JP2011013661A - Zoom lens for microscope, and the microscope - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a zoom lens for a microscope, which achieves a high zoom ratio and a size reduction and has high imaging performance, and to provide a microscope that has the zoom lens.SOLUTION: The zoom lens for the microscope includes, in order from an object side, a first lens group G1 with positive refractive power, a second lens group G2 with negative refractive power, a third lens group G3 with positive refractive power, and a fourth lens group G4 with negative refractive power. The fourth lens group G4 consists of, in order from the object side, an eleventh lens group G4a with positive refractive power, a twelfth lens group G4b with negative refractive power, and a thirteenth lens group G4c with positive refractive power. In varying power from a low varying power end to a high varying power end, the second and third lens groups G2 and G3 move in the direction of an optical axis. The zoom lens satisfies predetermined conditions.

Description

本発明は、顕微鏡用ズームレンズ、及びこれを有する顕微鏡に関する。   The present invention relates to a microscope zoom lens and a microscope having the same.

従来、顕微鏡に用いられる顕微鏡用ズームレンズ、及び顕微鏡用ズームレンズを有する顕微鏡が提案されている(例えば、特許文献1、2)。   Conventionally, a microscope zoom lens used in a microscope and a microscope having a microscope zoom lens have been proposed (for example, Patent Documents 1 and 2).

特開平6−18784号公報JP-A-6-18784 特開平7−56087号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-56087

近年、顕微鏡、実体顕微鏡、デジタル顕微鏡等においては、高いズーム比を有しつつ、小型でコンパクトな顕微鏡用ズームレンズ及びズームレンズを有する顕微鏡が望まれているが、従来の顕微鏡用ズームレンズは、ズーム比を高くするほど全長が大きくなり、高いズーム比と小型化を同時に満足することが困難であった。   In recent years, in a microscope, a stereomicroscope, a digital microscope, and the like, a microscope having a small and compact microscope zoom lens and a zoom lens while having a high zoom ratio is desired. The higher the zoom ratio, the larger the total length, and it was difficult to satisfy both the high zoom ratio and downsizing at the same time.

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、高いズーム比と小型化を達成し、高い結像性能を有する顕微鏡用ズームレンズ及び該ズームレンズを有する顕微鏡を提供する。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides a zoom lens for a microscope that achieves a high zoom ratio and miniaturization and has high imaging performance, and a microscope having the zoom lens.

上記課題を解決するため、本発明は、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レンズ群とを有し、前記第4レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第11レンズ群と、負の屈折力を有する第12レンズ群と、正の屈折力を有する第13レンズ群とからなり、低倍端状態から高倍端状態への変倍に際し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群とが光軸方向に沿って移動し、以下の条件を満足することを特徴とする顕微鏡用ズームレンズを提供する。
|f1/f2|>4
0.5<V2<Z0.6
(d1T−d1w)/fw<2.3
11/f13>3
ただし、f1は前記第1レンズ群の焦点距離、f2は前記第2レンズ群の焦点距離、Zは前記顕微鏡用ズームレンズのズーム比、V2は前記第2レンズ群の変倍率、d1Tは高倍端状態における前記第1レンズ群の最も像側のレンズ面と前記第2レンズ群の最も物体側のレンズ面との間隔、d1wは低倍端状態における前記第1レンズ群の最も像側のレンズ面と前記第2レンズ群の最も物体側のレンズ面との間隔、fwは前記ズームレンズの低倍端状態での焦点距離、f11は前記第11レンズ群の焦点距離、f13は前記第13レンズ群の焦点距離である。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides, in order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, and a third lens group having a positive refractive power. And a fourth lens group having a negative refractive power. The fourth lens group includes, in order from the object side, an eleventh lens group having a positive refractive power, and a twelfth lens having a negative refractive power. And a thirteenth lens group having a positive refractive power, and the second lens group and the third lens group are arranged along the optical axis direction upon zooming from the low magnification end state to the high magnification end state. A zoom lens for a microscope is provided that moves and satisfies the following conditions.
| F1 / f2 |> 4
Z 0.5 <V2 <Z 0.6
(D1T-d1w) / fw <2.3
f 11 / f 13 > 3
However, f1 is the focal length of the first lens group, f2 is the focal length of the second lens group, Z is the zoom ratio of the zoom lens for microscope, V2 is the magnification of the second lens group, and d1T is the high magnification end. The distance between the most image side lens surface of the first lens group and the most object side lens surface of the second lens group in the state, d1w is the most image side lens surface of the first lens group in the low magnification end state Between the second lens group and the lens surface closest to the object side, fw is the focal length of the zoom lens at the low magnification end state, f 11 is the focal length of the eleventh lens group, and f 13 is the thirteenth position. This is the focal length of the lens group.

また、本発明は、前記顕微鏡用ズームレンズを備えたことを特徴とする顕微鏡を提供する。   The present invention also provides a microscope comprising the zoom lens for a microscope.

本発明によれば、高いズーム比と小型化を達成し、高い結像性能を有する顕微鏡用ズームレンズと、これを有する顕微鏡を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a zoom lens for a microscope that achieves a high zoom ratio and miniaturization and has high imaging performance, and a microscope having the same.

本発明の実施形態に係る顕微鏡用ズームレンズの基本構成とズーム移動軌跡を示す図である。It is a figure which shows the basic composition and zoom movement locus | trajectory of the zoom lens for microscopes concerning embodiment of this invention. 本願の第1実施例に係る顕微鏡用ズームレンズのレンズ構成を示す図である。It is a figure which shows the lens structure of the zoom lens for microscopes concerning 1st Example of this application. 第1実施例に係る顕微鏡用ズームレンズの無限遠合焦状態における諸収差図であり、(a)は低倍端状態、(b)は中間焦点距離状態、(c)は高倍端状態の各諸収差図をそれぞれ示す。FIG. 4 is various aberration diagrams of the microscope zoom lens according to the first example in an infinitely focused state, where (a) is a low magnification end state, (b) is an intermediate focal length state, and (c) is a high magnification end state. Various aberration diagrams are shown. 本願の第2実施例に係る顕微鏡用ズームレンズのレンズ構成を示す図である。It is a figure which shows the lens structure of the zoom lens for microscopes concerning 2nd Example of this application. 第2実施例に係る顕微鏡用ズームレンズの無限遠合焦状態における諸収差図であり、(a)は低倍端状態、(b)は中間焦点距離状態、(c)は高倍端状態の各諸収差図をそれぞれ示す。FIG. 6 is a diagram illustrating various aberrations of the microscope zoom lens according to the second example in an infinitely focused state, where (a) is a low magnification end state, (b) is an intermediate focal length state, and (c) is a high magnification end state. Various aberration diagrams are shown. 本願の第3実施例に係る顕微鏡用ズームレンズのレンズ構成を示す図である。It is a figure which shows the lens structure of the zoom lens for microscopes concerning 3rd Example of this application. 第3実施例に係る顕微鏡用ズームレンズの無限遠合焦状態における諸収差図であり、(a)は低倍端状態、(b)は中間焦点距離状態、(c)は高倍端状態の各諸収差図をそれぞれ示す。FIG. 6 is a diagram showing various aberrations of the microscope zoom lens according to Example 3 in an infinitely focused state, where (a) is a low magnification end state, (b) is an intermediate focal length state, and (c) is a high magnification end state. Various aberration diagrams are shown. 本発明の実施形態に係る顕微鏡用ズームレンズと組み合わせて使用される対物レンズの一例のレンズ構成を示す図である。It is a figure which shows the lens structure of an example of the objective lens used in combination with the zoom lens for microscopes concerning embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る顕微鏡用ズームレンズを備えた顕微鏡の光学系を示す図である。It is a figure which shows the optical system of the microscope provided with the zoom lens for microscopes concerning embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態に係る顕微鏡用ズームレンズについて説明する。なお、以下の実施形態は、発明の理解を容易にするためのものに過ぎず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において当業者により実施可能な付加・置換等を施すことを排除することは意図していない。   Hereinafter, a zoom lens for a microscope according to an embodiment of the present invention will be described. The following embodiments are only for facilitating understanding of the invention, and exclude additions and substitutions that can be performed by those skilled in the art without departing from the technical idea of the present invention. Is not intended.

