JP2006178440A - Zoom microscope - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a zoom microscope of a simple structure which can expand a variable-power range. <P>SOLUTION: The zoom microscope includes a replaceable infinity correction objective lens 11, an aperture stop 12, an afocal zoom system 13, and an imaging optical system 14 which are arranged in this order from a specimen 10A side. Further, the aperture stop is disposed on or near a rear focal plane of the objective lens. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、標本の垂直観察や画像取得に用いられるズーム顕微鏡に関する。   The present invention relates to a zoom microscope used for vertical observation of a specimen and image acquisition.

ズーム顕微鏡としては、無限遠補正型の対物レンズにズーム結像レンズを組み合わせた構成が知られている(例えば特許文献1参照)。この構成では、ズーム結像レンズの中の変倍用のレンズ群を光軸方向に沿って移動させることにより、標本の像の観察倍率を任意に変更できる。
また、無限遠補正型のズーム対物レンズを通常の顕微鏡のレボルバに取り付け、ズーム対物レンズと顕微鏡の結像レンズとの組み合わせにより、ズーム顕微鏡を構築することも提案されている(例えば特許文献2参照)。このような構成では、ズーム対物レンズの中の変倍用のレンズ群を光軸方向に沿って移動させることにより、標本の像の観察倍率を任意に変更できる。
特開平6−18784号公報 特開2004−133341号公報
As a zoom microscope, a configuration in which a zoom imaging lens is combined with an infinite correction objective lens is known (see, for example, Patent Document 1). In this configuration, the magnification of observation of the specimen image can be arbitrarily changed by moving the zoom lens group in the zoom imaging lens along the optical axis direction.
In addition, it is also proposed to construct a zoom microscope by attaching an infinitely corrected zoom objective lens to a normal microscope revolver and combining the zoom objective lens and a microscope imaging lens (see, for example, Patent Document 2). ). In such a configuration, the observation magnification of the specimen image can be arbitrarily changed by moving the zooming lens group in the zoom objective lens along the optical axis direction.
JP-A-6-18784 JP 2004-133341 A

しかしながら、上記のズーム顕微鏡は何れも想定している変倍域が狭く、例えば低倍域(0.5倍〜2倍程度)における変倍を想定していない。そこで、変倍域を拡大する(例えば低倍側に拡大する)ことが望まれるが、前者の構成では、対物レンズの瞳がズーム結像レンズの中にあり、変倍によりズーム結像レンズの瞳位置が動くため、対物レンズの入射瞳位置を変倍域全域にわたり、無限遠方に配置することが困難であった。一方、後者の構成では、ズーム対物レンズのうち対物レンズ部とズーム部(変倍用のレンズ群を含む)との間に瞳があるため、変倍域の異なる複数のズーム対物レンズを用意することができ、これらをレボルバに付け替えることによって変倍域を拡大できる。しかし、各々のズーム対物レンズごとにズーム部を設けなければならず、装置が大掛かりになってしまう。   However, any of the above zoom microscopes has a narrow zoom range, and does not assume zooming in the low zoom range (about 0.5 to 2 times), for example. Therefore, it is desirable to enlarge the magnification range (for example, enlarge to the low magnification side), but in the former configuration, the pupil of the objective lens is in the zoom imaging lens, and the zoom imaging lens is Since the pupil position moves, it is difficult to dispose the entrance pupil position of the objective lens at an infinite distance over the entire zoom range. On the other hand, in the latter configuration, since there is a pupil between the objective lens unit and the zoom unit (including the zoom lens group) among the zoom objective lenses, a plurality of zoom objective lenses having different zoom regions are prepared. The magnification range can be expanded by replacing these with a revolver. However, a zoom unit must be provided for each zoom objective lens, which makes the apparatus large.

本発明の目的は、簡素な構成で変倍域を拡大することができるズーム顕微鏡を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a zoom microscope capable of enlarging a zooming area with a simple configuration.

請求項1に記載のズーム顕微鏡は、標本側から順に、交換可能な無限遠補正型の対物レンズと、開口絞りと、アフォーカルズーム系と、結像光学系とが配置され、前記開口絞りは、前記対物レンズの後側焦点面またはその近傍に配置されるものである。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のズーム顕微鏡において、前記アフォーカルズーム系は、光軸方向に沿って移動可能な変倍用のレンズ群を有し、前記開口絞りは、前記変倍用のレンズ群の移動に応じて絞り径が可変であるものである。
The zoom microscope according to claim 1 includes, in order from the sample side, an interchangeable infinity correction type objective lens, an aperture stop, an afocal zoom system, and an imaging optical system. The objective lens is disposed on the rear focal plane or in the vicinity thereof.
According to a second aspect of the present invention, in the zoom microscope according to the first aspect, the afocal zoom system includes a lens unit for zooming that is movable along an optical axis direction, and the aperture stop is The aperture diameter is variable according to the movement of the zoom lens unit.

請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載のズーム顕微鏡において、前記アフォーカルズーム系と前記結像光学系との間に、光源像を前記開口絞りまたはその近傍に形成する同軸落射照明手段が配置されるものである。
請求項4に記載の発明は、請求項1から請求項3の何れか1項に記載のズーム顕微鏡において、前記対物レンズを交換可能に保持する保持部材を備え、前記開口絞りは、前記保持部材の像側に配置されるものである。
According to a third aspect of the present invention, in the zoom microscope according to the first or second aspect, a light source image is formed at or near the aperture stop between the afocal zoom system and the imaging optical system. A coaxial epi-illumination means is arranged.
According to a fourth aspect of the present invention, in the zoom microscope according to any one of the first to third aspects of the present invention, the zoom microscope includes a holding member that holds the objective lens in a replaceable manner, and the aperture stop includes the holding member. It is arranged on the image side.

また、低倍端状態における前記結像光学系と組み合わせた前記アフォーカルズーム系の焦点距離fLと、最大像高Ymaxとは、次の条件式を満足することが好ましい。
0.05<Ymax/fL<0.16
また、前記対物レンズは、物体側より順に、全体として正の屈折力を有する第1レンズ群と、全体として負の屈折力を有する第2レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第3レンズ群とより構成され、前記第1レンズ群は、正屈折力を有する物体側に凸面を向けたメニスカス形状の単レンズまたは正屈折力を有する物体側に凸面を向けたメニスカス形状の接合レンズを含み、前記第2レンズ群は,少なくとも1つの接合レンズを含み、物体側に略テレセントリックであり、前記対物レンズは、物体上任意の位置における主光線が光軸となす角度をα(単位は度)として、以下の条件式を満たすことが好ましい。
Further, it is preferable that the focal length fL of the afocal zoom system combined with the imaging optical system in the low magnification end state and the maximum image height Ymax satisfy the following conditional expression.
0.05 <Ymax / fL <0.16
The objective lens includes, in order from the object side, a first lens group having a positive refractive power as a whole, a second lens group having a negative refractive power as a whole, and a third lens having a positive refractive power as a whole. The first lens group includes a meniscus single lens having a convex surface facing the object side having positive refracting power or a meniscus cemented lens having a convex surface facing the object side having positive refracting power. The second lens group includes at least one cemented lens, is substantially telecentric on the object side, and the objective lens has an angle α (unit: degrees) between the principal ray at an arbitrary position on the object and the optical axis. ) Preferably satisfies the following conditional expression.

−0.3 < α < 0.3         −0.3 <α <0.3

本発明によれば、簡素な構成で変倍域を拡大することができる。   According to the present invention, it is possible to expand the zooming area with a simple configuration.

以下、図面を用いて本発明の実施形態を詳細に説明する。
(第1実施形態)
第1実施形態のズーム顕微鏡10は、図1に示す通り、標本10Aの側から順に、対物レンズ11と、開口絞り12と、アフォーカルズーム系13と、結像光学系14とが配置されたものである。標本10Aの各点から発生した光束は、対物レンズ11を介して平行光束に変換され、アフォーカルズーム系13を介して変倍され、結像光学系14を介して集光されて、像面10Bに到達する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
In the zoom microscope 10 according to the first embodiment, as shown in FIG. 1, an objective lens 11, an aperture stop 12, an afocal zoom system 13, and an imaging optical system 14 are arranged in this order from the specimen 10A side. Is. The light beam generated from each point of the specimen 10A is converted into a parallel light beam through the objective lens 11, is scaled through the afocal zoom system 13, is condensed through the imaging optical system 14, and is collected on the image plane. 10B is reached.

像面10Bに形成された標本10Aの像を観察するため、像面10Bには例えばCCDなどの撮像素子を配置する。または、結像光学系14に代えて、同等の結像光学系を含む観察用双眼鏡筒(接眼鏡筒)や、写真直筒、観察・撮影用三眼鏡筒などを、用途に応じて配置することもできる。第1実施形態のズーム顕微鏡10を用いることにより、標本10Aの垂直観察や画像取得が可能となる。   In order to observe the image of the specimen 10A formed on the image plane 10B, an image sensor such as a CCD is disposed on the image plane 10B. Alternatively, instead of the imaging optical system 14, an observation binocular tube (eyepiece tube) including a similar imaging optical system, a photographic straight tube, an observation / photographing trinocular tube, and the like are arranged according to the application. You can also. By using the zoom microscope 10 of the first embodiment, vertical observation and image acquisition of the specimen 10A are possible.

