WO2014181750A1 - 変倍観察光学系 - Google Patents

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誠 神
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コニカミノルタ株式会社
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    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/143—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having three groups only
    • G02B15/1431—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having three groups only the first group being positive
    • G02B15/143103—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having three groups only the first group being positive arranged ++-
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    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0025—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration

Definitions

  • the present invention relates to a variable magnification observation optical system, for example, a variable magnification observation optical system used for a medical loupe, a working loupe, binoculars, a ground telescope, and the like.
  • the inverted image formed by the objective system is inverted into an erect image by an inverted erect system such as a prism, and the image is observed with an eyepiece system.
  • a so-called Kepler type real image type
  • a zoom optical system having a zoom ratio of about 2 times can be easily reduced in size
  • a zoom type that performs zooming with a pair of lenses sandwiching the inverted image is generally employed.
  • Patent Document 1 proposes a variable magnification optical system in which the most pupil side group in the eyepiece system is composed of a cemented lens for the purpose of correcting axial chromatic aberration.
  • the present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a compact variable magnification observation optical system while various aberrations are favorably corrected in the entire field of view from the center to the periphery. is there.
  • a variable magnification observation optical system is formed of an objective system, an inverted erecting system that erects an inverted image formed by the objective system, and the inverted erecting system.
  • a real-image observation optical system comprising: an eyepiece system that allows the observed erect image to be observed with a pupil;
  • the objective system includes, in order from the object side, a first group having positive power, a second group having positive power, and a third group having negative power.
  • the eyepiece system includes, in order from the object side, a fourth group having positive power and a fifth group having positive power.
  • the inverted erect system is located between the first group and the second group;
  • the third group and the fourth group are opposite to each other along the optical axis while the image plane is positioned between the third group and the fourth group. Zooming is done by moving in the direction,
  • the fifth group includes, in order from the object side, a negative meniscus lens having a concave surface facing the object side, a negative meniscus lens having a convex surface facing the object side, and a biconvex positive lens. It is arrange
  • the zoom observation optical system according to the second invention is characterized in that, in the first invention, both the second group and the third group are constituted by a single lens.
  • variable magnification observation optical system is characterized in that, in the first or second aspect of the invention, any of the lens surfaces constituting the fifth group is a spherical surface.
  • a variable magnification observation optical system is characterized in that, in any one of the first to third inventions, the following conditional expression (1) is satisfied. 0.2 ⁇ LT5 / few ⁇ 0.3 (1)
  • LT5 distance on the optical axis from the pupil side surface of the 5-1 lens to the object side surface of the 5-3 lens
  • few focal length of the eyepiece system at the low magnification end
  • a variable magnification observation optical system is characterized in that, in any one of the first to fourth inventions, the following conditional expression (2) is satisfied. 0.5 ⁇ f4 / few ⁇ 0.8 (2) However, f4: focal length of the fourth group, few: focal length of the eyepiece system at the low magnification end, It is.
  • a zoom observation optical system is characterized in that, in any one of the first to fifth inventions, the following conditional expression (3) is satisfied.
  • Ra radius of curvature of the object side surface of the 5-1 lens
  • Rb radius of curvature of the pupil side surface of the 5-1 lens
  • a variable magnification observation optical system is characterized in that, in any one of the first to sixth inventions, the following conditional expression (4) is satisfied.
  • (4) the following conditional expression (4) is satisfied.
  • f34w the combined focal length of the third group and the fourth group at the low magnification end
  • f34t the combined focal length of the third group and the fourth group at the high magnification end
  • variable magnification observation optical system is the optical system according to any one of the first to seventh aspects, wherein the first group, the second group, and the fifth group are fixed in the optical axis direction during zooming. It is characterized by being.
  • a zoom observation optical system is characterized in that, in any one of the first to eighth inventions, the fourth group is constituted by a single lens.
  • a compact variable magnification observation optical system can be realized while various aberrations are favorably corrected in the entire field of view from the center to the periphery.
  • FIG. 6 is an aberration diagram of Example 1.
  • FIG. 6 is an aberration diagram of Example 2.
  • FIG. 6 is an aberration diagram of Example 3.
  • FIG. 6 is an aberration diagram of Example 4.
  • variable magnification observation optical system an objective system, an inverted erecting system that erects an inverted image formed by the objective system, and an erect image formed by the inverted erecting system are observed at the pupil.
  • a real-image observation optical system including a first group having positive power, a second group having positive power, and a negative power in order from the object side.
  • the eyepiece system is composed of a fourth group having positive power and a fifth group having positive power in order from the object side (power: defined by the reciprocal of the focal length). Quantity), the inverted upright system is located between the first group and the second group.
  • the third group and the fourth group are aligned along the optical axis while the image plane is positioned between the third group and the fourth group. Zooming is performed by moving in directions opposite to each other.
  • the fifth group includes, in order from the object side, a negative meniscus lens having a concave surface directed toward the object side, a negative meniscus lens having a convex surface directed toward the object side, and a biconvex positive lens. It is characterized by being arranged with an air gap.
  • a real image observation optical system composed of an objective system, an inverted upright system, and an eyepiece system has an advantage that the diameter of the objective system can be reduced as compared with the virtual image system. Further, by arranging the second group of positive power on the inverted erecting pupil side, the conjugate position of the pupil can be arranged in the inverted erecting system or in the vicinity of the inverted erecting system. As a result, the width of light passing through the inverted erecting system can be narrowed, and the inverted erecting system can be made compact and the entire observation optical system can be reduced in weight and size. By adopting a zoom configuration in which the third group and the fourth group move in opposite directions across the image plane, it becomes possible to perform zooming without causing an increase in the total length.
  • the effect of correcting axial chromatic aberration can be obtained by arranging the fifth lens group as a negative positive lens. Further, by arranging a negative meniscus lens (5-2 lens) convex to the object side and a positive biconvex lens (5-3 lens) with an air gap (without joining), spherical aberration is achieved. The effect which corrects etc. favorably is acquired. Furthermore, by arranging a negative meniscus lens (5-1 lens) having a concave surface facing the object side, an effect of favorably correcting not only on-axis but also off-axis aberrations such as field curvature can be obtained. In addition, an effect of suppressing the radial size of the fifth lens group can be obtained by largely bending the light beam on the concave surface of the object side surface of the 5-1 lens.
  • both the second group and the third group are composed of a single lens.
  • the use of a single lens is effective in reducing weight and preventing an increase in overall length.
