JP2013104955A - 対物光学系 - Google Patents

Abstract

【課題】 近接観察状態におけるフォーカシング時に、観察倍率や画角の変化が少なく、観察者の疲労を低減することのできる対物光学系を提供すること。
【解決手段】 最も物体側に配置されていてフォーカシング時に固定の負のパワーを持つ固定レンズ群と、フォーカシング時に少なくとも一方が光軸に沿って移動する２つの可動レンズ群と、を備え、２つの前記可動レンズ群の単位移動量あたりの倍率変化量が異なるように構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光軸に沿って移動する２つの可動レンズ群を備えた対物光学系に関する。

従来より、観察領域内に複数存在する被写体の中から観察者が任意に選択した特定の被写体を、レンズ群を移動させることによって通常観察に適した状態から近接観察に適した状態へ観察状態を変更し、近接して詳細に観察することができる対物光学系が知られている。

そのような対物光学系としては、例えば、物体側から順に、負のパワーを持つ第一レンズ群と、正のパワーを持つ第二レンズ群と、負のパワーを持つ第三レンズ群と、正のパワーを持つ第四レンズ群と、正のパワーを持つ第五レンズ群と、からなり、通常観察状態から中間状態までは第二レンズ群と第三レンズ群を光軸に沿って移動させることによってフォーカシングを行い、中間状態から近接観察状態までは第五レンズ群を光軸に沿って移動させることによってフォーカシングを行うものがある（特許文献１参照。）。

特開２００７−１５５８８７号公報

しかし、特許文献１に記載の対物光学系は、近接観察状態においては、焦点深度が浅く、フォーカシングを行いにくいという問題があった。

また、特許文献１に記載の対物光学系では、大きな変倍作用を持ったレンズ群を光軸に沿って移動させることによってフォーカシングを行っている。そのため、フォーカシング時に観察倍率や画角も大きく変化してしまい、精度の高いフォーカシングを行うことが困難で、観察者の疲労が大きいという問題があった。

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、近接観察状態におけるフォーカシング時に、観察倍率や画角の変化が少なく、観察者の疲労を低減することのできる対物光学系を提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明の対物光学系は、最も物体側に配置されていてフォーカシング時に固定の負のパワーを持つ固定レンズ群と、フォーカシング時に少なくとも一方が光軸に沿って移動する２つの可動レンズ群と、を備え、２つの前記可動レンズ群の単位移動量あたりの倍率変化量が異なることを特徴とする。

また、本発明の対物光学系は、２つの前記可動レンズ群のうち物体側に配置された前記可動レンズ群の単位移動量あたりの倍率変化量が、像側に配置された前記可動レンズ群よりも大きいことを特徴とする。

また、本発明の対物光学系は、２つの前記可動レンズ群のうち物体側に配置された前記可動レンズ群の単位移動量あたりの倍率変化量が、像側に配置された前記可動レンズ群よりも小さいことを特徴とする。

本発明によれば、近接観察状態におけるフォーカシング時に、観察倍率や画角の変化が少ない対物光学系を提供することができる。

実施例１に係る観察装置が備える光学系の構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は通常観察状態、（ｂ）は中間状態、（ｃ）は近接観察状態を示す図である。 実施例２に係る観察装置が備える光学系の構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は通常観察状態、（ｂ）は中間状態、（ｃ）は近接観察状態を示す図である。 実施例３に係る観察装置が備える光学系の構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は通常観察状態、（ｂ）は中間状態、（ｃ）は近接観察状態を示す図である。 実施例４に係る観察装置が備える光学系の構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は通常観察状態、（ｂ）は中間状態、（ｃ）は近接観察状態を示す図である。 実施例５に係る観察装置が備える光学系の構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は通常観察状態、（ｂ）は中間状態、（ｃ）は近接観察状態を示す図である。 実施例６に係る観察装置が備える光学系の構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は通常観察状態、（ｂ）は中間状態、（ｃ）は近接観察状態を示す図である。 実施例７に係る観察装置が備える光学系の構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は通常観察状態、（ｂ）は中間状態、（ｃ）は近接観察状態を示す図である。 実施例８に係る観察装置が備える光学系の構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は通常観察状態、（ｂ）は中間状態、（ｃ）は近接観察状態を示す図である。

