JP2003066333A - 顕微鏡ズーム対物レンズ - Google Patents
顕微鏡ズーム対物レンズInfo
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Abstract
され、ズーム変倍比が3倍以上の顕微鏡ズーム対物レン
ズを提供する。 【解決手段】 正のパワーを持つ第1レンズ群G1、負
のパワーを持つ第2レンズ群G2、正のパワーを持つ第
3レンズ群G3で構成され、低倍側から高倍側へ変倍す
る際に、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間隔が
大きくなり、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間
隔が小さくなるように、第2レンズ群G2と第3レンズ
群G3が光軸上を移動し、第1レンズ群G1中に正レン
ズと負レンズで構成された正のパワーを持つ接合レンズ
を少なくとも1つ備え、その正レンズのアッベ数をνと
したとき、ν>80となる接合レンズを備えた顕微鏡ズ
ーム対物レンズ。
Description
レンズに関し、特に、3倍以上の変倍比を持つ顕微鏡ズ
ーム対物レンズに関するものである。
から100倍前後の倍率範囲で、作動距離や開口数(N
A)等が設定されている。そして、観察方法に応じて位
相差や蛍光観察に能力を発揮するもの等、様々な種類の
対物レンズが用意されている。また、例えば、高い開口
数を持つ100倍前後の対物レンズには、油浸対物レン
ズや補正環付き対物レンズ等がある。この中、補正環付
き対物レンズは、カバーグラスの厚みに対応して対物レ
ンズ内のレンズ(あるいはレンズ群)を移動することに
よって、収差を補正する対物レンズである。
平1−307717号公報に開示された構成がある。補
正環付き対物レンズは、高倍、高開口数の対物レンズに
多くみられる。このような高倍、高開口数の対物レンズ
では、カバーグラスの厚さのばらつきによって収差が悪
化する。そこで、対物レンズ内の所定のレンズ群を光軸
に沿って移動させることで、主に球面収差の補正が行え
るようにしている。
方法としては、対物レンズの後方に中間変倍光学系を配
置して、観察光軸に対して中間変倍光学系を挿脱する方
法がある。この方法では、2つの異なる観察倍率を得る
ことができる。また、別の方法としては、結像レンズと
ズームレンズを組み合わせた方法があり、例えば特開平
6−18784号公報に開示されている。この公報に
は、対物レンズの後方にズーム式の結像レンズを配置し
た構成が開示されている。
3,456,998やUSP3,421,807では、
対物レンズの後方にズームレンズを組み合わせたものが
提案されている。
率は低く開口数は劣るが、作動距離の長い対物レンズと
ズーム変倍を組み合わせることで操作性や立体感に優れ
たものがある。
は、複数の対物レンズを倍率に応じて適宜切り換えて観
察を行っている。それぞれの対物レンズで光軸のずれが
ある場合には、低倍率の観察から高倍率の切り換えに伴
い、観察中心のずれを調整するためにステージを操作し
なければならない。また、それぞれの対物レンズで同焦
距離に違いがあると、作動距離を調整するために準焦ハ
ンドルを操作する必要がある。また、それぞれの倍率に
応じて対物レンズを揃える必要があり、コスト的にも高
くなってしまう。
ズ群の移動は、主に球面収差の補正を行うためのもので
ある。したがって、レンズ群の移動量もわずかであるの
で、観察倍率はほとんど変化しない。
トを配置した場合には、変倍によって観察倍率が高くな
ったとしても、開口数が変わらないために、解像力が向
上しない問題点がある。また、対物レンズと結像レンズ
間に変倍部を設けるために、光学系の全長が長くなると
いう問題がある。そのため、顕微鏡システムをコンパク
トに構成することができない。また、射出瞳の位置が、
変倍に伴って大きく変化するという問題がある。
の対物レンズのように、対物レンズの後方にズーム式の
結像レンズを配置する場合には、視野数が小さく通常の
対物レンズに比べて収差性能で劣る。また、ズームレン
ズ部の全長が長く、コンパクトさやシステム性に欠ける
面がある。
3,456,998やUSP3,421,807では、
対物レンズの後方にズームレンズを組み合わせたものが
提案されている。しかしながら、現在の対物レンズと光
学性能を比較すると、色収差性能や球面収差や像面平坦
性等の収差性能、及び、開口数や視野数といった仕様の
点で劣っている。このため、現在の市場のニーズを満足
するような光学性能とは言えない。
が低く、さらに、開口数がかなり小さい。例えば倍率が
10倍では、顕微鏡では開口数が0.25から0.4と
高いのに対して、実体顕微鏡では約0.1と低い。した
がって、細胞等の観察では見えの差は明らかである。つ
まり、実体顕微鏡は、見えの点において顕微鏡の対物レ
ンズにはかなわない。しかも、実体顕微鏡等のアフォー
カルズームは、射出瞳位置の変動が大きく、照明光学系
ユニットや撮影光学系ユニットを組み込む場合には、シ
ステム上の制限事項がある。
は、射出瞳位置の変動が大きいので、ケラレや周辺減光
等の性能の劣化や、同軸落射照明光学系等のケラレ、あ
るいは、撮影光学系側のシステム上の制限事項があっ
た。
は、顕微鏡の対物レンズと同等の開口数と光学性能を備
え、対物レンズを切り換えることなく倍率変換に応じて
開口数が大きくなる光学系で、かつ、コンパクトな構成
であるとは言えなかった。
みてなされたものであり、その目的は、光学性能が良好
で光学系がコンパクトに構成され、ズーム変倍比が3倍
以上の顕微鏡ズーム対物レンズを提供することである。
また、倍率の変化に応じて開口数が変化する顕微鏡ズー
ム対物レンズを提供することである。また、射出瞳位置
が略一定に保たれた(射出瞳位置の変動が抑えられた)
顕微鏡ズーム対物レンズを提供することである。
レンズは細かい構造を観察することを目的とする。その
ため、本発明の顕微鏡ズーム対物レンズにおいても、高
倍側での光学性能を良好に補正する必要がある。特に、
高倍側での球面収差と色収差を良好に補正することが必
須である。また、ズーム変倍時の射出瞳位置の変動を抑
える必要がある。
ンズは、物体から順に、正のパワーを持つ第1レンズ
群、負のパワーを持つ第2レンズ群、正のパワーを持つ
第3レンズ群の少なくとも3つのレンズ群で構成され、
低倍側から高倍側へ変倍する際に、前記第1レンズ群と
前記第2レンズ群の間隔が大きくなり、前記第2レンズ
群と前記第3レンズ群の間隔が小さくなるように、前記
第2レンズ群と前記第3レンズ群が光軸上を移動し、第
1レンズ群中に正レンズと負レンズで構成された正のパ
ワーを持つ接合レンズを少なくとも1つ備え、前記正レ
ンズのアッベ数をνとしたとき、前記正レンズが以下の
条件(1)を満足することを特徴とする。
る。なお、ここでの各レンズ群についての説明は、本発
明の顕微鏡ズーム対物レンズにおけるレンズ系の基本構
成に関わる説明である。したがって、各レンズ群の作用
については、後述の第2乃至第5の発明、及び第23の
発明においても同様である。また、本発明の顕微鏡ズー
ム対物レンズにおけるレンズ系は、少なくとも3つのレ
ンズ群で構成されるものであるが、3つのレンズ群、あ
るいは4つのレンズ群で構成するのが好ましい。
持つ第1レンズ群は、物体からの光束を集光する。負の
パワーを持つ第2レンズ群は、光軸上を移動することに
よって主に変倍を行う。レンズ系が3つのレンズ群で構
成される場合(以下、3群構成とする。)、第3レンズ
群は最終レンズ群になる。この第3レンズ群は正のパワ
ーを持ち、光軸上を移動して各ズーム状態の像面の位置
を所定の位置に一致させる作用をする。
れる場合(以下、4群構成とする。)は、第4レンズ群
が最終レンズ群になる。この第4レンズ群は負のパワー
とするのがよい。そして、この第4レンズ群も光軸に沿
って移動させれば、各ズーム状態における像面位置を所
定の位置に一致させることができる。また、射出瞳位置
についても、所定の位置に略一致させることができる。
ズーム状態においても無限遠光束となる。そして、最終
レンズ群の後方に配置された結像レンズによって標本の
像が形成され、接眼レンズによって像の観察が行われ
る。
いて、高倍側と低倍側で説明する。
の間隔が大きくなり、第2レンズ群と第3レンズ群の間
隔が小さくなるように、第2レンズ群と第3レンズ群が
光軸に沿って移動する。そのため、軸上光線の光線高
は、第1レンズ群中で最も高くなり、第1レンズ群の収
斂作用によって第2レンズ群中で低くなる。そして、第
2レンズ群の発散作用によって、軸上光線は光線高が上
がって第3レンズ群に入射する。ここで、レンズ系が3
群構成の場合は、この第3レンズ群の収斂作用によって
無限遠光束に変換される。一方、レンズ系が4群構成の
場合は、3群構成の第3レンズ群に比べて4群構成の第
3レンズ群により強いパワーが与えられる。よって、そ
の収斂作用によって軸上光線高が下げられて第4レンズ
群に入射し、第4レンズ群の発散作用によって無限遠光
束に変換される。
置で光軸と交わり、第2レンズ群に入射する。そして、
軸外主光線は、第2レンズ群で発散され、第3レンズ群
で収斂作用を受けて射出する。レンズ系が3群構成の場
合、軸外主光線の光線高は第3レンズ群で高くなる。な
お、3つのレンズ群が全て球面レンズのみで構成される
場合は、軸外主光線は第2、第3レンズ群で高く、第1
レンズ群で低い。一方、非球面レンズを有する構成で
は、軸外主光線は第3レンズ群で高い。また、第3レン
ズ群を射出した軸外主光線を延長したときに、その延長
した線が光軸と交わる位置に射出瞳が形成される。
ンズ群で収斂作用を受けて射出した軸外主光線は第4レ
ンズ群に入射する。よって、軸外主光線の光線高は第4
レンズ群で最も高くなる。また、第4レンズ群を射出し
た軸外主光線を延長したときに、その延長した線が光軸
と交わる位置に射出瞳が形成される。
場合も、第1レンズ群の後側焦点位置で軸外主光線が光
軸を横切る。そのため、3群構成の場合、軸外主光線の
光線高の符号は、第1レンズ群と第2、第3レンズ群と
で異なる。また、4群構成の場合、軸外主光線の光線高
の符号は、第1レンズ群と第2レンズ群乃至第4レンズ
群とで異なる。
ンズ群の間隔が小さくなり、第2レンズ群と第3レンズ
群の間隔が大きくなるように、第2レンズ群と第3レン
ズ群が光軸に沿って移動する。そのため、軸上光線の光
線高は、第2レンズ群の発散作用によって第3レンズ群
中で最も高くなる。ここで、レンズ系が3群構成の場合
は、第3レンズ群の収斂作用によって無限遠光束に変換
される。一方、レンズ系が4群構成の場合は、3群構成
の第3レンズ群に比べて、4群構成の第3レンズ群によ
り強いパワーが与えられる。よって、その収斂作用によ
って軸上光線高が下げられて第4レンズ群に入射し、第
4レンズ群の発散作用によって無限遠光束に変換され
る。
では、次のようになる。3つのレンズ群が全て球面レン
ズのみで構成される場合は、軸外主光線は第3レンズ群
中で最も高くなり、第2レンズ群中で最も低くなる。一
方、非球面レンズを有する構成では、軸外主光線は第
1、第3レンズ群で高く、第2レンズ群で低い。また、
高倍側と同じように、軸外主光線は第1レンズ群の後側
焦点位置で光軸と交わる。そのため、軸外主光線の光線
高の符号は、第1レンズ群と第2、第3レンズ群とで異
なる。
光線は、正のパワーの第1レンズ群と負のパワーの第2
レンズ群により、第1レンズ群の後側焦点位置よりも第
3レンズ群側で光軸を横切り、第3レンズ群に入射す
る。第3レンズ群に入射した軸外主光線は、収斂作用を
受けて第4レンズ群へ入射する。このとき、軸外主光線
の光線高が最も高いのは、第1レンズ群である。
第1レンズ群の後側焦点位置よりも第3レンズ群側で軸
外主光線が光軸を横切る。そのため、軸外主光線の光線
高の符号は、第1、第2レンズ群と第3、第4レンズ群
とで異なる。
する場合には、高倍側での軸上色収差を良好に補正する
ことが可能となる。本発明の顕微鏡ズーム対物レンズで
は、倍率が高くなる程開口数が大きくなる。これは、高
倍率になる程第1レンズ群を通過する軸上光線の光線高
が高くなることを意味する。軸上光線の光線高が高いと
ころでは、色収差が発生しやすい。そこで、第1のズー
ム対物レンズでは、高倍側で軸上光線高が最も高くなる
レンズ群に、正パワーを持つ接合レンズを少なくとも1
つ配置すると共に、条件式(1)を満足する正レンズを
用いることにより、第1レンズ群で色の分散が大きく発
生するのを防いでいる。このような構成により、後続す
る第2レンズや第3レンズ群に、色収差以外の収差を主
に補正する役割を持たせることができる。
の硝材を用いることで、さらに色収差補正が良好とな
る。
の軸上色収差を良好に補正できないか、高倍側での開口
数を高くできなくなる。そのため、実用性の高い顕微鏡
ズーム対物レンズを実現することが困難になる。
物体から順に、正のパワーを持つ第1レンズ群、負のパ
ワーを持つ第2レンズ群、正のパワーを持つ第3レンズ
群の少なくとも3つのレンズ群で構成され、低倍側から
高倍側へ変倍する際に、前記第1レンズ群と前記第2レ
ンズ群の間隔が大きくなり、前記第2レンズ群と前記第
