JP2004170697A - アフォーカルズームレンズ - Google Patents
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Abstract
【課題】高倍率で、ズーミング時に軸上物点からの光束だけでなく、軸外物点からの光束もけられずに、接眼レンズでカバーすべき瞳位置の変化を小さくした、顕微鏡用アフォーカルズームレンズを提供する。
【解決手段】物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、負の屈折力を有する第4レンズ群G4と、負の屈折力を有する第5レンズ群G5とを有し、低倍端状態から高倍端状態へズーミングする際に第2レンズ群と第3レンズと第4レンズ群とを光軸に沿って移動するアフォーカルズームレンズ3において、入射瞳の位置がズーミングによって変わらず、その位置がアフォーカルズームレンズ3の前方にあり、さらに射出瞳の位置がズーミングによってほとんど変わらないように構成する。
【選択図】 図1
【解決手段】物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、負の屈折力を有する第4レンズ群G4と、負の屈折力を有する第5レンズ群G5とを有し、低倍端状態から高倍端状態へズーミングする際に第2レンズ群と第3レンズと第4レンズ群とを光軸に沿って移動するアフォーカルズームレンズ3において、入射瞳の位置がズーミングによって変わらず、その位置がアフォーカルズームレンズ3の前方にあり、さらに射出瞳の位置がズーミングによってほとんど変わらないように構成する。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、顕微鏡用アフォーカル系対物レンズの後に配置されたリレー部で変倍を行うアフォーカルズームレンズに関する。
【0002】
【従来の技術】
顕微鏡を使用するにあたり、その対物レンズを交換することなしに、物体の拡大及び縮小を行うことは、物体を効率良く観察する上で必要とされている。そのようなズームレンズとして、アフォーカルズームレンズが知られている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開平5−173079号公報
【特許文献2】
特公平6−77104号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1に開示されたズームレンズではそのズーム比が4倍程度と倍率が低く十分とは言えず、また、特許文献1及び特許文献2に開示されたズームレンズでは、対物レンズの射出瞳とズームレンズの入射瞳が一致しているという保証がないために、ズーミングにともない軸外物点の光がけられてしまうという課題があった。
【0005】
ほとんどの場合、対物レンズの射出瞳は対物レンズの内側に入り込んでいる。そのため実際に射出瞳とズームレンズの入射瞳を一致させるには、このズームレンズの入射瞳がズームレンズの前側へある程度離れたところにあり、さらに、ズーミング時に位置が変化しないことが望まれる。そして、ズームレンズからの射出瞳の位置がズーミングによって変化する量が小さければ、このズームレンズから出射された光を受けて顕微鏡の観察者が物体の観察を可能とする接眼レンズにおいて、カバーすべきズームレンズからの射出瞳の位置の範囲を小さくすることができる。
【0006】
本発明は以上のような課題に鑑みなされたものであり、高倍率で、ズーミング時に軸上物点からの光束だけでなく、軸外物点からの光束もけられずに、接眼レンズでカバーすべき瞳位置の変化を小さくした、顕微鏡用アフォーカルズームレンズを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明に係るアフォーカルズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、負の屈折力を有する第4レンズ群と、負の屈折力を有する第5レンズ群とから構成され、ズーミングする際に第2レンズ群と第3レンズ群及び第4レンズ群が光軸に沿って移動し、入射瞳の位置がズーミングによって変わらず、入射瞳の位置がズームレンズの前方に位置し、射出瞳の位置がズーミングによってほとんど変わらないように構成され、第1レンズ群の焦点距離をf1とし、第2レンズ群の焦点距離をf2としたとき、次式
3.0<f1/|f2|<4.0 (1)
で表される条件を満足するように構成される。
【0008】
なお、第3レンズ群の焦点距離をf3としたとき、次式
1.1<f3/|f2|<1.6 (2)
で表される条件を満足するように構成されることが好ましい。
【0009】
また、第4レンズ群の焦点距離をf4とし、第5レンズ群の焦点距離をf5としたとき、次式
2<f3*|(1/f4+1/f5)|<3 (3)
で表される条件を満足するように構成されることが好ましい。
【0010】
また、次式
2<f1*|(1/f2+1/f3+1/f4)|<3.5 (4)
で表される条件を満足するように構成されることが好ましい。
【0011】
さらに、低倍端での射出瞳の位置をPwとし、高倍端での射出瞳の位置をPtとしたとき、次式
|Pw−Pt|<100(mm) (5)
で表される条件を満足するように構成されることが好ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。まず、図2を用いて本発明に係るアフォーカルズームレンズを使用した光学系について説明する。アフォーカルズームレンズ3を使用した光学系は、物体1から順に、対物レンズ2と、アフォーカルズームレンズ3と、結像レンズ4及び接眼レンズ6とから構成される。この図2において、像位置5は、結像レンズ4で結像される像位置であり、EP1は対物レンズ2の射出瞳且つアフォーカルズームレンズ3の入射瞳位置であり、EP2はアフォーカルズームレンズ3の射出瞳且つ接眼レンズ6の入射瞳位置である。本発明では、このようにアフォーカルズームレンズ3の入射瞳を対物レンズ2の射出瞳に一致させることができ、ズーミング時に軸外物点からの光束がけられることがない。