本実施形態に係る顕微鏡用ズームレンズは、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レンズ群とを有し、前記第4レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第11レンズ群と、負の屈折力を有する第12レンズ群と、正の屈折力を有する第13レンズ群とからなり、低倍端状態から高倍端状態への変倍に際し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群とが光軸方向に沿って移動し、以下の条件式(1)、(2)、(3)、および(4)を満足する。
(1) |f1/f2|>4
(2) Z0.5<V2<Z0.6
(3) (d1T−d1w)/fw<2.3
(4) f11/f13>3
ただし、f1は前記第1レンズ群の焦点距離、f2は前記第2レンズ群の焦点距離、Zは前記顕微鏡用ズームレンズのズーム比、V2は前記第2レンズ群の変倍率、d1Tは高倍端状態における前記第1レンズ群の最も像側のレンズ面と前記第2レンズ群の最も物体側のレンズ面との間隔、d1wは低倍端状態における前記第1レンズ群の最も像側のレンズ面と前記第2レンズ群の最も物体側のレンズ面との間隔、fwは前記ズームレンズの低倍端状態での焦点距離、f11は前記第11レンズ群の焦点距離、f13は前記第13レンズ群の焦点距離をそれぞれ示す。
The zoom lens for a microscope according to this embodiment includes, in order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, and a third lens group having a positive refractive power. And a fourth lens group having a negative refractive power. The fourth lens group includes, in order from the object side, an eleventh lens group having a positive refractive power, and a twelfth lens having a negative refractive power. And a thirteenth lens group having a positive refractive power, and the second lens group and the third lens group are arranged along the optical axis direction upon zooming from the low magnification end state to the high magnification end state. The following conditional expressions (1), (2), (3), and (4) are satisfied.
(1) | f1 / f2 |> 4
(2) Z 0.5 <V2 <Z 0.6
(3) (d1T-d1w) / fw <2.3
(4) f 11 / f 13 > 3
However, f1 is the focal length of the first lens group, f2 is the focal length of the second lens group, Z is the zoom ratio of the zoom lens for microscope, V2 is the magnification of the second lens group, and d1T is the high magnification end. The distance between the most image side lens surface of the first lens group and the most object side lens surface of the second lens group in the state, d1w is the most image side lens surface of the first lens group in the low magnification end state Between the second lens group and the lens surface closest to the object side, fw is the focal length of the zoom lens at the low magnification end state, f 11 is the focal length of the eleventh lens group, and f 13 is the thirteenth position. The focal length of each lens group is shown.

このような構成により、本顕微鏡用ズームレンズは、15倍以上の高いズーム比を確保しつつ、バックフォーカスを短くすることで小型化を達成すると共に、高い結像性能を得ることができる。   With this configuration, the zoom lens for a microscope can achieve downsizing and achieve high imaging performance by shortening the back focus while securing a high zoom ratio of 15 times or more.

また、本顕微鏡用ズームレンズは、第4レンズ群を正負正のトリプレット構成としているため、第4レンズ群の最も像側を負レンズで構成するより、バックフォーカスを短くして全長を小さくできると共に、倍率色収差等の補正を良好に行える。第4レンズ群の最も像側が負レンズの構成では射出瞳位置が像面に近くなりすぎるが、本顕微鏡用ズームレンズは、第4レンズ群を正負正のトリプレット構成とし、負レンズ(第12レンズ群)の像側に正レンズ(第13レンズ群)を配置して射出瞳位置を像面から遠ざけている。   In addition, since the zoom lens for the present microscope has a positive and negative triplet configuration in the fourth lens group, the back focus can be shortened and the overall length can be reduced compared to the case where the most image side of the fourth lens group is configured as a negative lens. Further, it is possible to satisfactorily correct lateral chromatic aberration and the like. In the configuration where the fourth lens group has a negative lens on the most image side, the exit pupil position is too close to the image plane. A positive lens (a thirteenth lens group) is arranged on the image side of the (group) to keep the exit pupil position away from the image plane.

条件式(1)は、第1レンズ群と第2レンズ群との焦点距離の比の適切な範囲を規定している。条件式(1)を満足することにより、15倍以上の高いズーム比を確保でき、高い結像性能を有する顕微鏡用ズームレンズを達成することができる。   Conditional expression (1) defines an appropriate range of the focal length ratio between the first lens group and the second lens group. By satisfying conditional expression (1), a zoom ratio of 15 times or higher can be secured, and a zoom lens for a microscope having high imaging performance can be achieved.

条件式(1)の下限値を下回る状態では、第1レンズ群と第2レンズ群との光軸方向の間隔が狭まり第1レンズ群と第2レンズ群とが干渉するため、低倍端状態における倍率を小さくすることができず、結果として高いズーム比が得られない。また、条件式(1)の下限値を下回った状態で、第3レンズ群と第4レンズ群の屈折力を大きくしてズーム比を高くしようとしても、15倍以上の高いズーム比は得られない。   In a state where the lower limit value of conditional expression (1) is not reached, the distance between the first lens group and the second lens group in the optical axis direction is narrowed and the first lens group and the second lens group interfere with each other. The zoom ratio cannot be reduced, and as a result, a high zoom ratio cannot be obtained. In addition, if the zoom ratio is increased by increasing the refractive power of the third lens group and the fourth lens group in a state where the lower limit value of conditional expression (1) is not reached, a high zoom ratio of 15 times or more is obtained. Absent.

条件式(2)は、第2レンズ群の変倍率の適切な範囲を規定している。なお、「変倍率」とは、顕微鏡用ズームレンズの「ズーム比」に対する「負担量」を示す。条件式(2)を満足することにより、顕微鏡用ズームレンズの全長をコンパクトに維持しつつ、高い結像性能を有する顕微鏡用ズームレンズを達成することができる。   Conditional expression (2) defines an appropriate range of the magnification of the second lens group. Note that the “magnification ratio” indicates the “burden amount” with respect to the “zoom ratio” of the microscope zoom lens. By satisfying conditional expression (2), it is possible to achieve a microscope zoom lens having high imaging performance while maintaining the overall length of the microscope zoom lens compact.

負の屈折力の第2レンズ群に大きい屈折力を持たせ、変倍率を大きくすることは、顕微鏡用ズームレンズの小型化に有利である。しかし、第2レンズ群の変倍率が大きすぎると、ズーミングの際の収差補正が困難となる。   Giving the second lens unit having a negative refractive power a large refractive power and increasing the zoom ratio is advantageous for downsizing the zoom lens for a microscope. However, if the zoom ratio of the second lens group is too large, it is difficult to correct aberrations during zooming.

条件式(2)の上限値を上回る場合、第2レンズ群の屈折力が大きくなり第2レンズ群の「負担量」を上げることとなるため、顕微鏡用ズームレンズの小型化には有利となる。しかしこの場合、低倍端状態においては、歪曲収差の増大、ペッツバール和の悪化による非点収差の増大、変倍時におけるコマ収差、特に下方コマ収差の変動の増大等が生じ、高倍端状態においては球面収差の増大等が生じてしまう。   When the upper limit of conditional expression (2) is exceeded, the refractive power of the second lens group increases and the “burden amount” of the second lens group increases, which is advantageous for downsizing the zoom lens for a microscope. . However, in this case, an increase in distortion, an increase in astigmatism due to the deterioration of Petzval sum, an increase in coma at the time of zooming, especially an increase in fluctuation of the lower coma, etc. occur in the low magnification end state. Increases spherical aberration and the like.

