JPH08254660A

JPH08254660A - 接眼レンズ

Info

Publication number: JPH08254660A
Application number: JP8023355A
Authority: JP
Inventors: Moriyasu Kanai; 守康金井
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1995-01-17
Filing date: 1996-01-17
Publication date: 1996-10-01

Abstract

(57)【要約】【課題】従来のプラスチック製接眼レンズは、貼合わ
せ面が存在するために貼合わせ作業にかかる組立コスト
が高いという問題がある。【解決手段】物体側からアイポイントＥＰ側に向けて
順に、正の第１レンズＬ1と、負の第２レンズＬ2と、正
の第３レンズＬ3と、正の第４レンズＬ4とが互いに離間
しつつ配列して構成される。第１レンズＬ1〜第４レン
ズＬ4中の少なくとも一枚がプラスチックレンズであ
る。そして、第１レンズＬ1のアイポイント側の面ｒ2、
第２レンズＬ2の物体側の面ｒ3、アイポイント側の面ｒ
4、第３レンズＬ3の物体側の面ｒ5のうちの一面、ある
いは二面が非球面として構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、双眼鏡用の接眼
レンズに関し、特に、４群４枚構成で貼り合わせ部分の
ない接眼レンズに関する。

【０００２】

【従来の技術】４群４枚で構成される従来の接眼レンズ
は、例えば特開昭６０−５７３１５号公報に開示され
る。この公報は、顕微鏡用として設計された接眼レンズ
を開示しているが、高屈折率のガラスレンズを使用して
いるため材料コストが嵩むという難点がある。

【０００３】双眼鏡用の接眼レンズとしては、材料とし
てガラスより安価なプラスチックを利用した接眼レンズ
が用いられている。プラスチックレンズを使用した双眼
鏡用の接眼レンズは、例えば特開平３−８７７１０号公
報、特開平３−８７７０９号公報に開示されている。こ
れらの公報に開示される接眼レンズは、２枚の正レンズ
と、１枚または２枚の負レンズとにより構成されてい
る。

【０００４】ただし、プラスチックレンズは、選択可能
な屈折率がガラスレンズと比較して低いため、パワーを
得るためには曲率半径を小さくする必要がある。面の曲
率半径が小さくなれば、面の周辺部を通る光束は大きな
コマ収差を発生し、あいるはレンズから射出する際に全
反射する可能性がある。このため、上記の公報に開示さ
れるプラスチック製の接眼レンズの多くは、正レンズと
負レンズとの曲率半径の小さい面どうしを貼り合わせて
構成している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のプラスチック製の接眼レンズは、材料コストは
ガラスレンズと比較して安価なものの、貼り合わせ面が
存在するために貼り合わせ作業にかかる組立コストが高
いという問題がある。

【０００６】

【発明の目的】この発明は、上述した従来技術の課題に
鑑みてなされたものであり、材料コスト、組立コストが
共に低く、かつ、周辺光束によるコマ収差の発生や全反
射を防ぐことができる接眼レンズの提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明にかかる接眼レ
ンズは、上記の目的を達成させるため、物体側から順
に、正の第１レンズと、負の第２レンズと、正の第３レ
ンズと、正の第４レンズとが互いに離間しつつ配列して
構成され、これらのレンズ中の少なくとも一枚はプラス
チックレンズであり、かつ、このプラスチックレンズの
少なくとも一面が以下の条件(１)を満たす非球面である
ことを特徴とする。

【０００８】

【数３】

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明にかかる接眼レン
ズの実施形態を説明する。実施形態の接眼レンズは、例
えば図１に示されるように、図中左側となる物体側に配
置された視野絞りＦＳからアイポイントＥＰ側に向けて
順に、正の第１レンズＬ1と、負の第２レンズＬ2と、正
の第３レンズＬ3と、正の第４レンズＬ4とが互いに離間
しつつ配列して構成される。全てのレンズを独立して設
けることにより、貼り合わせによる組立コストの上昇を
抑えることができる。また、正レンズを３枚とすること
で正のパワーを分散させることにより、正レンズの曲率
半径を比較的大きくすることができ、これによりコマ収
差の発生や全反射を防止することができる。