【0013】
次に、本発明に係るアフォーカルズームレンズ3について説明する。図1、図6及び図10はそれぞれ本発明の第1〜3の実施形態に対応するアフォーカルズームレンズ3の構成であり、いずれの実施例においても、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、負の屈折力を有する第4レンズ群G4と、負の屈折力を有する第5レンズ群G5とから構成されており、低倍端状態から高倍端状態へズーミングする際に、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3及び第4レンズ群G4が光軸に沿って移動する。このとき、このアフォーカルズームレンズ3の入射瞳の位置がズーミングによって変わらず、且つ、その入射瞳の位置がズームレンズの前方にあり、さらにこのアフォーカルズームレンズ3の射出瞳の位置がほどんど変わらないように構成されている。
【0014】
図1に示す第1の実施形態に係るアフォーカルズームレンズ3では、物体側から順に、第1レンズ群G1は両凸レンズL1と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL2との接合レンズから構成され、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L3と両凹レンズL4との接合レンズから構成され、第3レンズ群G3は両凸レンズL5と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL6と両凸レンズL7と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL8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L9とから構成され、第4レンズ群G4は両凹レンズL10と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL11との接合レンズから構成され、第5レンズ群G5は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL12と両凹レンズL13との接合レンズから構成される。
【0015】
図6に示す第2の実施形態に係るアフォーカルズームレンズ3では、物体側から順に、第1レンズ群G1は両凸レンズL21と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL22との接合レンズから構成され、第2レンズ群G2は物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL23と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL24との接合レンズと、両凹レンズL25とから構成され、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L26と両凸レンズL27との接合レンズと、両凸レンズL28と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL29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L30とから構成され、第4レンズ群G4は両凸レンズL31と両凹レンズL32との接合レンズから構成され、第5レンズ群G5は物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL33と両凹レンズL34との接合レンズから構成される。
【0016】
図10に示す第3の実施形態に係るアフォーカルズームレンズ3では、物体側から順に、第1レンズ群G1は両凸レンズL41と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL42との接合レンズから構成され、第2レンズ群G2は両凹レンズL43と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL44との接合レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL45とから構成され、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L46と両凸レンズL47との接合レンズと、両凸レンズL48と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL49との接合レンズと、両凸レンズL50とから構成され、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L51と両凹レンズL52との接合レンズから構成され、第5レンズ群G5は物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL53と両凹レンズL54との接合レンズから構成される。
【0017】
以上のように構成されたアフォーカルズームレンズ3は、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、下の式(1)で表される条件を満足するように構成される。
【0018】
【数1】
3.0 < f1/|f2| <4.0 (1)
【0019】
