JPWO2015087619A1 - 変倍光学系及びそれを備えた撮像装置、撮像システム - Google Patents

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Abstract

変倍光学系及びそれを備えた撮像装置、撮像システムであって、変倍光光学系は、低倍端から高倍端までの間で倍率が変化する光学系であって、最も物体側に配置され、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、第1レンズ群よりも像側に配置され、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、を少なくとも有し、変倍時に、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が変化し、以下の条件式(1)を満足する。0<1/βHG1<1 (1)ここで、βHG1は、高倍端での第1レンズ群の結像倍率、である。

Description

本発明は、変倍光学系及びそれを備えた撮像装置、撮像システムに関するものである。
従来、ある程度の広さ(面積)を持つ標本を観察する場合、最初に、標本全体を観察して詳細に観察したい部位を特定し、その後、詳細に観察したい部位を拡大して観察する手法がとられている。標本全体を撮影することができると、撮影した画像の一部をデジタル的に拡大し、拡大した画像を表示することができる。なお、画像のデジタル的な拡大はデジタルズームと呼ばれる。
一方、撮影した画像の一部を拡大する別の方法として、光学的なズームがある。光学的なズームができる光学系、すなわち、変倍光学系は複数のレンズ群で構成されている。変倍光学系では、複数のレンズ群のうちの一部のレンズ群を移動させることで、レンズ群の間隔を変化させ、これにより、結像倍率を変化させている。このような変倍光学系として、特許文献1に開示された顕微鏡ズーム対物レンズがある。
特許4576402号公報
顕微鏡では、視野数は通常22mm程度である。特許文献1に記載の顕微鏡ズーム対物レンズは、視野数22mmに相当する像高に対して収差が補正されている。しかしながら、この顕微鏡ズーム対物レンズは、光学系の全長が短いとはいえないため、光学系や顕微鏡が十分に小型化されているとはいえない。
また、特許文献1に記載の顕微鏡ズーム対物レンズにおいて、視野数22mmに相当する像高を維持しながら光学系の全長を短縮しようとすると、収差補正が困難となるので、所望の分解能を達成することが困難となる。また、観察範囲(実視野)を広げるために、視野数22mm以上の像高に対応できるようにしようとすると、光学系がさらに大型化し、かつ、軸上および軸外の収差補正がより困難になる。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光学系の全長が短く、従来の顕微鏡と同等の観察範囲、あるいはそれ以上の観察範囲において、軸上収差と軸外収差が良好に補正された変倍光学系及びそれを備えた撮像装置、撮像システムを提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の変倍光学系は、
低倍端から高倍端までの間で倍率が変化する光学系であって、
最も物体側に配置され、正の屈折力を有する第1レンズ群と、
第1レンズ群よりも像側に配置され、正の屈折力を有する第2レンズ群と、を少なくとも有し、
変倍時に、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が変化し、
以下の条件式(1)を満足することを特徴とする。
0<1/βHG1<1 (1)
ここで、
βHG1は、高倍端での第1レンズ群の結像倍率、
である。
また、本発明の別の変倍光学系は、
低倍端から高倍端までの間で倍率が変化する光学系であって、
最も物体側に配置され、正の屈折力を有する第1レンズ群と、
第1レンズ群よりも像側に配置され、負の屈折力を有する第2のレンズ群と、を少なくとも有し、
第2レンズ群よりも物体側に配置された絞りを有し、
変倍時に、第2レンズ群は移動して、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が変化し、
第2レンズ群よりも像側に、第3レンズ群が配置され、
以下の条件式(8)を満足することを特徴とする。
0.15≦ΔG2max/DHIGi≦2 (8)
ここで、
ΔG2maxは、第2レンズ群の光軸上の移動量のうち、最大となる移動量、
HIGiは、高倍端での第3レンズ群の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離、
である。
また、本発明の別の変倍光学系は、
低倍端から高倍端までの間で倍率が変化する光学系であって、
最も物体側に配置され、正の屈折力を有する第1レンズ群と、
第1レンズ群よりも像側に配置された第2レンズ群と、を少なくとも有し、
変倍光学系は、変倍時に共役長が変化する光学系であって、
変倍時に移動するレンズ群を有し、
以下の条件式(12)を満足することを特徴とする。
0.01≦|Δiomax/Δmax|≦5 (12)
ここで、
Δiomaxは、共役長の変化量のうち、最大となる変化量、
Δmaxは、移動するレンズ群の移動量のうち、最大となる移動量、
である。
また、本発明の撮像装置は、
撮像素子と、変倍光学系と、を有する撮像装置であって、
変倍光学系によって、撮像素子上に光学像が形成され、
変倍光学系は、低倍端から高倍端までの間で倍率が変化する光学系であって、
最も物体側に配置され、正の屈折力を有する第1レンズ群と、
第1レンズ群よりも像側に配置された第2レンズ群と、を少なくとも有し、
変倍時に、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が可変であり、
以下の条件式(14)、(15)を満足することを特徴とする。
3000≦2×Y/p (14)
0.08≦NAH (15)
ここで、
Yは、変倍光学系全系における最大像高、
pは、撮像素子における画素ピッチ、
NAHは、高倍端での変倍光学系の物体側の開口数、
である。
また、本発明の撮像システムは、
上述の撮像装置と、
観察対象となる物体を保持するステージと、
物体を照明する光源と、を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、光学系の全長が短く、従来の顕微鏡と同等の観察範囲、あるいはそれ以上の観察範囲において、軸上収差と軸外収差が良好に補正された変倍光学系及びそれを備えた撮像装置、撮像システムを提供することができる。
実施例1に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は低倍端、(b)は高倍端での断面図である。 実施例1に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時における球面収差(SA)、非点収差(AS)、歪曲収差(DT)、倍率色収差(CC)を示す図であり、(a)〜(d)は低倍端、(e)〜(h)は高倍端での状態を示している。 実施例2に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は低倍端、(b)は中間状態、(c)は高倍端での断面図である。 実施例2に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時における球面収差(SA)、非点収差(AS)、歪曲収差(DT)、倍率色収差(CC)を示す図であり、(a)〜(d)は低倍端、(e)〜(h)は中間状態、(i)〜(l)は高倍端での状態を示している。 実施例3に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は低倍端、(b)は中間状態、(c)は高倍端での断面図である。 実施例3に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時における球面収差(SA)、非点収差(AS)、歪曲収差(DT)、倍率色収差(CC)を示す図であり、(a)〜(d)は低倍端、(e)〜(h)は中間状態、(i)〜(l)は高倍端での状態を示している。 実施例4に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は低倍端、(b)は中間状態、(c)は高倍端での断面図である。 実施例4に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時における球面収差(SA)、非点収差(AS)、歪曲収差(DT)、倍率色収差(CC)を示す図であり、(a)〜(d)は低倍端、(e)〜(h)は中間状態、(i)〜(l)は高倍端での状態を示している。 実施例5に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は低倍端、(b)は中間状態、(c)は高倍端での断面図である。 実施例5に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時における球面収差(SA)、非点収差(AS)、歪曲収差(DT)、倍率色収差(CC)を示す図であり、(a)〜(d)は低倍端、(e)〜(h)は中間状態、(i)〜(l)は高倍端での状態を示している。 実施例6に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は低倍端、(b)は中間状態、(c)は高倍端での断面図である。 実施例6に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時における球面収差(SA)、非点収差(AS)、歪曲収差(DT)、倍率色収差(CC)を示す図であり、(a)〜(d)は低倍端、(e)〜(h)は中間状態、(i)〜(l)は高倍端での状態を示している。 実施例7に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は低倍端、(b)は中間状態、(c)は高倍端での断面図である。 実施例7に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時における球面収差(SA)、非点収差(AS)、歪曲収差(DT)、倍率色収差(CC)を示す図であり、(a)〜(d)は低倍端、(e)〜(h)は中間状態、(i)〜(l)は高倍端での状態を示している。 実施例8に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は低倍端、(b)は中間状態、(c)は高倍端での断面図である。 実施例8に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時における球面収差(SA)、非点収差(AS)、歪曲収差(DT)、倍率色収差(CC)を示す図であり、(a)〜(d)は低倍端、(e)〜(h)は中間状態、(i)〜(l)は高倍端での状態を示している。 実施例9に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は低倍端、(b)は中間状態、(c)は高倍端での断面図である。 実施例9に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時における球面収差(SA)、非点収差(AS)、歪曲収差(DT)、倍率色収差(CC)を示す図であり、(a)〜(d)は低倍端、(e)〜(h)は中間状態、(i)〜(l)は高倍端での状態を示している。 実施例10に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は低倍端、(b)は中間状態、(c)は高倍端での断面図である。 実施例10係る変倍光学系の無限遠物点合焦時における球面収差(SA)、非点収差(AS)、歪曲収差(DT)、倍率色収差(CC)を示す図であり、(a)〜(d)は低倍端、(e)〜(h)は中間状態、(i)〜(l)は高倍端での状態を示している。 実施例11に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は低倍端、(b)は中間状態、(c)は高倍端での断面図である。 実施例11係る変倍光学系の無限遠物点合焦時における球面収差(SA)、非点収差(AS)、歪曲収差(DT)、倍率色収差(CC)を示す図であり、(a)〜(d)は低倍端、(e)〜(h)は中間状態、(i)〜(l)は高倍端での状態を示している。 実施例12に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は低倍端、(b)は中間状態、(c)は高倍端での断面図である。 実施例12係る変倍光学系の無限遠物点合焦時における球面収差(SA)、非点収差(AS)、歪曲収差(DT)、倍率色収差(CC)を示す図であり、(a)〜(d)は低倍端、(e)〜(h)は中間状態、(i)〜(l)は高倍端での状態を示している。 実施例13に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は低倍端、(b)は中間状態、(c)は高倍端での断面図である。 実施例13係る変倍光学系の無限遠物点合焦時における球面収差(SA)、非点収差(AS)、歪曲収差(DT)、倍率色収差(CC)を示す図であり、(a)〜(d)は低倍端、(e)〜(h)は中間状態、(i)〜(l)は高倍端での状態を示している。 実施例14に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は低倍端、(b)は中間状態、(c)は高倍端での断面図である。 実施例14係る変倍光学系の無限遠物点合焦時における球面収差(SA)、非点収差(AS)、歪曲収差(DT)、倍率色収差(CC)を示す図であり、(a)〜(d)は低倍端、(e)〜(h)は中間状態、(i)〜(l)は高倍端での状態を示している。 実施例15に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は低倍端、(b)は中間状態、(c)は高倍端での断面図である。 実施例15係る変倍光学系の無限遠物点合焦時における球面収差(SA)、非点収差(AS)、歪曲収差(DT)、倍率色収差(CC)を示す図であり、(a)〜(d)は低倍端、(e)〜(h)は中間状態、(i)〜(l)は高倍端での状態を示している。 実施例16に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は低倍端、(b)は中間状態、(c)は高倍端での断面図である。 実施例16係る変倍光学系の無限遠物点合焦時における球面収差(SA)、非点収差(AS)、歪曲収差(DT)、倍率色収差(CC)を示す図であり、(a)〜(d)は低倍端、(e)〜(h)は中間状態、(i)〜(l)は高倍端での状態を示している。 実施例17に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は低倍端、(b)は中間状態、(c)は高倍端での断面図である。 実施例17係る変倍光学系の無限遠物点合焦時における球面収差(SA)、非点収差(AS)、歪曲収差(DT)、倍率色収差(CC)を示す図であり、(a)〜(d)は低倍端、(e)〜(h)は中間状態、(i)〜(l)は高倍端での状態を示している。 実施例18に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は低倍端、(b)は中間状態、(c)は高倍端での断面図である。 実施例18係る変倍光学系の無限遠物点合焦時における球面収差(SA)、非点収差(AS)、歪曲収差(DT)、倍率色収差(CC)を示す図であり、(a)〜(d)は低倍端、(e)〜(h)は中間状態、(i)〜(l)は高倍端での状態を示している。 実施例19に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は低倍端、(b)は中間状態、(c)は高倍端での断面図である。 実施例19係る変倍光学系の無限遠物点合焦時における球面収差(SA)、非点収差(AS)、歪曲収差(DT)、倍率色収差(CC)を示す図であり、(a)〜(d)は低倍端、(e)〜(h)は中間状態、(i)〜(l)は高倍端での状態を示している。 撮像装置及び撮像システムの構成を示す図である。 他の撮像装置及び撮像システムの構成を示す図である。 他の撮像装置及び撮像システムの構成を示す図である。 他の撮像装置及び撮像システムの構成を示す図であって、(a)は顕微鏡の全体構成を示す図、(b)は顕微鏡を固定した状態を示す図である。
実施例の説明に先立ち、本発明のある態様に係る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。
また、以下の説明では、「標本」を、適宜「物体」とし、「標本像」を、適宜「像」とする。
また、本実施形態の変倍光学系を用いた撮像装置では、撮影で得た画像をデジタルズームして拡大表示することができる。そのため、これらの実施形態の変倍光学系は、諸収差が良好に補正されているので高い分解能を有すると共に、広い観察範囲の像を形成することができる。これらの実施形態の変倍光学系では、特に、軸上と軸外の色収差が良好に補正されているので、画素ピッチの小さい撮像素子と組み合わせることで、撮影した画像をデジタルズームして拡大した場合であっても、高い解像度の拡大画像が得られる。
また、以下の説明において、低倍端は変倍範囲のうちで最小の倍率、高倍端は変倍範囲のうちで最大の倍率である。また、低倍時は低倍端とその近傍の範囲、高倍時は高倍端とその近傍の範囲である。
また、顕微鏡では、対物レンズと結像レンズによって光学像が形成され、その光学像を接眼レンズで観察する。この場合、結像が2回行われることから、対物レンズと結像レンズによって形成された光学像が一次像になり、一次像の位置における仮想面が一次結像面になる。本実施形態の変倍光学系の像面に形成された光学像は、顕微鏡の光学系における一次像に該当する。よって、以下の説明における像面は、顕微鏡の光学系における一次結像面に該当する。
本実施形態の変倍光学系の説明に先立って、本実施形態の変倍光学系が有する基本構成について説明する。
基本構成では、変倍光学系は、低倍端から高倍端までの間で倍率が変化する光学系であって、最も物体側に配置され、正の屈折力を有する第1レンズ群と、第1レンズ群よりも像側に配置された第2レンズ群と、を少なくとも有する。
本実施形態の変倍光学系は、低倍端から高倍端までの間で倍率が変化する光学系である。すなわち、本実施形態の変倍光学系では、光学系の結像倍率(以下、適宜、倍率とする)を、低倍と高倍との間で変化させることができる。低倍端では倍率が最も小さいため、高倍端に比べて広い観察範囲を得ることができる。一方、高倍端では倍率が最も大きいため、低倍端に比べて観察範囲は狭くなるが、高い分解能を得ることができる。なお、倍率の変化、すなわち変倍には、共役長(物体から像までの距離)が一定の状態で行われる変倍と、共役長が変化する状態で行われる変倍とが含まれる。
そして、変倍光学系は、最も物体側に配置され、正の屈折力を有する第1レンズ群と、第1レンズ群よりも像側に配置された第2レンズ群と、を少なくとも有する。
光学系の物体側の開口数(以下、単に「開口数」という)を大きくすると、より大きな発散角(回折角)の光を、物体から光学系に入射させることができる。その結果、物体の微細構造を、より細かく観察することができる。しかしながら、発散角が大きい光は、第1レンズ群における光線高が高い。このような光線を第1レンズ群で急激に曲げると、第1レンズ群において高次収差が発生しやすくなる。
本実施形態の変倍光学系では、第1レンズ群が正の屈折力を持つことで、発散角が大きい光線を、物体に近い領域、すなわち、第1レンズ群で徐々に曲げるようにしている。このようにすることで、小型化な光学系でありながら、特に高倍時において、微細な構造の光学像を高い解像度で形成することが可能となる。
なお、第1レンズ群で発散光束を収束光束にしても良いが、必ずしも発散光束を収斂光束にする必要はない。このようにすることで、高次収差が大きく発生することを抑えつつ、物体からの光束を発散角の小さい光束にできる。
また、変倍光学系の像面に撮像素子を配置することで、撮像装置の小型化が可能となる。ここで、撮像装置としては、例えば、顕微鏡がある。顕微鏡では、視野数は通常22mm程度である。視野数22mmは、変倍光学系の像高に換算すると11mm程度になる。
そこで、本実施形態の変倍光学系を顕微鏡の光学系に用いる場合、視野数22mmに相当する観察範囲を得るためには、変倍光学系は像高11mm程度まで収差が良好に補正されていれば良い。
デジタル顕微鏡では、撮像した物体像の画像をモニタ上で観察する。このデジタル顕微鏡においては、像高に対して撮像素子の画素ピッチが十分に小さければ、像高が小さくても、視野数22mmに相当する観察範囲が得られる。また、像高を11mm(視野数22mm相当)よりも大きくしなくても、より大きな視野数に相当する観察範囲が得られる。
そこで、より高い分解能を変倍光学系が有することで、画素ピッチが小さく、画素数が多い撮像素子(以下、適宜、所定の撮像素子とする)との組み合わが可能になる。その結果、像高を大きくしなくても、従来の顕微鏡と比べてより大きな視野数に相当する観察範囲を得ることができる。
第1実施形態の変倍光学系は、低倍端から高倍端までの間で倍率が変化する光学系であって、最も物体側に配置され、正の屈折力を有する第1レンズ群と、第1レンズ群よりも像側に配置され、正の屈折力を有する第2レンズ群と、を少なくとも有し、変倍時に、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が変化し、以下の条件式(1)を満足することを特徴とする。
0<1/βHG1<1 (1)
ここで、
βHG1は、高倍端での第1レンズ群の結像倍率、
である。
第1実施形態の変倍光学系は、上述の基本構成を備え、更に、第2レンズ群に正の屈折力を持たせると共に、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔を変化させて変倍を行っている。なお、第1実施形態の変倍光学系では、共役長が一定の状態で変倍が行われる。
基本構成の技術的意義については既に説明しているので、説明は省略する。
第2レンズ群に正の屈折力を持たせることにより、第1レンズ群の屈折力を大きくしすぎることなく、高倍時に第1レンズ群と第2レンズ群との合成屈折力を十分に大きくすることが可能となる。この場合、高倍時に物体に近い領域で従属光線の発散を抑えることが可能となるので、光学系の小型化ができる。しかも、第1レンズ群に過剰な屈折力を持たせる必要がなくなるため、比較的少ないレンズ枚数で第1レンズ群内での諸収差、特に、球面収差や像面湾曲を良好に補正することができる。
また、第2レンズ群よりも像側にレンズ群を配置した場合、像側に配置したレンズ群での諸収差の発生、特に、球面収差やコマ収差などの発生を抑えることができる。
そして、本実施形態の変倍光学系は、条件式(1)を満足する。
条件式(1)を満足することによって、第2レンズ群よりも像側にレンズ群を配置したとしても、第2レンズ群以降のレンズ群の合成倍率の絶対値が大きくなりすぎることなく、光学系全体での結像倍率を高めることができる。そのため、第1レンズ群で収差が発生しても、第2レンズ群以降のレンズ群での収差の拡大を抑えることができる。その結果、光学系全体での諸収差、特に、球面収差や像面湾曲を良好に補正することが可能となる。
このように、本実施形態の変倍光学系では、諸収差が良好に補正されている。そのため、本実施形態の変倍光学系を所定の撮像素子と組み合わせることで、観察範囲を大きく保ちながら、撮像装置をより小型化することが可能となる。
ここで、条件式(1)に代えて、以下の条件式(1’)を満足することが好ましい。
0.1<1/βHG1<0.9 (1’)
また、条件式(1)に代えて、以下の条件式(1’’)を満足することがより好ましい。
0.2<1/βHG1<0.85 (1’’)
また、条件式(1)に代えて、以下の条件式(1’’’)を満足することがより好ましい。
0.3<1/βHG1<0.8 (1’’’)
なお、本実施形態の変倍光学系は、以下の条件式(2)を満足することが好ましい。
0<BFL/Y≦4.3 (2)
ここで、
BFLは、低倍端でのバックフォーカス、
Yは、変倍光学系全系における最大像高、
である。
像面に近い領域では、軸外光束の光線高が高く、光束径が小さくなる。また、この領域では、変倍による軸外光束の光線高の変動や光束径の変動が小さい。そのため、この領域にレンズを配置することができれば、特に倍率色収差や像面湾曲などの軸外収差を良好に補正することが可能となる。
条件式(2)の下限値を下回らないようにすることで、バックフォーカスが小さくなりすぎない。そのため、像面に近い領域にレンズを配置する場合に、レンズと撮像素子の間隔を広くすることができる。その結果、レンズと撮像素子との多重反射によってゴーストが発生しても、ゴーストが高密度で撮像素子面に入射することを防ぐことが可能となる。
条件式(2)の上限値を上回らないようにすることで、バックフォーカスが大きくなりすぎない。この場合、バックフォーカスを小さく抑えることができるので、変倍時に移動するレンズ群の移動スペースを十分に確保しながら、光学系を小型化することが可能となる。
また、画素ピッチに対して像高を大きくすることで、より大きな視野数に相当する広い観察範囲を得ることができるが、この場合、特に、低倍時において軸外収差を良好に補正することが重要になる。条件式(2)の上限値を上回らないようにすることで、バックフォーカスを小さく抑えることができるので、像面に近い領域にレンズを配置することができる。これにより、軸外収差を良好に補正することが可能となる。よって良好な結像性能を保ちながら、より大きな視野数に相当する広い観察範囲を得ることができる。
ここで、条件式(2)に代えて、以下の条件式(2’)を満足することが好ましい。
0.1<BFL/Y≦4 (2’)
また、条件式(2)に代えて、以下の条件式(2’’)を満足することがより好ましい。
0.2<BFL/Y≦3 (2’’)
また、条件式(2)に代えて、以下の条件式(2’’’)を満足することがより好ましい。
0.3<BFL/Y≦2 (2’’’)
また、本実施形態の変倍光学系では、第2レンズ群よりも像側に、絞りが配置され、絞りよりも像側に、所定の正レンズ群が配置され、所定の正レンズ群は正の屈折力を有すると共に、低倍端に比べて高倍端での絞りとの間隔が小さくなるレンズ群であることが好ましい。
本実施形態の変倍光学系では、第1レンズ群や第2レンズ群よりも像側に絞りが配置され、絞りよりも像側に所定の正レンズ群が配置されている。このようにすることで、絞りよりも像側に、正の屈折力を有するレンズ群が配置されることになる。これにより、特に、低倍時において、絞りを通過した軸外光束を収斂させながら、その光線高が高くなりすぎないように抑えることが可能になる。そのため、光学系の細径化が可能になり、また、軸外収差を良好に補正することが可能となる。
特に、光学系の全長を短縮すると、軸外光束が絞りから射出するとき、その射出角が低倍時で大きくなる。そのため、上述の構成を備えることで、光学系の細径化と軸外収差の良好な補正効果が、光学系の全長を短縮した場合に顕著となる。
また、絞りよりも像側に所定の正レンズ群を配置することによって、高倍時には、絞りと正の屈折力を有するレンズ群との間隔が小さくなる。これにより、光学系の主面を物体側に位置させることができ、また、絞りを通過した軸外光束を収斂させながら、その光線高が高くなりすぎないように抑える、という前述の働きを小さくすることができるため、所望の結像倍率を得ることができる。
なお、絞りと所定の正レンズ群との間に、正の屈折力を有するレンズ群、又は負の屈折力を有するレンズ群を配置させてもよい。
また、本実施形態の変倍光学系では、所定の正レンズ群は、2枚以上の正レンズと、1枚以上の負レンズと、を少なくとも有することが好ましい。
所定の正レンズ群が正レンズを2枚以上有することで、所定の正レンズ群の正の屈折力をこれらの正レンズに分担させることができる。これにより、軸外光束を段階的に屈折させることが可能になるため、コマ収差の発生を抑制することが可能となる。また、所定の正レンズ群が負レンズを1枚以上有することで、所定の正レンズ群内での軸上色収差及び倍率色収差を良好に補正することができる。
このように、本実施形態の変倍光学系では、諸収差が良好に補正されている。そのため、本実施形態の変倍光学系を所定の撮像素子と組み合わせることで、観察範囲を大きく保ちながら、撮像装置をより小型化することが可能となる。
なお、正レンズと負レンズは、接合されていてもよい。
また、本実施形態の変倍光学系では、絞りよりも像側に、所定の正レンズ群が複数配置され、第1の所定の正レンズ群は、複数の所定の正レンズ群のうちで、最も物体側に配置され、以下の条件式(3)を満足することが好ましい。
0<ΔGpmax/ΔGpobj≦0.6 (3)
ここで、
ΔGpmaxは、所定の正レンズ群のうち何れか2つの所定の正レンズ群の光軸上の間隔の変化量のうち、最大となる変化量、
ΔGpobjは、第1の所定の正レンズ群の光軸上の移動量のうち、最大となる移動量、
である。
ここで、ΔGpmaxは、所定の正レンズ群が3つ以上のレンズ群から構成される場合、当該3つ以上のレンズ群から2つのレンズ群を選択する全ての組み合わせの中で、正レンズ群の光軸上の間隔の変化量のうち、最大となる変化量である。
所定の正レンズ群を複数配置し、変倍時に、2つの所定の正レンズ群の間隔を変化させることにより、変倍を行っても像面が変動しないようにすることが可能となる。
条件式(3)の上限値を上回らないようにすることで、2つの所定の正レンズ群の間隔の変化量が大きくなりすぎない。この場合、所定の正レンズ群が一つの場合の機能を、複数の所定の正レンズ群全体で発揮することが可能となる。よって、所定の正レンズ群が複数配置された場合においても、諸収差、特に、低倍時の軸外収差を良好に補正することができる。
なお、レンズ群の移動量は、レンズ群と像面との間の距離の変化量であって、レンズ群と像面との間の距離は像面を基準として算出する。例えば、レンズ群と像面との間の距離が低倍端でDL、高倍端でDHの場合、レンズ群の移動量は|DH−DL|になる。
ここで、条件式(3)に代えて、以下の条件式(3’)を満足することが好ましい。
0.01<ΔGpmax/ΔGpobj≦0.5 (3’)
また、条件式(3)に代えて、以下の条件式(3’’)を満足することがより好ましい。
0.02<ΔGpmax/ΔGpobj≦0.4 (3’’)
また、条件式(3)に代えて、以下の条件式(3’’’)を満足することがより好ましい。
0.03<ΔGpmax/ΔGpobj≦0.35 (3’’’)
また、本実施形態の変倍光学系は、以下の条件式(4)を満足することが好ましい。
0.1≦fG1/fG2≦5 (4)
ここで、
G1は、第1レンズ群の焦点距離、
G2は、第2レンズ群の焦点距離、
である。
条件式(4)の下限値を下回らないようにすることで、第1レンズ群の焦点距離が小さくなりすぎない。その結果、比較的少ないレンズ枚数で、第1レンズ群内での諸収差、特に、球面収差や像面湾曲を良好に補正することができる。
条件式(4)の上限値を上回らないようにすることで、第1レンズ群の焦点距離が大きくなりすぎない。その結果、第1レンズ群から射出する軸上光束や軸外光束の発散を抑えることができる。また、特に、第2レンズ群に入射する光束径が、高倍時に大きくなりすぎないように抑えることができる。このようなことから、諸収差、特に、低倍時の球面収差やコマ収差を良好に補正することができる。
ここで、条件式(4)に代えて、以下の条件式(4’)を満足することが好ましい。
0.2≦fG1/fG2≦4 (4’)
また、条件式(4)に代えて、以下の条件式(4’’)を満足することがより好ましい。
0.3≦fG1/fG2≦3 (4’’)
また、条件式(4)に代えて、以下の条件式(4’’’)を満足することがより好ましい。
0.4≦fG1/fG2≦2 (4’’’)
また、本実施形態の変倍光学系では、低倍端から高倍端への変倍時に、絞りが像側から物体側に移動することが好ましい。
変倍時に絞りが移動することによって、光学系の全長に対するレンズ群の移動スペースが大きくなる。そのため、所望の倍率を確保しながら、光学系の全長を短縮することが可能となる。
また、絞りより物体側にあるレンズ群と絞りより像側にあるレンズ群の各々で、倍率色収差が発生する。ここで、本実施形態の変倍光学系では、変倍によらず、各々のレンズ群で発生する倍率色収差のバランスをとることができる。そのため、低倍時と高倍時の両方で、光学系全体の倍率色収差を良好に補正することができる。
また、本実施形態の変倍光学系は、以下の条件式(5)を満足することが好ましい。
0.2≦fG1/fLGp≦10 (5)
ここで、
G1は、第1レンズ群の焦点距離、
LGpは、低倍端での所定の正レンズ群の焦点距離、
である。
条件式(5)の下限値を下回らないようにすることで、所定の正レンズ群の焦点距離が大きくなりすぎない。その結果、低倍時において、絞りを通過した軸外光束を収斂させながら、その光線高が高くなりすぎないように抑えることが可能になる。そのため、光学系の全長の短縮と細径化の両立が可能になり、また、軸外収差、特に、コマ収差を良好に補正することが可能となる。
条件式(5)の上限値を上回らないようにすることで、所定の正レンズ群の焦点距離が小さくなりすぎない。その結果、所定の正レンズ群内で像面湾曲や倍率色収差などが発生しても、その発生量が大きくなりすぎないように抑えることが可能となる。そのため、特に、低倍時での軸外収差を良好に補正することが可能となる。
なお、所定の正レンズ群が1つの場合、fLGpは、1つの所定の正レンズ群の焦点距離である。
また、所定の正レンズ群が複数の場合、最も絞り側に位置する所定の正レンズ群から最も像側に位置する所定の正レンズ群までを1つのレンズ群とみなす。そして、この1つのレンズ群を、所定の正レンズ群とみなす。よって、所定の正レンズ群が複数の場合、fLGpは、この1つのレンズ群の焦点距離である。例えば、絞りの像側に、物体側から像側に順に、第1の所定の正レンズ群と、負レンズ群と、第2の所定の正レンズ群と、が配置されている場合、fLGpは、当該第1の所定の正レンズ群と、当該負レンズ群と、当該第2の所定の正レンズ群との合成の焦点距離である。
ここで、条件式(5)に代えて、以下の条件式(5’)を満足することが好ましい。
0.3≦fG1/fLGp≦8 (5’)
また、条件式(5)に代えて、以下の条件式(5’’)を満足することがより好ましい。
0.35≦fG1/fLGp≦4 (5’’)
また、条件式(5)に代えて、以下の条件式(5’’’)を満足することがより好ましい。
0.4≦fG1/fLGp≦2 (5’’’)
また、本実施形態の変倍光学系では、所定の正レンズを1つ以上有し、所定の正レンズに、高分散の硝材が用いられていることが好ましい。
C線とd線との間で軸上色収差と倍率色収差を補正すると、g線の色収差が補正過剰になることがある。ここで、一般的に、高分散の硝材は部分分散比θgfの値が高い。そこで、高分散の硝材を正レンズに用いることで、補正過剰になってしまうg線の色収差を良好に補正することができる。
なお、ここでの高分散の硝材とは、アッベ数が30以下の硝材を指す。
また、本実施形態の変倍光学系は、以下の条件式(6)を満足することが好ましい。
−1≦DHGpop/DHGpoi≦0.65 (6)
ここで、
HGpopは、高倍端での所定の正レンズ群における最も物体側のレンズ面から物体側主面までの光軸上の距離、
HGpoiは、高倍端での所定の正レンズ群における最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離、
である。
ここで、物体側主面が、所定の正レンズ群における最も物体側のレンズ面よりも像側に位置している場合、DHGpopの値は正の値となり、物体側に位置している場合、DHGpopの値は負の値となる。
条件式(6)の下限値を下回らないようにすることで、軸上光線の光線高が高い絞り近傍において、所定の正レンズ群の物体側レンズ面の正の屈折力が大きくなりすぎないようにすることが可能となる。そのため、特に球面収差を良好に補正することが可能となる。
条件式(6)の上限値を上回らないようにすることで、所定の正レンズ群の構成をテレフォトの構成にして、所定の正レンズ群の主点を物体側に位置させることが可能となる。このようにすると、高倍時に、絞り近傍に所定の正レンズ群が位置することになる。すなわち、絞りの近傍に強い正の屈折力を持たせることになるので、軸上光束と軸外光束の発散を抑えられる。そのため、コマ収差の発生を抑えながら、像面湾曲を十分に補正することが可能となる。その結果、観察範囲を大きくしながら光学系を小型化し、またコマ収差や像面湾曲などの収差を良好に補正することが可能となる。
なお、所定の正レンズ群よりも像側のレンズ群に、負の屈折作用を持たせても良い。このようにすることで、光学系の全長を短くしながら、所望の倍率を確保することができる。
また、所定の正レンズ群が1つの場合、DHGpoiは、1つの所定の正レンズ群における最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離である。また、所定の正レンズ群が複数の場合、DHGpoiは、最も物体側に位置する所定の正レンズ群における最も物体側のレンズ面から、最も像側に位置する所定の正レンズ群における最も像側のレンズ面までの光軸上の距離である。
ここで、条件式(6)に代えて、以下の条件式(6’)を満足することが好ましい。
−0.7≦DHGpop/DHGpoi≦0.55 (6’)
また、条件式(6)に代えて、以下の条件式(6’’)を満足することがより好ましい。
−0.3≦DHGpop/DHGpoi≦0.5 (6’’)
また、条件式(6)に代えて、以下の条件式(6’’’)を満足することがより好ましい。
0≦DHGpop/DHGpoi≦0.3 (6’’’)
また、本実施形態の変倍光学系では、絞りと、所定の負レンズ群と、を有し、所定の負レンズ群は負の屈折力を有すると共に、絞りと隣り合うように配置され、以下の条件式(7)を満足することが好ましい。
|DsGno/φHs|≦1 (7)
ここで、
sGnoは、絞りから所定の負レンズ群における最も絞り側のレンズ面までの光軸上の距離、
φHsは、高倍端での絞りの直径、
である。
本実施形態の変倍光学系では、所定の負レンズ群が絞りと隣り合うように配置されている。ここで、絞りとレンズ群とが隣り合うとは、絞りとレンズ群との間にレンズ群が配置されていないことを意味する。そして、条件式(7)を満足することで、絞りの近傍に、負の屈折力を有するレンズ群を配置することができる。これにより、特に、高倍時の軸上色収差を良好に補正しつつ、変倍による倍率色収差の変動を抑えることができる。そのため、変倍時に絞りを固定、又はその移動量を極力小さくしても、変倍による倍率色収差の変動を抑えながら、軸上色収差を良好に補正することが可能となる。
なお、DsGnosは、変倍に際してその値が変化する場合は、低倍端から高倍端までの間で最大となるときの距離である。
ここで、条件式(7)に代えて、以下の条件式(7’)を満足することが好ましい。
|DsGno/φHs|≦0.6 (7’)
また、条件式(7)に代えて、以下の条件式(7’’)を満足することがより好ましい。
|DsGno/φHs|≦0.4 (7’’)
また、条件式(7)に代えて、以下の条件式(7’’’)を満足することがより好ましい。
|DsGno/φHs|≦0.3 (7’’’)
また、本実施形態の変倍光学系では、所定の負レンズ群は、1枚以上の正レンズと、1枚以上の負レンズと、を少なくとも有し、正レンズに、負レンズよりも高分散の硝材を用いていることが好ましい。
高分散の硝材を用いた正レンズを、所定の負レンズ群内に配置することで、色収差の補正作用が過剰になることを防ぐことができる。そのため、特に、高倍時の軸上色収差を良好に補正することが可能となる。
また、C線とd線との間で軸上色収差と倍率色収差を補正すると、g線の色収差が補正過剰になることがある。ここで、一般的に、高分散の硝材は部分分散比θgfの値が高い。そこで、部分分散比θgfの値が大きい硝材を正レンズとして用いることで、補正過剰になってしまうg線の色収差を良好に補正することができる。
また、本実施形態の変倍光学系では、正レンズと負レンズとが接合されていることが好ましい。
所定の負レンズ群は、絞りと隣り合うように配置されている。ここで、絞りの近傍では、光線高が高くなる。そこで、絞り近傍に配置された所定の負レンズ群を、正レンズと負レンズとで構成する。正レンズと負レンズの一対は色収差補正作用が大きいので、レンズ対を接合することにより、色コマ収差の発生を抑えることができる。
第2実施形態の変倍光学系は、低倍端から高倍端までの間で倍率が変化する光学系であって、最も物体側に配置され、正の屈折力を有する第1レンズ群と、第1レンズ群よりも像側に配置され、負の屈折力を有する第2のレンズ群と、を少なくとも有し、第2レンズ群よりも物体側に配置された絞りを有し、変倍時に、第2レンズ群は移動して、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が変化し、第2レンズ群よりも像側に、第3レンズ群が配置され、以下の条件式(8)を満足することを特徴とする。
0.15≦ΔG2max/DHIGi≦2 (8)
ここで、
ΔG2maxは、第2レンズ群の光軸上の移動量のうち、最大となる移動量、
HIGiは、高倍端での第3レンズ群の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離、
である。
第2実施形態の変倍光学系は、上述の基本構成を備え、更に、第2レンズ群に負の屈折力を持たせると共に、第2レンズ群を移動させることで、第1レンズ群と第2レンズ群と間隔を変化させ、これにより変倍を行っている。加えて、絞りを第2レンズ群よりも物体側に配置すると共に、第2レンズ群よりも像側に、第3レンズ群を配置し、なお、第2実施形態の変倍光学系では、共役長が一定の状態で変倍が行われる。
基本構成の技術的意義については既に説明しているので、説明は省略する。
第2レンズ群が負の屈折力を持つことにより、絞りよりも物体側でレンズ径を小さくすることが可能になる。
また、絞りを第2レンズ群よりも物体側に配置することにより、変倍時に絞りを固定、又はその移動量を極力小さくしても、変倍による入射瞳位置の変動を抑えることが可能となる。その結果、変倍によらず、テレセントリック性を適切に確保することができる。
また、第2レンズ群よりも像側に、第3レンズ群が配置されている。
また、このような光学系にすることにより、観察範囲を大きく保ちながら、装置を小型化することが可能となる。
なお、絞りは第1レンズ群の内部に配置しても良く、第1レンズ群と第2レンズ群との間に配置しても良い。
そして、本実施形態の変倍光学系は、条件式(8)を満足する。
条件式(8)の下限値を下回らないようにすることで、変倍作用を主に負担している第2レンズ群の移動量を十分に確保しながら、光学系の全長を短縮することが可能となる。また、第1レンズ群と第2レンズ群の各々で、屈折力の絶対値を大きくしすぎることなく、所望の変倍比を確保することができる。そのため、第1レンズ群と第2レンズ群の各々で、諸収差、特に、像面湾曲を良好に補正することができる。その結果、光学系全体の収差をバランスよく補正でき、また、各々の収差も良好に補正することができる。
条件式(8)の上限値を上回らないようにすることで、高倍時に第3レンズ群の物体側レンズから像面までの距離が短くなりすぎない。そのため、高倍時に、第3レンズ群のレンズ構成が極端にテレフォト構成になることなく、所望の倍率が得られる。その結果、第3レンズ群での諸収差、特に、球面収差やコマ収差を良好に補正することができる。
このように、本実施形態の変倍光学系では、諸収差が良好に補正されている。そのため、本実施形態の変倍光学系を所定の撮像素子と組み合わせることで、観察範囲を大きく保ちながら、撮像装置をより小型化することが可能となる。
ここで、条件式(8)に代えて、以下の条件式(8’)を満足することが好ましい。
0.2≦ΔG2max/DHIGi≦1.7 (8’)
また、条件式(8)に代えて、以下の条件式(8’’)を満足することがより好ましい。
0.3≦ΔG2max/DHIGi≦1.5 (8’’)
また、条件式(8)に代えて、以下の条件式(8’’’)を満足することがより好ましい。
0.35≦ΔG2max/DHIGi≦1 (8’’’)
なお、本実施形態の変倍光学系は、以下の条件式(2)を満足することが好ましい。
0<BFL/Y≦4.3 (2)
ここで、
BFLは、低倍端でのバックフォーカス、
Yは、変倍光学系全系における最大像高、
である。
条件式(2)の技術的意義は既に説明したので、説明は省略する。
また、本実施形態の変倍光学系では、所定の正レンズを1つ以上有し、所定の正レンズに高分散の硝材を用いていることが好ましい。
C線とd線との間で軸上色収差と倍率色収差を補正すると、g線の色収差が補正過剰になることがある。ここで、一般的に、高分散の硝材は部分分散比θgfの値が高い。そこで、高分散の硝材を正レンズに用いることで、補正過剰になってしまうg線の色収差を良好に補正することができる。
なお、ここでの高分散の硝材とは、アッベ数が30以下の硝材を指す。
また、本実施形態の変倍光学系は、以下の条件式(4−1)を満足することが好ましい。
−2.5≦fG1/fG2≦−0.2 (4−1)
ここで、
G1は、第1レンズ群の焦点距離、
G2は、第2レンズ群の焦点距離、
である。
条件式(4−1)の下限値を下回らないようにすることで、第2レンズ群の焦点距離が小さくなりすぎない。この場合、第2レンズ群での軸上光束の発散と軸外光束の発散が強くなりすぎないように抑制することができる。そのため、諸収差、低倍時では主にコマ収差を、高倍時では主に球面収差を良好に補正することができる。
条件式(4−1)の上限値を上回らないようにすることで、第2レンズ群の焦点距離が大きくなりすぎない。この場合、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔の変化によって、変倍作用の大部分を生じさせることが可能になる。しかも、両者の間隔の変化量を大きくしすぎることなく、所望の変倍比を得ることが可能となる。そのため、光学系の全長の短縮が可能となる。また、第2レンズ群の負の屈折力が小さくなりすぎないために、特に、高倍時での像面湾曲を十分に補正することが可能となる。
ここで、条件式(4−1)に代えて、以下の条件式(4−1’)を満足することが好ましい。
−2.4≦fG1/fG2≦−0.25 (4−1’)
また、条件式(4−1)に代えて、以下の条件式(4−1’’)を満足することがより好ましい。
−2.2≦fG1/fG2≦−0.3 (4−1’’)
また、条件式(4−1)に代えて、以下の条件式(4−1’’’)を満足することがより好ましい。
−2≦fG1/fG2≦−0.35 (4−1’’’)
また、本実施形態の変倍光学系では、第3レンズ群は正の屈折力を有すると共に、第2レンズ群よりも像側に、第2レンズ群に隣り合うように配置され、変倍時、第2レンズ群と第3レンズ群との間隔が変化し、以下の条件式(9)を満足することが好ましい。
−7.5≦fG3/fG2≦−1 (9)
ここで、
G2は、第2レンズ群の焦点距離、
G3は、第3レンズ群の焦点距離、
である。
第2レンズ群よりも像側に正の屈折力を有する第3レンズ群を配置している。
条件式(9)の下限値を上回らないようにすることで、第3レンズ群の焦点距離が大きくなりすぎない。そのため、特に、低倍時において、第2レンズ群で発散した軸外光束を第3レンズ群で収斂させながら、その光線高が高くなりすぎないように抑えることが可能になる。そのため、光学系の細径化が可能になり、また、軸外収差を良好に補正することが可能となる。
条件式の(9)上限値を上回らないようにすることで、第3レンズ群の焦点距離が短くなりすぎない。そのため、第3レンズ群内で発生する諸収差、特に、コマ収差や倍率色収差の発生を抑えることが可能となる。その結果、光学系全体の諸収差、特に、低倍時の軸外収差を良好に補正することが可能となる。
ここで、条件式(9)に代えて、以下の条件式(9’)を満足することが好ましい。
−7≦fG3/fG2≦−1.3 (9’)
また、条件式(9)に代えて、以下の条件式(9’’)を満足することがより好ましい。
−6≦fG3/fG2≦−1.7 (9’’)
また、条件式(9)に代えて、以下の条件式(9’’’)を満足することがより好ましい。
−5≦fG3/fG2≦−2 (9’’’)
また、本実施形態の変倍光学系では、第2レンズ群よりも像側に、正の屈折力を有する第3レンズ群が配置され、第3レンズ群よりも像側に、1つ以上のレンズ群を有し、以下の条件式(10)を満足することが好ましい。
0.07≦fHG1G3/fHGI≦1 (10)
ここで、
HG1G3は、高倍端での第1レンズ群と、第2レンズ群と、第3レンズ群との合成焦点距離、
HGIは、高倍端での第3レンズ群よりも像側に位置するレンズ群の合成焦点距離、
である。
条件式(10)の下限値を下回らないようにすることで、第3レンズ群よりも像側に位置するレンズ群の焦点距離が大きくなりすぎない。この場合、第3レンズ群よりも像側に位置するレンズ群の倍率を大きくしすぎることなく、高倍時に所望の倍率を得ることができる。そのため、第1レンズ群から第3レンズ群までで発生した収差が、像面では縮小されることになる。その結果、諸収差、主に、高倍時の球面収差や軸上色収差を良好に補正することが可能となる。
条件式(10)の上限値を上回らないようにすることで、第1レンズ群から第3レンズ群までのレンズ群の合成焦点距離が小さくなりすぎない。この場合、高倍時、大きな開口数で物体から射出した軸外光束の発散を抑えた状態で、第3レンズ群よりも像側に位置するレンズ群へこの軸外光束を入射させることが可能となる。そのため、第3レンズ群よりも像側に位置するレンズ群でのコマ収差の発生を抑えながら、諸収差、特に、像面湾曲や倍率色収差を良好に補正することが可能となる。
ここで、条件式(10)に代えて、以下の条件式(10’)を満足することが好ましい。
0.08≦fHG1G3/fHGI≦0.9 (10’)
また、条件式(10)に代えて、以下の条件式(10’’)を満足することがより好ましい。
0.1≦fHG1G3/fHGI≦0.8 (10’’)
また、条件式(10)に代えて、以下の条件式(10’’’)を満足することがより好ましい。
0.2≦fHG1G3/fHGI≦0.7 (10’’’)
また、本実施形態の変倍光学系では、第2レンズ群は、1枚以上の正レンズと、1枚以上の負レンズと、を少なくとも有し、正レンズに、負レンズよりも高分散の硝材を用いていることが好ましい。
高分散の硝材を用いた正レンズを、負の屈折力を有する第2レンズ群内に配置することで、特に、高倍時の軸上色収差を良好に補正することが可能となる。
また、C線とd線との間で軸上色収差と倍率色収差を補正すると、g線の色収差が補正過剰になることがある。ここで、一般的に、高分散の硝材は部分分散比θgfの値が高い。そこで、部分分散比θgfの値が大きい硝材を正レンズとして用いることで、補正過剰になってしまうg線の色収差を良好に補正することができる。
また、本実施形態の変倍光学系では、第2レンズ群は、2枚以上の負レンズを有することが好ましい。
このようにすることで、第2レンズ群の負の屈折力を2枚以上の負レンズに分担させることができる。これにより、第2レンズ群内での球面収差が過剰補正になることを抑えることが可能となる。そのため、光学系全体の球面収差を、変倍によらず安定して良好に補正することが可能となる。
また、本実施形態の変倍光学系では、第1レンズ群は、2組以上の接合レンズを有することが好ましい。
このようにすることで、第1レンズ群に強い屈折作用を持たせながら、軸上色収差を良好に補正することができる。更に、レンズが接合されていることによって、倍率色収差や色コマ収差も良好に補正することが可能となる。
特に、本実施形態の変倍光学系では、第2レンズ群に発散作用を持たせている。このような光学系においては、第1レンズ群での収差が第1レンズ群よりも像側に位置するレンズ群によって拡大されてしまう。そのため、第1レンズ群で軸上色収差や倍率色収差が良好に補正されていることは、光学系全体での軸上色収差や倍率色収差の良好な補正に大きく寄与する。
また、本実施形態の変倍光学系では、第3レンズ群よりも像側に、1枚以上の正レンズと、1枚以上の負レンズと、を有し、正レンズと負レンズのうち、最も物体側に配置された物体側正レンズと、最も像側に配置された像側負レンズが、以下の条件式(11)を満足することが好ましい。
0.5≦DHpn/DHpi≦0.99 (11)
Hpnは、高倍端での物体側正レンズの物体側面から像側負レンズの像側面までの光軸上の距離、
Hpiは、高倍端での物体側正レンズの物体側面から像面までの光軸上の距離、
である。
第3レンズ群よりも像側に、少なくとも正レンズと負レンズをそれぞれ1枚以上配置し、それらの間隔を適切にするにより、軸外収差が良好に補正された状態を保ちながら、光学系の全長を短縮することが可能となる。
条件式(11)の下限値を下回らないようにすることで、第3レンズよりも像側に位置するレンズ群の構成をテレフォト構成にすることが可能となる。この場合、バックフォーカスが短縮できるので、光学系の全長を短縮することができる。また、正レンズで収斂した光の光束径が十分に小さくなる位置に負レンズを配置できるので、像面湾曲を良好に補正することが可能となる。
条件式(11)の上限値を上回らないようにすることで、バックフォーカスを適切に確保することができる。これにより、レンズと撮像素子との多重反射によってゴーストが発生しても、ゴーストが高密度で撮像素子面に入射することを防ぐことが可能となる。
ここで、条件式(11)に代えて、以下の条件式(11’)を満足することが好ましい。
0.55≦DHpn/DHpi≦0.95 (11’)
また、条件式(11)に代えて、以下の条件式(11’’)を満足することがより好ましい。
0.6≦DHpn/DHpi≦0.93 (11’’)
また、条件式(11)に代えて、以下の条件式(11’’’)を満足することがより好ましい。
0.65≦DHpn/DHpi≦0.9 (11’’’)
第3実施形態の変倍光学系は、低倍端から高倍端までの間で倍率が変化する光学系であって、最も物体側に配置され、正の屈折力を有する第1レンズ群と、第1レンズ群よりも像側に配置された第2レンズ群と、を少なくとも有し、変倍光学系は、変倍時に共役長が変化する光学系であって、変倍時に移動するレンズ群を有し、以下の条件式(12)を満足することを特徴とする。
0.01≦|Δiomax/Δmax|≦5 (12)
ここで、
Δiomaxは、共役長の変化量のうち、最大となる変化量、
Δmaxは、移動するレンズ群の移動量のうち、最大となる移動量、
である。
第3実施形態の変倍光学系は、上述の基本構成を備え、更に、変倍時に移動するレンズ群を有する。また、本実施形態の変倍光学系では、変倍に伴って共役長が変化する。
