JPWO2009093582A1 - 望遠鏡光学系 - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、特開平10−186228号公報に記載の防振望遠鏡においては、合焦をどのように行うのかの記載が無く、仮に、負の防振レンズを光軸方向に移動させることにより合焦を行うとすれば、機構的に大変複雑になってしまうという課題があった。一方特開平2−234115号公報に記載されているカメラ用防振レンズの構成には、望遠鏡において必須の正立プリズムが含まれておらず、そのままでは望遠鏡の対物レンズとして採用することはできないという課題があった。
前記課題を解決するために、本発明の第1態様は、物体側から順に、対物レンズと、正立プリズムと、接眼レンズと、を有し、対物レンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群とを有し、第2レンズ群を光軸方向に移動させることにより合焦を行い、第3レンズ群を光軸に対して垂直方向に移動させることにより像位置を変化させるように構成される望遠鏡光学系を提供する。
また、本発明の第1態様によれば、第1レンズ群は正レンズ2枚と負レンズとを有し、第2レンズ群は正レンズと負レンズとを有し、第3レンズ群は正レンズと負レンズを有することが好ましい。
また、本発明の第1態様によれば、第1レンズ群の焦点距離をf1とし、第2レンズ群の焦点距離をf2としたとき、以下の条件式を満足することが好ましい。
1.5 < f1/(−f2) < 4
また、本発明の第1態様によれば、第1レンズ群と第2レンズ群とで構成される光学系は、ほぼアフォーカル系であることが好ましい。
また、本発明の第1態様によれば、第1レンズ群は、物体側から順に、負レンズ、正レンズ、正レンズの順で配置されていることが好ましい。
本発明に係る望遠鏡光学系を以上のように構成すると、望遠鏡として最適な光学性能を有する望遠鏡光学系を提供することができる。
図2は、第1実施例に係る望遠鏡光学系の構成を示すレンズ構成図である。
図3は、第1実施例に係る望遠鏡光学系の諸収差図である。
図4は、第2実施例に係る望遠鏡光学系の構成を示すレンズ構成図である。
図5は、第2実施例に係る望遠鏡光学系の諸収差図である。
図6は、第3実施例に係る望遠鏡光学系の構成を示すレンズ構成図である。
図7は、第3実施例に係る望遠鏡光学系の諸収差図である。
図8は、第4実施例に係る望遠鏡光学系の構成を示すレンズ構成図である。
図9は、第4実施例に係る望遠鏡光学系の諸収差図である。
図10は、第5実施例に係る望遠鏡光学系の構成を示すレンズ構成図である。
図11は、第5実施例に係る望遠鏡光学系の諸収差図である。
図12は、第6実施例に係る望遠鏡光学系の構成を示すレンズ構成図である。
図13は、第6実施例に係る望遠鏡光学系の諸収差図である。
図14は、第7実施例に係る望遠鏡光学系の構成を示すレンズ構成図である。
図15は、第7実施例に係る望遠鏡光学系の諸収差図である。
図2の望遠鏡光学系TLを構成する対物レンズ1において、第1レンズ群G1は、正レンズ2枚(両凸レンズL12及び正メニスカスレンズL13)と負レンズ(負メニスカスレンズL11)とから構成され、第2レンズ群G2は、正レンズ(正メニスカスレンズL21)と負レンズ(両凹レンズL22)とから構成され、第3レンズ群G3は、正レンズ(両凸レンズL31)と負レンズ(負メニスカスレンズL32)とから構成される。この望遠鏡光学系TLは、第2レンズ群G2を光軸に沿って移動させることにより合焦を行うように構成されている。また、この望遠鏡光学系は、第3レンズ群G3を光軸に対して垂直方向に移動させることにより、像位置を変化可能に構成している。すなわち、この望遠鏡光学系TLの振動を打ち消すように、第3レンズ群G3を光軸に対して垂直方向に移動させることにより、防振機能を実現することができる。
この望遠鏡光学系TLは、対物レンズ1を構成する第1レンズ群G1の焦点距離をf1とし、第2レンズ群G2の焦点距離をf2としたとき、次に示す条件式(1)を満足することが好ましい。
1.5 < f1/(−f2) < 4 (1)
条件式(1)は、対物レンズ1における第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との適切な焦点距離の比を規定するものである。f1/(−f2)が条件式(1)の上限を超えると、対物レンズ1における全系の所定の焦点距離に対して第3レンズ群G3の焦点距離が短くなりすぎ、正立プリズム2を配置する空間がなくなってしまい好ましくない。反対に、f1/(−f2)が条件式(1)の下限を超えると、第3レンズ群G3の焦点距離が長くなりすぎて、望遠鏡光学系TLの全長が長くなり、この望遠鏡光学系TLを備える望遠鏡の持ち運びが不便となり好ましくない。
また、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2とで構成される光学系は、ほぼアフォーカル系であること、すなわち、第1レンズ群G1に入射した平行光が第2レンズ群G2からほぼ平行光として出射するように構成されていることが望ましい。このような構成とすると、異なるアフォーカル倍率を有する別の第1レンズ群及び第2レンズ群の組に置き換えても、1次像Iの位置等の変化が小さくなり、防振レンズである第3レンズ群G3以降を共通としたまま、異なる対物レンズ有効径や焦点距離を有し、防振機能を有する望遠鏡光学系TLを提供することが可能となるからである。