上記式(1)は、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の適正なパワーを規定したものである。このアフォーカルズームレンズ3において、いわゆるバリエータの役割をしているのは第2レンズ群G2である。条件式の下限よりも小さいと、第2レンズ群G2のパワーが弱すぎて高倍率のズーム比を得られない。また、条件式の条件を超えてしまうと、第2レンズ群G2のパワーが強すぎてしまい、ズーミング時の収差変動を補正することが困難となる。
【0020】
また、本発明に係るアフォーカルズームレンズ3は、第3レンズ群G3の焦点距離をf3としたとき、下の式(2)で表される条件を満足するように構成されることが好ましい。
【0021】
【数2】
1.1 < f3/|f2| < 1.6 (2)
【0022】
上記式(2)は、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の適切な比を規定するものである。条件式の上限よりも大きいと、所望のズーム比を得る際に、アフォーカルズームレンズ3の全長が長くなりすぎる。条件式の下限よりも小さいと正の屈折力を持つ第3レンズ群G3のパワーがきつくなり、収差補正上好ましくない。
【0023】
また、本発明に係るアフォーカルズームレンズ3は、第4レンズ群G4の焦点距離をf4とし、第5レンズ群G5の焦点距離をf5としたとき、下の式(3)で表される条件を満足するように構成されることが好ましい。
【0024】
【数3】
2 < f3*|(1/f4+1/f5)| < 3 (3)
【0025】
上記式(3)は、第3レンズ群G3と、第4及び第5レンズ群G4,G5のパワーの比を規定するものである。条件式の下限より小さいと、第4及び第5レンズ群G4,G5の合計のパワーが弱く所望のズーム比を得る際に全長が長くなってしまう。条件式の上限よりも大きいと、パワーが強すぎ収差補正上好ましくない。
【0026】
また、本発明に係るアフォーカルズームレンズ3は、下の式(4)で表される条件を満足するように構成されることが好ましい。
【0027】
【数4】
2 < f1*|(1/f2+1/f3+1/f4)| < 3.5 (4)
【0028】
上記式(4)は、第1レンズ群G1に対する第2〜第4レンズ群G2〜G4のパワーの比を規定するものである。この上限よりも大きいと、第2〜第4レンズ群G2〜G4のパワーに対し、第1レンズ群G1のパワーが弱すぎて所望のズーム比を得ようとする際にレンズ全長が長くなりすぎる。また、下限より小さいと、パワーが強くなりすぎるので収差補正上好ましくない。
【0029】
さらに、本発明に係るアフォーカルズームレンズ3は、低倍端での射出瞳位置をPwとし、高倍端での射出瞳位置をPtとしたとき、下の式(5)で表される条件を満足するように構成されることが好ましい。
【0030】
【数5】
|Pw − Pt| < 100(mm) (5)
【0031】
上記式(5)は、ズーミング時の射出瞳の位置の変化を規定するものである。変動をこの範囲に収めることによって、この後に付くべき接眼レンズ6でカバーすべき範囲を小さくすることができる。
【0032】
【実施例】
以下、本発明に係るアフォーカルズームレンズの具体的な実施例について説明する。下に示す3つの実施例では、上述した第1〜3の実施形態に係るアフォーカルズームレンズ3それぞれに対応しており、従って、第1〜3の実施形態についてのレンズ構成図(図1,図6及び図10)はそれぞれ、下の第1〜3の実施例のレンズ構成を示している。なお、本実施例では収差特性の算出対象としてd線(587.6nm)、g線(435.8nm)、C線(656.3nm)及びF線(486.1nm)を選んだ。
【0033】
(第1実施例)
下の表1に、本第1実施例における各レンズの諸元を示す。表1における面番号1〜20は本第1実施例に係るアフォーカルズームレンズ3に関するものであり、それぞれ図1における符号1〜20に対応する。また、表1におけるrはレンズ面の曲率半径を、dはレンズ面の間隔を、n(d)はd線に対する屈折率を、νdはアッベ数を、fは本発明に係るアフォーカルズームレンズ全体の焦点距離をそれぞれ示しており、他の実施例においても同様である。また、以下の全ての諸元値において掲載されている焦点距離f、曲率半径r、面間隔dその他の長さの単位は、特記の無い場合一般に「mm」が使われるが、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もできる。
【0034】
【表1】
【0035】
このように第1実施例では、上記条件式(1)〜(5)は全て満たされることが分かる。
【0036】
図3〜5は、第1実施例において低倍端状態(f=237.5)における諸収差図、中倍状態(f=1375.5)における諸収差図、高倍端状態(f=2358.9)における諸収差図をそれぞれ示している。各収差図において、fは焦点距離を、yは像高を、dはd線を、gはg線を、CはC線を、FはF線をそれぞれ示している。非点収差とコマ収差(メリジオナルコマ収差及びサジタルコマ収差)及び歪曲収差では、基準光線としてd線に対する収差を示している。また、非点収差図では、実線はサジタル像面を示し、破線はメリジオナル像面を示している。以上の収差図の説明は、他の実施例においても同様である。
【0037】
以上の各収差図から明らかなように、本実施例では、低倍端状態から高倍端状態に渡って諸収差が良好に補正されていることがわかる。
【0038】
(第2実施例)
下の表2に、本第2実施例における各レンズの諸元を示す。表2における面番号1〜22は本第2実施例に係るアフォーカルズームレンズ3に関するものであり、それぞれ図6における符号1〜22に対応する。
【0039】
【表2】
【0040】
このように第2実施例では、上記条件式(1)〜(5)は全て満たされることが分かる。
【0041】
図7〜9は、第2実施例において低倍端状態(f=223.3)における諸収差図、中倍状態(f=1309.9)における諸収差図、高倍端状態(f=2355.5)における諸収差図をそれぞれ示している。以上の各収差図から明らかなように、本実施例では、低倍端状態から高倍端状態に渡って諸収差が良好に補正されていることがわかる。