基本構成の技術的意義については既に説明しているので、説明は省略する。
そして、本実施形態の変倍光学系は、条件式(12)を満足する。
条件式(12)の下限値を下回らないようにすることで、変倍したときの共役長の変化量を十分に確保することができる。この場合、どの倍率においても、物体位置、像位置及び絞り位置の3つの位置に対する各レンズ群の相対的な位置を、レンズ群の間隔によらず調整することができる。そのため、諸収差、特に、倍率色収差や歪曲収差を良好に補正することが可能となる。
条件式(12)の上限値を上回らないようにすることで、変倍したときの共役長の変化量が大きくなりすぎないようにすることができる。そのため、光学系を大型化せずに、変倍によらず移動するレンズ群の移動スペースを十分に確保することができ、また、収差を良好に補正できる。
このように、本実施形態の変倍光学系では、諸収差が良好に補正されている。そのため、本実施形態の変倍光学系を所定の撮像素子と組み合わせることで、観察範囲を大きく保ちながら、撮像装置をより小型化することが可能となる。
ここで、条件式(12)に代えて、以下の条件式(12’)を満足することが好ましい。
0.1≦|Δiomax/Δmax|≦3 (12’)
また、条件式(12)に代えて、以下の条件式(12’’)を満足することがより好ましい。
0.15≦|Δiomax/Δmax|≦2 (12’’)
また、条件式(12)に代えて、以下の条件式(12’’’)を満足することがより好ましい。
0.2≦|Δiomax/Δmax|≦1 (12’’’)
なお、本実施形態の変倍光学系では、第1レンズ群は、最も物体側に配置された第1物体側レンズを有し、以下の条件式(13)を満足することが好ましい。
|Δwd/Dwdmax|≦0.5 (13)
ここで、
Δwdは、物体から第1物体側レンズの物体側面までの距離の変化量のうち、最大となる変化量、
wdmaxは、物体から第1物体側レンズの物体側面までの距離のうち、最大となる距離、
である。
物体側の開口数が大きい光学系は、顕微鏡の光学系として使われる。このような光学系では、一般的に被写界深度が小さいので、第1物体側レンズから物体までの距離の調整を精度よく行う必要がある。一方で、変倍やフォーカスで使用されるアクチュエータは、一般的に、広い駆動幅と高い位置精度とを両立することは難しい。このようなことから、駆動幅を小さくすることで、より高い位置精度が容易に実現できる。
条件式(13)の上限値を上回らないようすることで、変倍による第1物体側レンズから物体までの距離の変化量を小さく抑えることが可能となる。よって、精度のよいレンズ群の位置調整が可能となる。
ここで、条件式(13)に代えて、以下の条件式(13’)を満足することが好ましい。
|Δwd/Dwdmax|≦0.4 (13’)
また、条件式(13)に代えて、以下の条件式(13’’)を満足することがより好ましい。
|Δwd/Dwdmax|≦0.35 (13’’)
また、条件式(13)に代えて、以下の条件式(13’’’)を満足することがより好ましい。
|Δwd/Dwdmax|≦0.3 (13’’’)
また、本実施形態の変倍光学系では、第1レンズ群から物体までの距離が一定になるように、第1レンズ群が移動することが好ましい。
このようにすることで、例えば、物体をステージに載置した場合、変倍時にステージと第1レンズ群が略一体となって移動することになる。これにより、第1レンズ群から物体までの距離を大きく変動させることなく変倍することができる。そのため、物体と変倍光学系とが衝突することを避けることができる。また、第1レンズ群とステージの各々を、異なるアクチュエータで駆動しても、フォーカス位置が大幅にずれることがない。
なお、ここでの略一体とは、変倍のためにステージと第1レンズ群とが同一のアクチュエータによって駆動される状態のことを指している。なお、第1レンズ群から物体までの距離を微調整するために、上述のように、第1レンズ群とステージの各々を、異なるアクチュエータで駆動する場合がある。そこで、距離の微調整が条件式(13)を満足する状態で変倍が行われる場合、異なるアクチュエータによる駆動であっても、ステージと第1レンズ群の駆動は略一体とみなす。
また、本実施形態の変倍光学系は、低倍端から高倍端までの間で倍率が変化する光学系であって、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する1つまたは2つのレンズ群と、負の屈折力を有する1つまたは2つのレンズ群と、からなり、変倍時に、隣り合うレンズ群との間隔が変化することが好ましい。ここで、絞りは、第2レンズ群と、正の屈折力を有する1つまたは2つのレンズ群と、の間に、配置されていることが好ましい。また、絞りは、第2レンズ群と共に移動することが好ましい。
より具体的には、本実施形態の変倍光学系は、5つのレンズ群によって構成され、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、正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、正の屈折力を有する第4レンズ群と、負の屈折力を有する第5レンズ群と、からなり、変倍時に、隣り合うレンズ群との間隔が変化することが好ましい。
ここで、第1レンズ群において、最も像側に配置されたレンズは、像側に凸面を向けたメニスカスレンズであることが好ましい。また、第1レンズ群において、像側から2番目に位置するレンズは、両凸正レンズであることが好ましい。
また、第2レンズ群において、最も物体側に配置されたレンズは、物体側面が、物体側に凸面を向けていることが好ましい。また、第2レンズ群において、像側から物体側に向けて、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凸正レンズと、両凹負レンズと、を配置することが好ましい。
また、第3レンズ群において、最も物体側に配置されたレンズは、物体側面が物体側に凸面を向けていることが好ましい。また、第3レンズ群において、最も像側に配置されたレンズは、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズであることが好ましい。
また、第4レンズ群において、最も物体側に配置されたレンズは、像側面が、像側に凸面を向けていることが好ましい。また、第4レンズ群において、最も像側に配置されたレンズは、物体側面が、像側に凸面を向けていることが好ましい。また、第4レンズ群において、最も物体側に配置されたレンズは、正の屈折力を有することが好ましい。また、第4レンズ群において、最も像側に配置されたレンズは、負の屈折力を有することが好ましい。
また、第5レンズ群において、最も物体側に配置されたレンズは、像側に凸面を向けていることが好ましい。また、第5レンズ群において、最も像側に配置されたレンズは、物体側面が、像側に凸面を向けていることが好ましい。また、第5レンズ群において、最も物体側に配置されたレンズは、正の屈折力を有することが好ましい。また、第5レンズ群において、最も像側に配置されたレンズは、負の屈折力を有することが好ましい。
また、本実施形態の変倍光学系は、低倍端から高倍端までの間で倍率が変化する光学系であって、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、正の屈折力を有する第4レンズ群と、からなり、変倍時に、隣り合うレンズ群との間隔が変化することが好ましい。
ここで、絞りは、第1レンズ群内、または、第1レンズ群と、第2レンズ群と、の間に、配置されていることが好ましい。
ここで、第1レンズ群において、最も像側に配置されたレンズは、平凸レンズであることが好ましい。また、第1レンズ群において、最も像側に配置されたレンズは、正の屈折力を有することが好ましい。
また、第2レンズ群において、最も物体側に配置されたレンズは、像側面が、物体側に凸面を向けていることが好ましい。また、第2レンズ群において、最も像側に配置されたレンズは、物体側に凸面を向けていることが好ましい。また、第2レンズ群において、最も物体側に配置されたレンズは、負の屈折力を有することが好ましい。また、第2レンズ群において、最も像側に配置されたレンズは、正の屈折力を有することが好ましい。
また、第3レンズ群において、最も物体側に配置されたレンズは、両凸正レンズであることが好ましい。また、第3レンズ群において、最も像側に配置されたレンズは、像側面が物体側に凸面を向けていることが好ましい。
また、第4レンズ群において、最も物体側に配置されたレンズは、物体側面が、物体側に凸面を向けていることが好ましい。また、第4レンズ群において、最も像側に配置されたレンズは、像側面が、物体側に凸面を向けていることが好ましい。また、第4レンズ群において、最も物体側に配置されたレンズは、正の屈折力を有することが好ましい。
また、本実施形態の変倍光学系は、低倍端から高倍端までの間で倍率が変化する光学系であって、物体側から順に、正の屈折力を有する1つまたは2つのレンズ群と、負の屈折力を有する1つのレンズ群と、正の屈折力を有する1つまたは2つのレンズ群と、負の屈折力を有する1つまたは2つのレンズ群と、からなり、変倍時に、隣り合うレンズ群との間隔が変化することが好ましい。
ここで、絞りは、最も物体側に位置する正の屈折力を有する1つまたは2つのレンズ群内、または、最も物体側に位置する正の屈折力を有する1つまたは2つのレンズ群と、負の屈折力を有する1つのレンズ群と、の間に配置されることが好ましい。
より具体的には、本実施形態の変倍光学系は、5つのレンズ群によって構成され、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、負の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群と、負の屈折力を有する第5レンズ群と、からなり、変倍時に、隣り合うレンズ群との間隔が変化することが好ましい。
ここで、第1レンズ群において、最も物体側に配置されたレンズは、像側に凸面を向けたメニスカスレンズであることが好ましい。また、第1レンズ群において、最も像側に配置されたレンズは、物体側面が、物体側に凸面を向けていることが好ましい。また、第1レンズ群において、最も物体側に配置されたレンズは、正の屈折力を有することが好ましい。また、第1レンズ群において、最も像側に配置されたレンズは、正の屈折力を有することが好ましい。
また、第2レンズ群において、最も物体側に配置されたレンズは、像側に凸面を向けたメニスカスレンズであることが好ましい。また、第2レンズ群において、最も像側に配置されたレンズは、像側に凸面を向けたメニスカスレンズであることが好ましい。また、第2レンズ群において、最も物体側に配置されたレンズは、正の屈折力を有することが好ましい。また、第2レンズ群において、最も像側に配置されたレンズは、負の屈折力を有することが好ましい。
また、第3レンズ群において、最も物体側に配置されたレンズは、像側に凸面を向けたメニスカスレンズであることが好ましい。また、第3レンズ群において、最も像側に配置されたレンズは、像側に凸面を向けたメニスカスレンズであることが好ましい。また、第3レンズ群において、最も物体側に配置されたレンズは、正の屈折力を有することが好ましい。また、第3レンズ群において、最も像側に配置されたレンズは、負の屈折力を有することが好ましい。
また、第4レンズ群において、最も物体側に配置されたレンズは、両凸正レンズであることが好ましい。また、第4レンズ群において、最も像側に配置されたレンズは、両凹負レンズであることが好ましい。また、第4レンズ群は、物体側から順に、両凸正レンズと、両凸正レンズと、両凹負レンズと、からなることが好ましい。
また、第5レンズ群において、最も物体側に配置されたレンズは、物体側面が物体側に凸面を向けていることが好ましい。また、第5レンズ群において、最も像側に配置されたレンズは、両凹負レンズであることが好ましい。また、第5レンズ群において、最も像側に配置されたレンズは、負の屈折力を有することが好ましい。
また、レンズ群を構成するレンズのうち、隣り合うレンズは樹脂レンズであることが好ましい。このとき、隣り合うレンズの数は2以上であっても良い。
このようにすることで、レンズ群を軽量化することができる。また、レンズが樹脂で構成されていることで、レンズの保持方式として、レンズ枠へレンズを圧入する方式や、一方のレンズのコバに枠を形成してこの枠に他のレンズを嵌合させる方式を用いることができる。このような方式を用いることとで、レンズ間の偏心を小さくすることができる。
本実施形態の撮像装置は、撮像素子と、変倍光学系と、を有する撮像装置であって、変倍光学系によって、撮像素子上に光学像が形成され、変倍光学系は、低倍端から高倍端までの間で倍率が変化する光学系であって、最も物体側に配置され、正の屈折力を有する第1レンズ群と、第1レンズ群よりも像側に配置された第2レンズ群と、を少なくとも有し、変倍時に、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が可変であり、以下の条件式(14)、(15)を満足することを特徴とする。
3000≦2×Y/p (14)
0.08≦NAH (15)
ここで、
Yは、変倍光学系全系における最大像高、
pは、撮像素子における画素ピッチ、
NAHは、高倍端での変倍光学系の物体側の開口数、
である。
本実施形態の撮像装置に用いられる変倍光学系は、上述の基本構成を備えている。基本構成の技術的意義については既に説明しているので、説明は省略する。
そして、本実施形態の撮像装置は、条件式(14)、(15)を満足する。
撮像装置としては、例えば、顕微鏡がある。顕微鏡では、視野数は通常22mm程度である。視野数22mmは、変倍光学系の像高に換算すると11mm程度になる。
そこで、本実施形態の変倍光学系を顕微鏡の光学系に用いる場合は、視野数22mmに相当する観察範囲を得るために、変倍光学系は像高11mm程度まで収差が良好に補正されている必要がある。
デジタル顕微鏡では、撮像した物体像の画像をモニタ上で観察する。このデジタル顕微鏡においては、像高に対して撮像素子の画素ピッチが十分に小さければ、像高が小さくても、視野数22mmに相当する観察範囲が得られる。また、像高を11mm(視野数22mm相当)よりも大きくしなくても、より大きな視野数に相当する観察範囲が得られる。この場合、より高い分解能を有することが、変倍光学系に要求されることは言うまでもない。
通常の顕微鏡では、1次結像面でのエアリーディスク径は28μm程度である。このことを考慮すると、条件式(14)と(15)を満足することにより、変倍光学系において十分に高い分解能を確保することができる。この場合、像高に対して十分に細かいサンプリングピッチで、物体の画像の取得が可能となる。そのため、変倍光学系における像高を11mmよりも大きくすることなく、視野数22mm程度の観察範囲、又は視野数22mm以上に相当する広い観察範囲を得ることができる。
例えば、撮像素子の画素ピッチが3μmの場合、像高4.5mmmが条件式(14)の下限値となる。この場合、変倍光学系において像高4.5mmまで収差が良好に補正されていれば、視野数22mmに相当する観察範囲を実現することができる。また、収差が良好に補正されている像高を9mm程度にすると、通常の顕微鏡に比べて小さい像高であるにもかかわらず、視野数44mmに相当する広い観察範囲を実現することができる。
このように、条件式(14)、(15)を満足することにより、変倍光学系における像高を通常の顕微鏡における視野数に相当する像高よりも大きくすることなく、高い分解能で、通常の顕微鏡と同等あるいはそれ以上の観察範囲を撮影することができる。そのため、広い観察範囲を保ちつつ、小型化で、しかも解像度の高い画像が得られる撮像装置を実現することが可能となる。
なお、より小型で観察範囲が広い撮像装置を実現するためには、撮像素子の画素ピッチは3μm以下であることが望ましい。
ここで、条件式(14)に代えて、以下の条件式(14’)を満足することが好ましい。
3500≦2×Y/p (14’)
また、条件式(14)に代えて、以下の条件式(14’’)を満足することがより好ましい。
4000≦2×Y/p (14’’)
また、条件式(14)に代えて、以下の条件式(14’’’)を満足することがより好ましい。
4800≦2×Y/p (14’’’)
ここで、条件式(15)に代えて、以下の条件式(15’)を満足することが好ましい。
0.1≦NAH (15’)
また、条件式(15)に代えて、以下の条件式(15’’)を満足することがより好ましい。
0.12≦NAH (15’’)
また、条件式(15)に代えて、以下の条件式(15’’’)を満足することがより好ましい。
0.2≦NAH (15’’’)
なお、本実施形態の撮像装置は、以下の条件式(16)を満足することが好ましい。
1.0<εH90/p<10 (16)
ここで、
εH90は、変倍光学系の高倍端において、波長e線の点像を撮像素子の略中心付近に形成したときの、ベスト像面での点像強度分布の90%エンサークルドエネルギーの直径、
pは、撮像素子における画素ピッチ、
である。
デジタル顕微鏡においては、撮像素子の画素ピッチに釣り合った結像性能を変倍光学系に持たせることで、高い分解能を維持したままで撮像装置の小型化が可能となる。特に高倍時には、高い分解能が必要になる。
点像強度分布は広がりを持っているので、点像強度分布を示す光は複数の画素で受光される。しかしながら、点像強度分布では、周辺の光強度が中心に比べて急激に減少する。この場合、光の大半、すなわち、エンサークルドエネルギーの大半が点像の中心付近に集中している。よって、点像中心に位置する1つの画素に、エンサークルドエネルギーの大半の光が入射すれば、高い分解能を得ることができる。
条件式(16)の下限値を下回らないようにすることで、変倍光学系の結像性能に対して十分に小さいピッチでサンプリングすることが可能となるので、高い分解能を実現することが可能となる。また、サンプリングピッチよりも高い周波数成分を持つ構造まで高いコントラストで結像する必要がなくなるため、光学系を小型化することが可能となる。
条件式(16)の上限値を上回らないようにすることで、高倍時に、エンサークルドエネルギーの大半を占める光が1つの画素に入射するようになる。そのため、例えば、物体が濃淡のパターンを持つ場合、濃淡のピッチが撮像素子のナイキスト周波数程度となるまで、十分に高いコントラストで物体の光学像を形成することが可能となる。
このように、本実施形態の撮像装置に用いる変倍光学系では、エンサークルドエネルギーの大半を占める光が1つの画素に入射する程度まで諸収差が良好に補正されている。そのため、本実施形態の変倍光学系を所定の撮像素子と組み合わせることで、観察範囲を大きく保ちながら、撮像装置をより小型化することが可能となる。
ここで、条件式(16)に代えて、以下の条件式(16’)を満足することが好ましい。
2<εH90/p<9 (16’)
また、条件式(16)に代えて、以下の条件式(16’’)を満足することがより好ましい。
3<εH90/p<8 (16’’)
また、条件式(16)に代えて、以下の条件式(16’’’)を満足することがより好ましい。
4<εH90/p<6 (16’’’)
また、本実施形態の撮像装置は、以下の条件式(17)を満足することが好ましい。
0.06<NA’H (17)
ここで、
NA’Hは、高倍端での変倍光学系の像側の開口数、
である。
変倍光学系の像側の開口数を大きくすることで、画素ピッチが小さい撮像素子に好適な分解能での結像が可能となる。また、上述のように、高倍時の観察では、より高い分解能が必要になる。そこで、高倍時に条件式(17)を満足することにより、3μm以下の画素ピッチを有する撮像素子を用いた場合であっても、変倍光学系において良好な結像が可能となる。また、この変倍光学系と画素ピッチの小さい撮像素子とを組み合わせることにより、観察範囲を大きく保ちながら、装置をより小型化することが可能となる。
ここで、条件式(17)に代えて、以下の条件式(17’)を満足することが好ましい。
0.08<NA’H (17’)
また、条件式(17)に代えて、以下の条件式(17’’)を満足することがより好ましい。
0.1<NA’H (17’’)
また、条件式(17)に代えて、以下の条件式(17’’’)を満足することがより好ましい。
0.12<NA’H (17’’’)
また、本実施形態の撮像装置は、以下の条件式(18)を満足することが好ましい。
−7<LTL/p<7 (18)
ここで、
LTLは、変倍光学系の低倍端における重心間距離であって、該重心間距離は、最大像高の70%の位置での、C線での点像強度分布の重心とd線での点像強度分布の重心との間の距離、
pは、撮像素子における画素ピッチ、
である。
低倍時の観察では、像の周辺部での結像性能が重要となる。低倍時は、特に、周辺部の倍率色収差が小さいことが変倍光学系には求められる。倍率色収差によって画像に生じた色にじみは、デジタル補正(画像処理)を行うことである程度は抑えることができる。しかしながら、変倍光学系の倍率色収差による色にじみの量が画素ピッチに対して大きすぎると、デジタル補正でも十分に補正しきれない。
条件式(18)の下限値を下回らないようにすると共に、上限値を上回らないようにすることで、低倍時における倍率色収差の発生量を小さくすることができる。これにより、画像の周辺部における色にじみの発生を、低倍時においても良好に抑えられるので、デジタル補正の必要がなくなる。あるいは、デジタル補正が必要になったとしても、色にじみを良好にデジタル補正することができる。その結果、観察時の色にじみを良好に抑えることができる。
なお、製造誤差などにより、収差が回転非対称である場合、点像強度分布も非対称になる。このような場合、LTLは、点像強度分布の重心から求めるのではなく、点像強度分布における最大強度の位置から求めれば良い。
ここで、条件式(18)に代えて、以下の条件式(18’)を満足することが好ましい。
−5<LTL/p<5 (18’)
また、条件式(18)に代えて、以下の条件式(18’’)を満足することがより好ましい。
−4<LTL/p<4 (18’’)
また、条件式(18)に代えて、以下の条件式(18’’’)を満足することがより好ましい。
−3<LTL/p<3 (18’’’)
また、本実施形態の撮像装置は、以下の条件式(19)を満足することが好ましい。
−50<ATH/p<50 (19)
ここで、
ATHは、撮像素子の略中心付近における、C線でのベストピント位置とd線でのベストピント位置との差、
pは、撮像素子における画素ピッチ、
である。
高倍時の観察では、像の中心部での結像性能が重要となる。高倍時は高い分解能が必要で、特に、軸上色収差が小さいことが変倍光学系には求められる。ここで、画素ピッチが大きい場合には、像側の開口数を小さくしたり、球面収差を大きくしたりすることで、焦点深度を大きくし、これにより、軸上色収差による色にじみを軽減することができる。
しかしながら、画素ピッチが小さくなると、像側の開口数を小さくして焦点深度を大きくすることが困難となる。そこで、条件式(19)の下限値を下回らないようにすると共に、上限値を上回らないようすることで、画素ピッチが小さい撮像素子を用いた場合であっても、画像の中心部における色にじみの発生を、高倍時であっても良好に抑えることができる。
ここで、条件式(19)に代えて、以下の条件式(19’)を満足することが好ましい。
−40<ATH/p<40 (19’)
また、条件式(19)に代えて、以下の条件式(19’’)を満足することがより好ましい。
−35<ATH/p<35 (19’’)
また、条件式(19)に代えて、以下の条件式(19’’’)を満足することがより好ましい。
−30<ATH/p<30 (19’’’)
また、本実施形態の撮像装置は、以下の条件式(20)、(21)を満足することが好ましい。
−7°<CRALobj<7° (20)
−7°<CRAHobj<7° (21)
ここで、
CRALobjは、低倍端での物体側主光線と光軸とのなす角度、
CRAHobjは、高倍端での物体側主光線と光軸とのなす角度、
物体側主光線は、第1レンズ群に入射する主光線のうち、最大像高の90%の位置に到達する主光線、
である。
角度の正負は、光軸から時計回りの方向に測った場合の角度を負、反時計回りの方向に測ったときの角度を正とする。
条件式(20)、(21)の下限値を下回らないようにすると共に、上限値を上回らないようすることで、変倍光学系において、物体側でのテレセントリック性を適切に確保することができる。すなわち、物体から第1レンズ群に入射する軸外主光線を、より光軸と平行にすることができる。これにより、本実施形態の撮像装置に用いられる変倍光学系を、より物体側でテレセントリックな光学系にすることができる。なお、物体側主光線と光軸とのなす角度は、物体面から第1レンズ群の物体側レンズ面までの間の任意の位置における角度である。
物体側でテレセントリックな光学系では、倍率の変動が少ない。すなわち、光学系から物体までの距離が多少変化しても、光学系によって形成された光学像の大きさの変動を抑えることができる。このようなことから、例えば、本実施形態の撮像装置に用いられる光学系を寸法計測に用いた場合、光学系に対する物体位置が光軸方向で多少変化し、これにより光学系から物体までの距離が多少変化しても、光学像の大きさの変動は少ない。よって、本実施形態の撮像装置では、光学系から物体までの距離が多少変化しても、物体の大きさを正確に計測することができる。なお、物体の大きさは、光軸と垂直な面内における大きさのことである。
ここで、条件式(20)に代えて、以下の条件式(20’)を満足することが好ましい。
−6°<CRALobj<6° (20’)
また、条件式(20)に代えて、以下の条件式(20’’)を満足することがより好ましい。
−5.5°<CRALobj<5.5° (20’’)
また、条件式(20)に代えて、以下の条件式(20’’’)を満足することがより好ましい。
−5°<CRALobj<5° (20’’’)
ここで、条件式(21)に代えて、以下の条件式(21’)を満足することが好ましい。
−6°<CRAHobj<6° (21’)
また、条件式(21)に代えて、以下の条件式(21’’)を満足することがより好ましい。
−5.5°<CRAHobj<5.5° (21’’)
また、条件式(21)に代えて、以下の条件式(21’’’)を満足することがより好ましい。
−5°<CRAHobj<5° (21’’’)
また、本実施形態の撮像装置では、光学像の画像のコントラストを検知しながら、自動的にフォーカスすることが好ましい。
物体へのフォーカスを自動的に行うことによって、撮像装置の使用者は異なる倍率の観察をスムーズに行うことが可能となる。
なお、変倍光学系における変倍も自動で行うことができることが好ましい。このようにすれば、例えば、使用者が異なる倍率での観察を行う際に、異なる倍率への変更をワンタッチで行うことができる。また、低倍での概略な観察と高倍での詳細な観察を、一連のシーケンスで自動化することが可能となる。
また、本実施形態の撮像装置では、撮像素子を光軸方向に動かすことによってフォーカスすることが好ましい。
高倍時に変倍光学系の物体側の開口数を大きくして、かつ良好な収差補正を実現するためには、変倍光学系から物体までの距離を短くせざるを得ない場合が多い。しかしながら、変倍光学系から物体までの距離を短くした光学系で、物体までの距離を変化させてフォーカスする方法をとると、光学系と物体とが衝突してしまい、いずれかが破損してしまうことがあり得る。
特に、画像のコントラストを検知しながら、自動的にフォーカスする場合は、使用者が手動でフォーカスする場合に比べて、一般的に光学系あるいはステージの移動量を大きくとる必要があるため、光学系と物体とが衝突する可能性が高くなる。
変倍光学系から物体までの距離を変化させずにフォーカスするには、最も物体側に位置するレンズ群以外のレンズ群を移動させる方法と、撮像素子を移動させる方法とがある。ここで、フォーカシングによる倍率の変動や収差の変動が抑えられることから、フォーカス方法としては撮像素子を移動させる方法が望ましい。
通常の顕微鏡では像側の焦点深度が大きいため、撮像素子を動かしてフォーカスする場合には、撮像素子の移動量を非常に大きくする必要があった。これに対して、本実施形態の変倍光学系は、像側の焦点深度が比較的小さい。そのため、撮像素子の移動量を小さくすることができる。このようなことから、フォーカス方法としては、撮像素子を光軸方向に動かしてフォーカスする方法が適している。
また、本実施形態の撮像装置は、上述のいずれかの変倍光学系と、撮像素子と、を有することを特徴とする。
本実施形態の撮像システムは、上述のいずれかの撮像装置と、観察対象となる物体を保持するステージと、物体を照明する光源と、を備えたことを特徴とする。
観察対象となる物体を保持するステージを備えることで、撮像装置に対する物体の位置を安定的に保持することができる。これにより、所定の撮像素子を用いた場合に、撮像素子の解像力を最大限に活かすことができるので、良好な画像を得ることができる。
更に、照明装置により物体に照射光を照射することで、撮像時のノイズを低減することができる。その結果、解像度の高い画像を取得することが可能になる。
なお、本実施形態の撮像システムでは、ステージを光軸方向に動かすことによってフォーカスすることが好ましい。
本実施形態の撮像装置に用いられる変倍光学系は、(20)、(21)を満足することで、物体側でテレセントリックな光学系になる。物体側でテレセントリック性が確保されている光学系では、物体までの距離を変化させてフォーカスすることによって、フォーカシングによる倍率変動やディストーションによる像の大きさの変動が抑えられる。そのため、物体の大きさを、より正確に測定することが可能となる。
物体までの距離を変化させる方法として、光学系と撮像素子とを同時に動かす方法と、ステージを動かす方法とがあるが、ステージを動かす方法をとることによって可動体を比較的軽量化することができる。その結果、精度の良いフォーカシングが可能となる。
なお、各条件式について、下限値、上限値の何れかまたは双方を限定することで、その機能をより確実にできるので好ましい。また、各条件式について、より限定した条件式の数値範囲の上限値あるいは下限値のみを限定しても構わない。また、条件式の数値範囲を限定するにあたっては、上記の各条件式の上限値又は下限値を、上記の他の条件式の上限値又は下限値としても良い。
以下に、本発明のある態様に係る変倍光学系の実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、屈折力の正、負は近軸曲率半径に基づく。
実施例1に係る変倍光学系について説明する。図1は、実施例1に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図(レンズ断面図)であって、(a)は低倍端での断面図、(b)は高倍端での断面図である。なお、以下全ての実施例において、断面図中、Cはカバーガラス、Iは撮像素子の撮像面を示している。
図2は、実施例1に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時における収差図である。ここで、“FIY”は像高を示している。なお、収差図における記号は、後述の実施例においても共通である。
また、図2の収差図において、(a)、(b)、(c)、(d)は、それぞれ、低倍端における球面収差(SA)、非点収差(AS)、歪曲収差(DT)、倍率色収差(CC)を示している。
また、(e)、(f)、(g)、(h)は、それぞれ、高倍端における球面収差(SA)、非点収差(AS)、歪曲収差(DT)、倍率色収差(CC)を示している。
実施例1の変倍光学系は、図1に示すように、物体側より順に、正の屈折力の第1レンズ群G1と、正の屈折力の第2レンズ群G2と、開口絞りSと、正の屈折力の第3レンズ群G3と、負の屈折力の第4レンズ群G4と、を有している。なお、実施例1〜19において、レンズ断面図中、Sは絞り(以下、開口絞りSとする)を示し、Cはカバーガラスを示し、Iは撮像素子の撮像面を示している。
第1レンズ群G1は、両凹負レンズL1と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL2と、両凸正レンズL3と、からなる。ここで、両凹負レンズL1と正メニスカスレンズL2とは接合されている。
第2レンズ群G2は、両凸正レンズL4と、両凸正レンズL5と、両凹負レンズL6と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL7と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL8と、からなる。ここで、正メニスカスレンズL7と負メニスカスレンズL8とは接合されている。
第3レンズ群G3は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL9と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL10と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL11と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL12と、両凸正レンズL13と、両凸正レンズL14と、両凹負レンズL15と、からなる。ここで、正メニスカスレンズL9、負メニスカスレンズL10及び正メニスカスレンズL11は接合されている。
第4レンズ群G4は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL16と、両凹負レンズL17と、からなる。
開口絞りSは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に配置されている。より具体的には、開口絞りSは、第2レンズ群G2よりも像側で、負メニスカスレンズL8の近傍に配置されている。
低倍端から高倍端への変倍時、第1レンズ群G1は固定であり、第2レンズ群G2は物体側に移動し、開口絞りSは第2レンズ群G2と共に物体側に移動し、第3レンズ群G3は物体側に移動し、第4レンズ群G4は固定である。なお、レンズ群が固定とは、レンズ群が静止しているということである。
また、低倍端から高倍端への変倍時、レンズ群の間隔は次のように変化する。第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔は狭まる。第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔は狭まる。第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔は広がる。
非球面は、両凸正レンズL3の両面と、両凸正レンズL4の両面と、両凸正レンズL5の両面と、両凹負レンズL6の両面と、正メニスカスレンズL12の両面と、両凸正レンズL13の両面と、両凸正レンズL14の両面と、両凹負レンズL15の両面と、正メニスカスレンズL16の両面と、両凹負レンズL17の両面との20面に用いられている。
本実施例の変倍光学系は、画素ピッチが1.1μmの撮像素子に好適な光学系である。また、第3レンズ群G3が所定の正レンズ群に該当する。また、第4レンズ群G4は樹脂レンズを有する。
次に、実施例2に係る変倍光学系について説明する。図3は、実施例2に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であって、(a)は低倍端での断面図、(b)は中間状態での断面図、(c)は高倍端での断面図である。後述の実施例3〜19においても、低倍端、中間状態及び高倍端でのレンズ断面図と収差図とが示されている。
図4は、実施例2に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時における収差図である。これらの収差図において、(a)、(b)、(c)、(d)は、それぞれ、低倍端における球面収差(SA)、非点収差(AS)、歪曲収差(DT)、倍率色収差(CC)を示している。
また、(e)、(f)、(g)、(h)は、それぞれ中間状態における球面収差(SA)、非点収差(AS)、歪曲収差(DT)、倍率色収差(CC)を示している。
また、(i)、(j)、(k)、(l)は、それぞれ、高倍端における球面収差(SA)、非点収差(AS)、歪曲収差(DT)、倍率色収差(CC)を示している。
実施例2の変倍光学系は、図3に示すように、物体側より順に、正の屈折力の第1レンズ群G1と、正の屈折力の第2レンズ群G2と、開口絞りSと、正の屈折力の第3レンズ群G3と、正の屈折力の第4レンズ群G4と、負の屈折力の第5レンズ群G5と、を有している。
第1レンズ群G1は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL2と、両凸正レンズL3と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL4と、からなる。ここで、負メニスカスレンズL1と正メニスカスレンズL2とは接合されている。
第2レンズ群G2は、両凸正レンズL5と、両凸正レンズL6と、両凹負レンズL7と、両凸正レンズL8と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL9と、からなる。ここで、両凸正レンズL8と負メニスカスレンズL9とは接合されている。
第3レンズ群G3は、両凸正レンズL10と、両凹負レンズL11と、両凸正レンズL12と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13と、からなる。ここで、両凸正レンズL10、両凹負レンズL11及び両凸正レンズL12は接合されている。
第4レンズ群G4は、両凸正レンズL14と、両凸正レンズL15と、両凹負レンズL16と、からなる。
第5レンズ群G5は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL17と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL18と、両凹負レンズL19と、からなる。
開口絞りSは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に配置されている。より具体的には、開口絞りSは、第2レンズ群G2よりも像側で、負メニスカスレンズL9の近傍に配置されている。
低倍端から高倍端への変倍時、第1レンズ群G1は固定であり、第2レンズ群G2は物体側に移動し、開口絞りSは第2レンズ群G2と共に物体側に移動し、第3レンズ群G3は物体側に移動し、第4レンズ群G4は物体側に移動し、第5レンズ群G5は固定である。
また、低倍端から高倍端への変倍時、レンズ群の間隔は次のように変化する。第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔は狭まる。第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔は狭まる。第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔は、低倍端から中間までは狭まり、中間から高倍端までは広がる。第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との間隔は広がる。
非球面は、両凸正レンズL3の物体側面と、正メニスカスレンズL4の像側面と、両凸正レンズL5の両面と、両凸正レンズL6の両面と、両凹負レンズL7の両面と、正メニスカスレンズL13の両面と、両凸正レンズL14の両面と、両凸正レンズL15の両面と、両凹負レンズL16の両面と、正メニスカスレンズL17の物体側面と、正メニスカスレンズL18の両面と、両凹負レンズL19の両面との21面に用いられている。
本実施例の変倍光学系は、画素ピッチが1.1μmの撮像素子に好適な光学系である。また、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4が所定の正レンズ群に該当する。また、第2レンズ群G2、第4レンズ群G4及び第5レンズ群G5は樹脂レンズを有する。
次に、実施例3に係る変倍光学系について説明する。図5は、実施例3に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。図6は実施例3に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時における収差図である。
実施例3の変倍光学系は、図5に示すように、物体側より順に、正の屈折力の第1レンズ群G1と、正の屈折力の第2レンズ群G2と、開口絞りSと、正の屈折力の第3レンズ群G3と、正の屈折力の第4レンズ群G4と、負の屈折力の第5レンズ群G5と、を有している。
第1レンズ群G1は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL2と、両凸正レンズL3と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL4と、からなる。ここで、負メニスカスレンズL1と正メニスカスレンズL2とは接合されている。また、両凸正レンズL3と正メニスカスレンズL4とは接合されている。
第2レンズ群G2は、両凸正レンズL5と、両凸正レンズL6と、両凹負レンズL7と、両凸正レンズL8と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL9と、からなる。ここで、両凸正レンズL8と負メニスカスレンズL9とは接合されている。
第3レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL10と、両凸正レンズL11と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と、からなる。ここで、負メニスカスレンズL10と両凸正レンズL11とは接合されている。
第4レンズ群G4は、両凸正レンズL13と、両凸正レンズL14と、両凹負レンズL15と、からなる。
第5レンズ群G5は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL16と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL17と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL18と、からなる。
開口絞りSは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に配置されている。より具体的には、開口絞りSは、第2レンズ群G2よりも像側で、負メニスカスレンズL9の近傍に配置されている。
低倍端から高倍端への変倍時、第1レンズ群G1は固定であり、第2レンズ群G2は物体側に移動し、開口絞りSは第2レンズ群G2と共に物体側に移動し、第3レンズ群G3は物体側に移動し、第4レンズ群G4は物体側に移動し、第5レンズ群G5は固定である。
また、低倍端から高倍端への変倍時、レンズ群の間隔は次のように変化する。第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔は狭まる。第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔は狭まる。第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔は狭まる。第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との間隔は広がる。
非球面は、両凸正レンズL5の両面と、両凸正レンズL6の両面と、両凹負レンズL7の両面と、両凸正レンズL13の両面と、両凸正レンズL14の両面と、両凹負レンズL15の両面と、負メニスカスレンズL18の両面との14面に用いられている。
本実施例の変倍光学系は、画素ピッチが2.8μmの撮像素子に好適な光学系である。また、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4が所定の正レンズ群に該当する。また、第2レンズ群G2と第4レンズ群G4は樹脂レンズを有する。
次に、実施例4に係る変倍光学系について説明する。図7は、実施例4に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。図8は実施例4に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時における収差図である。
実施例4の変倍光学系は、図7に示すように、物体側より順に、正の屈折力の第1レンズ群G1と、正の屈折力の第2レンズ群G2と、開口絞りSと、正の屈折力の第3レンズ群G3と、負の屈折力の第4レンズ群G4と、負の屈折力の第5レンズ群G5と、を有している。
第1レンズ群G1は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL2と、両凸正レンズL3と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL4と、からなる。ここで、負メニスカスレンズL1と正メニスカスレンズL2とは接合されている。また、両凸正レンズL3と正メニスカスレンズL4とは接合されている。
第2レンズ群G2は、両凸正レンズL5と、両凸正レンズL6と、両凹負レンズL7と、両凸正レンズL8と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL9と、からなる。ここで、両凸正レンズL8と負メニスカスレンズL9とは接合されている。
第3レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL10と、両凸正レンズL11と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と、両凸正レンズL13と、両凸正レンズL14と、両凹負レンズL15と、からなる。ここで、負メニスカスレンズL10と両凸正レンズL11とは接合されている。
第4レンズ群G4は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL16と、両凹負レンズL17と、からなる。
第5レンズ群G5は、両凸正レンズL18と、両凹負レンズL19と、からなる。
開口絞りSは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に配置されている。より具体的には、開口絞りSは、第2レンズ群G2よりも像側で、負メニスカスレンズL9の近傍に配置されている。
低倍端から高倍端への変倍時、第1レンズ群G1は固定であり、第2レンズ群G2は物体側に移動し、開口絞りSは第2レンズ群G2と共に物体側に移動し、第3レンズ群G3は物体側に移動し、第4レンズ群G4は物体側に移動し、第5レンズ群G5は固定である。
また、低倍端から高倍端への変倍時、レンズ群の間隔は次のように変化する。第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔は狭まる。第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔は狭まる。第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔は広がる。第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との間隔は広がる。
非球面は、両凸正レンズL5の両面と、両凸正レンズL6の両面と、両凹負レンズL7の両面と、両凸正レンズL13の両面と、両凸正レンズL14の両面と、両凹負レンズL15の両面と、両凹負レンズL19の両面との14面に用いられている。
本実施例の変倍光学系は、画素ピッチが2.2μmの撮像素子に好適な光学系である。また、第3レンズ群G3が所定の正レンズ群に該当する。また、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3は樹脂レンズを有する。
次に、実施例5に係る変倍光学系について説明する。図9は、実施例5に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。図10は実施例5に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時における収差図である。
実施例5の変倍光学系は、図9に示すように、物体側より順に、正の屈折力の第1レンズ群G1と、正の屈折力の第2レンズ群G2と、開口絞りSと、正の屈折力の第3レンズ群G3と、正の屈折力の第4レンズ群G4と、負の屈折力の第5レンズ群G5と、を有している。
第1レンズ群G1は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL1と、両凹負レンズL2と、両凸正レンズL3と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL4と、からなる。ここで、正メニスカスレンズL1と両凹負レンズL2とは接合されている。また、両凸正レンズL3と負メニスカスレンズL4とは接合されている。
第2レンズ群G2は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL5と、両凹負レンズL6と、両凸正レンズL7と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL8と、からなる。ここで、両凸正レンズL7と負メニスカスレンズL8とは接合されている。
第3レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL9と、両凸正レンズL10と、両凸正レンズL11と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と、からなる。ここで、負メニスカスレンズL9と両凸正レンズL10とは接合されている。
第4レンズ群G4は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL14と、からなる。
第5レンズ群G5は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL15と、両凹負レンズL16と、からなる。
開口絞りSは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に配置されている。より具体的には、開口絞りSは、第2レンズ群G2よりも像側で、負メニスカスレンズL8の近傍に配置されている。
低倍端から高倍端への変倍時、第1レンズ群G1は固定であり、第2レンズ群G2は物体側に移動し、開口絞りSは第2レンズ群G2と共に物体側に移動し、第3レンズ群G3は物体側に移動し、第4レンズ群G4は物体側に移動し、第5レンズ群G5は固定である。
また、低倍端から高倍端への変倍時、レンズ群の間隔は次のように変化する。第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔は狭まる。第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔は、低倍端から中間までは広がり、中間から高倍端までは狭まる。第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔は、低倍端から中間までは広がり、中間から高倍端までは狭まる。第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との間隔は広がる。
非球面は、正メニスカスレンズL5の両面と、両凹負レンズL6の両面と、両凸正レンズL11の両面と、負メニスカスレンズL12の両面と、両凹負レンズL16の両面との10面に用いられている。
本実施例の変倍光学系は、画素ピッチが2.2μmの撮像素子に好適な光学系である。また、第3レンズ群G3が所定の正レンズ群に該当する。また、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3は樹脂レンズを有する。
次に、実施例6に係る変倍光学系について説明する。図11は、実施例6に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。図12は実施例6に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時における収差図である。
実施例6の変倍光学系は、図11に示すように、物体側より順に、正の屈折力の第1レンズ群G1と、正の屈折力の第2レンズ群G2と、開口絞りSと、負の屈折力の第3レンズ群G3と、正の屈折力の第4レンズ群G4と、負の屈折力の第5レンズ群G5と、を有している。
第1レンズ群G1は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL1と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL2と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL3と、両凸正レンズL4と、からなる。ここで、正メニスカスレンズL1、負メニスカスレンズL2及び正メニスカスレンズL3は接合されている。
第2レンズ群G2は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL5と、両凸正レンズL6と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL7と、からなる。ここで、両凸正レンズL6と負メニスカスレンズL7とは接合されている。
第3レンズ群G3は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL8と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL9と、からなる。
第4レンズ群G4は、両凸正レンズL10と、両凸正レンズL11と、両凹負レンズL12と、からなる。ここで、両凸正レンズL11と両凹負レンズL12とは接合されている。
第5レンズ群G5は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL14と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL15と、両凹負レンズL16と、からなる。
開口絞りSは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に配置されている。より具体的には、開口絞りSは、第3レンズ群G3よりも物体側で、正メニスカスレンズL8の近傍に配置されている。
