JPH10206752A - 分離再結合可能な光学系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 所定の光学機器（例えば、写真用レンズ）を
構成する複数のレンズ群を分離再結合するだけで、別の
光学系を用いることなく、異なる機能を有する光学機器
を得ることができる光学系を得る。 【解決手段】 物体側から順に、正の屈折力を有する第
１レンズ群１１、負の屈折力を有する第２レンズ群１２
および正の屈折力を有する第３レンズ群１３を備えて所
定光学機器が構成され、これら各レンズ群を分離・再結
合可能としており、これら第１〜第３レンズ群を分離・
再結合して組み合わせることにより、複数の異なる機能
を有する光学機器を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、写真用レンズ、望
遠鏡等、複数の光学機器として使用可能な複数のレンズ
群からなる光学系に関する。

【０００２】

【従来の技術】写真用レンズのレンズ系の前または後
に、コンバータまたはフィルターを装着するようなこと
は従来から一般的に知られている。例えば、特開平７−
６３９８５号公報に開示されているように、マスターレ
ンズはそのままでフロントコンバータレンズを他のレン
ズに交換して数種類の焦点距離を得るという方法があ
る。すなわち、レンズ群を新たに追加装着する方式と、
レンズ群を別のレンズ群に交換する方式とがあった。

【０００３】具体的には、クローズアップレンズを写真
レンズの前面に取り付けて近接撮影倍率を大きくした
り、ワイドコンバータを取り付けて広角化を図ったり、
テレコンバータ（リアコンバータ）をカメラ本体とレン
ズとの間に装着して焦点距離を長くしたりするようにな
っていた。また、リバースリングを用いてレンズ系を逆
方向に使って近接債撮影を可能にしたり、接眼レンズを
装着して写真用レンズを望遠鏡の対物レンズとして使用
したりするようになっていた。また、色調整や特殊効果
のためのフィルターを写真レンズの前面に取り付けて使
用するものもあった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記い
ずれの方式も別の光学系を必要とし、これを装着もしく
は交換という作業によって機能の拡張がなされており、
ある一つのレンズ系の構成要素を分離して他の光学機器
として使うものではなかった。さらに、従来の写真用レ
ンズの開口絞りはレンズ系の内部にあるために、その着
脱交換が容易ではなく、絞りを使った特殊な効果を得る
ようなことは難しかった。なお、実際には開口絞りは交
換できない構成であるため、何枚かの絞り羽根を組み合
わせて開閉する構造であり、絞り開口を完全な円形にす
ることは困難であった。

【０００５】ここで、ある光学機器は通常はその光学機
器としての目的、機能を達成するために最適化された構
成となっており、これを分離させて他の目的もしくは機
能の光学機器を得ようとすると様々な不都合が生じるこ
とが多い。例えば、レンズ群間隔がせまいために分離再
結合するための鏡筒構造を得るのが難しかったり、口径
が不足したり、レンズ群間隔又は空気間隔の寸法公差が
厳しかったりするという問題があった。さらに、他の光
学系を装着、交換して機能を拡張する場合には、この光
学系を常に携帯していなければならず、不便であるとい
う問題があった。

【０００６】本発明はこのような問題に鑑みたもので、
所定の光学機器（例えば、写真用レンズ）を構成する複
数のレンズ群を分離再結合するだけで、別のレンズ群を
用いることなく、異なる機能を有する光学機器を得るこ
とができるような光学系を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用】このような目
的達成のため、本発明に係る光学系は、物体側から順
に、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有
する第２レンズ群および正の屈折力を有する第３レンズ
群を備えて所定光学機器を構成するのであるが、これら
各レンズ群を分離・再結合可能としており、これら第１
〜第３レンズ群を分離・再結合して組み合わせることに
より、複数の異なる機能を有する光学機器を構成可能と
している。

【０００８】このような構成の光学系の場合には、所定
光学機器を構成するレンズ群を分離・再結合するだけで
交換や新たな光学系の装着を必要とすることなく、異な
る機能を有する光学機器を得ることができる。このた
め、他の光学系を携帯する必要がなく、携帯の煩わしさ
がなくなった。なお、再結合とは、分離前の元の状態に
戻ることだけでなく、全構成要素もしくは一部の構成要
素の結合を含む。

【０００９】なお、上記光学系において、第１レンズ群
の合成焦点距離ｆ１と、第２レンズ群の合成焦点距離ｆ
２と、第３レンズ群の合成焦点距離ｆ３とが、次式
（１）および（２）を満足するようにレンズ諸元を設定
するのが好ましい。

【００１０】

【数１】 ｜ｆ２｜ ＜ ｜ｆ３｜ ＜ ｜ｆ１｜ ・・・（１） １．０ ＜（ｆ１／ｆ３）＜ ２．０ ・・・（２）

【００１１】これら条件式（１）および（２）は、第１
〜第３レンズ群を結合して構成された所定光学機器（例
えば、写真用レンズ）において所望の合成焦点距離を保
ちつつ、分離・再結合して異なる機能を有する光学機器
（例えば、望遠鏡、拡大鏡等）を構成したときの倍率を
程良いものにするための条件を表す。