【００１０】また、第１レンズＬ1〜第４レンズＬ4中の
少なくとも一枚、実施例では第１、第２第３レンズがプ
ラスチックレンズであり、第４レンズのみがガラスレン
ズである。一部にプラスチックレンズを使用することに
より、全系にガラスレンズを使用する場合と比較して材
料コストを低減することが可能となる。コスト低減のた
めには、第４レンズをも含めて全てのレンズをプラスチ
ックレンズとすることが望ましいが、第４レンズをプラ
スチックレンズとするとアイポイント側の外部に露出す
る面に傷がつきやすくなるため、第４レンズには傷が付
きにくいガラスレンズを用いている。

【００１１】第１レンズＬ1のアイポイント側の面ｒ2、
第２レンズＬ2の物体側の面ｒ3、アイポイント側の面ｒ
4、第３レンズＬ3の物体側の面ｒ5のうちの一面、ある
いは二面が以下の条件(１)を満たす非球面として構成さ
れている。

【００１２】

【数４】

【００１３】条件(１)は、周辺部の屈折力が強くなり過
ぎないようにするための条件である。球面では、光軸か
らの高さｈが|ｒn|に近くなると、ｄ²ｘ／ｄｈ²が急激
に変化し、コマ収差、非点隔差、歪曲収差が大きくな
る。よって、ｄ²ｘ／ｄｈ²が急激に変化しないような非
球面を用いることにより、コマ収差、非点隔差、歪曲収
差を良好に補正すると共に、非球面を用いない場合に周
辺部で補正過剰となる色収差を適度に補正することが可
能となる。

【００１４】なお、第ｎ面の光軸からの高さｈのメリデ
ィオナル方向の曲率半径ｒ_nhおよびｄ²ｘ／ｄｈ²は、以
下の計算式により求められる。非球面は、光軸からの高
さがｈとなる非球面上の座標点の非球面頂点の接平面か
らの距離(サグ量)をｘ、非球面頂点の曲率(1/r)をｃ、
円錐係数をＫ、第2i次の非球面係数をＡ_2iとして、以下
の式(６)で表される。

【００１５】

【数５】

【００１６】式(６)の一次微分は式(７)、二次微分は式
(８)により表され、メリディオナル方向の曲率半径ｒ_nh
は、これらに基づき式(９)により表される。

【００１７】

【数６】

【００１８】また、実施例の接眼レンズは、第ｎレンズ
(ｎ＝１，２，３，４)の焦点距離をｆn、アッベ数をν
n、１／(ｆnνn)で表される焦点距離とアッベ数との積
の逆数をＰn、物体側よりｎ番目の面の近軸曲率半径を
ｒnとして、以下の条件(２)(３)(４)を満たす。

【００１９】０．４＜ｆ1／ｆ3＜１．２ …(２) ０．８＜｜Ｐ2／(Ｐ1＋Ｐ3＋Ｐ4)｜＜１．２ …(３) ０．７＜ｒ3／ｒ2＜１．２５ …(４)

【００２０】条件(２)は、正の第１レンズと第３レンズ
とのパワー配分を規定し、これを満たすことにより、コ
マ収差、歪曲収差を良好に補正することができる。条件
(２)の下限を下回る場合には第１レンズのパワーが過大
となり、上限を越える場合には第３レンズのパワーが過
大となる。いずれかのレンズのパワーが過大となると、
そのレンズの面の曲率半径が小さくなるため、コマ収
差、歪曲収差が発生し易くなる。

【００２１】条件(３)は、正レンズと負レンズとで倍率
色収差を相殺するための条件である。この条件の下限を
下回る場合には、負レンズのパワーが正レンズと比較し
て弱く、あるいは負レンズの分散が正レンズと比較して
小さいために色収差が補正不足となり、反対に条件(３)
の上限を越える場合には、負レンズのパワー、あるいは
分散が過大となって色収差が補正過剰となる。