また、第1実施形態のズーム顕微鏡10において、アフォーカルズーム系13は、標本10Aの側から順に、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、正の屈折力を持つ第3レンズ群G3と、弱い正の屈折力を持つ第4レンズ群G4とで構成され、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3が変倍用のレンズ群である。このため、第1レンズ群G1と第4レンズ群G4を固定し、変倍用のレンズ群(G2,G3)を光軸方向に沿って移動させることにより、標本10Aの像の観察倍率を任意に変更することができる。観察倍率は、対物レンズ11の焦点距離と(結像光学系14と組み合わせた)アフォーカルズーム系13の焦点距離との比によって決まる。   In the zoom microscope 10 of the first embodiment, the afocal zoom system 13 includes, in order from the sample 10A side, the first lens group G1 having a positive refractive power and the second lens group G2 having a negative refractive power. A third lens group G3 having a positive refractive power and a fourth lens group G4 having a weak positive refractive power, and the second lens group G2 and the third lens group G3 are lens groups for zooming. It is. For this reason, the first lens group G1 and the fourth lens group G4 are fixed, and the zooming lens groups (G2, G3) are moved along the optical axis direction to arbitrarily set the observation magnification of the image of the specimen 10A. Can be changed. The observation magnification is determined by the ratio between the focal length of the objective lens 11 and the focal length of the afocal zoom system 13 (combined with the imaging optical system 14).

さらに、対物レンズ11は無限遠補正型であり、対物レンズ11の後側焦点面は最も像側のレンズ面より像側(対物レンズ11とアフォーカルズーム系13との間)にある。そして、対物レンズ11の後側焦点面(またはその近傍)に、開口絞り12が配置される。このため、対物レンズ11の物体側の入射瞳位置は無限遠方(テレセントリック)となり、標本10Aの各点から射出した光束の主光線は光軸方向に平行となるように、対物レンズ11に入射する。   Further, the objective lens 11 is an infinite correction type, and the rear focal plane of the objective lens 11 is located on the image side (between the objective lens 11 and the afocal zoom system 13) from the most image side lens surface. An aperture stop 12 is disposed on the rear focal plane (or the vicinity thereof) of the objective lens 11. For this reason, the entrance pupil position on the object side of the objective lens 11 is infinitely far (telecentric), and the principal ray of the light beam emitted from each point of the sample 10A enters the objective lens 11 so as to be parallel to the optical axis direction. .

また、開口絞り12の位置をアフォーカルズーム系13の入射瞳位置とすることで、上記の変倍用のレンズ群(G2,G3)を移動させて変倍しても、その変倍域の全体にわたって対物レンズ11の入射瞳位置を無限遠方に配置することができる。つまり、アフォーカルズーム系13による変倍状態に拘わらず、対物レンズ11の物体側のテレセントリック性を保つことができる。   Further, by setting the position of the aperture stop 12 as the position of the entrance pupil of the afocal zoom system 13, even if the zoom lens group (G2, G3) is moved and zoomed, the zoom range is not affected. The entrance pupil position of the objective lens 11 can be arranged at infinity throughout. That is, the telecentricity on the object side of the objective lens 11 can be maintained regardless of the zooming state by the afocal zoom system 13.

さらに、第1実施形態のズーム顕微鏡10では、対物レンズ11が不図示のターレット(レボルバ)に取り付けられて交換可能となっている。つまり、ターレットには数種類の対物レンズ11(例えば図2に示す低倍の対物レンズ11(1)や高倍の対物レンズ11(2)など)が取り付けられ、ターレットの回転(またはスライド)によって対物レンズ11の種類を交換可能となっている。   Furthermore, in the zoom microscope 10 of the first embodiment, the objective lens 11 is attached to a turret (revolver) (not shown) and can be exchanged. That is, several types of objective lenses 11 (for example, a low-magnification objective lens 11 (1) and a high-magnification objective lens 11 (2) shown in FIG. 2) are attached to the turret, and the objective lens is rotated by rotating (or sliding) the turret. Eleven types can be exchanged.

また、第1実施形態のズーム顕微鏡10では、各々の対物レンズ11の胴付面(ターレットへの取り付け面)から後側焦点面までの距離が同一である。このため、対物レンズ11を交換しても、開口絞り12を固定したままで、対物レンズ11の後側焦点面(またはその近傍)と開口絞り12の配置面とを一致させることができる。さらに、開口絞り12の配置面とアフォーカルズーム系13の入射瞳位置が一致した状態も維持できる。   In the zoom microscope 10 of the first embodiment, the distances from the body-mounted surface (surface attached to the turret) of each objective lens 11 to the rear focal plane are the same. For this reason, even if the objective lens 11 is replaced, the rear focal plane (or the vicinity thereof) of the objective lens 11 and the arrangement plane of the aperture stop 12 can be matched with the aperture stop 12 fixed. Furthermore, it is possible to maintain a state in which the arrangement plane of the aperture stop 12 and the entrance pupil position of the afocal zoom system 13 coincide.

したがって、対物レンズ11を交換しても、アフォーカルズーム系13による変倍状態(つまり変倍用のレンズ群(G2,G3)の位置)に拘わらず、対物レンズ11の物体側のテレセントリック性を保つことができる。
そして、低倍の対物レンズ11(1)を光軸上に配置したときには、対物レンズ11(1)の物体側のテレセントリック性を保ちながら、対物レンズ11(1)の焦点距離と(結像光学系14を組み合わせた)アフォーカルズーム系13の焦点距離との比に応じて、標本10Aの像の観察倍率を変更できる。同様に、高倍の対物レンズ11(2)を光軸上に配置したときには、対物レンズ11(2)の物体側のテレセントリック性を保ちながら、対物レンズ11(2)の焦点距離と(結像光学系14を組み合わせた)アフォーカルズーム系13の焦点距離との比に応じて、標本10Aの像の観察倍率を変更できる。
Therefore, even if the objective lens 11 is replaced, the telecentricity on the object side of the objective lens 11 is maintained regardless of the zooming state by the afocal zoom system 13 (that is, the position of the zooming lens group (G2, G3)). Can keep.
When the low-magnification objective lens 11 (1) is arranged on the optical axis, the focal length of the objective lens 11 (1) and (imaging optics) are maintained while maintaining the telecentricity on the object side of the objective lens 11 (1). The observation magnification of the image of the specimen 10A can be changed according to the ratio to the focal length of the afocal zoom system 13 (in combination with the system 14). Similarly, when the high-magnification objective lens 11 (2) is arranged on the optical axis, the focal length of the objective lens 11 (2) (imaging optics) is maintained while maintaining the telecentricity on the object side of the objective lens 11 (2). The observation magnification of the image of the specimen 10A can be changed according to the ratio to the focal length of the afocal zoom system 13 (in combination with the system 14).

例えば、低倍(1倍)の対物レンズ11(1)の焦点距離を100mm、高倍(4倍)の対物レンズ11(2)の焦点距離を25mm、極低倍(0.5倍)の対物レンズ(不図示)の焦点距離を200mm、(結像光学系14と組み合わせた)アフォーカルズーム系13の焦点距離を100mm〜750mmとし、観察倍率の範囲(変倍域)について説明する。極低倍の対物レンズを用いたときの変倍域は0.5倍〜3.75倍となる。低倍の対物レンズ11(1)を用いたときの変倍域は1倍〜7.5倍となる。高倍の対物レンズ11(2)を用いたときの変倍域は4倍〜30倍となる。そして全体の変倍域は0.5倍〜30倍となる。   For example, the focal length of the low magnification (1 ×) objective lens 11 (1) is 100 mm, the focal length of the high magnification (4 ×) objective lens 11 (2) is 25 mm, and the extremely low magnification (0.5 ×) objective. The focal length of the lens (not shown) is 200 mm, the focal length of the afocal zoom system 13 (combined with the imaging optical system 14) is 100 mm to 750 mm, and the observation magnification range (magnification range) will be described. When using an extremely low magnification objective lens, the zooming range is 0.5 to 3.75 times. When the low-magnification objective lens 11 (1) is used, the zooming range is 1 to 7.5 times. When the high-magnification objective lens 11 (2) is used, the zooming range is 4 to 30 times. The overall zoom range is 0.5 to 30 times.

このように、第1実施形態のズーム顕微鏡10では、交換可能な対物レンズ11(図2の対物レンズ11(1),11(2)参照)によってアフォーカルズーム系13を共有し、対物レンズ11の交換によって変倍域をシフトさせるため、簡素な構成(つまり1つのアフォーカルズーム系13)で、変倍域を拡大することができる。
そして、交換可能な対物レンズ11の1つとして極低倍の対物レンズ(例えば0.5倍の対物レンズ))を用いることにより、簡素な構成で、変倍域を極低倍域(0.5倍〜2倍程度)まで拡大することができる。この場合、ズーム顕微鏡10は“マクロズーム顕微鏡”として機能し、標本10Aのマクロ観察も可能となる。マクロ観察では、例えば金属の標本や機械部品(歯車など)のように比較的大きな標本10Aの観察が行われる。標本10Aの厚さ変化に対応するには、対物レンズ11から結像光学系14までの観察光学系を全体的に上下動させればよい。
As described above, in the zoom microscope 10 according to the first embodiment, the afocal zoom system 13 is shared by the replaceable objective lens 11 (see the objective lenses 11 (1) and 11 (2) in FIG. Since the zoom region is shifted by exchanging the zoom lens, the zoom region can be enlarged with a simple configuration (that is, one afocal zoom system 13).
Then, by using an extremely low magnification objective lens (for example, a 0.5 magnification objective lens) as one of the replaceable objective lenses 11, the variable magnification region is reduced to a very low magnification region (0. It can be enlarged up to about 5 to 2 times. In this case, the zoom microscope 10 functions as a “macro zoom microscope”, and macro observation of the specimen 10A is also possible. In macro observation, for example, a relatively large specimen 10A such as a metal specimen or a mechanical part (gear or the like) is observed. In order to cope with the change in the thickness of the specimen 10A, the observation optical system from the objective lens 11 to the imaging optical system 14 may be moved up and down as a whole.

