JP2000105339A - 実体顕微鏡の対物光学系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 充分な作動距離を得るようにし、又２次ス
ペクトルを良好に補正する。 【解決手段】 負のレンズ群と正のレンズ群の少なく
とも二つのレンズ群にて構成し、少なくとも一つのレン
ズ群を移動させて作動距離を変化させる光学系で、下記
条件（１）、（２）を満足するようにした。 （１） ５０ｍｍ＜ｆ_ｐ＜１００ｍｍ （２） ５ｍｍ＜Ｄ＜２０ｍｍ

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、作動距離を変える
ことのできる実体顕微鏡の対物光学系に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の顕微鏡対物光学系で、レンズ交換
なしに予め装備されたレンズを移動させるのみで作動距
離を変え得るようにしたものがある。特に手術用顕微鏡
の場合、作動距離を変え得るようにした対物光学系を備
えた顕微鏡が望まれる。

【０００３】手術用顕微鏡の従来例として、西独特許第
２４３９８２０号明細書に記載されたものがある。この
顕微鏡は、正レンズと負レンズとを組合わせた対物レン
ズを備えたもので、この対物レンズの負レンズを固定
し、正レンズを移動させて作動距離を変化させる。

【０００４】この従来例の対物レンズの実施例は、予め
選択された焦点距離２００mmの固定の負レンズを用いて
作動距離の範囲が１６０mm〜２２０mmで変化の範囲が小
である。この範囲を拡大するためには、固定の負レンズ
を他のレンズに交換しなければならない。この実施例に
おいて、焦点距離１６０mmの負レンズに交換すれば作動
距離の範囲を１９７mm〜３００mmにすることができる。
しかし、手術中にレンズを交換することは、緊急な場
合、非常に煩わしく厄介である。

【０００５】西独実用新案第９００３４５８号明細書に
記載する手術用顕微鏡は、前記従来例の顕微鏡と同じ構
成で、正レンズと負レンズの間隔を２１mm乃至３０mm変
化させて作動距離を１５０mmから４５０mmまで無段階で
変化させるようにしている。

【０００６】また、特開平６−２１４３１６４号公報に
記載された手術用顕微鏡は、二つのレンズ群より構成さ
れ、その二つのレンズ群間を変化させて作動距離を変化
させるものである。また、物体より最も遠い面を眼側に
凹の面にすることによって総合倍率を大にし、立体感を
確保している。

【０００７】図７は、ガリレオ型で一般的な手術用顕微
鏡の光学系の構成を示す。この光学系は、物体側から順
に、左右共通の単一の対物レンズ１と、左右夫々設けら
れているアフォーカル変倍光学系２と、左右の結像レン
ズ３と、図示していない像の姿勢を補正するプリズム
と、左右の接眼レンズ４とより構成されている。

【０００８】この光学系は、物体からの光束が対物レン
ズ１によりアフォーカル光束とされ、変倍光学系２によ
り変倍された後に、結像レンズ３により像として形成さ
れる。この像が接眼レンズ４を通して術者により観察さ
れる。

【０００９】手術用顕微鏡は、手術に必要な作動距離を
確保した上で手術を行なう光学系のアイポイントを物体
側に近づける必要がある。又、顕微鏡が大型になると、
例えば手術に必要な器具が顕微鏡にあたり、手術を行な
う上で顕微鏡が邪魔になり、また顕微鏡の操作性の劣化
になる。

【００１０】そのため、顕微鏡の大きさに起因するレン
ズの移動量を小さくしまた外径を小さくすることが望ま
しい。

【００１１】前述の西独実用新案第９００３４５８号明
細書に記載されている手術用顕微鏡は、無段階変化させ
て１５０mm〜４５０mmの作動距離を有しているが、レン
ズの移動量が２１mm〜３０mmである。

【００１２】この移動量が大になると、アイポイントが
高くなったり、術者がピント粗動を行なう場合、術部に
ピントを合わせるのに時間がかかる。この場合、レンズ
を動かすモーター等の出力を上げればよいが、高出力の
モーター程大きさが大になり顕微鏡自体が大型化し、手
術する上で術者の邪魔になる。

【００１３】また、特開平６−２１４３１６４号公報に
記載された手術用顕微鏡の対物レンズも、同様に約３０
mmの移動量を伴う作動距離可変対物レンズである。また
物体より最も遠い面が眼側に凹の面であって、収差補正
が困難である。