【0042】
(第3実施例)
下の表3に、本第3実施例における各レンズの諸元を示す。表3における面番号1〜22は本第3実施例に係るアフォーカルズームレンズ3に関するものであり、それぞれ図10における符号1〜22に対応する。
【0043】
【表3】
【0044】このように第3実施例では、上記条件式(1)〜(5)は全て満たされることが分かる。
【0045】
図11〜13は、第3実施例において低倍端状態(f=322.2)における諸収差図、中倍状態(f=1354.1)における諸収差図、高倍端状態(f=3194.0)における諸収差図をそれぞれ示している。以上の各収差図から明らかなように、本実施例では、低倍端状態から高倍端状態に渡って諸収差が良好に補正されていることがわかる。
【0046】
なお、上述の第1〜3実施例において示したアフォーカルズームレンズ3は無限遠補正型であるため、例えば、図14に示す結像レンズ4とともに使用される。この結像レンズ4は、物体側から順に、両凸レンズL60と両凹レンズL61との接合レンズと、両凸レンズL62と両凹レンズL63との接合レンズとから構成される。この結像レンズ4を構成する各レンズの諸元を下の表4に示す。なお、表4における面番号1〜6は結像レンズ4に関するものであり、それぞれ図14における符号1〜6に対応する。
【0047】
【表4】
【0048】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係るアフォーカルズームレンズによれば、高倍率で、ズーミング時に軸上物点からの光束だけでなく、軸外物点からの光束もけられずに、接眼レンズでカバーすべき瞳位置の変化を小さくした、顕微鏡用アフォーカルズームレンズを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例に係るアフォーカルズームレンズの構成を示す断面図である。
【図2】本発明に係るアフォーカルズームレンズを使用した光学系の基本構成図である。
【図3】本発明の第1の実施例に係るアフォーカルズームレンズの低倍端状態における諸収差図である。
【図4】本発明の第1の実施例に係るアフォーカルズームレンズの中倍状態における諸収差図である。
【図5】本発明の第1の実施例に係るアフォーカルズームレンズの高倍端状態における諸収差図である。
【図6】本発明の第2の実施例に係るアフォーカルズームレンズの構成を示す断面図である。
【図7】本発明の第2の実施例に係るアフォーカルズームレンズの低倍端状態における諸収差図である。
【図8】本発明の第2の実施例に係るアフォーカルズームレンズの中倍状態における諸収差図である。
【図9】本発明の第2の実施例に係るアフォーカルズームレンズの高倍端状態における諸収差図である。
【図10】本発明の第3の実施例に係るアフォーカルズームレンズの構成を示す断面図である。
【図11】本発明の第3の実施例に係るアフォーカルズームレンズの低倍端状態における諸収差図である。
【図12】本発明の第3の実施例に係るアフォーカルズームレンズの中倍状態における諸収差図である。
【図13】本発明の第3の実施例に係るアフォーカルズームレンズの高倍端状態における諸収差図である。
【図14】本発明に係るアフォーカルズームレンズと組み合わせて使われる結像レンズの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
1 物体
3 アフォーカルズームレンズ
G1 第1レンズ群
G2 第2レンズ群
G3 第3レンズ群
G4 第4レンズ群
G5 第5レンズ群
f1 第1レンズ群の焦点距離
f2 第2レンズ群の焦点距離
f3 第3レンズ群の焦点距離
f4 第4レンズ群の焦点距離
f5 堕5レンズ群の焦点距離
Pw 低倍端での射出瞳の位置
Pt 高倍端での射出瞳の位置
【発明の属する技術分野】
本発明は、顕微鏡用アフォーカル系対物レンズの後に配置されたリレー部で変倍を行うアフォーカルズームレンズに関する。
【0002】
【従来の技術】
顕微鏡を使用するにあたり、その対物レンズを交換することなしに、物体の拡大及び縮小を行うことは、物体を効率良く観察する上で必要とされている。そのようなズームレンズとして、アフォーカルズームレンズが知られている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開平5−173079号公報
【特許文献2】
特公平6−77104号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1に開示されたズームレンズではそのズーム比が4倍程度と倍率が低く十分とは言えず、また、特許文献1及び特許文献2に開示されたズームレンズでは、対物レンズの射出瞳とズームレンズの入射瞳が一致しているという保証がないために、ズーミングにともない軸外物点の光がけられてしまうという課題があった。
【0005】
ほとんどの場合、対物レンズの射出瞳は対物レンズの内側に入り込んでいる。そのため実際に射出瞳とズームレンズの入射瞳を一致させるには、このズームレンズの入射瞳がズームレンズの前側へある程度離れたところにあり、さらに、ズーミング時に位置が変化しないことが望まれる。そして、ズームレンズからの射出瞳の位置がズーミングによって変化する量が小さければ、このズームレンズから出射された光を受けて顕微鏡の観察者が物体の観察を可能とする接眼レンズにおいて、カバーすべきズームレンズからの射出瞳の位置の範囲を小さくすることができる。
【0006】
