(57)【要約】【課題】結像レンズを交換することなく、結像光学系の焦点距離を変更可能な顕微鏡光学系及び顕微鏡を提供する。【解決手段】顕微鏡（１００）は、無限遠補正型であり、焦点距離と倍率の積から算出される基準距離が互い異なる第１対物レンズ（７）及び第２対物レンズ（８）と、標本から射出された観察光を結像させる結像レンズ（４）と、対物レンズ（７、８）と結像レンズ（４）の間の観察光の光路（１１）に対して挿脱可能に構成されたアダプタレンズ（２）とを含んで構成される。そして、アダプタレンズ（２）は、第１対物レンズ（７）を使用するとき、光路（１１）外に配置され、第２対物レンズ（８）を使用するとき、光路（１１）中に配置される。これにより、結像光学系（２、４）の焦点距離を変化させることができる。【選択図】図１
2011017852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無限遠補正型であり、焦点距離と倍率の積から算出される基準距離がそれぞれ異なる第１対物レンズ及び第２対物レンズと、
標本から射出された観察光を結像させる結像レンズと、
前記対物レンズと前記結像レンズの間の前記観察光の光路に対して挿脱可能に構成されたアダプタレンズと、を含み、
前記アダプタレンズは、
前記第１対物レンズを使用するとき、前記光路外に配置され、
前記第２対物レンズを使用するときに、前記光路中に配置されることを特徴とする顕微鏡光学系。
【請求項２】
請求項１に記載の顕微鏡光学系において、
前記第１対物レンズの前記基準距離は、前記結像レンズの焦点距離と等しく、
前記第２対物レンズの前記基準距離は、前記アダプタレンズと前記結像レンズとの合成焦点距離と等しいことを特徴とする顕微鏡光学系。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の顕微鏡光学系において、
前記アダプタレンズは、光軸に対して平行に入射する光束を光軸に対して平行に射出するアフォーカル光学系であることを特徴とする顕微鏡光学系。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の顕微鏡光学系において、
前記アダプタレンズは、前記標本側から順に、第１レンズ群と、第２レンズ群を含み、
ｆ１を前記第１レンズ群の焦点距離とし、ｆ２を前記第２レンズ群の焦点距離とし、ＦＡＴを前記アダプタレンズと前記結像レンズとの合成焦点距離とし、ＦＴを前記結像レンズの焦点距離とするとき、以下の条件式
ＦＡＴ／ＦＴ＝｜ｆ１／ｆ２｜  ・・・（１）
を満たすことを特徴とする顕微鏡光学系。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の顕微鏡光学系において、
ＦＡＴを前記アダプタレンズと前記結像レンズとの合成焦点距離とし、ＦＴを前記結像レンズの焦点距離とするとき、以下の条件式
０．７８＜ＦＡＴ／ＦＴ＜１．２２  ・・・（２）
を満たすことを特徴とする顕微鏡光学系。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の顕微鏡光学系において、
前記アダプタレンズは、前記結像レンズで発生する色収差を補正することを特徴とする顕微鏡光学系。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の顕微鏡光学系において、
前記アダプタレンズは、前記標本側から順に、第１接合レンズと、第２接合レンズ群とを含み、
前記第２接合レンズは、凸レンズと凹レンズを含み、
ｖｄ１を前記凸レンズのｄ線に対するアッベ数とし、ｖｄ２を前記凹レンズのｄ線に対するアッベ数とするとき、以下の条件式
５＜ｖｄ１−ｖｄ２＜４０  ・・・（３）
を満たすことを特徴とする顕微鏡光学系。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の顕微鏡光学系において、
前記第１対物レンズ及び前記結像レンズは、相互の組み合わせで色収差を補正するコンペンゼーション方式の光学ユニットであり、
前記第２対物レンズは、単独で色収差を補正するコンペンゼーションフリー方式の光学ユニットであることを特徴とする顕微鏡光学系。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の顕微鏡光学系において、
前記結像レンズは、単レンズから構成されることを特徴とする顕微鏡光学系。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項５及び請求項７のいずれか１項に記載の顕微鏡光学系において、
前記アダプタレンズは、前記第２対物レンズで発生する色収差を補正することを特徴とする顕微鏡光学系。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の顕微鏡光学系と、
前記第１対物レンズ及び前記第２対物レンズを装着するレボルバと、
前記レボルバを制御して前記第１対物レンズ及び前記第２対物レンズを切り替えるレボルバ制御手段と、
前記アダプタレンズを前記光路に対して挿脱するアダプタレンズ挿脱手段と、
前記レボルバ制御手段と前記アダプタレンズ挿脱手段を連動させる連動制御手段と、含み、
