JPWO2010073565A1 - 実体顕微鏡用変倍光学系および実体顕微鏡 - Google Patents

実体顕微鏡用変倍光学系および実体顕微鏡 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2010073565A1
JPWO2010073565A1 JP2010543825A JP2010543825A JPWO2010073565A1 JP WO2010073565 A1 JPWO2010073565 A1 JP WO2010073565A1 JP 2010543825 A JP2010543825 A JP 2010543825A JP 2010543825 A JP2010543825 A JP 2010543825A JP WO2010073565 A1 JPWO2010073565 A1 JP WO2010073565A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
lens group
optical system
group
object side
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2010543825A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5207149B2 (ja
Inventor
正宏 水田
正宏 水田
鈴木 章夫
章夫 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2010543825A priority Critical patent/JP5207149B2/ja
Publication of JPWO2010073565A1 publication Critical patent/JPWO2010073565A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5207149B2 publication Critical patent/JP5207149B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/144Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only
    • G02B15/1441Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only the first group being positive
    • G02B15/144105Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only the first group being positive arranged +-+-
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/16Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group
    • G02B15/177Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a negative front lens or group of lenses
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/02Objectives
    • G02B21/025Objectives with variable magnification
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/18Arrangements with more than one light path, e.g. for comparing two specimens
    • G02B21/20Binocular arrangements
    • G02B21/22Stereoscopic arrangements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)

Abstract

物体側より順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群G1と、負の屈折力を持つ第2レンズ群G2と、開口絞りSと、正の屈折力を持つ第3レンズ群G3と、負の屈折力を持つ第4レンズ群G4とを有する。第2レンズ群G2は、物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ前群G2Fと、正レンズと負レンズとを含んでなる色消し接合レンズを有する後群G2Rとからなる。また、変倍区間の少なくとも一部において、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3は光軸に沿って互いに反対方向に移動する。この構成の基、第2レンズ群G2の焦点距離をf2とし、第2レンズ群の前群G2Fの焦点距離をf2Fとし、第2レンズ群の前群G2Fの最も物体側に配置される負レンズの形状因子をq2としたとき、次式0.4<f2F/f2<1.6及び−3.0<q2<−0.3の条件を満足する。