また、条件式(2)の下限値を下回る場合、高いズーム比を得ようとすると第3レンズ群の変倍率が増大し、変倍時の第3レンズ群の移動量が増加する。その結果、第2レンズ群と第3レンズ群との干渉を防止するために第2レンズ群と第3レンズ群との間隔を長くする必要が生じ、顕微鏡用ズームレンズの全長が大きくなり、小型化が達成できなくなる。   Further, when the lower limit of conditional expression (2) is not reached, the zoom ratio of the third lens group increases when trying to obtain a high zoom ratio, and the amount of movement of the third lens group during zooming increases. As a result, it is necessary to increase the distance between the second lens group and the third lens group in order to prevent interference between the second lens group and the third lens group, and the overall length of the zoom lens for the microscope is increased. Cannot be achieved.

条件式(3)は、低倍端状態から高倍端状態への変倍に際し、第1レンズ群の最も像側のレンズ面と第2レンズ群の最も物体側のレンズ面との間隔の適切な範囲を規定している。条件式(3)を満足することにより、顕微鏡用ズームレンズの全長をコンパクトに維持しつつ、高い結像性能を有する顕微鏡用ズームレンズを達成することができる。   Conditional expression (3) indicates that an appropriate distance between the lens surface closest to the image side of the first lens unit and the lens surface closest to the object side of the second lens unit is appropriate for zooming from the low magnification end state to the high magnification end state. Defines the range. By satisfying conditional expression (3), it is possible to achieve a zoom lens for a microscope having high imaging performance while maintaining the overall length of the zoom lens for microscope compact.

条件式(3)の上限値を上回る場合、低倍端状態から高倍端状態への変倍に際し、第1レンズ群の最も像側のレンズ面と第2レンズ群の最も物体側のレンズ面との間隔が大きくなり、従って全長が大きくなるため小型化が困難になる。また、第2レンズ群の負の屈折力が大きくなり、歪曲収差の増大、非点収差の増大等を招いてしまう。   When exceeding the upper limit value of the conditional expression (3), when changing the magnification from the low magnification end state to the high magnification end state, the most image side lens surface of the first lens group and the most object side lens surface of the second lens group Therefore, it becomes difficult to reduce the size. In addition, the negative refractive power of the second lens group increases, leading to an increase in distortion and astigmatism.

なお、実施形態の効果を確実にするために、条件式(3)の上限値を2.0にすることが好ましい。   In order to secure the effect of the embodiment, it is preferable to set the upper limit of conditional expression (3) to 2.0.

条件式(4)は、第4レンズ群中の第11レンズ群と第13レンズ群の屈折力について適切な範囲を規定している。条件式(4)を満足することにより、バックフォーカスを短くして全長をコンパクトに維持しつつ、高い結像性能を有する顕微鏡用ズームレンズを達成することができる。   Conditional expression (4) defines an appropriate range for the refractive power of the eleventh lens group and the thirteenth lens group in the fourth lens group. By satisfying conditional expression (4), it is possible to achieve a zoom lens for a microscope having high imaging performance while shortening the back focus and keeping the overall length compact.

通常、正負正のトリプレット構成では、物体側の正レンズ群と像側の正レンズ群の焦点距離はほぼ等しい。しかし、本顕微鏡用ズームレンズは、像側の正屈折力の第13レンズ群の屈折力を大きくすることで、バックフォーカスを短くして全長を小さくしている。また、本顕微鏡用ズームレンズは、第4レンズ群の物体側の正屈折力の第11レンズ群の屈折力を小さくすることで、球面収差等諸収差の補正を良好に行うことができる。   Usually, in the positive / negative triplet configuration, the focal lengths of the object-side positive lens unit and the image-side positive lens unit are substantially equal. However, the zoom lens for this microscope increases the refractive power of the thirteenth lens unit having positive refractive power on the image side, thereby shortening the back focus and reducing the total length. In addition, this microscope zoom lens can satisfactorily correct various aberrations such as spherical aberration by reducing the refractive power of the eleventh lens group having positive refractive power on the object side of the fourth lens group.

条件式(4)の下限値を下回る場合、バックフォーカスが短くなりすぎ、レンズを組み立てた後の光学調整時に移動可能な像面の範囲を確保できなくなる虞がでてくる。   If the lower limit value of conditional expression (4) is not reached, the back focus becomes too short, and there is a possibility that a movable image plane range cannot be secured during optical adjustment after assembling the lens.

また、本顕微鏡用ズームレンズは、以下の条件式(5)を満足することが望ましい。
(5) 0.04<f12/f4<0.18
ただし、f12は前記第12レンズ群の焦点距離、f4は前記第4レンズ群の焦点距離をそれぞれ示す。
In addition, it is desirable that the zoom lens for the microscope satisfies the following conditional expression (5).
(5) 0.04 <f 12 /f4<0.18
However, f 12 is the focal length of the second lens subunit, f4 denotes a focal length of the fourth lens group.

条件式(5)は、第4レンズ群中の負屈折力の第12レンズ群の屈折力の適切な範囲を規定している。条件式(5)を満足することで、射出瞳位置を像面から十分遠くに設定することができ、高い結像性能を有する顕微鏡用ズームレンズを達成することができる。   Conditional expression (5) defines an appropriate range of the refractive power of the twelfth lens group having a negative refractive power in the fourth lens group. By satisfying conditional expression (5), the exit pupil position can be set sufficiently far from the image plane, and a microscope zoom lens having high imaging performance can be achieved.

本顕微鏡用ズームレンズでは、条件式(4)を満たし、第4レンズ群の像側の正屈折力の第13レンズ群の屈折力を大きくすることでバックフォーカスを短くして全長を小さくしているが、第13レンズ群の屈折力を大きくすると射出瞳位置が結像位置に近づくこととなる。   In the zoom lens for this microscope, conditional expression (4) is satisfied, and the total refractive power of the thirteenth lens unit having positive refracting power on the image side of the fourth lens unit is increased to shorten the back focus and reduce the total length. However, when the refractive power of the thirteenth lens group is increased, the exit pupil position approaches the imaging position.

ここで、CCD等の撮像素子を像面に配置した場合を考慮すると、射出瞳位置を結像位置からできるだけ遠くに設定し、素子にほぼ垂直に光線が入射するように設計する必要がある。CCD等の撮像素子は、素子の構造、例えばカラーフィルタや受光部が電荷転送路の遮光部等の奥に位置するために、光線が素子に斜めに入射すると、色調の変化(色シェーディング)や周辺光量変化(シェーディング)を生じるという問題があるからである。そこで、射出瞳位置を像面から十分に遠ざけるために、第4レンズ群中の負屈折力の第12レンズ群の屈折力の適切な範囲の規定が必要となる。   Here, in consideration of the case where an image pickup device such as a CCD is arranged on the image plane, it is necessary to set the exit pupil position as far as possible from the image formation position and design the light beam to enter the device substantially perpendicularly. An image pickup device such as a CCD has an element structure, for example, a color filter or a light receiving portion located behind a light shielding portion of a charge transfer path. This is because there is a problem that peripheral light amount change (shading) occurs. Therefore, in order to move the exit pupil position sufficiently away from the image plane, it is necessary to define an appropriate range of the refractive power of the twelfth lens group having a negative refractive power in the fourth lens group.

条件式(5)の上限値を上回る場合、バックフォーカスが短くなりすぎ、レンズを組み立てた後の光学調整時に移動可能な像面の範囲を確保できなくなる虞がでてくる。   When the upper limit value of conditional expression (5) is exceeded, the back focus becomes too short, and there is a possibility that a movable image plane range cannot be secured during optical adjustment after assembling the lens.