実施例の説明に先立ち、本実施形態の作用効果を説明する。なお、本実施形態の作用効果を具体的に説明するに際しては、具体的な例を示して説明することになる。しかし、後述する実施例の場合と同様に、それらの例示される態様はあくまでも本発明に含まれる態様のうちの一部に過ぎず、その態様には数多くのバリエーションが存在する。したがって、本発明は例示される態様に限定されるものではない。

本実施形態の対物光学系は、最も物体側に配置されていてフォーカシング時に固定の負のパワーを持つ固定レンズ群と、フォーカシング時に少なくとも一方が光軸に沿って移動する２つの可動レンズ群と、を備え、２つの前記可動レンズ群の単位移動量あたりの倍率変化量が異なることを特徴とする。

このように本実施形態の対物光学系は、最も物体側にフォーカシング時に固定の負のパワーを持つ固定レンズ群を配置している。

そのため、画角が広く、被写体に近づいての観察、すなわち、近接観察を行いやすい構成になっている。

また、このように本実施形態の対物光学系は、単位移動量あたりの倍率変化量が異なる２つの可動レンズ群を備えている。

そのため、被写体までの距離が大きく変化するときには、少なくとも倍率変化量が大きい可動レンズ群を移動させ、被写体までの距離が微小変化するときには倍率変化量が小さい可動レンズ群を移動させることによって、フォーカシング時の観察倍率や画角の変化を小さく抑えることができる。その結果として、像面湾曲や倍率色収差の変動を抑えた精度の高いフォーカシングを行うことができる。

また、本実施形態の対物光学系は、２つの前記可動レンズ群のうち物体側に配置された前記可動レンズ群の単位移動量あたりの倍率変化量を、像側に配置された前記可動レンズ群よりも大きくなるように構成しても良い。

このように構成した場合、倍率変化量の小さい可動レンズ群によるフォーカシング時の結像面上のズレ量が、通常観察状態と近接観察状態とで大きく異なりにくくなる。

また、本実施形態の対物光学系は、２つの前記可動レンズ群のうち物体側に配置された前記可動レンズ群の単位移動量あたりの倍率変化量を、像側に配置された前記可動レンズ群よりも小さくなるように構成しても良い。

このように構成した場合、すなわち、移動による画角への影響が少ない位置に倍率変化量の小さい可動レンズ群を配置した場合、フォーカシング時の画角が変化しにくくなる。また、その可動レンズ群によるフォーカシング時の結像面上のズレ量が大きくなるため、その可動レンズの移動距離可能な領域を小さくすることができ、フォーカス機構を小型化することができる。

以下に、本発明の対物光学系のある態様に係る実施例について図面を参照しながら説明する。

以下に、図１を用いて、実施例１に係る対物光学系を備えた観察装置について詳細に説明する。

なお、図１は、この観察装置が備える光学系の構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は通常観察状態、（ｂ）は中間状態、（ｃ）は近接観察状態を示す図である。

図１に示すように、この観察装置は、対物光学系ＯＬとその対物光学系ＯＬの像側に配置された実質的には屈折力を有さない平レンズＰＬとＣＣＤカバーガラスＣＧとを含む光学系と、対物光学系ＯＬ中に配置された開口絞りＳと、撮像面ＩＭのみを示したＣＣＤ等の撮像素子とを備えている。なお、これらはすべて光軸Ｌｃ上に配置されている。

対物光学系は、物体側から順に、負のパワーを持つ第一レンズ群Ｇ₁と、正のパワーを持ち光軸に沿って移動可能である第二レンズ群Ｇ₂と、負のパワーを持ち光軸に沿って移動可能である第三レンズ群Ｇ₃と、正のパワーを持つ第四レンズ群Ｇ₄とからなる。なお、開口絞りＳは、第二レンズ群Ｇ₂と第三レンズ群Ｇ₃との間に、第三レンズ群Ｇ₃と一体的に移動するように配置されている。