【００１４】また前記の従来の実体顕微鏡の対物光学系
は、Ｃ線とＦ線の色収差を抑えたアクロマート設計の光
学系である。無偏芯の光学系の場合、アクロマート設計
でも色収差は目立たないが、偏芯光学系の場合、アクロ
マート設計では色が目立つという欠点がある。それは、
偏芯光学系の場合、一般の対物光学系のＮＡが大きくな
ったものと同じであり、また対物光学系の像側に配置さ
れる観察光学系は、軸上でも倍率の色収差による色の横
ずれが発生する。倍率の色収差は、左右観察光学系の内
側（以後内方と呼ぶ）と外側（以後外方と呼ぶ）とで像
の輪郭に異なった色がでる。

【００１５】例えば前記従来例においては、内方が黄
色、外方が紫色になる。このように色付いた像を、立体
視のために融像しようとすると、左目の内方と右目の外
方とを合わせることになり、黄色と紫色とが重なって像
がちらついているように見え、眼性疲労が増す。このよ
うな像を観察することは、特に長時の作用を要する手術
用顕微鏡としては好ましくない。

【００１６】上記の倍率の色収差は、像の外方に紫色が
現われるため、Ｃ線とＦ線の補正を行なう通常の色収差
の補正では不十分であり、Ｃ線、Ｆ線に加えてｇ線の色
補正をも行なうアポクロマート並の設計が必要である。
つまり２次スペクトルの補正が要求される。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、充分な作動
距離を有し、良好な光学性能を有し、コンパクトな実体
顕微鏡の対物光学系を提供するものである。

【００１８】本発明は充分な作動距離を有し、しかも色
収差特に２次スペクトルの良好に補正された実体顕微鏡
の対物光学系を提供するものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の実体顕微鏡の第
１の構成の対物光学系は、物体側より順に、負のレンズ
群と正のレンズ群の少なくとも二つのレンズ群よりな
り、少なくとも一つのレンズ群を移動させることにより
作動距離変化させる光学系で、下記条件（１）、（２）
を満足することを特徴とする。 （１） ５０mm＜ｆ_p ＜１００mm （２） ５mm＜Ｄ＜２０mm ただし、ｆ_p は正のレンズ群の焦点距離、Ｄは作動距離
を変化させるために移動するレンズ群の移動量である。

【００２０】条件（１）において、ｆ_p が下限の５０mm
を超えると正のレンズ群のパワーが強くなり収差補正が
困難になる。またｆ_p が上限の１００mmを超えると正の
レンズ群のパワーが弱くなり、レンズの移動に対する作
動距離の変化が小さく所望の作動距離範囲を確保するた
めにはレンズの移動量が大になる。つまり前記範囲の作
動距離を確保するにはレンズの移動が大になり好ましく
ない。

【００２１】手術用顕微鏡は、１５０mm〜４５０mmの作
動距離を確保することが望ましい。また眼科は前記作動
距離のうち短い側を必要とし、眼科以外での使用を考え
た場合は２００〜４５０mmの作動距離の範囲でも十分で
ある。

【００２２】条件（２）においてＤが下限の５mmを超え
ると必要とする作動距離を確保できない。また作動距離
を確保するためには、正のレンズ群のパワーを強くしな
ければならず、収差補正が困難になる。

【００２３】またＤが上限の２０mmを超えるとレンズの
移動量が大になり光学系をコンパクトになし得ない。

【００２４】本発明の前記第１の構成において、収差を
良好に補正しつつ一層コンパクトな光学系にするために
は、条件（１）、（２）の代りに下記条件（１−１）、
（２−１）を満足することが望ましい。 （１−１） ６０mm＜ｆ_p ＜８０mm （２−１） １０mm＜Ｄ＜１７mm

【００２５】また前記第１の構成の光学系において、正
のレンズ群中に少なくとも一つの正レンズと負レンズと
を接合した正の接合レンズを配置し、負のレンズ群中に
は正レンズと負レンズとを接合した負の接合レンズを配
置し、これら接合レンズが下記条件（３）、（４）を満
足するようにすることが望ましい。 （３） Ｎ₁ ＜Ｎ₂ （４） Ｎ₃ ＞Ｎ₄ ただし、Ｎ₁ 、Ｎ₂ は夫々正のレンズ群中の正レンズお
よび負レンズの屈折率、Ｎ₃ 、Ｎ₄ は夫々負のレンズ群
中の正レンズおよび負レンズの屈折率である。