本発明は以上のような課題に鑑みなされたものであり、高倍率で、ズーミング時に軸上物点からの光束だけでなく、軸外物点からの光束もけられずに、接眼レンズでカバーすべき瞳位置の変化を小さくした、顕微鏡用アフォーカルズームレンズを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明に係るアフォーカルズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、負の屈折力を有する第4レンズ群と、負の屈折力を有する第5レンズ群とから構成され、ズーミングする際に第2レンズ群と第3レンズ群及び第4レンズ群が光軸に沿って移動し、入射瞳の位置がズーミングによって変わらず、入射瞳の位置がズームレンズの前方に位置し、射出瞳の位置がズーミングによってほとんど変わらないように構成され、第1レンズ群の焦点距離をf1とし、第2レンズ群の焦点距離をf2としたとき、次式
3.0<f1/|f2|<4.0 (1)
で表される条件を満足するように構成される。
【0008】
なお、第3レンズ群の焦点距離をf3としたとき、次式
1.1<f3/|f2|<1.6 (2)
で表される条件を満足するように構成されることが好ましい。
【0009】
また、第4レンズ群の焦点距離をf4とし、第5レンズ群の焦点距離をf5としたとき、次式
2<f3*|(1/f4+1/f5)|<3 (3)
で表される条件を満足するように構成されることが好ましい。
【0010】
また、次式
2<f1*|(1/f2+1/f3+1/f4)|<3.5 (4)
で表される条件を満足するように構成されることが好ましい。
【0011】
さらに、低倍端での射出瞳の位置をPwとし、高倍端での射出瞳の位置をPtとしたとき、次式
|Pw−Pt|<100(mm) (5)
で表される条件を満足するように構成されることが好ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。まず、図2を用いて本発明に係るアフォーカルズームレンズを使用した光学系について説明する。アフォーカルズームレンズ3を使用した光学系は、物体1から順に、対物レンズ2と、アフォーカルズームレンズ3と、結像レンズ4及び接眼レンズ6とから構成される。この図2において、像位置5は、結像レンズ4で結像される像位置であり、EP1は対物レンズ2の射出瞳且つアフォーカルズームレンズ3の入射瞳位置であり、EP2はアフォーカルズームレンズ3の射出瞳且つ接眼レンズ6の入射瞳位置である。本発明では、このようにアフォーカルズームレンズ3の入射瞳を対物レンズ2の射出瞳に一致させることができ、ズーミング時に軸外物点からの光束がけられることがない。
【0013】
次に、本発明に係るアフォーカルズームレンズ3について説明する。図1、図6及び図10はそれぞれ本発明の第1〜3の実施形態に対応するアフォーカルズームレンズ3の構成であり、いずれの実施例においても、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、負の屈折力を有する第4レンズ群G4と、負の屈折力を有する第5レンズ群G5とから構成されており、低倍端状態から高倍端状態へズーミングする際に、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3及び第4レンズ群G4が光軸に沿って移動する。このとき、このアフォーカルズームレンズ3の入射瞳の位置がズーミングによって変わらず、且つ、その入射瞳の位置がズームレンズの前方にあり、さらにこのアフォーカルズームレンズ3の射出瞳の位置がほどんど変わらないように構成されている。
【0014】
図1に示す第1の実施形態に係るアフォーカルズームレンズ3では、物体側から順に、第1レンズ群G1は両凸レンズL1と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL2との接合レンズから構成され、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L3と両凹レンズL4との接合レンズから構成され、第3レンズ群G3は両凸レンズL5と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL6と両凸レンズL7と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL8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L9とから構成され、第4レンズ群G4は両凹レンズL10と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL11との接合レンズから構成され、第5レンズ群G5は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL12と両凹レンズL13との接合レンズから構成される。
【0015】
図6に示す第2の実施形態に係るアフォーカルズームレンズ3では、物体側から順に、第1レンズ群G1は両凸レンズL21と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL22との接合レンズから構成され、第2レンズ群G2は物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL23と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL24との接合レンズと、両凹レンズL25とから構成され、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L26と両凸レンズL27との接合レンズと、両凸レンズL28と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL29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L30とから構成され、第4レンズ群G4は両凸レンズL31と両凹レンズL32との接合レンズから構成され、第5レンズ群G5は物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL33と両凹レンズL34との接合レンズから構成される。