低倍端から高倍端への変倍時、第1レンズ群G1は固定であり、第2レンズ群G2は物体側に移動し、開口絞りSは固定であり、第3レンズ群G3は像側に移動した後、物体側に移動し、第4レンズ群G4は物体側に移動し、第5レンズ群G5は固定である。
また、低倍端から高倍端への変倍時、レンズ群の間隔は次のように変化する。第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔は狭まる。第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔は広がる。第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔は狭まる。第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との間隔は広がる。また、開口絞りSと第3レンズ群G3との間隔は、低倍端から中間までは広がり、中間から高倍端までは狭まる。
非球面は、正メニスカスレンズL5の像側面と、両凸正レンズL10の像側面と、正メニスカスレンズL13の物体側面と、両凹負レンズL16の物体側面との4面に用いられている。
本実施例の変倍光学系は、画素ピッチが1.1μmの撮像素子に好適な光学系である。また、第4レンズ群G4が所定の正レンズ群に該当する。また、第3レンズ群G3が、所定の負レンズ群に該当する。
次に、実施例7に係る変倍光学系について説明する。図13は、実施例7に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。図14は実施例7に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時における収差図である。
実施例7の変倍光学系は、図13に示すように、物体側より順に、正の屈折力の第1レンズ群G1と、正の屈折力の第2レンズ群G2と、開口絞りSと、負の屈折力の第3レンズ群G3と、正の屈折力の第4レンズ群G4と、負の屈折力の第5レンズ群G5と、を有している。
第1レンズ群G1は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL1と、両凹負レンズL2と、両凸正レンズL3と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL4と、からなる。ここで、正メニスカスレンズL1、両凹負レンズL2及び両凸正レンズL3は接合されている。
第2レンズ群G2は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL5と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL6と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL7と、からなる。ここで、正メニスカスレンズL6と負メニスカスレンズL7とは接合されている。
第3レンズ群G3は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL8と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL9と、からなる。
第4レンズ群G4は、両凸正レンズL10と、両凸正レンズL11と、両凹負レンズL12と、からなる。ここで、両凸正レンズL11と両凹負レンズL12とは接合されている。
第5レンズ群G5は、両凸正レンズL13と、両凹負レンズL14と、両凸正レンズL15と、両凹負レンズL16と、からなる。
開口絞りSは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に配置されている。より具体的には、開口絞りSは、第3レンズ群G3よりも物体側で、正メニスカスレンズL8の近傍に配置されている。
低倍端から高倍端への変倍時、第1レンズ群G1は固定であり、第2レンズ群G2は物体側に移動し、開口絞りSは固定であり、第3レンズ群G3は固定であり、第4レンズ群G4は物体側に移動し、第5レンズ群G5は固定である。
また、低倍端から高倍端への変倍時、レンズ群の間隔は次のように変化する。第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔は狭まる。第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔は広がる。第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔は狭まる。第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との間隔は広がる。
非球面は、正メニスカスレンズL5の像側面と、両凸正レンズL10の像側面と、両凸正レンズL13の物体側面と、両凹負レンズL16の物体側面との4面に用いられている。
本実施例の変倍光学系は、画素ピッチが2.2μmの撮像素子に好適な光学系である。また、第4レンズ群G4が所定の正レンズ群に該当する。また、第3レンズ群G3が、所定の負レンズ群に該当する。
次に、実施例8に係る変倍光学系について説明する。図15は、実施例8に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。図16は実施例8に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時における収差図である。
実施例8の変倍光学系は、図15に示すように、物体側より順に、正の屈折力の第1レンズ群G1と、正の屈折力の第2レンズ群G2と、開口絞りSと、負の屈折力の第3レンズ群G3と、正の屈折力の第4レンズ群G4と、負の屈折力の第5レンズ群G5と、を有している。
第1レンズ群G1は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL1と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL2と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL3と、からなる。
第2レンズ群G2は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL4と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL5と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL6と、からなる。ここで、正メニスカスレンズL5と負メニスカスレンズL6とは接合されている。
第3レンズ群G3は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL7と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL8と、からなる。
第4レンズ群G4は、両凸正レンズL9と、両凸正レンズL10と、両凹負レンズL11と、からなる。ここで、両凸正レンズL10と両凹負レンズL11とは接合されている。
第5レンズ群G5は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と、両凸正レンズL13と、両凹負レンズL14と、からなる。
開口絞りSは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に配置されている。より具体的には、開口絞りSは、第3レンズ群G3よりも物体側で、正メニスカスレンズL7の近傍に配置されている。
低倍端から高倍端への変倍時、第1レンズ群G1は固定であり、第2レンズ群G2は物体側に移動し、開口絞りSは固定であり、第3レンズ群G3は固定であり、第4レンズ群G4は物体側に移動し、第5レンズ群G5は固定である。
また、低倍端から高倍端への変倍時、レンズ群の間隔は次のように変化する。第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔は狭まる。第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔は広がる。第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔は狭まる。第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との間隔は広がる。
非球面は、正メニスカスレンズL4の像側面と、両凸正レンズL9の像側面と、負メニスカスレンズL12の物体側面と、両凹負レンズL14の物体側面との4面に用いられている。
本実施例の変倍光学系は、画素ピッチが1.8μmの撮像素子に好適な光学系である。また、第4レンズ群G4が所定の正レンズ群に該当する。また、第3レンズ群G3が、所定の負レンズ群に該当する。
次に、実施例9に係る変倍光学系について説明する。図17は、実施例9に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。図18は実施例9に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時における収差図である。
実施例9の変倍光学系は、図17に示すように、物体側より順に、正の屈折力の第1レンズ群G1と、正の屈折力の第2レンズ群G2と、開口絞りSと、正の屈折力の第3レンズ群G3と、正の屈折力の第4レンズ群G4と、負の屈折力の第5レンズ群G5と、正の屈折力の第6レンズ群G6と、を有している。
第1レンズ群G1は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL2と、両凸正レンズL3と、両凹負レンズL4と、からなる。ここで、負メニスカスレンズL1と正メニスカスレンズL2とは接合されている。また、両凸正レンズL3と両凹負レンズL4とは接合されている。
第2レンズ群G2は、両凸正レンズL5と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL6と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL7と、からなる。ここで、正メニスカスレンズL6と負メニスカスレンズL7とは接合されている。
第3レンズ群G3は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL8と、両凹負レンズL9と、からなる。ここで、正メニスカスレンズL8と両凹負レンズL9とは接合されている。
第4レンズ群G4は、両凸正レンズL10と、両凸正レンズL11と、両凸正レンズL12と、両凹負レンズL13と、からなる。ここで、両凸正レンズL12と両凹負レンズL13とは接合されている。
第5レンズ群G5は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL14と、両凹負レンズL15と、からなる。
第6レンズ群G6は、両凸正レンズL16と、両凹負レンズL17と、からなる。
開口絞りSは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に配置されている。より具体的には、開口絞りSは、第3レンズ群G3よりも物体側で、正メニスカスレンズL8の近傍に配置されている。
低倍端から高倍端への変倍時、第1レンズ群G1は固定であり、第2レンズ群G2は物体側に移動した後、像側に移動し、開口絞りSは固定であり、第3レンズ群G3は固定であり、第4レンズ群G4は物体側に移動し、第5レンズ群G5は物体側に移動し、第6レンズ群G6は固定である。
また、低倍端から高倍端への変倍時、レンズ群の間隔は次のように変化する。第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔は、低倍端から中間までは狭まり、中間から高倍端までは広がる。第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔は、低倍端から中間までは広がり、中間から高倍端までは狭まる。第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔は狭まる。第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との間隔は広がる。第5レンズ群G5と第6レンズ群G6との間隔は広がる。
非球面は、両凸正レンズL5の像側面と、両凸正レンズL11の像側面と、正メニスカスレンズL14の物体側面と、両凹負レンズL17の物体側面との4面に用いられている。
本実施例の変倍光学系は、画素ピッチが2.2μmの撮像素子に好適な光学系である。また、第4レンズ群G4が所定の正レンズ群に該当する。また、第4レンズ群G4は樹脂レンズを有する。
次に、実施例10に係る変倍光学系について説明する。図19は、実施例10に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。図20は実施例10に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時における収差図である。
実施例10の変倍光学系は、図19に示すように、物体側より順に、正の屈折力の第1レンズ群G1と、正の屈折力の第2レンズ群G2と、開口絞りSと、負の屈折力の第3レンズ群G3と、正の屈折力の第4レンズ群G4と、負の屈折力の第5レンズ群G5と、負の屈折力の第6レンズ群G6と、を有している。
第1レンズ群G1は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL1と、両凸正レンズL2と、両凸正レンズL3と、両凹負レンズL4と、からなる。ここで、正メニスカスレンズL1と両凸正レンズL2とは接合されている。また、両凸正レンズL3と両凹負レンズL4とは接合されている。
第2レンズ群G2は、両凸正レンズL5と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL6と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL7と、からなる。ここで、正メニスカスレンズL6と負メニスカスレンズL7とは接合されている。
第3レンズ群G3は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL8と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL9と、からなる。ここで、正メニスカスレンズL8と負メニスカスレンズL9とは接合されている。
第4レンズ群G4は、両凸正レンズL10と、両凸正レンズL11と、両凸正レンズL12と、両凹負レンズL13と、からなる。ここで、両凸正レンズL12と両凹負レンズL13とは接合されている。
第5レンズ群G5は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL14と、両凹負レンズL15と、からなる。
第6レンズ群G6は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL16と、両凹負レンズL17と、からなる。
開口絞りSは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に配置されている。より具体的には、開口絞りSは、第3レンズ群G3よりも物体側で、正メニスカスレンズL8の近傍に配置されている。
低倍端から高倍端への変倍時、第1レンズ群G1は固定であり、第2レンズ群G2は物体側に移動し、開口絞りSは固定であり、第3レンズ群G3は像側に移動した後、物体側に移動し、第4レンズ群G4は物体側に移動し、第5レンズ群G5は物体側に移動し、第6レンズ群G6は固定である。
また、低倍端から高倍端への変倍時、レンズ群の間隔は次のように変化する。第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔は狭まる。第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔は広がる。第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔は狭まる。第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との間隔は広がる。第5レンズ群G5と第6レンズ群G6との間隔は広がる。
非球面は、両凸正レンズL5の像側面と、両凸正レンズL11の像側面と、正メニスカスレンズL14の物体側面と、両凹負レンズL17の物体側面との4面に用いられている。
本実施例の変倍光学系は、画素ピッチが2.2μmの撮像素子に好適な光学系である。また、第4レンズ群G4が所定の正レンズ群に該当する。また、第3レンズ群G3が所定の負レンズ群に該当する。また、第4レンズ群G4は樹脂レンズを有する。
次に、実施例11に係る変倍光学系について説明する。図21は、実施例11に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。図22は実施例11に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時における収差図である。
実施例11の変倍光学系は、図21に示すように、物体側より順に、正の屈折力の第1レンズ群G1と、開口絞りSと、負の屈折力の第2レンズ群G2と、正の屈折力の第3レンズ群G3と、正の屈折力の第4レンズ群G4と、を有している。
第1レンズ群G1は、両凹負レンズL1と、両凸正レンズL2と、両凸正レンズL3と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL4と、両凸正レンズL5と、両凸正レンズL6と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL7と、両凸正レンズL8と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL9と、からなる。
ここで、両凹負レンズL1と両凸正レンズL2とは接合されている。また、負メニスカスレンズL4と両凸正レンズL5とは接合されている。また、負メニスカスレンズL7と両凸正レンズL8とは接合されている。
第2レンズ群G2は、両凹負レンズL10と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と、両凹負レンズL12と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13と、からなる。ここで、両凹負レンズL10と負メニスカスレンズL11とは接合されている。また、両凹負レンズL12と正メニスカスレンズL13とは接合されている。
第3レンズ群G3は、両凸正レンズL14と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL15と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL16と、からなる。ここで、負メニスカスレンズL15と正メニスカスレンズL16とは接合されている。
第4レンズ群G4は、両凸正レンズL17と、両凹負レンズL18と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL19と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL20と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL21と、からなる。
開口絞りSは、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間に配置されている。より具体的には、開口絞りSは、第1レンズ群G1よりも像側で、正メニスカスレンズL9の近傍に配置されている。
低倍端から高倍端への変倍時、第1レンズ群G1は固定であり、開口絞りSは固定であり、第2レンズ群G2は像側に移動し、第3レンズ群G3は像側に移動し、第4レンズ群G4は固定である。
また、低倍端から高倍端への変倍時、レンズ群の間隔は次のように変化する。第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔は広がる。第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔は狭まる。第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔は狭まる。
非球面は、両凸正レンズL17の物体側面と、正メニスカスレンズL21の像側面との2面に用いられている。
本実施例の変倍光学系は、画素ピッチが1.1μmの撮像素子に好適な光学系である。
次に、実施例12に係る変倍光学系について説明する。図23は、実施例12に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。図24は実施例12に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時における収差図である。
実施例12の変倍光学系は、図23に示すように、物体側より順に、正の屈折力の第1レンズ群G1と、負の屈折力の第2レンズ群G2と、正の屈折力の第3レンズ群G3と、正の屈折力の第4レンズ群G4と、を有している。
第1レンズ群G1は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL1と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL2と、両凸正レンズL3と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL4と、両凸正レンズL5と、両凹負レンズL6と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL7と、両凸正レンズL8と、両凸正レンズL9と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL10と、両凸正レンズL11と、平凸正レンズL12と、からなる。
ここで、正メニスカスレンズL1と負メニスカスレンズL2とは接合されている。また、両凸正レンズL5と両凹負レンズL6とは接合されている。また、負メニスカスレンズL7と両凸正レンズL8とは接合されている。また、負メニスカスレンズL10と両凸正レンズL11とは接合されている。
第2レンズ群G2は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL13と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL14と、両凹負レンズL15と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL16と、からなる。ここで、負メニスカスレンズL13と正メニスカスレンズL14とは接合されている。また、両凹負レンズL15と正メニスカスレンズL16とは接合されている。
第3レンズ群G3は、両凸正レンズL17と、両凸正レンズL18と、両凹負レンズL19と、からなる。ここで、両凸正レンズL18と両凹負レンズL19とは接合されている。
第4レンズ群G4は、両凸正レンズL20と、両凸正レンズL21と、両凹負レンズL22と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL23と、両凸正レンズL24と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL25と、両凹負レンズL26と、からなる。ここで、両凸正レンズL21と両凹負レンズL22とは接合されている。
開口絞りSは、第1レンズ群G1中で、両凸正レンズL11と平凸正レンズL12との間に配置されている。
低倍端から高倍端への変倍時、第1レンズ群G1は固定であり、開口絞りSは固定であり、第2レンズ群G2は像側に移動し、第3レンズ群G3は像側に移動し、第4レンズ群G4は固定である。
また、低倍端から高倍端への変倍時、レンズ群の間隔は次のように変化する。第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔は広がる。第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔は狭まる。第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔は狭まる。
非球面は、両凸正レンズL20の物体側面と、両凹負レンズL26の像側面との2面に用いられている。
本実施例の変倍光学系は、画素ピッチが1.8μmの撮像素子に好適な光学系である。
次に、実施例13に係る変倍光学系について説明する。図25は、実施例13に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。図26は実施例13に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時における収差図である。
実施例13の変倍光学系は、図25に示すように、物体側より順に、正の屈折力の第1レンズ群G1と、開口絞りSと、負の屈折力の第2レンズ群G2と、正の屈折力の第3レンズ群G3と、正の屈折力の第4レンズ群G4と、負の屈折力の第5レンズ群G5と、を有している。
第1レンズ群G1は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL2と、両凸正レンズL3と、両凹負レンズL4と、両凸正レンズL5と、両凸正レンズL6と、両凹負レンズL7と、両凹負レンズL8と、両凸正レンズL9と、両凸正レンズL10と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と、両凸正レンズL12と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13と、からなる。
ここで、負メニスカスレンズL1と正メニスカスレンズL2とは接合されている。また、両凹負レンズL4と両凸正レンズL5とは接合されている。また、両凸正レンズL6と両凹負レンズL7とは接合されている。また、両凹負レンズL8と両凸正レンズL9とは接合されている。また、負メニスカスレンズL11と両凸正レンズL12とは接合されている。
第2レンズ群G2は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL14と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL15と、両凹負レンズL16と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL17と、からなる。ここで、負メニスカスレンズL14と正メニスカスレンズL15とは接合されている。また、両凹負レンズL16と正メニスカスレンズL17とは接合されている。
第3レンズ群G3は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL18と、両凸正レンズL19と、両凸正レンズL20と、両凹負レンズL21と、からなる。ここで、両凸正レンズL20と両凹負レンズL21とは接合されている。
第4レンズ群G4は、両凸正レンズL22と、両凹負レンズL23と、両凸正レンズL24と、からなる。ここで、両凸正レンズL22と両凹負レンズL23とは接合されている。
第5レンズ群G5は、両凸正レンズL25と、両凹負レンズL26と、両凹負レンズL27と、からなる。
開口絞りSは、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間に配置されている。より具体的には、開口絞りSは、第1レンズ群G1よりも像側で、正メニスカスレンズL13の近傍に配置されている。
低倍端から高倍端への変倍時、第1レンズ群G1は固定であり、開口絞りSは固定であり、第2レンズ群G2は像側に移動し、第3レンズ群G3は像側に移動し、第4レンズ群G4は物体側に移動した後、像側に移動し、第5レンズ群G5は固定である。
また、低倍端から高倍端への変倍時、レンズ群の間隔は次のように変化する。第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔は広がる。第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔は狭まる。第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔は、低倍端から中間までは狭まり、中間から高倍端までは広がる。第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との間隔は、低倍端から中間までは広がり、中間から高倍端までは狭まる。
非球面は、両凹負レンズL27の像側面の1面に用いられている。
本実施例の変倍光学系は、画素ピッチが2.2μmの撮像素子に好適な光学系である。
次に、実施例14に係る変倍光学系について説明する。図27は、実施例14に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。図28は実施例14に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時における収差図である。
実施例14の変倍光学系は、図27に示すように、物体側より順に、正の屈折力の第1レンズ群G1と、負の屈折力の第2レンズ群G2と、正の屈折力の第3レンズ群G3と、正の屈折力の第4レンズ群G4と、を有している。
第1レンズ群G1は、両凸正レンズL1と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL2と、両凹負レンズL3と、両凸正レンズL4と、両凸正レンズL5と、平凸正レンズL6と、からなる。ここで、正メニスカスレンズL2と両凹負レンズL3とは接合されている。
第2レンズ群G2は、両凹負レンズL7と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL8と、両凹負レンズL9と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL10と、からなる。ここで、両凹負レンズL7と正メニスカスレンズL8とは接合されている。また、両凹負レンズL9と正メニスカスレンズL10とは接合されている。
第3レンズ群G3は、両凸正レンズL11と、両凸正レンズL12と、両凹負レンズL13と、からなる。ここで、両凸正レンズL12と両凹負レンズL13とは接合されている。
第4レンズ群G4は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL14と、両凸正レンズL15と、両凹負レンズL16と、両凹負レンズL17と、両凸正レンズL18と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL19と、両凹負レンズL20と、からなる。ここで、両凸正レンズL15と両凹負レンズL16とは接合されている。
開口絞りSは、第1レンズ群G1中で、両凸正レンズL5と平凸正レンズL6との間に配置されている。
低倍端から高倍端への変倍時、第1レンズ群G1は固定であり、開口絞りSは固定であり、第2レンズ群G2は像側に移動し、第3レンズ群G3は像側に移動した後、物体側に移動し、第4レンズ群G4は固定である。
また、低倍端から高倍端への変倍時、レンズ群の間隔は次のように変化する。第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔は広がる。第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔は狭まる。第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔は、低倍端から中間までは狭まり、中間から高倍端までは広がる。
非球面は、両凹負レンズL20の像側面の1面に用いられている。
本実施例の変倍光学系は、画素ピッチが1.8μmの撮像素子に好適な光学系である。
次に、実施例15に係る変倍光学系について説明する。図29は、実施例15に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。図30は実施例15に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時における収差図である。
実施例15の変倍光学系は、図29に示すように、物体側より順に、正の屈折力の第1レンズ群G1と、負の屈折力の第2レンズ群G2と、正の屈折力の第3レンズ群G3と、正の屈折力の第4レンズ群G4と、を有している。
第1レンズ群G1は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL1と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL2と、両凸正レンズL3と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL4と、両凸正レンズL5と、両凹負レンズL6と、両凹負レンズL7と、両凸正レンズL8と、両凸正レンズL9と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL10と、両凸正レンズL11と、平凸正レンズL12と、からなる。
ここで、正メニスカスレンズL1と負メニスカスレンズL2とは接合されている。また、両凸正レンズL5と両凹負レンズL6とは接合されている。両凹負レンズL7と両凸正レンズL8とは接合されている。また、負メニスカスレンズL10と両凸正レンズL11とは接合されている。
第2レンズ群G2は、両凹負レンズL13と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL14と、両凹負レンズL15と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL16と、からなる。
第3レンズ群G3は、両凸正レンズL17と、両凸正レンズL18と、両凹負レンズL19と、からなる。ここで、両凸正レンズL18と両凹負レンズL19とは接合されている。
第4レンズ群G4は、両凸正レンズL20と、両凸正レンズL21と、両凹負レンズL22と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL23と、両凸正レンズL24と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL25と、両凹負レンズL26と、からなる。ここで、両凸正レンズL21と両凹負レンズL22とは接合されている。
開口絞りSは、第1レンズ群G1中で、両凸正レンズL11と平凸正レンズL12との間に配置されている。
低倍端から高倍端への変倍時、第1レンズ群G1は固定であり、開口絞りSは固定であり、第2レンズ群G2は像側に移動し、第3レンズ群G3は像側に移動した後、物体側に移動し、第4レンズ群G4は固定である。
また、低倍端から高倍端への変倍時、レンズ群の間隔は次のように変化する。第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔は広がる。第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔は狭まる。第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔は、低倍端から中間までは狭まり、中間から高倍端までは広がる。
非球面は、両凹負レンズL13の物体側面と、正メニスカスレンズL14の像側面と、両凹負レンズL15の物体側面と、正メニスカスレンズL16の像側面と、両凸正レンズL20の物体側面と、両凹負レンズL26の像側面との6面に用いられている。
本実施例の変倍光学系は、画素ピッチが1.8μmの撮像素子に好適な光学系である。また、第2レンズ群G2は樹脂レンズを有する。
次に、実施例16に係る変倍光学系について説明する。図31は、実施例16に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。図32は実施例16に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時における収差図である。
実施例16の変倍光学系は、図31に示すように、物体側より順に、正の屈折力の第1レンズ群G1と、正の屈折力の第2レンズ群G2と、開口絞りSと、正の屈折力の第3レンズ群G3と、負の屈折力の第4レンズ群G4と、負の屈折力の第5レンズ群G5と、を有している。
第1レンズ群G1は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL1と、両凸正レンズL2と、からなる。
第2レンズ群G2は、両凸正レンズL3と、両凸正レンズL4と、両凹負レンズL5と、両凸正レンズL6と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL7と、からなる。ここで、両凸正レンズL6と負メニスカスレンズL7とは接合されている。
第3レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL8と、両凸正レンズL9と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL10と、両凸正レンズL11と、両凸正レンズL12と、両凹負レンズL13と、からなる。ここで、負メニスカスレンズL8と両凸正レンズL9とは接合されている。
第4レンズ群G4は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL14と、両凹負レンズL15と、からなる。
第5レンズ群G5は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL16と、両凹負レンズL17と、からなる。
開口絞りSは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に配置されている。より具体的には、開口絞りSは、第2レンズ群G2よりも像側で、負メニスカスレンズL7の近傍に配置されている。
低倍端から高倍端への変倍時、第1レンズ群G1は物体側に移動し、第2レンズ群G2は物体側に移動し、開口絞りSは第2レンズ群G2と共に物体側に移動し、第3レンズ群G3は物体側に移動し、第4レンズ群G4は物体側に移動し、第5レンズ群G5は固定である。
また、低倍端から高倍端への変倍時、レンズ群の間隔は次のように変化する。第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔は狭まる。第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔は狭まる。第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔は広がる。第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との間隔は広がる。
非球面は、両凸正レンズL3の両面と、両凸正レンズL4の両面と、両凹負レンズL5の両面と、両凸正レンズL11の両面と、両凸正レンズL12の両面と、両凹負レンズL13の両面と、両凹負レンズL17の両面との14面に用いられている。
本実施例の変倍光学系は、画素ピッチが2.2μmの撮像素子に好適な光学系である。また、第3レンズ群G3が所定の正レンズ群に該当する。また、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3は樹脂レンズを有する。
次に、実施例17に係る変倍光学系について説明する。図33は、実施例17に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。図34は実施例17に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時における収差図である。
実施例17の変倍光学系は、図33に示すように、物体側より順に、正の屈折力の第1レンズ群G1と、正の屈折力の第2レンズ群G2と、開口絞りSと、負の屈折力の第3レンズ群G3と、正の屈折力の第4レンズ群G4と、負の屈折力の第5レンズ群G5と、を有している。
第1レンズ群G1は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL1と、両凸正レンズL2と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL3と、からなる。
第2レンズ群G2は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL4と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL5と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL6と、からなる。ここで、正メニスカスレンズL5と負メニスカスレンズL6とは接合されている。
第3レンズ群G3は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL7と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL8と、からなる。ここで、正メニスカスレンズL7と負メニスカスレンズL8とは接合されている。
第4レンズ群G4は、両凸正レンズL9と、両凸正レンズL10と、両凹負レンズL11と、からなる。ここで、両凸正レンズL10と両凹負レンズL11とは接合されている。
第5レンズ群G5は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と、両凸正レンズL13と、両凹負レンズL14と、からなる。
開口絞りSは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に配置されている。より具体的には、開口絞りSは、第3レンズ群G3よりも物体側で、正メニスカスレンズL7の近傍に配置されている。
低倍端から高倍端への変倍時、第1レンズ群G1は物体側に移動した後、像側に移動し、第2レンズ群G2は物体側に移動した後、像側に移動し、開口絞りSは固定であり、第3レンズ群G3は固定であり、第4レンズ群G4は物体側に移動し、第5レンズ群G5は固定である。
また、低倍端から高倍端への変倍時、レンズ群の間隔は次のように変化する。第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔は狭まる。第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔は、低倍端から中間までは広がり、中間から高倍端までは狭まる。第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔は狭まる。第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との間隔は広がる。
非球面は、正メニスカスレンズL4の像側面と、両凸正レンズL9の像側面と、負メニスカスレンズL12の物体側面と、両凹負レンズL14の両面との4面に用いられている。
本実施例の変倍光学系は、画素ピッチが1.8μmの撮像素子に好適な光学系である。また、第4レンズ群G4が所定の正レンズ群に該当する。また、第3レンズ群G3が所定の負レンズ群に該当する。
次に、実施例18に係る変倍光学系について説明する。図35は、実施例18に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。図36は実施例18に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時における収差図である。
実施例18の変倍光学系は、図35に示すように、物体側より順に、正の屈折力の第1レンズ群G1と、負の屈折力の第2レンズ群G2と、正の屈折力の第3レンズ群G3と、負の屈折力の第4レンズ群G4と、を有している。
第1レンズ群G1は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL1と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL2と、両凸正レンズL3と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL4と、両凸正レンズL5と、両凹負レンズL6と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL7と、両凸正レンズL8と、両凸正レンズL9と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL10と、両凸正レンズL11と、平凸正レンズL12と、からなる。
ここで、正メニスカスレンズL1と負メニスカスレンズL2とは接合されている。また、両凸正レンズL5と両凹負レンズL6とは接合されている。負メニスカスレンズL7と両凸正レンズL8とは接合されている。また、負メニスカスレンズL10と両凸正レンズL11とは接合されている。
第2レンズ群G2は、両凹負レンズL13と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL14と、両凹負レンズL15と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL16と、からなる。
第3レンズ群G3は、両凸正レンズL17と、両凸正レンズL18と、両凹負レンズL19と、からなる。ここで、両凸正レンズL18と両凹負レンズL19とは接合されている。
第4レンズ群G4は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL20と、両凸正レンズL21と、両凹負レンズL22と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL23と、両凸正レンズL24と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL25と、両凹負レンズL26と、からなる。ここで、両凸正レンズL21と両凹負レンズL22とは接合されている。
開口絞りSは、第1レンズ群G1中で、両凸正レンズL11と平凸正レンズL12との間に配置されている。
低倍端から高倍端への変倍時、第1レンズ群G1は物体側に移動し、開口絞りSは第1レンズ群G1と共に物体側に移動し、第2レンズ群G2は像側に移動し、第3レンズ群G3は物体側に移動し、第4レンズ群G4は固定である。
また、低倍端から高倍端への変倍時、レンズ群の間隔は次のように変化する。第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔は広がる。第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔は狭まる。第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔は広がる。
非球面は、両凹負レンズL13の物体側面と、正メニスカスレンズL14の像側面と、両凹負レンズL15の物体側面と、正メニスカスレンズL16の像側面と、正メニスカスレンズL20の物体側面と、両凹負レンズL26の像側面との6面に用いられている。
本実施例の変倍光学系は、画素ピッチが1.8μmの撮像素子に好適な光学系である。また、第2レンズ群G2は樹脂レンズを有する。
次に、実施例19に係る変倍光学系について説明する。図37は、実施例19に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。図38は実施例19に係る変倍光学系の無限遠物点合焦時における収差図である。
実施例19の変倍光学系は、図37に示すように、物体側より順に、正の屈折力の第1レンズ群G1と、開口絞りSと、負の屈折力の第2レンズ群G2と、正の屈折力の第3レンズ群G3と、負の屈折力の第4レンズ群G4と、負の屈折力の第5レンズ群G5と、を有している。
第1レンズ群G1は、両凹負レンズL1と、両凸正レンズL2と、両凸正レンズL3と、両凹負レンズL4と、両凸正レンズL5と、両凸正レンズL6と、両凹負レンズL7と、両凹負レンズL8と、両凸正レンズL9と、両凸正レンズL10と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL11と、からなる。
ここで、両凹負レンズL1と両凸正レンズL2とは接合されている。また、両凹負レンズL4と両凸正レンズL5とは接合されている。また、両凸正レンズL6と両凹負レンズL7とは接合されている。また、両凹負レンズL8と両凸正レンズL9とは接合されている。
第2レンズ群G2は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13と、両凹負レンズL14と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL15と、からなる。ここで、負メニスカスレンズL12と正メニスカスレンズL13とは接合されている。また、両凹負レンズL14と正メニスカスレンズL15とは接合されている。
第3レンズ群G3は、両凸正レンズL16と、両凸正レンズL17と、両凸正レンズL18と、両凹負レンズL19と、からなる。ここで、両凸正レンズL18と両凹負レンズL19とは接合されている。
第4レンズ群G4は、両凸正レンズL20と、両凹負レンズL21と、からなる。ここで、両凸正レンズL20と両凹負レンズL21とは接合されている。
第5レンズ群G5は、両凸正レンズL22と、両凹負レンズL23と、両凹負レンズL24と、からなる。
開口絞りSは、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間に配置されている。より具体的には、開口絞りSは、第1レンズ群G1よりも像側で、正メニスカスレンズL11の近傍に配置されている。
低倍端から高倍端への変倍時、第1レンズ群G1は物体側に移動し、開口絞りSは第1レンズ群G1と共に物体側に移動し、第2レンズ群G2は物体側に移動し、第3レンズ群G3は物体側に移動し、第4レンズ群G4は物体側に移動した後、像側に移動し、第4レンズ群G4は固定である。
また、低倍端から高倍端への変倍時、レンズ群の間隔は次のように変化する。第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔は広がる。第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔は狭まる。第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔は広がる。第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との間隔は、低倍端から中間までは広がり、中間から高倍端までは狭まる。
非球面は、両凹負レンズL24の像側面の1面に用いられている。
本実施例の変倍光学系は、画素ピッチが1.8μmの撮像素子に好適な光学系である。
次に、上記各実施例の光学系を構成する光学部材の数値データを掲げる。なお、各実施例の数値データにおいて、r1、r2、…は各レンズ面の曲率半径、d1、d2、…は各レンズの肉厚または空気間隔、nd1、nd2、…は各レンズのd線での屈折率、νd1、νd2、…は各レンズのアッべ数、*印は非球面、中間は中間状態、NAは物体側の開口数,βは倍率、焦点距離は光学系全系の焦点距離、IHは像高、fbはバックフォーカス、を示している。なお、全長は、レンズ最前面からレンズ最終面までの距離にバックフォーカスを加えたものである。バックフォーカスは、レンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算して表したものである。
また、非球面形状は、光軸方向をz、光軸に直交する方向をyにとり、円錐係数をk、非球面係数をA4、A6、A8、A10、A12、A14としたとき、次の式で表される。
z=(y2/r)/[1+{1−(1+k)(y/r)21/2
+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10+A12y12+A14y14
また、E又はeは10のべき乗を表している。なお、これら諸元値の記号は後述の実施例の数値データにおいても共通である。
数値実施例1
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
物体面 ∞ 1.36
1 -309.327 8.77 1.69895 30.13
2 19.593 9.86 1.56384 60.67
3 169.774 1.49
4* 87.226 9.97 1.49700 81.61
5* -27.825 可変
6* 195.646 2.29 1.49700 81.61
7* -65.067 0.07
8* 193.037 4.44 1.63484 23.91
9* -50.359 0.05
10* -55.705 0.50 1.58360 30.33
11* 117.155 1.58
12 -387.151 7.75 1.49700 81.61
13 -25.140 0.50 1.72047 34.71
14 -39.322 1.14
15(絞り) ∞ 可変
16 -419.588 7.85 1.49700 81.61
17 -27.193 0.50 1.72047 34.71
18 -1483.065 6.81 1.49700 81.61
19 -37.318 18.14
20* 109.722 1.76 1.84666 23.78
21* 160.100 7.52
22* 32.393 8.64 1.53366 55.96
23* -107.509 0.05
24* 50.087 6.12 1.63484 23.91
25* -95.106 0.05
26* -103.168 3.30 1.58360 30.33
27* 16.792 可変
28* -33.163 2.02 1.53366 55.96
29* -19.376 6.82
30* -11.318 1.35 1.53366 55.96
31* 49.066 1.15
32 ∞ 0.30 1.51633 64.14
33 ∞ 2.00
像面 ∞