また、第1実施形態のズーム顕微鏡10では、既に説明した通り、対物レンズ11を交換してもアフォーカルズーム系13の変倍状態(つまり変倍用のレンズ群(G2,G3)の位置)に拘わらず物体側のテレセントリック性を確保することができる。このため、低倍の対物レンズに交換して変倍用のレンズ群(G2,G3)を移動させながら標本10Aのマクロ観察を行う場合であっても、同様に、物体側のテレセントリック性を確保できる。   In the zoom microscope 10 of the first embodiment, as already described, even when the objective lens 11 is replaced, the zooming state of the afocal zoom system 13 (that is, the position of the zooming lens groups (G2, G3)). Regardless, the telecentricity on the object side can be ensured. Therefore, even when the macroscopic observation of the specimen 10A is performed while moving the lens group (G2, G3) for zooming by replacing with a low magnification objective lens, the telecentricity on the object side is similarly secured. it can.

さらに、第1実施形態のズーム顕微鏡10では、広い変倍域の全体(例えば0.5倍〜30倍の範囲)で、対物レンズ11の物体側のテレセントリック性を確保できるため、ケラレの無い同軸落射照明が可能となる。
また、第1実施形態のズーム顕微鏡10では、アフォーカルズーム系13の前後(つまり対物レンズ11とアフォーカルズーム系13との間やアフォーカルズーム系13と結像光学系14との間)に、同軸落射照明装置や蛍光落射照明装置や写真鏡筒などを組み込むことにより、広い変倍域で(低倍域でも)多彩な観察方法を実現できる。なお、透明な標本10Aを観察する場合には、標本10Aの下方(対物レンズ11とは反対側)に透過照明装置を配置すればよい。
Furthermore, in the zoom microscope 10 of the first embodiment, the telecentricity on the object side of the objective lens 11 can be ensured over the entire wide zoom range (for example, in the range of 0.5 to 30 times). Epi-illumination is possible.
Further, in the zoom microscope 10 of the first embodiment, before and after the afocal zoom system 13 (that is, between the objective lens 11 and the afocal zoom system 13 or between the afocal zoom system 13 and the imaging optical system 14). By incorporating a coaxial epi-illumination device, a fluorescent epi-illumination device, a photographic lens barrel, etc., various observation methods can be realized in a wide zoom range (even in a low magnification range). When observing the transparent specimen 10A, a transmission illumination device may be arranged below the specimen 10A (on the side opposite to the objective lens 11).

さらに、第1実施形態のズーム顕微鏡10では、開口絞り12として可変開口絞りを用い、その絞り径をアフォーカルズーム系13の変倍用のレンズ群(G2,G3)の移動に応じて可変とすることが望ましい(図3(a),(b)参照)。図3(a),(b)では、標本10Aの各点から発生する光束のうち、中心光束を破線で示し、像最周辺の主光線を二点鎖線で示した。なお、図示した主光線だけでなく不図示の主光線も光軸方向に平行であり、対物レンズ11の物体側のテレセントリック性が確保されていることが分かる。   Furthermore, in the zoom microscope 10 of the first embodiment, a variable aperture stop is used as the aperture stop 12, and the diameter of the stop can be changed according to the movement of the zoom lens group (G2, G3) of the afocal zoom system 13. It is desirable to do so (see FIGS. 3A and 3B). 3A and 3B, among the light beams generated from each point of the sample 10A, the central light beam is indicated by a broken line, and the principal ray at the outermost periphery of the image is indicated by a two-dot chain line. Note that not only the illustrated principal ray but also the unillustrated principal ray is parallel to the optical axis direction, and it can be seen that the object side telecentricity of the objective lens 11 is ensured.

図3(a)はレンズ群(G2,G3)を低倍側に移動させた状態を示し、この移動に連動して開口絞り12の絞り径を小さくすることで、中心光束の開き角を小さく制限することができる。この場合、低NAで焦点深度の深い広視野の観察が可能となる。図3(b)はレンズ群(G2,G3)を高倍側に移動させた状態を示し、この移動に連動して開口絞り12の絞り径を大きくすることにより、中心光束の開き角を大きく広げることができる。この場合、高NAで高解像の観察が可能となる。   FIG. 3A shows a state in which the lens group (G2, G3) is moved to the low magnification side, and by reducing the aperture diameter of the aperture stop 12 in conjunction with this movement, the opening angle of the central beam is reduced. Can be limited. In this case, a wide field of view with a low NA and a deep focal depth can be observed. FIG. 3B shows a state in which the lens group (G2, G3) is moved to the high magnification side, and by increasing the aperture diameter of the aperture stop 12 in conjunction with this movement, the opening angle of the central light beam is greatly widened. be able to. In this case, high resolution observation with high NA becomes possible.

また、第1実施形態のズーム顕微鏡10では、アフォーカルズーム系13の第2レンズ群G2が次の条件式(1)を満足することが望ましい。条件式(1)は、低倍端状態における第2レンズ群G2(例えば図3(a)参照)の倍率β2Lの望ましい範囲を示している。
−0.1<β2L<−0.3 …(1)
条件式(1)の下限値を下回ると、第2レンズ群G2の移動量が大きくなり、変倍用のレンズ群(G2,G3)を移動させるための機構が大型化・複雑化するため、好ましくない。なお、同じ条件下で第2レンズ群G2の移動量を小さくするには、第2レンズ群G2の屈折力を強くしなければならず、この場合、画面周辺部の収差補正が困難となる。一方、条件式(1)の上限値を上回ると、低倍率側での第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が大きくなる。このため、第3レンズ群G3に入射する周辺光束の入射高が高くなり、第3レンズ群G3が大型化し、好ましくない。したがって、条件式(1)を満足することにより、アフォーカルズーム系13の小型化、特に第2レンズ群G2の移動量を適切な値とし、第3レンズ群G3の小型化を達成することができる。
In the zoom microscope 10 of the first embodiment, it is desirable that the second lens group G2 of the afocal zoom system 13 satisfies the following conditional expression (1). Conditional expression (1) indicates a desirable range of the magnification β2L of the second lens group G2 (for example, see FIG. 3A) in the low magnification end state.
−0.1 <β2L <−0.3 (1)
If the lower limit value of the conditional expression (1) is not reached, the movement amount of the second lens group G2 becomes large, and the mechanism for moving the zooming lens groups (G2, G3) becomes large and complicated. It is not preferable. In order to reduce the amount of movement of the second lens group G2 under the same conditions, it is necessary to increase the refractive power of the second lens group G2, and in this case, it becomes difficult to correct aberrations at the periphery of the screen. On the other hand, if the upper limit value of conditional expression (1) is exceeded, the distance between the second lens group G2 and the third lens group G3 on the low magnification side becomes large. For this reason, the incident height of the peripheral luminous flux incident on the third lens group G3 is increased, and the third lens group G3 is enlarged, which is not preferable. Therefore, by satisfying conditional expression (1), it is possible to reduce the size of the afocal zoom system 13, in particular, to set the movement amount of the second lens group G2 to an appropriate value and to reduce the size of the third lens group G3. it can.

さらに、第1実施形態のズーム顕微鏡10では、アフォーカルズーム系13の第3レンズ群G3が次の条件式(2)を満足することが望ましい。条件式(2)は、低倍端状態における第3レンズ群G3(例えば図3(a)参照)の倍率β3Lの望ましい範囲を示している。
−0.01<1/β3L<0.04 …(2)
条件式(2)の下限値を下回ると、第3レンズ群G3の屈折力が強くなり、低倍率側での画面周辺部の収差補正が困難となる。一方、条件式(2)の上限値を上回ると、第3レンズ群G3の屈折力が弱くなり、第4レンズ群G4に入射する周辺光束の入射高が高くなるため、第4レンズ群G4が大型化し、好ましくない。したがって、条件式(2)を満足することにより、アフォーカルズーム系13の小型化、特に第4レンズ群G4の小型化と、低倍率側での画面周辺部において良好な光学性能を達成することができる。
Furthermore, in the zoom microscope 10 of the first embodiment, it is desirable that the third lens group G3 of the afocal zoom system 13 satisfies the following conditional expression (2). Conditional expression (2) indicates a desirable range of the magnification β3L of the third lens group G3 (for example, see FIG. 3A) in the low magnification end state.
−0.01 <1 / β3L <0.04 (2)
If the lower limit of conditional expression (2) is not reached, the refractive power of the third lens group G3 becomes strong, and it becomes difficult to correct aberrations at the periphery of the screen on the low magnification side. On the other hand, when the upper limit value of conditional expression (2) is exceeded, the refractive power of the third lens group G3 becomes weak and the incident height of the peripheral luminous flux incident on the fourth lens group G4 becomes high. Larger size is not preferable. Therefore, by satisfying conditional expression (2), the afocal zoom system 13 can be downsized, particularly the fourth lens group G4, and good optical performance can be achieved at the periphery of the screen on the low magnification side. Can do.

