(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物光学系と組み合わされて使用する接眼変倍光学系において、
対物光学系側から順に、対物光学系に対して、固定の第１レンズ群と、変倍に際し移動可能な負のパワーの第２レンズ群と、変倍に際し移動可能な正のパワーの第３レンズと、固定された正のパワーの第４レンズ群とからなり、
前記接眼変倍光学系の焦点距離が長焦点距離端から短焦点距離端への変倍に際し、第２レンズ群と第３レンズ群は互いに離れる方向に移動し、該第２レンズ群と第３レンズ群の間に中間像を形成することを特徴とする接眼変倍光学系。
【請求項２】
請求項１記載の接眼変倍光学系において、次の条件式（１）及び（２）を満足する接眼変倍光学系。
（１）０．６＜ｍ１＜０．９５
（２）−０．０５＜ｆL／ｆ１＜０．５
但し、
ｍ１；接眼光学系から射出される光束が-1[1/m]になる時の第１レンズ群の横倍率、
ｆL；長焦点距離端における全系の焦点距離、
ｆ１；第１レンズ群の焦点距離。
【請求項３】
請求項１または２記載の接眼変倍光学系において、次の条件式（３）を満足する接眼変倍光学系。
（３）０．６＜ｆS3-4／ｆL＜１．０
但し、
ｆS3-4；短焦点距離端における第３、第４レンズ群の合成焦点距離。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項記載の接眼変倍光学系において、次の条件式（４）を満足する接眼変倍光学系。
（４）０．９＜ｆL3-4／ｆL＜１．２
但し、
ｆL3-4；長焦点距離端における第３、第４レンズ群の合成焦点距離。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項記載の接眼変倍光学系において、第１レンズ群は単レンズからなっている接眼変倍光学系。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、双眼鏡、天体望遠鏡等に適したコンパクトな接眼変倍光学系に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
対物光学系と組み合わされて使用する接眼変倍光学系としては、例えば、特開昭６２−１３４６１７号公報、特開平６−１７５０４８公報に開示されているように、対物光学系側から順に、変倍に際し移動可能な負のパワーの第１レンズ群と、変倍に際し移動可能な正のパワーの第２レンズ群と、固定された正のパワーの第３レンズ群とから構成され、第１レンズ群と第２レンズ群の間に中間像を形成する光学系が一般的に使用されている。
【０００３】
この従来の接眼変倍光学系では、負のパワーの第１レンズ群は、この中間像より物体側に配置されるため、長焦点距離端でも対物光学系の作る像を拡大する作用を持つ。よって第２レンズ群および第３レンズ群の合成焦点距離は全系の焦点距離に対して長くする必要があり、例えば同じ焦点距離の単焦点接眼レンズと比較するとかなりレンズ径が大型化してしまうという問題がある。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は、レンズ径のコンパクトな接眼変倍光学系を得ることを目的とする。
【０００５】
【発明の概要】
本発明の接眼変倍光学系は、対物光学系と組み合わされて使用する接眼変倍光学系において、対物光学系側から順に、対物光学系に対して、固定の第１レンズ群と、変倍に際し移動可能な負のパワーの第２レンズ群と、変倍に際し移動可能な正のパワーの第３レンズ群と、固定された正のパワーの第４レンズ群とからなり、
前期接眼変倍光学系の焦点距離が長焦点距離端から短焦点距離端への変倍に際し、第２レンズ群と第３レンズ群は互いに離れる方向に移動し、該第２レンズ群と第３レンズ群の間に中間像を形成することを特徴としている。
【０００６】
本発明の接眼変倍光学系は、次の条件式（１）及び（２）を満足することが好ましい。
（１）０．６＜ｍ１＜０．９５
（２）−０．０５＜ｆL／ｆ１＜０．５
但し、
ｍ１；第１レンズ群の横倍率、
ｆL；長焦点距離端における全系の焦点距離、
ｆ１；第１レンズ群の焦点距離、
である。
【０００７】
また、次の条件式（３）を満足することが好ましい。
（３）０．６＜ｆS3-4／ｆL＜１．０
但し、
ｆS3-4；短焦点距離端における第３、第４レンズ群の合成焦点距離、
である。
【０００８】
また、次の条件式（４）を満足することが好ましい。
（４）０．９＜ｆL3-4／ｆL＜１．２
但し、
ｆL3-4；長焦点距離端における第３、第４レンズ群の合成焦点距離、
である。
【０００９】
低コスト化の為には、第１レンズ群は単レンズから構成することが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の態様】