【００２６】作動距離可変の対物レンズにおいては、固
定レンズ群、移動レンズ群夫々にて収差が良好に補正さ
れていることが望ましい。そのためには、正のレンズ群
において発生するマイナス側の球面収差を屈折率差を有
する接合レンズを用いることによりその接合面にてプラ
ス側の球面収差を発生させて補正することが可能にな
る。また、負のレンズ群にて発生するプラス側の球面収
差も、屈折率差を有する接合レンズを用いて接合面でマ
イナス側の球面収差を発生させることによって補正する
ことができる。

【００２７】つまり本発明では、正のレンズ群、負のレ
ンズ群に夫々前述の接合レンズを設け又条件（３）、
（４）を満足するようにして夫々のレンズ群にて球面収
差を補正するようにしている。

【００２８】条件（３）を満足しないと正のレンズ群に
てマイナスの球面収差が大になり、又条件（４）を満足
しないと負のレンズ群にてプラスの球面収差が発生する
ため好ましくない。

【００２９】本発明の第１の構成において、負のレンズ
群が下記条件（５）を満足することが望ましい。 （５） φ１＜φ２ ただし、φ１、φ２は夫々負のレンズ群の物体側、及び
像側の面の屈折力である。

【００３０】本発明の第１の構成のようなタイプのレン
ズ系つまり図５に示すような物体側から順に、凹のレン
ズ群Ｌ１と凸のレンズ群Ｌ２を含んでいるレンズ系で、
凸のレンズ群を移動することにより作動距離を変化させ
るレンズ系は、軸上光線Ｃがこの図５に示すようにレン
ズ系中を通る。つまり物点よりの軸上光線は、凹レンズ
で一度屈折され凸レンズにより更に屈折されてアフォー
カル光束になる。この時、凹レンズを通る光線の凹レン
ズの入射面および射出面での法線に対する角度（入射角
度、出射角度）を夫々Ｖ１、Ｖ２とすると、凹レンズの
両面の曲率が等しい（パワーが等しい）場合、Ｖ１より
Ｖ２が大である。レンズ面での光線の屈折角が大であれ
ば収差の発生量は大になる。

【００３１】固定焦点レンズの場合、凸レンズにて発生
した収差を凹レンズによりキャンセルし得るが、可変焦
点式レンズの場合、固定の負のレンズ群と移動の正のレ
ンズ群夫々で収差を補正する必要がある。そのため出射
角度が大になる負レンズの射出面の曲率を緩くして（パ
ワーを弱くして）収差の発生を抑える必要がる。その場
合、負のレンズ群を所望のパワーに保つためには入射面
の曲率（パワー）は強くなる。

【００３２】そのために設けたのが条件（５）である。
条件（５）を満足しないと負のレンズ群の収差が悪化す
るか、負のレンズ群の所望のパワーが得られなくなる。

【００３３】本発明の実体顕微鏡対物光学系の第２の構
成は、色収差特に２次スペクトルが良好に補正された光
学系で、少なくとも二つのレンズ群よりなり、各レンズ
群間の間隔のうちの少なくとも一つの間隔を変化させる
ことにより作動距離を変え得るようにしたもので、対物
光学系中に下記条件（６）を満足する異常分散光学材料
を用いた正レンズを有することを特徴としている。 （６） Δθ（ｇＦ）＞０．０１ 、 ν_d ＞５０ ただしΔθ（ｇＦ）＝θ（ｇＦ）−θ

【００３４】ここでθ（ｇＦ）、θは、夫々Ｆ線、Ｃ
線、ｇ線の屈折率をｎ_F 、ｎ_C 、ｎ_g またアッベ数をν
_dとする時、下記式（Ａ）、（Ｂ）にて与えられる。 θ（ｇＦ）＝（ｎ_g −ｎ_F ）／（ｎ_F −ｎ_C ） （Ｂ） θ＝−０．００１６２ν_d＋０．６４１６ （Ｃ）

【００３５】このような本発明の実体顕微鏡の対物光学
系において用いられる異常分散光学材料の異常分散性に
ついて述べる。

【００３６】通常、収差補正には、ｄ線を基準波長とし
ての球面収差等の単色収差の補正と、Ｃ線とＦ線との差
が小さくなるように補正する色収差の補正とがある。

【００３７】このうち、色収差の補正の指標としては下
記のように定義されるアッベ数ν_d がある。 ν_d ＝（ｎ_d −１）／（ｎ_F −ｎ_C ）

【００３８】色収差の補正は、アッベ数の大きいガラス
を凸レンズに用い又アッベ数の小さいガラスを凹レンズ
に用い、両レンズのアッベ数の差を設けることにより行
なわれ、その差が大きければ大きい程その補正を行ない
やすい。