前記連動制御手段は、
前記第１対物レンズを使用するときに、前記アダプタレンズが前記光路外に配置され、
前記第２対物レンズを使用するときに、前記アダプタレンズが前記光路中に配置されるように、前記レボルバ制御手段と前記アダプタレンズ挿脱手段を連動させることを特徴とする顕微鏡。
【請求項１２】
無限遠補正型の対物レンズ及び結像レンズとともに使用される光学ユニットであって、
前記光学ユニットと前記結像レンズとの合成焦点距離が、前記対物レンズの倍率と前記対物レンズの焦点距離の積に一致することを特徴とする光学ユニット。
【請求項１３】
請求項１２に記載の光学ユニットにおいて、
前記光学ユニットは、前記結像レンズで生じる色収差を補正することを特徴とする光学ユニット。
【請求項１４】
請求項１２に記載の光学ユニットにおいて、
前記光学ユニットは、前記対物レンズで生じる色収差を補正することを特徴とする光学ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互換性のない設計の対物レンズを使用するための、光学ユニット、顕微鏡光学系、及び顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、顕微鏡光学系の設計では、まず、顕微鏡光学系の詳細な設計の前提となる基本的な設計（以降、基本設計と記す。）が決定され、顕微鏡光学系及びその構成要素はその基本設計に基づいて設計される。基本設計事項としては、例えば、対物レンズの倍率の基準となる距離（以降、基準距離と記す。）や、コンペンゼーション方式やコンペンゼーションフリー式といった収差補正方式などがある。その他、有限遠補正光学系や無限遠補正光学系といった顕微鏡光学系の種類の選択も基本設計事項である。
【０００３】
このような基本設計の違いは、顕微鏡光学系の構成要素間の互換性に大きな影響を及ぼす。例えば、基本設計の異なる対物レンズを顕微鏡内で切替えて利用することは困難である。このため、互換性の観点からすると、基本設計が異なることは顕微鏡利用者にとって好ましくない。しかしながら、一般に、顕微鏡メーカー毎に基本設計は異なり、異なる基本設計に基づいた顕微鏡光学系が提供されている。さらに、同一の顕微鏡メーカーから基本設計の異なる顕微鏡光学系が提供されていることもある。このような実情において、特許文献１及び特許文献２では、顕微鏡光学系の基本設計事項を調整するための技術が提案されている。
【０００４】
特許文献１では、種類の異なる顕微鏡光学系の構成要素間で互換性を確保するための技術が開示されている。特許文献１の技術を利用することで、１つの顕微鏡光学系内で、有限遠補正型の対物レンズと無限遠補正型の対物レンズを切替えて利用することができる。
【０００５】
また、特許文献２では、結像レンズユニットの焦点距離を変更するための技術が開示されている。特許文献２の技術を利用し、結像レンズユニット、つまり、結像光学系の焦点距離を、対物レンズの基準距離と一致させたり、異ならせたりすることによって、観察像の倍率を調整することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公昭６２−１７７２３号公報
【特許文献２】米国特許第７２８９２７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献２で開示された技術は、結像光学系を交換することで結像光学系の焦点距離を変更する。つまり、焦点距離の変更に伴い、焦点距離に応じた結像光学系が観察光の光路外から光路中に挿入される。しかしながら、結像光学系の最も像側の結像レンズの位置は最終的に投影される標本の像位置に大きな影響を及ぼす。特に、結像レンズが光軸に対して垂直な方向に少しでも移動すると、像位置が大きく変化してしまい、像が視野外まで移動してしまうこともある。このため、特許文献２で開示されるような結像光学系全体が交換される構成は好ましくない。
【０００８】
以上のような実情を踏まえて、本発明では、最も像側の結像レンズを交換することなく、結像光学系の焦点距離を変更可能な顕微鏡光学系を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様は、無限遠補正型であり、焦点距離と倍率の積から算出される基準距離がそれぞれ異なる第１対物レンズ及び第２対物レンズと、標本から射出された観察光を結像させる結像レンズと、対物レンズと結像レンズの間の観察光の光路に対して挿脱可能に構成されたアダプタレンズと、を含み、アダプタレンズは、第１対物レンズを使用するとき、光路外に配置され、第２対物レンズを使用するときに、光路中に配置される顕微鏡光学系を提供する。
【００１０】
本発明の第２の態様は、第１の態様に記載の顕微鏡光学系において、第１対物レンズの基準距離は、結像レンズの焦点距離と等しく、第２対物レンズの基準距離は、アダプタレンズと結像レンズとの合成焦点距離と等しい顕微鏡光学系を提供する。
【００１１】
本発明の第３の態様は、第１の態様または第２の態様に記載の顕微鏡光学系において、アダプタレンズは、光軸に対して平行に入射する光束を光軸に対して平行に射出するアフォーカル光学系である顕微鏡光学系を提供する。
【００１２】
