JP4160270B2 - 撮影光学系および鏡筒 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、顕微鏡対物レンズによって形成された物体像を撮像素子上に再結像させるために用いられる撮影光学系、又は結像倍率の異なる複数の光学系を変換させる等により、異なった倍率にて再結像させるために用いられる撮影光学系およびそれら光学系を備えた鏡筒に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、標本の観察や撮影を行なう手段としてＣＣＤ等の撮像素子を用いることが多く、この撮像素子を備えた顕微鏡を利用してのアプリケーションが多様化している。
【０００３】
例えば、脳切片の細胞の観察においては、細胞の内部の状態の観察のため内部での散乱が少なく透過性の良い７００ｎｍから１２００ｎｍの波長域の赤外光が用いられる。しかし、赤外光は人間の目では観察し得ないために前記のような撮像素子が用いられ、テレビモニター上に標本の像を表示して観察を行なうようにしている。
【０００４】
また、標本はほとんど透明であるため、微分干渉法による観察が行なわれる。この場合も、撮像素子からの出力信号を電気的に処理することにより、コントラストを強調させて細胞の構造をコントラストの良い像として観察している。
【０００５】
また、前記のような脳の観察には、マニピュレーターを操作して直径数μｍ程度の微小ガラス電極を細胞膜表面に密着させて細胞膜のＣａイオンチャンネルの電気特性を調べるというパッチクランプ法が広く用いられている。
【０００６】
上記のように撮像素子を用いて観察を行なう場合、撮像光学系を用いて標本像を撮像素子上に形成する。この撮像光学系の一例として、特開平５−１１９２６５号公報、特開平６−２８１８６５号公報、特開平１０−６２６９２号公報等に記載されている光学系がある。これら従来例の光学系の拡大倍率は、２倍から５倍前後であって、比較的高倍率である。また低倍率の写真撮影光学系やテレビ撮影用の変倍レンズで、結像レンズと組み合わせて０．２５倍から４倍前後の撮影光学系を構成するものが知られている。
【０００７】
また、低倍率で観察できる光学系と高倍率で観察できる光学系の両方を備えた光学装置として、特開平８−１９００５６号公報や特開平１１−１８３１２４号公報に記載された装置が知られている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
顕微鏡による観察は、低倍率の対物レンズによる広い視野での観察を行なって標本の位置を探し、高倍率の対物レンズを用いての細胞を拡大して標本操作や蛍光観察を行なう。この観察の際の倍率の変更は、対物レンズの交換によって行なわれる。この対物レンズの交換は、レボルバーの回転やスライド機構のスライドにより行なわれるが、その際衝撃が生ずる。そのために標本が視野外へ移動することがある。また、前述のパッチクランプ法では微小ガラス電極が細胞膜表面から離れることがある。
【０００９】
パッチクランプ法において、微小ガラス電極が離れた場合、この微小ガラス電極を再度細胞膜表面に密着しなおさなければならず作業性が悪い。
【００１０】
対物レンズの交換を行わずに倍率を変換する方法として、撮像光学系を交換する方法がある。しかし通常鏡筒内には、予め設定された倍率の一つの撮影光学系のみが設けられている。そのため、種々の倍率に変更するためには、使用中、鏡筒を顕微鏡本体より取り外し、所望の他の倍率の光学系が設けられた別の鏡筒を取り付ける必要がある。ところが、鏡筒の交換の際、振動や衝撃が生ずるおそれがある。
【００１１】
また、前記の特開平８−１９００５６号公報や特開平１１−１８３１２４号公報に記載された装置は、前記のような鏡筒の交換等の際に、振動や衝撃を生じない構成になっているが、装置が大型になる欠点を有している。
【００１２】
また、赤外光を用いた微分干渉観察において、電気的にコントラストを強調した場合、低倍率の撮影光学系と高倍率の撮影光学系とを交換した際に明るさの差が大になるという欠点がある。
【００１３】
更に赤外光による微分干渉観察等において画像信号を増幅してコントラストを強調した場合、フレアー光があるとその明るさがわずかであってもフレアー光も強調されるために画像のコントラストが悪化する。
【００１４】
本発明は、所定の倍率範囲内おいて良好な光学性能が得れらる撮影光学系を提供するものである。
【００１５】
また本発明は、振動や衝撃の発生の少ない倍率を変換し得る光学系および前記光学系を備えた鏡筒を提供するものである。
【００１６】
また、本発明は、フレアー光の発生を極力抑えた撮影光学系を提供するものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の撮影光学系の第１の構成は、対物レンズと結像レンズを備えた顕微鏡に用いられる撮影光学系であって、この撮影光学系は、正レンズと負レンズとからなる正の接合レンズを含む第１レンズ群と、前記第１レンズ群側に凹面を向けた負の接合メニスカスレンズを含む第２レンズ群と、接合レンズを含む第３レンズ群を有し、前記顕微鏡との組み合わせにおいて前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間に中間像を形成するように構成され、下記条件（１）、（２）を満足することを特徴とするものである。
【００１８】
（１） ０．２５≦Ｆ／ＦＯ≦１．５
（２） ０．１５≦Ｄ１／Ｄ≦０．４
ただし、Ｆは前記顕微鏡の結像レンズから前記撮影光学系の第３レンズ群までの光学系の焦点距離、ＦＯは前記顕微鏡の結像レンズの焦点距離、Ｄ１は前記撮影光学系の第１レンズの最も後側にあるレンズ面から前記中間像位置までの距離、Ｄは前記結像レンズの最も前側にあるレンズ面から前記撮影光学系の第３レンズ群の最も後側にあるレンズ面までの距離である。
【００１９】
無限遠補正タイプの対物レンズを備えた顕微鏡では、対物レンズより射出する光束は無限遠光束である。よってこれを結像レンズにより収斂光束に変換している。本発明の撮影光学系の第１の構成は、この収斂光束に変換されたものを、正レンズと負レンズとよりなる正の接合レンズを含む第１レンズ群に入射させ、この第１レンズ群にて中間像を形成するように構成されている。そして第１レンズ群側に凹面を向けた、つまり中間像側に凹面を向けた負の接合メニスカスレンズを有する第２レンズ群と、接合レンズを含む第３レンズ群とにより最終像が形成されるように構成されている。なお、第１レンズ群ないし第３レンズ群の各々の全体の屈折力は、正屈折力、負屈折力、正屈折力である。
【００２０】
また、この第１の構成は、条件（１）を満足することにより０．２５倍から１．５倍の範囲内の倍率にて良好な結像性能を有する像を形成することを可能にした。
【００２１】
この第１の構成において、軸上光線高は第３レンズ群で最も高くなり、軸外主光線高は第１レンズ群で最も高くなる。
【００２２】
この第１の構成では、中間像位置に近い第２レンズ群に負の屈折力を持たせることにより、ペッツバール和を小さく抑え像面の平坦性が良好になるようにした。また、この第２レンズ群の最も前側のレンズ面を中間像に凹面を向けた形状にすることによって諸収差の発生を抑えている。そして第２レンズ群と第３レンズ群にて逆向きの球面収差とコマ収差を発生させるようにして、これら収差を相殺するようにして両収差が良好に補正されるようにした。
【００２３】
また第１、第２、第３レンズ群の各レンズ群に接合レンズを含むようにして軸上色収差と倍率の色収差を補正するようにした。
【００２４】
条件（１）の下限を超えると撮影倍率が低くなる。この場合軸外主光線高が高くなって軸外のコマ収差を良好に補正することや、像面の平坦性を維持することが困難になる。また周辺光量を確保することが困難になる。これは、撮影倍率が低くなると対物レンズにて観察可能な範囲が広がるが、この時軸外光束にケラレ等が発生するためである。
【００２５】
条件（１）の上限を超えると中間像位置から最終像位置までの倍率が高くなるために第２レンズ群が中間像位置に近くなりすぎる。その結果、撮影光学系から最終像までの距離を所定の値に保ったまま所望の倍率を有する撮影光学系を構成することが困難になる。逆に所望の倍率を得ようとすると撮影光学系から最終像までの距離が長くなりすぎる。
【００２６】
また、第１の構成において、条件（２）を満足するようにすれば、撮影光学系内の中間像から最終像までの間隔を適切な距離にすることができる。したがって、中間像と最終像との間に無理なく第２レンズ群と第３レンズ群とを配置することが可能になり、条件（１）に規定する範囲内の倍率を有する撮影光学系、つまり０．２５倍から１．５倍までの範囲の倍率を有する撮影光学系を構成することが可能になる。また、第２レンズ群と第３レンズ群との間の間隔を変化させることにより撮影光学系をズーム光学系とすることも可能になる。
【００２７】
条件（２）の下限を超えると結像レンズから第３レンズ群の後端までの距離に比べ第１レンズ群から中間像までの距離が短くなり、第１レンズ群に強い屈折力を持たせなければならなくなる。そのため、中間像での収差を補正することが困難になる。また第２レンズ群への軸外光線の入射角が大になり、第２レンズ群の発散作用により第３レンズ群への軸外光線の入射角が更に大になる。そのため、第３レンズ群に強い正の屈折力を持たせなければならなくなり、光学性能を良好に補正することが困難になる。第２レンズ群の屈折力を弱くすることによって、第３レンズ群への入射角を小にすることは可能である。しかしながら、ペッツバール和が大になり、像面平坦性が悪化したり、撮影光学系の倍率の範囲が狭くなり好ましくない。
【００２８】
また、条件（２）の上限を超えると結像レンズから第３レンズ群の後端までの距離に比べて第１レンズ群から中間像までの距離が大になり、中間像位置から最終像位置までの間隔が小になる。その結果、収差補正が困難になり、条件（１）の倍率の範囲が狭くなる。また、最終像位置において、主光線の入射角を小さく抑えることが困難になる。そのため、最終像位置にＣＣＤ等の撮像素子を配置すると、撮像素子に特有のシェーディング等が発生し好ましくない。
【００２９】
次に本発明の撮影光学系の第２の構成は、対物レンズと結像レンズを備えた顕微鏡に用いられる光学系で、正レンズと負レンズとからなる正の接合レンズを含む第１レンズ群と、前記第１レンズ群側に凸面を向けた正のレンズを含む第２レンズ群と、接合レンズを含む第３レンズ群を有し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間に中間像を形成するように構成され、下記条件（３）、（４）を満足するものである。
【００３０】
（３） １．８≦Ｆ’／ＦＯ≦２．５
（４） ０．１５≦Ｄ２／Ｄ’≦０．４
ただし、Ｆ’は前記結像レンズから前記第３レンズ群までの撮影光学系の焦点距離、ＦＯは前記結像レンズの焦点距離、Ｄ２は前記第１レンズの最も後側にあるレンズ面から前記中間像位置までの距離、Ｄ’は前記結像レンズの最も前側にあるレンズ面から前記第３レンズ群の最も後側にあるレンズ面までの距離である。
【００３１】
前述のように対物レンズを射出した光束は、無限遠光束となって結像レンズに入射して収斂光束に変換される。本発明の撮影光学系の第２の構成は、このようにして変換された収斂光束が、正レンズと負レンズとよりなる正の接合レンズを有する第１レンズ群に入射し、この第１レンズ群により中間像を形成する。この中間像は、中間像に凸面を向けた正のレンズを含む第２レンズ群と、接合レンズを含む第３レンズ群とにより最終像として結像される。なお、第１レンズ群ないし第３レンズ群の各々の全体の屈折力は、正屈折力、正屈折力、正屈折力である。
【００３２】
この第２の構成は、上記レンズ構成とすると共に条件（３）を満足することにより、第１の構成より高い倍率である１．８倍から２．５倍の範囲において良好な結像性能が得られるように構成したものである。
【００３３】
この第２の構成では、軸上光線高は結像レンズで最も高くなり、軸外主光線は第３レンズ群で最も高くなる。
【００３４】
第２の構成では、中間像位置に近い第２レンズ群に正の屈折力を持たせてあり、この第２レンズ群に第３レンズ群や最終像位置における入射角を調整するフィールドレンズの作用を持たせている。また各レンズ群に接合レンズを用いることによって、ペッツバール和を小さく抑え、また軸上色収差と倍率の色収差を良好に補正することができる。
【００３５】
また、この第２の構成では、第２レンズ群の最も前側のレンズ面を中間像に凸面を向けるようにして、この第２レンズ群で発生するフレアー光を抑えるようにした。一般に、メニスカスレンズのレンズ面は、光線を屈折させる力が弱いためにフレアーが発生しやすい。したがって、第２レンズ群が中間像側に凹面を向けたメニスカス形状の場合、第２レンズ群の第３レンズ群側の面で反射された光がその中間像側の面で反射されてフレアー光となり最終像位置に達する。そのため最終像位置に撮像素子を配置するとフレアーのある画像を撮像することになる。しかも、このフレアー光の強度は、電気的なコントラストを強調した場合無視できない程大になる。例えば、赤外光による微分干渉観察を行なう場合、コントラストの悪化やスポットフレアー光の発生につながり、好ましくない。
【００３６】
また、第２レンズ群内の二つのレンズ面だけでなく、他のレンズ群のレンズ面との間でもフレアー光が発生することがある。以上のことから第２レンズ群の最も前側のレンズ面を中間像に対し凸の面にすることが重要である。更にこの第２レンズ群を両凸形状の接合レンズにすることが望ましい。
【００３７】
条件（３）の下限を超えると撮影倍率が低くなる。この場合軸外主光線高が高くなり、軸外のコマ収差や非点収差が悪化する。
【００３８】
また、条件（３）の上限を超えると中間像位置から最終像位置までの倍率が高くなり、第２レンズ群が中間像位置に近くなりすぎてしまう。その結果、撮像光学系から最終像までの距離を所定の値に保ったまま、所望の倍率を有する撮影光学系を構成することが困難になる。逆に、所望の倍率を得ようとすると最終像までの距離が長くなりすぎる。
【００３９】
条件（４）は、撮影光学系の中間像位置から最終像までの距離を適切なものにするための条件である。したがって、この条件（４）を満足することにより、中間像から最終像までの間に無理なく第２レンズ群と第３レンズ群を配置することが可能になり、条件（３）に規定する範囲内の倍率を有する撮影光学系、つまり１．８倍から２．５倍の範囲内の撮影光学系を構成することが可能になる。また第２、第３レンズ群と第３レンズ群との間の間隔を変化させることによりズームレンズとすることも可能になる。
【００４０】
条件（４）の下限を超えると、結像レンズから第３レンズ群の後端までの距離に比べて第１レンズ群から中間像までの距離が短くなり、第１レンズに強い屈折力を持たせなければならなくなる。そのため、中間像での球面収差が悪化し、後のレンズ群にて良好に補正できなくなる。また、第２レンズ群への軸上光線の入射角が大になり、第２レンズ群、第３レンズ群での球面収差や軸外色収差の補正が困難になる。
【００４１】
条件（４）の上限を超えると、結像レンズから第３レンズ群の後端までの距離に比べて第１レンズ群から中間像までの距離が長くなり、中間像位置から最終像までの間隔が短くなる。その結果、収差補正が困難になる。また、最終像位置において、入射する主光線の入射角を小さく抑えることが困難になる。そのため、最終像位置にＣＣＤ等の撮像素子を配置すると、撮像素子特有のシェーディング等が発生するので好ましくない。
【００４２】
本発明の撮影光学系の第３の構成は、対物レンズと結像レンズを備えた顕微鏡に用いられる光学系で、正レンズと負レンズとからなる正の接合レンズを含む第１レンズ群と、正レンズと負レンズとからなる負の接合レンズを含む第２レンズ群と、正レンズと負レンズとからなる正の接合レンズを含む第３レンズ群と、前記第３レンズ群側に凸面を向けた正のレンズを含む第４レンズ群を有し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間に中間像が形成されるように構成され、下記条件（５）を満足するものである。
【００４３】
（５） ３≦Ｆ”／ＦＯ≦６
ただし、Ｆ”は前記結像レンズから前記第４レンズ群までの光学系の焦点距離、ＦＯは前記結像レンズの焦点距離である。
【００４４】
この本発明の撮影光学系の第３の構成は、結像レンズから第３レンズ群までの光学系により中間像を形成し、この像を第４レンズ群によって最終像を形成する。また前記条件（５）を満足することにより、更に高い倍率である３倍以上の撮影光学系を構成し得る。
【００４５】
この第３の構成は、高い倍率を有する光学系である。そのため例えば第１の構成のように低い倍率の光学系比べて観察像が暗くなり、撮影光学系内で発生するフレアー光の強度を十分小さく抑える必要がある。
【００４６】
この第３の構成では、中間像に視野絞りを配置し、結像レンズから中間像までの光学系（結像レンズ、第１、第２、第３レンズ群よりなる光学系）内で発生するフレアーを抑えるようにしている。また、反射率の高い空気接触面の数を少なくすることによりフレアー光を抑えるようにした。そのために、中間像から最終像までを第４レンズ群のみにした。
【００４７】
また、この第３の構成では、正の屈折力の第１レンズ群を通過した収斂光束を負の屈折力の第２レンズ群にて発散させ、正の屈折力の第３レンズ群により適切な位置に中間像を形成するようにした。そして、正の屈折力の第４レンズ群で最終像を形成している。また、第２レンズ群の負の屈折力により、ペッツバール和を小にして像面平坦性を良好なものにした。また、第２レンズ群にて発生する球面収差やコマ収差を、第３レンズ群、第４レンズ群にて発生する球面収差やコマ収差と逆方向に発生させ、互いに打ち消しあうようにしてこれら収差を良好に補正している。
【００４８】
また、第３レンズ群は、中間像の近くに配置されており、フィールドレンズの作用をしている。そして、この第３レンズ群の中間像側の面を中間像に対し凸の面として、最終像位置に撮像素子を配置した場合に第３レンズ群内のレンズ面とこの撮像素子の表面で生ずるフレアー光の強度や、第３レンズ群内のレンズ面と他のレンズ群内のレンズ面にて発生するフレアーの強度を小さく抑えるようにしている。
【００４９】
この第３レンズ群を中間像側に凹面を向けたメニスカス形状にした場合、第３レンズ群の二つの空気接触面での反射光や撮像素子表面での反射光が、第３レンズ群のメニスカス形状の前後のレンズ面により反射されて最終像位置に達する。この結果、強いフレアー光やスポットフレアーが発生する。そこで、第３の構成のようにして、撮影光学系内で発生するフレアーの強度を小にし、かつ良好な光学性能を得るようにした。
【００５０】
次に条件（５）について説明する。条件（５）の下限を超えると、結像レンズに対する撮影光学系の焦点距離の比が小になり、撮影される範囲が広くなる。この結果、軸外のコマ収差や非点収差が悪化する。また最終像位置における入射光の開口数が大になり、球面収差の補正が困難になる。
【００５１】
条件（５）の上限を超えると、結像レンズに対する撮影光学系の焦点距離の比が大になり、中間像を第４レンズ群により最終像へリレーする倍率が高くなる。この結果、中間像から第４レンズ群までの距離が短くなり、撮影光学系から撮像素子までの距離を所定の値に保ったまま所望の倍率を有する撮影光学系を構成できなくなる。なお第４レンズ群を二つに分割して二つの群にて構成して倍率を高くすることが考えられるが、第４レンズ群内の空気に接触するレンズ面の数が多くなり、フレアー光が発生する可能性が大になる。このように、フレアー光の発生の可能性の増大を考えると、第４レンズ群を複数の群にて構成することによって所望の高い倍率の撮影光学系を実現する方法は好ましくない。
【００５２】
本発明の撮影光学系の第４の構成は、対物レンズと結像レンズを備えた顕微鏡にて用いられる光学系で、前記光学系の光路中に常時固定される固定群と、光路に対し挿脱可能である移動群とを備え、前記固定群は正レンズと負レンズとからなる正の接合レンズを含む第１レンズ群を有し、前記移動群は、第１の移動群と第２の移動群を有し、該第１の移動群は前記固定群側に凹面を向けた負の接合メニスカスレンズを含む第２レンズ群と接合レンズを含む第３レンズ群とを有し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間に中間像が形成されるように構成され、該第２の移動群は前記第１レンズ群側に凸面を向けた正のレンズを含む第２レンズ群と、接合レンズを含む第３レンズ群とを有し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間に中間像が形成されるように構成され、前記第１の移動群と前記第２の移動群とを変換することにより倍率を変換させるようにした光学系で、前記固定群と前記第１の移動群を有する光学系が下記条件（１）、（２）を、前記固定群と前記第２の移動群を有する光学系が下記条件（３）、（４）を満足するものである。
【００５３】
（１） ０．２５≦Ｆ／ＦＯ≦１．５
（２） ０．１５≦Ｄ１／Ｄ≦０．４
（３） １．８≦Ｆ’／ＦＯ≦２．５
（４） ０．１５≦Ｄ２／Ｄ’≦０．４
ただし、Ｆは前記結像レンズから前記第１の移動群を有する撮影光学系の前記第３レンズ群までの光学系の焦点距離、Ｆ’は前記結像レンズから前記第２の移動群を有する撮影光学系の前記第３レンズ群までの光学系の焦点距離、ＦＯは前記結像レンズの焦点距離、Ｄ１は前記第１の移動群を有する撮影光学系における前記第１レンズ群の最も後側のレンズ面から前記中間像位置までの距離、Ｄ２は前記第２の移動群を有する撮影光学系における前記第１レンズ群の最も後側のレンズ面から前記中間像位置までの距離、Ｄは前記結像レンズの最も前側にあるレンズ面から前記第１の移動群を有する撮影光学系の前記第３レンズ群の最も後側にあるレンズ面までの距離、Ｄ’は前記結像レンズの最も前側にあるレンズ面から前記第２の移動群を有する撮影光学系の前記第３レンズ群の最も後側にあるレンズ面までの距離である。
【００５４】
本発明の撮影光学系の第４の構成は、対物レンズと結像レンズとよりなる顕微鏡の後方に結像レンズ側より共通の固定群と異なる複数の移動群を配置して最終像を形成するものである。そしてこの移動群を異なる倍率のものに交換することにより低倍率（０．２５倍〜１．５倍）から中倍率（１．８倍〜２．５倍）までの倍率の変換を可能にしたことを特徴とする。
【００５５】
つまり、第４の構成は、中間像よりも対物レンズ側にある結像レンズと第１のレンズ群が共通の固定群となる。そして第１レンズ群より後方のレンズ群を移動群として複数用意しておく。この第４の構成では異なる焦点距離の移動群である第１の移動群と第２の移動群とを光路に挿脱可能にし、この移動群の交換によって固定群と移動群で形成される光学系（以下、撮影ユニット）の焦点距離を変換している。このように、結像レンズの焦点距離と撮影ユニットの焦点距離の比率を変えることにより倍率の変換を行なうようにした。
【００５６】
第４の構成は前述の本発明の撮影光学系の第１、第２の構成において、第１レンズ群を共通の固定群とし、それ以外の第２レンズ群以降のレンズ群を夫々移動群としている。即ち第１の構成と第２の構成において第２レンズ以降のレンズ群をそれぞれ第１、第２、第３の移動群とした時、固定群と第１の移動群により低倍率の撮影ユニットが構成され、固定群と第２の移動群により中間の倍率の撮影ユニットが構成されることになる。つまり、前記のように第１、第２の移動群のみを交換することにより異なる倍率の複数の撮影光学系を実現し得る。
【００５７】
この第４の構成は、第１の移動群と第２の移動群とを交換することにより、低倍率（０．２５倍〜１．５倍）と中間の倍率（１．８倍〜２．５倍）とで倍率を変換し得る撮影光学系となる。例えば、対物レンズが倍率が２０倍、開口数０．９とし、二つの撮影ユニットの結像レンズに対する焦点距離の比を夫々０．２５と２．５とすれば、対物レンズから最終像位置までの倍率が低倍側では５倍で、中間倍率側では５０倍になる。このように対物レンズを交換することなしに、撮影倍率を大幅に変化させることが可能である。
【００５８】
また、この第４の構成は、撮影ユニットの一部のレンズ群を共通の固定群とし、それ以外の他のレンズ群のみを交換するため交換機構を小型にすることができる。しかも交換機構も簡素化できる。これらのことからコスト低減が可能になる。
【００５９】
また、結像レンズの射出側にハーフミラーを配置し、このハーフミラーにより反射される側の光路に撮影ユニットを配置することができる。この時、ハーフミラーの反射面を、顕微鏡本体の奥行き方向に向けておく。このようにすると標本から離れた位置に撮影ユニットを配置することができる。すなわち、変倍時に振動や衝撃の発生源となる移動群を、標本から遠ざけることができる。そして、前述のように倍率を変換する際に光路に対して挿脱されるのは撮影ユニットの一部のレンズ群である。そこで顕微鏡本体を、レンズ群の挿脱の際に発生する振動や衝撃を小さく押さえるような構造にすることや、振動や衝撃が伝わらないような構造にすることによって、これら振動や衝撃が標本に伝わらないようにすることが可能である。
【００６０】
このように、本発明の第４の構成によれば、倍率の変換時に振動や衝撃を少なくすることが可能である。よってパッチクランプ法による観察時において倍率を変換しても振動や衝撃等によって標本が視野外に移動したり、微小ガラス電極が標本から離れることを防止することができる。
【００６１】
また、対物レンズを交換することがないため、対物レンズ交換時に誤ってマニュピレーターに触れることがなく、作業性や操作性が向上する。
【００６２】
本発明の撮影光学系の第５の構成を示す。
対物レンズと結像レンズとよりなる顕微鏡にて用いられる光学系で、前記光学系の光路中に常時固定される固定群と、光路に対し挿脱可能である移動群とを備え、前記固定群は正レンズと負レンズとからなる正の接合レンズを含む第１レンズ群を有し、前記移動群は、第１の移動群と第３の移動群を有し、該第１の移動群は前記固定群側に凹面を向けた負の接合メニスカスレンズを含む第２レンズ群と接合レンズを含む第３レンズ群とを有し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間に中間像が形成されるように構成され、該第３群の移動群は正レンズと負レンズとからなる負の接合レンズを含む第２レンズ群と正レンズと負レンズとからなる正の接合レンズを含む第３レンズ群と、前記第３レンズ群側に凸面を向けた正のレンズを含む第４レンズ群とを有し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間に中間像が形成されるように構成された前記第１の移動群と前記第３の移動群とを変換することにより倍率を変換させるようにした光学系で、前記固定群と前記第１の移動群を有する光学系が下記条件（１）、（２）を、前記固定群と前記第３の移動群を有する光学系が下記条件（５）を満足するものである。
【００６３】
（１） ０．２５≦Ｆ／ＦＯ≦１．５
（２） ０．１５≦Ｄ１／Ｄ≦０．４
（５） ３≦Ｆ”／ＦＯ≦６
ただし、Ｆは前記結像レンズから前記第１の移動群を有する撮影光学系の前記第３レンズ群までの光学系の焦点距離、Ｆ”は前記結像レンズから前記第３の移動群を有する撮影光学系の前記第４レンズ群までの光学系の焦点距離、ＦＯは前記結像レンズの焦点距離、Ｄ１は前記第１の移動群を有する撮影光学系における前記第１レンズ群の最も後側のレンズ面から前記中間像位置までの距離、Ｄは前記結像レンズの最も前側にあるレンズ面から前記第１の移動群を有する撮影光学系の前記第３レンズ群の最も後側にあるレンズ面までの距離である。
【００６４】
この第５の構成は、結像レンズよりも後方の光学系が固定群と移動群とよりなる点、固定群が正レンズと負レンズとからなる正の接合レンズを含む第１レンズ群よりなる点、第１の移動群が固定群側に凹面を向けた負の接合メニスカスレンズを有する第２レンズ群と接合レンズを有する第３レンズ群よりなる点で、前述の第４の構成で類似する。第５の構成では、この第１の移動群と交換されるのが、正レンズと負レンズを接合した負の接合レンズを含む第２レンズ群と、正レンズと負レンズを接合した正の接合レンズを含む第３レンズ群と、第３レンズ群側に凸面を向けたレンズを含む第４レンズ群を有する第３の移動群である。そして第１の移動群と第３の移動群とを交換することによって低倍率（０．２５〜１．５倍）と高倍率（３〜６倍）とを変換し得るものである。即ち、この第５の構成は、第１、第３の移動群の交換により、前記第１の構成の撮影光学系に相当する構成と第３の構成の撮影光学系に相当する構成を実現している。
【００６５】
次に本発明の鏡筒について述べる。
【００６６】
本発明の鏡筒は、対物レンズと結像レンズとを備えた顕微鏡に用いられる鏡筒で、正レンズと負レンズとからなる正の接合レンズを含む第１レンズ群と、前記第１レンズ群側に凹面を向けた負の接合メニスカスレンズを含む第２レンズ群と、接合レンズを含む第３レンズ群を有し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間に中間像を形成するように構成され、下記条件（１）、（２）を満足する撮影光学系とを備えた構成である。
【００６７】
（１） ０．２５≦Ｆ／ＦＯ≦１．５
（２） ０．１５≦Ｄ１／Ｄ≦０．４
ただし、Ｆは前記結像レンズから前記第３レンズ群までの光学系の焦点距離、ＦＯは前記結像レンズの焦点距離、Ｄ１は前記第１レンズの最も後側にあるレンズ面から前記中間像位置までの距離、Ｄは前記結像レンズの最も前側にあるレンズ面から前記第３レンズ群の最も後側にあるレンズ面までの距離である。
【００６８】
本発明の鏡筒は、対物レンズと結像レンズを有する顕微鏡に用いられるものである。本発明の鏡筒は、結像レンズの射出側に配置されるもので、本発明の撮影光学系の第１の構成を有している。よって０．２５〜１．５倍の範囲の倍率で良好な結像性能が得られる鏡筒が実現できる。また、光路分割素子であるハーフミラーを配置し、この光路分割素子で光が反射される光路（以下、反射側光路とする。）に、本発明の撮影光学系の第１の構成の光学系を配置しても良い。 そうすると、光路分割素子を光が透過した光路（以下、透過側光路とする。）には、接眼光学系を有する観察鏡筒を配置でき、目視観察が行なえる。また光路分割素子と観察鏡筒の間に、更にハーフミラーやハーフプリズム等の他の第２の光路分割素子を配置することもできる。このような構成にするとこの第２の光路分割素子にて分割された一方の光路に倍率の異なる第２の撮影光学系を配置することが可能になる。この結果、第２の撮影光学系と第１の構成の撮影光学系による二つの異なる倍率での撮影と接眼レンズによる観察が可能になる。この時、鏡筒を二つの撮影光学系と接眼レンズを備えた観察光学系とを一体にすれば、鏡筒をコンパクトになし得、また操作性も向上する。
【００６９】
なお、観察鏡筒を設けずに、光路分割素子を透過した光束の光路中に第２の撮影光学系を配置することもできる。そしてこの第２の撮影光学系として、結像レンズにより像を縮小または拡大する撮影光学系を配置すれば、縮小像または拡大像による物体の撮影が可能になる。また、第２の撮影光学系を倍率の異なる撮影光学系と交換して倍率を変換しての撮影が可能である。
【００７０】
また、本発明の鏡筒において、第１の構成の撮影光学系の代わりに第２の構成の撮影光学系を配置してもよい。これにより、倍率が１．８倍から２．５倍の範囲内で良好な結像性能を有する鏡筒を実現し得る。この場合も、更に光路分割素子を鏡筒内に配置することにより、上記のような複数の撮影や観察ができる。
【００７１】
また、本発明の鏡筒において、第１の構成の撮影光学系の代わりに本発明の撮影光学系の第３の構成を配置することにより、倍率が３倍から６倍の範囲内において良好な結像性能を有する鏡筒を実現し得る。この場合も更に光路分割素子を鏡筒内に配置しても良い。
【００７２】
なお、第２の撮影光学系に配置する光学系は、第１ないし第３の構成であっても良いが、これらの構成とは全く異なる別の光学系でも構わない。
【００７３】
また、本発明の鏡筒において、第１の構成の撮影光学系の代わりに本発明の撮影光学系の第４の構成を配置しても良い。つまり、撮影光学系を固定群と異なる複数の移動群とにて構成し、移動群を変換すれば倍率を変換させることが可能な鏡筒を実現し得る。また、光路分割素子を配置することにより、より多くの倍率の異なる撮影と観察を可能にする鏡筒を実現し得る。
【００７４】
この鏡筒は、本発明の撮影光学系の第４の構成を配置したものであるから、移動群を交換することにより、低倍率（例えば０．２５〜１．５倍）と中間の倍率（例えば１．８〜２．５倍）の倍率変換が行なえる。また、本発明の撮影光学系の第５の構成を配置することもできる。この場合は、低倍率（例えば０．２５〜１．５倍）と高倍率（例えば３〜６倍）の二つの倍率での撮影が行なえる。当然のことながら、第１、第２、第３の構成の撮影光学系を一緒に配置すれは、三つの倍率での撮影が可能である。
【００７５】
しかも光路分割素子の反射面を適切な向きに設定することにより倍率を変換する際に生じる振動や衝撃の発生や伝達を抑えることが可能であることは前述の通りである。
【００７６】
前述の本発明の撮影光学系の第１の構成や第１の構成を備えた鏡筒において、撮影光学系中に対物レンズの開口数を制限する開口絞りを設けることが望ましい。また、本発明の撮影光学系の第４の構成や第５の構成、およびこれらの構成を有する鏡筒には、第１の構成に相当する撮影ユニットがある。よって、これらの構成においてもこの撮影ユニットに開口絞りを設けることが望ましい。
【００７７】
本発明の撮影光学系の第１の構成は、倍率が０．２５倍から１．８倍の範囲内において結像性能が良好な撮影光学系である。このような低倍率の光学系は、顕微鏡による観察において、観察物体の位置を探すために用いられる。そのために特に高い解像力を必要としないので、対物レンズの瞳位置またはその共役な位置に開口絞りを配置して、対物レンズの開口数を制限することが好ましい。これにより光束がある程度絞られるので、撮影光学系において収差が特に良好に補正された領域を使うことができる。よって光学性能が向上する。また、視野中心と周辺における光量のアンバランスを改善することが可能である。
【００７８】
なお、第１の構成のような低倍率の光学系では、撮像素子に入射する光束の開口数が非常に大きいために、光学系のレンズ枚数やレンズ群の数を増やす必要がある。そのため、フレアー光の発生が問題になる。
【００７９】
しかしながら、顕微鏡における低倍率での撮影等は、主に物体の位置や撮影位置等を探すために用いられることが多い。よって、対物レンズの開口数を制限しても殆ど問題がない。そのために、前述のような低倍率の第１の構成の撮影光学系では、開口絞りを設けて光束の大きさを制限し、フレア光の発生や、フレア光を除去するようにするのが好ましい。また、この開口絞りを径が変化する構成にしても良い。また、この開口絞りを移動可能にしても良い。このようにしておくと、別の対物レンズに交換した時に対物レンズの瞳位置と共役な位置に開口絞りを移動させることができる。
【００８０】
また、本発明の撮影光学系の第４の構成あるいは第５の構成のように移動群の交換により倍率を変化させる場合、低倍率の撮影ユニット、例えば第１の移動群に開口絞りを配置して対物レンズの開口数を制限できるようにするのがよい。そして、他の倍率に切り換えた時には、開口絞りは第１の移動群と共に光路から離脱するため対物レンズの開口数にて撮像することが可能である。
【００８１】
また、前述のように本発明の第１の構成の中に開口絞りを配置すると共に光量を減衰させる光学素子、例えばＮＤフィルター等を配置してもよい。またこの光量を減衰させる光学素子を第４の構成あるいは第５の構成の第１の移動群に設けてもよい。
【００８２】