非球面データ
第4面
k=-19.735
A4=1.38433e-06,A6=1.56209e-08,A8=7.39496e-13
第5面
k=-0.510
A4=-4.14171e-06,A6=-2.64065e-09,A8=1.84736e-11
第6面
k=-94.142
A4=-4.70906e-06,A6=-1.40159e-09,A8=-1.17602e-12
第7面
k=-8.518
A4=2.73566e-06,A6=1.80370e-08,A8=-6.72571e-12
第8面
k=-18.494
A4=5.31697e-07,A6=1.14493e-08,A8=-2.38222e-11
第9面
k=2.412
A4=2.38083e-06,A6=-5.01743e-09,A8=1.48766e-11
第10面
k=-1.452
A4=3.36824e-06,A6=2.13590e-09,A8=1.71100e-11
第11面
k=1.976
A4=-3.10983e-06,A6=8.70979e-09,A8=-7.12690e-12
第20面
k=-1.901
A4=-2.70949e-07,A6=-1.49730e-09,A8=6.66247e-13
第21面
k=-83.263
A4=-8.31318e-07,A6=3.83390e-10,A8=-4.09608e-13
第22面
k=-1.372
A4=-2.44219e-06,A6=4.74755e-09,A8=-7.17140e-12
第23面
k=-58.415
A4=3.99030e-07,A6=-1.24591e-09,A8=1.66221e-12
第24面
k=-8.499
A4=-3.71357e-06,A6=3.76244e-09,A8=2.52674e-12
第25面
k=-4.070
A4=7.72606e-07
第26面
k=-2.188
A4=8.90733e-07
第27面
k=-1.108
A4=-1.06462e-05,A6=4.28130e-08,A8=-5.96472e-11
第28面
k=-1.146
A4=2.15466e-05,A6=3.87834e-07,A8=-7.79721e-10
第29面
k=-4.685
A4=-3.46506e-05,A6=5.90726e-07,A8=-1.63146e-09
第30面
k=-1.349
A4=1.28211e-04,A6=-1.09079e-06,A8=2.14386e-09
第31面
k=-2.255
A4=1.19890e-06,A6=2.63532e-07,A8=-2.51907e-09

