JP2011118159A - 顕微鏡用ズームレンズ - Google Patents
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Abstract
【課題】5倍を超える変倍比を有し、極力少ないレンズ枚数で、かつ安価な顕微鏡用ズームレンズを提供すること。
【解決手段】 標本側から順に、正屈折力の第1レンズ群G1と、ズーム作用を行う正屈折力の移動する第2レンズ群G2と、ズーム作用を行う正屈折力の移動する第3レンズ群G3とを有し、
以下の条件式(1)、(2)、(3)を満足することを特徴とする。
0.8<f2/f3<1.3 (1)
0.3<f1/(f2+f3)<1.4 (2)
0.4<(f2+f3)/L<1.1 (3)
ここで、
f1は前記第1レンズ群G1の焦点距離、
f2は前記第2レンズ群G2の焦点距離、
f3は前記第3レンズ群G3の焦点距離、
Lは前記標本から像までの距離、
である。
【選択図】図1
【解決手段】 標本側から順に、正屈折力の第1レンズ群G1と、ズーム作用を行う正屈折力の移動する第2レンズ群G2と、ズーム作用を行う正屈折力の移動する第3レンズ群G3とを有し、
以下の条件式(1)、(2)、(3)を満足することを特徴とする。
0.8<f2/f3<1.3 (1)
0.3<f1/(f2+f3)<1.4 (2)
0.4<(f2+f3)/L<1.1 (3)
ここで、
f1は前記第1レンズ群G1の焦点距離、
f2は前記第2レンズ群G2の焦点距離、
f3は前記第3レンズ群G3の焦点距離、
Lは前記標本から像までの距離、
である。
【選択図】図1
Description
本発明は、顕微鏡用ズームレンズ、特に接眼レンズを除く拡大率が1〜10倍程度で倍率の変換をズームによって行う顕微鏡に好適なズームレンズに関する。
従来、顕微鏡のためのズームレンズとして、例えば特許文献1に記載されているレンズが知られている。これは、同じパワー(屈折力)を持つ2つの移動レンズ群を有する5〜8倍程度のズームレンズである。
また、特許文献2には、移動レンズ群が負レンズ群と正レンズ群との2つのレンズ群からなる13倍程度のズームレンズが提案されている。さらに、特許文献3には、移動レンズ群が負屈折力のレンズ群と正屈折力のレンズ群の2つのレンズ群で構成された4倍程度のズームレンズが開示されている。
特許文献1に記載されたズームレンズは、凹レンズであるため、光束が発散してしまう。このため、前後に凸レンズを付加しなければ結像できない。このためレンズ枚数が増えてしまう。
また、特許文献2、特許文献3に記載されたズームレンズは、レンズ枚数が多いものである。
このように従来の負屈折力のレンズと正屈折力のレンズとの組合せの構成では、変倍比を大きくしようとすると、レンズ枚数が増えてしまうという問題がある。
また、特許文献2、特許文献3に記載されたズームレンズは、レンズ枚数が多いものである。
このように従来の負屈折力のレンズと正屈折力のレンズとの組合せの構成では、変倍比を大きくしようとすると、レンズ枚数が増えてしまうという問題がある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、5倍を超える変倍比を有し、極力少ないレンズ枚数で、かつ安価な顕微鏡用ズームレンズを提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、
標本側から順に、正屈折力の第1レンズ群G1と、ズーム作用を行う正屈折力の移動する第2レンズ群G2と、ズーム作用を行う正屈折力の移動する第3レンズ群G3とを有し、
以下の条件式(1)、(2)、(3)を満足することを特徴とする顕微鏡用ズームレンズを提供できる。
0.8<f2/f3<1.3 (1)
0.3<f1/(f2+f3)<1.4 (2)
0.4<(f2+f3)/L<1.1 (3)
ここで、
f1は第1レンズ群G1の焦点距離、
f2は第2レンズ群G2の焦点距離、
f3は第3レンズ群G3の焦点距離、
Lは標本から像までの距離、
である。
標本側から順に、正屈折力の第1レンズ群G1と、ズーム作用を行う正屈折力の移動する第2レンズ群G2と、ズーム作用を行う正屈折力の移動する第3レンズ群G3とを有し、
以下の条件式(1)、(2)、(3)を満足することを特徴とする顕微鏡用ズームレンズを提供できる。
0.8<f2/f3<1.3 (1)
0.3<f1/(f2+f3)<1.4 (2)
0.4<(f2+f3)/L<1.1 (3)
ここで、
f1は第1レンズ群G1の焦点距離、
f2は第2レンズ群G2の焦点距離、
f3は第3レンズ群G3の焦点距離、
Lは標本から像までの距離、
である。
また、本発明の好ましい態様によれば、第3レンズ群G3と像面との間に、さらに負屈折力の第4レンズ群G4を有し、
以下の条件式(4)を満足することが好ましい。
0.3<|2・f4/(f2+f3)| (4)
ここで、
f4は第4レンズ群G4の焦点距離、
である。
以下の条件式(4)を満足することが好ましい。
0.3<|2・f4/(f2+f3)| (4)
ここで、
f4は第4レンズ群G4の焦点距離、
である。
また、本発明の好ましい態様によれば、第1レンズ群G1は、標本側から順に、正屈折力のレンズ群G1tと、レンズ群G1tから間隔d0を置いて配置された負屈折力のレンズ群G1oと、を有し
以下の条件式(5)、(6)を満足することが好ましい。
0.7<|f1t/f1o|<1 (5)
d0/f1t<0.5 (6)
ここで、
f1tは、正屈折力のレンズ群G1tの焦点距離、
f1oは、負屈折力のレンズ群G1oの焦点距離、
である。
以下の条件式(5)、(6)を満足することが好ましい。
0.7<|f1t/f1o|<1 (5)
d0/f1t<0.5 (6)
ここで、
f1tは、正屈折力のレンズ群G1tの焦点距離、
f1oは、負屈折力のレンズ群G1oの焦点距離、
である。
また、本発明の好ましい態様によれば、第4レンズ群G4は、標本側から順に、負屈折力のレンズ群G4oと、正屈折力のレンズ群G4tとからなり、
以下の条件式(7)を満足することが好ましい。
1<|f4t/f4o| (7)
ここで、
f4oは、負屈折力のレンズ群G4oの焦点距離、
f4tは、正屈折力のレンズ群G4tの焦点距離、
である。
以下の条件式(7)を満足することが好ましい。
1<|f4t/f4o| (7)
ここで、
f4oは、負屈折力のレンズ群G4oの焦点距離、
f4tは、正屈折力のレンズ群G4tの焦点距離、
である。
本発明は、5倍を超える変倍比を有し、極力少ないレンズ枚数で、かつ安価な顕微鏡用ズームレンズを提供できるという効果を奏する。
以下に、本発明にかかる顕微鏡用ズームレンズの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