本発明の第４の態様は、第１の態様乃至第３の態様のいずれか１つに記載の顕微鏡光学系において、アダプタレンズは、標本側から順に、第１レンズ群と、第２レンズ群を含み、ｆ１を第１レンズ群の焦点距離とし、ｆ２を第２レンズ群の焦点距離とし、ＦＡＴをアダプタレンズと結像レンズとの合成焦点距離とし、ＦＴを結像レンズの焦点距離とするとき、以下の条件式
ＦＡＴ／ＦＴ＝｜ｆ１／ｆ２｜  ・・・（１）
を満たす顕微鏡光学系を提供する。
【００１３】
本発明の第５の態様は、第１の態様乃至第４の態様のいずれか１つに記載の顕微鏡光学系において、ＦＡＴをアダプタレンズと結像レンズとの合成焦点距離とし、ＦＴを結像レンズの焦点距離とするとき、以下の条件式
０．７８＜ＦＡＴ／ＦＴ＜１．２２  ・・・（２）
を満たす顕微鏡光学系を提供する。
【００１４】
本発明の第６の態様は、第１の態様乃至第５の態様のいずれか１つに記載の顕微鏡光学系において、アダプタレンズは、結像レンズで発生する色収差を補正する顕微鏡光学系を提供する。
【００１５】
本発明の第７の態様は、第１の態様乃至第６の態様のいずれか１つに記載の顕微鏡光学系において、アダプタレンズは、標本側から順に、第１接合レンズと、第２接合レンズ群とを含み、第２接合レンズは、凸レンズと凹レンズを含み、ｖｄ１を凸レンズのｄ線に対するアッベ数とし、ｖｄ２を凹レンズのｄ線に対するアッベ数とするとき、以下の条件式
５＜ｖｄ１−ｖｄ２＜４０  ・・・（３）
を満たす顕微鏡光学系を提供する。
【００１６】
本発明の第８の態様は、第１の態様乃至第７の態様のいずれか１つに記載の顕微鏡光学系において、第１対物レンズ及び結像レンズは、相互の組み合わせで色収差を補正するコンペンゼーション方式の光学ユニットであり、第２対物レンズは、単独で色収差を補正するコンペンゼーションフリー方式の光学ユニットである顕微鏡光学系を提供する。
【００１７】
本発明の第９の態様は、第１の態様乃至第８の態様のいずれか１つに記載の顕微鏡光学系において、結像レンズは、単レンズから構成される顕微鏡光学系を提供する。
【００１８】
本発明の第１０の態様は、第１の態様乃至第５の態様及び第７の態様のいずれか１つに記載の顕微鏡光学系において、アダプタレンズは、第２対物レンズで発生する色収差を補正する顕微鏡光学系を提供する。
【００１９】
本発明の第１１の態様は、第１の態様乃至第１０の態様のいずれか１つに記載の顕微鏡光学系と、第１対物レンズ及び第２対物レンズを装着するレボルバと、レボルバを制御して第１対物レンズ及び第２対物レンズを切り替えるレボルバ制御手段と、アダプタレンズを光路に対して挿脱するアダプタレンズ挿脱手段と、レボルバ制御手段とアダプタレンズ挿脱手段を連動させる連動制御手段と、含み、連動制御手段は、第１対物レンズを使用するときに、アダプタレンズが光路外に配置され、第２対物レンズを使用するときに、アダプタレンズが光路中に配置されるように、レボルバ制御手段とアダプタレンズ挿脱手段を連動させる顕微鏡を提供する。
【００２０】
本発明の第１２の態様は、無限遠補正型の対物レンズ及び結像レンズとともに使用される光学ユニットであって、光学ユニットと結像レンズとの合成焦点距離が、対物レンズの倍率と対物レンズの焦点距離の積に一致する光学ユニットを提供する。
本発明の第１３の態様は、第１２の態様に記載の光学ユニットにおいて、光学ユニットは、結像レンズで生じる色収差を補正する光学ユニットを提供する。
本発明の第１４の態様は、第１２の態様に記載の光学ユニットにおいて、光学ユニットは、対物レンズで生じる色収差を補正する光学ユニットを提供する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、最も像側の結像レンズを交換することなく、結像光学系の焦点距離を変更可能な顕微鏡光学系を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施例に係る顕微鏡の構成を例示した概念図である。
【図２Ａ】図１に例示される顕微鏡の顕微鏡光学系の構成の一例を示す図である。
【図２Ｂ】図１に例示される顕微鏡の顕微鏡光学系の構成の一例を示す図である。
【図３】実施例１に係るアダプタレンズ及び結像レンズからなる結像光学系の断面図である。
【図４】図３に例示される結像光学系の収差図である。
【図５】実施例２に係るアダプタレンズ及び結像レンズからなる結像光学系の断面図である。
【図６】図５に例示される結像光学系の収差図である。
【図７】実施例３に係るアダプタレンズ及び結像レンズからなる結像光学系の断面図である。
【図８】図７に例示される結像光学系の収差図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照しながら、本発明の各実施例について説明する。
まず、はじめに、各実施例に共通する構成と作用について説明する。
【００２４】
図１は、本発明の一実施例に係る顕微鏡の構成を例示した概念図である。図２Ａ及び図２Ｂは、それぞれ基本設計が異なる対物レンズを使用するときの図１に例示される顕微鏡の顕微鏡光学系の構成を例示した概念図である。
【００２５】
図１に例示される顕微鏡１００は、顕微鏡本体１と、アダプタレンズ２（光学ユニット）を含む中間鏡筒３と、結像レンズ４を含む鏡筒５と、接眼レンズ６とを含んで構成されている。