【００２２】一般に屈折率の低いプラスチックレンズを
用いる場合、所定のパワーを得るためには曲率半径を小
さく設定する必要がある。この発明のレンズは、従来の
プラスチック製の接眼レンズと比較すれば曲率半径を大
きくすることができるが、ガラス製の接眼レンズと比較
すると曲率半径は小さくならざるを得ない。

【００２３】条件(４)は、比較的曲率半径が小さくなる
第２面と第３面との曲率半径のバランスをとると共に、
これらの面間距離を短くすることにより、両面で発生す
る諸収差を打ち消し合わせるための条件となる。この条
件の下限を下回る場合には第３面の曲率半径が過小とな
り、上限を越える場合には第２面の曲率半径が過小とな
り、いずれの場合にも一方の面で発生する収差を他方の
面で相殺することができず、コマ収差、非点収差、歪曲
収差が残存する。

【００２４】さらに、実施例の接眼レンズは、第２レン
ズのアイポイント側の面の光軸からの高さｈにおけるメ
リディオナル方向の曲率半径ｒ4hが、以下の条件(５)を
満たすよう設計されている。

【００２５】１．１ｆ＜｜ｒ4h｜＜５．０ｆ …(５) ただし、第１レンズから第４レンズまでの合成焦点距離
をｆとして、ｈ＝０．３３３ｆである。

【００２６】条件(５)は、比較的パワーが強くなりやす
い第１レンズ〜第３レンズが相対的に偏心した際に発生
する収差の量を少なくするための条件、すなわち、偏心
に対する感度を低く保つための条件である。

【００２７】条件(５)の上限を越える場合には、第４面
のパワーが弱くなり、これを補うために第３面のパワー
を強くしなければならず、第１レンズと第２レンズとの
相対的な偏心誤差に対する感度が高くなる。逆に、条件
(５)の下限を下回る場合には、第４面のパワーが強くな
り、第２レンズと第３レンズとの相対的な偏心誤差に対
する感度が高くなる。条件(５)を満たすことにより、第
１レンズと第３レンズとに対する第２レンズの相対的な
偏心による全系の収差劣化の度合いをバランスよく低く
保つことができる。

【００２８】

【実施例】次に、上記の実施形態に基づくこの発明の具
体的な実施例を５例説明する。

【００２９】

【実施例１】図１は、この発明の実施例１にかかる接眼
レンズを示す。具体的な数値構成は、表１に示される。
表中の記号ｆは焦点距離、Ｂは半画角、ｄ0は視野絞り
から第１レンズＬ1の物体側面までの光軸上の距離、Ｅ
Ｌはアイレリーフ、ｒは曲率半径、ｄは光軸上のレンズ
厚および空気間隔、ｎはｄ線(588nm)における屈折率、
νはアッベ数である。図２は、実施例１のｇ線(436nm)
とｃ線(656nm)とで表される倍率色収差、非点収差(Ｓ：
サジタル、Ｍ：メリディオナル)、歪曲収差を示す。

【００３０】実施例１の接眼レンズは、第１レンズＬ1
のアイポイント側の面(第２面)が、非球面により構成さ
れている。なお、表１における非球面の曲率半径は、非
球面頂点の曲率半径であり、これらの面の円錐係数、非
球面係数は表２に示される。６次以上の非球面係数は全
て０であるため、記載を省略する。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【表２】第２面 K =-0.10000×10 A4 = 0.26581×10^-4

【００３３】

【実施例２】図３は、この発明の実施例２にかかる接眼
レンズを示す。この例では、第１レンズＬ1のアイポイ
ント側の面(第２面)と第２レンズＬ2の物体側の面(第３
面)とが、非球面により構成されている。実施例２の具
体的な数値構成は表３、非球面係数は表４に示される。
図４は、実施例２の諸収差を示す。