【００１２】本発明に係る光学系によれば、第１〜第３
レンズ群を結合して写真用レンズを構成し、第１および
第２レンズ群を分離再結合して望遠鏡を構成し、第１レ
ンズ群のみを分割して拡大鏡を構成することができるの
であるが、この場合に、条件式（１）を満足しないと、
第１〜第３レンズ群を結合して構成された写真レンズの
性能を満足しても、第１レンズ群の焦点距離が他のレン
ズ群より小さくなるので、第１レンズ群を対物レンズと
したときの望遠鏡倍率が小さくなり、拡大鏡としたとき
の倍率が程良いものではなくなるという問題が生じる。

【００１３】また、条件式（２）の下限を下回ると（す
なわち、（ｆ１／ｆ３）≦１．０となると）、第１レン
ズ群を望遠鏡の対物レンズとしたときの望遠鏡倍率を上
げることが困難となる。これは、レンズ全系の焦点距離
を一定にしたまま望遠鏡倍率を稼ぐためには第２レンズ
群の屈折力を強くする必要が生じる。第２レンズ群の屈
折力が強くなりすぎると望遠鏡を構成したときの周辺で
の像面の倒れやゆがみが極端に大きくなる。すなわち、
広視野でありながら、且つ望遠鏡倍率を上げることが困
難になる。

【００１４】条件式（２）の上限を上回ると、第１レン
ズ群を望遠鏡の対物レンズとしたときの望遠鏡倍率を大
きくすることは容易である。しかし、第１〜第３レンズ
群を結合した光学系（例えば、写真レンズ）における絞
り前後の屈折力バランスが悪くなるために性能が悪化す
るという問題がある。第１〜第３レンズ群を結合した写
真レンズで所望の焦点距離を得ながら性能を維持しよう
とすると、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が広く
なるとともに、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が
狭くなってしまう。その結果、開口絞りを第２レンズ群
と第３レンズ群との間に着脱自在に配置する構成が好ま
しいのであるが、この配置が困難になる問題が生じる。

【００１５】なお、条件式（２）については、条件式
（３）の条件を満足するように設定するのがより好まし
い。

【００１６】

【数２】 １．３ ＜（ｆ１／ｆ３）＜ １．８ ・・・（３）

【００１７】この条件式（３）は、レンズ群を分離再結
合して望遠鏡や拡大鏡とした時の倍率をさらに程良くす
るための条件を示す。この下限を下回ると、第１レンズ
群を望遠鏡などの対物レンズとしたときの倍率が低くな
るだけでなく、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が狭
くなるために、分離再結合のための部品や絞り等を配置
させることが困難となり好ましくない。また、再結合時
のより良い光学性能を維持するためには上限値を超えな
いことが好ましい。

【００１８】本発明の光学系においてはさらに、分離さ
れた状態の第１レンズ群単体の有効径Φ１’と、第２レ
ンズ群および／または第３レンズ群と再結合された状態
での第１レンズ群の有効径Φ１とが、条件式（４）を満
足するようにレンズ諸元を設定するのが好ましい。

【００１９】

【数３】 １．０ ＜ （Φ１’／Φ１） ・・・（４）

【００２０】この条件式（４）は分離した際と再結合し
た際での第１レンズ群の有効径の関係を表す式であり、
第１レンズ群単体の状態もしくは第１レンズ群と第２レ
ンズ群および／又は第３レンズ群とを組み合わせた状態
での有効径（分離した状態での有効径）Φ１’を、第１
レンズ群、第２レンズ群および第３レンズ群を再結合し
たときでにレンズ系で必要とされる第１レンズ群の有効
径Φ１より大きくするという条件を示している。これ
は、第１レンズ群を分離して、拡大鏡や望遠鏡等の観察
光学系にする場合、視野角を広く確保できるようにする
ためである。この場合、再結合して写真用レンズ等に使
用する際には、画質向上のために周辺光をカットするフ
ードやフィルターのようなものを使用することが望まし
い。但し、実用範囲を考慮すると条件式（５）を満足す
るように設定するのがより好ましい。

【００２１】

【数４】 １．０ ＜（Φ１’／Φ１）＜ １．５ ・・・（５） この条件式（５）は条件式（４）に上限値を加えたもの
である。この上限値を超えると第１レンズ群の外径が大
きくなりすぎ、再結合したときの重量バランスが崩れ好
ましくない。

【００２２】第１レンズ群は正の屈折力を有するので分
離して単体で拡大鏡として使用することができる。この
とき、第１レンズ群を正屈折力レンズ（凸レンズ）と負
屈折力レンズ（凹レンズ）の貼り合わせレンズ構成とす
る方が好ましい。これは分離して単体で使用するときの
色収差補正状態が良くなるからであるが、このとき、正
屈折力レンズのｄ線におけるアッベ数ν１と、負屈折力
レンズのｄ線におけるアッベ数ν２とが条件式（６）を
満足するようにするのが好ましい。

【００２３】

【数５】１６ ＜ ｜ν１−ν２｜ ・・・（６）

【００２４】この条件式（６）を満足しない場合には、
第１レンズ群を分離して単体で拡大鏡として使用したと
きや、第２レンズ群と組み合わせて望遠鏡として使用し
たときに色収差の補正状態が好ましくない。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態に係る光学系
は、物体側から順に、少なくとも一枚の正の屈折力を持
つレンズからなる第１レンズ群と、少なくとも一枚の負
の屈折力を持つレンズからなる第２レンズ群と、少なく
とも一枚の正の屈折力を持つレンズからなる第３レンズ
群とから構成される。