【００２６】
顕微鏡本体１には、レボルバ制御手段１０によって制御されるレボルバ９が備えられている。さらに、レボルバ９には、対物レンズ７（第１対物レンズ）及び対物レンズ８（第２対物レンズ）が装着されている。レボルバ制御手段１０はレボルバ９を制御することで、対物レンズ７と対物レンズ８を切り換えることができる。これにより、対物レンズ７と対物レンズ８のいずれか一方が観察光路１１に配置される。
【００２７】
対物レンズ７及び対物レンズ８は、互いに異なる基本設計に基づいて設計された対物レンズである。具体的には、対物レンズ７及び対物レンズ８は、いずれも標本から射出された観察光を平行光束に変換する無限遠補正型の対物レンズであるが、対物レンズの倍率の基準となる基準距離が異なっている。つまり、対物レンズ７の焦点距離と倍率の積から算出される対物レンズ７の基準距離と、対物レンズ８の焦点距離と倍率の積から算出される対物レンズ８の基準距離は異なっている。
【００２８】
なお、対物レンズの基準距離は、一般に、その対物レンズと組み合わせて使用される結像光学系の焦点距離と一致している。ここでは、対物レンズ７の基準距離は、結像レンズ４の焦点距離と一致している。一方、対物レンズ８の基準距離は、アダプタレンズ２と結像レンズ４との合成焦点距離と一致している。
【００２９】
鏡筒５は、結像レンズ４を含んで構成されている。結像レンズ４は、対物レンズを介して入射する観察光を結像させて、標本の中間像を形成する。そして、接眼レンズ６は、結像レンズ４によって形成された中間像を拡大して投影する。
【００３０】
中間鏡筒３は、アダプタレンズ２を含んで構成されている。アダプタレンズ２は、対物レンズと結像レンズ４の間の観察光路１１に対して挿脱可能に構成されている。また、アダプタレンズ２は、アダプタレンズ挿脱手段１２によって観察光路１１に対して挿脱される。
さらに、顕微鏡本体１には、レボルバ制御手段１０とアダプタレンズ挿脱手段１２を連動させる連動制御手段１３が含まれている。
【００３１】
連動制御手段１３は、対物レンズ７を使用するときには、アダプタレンズ２が観察光路１１外に配置されるように、レボルバ制御手段１０とアダプタレンズ挿脱手段１２を連動させる。また、連動制御手段１３は、対物レンズ８を使用するときには、アダプタレンズ２が観察光路１１上に配置されるように、レボルバ制御手段１０とアダプタレンズ挿脱手段１２を連動させる。
【００３２】
従って、対物レンズ７を使用するときの顕微鏡光学系１４は、図２Ａに例示されるように、観察光路１１上に対物レンズ７、結像レンズ４、及び接眼レンズ６を含み、観察光路１１外に対物レンズ８及アダプタレンズ２を含んでいる。このとき、結像光学系は結像レンズ４のみから構成されているため、結像光学系の焦点距離は対物レンズ７の基準距離と一致する。このため、中間像の倍率と対物レンズ７の倍率は一致することになり、顕微鏡利用者は、対物レンズ７の倍率に対応する観察倍率で標本を観察することができる。
【００３３】
一方、対物レンズ８を使用するときの顕微鏡光学系１４は、図２Ｂに例示されるように、観察光路１１上に対物レンズ８、アダプタレンズ２、結像レンズ４、及び接眼レンズ６を含み、観察光路１１外には対物レンズ７を含んでいる。このとき、結像光学系はアダプタレンズ２及び結像レンズ４から構成されているため、結像光学系の焦点距離は対物レンズ８の基準距離と一致する。このため、中間像の倍率と対物レンズ８の倍率は一致することになり、顕微鏡利用者は、対物レンズ８の倍率に対応する観察倍率で標本を観察することができる。
【００３４】
なお、結像レンズ４は、無限遠補正型の対物レンズとともに使用されることを前提に設計されている。このため、結像レンズ４に入射する光は光軸に対して平行であることが望ましい。従って、対物レンズ８が無限遠補正型の対物レンズであることを考慮すると、アダプタレンズ２は光軸に対して平行に入射する光束を光軸に対して平行に射出するアフォーカル光学系として設計されることが望ましい。
【００３５】
より具体的には、アダプタレンズ２が２群構成であり、標本側から順に第１レンズ群と第２レンズ群を含んで構成されている場合には、結像光学系は以下の条件式を満たすことが望ましい。
ＦＡＴ／ＦＴ＝｜ｆ１／ｆ２｜  ・・・（１）
【００３６】
ただし、ｆ１は第１レンズ群の焦点距離であり、ｆ２は第２レンズ群の焦点距離であり、ＦＡＴはアダプタレンズ２と結像レンズ４との合成焦点距離であり、ＦＴは結像レンズ４の焦点距離である。
条件式（１）を満たすことで、アダプタレンズ２はアフォーカル光学系として構成されることになる。
【００３７】
また、結像光学系の焦点距離が変化すると、瞳位置も変動することになる。したがって、顕微鏡光学系１４には結像光学系の焦点距離の変化について許容できる範囲がある。その許容できる範囲を考慮すると、結像光学系は、以下の条件式を満たすことが望ましい。
０．７８＜ＦＡＴ／ＦＴ＜１．２２  ・・・（２）
ただし、ＦＡＴはアダプタレンズ２と結像レンズ４との合成焦点距離であり、ＦＴは結像レンズ４の焦点距離である。
【００３８】