このように、低倍率の撮影光学系に光量を減衰する光学素子を配置することにより、この倍率の撮影光学系を用いた時と、より高い倍率の撮影光学系を用いた時とで、最終像位置での光量をほぼ等しくすることが可能になる。この点について以下に説明する。
【００８３】
最終像位置に撮像素子を配置した場合、撮像素子に入射する光の量は、撮像素子に入射する光束の開口数の２乗に比例する。そのため、低い倍率の撮影光学系を用いた時の方が光量が大になる。そこで上記のように光量を減衰させる光学素子を配置することにより、低倍率での撮像と高倍率での撮影とを切り換えても、撮像素子に入射する光量をほぼ等しくすることができる。したがって、画像のコントラストの大幅な調整が不要になり、操作性が向上する。
【００８４】
また、低倍側の観察光学系に配置して開口数を制限する開口絞りとの組み合わせによって、解像力を適度に落しながら光量を高倍側とほぼ同じにすることが可能になる。また、光量を減衰させる光学素子を着脱可能にすることにより、様々なアプリケーションに対応することが可能になる。
【００８５】
この光量を減衰させる光学素子を、有限光束中に着脱可能に配置した場合、その着脱によって結像位置や倍率が変化する。このような時には、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔および第３レンズ群と撮像素子（最終像）との間隔を変化させることにより、結像位置や倍率を変化させることができる。この時、収差はほとんど変化しないので、光学系の性能を劣化させることはない。
【００８６】
前述の本発明の鏡筒において、光路分割素子の波長特性を、可視域の光を透過し赤外域の光を反射する特性とすることが好ましい。
【００８７】
光路分割光学素子にこのような波長特性を持たせることにより、可視光を透過させ赤外域の光を反射させるようにすれば、物体を同時に異なる観察方法で観察することが可能になる。例えば、蛍光観察の場合を考える。細胞あるいは組織は無色透明なので、全体の様子を把握するには微分干渉観察が有効である。そこで、赤外光を用いれは、光路分割素子で反射した光路で赤外光による微分干渉観察を行なうことができる。一方、可視光は光路分割素子を透過するので、こちらの光路で蛍光観察が行なえる。このように、蛍光観察については接眼光学系による観察と第２の撮影光学系による撮像を行ない、微分干渉観察を第１の撮影光学系で行なうことができる。更に、光路分割光学素子の波長特性を変えることにより、幅広いアプリケーションに対応する鏡筒光学系を実現し得る。
【００８８】
また、光路分割素子を有する鏡筒において、反射側光路に偏光素子を配置することが望ましい。
【００８９】
このように、反射側光路に偏光素子を配置することにより、反射側光路を偏光観察や微分干渉観察のための専用光路とすることができる。一方透過側光路は蛍光観察や明視野観察のための専用光路とすることができる。このようにすれば、顕微鏡観察において様々なアプリケーションに容易に対応することができる。なお、偏光素子を配置する場所としては、偏光特性の劣化を抑えるために光路分割素子と中間像との間に配置することが望ましい。但し、必ずしもこの位置に限られるものではなく、アプリケーションに応じて、最も適した位置に配置することが好ましい。また、偏光素子を挿脱可能にしておくのがよい。この場合、反射側光路にあるレンズ群の少なくとも１つを光軸に沿って移動させるようにしておけば、結像位置や倍率を補正することが可能になるので好ましい。また移動させるレンズ群は、最終像に最も近い位置に配置されたレンズ群とするのがよい。
【００９０】
また、本発明の鏡筒において、該鏡筒を顕微鏡本体に接続したときに、対物レンズの光軸上に光路分割素子を配置して反射側光路に前述の第１〜第５の構成のいずれかの撮影光学系を配置する。そして、更に、撮影光学系中のレンズ群のうち、最終像に最も近いレンズ群から射出した光を、直角な方向に偏向させるための光偏向素子を設け配置する。そして対物レンズの光軸と光路分割素子との交点をＰ１、光偏向素子にて偏向され最終像位置に向かう光軸と光偏向素子との交点をＰ２とした時、下記条件（６）を満足するように構成することが望ましい。
（６） １５０ｍｍ≦Ｌ≦３００ｍｍ
ただし、ＬはＰ１とＰ２の間隔である。
【００９１】
例えば、顕微鏡が配置されている机上面を基準にすると、対物レンズの光軸はこの机上面に対して垂直である。光路分割素子はこの対物レンズの光軸上に位置し、対物レンズからの光の一部を反射するように配置されている。そこで、この反射面を対物レンズの光軸に対して４５°となるように配置すると、反射側光路の光軸は机上面に対して水平になる。この反射側光路に第１の構成乃至第３の構成の撮影光学系を配置すれば、撮影光学系を机上面に垂直な方向に配置せずに済むので、基本的に鏡筒の高さを低く抑えることができる。なお、光路分割素子は、結像レンズと撮影光学系の間に配置することが好ましい。
【００９２】
更に、第１の構成乃至第３の構成の撮影光学系は、いずれも第１レンズ群から最終像までの距離が同じ（約３１５ｍｍ）になっている。そして、第１レンズ群から最終レンズ群（すなわち、最終像位置側に最も近いレンズ群）までの距離は、約１７６ｍｍ〜２６５ｍｍである。そこで、条件（６）を満足するように光偏向素子を配置すれば、光偏向素子は最終レンズ群と最終像の間に配置されることになる。このように構成すると、第１の構成乃至第３の構成の撮影光学系を構成しているレンズ群すべてを、机上面に対して水平に配置することができる。よって、撮影光学系を組み立てる際に、各レンズ群の位置調整が簡単に行なえる。また、特定のレンズ群を光軸方向に移動させる際にも、移動機構を複雑にしなくて済む。また、第４の構成や第５の構成のように、一部のレンズ群を交換する際も、交換機構を複雑にしなくても済む。
【００９３】
また、撮影光学系の配置方向が顕微鏡の奥行き方向である場合、光偏向素子が配置されていないと最終像も奥行き方向に形成される。これに対して、本発明の鏡筒のように光偏向素子を配置すれば、最終像は奥行き方向に形成されることはない。よって、顕微鏡に落射照明装置を取り付けた場合でも、落射照明装置の光源と鏡筒が機械的な干渉を生じることはない。
【００９４】
また、光偏向素子で反射された後の光路（すなわち、光偏向素子から最終像位置までの光路）における光軸が机上面に対して平行な方向となるように光偏向素子の反射面を設定すると、最終像位置は撮影光学系と同じ高さになる。一方、光偏向素子で反射された後の光路における光軸が机上面に対して垂直な方向となるように光偏向素子の反射面を設定すると、最終像位置は撮影光学系よりも高くなる。しかしながら、その高さは、撮影光学系の光軸から数十ｍｍ高い位置であるから、それほど高くはない。このように、最終像位置を含めても、本発明の鏡筒では鏡筒の高さを低く抑えることができる。以上、第１の構成乃至第３の構成の撮影光学系を備える鏡筒について説明したが、第４の構成や第５の構成の撮影光学系を備えた鏡筒においても同様である。
【００９５】
以上のように、本発明の鏡筒では条件（６）を満足することにより、鏡筒の高さを低く抑えることができる。すなわち、撮影光学系が机上面に垂直な方向に配置されることがない。よって、本発明の鏡筒を顕微鏡に取り付けても、重心位置を低くすることができるので顕微鏡全体が不安定にならない。この結果、外部からの振動や衝撃に対して強い顕微鏡を構成することができる。また、通常、顕微鏡の奥行き方向には光源が配置されているが、本発明の鏡筒であれば、光路分割素子の反射面の方向を奥行き方向にしても、光源の手前に撮影光学系を配置できる。よって、鏡筒と光源（光源装置）とが機械的に干渉することがない。
【００９６】
次に、撮影光学系におけるフレアー光の影響について述べる。通常、レンズ表面には反射防止のためのコーティングが施されている。しかしながら、このようなコーティングを施したとしても、わずかであるがレンズ表面、すなわち空気接触面で反射が生じる。当然、光学系を構成するレンズが多いほど、このような反射も多く発生する。そして、空気接触面で発生した反射光が別の空気接触面で再び反射して最終像位置に達する。最終像位置に達した光のうち、比較的光強度が強い光や、ある程度集光した光がフレアー光となる。特に、撮像素子で撮像する光学系では、撮像した画像を画像強調等の画像処理が行なえるので便利であるが、フレアー光があるとこのフレアー光も強調される。よって、撮像素子で撮像する光学系ではフレアー光の発生を抑える必要がある。
【００９７】
このような点から、前述の本発明の撮影光学系の第１の構成〜第３の構成は、以下のように構成するのが好ましい。第１の構成では、第１レンズ群を正レンズと負レンズとからなる正の接合レンズ１つのみ、第２レンズ群を第１レンズ群側に凹面を向けた負の接合メニスカスレンズ１つのみ、第３レンズ群を正の接合レンズ１つと正の単レンズ１つのみで構成する。また、第２の構成では、第１レンズ群を正レンズと負レンズとからなる正の接合レンズ１つのみ、第２レンズ群を第１レンズ群側に凸面を向けた正の接合レンズ１つのみ、第３レンズ群を正の接合レンズ１つと正の単レンズ１つのみで構成する。また、第３の構成では、第１レンズ群を正レンズと負レンズとからなる正の接合レンズ１つのみ、第２レンズ群を正レンズと負レンズとからなる負の接合レンズ１つのみ、第３レンズ群を正の接合レンズ１つのみ、第４レンズ群を第３レンズ群側に凸面を向けた正の単レンズ１つのみで構成する。
【００９８】
このように、各レンズ群を１つのレンズ成分、あるいは２つのレンズ成分のみで構成することで、空気接触面で発生するフレアー光の数を抑えることができる。なお、レンズ成分とは、単レンズもしくは接合レンズのことである。なお、第４の構成や第５の構成、あるいは本発明の鏡筒についても同様である。
【００９９】
一方、フレアー光が発生したとしても、本来の像（標本の像）の光強度に対してフレアー光の光強度が小さければ問題はない。そこで、前述の本発明の撮影光学系の第１〜第５の構成、および本発明の鏡筒において、次の条件（７）を満足することが望ましい。
【０１００】
（７） ｛（Ｆ／（ＦＯ）・ｓｉｎθ｝²≦０．００５
ただし、Ｆは撮影光学系の焦点距離、ＦＯは結像レンズの焦点距離、θは対物レンズから最終像までの間にある任意の空気接触面によって対物レンズ側に反射された後に、該空気接触面とは別の空気接触面によって最終像側に反射された軸上光束の最終像位置における入射角度である。
【０１０１】
条件（７）は、仮にフレアー光が発生しても問題とならない光強度に抑えることができればよい、という観点にもとづいて導き出されたものである。すなわち、条件（７）は、本発明の撮影光学系の第１の構成〜第５の構成において、フレアー光の光強度を、本来の像のコントラストを悪化させない程度に抑えるための条件である。条件（７）を満足すれば、対物レンズからの光が撮影光学系の最終像位置に達するまでの間にある空気接触面で生じたフレアー光の光強度を小さく抑えることができる。よって、撮像素子を用いて撮像を行なった画像が、画像全体にフレアー光が重なった画像や、局所的にフレアー光が重なった画像（スポットフレアー光が重なった画像）であったとしても、このような画像に対して電気的なコントラスト強調を行なうことができ、コントラストの劣化が目立たないようにすることが可能である。
【０１０２】
ここで、フレアー光の光強度が本来の像のコントラストを悪化させるかどうかは、本来の像の光強度とフレアー光の光強度の相対的な大きさによって決まる。撮影光学系の撮影倍率β（撮影光学系の焦点距離と結像レンズの焦点距離の比）が高いほど、本来の像の光強度は小さくなる。これは、撮影光学系の撮影倍率βが高いほど、最終像位置に入射する軸上光束の開口数が小さくなるからである。このように、倍率が高い撮影光学系ほど相対的に本来の像の光強度が低下するので、フレアー光が目立ちやすくなる。よって、高倍の撮影光学系において条件（７）を満足することが望ましい。
【０１０３】
なお、フレアー光の光強度とは、対物レンズから最終像位置までの間にある任意の空気接触面で生じた光のうち、対物レンズからの光が第１の空気接触面Ｒ１で対物レンズ側に反射され、更に第２の空気接触面Ｒ２で最終像側に反射され、最終像位置に達した光である。また、空気接触面はレンズ面の他に、撮像素子の表面も含まれる。
【０１０４】
また、フレアー光の光強度を抑えるために、撮影光学系内のレンズ面や中間結像位置に絞りを配置し、余分なフレアー光が最終像位置に達しないようにするのが好ましい。また、レンズ保持枠の径を必要最小限の有効径にすることも重要である。
【０１０５】
前述のように、フレアー光はレンズの数に依存する。したがって、一つのフレアー光の光強度が小さくても複数のフレアー光が生じると、その積算値は大きいものとなる。この場合、当然のことながら、本来の像のコントラストを劣化させる原因となる。そのため、条件（７）を満足する撮影光学系としては、上述の各レンズ群が１つのレンズ成分、あるいは２つのレンズ成分のみからなる光学系であることが好ましい。
また、本発明の撮影光学系の第３の構成において、第２レンズ群中の中間像側の空気接触面の曲率半径をＲ２Ｇ、中間像側の空気接触面から中間像までの距離をＤ２Ｇとする時、下記条件を満足することが望ましい。
【０１０６】
（８−１） ０．２５≦｜Ｒ２Ｇ｜／Ｄ２Ｇ≦０．９
（８−２） １．５≦｜Ｒ２Ｇ｜／Ｄ２Ｇ≦１５
条件（８−１）あるいは条件（８−２）を満足することにより、第２レンズ群中の中間像側の空気接触面とその他の空気接触面にて反射したフレアー光の強度を抑え、かつフレアー光がスポットフレアー光にならないようにすることができる。よってコントラストの良い画像での観察が可能である。また、最終像位置に撮像素子を配置した場合でも、この撮像素子の表面での反射によって生じるフレアー光の強度を抑えることができる。
【０１０７】
条件（８−１）の上限値０．９から条件（８−２）の下限値１．５までの範囲は、第２レンズ群中の中間像側の空気接触面と撮像素子面での反射によるフレアー光がスポットフレアーになり好ましくない。つまり、条件（８−１）の上限を超え、条件（８−２）の下限を超えるとスポットフレアーが発生し好ましくない。
【０１０８】
また条件（８−１）の下限を超えると曲率半径Ｒ２の値が小さくなる。所定の倍率を維持するためには第２レンズ群の第１レンズ群側の面の曲率半径を大きくしなければならない。この場合、第２レンズ群の第１レンズ群側の面と第３レンズ群のレンズ面との反射によりフレアー光が強く生じる。その結果、コントラストが劣化する。
【０１０９】
また条件（８−２）の上限を超えると曲率半径Ｒ２Ｇの値が大になり、第２レンズ群の物体側の面の曲率半径が小になる。この結果球面収差やコマ収差が悪化し好ましくない。
【０１１０】
また本発明の撮影光学系の第３の構成において、第３レンズ群の第２レンズ群側に凸面を向けた空気接触面の曲率半径をＲ３Ｇ、上記空気接触面から中間像までの距離をＤ３Ｇとする時、下記条件（９）を満足することが望ましい。
（９） ０．７≦Ｒ３Ｇ／Ｄ３Ｇ≦１．２
【０１１１】
この条件（９）を満足すると第３レンズ群の第２レンズ群側に凸面を向けた空気接触面とその他の空気接触面で反射したフレアー光の強度を抑え、かつスポットフレアーになるのを防止し得る。そのためにコントラストの良い観察が可能になる。また、最終像位置に撮像素子を配置した場合でも、この撮像素子の表面での反射によって生じるフレアー光の強度を抑えることができる。
【０１１２】
条件（９）の上限を超えると第３レンズ群の前記凸面と撮像素子面の間の反射によりスポットフレアーが強く発生するので好ましくない。
【０１１３】
条件（９）の下限を超えると前記凸面の曲率半径Ｒ３Ｇが小になる。そのために第２レンズ群中の中間像側に凹面を向けた空気接触面と第３レンズ群中の中間像側に凸面を向けた空気接触面との間の反射によりスポットフレアー光が発生する。
【０１１４】
また、本発明の撮影光学系の第２の構成において、第２レンズ群中の第３レンズ群側に凸面を向けた空気接触面の曲率半径をＲ２２、中間像から第２レンズ群中の第３レンズ群側に凸面を向けた空気接触面までの距離をＤ２２とした時、下記条件（１０）を満足することが望ましい。
（１０） ０．８≦｜Ｒ２２｜／Ｄ２２≦１．６
【０１１５】
この条件（１０）は、第２レンズ群の空気接触面と第３レンズ群の空気接触面との間での反射によるスポットフレアー光を抑えるための条件である。また、条件（１０）は最終像位置に撮像素子を配置した時に、この撮像素子の表面と第２レンズ群中の空気接触面との間で生じるフレアー光を抑えるための条件でもある。
【０１１６】
この条件（１０）の上限を超えると第２レンズ群中の第３レンズ群側に凸面を向けた空気接触面と撮像素子面との間の反射、あるいは第２レンズ群中の第３レンズ群側に凸面を向けた空気接触面と第３レンズ群中の空気接触面との間の反射によるスポットフレアー光が強くなり好ましくない。
【０１１７】
また、条件（１０）の下限を超えると、空気接触面の曲率半径Ｒ２２が小になる。所定の倍率を維持するためには、第２レンズ群中の中間像側に凸面を向けた空気接触面の曲率半径が大になる。この場合、第２レンズ群中の中間像側に凸面を向けた空気接触面と第３レンズ群中の空気接触面との間の反射によるフレアー光が大になりコントラストが悪化する。
【０１１８】
次に、本発明の撮影光学系の第６の構成は、対物レンズと結像レンズを備えた顕微鏡に用いられるもので、正のメニスカスレンズを含む第１レンズ群と、両凸レンズと両凹レンズとを接合した負の接合メニスカスレンズを含む第２レンズ群と、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズと正レンズを含む第３レンズ群を有し、第２レンズ群と第３レンズ群との間に形成された対物レンズの瞳共役位置に絞りが設けられ、下記条件（１１）、（１２）、（１３）、（１９）を満足することを特徴とするものである。
（１１） ０．７≦Ｄ（Ｉ１）／Ｄ(3Ｉ）≦１．３
（１２） ０．３５≦Ｄ（13）／Ｄ（Ｉ）≦０．６５
（１３） ０．２≦｜β｜≦０．５
（１９） Ｐ_in＝−Ｐ_out
ただし、Ｄ（Ｉ１）は中間像から第１レンズ群の先端までの距離、Ｄ(3Ｉ）は第３レンズ群の後端から最終像までの距離、Ｄ（13）は第１レンズ群の先端から第３レンズ群の後端までの距離、Ｄ（Ｉ）は中間像から最終像までの距離、βは中間像から最終像までの光学系の倍率、Ｐ_inは中間像位置から入射瞳位置（対物レンズと結像レンズによって投影される対物レンズの瞳位置）までの距離、Ｐ_outは最終像位置から射出瞳位置（対物レンズと結像レンズと撮影光学系とによって投影される対物レンズの瞳位置）までの距離である。
【０１１９】
この第６の構成の撮影光学系は顕微鏡に用いられるもので、顕微鏡の結像レンズによって形成された中間像の後に配置される光学系である。第１レンズ群は全体として正の屈折力、第２レンズ群は全体として負の屈折力、第３レンズ群は全体として正の屈折力を有する。中間像よりの光束は、第１レンズ群にて収束される。この第１レンズ群は正のメニスカスレンズを有している。ここで、正のメニスカスレンズは、中間像側に凸面を向けた形状とするのが好ましい。第１レンズ群で収束された光束は、第２レンズ群で発散される。第２レンズ群は両凸レンズと両凹レンズよりなる負の接合レンズを有している。第２レンズ群で発散された光束は第３レンズ群で収束され、所定の位置に最終像を形成する。第３レンズ群は両凹レンズと両凸レンズよりなる正の接合レンズと、正のレンズを有する。
【０１２０】
この第６の構成の撮影光学系において、各レンズ群を中間像側から第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群の順で配置した状態では、最終像位置には中間像を縮小した像が形成される。よって、上記のレンズ群の配列では、第６の構成の撮影光学系は縮小倍率の光学系である。
【０１２１】
軸外主光線は第１レンズ群で最も高くなる。また、軸上マージナル光線は結像レンズと第３レンズ群で高くなる。なお、対物レンズの瞳の共役像が第２レンズ群と第３レンズ群の間に形成されるので、この共役像の位置に絞りが配置される。この絞りは、対物レンズの開口数を制限する機能を有する。
【０１２２】
この第６の構成では、第２レンズ群の絞り側の面と第３レンズ群の絞り側の面を、それぞれ絞りに向かって凹面を向ける構成にすることによって、軸外収差を良好に補正している。また、第２レンズ群の負の屈折力により、ペッツバール和を小さく抑えて像面の平坦性を良好にしている。第３レンズ群は、結像レンズとの組み合わせによって球面収差を良好に補正するようになっている。また、第１レンズ群と第３レンズ群によって、第２レンズ群で発生するコマ収差を補正している。また第２レンズ群と第３レンズ群に接合レンズを配置して色収差を補正している。
【０１２３】
そして、第６の構成では、条件（１１）乃至条件（１３）、および条件（１９）を満足するように構成している。条件（１９）は入射瞳と射出瞳が形成される方向と、基準位置からの距離を規定するものである。入射瞳と射出瞳はいずれも対物レンズの瞳の共役像であって、入射瞳は対物レンズと結像レンズによって形成された共役像である。また射出瞳は対物レンズと結像レンズと撮影光学系によって形成された共役像である。また、入射瞳位置までの距離Ｐ_inは中間像位置を基準にして測った時の距離で、射出瞳位置までの距離Ｐ_outは最終像位置を基準にして測った時の距離である。
【０１２４】
条件（１９）を満足すると、撮影光学系全体を反転させて配置しても、中間像と最終像の位置関係や入射瞳位置と射出瞳位置の位置関係が反転する前と変わらない。そのため、第６の構成において第１レンズ群乃至第３レンズ群を、中間像位置側から第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群の順で配置すれば、０．２倍から０．５倍までの倍率範囲で撮影光学系を構成できる。そして、この光学系を反転させれば２倍から５倍の倍率範囲で撮影光学系を構成することができる。ここで、反転とは、撮影光学系の光軸上において適当な点を設定し、この点を回転中心として撮影光学系を１８０°回転させることである。よって、反転後の撮影光学系では、各レンズ群は中間像位置側から、第３レンズ群、第２レンズ群、第１レンズ群の順に並んでいる。また、第３レンズ群の正の接合レンズと正のレンズは中間像側から順に正レンズ、接合レンズの順に並び、第２レンズ群の負の接合レンズは両凹レンズが中間像側に位置する。そして、第１レンズ群の正のメニスカスレンズは、最終像位置に凸面を向けた状態になっている。
【０１２５】
また、０．２倍から０．５倍までの低倍時には、開口絞りの絞り径を小さくして対物レンズの開口数を小さく制限し、高倍時には絞り径を大きくして対物レンズの開口数を制限しないようにすればよい。
【０１２６】
なお、投影光学系をテレセントリック光学系にすると、入射瞳位置が無限遠になる。この場合、最終像位置に達する光束の主光線が光軸と平行になる。よって、最終像位置に撮像素子を配置して撮像を行なうような場合、撮像素子へ主光線が垂直に入射する。よって、シェーディングが発生しないので好ましい。このように、シェーディングの発生を防止できる点からすると、撮影光学系をテレセントリック光学系にするのが好ましいが、必ずしもテレセントリック光学系にする必要はない。ただ、テレセントリック光学系でない場合は、入射瞳位置までの距離を絶対値で２００ｍｍ以上にすることが望ましい。
【０１２７】
なお、条件（１９）ではＰ_inの値とＰ_outの値の絶対値が等しいとしているが、全く等しくなければならないというわけではない。Ｐ_inの値とＰ_outの値が多少違っていても問題はない。
また、この撮影光学系は、条件（１１）を満足することにより撮影光学系を反転させた時に撮像素子から撮影光学系までの距離を確保できる。
【０１２８】
また条件（１２）を満足することにより、中間像から撮像素子まで距離を短くし、収差を良好に補正し得る。
【０１２９】
更に、条件（１３）を満足することにより簡単な構成のレンズ群で、撮影光学系を反転させた時の倍率の比を大きくすることができる。よって、対物レンズの倍率を変換せずに異なる倍率での観察が可能になり、システム性や有用性が大になる。
【０１３０】
条件（１１）の上限を超えるとＤ（Ｉ1）が大になる。その結果、撮影光学系の全長が長くなりすぎてしまうので好ましくない。また、軸外収差の補正が困難になる。また、条件（１１）の下限を超えるとＤ（Ｉ1）が小になる。この場合は、撮影光学系を反転した場合に最終像位置と第１レンズ群との距離が短くなる。そのため、最終像位置に撮像素子を配置しようとすると、第１レンズ群と撮像素子とが干渉する。あるいは所定の仕様を満足する撮像光学系を構成し得なくなる。
【０１３１】
条件（１２）の下限を超えると、中間像から撮像素子までの距離が長くなる。そのため、撮影光学系をコンパクトに構成することができなくなる。また、低倍側の軸外コマ収差、非点収差、倍率の色収差が悪化する。
【０１３２】
条件（１２）の上限を超えるとＤ（Ｉ1）、Ｄ（3Ｉ）が小になる。そのため、最終像位置に撮像素子を配置しようとすると、撮像素子に最も近いレンズ群と撮像素子との干渉が起こり好ましくない。
【０１３３】
条件（１３）の上限または下限を超えると撮影光学系を反転した時、低倍側と高倍側の倍率の比が小になり好ましくない。
【０１３４】
なお、第６の構成において、第１レンズ群を正のメニスカスレンズのみ、第２レンズ群を両凸レンズと両凹レンズよりなる負の接合レンズのみ、第３レンズ群を両凹レンズと両凸レンズよりなる正の接合レンズと正のレンズのみで構成すれば、撮影光学系をコンパクトにすることができる。よって、反転のための空間を小さくできる点で好ましい。また、空気接触面を少なくできるので、フレアー光の発生を抑えることができる。
【０１３５】
また、本発明の鏡筒において結像レンズの後に配置される撮像光学系として前記第６の構成の光学系を用いれば、前記の通りの理由により望ましい。
【０１３６】
本発明の撮影光学系の第７の構成は、対物レンズと結像レンズを備えた顕微鏡に用いられるもので、正レンズと、両凸レンズと両凹レンズの接合レンズを含む第１レンズ群と、両凹レンズと両凸レンズとを接合した負の接合メニスカスレンズを含む第２レンズ群と、第２レンズ群側に凹面を向けた正のメニスカスレンズを含む第３レンズ群とを有し、第１レンズ群と第２レンズ群の間に形成された対物レンズの瞳共役位置に絞りが設けられ、下記条件（１４）、（１５）、（１６）、（１９’）を満足するものである。
（１４） ０．７≦Ｄ’（Ｉ１）／Ｄ’(3Ｉ）≦１．３
（１５） ０．３５≦Ｄ’（13）／Ｄ’（Ｉ）≦０．６５
（１６） ０．２≦｜β’｜≦０．５
（１９’） Ｐ_in’＝−Ｐ_out’
ただし、Ｄ’（Ｉ１）は中間像から第１レンズ群の先端までの距離、Ｄ’(3Ｉ）は第３レンズ群の後端から最終像までの距離、Ｄ’（13）は第１レンズ群の先端から第３レンズ群の後端までの距離、Ｄ’（Ｉ）は中間像から最終像までの距離、βは中間像から最終像までの光学系の倍率、Ｐ_in’は中間像位置から入射瞳位置（対物レンズと結像レンズによって投影される対物レンズの瞳位置）までの距離、Ｐ_out’は最終像位置から射出瞳位置（対物レンズと結像レンズと撮影光学系とによって投影される対物レンズの瞳位置）までの距離である。
【０１３７】
この第７の構成の撮影光学系も顕微鏡に用いられるもので、第６の構成と同じように、顕微鏡の結像レンズによって形成された中間像の後に配置される光学系である。第１レンズ群は全体として正の屈折力、第２レンズ群は全体として負の屈折力、第３レンズ群は全体として正の屈折力を有する。中間像よりの光束は、第１レンズ群にて収束される。この第１レンズ群は正レンズと接合レンズを有している。ここで、接合レンズは両凸レンズと両凹レンズで構成されている。第１レンズ群で収束された光束は、第２レンズ群で発散される。第２レンズ群は両凹レンズと両凸レンズよりなる負の接合メニスカスレンズを有している。この接合メニスカスレンズは、第１レンズ群側に凹面を向けて配置されている。第２レンズ群で発散された光束は第３レンズ群で収束され、所定の位置に最終像を形成する。第３レンズ群は第２レンズ群側に凹面を向けた正のメニスカスレンズを有する。
【０１３８】
この第７の構成の撮影光学系において、各レンズ群を中間像側から第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群の順で配置した状態では、最終像位置には中間像を拡大した像が形成される。よって、上記のレンズ群の配列では、第７の構成の撮影光学系は拡大倍率の光学系である。
【０１３９】
軸外主光線は第３レンズ群で最も高くなる。また、軸上マージナル光線は結像レンズと第１レンズ群で高くなる。また、対物レンズの瞳の共役像は第１レンズ群と第２レンズ群の間に形成される。
【０１４０】
この第７の構成では、第１レンズ群の最終面と第２レンズ群の最前面を、互いに凹面を向ける構成にすることによって、軸外収差を良好に補正している。また、第２レンズ群の負の屈折力により、ペッツバール和を小さく抑えて像面の平坦性を良好にしている。第１レンズ群は、結像レンズとの組み合わせによって球面収差を良好に補正するようになっている。また、第１レンズ群と第３レンズ群によって、第２レンズ群で発生するコマ収差を補正している。また第１レンズ群と第２レンズ群に接合レンズを配置して色収差を補正している。
【０１４１】
そして、第７の構成では、条件（１４）乃至条件（１６）、および条件（１９’）を満足するように構成している。条件（１９’）は入射瞳と射出瞳が形成される方向と、基準位置からの距離を規定するものである。入射瞳と射出瞳はいずれも対物レンズの瞳の共役像であって、入射瞳は対物レンズと結像レンズによって形成された共役像である。また射出瞳は対物レンズと結像レンズと撮影光学系によって形成された共役像である。また、入射瞳位置までの距離Ｐ_in’は中間像位置を基準にして測った時の距離で、射出瞳位置までの距離Ｐ_out’は最終像位置を基準にして測った時の距離である。
【０１４２】
条件（１９’）を満足すると、撮影光学系全体を反転させて配置しても、中間像と最終像の位置関係や入射瞳位置と射出瞳位置の位置関係が反転する前と変わらない。そのため、第７の構成において第１レンズ群乃至第３レンズ群を、中間像位置側から第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群の順で配置すれば、２倍から５倍までの倍率範囲で撮影光学系を構成できる。そして、この光学系を反転させれば０．２倍から０．５倍の倍率範囲で撮影光学系を構成することができる。ここで、反転とは、撮影光学系の光軸上において適当な点を設定し、この点を回転中心として撮影光学系を１８０°回転させることである。よって、反転後の撮影光学系では、各レンズ群は中間像位置側から、第３レンズ群、第２レンズ群、第１レンズ群の順に並んでいる。また、第３レンズ群の正のメニスカスレンズは、中間像位置に凸面を向けた状態になっており、第２レンズ群の負の接合レンズは両凸レンズが中間像側に位置する。そして、第１レンズ群の正のレンズと接合レンズは、最終像側から順に正レンズ、接合レンズの順に並んでいる。
【０１４３】
また、２倍から５倍までの高倍時には、絞り径を大きくして対物レンズの開口数を制限しないようにし、０．２倍から０．５倍までの低倍時には、開口絞りの絞り径を小さくして対物レンズの開口数を小さく制限するようにすればよい。
【０１４４】
なお、第６の構成と同様に、第７の構成の撮影光学系がテレセントリック光学系でない場合は、入射瞳位置までの距離を大きく、例えば絶対値で２００ｍｍ以上にすることが望ましい。
【０１４５】
なお、条件（１９’）ではＰ’ｉｎの値とＰ’ｏｕｔの値の絶対値が等しいとしているが、全く等しくなければならないというわけではない。Ｐ’ｉｎの値とＰ’ｏｕｔの値が多少違っていても問題はない。
【０１４６】
また、この第７の構成において、条件（１４）を満足すれば、光学系を反転させた時に撮像素子から撮影光学系までの距離を確保できるので望ましい。
【０１４７】
また、条件（１５）を満足することにより、中間像から撮像素子までの距離を短くでき、また収差良好に補正できる。
【０１４８】
更に条件（１６）を満足することにより、簡単な構成であっても、撮影光学系を反転させた時の倍率の比を大きくすることができる。よって対物レンズを変換せずに視野の広い低倍率と高い開口数の高倍率の観察が可能になる。
【０１４９】
条件（１４）の上限を超えるとＤ’（Ｉ１）が大になる。その結果撮影光学系の全長が長くなりすぎてしまうので好ましくない。また、軸外収差の補正が困難になる。また条件（１４）の下限を超えるとＤ’（Ｉ１）が小になる。この場合は、撮影光学系を反転させた時に最終像位置と第１レンズ群との距離が短くなる。そのため、最終像位置に撮像素子を配置しようとすると、撮像素子と第１レンズ群が干渉する。あるいは所定の仕様を満足する撮影光学系を構成することが困難になる。
【０１５０】
条件（１５）の下限を超えると中間像から撮像素子までの距離が長くなる。そのため撮影光学系をコンパクトに構成することができなくなる。また、低倍側の軸外のコマ収差、非点収差、倍率の色収差が悪化する。
【０１５１】
条件（１５）の上限を超えるとＤ’（Ｉ１）、Ｄ’（3Ｉ）が小さくなる。そのため、最終像位置に撮像素子を配置しようとすると、撮像素子に最も近いレンズ群と撮像素子とが干渉し好ましくない。
【０１５２】
条件（１６）の上限または下限を超えると、いずれも撮影光学系を反転させた時、低倍側と高倍側の倍率の比が小さくなり好ましくない。
【０１５３】
なお、第７の構成において、第１レンズ群を正レンズと両凸レンズと両凹レンズよりなる接合レンズのみ、第２レンズ群を両凹レンズと両凸レンズよりなる負の接合レンズのみ、第３レンズ群を正のメニスカスレンズのみで構成すれば、撮影光学系をコンパクトにすることができる。よって、反転のための空間を小さくできる点で好ましい。また、空気接触面を少なくできるので、フレアー光の発生を抑えることができる。
【０１５４】
本発明の撮影光学系の第７の構成において、下記条件（１７）を満足することが望ましい。
【０１５５】
（１７） ０．５≦｜Ｒ３｜／Ｄ３≦２．０
ただし、Ｒ３は第３レンズ群の第２レンズ群側の面の曲率半径、Ｄ３は第３レンズ群の第２レンズ群側の面から最終像位置までの距離である。
【０１５６】
本発明の第７の構成の光学系において、第３レンズ群に入射する光線に対して凹面を向けたレンズ面を配置することは収差を良好に補正し、光学性能を向上させる上で望ましい。そこで、第３レンズ群は、正のメニスカスレンズにて構成することになるが、レンズ面での光線の屈折力が弱いと、他のレンズ群のレンズ面との間での反射により強いフレアー光やスポットフレアー光が発生し易い。尚、最終像位置に撮像素子を配置した場合にも、撮像素子表面での反射によりフレアー光や、スポットフレアー光が発生し易くなる。
【０１５７】
条件（１７）を満足すれば、第３レンズ群の第２レンズ群側のレンズ面と第１レンズ群の第２レンズ群側のレンズ面との反射によるフレアー光の強度を抑えることが可能になる。また、撮像素子の表面と第３レンズ群中の第２レンズ群側の面とで生ずるスポットフレアー光が強くなるのを抑えることができる。
【０１５８】
条件（１７）の上限を超えると曲率半径Ｒ３が大になり、撮像素子と第３レンズ群中の第２レンズ群側のレンズ面との間の反射によるスポットフレアー光が強くなる。よってコントラストの良い観察ができない。
【０１５９】
条件（１７）の下限を超えると第３レンズ群の第２レンズ群側の面の曲率半径が小になりすぎて軸外収差が悪化する。
【０１６０】
また、この第７の構成において、第１レンズ群のうちで第２レンズ群に凹面を向けたレンズ面の曲率半径をＲＡ、この面から瞳共役位置までの距離をＬ１、第２レンズ群および第３レンズ群のうちで第１レンズ群に凹面を向けたレンズ面の曲率半径をＲＢ、この面から瞳共役位置までの距離をＬ２とした時、下記条件（１８）を満足することが望ましい。