Description

本発明は、実体顕微鏡用の変倍光学系に関する。
従来より、実体顕微鏡に用いられる従来の変倍光学系として様々なものが提案されている。例えば、物体側から順に、正、負、負、正、負の屈折力を有する5つのレンズ群からなる変倍光学系が提案されている。(例えば、特許文献1を参照)。
特開2005−91755号広報
実体顕微鏡では、明るい即ち開口数が大きい対物光学系と、変倍域の広い変倍光学系とが望まれている。しかしながら、従来では、変倍光学系の変倍域が大きいと対物光学系の開口数は小さくなり、逆に対物光学系の開口数が大きいと変倍光学系の変倍域が狭くなり、所望のスペックには不十分であった。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、対物光学系の高開口数を確保しつつ、広い変倍域を持ち、良好な収差補正が可能な実体顕微鏡用変倍光学系を提供することを目的とする。
このような目的を達成するため、本発明の実体顕微鏡用変倍光学系は、物体側より順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群と、負の屈折力を持つ第2レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を持つ第3レンズ群と、負の屈折力を持つ第4レンズ群とを有し、前記第2レンズ群は、物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ前群と、正レンズと負レンズとを含んでなる色消し接合レンズを有する後群とからなり、変倍区間の少なくとも一部において、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群は光軸に沿って互いに反対方向に移動し、前記第2レンズ群の焦点距離をf2とし、前記第2レンズ群を構成する前記前群の焦点距離をf2Fとし、前記第2レンズ群を構成する前記前群の最も物体側に配置される負レンズの形状因子をq2(但し、前記形状因子q2は、前記負レンズの物体側レンズ面の曲率半径をr21とし、前記負レンズの像側レンズ面の曲率半径をr22としたとき、q2=(r22+r21)/(r22−r21)で定義される)としたとき、次式0.4<f2F/f2<1.6及び−3.0<q2<−0.3の条件を満足する。
なお、前記第1レンズ群は、最も物体側に負レンズが配置され、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、次式−0.3<f2/f1<−0.2の条件を満足することが好ましい。
また、前記第2レンズ群の前記後群の接合レンズを構成する正レンズは、使用する光学材料の厚さ10mmにおける波長360nmでの反射損失を含まない内部透過率をT360とし、前記使用する光学材料のアッベ数をνd2としたとき、次式T360≧0.5及びνd2<40の条件を満足することが好ましい。
本発明によれば、対物光学系の高開口数を確保しつつ、広い変倍域を持ち、良好な収差補正が可能な実体顕微鏡用変倍光学系を提供することができる。
第1実施例に係る変倍光学系の構成を示す断面図であり、(a)は最低倍状態、(b)は中間倍率状態、(c)は最高倍状態をそれぞれ示す。 第1実施例に係る変倍光学系の諸収差図であり、(a)は最低倍状態、(b)は中間倍率状態、(c)は最高倍状態をそれぞれ示す。 第2実施例に係る変倍光学系の構成を示す断面図であり、(a)は最低倍状態、(b)は中間倍率状態、(c)は最高倍状態をそれぞれ示す。 第2実施例に係る変倍光学系の諸収差図であり、(a)は最低倍状態、(b)は中間倍率状態、(c)は最高倍状態をそれぞれ示す。 第3実施例に係る変倍光学系の構成を示す断面図であり、(a)は最低倍状態、(b)は中間倍率状態、(c)は最高倍状態をそれぞれ示す。 第3実施例に係る変倍光学系の諸収差図であり、(a)は最低倍状態、(b)は中間倍率状態、(c)は最高倍状態をそれぞれ示す。 第4実施例に係る変倍光学系の構成を示す断面図であり、(a)は最低倍状態、(b)は中間倍率状態、(c)は最高倍状態をそれぞれ示す。 第4実施例に係る変倍光学系の諸収差図であり、(a)は最低倍状態、(b)は中間倍率状態、(c)は最高倍状態をそれぞれ示す。 第5実施例に係る変倍光学系の構成を示す断面図であり、(a)は最低倍状態、(b)は中間倍率状態、(c)は最高倍状態をそれぞれ示す。 第5実施例に係る変倍光学系の諸収差図であり、(a)は最低倍状態、(b)は中間倍率状態、(c)は最高倍状態をそれぞれ示す。 第6実施例に係る変倍光学系の構成を示す断面図であり、(a)は最低倍状態、(b)は中間倍率状態、(c)は最高倍状態をそれぞれ示す。 第6実施例に係る変倍光学系の諸収差図であり、(a)は最低倍状態、(b)は中間倍率状態、(c)は最高倍状態をそれぞれ示す。 各実施例と組み合わされる結像光学系の構成を示す断面図である。 本実施形態に係る変倍光学系を使用した実体顕微鏡の構成図である。 本実施形態に係る変倍光学系と組み合わされる対物光学系において、低倍時と高倍時での光束の位置の違いを説明する図である。 本実施形態に係る変倍光学系と組み合わされる対物光学系の物体側開口数の大きさと、本変倍光学系の最も物体側レンズの有効径の大きさの関係を説明する図である。 本実施形態に係る変倍光学系の光軸間距離と、前記光学系と組み合わされる対物光学系の物体側開口数との関係を説明する図である。 本実施形態に係る変倍光学系において開口絞りとその像である入射瞳について説明する図である。 本実施形態に係る変倍光学系の入射瞳の位置と有効径の大きさの関係を説明する図である。 本実施形態に係る変倍光学系の入射瞳の位置と、前記光学系と組み合わされる対物光学系の大きさの関係を説明する図である。
以下、好ましい実施形態について、図面を用いて説明する。
まず、本実施形態に係る変倍光学系を使用した、実体顕微鏡(平行系単対物型双眼顕微鏡)について説明する。本実施形態に係る平行系実体顕微鏡は、図14に示すように、物体1から順に並んだ、一つの対物光学系2と、この対物光学系2の光軸に平行に配置された右眼用と左眼用との二つの変倍光学系3と、結像光学系4と、接眼光学系5とを有し、物体1からの光を対物光学系2により平行光束に変換し、変倍光学系3を介して、結像光学系4により像6を形成して、接眼光学系5にて観察する構成となっている。このような構成の実体顕微鏡では、凹凸のある物体を観察した場合、両眼で見た場合と同じように立体感を持って観察(いわゆる立体視)できるため、顕微鏡下で作業する場合に、ピンセット等の工具と物体との距離関係を容易に把握することができる。したがって、実体顕微鏡は、精密機械工業、生物の解剖、手術等、細かい処置が必要な分野で特に有効である。
近年、実体顕微鏡では、変倍域の拡大、分解能の向上を図りつつも、良好な収差補正、小型化・軽量化が求められている。
ここで、実体顕微鏡を構成する対物光学系では、図15に示すように、低倍時と高倍時とでは、対物光学系内を通る光束の位置(対物光学系光軸に対する入射光束の偏心量)が大きく異なる。このため、変倍域の拡大の要請に従うと、対物光学系では光束の通過位置の違いがますます大きくなる。その結果、対物光学系の大型化・重量化を招くことになり、望ましくない。
また、分解能の向上の要請に従うためには、対物光学系の物体側開口数の拡大が必要である。図16に示すように、高倍時における対物光学系の物体側開口数の大きさは、変倍光学系を構成する最も物体側のレンズ(図中にて*印を付すレンズ)の有効径の大きさに制限される。しかしながら、図17(a)に示すように、2つの変倍光学系は互いに近接しており、該光学系の最も物体側のレンズ有効径を大きくするためには、これら2つの変倍光学系の光軸間距離を広げるしかない。その結果、図17(b)に示すように、対物光学系の有効径も大きくせねばならず、これは該光学系の大型化・重量化に繋がるため、望ましくない。
このように、平行系実体顕微鏡用の対物光学系を用いて、変倍域の拡大や分解能の向上を図ろうとすると、大変難度の高い光学設計を要することが分かる。
そこで、本実施形態では変倍光学系に目を向けた。実体顕微鏡用の変倍光学系としては様々なものが提案されている。いずれの変倍光学系もアフォーカルな光学系であり、上記したように、対物光学系から射出する平行光束の光束径を変えて平行に射出して、結像光学系へとリレーするものである(図14参照)。
変倍光学系には、図18に示すように、開口絞りがおよそ光学系の中心付近に配置されており、開口絞りよりも入射側(物体側)にある光学系により形成される開口絞り像を入射瞳という。図19に示すように、この入射瞳位置が像側寄りになるほど、すなわち変倍光学系の最も物体側レンズの面頂点から入射瞳位置までの距離が長くなるほど、最も物体側レンズの有効径を大きくしないと周辺光量が失われる。また、図20に示すように、入射瞳位置が像側寄りになるほど、最外角の光束は対物光学系のより外縁付近を通るため、対物光学系は巨大化し、観察者の使い勝手が非常に悪くなるばかりか、収差補正も困難となる。
そこで、本実施形態の変倍光学系では、以下のように構成することで、該光学系の入射瞳位置をより物体側に近づけ、分解能の向上(対物光学系の開口数の拡大)を図りながらも、変倍域の拡大や良好な収差補正を可能にした。
図1に示すように、本実施形態に係る変倍光学系は、平行系実体顕微鏡に用いるものであり、物体側より順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群G1と、負の屈折力を持つ第2レンズ群G2と、開口絞りSと、正の屈折力を持つ第3レンズ群G3と、負の屈折力を持つ第4レンズ群G4とを有し、第2レンズ群G2が、物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ前群G2Fと、正レンズと負レンズとを含んでなる色消し接合レンズを有する後群G2Rとから構成されている。そして、変倍区間の少なくとも一部においては、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3を光軸に沿って互いに反対方向に移動させる。
さらに、上記構成の基、第2レンズ群G2の焦点距離をf2とし、第2レンズ群G2を構成する前群G2Fの焦点距離をf2Fとし、第2レンズ群G2を構成する前群G2Fの最も物体側に配置される負レンズL21の形状因子をq2(但し、形状因子q2は、前記負レンズL21の物体側レンズ面の曲率半径をr21とし、前記負レンズL21の像側レンズ面の曲率半径をr22としたとき、q2=(r22+r21)/(r22−r21)で定義される)としたとき、次式(1)及び(2)の条件を満足する。
0.4<f2F/f2<1.6 …(1)
−3.0<q2<−0.3 …(2)
入射瞳位置を物体側に近づけるには、変倍光学系の最低倍状態での第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の主点間隔を近づけるか、あるいは開口絞りSの位置を物体側に近づけるかしなければならない。しかしながら、開口絞りSの位置を物体側に近づける場合、第2レンズ群G2の移動距離が短くなるため、変倍光学系のズーム比を大きくすることが困難となる。そこで、高ズーム比を有する本変倍光学系においては、上記条件式(1)で適切な第2レンズ群G2内の屈折力配置を規定することにより、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の主点間隔を近づけ、入射瞳位置を物体側に近づけることを可能にしている。
