JPH1184231A - 合焦用アタッチメントレンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 合焦範囲の限られた既製の望遠鏡や実体顕微
鏡等の対物レンズの物体側に装着し、合焦レンズ群の移
動量を小さく抑えながら無限遠から近距離までの広い範
囲に亘って連続的に合焦を行う。 【解決手段】 所定の光学系（２）の対物レンズ（３）
の物体側に装着可能に構成され、無限遠から近距離まで
の任意の距離にある物体（Ｐ）に対して連続的な合焦を
行う合焦用アタッチメントレンズ（１）である。装着さ
れた状態において物体側から順に、負の屈折力を有する
第１レンズ群Ｌ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群
Ｌ２とを備え、第１レンズ群Ｌ１を物体側へ移動させる
ことによって、無限遠物体から近距離物体への合焦を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は合焦用アタッチメン
トレンズに関し、特に望遠鏡や実体顕微鏡等の対物レン
ズの物体側に装着して無限遠物体から近距離物体まで連
続的に合焦を行うアタッチメントレンズに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の望遠鏡では、対物レンズを物体側
へ移動させるかあるいは接眼レンズを観察眼側へ移動さ
せることによって、すなわち対物レンズと接眼レンズと
の間隔を増大させることによって、無限遠物体から近距
離物体への合焦を行っている。また、対物レンズを２つ
のレンズ群に分割して一方のレンズ群を移動させること
によって、すなわち２つの分割レンズ群の間隔を変化さ
せることによって、近距離物体への合焦を行っている例
もある。一方、従来の実体顕微鏡では、対物レンズの物
体側に特定の屈折力を有するアタッチメントレンズを装
着することにより作動距離を変化させるという方法が知
られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、望遠鏡
において対物レンズと接眼レンズとの間隔を変化させて
合焦を行う従来の方法では、合焦すべき物体の距離すな
わち合焦距離が小さくなるほど、無限遠合焦状態を基準
とした対物レンズまたは接眼レンズの移動量が大きくな
る。さらに、対物レンズまたは接眼レンズの移動量は、
望遠鏡の倍率の平方（二乗）に比例する。したがって、
倍率の大きな望遠鏡では、倍率の小さな望遠鏡に比べ
て、同じ移動量で合焦することのできる合焦距離は大き
くなる。実際には、１０倍程度の倍率の望遠鏡において
合焦可能な至近距離は５ｍ程度であり、６倍程度の倍率
の望遠鏡において合焦可能な至近距離は１〜２ｍ程度で
ある。

【０００４】また、対物レンズを２つのレンズ群に分割
して一方のレンズ群を移動させて合焦を行う従来の方法
においても、合焦レンズ群（移動する分割レンズ群）の
屈折力を大きくしなければその移動量を小さくすること
ができない。しかしながら、合焦レンズ群の屈折力を大
きくすると、固定レンズ群（移動しない分割レンズ群）
の屈折力も大きくしなければならなくなるため、装置の
大型化やコストの上昇を招くことになる。さらに、既製
の望遠鏡に対して、対物レンズと接眼レンズとの間隔を
変化させたり、対物レンズを２つのレンズ群に分割して
一方のレンズ群を移動させたりすることができるように
改造を加えることは困難である。

【０００５】一方、実体顕微鏡の対物レンズの物体側に
特定の屈折力を有するアタッチメントレンズを装着する
従来の方式では、アタッチメントレンズの装着によりあ
る特定の距離にある物体に対する合焦のみが可能とな
る。しかしながら、例えば屋外において本体を固定し草
花や昆虫等を次々に観察する場合は、それぞれの合焦距
離が異なるため素早い観察には対応することができず、
その応用範囲が狭いという不都合があった。

【０００６】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、合焦範囲の限られた既製の望遠鏡や実体顕微
鏡等の対物レンズの物体側に装着し、合焦レンズ群の移
動量を小さく抑えながら無限遠から近距離までの広い範
囲に亘って連続的に合焦を行うことのできる合焦用アタ
ッチメントレンズを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明において、所定の光学系の対物レンズの物体
側に装着可能に構成され、無限遠から近距離までの任意
の距離にある物体に対して連続的な合焦を行う合焦用ア
タッチメントレンズであって、装着された状態において
物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｌ１
と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｌ２とを備え、前
記第１レンズ群Ｌ１を物体側へ移動させることによっ
て、無限遠物体から近距離物体への合焦を行うことを特
徴とする合焦用アタッチメントレンズを提供する。