【０１６１】
この第７の構成は、第１レンズ群中の接合レンズと第２レンズ群、第３レンズ群が瞳共役位置に対して凹面を向けることにより各レンズ面での収差発生を抑えて収差を良好に補正するようにしたものであるが、凹面を向けたレンズ面の屈折力が弱いためにフレアー光やスポットフレアー光を発生しやすい。条件（１８）を満足ずるようにすれば、瞳共役位置に凹面を向けたレンズ面によるフレアー光やスポットフレアー光が発生してもその光強度を小さく抑えることができる。よってコントラストの良い観察が可能になる。更に第１レンズ群の第２レンズ群側に凹面を向けたレンズ面と、第２レンズ群および第３レンズ群の第１レンズ群に凹面を向けたレンズ面の全ての組み合わせがこの条件（１８）を満足すればフレアー光の発生を抑えることができ好ましい。
【０１６２】
条件（１８）の上限を超えると瞳共役位置に凹面を向けたレンズ面の曲率半径の絶対値が大になる。そのため、この面と撮像素子面との間の反射によるスポットフレアー光や、互いに凹面を向けたレンズ面間の反射によるフレアー光が発生してコントラストが悪くなる。条件（１８）の下限を超えると瞳共役位置に凹面を向けたレンズ面の曲率半径の絶対値が小さくなり、軸外のコマ収差、非点収差が悪化する。
【０１６３】
なお、条件(１８)を満足するＲＢを有する面は、第２レンズ群にあっても、第３レンズ群にあってもよい。また、条件（18）を満足するＲＢを有する面が、第２レンズ群と第３レンズ群の全ての面であれば好ましい。
【０１６４】
【発明の実施の形態】
次に本発明の撮影光学系および鏡筒の実施の形態を説明する。
【０１６５】
尚これら実施の形態のうち、撮影光学系に関する実施の形態、および各鏡筒に用いられる撮影光学系のレンズ系のデータは下記の通りであり、撮影光学系に関してはこのデータも含めて詳細に説明する。
【０１６６】
実施例1
表１
(A)Ｆ／ＦＯ＝０．２５
面番号 曲率半径 間隔 Ｎｄ Vd
1（PU) INF 48.23 1
2（仮想面） INF 134 1
3 146.749 4 1.48749 70.21
4 -64.426 4.6 1.7495 35.28
5 -118.803 22.9 1
6（仮想面） INF 25 1
7 55.766 9 1.48749 70.23
8 -68.077 6.087 1.62588 35.7
9 -700 15 1
10（AN) INF 2 1.51633 64.14
11 INF 38.9603 1
12（MI） INF 62.1789 1
13 (S) INF 4.8551 1
14 -33.548 2.508 1.7725 49.6
15 28.624 8.5 1.64769 33.79
16 -60.262 19.8775 1
17 35.115 5.5 1.72151 29.23
18 16.968 8 1.497 81.54
19 -59.47 9.1931 1
20 86.508 2.592 1.48749 70.23
21 -49.944 14.2452 1
22（仮想面）INF 48.503 1
23（IMG） INF
【０１６７】
(B)Ｆ／ＦＯ＝０．３５
面番号 曲率半径 間隔 Ｎｄ Vd
1（PU） INF 48.23 1
2（仮想面） INF 134 1
3 146.749 4 1.48749 70.21
4 -64.426 4.6 1.7495 35.28
5 -118.803 22.9 1
6（仮想面） INF 25 1
7 55.766 9 1.48749 70.23
8 -68.077 6.087 1.62588 35.7
9 -700 15 1
10 (AN) INF 2 1.51633 64.14
11 INF 38.9603 1
12 (MI) INF 62.181 1
13 (S) INF 1 1
14 -33.548 2.508 1.7725 49.6
15 28.624 8.5 1.64769 33.79
16 -60.262 10.7707 1
17 35.115 5.5 1.72151 29.23
18 16.968 8 1.497 81.54
19 -59.47 9.1931 1
20 86.508 2.592 1.48749 70.23
21 -49.944 27.2049 1
22（仮想面）INF 48.503 1
23 (IMG) INF
【０１６８】
(C)Ｆ／ＦＯ＝０．５
面番号 曲率半径 間隔 Ｎｄ Vd
1（PU） INF 48.23 1
2（仮想面） INF 134 1
3 146.749 4 1.48749 70.21
4 -64.426 4.6 1.7495 35.28
5 -118.803 22.9 1
6（仮想面） INF 25 1
7 55.766 9 1.48749 70.23
8 -68.077 6.087 1.62588 35.7
9 -700 15 1
10 (AN) INF 2 1.51633 64.14
11 INF 38.9603 1
12 (MI) INF 51.5175 1
13 -33.548 2.508 1.7725 49.6
14 28.624 8.5 1.64769 33.79
15 -60.262 7.6641 1
16 (S) INF 0.3 1
17 35.115 5.5 1.72151 29.23
18 16.968 8 1.497 81.54
19 -59.47 9.1931 1
20 86.508 2.592 1.48749 70.23
21 -49.944 41.6751 1
22（仮想面）INF 48.503 1
23 (IMG) INF
【０１６９】
(D)Ｆ／ＦＯ＝１
面番号 曲率半径 間隔 Ｎｄ Vd
1 (PU) INF 48.23 1
2（仮想面） INF 134 1
3 146.749 4 1.48749 70.21
4 -64.426 4.6 1.7495 35.28
5 -118.803 22.9 1
6（仮想面） INF 25 1
7 55.766 9 1.48749 70.23
8 -68.077 6.087 1.62588 35.7
9 -700 15 1
10 (AN) INF 2 1.51633 64.14
11 INF 38.9603 1
12 (MI) INF 15.6749 1
13 -33.548 2.508 1.7725 49.6
14 28.624 8.5 1.64769 33.79
15 -60.262 20.0021 1
16 35.115 5.5 1.72151 29.23
17 16.968 8 1.497 81.54
18 -59.47 9.1931 1
19 86.508 2.592 1.48749 70.23
20 -49.944 65.4796 1
21（仮想面）INF 48.503 1
22 (IMG) INF
【０１７０】