【００３９】しかし、このような色収差の補正手段で
は、Ｃ線からＦ線までの波長範囲の色補正しかできず、
上記波長範囲からはずれた色についての補正は困難であ
り、この波長範囲から離れる程色が発生しやすい。特に
屈折率の変化の大きい短波長側は色の発生が大であり、
紫色が見える。

【００４０】この色の発生を抑えるためには、紫色のｇ
線の補正が必要であり、そのための指標として前記式
（Ｂ）にて表わされるθ（ｇＦ）がある。

【００４１】光学ガラスにおいて、アッベ数ν_d とこの
θ（ｇＦ）との関係をグラフに示すと通常のガラスの場
合、ほぼ一直線上に並ぶ。図６は株式会社オハラのθ
（ｇＦ）−ν_d の関係を示す図で、標準的な線を前記式
（Ｃ）にて定義している。

【００４２】この式（Ｃ）にて表わされる直線状に乗っ
てるガラスのみでは、ｇ線も含めた２次スペクトルの補
正はできない。

【００４３】２次スペクトルの補正についての指標とし
て、前記式（Ｂ）からのずれ量を下記の式にて示す通り
の異常分数の偏りΔθ（ｇＦ）として定義する。 Δθ（ｇＦ）＝θ（ｇＦ）−θ この式のΔθ（ｇＦ）の絶対値が大きな値である程２次
スペクトルの補正が容易である。

【００４４】本発明は、異常分散性光学材料による色収
差の補正を効果的に行ない得るようにするために、条件
（６）に示すようにΔθ（ｇＦ）＞０．０１になるよう
にした。

【００４５】また、Δθ（ｇＦ）が前記条件（６）を満
足する光学材料は、アッベ数ν_dの値が大きい材料であ
るため、異常分散光学材料は、凸レンズに用いることが
効果的である。又、アッベ数ν_d の値が条件（６）を満
足することが望ましい。つまりν_d ＞５０であることが
望ましい。もし条件（６）を満足しないと異常分散光学
材料を用いたことによる効果があまり得られない。

【００４６】また、本発明の第２の構成において、特に
良好な補正を行なうためには、条件（１）の代りに条件
（１−１）を満足することが望ましく、これによって色
収差を一層良好に補正し得る。 （１−１） Δθ（ｇＦ）＞０．０２５ 、 ν_d ＞７５

【００４７】また、本発明の実体顕微鏡の対物光学系
は、短い作動距離ＷＤ（Ｓ）と長い作動距離ＷＤ（Ｌ）
が、下記条件を満足することが望ましい。 ＷＤ（Ｓ）≦２００ｍｍ、ＷＤ（Ｌ）≧４５０ｍｍ

【００４８】手技によっては、作動距離（ＷＤ）を短く
することで顕微鏡（観察者の目の位置）と手術部位とを
近くして楽な姿勢で手術を行いたいことがある。ところ
がＷＤ（Ｓ）が上記条件の範囲外になると、顕微鏡（観
察者の目の位置）と手術部位とを近くすることができ
ず、無理な姿勢で手術を行わなければならず、観察者
（あるいは術者）に疲労を与えてしまう。

【００４９】また、ＷＤ（Ｌ）が上記条件の範囲外にな
り顕微鏡の作動距離が短くなると、深い穴をあけた部位
を手術する際に手術する部位に顕微鏡が当たったり、鉗
子が顕微鏡と手術をする部位との間に入らなくなり、手
術の進行を妨害することになる。