3レンズ群の間隔が小さくなるように、前記第2レンズ
群と前記第3レンズ群が光軸上を移動し、前記第2レン
ズ群は2つのレンズ群を少なくとも有し、該2つのレン
ズ群は互いに凹面を向けて構成されたことを特徴とす
る。
においては、第2レンズ群が2つのレンズ群を少なくと
も有している。そして、その2つのレンズ群を互いに凹
面を向けて配置することにより、ここで強い負のパワー
が得られるようにしている。その結果、ペッツバール和
を小さくすることができるが、特に、高倍側における像
面の平坦性を良好にすることができる。
向け合った構成になっていない揚合、一方のレンズ群が
正のパワーを持つレンズを含むか、負のパワーのメニス
カスレンズになる。正のパワーのレンズを含む場合、第
2レンズ群全体の負のパワーが弱くなり、ペッツバール
和を小さくすることが困難になる。また、負のパワーの
メニスカスレンズの場合、互いに向き合った面の反対側
の面の曲率半径が小さくなって、第2レンズ群での軸外
収差が悪化してしまう。
物体から順に、正のパワーを持つ第1レンズ群、負のパ
ワーを持つ第2レンズ群、正のパワーを持つ第3レンズ
群の少なくとも3つのレンズ群で構成され、低倍側から
高倍側へ変倍する際に、前記第1レンズ群と前記第2レ
ンズ群の間隔が大きくなり、前記第2レンズ群と前記第
3レンズ群の間隔が小さくなるように、前記第2レンズ
群と前記第3レンズ群が光軸上を移動し、前記第3レン
ズ群は2つの以上のレンズ群で構成され、正レンズと負
レンズで構成された少なくとも1つの接合レンズを備え
たことを特徴とする。
は、低倍側において、第2レンズ群と第3レンズ群の間
隔が大きくなり、第1レンズ群と第2レンズ群の間隔が
小さくなる。そのため、第2レンズ群と比べると、第3
レンズ群で軸上光線高と軸外主光線高が高くなる。そこ
で、第3レンズ群を2つ以上のレンズ群で構成し、この
中の1つのレンズ群に配置した接合レンズで第1レンズ
群と第2レンズ群によって発生した球面収差と色収差を
主に補正している。そして、残りのレンズ群でコマ収
差、非点収差、歪曲収差を良好に補正している。第3レ
ンズ群の構成が、1つのレンズ群で構成された場合に
は、低倍側の球面収差、コマ収差、非点収差を良好に補
正することが困難となってしまう。
物体から順に、正のパワーを持つ第1レンズ群、負のパ
ワーを持つ第2レンズ群、正のパワーを持つ第3レンズ
群の少なくとも3つのレンズ群で構成され、低倍側から
高倍側へ変倍する際に、前記第1レンズ群と前記第2レ
ンズ群の間隔が大きくなり、前記第2レンズ群と前記第
3レンズ群の間隔が小さくなるように、前記第2レンズ
群と前記第3レンズ群が光軸上を移動し、前記第1レン
ズ群の最も物体側のレンズ群が物体側に凹面を向けた接
合メニスカスレンズであって、前記接合レンズは、物体
側から凹レンズ、凸レンズで構成されたことを特徴とす
る。
合メニスカスレンズは、物体側から凹レンズ、凸レンズ
で構成されている。ここで、この接合メニスカスレンズ
の接合面が負の屈折力を持つため、この接合面で軸上光
線の光線高を上げる作用が生じる。そして、光束を後続
のレンズ群によって収斂光束へ変換して、第2レンズ群
に入射させる。つまり、第1レンズ群内にペッツバール
和を抑える効果を持たせて像面平坦性を良好に補正する
ことができる。また、その接合メニスカスレンズは物体
側に凹面を向けているので、コマ収差や非点収差等の軸
外収差の発生を抑えることができる。そのため、接合メ
ニスカスレンズは、高倍側と低倍側での収差補正に効果
的である。
は、物体から順に、正のパワーを持つ第1レンズ群、負
のパワーを持つ第2レンズ群、正のパワーを持つ第3レ
ンズ群の少なくとも3つのレンズ群で構成され、前記第
1レンズ群は複数のレンズ群で構成され、低倍側から高
倍側へ変倍する際に、前記第1レンズ群と前記第2レン
ズ群の間隔が大きくなり、前記第2レンズ群と前記第3
レンズ群の間隔が小さくなるように前記第2レンズ群と
前記第3レンズ群が光軸上を移動し、以下の条件
(2)、(3)を満足することを特徴とする。
記第2レンズ群の低倍側から高倍側への移動量、D0
は、高倍側の顕微鏡ズーム対物レンズの全長、である。
1レンズ群は接合レンズを含み、低倍側から高倍側へ変
倍する際に第4レンズ群も光軸に沿って移動する。そし
て、条件(2)、(3)の代わりに、次の条件
(2’),(3’)を満足する。
高倍側の光学性能を良好に補正するためのレンズ群を配
置するスペースを設けることが可能となる。
倍作用を持つ第2レンズ群が光軸上を移動するスペース
を十分に設け、3倍以上の高い変倍比を得ることができ
る。
高倍側の収差補正は容易になるが、変倍に伴う第2レン
ズ群の移動量が少なくなって高い変倍比を得ることがで
きない。条件(2’)の下限の0.25を下回ると、第
1レンズ群の全長が短くなって高倍側の球面収差や軸上
色収差を十分に補正することができなくなる。
回ると、第2レンズ群の変倍時の移動量が少なくなる。
したがって、高い変倍比を得られない。あるいは、第2
レンズ群の負のパワーが強くなって高倍側及び低倍側の
収差性能が悪化してしまう。条件(3’)の上限の0.
3を上回ると、第2レンズ群の変倍時の移動量が大きく
なる。したがって、変倍に伴う像面を補正するための第
3レンズ群と第4レンズ群の移動量が極端に少なくなる
ために、高い変倍比が得られない。
球面を設ける場合は、凸面を非球面にして、上記条件
(2)、(3)の代わりに、次の条件(2),(3”)
を満足することが望ましい。
ことで、高倍側の球面収差を良好に補正することが可能
となる。これは、高倍側では開口数の大きな光線を短い
距離で収斂させるため、球面収差は第1レンズ群で最も
大きく発生することによる。よって、第1レンズ群に非
球面を設けることは、球面収差の補正に最も効果的であ
る。これにより、顕微鏡ズーム対物レンズにおいて、高
開口数化や長作動距離化を実現することができる。
と、特に高倍側の光学性能を良好に補正するためのレン
ズ群を配置するためのスペースを確保することが可能と
なる。また、条件(3”)を満足することで、変倍作用
を持つ第2レンズ群が光軸上を移動するためのスペース
を十分確保できる。この結果、4倍以上の高い変倍比を
得ることができる。
すなわち全て球面レンズで構成した場合は、球面収差の
補正が難しくなる。そのため、同じレンズ枚数で高倍
化、高開口数化あるいは長作動距離化を実現することは
難しい。球面レンズだけで高倍側の球面収差を良好に補
正しようとすると、非球面を含む場合に比べて第1レン
ズ群のレンズ枚数が多くなり、顕微鏡ズーム対物レンズ
の全長が長なる。また、レンズ枚数も増えてコストアッ
プになるので好ましくない。
側の収差補正は容易になるが、変倍に伴う前記第2レン
ズ群の移動量が少なくなって高い変倍比を得ることがで
きない。また、条件(2)の下限0.25を下回ると、
第1レンズ群の全長が短くなって高倍側の球面収差や軸
上色収差を十分に補正することができなくなる。
ると、第2レンズ群の変倍時の移動量が大きくなる。し
たがって、変倍に伴う像面を補正するための第3レンズ
群の移動量が極端に少なくなるために、高い変倍比が得
られない。また、条件(3”)の下限0.05を下回る
と、第2レンズ群の変倍時の移動量が少なくなる。した
がって、高い変倍比を得られない。あるいは、第2レン
ズ群の負のパワーが強くなって、高倍側及び低倍側の収
差性能が悪化する。
く、第2、第3レンズ群内に非球面を設けることで、低
倍から高倍全域での収差補正を向上させることが可能と
なる。第3レンズ群では、ズーム全域で比較的光線高が
高いので、第3レンズ群内に非球面を備えることは、レ
ンズ枚数の低減や収差補正の点で効果的である。
第4の発明に加えて、前記第1レンズ群の物体側に凹面
を向けた前記接合メニスカスレンズの最も物体側の曲率
半径をRG1、前記接合メニスカスレンズの最も第2レ
ンズ群側の曲率半径をRG2、凹レンズの屈折率をGn
1、凸レンズの屈折率をGn2としたとき、以下の条件
(4)、(5)を満足することを特徴とする。
接合メニスカスレンズによって、ペッツバール和を小さ
くしながら、かつ、高倍側で球面収差とコマ収差を良好
に補正することが可能となる。
その接合メニスカスレンズの負屈折力が弱くなって、ペ
ッツバール和が大きくなるので、像面の平坦性が悪化す
るので好ましくない。
と、その接合メニスカスレンズの負屈折力が強くなって
ペッツバール和は小さくなるが、高倍側での軸上光線高
が高くなりすぎて球面収差、コマ収差が悪化して好まし
くない。
メニスカスレンズの接合面の負屈折力が弱くなって、ペ
ッツバール和が大きくなる。
は、より一層の収差補正が可能となる。
第1〜4の発明において、前記顕微鏡ズーム対物レンズ
は3群構成であって、前記第1レンズ群の物体から軸上
光線高が最も高くなるレンズ群までを前側第1レンズ
群、軸上光線高が最も高いレンズ群から最も第2レンズ
群側までのレンズ群を後側第1レンズ群とし、前側第1
レンズ群は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた接
合メニスカスレンズ、正のパワーを持つ単レンズ、凹レ
ンズと凸レンズで構成された接合レンズ、正のパワーを
持つ凸レンズの少なくとも4つのレンズ群で構成され、
後側第1レンズ群中に、物体側から凹レンズと凸レンズ
で接合された正のパワーの接合レンズと、第2レンズ群
側に凹面を向けたメニスカスレンズとを少なくとも1つ
備えたことを特徴とする。
明する。物体からの光束は、前側第1レンズ群では、接
合メニスカスレンズの接合面による負の屈折力によって
光線高が上げられた(発散する方向に屈折された)後、
正のパワーを持つ単レンズによって収束する方向に(発
散の度合いが小さくなるように)に屈折される。そし
て、凹レンズと凸レンズで構成された接合レンズと正の
パワーを持つ凸レンズよって収斂光束に変換される。な
お、軸上光線高は正のパワーを持つ凸レンズの位置で最
も高くなる。
がりながらレンズ群に光線が入射してくる。凹レンズ、
凸レンズの順に接合された接合レンズに入射した光線
は、接合レンズの接合面の負のパワーで屈折作用を受け
た後、第2レンズ群側に凹面を向けたメニスカスレンズ
を通過して第2レンズ群へ入射する。
正するためには、第1レンズ群から第3レンズ群の各群
単独で収差の発生を少なくしておくことが必要である。
そして、各群で補正しきれなかった収差を、第1レンズ
群から第3レンズ群全体によって、最終的に補正するこ
とが好ましい。
収差を抑えるために、第7の発明では、接合レンズの接
合を利用している。すなわち、前側第1レンズ群の接合
メニスカスレンズと接合レンズの接合面に負のパワーを
持たせて正の球面収差を発生させ、前側第1レンズ群中
の残りのレンズ群で発生する負の球面収差を略キャンセ
ルしている。さらに、後側第1レンズ群の接合レンズに
おける接合面の負のパワーでも正の球面収差を発生させ
て、前側第1レンズ群で補正しきれなかった球面収差を
補正して、第1レンズ群全体で発生する球面収差の量を
小さく抑えるようにしている。
差を、後側第1レンズ群のメニスカスレンズによって補
正することができる。したがって、第1レンズ群内の前
側第1レンズ群と後側第1レンズ群で、逆方向の収差を
与えることで、高倍側での球面収差とコマ収差を良好に
補正することが可能となる。しかも、第1レンズ群中に
3つの接合レンズを備えることにより、高倍側の軸上色
収差についても良好に補正することが可能となった。
バール和を小さくする働きも併せて有するので、像面の
平坦性を良好にすることができる。
ンズは、第1〜4の発明において、前記第1レンズ群の
焦点距離をF1、前記第2レンズ群の焦点距離をF2と
したとき、以下の条件(6)を満足することを特徴とす
る。
側から高倍側までの収差性能を良好に保つための条件で
ある。この条件は、第1レンズ群と第2レンズ群の焦点
距離の比率を表しており、そして、この条件を満足する
ことで、高い変倍比を持ち、全長を55mmから110
mm前後と、従来の対物レンズに比べてやや長い程度の
長さでズーム対物レンズを構成することが可能になる。
また、低倍側から高倍側までの範囲の収差性能を、良好
に維持することが可能となる。
負のパワーを持つ第2レンズ群のパワーが強くなって、
高倍側の軸上性能と低倍側の軸外性能が悪化する。これ
は、第2レンズ群の負のパワーが強いと、第2レンズ群
で光線が強く曲げられるために低倍側のコマ収差や高倍
側の球面収差が発生し、この結果、高倍側と低倍側の性
能を良好に維持することができなくなってしまうことに
よる。この状態で収差性能を改善しようとすると、レン
ズ枚数が増えてしまい、ズーム対物レンズの全長が長く
なる。また、高倍側の収差性能が犠牲になって低倍側と
高倍側両方の収差性能の良好にすることができない。し
かも、レンズ枚数が増えてコスト高にもなる。逆に、第
2レンズ群のレンズ枚数の増加を抑えようとすると、第
3レンズ群の枚数が増えてしまう。このため、第2レン
ズ群の光軸上を移動する空間が少なくなってしまい、ズ
ーム変倍比を高くとることができない。
負のパワーを持つ第2レンズ群のパワーが弱くなって、
大きな変倍比をとることができなくなる。また、無理に
変倍比を大きくしようとするとズーム対物レンズの全長