なお、条件式(1)の上限値を上回る場合、第2レンズ群G2の物体側主点が像側に移動し、変倍光学系の最低倍状態において、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔を確保することができなくなり、望ましくない。逆に、条件式(1)の下限値を下回る場合、第2レンズ群G2の物体側主点が物体側に移動し、本変倍光学系の最高倍状態において第2レンズ群G2と第3レンズ群G3(又は開口絞りS)との間隔を確保することが困難となり、望ましくない。さらに、低倍側での像面湾曲収差の補正及び高倍側での球面収差の補正がともに困難となり、望ましくない。
上記条件式(2)は、第2レンズ群G2を構成する前群G2Fにおいて、最も物体側に配置される負レンズL21の最適な形状を規定する。この条件式(2)の上限値を上回る場合、前群G2Fの最も物体側に配置される負レンズL21の物体側レンズ面r21が小さくなり、低倍側での像面湾曲収差とコマ収差及び高倍側での球面収差の補正が困難となり、望ましくない。逆に、条件式(2)の下限値を下回る場合、第2レンズ群G2の物体側主点が像側に移動し、本変倍光学系の最低倍状態において第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔を確保することができなくなり、望ましくない。
また、本実施形態において、第1レンズ群G1は最も物体側に負レンズが配置されるとともに、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、次式(3)の条件を満足することが好ましい。
−0.3<f2/f1<−0.2 …(3)
上記条件式(3)は、変倍域の広い本変倍光学系に最適な、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の焦点距離の比を規定する。この条件式(3)の上限値を上回る場合、変倍域を広げるためには第3レンズ群G3の屈折力を強くしなければならず、その結果、低倍側での球面収差及びコマ収差の補正が困難となり、望ましくない。逆に、条件式(3)の下限値を下回る場合、第2レンズ群G2の屈折力が強くなり、低倍側での像面湾曲収差及び高倍側での球面収差の補正が困難となり、望ましくない。また、第2レンズ群G2の屈折力を収差補正に影響を与えない範囲に保った場合は、ズーム全長が長くなりすぎ、望ましくない。
ところで、近年、実体顕微鏡による蛍光観察の重要性が増している。特に発生学等の生物学分野での需要が顕著である。実体顕微鏡にて落射蛍光照明を行う場合、観察用変倍光学系と別に照明用光学系と対物光学系を通じて物体を照明する方法、観察用変倍光学系と対物光学系を通じて物体を照明する方法、対物光学系外より物体を照明する方法等がある。
例えば、観察用変倍光学系と別に照明用光学系と対物光学系を通じて照明する方法では、観察用変倍光学系内を蛍光照明用の励起光が通過しないため、観察用変倍光学系内での自家蛍光が発生せず、コントラストの良い蛍光像の観察が可能となる。また、照明用として独立した光学系を設けることにより、観察用変倍光学系と対物光学系を通じて照明する方法と比較して励起光の紫外線対応が容易である。しかしながら、この照明方法では、観察用変倍光学系と別に照明用光学系を配置するため、観察用変倍光学系と対物光学系を通じて照明する方法と比較して、照明光の物側開口数を大きくすることができず、明るい蛍光照明を得ることが困難である。
そこで、本実施形態に係る変倍光学系では、明るい蛍光照明を得るために、観察用の変倍光学系を蛍光照明用に使用するとともに、励起光の紫外線対応を可能とするために、第2レンズ群G2の後群G2Rの接合レンズを構成する正レンズ(図1ではレンズL23が該当)は、使用する光学材料の厚さ10mmにおける波長360nmでの反射損失を含まない内部透過率をT360とし、使用する光学材料のd線(波長587.56nm)屈折率をnd、C線(波長656.27nm)の屈折率をnC、F線(波長486.13nm)の屈折率をnF、アッベ数をνd2としたとき、次式(4)及び(5)の条件を満足することが好ましい。
T360≧0.5 …(4)
νd2=(nd−1)/(nF−nC)<40 …(5)
一般的に、負レンズ群の色収差補正のために、負レンズに低分散硝材、正レンズに高分散硝材を組み合わせて使用するが、高分散硝材には短波長側透過率が低いものが多い。本実施形態では、第2レンズ群G2の後群G2Rの接合レンズを構成する正レンズが、高分散硝材製であり、さらに(第2レンズ群G2に強い屈折力を持たせるため)強い屈折力を持つためにレンズ厚が厚く、光学系全体の紫外線領域の透過率を悪化させる一因となっていた。上記条件式(4)及び(5)は、本変倍光学系の紫外線領域における透過率を向上させるため条件を規定する。前記条件式(1)〜(3)と同時に、条件式(4)及び(5)を満足する場合、色収差を良好に補正することができるとともに、本変倍光学系を紫外線対応が可能な蛍光照明用として使用することができる。なお、条件式(4)を満足しない場合、紫外線領域の透過率が悪化し、本変倍光学系を紫外線対応が可能な蛍光照明用に使用することができず、望ましくない。また、条件式(5)を満足しない場合、色収差を良好に補正することが困難となり、好ましくない。
さらに、より優れた性能・仕様を達成するためには、以下の条件を満たすことが好ましい。
本実施形態において、第4レンズ群G4は、物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ前群G4Fと、物体側に凸面を向けた接合レンズを含む後群G4Rとから構成され、後群G4Rの接合レンズの最も物体側は正レンズ(図1ではレンズL42が該当)であり、第4レンズ群G4を構成する後群G4Rの最も物体側に配置される正レンズの形状因子をq2(但し、前記形状因子q4は、前記正レンズの物体側レンズ面の曲率半径をr41とし、前記正レンズの像側レンズ面の曲率半径をr42としたとき、q4=(r42+r41)/(r42−r41)で定義される)としたとき、次式(6)の条件を満足することが望ましい。
|q4|≧1 …(6)
本実施形態において、変倍域が低倍側に広がると、最低倍において第2レンズ群G2と第3レンズ群G3で軸外光の下コマが逆方向に大きく屈折して、大きなコマ収差が発生する。このコマ収差を補正するためには、第4レンズ群G4の後群G4Rを構成する接合レンズの最も物体側レンズの形状が、条件式(6)を満足する必要がある。なお、条件式(6)の範囲を逸脱する場合、低倍側におけるコマ収差を十分に補正することができない。
また、本実施形態において、第2レンズ群G2の後群G2R中の正レンズ(図1ではレンズL23が該当)は、使用する光学材料のg線(波長435.83nm)における屈折率ngをとし、部分分散比をPgF2をとしたとき、次式(7)を満足することが望ましい。
PgF2=(ng−nF)/(nF−nC)>0.57 …(7)
上記条件式(7)は、本変倍光学系において、軸上色収差を補正するための条件を規定する。この条件式(7)を満足する場合、特に高倍域において、g線からC線までの軸上色収差を良好に補正することができる。逆に、条件式(7)の範囲を逸脱する場合、F線からC線までの軸上色収差補正を行った際に、g線に係る収差補正をすることが難しい。
また、本実施形態において、第4レンズ群G4の後群G4Rの最も物体側の正レンズ(図1ではレンズL42が該当)は、使用する光学材料のアッベ数をνd4とし、d線における屈折率をnd4としたとき、次式(8)及び(9)の条件を満足することが望ましい。
νd4=(nd−1)/(nF−nC)<45 …(8)
nd4<1.75 …(9)
上記条件式(8)及び(9)は、本変倍光学系において、低倍側における倍率色収差を補正するための条件を規定する。これら条件式(8)及び(9)を満足する場合、特に低倍域において、g線からC線までの倍率色収差を良好に補正することができる。逆に、条件式(8)及び(9)の範囲を逸脱する場合、F線からC線までの倍率色収差補正を行った際に、g線に係る収差補正をすることが難しい。
以下、本実施形態に係る各実施例について、図面に基づいて説明する。以下に、表1〜表6を示すが、これらは第1実施例〜第6実施例における各諸元の表である。[全体諸元]において、fは(d0=∞の時の)本変倍光学系とこれと組み合わせて使用する結像光学系の合成焦点距離を、FNOはFナンバーを示す。[レンズデータ]においては、面番号は光線の進行する方向に沿った物体側からのレンズ面の順序を、rは各レンズ面の曲率半径を、dは各光学面から次の光学面(又は像面)までの光軸上の距離である面間隔を、νdはアッベ数を、ndはd線(波長587.6nm)における屈折率を示す。なお、曲率半径の「0.0000」は平面又は開口を示す。また、空気の屈折率「1.000000」の記載は省略する。[可変間隔データ]において、fは本変倍光学系とこれと組み合わせて使用する結像光学系の合成焦点距離を、di(但し、iは整数)は第i面の可変の面間隔を示す。[条件式対応値]において、上記の条件式(1)〜(9)(但し、第5実施例及び第6実施例については条件式(1)〜(5))に対応する値を示す。
なお、表中において、焦点距離f、曲率半径r、面間隔d、その他の長さの単位は、一般に「mm」が使われている。但し、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、単位は「mm」に限定されることなく、他の適当な単位を用いることが可能である。
以上の表の説明は、他の実施例においても同様とし、その説明を省略する。
(第1実施例)
第1実施例について、図1、図2及び表1を用いて説明する。図1は、第1実施例に係るレンズ構成図であり、(a)は最低倍状態(f=50.4000)、(b)は中間倍率状態(f=320.0000)、(c)は最高倍状態(f=1260.0000)をそれぞれ示す。第1実施例に係る変倍光学系は、図1に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群G1と、負の屈折力を持つ第2レンズ群G2と、開口絞りSと、正の屈折力を持つ第3レンズ群G3と、負の屈折力を持つ第4レンズ群G4とを有する。
第1レンズ群G1は、物体側から順に並んだ、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との接合レンズと、物体側に凸面を向けた平凸レンズL13とを有する。第2レンズ群G2は、物体側から順に並んだ、両凹レンズL21からなり負の屈折力を持つ前群G2Fと、両凹レンズL22と両凸レンズL23と物体側に凹面を向けた平凹レンズL24との色消し接合レンズからなる後群G2Rとを有する。第3レンズ群G3は、物体側から順に並んだ、両凸レンズL31と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL32と両凸レンズL33との接合レンズとを有する。第4レンズ群G4は、物体側から順に並んだ、両凹レンズL41からなり負の屈折力を持つ前群G4Fと、両凸レンズL42と両凹レンズL43と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL44との接合レンズからなる後群G4Rとを有する。