条件式(5)の下限値を下回る場合、射出瞳位置が像面に近づきすぎ、CCD等の撮像素子を像面に配置した時、高い結像性能を得ることが難しくなる。また、第4レンズ群の負屈折力の第12レンズ群の屈折力が大きくなりすぎ、非点収差等の悪化を招く。   When the lower limit value of conditional expression (5) is not reached, the exit pupil position becomes too close to the image plane, and when an imaging device such as a CCD is arranged on the image plane, it becomes difficult to obtain high imaging performance. Further, the refracting power of the twelfth lens unit having the negative refracting power of the fourth lens unit becomes too large, and astigmatism and the like are deteriorated.

また、本顕微鏡用ズームレンズは、以下の条件式(6)を満足することが望ましい。
(6) FNO>12.0
ただし、FNOは低倍端状態のFナンバーを示す。
Further, it is desirable that the zoom lens for the microscope satisfies the following conditional expression (6).
(6) FNO> 12.0
However, FNO shows the F number of a low magnification end state.

条件式(6)は、本顕微鏡用ズームレンズの低倍端状態におけるFナンバーの適切な範囲を規定している。条件式(6)を満足することで、簡単なレンズ構成で高いズーム比を達成することができる。   Conditional expression (6) defines an appropriate range of the F number in the low magnification end state of the microscope zoom lens. By satisfying conditional expression (6), a high zoom ratio can be achieved with a simple lens configuration.

また、本顕微鏡用ズームレンズは、低倍端状態から高倍端状態への変倍に際し、第2レンズ群は物体側から像側へのみ移動し、第3レンズ群は像側から物体側へのみ移動することが好ましい。このような構成により、変倍時のレンズ群の移動機構を簡素化することができる。   In the zoom lens for the microscope, the second lens unit moves only from the object side to the image side, and the third lens unit moves only from the image side to the object side during zooming from the low magnification end state to the high magnification end state. It is preferable to move. With such a configuration, the moving mechanism of the lens unit at the time of zooming can be simplified.

また、本願の顕微鏡は、上述した構成の顕微鏡用ズームレンズを備えていることを特徴とする。これにより、小型で高いズーム比を有し、高い結像性能を有する顕微鏡を実現することができる。   In addition, the microscope of the present application includes the microscope zoom lens having the above-described configuration. Thereby, a small-sized microscope having a high zoom ratio and high imaging performance can be realized.

以下、本実施形態に係る顕微鏡用ズームレンズの各数値実施例について添付図面に基づいて説明する。   Hereinafter, numerical examples of the microscope zoom lens according to the present embodiment will be described with reference to the accompanying drawings.

図1(a)、(b)は、各数値実施例に共通する顕微鏡用ズームレンズの基本構成とズーム移動軌跡を示す図である。   FIGS. 1A and 1B are views showing a basic configuration and zoom movement locus of a microscope zoom lens common to each numerical example.

各実施例に係る顕微鏡用ズームレンズは、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とから構成されている。   The zoom lens for a microscope according to each example includes, in order from the object side, a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a negative refractive power, and a third lens having a positive refractive power. The lens group G3 includes a fourth lens group G4 having a negative refractive power.

そして本顕微鏡用ズームレンズは、低倍端状態(図1(a))から高倍端状態(図1(b))への変倍に際し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との空気間隔が減少するように、第2レンズ群G2が物体側から像側へのみ移動し、第3レンズ群G3が像側から物体側へのみ移動する。このように、本顕微鏡用ズームレンズは、低倍端状態から高倍端状態への変倍に際して第2レンズ群と第3レンズ群とが一方向にのみ移動し、途中で戻る軌跡を取ることがない。   The zoom lens for the microscope has the air between the second lens group G2 and the third lens group G3 when zooming from the low magnification end state (FIG. 1 (a)) to the high magnification end state (FIG. 1 (b)). The second lens group G2 moves only from the object side to the image side, and the third lens group G3 moves only from the image side to the object side so that the interval decreases. In this way, the zoom lens for a microscope can take a locus that the second lens group and the third lens group move only in one direction and return in the middle when zooming from the low magnification end state to the high magnification end state. Absent.

(第1実施例)
図2は、第1実施例に係る顕微鏡用ズームレンズのレンズ構成を示す図である。
(First embodiment)
FIG. 2 is a diagram illustrating a lens configuration of the zoom lens for a microscope according to the first example.

第1実施例に係る顕微鏡用ズームレンズは、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とから構成されている。   The zoom lens for a microscope according to the first example includes, in order from the object side, a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a negative refractive power, and a first lens group having a positive refractive power. The third lens group G3 includes a third lens group G3 and a fourth lens group G4 having negative refractive power.

第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と両凸形状の正レンズL2との接合よりなる接合正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL3から構成されている。   The first lens group G1 includes, in order from the object side, a cemented positive lens composed of a negative meniscus lens L1 having a convex surface facing the object side and a biconvex positive lens L2, and a positive meniscus having a convex surface facing the object side. It is composed of a lens L3.

第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凹形状の負レンズL4と、両凹形状の負レンズL5と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL6との接合よりなる接合負レンズから構成されている。   The second lens group G2 includes, in order from the object side, a cemented negative lens formed by cementing a biconcave negative lens L4, a biconcave negative lens L5, and a positive meniscus lens L6 having a convex surface facing the object side. Has been.

第3レンズ群G3は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL7と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL8と両凸形状の正レンズL9との接合よりなる接合正レンズから構成されている。   The third lens group G3 includes, in order from the object side, a biconvex positive lens L7, and a cemented positive lens formed by cementing a negative meniscus lens L8 having a convex surface toward the object side and a biconvex positive lens L9. Has been.

第4レンズ群G4は、物体側から順に、正の屈折力を有する第11レンズ群G4aと、負の屈折力を有する第12レンズ群G4bと、正の屈折力を有する第13レンズ群G4cから構成されている。第11レンズ群G4aは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL10と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11との接合よりなる接合正レンズから構成され、第12レンズ群G4bは、物体側から順に、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL12と両凹形状の負レンズL13との接合よりなる接合負レンズから構成され、第13レンズ群G4cは、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL14から構成されている。   The fourth lens group G4 includes, in order from the object side, an eleventh lens group G4a having a positive refractive power, a twelfth lens group G4b having a negative refractive power, and a thirteenth lens group G4c having a positive refractive power. It is configured. The eleventh lens group G4a includes, in order from the object side, a cemented positive lens formed by cementing a positive meniscus lens L10 having a convex surface toward the object side and a negative meniscus lens L11 having a convex surface toward the object side. The group G4b includes, in order from the object side, a cemented negative lens formed by cementing a positive meniscus lens L12 having a convex surface toward the image side and a biconcave negative lens L13. The thirteenth lens group G4c is disposed on the image side. It is composed of a positive meniscus lens L14 having a convex surface.

以下の表1に第1実施例に係る顕微鏡用ズームレンズの諸元値を示す。   Table 1 below shows specification values of the zoom lens for a microscope according to the first example.

(レンズデータ)において、面番号は物体側から数えたレンズ面の順序、rは各レンズ面の曲率半径、dはレンズ面の面間隔、ndはd線(波長λ=587.56nm)に対する屈折率、νdはd線(波長λ=587.56nm)に対するアッベ数をそれぞれ示している。また、物面は物体面、可変は可変の面間隔、像面は像面Iをそれぞれ示している。なお、曲率半径rの「∞」は平面を示している。   In (lens data), the surface number is the order of the lens surfaces counted from the object side, r is the radius of curvature of each lens surface, d is the surface spacing of the lens surfaces, and nd is the refraction with respect to the d-line (wavelength λ = 587.56 nm). The ratio, νd, indicates the Abbe number for the d-line (wavelength λ = 587.56 nm). The object plane indicates the object plane, the variable plane indicates the variable plane spacing, and the image plane indicates the image plane I. Note that “∞” of the radius of curvature r indicates a plane.