が長くなる問題がある。また、第2レンズ群の負のパワ
ーが小さくなるために、高倍側の像面湾曲を補正不足と
なって像面の平坦性が悪化するので好ましくない。
第8の発明において、前記第2レンズ群の焦点距離をF
2、前記第3レンズ群の焦点距離をF3としたとき、以
下の条件(7)を満足することを特徴とする。
比を表しており、高いズーム変倍比を保ちながらズーム
対物レンズの全長を55mmから110mm前後とコン
パクトにする条件である。この条件(7)を満足する
と、低倍側から高倍側にわたっての収差を良好に補正し
て、ズーム変倍比を高くすることができる。
負のパワーを持つ第2レンズ群のパワーが強くなる。そ
のため、条件(6)のときと同様に、高倍側の軸上性能
と低倍側の軸外性能が悪化する。これは、第2レンズ群
で光線が強く曲げられるために、低倍側のコマ収差や高
倍側の球面収差が発生して高倍側と低倍側の性能を良好
に維持することができなくなってしまうことによる。ま
た、第3レンズ群での低倍側での光線高が高くなり、レ
ンズ外径が大きくなるので好ましくない。
負のパワーを持つ第2レンズ群のパワーが弱くなる。そ
のため、条件(6)のときと同様に、大きな変倍比をと
ることができなくなる。また、変倍比を大きくしようと
すると、ズーム対物レンズの全長が長くなる問題があ
る。また、第2レンズ群の負のパワーが小さくなるため
に、高倍側の像面湾曲を補正不足となって像面の平坦性
が悪化するので好ましくない。
(7)の代わりに、以下の条件(7’)を満足すること
がより好ましい。
と条件(7’)を同時に満足すれば、ズーム比を高くし
ながら、全長をコンパクトに構成したズーム対物レンズ
を実現できる。しかも、低倍側から高倍側にわたって収
差を良好に補正することができるので、より好ましい。
は、第1〜4の発明において、前記顕微鏡ズーム対物レ
ンズは3群構成であって、低倍から高倍へと変倍する際
に、作動距離が短くなるように、前記第1レンズ群は前
記第2レンズ群とは反対方向へ光軸に沿って移動するこ
とを特徴とする。
とで、第1レンズ群内を通過する軸上光線高を抑える作
用が生じる。そのため、特に球面収差と軸上色収差を良
好に補正することが可能である。この構成においても、
第2レンズ群が主に変倍を行ない、第3レンズ群が変倍
に伴う像面位置の変化を一定にし、低倍側から高倍側で
の収差補正の作用は、前述したズーム対物レンズの場合
と同様である。
は、第5の発明において、以下の条件(8)を満足する
ことを特徴とする。
群側に最も近いレンズ面から、前記第1レンズ群の後側
焦点位置までの距離である。
物レンズの射出瞳位置を、低倍側で第1レンズ群側に近
く位置することなく、高倍側に近づけることが可能とな
る。つまり、低倍側では、第1レンズ群と第2レンズ群
の間隔が小さくなるので、第1レンズ群の後側焦点位置
よりも物体側に第2レンズ群が移動する。そのため、第
1レンズ群と第2レンズ群による2つのレンズ群の後側
焦点位置は、第1レンズ群の後側焦点位置よりも第3レ
ンズ群側へ移動する。第2レンズ群は負のパワーを持つ
ので、第2レンズ群に入射した主光線の射出角度が緩く
なる。その主光線は、第3レンズ群(構成によっては、
第3レンズ群に続くレンズ群)を経て像側へ射出するた
めに、低倍側での射出瞳位置が第1レンズ群から離れる
方向に位置することになり、高倍側の射出瞳位置に近づ
けることが可能となる。
角度が緩くなることにより、第3レンズ群(構成によっ
ては、第3レンズ群に続くレンズ群)での軸外光束の光
線高を下げることができ、低倍側の軸外収差を良好に補
正できる。また、第3レンズ群(構成によっては、第3
レンズ群に続くレンズ群)の有効径が小さくなり、移動
レンズ群の構成をコンパクトに構成できるので好ましい
構成である。
ンズ群の後側焦点位置は、第1レンズ群中にあるので、
低倍側では第2レンズ群に入射する主光線高が高くな
る。第2レンズ群は負のパワーを持つので、第2レンズ
群の射出光束は光線高が高く主光線角度がきつくなる。
そのため、低倍側での収差性能を補正することが困難に
なる。しかも、射出瞳位置は低倍側では第1レンズ群側
に近く位置することになるので、射出瞳位置の変動が大
きくなり好ましくない。条件(8)の上限の0.4を上
回ると、第1レンズ群の正のパワーが小さくなるので、
高倍側での収差補正を良好に補正することができなくな
ったり、高倍への変倍や高開口数を維持するのが困難に
なってしまう。
は、第5、第11の発明において、前記顕微鏡ズーム対
物レンズは4群構成であって、第2レンズ群の焦点距離
をF2、第3レンズ群の焦点距離をF3、第4レンズ群
の焦点距離をF4としたときに、以下の条件(9)、
(10)を満足することを特徴とする。
群と第4レンズ群の変倍時の移動量を抑えて、高い変倍
比を維持しながらズーム全域の光学性能を良好にでき
る。しかも、本発明の顕微鏡ズーム対物レンズの全長を
60mmから90mm前後とコンパクトに構成でき、低
倍側と高倍側での射出瞳位置を略一定の所定の位置に設
定することが可能となる。本発明の顕微鏡ズーム対物レ
ンズの全長を、従来の変倍の手段に比べて短く構成でき
ることは、顕微鏡のシステムや操作性からも好ましいの
は言うまでもない。
第2レンズ群の負のパワーが弱くなるので、高い変倍比
にできない。また、変倍比を大きくとった場合には、顕
微鏡ズーム対物レンズの全長が長くなる問題がある。ま
た、第2レンズ群の負のパワーが弱くなるために、高倍
側の像面湾曲が補正不足となって像面の平坦性が悪化す
るので好ましくない。あるいは、第3レンズ群の正のパ
ワーがきつくなった場合には、低倍側での収差性能の悪
化及び射出瞳位置が第1レンズ群に近く位置するので好
ましくない。
のパワーを持つ第2レンズ群のパワーが強くなるので、
高倍側の軸上性能と低倍側の軸外性能が悪化する。これ
は、第2レンズ群で光線が強く曲げられることによるも
ので、低倍側のコマ収差や高倍側の球面収差が発生して
高倍側と低倍側の性能を良好に維持することができなく
なってしまう。また、第3レンズ群での低倍側での光線
高が高くなり、レンズ外径が大きくなるので好ましくな
い。あるいは、第3レンズ群の正のパワーが緩くなるの
で、高い変倍比を維持しようとすると、全長が長くなっ
てしまうのでやはり好ましくない。
2レンズ群の負のパワーが弱くなるので、条件式(4)
と同様に、高い変倍比にできない。また、変倍比を大き
くとった場合には、顕微鏡ズーム対物レンズの全長が長
くなる問題がある。また、第2レンズ群の負のパワーが
弱くなるために、高倍側の像面湾曲が補正不足となって
像面の平坦性が悪化する。また、低倍側の射出瞳位置が
第1レンズ群に近く位置するので好ましくない。あるい
は、第4レンズ群の負のパワーがきつくなった場合に
は、低倍側での軸外収差性能が悪化する。
パワーを持つ第2レンズ群のパワーが強くなるので、条
件(4)のときと同様に、高倍側の軸上性能と低倍側の
軸外性能が悪化する。これは、第2レンズ群で光線が強
く曲げられることによるもので、低倍側のコマ収差や高
倍側の球面収差が発生して高倍側と低倍側の性能を良好
に維持することができなくなってしまう。また、第3レ
ンズ群での低倍側での光線高が高くなり、レンズ外径が
大きくなるので好ましくない。
は、第12の発明において、前記第1レンズ群の最も物
体側のレンズ群は、物体側に凹面を向けた負レンズと正
レンズの接合メニスカスレンズで構成されたことを特徴
とする。
物体側に凹面を向けた負レンズと正レンズで構成され、
接合メニスカスレンズの接合面が負の屈折力を持ってい
る。そして、この面で軸上光線高を上げた後に第2レン
ズ群へと光束を導く後続の第1レンズ群部分によって収
斂光束へ変換して、第2レンズ群に入射させる。つま
り、第1レンズ群内にペッツバール和を抑える効果を持
たせて、像面平坦性を良好に補正するようにしている。
また、この接合メニスカスレンズは物体側に凹面を向け
ているので、コマ収差や非点収差等の軸外収差の発生を
抑えることができる。この接合メニスカスレンズは、高
倍側と低倍側での収差補正に効果的である。
は、第13の発明において、前記第1レンズ群は複数の
接合レンズ群を備えており、その接合レンズ群の正レン
ズのアッベ数をνP、接合レンズ群の負レンズのアッベ
数をνNとするとき、第1レンズ群中の何れかの接合レ
ンズ群が以下の条件(11)を満足することを特徴とす
る。
で、条件(11)を満足する複数の接合レンズ群によ
り、球面収差と軸上色収差を良好に補正することができ
る。また、低倍側での軸外主光線が最も高くなるので、
倍率色収差も良好に補正することが可能となる。
分散性の硝材を用いることで、さらに色収差補正が良好
となる。
側の球面収差と軸上色収差及び低倍側の倍率色収差を補
正するのが困難となる。
は、第12の発明において、前記第2レンズ群は、互い
に凹面を向けた少なくとも2つのレンズ群で構成された
ことを特徴とする。
レンズ群を少なくとも備えた構成にすることにより、強
い負のパワーを持たせてぺッツバール和を小さくするこ
とができる。これにより、特に高倍側での像面平坦性を
良好に補正することが可能となる。第2レンズ群が互い
に凹面が向き合っていないレンズ群で構成されている場
合には、第2レンズ群の負のパワーが弱くなってペッツ
バール和を小さくすることができない。あるいは、互い
に向き合った面と反対側の面の曲率半径が小さくなっ
て、第2レンズ群での軸外収差が悪化してしまう。
は、第12の発明において、前記第4レンズ群は、少な
くとも第3レンズ群側に凸面を向けた正レンズと負レン
ズの接合メニスカスレンズと、第3レンズ群側に凹面を
向けた負のパワーを持つレンズ群とで構成されたことを
特徴とする。
スレンズは、ガウスレンズと略似たような作用をするの
で、軸外光束の光線高を下げてコマ収差の補正に効果的
である。しかも、その接合メニスカスレンズによって光
線高を下げた光束は、像側に配置され第3レンズ群側に
凹面を向けた負のパワーを持つレンズ群によって、無限
遠光束へと変換される。また、その接合メニスカスレン
ズは、軸外主光線の光線高を入射時と射出時でほとんど
変化させない作用ををする。すなわち、第3レンズ群側
に凹面を向けた負のパワーを持つレンズ群に入射する光
線高と角度は変倍にかかわらず略一定になる。この結
果、第3レンズ群側に凹面を向けた負のパワーを持つレ
ンズ群によって形成される射出瞳の位置は、低倍側と高
倍側ほとんど変化しないことになる。
は、第16の発明において、前記第4レンズ群は、第3
レンズ群側から、正レンズと負レンズで構成された接合
メニスカスレンズと、両凹レンズと正メニスカスレンズ
で構成された接合負レンズとを備え、以下の条件(1
2)、(13)、(14)を満足することを特徴とす
る。
は、前記接合負レンズの焦点距離、ν4nは、前記接合
負レンズの両凹レンズのアッベ数、ν4pは、前記接合
負レンズの正メニスカスレンズのアッベ数、N4pは、
前記接合負レンズの正メニスカスレンズの屈折率、であ
る。
4レンズ群での非点収差の発生を抑えることができる。
また、球面収差とコマ収差を第3レンズ群で発生する方
向と逆向きに発生させることができる。すなわち、第3
レンズ群で発生する収差を打ち消す方向に収差を発生さ
せることができるので収差補正が効果的に行える。
光線高は、前述の通り、第4レンズ群が最も高いので、
特に高倍側の倍率色収差を補正することが可能となる。
径を比較的緩い面で構成されるので、低倍側のコマ収差
や非点収差の補正と高倍側の球面収差の補正に効果的で
ある。
側のコマ収差と球面収差の補正が悪化してしまうので、
好ましくない。
側の倍率色収差が補正できなくなる。
ニスカスレンズの曲率半径がきつくなって低倍側の球面
収差やコマ収差が悪化してしまうので、好ましくない。
は、第1〜5、第11の発明において、前記第1レンズ
群の後側焦点位置近傍に、開口絞りを備えていることを
特徴とする。
が無限遠に設定されるテレセントリック光学系であるた
め、開口絞りを第1レンズ群の後側焦点位置近傍に配置
している。本発明の顕微鏡ズーム対物レンズにおいて
も、開口絞りを第1レンズ群の後側焦点位置近傍に配置
することで、テレセントリック光学系に構成することが
可能である。また、開口絞りは第2レンズ群よりも物体
側に配置されるので、ズーム変倍の際に光軸上に沿って
移動させる必要がない。そのため、入射瞳位置の変動が
生じないので好ましい構成と言える。
数を高く、低倍側では径を小さくして開口数を低くなる
ように開口絞りの径を変化させることで、従来の対物レ
ンズと同様の開口数と周辺光量を確保できるので好適で
ある。
ンズ群の位置は常に第1レンズ群の後側焦点位置より像
側になる。よって、上記のように変倍に応じて開口絞り
の径を変化させることができる。これに対して、レンズ
系が4群構成の場合は、低倍側で第2レンズ群が第1レ
ンズ群の後側焦点位置よりも第1レンズ群側に位置す
る。そのため、開口絞りと第2レンズ群が接触しないよ
うにするためにも、絞り径を可変にしておくことは有効
である。
は、第1〜5、第11、第12の発明において、前記第
1レンズ群と物体の間隔をWD、前記第1レンズ群の焦
点距離をF1 としたとき、以下の条件(15)を満足す
ることを特徴とする。
