(57)【要約】  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、それとの間に空気間隔をあけて配置された正レンズとからなり、第５群が非球面を少なくとも１面有する。
2014181749.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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、その負メニスカスレンズとの間に空気間隔をあけて配置された正レンズとからなり、
前記第５群が非球面を少なくとも１面有することを特徴とする変倍観察光学系。
【請求項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。
【請求項３】
前記第４群が正レンズのみ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。
【請求項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５−２レンズとすると、
ＬＴ５：第５−１レンズの瞳側面から第５−２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。
【請求項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。
【請求項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；
０．５＜（Ｒｂ＋Ｒａ）／（Ｒｂ−Ｒａ）＜３．５  …（３）
ただし、前記第５群における前記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。
【請求項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＜０．８  …（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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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、特許文献１で提案されているように、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。【０００３】
例えば、特許文献１の実施例１では、変倍中の収差変動を移動群内で補正する目的で、移動群の１つが接合レンズで構成されており、もう１つの移動群が接合レンズ及び正レンズで構成されており、固定群が単レンズで構成されている。特許文献１の実施例２では、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ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３１５６８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の実施例１では、移動群が複数のレンズで構成されているため、移動群の重量が増大してメカ構成が複雑になる。したがって、ユニット全体を軽量化することが困難である。特許文献１の実施例２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。【０００６】
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、軽量でコンパクトな変倍観察光学系を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、その負メニスカスレンズとの間に空気間隔をあけて配置された正レンズとからなり、
前記第５群が非球面を少なくとも１面有することを特徴とする。【０００８】
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。【０００９】
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４群が正レンズのみで構成されていることを特徴とする。【００１０】
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５−２レンズとすると、
ＬＴ５：第５−１レンズの瞳側面から第５−２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。【００１１】
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。【００１２】
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。
０．５＜（Ｒｂ＋Ｒａ）／（Ｒｂ−Ｒａ）＜３．５  …（３）
ただし、前記第５群における前記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。【００１３】
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＜０．８  …（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。【００１４】
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。
【発明の効果】
【００１５】
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、軽量でコンパクトな変倍観察光学系を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施の形態（実施例１）の光学構成図。
【図２】第２の実施の形態（実施例２）の光学構成図。
【図３】第３の実施の形態（実施例３）の光学構成図。
【図４】第４の実施の形態（実施例４）の光学構成図。
【図５】第１の実施の形態（実施例１）の光路図。
【図６】第２の実施の形態（実施例２）の光路図。
【図７】第３の実施の形態（実施例３）の光路図。
【図８】第４の実施の形態（実施例４）の光路図。
【図９】実施例１の収差図。
【図１０】実施例２の収差図。
【図１１】実施例３の収差図。
【図１２】実施例４の収差図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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、その負メニスカスレンズとの間に空気間隔をあけて配置された正レンズとからなり、前記第５群が非球面を少なくとも１面有することを特徴としている。
【００１８】
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。
【００１９】
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、物体側に凹の負メニスカスレンズ（第５−１レンズ）と正レンズ（第５−２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、第５群に少なくとも１枚非球面を配置することで、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。
【００２０】
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、軽量で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。
【００２１】
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。
【００２２】
前記第４群は、正レンズのみで構成されていることが望ましい。ズーム時に可動の第４群を正レンズのみで構成することにより、ズーム全域で非点収差・コマ収差を良好に補正することができる。
【００２３】
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５−２レンズとすると、
ＬＴ５：第５−１レンズの瞳側面から第５−２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。
【００２４】
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５−２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５−２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。
【００２５】
以下の条件式（１ａ）を満足することが更に望ましい。
０．２３＜ＬＴ５／ｆｅｗ＜０．２６  …（１ａ）
この条件式（１ａ）は、前記条件式（１）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（１ａ）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。
【００２６】