  • a third lens can be obtained.
  • the lens driving load can be reduced by reducing the weight of the group.
  • the structural member can be reduced in size and weight, an effect of simplifying the zoom mechanism and preventing an increase in weight can be obtained.
  • the lens surfaces constituting the fifth group are preferably all spherical surfaces. By using only a spherical lens as the lens constituting the fifth group, it is possible to reduce the cost of the variable magnification observation optical system.
  • Aberration correction is performed by using different ranges on the 5-1 lens for the light beam on the upper axis and the light beam on the peripheral part. In order to correct the aberration in this way, it is necessary to dispose the 5-1 lens and the 5-3 lens at a certain interval.
  • the upper limit of conditional expression (1) When the upper limit of conditional expression (1) is exceeded, the length of the fifth group becomes long, and it becomes difficult to downsize the entire optical system.
  • the lower limit of conditional expression (1) is exceeded, the distance from the 5-1 lens to the 5-3 lens becomes short, and it is difficult to use a different range for the upper part of the shaft and the peripheral part in the 5-1 lens. become. As a result, it becomes difficult to correct aberrations simultaneously and satisfactorily at the upper part of the shaft and the peripheral part. Therefore, by satisfying conditional expression (1), it is possible to achieve a reduction in size and performance of the observation optical system in a balanced manner.
  • conditional expression (2) If the upper limit of conditional expression (2) is exceeded, the relative power of the fourth group decreases, and the amount of movement of the fourth group during zooming increases. Therefore, it is difficult to reduce the size of the optical system. If the lower limit of conditional expression (2) is exceeded, astigmatism, coma, etc. occurring in the fourth group will increase, and it will be difficult to correct them well in the fifth group. Therefore, by satisfying conditional expression (2), it is possible to achieve a reduction in size and performance of the observation optical system in a balanced manner.
  • conditional expression (2a) It is more desirable to satisfy the following conditional expression (2a). 0.6 ⁇ f4 / few ⁇ 0.75 (2a)
  • This conditional expression (2a) defines a more preferable condition range based on the above viewpoints, etc., among the condition ranges defined by the conditional expression (2). Therefore, the above effect can be further increased preferably by satisfying conditional expression (2a).
  • Conditional expression (3) defines a preferable condition range regarding the surface shape of the 5-1 lens. If the upper limit of conditional expression (3) is exceeded, the light passing position passing through the 5-1 lens becomes high, the lens diameter of the fifth group becomes large, and it becomes difficult to achieve a reduction in size and weight. If the lower limit of conditional expression (3) is exceeded, the curvature on the object side becomes strong, and the machining of the surface becomes difficult. Therefore, by satisfying conditional expression (3), it is possible to achieve a well-balanced reduction in weight and size of the observation optical system.
  • the surface shape is a notation based on the paraxial curvature.
  • conditional expression (3a) It is more desirable to satisfy the following conditional expression (3a). 3.5 ⁇ (Rb + Ra) / (Rb ⁇ Ra) ⁇ 4.6 (3a)
  • This conditional expression (3a) defines a more preferable condition range based on the above viewpoints, etc., among the condition ranges defined by the conditional expression (3). Therefore, the above effect can be further increased preferably by satisfying conditional expression (3a).
  • f34w the combined focal length of the third group and the fourth group at the low magnification end
  • f34t the combined focal length of the third group and the fourth group at the high magnification end
  • conditional expression (4) If the upper limit of conditional expression (4) is exceeded, the contribution of the fourth group in zooming decreases, and the contribution ratio of the third group increases accordingly. And it becomes difficult to achieve size reduction because the movement amount of the third group increases. If the lower limit of conditional expression (4) is exceeded, the contribution ratio of the fourth group in zooming increases relatively, and the amount of movement of the fourth group increases, making it difficult to achieve downsizing. Become. Therefore, by satisfying conditional expression (4), it is possible to reduce the size of the observation optical system while maintaining high optical performance.
  • conditional expression (4a) defines a more preferable condition range based on the above viewpoints, etc., among the condition ranges defined by the conditional expression (4). Therefore, the above effect can be further increased preferably by satisfying conditional expression (4a).
  • the first group, the second group, and the fifth group are fixed in the optical axis direction during zooming.
  • the zoom mechanism can be simplified. Therefore, making the first group, the second group, and the fifth group a fixed group has an effect of preventing an increase in the weight of the entire unit. Further, by making the first group and the fifth group facing the outside as fixed groups, it is possible to configure a variable magnification observation optical system advantageous for a waterproof / dustproof structure.
  • the fourth group is composed of a single lens.
  • the fourth group is movable during zooming, the lens driving load can be reduced because the lens weight of the fourth group can be prevented from increasing by using a single lens.
  • the structural member can be reduced in size and weight, an effect of simplifying the zoom mechanism and preventing an increase in weight can be obtained.
  • the most object side lens and the most pupil side lens are made of a glass material.
  • the lens surface exposed to the outside is often exposed, and frequent attachment / detachment tends to put a burden on the lens on the most object side / most pupil side.
  • the lens on the most object side / most pupil side which requires robustness, chemical resistance, waterproofness, etc., be made of a glass material.
  • the most object side lens is preferably made of a glass material that satisfies the following conditional expression (5).
  • DA1 ⁇ 0.35 (5)
  • DA1 The glass material powder is placed in a 0.01 mol / l nitric acid aqueous solution, heated in a boiling water bath, and the acid resistance value (%) calculated as its mass loss (%), It is.
  • Conditional expression (5) defines preferable acid resistance as a glass material used for the lens closest to the object side. For example, when considering medical use, acid resistance that is not easily affected by chemical adhesion is required. If the lens closest to the object side is made of a glass material that satisfies the conditional expression (5), it is possible to prevent deterioration of optical characteristics due to adhesion of chemicals and the like. If the upper limit of conditional expression (5) is exceeded, when exposed to an external environment in a bare state, a chemical reaction such as burns may occur and optical characteristics may be deteriorated.
  • the numerical values / measurement methods and the values corresponding to the conditional expressions described later are based on data described in the optical glass catalog of HOYA Corporation or the optical glass catalog of Sumita Optical Glass Corporation.
  • Hk1 Knoop hardness
  • DS1 A face-polished glass sample having a diameter of 43.7 mm (30 cm 2 on both sides) and a thickness of about 5 mm was placed in a well-stirred 50 ° C., 0.01 mol / l Na 5 P 3 O 10 aqueous solution. Weight loss per unit area [mg / (cm 2 ⁇ h)] when immersed for 1 hour, It is.