図１３、図１４は、接眼変倍光学系Ｌｅと対物光学系Ｌｏとを有する変倍式観察光学系のスケルトン図である。接眼変倍光学系Ｌｅは、対物光学系Ｌo側から順に、対物光学系Ｌｏに対して、固定の正のパワー又はわずかに負のパワーの第１レンズ群１０（図１３は正のパワー、図１４はわずかに負のパワー）と、移動可能な負のパワーの第２レンズ群２０と、移動可能な正のパワーの第３レンズ３０と、固定された正のパワーの第４レンズ群４０とからなっている。接眼変倍光学系Ｌｅの第２レンズ群２０と第３レンズ群３０は、変倍式観察光学系の最小倍率（接眼光学系Ｌｅの長焦点距離端）から最大倍率（同短焦点距離端）への変倍に際し、互いに離れる方向に移動し、該第２レンズ群２０と第３レンズ群３０の間に中間像を形成する。この中間像形成位置近傍に、視野範囲を規定する視野環５０が位置し、この視野環５０は第３レンズ群３０と一体に移動する。Ｅ．Ｐ．はアイポイントである。本実施形態は、以上のように、変倍に寄与する第２、第３レンズ群の対物光学系Ｌｏ側に、固定の正のパワーの第１レンズ群１０を配置したことを特徴としている。以下その理由を説明する。
【００１１】
従来の接眼変倍光学系は、上述のように、対物光学系側から順に、変倍のための負のパワーの移動群、視野環（中間像形成位置）を挟んで視度を一定に保ちつつ変倍する正のパワーの移動群、及び固定群を有する３群タイプのいわゆる‘ＯＥズーム’と呼ばれる配置が一般的であった。この従来タイプでは、負のパワーの移動群と正のパワーの移動群はともに変倍に寄与するが、主に変倍に寄与するのは負のパワーの移動群である。また、この負のパワーの移動群は、視野環（中間像形成位置）より対物光学系側に位置するため、長焦点距離端でも必ず対物光学系の像を拡大する拡大光学系として作用する。そして、この長焦点距離端での拡大率は、接眼変倍光学系による変倍比を大きくしようとすれば、必然的に大きくなる。つまり、高変倍を達成するには、負の移動群のパワーを大きくせざるを得ないからであり、結果として長焦点距離端での拡大率が大きくなり、その為に接眼変倍光学系の視野環より後方のレンズ群の径の大型化を招く。
【００１２】
そこで本発明者は、この負のパワーの移動群の直前（対物光学系Ｌｏ側）に、対物光学系Ｌｏの像を縮小させる正またはわずかに負のパワーの第１レンズ群１０を固定して配置することで、該第１レンズ群１０と負のパワーの第２レンズ群２０とで作る対物光学系Ｌｏの像の拡大率を小さく保ち、全系の焦点距離を一定に保ちながら、その後の群のパワーを大きくする（焦点距離を短くする）ことを可能とし、もって、コンパクトな接眼変倍光学系を構成した。なお、第１レンズ群は変倍比が２．５程度までなら単レンズとしても性能低下は少なく、コスト的に有利である。
【００１３】
条件式（１）は、以上のような技術的意味を持つ第１レンズ群の倍率を規定している。
条件式（１）の下限を超えると、倍率が低くなりすぎ、第２群へ入射するＮＡが大きくなり球面収差、コマ収差の補正が困難になる。
条件式（１）の上限を超えると、第２レンズ群の拡大率に対し十分な縮小率が得られず、コンパクト化が図れない。
【００１４】
条件式（２）は、以上のような技術的意味を持つ第１レンズ群のパワーを規定している。
条件式（２）の下限を超えると、第２レンズ群の拡大率に対し十分な縮小率が得られず、コンパクト化が図れない。
条件式（２）の上限を超えると、第２レンズ群以降に対する入射瞳位置が目側に近づき、アイレリーフが短くなる。
【００１５】
条件式（３）は、短焦点距離端での第３レンズ群と第４レンズ群の合成焦点距離を規定することで、コンパクト化を図り、短焦点距離端でのアイレリーフを確保するための条件である。
条件式（３）の下限を超えて、第３、第４レンズ群の合成焦点距離が短くなりすぎると、短焦点距離端でのアイレリーフの確保が困難になる。
条件式（３）の上限を超えて第３、第４レンズ群の合成焦点距離が長くなりりすぎると、レンズ径の増大を招き、コンパクト化に反する。
【００１６】
条件式（４）は、長焦点距離端での第３レンズ群と第４レンズ群の合成焦点距離を規定することで、コンパクト化を図り、長焦点距離端でのアイレリーフを確保するための条件である。
条件式（４）の下限を超えて、第３、第４レンズ群の合成焦点距離が短くなりすぎると、長焦点距離端でのアイレリーフの確保が困難になる。
条件式（４）の上限を超えて第３、第４レンズ群の合成焦点距離が長くなりりすぎると、レンズの径の増大を招き、コンパクト化に反する。
【００１７】
次に、本発明の接眼変倍光学系の具体的な実施例を説明する。以下の実施例の数値データ及び諸収差図において、ｆは接眼光学系の焦点距離、ＥＲは瞳径、Ｂは射出半角(°）、Ｄｉは視度（1/ｍ）、ＥＰはアイレリーフ、Ｒは曲率半径、Ｄはレンズ厚またはレンズ間隔、Ｎd はｄ線に対する屈折率、νはアッベ数、ｄ線、ｇ線、Ｃ線、Ｆ線、ｅ線は、球面収差によって示される色収差及び倍率色収差、Ｓはサジタル面、Ｍはメリディオナル面を示している。物体距離は、組み合わされる対物光学系の結像点位置を各実施例の第１面基準で示したものである。
また、回転対称非球面形状は次式で定義される。
x=Ch2/[1+[1-(1+K)C2h2]1/2]+A4h4+A6h6+A8h8 ・・・