まず、実施例の説明に先立ち、顕微鏡用ズームレンズの作用効果について説明する。
まず、実施例の説明に先立ち、顕微鏡用ズームレンズの作用効果について説明する。
実施形態に係る顕微鏡用ズームレンズは、最小限の構成として、2つの移動群を有する。一つ目の移動群は、投影倍率を変えるため移動するレンズ群(バリエーター)である。二つ目の移動群は、バリエーターの移動にともなう結像位置のずれを補正するレンズ群(コンペンセーター)である。
結像位置のずれを補正するレンズ群の動きに応じて、倍率も変わる。このため、実際には、バリエーターの役割と、コンペンセーターの役割とは明確に区別できないこと、または変倍の途中で主たる役割が入れ替わることもある。
移動群が2つのズームレンズは、通常、正屈折力の群と、負屈折力の群とからなる。変倍比率(ズーム比)を大きくしようとするとレンズ枚数が増える。本実施形態では、正屈折力のレンズ群と、正屈折力のレンズ群と、の2群の可動群で構成している。このため、所望のズーム変倍比率を、少ないレンズ枚数で達成できる。
図15を参照して本実施形態の作用、効果について説明する。図15(a)は、倍率2Xのレンズ配置を示している。図15(b)は、(a)の配置を、そのまま左右反転させた倍率0.5Xのレンズ配置を示している。可動群G1、G2が、両群とも正群の場合、近軸的には倍率2Xと倍率0.5Xの配置を連続してつなぐことが可能であることがわかる。
これに対して、可動群G1、G2が、正、負の2群で構成されている場合、このように連続してつなぐことは不可能である。このことから、変倍比を大きく取れるということに関しては2群とも正群のほうが有利である。
また、2群G1、G2だけでみると、倍率1Xを挟んで対称なレンズ配置となる。このため、絶対的な倍率を高くできない。顕微鏡として倍率を高くするために、前側に像拡大とNAを大きくするための固定の正屈折力のレンズ群を配置することや、可動群の後方にさらに倍率を上げ低倍時の像のイメージサークルを確保するため負屈折力のレンズ群を配置することもある。
前側の固定している正レンズ群は、凸レンズと凹レンズとで構成すると、両レンズの間がアフォーカルに近くなる。このため、凸レンズを動かすことでピント合わせが可能になる。また凹レンズにより、球面収差補正、ペッツバール和の改善による像面湾曲の補正が出来る。可動群の後方の負のレンズ群は、ペッツバール和の改善による像面湾曲の補正効果も大きい。また、この後方の負のレンズ群を、凸レンズと凹レンズとで構成することで、射出瞳位置を調整できる。これにより、CCDなどの撮像素子への光線の入射角度をテレセントリックに近づけることも可能となる。
そして、本実施形態によれば、
標本側から順に、正屈折力の第1レンズ群G1と、ズーム作用を行う正屈折力の移動する第2レンズ群G2と、ズーム作用を行う正屈折力の移動する第3レンズ群G3とを有し、
以下の条件式(1)、(2)、(3)を満足することを特徴とする顕微鏡用ズームレンズを提供できる。
0.8<f2/f3<1.3 (1)
0.3<f1/(f2+f3)<1.4 (2)
0.4<(f2+f3)/L<1.1 (3)
ここで、
f1は第1レンズ群G1の焦点距離、
f2は第2レンズ群G2の焦点距離、
f3は第3レンズ群G3の焦点距離、
Lは標本から像までの距離、
である。
標本側から順に、正屈折力の第1レンズ群G1と、ズーム作用を行う正屈折力の移動する第2レンズ群G2と、ズーム作用を行う正屈折力の移動する第3レンズ群G3とを有し、
以下の条件式(1)、(2)、(3)を満足することを特徴とする顕微鏡用ズームレンズを提供できる。
0.8<f2/f3<1.3 (1)
0.3<f1/(f2+f3)<1.4 (2)
0.4<(f2+f3)/L<1.1 (3)
ここで、
f1は第1レンズ群G1の焦点距離、
f2は第2レンズ群G2の焦点距離、
f3は第3レンズ群G3の焦点距離、
Lは標本から像までの距離、
である。
条件式(1)は、ズームで移動する2つのレンズ群の焦点距離の比を規定している。ズームで移動する2つのレンズ群が同じパワーを有しているため、レンズ構成に対称性があり、ズーム比を稼ぐことができる。なお、2つのレンズ群が、全く同じレンズであるのが後述する実施例6と実施例7である。
条件式(1)の下限値を下回ると低倍時の視野確保ができなくなる。
条件式(1)の上限値を上回ると高倍時のNAが大きくできない。NAを確保するためならば、第1レンズ群G1のパワーを強くしても良い。しかしながら、この場合、低倍時の視野周辺部のコマ収差が悪化してしまう。
条件式(1)の下限値を下回ると低倍時の視野確保ができなくなる。
条件式(1)の上限値を上回ると高倍時のNAが大きくできない。NAを確保するためならば、第1レンズ群G1のパワーを強くしても良い。しかしながら、この場合、低倍時の視野周辺部のコマ収差が悪化してしまう。
また、条件式(2)の下限値を下回ると、第1レンズ群G1のパワーが強くなり、低倍時の視野周辺部のコマ収差が悪化する。
条件式(2)の上限値を上回ると、高倍時のNAが大きくできない。
条件式(2)の上限値を上回ると、高倍時のNAが大きくできない。
また、条件式(3)の下限値を下回ると、第2レンズ群G2,第3レンズ群G3のパワーが強くなり、収差補正のためレンズ枚数が増えてしまう。
条件式(3)の上限値を上回ると、ズーム比が大きく出来なくなる。
条件式(3)の上限値を上回ると、ズーム比が大きく出来なくなる。
また、本発明の好ましい実施形態によれば、第3レンズ群G3と像面との間に、さらに負屈折力の第4レンズ群G4を有し、
以下の条件式(4)を満足することが好ましい。
0.3<|2・f4/(f2+f3)| (4)
ここで、
f4は第4レンズ群G4の焦点距離、
である。
以下の条件式(4)を満足することが好ましい。
0.3<|2・f4/(f2+f3)| (4)
ここで、
f4は第4レンズ群G4の焦点距離、
である。
条件式(4)の下限値を下回ると、射出瞳が像位置に近づきコマ収差が増大してしまう。
また、本発明の好ましい実施形態によれば、第1レンズ群G1は、標本側から順に、正屈折力のレンズ群G1tと、レンズ群G1tから間隔d0を置いて配置された負屈折力のレンズ群G1oと、を有し
以下の条件式(5)、(6)を満足することが好ましい。
0.7<|f1t/f1o|<1 (5)
d0/f1t<0.5 (6)
ここで、
f1tはレンズ群G1tの焦点距離、
f1oはレンズ群G1oの焦点距離、
である。
以下の条件式(5)、(6)を満足することが好ましい。
0.7<|f1t/f1o|<1 (5)
d0/f1t<0.5 (6)
ここで、
f1tはレンズ群G1tの焦点距離、
f1oはレンズ群G1oの焦点距離、
である。
条件式(5)の下限値を下回ると、ズーム低倍時にコマ収差が増大する。