【００２６】第１〜第３レンズ群を結合して写真用レン
ズが構成され、全レンズ群を光軸上で移動させることに
よりフォーカシングを行う構成としている。なお、この
写真用レンズにはそれ自体で着脱自在な開口絞りを有す
る。

【００２７】このような写真用レンズから第１レンズ群
および第２レンズ群を分離して再結合することにより、
ｆ１／｜ｆ２｜の比の望遠倍率を持つガリレオ式望遠鏡
を構成する。ガリレオ式望遠鏡は正立像が観察できるの
で、そのまま地上望遠鏡として使用可能である。第１〜
第３レンズ群を結合して写真用レンズを構成する場合に
は、カメラ本体に第３レンズ群を残したまま第１および
第２レンズ群を分離再結合するだけで望遠鏡が得られる
ので、使い勝手が良い。このとき、第２レンズ群と第３
レンズ群との間に開口絞りを配置するようにした方が、
これらの分離再結合するための機構を構成しやすいとい
う利点がある。また、このような構成にすると、第１お
よび第２レンズ群を分離した状態で残された第３レンズ
群単体を上記写真用レンズとは異なる焦点距離を有した
写真用レンズとして使用することも可能である。

【００２８】第１レンズ群と第３レンズ群とを分離再結
合してケプラー式望遠鏡とすることもできる（但し、倒
立像となる）。また、第１レンズ群単体で分離して、２
５０／ｆ１の倍率を持つ拡大鏡を構成する。なお、２５
０とは明視の距離である２５０ｍｍのことである。

【００２９】

【実施例１】以下、本発明の具体的な実施例を図面を参
照して説明する。まず、第１実施例の光学系におけるレ
ンズ群構成を図１に示している。この光学系では、両凸
レンズ１１ａと両凹レンズ１１ｂとの貼り合わせレンズ
１１からなり正の屈折力を持つ第１レンズ群と、負の屈
折力を持つ両凹レンズ１２からなる第２レンズ群と、正
の屈折力を持つ両凸レンズ１３の第３レンズ群とから構
成される。

【００３０】第１〜第３レンズ群を図１（ａ）のように
組み合わせて写真用レンズが構成され、第１および第２
レンズ群を分離再結合して図１（ｂ）のように望遠鏡が
構成され、第１レンズ群単体で分離して図１（ｃ）のよ
うに拡大鏡が構成される。なお、写真用レンズにおいて
第２レンズ群と第３レンズ群との間に開口絞りＤを有す
る。この開口絞りは着脱自在であり、例えば、異なる径
の円孔を有する板から開口絞りを構成しこれを交換使用
することにより、完全な円形開口の絞りや、特殊形状
（例えば、星形、ハート形、楕円形など）の開口の絞り
を用いた撮影が可能である。また、例えば、中心と周辺
とで光の透過率が異なるフィルター機能を有した絞りを
用いて、特殊効果を持たせた撮影を行ったりすることも
可能である。

【００３１】図１（ａ）のように構成した写真用レンズ
のレンズ諸元は表１に示すようになる。なお、この写真
用レンズのレンズ全系の焦点距離Ｆ＝１００．０ｍｍ
で、ＦナンバーＦno＝３．５で、画角２ω＝２４．４°
で、バックフォーカスＢｆ＝７０．３ｍｍである。

【００３２】

【表１】 レンズ面 曲率半径 面間隔 アッベ数 屈折率（Ｓ） （ｒ） （ｄ） （νd） Ｎ(d) １） ３６．０７５ １１．５ ５５．６１ １．６９６８０ ２） −５１．４４１ ２．４ ３６．９９ １．６１２９３ ３） ９７．６８２ １１．０ ４） −４２．０５０ １．５ ４１．５５ １．５７５０１ ５） ３３．７２３ ４．３ ６） ０．０００ ４．０ （絞りＤ） ７） １０２．４１８ ３．７ ５１．４７ １．７３４００ ８） −５２．０４７

【００３３】また、図１（ｂ）のように構成した望遠鏡
のレンズ諸元は表２のようになり、図１（ｃ）のように
構成した拡大鏡のレンズ諸元は表３のようになる。

【００３４】

【表２】 レンズ面 曲率半径 面間隔 アッベ数 屈折率（Ｓ） （ｒ） （ｄ） （νd） Ｎ(d) １） ３６．０７５ １１．５ ５５．６１ １．６９６８０ ２） −５１．４４１ ２．４ ３６．９９ １．６１２９３ ３） ９７．６８２ ２１．４ ４） −４２．０５０ １．５ ４１．５５ １．５７５０１ ５） ３３．７２３ １５．０ ６） ０．０００ （観測位置）

【００３５】

【表３】 レンズ面 曲率半径 面間隔 アッベ数 屈折率（Ｓ） （ｒ） （ｄ） （νd） Ｎ(d) ０） ０．０００ ６７．２ １） ３６．０７５ １１．５ ５５．６１ １．６９６８０ ２） −５１．４４１ ２．４ ３６．９９ １．６１２９３ ３） ９７．６８２ １５．０ ４） ０．０００ （観測位置）

