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the configuration of FIG.

望遠鏡10は、広角すなわち広い視野(実視界)、かつ視野の中央部で周辺部よりも高い倍率が得られる広角中心窩光学系である。この望遠鏡10は、単眼鏡として、あるいは一対の望遠鏡10により双眼鏡として利用することができる。この望遠鏡10を用いた場合、視野の中央部で観察対象を捉えて詳細に観察することができるとともに、例えば観測対象が移動したり望遠鏡10の向きが変化したりすることで、望遠鏡10に対する観察対象の方向が大きく変化してしまう場合でも、観察対象を望遠鏡10の視野内に留めておくことが可能であり、観察対象を視野の中央に容易に戻して詳細な観察を継続することができる。 The telescope 10 is a wide-angle foveal optical system that provides a wide angle, that is, a wide field of view (actual field of view), and a higher magnification in the center of the field than in the periphery. This telescope 10 can be used as a monocular or as a pair of telescopes 10 as binoculars. When using this telescope 10, it is possible to capture the observation target in the center of the field of view and observe it in detail, and when the observation target moves or the direction of the telescope 10 changes, the observation Even if the direction of the object changes significantly, it is possible to keep the observation object within the field of view of the telescope 10, and it is possible to easily return the observation object to the center of the field of view and continue detailed observation. .

望遠鏡10では、視野の中央部では歪曲を小さくしつつ、中央部から周辺部に向けて歪曲収差の係数を大きく変化させ、周辺部において大きな負の歪曲収差を発生させる。これにより、望遠鏡10を広角とし、かつその視野の中央部の倍率をより高いものとしている。 In the telescope 10, while reducing distortion in the center of the field of view, the coefficient of distortion is greatly changed from the center to the periphery, and large negative distortion is generated in the periphery. Thereby, the telescope 10 has a wide angle and the magnification of the central part of its field of view is made higher.

望遠鏡10は、物体側から順に、前群Gfと後群Grとから構成されるアフォーカル系レンズであり、アイポイントEPに位置する観察眼により望遠鏡10を通した好ましい観察が可能である。前群Gfは、1枚の第1レンズL1からなる。後群Grは、物体側から順に、第1レンズ群Gr1と第2レンズ群Gr2とから構成され、第1レンズ群Gr1は、1枚の第2レンズL2からなり、第2レンズ群Gr2は、1枚の第3レンズL3からなる。 The telescope 10 is an afocal lens composed of a front group Gf and a rear group Gr in order from the object side, and allows preferable observation through the telescope 10 with the observation eye located at the eye point EP. The front group Gf consists of one first lens L1. The rear group Gr is composed of a first lens group Gr1 and a second lens group Gr2 in order from the object side, the first lens group Gr1 is composed of one second lens L2, and the second lens group Gr2 is It consists of one third lens L3.

前群Gfとしての第1レンズL1は、中央部の屈折力(レンズパワー)P1cが正であり、周辺部の屈折力P1pが負である。後群Grは、その後群Gr全体について、中央部の屈折力Prcが負であり、周辺部の屈折力Prpが正である。 The first lens L1 serving as the front group Gf has a positive refractive power (lens power) P1c at the center and a negative refractive power P1p at the periphery. In the rear group Gr, the refractive power Prc of the central portion is negative and the refractive power Prp of the peripheral portion is positive for the entire rear group Gr.

この例では、第2レンズL2は、中央部の屈折力P2cが負、周辺部の屈折力P2pが正となっており、この第2レンズL2が主として、中央部が負、周辺部が正となる後群Grの屈折力をコントロールしている。一方の第3レンズL3は、主として、アイポイントにおける各入射方向からの光束の径を均一にしながらアイレリーフ(射出ひとみ距離)を短くして見掛け視界(=倍率×実視界)を大きくしている。このように、見掛け視界を大きくすなわち視野内の像を網膜上に広く投影することで、網膜上での像倍率を高くしながらも広い視野を確保する上で有利にしている。 In this example, the second lens L2 has a negative refractive power P2c at the center and a positive refractive power P2p at the periphery. This controls the refractive power of the rear group Gr. On the other hand, the third lens L3 mainly makes the diameter of the light beam from each incident direction at the eye point uniform, shortens the eye relief (exit pupil distance), and increases the apparent field of view (=magnification x actual field of view). . In this way, by increasing the apparent field of view, that is, by projecting the image within the field of view widely onto the retina, it is advantageous in securing a wide field of view while increasing the image magnification on the retina.