条件式(5)の上限値を上回ると、高倍時のNAが大きくできない。
条件式(6)の上限値を上回ると、高倍時の球面収差が悪化する。また、低倍時の像面湾曲が悪化してしまう。
条件式(5)の上限値を上回ると、高倍時のNAが大きくできない。
条件式(6)の上限値を上回ると、高倍時の球面収差が悪化する。また、低倍時の像面湾曲が悪化してしまう。
また、本発明の好ましい実施形態によれば、第4レンズ群G4は、標本側から順に、負屈折力のレンズ群G4oと、正屈折力のレンズ群G4tとからなり、
以下の条件式(7)を満足することが好ましい。
1<|f4t/f4o| (7)
ここで、
f4oは負屈折力のレンズ群G4oの焦点距離、
f4tは正屈折力のレンズ群G4tの焦点距離、
である。
以下の条件式(7)を満足することが好ましい。
1<|f4t/f4o| (7)
ここで、
f4oは負屈折力のレンズ群G4oの焦点距離、
f4tは正屈折力のレンズ群G4tの焦点距離、
である。
条件式(7)の下限値を下回ると、コマ収差が増大してしまう。
次に、本発明の実施例1にかかる顕微鏡用ズームレンズについて説明する。図1は本発明の実施例1にかかる顕微鏡用ズームレンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は高倍(9.8倍)、(b)は中倍(2.65倍)、(c)は低倍(0.72倍)での断面図である。
本実施例は、固定の第1レンズ群G1で1.39倍、固定の第4レンズ群G4で1.9倍の固定倍率がかかり、ズームレンズ全体で0.72倍〜9.8倍のズーム比13.6倍の顕微鏡用ズームレンズである。
本実施例は、固定の第1レンズ群G1で1.39倍、固定の第4レンズ群G4で1.9倍の固定倍率がかかり、ズームレンズ全体で0.72倍〜9.8倍のズーム比13.6倍の顕微鏡用ズームレンズである。
図2は実施例1にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差(SA)、像面湾曲(AS、Sはサジタル、Tはタンジェンシャル)、歪曲収差(DT)、を示す図であり、(a)は高倍、(b)は中倍、(c)は低倍での状態を示している。また、NAは開口数、FNOはFナンバー、FIYは像高を示している。なお、収差図における記号は、後述の実施例においても共通である。
実施例1のズームレンズは、図1に示すように、標本側より順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、負屈折力を有する第4レンズ群G4とを有している。
なお、以下全ての実施例において、Iは結像面(電子撮像素子の撮像面)を示している。
なお、以下全ての実施例において、Iは結像面(電子撮像素子の撮像面)を示している。
第1レンズ群G1は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズL1で構成されており、全体で正の屈折力を有している。第2レンズ群G2は、標本側より順に、標本側に凸面を向けた負メニスカスレンズL2と両凸正レンズL3との接合レンズで構成されており、全体で正の屈折力を有している。第3レンズ群G3は、標本側より順に、標本側に凸面を向けた負メニスカスレンズL4と両凸正レンズL5との接合レンズで構成されており、全体で正の屈折力を有している。第4レンズ群G4は、両凹負レンズL6で構成され、全体で負の屈折力を有している。
高倍から低倍へと変倍する際には、第1レンズ群G1は固定している。第2レンズ群G2は、像面側へ移動する。第3レンズ群G3は、像面側へ移動する。第4レンズ群G4は、固定している。
非球面は、第1レンズ群G1の正メニスカスレンズL1の標本側の面の1面に設けられている。
次に、本発明の実施例2にかかる顕微鏡用ズームレンズについて説明する。図3は本発明の実施例2にかかる顕微鏡用ズームレンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は高倍(3.75倍)、(b)は中倍(1.38倍)、(c)は低倍(0.75倍)での断面図である。
本実施例は、固定の第1レンズ群G1で1.68倍、ズームレンズ全体で0.75倍〜3.75倍のズーム比5倍の顕微鏡用ズームレンズである。ズーム比を抑えることで第4レンズ群G4を省略し、第3レンズ群G3を単レンズに簡略化できている。
本実施例は、固定の第1レンズ群G1で1.68倍、ズームレンズ全体で0.75倍〜3.75倍のズーム比5倍の顕微鏡用ズームレンズである。ズーム比を抑えることで第4レンズ群G4を省略し、第3レンズ群G3を単レンズに簡略化できている。
図4は実施例2にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差(SA)、像面湾曲(AS、Sはサジタル、Tはタンジェンシャル)、歪曲収差(DT)、を示す図であり、(a)は高倍、(b)は中倍、(c)は低倍での状態を示している。
実施例2のズームレンズは、図3に示すように、標本側より順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、を有している。
第1レンズ群G1は、両凸正レンズL1で構成されており、全体で正の屈折力を有している。第2レンズ群G2は、標本側より順に、標本側に凸面を向けた負メニスカスレンズL2と両凸正レンズL3との接合レンズで構成されており、全体で正の屈折力を有している。第3レンズ群G3は、両凸正レンズL4で構成されており、全体で正の屈折力を有している。
高倍から低倍へと変倍する際には、第1レンズ群G1は固定している。第2レンズ群G2は、像面側へ移動する。第3レンズ群G3は、像面側へ移動する。
次に、本発明の実施例3にかかる顕微鏡用ズームレンズについて説明する。図5は本発明の実施例3にかかる顕微鏡用ズームレンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は高倍(9倍)、(b)は中倍(3倍)、(c)は低倍(1倍)での断面図である。
本実施例は、固定の第1レンズ群G1で1.63倍、固定の第4レンズ群G4で1.83倍の固定倍率がかかり、ズームレンズ全体で1倍〜9倍のズーム比9倍の顕微鏡用ズームレンズである。ズーム比を抑えることで第3レンズ群G3を単レンズに簡略化できている。
本実施例は、固定の第1レンズ群G1で1.63倍、固定の第4レンズ群G4で1.83倍の固定倍率がかかり、ズームレンズ全体で1倍〜9倍のズーム比9倍の顕微鏡用ズームレンズである。ズーム比を抑えることで第3レンズ群G3を単レンズに簡略化できている。
図6は実施例3にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差(SA)、像面湾曲(AS、Sはサジタル、Tはタンジェンシャル)、歪曲収差(DT)、を示す図であり、(a)は高倍、(b)は中倍、(c)は低倍での状態を示している。