第一レンズ群Ｇ₁は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ₁₁と、平レンズであるレンズＬ₁₂と、負のパワーを持つ両凹レンズであるレンズＬ₁₃と、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ₁₄とにより構成されている。

第二レンズ群Ｇ₂は、物体側から順に、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ₂₁と、負のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ₂₂とにより構成されている。なお、レンズＬ₂₁とレンズＬ₂₂とは接合されている。

第三レンズ群Ｇ₃は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ₃₁と、正のパワーを持ち像側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ₃₂とにより構成されている。なお、レンズＬ₃₁とレンズＬ₃₂とは接合されている。

第四レンズ群Ｇ₄は、物体側から順に、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ₄₁と、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ₄₂と、負のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ₄₃とにより構成されている。なお、レンズＬ₄₂とレンズＬ₄₃とは接合されている。

なお、この対物光学系では、第三レンズ群Ｇ₃の単位移動量あたりの倍率変化量が、第二レンズ群Ｇ₂の単位移動量あたりの倍率変化量よりも大きい。

そして、この観察装置では、第三レンズ群Ｇ₃を光軸に沿って移動させることによって、観察領域内に複数の被写体が存在するような通常観察状態からそれらの複数の被写体の中から観察者が任意に選択した特定の被写体を近接して詳細に観察するための近接観察状態へと、観察状態を可逆的、かつ、連続的に変更することができるようになっている。

また、この観察装置では、第三レンズ群Ｇ₃だけではなく第二レンズ群Ｇ₂を光軸に沿って移動させることによって、どのような観察状態においても精密なフォーカシングを行うことができるようになっている。

以下に、図２を用いて、実施例２に係る対物光学系を備えた観察装置について詳細に説明する。

なお、図２は、この観察装置が備える光学系の構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は通常観察状態、（ｂ）は中間状態、（ｃ）は近接観察状態を示す図である。

図２に示すように、この観察装置は、対物光学系ＯＬとその対物光学系ＯＬの像側に配置された実質的には屈折力を有さない平レンズＰＬとＣＣＤカバーガラスＣＧとを含む光学系と、対物光学系ＯＬ中に配置された開口絞りＳと、撮像面ＩＭのみを示したＣＣＤ等の撮像素子とを備えている。なお、これらはすべて光軸Ｌｃ上に配置されている。

対物光学系は、物体側から順に、負のパワーを持つ第一レンズ群Ｇ₁と、正のパワーを持ち光軸に沿って移動可能である第二レンズ群Ｇ₂と、正のパワーを持つ第三レンズ群Ｇ₃と、負のパワーを持ち光軸に沿って移動可能である第四レンズ群Ｇ₄と、正のパワーを持つ第五レンズ群Ｇ₅とからなる。なお、開口絞りＳは、第三レンズ群Ｇ₃と第四レンズ群Ｇ₄との間に、第四レンズ群Ｇ₄と一体的に移動するように配置されている。

第一レンズ群Ｇ₁は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ₁₁と、平レンズであるレンズＬ₁₂と、負のパワーを持ち像側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ₁₃とにより構成されている。

第二レンズ群Ｇ₂は、正のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ₂₁により構成されている。

第三レンズ群Ｇ₃は、物体側から順に、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ₃₁と、負のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ₃₂とにより構成されている。なお、レンズＬ₃₁とレンズＬ₃₂とは接合されている。

第四レンズ群Ｇ₄は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ₄₁と、正のパワーを持ち像側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ₄₂とにより構成されている。なお、レンズＬ₄₁とレンズＬ₄₂とは接合されている。

第五レンズ群Ｇ₅は、物体側から順に、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ₅₁と、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ₅₂と、負のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ₅₃とにより構成されている。なお、レンズＬ₅₂とレンズＬ₅₃とは接合されている。