【０１７１】
実施例２
表２
面番号 曲率半径 間隔 Ｎｄ Vd
1 (PU) INF 48.23 1
2（仮想面） INF 134 1
3 146.749 4 1.48749 70.21
4 -64.426 4.6 1.7495 35.28
5 -118.803 22.9 1
6（仮想面） INF 25 1
7 55.766 9 1.48749 70.23
8 -68.077 6.087 1.62588 35.7
9 -700 15 1
10 (AN) INF 2 1.51633 64.14
11 INF 38.9603 1
12 (MI) INF 6.0809 1
13 26.067 1.385 1.7495 35.28
14 9.738 2.687 1.53996 59.46
15 -14.214 26.851 1
16 35.115 5.5 1.72151 29.23
17 16.968 8 1.497 81.54
18 -59.47 9.1931 1
19 86.508 2.592 1.48749 70.23
20 -49.944 75.1607 1
21（仮想面）INF 48.503 1
22 (IMG) INF
【０１７２】

【０１７３】
実施例３
表３
面番号 曲率半径 間隔 Ｎｄ Vd
1 (PU) INF 48.23 1
2（仮想面） INF 134 1
3 146.749 4 1.48749 70.21
4 -64.426 4.6 1.7495 35.28
5 -118.803 22.9 1
6（仮想面） INF 25 1
7 55.766 9 1.48749 70.23
8 -68.077 6.087 1.62588 35.7
9 -700 15 1
10 (AN) INF 2 1.51633 64.14
11 INF 3.7266 1
12 -47.778 5.5 1.72151 29.23
13 -35.313 5.5 1.51742 52.43
14 86.277 39.7091 1
15 14.214 2.687 1.53996 59.46
16 -9.738 1.385 1.7495 35.28
17 -26.067 10.142 1
18 (MI) INF 16.3771 1
19 14.488 2.1037 1.48749 70.23
20 -14.488 89.2796 1
21 INF 48.503 1
22（IMG） INF
【０１７４】

【０１７５】
表４
面番号 曲率半径 間隔 Ｎｄ Vd
1（浸液） INF 2.0435 1.33304 55.79
2 INF 1.61 1.45853 67.94
3 -2.406 5.76 1.755 52.32
4 -6.506 0.2 1
5 -25.5 3.15 1.497 81.08
6 -10.932 0.12 1
7 56.11 6.48 1.497 81.08
8 -11.989 1.95 1.52944 51.72
9 -25.367 0.12 1
10 223.746 1.95 1.755 52.32
11 17.04 6.5 1.43875 94.99
12 -25.491 0.12 1
13 12.142 4.826 1.43875 94.99
14 30.134 0.2 1
15 10.823 4.77 1.43875 94.99
16 26.536 1.502 1.59551 39.21
17 6.271 6.1162 1
18 -6.989 1.5 1.6134 43.84
19 18.167 6.37 1.43875 94.99
20 -11.567 0.25 1
21 -26.305 3.365 1.497 81.08
22 -11.876 0.12 1
23 10.941 7.05 1.43875 94.99
24 -25.628 1.65 1.52944 51.72
25 8.873 5.65 1
26 -8.409 1.75 1.51633 64.14
27 95.82 5.15 1.61293 36.99
28 -12.398 -5.2789 1
29（仮想面）INF 134 1
30 146.749 4 1.48749 70.21
31 -64.426 4.6 1.7495 35.28
32 -118.803 22.9 1
33 (M1) INF 25 1
34 55.766 9 1.48749 70.23
35 -68.077 6.087 1.62588 35.7
36 -700 15 1
37 (AN) INF 2 1.51633 64.14
VG(1)
38 INF 38.9603 1
39 (MI) INF 62.181 1
40 (S) INF 1 1
41 -33.548 2.508 1.7725 49.6
42 28.624 8.5 1.64769 33.79
43 -60.262 10.7707 1
44 35.115 5.5 1.72151 29.23
45 16.968 8 1.497 81.54
46 -59.47 9.1931 1
47 86.508 2.592 1.48749 70.23
48 -49.944 27.2049 1
49 (M2) INF 48.503 1
50 (IMG) INF 0