この望遠鏡光学系TLを高性能化するためには、高倍率な接眼レンズ3を使用しても、色収差が目立たないように、対物レンズ1の正レンズに異常分散ガラスを使用するのが一般的である。本実施の形態に係る望遠鏡光学系TLにおいても、対物レンズ1の第1レンズ群G1を構成する2枚の正レンズのうち、少なくとも一方には異常分散ガラスが使用される。しかしながら、このような異常分散ガラスは、比較的柔らかいため傷が付き易く、また、急激な温度変化で割れ易いという性質を有している。そのため、最も物体側に位置する第1レンズ群G1は、当該正レンズが、直接触ることができず、且つ、直接外気に触れることの無い内側に配置されるように、物体側から順に、負レンズ、正レンズ、正レンズの順で配置することが好ましい。
(第1実施例)
上述の説明で用いた図2は、第1実施例に係る望遠鏡光学系TL1の構成を示している。この望遠鏡光学系TL1は、物体側から順に、対物レンズ1と正立プリズム2と図示しない接眼レンズ3とを有して構成されている。対物レンズ1は、物体側から順に、第1レンズ群G1と、第2レンズ群G2と、第3レンズ群G3とから構成されている。第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と両凸レンズL12との接合レンズ、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13を有している。第2レンズ群G2は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL21と両凹レンズL22との接合レンズを有している。第3レンズ群G3は、両凸レンズL31と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL32との接合レンズを有している。
表1に、図2に示した第1実施例に係る望遠鏡光学系TL1の諸元を示す。表1のレンズデータにおいて、第1欄mは、物体側から順に光学面に付された番号(面番号)を、第2欄rは、各光学面における曲率半径を、第3欄dは、各光学面から次の光学面までの光軸上の距離(面間隔)を、第4欄ndは、d線に対する屈折率を、そして、第5欄νdは、アッベ数をそれぞれ示している。なお、曲率半径0.000は平面を示し、空気の屈折率1.00000は省略してある。表1の焦点距離データにおいて、f1は第1レンズ群G1の焦点距離を、f2は第2レンズ群G2の焦点距離をそれぞれ示している。表1の条件式対応値には、上記条件式(1)に対応する値を示している。ここで、以下の全ての諸元値において掲載される曲率半径、面間隔、焦点距離、その他長さの単位は一般に「mm」が使われるが、光学系は、比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これらに限られるものではない。また、これらの符号の説明及び諸元表の説明は以降の実施例においても同様である。
図3に示す各収差図から明らかなように、本第1実施例では諸収差が良好に補正され、優れた結像性能が確保されている。
(第2実施例)
次に、第2実施例として、図4に示す望遠鏡光学系TL2について説明する。図4に示す望遠鏡光学系TL2は、物体側から順に、対物レンズ1と正立プリズム2と図示しない接眼レンズ3とを有して構成されている。対物レンズ1は、物体側から順に、第1レンズ群G1と、第2レンズ群G2と、第3レンズ群G3とから構成されている。第1レンズ群G1は、物体側から順に、両凸レンズL11と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL12との接合レンズ、及び、両凸レンズL13を有している。第2レンズ群G2は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL21と両凹レンズL22との接合レンズを有している。第3レンズ群G3は、両凸レンズL31と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL32との接合レンズを有している。
表2に、第2実施例に係る望遠鏡光学系TL2の諸元を示す。
(第3実施例)
次に、第3実施例として、図6に示す望遠鏡光学系TL3について説明する。図6に示す望遠鏡光学系TL3は、物体側から順に、対物レンズ1と正立プリズム2と図示しない接眼レンズ3とを有して構成されている。対物レンズ1は、物体側から順に、第1レンズ群G1と、第2レンズ群G2と、第3レンズ群G3とから構成されている。第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と両凸レンズL12との接合レンズ、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13を有している。第2レンズ群G2は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL21と両凹レンズL22との接合レンズを有している。第3レンズ群G3は、両凸レンズL31と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL32との接合レンズを有している。
表3に、第3実施例に係る望遠鏡光学系TL3の諸元を示す。
(第4実施例)