各種データ
低倍端 高倍端
NA 0.23 0.61
β -1.33 -3.56
焦点距離(mm) 14.45 5.83
IH(mm) 11.00 11.00
fb (in air) 3.35 3.35
全長 (in air) 178.53 178.53

d5 32.47 0.05
d15 15.62 1.38
d27 7.76 54.42

各群焦点距離
f1=73.27 f2=55.92 f3=59.97 f4=-23.38
数値実施例2
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
物体面 ∞ 1.08
1 105.320 9.00 1.69895 30.13
2 19.430 9.10 1.56384 60.67
3 77.997 0.11
4* 56.271 6.22 1.49700 81.61
5 -43.741 0.06
6 -43.716 2.89 1.84666 23.78
7* -39.010 可変
8* 273.740 2.78 1.49700 81.61
9* -63.097 3.11
10* 71.013 3.34 1.63484 23.91
11* -147.957 0.05
12* -1103.715 0.50 1.58360 30.33
13* 33.167 4.18
14 543.275 10.00 1.49700 81.61
15 -23.848 2.88 1.72047 34.71
16 -33.305 1.00
17(絞り) ∞ 可変
18 154.618 7.91 1.49700 81.61
19 -41.703 0.50 1.72047 34.71
20 88.450 9.80 1.49700 81.61
21 -58.806 1.14
22* 97.787 3.05 1.91082 35.25
23* 183.088 可変
24* 39.185 8.11 1.53366 55.96
25* -273.061 0.05
26* 39.379 6.99 1.63484 23.91
27* -130.804 0.05
28* -272.693 2.97 1.58360 30.33
29* 16.301 可変
30* -143.895 3.21 1.53366 55.96
31 -29.718 1.08
32* -66.754 3.13 1.53366 55.96
33* -46.956 8.53
34* -12.948 1.00 1.53366 55.96
35* 24.888 2.14
36 ∞ 0.30 1.51633 64.14
37 ∞ 2.00
像面 ∞

非球面データ
第4面
k=0.089
A4=8.91611e-07,A6=2.23110e-09
第7面
k=-0.957
A4=-4.63936e-06,A6=-3.47489e-09
第8面
k=-10.000
A4=-7.98501e-06,A6=1.93962e-08
第9面
k=-10.000
A4=3.27233e-06,A6=9.66518e-09
第10面
k=4.111
A4=2.92694e-06,A6=-1.83189e-09
第11面
k=-10.000
A4=4.52716e-06,A6=1.06832e-08
第12面
k=7.852
A4=4.90830e-06,A6=2.68297e-09
第13面
k=-1.026
A4=-3.21839e-06,A6=9.95260e-10
第22面
k=2.149
A4=1.62847e-07,A6=-1.92713e-09
第23面
k=-5.323
A4=-1.67614e-06,A6=-9.82428e-10
第24面
k=-1.465
A4=-3.87411e-06,A6=-1.34487e-09
第25面
k=-10.000
A4=1.92162e-06,A6=-3.25394e-09
第26面
k=-2.915
A4=-5.00971e-06,A6=1.89801e-09
第27面
k=-4.067
A4=8.80372e-07,A6=7.56366e-10
第28面
k=-9.876
A4=2.61002e-06,A6=4.22180e-10
第29面
k=-1.001
A4=-9.35453e-06,A6=1.30478e-09
第30面
k=-10.000
第32面
k=6.084
A4=-8.44512e-05,A6=-3.38609e-08
第33面
k=5.446
A4=-6.60035e-05,A6=1.83701e-08
第34面
k=-3.939
A4=-2.61809e-05,A6=4.45113e-09
第35面
k=-1.141
A4=-9.96483e-06,A6=1.22337e-08

各種データ
低倍端 中間 高倍端
NA 0.23 0.42 0.61
β -1.33 -2.45 -3.56
焦点距離(mm) 17.07 9.07 6.29
IH(mm) 11.00 11.00 11.00
fb (in air) 4.33 4.33 4.33
全長 (in air) 198.81 198.81 198.81

d7 22.18 2.54 0.48
d17 35.30 21.56 0.05
d23 15.08 11.57 14.39
d29 9.18 46.07 66.82

各群焦点距離
f1=67.39 f2=58.98 f3=117.51 f4=159.94 f5=-28.91
数値実施例3
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
物体面 ∞ 1.06
1 41.070 4.74 1.75520 27.51
2 8.563 4.60 1.78800 47.37
3 46.948 0.10
4 29.514 2.70 1.59522 67.74
5 -31.813 1.48 2.00178 19.32
6 -18.329 可変
7* 124.136 1.65 1.49700 81.61
8* -32.236 0.10
9* 34.819 1.92 1.63484 23.91
10* -76.356 0.92
11* -1104.670 1.00 1.58360 30.33
12* 14.613 1.43
13 113.857 4.12 1.49700 81.61
14 -9.920 1.00 1.72047 34.71
15 -15.135 0.10
16(絞り) ∞ 可変
17 20.535 1.00 1.59551 39.24
18 13.158 4.13 1.49700 81.61
19 -52.800 0.10
20 551.336 1.05 1.76182 26.52
21 40.653 可変
22* 17.515 2.90 1.53366 55.96
23* -153.994 0.10
24* 23.195 3.29 1.63484 23.91
25* -29.612 0.25
26* -35.687 1.05 1.58360 30.33
27* 8.518 可変
28 -29.192 3.00 2.00178 19.32
29 -16.510 4.68
30 -12.512 3.00 1.49710 81.56
31 -105.755 2.57
32* -3.402 1.02 1.53366 55.96
33* -8.695 1.31
34 ∞ 0.30 1.51633 64.14
35 ∞ 2.50
像面 ∞

非球面データ
第7面
k=47.232
A4=-4.87695e-05,A6=2.41891e-07
第8面
k=-11.183
A4=1.81009e-05,A6=1.99065e-07
第9面
k=3.846
A4=2.44426e-05,A6=-1.06377e-07
第10面
k=2.516
A4=3.51230e-05,A6=3.38996e-07
第11面
k=16896.538
A4=4.48222e-05,A6=8.30907e-08
第12面
k=-1.054
A4=-2.73924e-05,A6=1.11887e-07
第22面
k=-1.395
A4=-2.91406e-05,A6=-3.66094e-08
第23面
k=3.305
A4=1.49379e-05,A6=-5.54436e-08
第24面
k=-3.573
A4=4.30854e-05,A6=9.13174e-08
第25面
k=-4.313
A4=7.28845e-06,A6=2.68236e-08
第26面
k=-0.827
A4=2.51707e-05,A6=-2.46076e-08
第27面
k=-1.066
A4=-8.82735e-05,A6=-3.26902e-07
第32面
k=-1.904
A4=-1.01943e-03
第33面
k=-10.000
A4=-4.34032e-04