  • Conditional expression (6) defines the preferred Knoop hardness of the most object-side lens
  • conditional expression (7) defines the preferred latent resistance of the object-side lens. Since the glass material satisfying the conditional expressions (6) and (7) is excellent in these characteristics, the lens closest to the object side is a glass lens satisfying at least one of these conditional expressions (6) and (7). By comprising, the said subject can be solved.
  • the numerical values / measurement methods and the values corresponding to the conditional expressions described later are based on data described in the optical glass catalog of HOYA Corporation or the optical glass catalog of Sumita Optical Glass Corporation.
  • variable magnification observation optical system 1 to 4 are lens configuration diagrams corresponding to the variable magnification observation optical system LZ constituting the first to fourth embodiments, respectively, at the low magnification end (W) and the high magnification end (T).
  • the lens arrangement is shown in optical section.
  • 5 to 8 are optical path diagrams respectively corresponding to the variable magnification observation optical system LZ constituting the first to fourth embodiments. At the low magnification end (W) and the high magnification end (T), FIG. The optical path is shown.
  • the variable magnification observation optical system LZ has a positive / negative / positive / positive five-group zoom configuration, and includes an objective system LO composed of the first group Gr1, the second group Gr2, and the third group Gr3, and the fourth group Gr4 and A substantially afocal real-image observation optical system is configured with the eyepiece system LE composed of the fifth group Gr5, and the pupil is an inverted erecting system PR positioned between the first group Gr1 and the second group Gr2. An erect image IM is observed in the EP (FIGS. 1 to 8).
  • the third group Gr3 and the fourth group so that the image plane IM is positioned between the third group Gr3 and the fourth group Gr4.
  • Gr4 moves in the opposite direction along the optical axis AX, whereby zooming is performed. That is, in zooming from the low magnification end (W) to the high magnification end (T), the third group Gr3 moves to the object side, and the fourth group Gr4 moves to the pupil EP side.
  • the arrows m3 and m4 in FIGS. 1 to 4 schematically show the movement of the third group Gr3 and the fourth group Gr4 during zooming from the low magnification end (W) to the high magnification end (T), respectively.
  • the inverted upright system PR is composed of, for example, two glass prisms.
  • a transparent cover member may be disposed outside the lens closest to the object side and the lens closest to the pupil EP in consideration of scratch resistance, chemical resistance, and the like.
  • the lens configuration of each embodiment will be described below. However, all power values are paraxial values.
  • the entire lens is composed of a cemented lens of a positive lens and a negative lens in order from the object side.
  • the lens unit includes a fourth group Gr4 composed of a single positive power lens and a fifth group Gr5 composed of a 5-1 lens L51, a 5-2 lens L52, and a 5-3 lens L53.
  • the 5-1 lens L51 is a negative meniscus lens having a concave surface facing the object side
  • the 5-2 lens L52 is a negative meniscus lens having a convex surface facing the object side
  • the 5-3 lens L53 is a biconvex lens. They are positive lenses and are arranged with a certain air space between them. All the lenses constituting the variable magnification observation optical system LZ are spherical lenses made of glass.
  • a first group Gr1 composed of a cemented lens of a positive lens and a negative lens and having positive power as a whole, an inverted erecting system PR
  • a second group Gr2 composed of a biconvex positive lens
  • a third group Gr3 composed of a biconcave negative lens
  • a fourth group Gr4 composed of a biconvex positive power single lens
  • the fifth lens unit Gr5 includes a 5-2 lens L52 and a fifth and third lens L53.
  • the 5-1 lens L51 is a negative meniscus lens having a concave surface facing the object side
  • the 5-2 lens L52 is a negative meniscus lens having a convex surface facing the object side
  • the 5-3 lens L53 is a biconvex lens. They are positive lenses and are arranged with a certain air space between them. All the lenses constituting the variable magnification observation optical system LZ are spherical lenses made of glass.
  • Examples 1 to 4 (EX1 to EX4) listed here are numerical examples corresponding to the first to fourth embodiments, respectively, and are optical configuration diagrams showing the first to fourth embodiments.
  • FIGGS. 1 to 4 and optical path diagrams (FIGS. 5 to 8) show the lens configurations, optical paths, and the like of the corresponding Examples 1 to 4, respectively.
  • the surface number, the paraxial radius of curvature r (mm), the axial distance d (mm), and the refractive index nd with respect to the d line (wavelength 587.56 nm).
  • D line Abbe number vd.
  • the distance from the lens surface closest to the object side to the pupil plane EP is shown as the total length TL (mm).
  • Table 1 shows values corresponding to the conditional expressions of the respective examples, and related data and the like are shown in Table 2 (various data tables).
  • All of the data are values on the e-line, f1 to f5: focal lengths of the first group to the fifth group, fw: focal length of the entire system at the low magnification end, ft: focal length of the entire system at the high magnification end, fow: focal length of the objective system at the low magnification end, fot: focal length of the objective system at the high magnification end, few: focal length of the eyepiece system at the low magnification end, fet: focal length of the eyepiece system at the high magnification end, f34w: the combined focal length of the third group and the fourth group at the low magnification end, f34t: the combined focal length of the third group and the fourth group at the high magnification end, fL51: focal length of the 5-1 lens, fL52: focal length of the 5-2 lens, fL53: Focal length of the 5-3rd lens, LT5: distance on the optical axis from the pupil side surface of the 5-1 lens to
  • FIGS. 9 to 12 are aberration diagrams corresponding to Examples 1 to 4 (EX1 to EX4), respectively.
  • the solid line represents the e-line
  • the broken line represents the g-line
  • the two-dot chain line represents the spherical aberration (Dpt) with respect to the C-line.
  • the broken line represents the astigmatism (Dpt) on the tangential surface and the solid line represents the sagittal surface.
  • the solid line represents the distortion (%).