【００３６】上記第１実施例の光学系における前述の条
件式（１）〜（６）の値、すなわち、条件対応値は、表
４のようになる。

【００３７】

【表４】 ｆ１＝ ６４．６３ ｆ２＝−３２．３１ ｆ３＝ ４７．５０ （ｆ１／ｆ３）＝ １．３６ ｜ν１−ν２｜＝ １８．６２ （Φ１’／Φ１）＝ １．１８

【００３８】図１（ａ）〜（ｃ）に示した写真用レン
ズ、望遠鏡および拡大鏡における各種収差を図２および
図３に示す。この収差図においてはｄがｄ線を、ｇがｇ
線の収差をそれぞれ表し、球面収差の破線は正弦条件を
示し、非点収差において実線がサジタル像面の、破線が
メリジオナル像面を示す。

【００３９】

【実施例２】第２実施例の光学系におけるレンズ群構成
を図４に示しており、両凸レンズ２１ａと両凹レンズ２
１ｂとの貼り合わせレンズ２１からなる正の屈折力を持
つ第１レンズ群と、負の屈折力を持つ両凹レンズ２２の
第２レンズ群と、正の屈折力を持つ両凸レンズ２３の第
３レンズ群とから構成される。

【００４０】第１〜第３レンズ群を図４（ａ）のように
組み合わせて写真用レンズが構成され、第１および第２
レンズ群を分離再結合して図４（ｂ）のように望遠鏡が
構成され、第１レンズ群単体で分離して図４（ｃ）のよ
うに拡大鏡が構成される。なお、写真用レンズにおいて
第２レンズ群と第３レンズ群との間に開口絞りＤを有す
る。

【００４１】図４（ａ）のように構成した写真用レンズ
のレンズ諸元は表５に示すようになる。なお、この写真
用レンズのレンズ全系の焦点距離Ｆ＝１００．０ｍｍ
で、ＦナンバーＦno＝３．５で、画角２ω＝２４．４°
で、バックフォーカスＢｆ＝６９．８ｍｍである。

【００４２】

【表５】 レンズ面 曲率半径 面間隔 アッベ数 屈折率（Ｓ） （ｒ） （ｄ） （νd） Ｎ(d) １） ３６．０７５ １２．０ ５５．６１ １．６９６８０ ２） −５０．６１３ ２．０ ３６．９９ １．６１２９３ ３） ９７．３９８ １１．０ ４） −４２．１０５ １．５ ４１．５５ １．５７５０１ ５） ３３．５９５ ４．０ ６） ０．０００ ３．５ （絞りＤ） ７） ９８．６７９ ５．０ ５１．１１ １．７３３５０ ８） −５２．４０８

【００４３】また、図４（ｂ）のように構成した望遠鏡
のレンズ諸元は表６のようになり、図４（ｃ）のように
構成した拡大鏡のレンズ諸元は表７のようになる。

【００４４】

【表６】 レンズ面 曲率半径 面間隔 アッベ数 屈折率（Ｓ） （ｒ） （ｄ） （νd） Ｎ(d) １） ３６．０７５ １２．０ ５５．６１ １．６９６８０ ２） −５０．６１３ ２．０ ３６．９９ １．６１２９３ ３） ９７．３９８ ２１．３ ４） −４２．１０５ １．５ ４１．５５ １．５７５０１ ５） ３３．５９５ １５．０ ６） ０．０００ （観測位置）

【００４５】

【表７】 レンズ面 曲率半径 面間隔 アッベ数 屈折率（Ｓ） （ｒ） （ｄ） （νd） Ｎ(d) ０） ０．０００ ６７．２ １） ３６．０７５ １２．０ ５５．６１ １．６９６８０ ２） −５０．６１３ ２．０ ３６．９９ １．６１２９３ ３） ９７．３９８ １５．０ ４） ０．０００ （観測位置）

【００４６】上記第２実施例の光学系における前述の条
件式（１）〜（６）の値、すなわち、条件対応値は、表
８のようになる。

【００４７】

【表８】 ｆ１＝ ６４．６２ ｆ２＝−３２．２６ ｆ３＝ ４７．３３ （ｆ１／ｆ３）＝ １．３７ ｜ν１−ν２｜＝ １８．６２ （Φ１’／Φ１）＝ １．１８

【００４８】図４（ａ）〜（ｃ）に示した写真用レン
ズ、望遠鏡および拡大鏡における各種収差を図５および
図６に示す。この収差図においてはｄがｄ線を、ｇがｇ
線の収差をそれぞれ表し、球面収差の破線は正弦条件を
示し、非点収差において実線がサジタル像面の、破線が
メリジオナル像面を示す。

【００４９】

【実施例３】第３実施例の光学系におけるレンズ群構成
を図７に示しており、両凸レンズ３１ａと両凹レンズ３
１ｂとの貼り合わせレンズ３１からなる正の屈折力を持
つ第１レンズ群と、負の屈折力を持つ両凹レンズ３２の
第２レンズ群と、正の屈折力を持つ両凸レンズ３３の第
３レンズ群とから構成される。