各種データ
低倍端 中間 高倍端
NA 0.23 0.37 0.61
β -3.39 -5.55 -9.06
焦点距離(mm) 4.42 2.59 1.58
IH(mm) 5.50 5.50 5.50
fb (in air) 4.00 4.00 4.00
全長 (in air) 109.37 109.37 109.37

d6 7.54 1.08 0.20
d16 23.30 15.60 0.20
d21 17.13 8.89 6.92
d27 3.38 25.78 44.03

各群焦点距離
f1=16.64 f2=29.03 f3=67.90 f4=83.05 f5=-11.69
数値実施例4
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
物体面 ∞ 1.11
1 42.854 4.88 1.75520 27.51
2 9.449 4.66 1.78800 47.37
3 47.957 0.10
4 30.363 2.69 1.59522 67.74
5 -29.253 1.47 2.00178 19.32
6 -18.329 可変
7* 123.257 1.68 1.49700 81.61
8* -32.060 0.99
9* 35.047 2.01 1.63484 23.91
10* -79.370 0.25
11* -1821.839 1.00 1.58360 30.33
12* 14.209 1.49
13 55.686 4.49 1.49700 81.61
14 -10.603 1.09 1.72047 34.71
15 -16.874 0.10
16(絞り) ∞ 可変
17 21.884 1.00 1.59551 39.24
18 13.326 4.51 1.49700 81.61
19 -47.870 0.10
20 80.799 1.00 1.78472 25.68
21 29.165 5.82
22* 17.839 2.84 1.53366 55.96
23* -141.412 0.10
24* 22.568 3.24 1.63484 23.91
25* -31.098 0.30
26* -37.031 1.04 1.58360 30.33
27* 8.668 可変
28 -57.439 3.00 1.84666 23.78
29 -19.966 5.00
30 -13.457 1.98 1.59551 39.24
31 74.133 可変
32 38.638 2.63 1.76200 40.10
33 -12.934 2.19
34* -3.874 1.00 1.53366 55.96
35* 30.228 0.57
36 ∞ 0.30 1.51633 64.14
37 ∞ 1.50
像面 ∞

非球面データ
第7面
k=7.235
A4=-5.19614e-05,A6=2.50133e-07
第8面
k=-11.739
A4=1.81171e-05,A6=1.75172e-07
第9面
k=3.564
A4=2.27492e-05,A6=-8.52746e-08
第10面
k=2.968
A4=3.49251e-05,A6=3.28246e-07
第11面
k=8348.181
A4=4.68276e-05,A6=9.24375e-08
第12面
k=-1.075
A4=-2.82301e-05,A6=1.11162e-07
第22面
k=-1.371
A4=-2.87639e-05,A6=-5.26359e-08
第23面
k=-19.954
A4=1.60354e-05,A6=-4.06352e-08
第24面
k=-3.428
A4=-4.23418e-05,A6=8.62975e-08
第25面
k=-4.256
A4=6.91696e-06,A6=1.81029e-08
第26面
k=-1.204
A4=2.61385e-05,A6=8.71331e-09
第27面
k=-1.081
A4=-9.08593e-05,A6=-2.43864e-07
第34面
k=-1.883
A4=-6.54448e-06
第35面
k=-10.000
A4=7.00971e-05

各種データ
低倍端 中間 高倍端
NA 0.23 0.37 0.61
β -2.66 -4.36 -7.12
焦点距離(mm) 4.56 2.81 1.84
IH(mm) 5.50 5.50 5.50
fb (in air) 2.26 2.26 2.26
全長 (in air) 105.01 105.01 105.01

d6 3.39 0.39 0.20
d16 25.00 13.89 0.20
d27 11.29 18.68 21.14
d31 0.38 7.10 18.52

各群焦点距離
f1=17.19 f2=29.75 f3=35.13 f4=-57.28 f5=-20.79
数値実施例5
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
物体面 ∞ 1.36
1 -78.153 4.96 1.75520 27.51
2 -13.906 4.72 1.78800 47.37
3 54.471 0.11
4 40.308 3.57 1.59522 67.74
5 -16.355 1.18 2.00178 19.32
6 -18.329 可変
7* 12.651 3.12 1.63484 23.91
8* 564.542 0.10
9* -728.186 1.00 1.58360 30.33
10* 7.738 1.00
11 14.801 2.08 1.49700 81.61
12 -7.983 2.50 1.72047 34.71
13 -16.723 0.10
14(絞り) ∞ 可変
15 19.213 4.68 1.59551 39.24
16 12.883 7.13 1.49700 81.61
17 -42.488 0.10
18* 30.451 2.72 1.53366 55.96
19* -92.785 0.10
20* 20.461 4.44 1.58360 30.33
21* 9.664 可変
22 -74.424 2.53 1.84666 23.78
23 -19.328 0.60
24 -15.389 1.00 1.59551 39.24
25 -36.051 可変
26 -72.453 1.98 1.76200 40.10
27 -12.030 2.28
28* -4.538 1.00 1.53366 55.96
29* 37.108 0.48
30 ∞ 0.30 1.51633 64.14
31 ∞ 2.00
像面 ∞

非球面データ
第7面
k=-2.624
A4=-2.10322e-05,A6=-5.31733e-06
第8面
k=-63842.190
A4=-8.43938e-06,A6=-9.93994e-06
第9面
k=42349.007
A4=3.74549e-05,A6=4.18833e-06
第10面
k=-1.256
A4=-3.46706e-05,A6=5.68753e-06
第18面
k=-4.651
A4=-3.33705e-05,A6=-2.06561e-07
第19面
k=-8.744
A4=2.17150e-05,A6=1.27134e-07
第20面
k=-2.856
A4=-3.37340e-05,A6=5.80900e-07
第21面
k=-1.171
A4=-8.70252e-05,A6=7.56291e-07
第28面
k=-1.739
A4=-7.16893e-05
第29面
k=-10.000
A4=9.52379e-05

各種データ
低倍端 中間 高倍端
NA 0.08 0.13 0.22
β -0.90 -1.50 -2.50
焦点距離(mm) 10.73 7.64 4.88
IH(mm) 5.50 5.50 5.50
fb (in air) 2.67 2.67 2.67
全長 (in air) 84.48 84.48 84.48

d6 20.87 8.96 2.21
d14 6.26 10.50 6.04
d21 1.28 7.14 6.65
d25 0.38 2.19 13.89

各群焦点距離
f1=45.53 f2=37.73 f3=24.41 f4=90.21 f5=-15.55
数値実施例6
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
物体面 ∞ 1.55
1 -21.654 5.00 1.80610 40.88
2 -10.000 3.96 1.84666 23.78
3 -548.726 3.88 1.49700 81.54
4 -12.343 0.10
5 80.653 2.42 1.91082 35.25
6 -66.283 可変
7 -75.999 3.80 1.53366 55.96
8* -17.526 0.10
9 281.305 6.49 1.60300 65.44
10 -12.656 1.00 1.72047 34.71
11 -51.571 可変
12(絞り) ∞ 可変
13 -18.025 2.31 1.84666 23.78
14 -13.172 0.22
15 -12.839 1.00 1.78590 44.20
16 -27.471 可変
17 30.565 5.56 1.53366 55.96
18* -21.816 0.10
19 21.908 5.65 1.49700 81.54
20 -19.546 1.00 1.72047 34.71
21 26.502 可変
22* 12.910 3.15 1.53366 55.96
23 52.038 0.10
24 14.630 2.36 1.88300 40.76
25 7.838 2.64
26 -76.371 9.78 1.84666 23.78
27 -18.327 0.83
28* -7.935 1.00 1.53366 55.96
29 18.435 0.85
30 ∞ 0.30 1.51633 64.14
31 ∞ 1.50
像面 ∞

非球面データ
第8面
k=0.000
A4=6.77268e-06
第18面
k=0.000
A4=2.15805e-05
第22面
k=0.000
A4=-2.55392e-06
第28面
k=0.000
A4=6.29028e-04

各種データ
低倍端 中間 高倍端
NA 0.23 0.37 0.61
β -1.35 -2.06 -3.55
焦点距離(mm) 12.73 8.02 4.17
IH(mm) 5.50 5.50 5.50
fb (in air) 2.55 2.55 2.55
全長 (in air) 112.02 112.02 112.02

d6 22.68 9.74 0.92
d11 0.10 13.04 21.86
d12 2.41 3.65 2.41
d16 21.75 14.24 0.20
d21 0.10 6.37 21.65

各群焦点距離
f1=23.06 f2=33.06 f3=-79.41 f4=28.31 f5=-18.28
数値実施例7
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
物体面 ∞ 1.22
1 -16.843 4.32 2.00178 19.32
2 -8.636 1.72 1.84666 23.78
3 911.147 2.27 1.83481 42.71
4 -9.828 0.10
5 14.525 6.33 1.72916 54.68
6 19.870 可変
7 -43.494 2.26 1.53366 55.96
8* -10.891 0.10
9 -253.131 3.87 1.60300 65.44
10 -6.779 1.00 1.72047 34.71
11 -23.734 可変
12(絞り) ∞ 1.34
13 -14.179 2.90 2.00178 19.32
14 -10.167 0.37
15 -9.637 1.00 1.80000 29.84
16 -24.621 可変
17 21.318 3.34 1.53366 55.96
18* -22.052 0.10
19 14.906 3.32 1.49700 81.54
20 -26.784 2.82 1.72047 34.71
21 15.222 可変
22* 50.082 1.97 1.53366 55.96
23 -21.025 0.10
24 -27.546 3.00 1.65844 50.88
25 12.611 18.41
26 14.962 2.54 2.00100 29.13
27 -528.141 4.90
28* -8.213 1.00 1.53366 55.96
29 9.675 1.19
30 ∞ 0.30 1.51633 64.14
31 ∞ 1.50
像面 ∞

非球面データ
第8面
k=0.000
A4=-9.17289e-06
第18面
k=0.000
A4=3.54433e-05
第22面
k=0.000
A4=8.77643e-06
第28面
k=0.000
A4=6.73848e-04

各種データ
低倍端 中間 高倍端
NA 0.23 0.37 0.61
β -2.81 -4.34 -7.13
焦点距離(mm) 7.60 4.25 2.43
IH(mm) 4.75 4.75 4.75
fb (in air) 2.89 2.89 2.89
全長 (in air) 100.91 100.91 100.91

d6 7.52 2.32 1.30
d11 0.10 5.30 6.32
d16 20.55 11.68 0.20
d21 0.79 9.66 21.14

各群焦点距離
f1=10.33 f2=21.29 f3=-62.18 f4=23.61 f5=-14.82
数値実施例8
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
物体面 ∞ 1.39
1 -11.331 6.04 2.00178 19.32
2 -13.131 0.10
3 -946.281 3.29 1.67480 57.97
4 -14.337 0.10
5 10.192 2.00 1.49700 81.55
6 10.568 可変
7 -51.413 2.81 1.53366 55.96
8* -11.529 0.10
9 -91.616 4.93 1.60300 65.44
10 -7.195 1.00 1.72047 34.71
11 -23.922 可変
12(絞り) ∞ 1.73
13 -13.536 1.96 2.00178 19.32
14 -10.172 0.15
15 -9.971 1.00 1.80000 29.84
16 -22.978 可変
17 27.381 3.57 1.53366 55.96
18* -19.808 0.10
19 14.731 3.93 1.49700 81.54
20 -22.234 3.34 1.72047 34.71
21 15.522 可変
22* 55.729 2.00 1.53366 55.96
23 11.191 17.90
24 12.797 3.15 2.00100 29.13
25 -215.539 3.11
26* -9.081 1.00 1.53366 55.96
27 9.711 1.34
28 ∞ 0.30 1.51633 64.14
29 ∞ 1.50
像面 ∞

非球面データ
第8面
k=0.000
A4=7.01903e-06
第18面
k=0.000
A4=2.60215e-05
第22面
k=0.000
A4=5.62828e-05
第26面
k=0.000
A4=5.80353e-04

各種データ
低倍端 中間 高倍端
NA 0.23 0.37 0.61
β -2.18 -3.57 -5.83
焦点距離(mm) 16.47 7.96 4.39
IH(mm) 4.75 4.75 4.75
fb (in air) 3.04 3.04 3.04
全長 (in air) 100.91 100.91 100.91

d6 13.55 5.34 2.99
d11 0.10 8.31 10.66
d16 20.15 11.49 0.20
d21 0.77 9.43 20.72

各群焦点距離
f1=13.10 f2=23.49 f3=-63.12 f4=24.18 f5=-27.20
数値実施例9
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
物体面 ∞ 1.22
1 -18.725 4.32 2.00178 19.32
2 -31.804 2.51 1.83481 42.71
3 -9.912 0.10
4 10.558 3.45 1.78800 47.37
5 -20.000 2.50 1.69895 30.13
6 9.835 可変
7 31.215 2.45 1.53366 55.96
8* -11.432 0.10
9 -22.184 3.65 1.60300 65.44
10 -5.405 1.00 1.72047 34.71
11 -23.159 可変
12(絞り) ∞ 0.47
13 -68.998 2.78 2.00178 19.32
14 -10.619 1.00 1.75520 27.51
15 101.173 可変
16 28.719 2.10 1.53366 55.96
17 -160.043 0.10
18 43.831 2.52 1.53366 55.96
19* -27.949 0.10
20 14.708 3.28 1.49700 81.54
21 -36.048 7.91 1.72825 28.46
22 12.092 可変
23* -221.872 3.00 1.53366 55.96
24 -12.551 0.10
25 -25.159 3.00 1.60562 43.70
26 6.695 可変
27 12.943 5.00 1.84666 23.78
28 -30.308 1.30
29* -7.934 2.00 1.53366 55.96
30 15.330 0.78
31 ∞ 0.30 1.51633 64.14
32 ∞ 1.50
像面 ∞

非球面データ
第8面
k=0.000
A4=2.69320e-05
第19面
k=0.000
A4=2.55226e-05
第23面
k=0.000
A4=-9.20183e-05
第29面
k=0.000
A4=9.37257e-04

各種データ
低倍端 中間 高倍端
NA 0.23 0.37 0.61
β -2.66 -4.36 -7.21
焦点距離(mm) 6.86 3.73 2.21
IH(mm) 4.75 4.75 4.75
fb (in air) 2.48 2.48 2.48
全長 (in air) 86.53 86.53 86.53

d6 4.16 1.00 1.34
d11 0.10 3.26 2.92
d15 19.12 9.82 0.42
d22 1.15 10.21 19.58
d26 4.80 5.04 5.07

各群焦点距離
f1=10.62 f2=22.62 f3=627.38 f4=18.35 f5=-13.98
f6=55.65
数値実施例10
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
物体面 ∞ 1.28
1 111.248 4.32 2.00178 19.32
2 158.973 1.45 1.83481 42.71
3 -30.896 1.17
4 22.697 8.39 1.78800 47.37
5 -20.000 2.50 1.69895 30.13
6 27.829 可変
7 22.875 2.93 1.53366 55.96
8* -8.265 0.10
9 -9.474 1.77 1.60300 65.44
10 -5.539 5.00 1.72047 34.71
11 -20.878 可変
12(絞り) ∞ 0.47
13 -41.774 2.83 2.00178 19.32
14 -13.304 1.00 1.75520 27.51
15 -4072.041 可変
16 38.371 1.63 1.53366 55.96
17 -615.493 0.10
18 33.168 2.66 1.53366 55.96
19* -23.894 0.10
20 14.457 2.97 1.49700 81.54
21 -43.409 5.18 1.72825 28.46
22 13.946 可変
23* -72.077 3.00 1.53366 55.96
24 -12.453 0.10
25 -544.479 3.00 1.60562 43.70
26 7.266 可変
27 10.977 5.00 1.84666 23.78
28 12.750 1.35
29* -8.703 2.00 1.53366 55.96
30 48.121 0.29
31 ∞ 0.30 1.51633 64.14
32 ∞ 1.50
像面 ∞

非球面データ
第8面
k=0.000
A4=8.73539e-05
第19面
k=0.000
A4=3.09691e-05
第23面
k=0.000
A4=-2.50616e-04
第29面
k=0.000
A4=9.69394e-04

各種データ
低倍端 中間 高倍端
NA 0.10 0.16 0.26
β -1.14 -1.84 -2.99
焦点距離(mm) 12.62 6.55 3.83
IH(mm) 4.75 4.75 4.75
fb (in air) 1.98 1.98 1.98
全長 (in air) 90.94 90.94 90.94

d6 8.84 1.49 0.44
d11 0.10 7.48 8.47
d15 18.19 9.34 0.20
d22 1.38 9.46 17.73
d26 1.43 2.17 3.10

各群焦点距離
f1=17.71 f2=27.43 f3=-216.23 f4=19.30 f5=-22.79
f6=-32.66
数値実施例11
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
物体面 ∞ 2.20
1 -12.923 2.88 1.83400 37.16
2 13.709 9.75 1.65100 56.16
3 -16.604 0.20
4 182.555 5.85 1.59522 67.74
5 -22.860 1.46
6 92.504 10.00 1.78800 47.37
7 28.295 9.88 1.49700 81.54
8 -35.089 10.14
9 87.517 4.49 1.49700 81.54
10 -40.197 0.89
11 287.579 1.44 1.80400 46.57
12 20.222 6.32 1.43875 94.93
13 -60.068 0.10
14 37.768 2.16 1.51823 58.96
15 90.424 0.87
16(絞り) ∞ 可変
17 -54.403 1.00 1.74100 52.64
18 31.130 1.00 1.75520 27.51
19 30.568 1.63
20 -88.325 1.00 1.51823 58.96
21 21.260 2.53 1.80518 25.43
22 92.998 可変
23 43.273 3.46 1.48749 70.23
24 -69.631 0.10
25 46.333 1.70 1.72047 34.71
26 18.841 4.31 1.48749 70.23
27 167.650 可変
28* 25.488 6.25 1.59074 65.51
29 -162.990 3.45
30 -102.457 4.97 1.74964 30.84
31 71.456 24.55
32 14.091 3.33 1.84666 23.78
33 23.716 0.17
34 14.431 2.28 1.80518 25.42
35 6.611 1.54
36 7.048 5.11 1.75501 51.16
37* 7.407 1.06
38 ∞ 0.30 1.51633 64.14
39 ∞ 3.00
像面 ∞

非球面データ
第28面
k=0.000
A4=-2.44186e-06
第37面
k=0.000
A4=1.73815e-04

各種データ
低倍端 中間 高倍端
NA 0.23 0.37 0.61
β -1.33 -2.18 -3.56
焦点距離(mm) 520.87 714.51 16.03
IH(mm) 3.00 3.00 3.00
fb (in air) 4.26 4.26 4.26
全長 (in air) 177.29 177.29 177.29

d16 0.83 24.79 38.01
d22 19.54 12.06 0.10
d27 17.84 1.36 0.10

各群焦点距離
f1=18.81 f2=-25.27 f3=52.53 f4=44.84
数値実施例12
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
物体面 ∞ 1.27
1 -22.784 7.97 2.00178 19.32
2 -10.000 7.01 1.84666 23.78
3 -120.689 0.10
4 514.184 9.49 1.88300 40.80
5 -27.131 0.10
6 -73.294 2.43 1.84666 23.78
7 -27.362 0.10
8 42.765 5.81 1.49700 81.54
9 -18.172 1.00 1.57501 41.50
10 45.777 1.29
11 2516.925 1.00 1.72047 34.71
12 32.396 4.09 1.49700 81.54
13 -44.446 0.10
14 48.583 2.57 1.49700 81.54
15 -164.344 0.10
16 47.475 1.70 1.80400 46.57
17 20.378 4.13 1.43875 94.93
18 -109.125 6.77
19(絞り) ∞ 0.10
20 ∞ 1.45 1.58144 40.75
21 -90.909 可変
22 1800.703 1.00 1.72342 37.95
23 13.735 2.46 1.84666 23.78
24 46.722 1.31
25 -37.078 1.00 1.67300 38.15
26 19.701 1.54 1.84666 23.78
27 31.766 可変
28 45.153 2.51 1.72916 54.68
29 -124.530 0.10
30 41.325 7.02 1.69680 55.53
31 -22428.139 2.69 1.72047 34.71
32 25.110 可変
33* 36.836 4.21 1.72903 54.04
34 -48.356 0.10
35 77.143 5.14 1.72916 54.68
36 -24.384 6.01 1.90366 31.32
37 56.361 5.00
38 83.989 2.99 1.80610 33.27
39 35.268 19.30
40 89.478 4.68 1.84666 23.78
41 -35.056 0.10
42 18.574 7.76 2.00178 19.32
43 16.654 1.84
44 -39.853 1.00 1.75501 51.16
45* 17.859 1.06
46 ∞ 0.30 1.51633 64.14
47 ∞ 5.00
像面 ∞

非球面データ
第33面
k=0.000
A4=-6.49017e-06
第45面
k=0.000
A4=-1.78428e-05

各種データ
低倍端 中間 高倍端
NA 0.23 0.37 0.61
β -2.20 -3.57 -5.82
焦点距離(mm) 53.32 17.10 6.73
IH(mm) 5.50 5.50 5.50
fb (in air) 6.25 6.25 6.25
全長 (in air) 168.62 168.62 168.62

d21 0.20 15.41 26.47
d27 15.91 11.10 0.35
d32 11.17 0.77 0.46

各群焦点距離
f1=14.92 f2=-22.16 f3=60.23 f4=29.18
数値実施例13
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
物体面 ∞ 1.37
1 -40.987 10.00 1.83400 37.16
2 -52.459 10.00 1.84666 23.78
3 -39.893 0.10
4 941.821 10.00 1.88300 40.80
5 -32.540 5.27
6 -49.992 10.00 1.75520 27.51
7 53.602 10.00 1.84666 23.78
8 -53.191 0.11
9 246.374 6.73 1.49700 81.54
10 -27.066 1.03 1.61293 37.00
11 159.021 1.30
12 -370.480 1.03 1.72047 34.71
13 54.649 7.11 1.49700 81.54
14 -43.003 0.10
15 345.717 1.92 1.60562 43.70
16 -299.011 0.10
17 100.141 1.00 1.80400 46.57
18 39.990 4.78 1.43875 94.93
19 -2588.894 0.10
20 44.827 4.01 1.55332 71.68
21 238.990 0.69
22(絞り) ∞ 可変
23 606.831 1.00 1.72047 34.71
24 15.793 2.83 1.84666 23.78
25 65.887 1.27
26 -50.551 1.00 1.90366 31.32
27 26.061 1.77 2.00178 19.32
28 60.158 可変
29 -1382.268 2.98 1.74320 49.34
30 -54.311 0.10
31 148.232 3.04 1.72903 54.04
32 -251.038 13.53
33 88.724 5.33 1.69680 55.53
34 -35.525 1.71 1.85026 32.27
35 63.954 可変
36 40.123 10.00 1.69100 54.82
37 -72.626 10.00 1.84666 23.78
38 48.338 12.91
39 56.312 9.96 1.76182 26.52
40 -122.904 可変
41 37.520 7.01 1.80810 22.76
42 -69.737 1.19
43 -42.881 4.58 1.55332 71.68
44 33.293 4.04
45 -31.896 3.94 1.55332 71.68
46* 24.848 0.78
47 ∞ 0.30 1.51633 64.14
48 ∞ 3.78
像面 ∞

非球面データ
第46面
k=0.000
A4=-1.79537e-05

各種データ
低倍端 中間 高倍端
NA 0.11 0.23 0.61
β -1.25 -2.43 -6.52
焦点距離(mm) 756.14 38.15 6.44
IH(mm) 5.50 5.50 5.50
fb (in air) 4.75 4.75 4.75
全長 (in air) 271.52 271.52 271.52

d22 0.20 35.65 74.82
d28 40.06 23.80 0.85
d35 29.80 1.82 7.44
d40 13.15 21.94 0.10

各群焦点距離
f1=27.17 f2=-29.13 f3=62.73 f4=60.88 f5=-41.12
数値実施例14
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
物体面 ∞ 15.84
1 514.184 5.89 1.49700 81.61
2 -22.397 19.71
3 -123.845 2.23 1.49700 81.61
4 -8.839 1.00 1.67300 38.15
5 28.890 3.54
6 217.991 3.39 1.55332 71.68
7 -16.459 0.10
8 18.406 1.99 1.49700 81.61
9 -80.696 0.10
10(絞り) ∞ 0.10
11 ∞ 1.19 1.58144 40.75
12 -70.716 可変
13 -29.442 1.00 1.80139 45.45
14 16.540 1.18 1.84666 23.78
15 22.667 0.82
16 -52.742 1.00 1.74100 52.64
17 19.274 1.65 1.84666 23.78
18 393.247 可変
19 33.105 5.41 1.69680 55.53
20 -35.152 0.84
21 43.213 8.12 1.69680 55.53
22 -14.179 1.00 1.72047 34.71
23 23.564 可変
24 34.073 2.23 1.72903 54.04
25 217.333 0.10
26 41.188 6.04 1.72916 54.68
27 -13.176 1.00 1.90366 31.32
28 685.273 1.08
29 -45.052 1.00 1.78472 25.68
30 23.447 0.41
31 18.238 4.12 2.00178 19.32
32 -231.364 0.13
33 11.031 4.15 1.72916 54.68
34 22.882 1.45
35 -254.659 1.13 1.78472 25.68
36* 9.874 2.28
37 ∞ 0.30 1.51633 64.14
38 ∞ 6.00
像面 ∞

非球面データ
第36面
k=0.000
A4=8.44498e-05

各種データ
低倍端 中間 高倍端
NA 0.05 0.08 0.12
β -0.44 -0.71 -1.13
焦点距離(mm) 33.51 32.58 21.26
IH(mm) 5.50 5.50 5.50
fb (in air) 8.48 8.48 8.48
全長 (in air) 108.28 108.28 108.28

d12 0.29 6.90 10.52
d18 15.59 9.20 0.10
d23 0.81 0.59 6.07

各群焦点距離
f1=26.76 f2=-13.42 f3=29.14 f4=38.82
数値実施例15
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
物体面 ∞ 1.26
1 -22.799 8.02 2.00178 19.32
2 -10.000 6.07 1.84666 23.78
3 -127.010 0.10
4 514.184 9.02 1.88300 40.80
5 -35.317 0.10
6 -76.547 2.66 1.84666 23.78
7 -22.563 0.10
8 44.285 5.43 1.49700 81.54
9 -16.636 1.00 1.56732 42.82
10 45.768 1.23
11 -814.468 1.00 1.72047 34.71
12 31.752 3.97 1.49700 81.54
13 -38.947 0.10
14 48.375 2.54 1.49700 81.54
15 -121.012 0.10
16 43.876 1.00 1.80440 39.59
17 19.275 3.80 1.49700 81.61
18 -244.353 0.61
19(絞り) ∞ 0.10
20 ∞ 1.41 1.58144 40.75
21 -110.055 可変
22* -108.127 1.00 1.53366 55.96
23 21.294 0.10
24 17.087 1.91 1.63484 23.91
25* 36.179 1.33
26* -67.414 1.00 1.53366 55.96
27 19.991 0.46
28 25.954 1.28 1.63484 23.91
29* 31.912 可変
30 40.306 2.77 1.72916 54.68
31 -162.235 0.10
32 48.391 5.96 1.72342 37.95
33 -16.834 1.00 1.72047 34.71
34 25.124 可変
35* 30.385 5.11 1.72903 54.04
36 -41.941 0.10
37 125.058 4.59 1.69680 55.53
38 -21.149 4.09 1.91082 35.25
39 47.612 0.71
40 111.847 2.04 1.80000 29.84
41 47.347 34.06
42 60.461 5.15 1.84666 23.78
43 -45.615 0.10
44 17.276 8.24 1.80810 22.76
45 15.879 1.85
46 -46.940 1.00 1.85026 32.27
47* 16.929 1.12
48 ∞ 0.30 1.51633 64.14
49 ∞ 5.00
像面 ∞

非球面データ
第22面
k=0.000
A4=-6.17401e-06
第25面
k=0.000
A4=2.85432e-05
第26面
k=0.000
A4=2.24191e-05
第29面
k=0.000
A4=-1.94648e-05
第35面
k=0.000
A4=-8.31031e-06
第47面
k=0.000
A4=-1.45299e-05