すなわち、望遠鏡10は、下記条件(1)~(3)を満たす。
(1)P1c>0、P1p<0
(2)Prc<0、Prp>0
(3)P2c<0、P2p>0
That is, the telescope 10 satisfies the following conditions (1) to (3).
(1) P1c>0, P1p<0
(2) Prc<0, Prp>0
(3) P2c<0, P2p>0

上記条件(1)と条件(2)は、視野の中央部の倍率をより高くしながらより広い視野を得るための条件であり、これらの条件により、望遠鏡10は、視野の中央部がガリレオ式であって周辺部が逆ガリレオ式のレンズ構成となる。 Conditions (1) and (2) above are conditions for obtaining a wider field of view while increasing the magnification in the central part of the field of view.With these conditions, the telescope 10 has a Galilean-style central part of the field of view. The peripheral part has an inverted Galilean lens configuration.

図1及び図2に示す例では、前群Gf、第1レンズ群Gr1及び第2レンズ群Gr2を、それぞれ1枚のレンズで構成しているが、第1レンズL1、第2レンズL2及び第3レンズL3と同等の機能を有するように、前群Gf、第1レンズ群Gr1及び第2レンズ群Gr2のそれぞれを、またはそれらの一部を複数枚のレンズで構成してもよい。また、後群Grを1枚のレンズで構成してもよい。上記条件(1)、(2)に対応する前群Gf及び後群Grの各屈折力の関係は、前群Gfの中央部の屈折力をPfc、周辺部の屈折力をPfpとして、次の各条件(1a)、(2a)のようになる。なお、図1及び図2に示す例のように、後群Grを複数枚のレンズで構成することは、それによって後群Grの各レンズの面形状の自由度を高くすることができるので、レンズ加工を容易にする観点から好ましい態様である。
(1a)Pfc>0、Pfp<0
(2a)Prc<0、Prp>0
In the example shown in FIGS. 1 and 2, the front group Gf, the first lens group Gr1, and the second lens group Gr2 are each composed of one lens, but the first lens L1, the second lens L2, and the Each of the front group Gf, the first lens group Gr1, and the second lens group Gr2, or a part thereof, may be configured with a plurality of lenses so as to have the same function as the three lenses L3. Further, the rear group Gr may be composed of one lens. The relationship between the refractive powers of the front group Gf and the rear group Gr corresponding to the above conditions (1) and (2) is as follows, where the refractive power of the central part of the front group Gf is Pfc, and the refractive power of the peripheral part is Pfp. The conditions are as shown in (1a) and (2a). As shown in the examples shown in FIGS. 1 and 2, configuring the rear group Gr with a plurality of lenses increases the degree of freedom in the surface shape of each lens in the rear group Gr. This is a preferred embodiment from the viewpoint of facilitating lens processing.
(1a) Pfc>0, Pfp<0
(2a) Prc<0, Prp>0

上記のようなレンズ構成により、望遠鏡10は、その全長を短くすることが可能である。また、望遠鏡10を構成するレンズの枚数を少なくできるので、望遠鏡10の重量を低減する上で有利である。 With the above lens configuration, the telescope 10 can have a short overall length. Furthermore, since the number of lenses constituting the telescope 10 can be reduced, this is advantageous in reducing the weight of the telescope 10.

望遠鏡10は、視野の中央部で高い倍率を得ながら十分な広い視野を得るという観点から、その視野中心の倍率αの視野外周の倍率αに対する倍率比が3以上(α/α≧3)であることが好ましい。ここでいう倍率α、αは、図3に示すように、肉眼で見た物体の角度(望遠鏡への入射角)θ(°)に対する、望遠鏡10を通して見たときの同じ物体のみかけの像の角度(瞳または網膜への入射角)θ(°)の比(=θ)であって、光軸上の共役点を通る共役な光線の光軸に対する角度の比(角倍率)である。 From the viewpoint of obtaining a sufficiently wide field of view while obtaining high magnification at the center of the field of view, the telescope 10 has a magnification ratio of 3 or more ( α 1 / α 2 It is preferable that ≧3). As shown in FIG. 3, the magnifications α 1 and α 2 here refer to the appearance of the same object when viewed through the telescope 10 relative to the angle of the object seen with the naked eye (angle of incidence on the telescope) θ 1 (°). The ratio of the image angle (angle of incidence on the pupil or retina) θ 2 (°) (= θ 21 ), which is the ratio of the angle to the optical axis of the conjugate ray passing through the conjugate point on the optical axis. (angular magnification).

