(57)【要約】【課題】小型、低コストで、縮小倍率において中間鏡筒長の条件を変えても周辺光量の低下やシェーディングの発生を抑えるとともに、収差の発生を抑えて、多様な顕微鏡のアプリケーションに応じてシステム性を向上させることが可能な顕微鏡撮影光学系を提供する。【解決手段】物体側から順に、無限遠補正型対物レンズ１と、対物レンズ１からの光束から中間像を形成する結像レンズ群２と、結像レンズ群２からの光束を結像するためのリレー光学系３を備え、結像レンズ群２が、中間像位置を挟んで前群２１（２１”，２１”’）と後群２２（２１”，２１”’）を有し、対物レンズ１の瞳位置の変化に応じて対物レンズ１の入射瞳位置ＩＰ１とリレー光学系３の入射瞳ＩＰ３の位置とがほぼ共役になるように、構成条件を異ならせた結像レンズ群２（２”２”’）として、交換可能に構成されている。【選択図】図１
2008197190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、無限遠補正型対物レンズと、前記対物レンズからの光束から中間像を形成する結像レンズ群と、前記結像レンズ群からの光束を結像するためのリレー光学系を備え、
前記結像レンズ群が、中間像位置を挟んで前群と後群を有し、前記対物レンズの瞳位置の変化に応じて該対物レンズの入射瞳位置と前記リレー光学系の入射瞳の位置とがほぼ共役になるように、構成条件を異ならせた結像レンズ群として、交換可能に構成されていることを特徴とする顕微鏡撮影光学系。
【請求項２】
前記対物レンズの瞳位置が変化した際に、前記対物レンズの入射瞳位置と前記リレー光学系の入射瞳とがほぼ共役になるように、前記結像レンズ群が、該結像レンズ群を構成するレンズの組み合わせを変更可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡撮影光学系。
【請求項３】
前記対物レンズの瞳位置が変化した際に、前記対物レンズの入射瞳位置と前記リレー光学系の入射瞳とがほぼ共役になるように、前記結像レンズ群が、該結像レンズ群を構成する所定のレンズ同士の間隔を変更可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡撮影光学系。
【請求項４】
前記結像レンズ群が、アフォーカル光学系で構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の顕微鏡撮影光学系。
【請求項５】
前記結像レンズ群が、前記アフォーカル光学系を構成する少なくとも一つのレンズ群を光軸方向に移動させることによって、前記対物レンズの入射瞳位置とリレー光学系の入射瞳位置とがほぼ共役になるように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の顕微鏡撮影光学系。
【請求項６】
前記結像レンズ群が、さらに変倍作用を持つように構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の顕微鏡撮影光学系。
【請求項７】
前記リレー光学系が複数のレンズ群で構成され、該リレー光学系の入射瞳位置が、前記結像レンズ群とリレー光学系の間に配置されていることを特徴する請求項１〜６のいずれかに記載の顕微鏡撮影光学系。
【請求項８】
前記リレー光学系の焦点距離をＦ１、全系の焦点距離をＦ、前記対物レンズの瞳位置の変動量をΔＤ、前記リレー光学系における最も像側面から最終像面までの距離をｄ、前記結像レンズ群から最終像面までの全長をＬ０としたとき、次の条件式(1)〜(3)を満足することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の顕微鏡撮影光学系。
０．２≦ΔＤ／Ｌ０≦０．４                              …(1)
０．４≦｜Ｆ１／Ｆ｜≦０．９                            …(2)
０．５≦Ｆ１／ｄ≦０．８                                …(3)
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡観察において、観察物体の像をＣＣＤなどの撮像素子等の撮影手段に導くための顕微鏡撮影光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、顕微鏡撮影光学系では、一般に、対物光学系又は対物光学系と結像レンズを介して観察物体からの光を中間像として一旦結像し、さらにリレー系を介して撮像面に再結像し、再結像した観察物体の像を撮像素子を介して撮像する構成となっている。
【０００３】
ところで、上記のように一旦結像した中間像をリレー系を介して再結像するような構成の撮影光学系においては、撮影光学系の倍率が縮小倍率になればなるほど、対物レンズの射出瞳位置が、対物レンズの交換や顕微鏡のアプリケーション等によって変化する中間鏡筒長の変動によって大きく変動して、リレー系の入射瞳位置と一致しなくなり、リレー系を出射する主光線の光軸に対する角度が変化し易くなる。このため、ＣＣＤ等の撮像素子上で周辺光量の不足やシェーディングが生じてしまい易いという問題がある。