【０００８】本発明の好ましい態様によれば、前記第１
レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１とし、前記第２レンズ群
Ｌ２の焦点距離をｆ２とするとき、 −２０＜ｆ１＜−６０ −３＜ｆ２／ｆ１＜−１．２ の条件を満足する。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の合焦用アタッチメントレ
ンズは、たとえば望遠鏡や実体顕微鏡の対物レンズの物
体側に装着可能に構成されている。そして、アタッチメ
ントレンズ自体は、装着された状態において物体側から
順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｌ１と、正の屈
折力を有する第２レンズ群Ｌ２とを備え、第１レンズ群
Ｌ１を物体側へ移動させることによって、無限遠物体か
ら近距離物体への合焦を行う。すなわち、負屈折力を有
する合焦レンズ群Ｌ１を物体側に配置し、合焦レンズ群
Ｌ１から間隔を隔てて正屈折力を有する固定レンズ群Ｌ
２を像側に配置することによってアタッチメントレンズ
を構成している。以上の本発明の構成により、後述の実
施例で詳細に示すように、合焦範囲の限られた既製の望
遠鏡や実体顕微鏡等の対物レンズの物体側に装着するこ
とにより、合焦レンズ群Ｌ１の移動量を小さく抑えなが
ら無限遠から近距離まで広い範囲に亘って連続的に合焦
を行うことが可能となる。

【００１０】以下、本発明の条件式について説明する。
本発明においては、以下の条件式（１）および（２）を
満足することが望ましい。 −２０＜ｆ１＜−６０ （１） −３＜ｆ２／ｆ１＜−１．２ （２） ここで、ｆ１は第１レンズ群（合焦レンズ群）Ｌ１の焦
点距離であり、ｆ２は第２レンズ群（固定レンズ群）Ｌ
２の焦点距離である。

【００１１】条件式（１）は、合焦レンズ群Ｌ１の移動
量を小さく抑えるための条件式であり、合焦レンズ群Ｌ
１の焦点距離ｆ１について適切な範囲を規定している。
条件式（１）の上限値を上回ると、合焦レンズ群Ｌ１の
所要移動量が大きくなりすぎて、十分広い範囲に亘って
合焦を行うことができなくなるので好ましくない。ま
た、条件式（１）の下限値を下回ると、合焦レンズ群Ｌ
１の所要移動量は小さくなるが、合焦レンズ群Ｌ１の屈
折力が大きくなりすぎて、諸収差が悪化するだけでな
く、構成レンズ枚数の増加を招くためアタッチメントレ
ンズの重量が増加する。その結果、手持ち式の望遠鏡な
どに適用する場合、その操作性が損なわれることになる
ので好ましくない。

【００１２】条件式（２）は、主としてアタッチメント
レンズの大きさを規定するための条件式であり、固定レ
ンズ群Ｌ２の焦点距離ｆ２と合焦レンズ群Ｌ１の焦点距
離ｆ１との比について適切な範囲を規定している。条件
式（２）の下限値を下回ると、アタッチメントレンズ全
体が大きくなりすぎて携帯性が損なわれてしまうだけで
なく、アタッチメントレンズ装着時の倍率の減少が大き
くなり過ぎるため好ましくない。また、条件式（２）の
上限値を上回ると、合焦レンズ群Ｌ１と固定レンズ群Ｌ
２との間隔が狭くなり過ぎて、レンズ構成によっては互
いに機械的に干渉してしまう可能性があるので好ましく
ない。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を、添付図面に基づい
て説明する。本発明の合焦用アタッチメントレンズは、
各実施例において、装着された状態において物体側から
順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｌ１と、正の屈
折力を有する第２レンズ群Ｌ２とから構成されている。
そして、第１レンズ群Ｌ１を物体側へ移動させることに
よって、無限遠物体から近距離物体への合焦を行ってい
る。