このような構成である本実施例に係る変倍光学系では、最低倍状態から最高倍状態への変倍に際して、第1レンズ群G1及び第4レンズ群G4は固定し、第2レンズ群G2を像側に移動させ、第3レンズ群G3を物体側に移動させる。
以下の表1に第1実施例に係る変倍光学系の各諸元の値を掲げる。なお、表1における面番号1〜23は、図1に示す面1〜23に対応している。
(表1)
[全体諸元]
最低倍状態 中間倍率状態 最高倍状態
f 50.4000 〜 320.0000 〜 126.0000
FNO 16.61 〜 23.73 〜 50.06
[レンズデータ]
面番号 r d νd nd
d0
1 287.5600 1.4000 42.72 1.834810
2 51.3030 3.5000 82.56 1.497820
3 -170.2215 0.1500
4 49.6124 3.1000 68.33 1.592400
5 0.0000 d5
6 -89.0973 1.0000 35.71 1.902650
7 24.8006 1.9000
8 -37.0305 1.8000 82.56 1.497820
9 22.2208 3.3000 32.27 1.738000
10 -22.2208 1.0000 54.68 1.729157
11 0.0000 d11
12 0.0000 d12 (開口絞りS)
13 84.9551 3.6000 82.56 1.497820
14 -84.9551 0.1500
15 56.4259 1.3000 34.71 1.720467
16 26.5640 3.1000 82.56 1.497820
17 -143.7045 d17
18 -105.2698 1.4000 82.56 1.497820
19 105.2698 0.3000
20 18.7056 3.7000 35.30 1.592700
21 -204.5470 1.4000 42.72 1.834810
22 19.6043 7.0000 70.45 1.487490
23 19.5959 7.0000
[可変間隔データ]
最低倍状態 中間倍率状態 最高倍状態
f 50.4000 320.0000 1260.0000
d0 0.0000 0.0000 0.0000
d5 2.4981 45.3527 57.1127
d11 57.5693 14.7147 2.9547
d12 66.3140 39.6074 2.9856
d17 2.9990 29.7057 66.3274
[条件式対応値]
条件式(1) f2F/f2=1.034
条件式(2) q2 =-0.565
条件式(3) f2/f1 =-0.234
条件式(4) T360 =0.74
条件式(5) νd2 =32.3
条件式(6) |q4| =43.02
条件式(7) PgF2 =0.5899
条件式(8) νd4 =35.3
条件式(9) nd4 =1.5927
表1に示す諸元の表から、第1実施例に係る変倍光学系では、上記条件式(1)〜(9)を全て満たすことが分かる。
図2は、第1実施例に係る変倍光学系の諸収差図であり、(a)は最低倍状態(f=50.4000)、(b)は中間倍率状態(f=320.0000)、(c)は最高倍状態(f=1260.0000)をそれぞれ示す。各収差図において、Yは像高(単位:mm)を示す。なお、球面収差図では最大口径に対応するFナンバーの値を示し、非点収差図及び歪曲収差図では像高の最大値をそれぞれ示し、コマ収差図では各像高の値を示す。また、dはd線、gはg線に対する諸収差を、記載のないものはd線に対する諸収差をそれぞれ示す。また、非点収差図において、実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示す。以上の収差図の説明は、他の実施例においても同様とし、その説明を省略する。
各収差図から明らかなように、第1実施例では、最低倍状態から最高倍状態までの各倍率状態において、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有することが分かる。
(第2実施例)
第2実施例について、図3、図4及び表2を用いて説明する。図3は、第2実施例に係るレンズ構成図であり、(a)は最低倍状態(f=56.0000)、(b)は中間倍率状態(f=320.0000)、(c)は最高倍状態(f=1008.0000)をそれぞれ示す。第2実施例に係る変倍光学系は、図3に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群G1と、負の屈折力を持つ第2レンズ群G2と、開口絞りSと、正の屈折力を持つ第3レンズ群G3と、負の屈折力を持つ第4レンズ群G4とを有する。
第1レンズ群G1は、物体側から順に並んだ、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との接合レンズと、両凸レンズL13とを有する。第2レンズ群G2は、物体側から順に並んだ、両凹レンズL21と、物体側に凹面を向けた平凹レンズL22とからなり負の屈折力を持つ前群G2Fと、両凸レンズL23と両凹レンズL24との色消し接合レンズからなる後群G2Rとを有する。第3レンズ群G3は、物体側から順に並んだ、両凸レンズL31と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL32と両凸レンズL33との接合レンズとを有する。第4レンズ群G4は、物体側から順に並んだ、両凹レンズL41からなり負の屈折力を持つ前群G4Fと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL42と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL43との接合レンズからなる後群G4Rとを有する。
このような構成である本実施例に係る変倍光学系では、最低倍状態から最高倍状態への変倍に際して、第1レンズ群G1及び第4レンズ群G4は固定し、第2レンズ群G2を像側に移動させ、第3レンズ群G3を物体側に移動させる。
以下の表2に第2実施例に係る変倍光学系の各諸元の値を掲げる。なお、表2における面番号1〜23は、図3に示す面1〜23に対応している。
(表2)
[全体諸元]
最低倍状態 中間倍率状態 最高倍状態
f 56.0000 〜 320.0000 〜 1260.0000
FNO 15.25 〜 22.29 〜 42.13
[レンズデータ]
面番号 r d νd nd
d0
1 1096.3408 1.5000 44.79 1.744000
2 44.9980 3.7000 71.31 1.569070
3 -140.5120 0.2000
4 46.8130 3.0000 82.56 1.497820
5 -5381.3812 d5
6 -53.7185 1.5000 46.58 1.804000
7 21.8338 1.1000
8 -61.5539 1.5000 46.58 1.804000
9 0.0000 0.2000
10 26.4090 3.2000 32.27 1.738000
11 -26.4090 1.0000 68.33 1.592400
12 39.7526 d12
13 0.0000 d13 (開口絞りS)
14 117.6950 2.0000 71.31 1.569070
15 -176.2328 0.2000
16 55.9680 1.5000 32.27 1.738000
17 24.9950 3.6000 71.31 1.569070
18 -96.3689 d18
19 -79.4787 1.5000 65.44 1.603001
20 161.8346 0.2000
21 19.3029 2.8000 35.30 1.592700
22 71.5140 4.7000 46.58 1.804000
23 18.5019 7.0000
[可変間隔データ]
最低倍状態 中間倍率状態 最高倍状態
f 56.0000 320.0000 1008.0000
d0 0.0000 0.0000 0.0000
d5 3.0603 41.1620 51.5094
d12 51.8376 13.7359 3.3885
d13 59.1889 33.3335 3.3893
d18 3.1509 29.0064 58.9505
[条件式対応値]
条件式(1) f2F/f2=0.694
条件式(2) q2 =-0.422
条件式(3) f2/f1 =-0.254
条件式(4) T360 =0.74
条件式(5) νd2 =32.3
条件式(6) |q4| =47.20
条件式(7) PgF2 =0.5899
条件式(8) νd4 =35.3
条件式(9) nd4 =1.5927
表2に示す諸元の表から、第2実施例に係る変倍光学系では、上記条件式(1)〜(9)を全て満たすことが分かる。
図4は、第2実施例に係る変倍光学系の諸収差図であり、(a)は最低倍状態(f=56.0000)、(b)は中間倍率状態(f=320.0000)、(c)は最高倍状態(f=1008.0000)をそれぞれ示す。各収差図から明らかなように、第2実施例では、最低倍状態から最高倍状態までの各倍率状態において、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有することが分かる。
(第3実施例)
第3実施例について、図5、図6及び表3を用いて説明する。図5は、第3実施例に係るレンズ構成図であり、(a)は最低倍状態(f=63.0000)、(b)は中間倍率状態(f=320.0000)、(c)は最高倍状態(f=1000.0000)をそれぞれ示す。第3実施例に係る変倍光学系は、図5に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群G1と、負の屈折力を持つ第2レンズ群G2と、開口絞りSと、正の屈折力を持つ第3レンズ群G3と、負の屈折力を持つ第4レンズ群G4とを有する。
第1レンズ群G1は、物体側から順に並んだ、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との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13とを有する。第2レンズ群G2は、物体側から順に並んだ、両凹レンズL21からなり負の屈折力を持つ前群G2Fと、両凹レンズL22と両凸レンズL23との色消し接合レンズからなる後群G2Rとを有する。第3レンズ群G3は、物体側から順に並んだ、両凸レンズL31と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL32と両凸レンズL33との接合レンズとを有する。第4レンズ群G4は、物体側から順に並んだ、両凹レンズL41からなり負の屈折力を持つ前群G4Fと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL42と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL43との接合レンズからなる後群G4Rとを有する。