1レンズ群の最も物体側のレンズ面と物体の間の軸上間
隔である。ただし、実質的には作動距離と同じである。
よって、条件(15)は作動距離の条件式とみなすこと
ができる。
件(15)を満足すると、比較的長い作動距離WDと高
倍側での球面収差の補正をバランス良く実現できる。し
かも、第11の顕微鏡ズーム対物レンズに関して述べた
ように、条件(8)を満足するので、変倍時の射出瞳位
置の変動を抑えながら高変倍化を実現することができ
る。
ると、作動距離が長くなりすぎて、第1レンズ群に入射
する光線高が高くなり、高倍側の球面収差の補正が困難
になるか、高い変倍比を実現することができなくなって
しまうので、好ましくない。
条件(15’)を満足することが好ましい。
合は、高倍側での第1レンズ群での軸上光線高を極端に
高くせずに抑えることができるので、第1レンズ群のレ
ンズ枚数を抑えて全長を短くでき、球面収差や軸上色収
差を良好に補正することが可能となる。
ると、高倍側での球面収差や軸上色収差が悪化する。ま
た、悪化した球面収差を補正するためにレンズ枚数を増
やさなければならなくなる。また、第2レンズ群や第3
レンズ群の収差補正の寄与が非常に大きくなるので、低
倍から高倍までの性能を良好に維持するには問題があ
る。
は、第1〜4、第15の発明において、前記第2レンズ
群は、少なくとも1つの正レンズと負レンズで構成され
た接合メニスカスレンズを備え、前記正レンズの屈折率
をN2P、アッベ数をν2P、前記負レンズのアッベ数
をν2Nとしたとき、以下の条件(16)、(17)を
満足することを特徴とする。
7’)を満足するのが好ましい。
の屈折率が高いので、第3レンズ群側のレンズ面の曲率
半径を大きくすること、すなわち、比較的緩い面で構成
することができる。そのため、コマ収差や非点収差の発
生を抑えることができる。また、その接合レンズの負レ
ンズの屈折率は比較的小さい方が、ペッツバール和を小
さくできる。
と、その接合レンズの正レンズの屈折率が低いので、第
3レンズ群側のレンズ面の曲率半径が比較的小さくなっ
て、コマ収差や非点収差が悪化する。また、高倍での軸
上色収差や球面収差の曲がりが大きくなってしまう。
を良好に補正できる。レンズ系が3群構成の場合、高倍
では、軸外主光線高が第2レンズ群と第3レンズ群にお
いて高くなり、低倍側では、第3レンズ群での軸外主光
線高が高く、第2レンズ群での軸外主光線高が低くな
る。条件(17’)は、高倍側での倍率色収差を良好に
補正する。
倍率色収差が悪化する。また、第3レンズ群の倍率色収
差の補正効果を高めると、低倍側の軸上色収差軸外収差
が悪化して、低倍から高倍までをバランス良く補正する
ことが難しい。
6’)、(17)を満足するのが好ましい。
屈折率が高いので、第3レンズ群側のレンズ面の曲率半
径を比較的大きくすることができる。この結果、コマ収
差や非点収差の補正に大きな効果が得られる。また、そ
の接合レンズの負レンズの屈折率は比較的小さい方が、
ペッツバール和を小さくできる。条件(16’)の下限
の1.68を下回ると、接合レンズの正レンズの屈折率
が低いので、第3レンズ群側のレンズ面の曲率半径が小
さくなって、コマ収差や非点収差が悪化する。また、高
倍での軸上色収差や球面収差の曲がりが大きくなってし
まう。
良好に補正できる。これは、レンズ系が4群構成の場
合、第2レンズ群での主光線高は高倍と低倍では光軸に
対して符号が異なるので、低倍側と高倍側の倍率色収差
をバランス良く補正するのに効果的である。条件(1
7)の下限の20を下回ると、高倍側と低倍側の倍率色
収差の何れかが悪化してしまい、ズーム全域での倍率色
収差を補正するのが困難となってしまう。
は、第1〜4、第12の発明において、前記第3レンズ
群のアッベ数が最も高い正レンズのアッベ数をν3p、
アッベ数が最も低い負レンズのアッベ数をν3nとした
とき、以下の条件(18)を満足することを特徴とす
る。
低倍側での球面収差と軸外収差を効果的に補正でき、さ
らに、条件(18)を満足すると、低倍側の軸上色収差
及び低倍から高倍に至る倍率色収差を良好に補正するこ
とが可能となる。また、異状分散性の硝材を用いること
で、一層の色収差補正が可能である。
倍側での軸上色収差や低倍から高倍に至る倍率色収差補
正が困難になってくる。また、高倍側での倍率色収差も
悪化し、他のレンズ群によって色収差補正を行なうと、
低倍側、高倍側での性能をバランス良く補正することが
できなくなる。
になる。第3レンズ群は、変倍作用を持つ第2レンズ群
からの光束を受けるレンズ群である。第3レンズ群は、
像面を一定にする作用を持つ移動群であるので、ズーム
全域で第3レンズ群に入射する光束の光線高は大きく変
化しない。したがって、第12の顕微鏡ズーム対物レン
ズの構成により、低倍側での球面収差と軸外収差を効果
的に補正できる。
ように、さらに、条件(18)を満足すると、低倍側の
軸上色収差及び低倍から高倍に至る倍率色収差を良好に
補正することが可能となる。また、異常分散性の硝材を
用いることで、一層の色収差補正が可能である。条件
(18)の下限の35を下回ると、低倍側での軸上色収
差や低倍から高倍に至る倍率色収差補正が困難になって
くる。また、高倍側での倍率色収差も悪化し、他のレン
ズ群によって色収差補正を行うと、低倍側、高倍側での
性能をバランス良く補正することができなくなる。
は、第1〜第5、第11、第12の発明において、変倍
比が3以上であることを特徴とする。なお、第5、第1
1、第12の発明においては、変倍比が4以上である。
は、物体から順に、正のパワーを持つ第1レンズ群、負
のパワーを持つ第2レンズ群、正のパワーを持つ第3レ
ンズ群の少なくとも3つのレンズ群で構成され、少なく
とも1つの非球面を備え、以下の条件(19)を満足す
ることを特徴とする。
数である。
を備えることにより、高倍側の収差性能を良好に補正し
た顕微鏡ズーム対物レンズの高変倍化あるいは高開口数
化が達成できる。さらに、第1レンズ群中に非球面を用
いることで、第1レンズ群の全長を抑えることが可能と
なる。また、変倍作用の第2レンズ群の移動量を確保し
て、高変倍化と、変倍時の射出瞳位置の変動を抑えるこ
とが可能となる。
成すると、以下のようになる。高変倍化あるいは高開口
数化を実現しようとすると、第1レンズ群の正のパワー
が非常に大きくなり、そのために球面収差及び軸上色収
差がより大きく発生する。この補正のために第1レンズ
群のレンズ枚数を非常に多くしなければならない。しか
も、変倍作用の第2レンズ群のパワーも強くなり、変倍
のための移動量もより大きく必要となってくる。
なり、かつ、第2レンズ群の移動量が大きくなると、特
にレンズ系が4群構成の場合は、第3レンズ群と第4レ
ンズ群の配置から、どうしても顕微鏡ズーム対物レンズ
の全長をコンパクトにすることができない。さらに、第
1レンズ群の全長が長くなると、第1レンズ群の後側焦
点位置が第1レンズ群中に入り込んでしまうので、変倍
時の射出瞳位置の変動を抑えることができなくなり、顕
微鏡のシステム性が損なわれてしまう。しかも、第1レ
ンズ群のレンズ枚数の増加に伴ってコストアップも招い
てしまう。
は、第5、第11発明において、前記第1レンズ群又は
第3レンズ群中に、少なくとも1つの非球面を備えたこ
とを特徴とする。
を備えることにより、高倍側の収差性能を良好に補正し
た顕微鏡ズーム対物レンズにおいて、高変倍化あるいは
高開口数化が達成できる。さらに、第1レンズ群中に非
球面を用いることで、第1レンズ群の全長を抑えること
が可能となる。また、変倍作用をする第2レンズ群の移
動量を確保して、高変倍化と、変倍時の射出瞳位置の変
動を抑えることが可能となる。
非球面を備えることにより、低倍側から高倍側に至る球
面収差及び軸外収差を全般的に良好に補正した顕微鏡ズ
ーム対物レンズが達成できる。低倍側から高倍側にかけ
て第3レンズ群に入射する光束径は極端に変化しないの
で、非球面を第3レンズ群に設けることで、低倍側の球
面収差とコマ収差、及び高倍側の非点収差とコマ収差の
補正が可能である。
以下のようになる。高変倍化あるいは高開口数化を実現
しようとすると、第1レンズ群の正のパワーが強くな
り、しかも変倍作用の第2レンズ群のパワーも強くな
る。この結果、第3レンズ群に入射する光束径が大きく
なり、しかも、軸上光線高及び軸外主光線の入射角度も
きつくなる。そのため、第3レンズ群のレンズ枚数が増
えてしまい、結果として顕微鏡ズーム対物レンズの全長
をコンパクトに抑えることができなくなってしまう。
は、第1〜第5、第11、第12、第23、第24の発
明において、前記顕微鏡ズーム対物レンズの作動距離を
WDとしたとき、以下の条件(20)を満足することを
特徴とする。
5mm程度であり、10倍では開口数によって異なるが
3〜10mm程度である。作動距離が長い程標本と対物
レンズの先端の接触が回避でき、また、操作性の向上に
もつながる。しかしながら、作動距離が余りに長いと球
面収差の補正が困難になる。したがって、本発明の顕微
鏡ズーム対物レンズにおいて、条件(20)を満足する
と、高倍側の球面収差を補正しながら、高い変倍比を実
現し、かつ、作動距離を比較的長くしながら、標本の操
作性や対物レンズ先端と標本との接触の回避をバランス
良く実現させることが可能となる。
と、作動距離が短くなって、合焦の際に対物レンズの先
端と標本が接触して標本の破損のおそれがある。また、
標本の位置出しや操作性が悪化するので、好ましくな
い。
と、作動距離が長くなって操作性は向上するが、高倍側
での球面収差の補正が困雌となる。あるいは、高い変倍
比を実現することが困難になってしまう。
は、第1〜第5、第11、第12、第23、第24の発
明において、前記顕微鏡ズーム対物レンズの最も像側に
あるレンズ群の像側に最も近い面から物体までの距離を
Lとするとき、以下の条件(21)を満足することを特
徴とする。
3レンズ群になる。また、レンズ系が4群構成の場合、
最終レンズ群は第4レンズ群になる。
ありながら、本発明の顕微鏡ズーム対物レンズ及び顕微
鏡システムを従来の手法に比べて非常にコンパクトに構
成することができる。
と、移動群である第2レンズ群、第3レンズ群、第4レ
ンズ群の移動するスペースが少なくなって、高い変倍比
を実現できなくなる。また、高い変倍比を実現するため
に移動群の第2、第3、第4レンズ群の移動量を確保す
ると、第1レンズ群の全長が短くなって高倍側の球面収
差の補正が困難となる。
と、高倍化や高変倍化には有利となるが、全長が長くな
って顕微鏡システムをコンパクトに構成できなくなるの
で好ましくない。
は、第1〜第5、第11、第12、第23、第24の発
明において、前記顕微鏡ズーム対物レンズは4群構成で
あって、最も低倍側での射出瞳位置をE1、最も高倍側
での射出瞳位置をE2としたとき、以下の条件(22)
を満足することを特徴とする。
瞳位置と照明光学系の瞳位置との共役関係を、低倍側か
ら高倍側まで略一致させることができる。また、軸外光
線のケラレ等による周辺光量の低下を防止することが可
能となる。よって、取り付け可能な中間鏡筒ユニット
(付属ユニット)の種類が増えるので、顕微鏡のシステ
ム性が大きく向上する。なお、射出瞳位置とは、顕微鏡
ズーム対物レンズの射出瞳位置のことである。
と、低倍側と高倍側の射出瞳位置の変動が大きくなるの
で、顕微鏡照明光学系による光線のケラレやが生じる。
また、中間鏡筒ユニットを組み合せた場合に周辺光量が
低下するので、顕微鏡のシステム性を低下させてしま
う。
は、第5、第11の発明において、非球面が設けられた
レンズ面の面形状が、光軸から離れるに従って曲率半径
が大きくなるような面形状であることを特徴とする。
きい場合に、第1レンズ群で発生する球面収差が非常に
大きくなる。これは、入射する光線に対して面の傾きが
大きい(屈折力が大きい)からである。そこで、非球面
の形状を光軸から離れるに従って曲率半径が緩くなる形
状にすると、面の屈折力が弱くなる。したがって、第2
8の発明のように、軸上光線の開口比が大きくなるにつ
れて非球面の屈折力が弱くなる面形状にすることで、効
果的に球面収差の補正を行うことができる。
内での球面収差の発生量を少なくできれば、全体の球面
収差を補正のために、その他のレンズ群で発生させてい
る逆向きの球面収差を少なくさせることができる。これ
は、その他のレンズ群が持っている収差補正能力を、球
面収差以外の収差補正のために使うことができることを
意味する。よって、球面収差以外の収差も良好に補正す
ることができる。また、各レンズ群での収差発生量を小
さくできるので、製作上の公差を緩くすることが可能と
なる。
ンズにおいて、第2レンズ群の構成を第2の発明と同じ
ようにしてもよい。また、第20の発明の条件(1
6)、(17)を満足するようにしてもよい。
は、第28の発明において、前記第4レンズ群を備え、
該第4レンズ群は、第3レンズ群側に凸面を向けた正レ
ンズと負レンズの接合メニスカスレンズと、第3レンズ
群側に凹面を向けたレンズ群で少なくとも構成され、条
件(12)、(13)を満足することを特徴とする。
える。そして、第3レンズ群側に凸面を向けた正レンズ
と負レンズの接合メニスカスレンズと、第3レンズ群側
に凹面を向けた負のパワーを持つレンズ群で構成されて