条件式（２）は、アダプタレンズ２の挿脱前後での結像光学系の焦点距離の許容できる変化率を規定している。つまり、対物レンズの交換前後での対物レンズの基準距離の許容できる変化率を規定している。条件式（２）の下限値を下回ると、アダプタレンズ２を挿入した後の結像光学系の焦点距離が短くなりすぎてしまう。この場合、結像光学系のパワーが強すぎるため、結像光学系で大きなコマ収差が生じてしまう。また、接眼レンズに至るまで通過する光学系でケラレも生じてしまう。一方、条件式（２）の上限値を上回ると、アダプタレンズ２を挿入した後の結像光学系の焦点距離が長くなりすぎてしまい、瞳位置が許容できる範囲を超えて接眼レンズ側に移動してしまう。従って、接眼レンズでケラレが発生する。
【００３９】
なお、条件式（２）で規定される許容できる対物レンズの基準距離の変化率は、主要な顕微鏡メーカーによって製造される、異なる基準距離の対物レンズの切替えで生じる変化率のほとんどを含んでいる。従って、条件式（２）を満たす顕微鏡光学系では、主要な顕微鏡メーカーによって製造される対物レンズを切り替えて使用することが可能である。
【００４０】
このように、顕微鏡１００及び顕微鏡光学系１４は、対物レンズの切り替えに連動して、アダプタレンズ２を観察光路１１に対して挿脱することで、結像光学系の焦点距離を変化させることができる。このため、基準距離の異なる互換性のない対物レンズを切り換えて使用することができる。また、顕微鏡１００及び顕微鏡光学系１４では、使用される対物レンズに関わらず、結像レンズ４が使用される。つまり、結像レンズ４を交換することなく、結像光学系の焦点距離が変更される。したがって、結像レンズ４の光軸が観察光路１１に対してずれてしまうことはない。一方、アダプタレンズ２はアフォーカル光学系として構成されているため、アダプタレンズ２の光軸と観察光路１１が平行であれば、それらのわずかなずれは許容される。従って、顕微鏡１００では、対物レンズの切替えの前後での標本の像位置の変位はほとんど生じない。
【００４１】
また、ここでは、対物レンズの切り替えとアダプタレンズ２の挿脱を自動化しているが、特にこれに限られない。対物レンズの切り替えを手動で行い、それに合わせてアダプタレンズ２を手動で挿脱してもよい。
【００４２】
また、上述したように、顕微鏡１００の対物レンズとアダプタレンズ２の間の光束は平行光束である。従って、対物レンズとアダプタレンズ２の間の距離は、コンペンゼーションフリー方式の場合、ある程度の自由に変更することができるため、中間鏡筒３の全長を変えることができる。このため、必要に応じて、中間鏡筒３の全長を変更することで得られるスペースに他の光学ユニット、例えば、蛍光投光管ユニットなど、を挿入することができる。
【００４３】
以上により、アダプタレンズ２を用いることで、最も像側の結像レンズを交換することなく、結像光学系の焦点距離を変更可能な顕微鏡光学系を提供することができる。
【００４４】
以上では、対物レンズ７と対物レンズ８が基準距離の異なる対物レンズである場合を例示したが、対物レンズ７と対物レンズ８は収差補正方式が異なる対物レンズであってもよい。
【００４５】
例えば、対物レンズ７及び結像レンズ４の収差補正方式はコンペンゼーション方式であり、対物レンズ８の収差補正方式はコンペンゼーションフリー方式である場合を例に説明する。
【００４６】
なお、ここで、コンペンゼーション方式とは、対物レンズと結像レンズのそれぞれで生じる色収差（軸上色収差及び倍率色収差）を相殺させることで、光学系全体として色収差を補正する方式である。一方、コンペンゼーションフリー方式とは、各々の光学ユニット（対物レンズや結像レンズ）で色収差（軸上色収差及び倍率色収差）を補正することで、光学系全体としても色収差を補正する方式である。コンペンゼーション方式の光学ユニットでは、単体で色収差が補正されている必要はないため、コンペンゼーションフリー方式の光学ユニットに比べ、構成を簡素化することが可能である。例えば、コンペンゼーション方式では、結像レンズを単レンズ１枚で構成することも可能である。
【００４７】
まず、図２Ａに例示される顕微鏡光学系１４の構成での色収差の補正について検討する。対物レンズ７と結像レンズ４は、いずれもコンペンゼーション方式を採用している。このため、対物レンズ７と結像レンズ４が同一の基本設計に基づいて設計されていれば、互いに反対方向におよそ同じ大きさの色収差が生じる。従って、対物レンズ７を使用するときの観察光の色収差は、顕微鏡光学系１４全体で補正されることになる。
【００４８】
一方、図２Ｂに例示される顕微鏡光学系１４の構成では、アダプタレンズ２による色収差の補正が必要となる。これは、結像レンズ４がコンペンゼーション方式を採用しているのに対して、対物レンズ８がコンペンゼーションフリー方式を採用しているためである。図２Ｂの構成では、対物レンズ８から射出された観察光の色収差は対物レンズ８自身により補正されている。このため、顕微鏡光学系１４全体として色収差を補正するためには、アダプタレンズ２は、結像レンズ４で発生する色収差を補正することで、結像光学系全体として色収差が補正されるように設計すればよい。
【００４９】
なお、アダプタレンズ２は、アダプタレンズ２が２群構成であり、標本側から順に第１レンズ群と第２レンズ群を含んで構成されている場合には、第１レンズ群、第２レンズ群ともに接合レンズで構成されることが望ましい。さらに、アダプタレンズ２は、第２レンズ群である接合レンズが凸レンズと凹レンズを含み、且つ、以下の条件式を満たすことが望ましい。