【０１７６】
表5
面番号 曲率半径 間隔 Ｎｄ Vd
1 (浸液） INF 2.0435 1.33304 55.79
2 INF 1.61 1.45853 67.94
3 -2.406 5.76 1.755 52.32
4 -6.506 0.2 1
5 -25.5 3.15 1.497 81.08
6 -10.932 0.12 1
7 56.11 6.48 1.497 81.08
8 -11.989 1.95 1.52944 51.72
9 -25.367 0.12 1
10 223.746 1.95 1.755 52.32
11 17.04 6.5 1.43875 94.99
12 -25.491 0.12 1
13 12.142 4.826 1.43875 94.99
14 30.134 0.2 1
15 10.823 4.77 1.43875 94.99
16 26.536 1.502 1.59551 39.21
17 6.271 6.1162 1
18 -6.989 1.5 1.6134 43.84
19 18.167 6.37 1.43875 94.99
20 -11.567 0.25 1
21 -26.305 3.365 1.497 81.08
22 -11.876 0.12 1
23 10.941 7.05 1.43875 94.99
24 -25.628 1.65 1.52944 51.72
25 8.873 5.65 1
26 -8.409 1.75 1.51633 64.14
27 95.82 5.15 1.61293 36.99
28 -12.398 -5.2789 1
29（仮想面）INF 134 1
30 146.749 4 1.48749 70.21
31 -64.426 4.6 1.7495 35.28
32 -118.803 22.9 1
33 (M1) INF 25 1
34 39.702 7.786 1.48749 70.23
35 -60.804 3.5 1.7552 27.51
36 -268.304 15 1
37 (AN) INF 2 1.51633 64.14
VG(1)
38 INF 30.6035 1
39 (MI) INF 37.0115 1
40 (S) INF 1.7137 1
41 -12.087 1.5 1.7725 49.6
42 20.968 1.825 1.58144 40.75
43 -18.813 3.2546 1
44 -48.39 1.5 1.72825 28.46
45 16.539 6.03 1.497 81.54
46 -17.874 4.735 1
47 63.445 4.568 1.72916 54.68
48 -27.771 23.4696 1
49 (M2) INF 48.503 1
50 (IMG) INF
VG(3)
面番号 曲率半径 間隔 Ｎｄ Vd
38 INF 3 1
39 -32.071 8.6353 1.7552 27.51
40 -14.26 1.8412 1.51742 52.43
41 42.426 35.3807 1
42 13 2.3466 1.53996 59.46
43 -8.369 1.35 1.7495 35.28
44 -33.972 8.0849 1
45 (MI) INF 9.2033 1
46 8.973 7.2845 1.48749 70.23
47 -8.973 39.0845 1
48 (M2) INF 48.503 1
49 (IMG) INF 0 1
VG(2)
面番号 曲率半径 間隔 Ｎｄ Vd
38 INF 30.6035 1
39 (MI) INF 6 1
40 33.972 1.35 1.7495 35.28
41 8.369 2.3466 1.53996 59.46
42 -13 5.9856 1
43 -48.39 1.5 1.72825 28.46
44 16.539 6.03 1.497 81.54
45 -17.874 4.735 1
46 63.445 4.568 1.72916 54.68
47 -27.771 53.0923 1
48 (M2) INF 48.503 1
49 (IMG) INF
【０１７７】
表5−1
(A)Ｆ／ＦO＝０．２５
面番号 曲率半径 間隔 Ｎｄ Vd
1 (PU) INF 48.23 1
2（仮想面） INF 134 1
3 146.749 4 1.48749 70.23
4 -64.426 4.6 1.7495 35.28
5 -118.803 22.9 1
6 (M1) INF 25 1
7 39.702 7.786 1.48749 70.23
8 -60.804 3.5 1.7552 27.51
9 -268.304 15 1
10 (AN) INF 2 1.51633 64.14
11 INF 30.6035 1
12 (MI) INF 37.0115 1
13 (S) INF 9.4538 1
14 -12.087 1.5 1.7725 49.6
15 20.968 1.825 1.58144 40.75
16 -18.813 4.8684 1
17 -48.39 1.5 1.72825 28.46
18 16.539 6.03 1.497 81.54
19 -17.874 4.735 1
20 63.445 4.568 1.72916 54.68
21 -27.771 14.1158 1
22 (M2) INF 48.503 1
23 (IMG) INF
【０１７８】
(B) Ｆ／ＦO＝０．３５
面番号 曲率半径 間隔 Ｎｄ Vd
1 (PU) INF 48.23 1
2（仮想面） INF 134 1
3 146.749 4 1.48749 70.23
4 -64.426 4.6 1.7495 35.28
5 -118.803 22.9 1
6 (M1) INF 25 1
7 39.702 7.786 1.48749 70.23
8 -60.804 3.5 1.7552 27.51
9 -268.304 15 1
10 (AN) INF 2 1.51633 64.14
11 INF 30.6035 1
12 (MI) INF 37.0115 1
13 (S) INF 1.7137 1
14 -12.087 1.5 1.7725 49.6
15 20.968 1.825 1.58144 40.75
16 -18.813 3.2546 1
17 -48.39 1.5 1.72825 28.46
18 16.539 6.03 1.497 81.54
19 -17.874 4.735 1
20 63.445 4.568 1.72916 54.68
21 -27.771 23.4696 1
22 (M2) INF 48.503 1
23 (IMG) INF
【０１７９】
(C) Ｆ／ＦO＝０．５
面番号 曲率半径 間隔 Ｎｄ Vd
1 (PU) INF 48.23 1
2（仮想面） INF 134 1
3 146.749 4 1.48749 70.23
4 -64.426 4.6 1.7495 35.28
5 -118.803 22.9 1
6 (M1) INF 25 1
7 39.702 7.786 1.48749 70.23
8 -60.804 3.5 1.7552 27.51
9 -268.304 15 1
10 (AN) INF 2 1.51633 64.14
11 INF 30.6035 1
12 (MI) INF 28.9125 1
13 -12.087 1.5 1.7725 49.6
14 20.968 1.825 1.58144 40.75
15 -18.813 3.2913 1
16 -48.39 1.5 1.72825 28.46
17 16.539 6.03 1.497 81.54
18 -17.874 4.735 1
19 63.445 4.568 1.72916 54.68
20 -27.771 33.2456 1
21 (M2) INF 48.503 1
22 (IMG) INF
【０１８０】
(D) Ｆ／ＦO＝１
面番号 曲率半径 間隔 Ｎｄ Vd
1 (PU) INF 48.23 1
2（仮想面） INF 134 1
3 146.749 4 1.48749 70.23
4 -64.426 4.6 1.7495 35.28
5 -118.803 22.9 1
6 (M1) INF 25 1
7 39.702 7.786 1.48749 70.23
8 -60.804 3.5 1.7552 27.51
9 -268.304 15 1
10 (AN) INF 2 1.51633 64.14
11 INF 30.6035 1
12 (MI) INF 8.8628 1
13 -12.087 1.5 1.7725 49.6
14 20.968 1.825 1.58144 40.75
15 -18.813 9.0174 1
16 -48.39 1.5 1.72825 28.46
17 16.539 6.03 1.497 81.54
18 -17.874 4.735 1
19 63.445 4.568 1.72916 54.68
20 -27.771 47.5693 1
21 (M2) INF 48.503 1
22 (IMG) INF
【０１８１】
表6
面番号 曲率半径 間隔 Ｎｄ Vd
1（浸液） INF 2.0435 1.33304 55.79
2 INF 1.61 1.45853 67.94
3 -2.406 5.76 1.755 52.32
4 -6.506 0.2 1
5 -25.5 3.15 1.497 81.08
6 -10.932 0.12 1
7 56.11 6.48 1.497 81.08
8 -11.989 1.95 1.52944 51.72
9 -25.367 0.12 1
10 223.746 1.95 1.755 52.32
11 17.04 6.5 1.43875 94.99
12 -25.491 0.12 1
13 12.142 4.826 1.43875 94.99
14 30.134 0.2 1
15 10.823 4.77 1.43875 94.99
16 26.536 1.502 1.59551 39.21
17 6.271 6.1162 1
18 -6.989 1.5 1.6134 43.84
19 18.167 6.37 1.43875 94.99
20 -11.567 0.25 1
21 -26.305 3.365 1.497 81.08
22 -11.876 0.12 1
23 10.941 7.05 1.43875 94.99
24 -25.628 1.65 1.52944 51.72
25 8.873 5.65 1
26 -8.409 1.75 1.51633 64.14
27 95.82 5.15 1.61293 36.99
28 -12.398 -5.2789 1
29（仮想面）INF 134 1
30 146.749 4 1.48749 70.21
31 -64.426 4.6 1.7495 35.28
32 -118.803 22.9 1
33 (M1) INF 25 1
34 55.766 9 1.48749 70.23
35 -68.077 6.087 1.62588 35.7
36 -700 15 1
37 (AN) INF 2 1.51633 64.14
VG(1)
38 INF 41.4283 1
39 (MI) INF 69.4722 1
40 (S) INF 1.1263 1
41 -31.55 6.35 1.7725 49.6
42 29.835 12.664 1.66998 39.27
43 -55.26 10.5458 1
44 43.005 8 1.68893 31.07
45 20.034 12 1.497 81.54
46 -52.573 23.6507 1
47 142.299 10 1.48749 70.23
48 -71.269 31.2128 1
49 (M2) INF 48.503 1
50 (IMG) INF
VG(3)
面番号 曲率半径 間隔 Ｎｄ Vd
38 INF 3.0638 1
39 -38.279 7.24 1.72151 29.23
40 -33.398 10.026 1.60562 43.7
41 -123.477 36.4215 1
42 13 5.202 1.53996 59.46
43 -19.681 1.41 1.7495 35.28
44 -93.99 26.2482 1
45 17.032 7.8889 1.48749 70.23
46 -17.032 128.9496 1
47 (N2) INF 48.503 1
48 (IMG) INF
VG(2)
面番号 曲率半径 間隔 Ｎｄ Vd
38 INF 41.4283 1
39 (MI) INF 6 1
40 93.99 1.41 1.7495 35.28
41 19.681 5.202 1.53996 59.46
42 -13 31.3928 1
43 43.005 8 1.68893 31.07
44 20.034 12 1.497 81.54
45 -52.573 23.6507 1
46 142.299 10 1.48749 70.23
47 -71.269 87.3663 1
48 (M2) INF 48.503 1
49 (IMG) INF
【０１８２】
表6−1
(A) Ｆ／ＦO＝０．２５
面番号 曲率半径 間隔 Ｎｄ Vd
1 (PU) INF 48.23 1
2（仮想面） INF 134 1
3 146.749 4 1.48749 70.21
4 -64.426 4.6 1.7495 35.28
5 -118.803 22.9 1
6 (M1) INF 25 1
7 59.137 8.95 1.48749 70.23
8 -92.109 6.6 1.68893 31.07
9 -700 15 1
10 (AN) INF 2 1.51633 64.14
11 INF 41.4283 1
12 (MI) INF 69.4722 1
13 (S) INF 1.2287 1
14 -31.55 6.35 1.7725 49.6
15 29.835 12.664 1.66998 39.27
16 -55.26 27.5649 1
17 43.005 8 1.68893 31.07
18 20.034 12 1.497 81.54
19 -52.573 23.6507 1
20 142.299 10 1.48749 70.23
21 -71.269 14.0913 1
22 (M2) INF 48.503 1
23 (IMG) INF
【０１８３】
(B) Ｆ／ＦO＝０．３５
面番号 曲率半径 間隔 Ｎｄ Vd
1 (PU) INF 48.23 1
2（仮想面） INF 134 1
3 146.749 4 1.48749 70.21
4 -64.426 4.6 1.7495 35.28
5 -118.803 22.9 1
6 (M1) INF 25 1
7 59.137 8.95 1.48749 70.23
8 -92.109 6.6 1.68893 31.07
9 -700 15 1
10 (AN) INF 2 1.51633 64.14
11 INF 41.4283 1
12 (MI) INF 69.4722 1
13 (S) INF 1.1263 1
14 -31.55 6.35 1.7725 49.6
15 29.835 12.664 1.66998 39.27
16 -55.26 10.5458 1
17 43.005 8 1.68893 31.07
18 20.034 12 1.497 81.54
19 -52.573 23.6507 1
20 142.299 10 1.48749 70.23
21 -71.269 31.2128 1
22 (M2) INF 48.503 1
23 (IMG) INF 0 1
【０１８４】
(C) Ｆ／ＦO＝０．５
面番号 曲率半径 間隔 Ｎｄ Vd
1 (PU) INF 48.23 1
2（仮想面） INF 134 1
3 146.749 4 1.48749 70.21
4 -64.426 4.6 1.7495 35.28
5 -118.803 22.9 1
6 (M1) INF 25 1
7 59.137 8.95 1.48749 70.23
8 -92.109 6.6 1.68893 31.07
9 -700 15 1
10 (AN) INF 2 1.51633 64.14
11 INF 41.4283 1
12 (MI) INF 57.9229 1
13 -31.55 6.35 1.7725 49.6
14 29.835 12.664 1.66998 39.27
15 -55.26 5.197 1
16 (S) INF 0 1
17 43.005 8 1.68893 31.07
18 20.034 12 1.497 81.54
19 -52.573 23.6507 1
20 142.299 10 1.48749 70.23
21 -71.269 49.2371 1
22 (M2) INF 48.503 1
23 (IMG) INF
【０１８５】
(D) Ｆ／ＦO＝１
面番号 曲率半径 間隔 Ｎｄ Vd
1 (PU) INF 48.23 1
2（仮想面） INF 134 1
3 146.749 4 1.48749 70.21
4 -64.426 4.6 1.7495 35.28
5 -118.803 22.9 1
6 (M1) INF 25 1
7 59.137 8.95 1.48749 70.23
8 -92.109 6.6 1.68893 31.07
9 -700 15 1
10 (AN) INF 2 1.51633 64.14
11 INF 41.4283 1
12 (MI) INF 14.9695 1
13 -31.55 6.35 1.7725 49.6
14 29.835 12.664 1.66998 39.27
15 -55.26 22.3075 1
16 43.005 8 1.68893 31.07
17 20.034 12 1.497 81.54
18 -52.573 23.6507 1
19 142.299 10 1.48749 70.23
20 -71.269 75.0801 1
21 (M2) INF 48.503 1
22 (IMG) INF
【０１８６】

【０１８７】
表7
面番号 曲率半径 間隔 Ｎｄ Vd
1 （浸液） INF 2.0435 1.33304 55.79
2 INF 1.61 1.45853 67.94
3 -2.406 5.76 1.755 52.32
4 -6.506 0.2 1
5 -25.5 3.15 1.497 81.08
6 -10.932 0.12 1
7 56.11 6.48 1.497 81.08
8 -11.989 1.95 1.52944 51.72
9 -25.367 0.12 1
10 223.746 1.95 1.755 52.32
11 17.04 6.5 1.43875 94.99
12 -25.491 0.12 1
13 12.142 4.826 1.43875 94.99
14 30.134 0.2 1
15 10.823 4.77 1.43875 94.99
16 26.536 1.502 1.59551 39.21
17 6.271 6.1162 1
18 -6.989 1.5 1.6134 43.84
19 18.167 6.37 1.43875 94.99
20 -11.567 0.25 1
21 -26.305 3.365 1.497 81.08
22 -11.876 0.12 1
23 10.941 7.05 1.43875 94.99
24 -25.628 1.65 1.52944 51.72
25 8.873 5.65 1
26 -8.409 1.75 1.51633 64.14
27 95.82 5.15 1.61293 36.99
28 -12.398 -5.2789 1
29（仮想面) INF 134 1
30（仮想面）INF 27 1
31 (M1) INF 27 1
32 INF 5 1
33 (AN) INF 3 1.51633 64.14
34 INF 5 1
35 186.092 7.05 1.48749 70.21
36 -62.009 4 1.7185 33.52
37 -107.745 148.626 1
38 (M2) INF 30 1
39 (MI) INF 45 1
(A)
40 30.618 6.6 1.8061 40.92
41 61.981 19.5 1
42 16.635 7.5 1.7 48.08
43 -19.996 3.5 1.8044 39.59
44 10.292 19.862 1
45 (S) INF 12.252 1
46 -27.262 4.6 1.8061 40.92
47 19.207 6 1.48749 70.23
48 -14.1779 0.663 1
49 22.83 4.7 1.48749 70.23
50 -35.276 44.4725 1
51 (IMG) INF
(B)
面番号 曲率半径 間隔 Ｎｄ Vd
39 (MI) INF 44.4725 1
40 35.276 4.7 1.48749 70.23
41 -22.83 0.663 1
42 14.1779 6 1.48749 70.23
43 -19.207 4.6 1.8061 40.92
44 27.262 12.252 1
45 (S) INF 19.862 1
46 -10.292 3.5 1.8044 39.59
47 19.996 7.5 1.7 48.08
48 -16.635 19.5 1
49 -61.981 6.6 1.8061 40.92
50 -30.618 45 1
51 (IMG) INF 0 1
【０１８８】

条件（18）の列には（｜ＲＡ｜＋｜ＲＢ｜）／（｜Ｌ１｜＋｜Ｌ２｜）の値を示してある。
【０１８９】
表８
Ｆ'／Ｆ０=2
（A） フレアー光の発生が予想される組み合わせ