【００１４】〔第１実施例〕図１は、本発明の第１実施
例にかかる合焦用アタッチメントレンズが装着された望
遠鏡の構成を概略的に示す図である。このように、第１
実施例では、望遠鏡に本発明の合焦用アタッチメントレ
ンズを適用している。図１の望遠鏡において、物体Ｐか
らの光線は、負屈折力の第１レンズ群Ｌ１および正屈折
力の第２レンズ群Ｌ２からなる合焦用アタッチメントレ
ンズ１を介して光軸に平行な光線となり、無限遠物体に
対して合焦状態にある望遠鏡光学系２に入射する。望遠
鏡光学系２に入射した光は、対物レンズ３および正立プ
リズム４を介して、対物レンズ３の後側焦点面に物体像
６を形成する。物体像６からの光は、接眼レンズ５を介
してアイポイント７に達する。こうして、対物レンズ３
を介して形成された物体像６は、接眼レンズ５を介して
拡大観察される。

【００１５】第１実施例では、合焦用アタッチメントレ
ンズ１の合焦レンズ群Ｌ１を物体側へδ１だけ移動させ
ることによって、合焦用アタッチメントレンズ１が装着
された望遠鏡光学系２を無限遠物体から近距離物体へ合
焦させることができる。なお、対物レンズ３を物体側へ
δ２だけ移動させることによって、あるいは接眼レンズ
５を観察眼側へ移動させることによって、合焦用アタッ
チメントレンズ１が装着されていない望遠鏡光学系２を
無限遠物体から近距離物体へ合焦させることができる。

【００１６】図２は、第１実施例の第１比較例にかかる
従来の望遠鏡光学系の構成を概略的に示す図である。図
２の望遠鏡光学系の対物レンズは、物体側から順に、正
屈折力の固定レンズ群８と、負屈折力の合焦レンズ群９
とから構成されている。物体からの光は、固定レンズ群
８と合焦レンズ群９とからなる対物レンズを介して物体
像６を形成する。形成された物体像６からの光は、接眼
レンズ５を介してアイポイント７に達する。こうして、
物体像６は、接眼レンズ５を介して拡大観察される。第
１比較例では、合焦レンズ群９を観察眼側へδ３だけ移
動させることによって、望遠鏡光学系を無限遠物体から
近距離物体へ合焦させることができる。

【００１７】また、図３は、第１実施例の第２比較例に
かかる従来の望遠鏡光学系の構成を概略的に示す図であ
る。図３の望遠鏡光学系の対物レンズは、物体側から順
に、正屈折力の固定レンズ群１０と、正屈折力の合焦レ
ンズ群１１とから構成されている。物体からの光は、固
定レンズ群１０と合焦レンズ群１１とからなる対物レン
ズを介して物体像６を形成する。形成された物体像６か
らの光は、接眼レンズ５を介してアイポイント７に達す
る。こうして、物体像６は、接眼レンズ５を介して拡大
観察される。第２比較例では、合焦レンズ群１１を物体
側へδ４だけ移動させることによって、望遠鏡光学系を
無限遠物体から近距離物体へ合焦させることができる。

【００１８】さらに、図４は、第１実施例の第３比較例
にかかる合焦用アタッチメントレンズが装着された望遠
鏡の構成を概略的に示す図である。図４の第３比較例
は、図１の第１実施例と類似の構成を有する。しかしな
がら、第１実施例では合焦用アタッチメントレンズ１が
物体側から順に負屈折力の合焦レンズ群Ｌ１と正屈折力
の固定レンズ群Ｌ２とから構成されているのに対し、第
３比較例では合焦用アタッチメントレンズ１４が物体側
から順に正屈折力の合焦レンズ群１２と負屈折力の固定
レンズ群１３とから構成されている。したがって、図４
の第３比較例においては、合焦用アタッチメントレンズ
１４の合焦レンズ群１２を物体側へδ５だけ移動させる
ことによって、合焦用アタッチメントレンズ１４が装着
された望遠鏡光学系２を無限遠物体から近距離物体へ合
焦させることができる。