各種データ
低倍端 中間 高倍端
NA 0.23 0.37 0.61
β -2.20 -3.57 -5.82
焦点距離(mm) 30.47 16.18 7.07
IH(mm) 5.50 5.50 5.50
fb (in air) 6.31 6.31 6.31
全長 (in air) 168.63 168.63 168.63

d21 0.26 16.81 28.69
d29 18.03 12.60 0.23
d34 11.69 0.57 1.06

各群焦点距離
f1=14.14 f2=-24.35 f3=73.60 f4=31.94
数値実施例16
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
物体面 ∞ 1.35
1 43.231 9.70 1.76200 40.10
2 57.098 0.10
3 32.147 4.09 1.67003 47.23
4 -18.329 可変
5* 107.325 1.67 1.49700 81.61
6* -33.414 0.10
7* 33.505 1.96 1.63484 23.91
8* -101.909 0.70
9* -8.0366e+6 1.00 1.58360 30.33
10* 13.965 1.29
11 42.408 4.84 1.49700 81.61
12 -10.327 1.00 1.72047 34.71
13 -18.267 0.10
14(絞り) ∞ 可変
15 22.493 1.00 1.61293 37.00
16 13.296 5.25 1.49700 81.61
17 -31.912 0.10
18 31.545 1.00 1.80518 25.42
19 16.499 0.84
20* 22.520 2.82 1.53366 55.96
21* -54.016 0.10
22* 19.422 3.27 1.63484 23.91
23* -25.541 0.45
24* -30.483 1.18 1.58360 30.33
25* 8.393 可変
26 -40.913 2.38 1.84666 23.78
27 -15.464 6.15
28 -14.833 1.53 1.70000 48.08
29 69.314 可変
30 -2448.807 2.25 1.75500 52.32
31 -11.550 2.43
32* -3.805 1.55 1.53366 55.96
33* 53.678 0.32
34 ∞ 0.30 1.51633 64.14
35 ∞ 1.50
像面 ∞

非球面データ
第5面
k=-151.903
A4=-6.05656e-05,A6=2.88945e-07
第6面
k=-10.719
A4=1.97656e-05,A6=2.16972e-07
第7面
k=3.055
A4=1.91538e-05,A6=-6.99611e-08
第8面
k=-5.065
A4=3.62227e-05,A6=3.44566e-07
第9面
k=-1.15125e+23
A4=4.69062e-05,A6=1.05024e-07
第10面
k=-1.072
A4=-2.81467e-05,A6=7.64679e-08
第20面
k=-1.107
A4=-2.47911e-05,A6=-4.27580e-08
第21面
k=-1.937
A4=1.40297e-05,A6=-6.62424e-08
第22面
k=-3.162
A4=-4.05322e-05,A6=6.65571e-08
第23面
k=-4.366
A4=7.04818e-06,A6=2.75944e-08
第24面
k=-1.195
A4=2.69706e-05,A6=2.26935e-08
第25面
k=-1.062
A4=-8.69007e-05,A6=5.53276e-08
第32面
k=-1.627
A4=-6.41757e-05
第33面
k=-10.000
A4=-3.45899e-05

各種データ
低倍端 中間 高倍端
NA 0.23 0.37 0.61
β -2.66 -4.36 -7.12
焦点距離(mm) 3.75 2.55 1.74
IH(mm) 5.50 5.50 5.50
fb (in air) 2.01 2.01 2.01
全長 (in air) 80.46 86.36 98.54

d4 4.10 1.45 0.20
d14 6.08 3.23 0.20
d25 9.06 11.22 12.61
d29 0.34 9.58 24.65

各群焦点距離
f1=18.12 f2=31.26 f3=30.63 f4=-92.49 f5=-16.15
数値実施例17
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
物体面 ∞ 1.39
1 -11.055 6.31 1.88300 40.76
2 -11.606 0.10
3 35.525 3.92 1.71300 53.87
4 -26.903 0.64
5 8.245 2.21 1.49700 81.61
6 7.987 可変
7 -102.909 2.33 1.53366 55.96
8* -12.159 0.10
9 -95.469 4.28 1.60300 65.44
10 -6.261 1.00 1.72047 34.71
11 -20.461 可変
12(絞り) ∞ 1.61
13 -12.688 2.17 2.00178 19.32
14 -8.524 1.00 1.80000 29.84
15 -30.929 可変
16 25.638 3.53 1.53366 55.96
17* -17.746 0.10
18 14.492 3.66 1.49700 81.54
19 -21.933 6.30 1.69895 30.13
20 12.811 可変
21* 26.959 2.00 1.53366 55.96
22 8.270 10.81
23 13.080 2.75 1.82115 24.06
24 -59.563 3.45
25* -8.224 1.00 1.53366 55.96
26 13.053 0.94
27 ∞ 0.30 1.51633 64.14
28 ∞ 1.50
像面 ∞

非球面データ
第8面
k=0.000
A4=1.07108e-05
第17面
k=0.000
A4=4.31973e-05
第21面
k=0.000
A4=9.86864e-05
第25面
k=0.000
A4=7.42389e-04

各種データ
低倍端 中間 高倍端
NA 0.23 0.37 0.61
β -2.18 -3.57 -5.83
焦点距離(mm) 10.02 5.35 2.95
IH(mm) 4.75 4.75 4.75
fb (in air) 2.64 2.64 2.64
全長 (in air) 89.02 89.53 81.81

d6 9.99 4.01 2.77
d11 0.10 6.59 0.10
d15 16.48 9.57 0.20
d20 0.55 7.46 16.83

各群焦点距離
f1=11.95 f2=21.07 f3=-40.96 f4=20.20 f5=-18.31
数値実施例18
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
物体面 ∞ 可変
1 -22.158 7.87 2.00178 19.32
2 -10.000 5.52 1.80518 25.42
3 -64.870 0.10
4 514.184 8.30 1.88300 40.76
5 -29.149 0.10
6 -49.162 2.15 1.92286 20.88
7 -21.169 0.10
8 52.434 4.76 1.49700 81.54
9 -14.067 1.00 1.56732 42.82
10 49.694 0.57
11 131.131 1.00 1.71736 29.52
12 24.619 3.48 1.49700 81.54
13 -43.305 0.10
14 41.039 2.11 1.49700 81.54
15 -237.199 0.10
16 41.438 1.00 1.80440 39.59
17 16.705 3.24 1.49700 81.61
18 -499.930 0.10
19(絞り) ∞ 0.10
20 ∞ 1.42 1.58144 40.75
21 -79.663 可変
22* -48.415 1.00 1.53366 55.96
23 34.525 0.10
24 24.319 1.86 1.63484 23.91
25* 198.494 1.02
26* -29.143 1.00 1.53366 55.96
27 21.359 0.11
28 22.635 1.12 1.63484 23.91
29* 24.666 可変
30 30.973 3.70 1.72916 54.68
31 -49.186 0.10
32 34.091 3.80 1.72916 54.68
33 -34.101 1.00 1.71736 29.52
34 27.835 可変
35* -297.555 1.53 1.72903 54.04
36 -50.238 0.10
37 45.319 4.28 1.69680 55.53
38 -15.110 3.44 1.91082 35.25
39 37.743 12.29
40 9142.672 1.00 1.69680 55.53
41 27.912 3.93
42 41.712 3.93 1.84666 23.78
43 -26.474 0.10
44 17.156 7.95 1.80810 22.76
45 16.815 1.98
46 -19.556 1.00 1.69680 55.53
47* 18.003 0.84
48 ∞ 0.30 1.51633 64.14
49 ∞ 5.00
像面 ∞

非球面データ
第22面
k=0.000
A4=-9.78567e-06
第25面
k=0.000
A4=2.55328e-05
第26面
k=0.000
A4=5.13966e-05
第29面
k=0.000
A4=-1.05555e-05
第35面
k=0.000
A4=-1.83517e-05
第47面
k=0.000
A4=-1.29699e-04

各種データ(d0は物体面におけるdの値である。)
低倍端 中間 高倍端
NA 0.23 0.37 0.61
β -2.19 -3.57 -5.82
焦点距離(mm) 15.06 11.20 5.11
IH(mm) 5.50 5.50 5.50
fb (in air) 6.03 6.03 6.03
全長 (in air) 124.31 135.94 139.46

d0 1.26 1.01 0.93
d21 0.31 17.54 26.22
d29 16.77 10.41 0.29
d34 1.76 2.52 7.47

各群焦点距離
f1=12.35 f2=-21.91 f3=26.38 f4=-115.20
数値実施例19
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
物体面 ∞ 1.35
1 -39.532 9.74 1.90366 31.32
2 23.654 9.75 2.00100 29.13
3 -36.653 0.10
4 941.821 9.62 1.86400 40.58
5 -26.876 0.10
6 -36.098 9.15 1.76182 26.52
7 64.408 8.53 1.84666 23.78
8 -49.688 0.10
9 185.423 5.72 1.49700 81.54
10 -22.161 1.00 1.62004 36.26
11 115.347 1.20
12 -280.013 1.00 1.72047 34.71
13 46.267 5.34 1.49700 81.54
14 -44.160 0.10
15 264.207 2.83 1.43875 94.93
16 -70.753 0.10
17 54.206 2.71 1.55332 71.68
18 547.062 0.28
19(絞り) ∞ 可変
20 4894.995 1.00 1.72047 34.71
21 18.521 3.19 1.84666 23.78
22 83.205 1.69
23 -45.352 1.00 1.90366 31.32
24 23.618 2.32 2.00178 19.32
25 57.491 可変
26 3791.290 3.02 1.74320 49.34
27 -44.426 0.10
28 72.431 2.41 1.72903 54.04
29 -603.236 0.10
30 36.123 5.97 1.74100 52.64
31 -91.650 3.40 1.85026 32.27
32 37.543 可変
33 26.851 3.90 1.72916 54.68
34 -100.532 1.00 1.84666 23.78
35 27.575 可変
36 24.285 3.71 1.80810 22.76
37 -45.497 1.42
38 -33.596 1.39 1.55332 71.68
39 47.907 6.25
40 -27.385 2.54 1.55332 71.68
41* 18.759 1.62
42 ∞ 0.30 1.51633 64.14
43 ∞ 2.61
像面 ∞

非球面データ
第41面
k=0.000
A4=5.45815e-06

各種データ
低倍端 中間 高倍端
NA 0.11 0.23 0.61
β -1.26 -2.43 -6.51
焦点距離(mm) 32.90 20.74 5.35
IH(mm) 5.50 5.50 5.50
fb (in air) 4.42 4.42 4.42
全長 (in air) 168.17 198.03 241.71

d19 0.20 27.61 54.61
d25 28.14 17.06 1.05
d32 1.87 12.75 65.62
d35 21.75 24.42 4.23

各群焦点距離
f1=21.80 f2=-27.33 f3=32.47 f4=-428.68 f5=-155.34
実施例1〜19における条件式(1)〜(21)の値を掲げる。なお、ハイフン(−)は、該当する構成がないか、条件式を満足しないことを示している。

条件式 実施例1 実施例2 実施例3 実施例4 実施例5
(1)1/βHG1 0.62 0.75 0.57 0.57 0.70
(2)BFL/Y 0.31 0.40 0.75 0.43 0.51
(3)ΔGpmaxGpobj - 0.06 0.34 - -
(4)fG1/fG2 1.31 1.14 0.57 0.58 1.21
(4-1)fG1/fG2 - - - - -
(5)fG1/fLGp 1.22 1.09 0.44 0.49 1.87
(6)DHGpop/DHGpoi 0.57 0.49 0.22 0.21 0.37
(7)|DsGnoHs| - - - - -
(8)ΔG2max/DHIGi - - - - -
(9)fG3/fG2 - - - - -
(10)fHG1G3/fHGI - - - - -
(11)DHpn/DHpi - - - - -
(12)|Δiomaxmax| - - - - -
(13)|Δwd/Dwdmax| - - - - -
(14)2×Y/p 20000 20000 3929 5000 5000
(15)NAH 0.61 0.61 0.61 0.61 0.22
(16)εH90/p 5.63 5.68 5.51 5.53 5.30
(17)NA'H 0.17 0.17 0.07 0.09 0.09
(18)LTL/p -0.9 -0.5 -0.8 -0.5 0.3
(19)ATH/p 14.2 13.3 2.7 3.5 10.5
(20)CRALobj 3.6 1.7 -1.3 -0.3 3.9
(21)CRAHobj 4.8 2.5 0.3 0.4 5.8

条件式 実施例6 実施例7 実施例8 実施例9 実施例10
(1)1/βHG1 0.44 0.48 0.46 0.65 0.90
(2)BFL/Y 0.48 0.63 0.66 0.54 0.44
(3)ΔGpmaxGpobj - - - - -
(4)fG1/fG2 0.70 0.49 0.56 0.47 0.65
(4-1)fG1/fG2 - - - - -
(5)fG1/fLGp 0.81 0.44 0.54 0.58 0.92
(6)DHGpop/DHGpoi 0.24 0.13 0.14 0.29 0.27
(7)|DsGnoHs| 0.21 0.12 0.14 - 0.05
(8)ΔG2max/DHIGi - - - - -
(9)fG3/fG2 - - - - -
(10)fHG1G3/fHGI - - - - -
(11)DHpn/DHpi - - - - -
(12)|Δiomaxmax - - - - -
(13)|Δwd/Dwdmax| - - - - -
(14)2×Y/p 10000 4318 5278 4318 4318
(15)NAH 0.61 0.61 0.61 0.61 0.26
(16)εH90/p 6.10 5.51 5.43 5.56 5.40
(17)NA'H 0.17 0.09 0.10 0.08 0.09
(18)LTL/p -1.1 -0.6 -0.2 -0.3 0.4
(19)ATH/p 44.0 29.5 27.5 17.6 5.2
(20)CRALobj -1.5 -3.5 -3.5 -1.8 -3.6
(21)CRAHobj -5.0 -2.2 -3.0 -0.9 -2.1

条件式 実施例11 実施例12 実施例13 実施例14 実施例15
(1)1/βHG1 - - - - -
(2)BFL/Y 1.45 1.16 0.88 1.56 1.17
(3)ΔGpmaxGpobj - - - - -
(4)fG1/fG2 - - - - -
(4-1)fG1/fG2 -0.74 -0.67 -0.93 -1.99 -0.58
(5)fG1/fLGp - - - - -
(6)DHGpop/DHGpoi - - - - -
(7)|DsGnoHs| - - - - -
(8)ΔG2max/DHIGi 0.57 0.34 0.73 0.19 0.34
(9)fG3/fG2 -2.08 -2.72 -2.15 -2.17 -3.02
(10)fHG1G3/fHGI 0.26 0.22 0.10 0.65 0.23
(11)DHpn/DHpi 0.80 0.90 0.93 0.71 0.91
(12)|Δiomaxmax| - - - - -
(13)|Δwd/Dwdmax| - - - - -
(14)2×Y/p 5455 6111 5000 6111 6111
(15)NAH 0.61 0.61 0.61 0.12 0.61
(16)εH90/p 5.56 5.53 5.02 5.42 5.46
(17)NA'H 0.17 0.10 0.09 0.11 0.10
(18)LTL/p 1.9 1.4 3.4 2.8 1.5
(19)ATH/p 31.2 22.6 22.0 3.2 19.6
(20)CRALobj 0.5 -1.0 -0.4 1.8 3.6
(21)CRAHobj 0.2 -0.2 0.0 2.5 1.4