(各種データ)において、fは焦点距離、FNOはFナンバー、Yは像高、NAは物体側の開口数、Bfはバックフォーカス、di(i:整数)は面番号iでの可変面間隔値をそれぞれ示す。(条件式対応値)は、各条件式の対応値をそれぞれ示す。なお、βは後述する表4に示す対物レンズを使用した場合の実施例の顕微鏡用ズームレンズとの総合倍率を示す。   In (various data), f is the focal length, FNO is the F number, Y is the image height, NA is the numerical aperture on the object side, Bf is the back focus, and di (i: integer) is the variable surface spacing value at the surface number i. Respectively. (Conditional expression corresponding value) indicates the corresponding value of each conditional expression. Here, β represents the total magnification with the microscope zoom lens of the example when the objective lens shown in Table 4 described later is used.

なお、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、その他の長さの単位は一般に「mm」が使われる。しかし光学系は、比例拡大又は縮小しても同等の光学性能が得られるため、これに限られるものではない。また、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。さらに、これらの記号は、以降の他の実施例においても同様とし説明を省略する。   It should be noted that “mm” is generally used as a unit of focal length f, radius of curvature r, and other lengths listed in all the following specification values. However, the optical system is not limited to this because the same optical performance can be obtained even when proportionally enlarged or reduced. Further, the unit is not limited to “mm”, and other appropriate units may be used. Further, these symbols are the same in the other embodiments described below, and the description thereof is omitted.

(表1)第1実施例
(レンズデータ)
面番号 r d nd νd
物面 ∞
1) 91.440 2.0 1.804540 39.61
2) 40.569 3.7 1.497820 82.52
3) -87.854 0.2
4) 35.614 2.5 1.497820 82.52
5) 59.009 可変
6) -72.954 1.5 1.840421 43.35
7) 29.989 2.5
8) -90.563 1.0 1.670249 57.53
9) 15.187 2.2 1.805182 25.41
10) 71.267 可変
11) 60.309 2.0 1.593189 67.87
12) -87.177 0.2
13) 36.370 1.5 1.803840 33.89
14) 19.588 2.6 1.497820 82.52
15) -289.370 可変
16) 12.346 3.0 1.487490 70.41
17) 321.500 1.5 1.748099 52.30
18) 21.567 18.697
19) -69.302 2.5 1.620040 36.27
20) -5.188 1.5 1.804109 46.55
21) 10.474 16.811
22) -431.561 2.7 1.516800 64.10
23) -15.193
像面 ∞

(各種データ)
ズーム比(Z) 15.0

低倍端状態 中間焦点距離状態 高倍端状態
β 0.7 2.7 10.5
f 35 135 525
FNO 12.45 15.64 25.01
Y 4.45 4.45 4.45
NA 0.0281 0.086 0.21
Bf 19.46 19.46 19.46
d5 3.46869 31.14411 43.83989
d10 87.94900 44.98888 5.58363
d15 3.08730 18.31198 45.02145

(ズームレンズ群データ)
群 始面 f
1 1 79.0
2 6 -19.5
3 11 40.0
4 16 -163.9
11 16 105.2
12 19 -7.96
13 22 30.4

(条件式対応値)
(1):|f1/f2| = 4.051
(2):Z0.5 = 3.873<V2 = 4.880<Z0.6 = 5.078
(3):(d1T−d1w)/fw = 1.154
(4):f11/f13 = 3.461
(5):f12/f4 = 0.0486
(6):FNO = 12.45
(Table 1) First Example (Lens Data)
Surface number r d nd νd
Object ∞
1) 91.440 2.0 1.804540 39.61
2) 40.569 3.7 1.497820 82.52
3) -87.854 0.2
4) 35.614 2.5 1.497820 82.52
5) 59.009 Variable
6) -72.954 1.5 1.840421 43.35
7) 29.989 2.5
8) -90.563 1.0 1.670249 57.53
9) 15.187 2.2 1.805182 25.41
10) 71.267 Variable
11) 60.309 2.0 1.593189 67.87
12) -87.177 0.2
13) 36.370 1.5 1.803840 33.89
14) 19.588 2.6 1.497820 82.52
15) -289.370 Variable
16) 12.346 3.0 1.487490 70.41
17) 321.500 1.5 1.748099 52.30
18) 21.567 18.697
19) -69.302 2.5 1.620040 36.27
20) -5.188 1.5 1.804109 46.55
21) 10.474 16.811
22) -431.561 2.7 1.516800 64.10
23) -15.193
Image plane ∞

(Various data)
Zoom ratio (Z) 15.0

Low magnification end state Medium focal length state High magnification end state β 0.7 2.7 10.5
f 35 135 525
FNO 12.45 15.64 25.01
Y 4.45 4.45 4.45
NA 0.0281 0.086 0.21
Bf 19.46 19.46 19.46
d5 3.46869 31.14411 43.83989
d10 87.94900 44.98888 5.58363
d15 3.08730 18.31198 45.02145

(Zoom lens group data)
Group start surface f
1 1 79.0
2 6 -19.5
3 11 40.0
4 16 -163.9
11 16 105.2
12 19 -7.96
13 22 30.4

(Values for conditional expressions)
(1): | f1 / f2 | = 4.051
(2): Z 0.5 = 3.873 <V2 = 4.880 <Z 0.6 = 5.078
(3): (d1T-d1w) /fw=1.154
(4): f 11 / f 13 = 3.461
(5): f 12 / f4 = 0.0486
(6): FNO = 12.45

図3は、第1実施例に係る顕微鏡用ズームレンズの無限遠合焦状態における諸収差図であり、(a)は低倍端状態、(b)は中間焦点距離状態、(c)は高倍端状態の各諸収差図をそれぞれ示す。なお、顕微鏡として実際に使用する際は、例えば後述する表3に示す対物レンズと組み合わせて使用するが、本願の各実施例では、顕微鏡用ズームレンズの性能をよく示すために、顕微鏡用ズームレンズのみの収差図(即ち、無限遠からの光線追跡)を示す。   3A and 3B are graphs showing various aberrations of the microscope zoom lens according to the first example in an infinitely focused state, where FIG. 3A is a low magnification end state, FIG. 3B is an intermediate focal length state, and FIG. 3C is a high magnification. Each aberration diagram in the end state is shown. When actually used as a microscope, it is used in combination with, for example, an objective lens shown in Table 3 to be described later. In each example of the present application, in order to show the performance of the microscope zoom lens well, the microscope zoom lens is used. Aberration diagrams only (ie ray tracing from infinity) are shown.

各収差図において、FNOはFナンバー、Yは像高をそれぞれ示す。また、dはd線(λ=587.56nm)、CはC線(λ=656.27nm)、FはF線(λ=486.13nm)、gはg線(λ=435.84nm)の収差曲線を示している。   In each aberration diagram, FNO represents an F number, and Y represents an image height. D is the d-line (λ = 587.56 nm), C is the C-line (λ = 656.27 nm), F is the F-line (λ = 486.13 nm), and g is the g-line (λ = 435.84 nm). An aberration curve is shown.

非点収差図において、実線はサジタル像面、点線はメリジオナル像面をそれぞれ示す。   In the astigmatism diagram, the solid line represents the sagittal image plane, and the dotted line represents the meridional image plane.

なお、以下に示す各実施例の諸収差図において、本実施例と同様の符号を用いる。   In addition, in the various aberration diagrams of each example shown below, the same reference numerals as those in this example are used.