【００１９】表（１）の〔合焦移動量〕には、第１実施
例における合焦移動量δ１、第１実施例の合焦用アタッ
チメントレンズ１を装着しない場合の合焦移動量δ２、
第１比較例における合焦移動量δ３、第２比較例におけ
る合焦移動量δ４、および第３比較例における合焦移動
量δ５をそれぞれ示す。各合焦移動量は、無限遠合焦状
態における合焦レンズ群の位置を基準とした移動量であ
る。なお、移動の方向は、合焦移動量δ３だけが観察眼
側への移動であり、他の合焦移動量δ１、δ２、δ４お
よびδ５は物体側への移動である。また、表（１）にお
いて、Ｓは合焦距離を表している。合焦距離Ｓは、図２
に示すように、合焦すべき物体と最も物体側のレンズ面
との間の光軸に沿った距離である。

【００２０】また、表（１）の〔条件式対応値〕には、
第１実施例および各比較例における各レンズ群の焦点距
離および各条件式の値をそれぞれ示す。表（１）におい
て、ｆ１は合焦レンズ群Ｌ１の焦点距離を、ｆ２は固定
レンズ群Ｌ２の焦点距離を、ｆ３は対物レンズの焦点距
離を、ｆ８は固定レンズ群８の焦点距離を、ｆ９は合焦
レンズ群９の焦点距離を、ｆ10は固定レンズ群１０の焦
点距離を、ｆ11は合焦レンズ群１１の焦点距離を、ｆ12
は合焦レンズ群１２の焦点距離を、ｆ13は固定レンズ群
１３の焦点距離を、ｆ89は無限遠合焦時の固定レンズ群
８と合焦レンズ群９との合成焦点距離を、ｆ1011は無限
遠合焦時の固定レンズ群１０と合焦レンズ群１１との合
成焦点距離をそれぞれ表している。

【００２１】

【表１】 〔合焦移動量〕 Ｓ δ１ δ２ δ３ δ４ δ５ ∞ 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 5000 0.50 2.04 1.49 2.63 2.04 2000 1.22 5.28 3.84 6.46 5.28 1000 2.39 11.25 8.09 12.62 11.25 500 4.58 26.79 18.28 24.56 26.79 300 7.29 100.00 38.50 40.89 100.00 〔条件式対応値〕 ｆ１＝ −５０．０ ｆ２＝ １００．０ ｆ３＝ １００．０ ｆ８＝ ６５．０ ｆ９＝−１２０．７１４ ｆ10＝ ２００．０ ｆ11＝ １３０．０ ｆ12＝ １００．０ ｆ13＝ −５０．０ ｆ89＝ １００．０ ｆ1011＝１００．０ （１）ｆ１ ＝−５０ （２）ｆ２／ｆ１＝−２

【００２２】表（１）において他の比較例と比較する
と、第１実施例では、同じ合焦距離Ｓに対して合焦レン
ズ群Ｌ１の所要移動量δ１を小さく抑えることが可能と
なっている。したがって、第１実施例の合焦用アタッチ
メントレンズ１を合焦範囲の限られた既製の望遠鏡の対
物レンズの物体側に装着することによって、合焦レンズ
群Ｌ１の移動量δ１を小さく抑えながら無限遠から近距
離までの広い範囲に亘って連続的に合焦を行うことがで
きる。また、合焦レンズ群Ｌ１の移動量δ１が小さいの
で、合焦用アタッチメントレンズ１自体をコンパクト且
つ軽量に構成することができる。

【００２３】〔第２実施例〕図５は、本発明の第２実施
例にかかる合焦用アタッチメントレンズが装着された実
体顕微鏡の構成を概略的に示す図である。第２実施例で
は、グリノー式の実体顕微鏡に本発明の合焦用アタッチ
メントレンズを適用している。図５の実体顕微鏡におい
て、図示を省略した照明系によって照明された物体Ｐか
らの光線（図中実線で示す）は、負屈折力の合焦レンズ
群Ｌ１および正屈折力の固定レンズ群Ｌ２からなる合焦
用アタッチメントレンズ１６を介した後、左眼用観察系
および右眼用観察系に導かれる。各観察系に導かれた光
は対物レンズ１５を介して観察像（不図示）を形成し、
形成された観察像は接眼レンズ（不図示）を介して拡大
観察される。