実施例3のズームレンズは、図5に示すように、標本側より順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、負の屈折力を有する第4レンズ群G4と、を有している。
第1レンズ群G1は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズL1で構成されており、全体で正の屈折力を有している。第2レンズ群G2は、標本側より順に、両凹負レンズL2と両凸正レンズL3との接合レンズで構成されており、全体で正の屈折力を有している。第3レンズ群G3は、両凸正レンズL4で構成されており、全体で正の屈折力を有している。第4レンズ群G4は、標本側に凸面を向けた負メニスカスレンズL5で構成されており、全体で負の屈折力を有している。
高倍から低倍へと変倍する際には、第1レンズ群G1は固定している。第2レンズ群G2は、像面側へ移動する。第3レンズ群G3は、像面側へ移動する。第4レンズ群G4は固定している。
次に、本発明の実施例4にかかる顕微鏡用ズームレンズについて説明する。図7は本発明の実施例4にかかる顕微鏡用ズームレンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は高倍(10倍)、(b)は中倍(2.7倍)、(c)は低倍(0.74倍)での断面図である。
本実施例は、固定の第1レンズ群G1で1.4倍、固定の第4レンズ群G4で1.93倍の固定倍率がかかり、ズームレンズ全体で0.74倍〜10倍のズーム比13.5倍の顕微鏡用ズームレンズである。第4レンズ群G4を負、正の2群にして、射出瞳位置を修正している。
本実施例は、固定の第1レンズ群G1で1.4倍、固定の第4レンズ群G4で1.93倍の固定倍率がかかり、ズームレンズ全体で0.74倍〜10倍のズーム比13.5倍の顕微鏡用ズームレンズである。第4レンズ群G4を負、正の2群にして、射出瞳位置を修正している。
図8は実施例4にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差(SA)、像面湾曲(AS、Sはサジタル、Tはタンジェンシャル)、歪曲収差(DT)、を示す図であり、(a)は高倍、(b)は中倍、(c)は低倍での状態を示している。
実施例4のズームレンズは、図7に示すように、標本側より順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、負の屈折力を有する第4レンズ群G4と、を有している。
第1レンズ群G1は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズL1で構成されており、全体で正の屈折力を有している。第2レンズ群G2は、標本側より順に、標本側に凸面を向けた負メニスカスレンズL2と両凸正レンズL3との接合レンズで構成されており、全体で正の屈折力を有している。第3レンズ群G3は、標本側より順に、標本側に凸面を向けた負メニスカスレンズL4と両凸正レンズL5で構成されており、全体で正の屈折力を有している。第4レンズ群G4は、標本側から順に、両凹負レンズL6と、両凸正レンズL7とで構成されており、全体で負の屈折力を有している。
高倍から低倍へと変倍する際には、第1レンズ群G1は固定している。第2レンズ群G2は、像面側へ移動する。第3レンズ群G3は、像面側へ移動する。第4レンズ群G4は固定している。
次に、本発明の実施例5にかかる顕微鏡用ズームレンズについて説明する。図9は本発明の実施例5にかかる顕微鏡用ズームレンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は高倍(9.3倍)、(b)は中倍(2.5倍)、(c)は低倍(0.68倍)での断面図である。
本実施例は、固定の第1レンズ群G1で1.07倍、固定の第4レンズ群G4で2.34倍の固定倍率がかかり、ズームレンズ全体で0.68倍〜9.3倍のズーム比13.7倍の顕微鏡用ズームレンズである。
本実施例は、固定の第1レンズ群G1で1.07倍、固定の第4レンズ群G4で2.34倍の固定倍率がかかり、ズームレンズ全体で0.68倍〜9.3倍のズーム比13.7倍の顕微鏡用ズームレンズである。
図10は実施例5にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差(SA)、像面湾曲(AS、Sはサジタル、Tはタンジェンシャル)、歪曲収差(DT)、を示す図であり、(a)は高倍、(b)は中倍、(c)は低倍での状態を示している。
実施例5のズームレンズは、図9に示すように、標本側より順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、負の屈折力を有する第4レンズ群G4と、を有している。
第1レンズ群G1は、標本側より順に、両凸正レンズL1と、両凹負レンズとで構成されており、全体で正の屈折力を有している。第2レンズ群G2は、標本側より順に、標本側に凸面を向けた負メニスカスレンズL3と両凸正レンズL4との接合レンズで構成されており、全体で正の屈折力を有している。第3レンズ群G3は、両凸正レンズL5と像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズL6との接合レンズで構成されており、全体で正の屈折力を有している。第4レンズ群G4は、両凹負レンズL7で構成されており、全体で負の屈折力を有している。
高倍から低倍へと変倍する際には、第1レンズ群G1は固定している。第2レンズ群G2は、像面側へ移動する。第3レンズ群G3は、像面側へ移動する。第4レンズ群G4は固定している。
次に、本発明の実施例6にかかる顕微鏡用ズームレンズについて説明する。図11は本発明の実施例6にかかる顕微鏡用ズームレンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は高倍(9.3倍)、(b)は中倍(2.5倍)、(c)は低倍(0.68倍)での断面図である。
本実施例は、固定の第1レンズ群G1で1.07倍、固定の第4レンズ群G4で2.34倍の固定倍率がかかり、ズームレンズ全体で0.68倍〜9.3倍のズーム比13.7倍の顕微鏡用ズームレンズである。
本実施例は、固定の第1レンズ群G1で1.07倍、固定の第4レンズ群G4で2.34倍の固定倍率がかかり、ズームレンズ全体で0.68倍〜9.3倍のズーム比13.7倍の顕微鏡用ズームレンズである。