いる。第3レンズ群側に配置された接合メニスカスレン
ズは、ガウスレンズの作用を生じる。そのため、ここで
軸外光束の光線高を下げられて、コマ収差が効果的に補
正される。しかも、像側に配置され第3レンズ群側に凹
面を向けたレンズ群に負のパワーが与えられているの
で、接合メニスカスレンズによって光線高を下げた光束
はこの負のパワーを持つレンズ群によって無限遠光束へ
と変換される。
軸外主光線の角度と光線高をほとんど変化させない。そ
のため、負のパワーを持つレンズ群に入射する軸外主光
線の角度と光線高は、低倍側と高倍側で略一定になるの
で、低倍側と高倍側の射出瞳位置の変動を抑える作用を
する。
物レンズの実施例について説明する。
説明する。以下に述べる実施例1〜10の顕微鏡ズーム
対物レンズは、無限遠設計であって、単独では結像しな
い。そのため、図16に示すように、両凸レンズと物体
側に凹面を向けた負メニスカスレンズとの接合レンズ
と、両凸レンズと両凹レンズとの接合レンズとからな
り、後記するレンズデータを有する結像レンズを各実施
例の顕微鏡ズーム対物レンズの像側に配置して使用す
る。なお、この結像レンズの焦点距離は179.994
mmである。
顕微鏡ズーム対物レンズの後方に、物体から結像レンズ
の物体側のレンズ面までの距離を150mmの位置に配
置したときの収差図であり、実施例9〜10の収差図
は、顕微鏡ズーム対物レンズの後方に、物体から結像レ
ンズの物体側のレンズ面までの距離を100mmの位置
に配置したときの収差図である。なお、物体から結像レ
ンズの物体側のレンズ面までの間隔が、100〜200
mm程度の間では収差はほとんど変化しない。
タ表を参照にして、本発明のズーム対物レンズの実施例
1〜10について説明する。なお、後記の各実施例のレ
ンズデータ表中には、上記の結像レンズも含めて示して
ある。
は倍率10X、NA0.25、図1(b)は倍率20
X、NA0.4、図1(c)は倍率40X、NA0.6
の場合のレンズ断面と光路を示す。物体側から順に、正
のパワーを持つ第1レンズ群G1、負のパワーを持つ第
2レンズ群G2、正のパワーを持つ第3レンズ群G3で
構成され、低倍側から高倍側へ変倍する際に、第1レン
ズ群G1と第2レンズ群G2の間隔が大きくなり、第2
レンズ群G2と第3レンズ群G3の間隔が小さくなるよ
うに、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3が光軸上を
移動する。
を向け、物体側から両凹レンズと両凸レンズの接合負メ
ニスカスレンズ、両凸レンズ、物体側に凸面を向けた負
メニスカスレンズと両凸レンズの接合正レンズ、両凸レ
ンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸
レンズの接合負レンズ、両凸レンズで構成される。第2
レンズ群G2は、両凹レンズと負メニスカスレンズの接
合負レンズ、両凹レンズと両凸レンズのパワーのほとん
どない接合負メニスカスレンズで構成されている。第3
レンズ群G3は、両凸レンズ、物体側に凸面を向けた負
メニスカスレンズと両凸レンズの接合正レンズで構成さ
れている。
2、10倍から40倍まで変倍し、開口数が0.25か
ら0.6である。開口絞りSは、第1レンズ群G1と第
2レンズ群G2の間にあり、第1レンズ群G1の後側焦
点位置近傍に配置され、変倍と共に所定の開口数になる
ように絞り径が変化する機構を備えている。
は倍率10X、NA0.25、図2(b)は倍率20
X、NA0.4、図2(c)は倍率30X、NA0.5
5の場合のレンズ断面と光路を示す。物体側から順に、
正のパワーを持つ第1レンズ群G1、負のパワーを持つ
第2レンズ群G2、正のパワーを持つ第3レンズ群G3
で構成され、低倍側から高倍側へ変倍する際に、第1レ
ンズ群G1と第2レンズ群G2の間隔が大きくなり、第
2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間隔が小さくなる
ように、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3が光軸上
を移動する。
を向け、物体側から両凹レンズと両凸レンズの接合負メ
ニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズと両凸レンズ
のパワーのほとんどない接合正メニスカスレンズ、両凸
レンズ、両凸レンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカ
スレンズと両凸レンズの接合負レンズ、物体側に凸面を
向けた正メニスカスレンズで構成される。第2レンズ群
G2は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと両
凹レンズとパワーのほとんどない正メニスカスレンズの
3枚で構成された接合負レンズ、両凹レンズと正メニス
カスレンズの接合負レンズで構成されている。第3レン
ズ群G3は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ
と両凸レンズの接合正レンズ、物体側に凸面を向けた負
メニスカスレンズと両凸レンズの接合正レンズで構成さ
れている。
2、10倍から30倍まで変倍し、開口数が0.25か
ら0.55である。開口絞りSは、第1レンズ群G1と
第2レンズ群G2の間にあり、第1レンズ群G1の後側
焦点位置近傍に配置され、変倍と共に所定の開口数にな
るように、絞り径が変化する機構を備えている。
は倍率10X、NA0.25、図3(b)は倍率20
X、NA0.4、図3(c)は倍率40X、NA0.6
の場合のレンズ断面と光路を示す。物体側から順に、正
のパワーを持つ第1レンズ群G1、負のパワーを持つ第
2レンズ群G2、正のパワーを持つ第3レンズ群G3で
構成され、低倍側から高倍側へ変倍する際に、第1レン
ズ群G1と第2レンズ群G2の間隔が大きくなり、第2
レンズ群G2と第3レンズ群G3の間隔が小さくなるよ
うに、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3が光軸上を
移動する。
を向け、物体側から両凹レンズと両凸レンズの接合負メ
ニスカスレンズ、物体側に凹面を向けた正メニスカスレ
ンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸
レンズの接合正レンズ、物体側に凸面を向けた負メニス
カスレンズと両凸レンズの接合正レンズ、物体側に凸面
を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズのパワーのゆ
るい接合正レンズ、物体側に凸面を向けたパワーのゆる
い正メニスカスレンズで構成される。第2レンズ群G2
は、両凹レンズと正メニスカスレンズの接合負レンズ、
両凹レンズと両凸レンズの接合正メニスカスレンズで構
成されている。第3レンズ群G3は、物体側に凹面を向
けた正メニスカスレンズ、両凸レンズと両凹レンズのパ
ワーの弱い接合負メニスカスレンズで構成されている。
2、10倍から40倍まで変倍し、開口数が0.25か
ら0.6である。開口絞りSは、第1レンズ群G1と第
2レンズ群G2の間にあり、第1レンズ群G1の後側焦
点位置近傍に配置され、変倍と共に所定の開口数になる
ように、絞り径が変化する機構を備えている。
は倍率10X、NA0.25、図4(b)は倍率20
X、NA0.4、図4(c)は倍率30X、NA0.5
5の場合のレンズ断面と光路を示す。物体側から順に、
正のパワーを持つ第1レンズ群G1、負のパワーを持つ
第2レンズ群G2、正のパワーを持つ第3レンズ群G3
で構成され、低倍側から高倍側へ変倍する際に、第1レ
ンズ群G1と第2レンズ群G2の間隔が大きくなり、第
2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間隔が小さくなる
ように、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3が光軸上
を移動する。
を向け、物体側から両凹レンズと両凸レンズの弱いパワ
ーを持つ接合正メニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レ
ンズと両凸レンズの接合負メニスカスレンズ、物体側に
ゆるい凹面を向けた正メニスカスレンズ、両凸レンズ、
物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズ
の接合正レンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレ
ンズで構成される。第2レンズ群G2は、両凹レンズと
正メニスカスレンズの接合負レンズ、物体側に凹面を向
けた負メニスカスレンズと正メニスカスレンズの接合正
メニスカスレンズで構成されている。第3レンズ群G3
は、像側にゆるい凸面を持つ両凸レンズ、物体側にゆる
い凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズのパワ
ーの弱い接合正レンズで構成されている。
ンズ群G1と第2レンズ群G2の間にあり、第1レンズ
群G1の後側焦点位置近傍に配置され、変倍と共に所定
の開口数になるように、絞り径が変化する機構を備えて
いる。
2、10倍から30倍まで変倍し、開口数が0.25か
ら0.55である。
は倍率10X、NA0.25、図5(b)は倍率20
X、NA0.4、図5(c)は倍率30X、NA0.5
5の場合のレンズ断面と光路を示す。物体側から順に、
正のパワーを持つ第1レンズ群G1、負のパワーを持つ
第2レンズ群G2、正のパワーを持つ第3レンズ群G3
で構成され、低倍側から高倍側へ変倍する際に、第1レ
ンズ群G1と第2レンズ群G2の間隔が大きくなり、第
2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間隔が小さくなる
ように、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3が光軸上
を移動する。
を向け、物体側から両凹レンズと両凸レンズの接合負メ
ニスカスレンズ、両凸レンズ、物体側に凸面を向けた負
メニスカスレンズと両凸レンズの接合正レンズ、物体側
にゆるい凸面を持つ両凸レンズ、物体側に凸面を向けた
負メニスカスレンズと両凸レンズのパワーのゆるい接合
正レンズ、両凸レンズで構成される。第2レンズ群G2
は、物体側にゆるい凹面を向けた正メニスカスレンズと
両凹レンズと正メニスカスレンズの接合負レンズ、両凹
レンズと正メニスカスレンズの接合負レンズで構成され
ている。第3レンズ群G3は、両凹レンズと両凸レンズ
の接合正メニスカスレンズ、物体側に凸面を向けた負メ
ニスカスレンズと両凸レンズの接合正レンズで構成され
ている。
2、10倍から30倍まで変倍し、開口数が0.25か
ら0.55である。開口絞りSは、第1レンズ群G1と
第2レンズ群G2の間にあり、第1レンズ群G1の後側
焦点位置近傍に配置され、変倍と共に所定の開口数にな
るように、絞り径が変化する機構を備えている。
は倍率10X、NA0.25、図6(b)は倍率20
X、NA0.4、図6(c)は倍率40X、NA0.6
の場合のレンズ断面と光路を示す。物体側から順に、正
のパワーを持つ第1レンズ群G1、負のパワーを持つ第
2レンズ群G2、正のパワーを持つ第3レンズ群G3で
構成され、低倍側から高倍側へ変倍する際に、第1レン
ズ群G1と第2レンズ群G2の間隔が大きくなり、第2
レンズ群G2と第3レンズ群G3の間隔が小さくなるよ
うに、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3が光軸上を
移動する。
を向け、物体側から両凹レンズと両凸レンズの接合負メ
ニスカスレンズ、物体側に凹面を向けた正メニスカスレ
ンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸
レンズの接合正レンズ、両凹レンズと両凸レンズの接合
正メニスカスレンズ、物体側にゆるい凸面を向けた負メ
ニスカスレンズと両凸レンズのパワーのほとんどない接
合負レンズ、両凸レンズで構成される。第2レンズ群G
2は、両凹レンズと正メニスカスレンズの接合負レン
ズ、両凹レンズと両凸レンズの接合正メニスカスレンズ
で構成されている。第3レンズ群G3は、物体側にゆる
い凸面を持つ両凸レンズ、両凸レンズと両凹レンズの接
合負メニスカスレンズで構成されている。
2、10倍から40倍まで変倍し、開口数が0.25か
ら0.6である。開口絞りSは、第1レンズ群G1と第
2レンズ群G2の間にあり、第1レンズ群G1の後側焦
点位置近傍に配置され、変倍と共に所定の開口数になる
ように、絞り径が変化する機構を備えている。
は倍率10X、NA0.25、図7(b)は倍率20
X、NA0.4、図7(c)は倍率40X、NA0.6
の場合のレンズ断面と光路を示す。物体側から順に、正
のパワーを持つ第1レンズ群G1、負のパワーを持つ第
2レンズ群G2、正のパワーを持つ第3レンズ群G3で
構成され、低倍側から高倍側へ変倍する際に、第1レン
ズ群G1と第2レンズ群G2の間隔が大きくなり、第2