さらに、第1実施形態のズーム顕微鏡10では、(結像光学系14と組み合わせた)アフォーカルズーム系13の焦点距離と最大像高が次の条件式(3)を満足することが好ましい。条件式(3)は、低倍端状態における(結像光学系14と組み合わせた)アフォーカルズーム系13の焦点距離fLと、最大像高Ymaxとの比の望ましい範囲を示している。
0.05<Ymax/fL<0.16 …(3)
条件式(3)の下限値を下回ると、最大像高に対して低倍端状態における(結像光学系14と組み合わせた)アフォーカルズーム系13の焦点距離が長くなる。このため、極低倍(0.5倍)の対物レンズの焦点距離も長くなり、極低倍観察を行う際のズーム顕微鏡システムが大型化し、好ましくない。一方、条件式(3)の上限値を上回ると、低倍率側での像最周辺の光束がアフォーカルズーム系13へ入射する角度が大きくなり、第3レンズ群G3,第4レンズ群G4が大型化すると共に、画面周辺部の収差補正が困難となり、好ましくない。したがって、条件式(3)を満足することにより、極低倍観察を行う際のズーム顕微鏡システムの小型化と、低倍率側での画面周辺部において良好な光学性能を達成することができる。
Furthermore, in the zoom microscope 10 of the first embodiment, it is preferable that the focal length and the maximum image height of the afocal zoom system 13 (in combination with the imaging optical system 14) satisfy the following conditional expression (3). Conditional expression (3) indicates a desirable range of the ratio between the focal length fL of the afocal zoom system 13 (combined with the imaging optical system 14) and the maximum image height Ymax in the low magnification end state.
0.05 <Ymax / fL <0.16 (3)
If the lower limit value of conditional expression (3) is not reached, the focal length of the afocal zoom system 13 (combined with the imaging optical system 14) in the low magnification end state with respect to the maximum image height becomes longer. For this reason, the focal length of the extremely low magnification (0.5 times) objective lens is also increased, and the zoom microscope system for performing ultra low magnification observation is undesirably large. On the other hand, if the upper limit value of conditional expression (3) is exceeded, the angle at which the light beam near the image on the low magnification side enters the afocal zoom system 13 increases, and the third lens group G3 and the fourth lens group G4 It is not preferable because the size is increased and it becomes difficult to correct aberrations at the periphery of the screen. Therefore, by satisfying conditional expression (3), it is possible to reduce the size of the zoom microscope system when performing ultra-low magnification observation and to achieve good optical performance at the periphery of the screen on the low magnification side.

次に、上記した第1実施形態のズーム顕微鏡10のうち、対物レンズ11とアフォーカルズーム系13と結像光学系14の具体的な構成について説明する。
対物レンズ11は、図4に示す通り、物体側(図の左方)から順に、平板ガラス21、両凸レンズ22、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ23、両凸レンズ24と両凹レンズ25との接合レンズ、両凹レンズ26と両凸レンズ27との接合レンズ、および、両凸レンズ28が配置されたものである。この対物レンズ11の倍率は1倍である。平板ガラス21には、同軸落射照明を想定する場合、1/4波長板が用いられる。同軸落射照明を想定しない場合には、平板ガラス21としてダミーガラス(保護ガラス)を用いることが好ましい。
Next, specific configurations of the objective lens 11, the afocal zoom system 13, and the imaging optical system 14 in the zoom microscope 10 according to the first embodiment will be described.
As shown in FIG. 4, the objective lens 11 includes a flat glass 21, a biconvex lens 22, a positive meniscus lens 23 having a convex surface facing the object side, a biconvex lens 24, and a biconcave lens 25 in this order from the object side (left side in the figure). The cemented lens, the cemented lens of the biconcave lens 26 and the biconvex lens 27, and the biconvex lens 28 are arranged. The magnification of the objective lens 11 is 1. For the flat glass 21, a quarter wavelength plate is used when coaxial epi-illumination is assumed. When coaxial epi-illumination is not assumed, it is preferable to use a dummy glass (protective glass) as the flat glass 21.

図4に示す対物レンズ11の諸元値を表1に例示する。   Table 1 exemplifies specification values of the objective lens 11 shown in FIG.

Figure 2006178440
Figure 2006178440

表1において、面番号0は物体面に対応し、面番号1〜14は物体側から順に付したレンズ面の番号であり、面番号15は開口絞り12に対応する。レンズ面の曲率半径(r)のマイナス(−)は、レンズ面が像側に向けて凸状であることを表す。面間隔(d)は、光軸上でのレンズ厚または空気間隔である。その他、νはd線(587nm)に対するアッベ数、nはd線に対する屈折率である。作動距離doは物体面(0)から最も物体側のレンズ面(1)までの間隔(=36.0131)に相当する。最も像側のレンズ面(14)から開口絞り12までの距離は10mmである。fは対物レンズ11の焦点距離を示す。   In Table 1, surface number 0 corresponds to the object surface, surface numbers 1 to 14 are lens surface numbers given in order from the object side, and surface number 15 corresponds to the aperture stop 12. A minus (-) in the radius of curvature (r) of the lens surface indicates that the lens surface is convex toward the image side. The surface interval (d) is the lens thickness or the air interval on the optical axis. In addition, ν is an Abbe number with respect to the d-line (587 nm), and n is a refractive index with respect to the d-line. The working distance do corresponds to the distance (= 36.0131) from the object plane (0) to the lens surface (1) closest to the object side. The distance from the most image side lens surface (14) to the aperture stop 12 is 10 mm. f indicates the focal length of the objective lens 11.

また、アフォーカルズーム系13は、図5に示す通り、既に説明した4つのレンズ群G1,G2,G3,G4からなる(図3(b)も参照)。さらに、第1レンズ群Gは、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ31と両凸レンズ32との接合レンズ、および、物体に凸面を向けた正メニスカスレンズ33からなる。第2レンズ群G2は、両凹レンズ34、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ35と両凹レンズ36との接合レンズ、および、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ37からなる。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38、および、両凸レンズ39と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ40との接合レンズからなる。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41と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ42との接合レンズからなる。   The afocal zoom system 13 includes the four lens groups G1, G2, G3, and G4 that have already been described as shown in FIG. 5 (see also FIG. 3B). Further, the first lens group G includes a cemented lens of a negative meniscus lens 31 having a concave surface facing the object side and a biconvex lens 32, and a positive meniscus lens 33 having a convex surface facing the object. The second lens group G2 includes a biconcave lens 34, a cemented lens of a positive meniscus lens 35 having a concave surface facing the object side and a biconcave lens 36, and a negative meniscus lens 37 having a concave surface facing the object side. The third lens group G3 includes a positive meniscus lens 38 having a concave surface directed toward the object side, and a cemented lens including a biconvex lens 39 and a negative meniscus lens 40 having a concave surface directed toward the object side. The fourth lens group G4 includes a cemented lens including a positive meniscus lens 41 having a concave surface directed toward the object side and a negative meniscus lens 42 having a concave surface directed toward the object side.

図5のアフォーカルズーム系13において、低倍端から高倍端に変倍する際には、第1レンズ群G1および第4レンズ群G4を固定して、第2レンズ群G2を像側に移動させると共に、第2レンズ群G2の移動による焦点移動を補正する方向に第3レンズ群G3を移動させることになる(図3(a)→(b)参照)。なお、アフォーカルズーム系13の低倍端から高倍端への変倍に連動して、開口絞り12の絞り径を大きくすることが好ましい。   In the afocal zoom system 13 of FIG. 5, when zooming from the low magnification end to the high magnification end, the first lens group G1 and the fourth lens group G4 are fixed, and the second lens group G2 is moved to the image side. At the same time, the third lens group G3 is moved in the direction of correcting the focus movement due to the movement of the second lens group G2 (see FIGS. 3A to 3B). It is preferable that the aperture diameter of the aperture stop 12 is increased in conjunction with the zooming of the afocal zoom system 13 from the low magnification end to the high magnification end.

図5に示すアフォーカルズーム系13と開口絞り12の諸元値を表2に例示する。   Table 2 shows the specification values of the afocal zoom system 13 and the aperture stop 12 shown in FIG.

Figure 2006178440
Figure 2006178440

表2において、面番号1は開口絞り12に対応し、面番号2〜21は物体側から順に付したレンズ面の番号であり、面番号22は鏡筒胴付面に対応する。最も物体側のレンズ面(2)から開口絞り12までの距離は15mmである。fは物体面から開口絞り12までの距離do'=∞としたときのレンズ全系の焦点距離を示す。FnoはFナンバー、faiは開口絞り12の絞り径を示す。   In Table 2, surface number 1 corresponds to the aperture stop 12, surface numbers 2 to 21 are lens surface numbers given in order from the object side, and surface number 22 corresponds to the lens barrel surface. The distance from the lens surface (2) closest to the object side to the aperture stop 12 is 15 mm. f indicates the focal length of the entire lens system when the distance do ′ = ∞ from the object plane to the aperture stop 12 is set. Fno indicates the F number, and fai indicates the aperture diameter of the aperture stop 12.

