變倍觀察光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及變倍觀察光學(xué)系統(tǒng)，例如涉及醫(yī)療用放大鏡、作業(yè)用放大鏡、雙筒望遠(yuǎn) 鏡、地基望遠(yuǎn)鏡等所使用的變倍觀察光學(xué)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 以往以來(lái)，在放大鏡、雙筒望遠(yuǎn)鏡、地基望遠(yuǎn)鏡等所使用的觀察光學(xué)系統(tǒng)中，一般 采用利用棱鏡等反轉(zhuǎn)正立系統(tǒng)將由物鏡系統(tǒng)形成的倒立像反轉(zhuǎn)為正立像并利用目鏡系統(tǒng) 來(lái)觀察該像的類型的所謂開(kāi)普勒式（實(shí)像式）。另外，在具有2倍左右的變倍比的變焦光學(xué) 系統(tǒng)中，為了容易實(shí)現(xiàn)小型化，一般采用利用隔著上述倒立像的一對(duì)透鏡來(lái)進(jìn)行變焦的變 焦類型。例如在專利文獻(xiàn)1中，提出了在修正軸上色差的目的下，使目鏡系統(tǒng)中的最靠瞳孔 側(cè)的組由接合透鏡構(gòu)成的變倍光學(xué)系統(tǒng)。
[0003] 專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2003-315687號(hào)公報(bào)
[0004] 在專利文獻(xiàn)1所記載的變倍光學(xué)系統(tǒng)中，由于在目鏡系統(tǒng)中最靠瞳孔側(cè)的組僅由 一對(duì)膠合透鏡構(gòu)成，所以難以在中心部與周邊部同時(shí)并且良好地修正像差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明是鑒于這樣的狀況而提出的，其目的在于提供一種在從中心到周邊的整個(gè) 視場(chǎng)區(qū)域內(nèi)良好地修正各像差并且為緊湊型的變倍觀察光學(xué)系統(tǒng)。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，第1方面的變倍觀察光學(xué)系統(tǒng)是具備物鏡系統(tǒng)、使由上述物 鏡系統(tǒng)形成的倒立像正立的反轉(zhuǎn)正立系統(tǒng)、以及使由上述反轉(zhuǎn)正立系統(tǒng)形成的正立像被瞳 孔觀察到的目鏡系統(tǒng)的實(shí)像式觀察光學(xué)系統(tǒng)，所述變倍觀察光學(xué)系統(tǒng)的特征在于，上述物 鏡系統(tǒng)自物體側(cè)起依次包括具有正焦度的第1組、具有正焦度的第2組、以及具有負(fù)焦度 的第3組，上述目鏡系統(tǒng)自物體側(cè)起依次包括具有正焦度的第4組、以及具有正焦度的第5 組，上述反轉(zhuǎn)正立系統(tǒng)位于上述第1組與上述第2組之間，在從低倍率端到高倍率端的變焦 中，使像面位于上述第3組與上述第4組之間，并使上述第3組與上述第4組沿著光軸朝相 互相反方向移動(dòng)從而進(jìn)行變焦，上述第5組自物體側(cè)起依次包括凹面朝向物體側(cè)的負(fù)月牙 透鏡、凸面朝向物體側(cè)的負(fù)月牙透鏡、以及雙凸正透鏡構(gòu)成，并且配置成各個(gè)透鏡間隔著空 氣間隔。
[0007] 在上述第1方面的基礎(chǔ)上，第2方面的變倍觀察光學(xué)系統(tǒng)的特征在于，上述第2組 與上述第3組均由單透鏡構(gòu)成。
[0008] 在上述第1或者第2方面的基礎(chǔ)上，第3方面的變倍觀察光學(xué)系統(tǒng)的特征在于，構(gòu) 成上述第5組的透鏡面均由球面構(gòu)成。
[0009] 在上述第1~第3任一個(gè)方面的基礎(chǔ)上，第4方面的變倍觀察光學(xué)系統(tǒng)的特征在 于，滿足以下的條件式（1)。
[0010] 0. 2 < LT5/few < 0. 3- (1)
[0011] 其中，若使上述第5組中的凹面朝向上述物體側(cè)的負(fù)月牙透鏡為第5-1透鏡，使上 述第5組中的上述正透鏡為第5-3透鏡，則LT5為光軸上的從第5-1透鏡的瞳孔側(cè)面到第 5-3透鏡的物體側(cè)面的距離，few為低倍率端處的目鏡系統(tǒng)的焦距。