【０１９０】
（B） フレアー光の大きい組み合わせ

【０１９１】
（C） フレアー光の強度分布

【０１９２】
表９
Ｆ"／Ｆ０ =4
（A） フレアー光の発生が予想される組み合わせ

【０１９３】
（B） フレアー光の大きい組み合わせ

【０１９４】
（C） フレアー光の強度分布

【０１９５】
表１０
Ｆ'／ＦO =2
（A） フレアー光の発生が予想される組み合わせ

【０１９６】
(B) フレアー光の大きい組み合わせ

【０１９７】
(C) フレアー光の強度分布

【０１９８】
Ｆ"／ＦO=４
(D) フレアー光の発生が予想される組み合わせ

【０１９９】
(E) フレアー光の大きい組み合わせ

【０２００】
(F) フレアー光の強度分布

【０２０１】
表１１
Ｆ"／Ｆ０ =4
（A) フレアー光の発生が予想される組み合わせ

【０２０２】
(B) フレアー光の大きい組み合わせ

【０２０３】
(C) フレアー光の強度分布

【０２０４】
Ｆ'／Ｆ０＝２
（D) フレアー光の発生が予想される組み合わせ

【０２０５】
(E) フレアー光の大きい組み合わせ

【０２０６】
(F) フレアー光の強度分布

【０２０７】
表１２
(A) フレアー光の発生が予想される組み合わせ
β＝０．３５ β＝２．８６

【０２０８】
(B) フレアー光の大きい組み合わせ（β＝０．３５）

【０２０９】
(C) フレアー光の強度分布

【０２１０】
(D) フレアー光の大きい組み合わせ（β＝２．８６）

【０２１１】
(E) フレアー光の強度分布

【０２１２】
上記データにおいて、面番号は各面を物体側より順に１、２、・・・のように記したもので、１、２、・・・は図中のｒ₁、ｒ₂、・・・がこれに対応し、曲率半径はその面の曲率半径ｒ₁、ｒ₂、・・・の値を、また間隔は図中のｄ₁、ｄ₂、・・・の値を、Ｎｄ、Ｖｄはｄ線に対する屈折率、アッベ数を示す。またＮＡＩは最終像位置における開口数、ＦＩＭは最終像位置における像高、ＦＬは結像レンズから撮影光学系の最終面までの焦点距離、ＡＮは偏光板、Ｍ１、Ｍ２は反射ミラー、Ｓは絞り位置、ＩＭＧは最終像位置を示す。またデータ中のＩＮＦは無限大である。ＭＩは中間像位置、ＰＵは対物レンズの瞳である。
【０２１３】
更に表８以降はフレアー光に関するデータ（条件（７）に関係するデータ）で、第１反射面、第２反射面は夫々面番号を示し、第１反射面に示す面番号の面での反射と第２の反射面に示す面番号の面での反射によるフレアー光の撮像素子への入射角θの値、ｓｉｎθの値および｛（Ｆ／（ＦＯ）・ｓｉｎθ｝²の値を示してある。
【０２１４】
本発明の第１の実施の形態の撮影光学系は、第１の構成の撮像光学系で、図１および表１（実施例１）に示すように結像レンズＩＭＬ（ｒ₃〜ｒ₅）に続いて配置されるものである。この撮影光学系は、正レンズと負レンズとを接合した正の接合レンズの第１レンズ群ＬＧ１（ｒ₇〜ｒ₉）と、第１レンズ群ＬＧ１側に凹面を向けた負レンズと正レンズとを接合した負の接合メニスカスレンズの第２レンズ群ＬＧ２（ｒ₁₄〜ｒ₁₆）と、負のメニスカスレンズと両凸レンズを接合した正の接合レンズと両凸レンズとよりなる正の屈折力の第３レンズ群ＬＧ３（ｒ₁₇〜ｒ₂₁）とよりなる。そして、第１レンズ群Ｇ１により、中間像ＭＩが形成される。
【０２１５】
この第１の実施の形態（実施例１）の撮影光学系は、対物レンズからの光束を結像レンズＩＭＬによって収束させ、第１レンズ群ＬＧ１により中間像ＭＩ（ｒ₁₂）を形成する。そしてこの中間像ＭＩを第２レンズ群ＬＧ２と第３レンズ群ＬＧ３とにより最終像ＩＭＧ（ｒ₂₄）として形成する。この撮影光学系は、対物レンズの瞳位置と共役な位置に開口絞りＳ（ｒ₁₃）を備えている。よって、絞りの径を変化させることで対物レンズの開口数を制限することができる。また、偏光板ＡＮ（ｒ₁₀〜ｒ₁₁）が第１レンズ群ＬＧ１と中間像ＭＩとの間に配置されている。この偏光板を赤外域の波長に対応できるものにすれば、撮影光学系で赤外微分干渉観察ができる。更にレンズ面や中間像位置に絞り（フレアー絞り）を配置して、余分なフレアー光が撮像素子に入射しないようにしている。つまり、レンズを保持する保持枠に必要な有効径を設定している。尚、ＰＵ（ｒ₁）は対物レンズの瞳位置である。
【０２１６】
図１において、（Ａ）は撮影光学系の倍率が０．２５倍、（Ｂ）は０．３５倍、（Ｃ）は０．５倍、（Ｄ）は１倍のときの各レンズ群の配置の様子を示している。また、データの表１中の（Ａ）乃至（Ｄ）のレンズデータは、図１の（Ａ）乃至（Ｄ）に対応している。ここで、データの表１中の（Ａ）乃至（Ｄ）からわかるように、各倍率の撮影光学系は全て同じレンズで構成されている。このように、第１の実施の形態の撮影光学系は、レンズ群の配置位置を異ならせるだけで倍率の異なる撮影光学系を実現できる。
【０２１７】
なお、第２レンズ群ＬＧ２と第３レンズ群ＬＧ３との間の間隔（ｄ₁₆）と第３レンズ群ＬＧ３と撮像素子との間の間隔（ｄ₂₁）を変化させると０．２５倍から１倍まで段階的あるいは連続的に倍率を変化させることができる。
【０２１８】
即ち、表１（Ａ）に示す倍率が０．２５の状態において、ｄ₁₆＝１９．８７７５、ｄ₂₁＝１４．２４５２を表１（Ｂ）に示すようにｄ₁₆＝１０．７７０１、ｄ₂₁＝２７．２０４９に変化させると倍率が０．３５になる。また表１（Ｃ）のようにｄ₁₆＝７．６６４１、ｄ₂₁＝４１．６７５１に変化させると倍率が０．５になる。更に表１（Ｄ）のようにｄ₁₆＝２０．００２１、ｄ₂₁＝６５．４７９６に変化させると倍率が１に変化する。尚、倍率が０．２５倍（あるいは．３５倍）の時と０．５倍の時とでは、絞りの位置が異なる。また、倍率が１倍のときは絞りを必要としない。そのため、撮影光学系をズーム光学系にする場合は、絞りを光軸に垂直な方向に移動可能にしておき、各倍率に応じて挿脱すればよい。あるいは、絞りを光軸方向に移動可能にしておくと共に、絞りの最大径をレンズよりも大きくしておき、レンズ群が絞りを通過できるようにしておいても良い。
【０２１９】
このようにこの第１の実施の形態の光学系は、倍率が条件（１）の範囲内のものである。また表１−１に示すようにＤ１／Ｄの値は条件（２）を満足する。
【０２２０】
また倍率が０．２５、０．３５、０．５、１（撮影光学系の焦点距離Ｆが４５、６３、９０、１８０（ｍｍ））の時の開口絞り径は夫々２．４９２、３．４８８、７．２（ｍｍ）、開放である。
【０２２１】
この第１の実施例の収差状況は図１４（倍率０．２５）、図１５（倍率０．３５）、図１６（倍率０．５）、図１７（倍率１）に示す通りである。
【０２２２】
図２および表２（実施例２）に示す第２の実施の形態は、本発明の撮影光学系の第２の構成で、結像レンズＩＭＬ（ｒ₃〜ｒ₅）に続いて配置されるものである。この撮影光学系は、正レンズと負レンズとからなる正の接合レンズの第１レンズ群ＬＧ１（ｒ₇〜ｒ₉）と負のメニスカスレンズと正レンズとを接合した正の接合レンズの第２レンズ群ＬＧ２（ｒ₁₃〜ｒ₁₅）と、負のメニスカスレンズと正レンズとを接合した正の接合レンズと両凸レンズとよりなる第３レンズ群ＬＧ３（ｒ₁₆〜ｒ₂₀）とよりなる。そして第１レンズ群ＬＧ１により中間像ＭＩ（ｒ₁₂）が形成される。
【０２２３】
この第２の実施の形態も第１の実施の形態同様に、対物レンズよりの光束を結像レンズＩＭＬにより収束させ第１レンズ群ＬＧ１により中間像ＭＩを形成する。そして、この中間像ＭＩを第２レンズ群ＬＧ２と第３レンズ群ＬＧ３とにより最終像ＩＭＧ（ｒ₂₂）として形成する。ただし、この第２の実施の形態は、第２レンズ群ＬＧ２が中間像ＭＩに凸面を向けた正の屈折力を有するレンズ群である点で第１の実施の形態と相違する。
【０２２４】
この第２の実施の形態の倍率（Ｆ／ＦＯ）は表２−１に示す通り２であって条件（３）の範囲内であり、またＤ２／Ｄは表２−１のように条件（４）を満足する。また条件（１０）を満足する。
【０２２５】
この第２の実施の形態も第１の実施の形態と同様に、第１レンズ群ＬＧ１と中間像ＭＩとの間に偏光板ＡＮ（ｒ₁₀〜ｒ₁₁）を配置してあり、必要に応じて微分干渉観察が行なえる。また、フレアー光を抑えるために、撮影光学系のレンズ面近傍や中間像位置に絞りを配置しても良い。また、レンズ保持枠に必要最小限の有効径を設定するように構成することもできる。
【０２２６】
この第２の実施の形態の収差状況は、図１８に示す通りである。
【０２２７】
図３および表３（実施例３）に示す第３の実施の形態は、本発明の撮影光学系の第３の構成で、結像レンズＩＭＬ（ｒ₃〜ｒ₅）に続いて配置されるものである。この撮影光学系は、正レンズと負レンズとを接合した正の接合レンズよりなる第１レンズ群ＬＧ１（ｒ₇〜ｒ₉）と、正レンズと負レンズとを接合した負の接合レンズよりなる第２レンズ群ＬＧ２（ｒ₁₂〜ｒ₁₄）と、正レンズと負レンズとを接合した正の接合レンズよりなる第３レンズ群ＬＧ３（ｒ₁₅〜ｒ₁₇）と、凸面を中間像ＭＩ（ｒ₁₈）側に向けた正レンズ（両凸レンズ）よりなる第４レンズ群ＬＧ４（ｒ₁₉〜ｒ₂₀）とにて構成される光学系である。そして、第３レンズ群ＬＧ３と第４レンズ群ＬＧ４の間に中間像ＭＩが形成される。
【０２２８】
この第３の実施の形態は、対物レンズからの光束を結像レンズにより収束させ、第３レンズ群ＬＧ３までのレンズ群にて中間像ＭＩを形成する。そしてこの中間像ＭＩを第４レンズ群により最終像ＩＭＧ（ｒ₂₂）として形成するものである。また、第１レンズ群ＬＧ１と中間像ＭＩとの間（この実施例では第１レンズ群ＬＧ１と第２レンズ群ＬＧ２との間）に、第１の実施の形態と同様に偏光板ＡＮを配置している。また、撮影光学系のレンズ面近傍および中間像位置に絞り（フレアー絞り）を設けて余分なフレアー光が撮像素子に入射しないようにしても良い。また、レンズ保持枠に必要最小限の有効径が設定されるように構成しても良い。
【０２２９】
この第３の実施の形態の倍率（Ｆ”／ＦＯ）は表３−１に示すように４で、また、条件（５）を満足する。
【０２３０】
また表３−１に示すように条件（８−２）および条件（９）を満足する。
【０２３１】
この第３の実施例の収差状況は、図１９に示す通りである。
【０２３２】
図４および表４は、本発明の第４の実施の形態を示すもので、本発明の撮影光学系の第４の構成および第５の構成である。この図では対物レンズや結像レンズも示してあり、また、表４に示すデータにも、対物レンズや結像レンズのレンズデータを記載してある。
【０２３３】
この図においてＯＢ（ｒ₂〜ｒ₂₈）は対物レンズ、ＩＭＬ（ｒ₃₀〜ｒ₃₂）は結像レンズ、Ｍ１（ｒ₃₃）は対物レンズＯＢと結像レンズＩＭＬを通った光束を９０°偏向させるための偏向部材（ミラー）、Ｍ２（ｒ₄₈）は更に９０°偏向させる第２の偏向部材（ミラー）である。また対物レンズＯＢの先端（ｒ₁〜ｒ₂）には浸液として水があることを仮定している。また仮想面ｒ₂₉は対物レンズの胴付き位置である。
【０２３４】
また、図４において、二つの偏向部材Ｍ１とＭ２の間に配置されている撮影ユニットは、前述の第３の実施の形態の撮影光学系である。そして、第３の実施の形態の撮影光学系の下には、第１の実施の形態の撮影光学系（の一部）が図示され、その下には第２の実施の形態の撮影光学系（の一部）が図示されている。ここで、第１乃至第３の実施の形態の撮影光学系を、夫々第１乃至第３の撮影ユニットとする。
【０２３５】
第１の撮影ユニットは、第１レンズ群ＬＧ１が固定群で、第２のレンズ群ＬＧ２、第３のレンズ群ＬＧ３が移動群（以下、第１の移動群ＶＧ１という）である。また、第２の撮影ユニットは、第１レンズ群ＬＧ１が固定群で、第２のレンズ群ＬＧ２、第３のレンズ群ＬＧ３が移動群（以下、第２の移動群ＶＧ（２）という）である。また、第３の撮影ユニットは、第１レンズ群ＬＧ１が固定群で、第２のレンズ群ＬＧ２、第３のレンズ群ＬＧ３、第４のレンズ群ＬＧ４が移動群（以下、第３の移動群ＶＧ（３）という）である。なお、中間像（ＭＩ）が形成される位置は、第１乃至第３の実施の形態と同じである。
【０２３６】
そして、これら固定群ＦＧと移動群ＶＧのうち第３の移動群ＶＧ（３）と第１の移動群ＶＧ（１）とを交換することにより本発明の第５の構成となる。この結果、撮影光学系の倍率を４倍の高倍率から０．３５倍の低倍率に変換することができる。
【０２３７】
また、第２の移動群ＶＧ（２）と、第１の移動群ＶＧ（１）（データにおけるユニットＣ）とを交換するようにすれば、本発明の第４の構成となる。この場合、撮影光学系の倍率を２倍から倍率が０．３５倍に変換することができる。
【０２３８】
つまり、この第４の実施の形態は、撮影光学系を第１レンズ群の固定群ＦＧと第２レンズ群以降の移動群ＶＧとにて構成し、この移動群ＶＧを第１の移動群ＶＧ（１）と第２の移動群ＶＧ（２）、あるいは第１の移動群ＶＧ（１）と第３の移動群ＶＧ（３）とを夫々交換することにより倍率を変換し得る撮影光学系にした例である。尚、移動群ＶＧを交換した時の結像レンズより最終像までの距離は常に一定である。
【０２３９】
尚、二つの偏向部材Ｍ１とＭ２の間の距離Ｌは２３３.５ｍｍであるから、本実施の形態の撮影光学系は条件（６）を満足する。
【０２４０】
また、第１の構成つまり固定群ＦＧと第１の移動群ＶＧ（１）とよりなる撮影光学系において、第１の移動群の各レンズ群間の間隔を変化することによって、既に述べたように撮影光学系の倍率を０．２５倍から１倍まで変化させることができる。この場合、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔を連続して変化させてズーム光学系としてもよい。
【０２４１】
このように、この第４の実施の形態によれば、対物レンズを切り換えることなしに低倍率から高倍率までの観察あるいは撮影が可能になる。
【０２４２】
このように倍率の変換に際し対物レンズを切り換えることがないので、対物レンズの切り換えにともなう衝撃や振動が生ずることがない。また、レボルバーの操作や対物レンズの切り換えの必要がないため、対物レンズの周囲の空間が広くなる。よってパッチクランプ法等のアプリケーションを行なう装置を配置できる。また、この実施の形態で用いている対物レンズは、倍率が２０倍で開口数が０．９２であるため、低倍率である移動群ＶＧ（１）を用いた時の総合倍率は７倍であり、開口絞りＳにより開口数は０．１３となる。一方、高倍率の移動群ＶＧ（３）を用いた時には総合倍率が８０倍で、開口数が０．９２となる。よって、一つの対物レンズで広い範囲の標本の位置探しと細胞の構造等の撮影が可能である。
【０２４３】
尚、表４のデータにおいて、第１の移動群ＶＧ（１）のミラーＭ２の面番号はｒ₄₉となっており、第２の移動群ＶＧ（２）や第３の移動群ＶＧ（３）のミラーＭ２の面番号ｒ₄₉と異なる。これは、移動群のレンズ構成の違いや絞りの有無によるものである。よって、ミラーＭ２の位置はどの移動群の交換に関係なく常に同じ位置に固定されている。
【０２４４】
また、第４の実施の形態の撮影光学系は、基本的に低倍率での観察と高倍率での観察を行なうことを目的とするものである。よって、第１の移動群ＶＧ（１）と第２の移動群ＶＧ（２）、あるいは第１の移動群ＶＧ（１）と第３の移動群ＶＧ（３）を交換するものである。しかしながら、必要に応じて第２の移動群ＶＧ（２）と第３の移動群ＶＧ（３）を交換しても構わない。また２つの移動群を交換するのではなく、３つの移動群を順次交換することもできる。
【０２４５】
この第４の構成の撮影光学系の収差状況は、図２０（倍率０．３５）、図２１（倍率４）に示す通りである。
【０２４６】
図５は本発明の第５の実施の形態で、鏡筒を示す図である。図４に示した撮影光学系を備え、２つの移動群を変換して撮影光学系の倍率を変化できるようにした鏡筒である。よって条件（７）を満足する。
【０２４７】
図５において、１は対物レンズ、２は第１の光路分割素子であるダイクロイックミラー、３は第１の光路分割素子２にて反射された光路に配置される撮影光学系４を配置した鏡筒、５は撮像素子を備えた第１の撮像装置、６は第１の光路分割素子２を透過した光路に設けられた中間変倍ユニット、７は接眼光学系、９は中間変倍ユニット７に接続された第２の撮像装置、１０は標本である。
【０２４８】
また、１１は第１の照明系である透過照明系、２０は第２の照明系である落射照明系、３０は画像処理装置、４０は表示装置である。
本発明の鏡筒３において、光路分割素子２はダイクロイックミラーであって、可視域の光を透過し、赤外域（７００ｎｍ〜１２００ｎｍ）の光を反射する特性を有している。したがって例えば透過照明系１１で赤外光照明を行なえば、標本１０からの赤外光は光路分割素子２によって反射され、反射側光路に配置された撮影光学系４に導かれる。そして、撮影光学系４により、第１の撮像装置５中の撮像素子上に最終像が形成される。そして、撮像素子で撮像した像を画像処理装置３０にて画像処理した後に、表示装置４０に表示すれば赤外像の観察が行なえる。
【０２４９】
ここで、撮影光学系４は撮影ユニットＡと撮影ユニットＢを有している。仮に撮影ユニットＡを低倍率の光学系とすると、第１の実施の形態で示した０．２５倍から１倍の光学系のいずれか１つの光学系が撮影ユニットＡに用いられる。一方、撮影ユニットＢは高倍率の光学系になる。よって、第２の実施の形態で示した２倍の光学系、あるいは第３の実施の形態で示した４倍の光学系が撮影ユニットＢに用いられる。そして、第４の実施の形態で示したように、撮影ユニットＡと撮影ユニットＢは共通の固定レンズ群ＦＧと、移動レンズ群ＶＧで構成されている。
【０２５０】
よって、例えば撮影ユニットＡが０．２５倍の光学系で撮影ユニットＢが２倍の光学系であれば、移動レンズ群ＶＧ（１）と移動レンズ群ＶＧ（２）を交換することによって、例えば０．２５倍と２倍の赤外像を得ることができる。また、例えば撮影ユニットＡが０．５倍の光学系で撮影ユニットＢが４倍の光学系であれば、移動レンズ群ＶＧ（１）と移動レンズ群ＶＧ（３）を交換することによって０．５倍と４倍の赤外像を得ることができる。
【０２５１】
なお、鏡筒３に設けられたＡＮは偏光素子で、赤外光の微分干渉像を得る場合に用いる。微分干渉像を得る場合には、従来と同様に偏光素子（ポラライザー）や微分干渉プリズムを配置する必要がある。当然のことながら、これらの光学素子は赤外域に対応する光学特性を備えている。
【０２５２】
一方、落射照明系２０で蛍光落射照明を行なえば、標本１０からの蛍光は光路分割素子２を通過し、透過側光路に配置された接眼光学系７に導かれる。よって、接眼光学系７を介して蛍光の観察を行なうことができる。なお、図５では、光路分割素子２を通過した蛍光を接眼光学系７に導くための部材が示されていないが、従来の観察鏡筒で用いられているようなプリズムを配置すればよい。
【０２５３】
また、本実施の形態では、光路分割素子２の透過側光路に第２の撮影光学系８、８’を備えた中間変倍ユニット６と第２の撮像装置９が配置されている。第２の撮影光学系８、８’は移動可能に保持され、いずれか一方が光路中に挿入されるようになっている。よって、第２の撮影光学系８、８’を交換することによって、所定の倍率で拡大あるいは縮小された蛍光像を得ることができる。そして、この蛍光像を第２の撮像装置９で撮影すれば、蛍光像の観察が行なえる。
【０２５４】
なお、蛍光と赤外域での微分干渉像だけでなく、蛍光と可視域での微分干渉との同時観察と、倍率の異なる複数の撮像を行なってもよい。また光路分割素子２等として用いられているダイクロイックミラーの代わりに反射鏡やビームスピリッター等を使用してもよい。
【０２５５】
したがって、本実施の形態の鏡筒によれば、反射側光路により赤外域での微分干渉像が異なる倍率で観察できる。一方、透過側光路により、接眼光学系による観察や第２の撮影光学系による観察が可能である。また、倍率変換のために標本１０の近くにある対物レンズ１を変換する必要がないため、振動や衝撃を抑えることができる。標本付近の空間を広くすることができるので、パッチクランク法等の様々なアプリケーションを行なう際に操作性に優れる。
【０２５６】
図６および表５は本発明の第６の実施の形態を示しており、第４の実施の形態の他の例である。第４の実施の形態と同様に、固定群ＦＧと複数の組の移動群ＶＧとよりなり、移動群の交換により撮影光学系の倍率を変換するようにしたものである。
【０２５７】
この第６の実施の形態の撮影光学系のレンズデータは、表５に示す通りである。なお、表５のレンズデータには、対物レンズＯＢ（ｒ₂〜ｒ₂₈）、対物レンズの胴付き位置を示す仮想面（ｒ₂₉）、結像レンズＩＭＬ（ｒ₃₀〜ｒ₃₂）が含まれている。また、対物レンズＯＢの先端には、浸液として水があることを想定している。
【０２５８】
ミラーＭ１（ｒ₃₃）に続いて、倍率が０．３５倍の第１の撮影ユニットが配置されている。第１の撮影ユニットは、第１レンズ群ＬＧ１（ｒ₃₄〜ｒ₃₆）、絞りＳ（ｒ₄₀）、第２レンズ群ＬＧ２（ｒ₄₁〜ｒ₄₃）、第３レンズ群ＬＧ３（ｒ₄₄〜ｒ₄₈）よりなる。本実施の形態では、微分干渉観察を行なうために、偏光板ＡＮ（ｒ₃₇〜ｒ₃₈）が光路中に配置されている。また中間像ＭＩ（ｒ₃₉）は、第１レンズ群ＬＧ１と第２レンズ群ＬＧ２の間に形成される。そして、第３レンズ群ＬＧ３に続いてミラーＭ２（ｒ₄₉）が配置され、最終像ＩＭＧ（ｒ₅₀）が形成される。
【０２５９】
ここで、第１の撮影ユニットのレンズ群のうち、第１レンズ群ＬＧ１は固定レンズ群ＦＧで、第２レンズ群ＬＧ２と第３レンズ群ＬＧ３が移動レンズ群ＶＧ（１）である。また表５には、倍率が５倍の第３の撮影ユニットと、倍率が２倍の第２の撮影ユニットのレンズデータも記載されている。ただし、第１乃至第３の撮影ユニットの第１レンズ群ＬＧ１は共通の固定レンズ群ＦＧであるので、図８において第１の撮影ユニットの下に図示されているのは、第３の撮像ユニットと第２の撮像ユニットのうちの移動レンズ群ＶＧ（３）とＶＧ（２）である。なお、中間像（ＭＩ）の位置は、第３の撮影ユニットでは第３レンズ群ＬＧ３と第４レンズ群ＬＧ４の間で、第２の撮影ユニットでは第１レンズ群ＬＧ１と第２レンズ群ＬＧ２の間である。
【０２６０】
この第６の実施の形態においては、この第１の移動群ＶＧ（１）と第３の移動群ＶＧ（３）とを交換することにより、撮影光学系の倍率を低倍率（０．３５倍）から高倍率（４倍）に変換し得る。また第２の移動群ＶＧ（２）との交換により、低倍率から中間の倍率（２倍）へ倍率を変えられる。
【０２６１】
またこの第６の実施の形態の光学系において、第１の撮影ユニットにおいて第２レンズ群ＬＧ２と第３レンズ群ＬＧ３の間隔を変化させることにより撮影倍率を０．２５倍から１倍まで変化させることができる。図７の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、倍率を変化させた時の各レンズ群の配置を示すもので、（Ａ）が０．２５倍、（Ｂ）が０．３５倍、（Ｃ）が０．５倍、（Ｄ）は１倍である。そして各倍率におけるデータは、表５−１に示した通りである。なお、表５−１における面番号１と２に該当する面は、図７では図示されていない。
【０２６２】
また、０．２５倍〜１倍の撮影ユニットにおける各倍率でのＤ１／Ｄや、２倍の撮影ユニットにおけるＤ２／Ｄ、および４倍の撮影ユニットにおけるＲ３Ｇ／Ｄ３Ｇの値は、表５−２に示す通りである。
この表５−２に示すように、この第６の実施の形態の光学系は、条件（２）、条件（４）、条件（８−２）、条件（９）、条件（１０）を満足する。また、ミラーＭ１とＭ２との間隔Ｌは１６９．４９７ｍｍであるから条件（７）を満足する。
【０２６３】
また、フレアー光の強度を抑えるために、撮影光学系内のレンズ面近傍や中間像位置に絞りを配置してもよい。また、余分なフレアー光が撮像素子に入射しないように、レンズを保持する枠に必要最小限の有口径を設定することも有効である。
【０２６４】
また、この実施の形態の収差状況は、図２２（倍率０．３５）、図２３（倍率４）に示す通りである。
図８および表６は本発明の第７の実施の形態を示しており、第４の実施の形態の更に別の例である。第４の実施の形態と同様に、固定群ＦＧと複数の組の移動群ＶＧとよりなり、移動群の交換により撮影光学系の倍率を変換するようにしたものである。
【０２６５】
この第７の実施の形態の撮影光学系のレンズデータは、表６に示す通りである。なお、表６のレンズデータには、対物レンズＯＢ（ｒ₂〜ｒ₂₈）、対物レンズの胴付き位置を示す仮想面（ｒ₂₉）、結像レンズＩＭＬ（ｒ₃₀〜ｒ₃₂）が含まれている。また、対物レンズＯＢの先端には、浸液として水があることを想定している。
【０２６６】
ミラーＭ１（ｒ₃₃）に続いて、倍率が０．３５倍の第１の撮影ユニットが配置されている。第１の撮影ユニットは、第１レンズ群ＬＧ１（ｒ₃₄〜ｒ₃₆）、絞りＳ（ｒ₄₀）、第２レンズ群ＬＧ２（ｒ₄₁〜ｒ₄₃）、第３レンズ群ＬＧ３（ｒ₄₄〜ｒ₄₈）よりなる。本実施の形態では、微分干渉観察を行なうために、偏光板ＡＮ（ｒ₃₇〜ｒ₃₈）が光路中に配置されている。また中間像ＭＩ（ｒ₃₉）は、第１レンズ群ＬＧ１と第２レンズ群ＬＧ２の間に形成される。そして、第３レンズ群ＬＧ３に続いてミラーＭ２（ｒ₄₉）が配置され、最終像ＩＭＧ（ｒ₅₀）が形成される。
【０２６７】
ここで、第１の撮影ユニットのレンズ群のうち、第１レンズ群ＬＧ１は固定レンズ群ＦＧで、第１レンズ群ＬＧ１と第３レンズ群ＬＧ３が移動レンズ群ＶＧ（１）である。また表６には、倍率が４倍の第３の撮影ユニットと、倍率が２倍の第２の撮影ユニットのレンズデータも記載されている。ただし、第１乃至第３の撮影ユニットの第１レンズ群ＬＧ１は共通の固定レンズ群ＦＧであるので、図８において第１の撮影ユニットの下に図示されているのは、第３の撮影ユニットと第２の撮影ユニットのうちの移動レンズ群ＶＧ（３）とＶＧ（２）である。なお、中間像（ＭＩ）の位置は、第３の撮影ユニットでは第３レンズ群ＬＧ３と第４レンズ群ＬＧ４の間で、第２の撮影ユニットでは第１レンズ群ＬＧ１と第２レンズ群ＬＧ２の間である。（図８には第３の撮影ユニットにおける中間像位置が示されているが、レンズデータには中間像を示すデータはない。）
【０２６８】
本実施の形態においても第１の移動群ＶＧ（１）と第３の移動群ＶＧ（３）を交換することにより、撮影光学系の倍率を０．３５倍から４倍に変化させることができる。また第１の移動群ＶＧ（１）と、第２の移動群ＶＧ（２）を交換することにより、撮影光学系の倍率を０．３５倍から２倍に変化させることができる。
【０２６９】
また、図９に示すように、第１の撮影ユニットの第２レンズ群と第３レンズ群を移動させると、撮影倍率が０．２５倍から１倍まで変化させることができる。つまり図９において、（Ａ）が０．２５倍、（Ｂ）が０．３５倍、（Ｃ）が０．５倍、（Ｄ）は１倍の時の各レンズ群の配置位置である。この時のレンズデータは表６−１の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示す通りである。なお、表６−１における面番号１と２に該当する面は図９に図示されていない。
【０２７０】
この第７の実施の形態の撮影光学系も表６−２に記載するように、第１、第２、第３の夫々の構成の撮影光学系において、条件（２）、条件（４）、条件（８−２）、条件（９）、条件（１０）を満足する。
【０２７１】
また、前記第１の構成におけるＰ１とＰ２の間隔Ｌは２８４ｍｍで条件（７）を満足する。
【０２７２】
この第７の実施の形態も、フレアー光の強度を抑えるために、撮影光学系内のレンズ面や中間像位置に絞りを配置するのが好ましい。また、余分なフレアー光が撮像素子に入射しないようにレンズ保持枠に必要最小限の有効径を設定してある。
【０２７３】
また、この第７の実施の形態における収差図は、図２４（倍率０．３５）、図２５（倍率４）に示す通りである。
【０２７４】
図１０は、本発明の第８の実施の形態を示すもので、本発明の他の鏡筒の例である。図５と同じ構成要素については同じ番号を付し、説明は省略する。この本発明の第２の鏡筒は、低倍率の撮影ユニットＡ中に、図１０（Ｂ）に示すようにＮＤフィルター１２を配置した構成である。また、この第８の実施の形態の鏡筒に用いられる撮影光学系の構成を図１１に示す。ただし、レンズデータはない。
【０２７５】
この鏡筒のように、低倍側の撮影ユニットにＮＤフィルターを配置しておくと、高倍率の撮影ユニットを用いた時の像の強度と低倍率の撮影ユニットを用いた時の像の強度との差を少なくすることが可能である。
【０２７６】