このような構成である本実施例に係る変倍光学系では、最低倍状態から最高倍状態への変倍に際して、第1レンズ群G1及び第4レンズ群G4は固定し、第2レンズ群G2を像側に移動させ、第3レンズ群G3を物体側に移動させる。
以下の表3に第3実施例に係る変倍光学系の各諸元の値を掲げる。なお、表3における面番号1〜21は、図5に示す面1〜21に対応している。
(表3)
[全体諸元]
最低倍状態 中間倍率状態 最高倍状態
f 63.0000 〜 320.0000 〜 1000.0000
FNO 17.74 〜 25.57 〜 47.28
[レンズデータ]
面番号 r d νd nd
d0
1 103.3187 1.0000 42.72 1.834810
2 35.8739 3.8100 82.56 1.497820
3 -71.1085 0.1500
4 28.0389 3.5040 69.89 1.518600
5 46.4803 d5
6 -51.7687 1.0000 49.61 1.772500
7 22.6357 1.5889
8 -36.4262 1.0000 57.36 1.670000
9 12.7421 2.5048 32.27 1.738000
10 -102.6546 d10
11 0.0000 d11 (開口絞りS)
12 54.9136 2.4318 64.12 1.516800
13 -92.0011 0.1500
14 47.4764 1.0000 35.33 1.749505
15 20.6148 3.4738 82.56 1.497820
16 -74.8541 d16
17 -62.8410 1.0000 51.51 1.734000
18 133.5080 0.6950
19 21.1808 6.8052 30.13 1.698950
20 75.2274 1.0000 42.72 1.834810
21 19.8119 7.0000
[可変間隔データ]
最低倍状態 中間倍率状態 最高倍状態
f 63.0000 320.0000 1000.0000
d0 0.0000 0.0000 0.0000
d5 2.5379 32.1031 41.0906
d10 41.4895 11.9243 2.9368
d11 45.8266 26.2442 2.5168
d16 2.9876 22.5700 46.2974
[条件式対応値]
条件式(1) f2F/f2=1.105
条件式(2) q2 =-0.392
条件式(3) f2/f1 =-0.251
条件式(4) T360 =0.74
条件式(5) νd2 =32.3
条件式(6) |q4| =29.95
条件式(7) PgF2 =0.5899
条件式(8) νd4 =30.13
条件式(9) nd4 =1.69895
表3に示す諸元の表から、第3実施例に係る変倍光学系では、上記条件式(1)〜(9)を全て満たすことが分かる。
図6は、第3実施例に係る変倍光学系の諸収差図であり、(a)は最低倍状態(f=63.0000)、(b)は中間倍率状態(f=320.0000)、(c)は最高倍状態(f=1000.0000)をそれぞれ示す。各収差図から明らかなように、第3実施例では、最低倍状態から最高倍状態までの各倍率状態において、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有することが分かる。
(第4実施例)
第4実施例について、図7、図8及び表4を用いて説明する。図7は、第4実施例に係るレンズ構成図であり、(a)は最低倍状態(f=60.0000)、(b)は中間倍率状態(f=320.0000)、(c)は最高倍状態(f=1320.0000)をそれぞれ示す。第4実施例に係る変倍光学系は、図7に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群G1と、負の屈折力を持つ第2レンズ群G2と、開口絞りSと、正の屈折力を持つ第3レンズ群G3と、負の屈折力を持つ第4レンズ群G4とを有する。
第1レンズ群G1は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL12との接合レンズと、両凸レンズL13とを有する。第2レンズ群G2は、物体側から順に並んだ、両凹レンズL21からなり負の屈折力を持つ前群G2Fと、両凹レンズL22と両凸レンズL23と両凹レンズL24との色消し接合レンズからなる後群G2Rとを有する。第3レンズ群G3は、物体側から順に並んだ、両凸レンズL31と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL32と両凸レンズL33との接合レンズとを有する。第4レンズ群G4は、物体側から順に並んだ、両凹レンズL41からなり負の屈折力を持つ前群G4Fと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL42と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL43との接合レンズからなる後群G4Rとを有する。
このような構成である本実施例に係る変倍光学系では、最低倍状態から最高倍状態への変倍に際して、第1レンズ群G1及び第4レンズ群G4は固定し、第2レンズ群G2を像側に移動させ、第3レンズ群G3を物体側に移動させる。
以下の表4に第4実施例に係る変倍光学系の各諸元の値を掲げる。なお、表4における面番号1〜22は、図7に示す面1〜22に対応している。
(表4)
[全体諸元]
最低倍状態 中間倍率状態 最高倍状態
f 60.0000 〜 320.0000 〜 1320.0000
FNO 17.98 〜 24.63 〜 52.51
[レンズデータ]
面番号 r d νd nd
d0
1 81.5794 1.0000 42.72 1.834810
2 39.4084 3.2238 82.56 1.497820
3 287.8836 0.1500
4 50.0571 3.2788 82.56 1.497820
5 -322.0492 d5
6 -61.7273 1.0000 35.71 1.902650
7 25.1793 1.6364
8 -48.5920 1.2135 70.45 1.487490
9 19.1110 2.9464 32.27 1.738000
10 -21.6847 1.0000 57.36 1.670000
11 196.2649 d11
12 0.0000 d12 (開口絞りS)
13 76.1594 2.2658 82.56 1.497820
14 -92.9840 0.1500
15 50.9968 5.7558 34.71 1.720467
16 23.5607 2.9688 82.56 1.497820
17 -142.8948 d17
18 -78.5974 1.6409 56.32 1.568830
19 103.7739 7.2740
20 21.4911 6.0000 35.30 1.592700
21 174.2473 6.0000 47.38 1.788000
22 19.5467 7.0000
[可変間隔データ]
最低倍状態 中間倍率状態 最高倍状態
f 60.0000 320.0000 1320.0000
d0 0.0000 0.0000 0.0000
d5 2.0203 41.1667 54.2305
d11 54.9548 15.8085 2.7446
d12 61.5439 38.5006 2.7589
d17 1.9831 25.0264 60.7681
[条件式対応値]
条件式(1) f2F/f2=0.929
条件式(2) q2 =-0.421
条件式(3) f2/f1 =-0.241
条件式(4) T360 =0.74
条件式(5) νd2 =32.3
条件式(6) |q4| =21.11
条件式(7) PgF2 =0.5899
条件式(8) νd4 =35.3
条件式(9) nd4 =1.59270
表4に示す諸元の表から、第4実施例に係る変倍光学系では、上記条件式(1)〜(9)を全て満たすことが分かる。
図8は、第4実施例に係る変倍光学系の諸収差図であり、(a)は最低倍状態(f=60.0000)、(b)は中間倍率状態(f=320.0000)、(c)は最高倍状態(f=1320.0000)をそれぞれ示す。各収差図から明らかなように、第4実施例では、最低倍状態から最高倍状態までの各倍率状態において、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有することが分かる。
(第5実施例)
第5実施例について、図9、図10及び表5を用いて説明する。図9は、第5実施例に係るレンズ構成図であり、(a)は最低倍状態(f=50.4000)、(b)は中間倍率状態(f=255.4000)、(c)は最高倍状態(f=806.4000)をそれぞれ示す。第5実施例に係る変倍光学系は、図9に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群G1と、負の屈折力を持つ第2レンズ群G2と、開口絞りSと、正の屈折力を持つ第3レンズ群G3と、負の屈折力を持つ第4レンズ群G4とを有する。
第1レンズ群G1は、物体側から順に並んだ、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との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13とを有する。第2レンズ群G2は、物体側から順に並んだ、両凹レンズL21と、両凹レンズL22とからなり負の屈折力を持つ前群G2Fと、両凸レンズL23と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL24との色消し接合レンズからなる後群G2Rとを有する。第3レンズ群G3は、物体側から順に並んだ、両凸レンズL31と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL32と両凸レンズL33との接合レンズとを有する。第4レンズ群G4は、両凹レンズL41と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL42を有する。
このような構成である本実施例に係る変倍光学系では、最低倍状態から最高倍状態への変倍に際して、第1レンズ群G1及び第4レンズ群G4は固定し、第2レンズ群G2を像側に移動させ、第3レンズ群G3を物体側に移動させる。以下の表5に第5実施例に係る変倍光学系の各諸元の値を掲げる。なお、表5における面番号1〜21は、図9に示す面1〜21に対応している。
(表5)
[全体諸元]
最低倍状態 中間倍率状態 最高倍状態
f 50.4000 〜 255.4000 〜 806.4000
FNO 15.83 〜 22.58 〜 41.89
[レンズデータ]
面番号 r d νd nd
d0
1 53.8702 3.0654 42.72 1.834810
2 31.6153 3.2177 82.56 1.497820