【００５０】上記条件の代わりに下記条件を満足すれば
一層好ましい。 ＷＤ（Ｓ）≦１５０ｍｍ、ＷＤ（Ｌ）≧４５０ｍｍ

【００５１】

【発明の実施の形態】次に本発明の実体顕微鏡の実施の
形態を、下記データを有する対物光学系にもとづき説明
する。 実施例１ ｒ₁ ＝-55.3070 ｄ₁ ＝4.0000 ｎ₁ ＝1.72000 ν₁ ＝41.99 ｒ₂ ＝42.2038 ｄ₂ ＝4.0000 ｎ₂ ＝1.84666 ν₂ ＝23.78 ｒ₃ ＝169.2358 ｄ₃ ＝19.7828 ｒ₄ ＝-614.4728 ｄ₄ ＝4.8000 ｎ₃ ＝1.51633 ν₃ ＝64.14 ｒ₅ ＝-82.4657 ｄ₅ ＝0.3000 ｒ₆ ＝111.9966 ｄ₆ ＝4.6000 ｎ₄ ＝1.80518 ν₄ ＝25.42 ｒ₇ ＝57.1774 ｄ₇ ＝7.0904 ｎ₅ ＝1.51633 ν₅ ＝64.14 ｒ₈ ＝-85.7967 ＷＤ（Ｓ） ＷＤ（Ｌ） ＷＤ 150.00000 450.00000 ｄ₃ 19.78275 8.17967 ｆ_P＝74.9mm，Ｄ＝11.6mm，Δθ（ｇＦ）＝0.028，Ｎ₁＝1.51633，Ｎ₂＝1.80518 Ｎ₃＝1.84666，Ｎ₄＝1.72000，φ₁＝-0.01302，φ₂＝-0.00500

【００５２】 実施例２ ｒ₁ ＝-40.9827 ｄ₁ ＝4.4000 ｎ₁ ＝1.83400 ν₁ ＝37.16 ｒ₂ ＝-25.3874 ｄ₂ ＝4.4000 ｎ₂ ＝1.69680 ν₂ ＝55.53 ｒ₃ ＝-1618.3726 ｄ₃ ＝14.3665 ｒ₄ ＝1068.1616 ｄ₄ ＝4.8055 ｎ₃ ＝1.72047 ν₃ ＝34.71 ｒ₅ ＝109.3688 ｄ₅ ＝6.0000 ｎ₄ ＝1.49700 ν₄ ＝81.54 ｒ₆ ＝-69.5630 ｄ₆ ＝0.3000 ｒ₇ ＝343.2888 ｄ₇ ＝5.2000 ｎ₅ ＝1.49700 ν₅ ＝81.54 ｒ₈ ＝-84.8596 ＷＤ（Ｓ） ＷＤ（Ｌ） ＷＤ 150.00000 450.00000 ｄ₃ 14.36646 1.32683 ｆ_P＝77.1mm，Ｄ＝13mm，Δθ（ｇＦ）＝0.028，Ｎ₁＝1.49700，Ｎ₂＝1.72047 Ｎ₃＝1.83400，Ｎ₄＝1.69680，φ₁＝-0.02035，φ₂＝0.00043

【００５３】 実施例３ ｒ₁ ＝-53.7103 ｄ₁ ＝4.4000 ｎ₁ ＝1.69680 ν₁ ＝55.53 ｒ₂ ＝37.9360 ｄ₂ ＝5.3500 ｎ₂ ＝1.83400 ν₂ ＝37.16 ｒ₃ ＝120.0435 ｄ₃ ＝13.1893 ｒ₄ ＝149.7380 ｄ₄ ＝4.7000 ｎ₃ ＝1.72047 ν₃ ＝34.71 ｒ₅ ＝55.9409 ｄ₅ ＝7.9000 ｎ₄ ＝1.49700 ν₄ ＝81.54 ｒ₆ ＝-113.6449 ｄ₆ ＝0.3000 ｒ₇ ＝305.4556 ｄ₇ ＝5.8500 ｎ₅ ＝1.58913 ν₅ ＝61.14 ｒ₈ ＝-75.9191 ＷＤ（Ｓ） ＷＤ（Ｌ） ＷＤ 150.00000 450.00000 ｄ₃ 13.18930 3.16048 ｆ_P＝69.1mm，Ｄ＝10.7mm，Δθ（ｇＦ）＝0.028，Ｎ₁＝1.49700，Ｎ₂＝1.72047 Ｎ₃＝1.83400，Ｎ₄＝1.69680，φ₁＝-0.01297，φ₂＝-0.00695

【００５４】 実施例４ ｒ₁ ＝242.6650 ｄ₁ ＝6.5000 ｎ₁ ＝1.64450 ν₁ ＝40.82 ｒ₂ ＝103.7990 ｄ₂ ＝13.0000 ｎ₂ ＝1.49700 ν₂ ＝81.54 ｒ₃ ＝-130.1120 ｄ₃ ＝0.3000 ｒ₄ ＝211.5320 ｄ₄ ＝11.1000 ｎ₃ ＝1.71300 ν₃ ＝53.87 ｒ₅ ＝-90.9260 ｄ₅ ＝6.5000 ｎ₄ ＝1.85026 ν₄ ＝32.29 ｒ₆ ＝-305.6690 ｄ₆ ＝37.4250 ｒ₇ ＝-175.1990 ｄ₇ ＝5.0000 ｎ₅ ＝1.63930 ν₅ ＝44.88 ｒ₈ ＝46.4220 ｄ₈ ＝5.0000 ｎ₆ ＝1.78472 ν₆ ＝25.68 ｒ₉ ＝99.2360 ＷＤ（Ｓ） ＷＤ（Ｌ） ＷＤ 271.65728 464.33992 ｄ₆ 37.42504 4.27359 ただしｒ₁ ，ｒ₂ ，・・・ はレンズ各面の曲率半径、ｄ
₁ ，ｄ₂ ，・・・ は各レンズの肉厚およびレンズ間隔、ｎ
₁ ，ｎ₂ ，・・・ は各レンズの屈折率、ν₁ ，ν₂ ，・・・
は各レンズのアッベ数である。