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Abstract

　変倍観察光学系は、対物系と反転正立系と接眼系を備える。対物系は、物体側より順に正の第１群と正の第２群と負の第３群からなり、接眼系は、物体側より順に正の第４群と正の第５群からなり、反転正立系は第１群と第２群との間に位置する。第５群が、物体側より順に、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凸の正レンズとからなり、それぞれがレンズ間に空気間隔をあけて配置されている。

Description

変倍観察光学系
　本発明は変倍観察光学系に関するものであり、例えば、医療用ルーペ，作業用ルーペ，双眼鏡，地上望遠鏡等に用いられる変倍観察光学系に関するものである。
　ルーペ，双眼鏡，地上望遠鏡等で使用される観察光学系においては、対物系で形成される倒立像をプリズム等の反転正立系で正立像に反転させ、その像を接眼系で観察するタイプのいわゆるケプラー式（実像式）が、従来より一般的に採用されている。また、２倍程度の変倍比を持つズーム光学系では、小型化が容易であるため、前記倒立像をはさんだ１対のレンズでズーミングを行うズームタイプが一般的に採用されている。例えば特許文献１には、軸上色収差を補正する目的で、接眼系において最も瞳側の群が接合レンズで構成された変倍光学系が提案されている。
特開２００３－３１５６８７号公報
　特許文献１に記載の変倍光学系では、接眼系において最も瞳側の群が１対の接合レンズのみで構成されているため、中心部と周辺部とで収差補正を同時かつ良好に補正することが困難である。
　本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、中心から周辺までの視野全域で諸収差が良好に補正されながら、コンパクトな変倍観察光学系を提供することにある。
　上記目的を達成するために、第１の発明の変倍観察光学系は、対物系と、前記対物系で形成される倒立像を正立させる反転正立系と、前記反転正立系で形成された正立像が瞳で観察されるようにする接眼系と、を備えた実像式の観察光学系であって、
　前記対物系が、物体側より順に、正パワーを有する第１群と、正パワーを有する第２群と、負パワーを有する第３群とからなり、
　前記接眼系が、物体側より順に、正パワーを有する第４群と、正パワーを有する第５群とからなり、
　前記反転正立系が前記第１群と前記第２群との間に位置し、
　低倍率端から高倍率端までのズーミングにおいて、前記第３群と前記第４群との間に像面を位置させつつ、前記第３群と前記第４群とが光軸に沿って互いに反対方向に移動することによってズーミングが行われ、
　前記第５群が、物体側より順に、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凸の正レンズとからなり、それぞれがレンズ間に空気間隔をあけて配置されていることを特徴とする。
　第２の発明の変倍観察光学系は、上記第１の発明において、前記第２群と前記第３群がいずれも単レンズで構成されていることを特徴とする。
　第３の発明の変倍観察光学系は、上記第１又は第２の発明において、前記第５群を構成するレンズ面がいずれも球面で構成されていることを特徴とする。
　第４の発明の変倍観察光学系は、上記第１～第３のいずれか１つの発明において、以下の条件式（１）を満足することを特徴とする。
０．２＜ＬＴ５／ｆｅｗ＜０．３　…（１）
　ただし、前記第５群における前記物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズを第５－１レンズとし、前記第５群における前記正レンズを第５－３レンズとすると、
ＬＴ５：第５－１レンズの瞳側面から第５－３レンズの物体側面までの光軸上の距離、
ｆｅｗ：低倍率端における接眼系の焦点距離、
である。
　第５の発明の変倍観察光学系は、上記第１～第４のいずれか１つの発明において、以下の条件式（２）を満足することを特徴とする。
０．５＜ｆ４／ｆｅｗ＜０．８　…（２）
　ただし、
ｆ４：第４群の焦点距離、
ｆｅｗ：低倍率端における接眼系の焦点距離、
である。
　第６の発明の変倍観察光学系は、上記第１～第５のいずれか１つの発明において、以下の条件式（３）を満足することを特徴とする。
３＜（Ｒｂ＋Ｒａ）／（Ｒｂ－Ｒａ）＜５　…（３）
　ただし、前記第５群における前記物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズを第５－１レンズとすると、
Ｒａ：第５－１レンズの物体側面の曲率半径、
Ｒｂ：第５－１レンズの瞳側面の曲率半径、
である。
　第７の発明の変倍観察光学系は、上記第１～第６のいずれか１つの発明において、以下の条件式（４）を満足することを特徴とする。
０．４＜ｆ３４ｔ／ｆ３４ｗ＜０．７　…（４）
　ただし、
ｆ３４ｗ：低倍率端における第３群と第４群との合成焦点距離、
ｆ３４ｔ：高倍率端における第３群と第４群との合成焦点距離、
である。
　第８の発明の変倍観察光学系は、上記第１～第７のいずれか１つの発明において、前記第１群と前記第２群と前記第５群がズーミングにおいて光軸方向に位置固定であることを特徴とする。
　第９の発明の変倍観察光学系は、上記第１～第８のいずれか１つの発明において、前記第４群が単レンズで構成されていることを特徴とする。
　本発明によれば、中心から周辺までの視野全域で諸収差が良好に補正されながら、コンパクトな変倍観察光学系を実現することができる。
第１の実施の形態（実施例１）の光学構成図。 第２の実施の形態（実施例２）の光学構成図。 第３の実施の形態（実施例３）の光学構成図。 第４の実施の形態（実施例４）の光学構成図。 第１の実施の形態（実施例１）の光路図。 第２の実施の形態（実施例２）の光路図。 第３の実施の形態（実施例３）の光路図。 第４の実施の形態（実施例４）の光路図。 実施例１の収差図。 実施例２の収差図。 実施例３の収差図。 実施例４の収差図。
　以下、本発明に係る変倍観察光学系を説明する。本発明に係る変倍観察光学系は、対物系と、前記対物系で形成される倒立像を正立させる反転正立系と、前記反転正立系で形成された正立像が瞳で観察されるようにする接眼系と、を備えた実像式の観察光学系であって、前記対物系が、物体側より順に、正パワーを有する第１群と、正パワーを有する第２群と、負パワーを有する第３群とからなり、前記接眼系が、物体側より順に、正パワーを有する第４群と、正パワーを有する第５群とからなり（パワー：焦点距離の逆数で定義される量）、前記反転正立系が前記第１群と前記第２群との間に位置している。そして、低倍率端から高倍率端までのズーミングにおいて、前記第３群と前記第４群との間に像面を位置させつつ、前記第３群と前記第４群とが光軸に沿って互いに反対方向に移動することによってズーミングが行われる。また、前記第５群が、物体側より順に、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凸の正レンズとからなり、それぞれがレンズ間に空気間隔をあけて配置されていることを特徴としている。
　対物系と反転正立系と接眼系とからなる実像式の観察光学系には、虚像式と比較して、対物系の径を小さくすることができるというメリットがある。また、反転正立系の瞳側に正パワーの第２群を配置することで、瞳の共役位置を反転正立系中又は反転正立系近傍に配置することが可能になる。その結果、反転正立系を通過する光幅を狭くすることができ、反転正立系をコンパクトにまとめて、観察光学系全体を軽量小型化することができる。そして、第３群と第４群とが像面をはさんで互いに反対方向に移動するズーム構成を採用することにより、全長の増大を招くことなく変倍を行うことが可能になる。
　第５群を負正のレンズ配置とすることにより、軸上色収差を補正する効果が得られる。また、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第５－２レンズ）と両凸の正レンズ（第５－３レンズ）とを空気間隔を介して（接合せずに）配置することにより、球面収差等を良好に補正する効果が得られる。さらに、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ（第５－１レンズ）を配置することで、軸上のみならず像面湾曲等の軸外の収差をも良好に補正する効果が得られる。また、第５－１レンズの物体側面の凹面で光線を大きく曲げることにより、第５群の径方向のサイズをも抑える効果が得られる。
