JPH01197718A - Wide-angle eyepiece lens - Google Patents

Abstract

PURPOSE: To provide a wide angle eyepiece provided with a large visual field angle in simple constitution by constituting a lens system by seven lenses and satisfying specified conditions. CONSTITUTION: This lens system is constituted of a divergent joining system K1 composed of a biconcave lens L1 , a biconvex lens L2 and the biconcave lens L3 , a convergent joining system K2 composed of the biconvex lens L4 and the biconcave lens L5 , biconvex lens L6 and a meniscus lens L7 from an intermediate image side to an eye. Then, at the time of defining a general focus distance as f', a joining system focus distance from a plane (i) to (m) as f'i ,m , the focus distance of the plane (i) as f'i , an air space distance as lk , the refractive index of the lens (j) as nj and the Abbe number of the lens (j) as vj , a conditional formula is satisfied. Thus, this eyepiece provided with the large visual field angle in the simple constitution is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は望遠鏡、中でも測地用望遠鏡のための大視野を
有する広角接眼レンズに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a wide-angle eyepiece with a large field of view for telescopes, especially geodetic telescopes.

［従来の技術］ 米国特許第４，５２５，０：１５　　号には８００　　
の視野のための６員接眼レンズが記述されている。この
接眼レンズの場合には射出瞳の後方焦点距離が肉眼によ
る快適な観測のためには、特に眼鏡使用者には短か過ぎ
る。[Prior Art] U.S. Patent No. 4,525,0:15 includes 800
A six-member eyepiece for a field of view is described. In the case of this eyepiece, the back focal length of the exit pupil is too short for comfortable viewing with the naked eye, especially for spectacle users.

米国特許第４，４９７，５４６　　号公報に５５°　の
視野のためのもう一つの６員接眼レンズが記述されてお
り、この場合にはその中間像の手前に成る収斂レンズ系
が設けられている。このような配置のためにこの型の接
眼レンズは後方焦点距離の大きな射出瞳の場合に例えば
１０００までの大視野のものに利用することができない
。Another six-member eyepiece for a 55° field of view is described in U.S. Pat. No. 4,497,546, in which a converging lens system is provided in front of the intermediate image. . Due to this arrangement, this type of eyepiece cannot be used for large fields of view, for example up to 1000, in the case of a large exit pupil with a large rear focal length.

Ａ、にｏｅｎｉｇ及び＾、にｏｅｈｌｅｒの“望遠鏡及
び距離測定装置“ベルリン、ゲッチンゲン、ハイデルベ
ルク（１９５９）の第１６０−１７３　　頁に、Ｎｏ、
１９及びＮｏ、２０　　において　１２０’の視野のた
めの接眼レンズが記述されている。これらの接眼レンズ
は構造が複雑で同様に射出瞳の後方焦点距離が短い。A. Oenig and ^ Oehler, “Telescopes and Rangefinders” Berlin, Göttingen, Heidelberg (1959), pp. 160-173, no.
No. 19 and No. 20, an eyepiece for a field of view of 120' is described. These eyepieces have a complex structure and similarly have a short focal length behind the exit pupil.

Ｎｏ、２０の接眼レンズの場合にはペッツバール和は補
正されていない。Ｎｏ、１８では７０’　　の視野のだ
めの非球面を含む接眼レンズが記述されているが、この
ものは僅かに４個のレンズよりなる構造のために例えば
＋００’と言う大きな視野に用いることはできない。In the case of the No. 20 eyepiece, the Petzval sum is not corrected. No. 18 describes an eyepiece lens containing an aspherical surface with a field of view of 70', but this cannot be used for a large field of view of +00', for example, because of its structure consisting of only 4 lenses. .

また大きな視野の望遠鏡のために広角接眼レンズの一つ
が提案されているが、この場合にはその結像されるべき
中間像の側から眼への方向に、発散性の接合レンズ系、
収斂性の接合レンズ系、両凹面レンズ、凹面凸面レンズ
及び収斂性の弱い接合レンズ系が配置されている。この
接眼レンズは１■量及び直径が大きくて製造技術的に煩
雑であるという欠点を有する。A type of wide-angle eyepiece has also been proposed for telescopes with a large field of view, in which case a diverging cemented lens system,
A convergent cemented lens system, a biconcave lens, a concave-convex lens, and a weakly convergent cemented lens system are arranged. This eyepiece lens has the drawback that it is large in size and diameter, and its manufacturing technology is complicated.

