(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物光学系と組み合わせて用いられる接眼変倍光学系であって、対物光学系側から順に、負の第１レンズ群と、視野絞りと、正の第２レンズ群と、正の第３レンズ群と、正の第４レンズ群とからなり、
対物光学系の焦点距離と接眼変倍光学系の焦点距離の比で定義される全系の倍率が最小から最大に変化するとき、第１レンズ群は対物光学系側に単調に移動し、第２レンズ群は眼側に単調に移動し、第３レンズ群は最初は第２レンズ群との間隔を広げ後に縮めるように眼側に移動し、第４レンズ群は不動であり、
次の条件式（１）を満足することを特徴とする接眼変倍光学系。
（１）０．４＜｛Ｌ２３（ｍａｘ）−Ｌ２３｝／ｆ（ｈ）
但し、
Ｌ２３（ｍａｘ）：変倍時の第２レンズ群と第３レンズ群の軸上空気間隔の最大値、
Ｌ２３：最長焦点距離における第２レンズ群と第３レンズ群の軸上空気間隔、
ｆ（ｈ）：接眼変倍光学系全系の最短焦点距離。
【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（２）を満足する接眼変倍光学系。
（２）７．０＜Ｌ１２／ｆ（ｈ）
但し、
Ｌ１２：最短焦点距離における第１レンズ群と第２レンズ群の軸上空気間隔。
【請求項３】
請求項２記載の接眼変倍光学系において、次の条件式（３）、（４）を満足する接眼変倍光学系。
（３）２．０＜ｆ４／ｆ２３＜４．０
（４）０．３＜ｆ２３／ｆ２＜０．６
但し、
ｆ４：第４レンズ群の焦点距離、
ｆ２３：最長焦点距離における第２レンズ群と第３レンズ群の合成焦点距離、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離。
【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（１’）を満足する接眼変倍光学系。
（１’）０．６５＜｛Ｌ２３（ｍａｘ）−Ｌ２３｝／ｆ（ｈ）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、天体望遠鏡、スポッティングスコープ、双眼鏡などの対物光学系と組み合わせて用いられる接眼変倍光学系に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
この種の接眼変倍光学系は従来多数提案されている。例えば、特開平４−２０４６１６号公報は、接眼変倍光学系に対物光学系と正立光学系を組み合わせたアフォーカル変倍光学系を提案し、特開昭６２−１３４６１７号公報や特開平６−１７５０４８号公報は、対物光学系と正立光学系を含まない単独の接眼変倍光学系を提案している。これらはいずれも、対物光学系や正立光学系を除いた接眼変倍光学系だけに着目すると、物体側から順に、負のパワーの第１移動レンズ群、視野絞りを挟んで正のパワーの第２移動レンズ群、正のパワーの第３固定レンズ群で構成されるいわゆるＯＥ−ＺＯＯＭと呼ばれる３群構成の接眼変倍光学系である。これは第１、第２の移動レンズ群を互いに逆方向に移動させて変倍するとともに視度の変化を補正する構成である。これらの従来の接眼変倍光学系はいずれも変倍比が２倍程度である。
【０００３】
また、一般の接眼光学系では、アイレリーフと見掛視界を十分大きくする必要があるが、アイレリーフと見掛視界を大きくすると大型化する傾向がある。変倍比が３倍程度となるとこの傾向が顕著である。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は、変倍比が３倍程度でありながら、小型で、見掛視界、アイレリーフをともに十分大きくできる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せて用いられる接眼変倍光学系であって、対物光学系側から順に、負の第１レンズ群と、視野絞りと、正の第２レンズ群と、正の第３レンズ群と、正の第４レンズ群とからなり、対物光学系の焦点距離と接眼変倍光学系の焦点距離の比で定義される全系の倍率が最小から最大に変化するとき、第１レンズ群は対物光学系側に単調に移動し、第２レンズ群は眼側に単調に移動し、第３レンズ群は最初は第２レンズ群との間隔を広げ後に縮めるように眼側に移動し、第４レンズ群は不動であり、次の条件式（１）を満足することを特徴としている。
（１）０．４＜｛Ｌ２３（ｍａｘ）−Ｌ２３｝／ｆ（ｈ）
但し、
Ｌ２３（ｍａｘ）：変倍時の第２レンズ群と第３レンズ群の軸上空気間隔の最大値、