レンズ群G2と第3レンズ群G3の間隔が小さく、ま
た、第1レンズ群G1は第2レンズ群G2とは光軸上を
逆方向に移動するように、第1レンズ群G1、第2レン
ズ群G2と第3レンズ群G3が光軸上を移動する。
を向け、物体側から両凹レンズと両凸レンズの接合負メ
ニスカスレンズ、両凸レンズ、物体側に凸面を向けた負
メニスカスレンズと両凸レンズの接合正レンズ、物体側
に凹面を向けた正メニスカスレンズ、物体側に凸面を向
けた負メニスカスレンズと両凸レンズのパワーのゆるい
接合負レンズ、両凸レンズで構成される。第2レンズ群
G2は、両凹レンズと負メニスカスレンズの接合負レン
ズ、両凹レンズと両凸レンズのほとんどパワーのない接
合負メニスカスレンズで構成されている。第3レンズ群
G3は、両凸レンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカ
スレンズと両凸レンズの接合正レンズで構成されてい
る。
2、10倍から40倍まで変倍し、開口数が0.25か
ら0.6である。開口絞りSは、第1レンズ群G1と第
2レンズ群G2の間にあり、第1レンズ群G1の後側焦
点位置近傍に配置され、変倍と共に所定の開口数になる
ように、絞り径が変化する機構を備えている。
は倍率10X、NA0.25、図8(b)は倍率20
X、NA0.4、図8(c)は倍率40X、NA0.6
の場合のレンズ断面と光路を示す。物体側から順に、正
のパワーを持つ第1レンズ群G1、負のパワーを持つ第
2レンズ群G2、正のパワーを持つ第3レンズ群G3で
構成され、低倍側から高倍側へ変倍する際に、第1レン
ズ群G1と第2レンズ群G2の間隔が大きくなり、第2
レンズ群G2と第3レンズ群G3の間隔が小さくなるよ
うに、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3が光軸上を
移動する。
を向け、物体側から両凹レンズと両凸レンズの接合負メ
ニスカスレンズ、両凸レンズ、物体側に凸面を向けた負
メニスカスレンズと両凸レンズの接合正レンズ、物体側
に非常にゆるい凸面を持つ両凸レンズ、物体側に凸面を
向けた負メニスカスレンズと両凸レンズのほとんどパワ
ーのない接合負レンズ、両凸レンズで構成される。第2
レンズ群G2は、両凹レンズと負メニスカスレンズの接
合負レンズ、両凹レンズと両凸レンズの接合負メニスカ
スレンズで構成されている。第3レンズ群G3は、両凸
レンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両
凸レンズの接合正レンズで構成されている。
2、10倍から40倍まで変倍し、開口数が0.25か
ら0.6である。開口絞りSは、第1レンズ群G1と第
2レンズ群G2の間にあり、第1レンズ群G1の後側焦
点位置近傍に配置され、変倍と共に所定の開口数になる
ように、絞り径が変化する機構を備えている。
は倍率10X、NA0.25、図9(b)は倍率20
X、NA0.4、図9(c)は倍率40X、NA0.7
の場合のレンズ断面と光路を示す。物体側から順に、正
のパワーを持つ第1レンズ群G1、負のパワーを持つ第
2レンズ群G2、正のパワーを持つ第3レンズ群G3の
3つのレンズ群で構成され、低倍側から高倍側へ変倍す
る際に、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間隔が
大きくなり、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間
隔が小さくなるように、第2レンズ群と第3レンズ群が
光軸上を移動する。
を向け、物体側から両凹レンズと両凸レンズの接合負メ
ニスカスレンズ、物体側に平面を向けた平凸レンズ、物
体側に大きな曲率半径の凸面を向けた両凸レンズ、両凸
レンズと両凹レンズと両凸レンズの3枚で構成された正
の接合レンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレン
ズと両凸レンズの接合正レンズからなる。第2レンズ群
G2は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと両
凹レンズの接合レンズ、両凹レンズと物体側に凸面を向
けた正メニスカスレンズの接合レンズで構成されてい
る。第3レンズ群G3は、物体側に凹面を向けた正メニ
スカスレンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレン
ズと両凸レンズの接合レンズで構成されている。
ズの凸面と、3枚で構成された接合正レンズの物体側の
凸面と第2レンズ群G2側の凸面に配置されている。
は、高倍側の軸上マージナル光線高が高い3枚の接合正
レンズと軸外主光線と従属光線の光線高が比較的高い平
凸レンズ群の凸面に配置され、高倍側での球面収差とコ
マ収差の補正に効果的である。また、第1レンズ群G1
中の3枚の接合正レンズは軸上色収差等に効果的であ
る。また、第1レンズ群G1の物体側に配置された接合
負メニスカスレンズは、ペッツバール和を抑える作用を
持ち、その接合負メニスカスレンズは物体側に凹面を向
けているので、コマ収差や非点収差等の軸外収差の発生
を抑えるので、高倍側と低倍側での収差補正に効果的で
ある。
2、10倍から40倍まで変倍し、開口数が0.25か
ら0.7である。開口絞りSは、第1レンズ群G1と第
2レンズ群G2の間にあり、第1レンズ群G1の後側焦
点位置近傍に配置され、変倍と共に所定の開口数になる
ように、絞り径が変化する機構を備えている。
(a)は倍率10X、NA0.25、図10(b)は倍
率20X、NA0.4、図10(c)は倍率40X、N
A0.65の場合のレンズ断面と光路を示す。物体側か
ら順に、正のパワーを持つ第1レンズ群G1、負のパワ
ーを持つ第2レンズ群G2、正のパワーを持つ第3レン
ズ群G3の3つのレンズ群で構成され、低倍側から高倍
側へ変倍する際に、第1レンズ群G1と第2レンズ群G
2の間隔が大きくなり、第2レンズ群G2と第3レンズ
群G3の間隔が小さくなるように、第2レンズ群と第3
レンズ群が光軸上を移動する。
凹レンズと凸レンズの接合負メニスカスレンズ、両凸レ
ンズと両凹レンズと両凸レンズの3枚で接合された接合
正レンズ、第2レンズ群側に非球面を備える両凸レン
ズ、両凸レンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレ
ンズと両凸レンズの接合正レンズで構成される。第2レ
ンズ群G2は、第1レンズ群側に凹面をむけた正メニス
カスレンズと両凹レンズの接合負レンズ、両凹レンズと
物体側に凸面を向けた凸平レンズの接合負レンズで構成
され、互いに凹面を向けた構成である。第3レンズ群G
3は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ、物体
側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズの接
合正レンズで構成されている。
軸上マージナル光線高が高いところに配置され、球面収
差の補正に効果的である。また、第1レンズ群G1の物
体側に配置された接合負メニスカスレンズは、実施例9
と同様に、ペッツバール和を抑えている。3枚で構成さ
れた接合正レンズについても、その接合正レンズの接合
面の負屈折力により光線高を上げているので、ペッツバ
ール和を抑え、コマ収差の補正にも効果的である。
22、10倍から40倍まで変倍し、開口数が0.25
から0.65である。開口絞りSは、第1レンズ群G1
と第2レンズ群G2の間にあり、第1レンズ群G1の後
側焦点位置近傍に配置され、変倍と共に所定の開口数に
なるように、絞り径が変化する機構を備えている。
レンズの収差図をそれぞれ図17〜図26に示す。これ
らの収差図において、(a)、(b)、(c)はぞれぞ
れ図1〜図10の(a)、(b)、(c)の状態に対応
する倍率のときの収差図であり、各状態において、“S
A”は球面収差、“AS”は非点収差、“DZ”は軸外
縦収差、“DT”は歪曲収差を示す。これら収差図中、
“IH”は像高を示す。
物レンズの実施例11〜15について説明する。各実施
例のレンズデータは後記するが、図11〜図15はそれ
ぞれ実施例11〜15のレンズ構成を示す断面図であ
り、図11(a)、(b)、(c)は実施例11の10
倍、20倍、40倍での光路を示す断面図、図12
(a)、(b)、(c)は実施例12の10倍、20
倍、40倍での光路を示す断面図、図13(a)、
(b)、(c)は実施例13の20倍、40倍、80倍
での光路を示す断面図、図14(a)、(b)、(c)
は実施例14の10倍、20倍、50倍での光路を示す
断面図、図15(a)、(b)、(c)は実施例15の
10倍、20倍、40倍での光路を示す断面図である。
レンズは、無限遠設計であって、単独では結像しない。
そのため、図16の構成で、後記するレンズデータを有
する結像レンズを各実施例での顕微鏡ズーム対物レンズ
の像側に配置して使用する。なお、後記の各実施例のレ
ンズデータ中にはこの結像レンズのレンズデータも含め
て示してある。
鏡ズーム対物レンズの後方に、物体から結像レンズの物
体側のレンズ面までの距離を100mmの位置に配置し
たときの収差図である。なお、物体から結像レンズの物
体側のレンズ面までの間隔が100〜200mm程度の
間では、収差はほとんど変化しない。
して、本発明の顕微鏡ズーム対物レンズの実施例11〜
15について説明する。
例のズーム対物レンズは、物体側から順に、正のパワー
を持つ第1レンズ群G1、負のパワーを持つ第2レンズ
群G2、正のパワーを持つ第3レンズ群G3、負のパワ
ーを持つ第4レンズ群G4で構成されている。そして、
低倍側から高倍側へ変倍する際に、第1レンズ群G1と
第2レンズ群G2の間隔が大きくなり、第2レンズ群G
2と第3レンズ群G3の間隔が小さくなり、第3レンズ
群G3と第4レンズ群G4の間隔が一旦大きくなり再度
小さくなるように、第2レンズ群G2と第3レンズ群G
3と第4レンズ群G3が光軸上を移動する。
を向け、物体側から両凹レンズと両凸レンズの接合負メ
ニスカスレンズ、物体側に凹面を向けた負メニスカスレ
ンズと正メニスカスレンズの接合正メニスカスレンズ、
物体側に緩い凸面を向けた負メニスカスレンズと第2レ
ンズ群G2側に強い凸面を向けた両凸レンズの接合正レ
ンズ、両凸の単レンズ、物体側に凸面を向けた負メニス
カスレンズと両凸レンズの接合負レンズで構成される。
スカスレンズの接合負レンズ、両凹レンズと両凸レンズ
の接合負メニスカスレンズで構成され、互いに凹面を向
けた構成である。
ンズの接合正レンズ、両凸レンズで構成されている。
に凸面を向けた正メニスカスレンズと像側に凹面を向け
た負メニスカスレンズのパワーの緩い正の接合メニスカ
スレンズ、両凹レンズと正メニスカスレンズの接合負レ
ンズで構成されている。
22、10倍から40倍まで変倍し、開口数が0.25
から0.65である。開口絞りSは、第1レンズ群G1
と第2レンズ群G2の間にあり、第1レンズ群G1の後
側焦点位置近傍に配置され、変倍と共に所定の開口数に
なるように、絞り径が変化する機構を備えている。各倍
率での収差図を図27(a)、(b)、(c)に示す。
各収差図中、球面収差は“SA”、非点収差は“A
S”、像高比1.0における軸外収差は“DZ1”、像
高比0.5における軸外収差は“DZ2”、歪曲収差は
“DT”で示す。また、“FIY”は像高で、実施例1
乃至実施例10の収差図における“IH”と同じであ
る。以下の収差図においても同じ。
例のズーム対物レンズは、物体側から順に、正のパワー
を持つ第1レンズ群G1、負のパワーを持つ第2レンズ
群G2、正のパワーを持つ第3レンズ群G3、負のパワ
ーを持つ第4レンズ群G4で構成されている。そして、
低倍側から高倍側へ変倍する際に、第1レンズ群G1と
第2レンズ群G2の間隔が大きくなり、第2レンズ群G
2と第3レンズ群G3の間隔が小さくなり、第3レンズ
群G3と第4レンズ群G4の間隔が一旦大きくなり再度
小さくなるように、第2レンズ群G2と第3レンズ群G
3と第4レンズ群G4が光軸上を移動する。
を向け、物体側から両凹レンズと両凸レンズの接合負メ
ニスカスレンズ、物体側に凹面を向けた正メニスカスレ
ンズ、両凸レンズと両凹レンズと両凸レンズの3枚で接
合された接合正レンズ、両凸レンズ、物体側に凸面を向
けた負メニスカスレンズと両凸レンズの接合正レンズで
構成される。
に凹面を向けた負メニスカスレンズと緩い曲率半径を持
つ両凹レンズの接合負レンズ、両凹レンズと両凸レンズ
の接合負メニスカスレンズで構成され、互いに凹面を向
けた構成である。
ンズの接合正レンズ、両凸レンズで構成されている。
に凸面を向けた正メニスカスレンズと像側に凹面を向け
た負メニスカスレンズのパワーの緩い接合正メニスカス
レンズ、両凹レンズと正メニスカスレンズの接合負レン
ズで構成されている。
22、10倍から40倍まで変倍し、開口数が0.25
から0.65である。開口絞りSは、第1レンズ群G1
と第2レンズ群G2の間にあり、第1レンズ群G1の後
側焦点位置近傍に配置され、変倍と共に所定の開口数に
なるように、絞り径が変化する機構を備えている。各倍
