(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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群がズーミングに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。
【請求項２】
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１記載の観察ズーム光学系。
【請求項３】
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。
【請求項４】
以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１〜３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。
【請求項５】
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１〜４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。
【請求項６】
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１〜５のいずれか１項に記載の観察ズーム光学系。
【請求項７】
以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項６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。
【請求項８】
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１〜７のいずれか１項に記載の観察ズーム光学系。
【請求項９】
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１〜８のいずれか１項に記載の観察ズーム光学系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−１３４６１７号公報
【特許文献２】特開２０００−２１４３８４号公報
【特許文献３】特開２００３−３１５６８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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群がズーミングにおいて位置固定であることを特徴とする。
【００１１】
第２の発明の観察ズーム光学系は、上記第１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。
【００１２】
第３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。
【００１３】
第４の発明の観察ズーム光学系は、上記第１〜第３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。
【００１４】
第５の発明の観察ズーム光学系は、上記第１〜第４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。
【００１５】
第６の発明の観察ズーム光学系は、上記第１〜第５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。
【００１６】
第７の発明の観察ズーム光学系は、上記第６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。
【００１７】
第８の発明の観察ズーム光学系は、上記第１〜第７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。
【００１８】
第９の発明の観察ズーム光学系は、上記第１〜第８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。
【発明の効果】
【００１９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施の形態（実施例１）の光学構成図。
【図２】第２の実施の形態（実施例２）の光学構成図。
【図３】第３の実施の形態（実施例３）の光学構成図。
【図４】第４の実施の形態（実施例４）の光学構成図。
【図５】第１の実施の形態（実施例１）の光路図。
【図６】第２の実施の形態（実施例２）の光路図。
【図７】第３の実施の形態（実施例３）の光路図。
【図８】第４の実施の形態（実施例４）の光路図。
【図９】実施例１の収差図。
【図１０】実施例２の収差図。
【図１１】実施例３の収差図。
【図１２】実施例４の収差図。
【図１３】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。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【実施例】
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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）。
【００５４】
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。
【００５５】
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） ∞
【００５６】
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
【００５７】
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） ∞
【００５８】
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
【００５９】
第17面
K= 0.000
A= 5.054E-06
B=-3.021E-09
C=-3.631E-10
D=-1.071E-11
【００６０】
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
【００６１】
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） ∞
【００６２】
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
【００６３】
第12面
K= 0.000
A=-7.993E-06
B=-1.648E-07
C=-3.634E-10
【００６４】
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
【００６５】
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） ∞
【００６６】
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
【００６７】
【表１】
0005605309.tif 000002
【００６８】
【表２】
0005605309.tif 000003
【符号の説明】
【００６９】
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
【図１】
0005605309.tif 000004
【図２】
0005605309.tif 000005
【図３】
0005605309.tif 000006
【図４】
0005605309.tif 000007
【図５】
0005605309.tif 000008
【図６】
0005605309.tif 000009
【図７】
0005605309.tif 000010
【図８】
0005605309.tif 000011
【図９】
0005605309.tif 000012
【図１０】
0005605309.tif 000013
【図１１】
0005605309.tif 000014
【図１２】
0005605309.tif 000015
【図１３】
0005605309.tif 000016