なお、この対物光学系では、第四レンズ群Ｇ₄の単位移動量あたりの倍率変化量が、第二レンズ群Ｇ₂の単位移動量あたりの倍率変化量よりも大きい。

そして、この観察装置では、第四レンズ群Ｇ₄を光軸に沿って移動させることによって、観察領域内に複数の被写体が存在するような通常観察状態からそれらの複数の被写体の中から観察者が任意に選択した特定の被写体を近接して詳細に観察するための近接観察状態へと、観察状態を可逆的、かつ、連続的に変更することができるようになっている。

また、この観察装置では、第四レンズ群Ｇ₄だけではなく第二レンズ群Ｇ₂を光軸に沿って移動させることによって、どのような観察状態においても精密なフォーカシングを行うことができるようになっている。

以下に、図３を用いて、実施例３に係る対物光学系を備えた観察装置について詳細に説明する。

なお、図３は、この観察装置が備える光学系の構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は通常観察状態、（ｂ）は中間状態、（ｃ）は近接観察状態を示す図である。

図３に示すように、この観察装置は、対物光学系ＯＬとその対物光学系ＯＬの像側に配置された実質的には屈折力を有さない平レンズＰＬとＣＣＤカバーガラスＣＧとを含む光学系と、対物光学系ＯＬ中に配置された開口絞りＳと、撮像面ＩＭのみを示したＣＣＤ等の撮像素子とを備えている。なお、これらはすべて光軸Ｌｃ上に配置されている。

対物光学系は、物体側から順に、負のパワーを持つ第一レンズ群Ｇ₁と、負のパワーを持ち光軸に沿って移動可能である第二レンズ群Ｇ₂と、正のパワーを持つ第三レンズ群Ｇ₃と、負のパワーを持ち光軸に沿って移動可能である第四レンズ群Ｇ₄と、正のパワーを持つ第五レンズ群Ｇ₅とからなる。なお、開口絞りＳは、第三レンズ群Ｇ₃と第四レンズ群Ｇ₄との間に、第四レンズ群Ｇ₄と一体的に移動するように配置されている。

第一レンズ群Ｇ₁は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ₁₁と、平レンズであるレンズＬ₁₂と、正のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ₁₃とにより構成されている。

第二レンズ群Ｇ₂は、負のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ₂₁により構成されている。

第三レンズ群Ｇ₃は、物体側から順に、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ₃₁と、負のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ₃₂とにより構成されている。なお、レンズＬ₃₁とレンズＬ₃₂とは接合されている。

第四レンズ群Ｇ₄は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ₄₁と、正のパワーを持ち像側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ₄₂とにより構成されている。なお、レンズＬ₄₁とレンズＬ₄₂とは接合されている。

第五レンズ群Ｇ₅は、物体側から順に、正のパワーを持ち像側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ₅₁と、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ₅₂と、負のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ₅₃とにより構成されている。なお、レンズＬ₅₂とレンズＬ₅₃とは接合されている。

なお、この対物光学系では、第四レンズ群Ｇ₄の単位移動量あたりの倍率変化量が、第二レンズ群Ｇ₂の単位移動量あたりの倍率変化量よりも大きい。

そして、この観察装置では、第四レンズ群Ｇ₄を光軸に沿って移動させることによって、観察領域内に複数の被写体が存在するような通常観察状態からそれらの複数の被写体の中から観察者が任意に選択した特定の被写体を近接して詳細に観察するための近接観察状態へと、観察状態を可逆的、かつ、連続的に変更することができるようになっている。

また、この観察装置では、第四レンズ群Ｇ₄だけではなく第二レンズ群Ｇ₂を光軸に沿って移動させることによって、どのような観察状態においても精密なフォーカシングを行うことができるようになっている。

以下に、図４を用いて、実施例４に係る対物光学系を備えた観察装置について詳細に説明する。

なお、図４は、この観察装置が備える光学系の構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は通常観察状態、（ｂ）は中間状態、（ｃ）は近接観察状態を示す図である。

図４に示すように、この観察装置は、対物光学系ＯＬとその対物光学系ＯＬの像側に配置された実質的には屈折力を有さない平レンズＰＬとＣＣＤカバーガラスＣＧとを含む光学系と、対物光学系ＯＬ中に配置された開口絞りＳと、撮像面ＩＭのみを示したＣＣＤ等の撮像素子とを備えている。なお、これらはすべて光軸Ｌｃ上に配置されている。