【0016】
図10に示す第3の実施形態に係るアフォーカルズームレンズ3では、物体側から順に、第1レンズ群G1は両凸レンズL41と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL42との接合レンズから構成され、第2レンズ群G2は両凹レンズL43と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL44との接合レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL45とから構成され、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L46と両凸レンズL47との接合レンズと、両凸レンズL48と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL49との接合レンズと、両凸レンズL50とから構成され、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L51と両凹レンズL52との接合レンズから構成され、第5レンズ群G5は物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL53と両凹レンズL54との接合レンズから構成される。
【0017】
以上のように構成されたアフォーカルズームレンズ3は、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、下の式(1)で表される条件を満足するように構成される。
【0018】
【数1】
3.0 < f1/|f2| <4.0 (1)
【0019】
上記式(1)は、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の適正なパワーを規定したものである。このアフォーカルズームレンズ3において、いわゆるバリエータの役割をしているのは第2レンズ群G2である。条件式の下限よりも小さいと、第2レンズ群G2のパワーが弱すぎて高倍率のズーム比を得られない。また、条件式の条件を超えてしまうと、第2レンズ群G2のパワーが強すぎてしまい、ズーミング時の収差変動を補正することが困難となる。
【0020】
また、本発明に係るアフォーカルズームレンズ3は、第3レンズ群G3の焦点距離をf3としたとき、下の式(2)で表される条件を満足するように構成されることが好ましい。
【0021】
【数2】
1.1 < f3/|f2| < 1.6 (2)
【0022】
上記式(2)は、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の適切な比を規定するものである。条件式の上限よりも大きいと、所望のズーム比を得る際に、アフォーカルズームレンズ3の全長が長くなりすぎる。条件式の下限よりも小さいと正の屈折力を持つ第3レンズ群G3のパワーがきつくなり、収差補正上好ましくない。
【0023】
また、本発明に係るアフォーカルズームレンズ3は、第4レンズ群G4の焦点距離をf4とし、第5レンズ群G5の焦点距離をf5としたとき、下の式(3)で表される条件を満足するように構成されることが好ましい。
【0024】
【数3】
2 < f3*|(1/f4+1/f5)| < 3 (3)
【0025】
上記式(3)は、第3レンズ群G3と、第4及び第5レンズ群G4,G5のパワーの比を規定するものである。条件式の下限より小さいと、第4及び第5レンズ群G4,G5の合計のパワーが弱く所望のズーム比を得る際に全長が長くなってしまう。条件式の上限よりも大きいと、パワーが強すぎ収差補正上好ましくない。
【0026】
また、本発明に係るアフォーカルズームレンズ3は、下の式(4)で表される条件を満足するように構成されることが好ましい。
【0027】
【数4】
2 < f1*|(1/f2+1/f3+1/f4)| < 3.5 (4)
【0028】
上記式(4)は、第1レンズ群G1に対する第2〜第4レンズ群G2〜G4のパワーの比を規定するものである。この上限よりも大きいと、第2〜第4レンズ群G2〜G4のパワーに対し、第1レンズ群G1のパワーが弱すぎて所望のズーム比を得ようとする際にレンズ全長が長くなりすぎる。また、下限より小さいと、パワーが強くなりすぎるので収差補正上好ましくない。
【0029】
さらに、本発明に係るアフォーカルズームレンズ3は、低倍端での射出瞳位置をPwとし、高倍端での射出瞳位置をPtとしたとき、下の式(5)で表される条件を満足するように構成されることが好ましい。
【0030】
【数5】
|Pw − Pt| < 100(mm) (5)
【0031】
上記式(5)は、ズーミング時の射出瞳の位置の変化を規定するものである。変動をこの範囲に収めることによって、この後に付くべき接眼レンズ6でカバーすべき範囲を小さくすることができる。
【0032】
【実施例】
以下、本発明に係るアフォーカルズームレンズの具体的な実施例について説明する。下に示す3つの実施例では、上述した第1〜3の実施形態に係るアフォーカルズームレンズ3それぞれに対応しており、従って、第1〜3の実施形態についてのレンズ構成図(図1,図6及び図10)はそれぞれ、下の第1〜3の実施例のレンズ構成を示している。なお、本実施例では収差特性の算出対象としてd線(587.6nm)、g線(435.8nm)、C線(656.3nm)及びF線(486.1nm)を選んだ。
【0033】
(第1実施例)