図12は実施例6にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差(SA)、像面湾曲(AS、Sはサジタル、Tはタンジェンシャル)、歪曲収差(DT)、を示す図であり、(a)は高倍、(b)は中倍、(c)は低倍での状態を示している。
実施例6のズームレンズは、図11に示すように、標本側より順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、負の屈折力を有する第4レンズ群G4と、を有している。
第1レンズ群G1は、標本側より順に、両凸正レンズL1と、両凹負レンズとで構成されており、全体で正の屈折力を有している。第2レンズ群G2は、標本側より順に、標本側に凸面を向けた負メニスカスレンズL3と両凸正レンズL4との接合レンズで構成されており、全体で正の屈折力を有している。第3レンズ群G3は、標本側より順に、両凸正レンズL5と像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズL6との接合レンズで構成されており、全体で正の屈折力を有している。第4レンズ群G4は、標本側より順に、両凹負レンズL7と標本側に凸面を向けた正メニスカスレンズL8との接合レンズで構成されており、全体で負の屈折力を有している。
高倍から低倍へと変倍する際には、第1レンズ群G1は固定している。第2レンズ群G2は、像面側へ移動する。第3レンズ群G3は、像面側へ移動する。第4レンズ群G4は固定している。
次に、本発明の実施例7にかかる顕微鏡用ズームレンズについて説明する。図13は本発明の実施例7にかかる顕微鏡用ズームレンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は高倍(9倍)、(b)は中倍(2.4倍)、(c)は低倍(0.66倍)での断面図である。
本実施例は、固定の第1レンズ群G1の標本側の正レンズを、実施例6に比較して、5mm繰り出した状態の構成を有する顕微鏡用ズームレンズである。本実施例では、第1レンズ群G1の両凸正レンズL1と両凹負レンズL2との間が完全なアフォーカルではない。このため、倍率と収差が少し変動するが、フォーカシングが可能である。
本実施例は、固定の第1レンズ群G1の標本側の正レンズを、実施例6に比較して、5mm繰り出した状態の構成を有する顕微鏡用ズームレンズである。本実施例では、第1レンズ群G1の両凸正レンズL1と両凹負レンズL2との間が完全なアフォーカルではない。このため、倍率と収差が少し変動するが、フォーカシングが可能である。
図14は実施例7にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差(SA)、像面湾曲(AS、Sはサジタル、Tはタンジェンシャル)、歪曲収差(DT)、を示す図であり、(a)は高倍、(b)は中倍、(c)は低倍での状態を示している。
実施例7のズームレンズは、図13に示すように、標本側より順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、負の屈折力を有する第4レンズ群G4と、を有している。
第1レンズ群G1は、標本側より順に、両凸正レンズL1と、両凹負レンズL2とで構成されており、全体で正の屈折力を有している。第2レンズ群G2は、標本側より順に、標本側に凸面を向けた負メニスカスレンズL3と両凸正レンズL4との接合レンズで構成されており、全体で正の屈折力を有している。第3レンズ群G3は、標本側より順に、両凸正レンズL5と像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズL6との接合レンズで構成されており、全体で正の屈折力を有している。第4レンズ群G4は、標本側より順に、両凹負レンズL7と標本側に凸面を向けた正メニスカスレンズL8との接合レンズで構成されており、全体で負の屈折力を有している。
高倍から低倍へと変倍する際には、第1レンズ群G1は固定している。第2レンズ群G2は、像面側へ移動する。第3レンズ群G3は、像面側へ移動する。第4レンズ群G4は固定している。
次に、上記各実施例のズームレンズを構成する光学部材の数値データを掲げる。なお、各実施例の数値データにおいて、r1、r2、…は各レンズ面の曲率半径、d1、d2、…は各レンズの肉厚または空気間隔、nd1、nd2、…は各レンズのd線での屈折率、νd1、νd2、…は各レンズのアッべ数、Fno.はFナンバー、fは全系焦点距離、D0は標本から第1面までの距離をそれぞれ表している。また、*は非球面をそれぞれ示している。
また、非球面形状は、光軸方向をz、光軸に直交する方向をyにとり、円錐係数をK、非球面係数をA4、A6、A8、A10としたとき、次の式(I)で表される。
z=(y2/r)/[1+{1−(1+K)(y/r)2}1/2]
+A2y2+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10 …(I)
また、eは10のべき乗を表している。なお、これら諸元値の記号は後述の実施例の数値データにおいても共通である。
z=(y2/r)/[1+{1−(1+K)(y/r)2}1/2]
+A2y2+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10 …(I)
また、eは10のべき乗を表している。なお、これら諸元値の記号は後述の実施例の数値データにおいても共通である。
数値実施例1
単位mm
面データ
面番号 r d nd νd
標本面 ∞ 13.20
1* -27.467 4 1.51633 64.14
2 -16.094 2.06
3 40.324 1.8 1.74 28.3
4 15.421 4 1.56384 60.67
5 -35.209 2
6 40.278 1.8 1.7495 35.28
7 15.802 4 1.56384 60.67
8 -35.070 87.96
9 -21.299 1.7 1.497 81.54
10 201.232 34.02
11 ∞(像面)
非球面データ
第1面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=-1.1670E-05,A6=1.1352E-06,A8=-1.0241E-08,A10=0.0000E+00
ズームデータ
面間隔 高倍9.8x 中倍2.65x 低倍0.72x
d2 2.06 19.33 82.97
d5 2.00 48.51 2.16
d8 87.96 24.18 6.90
単位mm
面データ
面番号 r d nd νd
標本面 ∞ 13.20
1* -27.467 4 1.51633 64.14
2 -16.094 2.06
3 40.324 1.8 1.74 28.3
4 15.421 4 1.56384 60.67
5 -35.209 2