対物光学系は、物体側から順に、負のパワーを持つ第一レンズ群Ｇ₁と、正のパワーを持ち光軸に沿って移動可能である第二レンズ群Ｇ₂と、正のパワーを持つ第三レンズ群Ｇ₃と、負のパワーを持ち光軸に沿って移動可能である第四レンズ群Ｇ₄と、正のパワーを持つ第五レンズ群Ｇ₅とからなる。なお、開口絞りＳは、第三レンズ群Ｇ₃と第四レンズ群Ｇ₄との間に、第四レンズ群Ｇ₄と一体的に移動するように配置されている。

第一レンズ群Ｇ₁は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ₁₁と、平レンズであるレンズＬ₁₂とにより構成されている。

第二レンズ群Ｇ₂は、正のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ₂₁により構成されている。

第三レンズ群Ｇ₃は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ₃₁と、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ₃₂と、負のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ₃₃とにより構成されている。なお、レンズＬ₃₂とレンズＬ₃₃とは接合されている。

第四レンズ群Ｇ₄は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ₄₁と、正のパワーを持ち像側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ₄₂とにより構成されている。なお、レンズＬ₄₁とレンズＬ₄₂とは接合されている。

第五レンズ群Ｇ₅は、物体側から順に、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ₅₁と、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ₅₂と、負のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ₅₃とにより構成されている。なお、レンズＬ₅₂とレンズＬ₅₃とは接合されている。

なお、この対物光学系では、第四レンズ群Ｇ₄の単位移動量あたりの倍率変化量が、第二レンズ群Ｇ₂の単位移動量あたりの倍率変化量よりも大きい。

そして、この観察装置では、第四レンズ群Ｇ₄を光軸に沿って移動させることによって、観察領域内に複数の被写体が存在するような通常観察状態からそれらの複数の被写体の中から観察者が任意に選択した特定の被写体を近接して詳細に観察するための近接観察状態へと、観察状態を可逆的、かつ、連続的に変更することができるようになっている。

また、この観察装置では、第四レンズ群Ｇ₄だけではなく第二レンズ群Ｇ₂を光軸に沿って移動させることによって、どのような観察状態においても精密なフォーカシングを行うことができるようになっている。

以下に、図５を用いて、実施例５に係る対物光学系を備えた観察装置について詳細に説明する。

なお、図５は、この観察装置が備える光学系の構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は通常観察状態、（ｂ）は中間状態、（ｃ）は近接観察状態を示す図である。

図５に示すように、この観察装置は、対物光学系ＯＬとその対物光学系ＯＬの像側に配置された実質的には屈折力を有さない平レンズＰＬとＣＣＤカバーガラスＣＧとを含む光学系と、対物光学系ＯＬ中に配置された開口絞りＳと、撮像面ＩＭのみを示したＣＣＤ等の撮像素子とを備えている。なお、これらはすべて光軸Ｌｃ上に配置されている。

対物光学系は、物体側から順に、負のパワーを持つ第一レンズ群Ｇ₁と、負のパワーを持ち光軸に沿って移動可能である第二レンズ群Ｇ₂と、正のパワーを持つ第三レンズ群Ｇ₃と、負のパワーを持ち光軸に沿って移動可能である第四レンズ群Ｇ₄と、正のパワーを持つ第五レンズ群Ｇ₅とからなる。なお、開口絞りＳは、第三レンズ群Ｇ₃と第四レンズ群Ｇ₄との間に、第四レンズ群Ｇ₄と一体的に移動するように配置されている。

第一レンズ群Ｇ₁は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ₁₁と、平レンズであるレンズＬ₁₂とにより構成されている。

第二レンズ群Ｇ₂は、負のパワーを持ち像側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ₂₁により構成されている。

第三レンズ群Ｇ₃は、物体側から順に、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ₃₁と、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ₃₂と、負のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ₃₃とにより構成されている。なお、レンズＬ₃₂とレンズＬ₃₃とは接合されている。