以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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＜０．７  …（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。
【００２９】
以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
０．５＜（Ｒｂ＋Ｒａ）／（Ｒｂ−Ｒａ）＜３．５  …（３）
ただし、前記第５群における前記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。
【００３０】
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。
【００３１】
以下の条件式（３ａ）を満足することが更に望ましい。
０．９＜（Ｒｂ＋Ｒａ）／（Ｒｂ−Ｒａ）＜３  …（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。
【００３２】
以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
０．４＜ｆ３４ｔ／ｆ３４ｗ＜０．８  …（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。
【００３３】
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。
【００３４】
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＜０．７  …（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。
【００３５】
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。
【００３６】
第３群に非球面を少なくとも１面有することが望ましい。第３群に少なくとも１枚非球面を配置すれば、ズーム全域において周辺光束を制御することができる。したがって、ズーム全域において像面湾曲を良好に補正することが可能となる。
【００３７】
非球面を有するガラスレンズは、モールドで成形しても構わないし、あるいはガラス材料と樹脂材料との複合型としても勿論構わない。モールドタイプは大量生産に向く反面、硝材が限定されてしまう。一方の複合型は、基板となり得るガラス材料が非常に多く、設計の自由度が高いという利点がある。高屈折材料を用いた非球面レンズは、一般的にモールド成形が難しいので、片面非球面の場合には複合型の利点を最大限活用することができる。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
第１の実施の形態（図１，図５）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、両凸で瞳面ＥＰに曲率の強い面を向けた正レンズからなる第４群Ｇｒ４と、第５−１レンズＬ５１及び第５−２レンズＬ５２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は第５−１レンズＬ５１との間に一定の空気間隔をあけて配置された物体側に凹面を向けた正レンズである。第５−２レンズＬ５２の物体側面は非球面からなっている。
【００４７】
第２の実施の形態（図２，図６）では、物体側より順に、負メニスカスレンズと正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、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと両凸の正レンズとで構成された第４群Ｇｒ４と、第５−１レンズＬ５１及び第５−２レンズＬ５２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は第５−１レンズＬ５１との間に一定の空気間隔をあけて配置された両凸の正レンズである。第５−２レンズＬ５２の両面は非球面からなっている。
【００４８】
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、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、両凸の正レンズ２枚で構成された第４群Ｇｒ４と、第５−１レンズＬ５１及び第５−２レンズＬ５２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は第５−１レンズＬ５１との間に一定の空気間隔をあけて配置された物体側に凹面を向けた正レンズである。第３群Ｇｒ３の負レンズの両面と第５−２レンズＬ５２の両面は非球面からなっている。
【００４９】
第４の実施の形態（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、両凸の正レンズと物体側に凸の正メニスカスレンズとで構成された第４群Ｇｒ４と、第５−１レンズＬ５１及び第５−２レンズＬ５２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は第５−１レンズＬ５１との間に一定の空気間隔をあけて配置された両凸の正レンズである。第３群Ｇｒ３の負レンズの両面と第５−２レンズＬ５２の両面は非球面からなっている。
【実施例】
【００５０】
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。【００５１】
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。【００５２】
面番号に＊が付された面は非球面であり、その面形状は面頂点を原点とするローカルな直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）を用いた以下の式（ＡＳ）で定義される。非球面データとして、非球面係数等を示す。なお、各実施例の非球面データにおいて表記の無い項の係数は０であり、すべてのデータに関してＥ−ｎ＝×１０-nである。
ｚ＝（Ｃ・ｈ2）／［１＋√｛１−（１＋ｋ）Ｃ2・ｈ2｝］＋Ａ４・ｈ4＋Ａ６・ｈ6＋Ａ８・ｈ8＋Ａ１０・ｈ10  …（ＡＳ）
ただし、
ｈ：ｚ軸（光軸ＡＸ）に対して垂直な方向の高さ（ｈ2＝ｘ2＋ｙ2）、
ｚ：高さｈの位置での光軸ＡＸ方向の変位量（面頂点基準）、
Ｃ：面頂点での近軸曲率（近軸曲率半径ｒの逆数）、
ｋ：円錐係数、
Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０：それぞれ４次，６次，８次，１０次の非球面係数、
である。【００５３】
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、
ＬＴ５：第５−１レンズの瞳側面から第５−２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。【００５４】
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。【００５５】
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【００５６】
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【００５７】
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【００５８】
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【００５９】
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【００６０】
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【００６１】
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【００６２】
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【００６３】
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【００６４】
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【００６５】
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【００６６】
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【００６７】
【表１】
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【００６８】
【表２】
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【符号の説明】
【００６９】
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（正レンズ）
ＩＭ    像面（正立像）
ＥＰ    瞳
ＡＸ    光軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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