【００５５】上記データーにおいて曲率半径等の長さの
単位はｍｍである。

【００５６】実施例１の作動距離可変の光学系は、図１
に示す通りの構成で、物体側より順に、負の第１レンズ
群と正の第２レンズ群の２群構成で、第１レンズ群は負
レンズと正のメニスカスレンズとを接合した負の接合レ
ンズよりなり、正の第２レンズ群は単一の正レンズと、
負レンズと正レンズを接合した正の接合レンズよりな
る。又、負の第１レンズ群が固定で正の第２レンズ群を
移動させて作動距離を変化させ得る。

【００５７】この実施例１は、正の第２レンズ群の焦点
距離を７５mm程度にし、このレンズ群の移動量が１２mm
程度で作動距離の範囲を１５０mm〜４５０mmまで確保し
得る。

【００５８】また、正の第２レンズ群に正レンズを２枚
用いてパワーを分散させて収差を良好に補正している。

【００５９】また、この実施例１は、正の第２レンズ群
に高屈折率の硝材を用いた負レンズと低屈折率の硝材を
用いた正レンズとを接合した接合レンズを用い、この接
合レンズの接合面により球面収差と色収差を補正するよ
うにしている。

【００６０】また負の第１レンズ群に低屈折率の硝材を
用いた負レンズと高屈折率の硝材を用いた正レンズとを
接合することにより、この接合レンズの接合面にて球面
収差と色収差を補正している。

【００６１】以上のように構成することによって、夫々
のレンズ群で収差が良好に補正されていて、どの作動距
離に対しても収差が良好に補正されている。

【００６２】また、負の第１レンズ群のレンズは、物体
側の面よりも物体とは反対側の面の曲率を緩くしつまり
曲率半径の絶対値を大にしてこの面での収差の発生を抑
えている。

【００６３】またこの実施例１は、負の第１レンズ群に
接合レンズを使用し、この接合レンズを物体側より順
に、負レンズと正レンズとを接合した接合レンズにし
た。

【００６４】この接合レンズを次に述べる実施例２のよ
うに物体側より順に、正レンズと負レンズを接合した負
の接合レンズにし、曲率の強い側を正レンズにして収差
補正しようとすると、この負の接合レンズの正レンズは
球欠の深いメニスカス凸レンズになり、レンズの加工が
困難になる。そのためレンズ加工は、この実施例や後に
示す実施例３のように、負の接合レンズは、物体側より
順に、負レンズと正レンズにて構成することが望まし
い。

【００６５】本発明の実施例２の光学系は、図２に示す
通りの構成である。即ち物体側より順に、負の第１レン
ズ群と正の第２レンズ群とよりなり、そのうち負の第１
レンズ群は、メニスカス形状の凸レンズと両凹レンズの
負の接合レンズよりなり、正の第２レンズ群は負レンズ
と正レンズとの接合レンズと単一の正レンズとよりな
る。

【００６６】この実施例２も実施例１と同様に負の第１
レンズ群を固定、正の第２レンズ群を移動させて作動距
離を変化させ得る。

【００６７】実施例２は、正の第２レンズ群の焦点距離
が７７mmで、このレンズ群を１３mm程度移動させること
によって作動距離の範囲１５０mm〜４５０mmを確保して
いる。

【００６８】この実施例２も実施例１と同様に、各レン
ズ群に接合レンズを設け、その接合面の前後の屈折率差
と分散の違いを利用して夫々のレンズ群単独で色収差が
良好に補正されるようにしている。

【００６９】また、実施例２は、第２レンズ群に異常分
散ガラスを２枚用いつまり、第２レンズ群の２枚の正レ
ンズを異常分散ガラスとして、特に２次スペクトルの補
正を行なっている。