（発明が解決しようとする課題） 本発明の目的は上述のような従来技術における種々の欠
点を除いて、簡単な構造で大きな視野を有する広角接眼
レンズを作り出すことである。(Problems to be Solved by the Invention) The object of the present invention is to eliminate the various drawbacks of the prior art as described above and to create a wide-angle eyepiece with a simple structure and a large field of view.

本発明の課題は、少ない数の光学部材を有してその接眼
レンズの焦点距離の０．６　　倍よりも大きな射出ｌｌ
！後方焦点距離を有し、各レンズの最大自由直径がその
結像されるべき中間像の直径の１．５倍よりも大きくは
なく、その像ゆがみの補正が角度条件に対応し、そして
ペッツバール和が補正されているような１００°の視野
のための広角接眼レンズを提供することである。The object of the invention is to have a small number of optical elements and an exit lens larger than 0.6 times the focal length of the eyepiece.
! back focal length, the maximum free diameter of each lens is not larger than 1.5 times the diameter of its intermediate image to be imaged, the correction of its image distortion corresponds to the angular condition, and the Petzval sum The object of the present invention is to provide a wide-angle eyepiece for a 100° field of view in which the angle of view is corrected.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上述の課題は本発明に従えば、７個のレンズよりなる接
眼レンズにおいて、結像されるべき中間像の側から眼へ
向って順に、両凹面のレンズＬ１、両凸面のレンズＬ２
及び両凹面のレンズＬ３からなる発散性３レンズ接合系
に、と、両凸面のレンズＬ４及び両凹面のレンズＬ５か
らなる収斂性の接合系に２と、その結像されるべき中間
像へ向かう側の面が非球面である両凸面のレン°ズＬ６
と、及び収斂性の　メニスカスレンズＬ７とが配置され
ており、その際下記の条件、すなわちｏ、ａ　ｆ＠＜　
　ｌｉ　＜　　１．２　ｆ’　　　　　　（ｔ）−５，
５ｆ’＜　　ｆ’、、４＜　　−４，Ｏｆ’　　　（２
）ｎ、　＜　１．６０　　　　　　　（３）υｌ　＞　
６０．０　　　　　　　　　　　（４）ｎ２　　＞　１
．７５　　　　　　　　　　　（５）υ２＜　２９．０
　　　　　　　　（６）１１３　＜　１．５６　　　　
　　　（７）υ、　＞　　６０．０　　　　　　　　　
　　　　（８）５、Ｏｆ’＜　　ｆ’、　　＜　　６．
５　ｆ’　　　　　（９）ｎ４　　＞　　１．６０　　
　　　　　　　　　　（１０）ｖ、　＜　５０．０　　
　　　　　　（１１）ｎＩＪ＞　　１．７５　　　　　
　　　　　　　（１２）υｓ　＜　２９．０　　　　　
　　　（１３）が維持されていることによって解決され
る。According to the present invention, the above-mentioned problem can be solved by using an eyepiece lens consisting of seven lenses, in which order from the side of the intermediate image to be formed toward the eye, a biconcave lens L1 and a biconvex lens L2
and a diverging three-lens junction system consisting of a biconcave lens L3, and a convergent junction system consisting of a biconvex lens L4 and a biconcave lens L5, toward the intermediate image to be formed. Biconvex lens L6 with aspherical side surfaces
, and a convergent meniscus lens L7, and the following conditions are met: o, a f@<
li < 1.2 f' (t)-5,
5f'<f',,4<-4,Of' (2
) n, < 1.60 (3) υl >
60.0 (4) n2 > 1
．． 75 (5) υ2< 29.0
(6) 113 < 1.56
(7) υ, > 60.0
(8) 5, Of'<f',<6.
5 f' (9) n4 > 1.60
(10) v, < 50.0
(11) nIJ > 1.75
(12) υs < 29.0
This is solved by maintaining (13).

（作用） レンズＬ６の非球面が双曲面であってそのアーチ高さ２
　が下記式 （但し、γ、は頂面部曲率半径、ａ　ｉま成るパラメー
タ、モしてｈ　は光軸からその非球面の各点までの距離
である）に相当するならば有利である。(Function) The aspherical surface of the lens L6 is a hyperboloid and its arch height is 2.
It is advantageous if it corresponds to the following formula (where γ is the radius of curvature of the top surface, ai is a parameter, and h is the distance from the optical axis to each point on the aspheric surface).