【００５０】第１〜第３レンズ群を図７（ａ）のように
組み合わせて写真用レンズが構成され、第１および第２
レンズ群を分離再結合して図７（ｂ）のように望遠鏡が
構成され、第１レンズ群単体で分離して図７（ｃ）のよ
うに拡大鏡が構成される。なお、写真用レンズにおいて
第１レンズ群と第２レンズ群との間に開口絞りＤを有す
る。

【００５１】図７（ａ）のように構成した写真用レンズ
のレンズ諸元は表９に示すようになる。なお、この写真
用レンズのレンズ全系の焦点距離Ｆ＝１００．０ｍｍ
で、ＦナンバーＦno＝３．５で、画角２ω＝２４．４°
で、バックフォーカスＢｆ＝６６．６ｍｍである。

【００５２】

【表９】 レンズ面 曲率半径 面間隔 アッベ数 屈折率（Ｓ） （ｒ） （ｄ） （νd） Ｎ(d) １） ３５．６６２ １２．０ ５７．５３ １．６７０２５ ２） −５８．８９４ ２．０ ３６．９８ １．６１２９３ ３） １３１．３３０ ８．７ ４） ０．０００ ４．５ （絞りＤ） ５） −４３．６４１ １．５ ４０．７６ １．５８１４４ ６） ３０．７９１ ９．６ ７） ８１．６９３ ５．０ ５３．９３ １．７１３００ ８） −５４．５８２

【００５３】また、図７（ｂ）のように構成した望遠鏡
のレンズ諸元は表１０のようになり、図７（ｃ）のよう
に構成した拡大鏡のレンズ諸元は表１１のようになる。

【００５４】

【表１０】 レンズ面 曲率半径 面間隔 アッベ数 屈折率（Ｓ） （ｒ） （ｄ） （νd） Ｎ(d) １） ３５．６６２ １２．０ ５７．５３ １．６７０２５ ２） −５８．８９４ ２．０ ３６．９８ １．６１２９３ ３） １３１．３３０ ２２．１ ４） −４３．６４１ １．５ ４０．７６ １．５８１４４ ５） ３０．７９１ １５．０ ６） ０．０００ （観測位置）

【００５５】

【表１１】 レンズ面 曲率半径 面間隔 アッベ数 屈折率（Ｓ） （ｒ） （ｄ） （νd） Ｎ(d) ０） ０．０００ ６５．７ １） ３５．６６２ １２．０ ５７．５３ １．６７０２５ ２） −５８．８９４ ２．０ ３６．９８ １．６１２９３ ３） １３１．３３０ １５．０ ４） ０．０００ （観測位置）

【００５６】上記第３実施例の光学系における前述の条
件式（１）〜（６）の値、すなわち、条件対応値は、表
１２のようになる。

【００５７】

【表１２】ｆ１＝ ６３．６４ ｆ２＝−３０．８２ ｆ３＝ ４６．６０ （ｆ１／ｆ３）＝ １．３７ ｜ν１−ν２｜＝ ２０．５５ （Φ１’／Φ１）＝ １．１９

【００５８】図７（ａ）〜（ｃ）に示した写真用レン
ズ、望遠鏡および拡大鏡における各種収差を図８および
図９に示す。この収差図においてもｄがｄ線を、ｇがｇ
線の収差をそれぞれ表し、球面収差の破線は正弦条件を
示し、非点収差において実線がサジタル像面の、破線が
メリジオナル像面を示す。

【００５９】

【実施例４】第４実施例の光学系におけるレンズ群構成
を図１０に示しており、両凸レンズ４１ａと両凹レンズ
４１ｂとの貼り合わせレンズ４１からなる正の屈折力を
持つ第１レンズ群と、負の屈折力を持つ両凹レンズ４２
の第２レンズ群と、正の屈折力を持つ両凸レンズ４３の
第３レンズ群とから構成される。

【００６０】第１〜第３レンズ群を図１０（ａ）のよう
に組み合わせて写真用レンズが構成され、第１および第
２レンズ群を分離再結合して図１０（ｂ）のように望遠
鏡が構成され、第１レンズ群単体で分離して図１０
（ｃ）のように拡大鏡が構成される。なお、写真用レン
ズにおいて第２レンズ群と第３レンズ群との間に開口絞
りＤを有する。

【００６１】図１０（ａ）のように構成した写真用レン
ズのレンズ諸元は表１３に示すようになる。なお、この
写真用レンズのレンズ全系の焦点距離Ｆ＝１００．０ｍ
ｍで、ＦナンバーＦno＝３．５で、画角２ω＝２４．４
°で、バックフォーカスＢｆ＝６７．１ｍｍである。

【００６２】

【表１３】 レンズ面 曲率半径 面間隔 アッベ数 屈折率（Ｓ） （ｒ） （ｄ） （νd） Ｎ(d) １） ３７．３２３ ６．０ ５８．５０ １．６５１６０ ２） −１１０．９６１ １．５ ３６．２７ １．６２００４ ３） １５６．９７４ ２１．０ ４） −４１．０２９ １．２ ３６．２７ １．６２００４ ５） ３５．６００ ４．０ ６） ０．０００ ４．０ （絞りＤ） ７） ９３．５２５ ４．０ ４９．４５ １．７７２７９ ８） −４８．８６１

