(57)【要約】【目的】目標の天体、例えば北極星の導入が容易であり、かつ必要に応じた高精度な極軸セッティングができる極軸望遠鏡を提供する。【構成】物体側から順に、対物レンズ系と、対物レンズ系の像をリレーして再結像させる光学系と、その像を観察するための接眼レンンズを有する極軸望遠鏡において、前記リレー光学系は、正のパワーを持つコンデンサレンズと、正のパワーを持つ第２群、正のパワーを持つ第３群からなり、該第２群と第３群を光軸方向に相対移動して変倍し、以下の条件を満たす正立変倍観察光学系からなる。（１）    ６．０＜ｆＯ／ｆｅ＜１０．０（２）  −４．０＜Ｍ２Ｌ＜−１．０（３）    ０．２＜Ｍ３Ｌ＜０．６ただし、ｆＯ：対物レンズ系の焦点距離ｆｅ：接眼レンズ系の焦点距離Ｍ２Ｌ：リレー光学系第２群の低倍時の横倍率Ｍ３Ｌ：リレー光学系第３群の低倍時の横倍率【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、対物レンズ系と、対物レンズ系の像をリレーして再結像させる光学系と、その像を観察するための接眼レンンズを有する極軸望遠鏡において、
前記リレー光学系は、正のパワーを持つコンデンサレンズと、正のパワーを持つ第２群、正のパワーを持つ第３群からなり、該第２群と第３群を光軸方向に相対移動して変倍し、以下の条件を満たす正立変倍観察光学系からなることを特徴とする変倍極軸望遠鏡。
（１）  ６．０＜ｆＯ／ｆｅ＜１０．０
（２）  −４．０＜Ｍ２Ｌ＜−１．０
（３）  ０．２＜Ｍ３Ｌ＜０．６
ただし、ｆＯ：対物レンズ系の焦点距離
ｆｅ：接眼レンズ系の焦点距離
Ｍ２Ｌ：リレー光学系第２群の低倍時の横倍率
Ｍ３Ｌ：リレー光学系第３群の低倍時の横倍率
【請求項２】
前記対物レンズ系の焦点位置に、極軸をセッティングするための指標を有する請求項１記載の変倍極軸望遠鏡。
【請求項３】
前記リレー光学系の第２群は、物体側から順に、正の両凸レンズおよび負のメニスカスレンズからなる接合レンズである請求項１または２記載の変倍極軸望遠鏡。
【請求項４】
前記リレー光学系の第３群は、物体側から順に正の両凸レンズおよび負のメニスカスレンズからなる接合レンズである請求項１または２記載の変倍極軸望遠鏡。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、天体望遠鏡用の赤道儀に適した変倍極軸望遠鏡に関する。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】
天体望遠鏡用赤道儀は、極軸を地球の自転軸（地軸）と平行にセッティングする必要がある。この極軸セッティングを容易にするために、光軸が極軸に一致している極軸望遠鏡を備えた赤道儀が知られている。赤道儀の極軸セッティングは、次のように行なわれている。例えば北半球では、極軸望遠鏡で北天を観察し、北極星が極軸望遠鏡の視界中心（光軸）から所定距離に位置するように、赤道儀の方位および高度調整を行なうことによりセッティングされる。
【０００３】
極軸望遠鏡の倍率は、低いと視界が広いので、目標の天体を視界内に導くことは容易になるが、セッティング精度は低くなってしまう。逆に、セッティング精度を高めるために倍率を高くすると、視界が狭くなり、目標となる天体の導入が困難になってしまう、という問題があった。
そこで、本件出願人は、極軸望遠鏡にコンバータを着脱し、または極軸望遠鏡の光路にコンバータを出し入れして倍率を変える極軸望遠鏡のコンバータを提案したが（特許文献１）、さらに実視野が広く、諸収差が小さい極軸望遠鏡が望まれる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−２８１４０８号公報
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、目標の天体、例えば北極星の導入が容易であり、かつ必要に応じて高精度な極軸セッティングができる極軸望遠鏡を提供することを目的とする。
【０００６】
【発明の概要】
この目的を達成する本発明の極軸望遠鏡は、物体側より順に、対物レンズ系と、その焦点位置に、極軸をセッティングするための指標を有し、その後方で対物レンズ系の像をリレーし再結像させる光学系と、その像を観察するための接眼レンンズを有する極軸望遠鏡において、
前記リレー光学系は、正のパワーを持つコンデンサレンズと、正のパワーを持つ第２群、正のパワーを持つ第３群からなり、第２群と第３群を移動させることによって変倍し、以下の条件を満たす正立変倍観察光学系からなることを特徴とする。
（１）  ６．０＜ｆＯ／ｆｅ＜１０．０
（２）  −４．０＜Ｍ２Ｌ＜−１．０
（３）  ０．２＜Ｍ３Ｌ＜０．６
ただし、ｆＯ：対物レンズ系の焦点距離