この広角接眼レンズは後記の第１表にあげる構造データ
によって特徴付けられるものである。This wide-angle eyepiece is characterized by the structural data listed in Table 1 below.

この接眼レンズにより結像されるべき中間像、例えば望
遠鏡対物レンズの後方の中間像はこの接眼レンズの仮想
対象物（ｖｉｒｔｕｅｌｌｅｓ　０ｂｊｅｋｔ）　　で
ある。この接眼レンズの内部においてその３レンズ接合
系と、２レンズ接合系との間に実中間像が結ばれ、これ
はこの空気間隙を挟む両方のレンズ面から前述の条件（
１）　　に従う最小間隔を有し、それによって各レンズ
面の上の汚れ等が可視化されないようになっている。The intermediate image to be imaged by this eyepiece, for example the rear intermediate image of a telescope objective, is the virtual object of this eyepiece. Inside this eyepiece, a real intermediate image is formed between the three-lens cemented system and the two-lens cemented system, which can be seen from both lens surfaces sandwiching this air gap under the above-mentioned conditions (
1) It has a minimum spacing according to the following, so that dirt, etc. on each lens surface cannot be visualized.

実中間像の直前の３レンズ接合系は条件（２）に従うこ
のもののマイナスの焦点距離によってペッツバール和の
値を低下させるのに貢献し、その際他の不都合な結像誤
差を生ずることはない。１１ｉＹ記の屈折率及びアツベ
数についての条件（３）ないしく８）　　に従う上記３
個のレンズからなる接合系の構造は色拡大誤差（Ｆａｒ
ｂｖｅｒｇｒｏｅｓｓｅｒｕｎｇｓ−ｆｅｈｌｃｒ）の
減少をもたらす。その発散性の３レンズ接合系による主
光線の光軸からの偏向は各収斂性のレンズ及びレンズ群
の直径の著しい増大をもたらすかも知れない。しかしな
がらこのレンズ直径の増大はその２レンズ接合系の実中
間像側の′面の前記条件（９）　　に従う強い収斂性の
屈折力並びに条件（１）　　及び（２）　　によって限
界内に保たれる。この接眼レンズの各種収差及び結像ゆ
がみはその強い屈折力によって不都合な影響を受ける。The three-lens combination directly in front of the real intermediate image contributes to reducing the value of the Petzval sum due to its negative focal length according to condition (2), without producing any other undesirable imaging errors. 3 above according to conditions (3) to 8) regarding the refractive index and Abbe number in 11iY
The structure of the cemented system consisting of lenses has a color magnification error (Far
bvergroesserungs-fehlcr). Deflection of the chief ray from the optical axis by the diverging three-lens combination may result in a significant increase in the diameter of each convergent lens and lens group. However, this increase in lens diameter is kept within limits by the strong convergent refractive power of the real intermediate image side '' surface of the two-lens cemented system in accordance with condition (9) above and by conditions (1) and (2). Various aberrations and image distortions of this eyepiece are adversely affected by its strong refractive power.

この収斂性の表面によっても、たらされる各種収差は後
続する両凸面のレンズの実中間像の側の、有利には双曲
面として形成される非球面を有するレンズによってでき
るだけ十分に相殺される。Even with this converging surface, the various aberrations introduced are compensated as fully as possible by the lens with an aspheric surface, preferably formed as a hyperboloid, on the real intermediate image side of the subsequent biconvex lens.

前記条件（ＩＯ）ないしく１３）を維持すること及びこ
の接眼レンズの眼側の収斂性のメニスカスレンズは大視
野のためのこの接眼レンズの全補正を助ける。Maintaining the above conditions (IO) to 13) and the convergent meniscus lens on the ocular side of this eyepiece help the overall correction of this eyepiece for a large field of view.

（実施例） 以下本発明を添付の図面の参照のもとに更に詳細に説明
する。(Example) The present invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings.