【００２４】因みに、合焦用アタッチメントレンズ１６
を実体顕微鏡から取り外した場合、図中破線で示すよう
に、物体Ｐよりも対物レンズ側の物体Ｑからの光が対物
レンズ１５を介して観察像を形成する。第２実施例で
は、合焦用アタッチメントレンズ１６を装着した状態に
おいて、合焦レンズ群Ｌ１を物体側へδだけ移動させる
ことにより、合焦用アタッチメントレンズ１６が装着さ
れた実体顕微鏡を無限遠物体から近距離物体へ合焦させ
ることができる。すなわち、第１実施例と同様に、第２
実施例の合焦用アタッチメントレンズ１６を合焦範囲の
限られた既製の実体顕微鏡の対物レンズの物体側に装着
することにより、合焦レンズ群Ｌ１の移動量δ１を小さ
く抑えながら無限遠から近距離までの広い範囲に亘って
連続的に合焦を行うことができる。

【００２５】なお、上述の第２実施例では、グリノー式
の実体顕微鏡に本発明を適用しているが、左右の観察系
に共通の対物レンズを有する実体顕微鏡に本発明を適用
することもできる。また、上述の各実施例では、望遠鏡
および実体顕微鏡に本発明を適用しているが、望遠鏡や
実体顕微鏡以外の適当な光学系に本発明を適用すること
もできる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
合焦範囲の限られた既製の望遠鏡や実体顕微鏡等の対物
レンズの物体側に装着し、合焦レンズ群の移動量を小さ
く抑えながら無限遠から近距離までの広い範囲に亘って
連続的に合焦を行うことのできる合焦用アタッチメント
レンズを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例にかかる合焦用アタッチメ
ントレンズが装着された望遠鏡の構成を概略的に示す図
である。

【図２】第１実施例の第１比較例にかかる従来の望遠鏡
光学系の構成を概略的に示す図である。

【図３】第１実施例の第２比較例にかかる従来の望遠鏡
光学系の構成を概略的に示す図である。

【図４】第１実施例の第３比較例にかかる合焦用アタッ
チメントレンズが装着された望遠鏡の構成を概略的に示
す図である。

【図５】本発明の第２実施例にかかる合焦用アタッチメ
ントレンズが装着された実体顕微鏡の構成を概略的に示
す図である。

【符号の説明】

Ｌ１ 第１レンズ群（合焦レンズ群） Ｌ２ 第２レンズ群（固定レンズ群） １、１６ 合焦用アタッチメントレンズ ２ 望遠鏡光学系 ３ 対物レンズ ４ 正立プリズム ５ 接眼レンズ ６ 物体像 ７ アイポイント ８、１０ 固定レンズ群 ９、１１ 合焦レンズ群 １５ 実体顕微鏡の対物レンズ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の光学系の対物レンズの物体側に装
   着可能に構成され、無限遠から近距離までの任意の距離
   にある物体に対して連続的な合焦を行う合焦用アタッチ
   メントレンズであって、 装着された状態において物体側から順に、負の屈折力を
   有する第１レンズ群Ｌ１と、正の屈折力を有する第２レ
   ンズ群Ｌ２とを備え、 前記第１レンズ群Ｌ１を物体側へ移動させることによっ
   て、無限遠物体から近距離物体への合焦を行うことを特
   徴とする合焦用アタッチメントレンズ。
2. 【請求項２】 前記第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１
   とし、前記第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２とすると
   き、 −２０＜ｆ１＜−６０ −３＜ｆ２／ｆ１＜−１．２ の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の合
   焦用アタッチメントレンズ。
3. 【請求項３】 前記合焦用アタッチメントレンズは、望
   遠鏡の対物レンズまたは実体顕微鏡の対物レンズの物体
   側に装着されることを特徴とする請求項１または２に記
   載の合焦用アタッチメントレンズ。