（C は曲率（1/R)、h は光軸からの高さ、K は円錐係数、A4、A6、A8、・・・ は各次数の非球面係数）
【００１８】
［実施例１］
図１ないし図４は、本発明の接眼変倍光学系の実施例１を示している。図１及び図３はそれぞれ長焦点距離端（対物光学系と組み合わせた望遠鏡としての最小倍率）及び短焦点距離端（同最大倍率）におけるレンズ構成図であり、表１はその数値データである。図２、図４はそれぞれ、図１、図３のレンズ構成での諸収差図。第１レンズ群１０は正の単レンズからなり、第２レンズ群２０は正レンズと負レンズの貼合せレンズからなり、第３レンズ群３０は、負レンズと正レンズの貼合せレンズと、正単レンズからなり、第４レンズ群４０は単レンズからなっている。視野環５０は第３レンズ群３０（第６面）の第２レンズ群２０側８．９４ｍｍの位置にあって、第３レンズ群３０と一緒に移動する。
【００１９】
【表１】
物体距離=28.81
f=20.00‐ 12.43‐ 8.30
EP=10‐ 10‐ 16
Di=-1.0‐ -1.0‐ -1.0
面 No. Ｒ            Ｄ          Nd          ν
1      ∞           3.89        1.51633     64.1
2     -51.820  13.81- 9.33- 6.83
3     -14.686       3.63        1.51633     64.1
4      -9.846       1.63        1.51454     54.7
5      22.255  13.62- 28.29- 43.85
6    -557.272       2.07        1.84666     23.8
7      24.314      12.82        1.69680     55.5
8     -24.314       0.50
9      44.954       5.50        1.60311     60.7
10    -78.378  24.45- 14.26- 1.20
11     22.663       3.24        1.51633     64.1
12     40.549
【００２０】
［実施例２］
図５ないし図８は、本発明の接眼変倍光学系の実施例２を示している。図５及び図７はそれぞれ長焦点距離端（最小倍率）及び短焦点距離端（最大倍率）におけるレンズ構成図であり、表２はその数値データである。図６、図８はそれぞれ、図５、図７のレンズ構成での諸収差図である。第１レンズ群１０はわずかに負のパワーを有する単レンズ、第２レンズ群２０及び第３レンズ群３０はそれぞれ負、正の単レンズからなり、第４レンズ群４０は正レンズと負レンズの貼合せレンズからなっている。視野環５０は第３レンズ群３０（第５面）の第２レンズ群側７．０３ｍｍの位置にあって、第３レンズ群３０と一緒に移動する。
【００２１】
【表２】
物体距離=38.26
f=20.00‐ 13.23‐ 10.15
EP=14‐ 12‐ 12
Di=-1.0‐ -1.0‐ -1.0
面 No.    Ｒ       Ｄ            Nd          ν
1      19.170     11.25        1.51633     64.1
2      15.336  12.75‐ 8.56‐ 6.58
3     -28.452      3.07        1.51633     64.1
4      21.343     11.31‐ 21.83‐ 29.21
5*     19.781      8.36        1.49176     57.4
6     -23.004  13.90‐ 7.58‐ 2.18
7      16.218      8.31        1.51633     64.1
8     -13.202      1.92        1.78472     25.7
9     -42.941       -
*は回転対称非球面。
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）：
面Ｎｏ．  Ｋ          Ａ４              Ａ６
NO. 5    0         −0.58304×10-4    0.20668×10-6
【００２２】
［実施例３］
図９ないし図１２は、本発明の接眼変倍光学系の実施例３を示している。図９及び図１１はそれぞれ長焦点距離端（最小倍率）及び短焦点距離端（最大倍率）におけるレンズ構成図であり、表３はその数値データである。図１０、図１２はそれぞれ、図９、図１１のレンズ構成での諸収差図ある。基本的なレンズ構成は実施例１と同様である。視野環５０は第３レンズ群３０（第６面）の第２レンズ群側８．１５ｍｍの位置にあって、第３レンズ群３０と一緒に移動する。
【００２３】
【表３】