ｆｅ：接眼レンズ系の焦点距離
Ｍ２Ｌ：リレー光学系第２群の低倍時の横倍率
Ｍ３Ｌ：リレー光学系第３群の低倍時の横倍率
【０００７】
条件式（１）の上限を超えると、実視界を広くするためには、対物レンズ系の焦点距離ｆＯが長くなり、全体の長さおよび径がともに大きくなる。下限を越えると、指標の取り付け精度が厳しくなり、リレー光学系以後の光学系の倍率を上げなければならず、収差補正が困難になる。
条件式（２）、（３）は、変倍時の各移動群の倍率寄与に関する条件である。条件式（２）の上限を超えると、全長が長くなり、下限を越えると、リレー光学系の径が大きくなる。
条件式（３）の上限を超えると、リレー光学系の径が大きくなり、下限を越えると、コマ収差の補正が難しくなる。
【０００８】
前記対物レンズ系の焦点位置に、目標天体を捕捉する指標が配置される。
本発明の好ましい実施形態において、リレー光学系の第２群は、物体側から順に、正の両凸レンズおよび負のメニスカスレンズからなる接合レンズとする。さらにリレー光学系の第３群は、物体側から順に正の両凸レンズおよび負のメニスカスレンズからなる接合レンズとする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明を説明する。図１３は、本発明を適用した極軸望遠鏡を備えた赤道儀の実施の形態を要部を一部切断して示す図である。
【００１０】
この赤道儀２０は、不図示の三脚に取り付けるための台座部３１に、高度（上下方向回動）調整および方位（水平方向回転）調整および自在に軸支された極軸外筒３３と、極軸外筒３３内に極軸Ｏ１を軸心として回転自在に支持された極軸内筒３４と、極軸内筒３４の先端部に固定された赤緯外筒３５と、この赤緯外筒筒３５の上端部には、赤緯外筒３５内に極軸Ｏ１と直交する赤緯軸Ｏ２と軸心を一致させて赤緯軸Ｏ２を中心に回動自在に固定された赤緯内筒３６と、赤緯外筒３５の先端部に赤緯軸Ｏ２を軸心として回動自在に装着されたマウント台３７とを備えている。図示しないが天体望遠鏡は、このマウント台３７に固定される。
【００１１】
極軸内筒３４内には、光軸が極軸Ｏと一致した極軸望遠鏡２１が装着され、赤緯外筒３５および赤緯内筒３６には、極軸望遠鏡２１の視界を確保するために開口３５ａ、３５ｂ、３６ａ、３６ｂが形成されている。
極軸望遠鏡２１は、対物レンズ系Ｌ１、リレーレンズ系Ｌ２および接眼レンズ系Ｌ３を備え、対物レンズ系Ｌ１、リレーレンズ系Ｌ２との間には、目標の星の位置を決めるためのスケールが描かれた目標板１１が配置されている。観察者は極軸セッティングの際に、接眼光学系Ｌ３を介して、北極星を目標板１１のスケールに重ねた状態で観察しながら、北極星がスケールと一致するように、高度微調整ねじ３２ａ、方位微調整ねじ３２ｂを操作して極軸望遠鏡２１（極軸Ｏ１）の高度（上下）調整および水平（方位）調整を行なう。
【００１２】
なお、図中、符号３９は赤緯外筒３５を極軸Ｏ１を中心に回転させる極軸駆動部、符号４１はマウント台３７を赤緯軸Ｏ２を中心に回転させる赤緯駆動部、符号４３はバランスウエイトである。
【００１３】
この赤道儀は、次のように使用される。観察者は先ず、極軸望遠鏡２１を北極星方向に向ける。その際、極軸望遠鏡２１の倍率は、低倍率にしておく。そして、接眼レンズＬ３を介して星座を捕捉し、北極星が視界のほぼ中心に位置するように極軸望遠鏡２１の高度（上下）および方位（水平方向）を粗調整する。
【００１４】
北極星が視界のほぼ中心に位置したら、高倍率に変倍させて、高倍率での観察を可能にする。そして、接眼光学系Ｌ３を介して、北極星を指標１１上のスケールに重ねた状態で観察し、北極星がスケールと一致するように、高度微調整ねじ３２ａ、方位微調整ねじ３２ｂを操作して、極軸外筒３３の高度および方位の微調整を行なう。
【００１５】
以上の通り図１３に示した極軸望遠鏡２１を備えた赤道儀２０は、極軸望遠鏡２１の倍率を変えることができるので、極軸セッティングを行なう際は極軸望遠鏡２１の倍率を低下させて実視界を広げることにより、広い実視界下での観察により目標の天体の捕捉が容易にできる。さらに、目標の天体を捕捉したら、極軸望遠鏡２１を変倍させて倍率を上げることにより、高倍率高精度の極軸望遠鏡２１で目標の天体の観察をすることにより、高精度な極軸セッティングができる。
【００１６】
本発明を適用した極軸望遠鏡のレンズ構成の実施例を示す。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、ｇ線、Ｃ線、Ｆ線およびｅ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はメリディオナルである。ＥＲは瞳径（ｍｍ）、Ｂ（°）は射出角（半量）である。また、各表中のＷは半画角（゜）、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、νｄはｄ線におけるアッベ数を示す。