５＜ｖｄ１−ｖｄ２＜４０  ・・・（３）
ただし、ｖｄ１は凸レンズのｄ線に対するアッベ数であり、ｖｄ２は凹レンズのｄ線に対するアッベ数である。
【００５０】
条件式（３）は、接合レンズの接合面で色収差を効率よく補正するための条件を規定している。条件式（３）の下限値を下回ると、十分な色収差の補正が困難となる。一方、条件式（３）の上限値を上回ると、色収差の補正効果は大きいが、凸レンズに分散の小さい材料を用いることが必要となる。このため、凸レンズが酸化しやすくなってしまう。また、凸レンズの材料費も高くなり、結果としてアダプタレンズ２の製造コストが上昇してしまう。
【００５１】
以上のようにアダプタレンズ２を設計し、アダプタレンズ２を対物レンズの切り替えに連動して観察光路１１に対して挿脱することで、基準距離及び収差補正方式の異なる、互換性のない対物レンズを切り換えて使用することができる。
【００５２】
なお、ここでは、結像レンズ４がコンペンゼーション方式である場合を例示したが、結像レンズ４がコンペンゼーションフリー方式であってもよい。その場合、アダプタレンズ２は、結像レンズ４を異なる収差補正方式（ここでは、コンペンゼーション方式）の対物レンズで発生する色収差を補正するように設計すればよい。
次に、各実施例の顕微鏡光学系の結像光学系について具体的に説明する。  
【実施例１】
【００５３】
図３は、本実施例に係るアダプタレンズ及び結像レンズからなる結像光学系の断面図である。図３に例示されるように、本実施例の結像光学系１５は、標本側から順に、第１レンズ群と第２レンズ群からなるアダプタレンズ２ａと、単レンズからなる結像レンズ４ａと、から構成されている。アダプタレンズ２ａの第１レンズ群は、レンズＬ１及びレンズＬ２からなる接合レンズＣＬ１であり、アダプタレンズ２ａの第２レンズ群は、レンズＬ３及びレンズＬ４からなる接合レンズＣＬ２である。
【００５４】
結像レンズ４ａの焦点距離ＦＴ、アダプタレンズ２ａと結像レンズ４ａの合成焦点距離ＦＡＴ、アダプタレンズ２ａの接合レンズＣＬ１である第１レンズ群の焦点距離ｆ１、接合レンズＣＬ２である第２レンズ群の焦点距離ｆ２、結像光学系１５の像側の開口数ＮＡＩ、像高ＩＭＨは、それぞれ以下のとおりである。
ＦＴ＝２２５ｍｍ、ＦＡＴ＝１８０ｍｍ、
ｆ１＝−５４．１８７ｍｍ、ｆ２＝６７．７３４ｍｍ、
ＮＡＩ＝０．０２５、ＩＭＨ＝９ｍｍ
【００５５】
また、結像光学系１５のレンズデータは、以下のとおりである。なお、ここで、ｓは面番号を、ｒは曲率半径（ｍｍ）を、ｄは面間隔（ｍｍ）を、ｎｄはｄ線に対する屈折率を、ｖｄはｄ線に対するアッベ数を示す。また、面番号は、標本側から像側に向かって採番している。なお、面番号１が示す面は、結像光学系１５の標本側にある絞り位置を示す。また、面番号２から面番号７が示す面（図３のＳ２からＳ７）はアダプタレンズ２ａのレンズ面を示し、面番号８及び面番号９が示す面（図３のＳ８からＳ９）は結像レンズ４ａのレンズ面を示す。
結像光学系１５
s         r             d          nd        vd
物体面   INFINITY      INFINITY       
1(絞り)  INFINITY       92.1301     
2      -60.7797       2.5000     1.53172    48.84
3       26.7044       7.0000     1.80518    25.42 
4       40.3905       9.8283     
5       61.4410       7.0000     1.80000    29.84
6       34.4645       8.5416     1.61800    63.33
7      -82.9708       3.0000     
8      163.4770       5.0000     1.48749    70.23
9     -330.0000     222.7447     
像面     INFINITY    
【００５６】
また、アダプタレンズ２ａ及び結像レンズ４ａの合成焦点距離ＦＡＴと結像レンズ４ａの焦点距離ＦＴの比、アダプタレンズ２ａの第１レンズ群の焦点距離ｆ１とアダプタレンズ２ａの第２レンズ群の焦点距離ｆ２の比、第２接合レンズＣＬ２の凸レンズ（レンズＬ４）のｄ線に対するアッベ数ｖｄ１と第２接合レンズＣＬ２の凹レンズ（レンズＬ３）のｄ線に対するアッベ数ｖｄ２の差は、以下のとおりである。従って、結像光学系１５は、条件式（１）から条件式（３）を満している。 
ＦＡＴ／ＦＴ＝｜ｆ１／ｆ２｜＝０．８
ｖｄ１−ｖｄ２＝３３．４９        
【００５７】
図４は、結像光学系１５の収差図であり、標本側から無限遠の光束を結像光学系１５に入射させた場合の結像面上での収差が示されている。なお、図４（a）、図４（b）、図４（ｃ）、図４（ｄ）、図４（ｅ）は、それぞれ球面収差、非点収差、コマ収差、倍率色収差、歪曲収差を示し、いずれも収差が良好に補正されていることを示している。
【００５８】