　したがって、上記特徴的構成によると、中心から周辺までの視野全域で諸収差が良好に補正されながら、コンパクトな変倍観察光学系を実現することが可能である。こういった効果をバランス良く得るとともに、更に高い光学性能，小型化等を達成するための条件等を以下に説明する。
　前記第２群と前記第３群は、いずれも単レンズで構成されていることが望ましい。単レンズの使用は、重量低減と全長増大防止に有効である。例えば、第２群と第３群をいずれも単レンズで構成することにより、全長の増大を効果的に防ぐことができ、ズーム時に可動の第３群を単レンズで構成することにより、第３群の軽量化によるレンズ駆動負荷の低減を図ることができる。さらに、構造部材を小型・軽量化することができるため、ズーム機構の簡易化と重量の増加を防ぐ効果が得られる。
　前記第５群を構成するレンズ面は、いずれも球面で構成されていることが望ましい。第５群を構成するレンズとして、球面レンズのみを用いることにより、変倍観察光学系の低コスト化を達成することができる。
　以下の条件式（１）を満足することが望ましい。
０．２＜ＬＴ５／ｆｅｗ＜０．３　…（１）
　ただし、前記第５群における前記物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズを第５－１レンズとし、前記第５群における前記正レンズを第５－３レンズとすると、
ＬＴ５：第５－１レンズの瞳側面から第５－３レンズの物体側面までの光軸上の距離、
ｆｅｗ：低倍率端における接眼系の焦点距離、
である。
　軸上部の光束と周辺部の光束とに対し、第５－１レンズ上では異なる範囲を使用することにより収差補正が行われる。そのように収差を補正するためには、第５－１レンズと第５－３レンズとを一定以上の間隔をあけて配置する必要がある。条件式（１）の上限を越えると、第５群の長さが長くなり光学系全体を小型化するのが困難になる。条件式（１）の下限を越えると、第５－１レンズから第５－３レンズまでの距離が短くなり、第５－１レンズにおいて軸上部と周辺部とで異なる範囲を使用することが困難になる。その結果、軸上部と周辺部とで収差を同時かつ良好に補正することが困難になる。したがって、条件式（１）を満たすことにより、観察光学系の小型化と高性能化とをバランス良く達成することが可能になる。
　以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
０．５＜ｆ４／ｆｅｗ＜０．８　…（２）
　ただし、
ｆ４：第４群の焦点距離、
ｆｅｗ：低倍率端における接眼系の焦点距離、
である。
　条件式（２）の上限を越えると、第４群の相対的なパワーが小さくなるため、ズーム時の第４群の移動量が大きくなる。したがって、光学系を小型化するのが困難になる。条件式（２）の下限を越えると、第４群で発生する非点収差，コマ収差等が増大し、それを第５群で良好に補正することが困難になる。したがって、条件式（２）を満たすことにより、観察光学系の小型化と高性能化とをバランス良く達成することが可能になる。
　以下の条件式（２ａ）を満足することが更に望ましい。
０．６＜ｆ４／ｆｅｗ＜０．７５　…（２ａ）
　この条件式（２ａ）は、前記条件式（２）が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式（２ａ）を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。
　以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
３＜（Ｒｂ＋Ｒａ）／（Ｒｂ－Ｒａ）＜５　…（３）
　ただし、前記第５群における前記物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズを第５－１レンズとすると、
Ｒａ：第５－１レンズの物体側面の曲率半径、
Ｒｂ：第５－１レンズの瞳側面の曲率半径、
である。
　条件式（３）は、第５－１レンズの面形状に関する好ましい条件範囲を規定するものである。条件式（３）の上限を越えると、第５－１レンズを通過する光線通過位置が高くなり、第５群のレンズ径が大きくなり、小型・軽量化を達成することが困難になる。条件式（３）の下限を越えると、物体側の曲率が強くなり、面の加工が難しくなる。したがって、条件式（３）を満たすことにより、観察光学系の軽量小型化と高性能化とをバランス良く達成することが可能になる。なお、面形状は近軸曲率に基づいた表記である。
　以下の条件式（３ａ）を満足することが更に望ましい。
３．５＜（Ｒｂ＋Ｒａ）／（Ｒｂ－Ｒａ）＜４．６　…（３ａ）
　この条件式（３ａ）は、前記条件式（３）が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式（３ａ）を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。
　以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
０．４＜ｆ３４ｔ／ｆ３４ｗ＜０．７　…（４）
　ただし、
ｆ３４ｗ：低倍率端における第３群と第４群との合成焦点距離、
ｆ３４ｔ：高倍率端における第３群と第４群との合成焦点距離、
である。
　条件式（４）の上限を越えると、ズーミングにおける第４群の寄与が少なくなり、それにつれて第３群の寄与率が増加する。そして、第３群の移動量が増加することで小型化を達成することが困難になる。条件式（４）の下限を越えると、逆にズーミングにおける第４群の寄与率が相対的に増加し、第４群の移動量が増加することになって小型化を達成することが困難になる。したがって、条件式（４）を満たすことにより、高い光学性能を保持しつつ観察光学系の小型化を達成することが可能になる。
　以下の条件式（４ａ）を満足することが更に望ましい。
０．５＜ｆ３４ｔ／ｆ３４ｗ＜０．６５　…（４ａ）
　この条件式（４ａ）は、前記条件式（４）が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式（４ａ）を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。
　前記第１群と前記第２群と前記第５群は、ズーミングにおいて光軸方向に位置固定であることが望ましい。第３群と第４群の２つの群のみを可動とすることで、ズーム機構を簡素化することができる。したがって、第１群と第２群と第５群を固定群とすることには、ユニット全体の重量の増加を防ぐ効果がある。また、外部に面した第１群と第５群を固定群とすることにより、防水・防塵構造に有利な変倍観察光学系を構成することが可能となる。
　前記第４群が単レンズで構成されていることが望ましい。第４群はズーム時に可動であるが、単レンズとすることで第４群のレンズ重量の増加を防ぐことができるため、レンズ駆動負荷の低減を図ることができる。さらに、構造部材を小型・軽量化することができるため、ズーム機構の簡易化と重量の増加を防ぐ効果が得られる。
　最も物体側のレンズ及び最も瞳側のレンズは、ガラス材料からなることが望ましい。屋外，製造現場，検査工程，医療現場等においては、外部に露出しているレンズ面は剥き出しになることが多く、頻繁に着脱を行うと最物体側・最瞳側のレンズに負担がかかりやすい。こういった点から、頑健性・耐薬品性・防水性等が求められる最物体側・最瞳側のレンズは、ガラス材料からなることが望ましい。
　上記最も物体側のレンズは、以下の条件式（５）を満たすガラス材料からなることが望ましい。
ＤＡ１＜０．３５　…（５）
　ただし、
ＤＡ１：当該ガラス材料の粉末を０．０１ｍｏｌ／ｌの硝酸水溶液中に入れて、沸騰水浴中で加熱し、その質量減（％）として算出される耐酸性の値（％）、
である。