また、上記した条件式(1)〜(3)に対応する値は次の通りである。
(1) β2L =−0.217
(2) 1/β3L= 0.008
(3) Ymax/fL= 0.110
結像光学系14は、図6に示す通り、4枚のレンズ61〜64により構成される。また、図6に示す結像光学系14の諸元値を表3に例示する。表3において、面番号1は鏡筒胴付面(PL)に対応し、面番号2〜7は物体側から順に付したレンズ面の番号である。最も物体側の面から鏡筒胴付面(PL)までの距離は1mmである。fは結像光学系14の焦点距離、Bfは最も像側の面から像面までの距離を示す。
The values corresponding to the conditional expressions (1) to (3) are as follows.
(1) β2L = −0.217
(2) 1 / β3L = 0.008
(3) Ymax / fL = 0.110
The imaging optical system 14 includes four lenses 61 to 64 as shown in FIG. Table 3 illustrates the specification values of the imaging optical system 14 shown in FIG. In Table 3, surface number 1 corresponds to the lens barrel surface (PL), and surface numbers 2 to 7 are numbers of lens surfaces attached in order from the object side. The distance from the most object side surface to the lens barrel surface (PL) is 1 mm. f represents the focal length of the imaging optical system 14, and Bf represents the distance from the surface closest to the image side to the image plane.

Figure 2006178440
Figure 2006178440

さらに、表2の諸元値に基づくアフォーカルズーム系13および開口絞り12と、表3の諸元値に基づく結像光学系14とを備えたズーム顕微鏡10について、その諸収差(球面収差,非点収差,歪曲収差,倍率色収差,コマ収差)を図7〜図9に示す。図7は低倍端状態(f=100)、図8は中間状態(f=250)、図9は高倍端状態(f=750)に対応している。図7〜図9において、FnoはFナンバー、Yは像高、dはd線(λ=587nm)、gはg線(λ=436nm)を表す。図からも明らかなように、第1実施形態のズーム顕微鏡10は諸収差が良好に補正されている。   Further, regarding the zoom microscope 10 having the afocal zoom system 13 and the aperture stop 12 based on the specification values in Table 2 and the imaging optical system 14 based on the specification values in Table 3, the aberrations (spherical aberration, Astigmatism, distortion, lateral chromatic aberration, and coma are shown in FIGS. 7 corresponds to the low magnification end state (f = 100), FIG. 8 corresponds to the intermediate state (f = 250), and FIG. 9 corresponds to the high magnification end state (f = 750). 7 to 9, Fno represents an F number, Y represents an image height, d represents a d-line (λ = 587 nm), and g represents a g-line (λ = 436 nm). As is apparent from the figure, the zoom microscope 10 of the first embodiment has various aberrations corrected satisfactorily.

(第2実施形態)
第2実施形態のズーム顕微鏡40は、図10に示す通り、第1実施形態のズーム顕微鏡10(図1)のアフォーカルズーム系13と結像光学系14との間に、同軸落射照明装置(43〜46)を設けたものである。このズーム顕微鏡40は、工業用途での不透明な標本10Aの垂直観察(画像取得)に用いられる。
(Second Embodiment)
As shown in FIG. 10, the zoom microscope 40 of the second embodiment includes a coaxial epi-illumination device (between the afocal zoom system 13 and the imaging optical system 14 of the zoom microscope 10 (FIG. 1) of the first embodiment). 43 to 46). The zoom microscope 40 is used for vertical observation (image acquisition) of an opaque specimen 10A for industrial use.

同軸落射照明装置(43〜46)において、ファイバ光源43から出射した光束は、コレクタレンズ44とリレーレンズ45とビームスプリッタ46とを介してアフォーカルズーム系13に導かれ、アフォーカルズーム系13を介して開口絞り12に到達する。このとき、開口絞り12(またはその近傍)には、同軸落射照明装置(43〜46)によって光源像(ファイバ光源43の端面像)が形成される。   In the coaxial epi-illuminator (43 to 46), the light beam emitted from the fiber light source 43 is guided to the afocal zoom system 13 via the collector lens 44, the relay lens 45, and the beam splitter 46, and the afocal zoom system 13 is passed through. And reaches the aperture stop 12. At this time, a light source image (an end face image of the fiber light source 43) is formed on the aperture stop 12 (or the vicinity thereof) by the coaxial incident illumination device (43 to 46).

その後、開口絞り12を通過した光束は、対物レンズ11を介して標本10Aに入射する。上記のように、対物レンズ11の後側焦点面が開口絞り12の近傍にあり、広い変倍域の全体(例えば0.5倍〜30倍の範囲)で、対物レンズ11の物体側のテレセントリック性を確保できるため、対物レンズ11から標本10Aに向かう光束の主光線は光軸方向に平行となる。すなわち、標本10Aに対する照明は、ケラレの無い同軸落射照明(いわゆるテレセトリック照明)となる。   Thereafter, the light beam that has passed through the aperture stop 12 enters the specimen 10A via the objective lens 11. As described above, the rear focal plane of the objective lens 11 is in the vicinity of the aperture stop 12, and the object side telecentricity of the objective lens 11 over the entire wide zoom range (for example, a range of 0.5 to 30 times). Therefore, the principal ray of the light beam from the objective lens 11 toward the specimen 10A is parallel to the optical axis direction. That is, the illumination with respect to the specimen 10A is a coaxial epi-illumination (so-called telecetic illumination) without vignetting.

したがって、不透明な標本10Aの明視野観察を良好に行うことができる。特に低倍域(0.5倍〜2倍程度)でのマクロ観察を行う場合、物体側のテレセントリック性が悪いと、画面周辺部の主光線(瞳の中心を通る光線)が瞳面を通過する際の角度が大きくなるため、視野内の照明にケラレが生じ、好ましくない。本実施形態のズーム顕微鏡40では、低倍域でも物体側のテレセントリック性を確保できるため、ケラレの無い同軸落射照明によって良好にマクロ観察を行える。   Therefore, bright field observation of the opaque specimen 10A can be performed satisfactorily. In particular, when performing macro observation in the low magnification range (0.5 to 2 times), if the object side telecentricity is poor, the chief ray at the periphery of the screen (the ray that passes through the center of the pupil) passes through the pupil plane. Since the angle at the time of doing becomes large, vignetting occurs in the illumination in the field of view, which is not preferable. In the zoom microscope 40 of the present embodiment, since the object side telecentricity can be ensured even in a low magnification region, macro observation can be favorably performed by coaxial epi-illumination without vignetting.

さらに、本実施形態のズーム顕微鏡40では、同軸落射照明装置(43〜46)をアフォーカルズーム系13と結像光学系14との間に配置し、アフォーカルズーム系13を介して標本10Aを照明する(つまりアフォーカルズーム系13を照明系と観察系とで共有する)ため、変倍時に、標本10Aの観察範囲の変化に連動して照明範囲も変化させることができる。したがって、効率の良い同軸落射照明が可能となる。   Further, in the zoom microscope 40 of the present embodiment, the coaxial incident illumination device (43 to 46) is disposed between the afocal zoom system 13 and the imaging optical system 14, and the specimen 10A is disposed via the afocal zoom system 13. Since illumination is performed (that is, the afocal zoom system 13 is shared between the illumination system and the observation system), the illumination range can be changed in conjunction with the change in the observation range of the specimen 10A at the time of zooming. Therefore, efficient coaxial epi-illumination is possible.

(第3実施形態)
第3実施形態のズーム顕微鏡50は、図11に示す通り、第1実施形態のズーム顕微鏡10(図1)の対物レンズ11と開口絞り12との間に、蛍光落射照明装置(51〜56)を設けたものである。このズーム顕微鏡50は、生体標本のように蛍光物質で標識された標本10Aからの微弱光に基づく垂直観察(画像取得)に用いられる。
(Third embodiment)
As shown in FIG. 11, the zoom microscope 50 of the third embodiment has a fluorescent epi-illumination device (51 to 56) between the objective lens 11 and the aperture stop 12 of the zoom microscope 10 (FIG. 1) of the first embodiment. Is provided. The zoom microscope 50 is used for vertical observation (image acquisition) based on faint light from a specimen 10A labeled with a fluorescent material such as a biological specimen.

蛍光落射照明装置(51〜56)において、ファイバ光源51から出射した光束は、コレクタレンズ52とリレーレンズ53と不図示の開口絞りとを介して励起フィルタ54に入射する。励起フィルタ54は、標本10Aの励起に必要な波長帯域の光束(励起光)のみを透過する。励起フィルタ54からの励起光は、ダイクロイックミラー55を介して対物レンズ11に導かれ、対物レンズ11を介して標本10Aに入射する。   In the fluorescent epi-illuminator (51 to 56), the light beam emitted from the fiber light source 51 enters the excitation filter 54 through the collector lens 52, the relay lens 53, and an aperture stop (not shown). The excitation filter 54 transmits only a light flux (excitation light) in a wavelength band necessary for excitation of the specimen 10A. Excitation light from the excitation filter 54 is guided to the objective lens 11 via the dichroic mirror 55 and enters the specimen 10A via the objective lens 11.

そして、標本10Aから発生する蛍光は、対物レンズ11とダイクロイックミラー55とバリアフィルタ56とを介して開口絞り12に入射した後、開口絞り12とアフォーカルズーム系13と結像光学系14とを介して像面10Bに到達する。標本10Aからの蛍光は微弱であり、標本10Aで反射した不要な励起光と共にダイクロイックミラー55に入射するが、ダイクロイックミラー55とバリアフィルタ56とを通過する際に不要な励起光が遮断されるため、微弱な蛍光のみ像面10Bに導くことができる。したがって、広い変倍域の全体(例えば0.5倍〜30倍の範囲)で、標本10Aの蛍光観察を行える。   The fluorescence generated from the specimen 10A enters the aperture stop 12 via the objective lens 11, the dichroic mirror 55, and the barrier filter 56, and then passes through the aperture stop 12, the afocal zoom system 13, and the imaging optical system 14. And reaches the image plane 10B. Fluorescence from the specimen 10A is weak and enters the dichroic mirror 55 together with unnecessary excitation light reflected by the specimen 10A. However, unnecessary excitation light is blocked when passing through the dichroic mirror 55 and the barrier filter 56. Only weak fluorescence can be guided to the image plane 10B. Therefore, the fluorescence observation of the specimen 10A can be performed over the entire wide zoom range (for example, a range of 0.5 to 30 times).