第四レンズ群Ｇ₄は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ₄₁と、正のパワーを持ち像側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ₄₂とにより構成されている。なお、レンズＬ₄₁とレンズＬ₄₂とは接合されている。

第五レンズ群Ｇ₅は、物体側から順に、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ₅₁と、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ₅₂と、負のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ₅₃とにより構成されている。なお、レンズＬ₅₂とレンズＬ₅₃とは接合されている。

なお、この対物光学系では、第四レンズ群Ｇ₄の単位移動量あたりの倍率変化量が、第二レンズ群Ｇ₂の単位移動量あたりの倍率変化量よりも大きい。

そして、この観察装置では、第四レンズ群Ｇ₄を光軸に沿って移動させることによって、観察領域内に複数の被写体が存在するような通常観察状態からそれらの複数の被写体の中から観察者が任意に選択した特定の被写体を近接して詳細に観察するための近接観察状態へと、観察状態を可逆的、かつ、連続的に変更することができるようになっている。

また、この観察装置では、第四レンズ群Ｇ₄だけではなく第二レンズ群Ｇ₂を光軸に沿って移動させることによって、どのような観察状態においても精密なフォーカシングを行うことができるようになっている。

以下に、図６を用いて、実施例６に係る対物光学系を備えた観察装置について詳細に説明する。

なお、図６は、この観察装置が備える光学系の構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は通常観察状態、（ｂ）は中間状態、（ｃ）は近接観察状態を示す図である。

図６に示すように、この観察装置は、対物光学系ＯＬとその対物光学系ＯＬの像側に配置された実質的には屈折力を有さない平レンズＰＬとを含む光学系と、対物光学系ＯＬ中に配置された開口絞りＳと、撮像面ＩＭのみを示したＣＣＤ等の撮像素子とを備えている。なお、これらはすべて光軸Ｌｃ上に配置されている。

対物光学系は、物体側から順に、負のパワーを持つ第一レンズ群Ｇ₁と、正のパワーを持つ光軸に沿って移動可能である第二レンズ群Ｇ₂と、正のパワーを持つ第三レンズ群Ｇ₃と、負のパワーを持ち光軸に沿って移動可能である第四レンズ群Ｇ₄と、正のパワーを持つ第五レンズ群Ｇ₅とからなる。なお、開口絞りＳは、第三レンズ群Ｇ₃と第四レンズ群Ｇ₄との間に、第四レンズ群Ｇ₄と一体的に移動するように配置されている。

第一レンズ群Ｇ₁は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ₁₁と、平レンズであるレンズＬ₁₂と、負のパワーを持つ両凹レンズであるレンズＬ₁₃とにより構成されている。

第二レンズ群Ｇ₂は、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ₂₁により構成されている。

第三レンズ群Ｇ₃は、物体側から順に、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ₃₁と、負のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ₃₂とにより構成されている。なお、レンズＬ₃₁とレンズＬ₃₂とは接合されている。

第四レンズ群Ｇ₄は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ₄₁と、負のパワーを持ち像側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ₄₂とにより構成されている。なお、レンズＬ₄₁とレンズＬ₄₂とは接合されている。

第五レンズ群Ｇ₅は、物体側から順に、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ₅₁と、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ₅₂と、負のパワーを持つ両凹レンズであるレンズＬ₅₃と、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ₅₄とにより構成されている。なお、レンズＬ₅₂とレンズＬ₅₃とは接合されている。

なお、この対物光学系では、第四レンズ群Ｇ₄の単位移動量あたりの倍率変化量が、第二レンズ群Ｇ₂の単位移動量あたりの倍率変化量よりも大きい。

そして、この観察装置では、第四レンズ群Ｇ₄を光軸に沿って移動させることによって、観察領域内に複数の被写体が存在するような通常観察状態からそれらの複数の被写体の中から観察者が任意に選択した特定の被写体を近接して詳細に観察するための近接観察状態へと、観察状態を可逆的、かつ、連続的に変更することができるようになっている。

また、この観察装置では、第四レンズ群Ｇ₄だけではなく第二レンズ群Ｇ₂を光軸に沿って移動させることによって、どのような観察状態においても精密なフォーカシングを行うことができるようになっている。