　条件式（５）は、最も物体側のレンズに使用するガラス材料として、好ましい耐酸性を規定している。例えば、医療用等を考慮した場合、薬品の付着による影響を受けにくい耐酸性が必要になる。条件式（５）を満たすガラス材料で最も物体側のレンズを構成すれば、薬品の付着等による光学特性の低下を防止することができる。条件式（５）の上限を上回ると、剥き出しの状態で外的環境に晒された場合に、ヤケ等の化学反応が生じて、光学特性が低下するおそれがある。なお、上記数値・測定方法及び後記条件式対応値は、ＨＯＹＡ（株）の光学ガラスカタログ又は（株）住田光学ガラスの光学ガラスカタログに記載されているデータに基づくものである。
　上記最も物体側のレンズは、以下の条件式（６），（７）のいずれか又は全てを満たすことが望ましい。
Ｈｋ１＞３５０　…（６）
ＤＳ１＜０．２　…（７）
　ただし、
Ｈｋ１：ヌープ硬さ、
ＤＳ１：直径４３．７ｍｍ（両面で３０ｃｍ2）、厚さ約５ｍｍの対面研磨されたガラス試料を、よく攪拌されている５０℃、０．０１ｍｏｌ／ｌのＮａ5Ｐ3Ｏ10水溶液中に、１時間浸漬したときの単位面積当たりの質量減［ｍｇ／（ｃｍ2・ｈ）］、
である。
　条件式（６）は最も物体側のレンズの好ましいヌープ硬さを規定しており、条件式（７）は最も物体側のレンズの好ましい耐潜傷性を規定している。条件式（６），（７）を満たすガラス材料はこれらの諸特性に優れていることから、最も物体側のレンズをこれらの条件式（６），（７）の少なくとも一方を満たすガラスレンズで構成することにより、前記課題を解決することができる。なお、上記数値・測定方法及び後記条件式対応値は、ＨＯＹＡ（株）の光学ガラスカタログ又は（株）住田光学ガラスの光学ガラスカタログに記載されているデータに基づくものである。
　次に、第１～第４の実施の形態を挙げて、変倍観察光学系の具体的な光学構成を更に詳しく説明する。図１～図４は、第１～第４の実施の形態を構成する変倍観察光学系ＬＺにそれぞれ対応するレンズ構成図であり、低倍率端（Ｗ），高倍率端（Ｔ）でのレンズ配置を光学断面で示している。また、図５～図８は、第１～第４の実施の形態を構成する変倍観察光学系ＬＺにそれぞれ対応する光路図であり、低倍率端（Ｗ），高倍率端（Ｔ）での光路を示している。
　変倍観察光学系ＬＺは、いずれも正正負正正の５群ズーム構成になっており、第１群Ｇｒ１，第２群Ｇｒ２及び第３群Ｇｒ３からなる対物系ＬＯと、第４群Ｇｒ４及び第５群Ｇｒ５からなる接眼系ＬＥと、で略アフォーカルな実像式の観察光学系を構成しており、第１群Ｇｒ１と第２群Ｇｒ２との間に位置する反転正立系ＰＲで瞳ＥＰに正立像ＩＭが観察されるようにしている（図１～図８）。そして、低倍率端（Ｗ）から高倍率端（Ｔ）までのズーミングにおいて、第３群Ｇｒ３と第４群Ｇｒ４との間に像面ＩＭが位置するように、第３群Ｇｒ３と第４群Ｇｒ４とが光軸ＡＸに沿って互いに反対方向に移動することによって変倍（すなわちズーミング）が行われる。つまり、低倍率端（Ｗ）から高倍率端（Ｔ）へのズーミングにおいて、第３群Ｇｒ３が物体側へ移動し、第４群Ｇｒ４が瞳ＥＰ側へ移動する。図１～図４中の矢印ｍ３，ｍ４は、低倍率端（Ｗ）から高倍率端（Ｔ）へのズーミングにおける第３群Ｇｒ３，第４群Ｇｒ４の移動をそれぞれ模式的に示している。
　反転正立系ＰＲは、例えば、２個のガラスプリズムにより構成されている。また、最も物体側のレンズ及び最も瞳ＥＰ側のレンズの外側には、耐傷・耐薬品等を考慮して透明なカバー部材を配置してもよい。以下に各実施の形態のレンズ構成を説明する。ただし、パワーについてはすべて近軸での値とする。
　第１，第２，第４の実施の形態（図１，図５；図２，図６；図４，図８）では、物体側より順に、正レンズと負レンズとの接合レンズからなり全体として正パワーを有する第１群Ｇｒ１と、反転正立系ＰＲと、物体側に凸の正メニスカスレンズからなる第２群Ｇｒ２と、両凹の負レンズからなる第３群Ｇｒ３と、両凸の正パワーの単レンズからなる第４群Ｇｒ４と、第５－１レンズＬ５１，第５－２レンズＬ５２及び第５－３レンズＬ５３からなる第５群Ｇｒ５と、で構成されている。第５－１レンズＬ５１は物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズであり、第５－２レンズＬ５２は物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであり、第５－３レンズＬ５３は両凸の正レンズであり、それぞれ一定の空気間隔をあけて配置されている。また、変倍観察光学系ＬＺを構成しているすべてのレンズは、ガラスで構成された球面レンズである。
　第３の実施の形態（図３，図７）では、物体側より順に、正レンズと負レンズとの接合レンズからなり全体として正パワーを有する第１群Ｇｒ１と、反転正立系ＰＲと、両凸の正レンズからなる第２群Ｇｒ２と、両凹の負レンズからなる第３群Ｇｒ３と、両凸の正パワーの単レンズからなる第４群Ｇｒ４と、第５－１レンズＬ５１，第５－２レンズＬ５２及び第５－３レンズＬ５３からなる第５群Ｇｒ５と、で構成されている。第５－１レンズＬ５１は物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズであり、第５－２レンズＬ５２は物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであり、第５－３レンズＬ５３は両凸の正レンズであり、それぞれ一定の空気間隔をあけて配置されている。また、変倍観察光学系ＬＺを構成しているすべてのレンズは、ガラスで構成された球面レンズである。
　以下、本発明を実施した変倍観察光学系の構成等を、実施例のコンストラクションデータ等を挙げて更に具体的に説明する。ここで挙げる実施例１～４（ＥＸ１～４）は、前述した第１～第４の実施の形態にそれぞれ対応する数値実施例であり、第１～第４の実施の形態を表す光学構成図（図１～図４）及び光路図（図５～図８）は、対応する実施例１～４のレンズ構成，光路等をそれぞれ示している。
　各実施例のコンストラクションデータでは、面データとして、左側の欄から順に、面番号，近軸曲率半径ｒ（ｍｍ），軸上面間隔ｄ（ｍｍ），ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に関する屈折率ｎｄ，ｄ線に関するアッベ数ｖｄを示す。また、全長ＴＬ（ｍｍ）として、最も物体側のレンズ面から瞳面ＥＰまでの距離を示す。
　各種データとして、倍率（倍），視度（Ｄｐｔ），物体距離（ｍｍ），撮影範囲（ｍｍ），可変面間隔Ｄ１～Ｄ４（ｍｍ）を、低倍率端（Ｗ）及び高倍率端（Ｔ）について示す。また、表１に各実施例の条件式対応値を示し、その関連データ等を表２（各種データ表）に示す。各種データは、いずれもｅ線での値であり、
ｆ１～ｆ５：第１群～第５群の焦点距離、
ｆｗ：低倍率端における全系の焦点距離、
ｆｔ：高倍率端における全系の焦点距離、
ｆｏｗ：低倍率端における対物系の焦点距離、
ｆｏｔ：高倍率端における対物系の焦点距離、
ｆｅｗ：低倍率端における接眼系の焦点距離、
ｆｅｔ：高倍率端における接眼系の焦点距離、
ｆ３４ｗ：低倍率端における第３群と第４群との合成焦点距離、
ｆ３４ｔ：高倍率端における第３群と第４群との合成焦点距離、
ｆＬ５１：第５－１レンズの焦点距離、
ｆＬ５２：第５－２レンズの焦点距離、
ｆＬ５３：第５－３レンズの焦点距離、
ＬＴ５：第５－１レンズの瞳側面から第５－３レンズの物体側面までの光軸上の距離、
Ｒａ：第５－１レンズの物体側面の曲率半径、
Ｒｂ：第５－１レンズの瞳側面の曲率半径、
である。
　図９～図１２は、実施例１～実施例４（ＥＸ１～ＥＸ４）にそれぞれ対応する収差図であり、（Ａ）～（Ｃ）：低倍率端（Ｗ），（Ｄ）～（Ｆ）：高倍率端（Ｔ）における諸収差（左から順に、球面収差，非点収差，歪曲収差である。）をそれぞれ示している（縦軸：瞳半径等）。球面収差図（Ａ），（Ｄ）において、実線はｅ線、破線はｇ線、２点鎖線はＣ線に対する球面収差（Ｄｐｔ）をそれぞれ表している。非点収差図（Ｂ），（Ｅ）において、破線はタンジェンシャル面、実線はサジタル面での各非点収差（Ｄｐｔ）を表している。歪曲収差図（Ｃ），（Ｆ）において実線は歪曲（％）を表している。
　実施例１
単位：mm
面データ
面番号           r            d          nd            vd