さらに、本実施形態のズーム顕微鏡50において、蛍光落射照明装置(51〜56)からの励起光は、観察光学系(対物レンズ11から結像光学系14まで)のうち、対物レンズ11のみを透過して、アフォーカルズーム系13や結像光学系14は透過しない。このため、励起光によって観察光学系の各レンズ素子で発生する自家蛍光を最小限に抑えることができる。その結果、コントラストの良い蛍光観察が可能となる。   Furthermore, in the zoom microscope 50 of the present embodiment, excitation light from the fluorescent epi-illumination devices (51 to 56) is transmitted only through the objective lens 11 in the observation optical system (from the objective lens 11 to the imaging optical system 14). Thus, the afocal zoom system 13 and the imaging optical system 14 do not transmit. For this reason, autofluorescence generated in each lens element of the observation optical system by excitation light can be minimized. As a result, fluorescence observation with good contrast becomes possible.

また、蛍光落射照明装置(31〜36)をズーム光学系としてもよい。この場合、励起光の照明範囲と照明光のNAを変えることが可能となり、観察光学系の変倍域に合わせた効率のよい蛍光照明を行うことが可能となる。さらには上記落射照明装置のズーム光学系の変倍機構を、アフォーカルズーム系13の変倍機構と機械的に連動させれば、1つの変倍操作で、観察光学系の変倍域に合わせた効率の良い蛍光照明を行うことが可能となる。   Further, the fluorescent epi-illuminator (31 to 36) may be a zoom optical system. In this case, it is possible to change the illumination range of the excitation light and the NA of the illumination light, and it is possible to perform efficient fluorescent illumination in accordance with the magnification range of the observation optical system. Furthermore, if the zooming mechanism of the zoom optical system of the epi-illumination device is mechanically linked to the zooming mechanism of the afocal zoom system 13, it can be adjusted to the zooming range of the observation optical system by one zooming operation. Efficient fluorescent lighting can be performed.

なお、本実施形態のズーム顕微鏡50では、励起光が照射された標本10Aの中の蛍光物質から発する蛍光を観察するため、照明光のテレセントリック性は必要ない。
(第4実施形態)
ここでは、3群構成のアフォーカルズーム系70について説明する。
アフォーカルズーム系70は、図12に示す通り、3つのレンズ群G1,G2,G3からなる。さらに、第1レンズ群G1は、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ71と両凸レンズ72との接合レンズ、および、物体に凸面を向けた正メニスカスレンズ73からなる。第2レンズ群G2は、両凹レンズ74、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ75と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ76との接合レンズ、および、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる。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78、両凸レンズ79と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ80との接合レンズからなる。
In the zoom microscope 50 of the present embodiment, since the fluorescence emitted from the fluorescent material in the specimen 10A irradiated with the excitation light is observed, the telecentricity of the illumination light is not necessary.
(Fourth embodiment)
Here, a three-group afocal zoom system 70 will be described.
The afocal zoom system 70 includes three lens groups G1, G2, and G3 as shown in FIG. Further, the first lens group G1 includes a cemented lens of a negative meniscus lens 71 having a concave surface directed toward the object side and a biconvex lens 72, and a positive meniscus lens 73 having a convex surface directed toward the object. The second lens group G2 includes a biconcave lens 74, a cemented lens of a positive meniscus lens 75 having a concave surface facing the object side and a negative meniscus lens 76 having a concave surface facing the object side, and a negative meniscus having a concave surface facing the object side. It consists of a lens. The third lens group G3 is composed of a positive meniscus lens 78 having a concave surface facing the object, a cemented lens of a biconvex lens 79, and a negative meniscus lens 80 having a concave surface facing the object.

図12のアフォーカルズーム系70において、低倍端から高倍端に変倍する際には、第1レンズ群G1を固定して、第2レンズ群G2を像側に移動させると共に、第2レンズ群G2の移動による焦点移動を補正する方向に第3レンズ群G3を移動させることになる。なお、アフォーカルズーム系70の低倍端から高倍端への変倍に連動して、開口絞り12の絞り径を大きくすることが好ましい。   In the afocal zoom system 70 of FIG. 12, when zooming from the low magnification end to the high magnification end, the first lens group G1 is fixed, the second lens group G2 is moved to the image side, and the second lens is moved. The third lens group G3 is moved in the direction in which the focus movement due to the movement of the group G2 is corrected. It is preferable to increase the aperture diameter of the aperture stop 12 in conjunction with the zooming of the afocal zoom system 70 from the low magnification end to the high magnification end.

図12に示すアフォーカルズーム系70と開口絞り12の諸元値を表4に例示する。   Table 4 shows the specification values of the afocal zoom system 70 and the aperture stop 12 shown in FIG.

Figure 2006178440
Figure 2006178440

表4において、面番号1は開口絞り12(SP)に対応し、面番号2〜18は物体側から順に付したレンズ面の番号であり、面番号19は鏡筒胴付面(PL)に対応する。最も物体側のレンズ面(2)から開口絞り(SP)までの距離は5mmである。fは物体面から開口絞り12までの距離d0=∞とし、結像光学系14の焦点距離f=250mmとしたときのレンズ全系の焦点距離を示す。FnoはFナンバー、faiは開口絞り12の絞り径を示す。 In Table 4, surface number 1 corresponds to the aperture stop 12 (SP), surface numbers 2 to 18 are lens surface numbers sequentially attached from the object side, and surface number 19 is on the lens barrel surface (PL). Correspond. The distance from the most object side lens surface (2) to the aperture stop (SP) is 5 mm. f represents the focal length of the entire lens system when the distance d 0 = ∞ from the object plane to the aperture stop 12 and the focal length f of the imaging optical system 14 is 250 mm. Fno indicates the F number, and fai indicates the aperture diameter of the aperture stop 12.

また、上記した条件式(1)〜(3)に対応する値は次の通りである。
(1)β2L =−0.221
(2)1/β3L= 0.000
(3) Ymax/fL= 0.110
さらに、表4の諸元値に基づくアフォーカルズーム系70および開口絞り12と、表3の諸元値に基づく結像光学系14とを備えたズーム顕微鏡において、その諸収差(球面収差,非点収差,歪曲収差,倍率色収差,コマ収差)を図13〜図15に示す。図13は低倍端状態(f=100)、図14は中間状態(f=250)、図15は高倍端状態(f=750)に対応している。図からも明らかなように、3群構成のアフォーカルズーム系70を備えたズーム顕微鏡は諸収差が良好に補正されている。
The values corresponding to the conditional expressions (1) to (3) are as follows.
(1) β2L = −0.221
(2) 1 / β3L = 0.000
(3) Ymax / fL = 0.110
Further, in a zoom microscope including the afocal zoom system 70 and the aperture stop 12 based on the specification values in Table 4 and the imaging optical system 14 based on the specification values in Table 3, the various aberrations (spherical aberration, non-spherical aberration, (Point aberration, distortion aberration, lateral chromatic aberration, coma aberration) are shown in FIGS. 13 corresponds to the low magnification end state (f = 100), FIG. 14 corresponds to the intermediate state (f = 250), and FIG. 15 corresponds to the high magnification end state (f = 750). As is apparent from the drawing, the zoom microscope provided with the afocal zoom system 70 having the three-group configuration has various aberrations corrected satisfactorily.

(第5実施形態)
ここでは、上記の構成において瞳を像側に出した無限遠系の対物レンズ90(図16)について説明する。対物レンズ90は、上記した対物レンズ11の代わりに用いることができる。
低倍で観察を行う場合、実視野が大きくなる。即ち、物体高が大きくなり、レンズを通過する光軸上の光束と周辺光束の高さの差が大きくなるため、結像に係わる通常の収差に加え、瞳の収差、色収差の補正は格段に困難となってくる。そして、既に述べた如く、落射照明観察を行う場合等、視野周辺まで均一な明るさで、パースペクティブが無く、物体の位置変化に対する像の倍率変動を小さく抑えるためには、物体側に略テレセントリックに照明される必要がある。
(Fifth embodiment)
Here, the infinity objective lens 90 (FIG. 16) in which the pupil is projected to the image side in the above configuration will be described. The objective lens 90 can be used in place of the objective lens 11 described above.
When observing at a low magnification, the real field of view becomes large. That is, the height of the object increases, and the difference between the height of the light beam on the optical axis that passes through the lens and the height of the peripheral light beam increases, so that in addition to normal aberrations related to image formation, pupil aberration and chromatic aberration are greatly corrected. It becomes difficult. And as already mentioned, when performing epi-illumination observation, etc., in order to keep the brightness uniform to the periphery of the field of view, no perspective, and to keep the magnification fluctuation of the image with respect to the position change of the object small, it is almost telecentric on the object side. Need to be illuminated.