率での収差図を図28(a)、(b)、(c)に示す。
例のズーム対物レンズは、物体側から順に、正のパワー
を持つ第1レンズ群G1、負のパワーを持つ第2レンズ
群G2、正のパワーを持つ第3レンズ群G3、負のパワ
ーを持つ第4レンズ群G4で構成されている。そして、
低倍側から高倍側へ変倍する際に、第1レンズ群G1と
第2レンズ群G2の間隔が大きくなり、第2レンズ群G
2と第3レンズ群G3の間隔が小さくなり、第3レンズ
群G3と第4レンズ群G4の間隔が小さくなるように、
第2レンズ群G2と第3レンズ群G3と第4レンズ群G
4が光軸上を移動する。
を向け、物体側から両凹レンズと両凸レンズの接合負メ
ニスカスレンズ、物体側に凹面を向けた正メニスカスレ
ンズ、両凸レンズと両凹レンズと両凸レンズからなる接
合正レンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ
と両凸レンズの接合正レンズで構成されている。
ズ、両凹レンズ、両凸レンズの3枚からなる接合正レン
ズの物体側と第2レンズ群G2側の空気接触面は、非球
面で構成されている。
に緩い凸面を持つ負メニスカスレンズ、両凹レンズと両
凸レンズの接合正レンズで構成され、互いに凹面を向け
た構成となっている。
に凹面を向けた正メニスカスレンズ、両凸レンズと負メ
ニスカスレンズの接合正レンズで構成されている。
に強い凸面を向けた正メニスカスレンズと像側に強い凹
面を向けた負メニスカスレンズの接合負メニスカスレン
ズ,両凹レンズと正メニスカスレンズの接合負レンズで
構成されている。第4レンズ群G4の2つのレンズ群は
互いに凹面を向けた構成となっている。
G3側に最も近い凸面形状のレンズ面は、非球面で構成
されている。
22、20倍から80倍まで変倍し、開口数が0.4か
ら0.77である。開口絞りSは、第1レンズ群G1と
第2レンズ群G2の間にあり、第1レンズ群G1の後側
焦点位置近傍に配置され、変倍と共に所定の開口数にな
るように、絞り径が変化する機構を備えている。各倍率
での収差図を図29(a)、(b)、(c)に示す。
球面を2面、第4レンズ群G4中に非球面を1面設ける
ことで、高開口数化と高倍率化と、全長がコンパクトで
ありながら射出瞳の変動を5mm以内に抑えることを実
現している。
例のズーム対物レンズは、物体側から順に、正のパワー
を持つ第1レンズ群G1、負のパワーを持つ第2レンズ
群G2、正のパワーを持つ第3レンズ群G3、負のパワ
ーを持つ第4レンズ群G4で構成されている。そして、
低倍側から高倍側へ変倍する際に、第1レンズ群G1と
第2レンズ群G2の間隔が大きくなり、第2レンズ群G
2と第3レンズ群G3の間隔が小さくなり、第3レンズ
群G3と第4レンズ群G4の間隔が一旦大きくなり再度
小さくなるように、第2レンズ群G2と第3レンズ群G
3と第4レンズ群G4が光軸上を移動する。
を向け、物体側から両凹レンズと両凸レンズの接合負メ
ニスカスレンズ、物体側に緩い凹面を向けた正メニスカ
スレンズ、両凸レンズと負メニスカスレンズと正メニス
カスレンズからなる接合正レンズ、物体側に凹面を向け
た正メニスカスレンズ、物体側に凸面を向けた負メニス
カスレンズと両凸レンズの接合正レンズで構成される。
る正メニスカスレンズの第2レンズ群G2側のレンズ面
は、非球面で構成されている。
に凹面を向けた正メニスカスレンズと両凹レンズの接合
負レンズ、両凹レンズと両凸レンズの接合負メニスカス
レンズで構成され、互いに凹面を向けた構成である。
持つ負メニスカスレンズと両凸レンズの接合正レンズ、
両凸レンズで構成されている。
に凸面を向けた正メニスカスレンズと像側に凹面を向け
た負メニスカスレンズのパワーの緩い接合正メニスカス
レンズ、両凹レンズと正メニスカスレンズの接合負レン
ズで構成されている。
絞りSは、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間に
あり、第1レンズ群G1の後側焦点位置近傍に配置さ
れ、変倍と共に所定の開口数になるように、絞り径が変
化する機構を備えている。
22、10倍から50倍まで変倍し、開口数が0.25
から0.7である。各倍率での収差図を図30(a)、
(b)、(c)に示す。
球面により、高開口数化と高い収差性能を実現し、しか
も、射出瞳位置の変動が10mm以内とズーム低倍から
高倍の範囲で略一定の値に構成されている。
例のズーム対物レンズは、物体側から順に、正のパワー
を持つ第1レンズ群G1、負のパワーを持つ第2レンズ
群G2、正のパワーを持つ第3レンズ群G3、負のパワ
ーを持つ第4レンズ群G4で構成されている。そして、
低倍側から高倍側へ変倍する際に、第1レンズ群G1と
第2レンズ群G2の間隔が大きくなり、第2レンズ群G
2と第3レンズ群G3の間隔が小さくなり、第3レンズ
群G3と第4レンズ群G4の間隔が一旦大きくなり再度
小さくなるように、第2レンズ群G2と第3レンズ群G
3と第4レンズ群G4が光軸上を移動する。
を向け、物体側から両凹レンズと両凸レンズの接合負メ
ニスカスレンズ、物体側に凹面を向けた正メニスカスレ
ンズ、両凸レンズと両凹レンズと両凸レンズからなる接
合正レンズ、物体側に非球面を持つ両凸レンズ、両凹レ
ンズと両凸レンズの接合正メニスカスレンズで構成され
ている。
た負メニスカスレンズと両凹レンズの接合負レンズ、両
凹レンズと両凸レンズの接合負メニスカスレンズで構成
され、互いに凹面を向けた構成となっている。
ンズの接合正メニスカスレンズ、両凸レンズで構成され
ている。
た正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニス
カスレンズの接合正メニスカスレンズ、両凹レンズと正
メニスカスレンズの接合負レンズで構成されている。第
4レンズ群G4の2つのレンズ群は、互いに凹面を向け
た構成となっている。
合負メニスカスレンズは、実施例9と同様に、ペッツバ
ール和を抑えている。3枚で構成された接合正レンズに
ついても、その接合正レンズの接合面の負屈折力により
光線高を上げているので、ペッツバール和を抑え、コマ
収差や軸上色収差補正にも効果的である。高倍側の軸上
マージナル光線が高い部分に非球面を配置することで、
高倍側の球面収差を効果的に補正することが可能とな
る。
22、10倍から40倍まで変倍し、開口数が0.25
から0.8である。開口絞りSは、第1レンズ群G1の
後側焦点位置近傍に配置され、低倍側では第2レンズ群
G2が第1レンズ群G1の後側焦点位置よりも物体側に
移動する。このとき、低倍側の射出瞳位置を潜らせるこ
となく高倍側の射出瞳位置に近づける作用をする。ま
た、開口絞りSは所定の開口数になるように、絞り径が
変化する機構を備える。各倍率での収差図を図31
(a)、(b)、(c)に示す。
の両凸レンズの物体側に非球面を1つ配置することで、
開口数が0.8で4倍の変倍比を備えながら、全長をコ
ンパクトに構成し、4つのレンズ群の構成により射出瞳
の変動を5mm以内に抑えることを実現している。
レンズとそれらにおいて共通に用いられている結像レン
ズのレンズデータを示す。記号は、上記の外、Mは倍
率、φは開口絞り径、NAは開口数、IHは像高、
r1 、r2 …は物体側から順に示した各レンズ面の曲率
半径、d1 、d2 …は物体側から順に示した各レンズ面
間の間隔、nd1、nd2…は物体側から順に示した各レン
ズのd線の屈折率、νd1、ν d2…は物体側から順に示し
た各レンズのアッべ数である。非球面形状は、xを光の
進行方向を正とした光軸とし、yを光軸と直交する方向
にとると、下記の式にて表される。
1)(y/r)2 }1/2 ]+A4y4 +A6y6 +A8y8 +
A10y10 ただし、rは近軸曲率半径、Kは円錐係数、A4、A6、
A8、A10 はそれぞれ4次、6次、8次、10次の非球面
係数である。
ム対物レンズにおいて、r1 、r2は物体面とその上に
配置されるカバーグラスの面の曲率半径であり、r3 以
下が各レンズ面の曲率半径を示し、d1 はカバーグラス
の厚さであり、d2 はカバーグラスと顕微鏡ズーム対物
レンズの第1面の間の距離である。また、上記実施例1
1〜15の顕微鏡ズーム対物レンズにおいては、r0 は
物体面の曲率半径、r 0 、r1 はカバーガラスの両面の
曲率半径、d0 はカバーガラスの両面間の間隔、d1 は
作動距離、nd0はカバーガラスのd線の屈折率、νd0は
カバーガラスのアッベ数である。 (実施例1) r1 = ∞(物体面) d1 = 0.17 nd1 =1.521 νd1 =56.02 r2 = ∞ d2 = 1.2514 r3 = -6.7337 d3 = 1.2783 nd2 =1.834 νd2 =37.16 r4 = 5.9444 d4 = 4.789 nd3 =1.651 νd3 =56.16 r5 = -8.7211 d5 = 0.1 r6 = 42.787 d6 = 2.9416 nd4 =1.56907 νd4 =71.3 r7 = -12.5242 d7 = 0.1 r8 = 46.2811 d8 = 2.2857 nd5 =1.788 νd5 =47.37 r9 = 13.3863 d9 = 5.7435 nd6 =1.497 νd6 =81.54 r10= -14.6612 d10= 0.15 r11= 101.2916 d11= 2.5665 nd7 =1.497 νd7 =81.54 r12= -21.4783 d12= 0.1 r13= 51.9492 d13= 3.3424 nd8 =1.804 νd8 =46.57 r14= 9.1121 d14= 3.9815 nd9 =1.43875 νd9 =94.99 r15= -37.5765 d15= 0.1 r16= 50.6501 d16= 2.0367 nd10=1.51823 νd10=58.9 r17= -136.7298 d17= 3.3779 r18= ∞(絞り) d18= d1(可変) r19= -32.4034 d19= 2.2472 nd11=1.741 νd11=52.64 r20= 24.5965 d20= 1.5 nd12=1.7552 νd12=27.51 r21= 13.0278 d21= 1.4452 r22= -16.7672 d22= 1.0203 nd13=1.51823 νd13=58.9 r23= 14.2484 d23= 2.1115 nd14=1.80518 νd14=25.42 r24= -84.0355 d24= d2(可変) r25= 90.7258 d25= 2.4841 nd15=1.48749 νd15=70.23 r26= -44.9254 d26= 0.1 r27= 200.2317 d27= 2.5 nd16=1.7185 νd16=33.52 r28= 27.3412 d28= 3.7906 nd17=1.48749 νd17=70.23 r29= -29.2453 d29= d3(可変) r30= 68.7541 d30= 7.7321 nd18=1.48749 νd18=70.21 r31= -37.5679 d31= 3.4742 nd19=1.8061 νd19=40.95 r32= -102.8477 d32= 0.6973 r33= 84.3099 d33= 6.0238 nd20=1.834 νd20=37.17 r34= -50.71 d34= 3.0298 nd21=1.6445 νd21=40.82 r35= 40.6619 d35=157.0375 r36= ∞(像面) ズームデータ M 10X 20X 40X d1 1.50356 20.3202 29.72845 d2 12.6587 8.6095 0.5111 d3 84.32435 69.55691 68.24706 φ 4.2088 6.7442 10.1344 NA 0.25 0.4 0.6 IH 11 11 11 。
するパラメータの値を以下に示す。
は、例えば次のように構成することができる。
第1レンズ群、負のパワーを持つ第2レンズ群、正のパ
ワーを持つ第3レンズ群の少なくとも3つのレンズ群で
構成され、低倍側から高倍側へ変倍する際に、前記第1
レンズ群と前記第2レンズ群の間隔が大きくなり、前記
第2レンズ群と前記第3レンズ群の間隔が小さくなるよ
うに、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群が光軸上を
移動し、第1レンズ群中に正レンズと負レンズで構成さ
れた正のパワーを持つ接合レンズを少なくとも1つ備
え、前記正レンズのアッベ数をνとしたとき、前記正レ
ンズが以下の条件(1)を満足することを特徴とする顕
微鏡ズーム対物レンズ。
群、負のパワーを持つ第2レンズ群、正のパワーを持つ
第3レンズ群の少なくとも3つのレンズ群で構成され、
低倍側から高倍側へ変倍する際に、前記第1レンズ群と
前記第2レンズ群の間隔が大きくなり、前記第2レンズ
群と前記第3レンズ群の間隔が小さくなるように、前記
第2レンズ群と前記第3レンズ群が光軸上を移動し、前
記第2レンズ群は2つのレンズ群を少なくとも有し、該
2つのレンズ群は互いに凹面を向けて構成されたことを
特徴とする顕微鏡ズーム対物レンズ。
第1レンズ群、負のパワーを持つ第2レンズ群、正のパ