【００３４】

【表３】

【００３５】

【表４】第２面 K =-0.10000×10 A4 = 0.14421×10^-3 第３面 K =-0.10000×10 A4 = 0.40620×10^-4

【００３６】

【実施例３】図５は、この発明の実施例３にかかる接眼
レンズを示す。この例では、第３レンズＬ3の物体側の
面(第５面)が、非球面により構成されている。実施例３
の具体的な数値構成は表５、非球面係数は表６に示され
る。図６は、実施例３の諸収差を示す。

【００３７】

【表５】

【００３８】

【表６】第５面 K =-0.10000×10 A4 =-0.10255×10^-3

【００３９】

【実施例４】図７は、この発明の実施例４にかかる接眼
レンズを示す。この例では、第２レンズＬ2のアイポイ
ント側の面(第４面)と第３レンズＬ3の物体側の面(第５
面)とが、非球面により構成されている。実施例４の具
体的な数値構成は表７、非球面係数は表８に示される。
図８は、実施例４の諸収差を示す。

【００４０】

【表７】

【００４１】

【表８】第４面 K =-0.10000×10 A4 =-0.83728×10^-4 第５面 K =-0.10000×10 A4 =-0.18534×10^-3

【００４２】

【実施例５】図９は、この発明の実施例５にかかる接眼
レンズを示す。実施例５は、第１レンズＬ1の物体側に
配置された視野絞りＦＳより物体側に、負の補助レンズ
群Ｌaが設けられている。負レンズ群Ｌaを設けることに
より、接眼レンズの入射瞳位置をアイポイント側に近づ
け、アイレリーフＥＬを長くすることができる。また、
負レンズ群Ｌaの付加によりペッツバール和を０に近づ
けることができ、上記の４つの実施例より像面湾曲を良
好に補正することができる。

【００４３】実施例５では、補助レンズ群Ｌaは両凹の
単レンズであり、第１レンズＬ1から第３レンズＬ3、お
よび補助レンズ群Ｌaがプラスチックレンズ、第４レン
ズＬ4がガラスレンズである。

【００４４】実施例５では、第１レンズＬ1のアイポイ
ント側の面(第２面)が、非球面により構成されている。
実施例５の具体的な数値構成は表９、非球面係数は表１
０に示される。図１０は、実施例５の諸収差を示す。

【００４５】

【表９】

【００４６】

【表１０】第２面 K =-0.10000×10 A4 = 0.23000×10^-4

【００４７】実施例１，２，５の非球面は、曲率ｃ＜０
であることから条件式(１)は以下の式(１０)に書き換え
られる。

【００４８】

【数７】

【００４９】式(１０)の左辺はＡ4＞０であるために単
調増加関数であり、右辺は０≦ｈ≦ｈmaxの範囲で単調
減少関数である(ｈmaxの値は表１１に示す)。ｈ＝０の
とき式(１０)では等号が成り立つことにより、０≦ｈ≦
ｈmaxの範囲内で実施例１，２，５は式(１０)、すなわ
ち条件(１)を満たすことが明らかである。

【００５０】同様に実施例３，４の非球面は、曲率ｃ＞
０であることから条件式(１)は以下の式(１１)に書き換
えられる。

【００５１】

【数８】

【００５２】式(１１)の左辺はＡ4＜０であるために単
調減少関数であり、右辺は０≦ｈ≦ｈmaxの範囲で単調
増加関数である(ｈmaxの値は表１１に示す)。ｈ＝０の
とき式(１１)では等号が成り立つことにより、０≦ｈ≦
ｈmaxの範囲内で実施例３，４は式(１１)、すなわち条
件(１)を満たすことが明らかである。

【００５３】

【表１１】実施例１実施例２実施例３実施例４実施例５面ｒ2 ｒ2 ｒ3 ｒ5 ｒ4 ｒ5 ｒ2 ｈmax 7.10 7.54 7.19 6.87 7.25 7.34 7.71