[0012] 在上述第1~第4任一個(gè)方面的基礎(chǔ)上，第5方面的變倍觀察光學(xué)系統(tǒng)的特征在 于，滿足以下的條件式（2)。
[0013] 0. 5 < f4/few < 0. 8- (2)
[0014] 其中，f4為第4組的焦距，few為低倍率端處的目鏡系統(tǒng)的焦距。
[0015] 在上述第1~第5任一個(gè)方面的基礎(chǔ)上，第6方面的變倍觀察光學(xué)系統(tǒng)的特征在 于，滿足以下的條件式（3)。
[0016] 3 < (Rb+RaV(Rb_Ra) < 5…（3)
[0017] 其中，若使上述第5組中的凹面朝向上述物體側(cè)的負(fù)月牙透鏡為第5-1透鏡，則Ra 為第5-1透鏡的物體側(cè)面的曲率半徑，Rb為第5-1透鏡的瞳孔側(cè)面的曲率半徑。
[0018] 在上述第1~第6任一個(gè)方面的基礎(chǔ)上，第7方面的變倍觀察光學(xué)系統(tǒng)的特征在 于，滿足以下的條件式（4)。
[0019] 0. 4 < f34t/f34w < 0. 7- (4)
[0020] 其中，f34w為低倍率端處的第3組與第4組的合成焦距，f34t為高倍率端處的第 3組與第4組的合成焦距。
[0021] 在上述第1~第7任一個(gè)方面的基礎(chǔ)上，第8方面的變倍觀察光學(xué)系統(tǒng)的特征在 于，上述第1組、上述第2組、以及上述第5組在變焦中在光軸方向上位置固定。
[0022] 在上述第1~第8任一個(gè)方面的基礎(chǔ)上，第9方面的變倍觀察光學(xué)系統(tǒng)的特征在 于，上述第4組由單透鏡構(gòu)成。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)從中心到周邊的整個(gè)視場(chǎng)區(qū)域內(nèi)良好地修正各像差并且為 緊湊型的變倍觀察光學(xué)系統(tǒng)。
【附圖說(shuō)明】
[0024] 圖1是第1實(shí)施方式（實(shí)施例1)的光學(xué)結(jié)構(gòu)圖。
[0025] 圖2是第2實(shí)施方式（實(shí)施例2)的光學(xué)結(jié)構(gòu)圖。
[0026] 圖3是第3實(shí)施方式（實(shí)施例3)的光學(xué)結(jié)構(gòu)圖。
[0027] 圖4是第4實(shí)施方式（實(shí)施例4)的光學(xué)結(jié)構(gòu)圖。
[0028] 圖5是第1實(shí)施方式（實(shí)施例1)的光路圖。
[0029] 圖6是第2實(shí)施方式（實(shí)施例2)的光路圖。
[0030] 圖7是第3實(shí)施方式（實(shí)施例3)的光路圖。
[0031] 圖8是第4實(shí)施方式（實(shí)施例4)的光路圖。
[0032] 圖9是實(shí)施例1的像差圖。
[0033] 圖10是實(shí)施例2的像差圖。
[0034] 圖11是實(shí)施例3的像差圖。
[0035] 圖12是實(shí)施例4的像差圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 以下，對(duì)本發(fā)明所涉及的變倍觀察光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。本發(fā)明所涉及的變倍觀察 光學(xué)系統(tǒng)是具備物鏡系統(tǒng)、使由上述物鏡系統(tǒng)形成的倒立像正立的反轉(zhuǎn)正立系統(tǒng)、以及使 由上述反轉(zhuǎn)正立系統(tǒng)形成的正立像被瞳孔觀察到的目鏡系統(tǒng)的實(shí)像式觀察光學(xué)系統(tǒng)，上述 物鏡系統(tǒng)自物體側(cè)依次由具有正焦度的第1組、具有正焦度的第2組、以及具有負(fù)焦度的第 3組構(gòu)成，上述目鏡系統(tǒng)自物體側(cè)依次由具有正焦度的第4組、以及具有正焦度的第5組構(gòu) 成（焦度：以焦距的倒數(shù)來(lái)定義的量），上述反轉(zhuǎn)正立系統(tǒng)位于上述第1組與上述第2組之 間。而且，在從低倍率端到高倍率端的變焦中，使像面位于上述第3組與上述第4組之間， 并使上述第3組與上述第4組沿著光軸朝相互相反方向移動(dòng)，從而進(jìn)行變焦。另外，上述變 倍觀察光學(xué)系統(tǒng)的特征在于：上述第5組自物體側(cè)依次由凹面朝向物體側(cè)的負(fù)月牙透鏡、 凸面朝向物體側(cè)的負(fù)月牙透鏡、以及雙凸正透鏡構(gòu)成，且各個(gè)透鏡以在透鏡間隔著空氣間 隔的方式配置。