各諸収差図より本第1実施例に係る顕微鏡用ズームレンズは、低倍端状態、中間焦点距離状態、および高倍端状態の各状態において、諸収差を良好に補正し、優れた結像性能を有することがわかる。また、ズーム比15倍という高ズーム比を有しつつも低倍端状態での総合倍率が0.7倍であり、広い実視野の確保が可能なことがわかる。   From the various aberration diagrams, the zoom lens for the microscope according to the first example corrects various aberrations well in each of the low magnification end state, the intermediate focal length state, and the high magnification end state, and has excellent imaging performance. It can be seen that It can also be seen that the overall magnification in the low magnification end state is 0.7 times while having a high zoom ratio of 15 times, and a wide real field of view can be secured.

(第2実施例)
図4は、第2実施例に係る顕微鏡用ズームレンズのレンズ構成を示す図である。
(Second embodiment)
FIG. 4 is a diagram illustrating a lens configuration of a zoom lens for a microscope according to the second example.

第2実施例に係る顕微鏡用ズームレンズは、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から構成されている。   The zoom lens for microscope according to the second example includes, in order from the object side, a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a negative refractive power, and a first lens group having a positive refractive power. The third lens group G3 includes a third lens group G3 and a fourth lens group G4 having negative refractive power.

第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と両凸形状の正レンズL2との接合よりなる接合正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL3から構成されている。   The first lens group G1 includes, in order from the object side, a cemented positive lens composed of a negative meniscus lens L1 having a convex surface facing the object side and a biconvex positive lens L2, and a positive meniscus having a convex surface facing the object side. It is composed of a lens L3.

第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凹形状の負レンズL4と、両凹形状の負レンズL5と両凸形状の正レンズL6との接合よりなる接合負レンズから構成されている。   The second lens group G2 includes, in order from the object side, a biconcave negative lens L4, and a cemented negative lens formed by cementing a biconcave negative lens L5 and a biconvex positive lens L6.

第3レンズ群G3は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL7と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL8と両凸形状の正レンズL9との接合よりなる接合正レンズから構成されている。   The third lens group G3 includes, in order from the object side, a biconvex positive lens L7, and a cemented positive lens formed by cementing a negative meniscus lens L8 having a convex surface toward the object side and a biconvex positive lens L9. Has been.

第4レンズ群G4は、物体側から順に、正の屈折力を有する第11レンズ群G4aと、負の屈折力を有する第12レンズ群G4bと、正の屈折力を有する第13レンズ群G4cから構成されている。第11レンズ群G4aは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL10と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11との接合正レンズから構成され、第12レンズ群G4bは、物体側から順に、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL12と両凹形状の負レンズL13との接合よりなる接合負レンズから構成され、第13レンズ群G4cは、両凸形状の正レンズL14から構成されている。   The fourth lens group G4 includes, in order from the object side, an eleventh lens group G4a having a positive refractive power, a twelfth lens group G4b having a negative refractive power, and a thirteenth lens group G4c having a positive refractive power. It is configured. The eleventh lens group G4a is composed of, in order from the object side, a cemented positive lens of a positive meniscus lens L10 having a convex surface facing the object side and a negative meniscus lens L11 having a convex surface facing the object side, and the twelfth lens group G4b is In order from the object side, the positive lens is composed of a cemented negative lens composed of a positive meniscus lens L12 having a convex surface directed toward the image side and a biconcave negative lens L13. The thirteenth lens group G4c includes a biconvex positive lens. L14.

以下の表2に第2実施例に係る顕微鏡用ズームレンズの諸元値を示す。   Table 2 below shows specification values of the zoom lens for a microscope according to the second example.

(表2)第2実施例
(レンズデータ)
面番号 r d nd νd
物面 ∞
1) 90.351 2.0 1.804400 39.58
2) 41.039 3.7 1.497820 82.52
3) -90.178 0.2
4) 33.918 2.5 1.497820 82.52
5) 50.405 可変
6) -45.414 1.5 1.834810 42.72
7) 26.079 2.5
8) -36.455 1.0 1.640000 60.09
9) 19.671 2.2 1.805180 25.43
10) -211.695 可変
11) 58.440 2.0 1.603000 65.47
12) -52.340 0.2
13) 47.276 1.5 1.804400 39.58
14) 18.782 2.6 1.497820 82.52
15) -95.853 可変
16) 14.053 3.0 1.487490 70.41
17) 9704.731 1.5 1.755000 52.31
18) 23.379 15.3
19) -62.097 2.5 1.620040 36.26
20) -15.822 1.5 1.804000 46.58
21) 15.187 16.2
22) 29.272 2.7 1.620040 36.26
23) -172.333
像面 ∞

(各種データ)
ズーム比(Z) 18.0

低倍端状態 中間焦点距離状態 高倍端状態
β 0.4944 2.1 8.9
f 24.72 105 445
FNO 12.47 15.67 22.28
Y 4.45 4.45 4.45
NA 0.02 0.067 0.20
Bf 17.40 17.40 17.40
d5 6.47392 37.16909 50.51459
d10 87.50351 43.19337 5.41855
d15 4.86543 18.48040 42.90972

(ズームレンズ群データ)
群 始面 f
1 1 83.1
2 6 -17.8
3 11 36.2
4 16 -78.3
11 16 177.34
12 19 -13.1
13 22 40.55

(条件式対応値)
(1):|f1/f2| =4.669
(2):Z0.5= 4.243<V2 = 5.398<Z0.6= 5.665
(3):(d1T−d1w)/fw = 1.782
(4):f11/f13 = 4.373
(5):f12/f4 = 0.167
(6):FNO = 12.47
(Table 2) Second Example (Lens Data)
Surface number r d nd νd
Object ∞
1) 90.351 2.0 1.804400 39.58
2) 41.039 3.7 1.497820 82.52
3) -90.178 0.2
4) 33.918 2.5 1.497820 82.52
5) 50.405 variable
6) -45.414 1.5 1.834810 42.72
7) 26.079 2.5
8) -36.455 1.0 1.640000 60.09
9) 19.671 2.2 1.805180 25.43
10) -211.695 variable
11) 58.440 2.0 1.603000 65.47
12) -52.340 0.2
13) 47.276 1.5 1.804400 39.58
14) 18.782 2.6 1.497820 82.52
15) -95.853 variable
16) 14.053 3.0 1.487490 70.41
17) 9704.731 1.5 1.755000 52.31
18) 23.379 15.3
19) -62.097 2.5 1.620040 36.26
20) -15.822 1.5 1.804000 46.58
21) 15.187 16.2
22) 29.272 2.7 1.620040 36.26
23) -172.333
Image plane ∞

(Various data)
Zoom ratio (Z) 18.0

Low magnification end state Medium focal length state High magnification end state β 0.4944 2.1 8.9
f 24.72 105 445
FNO 12.47 15.67 22.28
Y 4.45 4.45 4.45
NA 0.02 0.067 0.20
Bf 17.40 17.40 17.40
d5 6.47392 37.16909 50.51459
d10 87.50351 43.19337 5.41855
d15 4.86543 18.48040 42.90972

(Zoom lens group data)
Group start surface f
1 1 83.1
2 6 -17.8
3 11 36.2
4 16 -78.3
11 16 177.34
12 19 -13.1
13 22 40.55

(Values for conditional expressions)
(1): | f1 / f2 | = 4.669
(2): Z 0.5 = 4.243 <V2 = 5.398 <Z 0.6 = 5.665
(3): (d1T-d1w) / fw = 1.782
(4): f 11 / f 13 = 4.373
(5): f 12 /f4=0.167
(6): FNO = 12.47

図5は、第2実施例に係る顕微鏡用ズームレンズの無限遠合焦状態における諸収差図であり、(a)は低倍端状態、(b)は中間焦点距離状態、(c)は高倍端状態の各諸収差図をそれぞれ示す。   FIGS. 5A and 5B are graphs showing various aberrations in the infinitely focused state of the microscope zoom lens according to the second example. FIG. 5A is a low magnification end state, FIG. 5B is an intermediate focal length state, and FIG. Each aberration diagram in the end state is shown.