下の表1に、本第1実施例における各レンズの諸元を示す。表1における面番号1〜20は本第1実施例に係るアフォーカルズームレンズ3に関するものであり、それぞれ図1における符号1〜20に対応する。また、表1におけるrはレンズ面の曲率半径を、dはレンズ面の間隔を、n(d)はd線に対する屈折率を、νdはアッベ数を、fは本発明に係るアフォーカルズームレンズ全体の焦点距離をそれぞれ示しており、他の実施例においても同様である。また、以下の全ての諸元値において掲載されている焦点距離f、曲率半径r、面間隔dその他の長さの単位は、特記の無い場合一般に「mm」が使われるが、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もできる。
【0034】
【表1】
【0035】
このように第1実施例では、上記条件式(1)〜(5)は全て満たされることが分かる。
【0036】
図3〜5は、第1実施例において低倍端状態(f=237.5)における諸収差図、中倍状態(f=1375.5)における諸収差図、高倍端状態(f=2358.9)における諸収差図をそれぞれ示している。各収差図において、fは焦点距離を、yは像高を、dはd線を、gはg線を、CはC線を、FはF線をそれぞれ示している。非点収差とコマ収差(メリジオナルコマ収差及びサジタルコマ収差)及び歪曲収差では、基準光線としてd線に対する収差を示している。また、非点収差図では、実線はサジタル像面を示し、破線はメリジオナル像面を示している。以上の収差図の説明は、他の実施例においても同様である。
【0037】
以上の各収差図から明らかなように、本実施例では、低倍端状態から高倍端状態に渡って諸収差が良好に補正されていることがわかる。
【0038】
(第2実施例)
下の表2に、本第2実施例における各レンズの諸元を示す。表2における面番号1〜22は本第2実施例に係るアフォーカルズームレンズ3に関するものであり、それぞれ図6における符号1〜22に対応する。
【0039】
【表2】
【0040】
このように第2実施例では、上記条件式(1)〜(5)は全て満たされることが分かる。
【0041】
図7〜9は、第2実施例において低倍端状態(f=223.3)における諸収差図、中倍状態(f=1309.9)における諸収差図、高倍端状態(f=2355.5)における諸収差図をそれぞれ示している。以上の各収差図から明らかなように、本実施例では、低倍端状態から高倍端状態に渡って諸収差が良好に補正されていることがわかる。
【0042】
(第3実施例)
下の表3に、本第3実施例における各レンズの諸元を示す。表3における面番号1〜22は本第3実施例に係るアフォーカルズームレンズ3に関するものであり、それぞれ図10における符号1〜22に対応する。
【0043】
【表3】
【0044】このように第3実施例では、上記条件式(1)〜(5)は全て満たされることが分かる。
【0045】
図11〜13は、第3実施例において低倍端状態(f=322.2)における諸収差図、中倍状態(f=1354.1)における諸収差図、高倍端状態(f=3194.0)における諸収差図をそれぞれ示している。以上の各収差図から明らかなように、本実施例では、低倍端状態から高倍端状態に渡って諸収差が良好に補正されていることがわかる。
【0046】
なお、上述の第1〜3実施例において示したアフォーカルズームレンズ3は無限遠補正型であるため、例えば、図14に示す結像レンズ4とともに使用される。この結像レンズ4は、物体側から順に、両凸レンズL60と両凹レンズL61との接合レンズと、両凸レンズL62と両凹レンズL63との接合レンズとから構成される。この結像レンズ4を構成する各レンズの諸元を下の表4に示す。なお、表4における面番号1〜6は結像レンズ4に関するものであり、それぞれ図14における符号1〜6に対応する。
【0047】
【表4】
【0048】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係るアフォーカルズームレンズによれば、高倍率で、ズーミング時に軸上物点からの光束だけでなく、軸外物点からの光束もけられずに、接眼レンズでカバーすべき瞳位置の変化を小さくした、顕微鏡用アフォーカルズームレンズを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例に係るアフォーカルズームレンズの構成を示す断面図である。
【図2】本発明に係るアフォーカルズームレンズを使用した光学系の基本構成図である。
【図3】本発明の第1の実施例に係るアフォーカルズームレンズの低倍端状態における諸収差図である。
【図4】本発明の第1の実施例に係るアフォーカルズームレンズの中倍状態における諸収差図である。
【図5】本発明の第1の実施例に係るアフォーカルズームレンズの高倍端状態における諸収差図である。
【図6】本発明の第2の実施例に係るアフォーカルズームレンズの構成を示す断面図である。
【図7】本発明の第2の実施例に係るアフォーカルズームレンズの低倍端状態における諸収差図である。
【図8】本発明の第2の実施例に係るアフォーカルズームレンズの中倍状態における諸収差図である。
【図9】本発明の第2の実施例に係るアフォーカルズームレンズの高倍端状態における諸収差図である。
【図10】本発明の第3の実施例に係るアフォーカルズームレンズの構成を示す断面図である。
【図11】本発明の第3の実施例に係るアフォーカルズームレンズの低倍端状態における諸収差図である。
【図12】本発明の第3の実施例に係るアフォーカルズームレンズの中倍状態における諸収差図である。
【図13】本発明の第3の実施例に係るアフォーカルズームレンズの高倍端状態における諸収差図である。
【図14】本発明に係るアフォーカルズームレンズと組み合わせて使われる結像レンズの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
1 物体
3 アフォーカルズームレンズ
G1 第1レンズ群
G2 第2レンズ群
G3 第3レンズ群
G4 第4レンズ群
G5 第5レンズ群
f1 第1レンズ群の焦点距離
f2 第2レンズ群の焦点距離
f3 第3レンズ群の焦点距離
f4 第4レンズ群の焦点距離
f5 堕5レンズ群の焦点距離
Pw 低倍端での射出瞳の位置