6 40.278 1.8 1.7495 35.28
7 15.802 4 1.56384 60.67
8 -35.070 87.96
9 -21.299 1.7 1.497 81.54
10 201.232 34.02
11 ∞(像面)
非球面データ
第1面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=-1.1670E-05,A6=1.1352E-06,A8=-1.0241E-08,A10=0.0000E+00
ズームデータ
面間隔 高倍9.8x 中倍2.65x 低倍0.72x
d2 2.06 19.33 82.97
d5 2.00 48.51 2.16
d8 87.96 24.18 6.90
数値実施例2
単位mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ 20.27
1 917.818 4 1.58913 61.14
2 -34.303 1.11
3 45.424 1.8 1.7552 27.51
4 16.516 4 1.497 81.54
5 -34.625 2
6 92.859 3 1.51633 64.14
7 -39.148 96.52
8 ∞(像面)
ズームデータ
面間隔 広角3.75x 中倍1.38x 低倍0.75x
d2 1.11 24.66 56.03
d5 2.00 21.81 2.00
d7 96.52 53.16 41.61
単位mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ 20.27
1 917.818 4 1.58913 61.14
2 -34.303 1.11
3 45.424 1.8 1.7552 27.51
4 16.516 4 1.497 81.54
5 -34.625 2
6 92.859 3 1.51633 64.14
7 -39.148 96.52
8 ∞(像面)
ズームデータ
面間隔 広角3.75x 中倍1.38x 低倍0.75x
d2 1.11 24.66 56.03
d5 2.00 21.81 2.00
d7 96.52 53.16 41.61
数値実施例3
単位mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ 10.12
1 -17.229 4 1.717 47.92
2 -11.923 1.11
3 -82.897 1.8 1.74077 27.79
4 14.317 4 1.62299 58.16
5 -16.099 2
6 21.729 3 1.497 81.54
7 -872.193 67.40
8 -15.378 1.7 1.697 48.52
9 -40.356 28.94
10 ∞(像面)
ズームデータ
面間隔 高倍9x 中倍3x 低倍1x
d2 1.1 15.3 57.9
d5 2.0 30.5 2.2
d7 67.4 24.7 10.4
単位mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ 10.12
1 -17.229 4 1.717 47.92
2 -11.923 1.11
3 -82.897 1.8 1.74077 27.79
4 14.317 4 1.62299 58.16
5 -16.099 2
6 21.729 3 1.497 81.54
7 -872.193 67.40
8 -15.378 1.7 1.697 48.52
9 -40.356 28.94
10 ∞(像面)
ズームデータ
面間隔 高倍9x 中倍3x 低倍1x
d2 1.1 15.3 57.9
d5 2.0 30.5 2.2
d7 67.4 24.7 10.4
数値実施例4
単位mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ 13.20
1* -27.091 4 1.51633 64.14
2 -15.896 2.06
3 38.432 1.8 1.74 28.3
4 15.181 4 1.56384 60.67
5 -36.868 2
6 38.335 1.8 1.7495 35.28
7 15.506 4 1.56384 60.67
8 -36.709 91.21
9 -16.533 1.7 1.58913 61.14
10 102.418 10
11 500.000 2 1.51742 52.43
12 -41.893 20.02
13 ∞(像面)
非球面データ
第1面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=1.3484E-06,A6=-5.9922E-07,A8=8.7842E-09,A10=0.0000E+00
ズームデータ
面間隔 高倍10x 中倍2.7x 低倍0.74x
d2 2.06 19.33 82.97
d5 2.00 48.51 2.16
d8 91.21 27.43 10.15
単位mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ 13.20
1* -27.091 4 1.51633 64.14
2 -15.896 2.06
3 38.432 1.8 1.74 28.3
4 15.181 4 1.56384 60.67
5 -36.868 2
6 38.335 1.8 1.7495 35.28
7 15.506 4 1.56384 60.67
8 -36.709 91.21
9 -16.533 1.7 1.58913 61.14
10 102.418 10
11 500.000 2 1.51742 52.43
12 -41.893 20.02
13 ∞(像面)
非球面データ
第1面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=1.3484E-06,A6=-5.9922E-07,A8=8.7842E-09,A10=0.0000E+00
ズームデータ
面間隔 高倍10x 中倍2.7x 低倍0.74x
d2 2.06 19.33 82.97
d5 2.00 48.51 2.16
d8 91.21 27.43 10.15
数値実施例5
単位mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ 17.92
1 86.258 4.5 1.57135 52.95
2 -15.782 1.5
3 -23.743 2 1.48749 70.23
4 28.552 2.42
5 45.504 1.8 1.74 28.28
6 19.740 4 1.55963 61.17
7 -36.008 2
8 36.008 4 1.55963 61.17