 1          24.073        3.096      1.51680        64.20
 2         -23.620        0.700      1.68893        31.16
 3        -108.803        7.100
 4              ∞       18.134      1.70154        41.15
 5              ∞        0.500
 6              ∞       30.816      1.70154        41.15
 7              ∞        0.100
 8          17.282        1.483      1.84666        23.78
 9          40.727           D1
 10        -15.989        0.800      1.48749        70.45
 11         21.643           D2
 12(中間像面)   ∞           D3
 13        200.184        3.296      1.83481        42.72
 14        -11.676           D4
 15         -7.141        0.895      1.80518        25.46
 16        -11.853        1.855
 17         63.340        0.700      1.54814        45.82
 18         19.061        1.419
 19         52.757        3.064      1.83481        42.72
 20        -13.526       12.500
 21(瞳)         ∞
                     TL=108.990
各種データ
 倍率(倍)              3            5
 視度(Dpt)          -0.9         -0.9
 物体距離(mm)        380          380
 撮影範囲(mm)       φ90         φ65

 D1                8.167        3.770
 D2                1.800        9.214
 D3                2.781        4.374
 D4                8.883        4.273
　実施例２
単位：mm
面データ
面番号           r            d          nd            vd
 1          22.578        3.075      1.51680        64.20
 2         -24.276        0.700      1.68893        31.16
 3        -174.592        7.100
 4              ∞       18.241      1.65844        50.86
 5              ∞        0.200
 6              ∞       32.830      1.65844        50.86
 7              ∞        0.100
 8          12.504        1.689      1.84666        23.78
 9          23.778           D1
 10        -16.094        0.800      1.48749        70.45
 11         14.535           D2
 12(中間像面)   ∞           D3
 13         85.181        3.629      1.83481        42.72
 14        -12.331           D4
 15         -7.314        0.900      1.69865        30.05
 16        -12.718        0.900
 17         71.781        1.000      1.58144        40.89
 18         18.511        1.853
 19         51.449        3.498      1.83481        42.72
 20        -13.630       12.500
 21(瞳)         ∞
                     TL=110.590
各種データ
 倍率(倍)              3            5
 視度(Dpt)          -0.9         -0.9
 物体距離(mm)        380          380
 撮影範囲(mm)       φ90         φ65

 D1                7.210        3.534
 D2                1.876        8.409
 D3                2.810        4.301
 D4                8.778        4.431
　実施例３
単位：mm
面データ
面番号           r            d          nd            vd
 1          24.782        2.964      1.51680        64.20
 2         -20.464        0.800      1.64769        33.84
 3        -105.620        7.100
 4              ∞       19.195      1.65844        50.86
 5              ∞        0.200
 6              ∞       29.292      1.65844        50.86
 7              ∞        0.100
 8          24.430        1.716      1.83481        42.72
 9        -108.460           D1
 10        -14.417        0.800      1.56883        56.04
 11         38.637           D2
 12(中間像面)   ∞           D3
 13        121.517        3.437      1.83481        42.72
 14        -11.926           D4
 15         -7.001        0.817      1.80610        33.27
 16        -11.107        2.339
 17        506.640        1.257      1.76182        26.61
 18         20.574        1.553
 19         49.015        3.100      1.83481        42.72
 20        -12.517       12.500
 21(瞳)         ∞
                     TL=107.990
各種データ
 倍率(倍)            2.5            4