なお、視野中心の倍率αに対応する入射角θ1、θは、いずれも「0°」になるが、この場合に、視野中心の倍率αは、例えば、後述する図6及び図8のように、入射角θと入射角θとの関係を示す像高カーブの傾きによって求めることができる。 Incidentally, the incident angles θ 1 and θ 2 corresponding to the magnification α 1 at the center of the visual field are both “0°,” but in this case, the magnification α 1 at the center of the visual field is, for example, as shown in FIGS. 8, it can be determined by the slope of the image height curve showing the relationship between the incident angle θ 1 and the incident angle θ 2 .

図4に望遠鏡10によって観察される観察像をシミュレーションしたシミュレーション画像を示す。このシミュレーション画像は、図5に示す広角画像から作成したものである。広角画像は、望遠鏡10の実視界と同等の広視野の望遠鏡によって観察される観察像の範囲と像の大きさを示すものであるが、実際にはシミュレーション画像が想定する望遠鏡10による観察位置から、対角画角が望遠鏡10の実視界と同程度となる広角レンズを用いて撮影した画像である。図5の広角画像からわかるように、一般的に、望遠鏡の実視界を広くすると、望遠鏡の向き(光軸の方向)を変化させなくても広い範囲を観察できるが、倍率が低く視野内の観察対象を十分に認識するのが難しい。これに対して、望遠鏡10では、図4のシミュレーション画像からわかるように、広角画像と同様な広い範囲を観察しながら、中央部の観察対象を高い倍率で観察できる。 FIG. 4 shows a simulation image obtained by simulating an observed image observed by the telescope 10. This simulation image was created from the wide-angle image shown in FIG. The wide-angle image shows the range and size of the observed image observed by a telescope with a wide field of view equivalent to the real field of view of the telescope 10, but in reality, the range and size of the image are different from the observation position of the telescope 10 assumed by the simulation image. , is an image taken using a wide-angle lens whose diagonal angle of view is comparable to the actual field of view of the telescope 10. As can be seen from the wide-angle image in Figure 5, if the actual field of view of a telescope is widened, it is possible to observe a wide range without changing the direction of the telescope (direction of the optical axis). Difficulty fully recognizing what is being observed. On the other hand, with the telescope 10, as can be seen from the simulation image in FIG. 4, the object to be observed in the center can be observed at high magnification while observing a wide range similar to a wide-angle image.

次に、望遠鏡10の数値実施例について説明する。 Next, numerical examples of the telescope 10 will be described.

[数値実施例1]
図1に示されるように、数値実施例1の望遠鏡10は、物体側から順に、前群Gfとしての第1レンズL1と、後群Grの第1レンズ群Gr1としての第2レンズL2及び第2レンズ群Gr2としての第3レンズL3とから構成される3枚構成である。第1レンズL1は、中央部の屈折力P1cが正、周辺部の屈折力P1pが負である。後群Grは、その全体で中央部の屈折力Prcが負であり、周辺部の屈折力Prpが正である。また、第2レンズL2は、中央部の屈折力P2cが負、周辺部の屈折力P2pが正である。
[Numerical Example 1]
As shown in FIG. 1, the telescope 10 of Numerical Example 1 includes, in order from the object side, a first lens L1 as the front group Gf, a second lens L2 as the first lens group Gr1 of the rear group Gr, and a second lens L2 as the first lens group Gr1 of the rear group Gr. It has a three-lens configuration including a third lens L3 as a second lens group Gr2. The first lens L1 has a positive refractive power P1c at the center and a negative refractive power P1p at the periphery. The entire rear group Gr has a negative refractive power Prc at the center and a positive refractive power Prp at the periphery. Further, the second lens L2 has a negative refractive power P2c at the center and a positive refractive power P2p at the periphery.