3 -228.3800 0.1500
4 28.7188 1.8757 82.56 1.497820
5 35.1807 d5
6 -115.1220 1.0000 46.58 1.804000
7 14.6475 2.3715
8 -35.7682 1.0000 46.58 1.804000
9 109.2343 0.1500
10 26.3386 2.8565 32.27 1.738000
11 -28.2457 1.0715 68.33 1.592400
12 -55.9329 d12
13 0.0000 d13 (開口絞りS)
14 144.2578 5.0000 71.31 1.569070
15 -106.3280 2.7622
16 82.6294 5.0000 32.27 1.738000
17 29.5478 2.9283 71.31 1.569070
18 -88.9623 d18
19 -77.9499 1.0000 57.36 1.670000
20 27.0867 2.1691 35.33 1.749505
21 95.2686 8.0000
[可変間隔データ]
最低倍状態 中間倍率状態 最高倍状態
f 50.4000 255.4000 806.4000
d0 0.0000 0.0000 0.0000
d5 1.6437 40.8510 52.8087
d12 51.9085 12.7012 0.7435
d13 61.5685 35.2907 3.2384
d18 2.5104 28.7882 60.8405
[条件式対応値]
条件式(1) f2F/f2=0.430
条件式(2) q2 =-0.774
条件式(3) f2/f1 =-0.257
条件式(4) T360 =0.74
条件式(5) νd2 =32.3
表5に示す諸元の表から、第5実施例に係る変倍光学系では、上記条件式(1)〜(5)を満たすことが分かる。図10は、第5実施例に係る変倍光学系の諸収差図であり、(a)は最低倍状態(f=50.4000)、(b)は中間倍率状態(f=255.4000)、(c)は最高倍状態(f=806.4000)をそれぞれ示す。各収差図から明らかなように、第5実施例では、最低倍状態から最高倍状態までの各倍率状態において、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有することが分かる。
(第6実施例)
第6実施例について、図11、図12及び表6を用いて説明する。図11は、第6実施例に係るレンズ構成図であり、(a)は最低倍状態(f=50.4000)、(b)は中間倍率状態(f=252.4000)、(c)は最高倍状態(f=806.4000)をそれぞれ示す。第6実施例に係る変倍光学系は、図11に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群G1と、負の屈折力を持つ第2レンズ群G2と、開口絞りSと、正の屈折力を持つ第3レンズ群G3と、負の屈折力を持つ第4レンズ群G4とを有する。
第1レンズ群G1は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL12との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13とを有する。第2レンズ群G2は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL21からなり負の屈折力を持つ前群G2Fと、両凹レンズL22と両凸レンズL23との色消し接合レンズからなる後群G2Rとを有する。第3レンズ群G3は、物体側から順に並んだ、両凸レンズL31と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL32と両凸レンズL33との接合レンズとを有する。第4レンズ群G4は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL41と両凹レンズL42との接合レンズを有する。
このような構成である本実施例に係る変倍光学系では、最低倍状態から最高倍状態への変倍に際して、第1レンズ群G1及び第4レンズ群G4は固定し、第2レンズ群G2を像側に移動させ、第3レンズ群G3を物体側に移動させる。以下の表6に第6実施例に係る変倍光学系の各諸元の値を掲げる。なお、表6における面番号1〜19は、図11に示す面1〜19に対応している。
(表6)
[全体諸元]
最低倍状態 中間倍率状態 最高倍状態
f 50.4000 〜 252.4000 〜 806.4000
FNO 15.69 〜 22.39 〜 42.07
[レンズデータ]
面番号 r d νd nd
d0
1 134.0840 1.0000 42.72 1.834810
2 53.2279 2.6938 82.56 1.497820
3 -335.8070 0.1500
4 45.5850 2.4500 82.56 1.497820
5 210.0983 d5
6 49.1503 1.0000 46.58 1.804000
7 19.4288 5.2550
8 -24.7077 1.6091 68.33 1.592400
9 23.9940 5.0000 32.27 1.738000
10 -146.7920 d10
11 0.0000 d11 (開口絞りS)
12 167.1732 5.0000 71.31 1.569070
13 -126.2240 6.3761
14 71.7975 5.0000 32.27 1.738000
15 30.3223 2.8264 71.31 1.569070
16 -110.3420 d16
17 -74.8231 2.0590 35.33 1.749505
18 -28.1913 1.0000 57.36 1.670000
19 127.0133 8.0000
[可変間隔データ]
最低倍状態 中間倍率状態 最高倍状態
f 50.4000 252.4000 806.4000
d0 0.0000 0.0000 0.0000
d5 1.0096 43.3310 56.5269
d10 56.2825 13.9612 0.7653
d11 64.1268 35.9252 0.7570
d16 1.0670 29.2686 64.4368
[条件式対応値]
条件式(1) f2F/f2=1.536
条件式(2) q2 =-2.307
条件式(3) f2/f1 =-0.263
条件式(4) T360 =0.74
条件式(5) νd2 =32.3
表6に示す諸元の表から、第6実施例に係る変倍光学系では、上記条件式(1)〜(5)を満たすことが分かる。図12は、第6実施例に係る変倍光学系の諸収差図であり、(a)は最低倍状態(f=50.4000)、(b)は中間倍率状態(f=252.4000)、(c)は最高倍状態(f=806.4000)をそれぞれ示す。各収差図から明らかなように、第6実施例では、最低倍状態から最高倍状態までの各倍率状態において、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有することが分かる。
ここで、図13及び表7を用いて、各実施例に係る変倍光学系と組み合わせて用いられる結像光学系について説明する。図13に示すように、結像光学系は、物体側から順に並んだ、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との接合レンズと、平行平面のガラスブロックL2とを有する。表7は、この結像光学系の諸元値を示している。なお、表7において、f´は結像光学系全系の焦点距離を示し、他の説明は表1〜表6と同様である。
(表7)
[レンズ諸元]
f´=200
面番号 曲率半径 面間隔 νd nd
1 212.0000 3.0000 82.56 1.497820
2 -65.1000 2.0000 41.49 1.575010
3 -150.0000 2.0000
4 0.0000 22.0000 56.32 1.568830
5 0.0000
以上のように、対物光学系(f=80mmの場合)の最大開口数が0.15以上でありながら、変倍域が16倍以上25倍程度で、良好な光学性能を有する平行系実体顕微鏡用の変倍光学系を提供することができた。
なお、本発明を分かりやすくするために、実施形態の構成要件を付して説明したが、本発明がこれに限定されるものではないことは言うまでもない。
例えば、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3は、変倍区間の少なくとも一部において光軸に沿って互いに反対方向に移動するように構成されていればよく、残りの部分において光軸と直交方向の成分を持つように移動(偏心移動)するように構成することも可能である。
G1 第1レンズ群
G2 第2レンズ群
G2F (第2レンズ群の)前群
G2R (第2レンズ群の)後群
G3 第3レンズ群
G4 第4レンズ群
G4F (第4レンズ群の)前群
G4R (第4レンズ群の)後群
S 開口絞り
なお、前記第1レンズ群は、最も物体側に負レンズが配置され、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、次式−0.3<f2/f1<−0.2の条件を満足することが好ましい。また、前記第2レンズ群の前記後群 の接合レンズを構成する正レンズは、使用する光学材料の厚さ10mmにおける波長36 0nmでの反射損失を含まない内部透過率をT360とし、前記使用する光学材料のアッ ベ数をνd2としたとき、次式T360≧0.5及びνd2<40の条件を満足すること が好ましい。
第2の本発明に係る実体顕微鏡用変倍光学系は、負の屈折力を持つレンズ群であって、 負の屈折力を持つ前群を備えたレンズ群を有して構成され、式 0.4<f2F/f2< 1.6 および −3.0<q2<−0.3 を満足する。但し、f2: 前記レンズ群 の焦点距離、f2F: 前記レンズ群を構成する前記前群の焦点距離、q2: 前記レン ズ群を構成する前記前群の最も物体側に配置される負レンズの形状因子(但し、前記形状 因子q2は、前記負レンズの物体側レンズ面の曲率半径をr21とし、前記負レンズの像 側レンズ面の曲率半径をr22としたとき、q2=(r22+r21)/(r22−r2 1)で定義される)である。
また、第3の本発明に係る実体顕微鏡用変倍光学系は、負の屈折力を持つレンズ群であ って、負の屈折力を持つ前群を備えたレンズ群と、下記条件式を満足させる手段を有して 構成される。但し、条件式は、 0.4<f2F/f2<1.6 および −3.0<q 2<−0.3 であり、 f2: 前記レンズ群の焦点距離、f2F: 前記レンズ群を 構成する前記前群の焦点距離、q2: 前記レンズ群を構成する前記前群の最も物体側に 配置される負レンズの形状因子(但し、前記形状因子q2は、前記負レンズの物体側レン ズ面の曲率半径をr21とし、前記負レンズの像側レンズ面の曲率半径をr22としたと き、q2=(r22+r21)/(r22−r21)で定義される)である。
さらに、第2および第3の発明においては、前記レンズ群がさらに、正レンズと負レン ズとを含んでなる色消し接合レンズを有する後群を備えるのが好ましい。