以下に、図７を用いて、実施例７に係る対物光学系を備えた観察装置について詳細に説明する。

なお、図７は、この観察装置が備える光学系の構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は通常観察状態、（ｂ）は中間状態、（ｃ）は近接観察状態を示す図である。

図７に示すように、この観察装置は、対物光学系ＯＬとその対物光学系ＯＬの像側に配置された実質的には屈折力を有さない平レンズＰＬとを含む光学系と、対物光学系ＯＬ中に配置された開口絞りＳと、撮像面ＩＭのみを示したＣＣＤ等の撮像素子とを備えている。なお、これらはすべて光軸Ｌｃ上に配置されている。

対物光学系は、物体側から順に、正のパワーを持つ第一レンズ群Ｇ₁と、負のパワーを持ち光軸に沿って移動可能である第二レンズ群Ｇ₂と、正のパワーを持つ第三レンズ群Ｇ₃と、負のパワーを持ち光軸に沿って移動可能である第四レンズ群Ｇ₄と、正のパワーを持つ第五レンズ群Ｇ₅とからなる。なお、開口絞りＳは、第一レンズ群Ｇ₁と第二レンズ群Ｇ₂との間に、第二レンズ群Ｇ₂と一体的に移動するように配置されている。

第一レンズ群Ｇ₁は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ₁₁と、平レンズであるレンズＬ₁₂と、負のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ₁₃と、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ₁₄と、負のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ₁₅とにより構成されている。なお、レンズＬ₁₄とレンズＬ₁₅とは接合されている。

第二レンズ群Ｇ₂は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ₂₁と、負のパワーを持ち像側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ₂₂とにより構成されている。なお、レンズＬ₂₁とレンズＬ₂₂とは接合されている。

第三レンズ群Ｇ₃は、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ₃₁により構成されている。

第四レンズ群Ｇ₄は、負のパワーを持つ両凹レンズであるレンズＬ₄₁により構成されている。

第五レンズ群Ｇ₅は、物体側から順に、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ₅₁と、負のパワーを持つ両凹レンズであるレンズＬ₅₂と、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ₅₃とにより構成されている。なお、レンズＬ₅₁とレンズＬ₅₂とは接合されている。

なお、この対物光学系では、第四レンズ群Ｇ₄の単位移動量あたりの倍率変化量が、第二レンズ群Ｇ₂の単位移動量あたりの倍率変化量よりも小さい。

そして、この観察装置では、第二レンズ群Ｇ₂を光軸に沿って移動させることによって、観察領域内に複数の被写体が存在するような通常観察状態からそれらの複数の被写体の中から観察者が任意に選択した特定の被写体を近接して詳細に観察するための近接観察状態へと、観察状態を可逆的、かつ、連続的に変更することができるようになっている。

また、この観察装置では、第二レンズ群Ｇ₂だけではなく第四レンズ群Ｇ₄を光軸に沿って移動させることによって、どのような観察状態においても精密なフォーカシングを行うことができるようになっている。

以下に、図８を用いて、実施例７に係る対物光学系を備えた観察装置について詳細に説明する。

なお、図８は、この観察装置が備える光学系の構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は通常観察状態、（ｂ）は中間状態、（ｃ）は近接観察状態を示す図である。

図８に示すように、この観察装置は、対物光学系ＯＬとその対物光学系ＯＬの像側に配置された実質的には屈折力を有さない平レンズＰＬとを含む光学系と、対物光学系ＯＬ中に配置された開口絞りＳと、撮像面ＩＭのみを示したＣＣＤ等の撮像素子とを備えている。なお、これらはすべて光軸Ｌｃ上に配置されている。

対物光学系は、物体側から順に、正のパワーを持つ第一レンズ群Ｇ₁と、負のパワーを持ち光軸に沿って移動可能である第二レンズ群Ｇ₂と、正のパワーを持つ第三レンズ群Ｇ₃と、負のパワーを持ち光軸に沿って移動可能である第四レンズ群Ｇ₄と、正のパワーを持つ第五レンズ群Ｇ₅とからなる。なお、開口絞りＳは、第一レンズ群Ｇ₁と第二レンズ群Ｇ₂との間に、第二レンズ群Ｇ₂と一体的に移動するように配置されている。