 視度(Dpt)          -0.9         -0.9
 物体距離(mm)        380          380
 撮影範囲(mm)      φ100         φ80

 D1                6.979        3.024
 D2                1.807        8.406
 D3                2.517        3.998
 D4                8.617        4.493
　実施例４
単位：mm
面データ
面番号           r            d          nd            vd
 1          24.929        3.063      1.61800        63.40
 2         -26.884        0.700      1.80610        33.27
 3        -283.570        7.100
 4              ∞       19.195      1.65844        50.86
 5              ∞        0.200
 6              ∞       29.292      1.65844        50.86
 7              ∞        0.100
 8          17.235        1.683      1.83481        42.72
 9          88.269           D1
 10        -15.573        0.700      1.49700        81.61
 11         23.035           D2
 12(中間像面)   ∞           D3
 13         59.847        3.551      1.83481        42.72
 14        -13.141           D4
 15         -7.316        0.800      1.67270        32.17
 16        -11.483        1.717
 17        199.331        0.800      1.69895        30.05
 18         20.008        2.740
 19         86.622        2.845      1.83481        42.72
 20        -13.081       12.500
 21(瞳)         ∞
                     TL=107.990
各種データ
 倍率(倍)            2.5            4
 視度(Dpt)          -0.9         -0.9
 物体距離(mm)        380          380
 撮影範囲(mm)      φ100         φ80

 D1                6.197        2.476
 D2                2.374        8.712
 D3                2.297        3.908
 D4                9.238        4.957
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　ＬＺ　　変倍観察光学系
　ＬＯ　　対物系
　ＬＥ　　接眼系
　ＰＲ　　反転正立系
　Ｇｒ１　　第１群
　Ｇｒ２　　第２群
　Ｇｒ３　　第３群
　Ｇｒ４　　第４群
　Ｇｒ５　　第５群
　Ｌ５１　　第５－１レンズ（負メニスカスレンズ）
　Ｌ５２　　第５－２レンズ（負メニスカスレンズ）
　Ｌ５３　　第５－３レンズ（両凸の正レンズ）
　ＩＭ　　像面（正立像）
　ＥＰ　　瞳
　ＡＸ　　光軸

Claims (9)

  1. 　対物系と、前記対物系で形成される倒立像を正立させる反転正立系と、前記反転正立系で形成された正立像が瞳で観察されるようにする接眼系と、を備えた実像式の観察光学系であって、
    　前記対物系が、物体側より順に、正パワーを有する第１群と、正パワーを有する第２群と、負パワーを有する第３群とからなり、
    　前記接眼系が、物体側より順に、正パワーを有する第４群と、正パワーを有する第５群とからなり、
    　前記反転正立系が前記第１群と前記第２群との間に位置し、
    　低倍率端から高倍率端までのズーミングにおいて、前記第３群と前記第４群との間に像面を位置させつつ、前記第３群と前記第４群とが光軸に沿って互いに反対方向に移動することによってズーミングが行われ、
    　前記第５群が、物体側より順に、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凸の正レンズとからなり、それぞれがレンズ間に空気間隔をあけて配置されていることを特徴とする変倍観察光学系。
  2. 　前記第２群と前記第３群がいずれも単レンズで構成されていることを特徴とする請求項１記載の変倍観察光学系。
  3. 　前記第５群を構成するレンズ面がいずれも球面で構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の変倍観察光学系。
  4. 　以下の条件式（１）を満足することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の変倍観察光学系；
    ０．２＜ＬＴ５／ｆｅｗ＜０．３　…（１）
    　ただし、前記第５群における前記物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズを第５－１レンズとし、前記第５群における前記正レンズを第５－３レンズとすると、
    ＬＴ５：第５－１レンズの瞳側面から第５－３レンズの物体側面までの光軸上の距離、
    ｆｅｗ：低倍率端における接眼系の焦点距離、
    である。
  5. 　以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の変倍観察光学系；
    ０．５＜ｆ４／ｆｅｗ＜０．８　…（２）
    　ただし、
    ｆ４：第４群の焦点距離、
    ｆｅｗ：低倍率端における接眼系の焦点距離、
    である。
  6. 　以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の変倍観察光学系；
    ３＜（Ｒｂ＋Ｒａ）／（Ｒｂ－Ｒａ）＜５　…（３）
    　ただし、前記第５群における前記物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズを第５－１レンズとすると、
    Ｒａ：第５－１レンズの物体側面の曲率半径、
    Ｒｂ：第５－１レンズの瞳側面の曲率半径、
    である。
  7. 　以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の変倍観察光学系；
    ０．４＜ｆ３４ｔ／ｆ３４ｗ＜０．７　…（４）
    　ただし、
    ｆ３４ｗ：低倍率端における第３群と第４群との合成焦点距離、
    ｆ３４ｔ：高倍率端における第３群と第４群との合成焦点距離、
    である。
  8. 　前記第１群と前記第２群と前記第５群がズーミングにおいて光軸方向に位置固定であることを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の変倍観察光学系。
  9. 　前記第４群が単レンズで構成されていることを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載の変倍観察光学系。
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