このため、対物レンズの基本的な構成は、次のようにすることが好ましい。すなわち、物体側より順に、全体として正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、全体として負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、全体として正の屈折力を有する第3レンズ群G3とで構成すると共に、第1レンズ群G1は、正屈折力を有する物体側に凸面を向けたメニスカス形状の単レンズまたは正屈折力を有する物体側に凸面を向けたメニスカス形状の接合レンズを含み、さらに、第2レンズ群G2は,少なくとも1つの接合レンズを含み、物体側に略テレセントリックとなるように構成することが好ましい。   For this reason, it is preferable that the basic configuration of the objective lens is as follows. That is, in order from the object side, the first lens group G1 having a positive refractive power as a whole, the second lens group G2 having a negative refractive power as a whole, and the third lens group G3 having a positive refractive power as a whole. The first lens group G1 includes a meniscus single lens having a convex surface facing the object side having positive refracting power or a meniscus cemented lens having a convex surface facing the object side having positive refracting power. Further, it is preferable that the second lens group G2 includes at least one cemented lens and is configured to be substantially telecentric on the object side.

また、完全テレセンからのズレをどの程度までに抑えるのが好ましいかを規定するため、対物レンズの基本的な構成としては、以下の条件式(4)を満たすことが好ましい。
−0.3 < α < 0.3 …(4)
但し、αは、物体上任意の位置における主光線が光軸となす角度(単位は度)である。
この条件式(4)の範囲外では、落射照明時に照明ムラが発生してしまい均一な明るさの像を得ることが出来ない。また条件式(4)の上限を外れると、レンズ径が大きくなり過ぎ、システム構成上問題となる。
Further, in order to define how much it is preferable to suppress the deviation from the complete telecentric, it is preferable that the basic configuration of the objective lens satisfies the following conditional expression (4).
−0.3 <α <0.3 (4)
Here, α is an angle (unit: degrees) formed by the principal ray at an arbitrary position on the object and the optical axis.
Outside the range of conditional expression (4), illumination unevenness occurs during epi-illumination, and an image with uniform brightness cannot be obtained. If the upper limit of conditional expression (4) is exceeded, the lens diameter becomes too large, which causes a problem in system configuration.

図16は、第5実施形態の対物レンズ90の構成図(光路図)である。図16には、物体上、物体の中心から最周辺に至る4点から発する光線の光路を併せて記載している。
対物レンズ90は、物体側より順に、第1レンズ群G1、第2レンズ群G2、第3レンズ群G3で構成される。第1レンズ群G1は、両凸レンズである第1レンズ成分L11と、物体側に凸面を向けた正屈折力の接合メニスカスレンズである、レンズL12とレンズL13とから成る第2レンズ成分ML1とで構成される。第2レンズ群G2は、像側に凹面を向けたメニスカスレンズである第3レンズ成分L21および、レンズL22とレンズL23とより成る第4レンズ成分ML2、レンズL24とレンズL25とより成る第5レンズ成分ML3の、2つのメニスカス形状接合レンズより構成される。ML2およびML3は、互いに凹面が向かい合うように配置されている。第3レンズ群G3は、像側により屈折力の大きな面を有する両凸レンズである第6レンズ成分L31で構成されている。
FIG. 16 is a configuration diagram (optical path diagram) of the objective lens 90 of the fifth embodiment. FIG. 16 also shows the optical paths of rays emitted from four points on the object from the center of the object to the outermost periphery.
The objective lens 90 includes a first lens group G1, a second lens group G2, and a third lens group G3 in order from the object side. The first lens group G1 includes a first lens component L11, which is a biconvex lens, and a second lens component ML1, which is a cemented meniscus lens having a positive refractive power with the convex surface facing the object side, and includes a lens L12 and a lens L13. Composed. The second lens group G2 includes a third lens component L21 that is a meniscus lens having a concave surface facing the image side, a fourth lens component ML2 that includes a lens L22 and a lens L23, and a fifth lens that includes a lens L24 and a lens L25. It is composed of two meniscus cemented lenses of component ML3. ML2 and ML3 are arranged so that their concave surfaces face each other. The third lens group G3 includes a sixth lens component L31 which is a biconvex lens having a surface with a large refractive power on the image side.

第5実施形態の対物レンズ90は、後続するズームレンズ系の最短焦点距離が100mmのときに総合倍率β=−0.5でNA=0.015となり、ズーム比が最大で8倍程度かつNAが最大で0.05まで拡大可能となるように設計された無限系対物レンズである。
以下、表5に対物レンズ90の諸元値を示す。表5において、βは対応倍率、NAは物体側開口数、Fは対物レンズ全系の合成焦点距離(単位mm)、D0は物体から第1レンズ面までの距離(単位mm)である。左端の数字は物体側からの順序を表し、Rは各レンズ面の曲率半径(単位mm)、Dはレンズ厚および各レンズ面間隔(単位mm)、ndはd線(λ=587.562nm)に対する屈折率、νdは各レンズ硝材のアッベ数である。
The objective lens 90 of the fifth embodiment has a total magnification β = −0.5 and NA = 0.015 when the shortest focal length of the subsequent zoom lens system is 100 mm. Is an infinite objective lens designed to be able to expand up to 0.05.
Table 5 below shows specification values of the objective lens 90. In Table 5, β is the corresponding magnification, NA is the object-side numerical aperture, F is the combined focal length (unit: mm) of the entire objective lens system, and D0 is the distance (unit: mm) from the object to the first lens surface. The numbers on the left end indicate the order from the object side, R is the radius of curvature (unit: mm) of each lens surface, D is the lens thickness and distance between the lens surfaces (unit: mm), nd is the d line (λ = 587.5562 nm) The refractive index νd is the Abbe number of each lens glass material.

Figure 2006178440
Figure 2006178440

第5実施形態についての諸収差図を図17から図19に示す。
図17は、対物レンズ90に後続するズーム光学系(結像レンズを含む)の焦点距離が100mmの理想レンズとして計算された、球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の収差図である。図17に示すように、第5実施形態の対物レンズ90では、d線(587.562nm)、C線(656.273nm)、F線(486.133nm)、g線(435.835nm)の各波長においてNA=0.015、視野数22まで良好に補正されている。
The aberration diagrams for the fifth embodiment are shown in FIGS.
FIG. 17 is an aberration diagram of spherical aberration, astigmatism, distortion aberration, and coma aberration calculated as an ideal lens having a focal length of 100 mm of the zoom optical system (including the imaging lens) following the objective lens 90. . As shown in FIG. 17, in the objective lens 90 of the fifth embodiment, NA = NA at each wavelength of the d line (587.562 nm), the C line (656.273 nm), the F line (486.133 nm), and the g line (435.835 nm). Corrected to 0.015 and 22 fields of view.

図18は、対物レンズ90に後続するズーム光学系(結像レンズを含む)の焦点距離が400mmの理想レンズとして計算された諸収差図である。図18に示すように第5実施形態の対物レンズ90では、d線、C線、F線、g線の各波長においてNA=0.03、視野数22まで良好に補正されている。
図19は、対物レンズ90に後続するズーム光学系(結像レンズを含む)の焦点距離が750mmの理想レンズとして計算された諸収差図である。図19に示すように第5実施形態の対物レンズ90では、d線、C線、F線、g線の各波長においてNA=0.05、視野数22まで良好に補正されている。
(変形例)
なお、上記した実施形態では、開口絞り12の絞り径が変倍用のレンズ群(G2,G3)の移動に応じて可変である例を説明したが、本発明はこれに限定されない。絞り径を一定にした状態で変倍用のレンズ群(G2,G3)を移動させる場合にも、本発明を適用できる。
FIG. 18 is a diagram illustrating various aberrations calculated as an ideal lens having a focal length of 400 mm of the zoom optical system (including the imaging lens) following the objective lens 90. As shown in FIG. 18, in the objective lens 90 of the fifth embodiment, NA = 0.03 and the number of fields of view 22 are satisfactorily corrected at the wavelengths of d-line, C-line, F-line, and g-line.
FIG. 19 is a diagram of various aberrations calculated as an ideal lens having a focal length of 750 mm of the zoom optical system (including the imaging lens) following the objective lens 90. As shown in FIG. 19, in the objective lens 90 of the fifth embodiment, NA = 0.05 and the number of fields of view 22 are satisfactorily corrected at the wavelengths of d-line, C-line, F-line, and g-line.
(Modification)
In the above-described embodiment, the example in which the aperture diameter of the aperture stop 12 is variable according to the movement of the zoom lens group (G2, G3) has been described, but the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to the case where the zooming lens group (G2, G3) is moved in a state where the aperture diameter is constant.

また、上記した実施形態では、各々の対物レンズ11の胴付面から後側焦点面までの距離が同一である場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されない。各々の対物レンズ11ごとに胴付面から後側焦点面までの距離が異なる場合にも、本発明を適用できる。この場合には、対物レンズ11を交換する際に開口絞り12を光軸方向に沿って移動させて、物体側のテレセントリック性を保つようにすればよい。   In the above-described embodiment, the case where the distances from the body-mounted surface of each objective lens 11 to the rear focal plane are the same has been described as an example, but the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to the case where the distance from the barrel surface to the rear focal plane is different for each objective lens 11. In this case, when the objective lens 11 is replaced, the aperture stop 12 may be moved along the optical axis direction so as to maintain the telecentricity on the object side.