像の強度は、最終像位置における光束の開口数（以下、射出側開口数とする。）の２乗に比例する。本実施の形態の場合、低倍率の撮影ユニットＡの射出側開口数は０．０４で、高倍率の撮影ユニットＢの射出側開口数は０．０１１３である。そこで低倍率の撮影ユニットＡで撮影した像と高倍率の撮影ユニットＢで撮影した像の強度を等しくするためには、ＮＤフィルターの濃度（透過率Ｔ）を下記の値にすれば良い。
Ｔ＝（０．０４／０．０１１３）＝１２．５
【０２７７】
このように、透過率が約１２．５％のＮＤフィルターを低倍率の撮影ユニットＡに配置すれは、撮影ユニットを交換した時の像の強度、つまり明るさをほぼ等しくすることができる。したがって、第１の撮像装置５により得られる画像の明るさは、撮影ユニットの交換に関係なくほぼ一定となる。そのため、撮影ユニットを交換するたびに明るさやコントラストの処理を行なう必要がなく、操作性が非常に向上する。
【０２７８】
また、ＮＤフィルターは、有効光束中に配置されているため、ＮＤフィルターの挿脱や厚みの異なるＮＤフィルターを挿入すると、倍率や結像位置が変化する。このような場合は、第２レンズ群と第３レンズ群の位置関係を変化させることにより、倍率と結像位置を補償することができる。なお、この時撮影ユニットの収差はほとんど変化しない。
【０２７９】
図１２は、本発明の第９の実施の形態を示すもので、本発明の更に他の鏡筒の例である。図５と同じ構成要素には同じ番号を付し、説明は省略する。第９の実施の形態の鏡筒は、偏向ミラーＭ２にて偏向された光路中に、撮影光学系１３を配置したものである。即ち、この第９の実施の形態の鏡筒では、図１２に示すように、結像レンズＩＭＬにて形成される中間像ＭＩは偏向ミラーＭ２により偏向された光路中に位置している。この中間像ＭＩに続いて撮影光学系１３が配置されている。
【０２８０】
図１３および表７は、本実施の形態の鏡筒に用いられる撮影光学系を示している。なお、表７のレンズデータには、対物レンズＯＢ（ｒ₂〜ｒ₂₈）、対物レンズの胴付き位置を示す仮想面（ｒ₂₉）、仮想面（ｒ₃₀）、ミラーＭＩ（ｒ₃₁）、偏光板ＡＮ（ｒ₃₃〜ｒ₃₄）、結像レンズＩＭＬ（ｒ₃₅〜ｒ₃₇）、ミラーＭ２（ｒ₃₈）が含まれている。また、対物レンズＯＢの先端には、浸液として水があることを想定している。そして、中間像ＭＩ（ｒ₃₉）は、ミラーＭ２と撮影ユニットの間に形成されている。
【０２８１】
本実施の形態の鏡筒は、ミラーＭ１から最終像ＩＭＧまでの光学系を含んでいる。また、撮影光学系１２は第１の撮影ユニットと第２の撮影ユニットからなり、いずれもミラーＭ２で反射された側の光路に配置されている。図１３では第１の撮影ユニットが光路中に配置されている。また第１の撮影ユニットの左側には、第２の撮影ユニットが図示されている。
【０２８２】
第１の撮影ユニットは正のメニスカスレンズの第１レンズ群ＬＧ１（ｒ₄₀〜ｒ₄₁）と両凸レンズと両凹レンズを接合した負の接合メニスカスレンズの第２レンズ群ＬＧ２（ｒ₄₂〜ｒ₄₄）と、両凹レンズと両凸レンズとを接合した接合レンズと正レンズとよりなる第３レンズ群ＬＧ３（ｒ₄₆〜ｒ₅₀）とにて構成されている。この第１の撮影ユニットは、第２レンズ群ＬＧ２と第３レンズ群ＬＧ３の間に対物レンズの瞳共役位置が来るように構成されており、この位置に絞りＳ（ｒ₄₅）が配置されている。
【０２８３】
また、第２の撮影ユニットは、正レンズと、両凸レンズと両凹レンズとを接合した正の接合レンズとよりなる第１レンズ群ＬＧ１（ｒ₄₀〜ｒ₄₄）と、両凹レンズと両凸レンズとを接合した正の接合レンズの第２レンズ群ＬＧ２（ｒ₄₆〜ｒ₄₈）と、正のメニスカスレンズの第３レンズ群ＬＧ３（ｒ₄₉〜ｒ₅₀）とにて構成されている。この第２の撮影ユニットは、第１レンズ群ＬＧ１と第２レンズ群ＬＧ２との間に開口絞りＳ（ｒ₄₅）が設けられている。
【０２８４】
また、表７−１に示すように、表７のレンズデータにおいて（Ａ）が第１の撮影ユニットで倍率が０．３５倍の低倍率、（Ｂ）が第２の撮影ユニットで倍率が２．８６倍である。そして、表７において、（Ａ）のレンズ面３９から５０までの数値は、（Ｂ）のレンズ面５０から３９までの数値と同じであることがわかる。つまり、第１の撮影ユニットを反転したものが第２の撮影ユニットである。ここで、反転とは光軸上の１点を中心にして１８０°回転させることである。
【０２８５】
このように、本実施の形態の鏡筒で用いられる撮影光学系は、同じ撮影ユニットを反転させることによって、低倍率（０．３５倍）と高倍率（２．８６倍）の最終像を得ることができる光学系である。なお、中間像ＭＩの位置は結像レンズＩＭＬによって決まっており、最終像ＩＭＧの位置には撮像素子が配置されている。よって、撮影ユニットを反転させても、最終像ＩＭＧの位置が変化しないようにしなければならない。
【０２８６】
そこで、第１の撮像ユニットの場合、中間像ＭＩ（ｒ₃₉）から第１レンズ群の先端の面（ｒ₄₀）までの距離（ｄ₃₉＝４４．４７２５）と、第３レンズ群の後端の面（ｒ₄₉）から最終像ＩＭＧ（ｒ₅₀）までの距離をほぼ等しくしている。（第２の撮影ユニットの場合も当然同じ結果になる。）
【０２８７】
また、対物レンズの瞳の共役像は、対物レンズＯＢと結像レンズＩＭＬまでの光学系によって一つ形成され、対物レンズＯＢから撮影ユニットまでの光学系によって別にもう一つ形成される。前者を入射瞳、後者を射出瞳とすると、本実施の形態では、中間像ＭＩの位置から入射瞳位置までの距離と、最終像から射出瞳位置までの距離の絶対値は略等しくなっている。また、入射瞳位置までの距離の測定基準位置を中間像位置、射出瞳位置までの距離の測定基準位置を最終像位置、中間像位置から最終像位置に向かって測った時の値を正とすると、入射瞳位置までの距離の値と射出瞳位置までの距離の値は正反対になるようにしている。（例えば、入射瞳位置までの距離の値がプラスなら、射出瞳位置までの距離の値はマイナス。）
【０２８８】
このように、本実施の形態における撮影ユニットは、中間像までの距離と最終像までの距離がほぼ等しく、しかも条件（１９）あるいは（１９’）を満足している。したがって、撮影ユニットを反転しても、像と瞳に関する結像関係に変化が生じない。そのため、反転する前と後とで倍率が変化する以外は、光学性能が大きく変化することはない。
【０２８９】
なお、反転を行なうためには広い空間を必要とするため、鏡筒が大きくなり易い。そこで、これまでの実施の形態で説明したように、第１の撮影ユニットと第２の撮影ユニットを用意しておき、これらを交換すれば鏡筒の大型化を防ぐことができる。なお、交換機構としてはドラム機構による回転か、スライド機構による移動等がある。
【０２９０】
また、これまで説明したように、絞りは倍率に合わせて変化させれば良い。また、ＮＤフィルタを低倍率の撮影ユニットに配置することや、赤外光観察と可視光観察ができるような特性を光路分割素子に持たせるようにすることができる。
【０２９１】
また、第９の実施の形態の鏡筒に用いられる撮影光学系は、表７−１に示すように条件（１４）、（１５）、（１６）、（１７）、（１８）を満足する。
【０２９２】
また図１２に示す撮像光学系の収差図は、図２６（倍率０．３５）、図２７（倍率２．８６）に示す通りである。
【０２９３】
また、この第９の実施の形態の鏡筒も、フレアー光を抑えるために、撮影光学系内のレンズ面近傍や中間像位置に絞りを配置するのが良い。また、余分なフレアー光が撮像素子に入射しないように、レンズ保持枠に必要最小の有効径を設定するのが有効である。
【０２９４】
以上述べた本発明の撮影光学系の各実施の形態は、いずれもフレアー光の発生を抑えることや、最終像位置にフレアー光を到達させないことを重視した構成である。
【０２９５】
一方、フレアー光が発生しても最終像位置における光強度を小さくするようにすれば、さらに標本の像をコントラスト良く観察できる。そこで本発明の各実施の形態において条件（７）を満足するのが好ましい。
【０２９６】
ここで、表８乃至表１２に、条件（７）に関するデータを示す。表８は第２の実施の形態の撮影光学系に関するデータである。このうち、表（Ａ）は、フレアー光の発生に関与する可能性のある全ての面を抽出したものである。表（Ａ）において、第１反射面は入射した光を対物レンズ側に向けて反射する空気接触面で、第２反射面は第１反射面によって反射された光を最終像側に向けて反射する空気接触面である。また、θは第２反射面によって最終像側に向けて反射された光（すなわちフレアー光）の、最終像位置における軸上光束の入射角度である。
【０２９７】
ここで、各反射面の番号は、表２のレンズデータの面番号に対応する。また、表中、例えば４．００Ｅ−０．６という表記は、４．００×１０^-6ということである。また、表（Ａ）の第２反射面には番号０が記載されているが、表２のレンズデータには面番号０がない。これは、第２反射面の番号０には表２のレンズデータの面番号１が対応する。
【０２９８】
表（Ｂ）は表（Ａ）のうち、｛（Ｆ／ＦＯ）・ｓｉｎθ｝²の値が比較的大きい反射面の組み合わせを抽出したものである。例えば、９−０は、第１反射面が９面で、第２反射面が０面であることを示している。表（Ｂ）からわかるように、｛（Ｆ／ＦＯ）・ｓｉｎθ｝²の値はすべて０．００５よりも小さい。よって、第２の実施の形態の撮影光学系は条件（１７）を満足している。なお、｛（Ｆ／ＦＯ）・ｓｉｎθ｝²は、光強度の絶対値に相当するものである。
【０２９９】
表（Ｃ）はフレアー光の強度分布の様子を数値で示したもので、フレアー光は表（Ｂ）に示された反射面の組み合わせによるものである。ここで、最上段の０．２刻みの数値は像高比を表わしている。なお、実際に形成される最終像の像高は５．５ｍｍである。
【０３００】
この表（Ｃ）において、例えば、反射面組み合わせが９−４の場合は、像高比０から像高比１までの強度が１〜０．７である。これは、フレアー光の強度がスポット状ではなく、視野の中心から周辺まで均一になっていることを示している。一方、反射面組み合わせが７−２の場合は、像高比０．４以降の強度が０である。これは、フレアー光の強度がややスポット状に発生していることを示している。しかしながら、この場合は、｛（Ｆ／ＦＯ）・ｓｉｎθ｝²の値が９−４に比べて１桁小さい。よって、光強度自体が小さいので、形状はスポット状でも問題ない。このように、第２の実施の形態の撮影光学系は条件（１７）を満足する光学系であるので、スポット状のフレアーが発生しないか、もしくは発生しても強度が非常に小さいものになる。よって、標本をコントラスト良く観察することができる。
【０３０１】
次に、表９は第３の実施の形態の撮影光学系に関するデータである。表（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の意味は、表８で説明した通りである。
【０３０２】
この表（Ｃ）においても、フレアー光は非スポット状か、スポット状の場合でも強度が小さいことが示されている。
【０３０３】
表１０は第６の実施の形態の撮影光学系に関するデータである。第６の実施の形態では撮影光学系は２つの撮影ユニットを備えており、この２つの撮影ユニットを交換して倍率を変えるものである。２つの撮影ユニットのうち、一方の撮影ユニットは低倍率の光学系で、他方の撮影ユニットは高倍率の光学系である。この高倍率の光学系には、２倍もしくは４倍の光学系が用いられる。
【０３０４】
表１０において、表（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は２倍の撮影ユニットに関するデータで、表（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）は４倍の撮影ユニットに関するデータである。夫々のデータの意味は、表８で説明した通りである。この表（Ｃ）あるいは（Ｆ）においても、フレアー光は非スポット状か、スポット状の場合でも強度が小さいことが示されている。
【０３０５】
表１１は第７の実施の形態の撮影光学系に関するデータである。第７の実施の形態も第６の実施の形態と同様に、撮影光学系は２つの撮影ユニットを備えている。よって、表１０と同様に、２倍と４倍の時のデータが示されている。
【０３０６】
表１１において、表（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は４倍の撮影ユニットに関するデータで、表（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）は２倍の撮影ユニットに関するデータである。夫々のデータの意味は、表８で説明した通りである。この表（Ｃ）あるいは（Ｆ）においても、フレアー光は非スポット状か、スポット状の場合でも強度が小さいことが示されている。
【０３０７】
表１２は第９の実施の形態の撮影光学系に関するデータである。第９の実施の形態では撮影光学系は基本的に１つであり、この撮影光学系を反転させて異なる倍率を得ている。よって、表１２の表（Ａ）には２つの倍率（β＝０．３５とβ＝２．８６）のデータが記載されてる。なお、表（Ａ）には、｛（Ｆ／ＦＯ）・ｓｉｎθ｝²の値は記載されていない。
【０３０８】
表（Ｂ）、（Ｃ）は倍率が０．３５の時のデータで、表（Ｄ）、（Ｅ）は倍率が２．８６の時のデータである。いずれも、表８で説明した表（Ｂ）、（Ｃ）と同じ意味のデータである。なお、表１０では｛（Ｆ／ＦＯ）・ｓｉｎθ｝²ではなく、｛β・ｓｉｎθ｝²となっているが（Ｆ／ＦＯ）＝βであるから｛（Ｆ／ＦＯ）・ｓｉｎθ｝²と同じである。
【０３０９】
この表（Ｃ）あるいは（Ｅ）においても、フレアー光は非スポット状か、スポット状の場合でも強度が小さいことが示されている。
【０３１０】
前記表８〜表１２に示すように、本発明の前記実施の形態の撮影光学系は、いずれも条件（７）を満足し、フレアー光の強度を十分小さく抑えた構成になっている。
【０３１１】
以上述べたように、本発明は請求項に記載する発明のほか、下記各項に記載するものも本発明の目的を達成し得る。
【０３１２】
（１） 対物レンズと結像レンズを備える顕微鏡に用いられる鏡筒で、光路分割素子と、前記光路分割素子によって反射された光路中に、正レンズと負レンズとからなる正の接合レンズを含む第１レンズ群と、前記第１レンズ群側に凸面をむけた正の屈折力をもつ第２レンズ群と、接合レンズを含む正の屈折力をもつ第３レンズ群とよりなり、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間に中間像が形成され、以下の条件（３）、（４）を満足する撮影光学系を備えることを特徴とする鏡筒。
（３） １．８≦Ｆ’／ＦＯ≦２．５
（４） ０．１５≦Ｄ２／Ｄ’≦０．４
【０３１３】
（２） 対物レンズと結像レンズを備える顕微鏡に用いられる鏡筒で、光路分割素子と、前記光路分割素子によって反射された光路中に、正レンズと負レンズとからなる正の接合レンズを含む第１レンズ群と、正レンズと負レンズとからなる負の接合レンズを含む第２レンズ群と、正レンズと負レンズからなる正の接合レンズを含む第３レンズ群と、前記第３レンズ群側に凸面を向けた正のレンズを含む第４レンズ群を有し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間に中間像が形成され、以下の条件（５）を満足する撮影光学系を備えることを特徴とする鏡筒。
（５） ３≦Ｆ”／ＦＯ≦６
【０３１４】
（３） 対物レンズと結像レンズを備える顕微鏡に用いられる鏡筒で、前記鏡筒中に撮影光学系を有し、前記撮影光学系が光路中に常時固定の固定群と光路中に挿脱される複数の移動群を備え、前記固定群は、正レンズと負レンズからなる正の接合レンズを含み、前記移動群は第１の移動群と第２の移動群を有し、該第１の移動群は、前記固定群側に凹面をむけた負の接合メニスカスレンズを含む第２レンズ群と接合レンズを含む第３レンズ群を有し、前記固定群と前記第２レンズ群の間に中間像を形成するように構成され、前記第２の移動群は前記固定レンズ群側に凸面を向けた正のレンズを含む第２レンズ群と接合レンズを含む第３レンズ群を有し、前記第２レンズ群の間に中間像を形成するように構成され、前記第１の移動群と前記第２の移動群の交換により倍率を変換するもので、前記固定群と前記第１の移動群とで構成される光学系が下記条件（１）、（２）を満足し、前記固定群と前記第２の移動群で構成される光学系が下記条件（３）、（４）を満足するようにしたことを特徴とする鏡筒。
（１） ０．２５≦Ｆ／ＦＯ≦１．５
（２） ０．１５≦Ｄ１／Ｄ≦０．４
（３） １．８≦Ｆ’／ＦＯ≦２．５
（４） ０．１５≦Ｄ２／Ｄ’≦０．４
【０３１５】
（４） 対物レンズと結像レンズを備える顕微鏡に用いられる鏡筒で、前記鏡筒中に撮影光学系を有し、前記撮影光学系が光路中の常時固定の固定群と光路中に挿脱される複数の移動群を備え、前記固定群は、正レンズと負レンズとからなる正の接合レンズを含み、前記移動群は第１の移動群と第３の移動群を有し、該第１の移動群は、前記固定レンズ群側に凹面をむけた接合メニスカス負レンズを含む第２レンズ群と接合レンズを含む第３レンズ群とを有し、前記固定群と前記第２レンズ群との間に中間像が形成されるように構成され、前記第３の移動群は正レンズと負レンズからなる負の接合レンズを含む第２レンズ群と、正レンズと負レンズからなる正の接合レンズを含む第３レンズ群と、前記第３レンズ群側に凸面をむけた正のレンズを含む第４レンズ群を有し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間に中間像が形成されるように構成され、前記第１の移動群と前記第３の移動群の交換により倍率を変換するもので、前記固定群と前記第１の移動群とで構成される光学系が下記条件（１）、（２）を満足し、前記固定群と前記第３の移動群で構成される光学系が下記条件（５）を満足することを特徴とする鏡筒。
（１） ０．２５≦Ｆ／ＦＯ≦１．５
（２） ０．１５≦Ｄ１／Ｄ≦０．４
（５） ３≦Ｆ”／ＦＯ≦６
【０３１６】
（５） 請求項１に記載する撮影光学系で、前記撮影光学系に、対物レンズの開口数を制限するための開口絞りを設けたことを特徴とする撮影光学系。
【０３１７】
（６） 請求項６に記載する鏡筒で、前記撮影光学系に、対物レンズの開口数を制限するための開口絞りを設けたことを特徴とする鏡筒。
【０３１８】
（７） 特許請求の範囲の請求項４または５に記載する撮影光学系で、前記第１の移動群に、対物レンズの開口数を制限するための開口絞りを設けたことを特徴とする撮影光学系。
【０３１９】
（８） 前記（３）または（４）に記載する鏡筒で、前記第１の移動群に、対物レンズの開口数を制限するための開口絞りを設けたことを特徴とする鏡筒。
【０３２０】
（９） 前記（５）に記載する撮影光学系で、前記撮影光学系中に光量を減衰させる光学素子を配置したことを特徴とする撮影光学系。
【０３２１】
（１０） 前記（６）に記載する鏡筒で、前記撮影光学系中に光量を減衰させる光学素子を配置したことを特徴とする鏡筒。
【０３２２】
（１１） 前記（７）に記載する撮影光学系で、前記固定群と第１の移動群を有する光学系に、光量を減衰させる光学素子を配置したことを特徴とする撮影光学系。
【０３２３】
（１２） 前記（８）に記載する鏡筒で、前記固定群と第１の移動群を有する光学系に、光量を減衰させる光学素子を配置したことを特徴とする鏡筒。
【０３２４】
（１３） 前記（９）に記載する撮影光学系で、前記光量を減衰させる光学素子を光路に対して挿脱可能に配置し、前記第３レンズ群を光軸に沿って移動可能にしたことを特徴とする撮影光学系。
【０３２５】
（１４） 前記（１０）に記載する鏡筒で、前記光量を減衰させる光学素子を光路に対して挿脱可能に配置し、前記第３レンズ群を光軸に沿って移動可能にしたことを特徴とする鏡筒。
【０３２６】
（１５） 前記（１１）に記載する撮影光学系で、前記光量を減衰させる光学素子を光路に対して挿脱可能に配置し、前記第３レンズ群を光軸に沿って移動可能にしたことを特徴とする撮影光学系。
【０３２７】
（１６） 前記（１２）に記載する鏡筒で、前記光量を減衰させる光学素子を光路に対して挿脱可能に配置し、前記第３レンズ群を光軸に沿って移動可能にしたことを特徴とする鏡筒。
【０３２８】
（１７） 前記（５）または（１１）に記載する撮影光学系で、前記光量を減衰させる光学素子を光路に対して挿脱可能に配置し、最終像の最も近くに配置されたレンズ群を光軸に沿って移動可能にしたことを特徴とする撮影光学系。
【０３２９】
（１８） 前記（６）または（１２）に記載する鏡筒で、前記光量を減衰させる光学素子を光路に対して挿脱可能に配置し、最終像に最も近い位置に配置されたレンズ群を光軸に沿って移動可能にしたことを特徴とする鏡筒。
【０３３０】
（１９） 請求項６、前記の（１）、（２）、（３）、（４）に記載する鏡筒で、光路分割素子を配置したことを特徴とする鏡筒。
【０３３１】
（２０） 前記（１９）に記載する鏡筒で、該鏡筒を顕微鏡に取り付けた状態で、前記光路分割素子は前記顕微鏡の光軸上に位置することを特徴とする鏡筒。
【０３３２】
（２１） 前記（１９）に記載する鏡筒で、該鏡筒を顕微鏡に取り付けた状態で、前記光路分割素子は結像レンズと第１レンズ群の間に配置されていることを特徴とする鏡筒。
【０３３３】
（２２） 前記（１９）に記載する鏡筒で、前記光路分割素子は赤外領域の光を反射し、可視域の光を透過する分光特性を有することを特徴とする鏡筒。
【０３３４】
（２３） 特許請求の範囲の請求項６あるいは前記の（１）、（２）、（３）または（４）の項に記載する鏡筒で、撮像素子と偏向素子を更に備え、前記偏向素子が前記撮像素子と前記最終像位置の最も近くに配置されたレンズ群との間に配置され、前記撮影光学系で決まる光軸を直交方向に偏向させ、下記の条件（６）を満足することを特徴とする鏡筒。
（６） １５０ｍｍ≦Ｌ≦３００ｍｍ
ただし、Ｌは点Ｐ１と点Ｐ２との間隔、Ｐ１は前記対物レンズの光軸が前記光路分割素子で交わる点、Ｐ２は前記撮影光学系の光軸が前記偏向素子と交わる点である。
【０３３５】
（２４） 特許請求の範囲の請求項６あるいは前記の（１）、（２）、（３）または（４）の項に記載する鏡筒で、下記の条件（６）を満足することを特徴とする鏡筒。
（７） ｛（Ｆ／ＦＯ）・ｓｉｎθ｝²≦０．００５
ただし、Ｆは撮影光学系の焦点距離、ＦＯは結像レンズの焦点距離、θは対物レンズから最終像までの間にある任意の空気接触面によって対物レンズ側に反射された後に、該空気接触面とは別の空気接触面によって最終像側に反射された軸上光束の最終像位置における入射角度である。
【０３３６】
（２５） 特許請求の範囲の請求項３に記載する撮影光学系あるいは前記の（２）の項に記載する鏡筒で、下記の条件（８−１）、（８−２）の少なくとも一方を満足することを特徴とする撮影光学系または鏡筒。
（８−１） ０．２５≦｜Ｒ２Ｇ｜／Ｄ２Ｇ≦０．９
（８−２） １．５≦｜Ｒ２Ｇ｜／Ｄ２Ｇ≦１５
ただし、Ｒ２Ｇは第２レンズ群中の中間像側の空気接触面の曲率半径、Ｄ２Ｇは中間像側の空気接触面から中間像までの距離である。
【０３３７】
（２６） 特許請求の範囲の請求項３に記載する撮影光学系あるいは前記の（２）の項に記載する鏡筒で、下記の条件（９）を満足する撮影光学系または鏡筒。
（９） ０．７≦Ｒ３Ｇ／Ｄ３Ｇ≦１．２
ただし、Ｒ３Ｇは第３レンズ群の第２レンズ群側に凸面を向けた空気接触面の曲率半径、Ｄ３Ｇは上記空気接触面から中間像までの距離である。
【０３３８】
（２７） 特許請求の範囲の請求項２に記載する撮影光学系で、下記の条件（１０）を満足する撮影光学系。
（１０） ０．８≦｜Ｒ２２｜／Ｄ２２≦１．６
ただし、Ｒ２２は第２レンズ群中の第３レンズ群側に凸面を向けた空気接触面の曲率半径、Ｄ２２は中間像から第２レンズ群中の第３レンズ群側に凸面を向けた空気接触面までの距離である。
【０３３９】
（２８） 前記の（１）の項に記載する鏡筒で、下記の条件（１０）を満足する鏡筒。
（１０） ０．８≦Ｒ２２／Ｄ２２≦１．６
【０３４０】
（２９） 対物レンズと結像レンズを備える顕微鏡に用いられる撮影光学系で、正メニスカスレンズを含む第１レンズ群と、両凸レンズと両凹レンズとを接合した負の接合メニスカスレンズを含む第２レンズ群と両凹レンズと両凸レンズとを接合した接合レンズと正レンズを含む第３レンズとよりなり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間に設けられた絞りを備え、前記絞りが前記対物レンズの瞳位置と共役な位置に配置され、中間像が前記結像レンズと前記第１レンズ群の間に形成され、最終像が前記第１乃至第３レンズ群を介して形成され、下記の条件（１１）、（１２）、（１３）、（１９）を満足する撮影光学系。
（１１） ０．７≦Ｄ（Ｉ１）／Ｄ(3Ｉ）≦１．３
（１２） ０．３５≦Ｄ（13）／Ｄ（Ｉ）≦０．６５
（１３） ０．２≦｜β｜≦０．５
（１９） Ｐ_in＝−Ｐ_out
ただし、Ｄ（Ｉ１）は中間像から第１レンズ群の先端までの距離、Ｄ(3Ｉ）は第３レンズ群の後端から最終像までの距離、Ｄ（13）は第１レンズ群の先端から第３レンズ群の後端までの距離、Ｄ（Ｉ）は中間像から最終像までの距離、βは中間像から最終像までの光学系の倍率、Ｐ_inは中間像位置から入射瞳位置（対物レンズと結像レンズによって投影される対物レンズの瞳位置）までの距離、Ｐ_outは最終像位置から射出瞳位置（対物レンズと結像レンズと撮影光学系とによって投影される対物レンズの瞳位置）までの距離である。
【０３４１】
（３０） 対物レンズと結像レンズを備える顕微鏡に用いられる鏡筒で、撮影光学系が正メニスカスレンズを含む第１レンズ群と、両凸レンズと両凹レンズとを接合した負の接合メニスカスレンズを含む第２レンズ群と、両凹レンズと両凸レンズとを接合した接合レンズと正レンズを含む第３レンズと、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間に設けられた絞りとを備え、前記絞りが前記対物レンズの瞳位置と共役な位置に配置され、中間像が前記結像レンズと前記第１レンズ群の間に形成され、最終像が前記第１乃至第３レンズ群を介して形成され、下記条件（１４）、（１５）、（１６）、（１９’）を満足する鏡筒。
（１４） ０．７≦Ｄ’（Ｉ１）／Ｄ’(3Ｉ）≦１．３
（１５） ０．３５≦Ｄ’（13）／Ｄ’（Ｉ）≦０．６５
（１６） ０．２≦｜β’｜≦０．５
（１９’） Ｐ_in’＝−Ｐ_out’
【０３４２】
（３１） 対物レンズと結像レンズを備える顕微鏡に用いられる撮影光学系で、正レンズと，両凸レンズと両凹レンズの接合レンズで構成された正の屈折力を含む第１レンズ群と、両凹レンズと両凸レンズの負の接合メニスカスレンズを含む第２レンズ群と、前記第２レンズ群側に凹面をむけた正のメニスカスレンズを含む第３レンズ群を備え、中間像が前記結像レンズと前記第１レンズ群の間に形成され、最終像が前記第１乃至第３レンズ群を介して形成され、下記条件（１４）、（１５）、（１６）、（１９’）を満足する撮影光学系。
（１４） ０．７≦Ｄ’（Ｉ１）／Ｄ’(3Ｉ）≦１．３
（１５） ０．３５≦Ｄ’（13）／Ｄ’（Ｉ）≦０．６５
（１６） ０．２≦｜β’｜≦０．５
（１９’） Ｐ_in’＝−Ｐ_out’
【０３４３】
（３２） 対物レンズと結像レンズを備える顕微鏡に用いられる鏡筒で、撮影光学系が正レンズと，両凸レンズと両凹レンズの接合レンズを含む第１レンズ群と、両凹レンズと両凸レンズの負の接合メニスカスレンズを含む第２レンズ群と、前記第２レンズ群側に凹面をむけた正のメニスカスレンズを含む第３レンズ群を備え、中間像が前記結像レンズと前記第１レンズ群の間に形成され、最終像が前記第１乃至第３レンズ群を介して形成され、下記条件（１４）、（１５）、（１６）、（１９’）を満足することを特徴とする鏡筒。
（１４） ０．７≦Ｄ’（Ｉ１）／Ｄ’(3Ｉ）≦１．３
（１５） ０．３５≦Ｄ’（13）／Ｄ’（Ｉ）≦０．６５
（１６） ０．２≦｜β’｜≦０．５
（１９’） Ｐ_in’＝−Ｐ_out’
【０３４４】
（３３） 前記の（３１）の項に記載する撮影光学系で、あるいは前記の（２７）に記載の鏡筒で、下記の条件（１７）を満足することを特徴とする撮影光学系または鏡筒。
（１７） ０．５≦｜Ｒ３｜／Ｄ３≦２．０
ただし、Ｒ３は第３レンズ群の第２レンズ群側の面の曲率半径、Ｄ３は第３レンズ群の第２レンズ群側の面から最終像位置までの距離である。
【０３４５】
（３４） 前記の（３１）の項に記載する撮影光学系で、下記の条件（１８）を満足することを特徴とする撮影光学系。