9 -19.740 1.8 1.74 28.28
10 -45.504 95.20
11 -24.965 1.7 1.55232 63.46
12 19.375 25.73
13 ∞(像面)
ズームデータ
面間隔 高倍10x 中倍2.7x 低倍0.74x
d4 2.42 19.80 83.84
d7 2.00 48.80 2.16
d10 95.20 31.02 13.63
単位mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ 17.92
1 86.258 4.5 1.57135 52.95
2 -15.782 1.5
3 -23.743 2 1.48749 70.23
4 28.552 2.42
5 45.504 1.8 1.74 28.28
6 19.740 4 1.55963 61.17
7 -36.008 2
8 36.008 4 1.55963 61.17
9 -19.740 1.8 1.74 28.28
10 -45.504 95.20
11 -24.965 1.7 1.55232 63.46
12 19.375 25.73
13 ∞(像面)
ズームデータ
面間隔 高倍10x 中倍2.7x 低倍0.74x
d4 2.42 19.80 83.84
d7 2.00 48.80 2.16
d10 95.20 31.02 13.63
数値実施例6
単位mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ 17.88
1 86.21 4.5 1.57135 52.95
2 -15.776 2.17
3 -23.754 2 1.48749 70.23
4 28.579 2.42
5 45.504 1.8 1.74 28.28
6 19.74 4 1.55963 61.17
7 -36.008 2
8 36.008 4 1.55963 61.17
9 -19.74 1.8 1.74 28.28
10 -45.504 95.23
11 -11.591 1.2 1.48749 70.23
12 8.317 3 1.7552 27.51
13 16.683 23.19
14 ∞(像面)
ズームデータ
面間隔 高倍10x 中倍2.7x 低倍0.74x
d4 2.42 19.80 83.84
d7 2.00 48.80 2.16
d10 98.45 34.27 16.88
単位mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ 17.88
1 86.21 4.5 1.57135 52.95
2 -15.776 2.17
3 -23.754 2 1.48749 70.23
4 28.579 2.42
5 45.504 1.8 1.74 28.28
6 19.74 4 1.55963 61.17
7 -36.008 2
8 36.008 4 1.55963 61.17
9 -19.74 1.8 1.74 28.28
10 -45.504 95.23
11 -11.591 1.2 1.48749 70.23
12 8.317 3 1.7552 27.51
13 16.683 23.19
14 ∞(像面)
ズームデータ
面間隔 高倍10x 中倍2.7x 低倍0.74x
d4 2.42 19.80 83.84
d7 2.00 48.80 2.16
d10 98.45 34.27 16.88
数値実施例7
単位mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ 17.78
1 86.21 4.5 1.57135 52.95
2 -15.776 7.17
3 -23.754 2 1.48749 70.23
4 28.579 2.42
5 45.504 1.8 1.74 28.28
6 19.74 4 1.55963 61.17
7 -36.008 2
8 36.008 4 1.55963 61.17
9 -19.74 1.8 1.74 28.28
10 -45.504 95.23
11 -11.591 1.2 1.48749 70.23
12 8.317 3 1.7552 27.51
13 16.683 23.19
14 ∞(像面)
ズームデータ
面間隔 高倍10x 中倍2.7x 低倍0.74x
d4 2.42 19.80 83.84
d7 2.00 48.80 2.16
d10 98.45 34.27 16.88
単位mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ 17.78
1 86.21 4.5 1.57135 52.95
2 -15.776 7.17
3 -23.754 2 1.48749 70.23
4 28.579 2.42
5 45.504 1.8 1.74 28.28
6 19.74 4 1.55963 61.17
7 -36.008 2
8 36.008 4 1.55963 61.17
9 -19.74 1.8 1.74 28.28
10 -45.504 95.23
11 -11.591 1.2 1.48749 70.23
12 8.317 3 1.7552 27.51
13 16.683 23.19
14 ∞(像面)
ズームデータ
面間隔 高倍10x 中倍2.7x 低倍0.74x
d4 2.42 19.80 83.84
d7 2.00 48.80 2.16
d10 98.45 34.27 16.88
以下に各実施例の条件式対応値を掲げる。
条件式 実施例1 実施例2 実施例3 実施例4
f1 67.2 56.2 41.1 66.4
f1t - - - -
f1o - - - -
f2 44.3 65.3 42.6 44.3
f3 44.3 53.8 42.7 44.3
f4 -38.66 - -36.7 -46.5
f4o - - - -24
f4t - - - 74.8
d0 - - - -
L 156.6 132.7 124.08 157.8
(1) f2/f3 1.00 1.21 0.998 1.00
(2) f1/(f2+f3) 0.76 0.47 0.48 0.75
(3) (f2+f3)/L 0.57 0.90 0.69 0.56
(4) |2・f4/(f2+f3)| 0.87 - 0.86 1.05
(5) |f1t/f1o| - - - -
(6) d0/f1t - - - -
(7) |f4t/f4o| - - - 3.12
条件式 実施例5 実施例6 実施例7
f1 122.6 107.8 107.8
f1t 23.7 23.7 23.7
f1o -26.3 -26.3 -26.3
f2 44.9 44.9 44.9
f3 44.9 44.9 44.9
f4 -19.5 -17.8 -17.8