次に、第4実施例として、図8に示す望遠鏡光学系TL4について説明する。図8に示す望遠鏡光学系TL4は、物体側から順に、対物レンズ1と正立プリズム2と図示しない接眼レンズ3とを有して構成されている。対物レンズ1は、物体側から順に、第1レンズ群G1と、第2レンズ群G2と、第3レンズ群G3とから構成されている。第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と両凸レンズL12との接合レンズ、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13を有している。第2レンズ群G2は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL21と両凹レンズL22との接合レンズを有している。第3レンズ群G3は、両凸レンズL31と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL32との接合レンズを有している。
表4に、第4実施例に係る望遠鏡光学系TL4の諸元を示す。
(第5実施例)
次に、第5実施例として、図10に示す望遠鏡光学系TL5について説明する。図10に示す望遠鏡光学系TL5は、物体側から順に、対物レンズ1と正立プリズム2と図示しない接眼レンズ3とを有して構成されている。対物レンズ1は、物体側から順に、第1レンズ群G1と、第2レンズ群G2と、第3レンズ群G3とから構成されている。第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と両凸レンズL12との接合レンズ、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13を有している。第2レンズ群G2は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL21と両凹レンズL22との接合レンズを有している。第3レンズ群G3は、両凸レンズL31と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL32との接合レンズを有している。
表5に、第5実施例に係る望遠鏡光学系TL5の諸元を示す。
(第6実施例)
次に、第6実施例として、図12に示す望遠鏡光学系TL6について説明する。図12に示す望遠鏡光学系TL6は、物体側から順に、対物レンズ1と正立プリズム2と図示しない接眼レンズ3とを有して構成されている。対物レンズ1は、物体側から順に、第1レンズ群G1と、第2レンズ群G2と、第3レンズ群G3とから構成されている。第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側が平面状に形成され、像側に凹面を向けた平凹レンズL11と両凸レンズL12との接合レンズ、及び、像側が平面状に形成され、物体側に凸面を向けた平凸レンズL13を有している。第2レンズ群G2は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL21と両凹レンズL22との接合レンズを有している。第3レンズ群G3は、両凸レンズL31と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL32との接合レンズを有している。
表6に、第6実施例に係る望遠鏡光学系TL6の諸元を示す。
(第7実施例)
最後に、第7実施例として、図14に示す望遠鏡光学系TL7について説明する。図14に示す望遠鏡光学系TL7は、物体側から順に、対物レンズ1と正立プリズム2と図示しない接眼レンズ3とを有して構成されている。対物レンズ1は、物体側から順に、第1レンズ群G1と、第2レンズ群G2と、第3レンズ群G3とから構成されている。第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と両凸レンズL12との接合レンズ、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13を有している。第2レンズ群G2は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL21と両凹レンズL22との接合レンズを有している。第3レンズ群G3は、両凸レンズL31と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL32との接合レンズを有している。
表7に、第7実施例に係る望遠鏡光学系TL7の諸元を示す。
Claims (5)
- 物体側から順に、対物レンズと、正立プリズムと、接眼レンズとを有し、
前記対物レンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群とを有し、
前記第2レンズ群を光軸方向に移動させることにより合焦を行い、
前記第3レンズ群を光軸に対して垂直方向に移動させることにより像位置を変化可能に構成した望遠鏡光学系。 - 前記第1レンズ群は、正レンズ2枚と負レンズとを有し、
前記第2レンズ群は、正レンズと負レンズとを有し、
前記第3レンズ群は、正レンズと負レンズとを有して構成された請求項1に記載の望遠鏡光学系。 - 前記第1レンズ群の焦点距離をf1とし、前記第2レンズ群の焦点距離をf2としたとき、以下の条件式を満足する請求項1に記載の望遠鏡光学系。
1.5 < f1/(−f2) < 4 - 前記第1レンズ群と前記第2レンズ群とで構成される光学系は、ほぼアフォーカル系である請求項1に記載の望遠鏡光学系。
- 前記第1レンズ群は、物体側から順に、負レンズ、正レンズ、正レンズの順で配置された請求項2に記載の望遠鏡光学系。
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