物体距離=26.80
f=19.98‐ 12.42‐ 7.78
EP=8‐ 8‐ 15
Di=-1.0‐ -1.0‐ -1.0
面 No.    Ｒ       Ｄ            Nd         ν
1      75.852      3.80       1.49176     57.4
2*    -45.871   10.12‐ 6.72‐ 4.60
3     -14.159      3.54       1.85026     32.3
4      -9.482      1.65       1.51454     54.7
5      15.170   12.89‐ 25.30‐ 41.00
6    -767.478      2.00       1.84666     23.8
7      20.227     12.30       1.72916     54.7
8     -24.412      0.50
9      37.926      6.20       1.69680     55.5
10   -126.420   23.79‐ 14.78‐ 1.20
11     22.116      3.16       1.51633     64.1
12     39.569       -
*は回転対称非球面。
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）：
面Ｎｏ．  Ｋ          Ａ４           Ａ６           Ａ８
NO. 2    0             0             0          0.77000×10-9
【００２４】
各実施例の各条件式に対する値を表４に示す。
【表４】
0003713250.tif 000002
各実施例は各条件式を満足しており、諸収差も比較的よく補正されている。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、レンズ径が小型の接眼変倍光学系が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による接眼変倍光学系の実施例１の長焦点距離端（最小倍率）におけるレンズ構成図である。
【図２】図１の接眼光学系に無収差の対物光学系（ｆ＝５００、Fno=1：5）を組み合わせ、無限遠からの光束を通過させた場合の諸収差図である。
【図３】同実施例１の短焦点距離端（最大倍率）におけるレンズ構成図である。
【図４】図４の接眼光学系に無収差の対物光学系（ｆ＝５００、Fno=1：5）を組み合わせ、無限遠からの光束を通過させた場合の諸収差図である。
【図５】本発明による接眼変倍光学系の実施例２の長焦点距離端（最小倍率）におけるレンズ構成図である。
【図６】図５の接眼光学系に無収差の対物光学系（ｆ＝５００、Fno=1：5）を組み合わせ、無限遠からの光束を通過させた場合の諸収差図である。
【図７】同実施例２の短焦点距離端（最大倍率）におけるレンズ構成図である。
【図８】図７の接眼光学系に無収差の対物光学系（ｆ＝５００、Fno=1：5）を組み合わせ、無限遠からの光束を通過させた場合の諸収差図である。
【図９】本発明による接眼変倍光学系の実施例３の長焦点距離端（最小倍率）におけるレンズ構成図である。
【図１０】図９の接眼光学系に無収差の対物光学系（ｆ＝５００、Fno=1：5）を組み合わせ、無限遠からの光束を通過させた場合の諸収差図である。
【図１１】同実施例３の短焦点距離端（最大倍率）におけるレンズ構成図である。
【図１２】図１１の接眼光学系に無収差の対物光学系（ｆ＝５００、Fno=1：5）を組み合わせ、無限遠からの光束を通過させた場合の諸収差図である。
【図１３】接眼変倍光学系の第１レンズ群が正のパワーを有する場合の実施例１ないし実施例４の光学系の簡易移動図である。
【図１４】接眼変倍光学系の第１レンズ群がわずかに負のパワーを有する場合の実施例１ないし実施例４の光学系の簡易移動図である。
【符号の説明】
Ｌｅ  変倍接眼光学系
Ｌｏ  対物光学系
【図１】
0003713250.tif 000003
【図２】
0003713250.tif 000004
【図３】
0003713250.tif 000005
【図４】
0003713250.tif 000006
【図５】
0003713250.tif 000007
【図６】
0003713250.tif 000008
【図７】
0003713250.tif 000009
【図８】
0003713250.tif 000010
【図９】
0003713250.tif 000011
【図１０】
0003713250.tif 000012
【図１１】
0003713250.tif 000013
【図１２】
0003713250.tif 000014
【図１３】
0003713250.tif 000015
【図１４】
0003713250.tif 000016