Ｌ２３：最長焦点距離における第２レンズ群と第３レンズ群の軸上空気間隔、
ｆ（ｈ）：接眼変倍光学系全系の最短焦点距離、
である。
【０００６】
接眼変倍光学系全系が最短焦点距離の状態は、対物光学系と組み合わせて望遠鏡とした場合には最高倍率の状態である。
【０００７】
本発明の接眼変倍光学系は、さらに次の条件式（２）を満足することが好ましい。
（２）７．０＜Ｌ１２／ｆ（ｈ）
但し、
Ｌ１２：最短焦点距離における第１レンズ群と第２レンズ群の軸上空気間隔、
である。
【０００８】
本発明の接眼変倍光学系は、さらに次の条件式（３）、（４）を満足することが好ましい。
（３）２．０＜ｆ４／ｆ２３＜４．０
（４）０．３＜ｆ２３／ｆ２＜０．６
但し、
ｆ４：第４レンズ群の焦点距離、
ｆ２３：最長焦点距離における第２レンズ群と第３レンズ群の合成焦点距離、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離、
である。
【０００９】
本発明の接眼変倍光学系は、次の条件式（１’）を満足することがより好ましい。
（１）０．６５＜｛Ｌ２３（ｍａｘ）−Ｌ２３｝／ｆ（ｈ）
【００１０】
【発明の実施形態】
本実施形態の接眼変倍光学系は、図１７に示すように、対物光学系５０と組み合わせて用いるもので、対物光学系５０（物体）側から順に、負の第１レンズ群１０、視野絞りＳ、正の第２レンズ群２０、正の第３レンズ群３０、及び正の第４レンズ群４０からなっている。変倍に際し、第１レンズ群１０、第２レンズ群２０、及び第３レンズ群３０は互いに独立して光軸方向に移動し、第４レンズ群は不動である。より具体的には、全系の倍率（対物光学系５０の焦点距離／接眼変倍光学系の焦点距離）が最小から最大に変化するとき（接眼変倍光学系の焦点距離が最長から最短に変化するとき）、第１レンズ群１０は単調に物体側に移動し、第２レンズ群２０は単調に眼側に移動し、第３レンズ群３０は最初は第２レンズ群２０との間隔を広げ後に縮めるように眼側に移動する。視野絞りＳは、第２レンズ群２０と一緒に移動する。
【００１１】
条件式（１）は、変倍に伴うアイレリーフの変化を小さくするための条件である。
条件式（１）の下限を越えると、中間焦点距離におけるアイレリーフの落ち込み（アイレリーフが小さくなる）が顕著になる。
【００１２】
条件式（２）は、第１レンズ群、第２レンズ群及び第３レンズ群が変倍に際して移動するスペースを大きく確保し、変倍比を大きくするための条件である。また、この条件式（２）を満足させ、第１レンズ群と第２レンズ群の間に形成される物体像（対物光学系の焦点位置）から、第１レンズ群及び第２レンズ群までの距離それぞれを大きくすることによって、レンズ面の傷や埃などを目立たなくする効果もある。
【００１３】
具体的に説明する。対物光学系５０の焦点位置ＸからＬＦ１の距離にある第１レンズ群１０と、ＬＦ２の距離にある第２レンズ群２０それぞれのレンズ面の視度（Ｄ１、Ｄ２）は、次式で表される。
Ｄ１＝＋１０００×ＬＦ１／ｆ２−４２  （ディオプタ）
Ｄ２＝−１０００×ＬＦ２／ｆ２−４２  （ディオプタ）
但し、
ＬＦ１；対物光学系の焦点位置Ｘから第１レンズ群の眼側の面までの距離、
ＬＦ２；対物光学系の焦点位置Ｘから第２レンズ群の対物光学系側の面までの距離、
ｆ２−４；対物光学系の焦点位置Ｘより眼側の光学系の焦点距離、
である。
【００１４】
レンズ面の傷や埃が問題となるのは焦点位置Ｘとレンズ面とが最も接近する低倍率時であり、これらＤ１、Ｄ２の値の絶対値をある程度大きくしないと、低倍率時にレンズ面の傷や埃が目立つことになる。Ｄ１、Ｄ２の値の絶対値を大きくするには、ＬＦ１、ＬＦ２の値を大きくすればよいが、低倍率時におけるＬＦ１、ＬＦ２を大きくした上で変倍比を大きくするには、第１レンズ群と第２レンズ群の移動スペースを確保するするべく高倍率側の第１レンズ群と第２レンズ群の間隔をある程度大きく確保する必要がある。条件式（２）を満足させると、高倍率側の第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を大きく確保できるため、低倍率側でのＬＦ１、ＬＦ２も大きくすることができ、レンズ面の傷や埃などを目立たなくすることができる。
【００１５】
条件式（２）の下限を越えると、低倍率時に像面とレンズ面とが接近しすぎるためレンズ件の傷や埃などが目立つようになる。また、十分な変倍比を確保しながら移動量を小さくして、像面とレンズ面とが接近しないようにすると、特に第２レンズ群のパワーを大きくしなければならず、非点収差、歪曲収差などの補正が困難になる。