ワーを持つ第3レンズ群の少なくとも3つのレンズ群で
構成され、低倍側から高倍側へ変倍する際に、前記第1
レンズ群と前記第2レンズ群の間隔が大きくなり、前記
第2レンズ群と前記第3レンズ群の間隔が小さくなるよ
うに、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群が光軸上を
移動し、前記第3レンズ群は2つの以上のレンズ群で構
成され、正レンズと負レンズで構成された少なくとも1
つの接合レンズを備えたことを特徴とする顕微鏡ズーム
対物レンズ。
第1レンズ群、負のパワーを持つ第2レンズ群、正のパ
ワーを持つ第3レンズ群の少なくとも3つのレンズ群で
構成され、低倍側から高倍側へ変倍する際に、前記第1
レンズ群と前記第2レンズ群の間隔が大きくなり、前記
第2レンズ群と前記第3レンズ群の間隔が小さくなるよ
うに、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群が光軸上を
移動し、前記第1レンズ群の最も物体側のレンズ群が物
体側に凹面を向けた接合メニスカスレンズであって、前
記接合レンズは、物体側から凹レンズ、凸レンズで構成
されたことを特徴とする顕微鏡ズーム対物レンズ。
第1レンズ群、負のパワーを持つ第2レンズ群、正のパ
ワーを持つ第3レンズ群の少なくとも3つのレンズ群で
構成され、前記第1レンズ群は複数のレンズ群で構成さ
れ、低倍側から高倍側へ変倍する際に、前記第1レンズ
群と前記第2レンズ群の間隔が大きくなり、前記第2レ
ンズ群と前記第3レンズ群の間隔が小さくなるように前
記第2レンズ群と前記第3レンズ群が光軸上を移動し、
以下の条件(2)、(3)を満足することを特徴とする
顕微鏡ズーム対物レンズ。
記第2レンズ群の低倍側から高倍側への移動量、D0
は、高倍側の顕微鏡ズーム対物レンズの全長、である。
第1レンズ群は接合レンズを含み、低倍側から高倍側へ
変倍する際に、前記第4レンズ群も光軸に沿って移動
し、次の条件(2’),(3’)を満足することを特徴
とする上記5記載の顕微鏡ズーム対物レンズ。
設け、該非球面は凸面に設けられ、次の条件(2),
(3" )を満足することを特徴とする上記5記載の顕微
鏡ズーム対物レンズ。
接合メニスカスレンズの最も物体側の曲率半径をRG
1、前記接合メニスカスレンズの最も第2レンズ群側の
曲率半径をRG2、凹レンズの屈折率をGn1、凸レン
ズの屈折率をGn2としたとき、以下の条件(4)、
(5)を満足することを特徴とする上記4記載の顕微鏡
ズーム対物レンズ。
て、前記第1レンズ群の物体から軸上光線高が最も高く
なるレンズ群までを前側第1レンズ群、軸上光線高が最
も高いレンズ群から最も第2レンズ群側までのレンズ群
を後側第1レンズ群とし、前側第1レンズ群は、物体側
から順に、物体側に凹面を向けた接合メニスカスレン
ズ、正のパワーを持つ単レンズ、凹レンズと凸レンズで
構成された接合レンズ、正のパワーを持つ凸レンズの少
なくとも4つのレンズ群で構成され、後側第1レンズ群
中に、物体側から凹レンズと凸レンズで接合された正の
パワーの接合レンズと、第2レンズ群側に凹面を向けた
メニスカスレンズとを少なくとも1つ備えたことを特徴
とする上記1から4の何れか1項記載の顕微鏡ズーム対
物レンズ。
F1、前記第2レンズ群の焦点距離をF2としたとき、
以下の条件(6)を満足することを特徴とする上記1か
ら4の何れか1項記載の顕微鏡ズーム対物レンズ。
3レンズ群の焦点距離をF3としたとき、以下の条件
(7)を満足することを特徴とする上記10記載の顕微
鏡ズーム対物レンズ。
って、以下の条件(7' )を満足することを特徴とする
上記11記載の顕微鏡ズーム対物レンズ。
って、低倍から高倍へと変倍する際に、作動距離が短く
なるように、前記第1レンズ群は前記第2レンズ群とは
反対方向へ光軸に沿って移動することを特徴とする上記
1から4の何れか1項記載の顕微鏡ズーム対物レンズ。
とを特徴とする上記5記載の顕微鏡ズーム対物レンズ。
群側に最も近いレンズ面から、前記第1レンズ群の後側
焦点位置までの距離である。
4群構成であって、第2レンズ群の焦点距離をF2、第
3レンズ群の焦点距離をF3、第4レンズ群の焦点距離
をF4としたときに、以下の条件(9)、(10)を満
足することを特徴とする上記5又は14記載の顕微鏡ズ
ーム対物レンズ。
は、物体側に凹面を向けた負レンズと正レンズの接合メ
ニスカスレンズで構成されたことを特徴とする上記15
記載の顕微鏡ズーム対物レンズ。
レンズ群を備えており、その接合レンズ群の正レンズの
アッベ数をνP、接合レンズ群の負レンズのアッベ数を
νNとするとき、第1レンズ群中の何れかの接合レンズ
群が以下の条件(11)を満足することを特徴とする上
記16記載の顕微鏡ズーム対物レンズ。
なくとも2つのレンズ群で構成されたことを特徴とする
上記15記載の顕微鏡ズーム対物レンズ。
も第3レンズ群側に凸面を向けた正レンズと負レンズの
接合メニスカスレンズと、第3レンズ群側に凹面を向け
た負のパワーを持つレンズ群とで構成されたことを特徴
とする上記15記載の顕微鏡ズーム対物レンズ。
ズ群側から、正レンズと負レンズで構成された接合メニ
スカスレンズと、両凹レンズと正メニスカスレンズで構
成された接合負レンズとを備え、以下の条件(12)、
(13)、(14)を満足することを特徴とする上記1
9記載の顕微鏡ズーム対物レンズ。
は、前記接合負レンズの焦点距離、ν4nは、前記接合
負レンズの両凹レンズのアッベ数、ν4pは、前記接合
負レンズの正メニスカスレンズのアッベ数、N4pは、
前記接合負レンズの正メニスカスレンズの屈折率、であ
る。
置近傍に、開口絞りを備えていることを特徴とする上記
1から5、14の何れか1項記載の顕微鏡ズーム対物レ
ンズ。
をWD、前記第1レンズ群の焦点距離をF1 としたと
き、以下の条件(15)を満足することを特徴とする上
記1から5、14、15の何れか1項記載の顕微鏡ズー
ム対物レンズ。
とする上記1から4の何れか1項記載の顕微鏡ズーム対
物レンズ。
ンズと負レンズで構成された接合メニスカスレンズを備
え、前記正レンズの屈折率をN2P、アッベ数をν2
P、前記負レンズのアッベ数をν2Nとしたとき、以下
の条件(16)、(17)を満足することを特徴とする
上記1から4、18の何れか1項記載の顕微鏡ズーム対
物レンズ。
上記1から4の何れか1項記載の顕微鏡ズーム対物レン
ズ。
上記18記載の顕微鏡ズーム対物レンズ。
ンズのアッベ数をν3p、アッベ数が最も低い負レンズ
のアッベ数をν3nとしたとき、以下の条件(18)を
満足することを特徴とする上記1から4、15の何れか
1項記載の顕微鏡ズーム対物レンズ。
1から5、14、15の何れか1項記載の顕微鏡ズーム
対物レンズ。
つ第1レンズ群、負のパワーを持つ第2レンズ群、正の
パワーを持つ第3レンズ群の少なくとも3つのレンズ群
で構成され、少なくとも1つの非球面を備え、以下の条
件(19)を満足することを特徴とする顕微鏡ズーム対
物レンズ。
数である。
ズ群中に、少なくとも1つの非球面を備えたことを特徴
とする上記5又は14記載の顕微鏡ズーム対物レンズ。
作動距離をWDとしたとき、以下の条件(20)を満足
することを特徴とする上記1〜5、14、15、28、
29の何れか1項記載の顕微鏡ズーム対物レンズ。
るレンズ群の像側に最も近い面から物体までの距離をL
とするとき、以下の条件(21)を満足することを特徴
とする上記1〜5、14、15、28、29の何れか1
項記載の顕微鏡ズーム対物レンズ。
って、最も低倍側での射出瞳位置をE1、最も高倍側で
の射出瞳位置をE2としたとき、以下の条件(22)を
満足することを特徴とする上記1〜5、14、15、2
8、29の何れか1項記載の顕微鏡ズーム対物レンズ。
軸から離れるに従って曲率半径が大きくなるような面形
状であることを特徴とする上記5又は14記載の顕微鏡
ズーム対物レンズ。
ズ群を少なくとも有し、該2つのレンズ群は互いに凹面
を向けて構成されていることを特徴とする上記33記載
の顕微鏡ズーム対物レンズ。
することを特徴とする上記33記載の顕微鏡ズーム対物
レンズ。
4レンズ群は、第3レンズ群側に凸面を向けた正レンズ
と負レンズの接合メニスカスレンズと、第3レンズ群側
に凹面を向けたレンズ群で少なくとも構成され、条件
(12)、(13)を満足することを特徴とする上記3
3記載の顕微鏡ズーム対物レンズ。
によると、55mmから110mm程度の長さで、3つ
のレンズ群で、低倍から高倍にわたって収差性能に優れ
た10倍から40倍、開口数が0.6の顕微鏡ズーム対
物レンズを提供することができる。
負、正、負のパワーを持つ4つのレンズ群で、全長が8
0mm程度とコンパクトでありながら、従来にない変倍
比が4〜5 倍と高変倍で高開口数を備え、低倍から高倍
にわたって収差性能に優れた顕微鏡ズーム対物レンズを
提供することができる。しかも、射出瞳が略一定の位置
に設定されているので、瞳の変動による周辺減光やシス
テム性の欠点がなく、システム性に優れた顕微鏡ズーム
対物レンズが提供できる。
構成と光路を示す断面図である。
図1と同様の断面図である。
図1と同様の断面図である。
図1と同様の断面図である。
図1と同様の断面図である。
図1と同様の断面図である。
図1と同様の断面図である。
図1と同様の断面図である。
図1と同様の断面図である。
0の図1と同様の断面図である。
1の図1と同様の断面図である。
2の図1と同様の断面図である。
3の図1と同様の断面図である。
4の図1と同様の断面図である。
5の図1と同様の断面図である。
レンズの後方に配置する結像レンズの構成と光路を示す
断面図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 物体から順に、正のパワーを持つ第1レ
ンズ群、負のパワーを持つ第2レンズ群、正のパワーを
持つ第3レンズ群の少なくとも3つのレンズ群で構成さ
れ、低倍側から高倍側へ変倍する際に、前記第1レンズ
群と前記第2レンズ群の間隔が大きくなり、前記第2レ
ンズ群と前記第3レンズ群の間隔が小さくなるように、
前記第2レンズ群と前記第3レンズ群が光軸上を移動
し、第1レンズ群中に正レンズと負レンズで構成された
正のパワーを持つ接合レンズを少なくとも1つ備え、前
記正レンズのアッベ数をνとしたとき、前記正レンズが
以下の条件(1)を満足することを特徴とする顕微鏡ズ
ーム対物レンズ。 ν>80 ・・・(1) - 【請求項2】 物体から順に、正のパワーを持つ第1レ
ンズ群、負のパワーを持つ第2レンズ群、正のパワーを
持つ第3レンズ群の少なくとも3つのレンズ群で構成さ
れ、低倍側から高倍側へ変倍する際に、前記第1レンズ
群と前記第2レンズ群の間隔が大きくなり、前記第2レ
ンズ群と前記第3レンズ群の間隔が小さくなるように、
前記第2レンズ群と前記第3レンズ群が光軸上を移動
し、前記第2レンズ群は2つのレンズ群を少なくとも有
し、該2つのレンズ群は互いに凹面を向けて構成された
ことを特徴とする顕微鏡ズーム対物レンズ。 - 【請求項3】 物体から順に、正のパワーを持つ第1レ
ンズ群、負のパワーを持つ第2レンズ群、正のパワーを
持つ第3レンズ群の少なくとも3つのレンズ群で構成さ
れ、低倍側から高倍側へ変倍する際に、前記第1レンズ
群と前記第2レンズ群の間隔が大きくなり、前記第2レ
ンズ群と前記第3レンズ群の間隔が小さくなるように、
前記第2レンズ群と前記第3レンズ群が光軸上を移動
し、前記第3レンズ群は2つの以上のレンズ群で構成さ
れ、正レンズと負レンズで構成された少なくとも1つの
接合レンズを備えたことを特徴とする顕微鏡ズーム対物
レンズ。 - 【請求項4】 物体から順に、正のパワーを持つ第1レ
ンズ群、負のパワーを持つ第2レンズ群、正のパワーを
持つ第3レンズ群の少なくとも3つのレンズ群で構成さ
れ、低倍側から高倍側へ変倍する際に、前記第1レンズ
群と前記第2レンズ群の間隔が大きくなり、前記第2レ
ンズ群と前記第3レンズ群の間隔が小さくなるように、
前記第2レンズ群と前記第3レンズ群が光軸上を移動
し、前記第1レンズ群の最も物体側のレンズ群が物体側
に凹面を向けた接合メニスカスレンズであって、前記接
合レンズは、物体側から凹レンズ、凸レンズで構成され
たことを特徴とする顕微鏡ズーム対物レンズ。 - 【請求項5】 物体から順に、正のパワーを持つ第1レ
ンズ群、負のパワーを持つ第2レンズ群、正のパワーを
持つ第3レンズ群の少なくとも3つのレンズ群で構成さ
れ、前記第1レンズ群は複数のレンズ群で構成され、低
倍側から高倍側へ変倍する際に、前記第1レンズ群と前
記第2レンズ群の間隔が大きくなり、前記第2レンズ群
と前記第3レンズ群の間隔が小さくなるように前記第2
レンズ群と前記第3レンズ群が光軸上を移動し、以下の
条件(2)、(3)を満足することを特徴とする顕微鏡
ズーム対物レンズ。 0.25≦D1/D0≦0.7 ・・・(2) 0.05≦D2/D0≦0.5 ・・・(3) ただし、D1は、前記第1レンズ群の全長、 D2は、前記第2レンズ群の低倍側から高倍側への移動
量、 D0は、高倍側の顕微鏡ズーム対物レンズの全長、であ
る。
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