なお、図４（ａ）及び図４（ｄ）の “Ｃ”は６５６，２７ｍｍの波長を示し、“ｄ”は５８７．５６ｍｍの波長を示し、“Ｆ”は４８６．１３ｍｍの波長を示し、“ｇ”は４３５．８４ｍｍの波長を示している。また、図４（ｂ）における“Ｍ”はメリディオナル成分、“Ｓ”はサジタル成分を示している。
【実施例２】
【００５９】
図５は、本実施例に係るアダプタレンズ及び結像レンズからなる結像光学系の断面図である。図５に例示されるように、本実施例の結像光学系１６は、標本側から順に、第１レンズ群と第２レンズ群からなるアダプタレンズ２ｂと、単レンズからなる結像レンズ４ｂと、から構成されている。アダプタレンズ２ｂの第１レンズ群は、レンズＬ１及びレンズＬ２からなる接合レンズＣＬ１であり、アダプタレンズ２ｂの第２レンズ群は、レンズＬ３及びレンズＬ４からなる接合レンズＣＬ２である。
【００６０】
結像レンズ４ｂの焦点距離ＦＴ、アダプタレンズ２ｂと結像レンズ４ｂの合成焦点距離ＦＡＴ、アダプタレンズ２ｂの接合レンズＣＬ１である第１レンズ群の焦点距離ｆ１、接合レンズＣＬ２である第２レンズ群の焦点距離ｆ２、結像光学系１６の像側の開口数ＮＡＩ、像高ＩＭＨは、それぞれ以下のとおりである。
ＦＴ＝１６５ｍｍ、ＦＡＴ＝２００ｍｍ、
ｆ１＝１６０．３７８ｍｍ、ｆ２＝−１３２．３１３ｍｍ、
ＮＡＩ＝０．０２５、ＩＭＨ＝９ｍｍ
【００６１】
また、結像光学系１６のレンズデータは、以下のとおりである。なお、ここで、ｓは面番号を、ｒは曲率半径（ｍｍ）を、ｄは面間隔（ｍｍ）を、ｎｄはｄ線に対する屈折率を、ｖｄはｄ線に対するアッベ数を示す。また、面番号は、標本側から像側に向かって採番している。なお、面番号１が示す面は、結像光学系１６の標本側にある絞り位置を示す。また、面番号２から面番号７が示す面（図５のＳ２からＳ７）はアダプタレンズ２ｂのレンズ面を示し、面番号８及び面番号９が示す面（図５のＳ８からＳ９）は結像レンズ４ｂのレンズ面を示す。
結像光学系１６
s         r             d            nd        vd
物体面    INFINITY     INFINITY       
1(絞り)  INFINITY      101.0109      
2        44.7686       6.2501      1.60311    60.64
3       -46.1180       5.0000      1.74100    52.64
4       154.2890       7.5934      
5       351.3613       3.0000      1.74100    52.64
6       -51.4744       4.1456      1.54072    47.23
7        39.1366       3.0000      
8       123.2780       5.0000      1.53172    48.84
9      -300.0000     162.6773     
像面      INFINITY       
【００６２】
また、アダプタレンズ２ｂ及び結像レンズ４ｂの合成焦点距離ＦＡＴと結像レンズ４ｂの焦点距離ＦＴの比、アダプタレンズ２ｂの第１レンズ群の焦点距離ｆ１とアダプタレンズ２ｂの第２レンズ群の焦点距離ｆ２の比、第２接合レンズＣＬ２の凸レンズ（レンズＬ３）のｄ線に対するアッベ数ｖｄ１と第２接合レンズＣＬ２の凹レンズ（レンズＬ４）のｄ線に対するアッベ数ｖｄ２の差は、以下とおりである。従って、結像光学系１６は、条件式（１）から条件式（３）を満している。 
ＦＡＴ／ＦＴ＝｜ｆ１／ｆ２｜＝１．２１２
ｖｄ１−ｖｄ２＝５．４１
【００６３】
図６は、結像光学系１６の収差図であり、標本側から無限遠の光束を結像光学系１６に入射させた場合の結像面上での収差が示されている。なお、図６（a）、図６（b）、図６（ｃ）、図６（ｄ）、図６（ｅ）は、それぞれ球面収差、非点収差、コマ収差、倍率色収差、歪曲収差を示し、いずれも収差が良好に補正されていることを示している。
【００６４】
なお、図６（ａ）及び図６（ｄ）の “Ｃ”は６５６，２７ｍｍの波長を示し、“ｄ”は５８７．５６ｍｍの波長を示し、“Ｆ”は４８６．１３ｍｍの波長を示し、“ｇ”は４３５．８４ｍｍの波長を示している。また、図６（ｂ）における“Ｍ”はメリディオナル成分、“Ｓ”はサジタル成分を示している。
【実施例３】
【００６５】
図７は、本実施例に係るアダプタレンズ及び結像レンズからなる結像光学系の断面図である。図７に例示されるように、本実施例の結像光学系１７は、標本側から順に、第１レンズ群と第２レンズ群からなるアダプタレンズ２ｃと、単レンズからなる結像レンズ４ｃと、から構成されている。アダプタレンズ２ｃの第１レンズ群は、レンズＬ１及びレンズＬ２からなる接合レンズＣＬ１であり、アダプタレンズ２ｃの第２レンズ群は、レンズＬ３及びレンズＬ４からなる接合レンズＣＬ２である。
【００６６】
結像レンズ４ｃの焦点距離ＦＴ、アダプタレンズ２ｃと結像レンズ４ｃの合成焦点距離ＦＡＴ、アダプタレンズ２ｃの接合レンズＣＬ１である第１レンズ群の焦点距離ｆ１、接合レンズＣＬ２である第２レンズ群の焦点距離ｆ２、結像光学系１７の像側の開口数ＮＡＩ、像高ＩＭＨは、それぞれ以下のとおりである。