【００５４】以下の表１３は、前記の各条件(２)，
(３)，(４)，(５)と各実施例との関係を示す。各実施例
のレンズは、全ての条件を満たしており、これにより、
諸収差を良好に補正すると共に、偏心に対する感度が高
くなることを防ぐことができる。

【００５５】

【表１２】実施例１実施例２実施例３実施例４実施例５条件(２) 0.741 0.591 0.647 0.909 0.814 条件(３) 1.025 1.186 1.061 1.151 1.047 条件(４) 0.945 1.018 0.912 0.912 1.115 条件(５) 1.78f 1.23f 1.67f 3.01f 1.17f

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、全てのレンズを独立して設けることにより、貼り合
わせによる組立コストの上昇を抑えることができると共
に、正レンズを３枚とすることで正のパワーを分散させ
ることにより、正レンズの曲率半径を比較的大きくする
ことができ、これによりコマ収差の発生や全反射を防止
することができる。

【００５７】また、第１レンズ〜第４レンズ中の少なく
とも一枚のレンズをプラスチックレンズとすることによ
り、ガラスレンズを使用する場合と比較して材料コスト
を低減することが可能となる。

【００５８】さらに、非球面を用いることにより、コマ
収差、歪曲収差を良好に補正すると共に、非球面を用い
ないと周辺部で補正過剰となる色収差を適度に補正する
ことが可能となる。

【００５９】なお、第１レンズの物体側に負レンズ群を
設けた場合には、接眼レンズの入射瞳位置をアイポイン
ト側に近づけ、アイレリーフを長くすることができると
共に、ペッツバール和を０に近づけることができ、負レ
ンズ群を設けない場合より像面湾曲を良好に補正するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１にかかる接眼レンズを示
すレンズ図である。