数値実施例1の望遠鏡10のレンズデータを表1に示す。表1中の「面番号」は、物体側から順にレンズ面に付した番号である。面番号に付した「*」は、その面が非球面であることを示している。「曲率半径」の欄には、各レンズ面の曲率半径を、「面間隔」の欄には、各レンズ面の光軸上における次のレンズ面との間のレンズ厚みあるいは空気間隔をそれぞれ示している。面番号「6」の「面間隔」の欄には、望遠鏡10のアイレリーフを示してある。曲率半径及び面間隔の単位は「mm」である。「nd」の欄には、各光学要素のd線(波長587.6nm)に対する屈折率を示し、「νd」の欄には、各光学要素のd線に対するアッベ数を示す。「Materials」の欄には、各光学要素の材料(この例では樹脂の種類)を示しており、「PMMA」は、ポリメタクリル酸メチル樹脂である。なお、空気間隔に対応する「Materials」の欄には「空気」を記してある。アイレリーフは、光軸上における第3レンズL3の瞳側の最後面から射出瞳(アイポイント)までの距離である。 Table 1 shows the lens data of the telescope 10 of Numerical Example 1. The "surface number" in Table 1 is a number assigned to the lens surface in order from the object side. The "*" attached to the surface number indicates that the surface is an aspherical surface. The "Radius of curvature" column shows the radius of curvature of each lens surface, and the "Surface spacing" column shows the lens thickness or air gap between each lens surface and the next lens surface on the optical axis. ing. The eye relief of the telescope 10 is shown in the "plane spacing" column of the plane number "6". The unit of the radius of curvature and the interplanar spacing is "mm". The "nd" column shows the refractive index of each optical element for the d-line (wavelength 587.6 nm), and the "vd" column shows the Abbe number of each optical element for the d-line. The "Materials" column shows the material (in this example, the type of resin) of each optical element, and "PMMA" is polymethyl methacrylate resin. Note that "air" is written in the "Materials" column corresponding to the air interval. The eye relief is the distance from the rearmost surface of the third lens L3 on the pupil side to the exit pupil (eye point) on the optical axis.

Figure 0007389987000001
Figure 0007389987000001

レンズの非球面形状は、表2に示される円錐係数k、非球面係数A、A、A・・・を用いて次の非球面式で表される。 The aspheric shape of the lens is expressed by the following aspheric formula using the conic coefficient k and the aspheric coefficients A 2 , A 4 , A 6 . . . shown in Table 2.

Figure 0007389987000002
Figure 0007389987000002

上記式中の各値は次の通りである。
Z:光軸方向のサグ量(mm)
s:光軸からの距離(mm)
C:曲率(近軸曲率半径の逆数)
k:円錐定数
、A、A・・・:4次、6次、8次・・・の非球面係数
Each value in the above formula is as follows.
Z: Sag amount in the optical axis direction (mm)
s: Distance from optical axis (mm)
C: Curvature (reciprocal of paraxial radius of curvature)
k: conic constant A 4 , A 6 , A 8 ...: 4th, 6th, 8th... aspheric coefficients

Figure 0007389987000003
Figure 0007389987000003

上記レンズデータに示される数値実施例1の望遠鏡10の主要な諸元は、下記の通りである。レンズ全長は、光軸上におけるレンズ最前面からレンズ最後面までの距離である。また、数値実施例1の望遠鏡10についての、上述の入射角θと入射角θとの関係(像高カーブ)を図6に示す。図6の像高カーブの傾きは、望遠鏡10の倍率を示している。
レンズ全長 :29.97mm
射出瞳径 :2.0mm
実視界(2ω):30°
倍率比(α/α):20(倍率α:5.0倍、倍率α:0.25)
The main specifications of the telescope 10 of Numerical Example 1 shown in the above lens data are as follows. The total length of the lens is the distance from the frontmost surface of the lens to the rearmost surface of the lens on the optical axis. Further, FIG. 6 shows the relationship (image height curve) between the above-mentioned incident angle θ 1 and incident angle θ 2 for the telescope 10 of Numerical Example 1. The slope of the image height curve in FIG. 6 indicates the magnification of the telescope 10.
Lens total length: 29.97mm
Exit pupil diameter: 2.0mm
Actual field of view (2ω): 30°
Magnification ratio (α 12 ): 20 (magnification α 1 : 5.0 times, magnification α 2 : 0.25)