ただし、ＲＡは第１レンズ群の第２レンズ群に凹面を向けたレンズ面の曲率半径、Ｌ１はこの面から瞳共役位置までの距離、ＲＢは第２レンズ群および第３レンズ群の第１レンズ群に凹面を向けたレンズ面の曲率半径、Ｌ２はこの面から瞳共役位置までの距離である。
【０３４６】
（３５） 前記の（３２）の項に記載する鏡筒で、下記の条件（１８）を満足することを特徴とする鏡筒。

【０３４７】
【発明の効果】
本発明の撮影光学系あるいは鏡筒は、顕微鏡対物レンズを交換することなしに撮影光学系の一部を共通の固定群とし他の移動群の交換によって倍率の変換を行なうものであるため、低倍率での広い視野の観察と高い開口数での観察が可能である。また倍率の交換時に発生する振動や衝撃を抑えることができる。よってパッチクランク法等を行なう際にも、優れた操作性をもつ顕微鏡を提供できる。フレアー光を抑えることが可能な構成であり、また画像のコントラストを強調した場合もコントラストの良い像の観察が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の撮影光学系を示す図であり、（Ａ）倍率が０．２５倍の時の構成、（Ｂ）倍率が０．３５倍の時の構成、（Ｃ）倍率が０．５倍の時の構成、（Ｄ）倍率が１倍の時の構成である。
【図２】本発明の第２の実施の形態の撮影光学系の構成を示す図
【図３】本発明の第３の実施の形態の撮影光学系の構成を示す図
【図４】本発明の第４の実施の形態の撮影光学系の構成を示す図
【図５】本発明の第５の実施の形態の鏡筒を備えた光学装置を示す図
【図６】本発明の第６の実施の形態の撮影光学系の構成を示す図
【図７】第６の実施の形態の撮影光学系に用いられる低倍率の撮影ユニットを示す図であり、（Ａ）倍率が０．２５倍の時の構成、（Ｂ）倍率が０．３５倍の時の構成、（Ｃ）倍率が０．５倍の時の構成、（Ｄ）倍率が１倍の時の構成である。
【図８】本発明の第７の実施の形態の撮影光学系の構成を示す図
【図９】第７の実施の形態の撮影光学系に用いられる低倍率の撮影ユニットを示す図であり、（Ａ）倍率が０．２５倍の時の構成、（Ｂ）倍率が０．３５倍の時の構成、（Ｃ）倍率が０．５倍の時の構成、（Ｄ）倍率が１倍の時の構成である。
【図１０】本発明の第８の実施の形態の鏡筒を備えた光学装置を示す図
【図１１】前記第８の実施の形態の鏡筒にて用いられる撮影光学系の構成を示す図
【図１２】本発明の第９の実施の形態の鏡筒の構成を示す図
【図１３】前記第９の実施の形態の鏡筒にて用いられる撮影光学系の構成を示す図
【図１４】第１の実施の形態の倍率０．２５の撮影光学系の収差曲線図
【図１５】第１の実施の形態の倍率０．３５の撮影光学系の収差曲線図
【図１６】第１の実施の形態の倍率２の撮影光学系の収差曲線図
【図１７】第１の実施の形態の倍率４の撮影光学系の収差曲線図
【図１８】第２の実施の形態の倍率２の撮影光学系の収差曲線図
【図１９】第２の実施の形態の倍率４の撮影光学系の収差曲線図
【図２０】第４の実施の形態の倍率０．２５の撮影光学系の収差曲線図
【図２１】第４の実施の形態の倍率４の撮影光学系の収差曲線図
【図２２】第６の実施の形態の倍率０．２の撮影光学系の収差曲線図
【図２３】第６の実施の形態の倍率４の撮影光学系の収差曲線図
【図２４】第７の実施の形態の倍率０．２５の撮影光学系の収差曲線図
【図２５】第７の実施の形態の倍率４の撮影光学系の収差曲線図
【図２６】第９の実施の形態の倍率０．２５の撮影光学系の収差曲線図
【図２７】第９の実施の形態の倍率４の撮影光学系の収差曲線図
【符号の説明】
１ 対物レンズ
２ 光路分割素子
３ 鏡筒
４≠P３ 撮影光学系
５ 第１の撮像装置
６ 中間変倍ユニット
７ 接眼光学系
８、８’ 第２の撮影光学系
９ 第２の撮像装置
１０ 標本
１１ 透過照明系
１２ ＮＤフィルタ
２０ 落射照明系
３０ 画像処理装置
４０ 表示装置
Ａ、Ｂ 撮影ユニット
ＡＮ 偏光板
ＦＧ 固定レンズ群
ＩＭＬ 結像レンズ
ＬＧ１ 第１レンズ群
ＬＧ２ 第２レンズ群
ＬＧ３ 第３レンズ群
ＬＧ４ 第４レンズ群
Ｍ１ 光路分割素子
Ｍ２ ミラー
ＭＩ 中間像
ＩＭＧ 最終像
ＯＢ 対物レンズ
ＰＵ 対物レンズの瞳
Ｓ 開口絞り
ＶＧ 移動レンズ群

Claims (6)

1. 対物レンズと結像レンズを備えた顕微鏡と共に用いられる撮影光学系であって、この撮影光学系は、前記顕微鏡の結像レンズの後方に配置され、正レンズと負レンズとからなる正の接合レンズを含む第１レンズ群と、前記第１レンズ群側に凹面を向けた負の接合メニスカスレンズを含む第２レンズ群と、接合レンズを含む第３レンズ群を有し、前記顕微鏡との組み合わせにおいて前記撮影光学系の第１レンズ群と前記第２レンズ群との間に中間像を形成するように構成され、下記条件（１）、（２）を満足することを特徴とする撮影光学系。
   （１） ０．２５≦Ｆ／ＦＯ≦１．５
   （２） ０．１５≦Ｄ１／Ｄ≦０．４
   ただし、Ｆは前記顕微鏡の結像レンズから前記撮影光学系の第３レンズ群までの光学系の合成焦点距離、ＦＯは前記顕微鏡の結像レンズの焦点距離、Ｄ１は前記撮影光学系の第１レンズの最も後側にあるレンズ面から前記中間像位置までの距離、Ｄは前記顕微鏡の結像レンズの最も前側にあるレンズ面から前記撮影光学系の第３レンズ群の最も後側にあるレンズ面までの距離である。
2. 対物レンズと結像レンズとを備えた顕微鏡と共に用いられる鏡筒であって、この鏡筒は、前記顕微鏡の結像レンズの後方に装置され、正レンズと負レンズとからなる正の接合レンズを含む第１レンズ群と、前記第１レンズ群側に凹面を向けた負の接合メニスカスレンズを含む第２レンズ群と、接合レンズを含む第３レンズ群とからなる撮影光学系を有し、前記顕微鏡との組み合わせにおいて前記撮影光学系の撮影光学系の第１レンズ群と前記第２レンズ群との間に中間像を形成するように構成され、下記条件（１）、（２）を満足する撮影光学系とを備えたことを特徴とする鏡筒。
   （１） ０．２５≦Ｆ／ＦＯ≦１．５
   （２） ０．１５≦Ｄ１／Ｄ≦０．４
   ただし、Ｆは前記顕微鏡の結像レンズから前記撮影光学系の第３レンズ群までの光学系の合成焦点距離、ＦＯは前記顕微鏡の結像レンズの焦点距離、Ｄ１は前記撮影光学系の第１レンズの最も後側にあるレンズ面から前記中間像位置までの距離、Ｄは前記顕微鏡の結像レンズの最も前側にあるレンズ面から前記撮影光学系の第３レンズ群の最も後側にあるレンズ面までの距離である。
3. 前記撮影光学系中に、前記対物レンズの開口数を制限する開口絞り、または光量を減衰させる光学素子を設けたことを特徴とする請求項１記載の撮影光学系。
4. 前記鏡筒中に、対物レンズの開口数を制限する開口絞り、または光量を減衰させる光学素子を設けたことを特徴とする請求項２記載の鏡筒。
5. 赤外領域の光を反射し、可視域の光を透過する光路分割素子を、前記顕微鏡の結像レンズと前記鏡筒内撮影光学系の第１レンズ群との間に配置したことを特徴とする請求項２記載の鏡筒。
6. 前記鏡筒は撮像素子と偏向素子とを更に備え、該偏向素子は前記撮像素子と前記鏡筒内撮影光学系の第３レンズ群の射出端との間に配置され、前記撮影光学系の光軸を直交方向に偏向し、下記条件（６）を満足することを特徴とする請求項５記載の鏡筒。
   （６） １５０mm≦Ｌ≦３００mm
   ただし、Ｌは、前記対物レンズの光軸と前記光路分割素子との交点から前記撮影光学系の光軸と前記偏向素子との交点までの間隔である。

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