第一レンズ群Ｇ₁は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ₁₁と、平レンズであるレンズＬ₁₂と、負のパワーを持つ両凹レンズであるレンズＬ₁₃と、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ₁₄と、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ₁₅と、負のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ₁₆とにより構成されている。なお、レンズＬ₁₅とレンズＬ₁₆とは接合されている。

第二レンズ群Ｇ₂は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ₂₁と、負のパワーを持ち像側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ₂₂とにより構成されている。なお、レンズＬ₂₁とレンズＬ₂₂とは接合されている。

第三レンズ群Ｇ₃は、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ₃₁により構成されている。

第四レンズ群Ｇ₄は、物体側から順に、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ₄₁と、負のパワーを持つ両凹レンズであるレンズＬ₄₂とにより構成されている。なお、レンズＬ₄₁とレンズＬ₄₂とは接合されている。

第五レンズ群Ｇ₅は、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ₅₁により構成されている。

なお、この対物光学系では、第四レンズ群Ｇ₄の単位移動量あたりの倍率変化量が、第二レンズ群Ｇ₂の単位移動量あたりの倍率変化量よりも小さい。

そして、この観察装置では、第二レンズ群Ｇ₂を光軸に沿って移動させることによって、観察領域内に複数の被写体が存在するような通常観察状態からそれらの複数の被写体の中から観察者が任意に選択した特定の被写体を近接して詳細に観察するための近接観察状態へと、観察状態を可逆的、かつ、連続的に変更することができるようになっている。

また、この観察装置では、第二レンズ群Ｇ₂だけではなく第四レンズ群Ｇ₄を光軸に沿って移動させることによって、どのような観察状態においても精密なフォーカシングを行うことができるようになっている。

なお、本発明の対物光学系を構成するレンズは、上記各実施例により示された形状や枚数に限定されるものではない。例えば、上記実施例においては、各レンズ群内又は各レンズ群外に実質的に屈折力を有さないレンズを配置しているが（実施例１の第１レンズ群Ｇ₁内に配置されているレンズＬ₁₂や対物光学系ＯＬの像側に配置されている平レンズＰＬ）、これらのレンズは必ずしも配置しなくてもよい。また、逆に、各レンズ群内又は各レンズ群外に、上記各実施例に図示されていないレンズであって、実質的に屈折力を有さないレンズを配置してもよい。

Ｇ₁ 第一レンズ群
Ｇ₂ 第二レンズ群
Ｇ₃ 第三レンズ群
Ｇ₄ 第四レンズ群
Ｇ₅ 第五レンズ群
ＩＭ 撮像面
Ｌｃ 光軸
Ｌ₁₁，Ｌ₁₂，Ｌ₁₃，Ｌ₁₄，Ｌ₁₅，Ｌ₁₆，Ｌ₂₁，Ｌ₂₂，Ｌ₃₁，Ｌ₃₂，Ｌ₄₁，Ｌ₄₂，Ｌ₄₃，Ｌ₅₁，Ｌ₅₂，Ｌ₅₃，Ｌ₅₄ レンズ
ＯＬ 対物光学系
ＰＬ 平レンズ
Ｓ 開口絞り

Claims (3)

1. 最も物体側に配置されていてフォーカシング時に固定の負のパワーを持つ固定レンズ群と、フォーカシング時に少なくとも一方が光軸に沿って移動する２つの可動レンズ群と、を備え、
   ２つの前記可動レンズ群の単位移動量あたりの倍率変化量が異なることを特徴とする対物光学系。
2. ２つの前記可動レンズ群のうち物体側に配置された前記可動レンズ群の単位移動量あたりの倍率変化量が、像側に配置された前記可動レンズ群よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の対物光学系。
3. ２つの前記可動レンズ群のうち物体側に配置された前記可動レンズ群の単位移動量あたりの倍率変化量が、像側に配置された前記可動レンズ群よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の対物光学系。

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