添付図に示す接眼レンズにおいてその結像されるべき中
間像の側から眼へ向う方向に順に、その先軸Ｏ−０°に
沿って両凹面レンズＬ１、両凸面レンズＬ、及び両凹面
レンズＬ３よりなる発散性の３レンズ接合系に、と、両
凸面レンズＩ、４及び凸面凹面レンズ【、５よりなる収
斂性のレンズ接合系に２と、結像されるべき中間像の側
へ向う而が非球面である両凸面レンズＬ６と、及び収斂
性のメニスカスレンズＬ°、とが配置されている。A biconcave lens L1, a biconvex lens L, and a biconcave lens L3 are arranged along the front axis O-0° in order from the side of the intermediate image to be formed toward the eye in the eyepiece shown in the attached drawing. A diverging three-lens cemented system consisting of a biconvex lens I, and a convergent lens cemented system consisting of a biconvex lens I, 4 and a convex-concave lens [, 5] are directed toward the intermediate image to be imaged. A biconvex lens L6 having an aspherical surface and a convergent meniscus lens L° are arranged.

肉眼側の像面角２゛・１００’　　に対しての良好な補
正はそれぞれ半径γ４、厚さｄｊ、屈折率ｎ、。A good correction for an image plane angle of 2° and 100' on the naked eye side is radius γ4, thickness dj, and refractive index n, respectively.

及びアツベ数υ６及びパラメータａ　並びにその非球面
についての頂面部曲率半径γ、を有するそれぞれのレン
ズＬ、ないしＬ７　、並びに空気間隙ｌｋの配置によっ
て達成され、その際上記非球面のアーチ高さ２　は下記
の式 に従って光軸までの距ａｈ　　に依存し、また上記のそ
れぞれの値は下記第１表にあげである。and the Atsbe number υ6 and the parameter a and the radius of curvature of the top surface γ for its aspheric surface, and the arrangement of the air gap lk, where the arch height 2 of the aspheric surface is It depends on the distance ah to the optical axis according to the following formula, and the respective values above are listed in Table 1 below.

第　　１　　表 ｆ’−１１：６．２５　２ａ”＝　１００’γ、　−２
，６４９２ ｄ＋　１−０．１２０　１．５５４４０６：１．２８γ
２−２．０４４８ ｄ２−０．８４８　１．７４１１９２２５．５２γ３−
２．３４５０ ｄａ　−０，１６０１，５１８５９６３，８６γ４婁２
．：１４５０ １１　　諺　１．１３８ γｒＪ−３，９４７６ ｄ４−１．０４０　１．Ｉ＋８１０１５４．７４γ、　
−１，９９２８ ｄ５−　０二２４０　　　　　１．７９１９２　　　　
　２５．５２γ、　−５，：ｊ８＋２ １２−０．０１６ γ。−１，６９６２非球面 ａ　＝　−０，００１５ ｄ、、〜０．８＋６　　１．６８１０１　　５４．７４
γ９−　−９．８５１２ １３寓０．旧６ γ１゜−１，４１５：１０ ｄｙ　　−０，５：１２　　　１．６１５２１　　　５
８．３６γ、、−２，３７４０Table 1 f'-11: 6.25 2a"= 100'γ, -2
,6492 d+ 1-0.120 1.554406:1.28γ
2-2.0448 d2-0.848 1.74119225.52γ3-
2.3450 da -0,1601,5185963,86γ4婁2
．． :1450 11 Proverb 1.138 γrJ-3,9476 d4-1.040 1. I+810154.74γ,
-1,9928 d5- 02240 1.79192
25.52γ, -5,:j8+2 12-0.016γ. -1,6962 aspherical surface a = -0,0015 d,, ~0.8+6 1.68101 54.74
γ9- -9.8512 13 0. Old 6 γ1゜-1,415:10 dy -0,5:12 1.61521 5
8.36γ, -2,3740

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

添゛付図は本発明に従う広角接眼レンズの、図式説明断
面図である。 ０−０°・・・光軸 に、、　Ｋ２・・・レンズ接合系 し５、Ｌ２、Ｌ５、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７・・・レン
ズ１ｋ・・・空気間隙　　　靜・・・射出瞳Ｆｉｇ。The accompanying drawing is a schematic explanatory sectional view of a wide-angle eyepiece according to the invention. 0-0°...on the optical axis, K2...lens junction system 5, L2, L5, L4, L5, L6, L7...lens 1k...air gap Silence...exit pupil Fig .