しかるに、従来、このような問題を解決する顕微鏡撮影光学系として、例えば、次の特許文献１、２に記載の光学系が提案されている。
【特許文献１】特許第２９９０８７１号公報
【特許文献２】特開平０７−２８１０９１号公報
【０００４】
特許文献１に記載の光学系は、対物光学系による中間像を検出面（即ち、撮像面）へリレーする光学系を備えた構成において、対物光学系あるいは中間変倍系の倍率の変更に伴い射出瞳位置が変化しても、撮像装置側がテレセントリックとなるように、光学系内の中間像またはその近傍位置に、リレー光学系の入射瞳を対物光学系の入射瞳と共役にする光学素子を交換可能に配置して構成されている。
即ち、特許文献１に記載の光学系では、撮影光学系の倍率を変更しても、中間像近傍に配置された、瞳共役位置のずれ、即ち、対物光学系の射出瞳位置とリレー光学系の入射瞳位置との位置ずれを補正するための光学素子を交換することによって、ＣＣＤ等の撮像素子上で周辺光量不足やシェーディングが生じ難くするように構成されている。
【０００５】
また、特許文献２に記載の光学系は、光学系内に中間像を結像する対物光学系と、最終像を結像させるリレー光学系を備え、対物レンズ系とリレー光学系との間に複数の変倍レンズ群を切り替え可能に配置された変倍光学系を備えるとともに、変倍光学系内において瞳の共役関係を保つようにしている。
また、特許文献２に記載の光学系は、変倍レンズ群を切り換えても変倍光学系の瞳共役関係を保つことで、変倍レンズの交換に伴うディストーションや周辺光量不足等を生じさせないように、所定の条件式を満足する構成となっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、これら特許文献１，２のような構成の撮影光学系であっても、中間鏡筒長の変動幅が１００ｍｍ前後ある場合には、収差が悪化してしまい易い。
顕微鏡観察では、観察するアプリケーションの多様化により、顕微鏡観察光学系を構成する中間鏡筒長が１００〜２００ｍｍ前後変化し得る。
例えば、蛍光照明光学系、細胞培養のために対物レンズ等を恒温化するための恒温化ユニット等を組み合わせた場合には、顕微鏡観察光学系の中間鏡筒長は１００ｍｍ程度変化する。
【０００７】
ここで、中間鏡筒の長さを多様なアプリケーションにおける最も長い中間鏡筒長に固定して、顕微鏡撮影光学系を対物レンズとリレーレンズの瞳共役関係を保つように構成すれば、どのようなアプリケーションで観察しても、周辺光量不足やシェーディング等を生じさせないようにすることが可能である。
しかし、それでは、顕微鏡装置自体が大型化してしまい好ましくない。
【０００８】
また、異なる中間鏡筒ごとに撮影光学系全体を瞳共役関係を保つようにリレー光学系を含めて別個に構成することも考えられる。
しかし、撮影光学系の倍率が縮小倍率になるほど、結像レンズの焦点距離が短くなって、上述のように、対物レンズの射出瞳位置とリレー光学系の入射瞳位置とのずれが大きくなり、シェーディングや周辺光量の低下が大きくなるとともに、リレー光学系のレンズ構成が複雑化し易い。しかも、リレー光学系の後側焦点距離を十分にとることは難しい。
このため、異なる中間鏡筒ごとに撮影光学系全体を瞳共役関係を保つようにリレー光学系を含めて別個に構成したのでは、多様なアプリケーションに対応可能なシステムを構築するためのコストが非常に高くなってしまい好ましくない。
【０００９】
このように、従来の顕微鏡撮影光学系では、多様なアプリケーションに適合させて、特に縮小倍率に変倍する場合に、大型化、コスト高とすることなくシェーディングや周辺光量不足等が生じないようにすることが困難であった。
【００１０】
本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、小型、低コストで、縮小倍率において中間鏡筒長の条件を変えても周辺光量の低下やシェーディングの発生を抑えるとともに、収差の発生を抑えて、多様な顕微鏡のアプリケーションに応じてシステム性を向上させることが可能な顕微鏡撮影光学系を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明による顕微鏡撮影光学系は、物体側から順に、無限遠補正型対物レンズと、前記対物レンズからの光束から中間像を形成する結像レンズ群と、前記結像レンズ群からの光束を結像するためのリレー光学系を備え、前記結像レンズ群が、中間像位置を挟んで前群と後群を有し、前記対物レンズの瞳位置の変化に応じて該対物レンズの入射瞳位置と前記リレー光学系の入射瞳の位置とがほぼ共役になるように、構成条件を異ならせた結像レンズ群として、交換可能に構成されていることを特徴としている。
【００１２】
また、本発明の顕微鏡撮影光学系においては、前記対物レンズの瞳位置が変化した際に、前記対物レンズの入射瞳位置と前記リレー光学系の入射瞳とがほぼ共役になるように、前記結像レンズ群が、該結像レンズ群を構成するレンズの組み合わせを変更可能に構成されているのが好ましい。
【００１３】
また、本発明の顕微鏡撮影光学系においては、前記対物レンズの瞳位置が変化した際に、前記対物レンズの入射瞳位置と前記リレー光学系の入射瞳とがほぼ共役になるように、前記結像レンズ群が、該結像レンズ群を構成する所定のレンズ同士の間隔を変更可能に構成されているのが好ましい。