Claims (3)

  1. 物体側より順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群と、負の屈折力を持つ第2レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を持つ第3レンズ群と、負の屈折力を持つ第4レンズ群とを有し、
    前記第2レンズ群は、物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ前群と、正レンズと負レンズとを含んでなる色消し接合レンズを有する後群とからなり、
    変倍区間の少なくとも一部において、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群は光軸に沿って互いに反対方向に移動し、
    前記第2レンズ群の焦点距離をf2とし、前記第2レンズ群を構成する前記前群の焦点距離をf2Fとし、前記第2レンズ群を構成する前記前群の最も物体側に配置される負レンズの形状因子をq2(但し、前記形状因子q2は、前記負レンズの物体側レンズ面の曲率半径をr21とし、前記負レンズの像側レンズ面の曲率半径をr22としたとき、q2=(r22+r21)/(r22−r21)で定義される)としたとき、次式
    0.4<f2F/f2<1.6
    −3.0<q2<−0.3
    の条件を満足することを特徴とする実体顕微鏡用変倍光学系。
  2. 前記第1レンズ群は、最も物体側に負レンズが配置され、
    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、次式
    −0.3<f2/f1<−0.2
    の条件を満足することを特徴とする請求項1に記載の実体顕微鏡用変倍光学系。
  3. 前記第2レンズ群の前記後群の接合レンズを構成する正レンズは、使用する光学材料の厚さ10mmにおける波長360nmでの反射損失を含まない内部透過率をT360とし、前記使用する光学材料のアッベ数をνd2としたとき、次式
    T360≧0.5
    νd2 <40
    の条件を満足することを特徴とする請求項1又は2に記載の実体顕微鏡用変倍光学系。
JP2010543825A 2008-12-22 2009-12-18 実体顕微鏡用変倍光学系および実体顕微鏡 Active JP5207149B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010543825A JP5207149B2 (ja) 2008-12-22 2009-12-18 実体顕微鏡用変倍光学系および実体顕微鏡