【００６３】また、図１０（ｂ）のように構成した望遠
鏡のレンズ諸元は表１４のようになり、図１０（ｃ）の
ように構成した拡大鏡のレンズ諸元は表１５のようにな
る。

【００６４】

【表１４】 レンズ面 曲率半径 面間隔 アッベ数 屈折率（Ｓ） （ｒ） （ｄ） （νd） Ｎ(d) １） ３７．３２３ ６．０ ５８．５０ １．６５１６０ ２） −１１０．９６１ １．５ ３６．２７ １．６２００４ ３） １５６．９７４ ３４．３ ４） −４１．０２９ １．２ ３６．２７ １．６２００４ ５） ３５．６００ １５．０ ６） ０．０００ （観測位置）

【００６５】

【表１５】 レンズ面 曲率半径 面間隔 アッベ数 屈折率（Ｓ） （ｒ） （ｄ） （νd） Ｎ(d) ０） ０．０００ ７２．２ １） ３７．３２３ ６．０ ５８．５０ １．６５１６０ ２） −１１０．９６１ １．５ ３６．２７ １．６２００４ ３） １５６．９７４ １５．０ ４） ０．０００ （観測位置）

【００６６】上記第４実施例の光学系における前述の条
件式（１）〜（６）の値、すなわち、条件対応値は、表
１６のようになる。

【００６７】

【表１６】 ｆ１＝ ７０．９７ ｆ２＝−３０．５６ ｆ３＝ ４２．０４ （ｆ１／ｆ３）＝ １．６９ ｜ν１−ν２｜＝ ２２．２３ （Φ１’／Φ１）＝ １．１１

【００６８】図１０（ａ）〜（ｃ）に示した写真用レン
ズ、望遠鏡および拡大鏡における各種収差を図１１およ
び図１２に示す。この収差図においてもｄがｄ線を、ｇ
がｇ線の収差をそれぞれ表し、球面収差の破線は正弦条
件を示し、非点収差において実線がサジタル像面の、破
線がメリジオナル像面を示す。

【００６９】

【実施例５】第５実施例の光学系におけるレンズ群構成
を図１３に示しており、両凸レンズ５１ａと両凹レンズ
５１ｂとを貼り合わせレンズ５１からなる正の屈折力を
持つ第１レンズ群と、負の屈折力を持ち両凹レンズ５２
の第２レンズ群と、正の屈折力を持ち両凸レンズ５３の
第３レンズ群とから構成される。

【００７０】第１〜第３レンズ群を図１３（ａ）のよう
に組み合わせて写真用レンズが構成され、第１および第
２レンズ群を分離再結合して図１３（ｂ）のように望遠
鏡が構成され、第１レンズ群単体で分離して図１３
（ｃ）のように拡大鏡が構成される。なお、写真用レン
ズにおいて第１レンズ群と第２レンズ群との間に開口絞
りＤを有する。

【００７１】図１３（ａ）のように構成した写真用レン
ズのレンズ諸元は表１７に示すようになる。なお、この
写真用レンズのレンズ全系の焦点距離Ｆ＝１００．０ｍ
ｍで、ＦナンバーＦno＝３．５で、画角２ω＝２４．４
°で、バックフォーカスＢｆ＝７０．７ｍｍである。

【００７２】

【表１７】 レンズ面 曲率半径 面間隔 アッベ数 屈折率（Ｓ） （ｒ） （ｄ） （νd） Ｎ(d) １） ３７．６９５ １３．０ ５５．６０ １．６９６８０ ２） −５４．９２６ ２．０ ３６．２７ １．６２００４ ３） ８０．５２１ ８．０ ４） ０．０００ ４．０ （絞りＤ） ５） −４０．１３０ ２．０ ４５．８７ １．５４８１４ ６） ３５．１４３ ５．８ ７） ８３．５８３ ５．０ ５２．３０ １．７４８１０ ８） −５２．４９６

【００７３】また、図１３（ｂ）のように構成した望遠
鏡のレンズ諸元は表１８のようになり、図１３（ｃ）の
ように構成した拡大鏡のレンズ諸元は表１９のようにな
る。

【００７４】

【表１８】 レンズ面 曲率半径 面間隔 アッベ数 屈折率（Ｓ） （ｒ） （ｄ） （νd） Ｎ(d) １） ３７．６９５ １３．０ ５５．６０ １．６９６８０ ２） −５４．９２６ ２．０ ３６．２７ １．６２００４ ３） ８０．５２１ ２８．３ ４） −４０．１３０ ２．０ ４５．８７ １．５４８１４ ６） ３５．１４３ １５．０ ６） ０．０００ （観測位置）

【００７５】

【表１９】 レンズ面 曲率半径 面間隔 アッベ数 屈折率（Ｓ） （ｒ） （ｄ） （νd） Ｎ(d) ０） ０．０００ ７９．７ １） ３７．６９５ １３．０ ５５．６０ １．６９６８０ ２） −５４．９２６ ２．０ ３６．２７ １．６２００４ ３） ８０．５２１ １５．０ ４） ０．０００ （観測位置）