f4o - -9.74 -
f4t - 19.03 -
d0 1.5 2.17 7.17
L 164.6 165.2 170.2
(1) f2/f3 1.00 1.00 1.00
(2) f1/(f2+f3) 1.37 1.20 1.20
(3) (f2+f3)/L 0.55 0.54 0.53
(4) |2・f4/(f2+f3)| 0.43 0.40 0.40
(5) |f1t/f1o| 0.90 0.90 0.90
(6) d0/f1t 0.06 0.09 0.30
(7) |f4t/f4o| - 1.95 -
条件式 実施例1 実施例2 実施例3 実施例4
f1 67.2 56.2 41.1 66.4
f1t - - - -
f1o - - - -
f2 44.3 65.3 42.6 44.3
f3 44.3 53.8 42.7 44.3
f4 -38.66 - -36.7 -46.5
f4o - - - -24
f4t - - - 74.8
d0 - - - -
L 156.6 132.7 124.08 157.8
(1) f2/f3 1.00 1.21 0.998 1.00
(2) f1/(f2+f3) 0.76 0.47 0.48 0.75
(3) (f2+f3)/L 0.57 0.90 0.69 0.56
(4) |2・f4/(f2+f3)| 0.87 - 0.86 1.05
(5) |f1t/f1o| - - - -
(6) d0/f1t - - - -
(7) |f4t/f4o| - - - 3.12
条件式 実施例5 実施例6 実施例7
f1 122.6 107.8 107.8
f1t 23.7 23.7 23.7
f1o -26.3 -26.3 -26.3
f2 44.9 44.9 44.9
f3 44.9 44.9 44.9
f4 -19.5 -17.8 -17.8
f4o - -9.74 -
f4t - 19.03 -
d0 1.5 2.17 7.17
L 164.6 165.2 170.2
(1) f2/f3 1.00 1.00 1.00
(2) f1/(f2+f3) 1.37 1.20 1.20
(3) (f2+f3)/L 0.55 0.54 0.53
(4) |2・f4/(f2+f3)| 0.43 0.40 0.40
(5) |f1t/f1o| 0.90 0.90 0.90
(6) d0/f1t 0.06 0.09 0.30
(7) |f4t/f4o| - 1.95 -
以上のように、本発明はズームレンズに有用であり、特に、顕微鏡用のズームレンズに適している。
G1 第1レンズ群
G2 第2レンズ群
G3 第3レンズ群
G4 第4レンズ群
L1〜L8 各レンズ
I 像面
G2 第2レンズ群
G3 第3レンズ群
G4 第4レンズ群
L1〜L8 各レンズ
I 像面
Claims (4)
- 標本側から順に、正屈折力の第1レンズ群G1と、ズーム作用を行う正屈折力の移動する第2レンズ群G2と、ズーム作用を行う正屈折力の移動する第3レンズ群G3とを有し、
以下の条件式(1)、(2)、(3)を満足することを特徴とする顕微鏡用ズームレンズ。
0.8<f2/f3<1.3 (1)
0.3<f1/(f2+f3)<1.4 (2)
0.4<(f2+f3)/L<1.1 (3)
ここで、
f1は前記第1レンズ群G1の焦点距離、
f2は前記第2レンズ群G2の焦点距離、
f3は前記第3レンズ群G3の焦点距離、
Lは前記標本から像までの距離、
である。 - 前記第3レンズ群G3と像面との間に、さらに負屈折力の第4レンズ群G4を有し、
以下の条件式(4)を満足することを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡用ズームレンズ。
0.3<|2・f4/(f2+f3)| (4)
ここで、
f4は前記第4レンズ群G4の焦点距離、
である。 - 前記第1レンズ群G1は、標本側から順に、正屈折力のレンズ群G1tと、前記レンズ群G1tから間隔d0を置いて配置された負屈折力のレンズ群G1oと、を有し、
以下の条件式(5)、(6)を満足することを特徴とする請求項1または2に記載の顕微鏡用ズームレンズ。
0.7<|f1t/f1o|<1 (5)
d0/f1t<0.5 (6)
ここで、
f1tは前記レンズ群G1tの焦点距離、
f1oは前記レンズ群G1oの焦点距離、
である。 - 前記第4レンズ群G4は、標本側から順に、負屈折力のレンズ群G4oと、正屈折力のレンズ群G4tとからなり、
以下の条件式(7)を満足することを特徴とする請求項2に記載の顕微鏡用ズームレンズ。
1<|f4t/f4o| (7)
ここで、
f4oは負屈折力の前記レンズ群G4oの焦点距離、
f4tは正屈折力の前記レンズ群G4tの焦点距離、
である。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009275538A JP2011118159A (ja) | 2009-12-03 | 2009-12-03 | 顕微鏡用ズームレンズ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009275538A JP2011118159A (ja) | 2009-12-03 | 2009-12-03 | 顕微鏡用ズームレンズ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011118159A true JP2011118159A (ja) | 2011-06-16 |
Family
ID=44283574
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009275538A Withdrawn JP2011118159A (ja) | 2009-12-03 | 2009-12-03 | 顕微鏡用ズームレンズ |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2011118159A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015087619A1 (ja) * | 2013-12-11 | 2015-06-18 | オリンパス株式会社 | 変倍光学系及びそれを備えた撮像装置、撮像システム |
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-
2009
- 2009-12-03 JP JP2009275538A patent/JP2011118159A/ja not_active Withdrawn
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