各諸収差図より本第2実施例に係る顕微鏡用ズームレンズは、低倍端状態、中間焦点距離状態、および高倍端状態の各状態において、諸収差を良好に補正し、優れた結像性能を有することがわかる。また、ズーム比18倍という高ズーム比を有しつつも低倍端状態での総合倍率が0.5倍以下であり、広い実視野の確保が可能なことがわかる。   From the various aberration diagrams, the microscope zoom lens according to the second example corrects various aberrations well in each of the low magnification end state, the intermediate focal length state, and the high magnification end state, and has excellent imaging performance. It can be seen that It can also be seen that the overall magnification in the low magnification end state is 0.5 times or less while having a high zoom ratio of 18 times, and a wide real field of view can be secured.

(第3実施例)
図6は、第3実施例に係る顕微鏡用ズームレンズのレンズ構成を示す図である。
(Third embodiment)
FIG. 6 is a diagram illustrating a lens configuration of a microscope zoom lens according to the third example.

第3実施例に係る顕微鏡用ズームレンズは、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から構成されている。   The zoom lens for microscope according to the third example, in order from the object side, a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a negative refractive power, and a first lens group having a positive refractive power. The third lens group G3 includes a third lens group G3 and a fourth lens group G4 having negative refractive power.

第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と両凸形状の正レンズL2との接合よりなる接合正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL3から構成されている。   The first lens group G1 includes, in order from the object side, a cemented positive lens composed of a negative meniscus lens L1 having a convex surface facing the object side and a biconvex positive lens L2, and a positive meniscus having a convex surface facing the object side. It is composed of a lens L3.

第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凹形状の負レンズL4と、両凹形状の負レンズL5と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL6との接合よりなる接合負レンズから構成されている。   The second lens group G2 includes, in order from the object side, a cemented negative lens formed by cementing a biconcave negative lens L4, a biconcave negative lens L5, and a positive meniscus lens L6 having a convex surface facing the object side. Has been.

第3レンズ群G3は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL7と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL8と両凸形状の正レンズL9との接合正レンズから構成されている。   The third lens group G3 includes, in order from the object side, a biconvex positive lens L7, and a cemented positive lens of a negative meniscus lens L8 having a convex surface facing the object side and a biconvex positive lens L9. .

第4レンズ群G4は、物体側から順に、正の屈折力を有する第11レンズ群G4aと、負の屈折力を有する第12レンズ群G4bと、正の屈折力を有する第13レンズ群G4cから構成されている。第11レンズ群G4aは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL10と両凹形状の負レンズL11との接合正レンズから構成され、第12レンズ群G4bは、物体側から順に、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL12と両凹形状の負レンズL13との接合よりなる接合負レンズから構成され、第13レンズ群G4cは、両凸形状の正レンズL14から構成されている。   The fourth lens group G4 includes, in order from the object side, an eleventh lens group G4a having a positive refractive power, a twelfth lens group G4b having a negative refractive power, and a thirteenth lens group G4c having a positive refractive power. It is configured. The eleventh lens group G4a is composed of, in order from the object side, a cemented positive lens of a biconvex positive lens L10 and a biconcave negative lens L11, and the twelfth lens group G4b is sequentially from the object side to the image side. And a positive negative meniscus lens L12 having a convex surface and a negative biconcave lens L13. The thirteenth lens group G4c includes a positive biconvex lens L14.

以下の表3に第3実施例に係る顕微鏡用ズームレンズの諸元値を示す。   Table 3 below shows data values of the microscope zoom lens according to the third example.

(表3)第3実施例
(レンズデータ)
面番号 r d nd νd
物面 ∞
1) 90.543 2.0 1.804400 39.58
2) 41.009 3.7 1.497820 82.52
3) -90.841 0.2
4) 34.250 2.5 1.497820 82.52
5) 49.221 可変
6) -32.804 1.5 1.834810 42.72
7) 42.827 2.5
8) -41.814 1.0 1.640000 60.09
9) 18.098 2.2 1.805180 25.43
10) 485.631 可変
11) 58.151 2.0 1.603000 65.47
12) -52.640 0.2
13) 44.626 1.5 1.804400 39.58
14) 18.841 2.6 1.497820 82.52
15) -146.156 可変
16) 13.675 3.0 1.487490 70.41
17) -620.659 1.5 1.755000 52.31
18) 23.858 15.3
19) -64.442 2.5 1.620040 36.26
20) -23.810 1.5 1.804000 46.58
21) 13.218 16.2
22) 38.733 2.7 1.667550 41.96
23) -67.656
像面 ∞

(各種データ)
ズーム比(Z) 20.0

低倍端状態 中間焦点距離状態 高倍端状態
β 0.445 2.0 8.9
f 22.25 100 445
FNO 12.39 15.65 22.26
Y 4.45 4.45 4.45
NA 0.017 0.064 0.20
Bf 20.46 20.46 20.46
d5 3.29148 37.71572 52.22335
d10 93.96436 45.45442 5.20027
d15 3.02439 17.11009 42.85661

(ズームレンズ群データ)
群 始面 f
1 1 86.2
2 6 -18.5
3 11 37.0
4 16 -110.0
11 16 146.4
12 19 -12.52
13 22 37.27

(条件式対応値)
(1):|f1/f2| = 4.660
(2):Z0.5= 4.472<V2 = 5.700<Z0.6= 6.034
(3):(d1T−d1w)/fw = 2.199
(4):f11/f13 = 3.928
(5):f12/f4 = 0.114
(6):FNO = 12.39
(Table 3) Third Example (Lens Data)
Surface number r d nd νd
Object ∞
1) 90.543 2.0 1.804400 39.58
2) 41.009 3.7 1.497820 82.52
3) -90.841 0.2
4) 34.250 2.5 1.497820 82.52
5) 49.221 Variable
6) -32.804 1.5 1.834810 42.72
7) 42.827 2.5
8) -41.814 1.0 1.640000 60.09
9) 18.098 2.2 1.805180 25.43
10) 485.631 Variable
11) 58.151 2.0 1.603000 65.47
12) -52.640 0.2
13) 44.626 1.5 1.804400 39.58
14) 18.841 2.6 1.497820 82.52
15) -146.156 Variable
16) 13.675 3.0 1.487490 70.41
17) -620.659 1.5 1.755000 52.31
18) 23.858 15.3
19) -64.442 2.5 1.620040 36.26
20) -23.810 1.5 1.804000 46.58
21) 13.218 16.2
22) 38.733 2.7 1.667550 41.96
23) -67.656
Image plane ∞

(Various data)
Zoom ratio (Z) 20.0

Low magnification end state Intermediate focal length state High magnification end state β 0.445 2.0 8.9
f 22.25 100 445
FNO 12.39 15.65 22.26
Y 4.45 4.45 4.45
NA 0.017 0.064 0.20
Bf 20.46 20.46 20.46
d5 3.29148 37.71572 52.22335
d10 93.96436 45.45442 5.20027
d15 3.02439 17.11009 42.85661

(Zoom lens group data)
Group start surface f
1 1 86.2
2 6 -18.5
3 11 37.0
4 16 -110.0
11 16 146.4
12 19 -12.52
13 22 37.27

(Values for conditional expressions)
(1): | f1 / f2 | = 4.660
(2): Z 0.5 = 4.472 <V2 = 5.700 <Z 0.6 = 6.034
(3): (d1T-d1w) /fw=2.199
(4): f 11 / f 13 = 3.928
(5): f 12 / f4 = 0.114
(6): FNO = 12.39

図7は、第3実施例に係る顕微鏡用ズームレンズの無限遠合焦状態における諸収差図であり、(a)は低倍端状態、(b)は中間焦点距離状態、(c)は高倍端状態の各諸収差図をそれぞれ示す。   FIGS. 7A and 7B are graphs showing various aberrations of the microscope zoom lens according to the third example in an infinitely focused state, where FIG. 7A is a low magnification end state, FIG. 7B is an intermediate focal length state, and FIG. Each aberration diagram in the end state is shown.