Claims (1)

【特許請求の範囲】 （１）光軸に沿って配置された７個のレンズよりなる、
非球面レンズを含む広角接眼レンズにおいて、結像され
るべき中間像の側から眼への方向に順に、両凹面のレン
ズＬ＿１、両凸面のレンズＬ＿２及び両凹面のレンズＬ
＿３からなる発散性の３レンズ接合系Ｋ＿１と、両凸面
のレンズＬ＿４及び両凹面のレンズＬ＿５からなる収斂
性のレンズ接合系Ｋ＿２と、結像されるべき中間像へ向
かう側の面が非球面である両凸面のレンズＬ＿６と、及
び収斂性のメニスカスレンズＬ＿７とが配置されており
、その際下記の条件、すなわち ０．８ｆ’＜ｌ＿ｋ＜１．２ｆ’ −５．５ｆ’＜ｆ’＿１＿．＿４＜−４．０ｆ’ｎ＿１
＜１．６０ υ＿１＞６０．０ ｎ＿２＞１．７５ υ＿２＜２９．０ ｎ＿３＜１．５６ υ＿３＞６０．０ ５．０ｆ’＜ｆ’＿５＜６．５ｆ’ ｎ＿４＞１．６０ υ＿４＜５０．０ ｎ＿５＞１．７５ υ＿５＜２９．０ ［但しｆ’はこの接眼レンズの総合焦点距離、ｆ’＿ｉ
＿．＿ｍは面ｉからｍまでの接合系の焦点距離、 ｆ’＿ｉは面ｉの焦点距離、 ｌ＿ｋは空気間隙の距離、 ｎ＿ｊはレンズｊの屈折率、そして υ＿ｊはレンズｊのアッベ数である。］ が維持されていることを特徴とする、上記広角接眼レン
ズ。 （２）レンズＬ＿６の非球面が双曲面であってそのアー
チ高さｚが下記式 ▲数式、化学式、表等があります▼ に相当し、その際γ＿ｊは頂面部曲率半径、ａは或るパ
ラメータ、そしてｈは光軸からその非球面の各点までの
距離である、請求項１記載の接眼レンズ。 （３）接眼レンズが下記の特性値、すなわち▲数式、化
学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ を有し、その際上記非球面のアーチ高さｚは下記式 ▲数式、化学式、表等があります▼ に従って光軸からその非球面の各点までの距離ｈに依存
する、請求項１または２に記載の接眼レンズ。[Claims] (1) Consisting of seven lenses arranged along the optical axis;
In a wide-angle eyepiece including an aspherical lens, in order from the side of the intermediate image to be formed toward the eye, a biconcave lens L_1, a biconvex lens L_2, and a biconcave lens L.
A diverging three-lens cemented system K_1 consisting of a lens L_3, a convergent lens cemented system K_2 consisting of a biconvex lens L_4 and a biconcave lens L_5, and the surface facing the intermediate image to be formed is aspheric. A biconvex lens L_6 and a convergent meniscus lens L_7 are arranged, and the following conditions are met: 0.8f'<l_k<1.2f'-5.5f'<f'_1_ ．． _4<-4.0f'n_1
<1.60 υ_1>60.0 n_2>1.75 υ_2<29.0 n_3<1.56 υ_3>60.0 5.0f'<f'_5<6.5f'n_4>1.60υ_4<50 .0 n_5>1.75 υ_5<29.0 [However, f' is the total focal length of this eyepiece, f'_i
＿． _m is the focal length of the junction system from surfaces i to m, f'_i is the focal length of surface i, l_k is the distance of the air gap, n_j is the refractive index of lens j, and υ_j is the Abbe number of lens j. ] The above-mentioned wide-angle eyepiece is characterized in that the following is maintained. (2) The aspherical surface of the lens L_6 is a hyperboloid, and its arch height z corresponds to the following formula ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ where γ_j is the radius of curvature of the top surface, and a is a certain parameter. , and h is the distance from the optical axis to each point on the aspheric surface. (3) The eyepiece has the following characteristic values, namely ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ In this case, the arch height z of the above aspherical surface is the following formula ▲ The eyepiece according to claim 1 or 2, which depends on the distance h from the optical axis to each point of its aspheric surface according to a mathematical formula, a chemical formula, a table, etc.