【００１７】
［実施例１］
図１は、実施例１のレンズ構成を示し、図２〜図４は、それぞれ低倍率、中倍率、高倍率時の収差図を示す。表１は、その数値データである。面ＮＯ．１〜５は対物光学系Ｌ１と指標１０、面ＮＯ．６〜１３はリレー光学系Ｌ２、面ＮＯ．１４〜１８は接眼光学系Ｌ３である。
対物光学系Ｌ１は、正レンズＬ１１、負レンズＬ１２の接合レンズからなり、その結像点（第１結像点）に指標１１が配置されている。リレー光学系Ｌ２は、正のコンデンサーレンズＬ２１と、共に正の両凸レンズと負のメニスカスレンズの接合レンズからなるリレー第１群Ｌ２２、第２群Ｌ２３とからなり、その結像位置に視野環１２が配置される。視野環１２の後方の接眼光学系Ｌ３は、正レンズと負レンズの接合レンズと正レンズからなる。リレー光学系Ｌ２の結像点（第２結像点）は、面ＮＯ．１４より対物側８．０１ｍｍのところにある。
【００１８】
【表１】
2004226544.tif 000003
【００１９】
［実施例２］
図５は、実施例２のレンズ構成を示し、図６〜図８は、それぞれ低倍率、中倍率、高倍率時の収差図を示す。表２は、その数値データである。面ＮＯ．１〜５は対物光学系Ｌ１と指標１１、面ＮＯ．６〜１３はリレー光学系Ｌ２、面ＮＯ．１４〜１８は接眼光学系Ｌ３である。
基本的なレンズ構成は実施例１と同様である。リレー光学系Ｌ２の結像点（第２結像点）は、面ＮＯ．１４より対物側１１．０７ｍｍのところにある。
【００２０】
【表２】
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【００２１】
［実施例３］
図９は、実施例３のレンズ構成を示し、図１０〜図１２は、それぞれ低倍率、中倍率、高倍率時の収差図を示す。表３は、その数値データである。面ＮＯ．１〜５は対物光学系Ｌ１と指標１１、面ＮＯ．６〜１３はリレー光学系Ｌ２、面ＮＯ．１４〜１９は接眼光学系Ｌ３である。
対物光学系とリレー光学系の構成は実施例１と同様である。接眼光学系Ｌ３は、正レンズと負レンズの接合レンズ２枚よりなる。
リレー光学系の結像点（第２結像点）は、面ＮＯ．１４より対物側８．９０ｍｍのところにある。
【００２２】
【表３】
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【００２３】
以上の実施例１、２、３は、下記の通り条件式（１）、（２）、（３）を満足している。
2004226544.tif 000006
これら実施例１、２、３の変倍極軸望遠鏡は、対物レンズ系の焦点距離ｆＯが短くて実視界が広く、指標の取り付け精度が緩く、リレー光学系以後の光学系の倍率が低くて済み、適度な収差補正がされる。さらに、全長が短く、リレー光学系の径が大きくならず、コマ収差が適度に補正される。
【００２４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り本発明の変倍極軸望遠鏡によれば、極軸望遠鏡の倍率を変えることができるので、低倍率での観察により目的の天体の導入が容易に出来、且つ、高倍率に倍率変更しての観察により精度の高い極軸のセッティングが行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した極軸望遠鏡の実施例１の低倍率時のレンズ構成を示す図である。
【図２】同実施例１の低倍率時の諸収差を示す図である。
【図３】同実施例１の中倍率時の諸収差を示す図である。
【図４】同実施例１の高倍率時の諸収差を示す図である。
【図５】本発明を適用する極軸望遠鏡の実施例２の低倍率時のレンズ構成を示す図である。
【図６】同実施例２の低倍率時の諸収差を示す図である。
【図７】同実施例２の中倍率時の諸収差を示す図である。
【図８】同実施例２の高倍率時の諸収差を示す図である。
【図９】本発明を適用する極軸望遠鏡の実施例３の低倍率時のレンズ構成を示す図である。
【図１０】同実施例３の低倍率時の諸収差を示す図である。
【図１１】同実施例３の中倍率時の諸収差を示す図である。
【図１２】
同実施例３の高倍率時の諸収差を示す図である。
【図１３】本発明を適用した極軸望遠鏡を備えた赤道儀の実施形態を、要部を一部縦断して示す図である。
【符号の説明】
１１  指標
１２  視野環
１３  鏡筒
２０  赤道儀
２１  極軸望遠鏡
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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