ＦＴ＝２００ｍｍ、ＦＡＴ＝１８０ｍｍ、
ｆ１＝３９２．２６７ｍｍ、ｆ２＝−４３５．８５２ｍｍ、
ＮＡＩ＝０．０２５、ＩＭＨ＝９ｍｍ
【００６７】
また、結像光学系１７のレンズデータは、以下のとおりである。なお、ここで、ｓは面番号を、ｒは曲率半径（ｍｍ）を、ｄは面間隔（ｍｍ）を、ｎｄはｄ線に対する屈折率を、ｖｄはｄ線に対するアッベ数を示す。また、面番号は、標本側から像側に向かって採番している。なお、面番号１が示す面は、結像光学系１７の標本側にある絞り位置を示す。また、面番号２から面番号７が示す面（図７のＳ２からＳ７）はアダプタレンズ２ｃのレンズ面を示し、面番号８及び面番号９が示す面（図７のＳ８からＳ９）は結像レンズ４ｃのレンズ面を示す。
結像光学系１７
s        r             d            nd        vd
物体面   INFINITY     INFINITY       
1(絞り)  INFINITY       91.0586      
2     -193.6273       2.6196      1.53172    48.84 
3       91.7357       6.7830      1.72825    28.46
4     -233.3389      10.0962      
5      -43.7161       7.9393      1.62588    35.70
6      103.4974       8.5033      1.48749    70.23
7      -42.0312       3.0000      
8      156.5770       5.0000      1.51633    64.14
9     -300.0000     197.8254     
像面     INFINITY         
【００６８】
また、アダプタレンズ２ｃ及び結像レンズ４ｃの合成焦点距離ＦＡＴと結像レンズ４ｃの焦点距離ＦＴの比、アダプタレンズ２ｃの第１レンズ群の焦点距離ｆ１とアダプタレンズ２Ｃの第２レンズ群の焦点距離ｆ２の比、第２接合レンズＣＬ２の凸レンズ（レンズＬ４）のｄ線に対するアッベ数ｖｄ１と第２接合レンズＣＬ２の凹レンズ（レンズＬ３）のｄ線に対するアッベ数ｖｄ２の差は、以下とおりである。従って、結像光学系１７は、条件式（１）から条件式（３）を満している。 
ＦＡＴ／ＦＴ＝｜ｆ１／ｆ２｜＝０．９
ｖｄ１−ｖｄ２＝３４．５３
【００６９】
図８は、結像光学系１７の収差図であり、標本側から無限遠の光束を結像光学系１７に入射させた場合の結像面上での収差が示されている。なお、図８（a）、図８（b）、図８（ｃ）、図８（ｄ）、図８（ｅ）は、それぞれ球面収差、非点収差、コマ収差、倍率色収差、歪曲収差を示し、いずれも収差が良好に補正されていることを示している。
【００７０】
なお、図８（ａ）及び図８（ｄ）の “Ｃ”は６５６，２７ｍｍの波長を示し、“ｄ”は５８７．５６ｍｍの波長を示し、“Ｆ”は４８６．１３ｍｍの波長を示し、“ｇ”は４３５．８４ｍｍの波長を示している。また、図８（ｂ）における“Ｍ”はメリディオナル成分、“Ｓ”はサジタル成分を示している。
【符号の説明】
【００７１】
１                    ・・・      顕微鏡本体
２、２ａ、２ｂ、２ｃ  ・・・    アダプタレンズ
３                    ・・・      中間鏡筒
４、４ａ、４ｂ、４ｃ  ・・・      結像レンズ
５                    ・・・      鏡筒
６                    ・・・      接眼レンズ
７、８                ・・・      対物レンズ
９                    ・・・      レボルバ
１０                  ・・・      レボルバ制御手段
１１                  ・・・      観察光路
１２                  ・・・      アダプタレンズ挿脱手段
１３                  ・・・      連動制御手段
１４                  ・・・      顕微鏡光学系
１５、１６、１７      ・・・      結像光学系
１００                ・・・      顕微鏡
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４・・・      レンズ
ＣＬ１、ＣＬ２        ・・・      接合レンズ
【図１】
2011017852.tif 000003
【図２Ａ】
2011017852.tif 000004
【図２Ｂ】
2011017852.tif 000005
【図４】
2011017852.tif 000006
【図６】
2011017852.tif 000007
【図８】
2011017852.tif 000008
【図３】
2011017852.tif 000009
【図５】
2011017852.tif 000010
【図７】
2011017852.tif 000011