【図２】実施例１の接眼レンズの諸収差を示すグラフ
である。

【図３】この発明の実施例２にかかる接眼レンズを示
すレンズ図である。

【図４】実施例２の接眼レンズの諸収差を示すグラフ
である。

【図５】この発明の実施例３にかかる接眼レンズを示
すレンズ図である。

【図６】実施例３の接眼レンズの諸収差を示すグラフ
である。

【図７】この発明の実施例４にかかる接眼レンズを示
すレンズ図である。

【図８】実施例４の接眼レンズの諸収差を示すグラフ
である。

【図９】この発明の実施例５にかかる接眼レンズを示
すレンズ図である。

【図１０】実施例５の接眼レンズの諸収差を示すグラ
フである。

【符号の説明】

Ｌ1 第１レンズＬ2 第２レンズＬ3 第３レンズＬ4 第４レンズＬa 補助レンズ群

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体側から順に、正の第１レンズと、負の
第２レンズと、正の第３レンズと、正の第４レンズとが
互いに離間しつつ配列して構成され、これらのレンズ中
の少なくとも一枚はプラスチックレンズであり、かつ、
該プラスチックレンズの少なくとも一面が以下の条件
(１)を満たす非球面であることを特徴とする接眼レン
ズ。【数１】
【請求項２】前記第１レンズの焦点距離をｆ1、前記第
３レンズの焦点距離をｆ3として、以下の条件(２)を満
たすことを特徴とする請求項１に記載の接眼レンズ。０．４＜ｆ1／ｆ3＜１．２ …(２)
【請求項３】前記第ｎレンズ(ｎ＝１，２，３，４)の焦
点距離をｆn、アッベ数をνnとしたとき、１／(ｆnνn)
で表される焦点距離とアッベ数との積の逆数をＰnとし
て、以下の条件(３)を満たすことを特徴とする請求項１
に記載の接眼レンズ。０．８＜｜Ｐ2／(Ｐ1＋Ｐ3＋Ｐ4)｜＜１．２ …(３)
【請求項４】前記第１レンズのアイポイント側の面の近
軸曲率半径をｒ2、前記第２レンズの物体側の面の近軸
曲率半径をｒ3として、以下の条件(４)を満たすことを
特徴とする請求項１に記載の接眼レンズ。０．７＜ｒ3／ｒ2＜１．２５ …(４)
【請求項５】前記第１レンズがプラスチックレンズであ
り、該第１レンズのアイポイント側の面が、前記非球面
であることを特徴とする請求項１に記載の接眼レンズ。
【請求項６】前記第２レンズがプラスチックレンズであ
り、該第２レンズの物体側の面が前記非球面であること
を特徴とする請求項１または５のいずれかに記載の接眼
レンズ。
【請求項７】前記第３レンズがプラスチックレンズであ
り、該第３レンズの物体側の面が前記非球面であること
を特徴とする請求項１に記載の接眼レンズ。
【請求項８】前記第２レンズがプラスチックレンズであ
り、該第２レンズのアイポイント側の面が前記非球面で
あることを特徴とする請求項１または７のいずれかに記
載の接眼レンズ。
【請求項９】前記第１レンズの物体側に配置された視野
絞りより物体側に、負の補助レンズ群が設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の接眼レンズ。
【請求項１０】前記第２レンズのアイポイント側の面の
光軸からの高さｈにおけるメリディオナル方向の曲率半
径ｒ4hが、以下の条件(５)を満たすことを特徴とする請
求項１に記載の接眼レンズ。１．１ｆ＜｜ｒ4h｜＜５．０ｆ …(５) ただし、第１レンズから第４レンズまでの合成焦点距離
をｆとして、ｈ＝０．３３３ｆである。
【請求項１１】物体側から順に、負の補助レンズ群と、
視野絞りと、正の第１レンズと、負の第２レンズと、正
の第３レンズと、正の第４レンズとが互いに離間しつつ
配列して構成され、前記第１レンズ〜第４レンズ中の少
なくとも一枚はプラスチックレンズであり、かつ、該プ
ラスチックレンズの少なくとも一面が以下の条件(１)を
満たす非球面であることを特徴とする接眼レンズ。【数２】
【請求項１２】前記第１レンズの焦点距離をｆ1、前記
第３レンズの焦点距離をｆ3として、以下の条件(２)を
満たすことを特徴とする請求項１１に記載の接眼レン
ズ。０．４＜ｆ1／ｆ3＜１．２ …(２)
【請求項１３】前記第ｎレンズ(ｎ＝１，２，３，４)の
焦点距離をｆn、アッベ数をνnとしたとき、１／(ｆnν
n)で表される焦点距離とアッベ数との積の逆数をＰnと
して、以下の条件(３)を満たすことを特徴とする請求項
１１に記載の接眼レンズ。０．８＜｜Ｐ2／(Ｐ1＋Ｐ3＋Ｐ4)｜＜１．４ …(３)
【請求項１４】前記第１レンズのアイポイント側の面の
近軸曲率半径をｒ2、前記第２レンズの物体側の面の近
軸曲率半径をｒ3として、以下の条件(４)を満たすこと
を特徴とする請求項１１に記載の接眼レンズ。０．７＜ｒ3／ｒ2＜１．２５ …(４)
【請求項１５】前記第１レンズがプラスチックレンズで
あり、該第１レンズのアイポイント側の面が、前記非球
面であることを特徴とする請求項１１に記載の接眼レン
ズ。
【請求項１６】前記第２レンズがプラスチックレンズで
あり、該第２レンズの物体側の面が前記非球面であるこ
とを特徴とする請求項１１または１５のいずれかに記載
の接眼レンズ。
【請求項１７】前記第３レンズがプラスチックレンズで
あり、該第３レンズの物体側の面が前記非球面であるこ
とを特徴とする請求項１１に記載の接眼レンズ。
【請求項１８】前記第２レンズがプラスチックレンズで
あり、該第２レンズのアイポイント側の面が前記非球面
であることを特徴とする請求項１１または１７のいずれ
かに記載の接眼レンズ。
【請求項１９】前記第１レンズから第３レンズ、および
前記補助レンズ群がプラスチックレンズであることを特
徴とする請求項１１に記載の接眼レンズ。