【００１６】
条件式（３）は、小型化するための条件である。
条件式（３）の下限を越えると、第２レンズ群と第３レンズ群の移動量が増大し、小型化することができなくなる。条件式（３）の上限を越えると、収差補正、特に非点収差、歪曲収差の補正が困難になる。
【００１７】
条件式（４）は、第２レンズ群と第３レンズ群のパワーの比に関する条件である。少ない移動量で高い変倍比を達成するためには正のパワーを有する第２、第３レンズ群にそれぞれ大きな正のパワーを要するが、これら２つの群に正のパワーをほぼ等しく分配することが収差補正上有利である。条件式（４）の上限を越えると、第２レンズ群の正レンズのパワーが強くなりすぎ、逆に下限を越えると、第３レンズ群の正のパワーが強くなりすぎて、いずれも非点収差、歪曲収差の補正が困難になる。さらに、色収差の補正をするためには、第２レンズ群と第３レンズ群の少なくとも一方を正レンズと負レンズの貼り合わせレンズとすることが好ましい。
【００１８】
次に具体的な実施例を示す。諸収差図中、球面収差で表される色収差（軸上色収差）図及び倍率色収差図中のｄ線、Ｆ線、Ｃ線はそれぞれの波長に対する収差であり、Ｓはサジタル、Ｍはメリディオナル、ＥＲは射出瞳径、Ｂは見掛視界（半量）（°）である。また、Ｗは実視界（半量）（°）、ｆｏは対物光学系の焦点距離、ｆｅは接眼変倍光学系の焦点距離、ｒは曲率半径、ｄはレンズ厚またはレンズ間隔、Ｎｄ  はｄ線の屈折率、νはアッベ数を示す。また、レンズ構成図中のＥＰはアイポイントである。
【００１９】
以下の４つの実施例は望遠鏡に使用された場合を想定し、接眼変倍光学系の前方に４例共通の対物光学系と展開した正立プリズムを入れた形で示す。図１８はその一例で、対物光学系５０と、正立光学系６０と、実施例２の接眼変倍光学系を組み合わせた図である。対物光学系は特に限定されるものではなく、天体望遠鏡や顕微鏡用のものでもよい。また、正立像を必要としない場合は正立プリズムはなくてもよい。
【００２０】
［実施例１］
図１は実施例１の最長焦点距離（望遠鏡として最低倍率）時における接眼変倍光学系のレンズ構成を示し、図２、図３、図４はそれぞれ、接眼変倍光学系が、最長焦点距離時、中間焦点距離（望遠鏡として中間倍率）時、最短焦点距離（望遠鏡として最高倍率）における対物光学系を含んでの諸収差を示す。表１は、対物光学系５０を含む全系の数値データである。面Ｎｏ．１〜６は対物光学系５０（図示せず）、面Ｎｏ．７〜１０は正立光学系６０（図示せず）、面Ｎｏ．１１〜１３は負の第１レンズ群１０、面Ｎｏ．１４〜１６は正の第２レンズ群２０、面Ｎｏ．１７〜１８は正の第３レンズ群３０、面Ｎｏ．１９〜２０は第４レンズ群４０である。対物光学系５０は、物体側から順に、正レンズ、負レンズ、負レンズからなり、正立光学系６０は２面の反射面を有する２個の三角プリズム（直角プリズム）からなり、第１レンズ群１０は、対物光学系側から順に、正レンズと負レンズの接合レンズからなり、第２レンズ群２０は、対物光学系側から順に、負レンズと正レンズの接合レンズからなり、第３レンズ群３０は正の単レンズからなり、第４レンズ群４０は正の単レンズからなる。低倍率側から高倍率側への変倍は第１レンズ群１０を対物光学系５０方向に、第２レンズ群２０及び第３レンズ群３０を眼側に独立に移動させて行う。視野絞りＳは、面Ｎｏ．１４の対物光学系側１２．２６ｍｍの位置にある。
【００２１】
【表１】
0003590564.tif 000002
【００２２】
［実施例２］
図５は実施例２の最長焦点距離（最低倍率）時における接眼変倍光学系のレンズ構成を示し、図６、図７、図８はそれぞれ、接眼変倍光学系が、最長焦点距離、中間焦点距離（中間倍率）、最短焦点距離（最高倍率）における対物光学系を含んでの諸収差を示す。表２はその数値データである。第２レンズ群２０が正の単レンズからなり、第３レンズ群３０が正レンズと負レンズの接合レンズとからなる点を除き、基本的なレンズ構成及び変倍時の各レンズ群の移動態様は実施例１と同様である。視野絞りＳは、面Ｎｏ．１４の対物光学系側１２．５０ｍｍの位置にある。
【００２３】
【表２】
0003590564.tif 000003
【００２４】
［実施例３］
図９は実施例３の最長焦点距離（最低倍率）における接眼変倍光学系のレンズ構成を示し、図１０、図１１、図１２はそれぞれ、接眼変倍光学系が最長焦点距離、中間焦点距離（中間倍率）、最短焦点距離（最高倍率）における対物光学系を含んでの諸収差を示す。表３はその数値データである。基本的なレンズ構成及び変倍時の各レンズ群の移動態様は実施例２と同様である。視野絞りＳは、面Ｎｏ．１４の対物光学系側１４．３５ｍｍの位置にある。