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008325485 2008-12-22
JP2008325485 2008-12-22
PCT/JP2009/007001 WO2010073565A1 (ja) 2008-12-22 2009-12-18 実体顕微鏡用変倍光学系
JP2010543825A JP5207149B2 (ja) 2008-12-22 2009-12-18 実体顕微鏡用変倍光学系および実体顕微鏡

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2010073565A1 true JPWO2010073565A1 (ja) 2012-06-07
JP5207149B2 JP5207149B2 (ja) 2013-06-12

Family

ID=42287216

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010543825A Active JP5207149B2 (ja) 2008-12-22 2009-12-18 実体顕微鏡用変倍光学系および実体顕微鏡

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8482862B2 (ja)
EP (2) EP3623858A1 (ja)
JP (1) JP5207149B2 (ja)
WO (1) WO2010073565A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010026171A1 (de) * 2010-07-06 2012-01-12 Carl Zeiss Surgical Gmbh Digitales Mikroskopiesystem
JP6308425B2 (ja) * 2014-03-12 2018-04-11 株式会社リコー ズームレンズおよびカメラ
JP6687121B2 (ja) * 2016-10-07 2020-04-22 株式会社ニコン 変倍光学系および光学機器
CN108572433B (zh) * 2017-03-10 2020-12-29 湖北华中光电科技有限公司 一种二元面高倍变焦镜头
EP3674771A1 (en) * 2018-12-27 2020-07-01 Leica Instruments (Singapore) Pte. Ltd. Optical system and method for imaging an object

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3507555A (en) * 1967-04-03 1970-04-21 Nippon Kogaku Kk Zoom lens optical system
JPH1195099A (ja) * 1997-09-22 1999-04-09 Olympus Optical Co Ltd 実体顕微鏡のアフォーカルズームレンズ系
US6246833B1 (en) * 1998-02-19 2001-06-12 Canon Kabushiki Kaisha Photographic lens and photographing apparatus having the same
JP4517422B2 (ja) * 1999-11-24 2010-08-04 株式会社ニコン アフォーカルズームレンズ及び該レンズを備える顕微鏡
JP3641406B2 (ja) * 2000-01-27 2005-04-20 ペンタックス株式会社 ズームレンズ系及びズームレンズ鏡筒
JP4576402B2 (ja) * 2000-11-08 2010-11-10 オリンパス株式会社 顕微鏡ズーム対物レンズ
DE10222041B4 (de) * 2002-05-10 2006-01-26 Leica Microsystems (Schweiz) Ag Afokales Zoomsystem zur Verwendung in Mikroskopen
DE20207780U1 (de) * 2002-05-10 2002-08-22 Leica Microsystems Afokaler Zoom zur Verwendung in Mikroskopen
JP4115742B2 (ja) * 2002-05-10 2008-07-09 株式会社タムロン 望遠マクロレンズ光学系
JP4194297B2 (ja) * 2002-05-15 2008-12-10 キヤノン株式会社 近距離撮影可能な光学系およびそれを用いた光学機器
JP2004061680A (ja) * 2002-07-26 2004-02-26 Canon Inc マクロレンズ
JP2004138963A (ja) * 2002-10-21 2004-05-13 Olympus Corp アフォーカルズームレンズ
JP4488283B2 (ja) 2003-09-17 2010-06-23 オリンパス株式会社 顕微鏡用アフォーカルズームレンズ
JP5093979B2 (ja) * 2003-12-10 2012-12-12 カール ツァイス メディテック アーゲー 観察装置用対物レンズ、顕微鏡ならびに対物レンズの調節方法
JP4189754B2 (ja) * 2004-04-20 2008-12-03 ソニー株式会社 ズームレンズ及び撮像装置
JP4945890B2 (ja) * 2004-09-30 2012-06-06 株式会社ニコン 交換レンズ
JP2007279351A (ja) * 2006-04-06 2007-10-25 Fujinon Corp 変倍光学系

Also Published As

Publication number Publication date
EP2362260A1 (en) 2011-08-31
EP2362260A4 (en) 2017-07-26
US8482862B2 (en) 2013-07-09
EP3623858A1 (en) 2020-03-18
EP2362260B1 (en) 2019-11-20
JP5207149B2 (ja) 2013-06-12
WO2010073565A1 (ja) 2010-07-01
US20110242648A1 (en) 2011-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8199408B2 (en) Immersion microscope objective lens
JP2006113486A (ja) 液浸系顕微鏡対物レンズ
JP5207149B2 (ja) 実体顕微鏡用変倍光学系および実体顕微鏡
JP2003015047A (ja) 液浸系顕微鏡対物レンズ
JP5277178B2 (ja) 望遠鏡光学系
JP2007133071A (ja) 液浸系の顕微鏡対物レンズ
JP4735760B2 (ja) 走査型共焦点顕微鏡
JP5637445B2 (ja) 顕微鏡装置
WO2011070943A1 (ja) 顕微鏡用ズームレンズ、顕微鏡
JP2014048342A (ja) 液浸顕微鏡対物レンズ及びそれを用いた顕微鏡
JP5369503B2 (ja) 顕微鏡用対物レンズ
JP2002098903A (ja) 液浸系顕微鏡対物レンズ
JP3484833B2 (ja) 顕微鏡対物レンズ
US11067782B2 (en) Microscope objective
JP2000180736A (ja) 接眼変倍光学系
JP2004170697A (ja) アフォーカルズームレンズ
JPH09222565A (ja) 顕微鏡対物レンズ
JP6233421B2 (ja) 対物レンズおよび顕微鏡
WO2023120104A1 (ja) 顕微鏡対物レンズ、顕微鏡光学系、および顕微鏡装置
WO2023095723A1 (ja) 顕微鏡対物レンズ、顕微鏡光学系、および顕微鏡装置
JP7214192B2 (ja) 液浸系顕微鏡対物レンズ、結像レンズ及び顕微鏡装置
JP5387960B2 (ja) 平行系実体顕微鏡用対物レンズ
WO2023210318A1 (ja) 結像レンズおよび顕微鏡装置
JP5288242B2 (ja) 顕微鏡対物レンズ
JP2006194976A (ja) 対物レンズ

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110613

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110613

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121026

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121220

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130125

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130207

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160301

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5207149

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250