Pt 高倍端での射出瞳の位置
Claims (5)
- 物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、負の屈折力を有する第4レンズ群と、負の屈折力を有する第5レンズ群とから構成され、ズーミングする際に前記第2レンズ群と前記第3レンズ群及び前記第4レンズ群が光軸に沿って移動し、入射瞳の位置がズーミングによって変わらず、前記入射瞳の位置が前方に位置し、射出瞳の位置がズーミングによってほとんど変わらないアフォーカルズームレンズであって、
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
3.0 < f1/|f2| < 4.0 (1)
で表される条件を満足することを特徴とするアフォーカルズームレンズ。 - 前記第3レンズ群の焦点距離をf3としたとき、次式
1.1 < f3/|f2| < 1.6 (2)
で表される条件を満足することを特徴とする請求項1に記載のアフォーカルズームレンズ。 - 前記第4レンズ群の焦点距離をf4とし、前記第5レンズ群の焦点距離をf5としたとき、次式
2 < f3*|(1/f4+1/f5)| < 3 (3)
で表される条件を満足することを特徴とする請求項1または2に記載のアフォーカルズームレンズ。 - 次式
2 < f1*|(1/f2+1/f3+1/f4)| < 3.5 (4)
で表される条件を満足することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のアフォーカルズームレンズ。 - 低倍端での前記射出瞳の位置をPwとし、高倍端での前記射出瞳の位置をPtとしたとき、次式
|Pw − Pt| < 100(mm) (5)
で表される条件を満足することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のアフォーカルズームレンズ。
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7593157B2 (en) | 2004-11-29 | 2009-09-22 | Nikon Corporation | Zoom microscope |
WO2010081678A1 (de) * | 2009-01-15 | 2010-07-22 | Carl Zeiss Microimaging Gmbh | Variables telezentrisches mikroskopsystem |
JP2011048391A (ja) * | 2003-12-19 | 2011-03-10 | Carl Zeiss Jena Gmbh | 無限焦点ズーム系 |
JP2013182022A (ja) * | 2012-02-29 | 2013-09-12 | Nikon Corp | 変倍光学系、光学装置、変倍光学系の製造方法 |
JP2014016601A (ja) * | 2012-06-15 | 2014-01-30 | Panasonic Corp | ズームレンズ系、交換レンズ装置及びカメラシステム |
JP2016122221A (ja) * | 2016-04-07 | 2016-07-07 | 株式会社ニコン | 変倍光学系、光学装置、変倍光学系の製造方法 |
WO2020105108A1 (ja) * | 2018-11-20 | 2020-05-28 | 株式会社ニコン | 変倍光学系、光学機器、および変倍光学系の製造方法 |
-
2002
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Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011048391A (ja) * | 2003-12-19 | 2011-03-10 | Carl Zeiss Jena Gmbh | 無限焦点ズーム系 |
US7593157B2 (en) | 2004-11-29 | 2009-09-22 | Nikon Corporation | Zoom microscope |
US7880963B2 (en) | 2004-11-29 | 2011-02-01 | Nikon Corporation | Zoom microscope |
WO2010081678A1 (de) * | 2009-01-15 | 2010-07-22 | Carl Zeiss Microimaging Gmbh | Variables telezentrisches mikroskopsystem |
JP2013182022A (ja) * | 2012-02-29 | 2013-09-12 | Nikon Corp | 変倍光学系、光学装置、変倍光学系の製造方法 |
JP2014016601A (ja) * | 2012-06-15 | 2014-01-30 | Panasonic Corp | ズームレンズ系、交換レンズ装置及びカメラシステム |
JP2016122221A (ja) * | 2016-04-07 | 2016-07-07 | 株式会社ニコン | 変倍光学系、光学装置、変倍光学系の製造方法 |
WO2020105108A1 (ja) * | 2018-11-20 | 2020-05-28 | 株式会社ニコン | 変倍光学系、光学機器、および変倍光学系の製造方法 |
JPWO2020105108A1 (ja) * | 2018-11-20 | 2021-09-27 | 株式会社ニコン | 変倍光学系、光学機器、および変倍光学系の製造方法 |
JP7103432B2 (ja) | 2018-11-20 | 2022-07-20 | 株式会社ニコン | 変倍光学系、光学機器、および変倍光学系の製造方法 |
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