上記のように数値実施例1の望遠鏡10は、全長が約30mmと短いながらも、30°という広い視界と、視野の中央部で5倍という高い倍率が得られている。また、図6のグラフから、望遠鏡10の視野の中央部では、大きな倍率が得られ、そして視野の中央部から周辺部に向かって倍率が急激に低下して、広い視野が得られていることがわかる。 As described above, although the telescope 10 of Numerical Example 1 has a short overall length of about 30 mm, it has a wide field of view of 30° and a high magnification of 5 times in the center of the field of view. Furthermore, from the graph in FIG. 6, a large magnification is obtained in the center of the field of view of the telescope 10, and the magnification decreases rapidly from the center to the periphery, resulting in a wide field of view. I understand.

上記望遠鏡10の像面湾曲と歪曲収差を図7にそれぞれ示す。図7では、F線(波長486.1nm)、d線、C線(波長656.3nm)についての像面湾曲を示してあり、実線がタンジェンシャル像面の像面湾曲を、破線がサジタル像面における像面湾曲を示している。また、図7に示される像面湾曲と歪曲収差からわかるように、望遠鏡10は、視野全体に渡って良い結像が得られる。中でも0.5°以下の小さな入射角度に対応した視野中心部分において歪みの少ない特に非常に良い結像を得ることが出来る。さらに1.5°から10°までの視野範囲において,徐々にひずみが大きくなりながら特に良い結像を得ることが出来る。 The curvature of field and distortion of the telescope 10 are shown in FIG. 7, respectively. Figure 7 shows the field curvature for the F-line (wavelength 486.1 nm), d-line, and C-line (wavelength 656.3 nm), where the solid line represents the field curvature of the tangential image plane, and the broken line represents the sagittal image. It shows the curvature of field in the plane. Further, as can be seen from the field curvature and distortion shown in FIG. 7, the telescope 10 can obtain good imaging over the entire field of view. Especially, very good imaging with little distortion can be obtained in the central part of the visual field that corresponds to a small incident angle of 0.5° or less. Furthermore, in the field of view range from 1.5° to 10°, particularly good imaging can be obtained while the distortion gradually increases.

[数値実施例2]
数値実施例2の望遠鏡10は、図2に示されるように、数値実施例1の望遠鏡10と同じく、物体側から順に、前群Gfとしての第1レンズL1と、後群Grの第1レンズ群Gr1としての第2レンズL2及び第2レンズ群Gr2としての第3レンズL3とから構成される3枚構成である。第1レンズL1は、中央部の屈折力P1cが正、周辺部の屈折力P1pが負である。後群Grは、その全体で中央部の屈折力Prcが負であり、周辺部の屈折力Prpが正である。また、第2レンズL2は、中央部の屈折力P2cが負、周辺部の屈折力P2pが正である。
[Numerical Example 2]
As shown in FIG. 2, the telescope 10 of Numerical Example 2, like the telescope 10 of Numerical Example 1, includes, in order from the object side, a first lens L1 as the front group Gf and a first lens of the rear group Gr. It has a three-lens configuration including a second lens L2 as a group Gr1 and a third lens L3 as a second lens group Gr2. The first lens L1 has a positive refractive power P1c at the center and a negative refractive power P1p at the periphery. The entire rear group Gr has a negative refractive power Prc at the center and a positive refractive power Prp at the periphery. Further, the second lens L2 has a negative refractive power P2c at the center and a positive refractive power P2p at the periphery.

数値実施例2の望遠鏡10のレンズデータを次の表3に示す。また、望遠鏡10の各レンズの非球面形状は、表4に示される円錐係数k、非球面係数A、A、A・・・を用いて上述の非球面式で表される。図8に望遠鏡10についての入射角θと入射角θとの関係を示す像高カーブを、また図9に望遠鏡10についての像面湾曲と歪曲収差をそれぞれ示す。表3、表4の項目、図9の像面湾曲と歪曲収差は、数値実施例1のものと同様に示してある。 Lens data of the telescope 10 of Numerical Example 2 is shown in Table 3 below. Further, the aspheric shape of each lens of the telescope 10 is expressed by the above-mentioned aspheric formula using the conic coefficient k and the aspheric coefficients A 2 , A 4 , A 6 . . . shown in Table 4. FIG. 8 shows an image height curve showing the relationship between the incident angle θ 1 and the incident angle θ 2 for the telescope 10, and FIG. 9 shows the field curvature and distortion aberration for the telescope 10. The items in Tables 3 and 4 and the field curvature and distortion in FIG. 9 are shown in the same manner as in Numerical Example 1.