[0037] 在由物鏡系統(tǒng)、反轉(zhuǎn)正立系統(tǒng)、以及目鏡系統(tǒng)構(gòu)成的實(shí)像式觀察光學(xué)系統(tǒng)中，與虛 像式相比，具有能夠減小物鏡系統(tǒng)的直徑的優(yōu)點(diǎn)。另外，通過(guò)在反轉(zhuǎn)正立系統(tǒng)的瞳孔側(cè)配置 正焦度的第2組，從而能夠?qū)⑼椎墓草m位置配置于反轉(zhuǎn)正立系統(tǒng)中或者反轉(zhuǎn)正立系統(tǒng)附 近。其結(jié)果是，能夠使通過(guò)反轉(zhuǎn)正立系統(tǒng)的光寬度變窄，并能夠?qū)⒎崔D(zhuǎn)正立系統(tǒng)緊湊地集中 從而使觀察光學(xué)系統(tǒng)整體輕型、小型化。而且，通過(guò)采用第3組與第4組以隔著像面的方式 向相互相反方向移動(dòng)的變焦結(jié)構(gòu)，從而能夠進(jìn)行倍率改變而不會(huì)招致全長(zhǎng)的增大。
[0038] 通過(guò)使第5組為負(fù)正的透鏡配置，從而能夠得到修正軸上色差的效果。另外，通過(guò) 在物體側(cè)隔著空氣間隔（不接合）地配置凸的負(fù)月牙透鏡（第5-2透鏡）與雙凸正透鏡 (第5-3透鏡），從而能夠得到良好地修正球面像差等的效果。并且，通過(guò)配置凹面朝向物 體側(cè)的負(fù)月牙透鏡（第5-1透鏡），從而能夠得到不僅良好地修正軸上像差、也良好地修正 像面彎曲等軸外像差的效果。另外，通過(guò)利用第5-1透鏡的物體側(cè)面的凹面使光線大大地 彎曲，從而能夠得到也抑制第5組的徑向尺寸的效果。
[0039] 因此，根據(jù)上述特征的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)在從中心到周邊的整個(gè)視場(chǎng)區(qū)域內(nèi)良好地 修正各像差并且為緊湊型的變倍觀察光學(xué)系統(tǒng)。以下，對(duì)用于均衡地得到這樣的效果并且 實(shí)現(xiàn)更高的光學(xué)性能、小型化等的條件等進(jìn)行說(shuō)明。
[0040] 優(yōu)選，上述第2組與上述第3組均由單透鏡構(gòu)成。單透鏡的使用有效地實(shí)現(xiàn)重量 減少以及防止全長(zhǎng)增大。例如，通過(guò)使第2組與第3組均由單透鏡構(gòu)成，從而能夠有效地防 止全長(zhǎng)的增大，通過(guò)使變焦時(shí)可動(dòng)的第3組由單透鏡構(gòu)成，從而能夠?qū)崿F(xiàn)由第3組的輕型化 帶來(lái)的透鏡驅(qū)動(dòng)負(fù)載的減少。并且，由于能夠使構(gòu)造部件小型、輕型化，從而能夠得到實(shí)現(xiàn) 變焦機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)單化與防止重量的增加的效果。
[0041] 優(yōu)選，構(gòu)成上述第5組的透鏡面均由球面構(gòu)成。作為構(gòu)成第5組的透鏡，通過(guò)僅使 用球面透鏡，從而能夠?qū)崿F(xiàn)變倍觀察光學(xué)系統(tǒng)的低成本化。
[0042] 優(yōu)選滿足以下的條件式（1)。
[0043] 0. 2 < LT5/few < 0. 3- (1)
[0044] 其中，若使上述第5組中的凹面朝向上述物體側(cè)的負(fù)月牙透鏡為第5-1透鏡，使上 述第5組中的上述正透鏡為第5-3透鏡，則LT5為從第5-1透鏡的瞳孔側(cè)面到第5-3透鏡 的物體側(cè)面的光軸上的距離，few為低倍