各諸収差図より本第3実施例に係る顕微鏡用ズームレンズは、低倍端状態、中間焦点距離状態、および高倍端状態の各状態において、諸収差を良好に補正し、優れた結像性能を有することがわかる。また、ズーム比20倍という高ズーム比を有しつつも低倍端状態での総合倍率が0.5倍以下であり、広い実視野の確保が可能なことがわかる。   From the various aberration diagrams, the zoom lens for the microscope according to the third example corrects various aberrations well in each of the low magnification end state, the intermediate focal length state, and the high magnification end state, and has excellent imaging performance. It can be seen that It can also be seen that the overall magnification in the low magnification end state is 0.5 times or less while having a high zoom ratio of 20 times, and a wide real field of view can be secured.

本実施例に係る顕微鏡用ズームレンズは、例えば、図8および以下の表4に諸元値を示す対物レンズと組み合わせて使用することができる。   The zoom lens for a microscope according to the present embodiment can be used in combination with, for example, an objective lens having specification values shown in FIG. 8 and Table 4 below.

図8は、この対物レンズのレンズ構成を示す図である。   FIG. 8 is a diagram showing the lens configuration of this objective lens.

(表4)
(レンズデータ)
面番号 r d nd νd
物面 ∞
1) -13.592 1.370 1.516800 64.10
2) -18.736 0.042
3) 28.447 2.271 1.803840 33.89
4) 125.000 0.988 1.696800 55.53
5) 28.256 2.463
6) -82.884 0.891 1.749500 35.33
7) 36.282 4.567 1.497820 82.52
8) -28.864 0.111
9) 123.608 0.950 1.517420 52.31
10) 46.000 4.510 1.497820 82.52
11) -28.210
像面 ∞

(各種データ)
焦点距離=50
最大NA=0.2
作動距離=29.7
(Table 4)
(Lens data)
Surface number r d nd νd
Object ∞
1) -13.592 1.370 1.516800 64.10
2) -18.736 0.042
3) 28.447 2.271 1.803840 33.89
4) 125.000 0.988 1.696800 55.53
5) 28.256 2.463
6) -82.884 0.891 1.749500 35.33
7) 36.282 4.567 1.497820 82.52
8) -28.864 0.111
9) 123.608 0.950 1.517420 52.31
10) 46.000 4.510 1.497820 82.52
11) -28.210
Image plane ∞

(Various data)
Focal length = 50
Maximum NA = 0.2
Working distance = 29.7

図9は、実施形態に係る顕微鏡用ズームレンズを備えた顕微鏡の光学系を示す図である。   FIG. 9 is a diagram illustrating an optical system of a microscope including the microscope zoom lens according to the embodiment.

物体1からの光は、対物レンズ2で平行光に変換された後、ズームレンズ3で変倍すると同時に像面Iに物体の像を形成する。そして、例えば、この像を不図示の接眼レンズを介して観察者が観察したり、像面にCCD等の撮像手段を配置して、モニタを介して観察する。像面にCCD等の撮像手段を配置した場合、金属の標本や機械部品(例えば歯車)などの比較的大きな物体を広い視野で良好に観察することができる。   The light from the object 1 is converted into parallel light by the objective lens 2, and then zoomed by the zoom lens 3 and simultaneously forms an image of the object on the image plane I. Then, for example, an observer observes this image through an eyepiece (not shown), or an imaging means such as a CCD is placed on the image plane and observed through a monitor. When an imaging means such as a CCD is arranged on the image plane, a relatively large object such as a metal specimen or a mechanical part (for example, a gear) can be observed well with a wide field of view.

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
G4a:第11レンズ群
G4b:第12レンズ群
G4c:第13レンズ群
I:像面
1:物体
2:対物レンズ
3:ズームレンズ
G1: first lens group G2: second lens group G3: third lens group G4: fourth lens group G4a: eleventh lens group G4b: twelfth lens group G4c: thirteenth lens group I: image plane 1: object 2 : Objective lens 3: Zoom lens

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レンズ群とを有し、
前記第4レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第11レンズ群と、負の屈折力を有する第12レンズ群と、正の屈折力を有する第13レンズ群とからなり、
低倍端状態から高倍端状態への変倍に際し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群とが光軸方向に沿って移動し、
以下の条件を満足することを特徴とする顕微鏡用ズームレンズ。
|f1/f2|>4
0.5<V2<Z0.6
(d1T−d1w)/fw<2.3
11/f13>3
ただし、
f1 :前記第1レンズ群の焦点距離
f2 :前記第2レンズ群の焦点距離
Z :前記顕微鏡用ズームレンズのズーム比
V2 :前記第2レンズ群の変倍率
d1T:高倍端状態における前記第1レンズ群の最も像側のレンズ面と前記第2レンズ群の最も物体側のレンズ面との間隔
d1w:低倍端状態における前記第1レンズ群の最も像側のレンズ面と前記第2レンズ群の最も物体側のレンズ面との間隔
fw :前記ズームレンズの低倍端状態での焦点距離
11:前記第11レンズ群の焦点距離
13:前記第13レンズ群の焦点距離
In order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, a third lens group having a positive refractive power, and a fourth lens having a negative refractive power And having a group
The fourth lens group includes, in order from the object side, an eleventh lens group having a positive refractive power, a twelfth lens group having a negative refractive power, and a thirteenth lens group having a positive refractive power,
Upon zooming from the low magnification end state to the high magnification end state, the second lens group and the third lens group move along the optical axis direction,
A zoom lens for a microscope characterized by satisfying the following conditions.
| F1 / f2 |> 4
Z 0.5 <V2 <Z 0.6
(D1T-d1w) / fw <2.3
f 11 / f 13 > 3
However,
f1: Focal length of the first lens group f2: Focal length of the second lens group Z: Zoom ratio of the zoom lens for microscope V2: Variable magnification of the second lens group d1T: The first lens in the high magnification end state The distance between the lens surface closest to the image side of the lens group and the lens surface closest to the object side of the second lens unit; d1w: the lens surface closest to the image side of the first lens unit and the second lens unit in the low magnification end state; Distance from the lens surface closest to the object side fw: Focal length of the zoom lens at a low magnification end state f 11 : Focal length of the eleventh lens group f 13 : Focal length of the thirteenth lens group
以下の条件を満足することを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡用ズームレンズ。
0.04<f12/f4<0.18
ただし、
12:前記第12レンズ群の焦点距離
f4 :前記第4レンズ群の焦点距離
The zoom lens for a microscope according to claim 1, wherein the following condition is satisfied.
0.04 <f 12 /f4<0.18
However,
f 12: the focal length of the second lens subunit f4: the focal length of the fourth lens group
低倍端状態から高倍端状態への変倍に際し、前記第2レンズ群は物体側から像側へのみ移動し、前記第3レンズ群は像側から物体側へのみ移動することを特徴とする請求項1または2に記載の顕微鏡用ズームレンズ。   In zooming from the low magnification end state to the high magnification end state, the second lens group moves only from the object side to the image side, and the third lens group moves only from the image side to the object side. The zoom lens for a microscope according to claim 1 or 2. 以下の条件を満足することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の顕微鏡用ズームレンズ。
FNO>12.0
ただし、
FNO :低倍端状態のFナンバー
The zoom lens for a microscope according to any one of claims 1 to 3, wherein the following condition is satisfied.
FNO> 12.0
However,
FNO: F-number in the low magnification end state
対物レンズと、請求項1〜4のいずれか一項に記載の顕微鏡用ズームレンズとを備えることを特徴とする顕微鏡。   A microscope comprising: an objective lens; and the microscope zoom lens according to claim 1.
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