Figure 0007389987000004
Figure 0007389987000004

Figure 0007389987000005
Figure 0007389987000005

上記レンズデータに示される数値実施例2の望遠鏡10の主要な諸元は、下記の通りである。
レンズ全長 :23.57mm
射出瞳径 :4mm
実視界(2ω):30°
倍率比(α/α):3.0(倍率α:1.5、倍率α:0.5)
The main specifications of the telescope 10 of Numerical Example 2 shown in the above lens data are as follows.
Lens total length: 23.57mm
Exit pupil diameter: 4mm
Actual field of view (2ω): 30°
Magnification ratio (α 12 ): 3.0 (magnification α 1 :1.5, magnification α 2 :0.5)

数値実施例2の望遠鏡10についても、全長を約20mmと短くしながらも、30°という広い視界と、視野の中央部での1.5倍という高い倍率が得られている。また、図8のグラフからわかるように、数値実施例2の望遠鏡10についても、視野の中央部で大きな倍率が得られ、そして視野の中央部から周辺部に向かって倍率が急激に低下して、広い視野が得られていることがわかる。さらに、図9に示される像面湾曲と歪曲収差からわかるように、望遠鏡10は、視野全体に渡って特に良い結像が得られる。 The telescope 10 of Numerical Example 2 also has a wide field of view of 30° and a high magnification of 1.5 times at the center of the field of view, although the overall length is short to about 20 mm. Furthermore, as can be seen from the graph in FIG. 8, the telescope 10 of Numerical Example 2 also has a large magnification in the center of the field of view, and then the magnification decreases rapidly from the center of the field of view toward the periphery. It can be seen that a wide field of view is obtained. Furthermore, as can be seen from the field curvature and distortion shown in FIG. 9, the telescope 10 provides particularly good imaging over the entire field of view.

10 望遠鏡
Gf 前群
Gr 後群
Gr1 第1レンズ群
Gr2 第2レンズ群
L1~L3 レンズ

10 Telescope Gf Front group Gr Rear group Gr1 1st lens group Gr2 2nd lens group L1 to L3 Lens

Claims (3)

アフォーカル系の光学系であり、
物体側から順に、1枚の第1レンズで構成され、中央部が入射する平行光束を狭めるような正の屈折力を有し、周辺部が入射する平行光束を広げるような負の屈折力を有する前群と、物体側から順に1枚の第2レンズと1枚の第3レンズとから構成され、全体として、中央部が入射する平行光束を広げるような負の屈折力を有し、周辺部が入射する平行光束を狭めるような正の屈折力を有する後群とからなる
ことを特徴とするガリレオ式広角中心窩望遠鏡。
It is an afocal optical system,
Consisting of one first lens in order from the object side, the central part has a positive refractive power that narrows the incident parallel light beam , and the peripheral part has a negative refractive power that widens the incident parallel light beam. It consists of a front group with a front lens, one second lens and one third lens in order from the object side , and as a whole, the central part has a negative refractive power that spreads the incident parallel light flux, and the peripheral part has a negative refractive power that spreads the incident parallel light flux. A Galilean wide-angle foveal telescope characterized by comprising a rear group having a positive refractive power that narrows an incident parallel beam of light .
記第2レンズは、中央部がの屈折力を有し周辺部がの屈折力を有する
ことを特徴とする請求項1に記載のガリレオ式広角中心窩望遠鏡。
The Galilean wide-angle foveal telescope according to claim 1, wherein the second lens has a negative refractive power at a central portion and a positive refractive power at a peripheral portion.
視野中心の倍率をα1、視野外周の倍率をα2としたときに、倍率比α1/α2が3以
上であることを特徴とする請求項1または2に記載のガリレオ式広角中心窩望遠鏡。
The Galilean wide-angle foveal telescope according to claim 1 or 2, wherein the magnification ratio α1/α2 is 3 or more, where α1 is the magnification at the center of the visual field and α2 is the magnification at the outer periphery of the visual field.
JP2019152285A 2019-08-22 2019-08-22 Galilean wide-angle foveal telescope Active JP7389987B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019152285A JP7389987B2 (en) 2019-08-22 2019-08-22 Galilean wide-angle foveal telescope