【００２５】
【表３】
0003590564.tif 000004
【００２６】
［実施例４］
図１３は実施例４の最長焦点距離（最低倍率）時における接眼変倍光学系のレンズ構成を示し、図１４、図１５、図１６はそれぞれ、接眼変倍光学系が、最低倍率時、中間焦点距離（中間倍率）時、最短焦点距離（最高倍率）時における対物光学系を含んでの諸収差を示す。表４はその数値データである。基本的なレンズ構成及び変倍時の各レンズ群の移動態様は実施例２と同様である。視野絞りＳは、対物光学系側７．７０ｍｍの位置にある。
【００２７】
【表４】
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【００２８】
各実施例の各条件式に対する値を表５に示す。
【表５】
0003590564.tif 000006
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。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、変倍比が３倍程度でありながら、小型で、見掛視界、アイレリーフをともに十分大きくできる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のレンズ構成図である。
【図２】図１のレンズ構成の最長焦点距離（最低倍率）の状態における対物光学系を含んでの諸収差図である。
【図３】同中間焦点距離の状態における対物光学系を含んでの諸収差図である。
【図４】同最短焦点距離（最高倍率）の状態における対物光学系を含んでの諸収差図である。
【図５】本発明による接眼変倍光学系の実施例２のレンズ構成図である。
【図６】図５のレンズ構成の最長焦点距離（最低倍率）の状態における対物光学系を含んでの諸収差図である。
【図７】同中間焦点距離の状態における対物光学系を含んでの諸収差図である。
【図８】同最短焦点距離（最高倍率）の状態における対物光学系を含んでの諸収差図である。
【図９】本発明による接眼変倍光学系の実施例３のレンズ構成図である。
【図１０】図９のレンズ構成の最長焦点距離（最低倍率）の状態における対物光学系を含んでの諸収差図である。
【図１１】同中間焦点距離の状態における対物光学系を含んでの諸収差図である。
【図１２】同最短焦点距離（最高倍率）の状態における対物光学系を含んでの諸収差図である。
【図１３】本発明による接眼変倍光学系の実施例４のレンズ構成図である。
【図１４】図１３のレンズ構成の最長焦点距離（最低倍率）の状態における対物光学系を含んでの諸収差図である。
【図１５】同中間焦点距離の状態における対物光学系を含んでの諸収差図である。
【図１６】同最短焦点距離（最高倍率）の状態における対物光学系を含んでの諸収差図である。
【図１７】本発明による接眼変倍光学系の簡易移動図である。
【図１８】本発明による実施例２の接眼変倍光学系を含む望遠鏡のレンズ構成図である。
【図１】
0003590564.tif 000007
【図２】
0003590564.tif 000008
【図３】
0003590564.tif 000009
【図４】
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【図５】
0003590564.tif 000011
【図６】
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【図７】
0003590564.tif 000013
【図８】
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【図９】
0003590564.tif 000015
【図１０】
0003590564.tif 000016
【図１１】
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【図１２】
0003590564.tif 000018
【図１３】
0003590564.tif 000019
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0003590564.tif 000022
【図１７】
0003590564.tif 000023
【図１８】
0003590564.tif 000024