条件式 実施例16 実施例17 実施例18 実施例19
(1)1/βHG1 0.59 0.46 - -
(2)BFL/Y 0.38 0.58 1.12 0.82
(3)ΔGpmaxGpobj - - - -
(4)fG1/fG2 0.58 0.57 - -
(4-1)fG1/fG2 - - -0.56 -0.80
(5)fG1/fLGp 0.59 0.59 - -
(6)DHGpop/DHGpoi 0.19 0.21 - -
(7)|DsGnoHs| - 0.14 - -
(8)ΔG2max/DHIGi - - 0.17 0.17
(9)fG3/fG2 - - -1.20 -1.19
(10)fHG1G3/fHGI - - -0.09 -0.16
(11)DHpn/DHpi - - 0.87 0.84
(12)|Δiomaxmax| 0.67 0.47 1.00 1.00
(13)|Δwd/Dwdmax| 0.00 0.00 0.27 0.00
(14)2×Y/p 5000 5278 6111 6111
(15)NAH 0.61 0.61 0.61 0.61
(16)εH90/p 5.45 5.43 5.44 6.16
(17)NA'H 0.09 0.10 0.10 0.09
(18)LTL/p -0.9 -0.4 1.1 3.1
(19)ATH/p 5.9 30.7 31.2 35.8
(20)CRALobj -0.1 -3.3 3.7 2.1
(21)CRAHobj 0.5 0.9 1.5 0.5
図39は、本実施形態の光学機器である顕微鏡を示す図である。顕微鏡1は正立型の顕微鏡である。図39に示すように、顕微鏡1は、本体2、ステージ3、撮像部4、照明ユニット5、照準ノブ6、変倍光学系7、撮像素子8を備える。
本体2には、ステージ3、撮像部4及び照準ノブ6が設けられている。ステージ3の上には、標本が載置される。ステージ3の光軸方向への移動は、照準ノブ6によって行なわれる。照準ノブ6の操作(回転)によってステージ3を移動させ、これにより、標本に対するピント合わせができる。そのために、本体2とステージ3との間に移動機構(不図示)が設けられている。
撮像部4には、照明ユニット5が設けられている。撮像部4と照明ユニット5は、ステージ3の上方に位置している。照明ユニット5には、照明素子5aが輪帯状に配置されている。照明素子5aとしては、例えば、LEDがある。
撮像部4の内部には、変倍光学系7と撮像素子8が配置されている。変倍光学系7には、例えば、実施例1の変倍光学系が用いられている。変倍光学系7の先端は、照明ユニット5の中央部に位置している。
照明ユニット5から、標本に照明光が照射される。この場合、照明は落射照明になる。標本からの反射光や蛍光は、変倍光学系7を通過して撮像素子8に入射する。撮像素子8の撮像面には、標本像(光学像)が形成される。標本像は撮像素子8によって光電変換され、これにより標本の画像が得られる。標本の画像は表示装置(不図示)に表示される。このようにして、観察者は、標本の画像を観察できる。
ここで、顕微鏡1は、変倍光学系7(本実施形態の変倍光学系)を備えている。この変倍光学系7は、全長が短い光学系でありながら、広い撮影範囲を有し、収差が良好に補正され、高い分解能を有する。そのため、顕微鏡1では、広い範囲で諸収差が良好に補正され、明るく鮮明な標本像が得られる。
なお、上記の例では、変倍光学系を撮像部に配置したが、これに限られない。例えば、同焦点距離が75mmの対物レンズでは、レンズを保持する枠部材に、本実施例の変倍光学系と撮像素子を配置できる。この場合、既存の対物レンズと同様に、本実施例の変倍光学系をレボルバー取り付けることができる。このようにすれば、既存の対物レンズと本実施形態の変倍光学系を切り替えて使用できる。
また、上記変倍光学系を用いる光学機器として顕微鏡の例を用いて説明した。しかしながら、本発明の変倍光学系は、これに限られず、光学機器として、たとえば電子撮像装置(携帯カメラ用レンズユニット、ノートPC、携帯情報端末)へ適用できる。
なお、撮像部4は変倍光学系7と撮像素子8を備えているので、撮像部4を撮像装置と見なすことができる。この場合、顕微鏡1は、撮像部4、ステージ3及び照明ユニット5(照明装置)を備えているので、撮像システムということができる。なお、図39では、ステージ3は、照準機構(照準ノブ6)を介して本体2に接続されているが、移動機構を介さずにステージ3を本体2に直接取り付けても良い。このようにすることで、本体2を介して、撮像部4とステージ3とを一体化することができる。
図40は、本実施形態の光学機器である顕微鏡を示す図である。顕微鏡10は、正立型の顕微鏡である。顕微鏡1(図39)と同じ構成については同じ番号を付し、説明は省略する。
撮像部4の内部には、変倍光学系11と撮像素子8が配置されている。変倍光学系11には、例えば、実施例1の変倍光学系が用いられている。
顕微鏡1では、変倍光学系7側に照明ユニット5が設けられていた。これに対して、顕微鏡10では、ステージ3を挟んで変倍光学系11と反対側に照明ユニット12が設けられている。これにより、顕微鏡10では透過照明が行える。照明ユニット12は、光源部13とライトガイドファイバ14とで構成されている。
光源部13は、光源として、例えばハロゲンランプ、水銀ランプ、キセノンランプ、LED、レーザを備える。また、光源部13はレンズを備える。光源から出射した照明光は、レンズを介してライトガイドファイバ14の入射端15に入射する。ライトガイドファイバ14に入射した照明光は、ライトガイドファイバ14内を伝達して出射端16から出射する。
ライトガイドファイバ14の出射端16は、保持機構(不図示)によってステージ3に接続されている。ここで、ライトガイドファイバ14の出射端16は、ステージ3の下面に位置している。よって、出射端16から出射した照明光は、ステージ3の下側から変倍光学系11側に向かって標本に照射される。このようにして、顕微鏡10では透過照明が行われる。
なお、ライトガイドファイバ14の保持はステージ3で行っているが、ステージ3以外の手段でライトガイドファイバ14を保持しても良い。また、ライトガイドファイバ14の出射端16をステージ3の上面(変倍光学系11側)に位置させても良い。このようにすることで、顕微鏡1と同様に、顕微鏡10において落射照明を行うことができる。
標本からの透過光や蛍光は、変倍光学系11を通過して撮像素子8に入射する。撮像素子8の撮像面には、標本像(光学像)が形成される。標本像は撮像素子8によって光電変換され、これにより標本の画像が得られる。標本の画像は表示装置(不図示)に表示される。このようにして、観察者は、標本の画像を観察できる。
顕微鏡10も、変倍光学系11(本実施形態の変倍光学系)を備えている。この変倍光学系11は、全長が短い光学系でありながら、広い撮影範囲を有し、収差が良好に補正され、高い分解能を有する。そのため、顕微鏡10では、広い範囲で諸収差が良好に補正され、明るく鮮明な標本像が得られる。なお、顕微鏡10は落射照明であっても構わない。また、顕微鏡10を構成する各部材の配置は、適宜設計変更可能である。
図41は、本実施形態の光学機器である顕微鏡を示す図である。顕微鏡20は、倒立型の顕微鏡である。顕微鏡20は、本体21、ステージ22、撮像部4、変倍光学系23、撮像素子8、照準ノブ24、透過照明光源25、反射ミラー26、コンデンサレンズ27を備える。
ここで、撮像部4の内部には、変倍光学系23と撮像素子8が配置されている。変倍光学系23には、例えば、実施例1の変倍光学系が用いられている。
本体21には、ステージ22、撮像部4及び照準ノブ24が設けられている。ステージ22の上には、標本が載置される。撮像部4の光軸方向への移動は、照準ノブ24によって行なわれる。照準ノブ24の操作(回転)によって撮像部4を移動させ、これにより、標本に対するピント合わせができる。そのために、本体21内には移動機構(不図示)が設けられ、移動機構に撮像部4が保持されている。
また、本体21には、透過照明光源25、反射ミラー26及びコンデンサレンズ27が設けられている。透過照明光源25、反射ミラー26及びコンデンサレンズ27は、ステージ22の上方に配置されている。透過照明光源25から出射した照明光は反射ミラー26で反射され、コンデンサレンズ27に入射する。コンデンサレンズ27は、ステージ22の上面に位置している。よって、コンデンサレンズ27から出射した照明光は、ステージ22の上側から変倍光学系23側に向かって標本に照射される。このようにして、顕微鏡20では透過照明が行われる。
顕微鏡20も、変倍光学系23(本実施形態の変倍光学系)を備えている。この変倍光学系23は、全長が短い光学系でありながら、広い撮影範囲を有し、収差が良好に補正され、高い分解能を有する。そのため、顕微鏡1では、広い範囲で諸収差が良好に補正され、明るく鮮明な標本像が得られる。なお、顕微鏡20を構成する各部材の配置は、適宜設計変更可能である。
図42は、本実施形態の光学機器である顕微鏡を示す図である。図26(a)は顕微鏡の全体構成を示す図、(b)は顕微鏡30を固定した状態を示す図である。
顕微鏡30は、携帯型の顕微鏡である。顕微鏡30は、プローブ部31、コントロールボックス32、ライトガイドファイバ33、ケーブル34、撮像部4、変倍光学系35、撮像素子8、照明用導光体36、光源37を備える。
撮像部4の内部には、変倍光学系35と撮像素子8が配置されている。変倍光学系35には、例えば、実施例1の変倍光学系が用いられている。
プローブ部31とコントロールボックス32は、ライトガイドファイバ33とケーブル34により接続されている。コントロールボックス32は、光源37と処理部(不図示)とを有する。処理部は、プローブ部31からの映像信号を処理する。
プローブ部31は、使用者が手に持つことができる大きさである。プローブ部31は、撮像部4と照明用導光体36とを有する。照明用導光体36は撮像部4の外周側に配置されている。照明用導光体36はライトガイドファイバ33と光学的に接続されている。光源37から出射した照明光はライトガイドファイバ33内を伝達して、照明用導光体36に入射する。照明光は照明用導光体36内を伝達して、プローブ部31から出射する。このようにして、顕微鏡30では落射照明が行われる。
標本からの反射光や蛍光は、変倍光学系35を通過して撮像素子8に入射する。撮像素子8の撮像面には、標本像(光学像)が形成される。標本像は撮像素子8によって光電変換され、これにより標本の画像が得られる。標本の画像は表示装置(不図示)に表示される。このようにして、観察者は、標本の画像を観察できる。
プローブ部31は、ライトガイドファイバ33とケーブル34によりコントロールボックス32に接続されている。そのため、プローブ部31の位置や向きを自由に設定することができる。この場合、プローブ部31の姿勢(位置や向き)の固定は、観察者の手で行うことになる。しかしながら、観察者の手による固定では、十分に安定しない場合がある。
プローブ部31の姿勢(位置や向き)を安定させるためには、図26(b)に示すように架台38でプローブ部31を保持すれば良い。このようにすることで、プローブ部31の姿勢(位置や向き)を安定させることができる。
なお、架台38には、照準ノブ39が設けられている。プローブ部31(撮像部4)の光軸方向への移動は、照準ノブ39によって行なわれる。照準ノブ39の操作(回転)によってプローブ部31を移動させ、これにより、標本に対するピント合わせができる。そのために、架台38内には移動機構(不図示)が設けられている。
顕微鏡30も、変倍光学系35(本実施形態の変倍光学系)を備えている。この変倍光学系35は、全長が短い光学系でありながら、広い撮影範囲を有し、収差が良好に補正され、高い分解能を有する。そのため、顕微鏡30では、広い範囲で諸収差が良好に補正され、明るく鮮明な標本像が得られる。なお、顕微鏡30を構成する各部材の配置は、適宜設計変更可能である。
なお、顕微鏡1、顕微鏡10、顕微鏡20、顕微鏡30の各々には、実施例1〜19の変倍光学系のうちのどの変倍光学系でも用いることができる。
このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変形例をとることができる。また、上記各実施例により示された形状枚数には必ずしも限定されない。また、各レンズ内又は各レンズ外に、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。
また、本発明には、上述の発明の他に以下の発明も含まれる。
(付記項1)
低倍端から高倍端までの間で倍率が変化する光学系であって、
最も物体側に配置され、正の屈折力を有する第1レンズ群と、
前記第1レンズ群よりも像側に配置され、正の屈折力を有する第2レンズ群と、を少なくとも有し、
変倍時に、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が変化し、
以下の条件式(1)を満足することを特徴とする変倍光学系。
0<1/βHG1<1 (1)
ここで、
βHG1は、高倍端での第1レンズ群の結像倍率、
である。
(付記項2)
以下の条件式(2)を満足することを特徴とする付記項1に記載の変倍光学系。
0<BFL/Y≦4.3 (2)
ここで、
BFLは、低倍端でのバックフォーカス、
Yは、変倍光学系全系における最大像高、
である。
(付記項3)
第2レンズ群よりも像側に、絞りが配置され、
絞りよりも像側に、所定の正レンズ群が配置され、
所定の正レンズ群は正の屈折力を有すると共に、低倍端に比べて高倍端での絞りとの間隔が小さくなるレンズ群であることを特徴とする付記項1又は2に記載の変倍光学系。
(付記項4)
所定の正レンズ群は、2枚以上の正レンズと、1枚以上の負レンズと、を少なくとも有することを特徴とする付記項3に記載の変倍光学系。
(付記項5)
絞りよりも像側に、所定の正レンズ群が複数配置され、
第1の所定の正レンズ群は、複数の所定の正レンズ群のうちで、最も物体側に配置され、
以下の条件式(3)を満足することを特徴とする付記項3に記載の変倍光学系。
0<ΔGpmax/ΔGpobj≦0.6 (3)
ここで、
ΔGpmaxは、所定の正レンズ群のうち何れか2つの所定の正レンズ群の光軸上の間隔の変化量のうち、最大となる変化量、
ΔGpobjは、第1の所定の正レンズ群の光軸上の移動量のうち、最大となる移動量、
である。
ここで、ΔGpmaxは、所定の正レンズ群が3つ以上のレンズ群から構成される場合、当該3つ以上のレンズ群から2つのレンズ群を選択する全ての組み合わせの中で、正レンズ群の光軸上の間隔の変化量のうち、最大となる変化量である。
(付記項6)
以下の条件式(4)を満足することを特徴とする付記項1から5のいずれか一項に記載の変倍光学系。
0.1≦fG1/fG2≦5 (4)
ここで、
G1は、第1レンズ群の焦点距離、
G2は、第2レンズ群の焦点距離、
である。
(付記項7)
低倍端から高倍端への変倍時に、絞りが像側から物体側に移動することを特徴とする付記項1から6のいずれか一項に記載の変倍光学系。
(付記項8)
以下の条件式(5)を満足することを特徴とする付記項3に記載の変倍光学系。
0.2≦fG1/fLGp≦10 (5)
ここで、
G1は、第1レンズ群の焦点距離、
LGpは、低倍端での所定の正レンズ群の焦点距離、
である。
(付記項9)
所定の正レンズを1つ以上有し、
所定の正レンズに、高分散の硝材が用いられていることを特徴とする付記項1から8のいずれか一項に記載の変倍光学系。
(付記項10)
以下の条件式(6)を満足することを特徴とする付記項3から5、9のいずれか一項に記載の変倍光学系。
−1≦DHGpop/DHGpoi≦0.65 (6)
ここで、
HGpopは、高倍端での所定の正レンズ群における最も物体側のレンズ面から物体側主面までの光軸上の距離、
HGpoiは、高倍端での所定の正レンズ群における最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離、
である。
(付記項11)
絞りと、所定の負レンズ群と、を有し、
所定の負レンズ群は負の屈折力を有すると共に、絞りと隣り合うように配置され、
以下の条件式(7)を満足することを特徴とする付記項1から10のいずれか一項に記載の変倍光学系。
|DsGno/φHs|≦1 (7)
ここで、
sGnoは、絞りから所定の負レンズ群における最も絞り側のレンズ面までの光軸上の距離、
φHsは、高倍端での絞りの直径、
である。
(付記項12)
所定の負レンズ群は、1枚以上の正レンズと、1枚以上の負レンズと、を少なくとも有し、
正レンズに、負レンズよりも高分散の硝材を用いていることを特徴とする付記項11に記載の変倍光学系。
(付記項13)
正レンズと負レンズとが接合されていることを特徴とする付記項12に記載の変倍光学系。
(付記項14)
低倍端から高倍端までの間で倍率が変化する光学系であって、
最も物体側に配置され、正の屈折力を有する第1レンズ群と、
第1レンズ群よりも像側に配置され、負の屈折力を有する第2のレンズ群と、を少なくとも有し、
第2レンズ群よりも物体側に配置された絞りを有し、
変倍時に、第2レンズ群は移動して、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が変化し、
第2レンズ群よりも像側に、第3レンズ群が配置され、
以下の条件式(8)を満足することを特徴とする変倍光学系。
0.15≦ΔG2max/DHIGi≦2 (8)
ここで、
ΔG2maxは、第2レンズ群の光軸上の移動量のうち、最大となる移動量、
HIGiは、高倍端での第3レンズ群の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離、
である。
(付記項15)
以下の条件式(2)を満足することを特徴とする付記項14に記載の変倍光学系。
0<BFL/Y≦4.3 (2)
ここで、
BFLは、低倍端でのバックフォーカス、
Yは、変倍光学系全系における最大像高、
である。
(付記項16)
所定の正レンズを1つ以上有し、
所定の正レンズに高分散の硝材が用いていることを特徴とする付記項14又は15に記載の変倍光学系。
(付記項17)
以下の条件式(4−1)を満足することを特徴とする付記項14から16のいずれか一項に記載の変倍光学系。
−2.5≦fG1/fG2≦−0.2 (4−1)
ここで、
G1は、第1レンズ群の焦点距離、
G2は、第2レンズ群の焦点距離、
である。
(付記項18)
第3レンズ群は正の屈折力を有すると共に、第2レンズ群よりも像側に、第2レンズ群に隣り合うように配置され、
変倍時、第2レンズ群と第3レンズ群との間隔が変化し、
以下の条件式(9)を満足することを特徴とする付記項14から17のいずれか一項に記載の変倍光学系。
−7.5≦fG3/fG2≦−1 (9)
ここで、
G2は、第2レンズ群の焦点距離、
G3は、第3レンズ群の焦点距離、
である。
(付記項19)
第2レンズ群よりも像側に、正の屈折力を有する第3レンズ群が配置され、
第3レンズ群よりも像側に、1つ以上のレンズ群を有し、
以下の条件式(10)を満足することを特徴とする付記項14から18のいずれか一項に記載の変倍光学系。
0.07≦fHG1G3/fHGI≦1 (10)
ここで、
HG1G3は、高倍端での第1レンズ群と、第2レンズ群と、第3レンズ群との合成焦点距離、
HGIは、高倍端での第3レンズ群よりも像側に位置するレンズ群の合成焦点距離、
である。
(付記項20)
第2レンズ群は、1枚以上の正レンズと、1枚以上の負レンズと、を少なくとも有し、
正レンズに、負レンズよりも高分散の硝材を用いていることを特徴とする付記項14から19のいずれか一項に記載の変倍光学系。
(付記項21)
第2レンズ群は、2枚以上の負レンズを有することを特徴とする付記項14から20のいずれか一項に記載の変倍光学系。
(付記項22)
第1レンズ群は、2組以上の接合レンズを有することを特徴とする付記項14から21のいずれか一項に記載の変倍光学系。
(付記項23)
第3レンズ群よりも像側に、1枚以上の正レンズと、1枚以上の負レンズと、を有し、
正レンズと負レンズのうち、最も物体側に配置された物体側正レンズと、最も像側に配置された像側負レンズが、以下の条件式(11)を満足することを特徴とする付記項18から22のいずれか一項に記載の変倍光学系。
0.5≦DHpn/DHpi≦0.99 (11)
Hpnは、高倍端での物体側正レンズの物体側面から像側負レンズの像側面までの光軸上の距離、
Hpiは、高倍端での物体側正レンズの物体側面から像面までの光軸上の距離、
である。
(付記項24)
低倍端から高倍端までの間で倍率が変化する光学系であって、
最も物体側に配置され、正の屈折力を有する第1レンズ群と、
第1レンズ群よりも像側に配置された第2レンズ群と、を少なくとも有し、
変倍光学系は、変倍時に共役長が変化する光学系であって、
変倍時に移動するレンズ群を有し、
以下の条件式(12)を満足することを特徴とする変倍光学系。
0.01≦|Δiomax/Δmax|≦5 (12)
ここで、
Δiomaxは、共役長の変化量のうち、最大となる変化量、
Δmaxは、移動するレンズ群の移動量のうち、最大となる移動量、
である。
(付記項25)
第1レンズ群は、最も物体側に配置された第1物体側レンズを有し、
以下の条件式(13)を満足することを特徴とする付記項24に記載の変倍光学系。
|Δwd/Dwdmax|≦0.5 (13)
ここで、
Δwdは、物体から第1物体側レンズの物体側面までの距離の変化量のうち、最大となる変化量、
wdmaxは、物体から第1物体側レンズの物体側面までの距離のうち、最大となる距離、
である。
(付記項26)
第1レンズ群から物体までの距離が一定になるように、第1レンズ群が移動することを特徴とする付記項24又は25に記載の変倍光学系。
(付記項27)
撮像素子と、変倍光学系と、を有する撮像装置であって、
変倍光学系によって、撮像素子上に光学像が形成され、
変倍光学系は、低倍端から高倍端までの間で倍率が変化する光学系であって、
最も物体側に配置され、正の屈折力を有する第1レンズ群と、
第1レンズ群よりも像側に配置された第2レンズ群と、を少なくとも有し、
変倍時に、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が可変であり、
以下の条件式(14)、(15)を満足することを特徴とする撮像装置。
3000≦2×Y/p (14)
0.08≦NAH (15)
ここで、
Yは、変倍光学系全系における最大像高、
pは、撮像素子における画素ピッチ、
NAHは、高倍端での変倍光学系の物体側の開口数、
である。
(付記項28)
以下の条件式(16)を満足することを特徴とする付記項27に記載の撮像装置。
1.0<εH90/p<10 (16)
ここで、
εH90は、変倍光学系の高倍端において、波長e線の点像を撮像素子の略中心付近に形成したときの、ベスト像面での点像強度分布の90%エンサークルドエネルギーの直径、
pは、撮像素子における画素ピッチ、
である。
(付記項29)
以下の条件式(17)を満足することを特徴とする付記項27又は28に記載の撮像装置。
0.06<NA’H (17)
ここで、
NA’Hは、高倍端での変倍光学系の像側の開口数、
である。
(付記項30)
以下の条件式(18)を満足することを特徴とする付記項27から29の何れか一項に記載の撮像装置。
−7<LTL/p<7 (18)
ここで、
LTLは、変倍光学系の低倍端における重心間距離であって、該重心間距離は、最大像高の70%の位置での、C線での点像強度分布の重心とd線での点像強度分布の重心との間の距離、
pは、撮像素子における画素ピッチ、
である。
(付記項31)
以下の条件式(19)を満足することを特徴とする付記項27から30の何れか一項に記載の撮像装置。
−50<ATH/p<50 (19)
ここで、
ATHは、撮像素子の略中心付近における、C線でのベストピント位置とd線でのベストピント位置との差、
pは、撮像素子における画素ピッチ、
である。
(付記項32)
以下の条件式(20)、(21)を満足することを特徴とする付記項27から31の何れか一項に記載の撮像装置。
−7°<CRALobj<7° (20)
−7°<CRAHobj<7° (21)
ここで、
CRALobjは、低倍端での物体側主光線と光軸とのなす角度、
CRAHobjは、高倍端での物体側主光線と光軸とのなす角度、
物体側主光線は、第1レンズ群に入射する主光線のうち、最大像高の90%の位置に到達する主光線、
である。
角度の正負は、光軸から時計回りの方向に測った場合の角度を負、反時計回りの方向に測ったときの角度を正とする。
(付記項33)
光学像の画像のコントラストを検知しながら、自動的にフォーカスすることを特徴とする付記項27から32のいずれか一項に記載の撮像装置。
(付記項34)
撮像素子を光軸方向に動かすことによってフォーカスすることを特徴とする付記項27から33のいずれか一項に記載の撮像装置。
(付記項35)
付記項27から34の何れか一項に記載の撮像装置において、
光学系として、付記項1から26のいずれか一項に記載の変倍光学系が用いられていることを特徴とする撮像装置。
(付記項36)
以下の条件式(12)を満足することを特徴とする付記項1から13の何れか一項に記載の変倍光学系。
0.01≦|Δiomax/Δmax|≦5 (12)
ここで、
Δiomaxは、共役長の変化量のうち、最大となる変化量、
Δmaxは、移動するレンズ群の移動量のうち、最大となる移動量、
である。
(付記項37)
第1レンズ群は、最も物体側に配置された第1物体側レンズを有し、
以下の条件式(13)を満足することを特徴とする付記項36に記載の変倍光学系。
|Δwd/Dwdmax|≦0.5 (13)
ここで、
Δwdは、物体から第1物体側レンズの物体側面までの距離の変化量のうち、最大となる変化量、
wdmaxは、物体から第1物体側レンズの物体側面までの距離のうち、最大となる距離、
である。
(付記項38)
第1レンズ群から物体までの距離が一定になるように、第1レンズ群が移動することを特徴とする付記項36又は37に記載の変倍光学系。
(付記項39)
以下の条件式(12)を満足することを特徴とする付記項14から23の何れか一項に記載の変倍光学系。
0.01≦|Δiomax/Δmax|≦5 (12)
ここで、
Δiomaxは、共役長の変化量のうち、最大となる変化量、
Δmaxは、移動するレンズ群の移動量のうち、最大となる移動量、
である。
(付記項40)
第1レンズ群は、最も物体側に配置された第1物体側レンズを有し、
以下の条件式(13)を満足することを特徴とする付記項39に記載の変倍光学系。
|Δwd/Dwdmax|≦0.5 (13)
ここで、
Δwdは、物体から第1物体側レンズの物体側面までの距離の変化量のうち、最大となる変化量、
wdmaxは、物体から第1物体側レンズの物体側面までの距離のうち、最大となる距離、
である。
(付記項41)
第1レンズ群から物体までの距離が一定になるように、第1レンズ群が移動することを特徴とする付記項39又は40に記載の変倍光学系。
以上のように、本発明は、光学系の全長が短く、従来の顕微鏡と同等の観察範囲、あるいはそれ以上の観察範囲において、軸上収差と軸外収差が良好に補正された変倍光学系及びそれを備えた撮像装置、撮像システムに適している。
G1 第1レンズ群
G2 第2レンズ群
G3 第3レンズ群
G4 第4レンズ群
G5 第5レンズ群
G6 第6レンズ群
S 絞り(開口絞り)
C カバーガラス
I 撮像面(像面)
L1〜L27 レンズ
1、10、20、30、40 顕微鏡(光学機器)
2、21、38、41 本体
3、22、42 ステージ
4 撮像部
5、12、45 照明ユニット
5a 照明素子
6、24、39、44 照準ノブ
7、11、23、35、43 変倍光学系
8 撮像素子
13、46 光源部
14 ライトガイドファイバ
15 入射端
16 出射端
25 透過照明光源
26 反射ミラー
27 コンデンサレンズ
31 プローブ部
32 コントロールボックス
33 ライトガイドファイバ
34 ケーブル
36 照明用導光体
37 光源
38 架台
47 接続部
48 ビームスプリッタ
49 第1の光路
50 第2の光路

Claims (37)

  1. 低倍端から高倍端までの間で倍率が変化する光学系であって、
    最も物体側に配置され、正の屈折力を有する第1レンズ群と、
    前記第1レンズ群よりも像側に配置され、正の屈折力を有する第2レンズ群と、を少なくとも有し、
    変倍時に、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が変化し、
    以下の条件式(1)を満足することを特徴とする変倍光学系。
    0<1/βHG1<1 (1)
    ここで、
    βHG1は、高倍端での前記第1レンズ群の結像倍率、
    である。
  2. 以下の条件式(2)を満足することを特徴とする請求項1に記載の変倍光学系。
    0<BFL/Y≦4.3 (2)
    ここで、
    BFLは、低倍端でのバックフォーカス、
    Yは、前記変倍光学系全系における最大像高、
    である。
  3. 前記第2レンズ群よりも像側に、絞りが配置され、
    前記絞りよりも像側に、所定の正レンズ群が配置され、
    前記所定の正レンズ群は正の屈折力を有すると共に、低倍端に比べて高倍端での前記絞りとの間隔が小さくなるレンズ群であることを特徴とする請求項1又は2に記載の変倍光学系。
  4. 前記所定の正レンズ群は、2枚以上の正レンズと、1枚以上の負レンズと、を少なくとも有することを特徴とする請求項3に記載の変倍光学系。
  5. 絞りよりも像側に、前記所定の正レンズ群が複数配置され、
    第1の所定の正レンズ群は、複数の前記所定の正レンズ群のうちで、最も物体側に配置され、
    以下の条件式(3)を満足することを特徴とする請求項3に記載の変倍光学系。
    0<ΔGpmax/ΔGpobj≦0.6 (3)
    ここで、
    ΔGpmaxは、前記所定の正レンズ群のうち何れか2つの前記所定の正レンズ群の光軸上の間隔の変化量のうち、最大となる変化量、
    ΔGpobjは、前記第1の所定の正レンズ群の光軸上の移動量のうち、最大となる移動量、
    である。
    ここで、ΔGpmaxは、所定の正レンズ群が3つ以上のレンズ群から構成される場合、当該3つ以上のレンズ群から2つのレンズ群を選択する全ての組み合わせの中で、正レンズ群の光軸上の間隔の変化量のうち、最大となる変化量である。
  6. 以下の条件式(4)を満足することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の変倍光学系。
    0.1≦fG1/fG2≦5 (4)
    ここで、
    G1は、前記第1レンズ群の焦点距離、
    G2は、前記第2レンズ群の焦点距離、
    である。
  7. 低倍端から高倍端への変倍時に、絞りが像側から物体側に移動することを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の変倍光学系。
  8. 以下の条件式(5)を満足することを特徴とする請求項3に記載の変倍光学系。
    0.2≦fG1/fLGp≦10 (5)
    ここで、
    G1は、前記第1レンズ群の焦点距離、
    LGpは、低倍端での前記所定の正レンズ群の焦点距離、
    である。
  9. 所定の正レンズを1つ以上有し、
    前記所定の正レンズに、高分散の硝材が用いられていることを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の変倍光学系。
  10. 以下の条件式(6)を満足することを特徴とする請求項3から5、9のいずれか一項に記載の変倍光学系。
    −1≦DHGpop/DHGpoi≦0.65 (6)
    ここで、
    HGpopは、高倍端での前記所定の正レンズ群における最も物体側のレンズ面から物体側主面までの光軸上の距離、
    HGpoiは、高倍端での前記所定の正レンズ群における最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離、
    である。
  11. 絞りと、所定の負レンズ群と、を有し、
    前記所定の負レンズ群は負の屈折力を有すると共に、前記絞りと隣り合うように配置され、
    以下の条件式(7)を満足することを特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載の変倍光学系。
    |DsGno/φHs|≦1 (7)
    ここで、
    sGnoは、前記絞りから前記所定の負レンズ群における最も絞り側のレンズ面までの光軸上の距離、
    φHsは、高倍端での前記絞りの直径、
    である。
  12. 前記所定の負レンズ群は、1枚以上の正レンズと、1枚以上の負レンズと、を少なくとも有し、
    前記正レンズに、前記負レンズよりも高分散の硝材を用いていることを特徴とする請求項11に記載の変倍光学系。
  13. 前記正レンズと前記負レンズとが接合されていることを特徴とする請求項12に記載の変倍光学系。
  14. 低倍端から高倍端までの間で倍率が変化する光学系であって、
    最も物体側に配置され、正の屈折力を有する第1レンズ群と、
    前記第1レンズ群よりも像側に配置され、負の屈折力を有する第2のレンズ群と、を少なくとも有し、
    前記第2レンズ群よりも物体側に配置された絞りを有し、
    変倍時に、前記第2レンズ群は移動して、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が変化し、
    前記第2レンズ群よりも像側に、第3レンズ群が配置され、
    以下の条件式(8)を満足することを特徴とする変倍光学系。
    0.15≦ΔG2max/DHIGi≦2 (8)
    ここで、
    ΔG2maxは、前記第2レンズ群の光軸上の移動量のうち、最大となる移動量、
    HIGiは、高倍端での前記第3レンズ群の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離、
    である。
  15. 以下の条件式(2)を満足することを特徴とする請求項14に記載の変倍光学系。
    0<BFL/Y≦4.3 (2)
    ここで、
    BFLは、低倍端でのバックフォーカス、
    Yは、前記変倍光学系全系における最大像高、
    である。
  16. 所定の正レンズを1つ以上有し、
    前記所定の正レンズに高分散の硝材が用いていることを特徴とする請求項14又は15に記載の変倍光学系。
  17. 以下の条件式(4−1)を満足することを特徴とする請求項14から16のいずれか一項に記載の変倍光学系。
    −2.5≦fG1/fG2≦−0.2 (4−1)
    ここで、
    G1は、前記第1レンズ群の焦点距離、
    G2は、前記第2レンズ群の焦点距離、
    である。
  18. 前記第3レンズ群は正の屈折力を有すると共に、前記第2レンズ群よりも像側に、前記第2レンズ群に隣り合うように配置され、
    変倍時、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、
    以下の条件式(9)を満足することを特徴とする請求項14から17のいずれか一項に記載の変倍光学系。
    −7.5≦fG3/fG2≦−1 (9)
    ここで、
    G2は、前記第2レンズ群の焦点距離、
    G3は、前記第3レンズ群の焦点距離、
    である。
  19. 前記第2レンズ群よりも像側に、正の屈折力を有する第3レンズ群が配置され、
    前記第3レンズ群よりも像側に、1つ以上のレンズ群を有し、
    以下の条件式(10)を満足することを特徴とする請求項14から18のいずれか一項に記載の変倍光学系。
    0.07≦fHG1G3/fHGI≦1 (10)
    ここで、
    HG1G3は、高倍端での前記第1レンズ群と、前記第2レンズ群と、前記第3レンズ群との合成焦点距離、
    HGIは、高倍端での第3レンズ群よりも像側に位置するレンズ群の合成焦点距離、
    である。
  20. 前記第2レンズ群は、1枚以上の正レンズと、1枚以上の負レンズと、を少なくとも有し、
    前記正レンズに、前記負レンズよりも高分散の硝材を用いていることを特徴とする請求項14から19のいずれか一項に記載の変倍光学系。
  21. 前記第2レンズ群は、2枚以上の負レンズを有することを特徴とする請求項14から20のいずれか一項に記載の変倍光学系。
  22. 前記第1レンズ群は、2組以上の接合レンズを有することを特徴とする請求項14から21のいずれか一項に記載の変倍光学系。
  23. 前記第3レンズ群よりも像側に、1枚以上の正レンズと、1枚以上の負レンズと、を有し、
    前記正レンズと前記負レンズのうち、最も物体側に配置された物体側正レンズと、最も像側に配置された像側負レンズが、以下の条件式(11)を満足することを特徴とする請求項18から22のいずれか一項に記載の変倍光学系。
    0.5≦DHpn/DHpi≦0.99 (11)
    Hpnは、高倍端での前記物体側正レンズの物体側面から前記像側負レンズの像側面までの光軸上の距離、
    Hpiは、高倍端での前記物体側正レンズの物体側面から像面までの光軸上の距離、
    である。
  24. 低倍端から高倍端までの間で倍率が変化する光学系であって、
    最も物体側に配置され、正の屈折力を有する第1レンズ群と、
    前記第1レンズ群よりも像側に配置された第2レンズ群と、を少なくとも有し、
    前記変倍光学系は、変倍時に共役長が変化する光学系であって、
    変倍時に移動するレンズ群を有し、
    以下の条件式(12)を満足することを特徴とする変倍光学系。
    0.01≦|Δiomax/Δmax|≦5 (12)
    ここで、
    Δiomaxは、共役長の変化量のうち、最大となる変化量、
    Δmaxは、前記移動するレンズ群の移動量のうち、最大となる移動量、
    である。
  25. 前記第1レンズ群は、最も物体側に配置された第1物体側レンズを有し、
    以下の条件式(13)を満足することを特徴とする請求項24に記載の変倍光学系。
    |Δwd/Dwdmax|≦0.5 (13)
    ここで、
    Δwdは、物体から前記第1物体側レンズの物体側面までの距離の変化量のうち、最大となる変化量、
    wdmaxは、物体から前記第1物体側レンズの物体側面までの距離のうち、最大となる距離、
    である。
  26. 前記第1レンズ群から物体までの距離が一定になるように、前記第1レンズ群が移動することを特徴とする請求項24又は25に記載の変倍光学系。
  27. 撮像素子と、変倍光学系と、を有する撮像装置であって、
    前記変倍光学系によって、前記撮像素子上に光学像が形成され、
    前記変倍光学系は、低倍端から高倍端までの間で倍率が変化する光学系であって、
    最も物体側に配置され、正の屈折力を有する第1レンズ群と、
    前記第1レンズ群よりも像側に配置された第2レンズ群と、を少なくとも有し、
    変倍時に、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が可変であり、
    以下の条件式(14)、(15)を満足することを特徴とする撮像装置。
    3000≦2×Y/p (14)
    0.08≦NAH (15)
    ここで、
    Yは、前記変倍光学系全系における最大像高、
    pは、前記撮像素子における画素ピッチ、
    NAHは、高倍端での前記変倍光学系の物体側の開口数、
    である。
  28. 以下の条件式(16)を満足することを特徴とする請求項27に記載の撮像装置。
    1.0<εH90/p<10 (16)
    ここで、
    εH90は、前記変倍光学系の高倍端において、波長e線の点像を前記撮像素子の略中心付近に形成したときの、ベスト像面での点像強度分布の90%エンサークルドエネルギーの直径、
    pは、前記撮像素子における画素ピッチ、
    である。
  29. 以下の条件式(17)を満足することを特徴とする請求項27又は28に記載の撮像装置。
    0.06<NA’H (17)
    ここで、
    NA’Hは、高倍端での前記変倍光学系の像側の開口数、
    である。
  30. 以下の条件式(18)を満足することを特徴とする請求項27から29の何れか一項に記載の撮像装置。
    −7<LTL/p<7 (18)
    ここで、
    LTLは、前記変倍光学系の低倍端における重心間距離であって、該重心間距離は、最大像高の70%の位置での、C線での点像強度分布の重心とd線での点像強度分布の重心との間の距離、
    pは、前記撮像素子における画素ピッチ、
    である。
  31. 以下の条件式(19)を満足することを特徴とする請求項27から30の何れか一項に記載の撮像装置。
    −50<ATH/p<50 (19)
    ここで、
    ATHは、前記撮像素子の略中心付近における、C線でのベストピント位置とd線でのベストピント位置との差、
    pは、前記撮像素子における画素ピッチ、
    である。
  32. 以下の条件式(20)、(21)を満足することを特徴とする請求項27から31の何れか一項に記載の撮像装置。
    −7°<CRALobj<7° (20)
    −7°<CRAHobj<7° (21)
    ここで、
    CRALobjは、低倍端での物体側主光線と光軸とのなす角度、
    CRAHobjは、高倍端での物体側主光線と光軸とのなす角度、
    前記物体側主光線は、前記第1レンズ群に入射する主光線のうち、最大像高の90%の位置に到達する主光線、
    である。
    角度の正負は、光軸から時計回りの方向に測った場合の角度を負、反時計回りの方向に測ったときの角度を正とする。
  33. 前記光学像の画像のコントラストを検知しながら、自動的にフォーカスすることを特徴とする請求項27から32のいずれか一項に記載の撮像装置。
  34. 前記撮像素子を光軸方向に動かすことによってフォーカスすることを特徴とする請求項27から33のいずれか一項に記載の撮像装置。
  35. 請求項1から26のいずれか一項に記載の変倍光学系と、撮像素子と、を有する撮像装置。
  36. 請求項27から35のいずれか一項に記載の撮像装置と、
    観察対象となる物体を保持するステージと、
    物体を照明する光源と、を備えたことを特徴とする撮像システム。
  37. 前記ステージを光軸方向に動かすことによってフォーカスすることを特徴とする請求項36に記載の撮像システム。
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