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019152285A JP7389987B2 (en) 2019-08-22 2019-08-22 Galilean wide-angle foveal telescope

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021033024A JP2021033024A (en) 2021-03-01
JP7389987B2 true JP7389987B2 (en) 2023-12-01

Family

ID=74678215

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019152285A Active JP7389987B2 (en) 2019-08-22 2019-08-22 Galilean wide-angle foveal telescope

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7389987B2 (en)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022134011A (en) * 2021-03-02 2022-09-14 株式会社三洋物産 game machine
JP2022134014A (en) * 2021-03-02 2022-09-14 株式会社三洋物産 game machine
JP2022134012A (en) * 2021-03-02 2022-09-14 株式会社三洋物産 game machine
JP2022134008A (en) * 2021-03-02 2022-09-14 株式会社三洋物産 game machine
JP2022134013A (en) * 2021-03-02 2022-09-14 株式会社三洋物産 game machine
JP2022134009A (en) * 2021-03-02 2022-09-14 株式会社三洋物産 game machine
JP2022134015A (en) * 2021-03-02 2022-09-14 株式会社三洋物産 game machine
JP2022134010A (en) * 2021-03-02 2022-09-14 株式会社三洋物産 game machine
CN115291383A (en) * 2022-09-01 2022-11-04 舜宇光学(中山)有限公司 Eyepiece lens

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011107631A (en) 2009-11-20 2011-06-02 Panasonic Corp Imaging lens, imaging apparatus using the same, and portable device mounting the imaging apparatus
JP2016527067A (en) 2013-08-12 2016-09-08 ロンドン アイ ホスピタル ファーマ Intraocular lens system

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0664237B2 (en) * 1986-12-23 1994-08-22 コニカ株式会社 Daylight type variable magnification finder
JPH04264411A (en) * 1991-02-19 1992-09-21 Asahi Optical Co Ltd Albada zoom finder
JP3072157B2 (en) * 1991-09-10 2000-07-31 旭光学工業株式会社 Zoom finder
JP3681132B2 (en) * 1996-03-22 2005-08-10 フジノン株式会社 Zoom finder

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011107631A (en) 2009-11-20 2011-06-02 Panasonic Corp Imaging lens, imaging apparatus using the same, and portable device mounting the imaging apparatus
JP2016527067A (en) 2013-08-12 2016-09-08 ロンドン アイ ホスピタル ファーマ Intraocular lens system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021033024A (en) 2021-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7389987B2 (en) Galilean wide-angle foveal telescope
JP3009056B2 (en) Eyepiece
JP5479818B2 (en) Optical system and endoscope apparatus including the same
JP4756901B2 (en) Eyepiece lens and optical instrument using the same
JP6615068B2 (en) Eyepiece and imaging device
US7075730B2 (en) Zoom lens system and image pickup apparatus including the same
JP5632714B2 (en) Eyepiece zoom optical system and optical apparatus
JP5639625B2 (en) Imaging optical system and imaging apparatus having the same
JP3713250B2 (en) Eyepiece variable magnification optical system
JP4997845B2 (en) Viewfinder optical system and optical apparatus having the same
JP4634578B2 (en) Endoscope objective variable magnification optical system
JPH11174345A (en) Wide visual field ocular
JP5506535B2 (en) Imaging lens and inspection apparatus equipped with the imaging lens
JP3340686B2 (en) Eyepiece zoom optical system
JP5377402B2 (en) Eyepiece lens and optical apparatus provided with the eyepiece lens
JP2019215411A (en) Eyepiece optical system, electronic view finder, and imaging apparatus
JP5554598B2 (en) Viewfinder optical system
JP3689356B2 (en) Medium telephoto lens
JP6071504B2 (en) Viewfinder optical system and imaging device
JP2011017978A (en) Eye-piece zoom optical system
JP6898601B2 (en) Observation optics
JP5912769B2 (en) Eyepieces and optical equipment
JP2017219742A (en) Observation optical system
JP5422214B2 (en) Eyepieces and optical equipment
JP3454296B2 (en) Eyepiece

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220818

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230601

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230606

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20230731

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231005

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20231024

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20231113

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7389987

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113