さらに、上記した第2実施形態では、同軸落射照明装置(43〜46)をアフォーカルズーム系13と結像光学系14との間に設けたが、本発明はこれに限定されない。同軸落射照明装置(43〜46)は、対物レンズ11とアフォーカルズーム系13との間に設けてもよい。この場合、観察光学系のレンズ面でのフレアや自家蛍光によるコントラスト低下を抑えることができる。   Furthermore, in the above-described second embodiment, the coaxial incident illumination device (43 to 46) is provided between the afocal zoom system 13 and the imaging optical system 14, but the present invention is not limited to this. The coaxial epi-illumination device (43 to 46) may be provided between the objective lens 11 and the afocal zoom system 13. In this case, it is possible to suppress a decrease in contrast due to flare on the lens surface of the observation optical system or autofluorescence.

また、上記した第3実施形態では、蛍光落射照明装置(51〜56)を対物レンズ11と開口絞り12との間に設けたが、本発明はこれに限定されない。蛍光落射照明装置(51〜56)は、開口絞り12とアフォーカルズーム系13との間に設けてもよいし、アフォーカルズーム系13と結像光学系14との間に設けてもよい。ただし、蛍光観察の場合には、レンズ面での自家蛍光に起因するノイズ成分を低減する必要があるため、対物レンズ11とアフォーカルズーム系13との間に設けることが好ましい。   In the third embodiment described above, the fluorescent epi-illumination device (51 to 56) is provided between the objective lens 11 and the aperture stop 12, but the present invention is not limited to this. The fluorescent epi-illumination devices (51 to 56) may be provided between the aperture stop 12 and the afocal zoom system 13, or may be provided between the afocal zoom system 13 and the imaging optical system 14. However, in the case of fluorescence observation, it is necessary to reduce a noise component caused by autofluorescence on the lens surface, and therefore it is preferably provided between the objective lens 11 and the afocal zoom system 13.

第1実施形態のズーム顕微鏡10の全体構成を示す図である。1 is a diagram illustrating an overall configuration of a zoom microscope 10 according to a first embodiment. 対物レンズ11の交換について説明する図である。It is a figure explaining exchange of the objective lens. アフォーカルズーム系13による低倍時(a)と高倍時(b)とを比較して開口絞り12の絞り径の変化を説明する図である。It is a figure explaining the change of the aperture diameter of the aperture stop 12 by comparing the low magnification (a) and the high magnification (b) by the afocal zoom system 13. 対物レンズ11の具体的な構成の一例を示す図である。2 is a diagram illustrating an example of a specific configuration of an objective lens 11. FIG. アフォーカルズーム系13の具体的な構成の一例を示す図である。3 is a diagram illustrating an example of a specific configuration of an afocal zoom system 13. FIG. 結像光学系14の具体的な構成の一例を示す図である。2 is a diagram illustrating an example of a specific configuration of an imaging optical system 14. FIG. ズーム顕微鏡10の低倍端状態における諸収差を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating various aberrations of the zoom microscope 10 in a low magnification end state. ズーム顕微鏡10の中間状態における諸収差を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating various aberrations in an intermediate state of the zoom microscope. ズーム顕微鏡10の高倍端状態における諸収差を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating various aberrations of the zoom microscope 10 in a high magnification end state. 第2実施形態のズーム顕微鏡40の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the zoom microscope 40 of 2nd Embodiment. 第3実施形態のズーム顕微鏡50の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the zoom microscope 50 of 3rd Embodiment. 第4実施形態のアフォーカルズーム系70の具体的な構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a specific structure of the afocal zoom system 70 of 4th Embodiment. アフォーカルズーム系70を備えたズーム顕微鏡の低倍端状態における諸収差を示す図である。It is a figure which shows the various aberrations in the low magnification end state of the zoom microscope provided with the afocal zoom system. アフォーカルズーム系70を備えたズーム顕微鏡の中間状態における諸収差を示す図である。It is a figure which shows the various aberrations in the intermediate state of the zoom microscope provided with the afocal zoom system. アフォーカルズーム系70を備えたズーム顕微鏡の高倍端状態における諸収差を示す図である。It is a figure which shows the various aberrations in the high magnification end state of the zoom microscope provided with the afocal zoom system. 第5実施形態の対物レンズ90の構成図(光路図)である。It is a block diagram (optical path diagram) of the objective lens 90 of 5th Embodiment. 対物レンズ90で、後続するズーム光学系の焦点距離が100mmの時の諸収差図である。FIG. 9 is a diagram illustrating various aberrations when the objective lens 90 has a focal length of a subsequent zoom optical system of 100 mm. 対物レンズ90で、後続するズーム光学系の焦点距離が400mmの時の諸収差図である。FIG. 6 is a diagram illustrating various aberrations when the focal length of a subsequent zoom optical system is 400 mm in the objective lens 90. 対物レンズ90で、後続するズーム光学系の焦点距離が750mmの時の諸収差図である。FIG. 6 is a diagram illustrating various aberrations when the objective lens 90 has a focal length of a subsequent zoom optical system of 750 mm.

符号の説明Explanation of symbols

10,40,50 ズーム顕微鏡
10A 標本
10B 像面
11 対物レンズ
12 開口絞り
13,70 アフォーカルズーム系
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
14 結像光学系
43,51 ファイバ光源
44,52 コレクタレンズ
45,53 リレーレンズ
46 ビームスプリッタ
54 励起フィルタ
55 ダイクロイックミラー
56 バリアフィルタ
10, 40, 50 Zoom microscope 10A Specimen 10B Image plane 11 Objective lens 12 Aperture stop 13, 70 Afocal zoom system G1 First lens group G2 Second lens group G3 Third lens group G4 Fourth lens group 14 Imaging optical system 43, 51 Fiber light source 44, 52 Collector lens 45, 53 Relay lens 46 Beam splitter 54 Excitation filter 55 Dichroic mirror 56 Barrier filter

Claims (6)

標本側から順に、交換可能な無限遠補正型の対物レンズと、開口絞りと、アフォーカルズーム系と、結像光学系とが配置され、
前記開口絞りは、前記対物レンズの後側焦点面またはその近傍に配置される
ことを特徴とするズーム顕微鏡。
In order from the sample side, an interchangeable infinity correction type objective lens, an aperture stop, an afocal zoom system, and an imaging optical system are arranged.
The zoom microscope according to claim 1, wherein the aperture stop is disposed at or near a rear focal plane of the objective lens.
請求項1に記載のズーム顕微鏡において、
前記アフォーカルズーム系は、光軸方向に沿って移動可能な変倍用のレンズ群を有し、
前記開口絞りは、前記変倍用のレンズ群の移動に応じて絞り径が可変である
ことを特徴とするズーム顕微鏡。
The zoom microscope according to claim 1,
The afocal zoom system has a variable power lens group movable along the optical axis direction,
The zoom microscope according to claim 1, wherein the aperture stop has a variable stop diameter according to the movement of the lens unit for zooming.
請求項1または請求項2に記載のズーム顕微鏡において、
前記アフォーカルズーム系と前記結像光学系との間に、光源像を前記開口絞りまたはその近傍に形成する同軸落射照明手段が配置される
ことを特徴とするズーム顕微鏡。
The zoom microscope according to claim 1 or 2,
A zoom microscope characterized in that coaxial incident illumination means for forming a light source image at or near the aperture stop is disposed between the afocal zoom system and the imaging optical system.
請求項1から請求項3の何れか1項に記載のズーム顕微鏡において、
前記対物レンズを交換可能に保持する保持部材を備え、
前記開口絞りは、前記保持部材の像側に配置される
ことを特徴とするズーム顕微鏡。
The zoom microscope according to any one of claims 1 to 3,
A holding member that holds the objective lens in a replaceable manner,
The zoom microscope, wherein the aperture stop is disposed on an image side of the holding member.
請求項1から請求項4の何れか1項に記載のズーム顕微鏡において、
低倍端状態における前記結像光学系と組み合わせた前記アフォーカルズーム系の焦点距離fLと、最大像高Ymaxとは、次の条件式を満足する
0.05<Ymax/fL<0.16
ことを特徴とするズーム顕微鏡。
In the zoom microscope according to any one of claims 1 to 4,
The focal length fL of the afocal zoom system combined with the imaging optical system in the low magnification end state and the maximum image height Ymax satisfy the following conditional expression: 0.05 <Ymax / fL <0.16
A zoom microscope characterized by that.
請求項1から請求項5の何れか1項に記載のズーム顕微鏡において、
前記対物レンズは、物体側より順に、全体として正の屈折力を有する第1レンズ群と、全体として負の屈折力を有する第2レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第3レンズ群とより構成され、
前記第1レンズ群は、正屈折力を有する物体側に凸面を向けたメニスカス形状の単レンズまたは正屈折力を有する物体側に凸面を向けたメニスカス形状の接合レンズを含み、
前記第2レンズ群は,少なくとも1つの接合レンズを含み、物体側に略テレセントリックであり、
前記対物レンズは、物体上任意の位置における主光線が光軸となす角度をα(単位は度)として、以下の条件式を満たす
−0.3 < α < 0.3
ことを特徴とするズーム顕微鏡。
In the zoom microscope according to any one of claims 1 to 5,
The objective lens includes, in order from the object side, a first lens group having a positive refractive power as a whole, a second lens group having a negative refractive power as a whole, and a third lens group having a positive refractive power as a whole. And consists of
The first lens group includes a meniscus single lens having a convex surface facing the object side having positive refractive power or a meniscus cemented lens having a convex surface facing the object side having positive refractive power,
The second lens group includes at least one cemented lens and is substantially telecentric on the object side;
The objective lens satisfies the following conditional expression, where α (unit: degree) is an angle formed by the principal ray at an arbitrary position on the object with the optical axis: −0.3 <α <0.3
A zoom microscope characterized by that.
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