【００７０】実施例３は、図３に示す通りで、実施例２
と類似の構成であるが、負の第１レンズ群が物体側から
順に、負レンズと正レンズの接合レンズよりなる。

【００７１】正の第２レンズ群の焦点距離が６９mmで、
１２mm程度の移動量で１５０mm〜４５０mmの範囲の作動
距離を確保している。

【００７２】実施例４は、図４に示す通りの構成で、物
体側より順に、正の第１レンズ群と負の第２レンズ群の
二つのレンズ群にて構成され、そのうちの正の第１レン
ズ群は負レンズと正レンズとを接合した正の接合レンズ
と、正レンズと負レンズとを接合した正の接合レンズと
よりなり、負の第２レンズ群は、負レンズと正レンズと
を接合した負の接合レンズとよりなる。そして正の第１
レンズ群が固定で、負の第２レンズ群を移動することに
より作動距離を変化させる。

【００７３】この実施例４は、レトロフォーカスタイプ
のレンズ系であり、正の第１レンズ群の光線高が高くな
り、収差補正が困難になる。そのため、この実施例４
は、正の第１レンズ群の正レンズ（第１レンズ群の物体
側の正の接合レンズの正レンズ）に異常分散ガラスを用
い、色収差特に２次スペクトルを補正している。また、
正の第１レンズ群に二つの接合レンズを用いて、接合面
の前後の硝材の屈折率差を利用して第１レンズ群自体で
の球面収差を良好に補正している。

【００７４】また、負の第２レンズ群も接合レンズの接
合面の前後の硝材の屈折率差と分散の差を利用して負の
第２レンズ群自体での球面収差と色収差を良好に補正し
ている。

【００７５】このように第１レンズ群と第２レンズ群の
夫々で収差を良好に補正することによりレンズ群が移動
して光線高が変化しても全系での良好な収差補正がなさ
れている。

【００７６】本発明の対物光学系は、特許請求の範囲に
記載する光学系のほか、下記の各項に記載する構成の光
学系も本発明の目的を達成し得る。

【００７７】（１）特許請求の範囲の請求項１に記載す
る光学系で、正のレンズ群が少なくとも一つの正レンズ
と負レンズとの正の接合レンズを有し、負のレンズ群が
正レンズと負レンズとを接合した負の接合レンズを有
し、下記条件（３）、（４）を満足することを特徴とす
る実体顕微鏡の対物光学系。 （３） Ｎ₁ ＜Ｎ₂ （４） Ｎ₃ ＞Ｎ₄

【００７８】（２）特許請求の範囲の請求項１あるいは
前記の（１）の項に記載する光学系で、負のレンズ群が
下記条件（５）を満足することを特徴とする実体顕微鏡
の対物光学系。 （５） φ１＜φ２

【００７９】（３）特許請求の範囲の請求項１あるいは
前記の（１）又は（２）の項に記載する光学系で、条件
（１）、（２）の代りに夫々下記条件（１−１）、（２
−１）を満足することを特徴とする実体顕微鏡の対物光
学系。 （１−１） ６０mm＜ｆ_p ＜８０mm （２−１） １０mm＜Ｄ＜１７mm

【００８０】（４）特許請求の範囲の請求項１あるいは
前記の（３）の項に記載する光学系で、作動距離のうち
の短い側の作動距離ＷＤ（Ｓ）と長い側の作動距離ＷＤ
（Ｌ）が下記の範囲内であることを特徴とする実体顕微
鏡の対物光学系。 ＷＤ（Ｓ）≦２００mm 、 ＷＤ（Ｌ）≧４５０mm

【００８１】（５）特許請求の範囲の請求項１あるいは
前記の（３）の項に記載する光学系で、作動距離のうち
短い側の作動距離ＷＤ（Ｓ）と長い側の作動距離ＷＤ
（Ｌ）とが下記の範囲内であることを特徴とする実体顕
微鏡の対物光学系。 ＷＤ（Ｓ）≦１５０mm 、 ＷＤ（Ｌ）≧４５０mm

【００８２】（６）特許請求の範囲の請求項１あるいは
前記の（１）、（２）、（３）又は（４）の項に記載す
る光学系で、下記条件（６）を満足する異常分散光学材
料を用いた正レンズを有することを特徴とする実体顕微
鏡の対物光学系。 （６） Δθ（ｇＦ）＞０．０１ 、 ν_d ＞５０ ただしΔθ（ｇＦ）＝θ（ｇＦ）−θ