【００７６】上記第５実施例の光学系における前述の条
件式（１）〜（６）の値、すなわち、条件対応値は、表
２０のようになる。

【００７７】

【表２０】 ｆ１＝ ７５．４０ ｆ２＝−３３．８６ ｆ３＝ ４３．７９ （ｆ１／ｆ３）＝ １．７２ ｜ν１−ν２｜＝ １９．３３ （Φ１’／Φ１）＝ １．１９

【００７８】図１３（ａ）〜（ｃ）に示した写真用レン
ズ、望遠鏡および拡大鏡における各種収差を図１４およ
び図１５に示す。この収差図においてもｄがｄ線を、ｇ
がｇ線の収差をそれぞれ表し、球面収差の破線は正弦条
件を示し、非点収差において実線がサジタル像面の、破
線がメリジオナル像面を示す。

【００７９】以上説明したような、第１〜第３レンズ群
を結合して構成した写真用レンズの具体的構成例を図１
６に示している。この写真用レンズは、第１レンズ群Ｇ
１を保持する第１レンズ枠Ｂ１と、第２レンズ群Ｇ２を
保持する第２レンズ枠Ｂ２と、第３レンズ群Ｇ３を保持
する第３レンズ枠Ｂ３を有する。

【００８０】第１レンズ枠Ｂ１の先端内周に余分な周辺
光をカットするための枠Ｆ１が着脱自在に取り付けられ
ており、この枠Ｆ１の内周にねじが形成されており、フ
ィルタ等が取付可能となっている。また、第１レンズ枠
Ｂ１は、第２レンズ枠Ｂ２の内周部に着脱自在に取り付
けられている。第３レンズ枠Ｂ３の物体側の内周部に第
２レンズ枠Ｂ２が着脱自在に取付可能となっている。ま
た、絞りＤは第２レンズ枠Ｂ２と第３レンズ枠Ｂ３とに
より挟まれている。なお、この絞りＤは第３レンズ枠Ｂ
３に取り付けることも可能である。

【００８１】第３レンズ枠Ｂ３の外周に枠Ｂ４が配設さ
れており、この枠Ｂ４の像側にはカメラ本体と係合する
ためのマウント部Ｍが取り付けられている。枠Ｂ４の外
周には、光軸を軸として回転可能にターレット環Ｔが取
り付けられており、このターレット環Ｔに取り付けられ
たピンＰが第３レンズ枠Ｂ３の外周部に設けられたカム
溝Ｃと噛合している。したがって、ターレット環Ｔを回
転させると、その回転運動はカム溝Ｃにより直進運動に
変換されて、枠Ｂ４に対して第３レンズ枠Ｂ３が光軸方
向に沿って移動する。このとき、第１および第２レンズ
枠Ｂ１，Ｂ２も第３レンズ枠Ｂ３と一体となって移動す
る。すなわち、ターレット環Ｔの回転により、第１から
第３レンズ群Ｇ１〜Ｇ３が一体となって光軸方向に沿っ
て移動し、フォーカシングを行うことができる。なお、
この写真用レンズにおいては、図１６（ａ）の状態から
図１６（ｂ）の状態まで光軸方向に移動可能である。

【００８２】この光学系を望遠鏡として用いる場合に
は、第３レンズ枠Ｂ３から第２レンズ枠Ｂ２を取り外
し、第１レンズ枠Ｂ１から枠Ｆ１を取り外す。これによ
り、図１７に示すように、第１および第２レンズ群Ｇ
１，Ｇ２からなるガリレオ式望遠鏡となる。なお、両レ
ンズ枠Ｂ１，Ｂ２はねじ係合しており、その螺合量を調
整して両レンズ間隔を図１７（ａ）から図１７（ｂ）ま
で調整し、フォーカシングを行うことができる。

【００８３】また、拡大鏡として用いるときには、図１
８に示すように、第２レンズ枠Ｂ２から第１レンズ枠Ｂ
１を分離し、この第１レンズ枠Ｂ１にフードＦ２を取り
付ける。なお、フードＦ２は、透光性のものを用いるの
が望ましい。

【００８４】以上の図１６〜図１８においては、各光学
機器構成において、レンズ系を通過する光線のうちの最
も外側を通過する光線の包絡線を一点鎖線で示してい
る。この線から分かるように、図１６に示す写真用レン
ズのときには第１レンズ群Ｇ１の有効径はレンズ径より
小さいが、図１７および図１８に示す望遠鏡および拡大
鏡のときには第１レンズ群Ｇ１の有効径はほぼレンズ径
に等しく、前記条件式（４）および（５）を満足するこ
とが分かる。

【００８５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光学系の
場合には、所定光学機器を構成するレンズ群を分離・再
結合するだけで、他の光学系への交換や他の光学系の新
たな装着を必要とすることなく、異なる機能を有する光
学機器を得ることができる。従って、他の光学系を携帯
することなしに複数の光学機器を得ることができる。

【００８６】なお、上記光学系において、第１レンズ群
の合成焦点距離ｆ１と、第２レンズ群の合成焦点距離ｆ
２と、第３レンズ群の合成焦点距離ｆ３とが、前述の条
件式（１）および（２）を満足するようにレンズ諸元を
設定するのが好ましい。このようにすれば、第１〜第３
レンズ群を結合して構成された所定光学機器（例えば、
写真用レンズ）において所望の合成焦点距離を保ちつ
つ、分離・再結合して異なる機能を有する光学機器（例
えば、望遠鏡、拡大鏡等）を構成したときの倍率を程良
いものにすることができる。