【００８３】（７）前記の（６）の項に記載する光学系
で、条件（６）の代りに下記条件（６−１）を満足する
ことを特徴とする実体顕微鏡の対物光学系。 （６−１） Δθ（ｇＦ）＞０．０２５ 、 ν_d ＞７５

【００８４】（８）特許請求の範囲の請求項１あるいは
前記の（１）、（２）、（３）又は（４）の項に記載す
る光学系で、物体側より順に、負レンズと正レンズを接
合した負の接合レンズと、正レンズと、負レンズと正レ
ンズとを接合した正の接合レンズよりなることを特徴と
する実体顕微鏡の対物光学系。

【００８５】（９）特許請求の範囲の請求項１あるいは
前記の（１）、（２）、（３）又は（４）の項に記載す
る光学系で、物体側より順に、正レンズと負レンズとを
接合した負の接合レンズと、負レンズと正レンズとを接
合した正の接合レンズと、正レンズとよりなることを特
徴とする実体顕微鏡の対物光学系。

【００８６】（１０）特許請求の範囲の請求項１あるい
は前記の（１）、（２）、（３）又は（４）の項に記載
する光学系で、物体側より順に、負レンズと正レンズと
を接合した負の接合レンズと、負レンズと正レンズとを
接合した正の接合レンズと、正レンズとよりなることを
特徴とする実体顕微鏡の対物光学系。

【００８７】（１１）特許請求の範囲の請求項２および
前記の（６）又は（７）の項に記載する光学系で、物体
側より順に、正の第１レンズ群と負の第２レンズ群とよ
りなり、前記負の第２レンズ群を移動させることにより
作動距離を変化させるようにしたことを特徴とする実体
顕微鏡の対物光学系。

【００８８】（１２）前記の（１１）の項に記載する光
学系で、物体側より順に、負レンズと正レンズとを接合
した正の接合レンズと、正レンズと負レンズとを接合し
た正の接合レンズと、負レンズと正レンズとを接合した
接合レンズとよりなることを特徴とする実体顕微鏡の対
物光学系。

【００８９】

【発明の効果】本発明の実体顕微鏡の対物光学系は、作
動距離可変でありながらコンパクトでかつ諸収差が良好
に補正されている。また正レンズに異常分散光学材料を
用いて２次スペクトルが良好に補正された光学系を実現
し得た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の断面図

【図２】本発明の実施例２の断面図

【図３】本発明の実施例３の断面図

【図４】本発明の実施例４の断面図

【図５】凹レンズと凸レンズよりなるレンズ系における
凹レンズ入射面および出射面での軸上光線の屈折状況を
示す図

【図６】θ（ｇＦ）−ν_d の特性を示す図

【図７】一般のガリレオ型の実体顕微鏡の構成を示す図

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H087 KA09 LA01 MA08 PA03 PA19 PA20 PB05 PB06 QA02 QA03 QA06 QA07 QA12 QA17 QA19 QA21 QA22 QA25 QA26 QA32 QA34 QA41 QA42 QA45 QA46

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】物体側より順に、負のレンズ群と正のレン
   ズ群の少なくとも二つのレンズ群よりなり、少なくとも
   一つのレンズ群を移動させることによって作動距離を変
   え得るようにし、下記条件（１）、（２）を満足する実
   体顕微鏡の対物光学系。 （１） ５０mm＜ｆ_p ＜１００mm （２） ５mm＜Ｄ＜２０mm ただし、ｆ_p は正のレンズ群の焦点距離、Ｄは作動距離
   を変化させるために移動するレンズ群の移動量である。
2. 【請求項２】少なくとも二つのレンズ群よりなり、各レ
   ンズ群間の間隔のうちの少なくとも一つの間隔を変化さ
   せることにより作動距離を変え得るようにし、下記条件
   （３）を満足する異常分散光学材料を用いた正レンズを
   有することを特徴とする実体顕微鏡の対物光学系。 （３） Δθ（ｇＦ）＞０．０１ 、 ν_d ＞５０ ただしΔθ（ｇＦ）＝θ（ｇＦ）−θ ここでθ（ｇＦ）、θはＦ線、Ｃ線、ｇ線の屈折率をｎ
   _F 、ｎ_C 、ｎ_g 、ν_d をアッベ数とする時下記式にて与
   えられる。 θ（ｇＦ）＝（ｎ_ｇ−ｎ_Ｆ）／（ｎ_Ｆ−ｎ_Ｃ） （Ｂ） θ＝−０．００１６２ν_d＋０．６４１６ （Ｃ）