【００８７】本発明の光学系においてはさらに、分離さ
れた状態の第１レンズ群単体の有効径Φ１’と、第２レ
ンズ群および／または第３レンズ群と結合された状態で
の第１レンズ群の有効径Φ１とが、前記条件式（４）を
満足するようにレンズ諸元を設定するのが好ましい。こ
のようにすると、拡大鏡や望遠鏡等の観察光学系にする
場合、広い視野角を確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るレンズ群の分離再結
合により構成される光学機器におけるレンズ配列構成を
示す側面図である。

【図２】本発明の第１実施例に係る光学機器として写真
用レンズおよび望遠鏡を構成したときのレンズの諸収差
を示すグラフである。

【図３】本発明の第１実施例に係る光学機器として拡大
鏡を構成したときのレンズの諸収差を示すグラフであ
る。

【図４】本発明の第２実施例に係るレンズ群の分離再結
合により構成される光学機器におけるレンズ配列構成を
示す側面図である。

【図５】本発明の第２実施例に係る光学機器として写真
用レンズおよび望遠鏡を構成したときのレンズの諸収差
を示すグラフである。

【図６】本発明の第２実施例に係る光学機器として拡大
鏡を構成したときのレンズの諸収差を示すグラフであ
る。

【図７】本発明の第３実施例に係るレンズ群の分離再結
合により構成される光学機器におけるレンズ配列構成を
示す側面図である。

【図８】本発明の第３実施例に係る光学機器として写真
用レンズおよび望遠鏡を構成したときのレンズの諸収差
を示すグラフである。

【図９】本発明の第３実施例に係る光学機器として拡大
鏡を構成したときのレンズの諸収差を示すグラフであ
る。

【図１０】本発明の第４実施例に係るレンズ群の分離再
結合により構成される光学機器におけるレンズ配列構成
を示す側面図である。

【図１１】本発明の第４実施例に係る光学機器として写
真用レンズおよび望遠鏡を構成したときのレンズの諸収
差を示すグラフである。

【図１２】本発明の第４実施例に係る光学機器として拡
大鏡を構成したときのレンズの諸収差を示すグラフであ
る。

【図１３】本発明の第５実施例に係るレンズ群の分離再
結合により構成される光学機器におけるレンズ配列構成
を示す側面図である。

【図１４】本発明の第５実施例に係る光学機器として写
真用レンズおよび望遠鏡を構成したときのレンズの諸収
差を示すグラフである。

【図１５】本発明の第５実施例に係る光学機器として拡
大鏡を構成したときのレンズの諸収差を示すグラフであ
る。

【図１６】本発明に係る光学系において写真レンズを構
成する場合の具体的構成例を示す部分断面側面図であ
る。

【図１７】本発明に係る光学系において望遠鏡を構成す
る場合の具体的構成例を示す部分断面側面図である。

【図１８】本発明に係る光学系において拡大鏡を構成す
る場合の具体的構成例を示す部分断面側面図である。

【符号の説明】

１１，２１，３１，４１，５１ 接合レンズ（第１レン
ズ群） １２，２２，３２，４２，５２ 両凹レンズ（第２レン
ズ群） １３，２３，３３，４３，５３ 両凸レンズ（第３レン
ズ群）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物体側から順に、正の屈折力を有する第
   １レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群および正
   の屈折力を有する第３レンズ群を備えて所定光学機器を
   構成するとともに、これら各レンズ群が分離・再結合可
   能であり、 前記第１〜第３レンズ群を分離・再結合して組み合わせ
   ることにより、複数の異なる機能を有する光学機器を構
   成可能であることを特徴とする分離再結合可能な光学
   系。
2. 【請求項２】 前記第１レンズ群の合成焦点距離ｆ１
   と、前記第２レンズ群の合成焦点距離ｆ２と、前記第３
   レンズ群の合成焦点距離ｆ３とが、 条件式： ｜ｆ２｜ ＜ ｜ｆ３｜ ＜ ｜ｆ１｜ および １．０ ＜（ｆ１／ｆ３）＜ ２．０ を満足することを特徴とする請求項１に記載の光学系。
3. 【請求項３】 着脱交換可能な開口絞りを有することを
   特徴とする請求項１もしくは２に記載の光学系。
4. 【請求項４】 分離された状態の前記第１レンズ群単体
   の有効径Φ１’と、前記第２レンズ群および／または前
   記第３レンズ群と再結合された状態での前記第１レンズ
   群の有効径Φ１とが、 条件式： １．０ ＜ （Φ１’／Φ１） を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
   記載の光学系。
5. 【請求項５】 前記第１〜第３レンズ群を結合して写真
   用レンズが構成され、前記第１および第２レンズ群を分
   離再結合して望遠鏡が構成され、前記第１レンズ群のみ
   を分割して拡大鏡が構成されることを特徴とする請求項
   １〜４のいずれかに記載の光学系。
6. 【請求項６】 前記第１〜第３レンズ群の結合により写
   真用レンズが構成されるときに、前記第２レンズ群と第
   ３レンズ群との間に着脱自在な開口絞りが挿入可能であ
   ることを特徴とする請求項５に記載の光学系。