【００１４】
また、本発明の顕微鏡撮影光学系においては、前記結像レンズ群が、アフォーカル光学系で構成されているのが好ましい。
【００１５】
また、本発明の顕微鏡撮影光学系においては、前記結像レンズ群が、前記アフォーカル光学系を構成する少なくとも一つのレンズ群を光軸方向に移動させることによって、前記対物レンズの入射瞳位置とリレー光学系の入射瞳位置とがほぼ共役になるように構成されているのが好ましい。
【００１６】
また、本発明の顕微鏡撮影光学系においては、前記結像レンズ群が、さらに変倍作用を持つように構成されているのが好ましい。
【００１７】
また、本発明の顕微鏡撮影光学系においては、前記リレー光学系が複数のレンズ群で構成され、該リレー光学系の入射瞳位置が、前記結像レンズ群とリレー光学系の間に配置されているのが好ましい。
【００１８】
また、本発明の顕微鏡撮影光学系においては、前記リレー光学系の焦点距離をＦ１、全系の焦点距離をＦ、前記対物レンズの瞳位置の変動をΔＤ、前記リレー光学系における最も像側面から最終像面までの距離をｄ、前記結像レンズ群から最終像面までの全長をＬ０としたとき、次の条件式(1)〜(3)を満足するのが好ましい。
０．２≦ΔＤ／Ｌ０≦０．４                              …(1)
０．４≦｜Ｆ１／Ｆ｜≦０．９                            …(2)
０．５≦Ｆ１／ｄ≦０．８                                …(3)
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、例えば、縮小倍率において、多様なアプリケーションに応じて中間鏡筒長を大きく異ならせても、結像レンズユニットを交換する等、結像レンズの構成を変えるだけで対物光学系の射出瞳をリレー光学系の入射瞳位置とほぼ一致させることができ、周辺光量の低下やシェーディングの発生を抑えることができ、しかも、リレー光学系を共通化できるため、コストも低減することができ、多様な顕微鏡のアプリケーションに応じてシステム性を向上させることが可能な顕微鏡撮影光学系が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
上記条件式(1)〜(3)を満足すると、対物レンズと結像レンズ群までの距離がΔＤの状態で、異なる結像レンズ群と共通のリレー光学系で構成され、像面での良好な収差性能と像面での主光線角度をゆるく（射出瞳位置を大きく）することが可能となる。
条件式(1)の下限値を下回ると、光学系の全長が長くなり好ましくない。また中間像位置での主光線高が高くなり軸外のコマ収差、像面湾曲補正が困難になる。
一方、条件式(1)の上限値を上回ると、リレー光学系の全長が短くなりすぎてしまい適切なレンズ枚数を配置できず収差補正が悪化する。あるいは撮像素子であるＣＣＤカメラまでのバックフォーカスが確保できない。
条件式(2)の下限値を下回ると、瞳リレー倍率が縮小されてリレー光学系に入射する主光線角度が大きくなりすぎてしまい軸外収差補正が困難になる。
一方、条件式(2)の上限値を上回ると、リレー光学系での軸上光線高がより大きくなり球面収差の補正が困難になる。
条件式(3)の下限値を下回ると、像面での主光線角度がより大きくなってシェーディングが生じたり、周辺光量不足になり好ましくない。
一方、条件式(3)の上限値を上回ると、撮像素子までのバックフォーカスを確保することが困難となる。
【００２１】
第１実施形態
図１(a)，(b)は本発明の第１実施形態にかかる顕微鏡撮影光学系の光軸に沿う概略構成図である。図２(a)〜(c)は本発明の比較例にかかる従来の顕微鏡撮影光学系の光軸に沿う概略構成図である。図１，２中、４は顕微鏡撮影光学系が観察物体の像を最終結像する位置、に配置された撮像素子である。
第１実施形態にかかる顕微鏡撮影光学系は、図１に示すように、物体側から順に、無限遠補正型対物レンズ１と、結像レンズ群２と、リレー光学系３を備えている。
結像レンズ群２は、前群２１と後群２２を有し、前群２１と後群２２とに挟まれた所定の位置Ｐ１に観察物体の中間像を形成するように構成されている。
また、後群２２は、中間像位置Ｐ１を経て入射した発散光束を平行光束にして出射するように構成されており、結像レンズ群２は、ほぼアフォーカルな光学系で構成されている。
なお、図１中、Ｓは中間像位置Ｐ１に配置された明るさ絞りである。
【００２２】
リレー光学系３は、結像レンズ群２からの光束を撮像素子４の面に結像するように構成されている。
なお、本願では、説明の便宜上、比較例の撮影光学系においてもこれらの構成については、ほぼ同じに構成してある。
【００２３】
ここで、第１実施形態にかかる顕微鏡撮影光学系は、図１(a)，(b)に示すように、図２に示す比較例の顕微鏡撮影光学系とは異なり、結像レンズ群２が、対物レンズ１の瞳位置の変化に応じて、対物レンズ１の瞳位置とリレー光学系３の入射瞳の位置とがほぼ共役になるように、構成条件を異ならせた結像レンズ群２”、２'”として、交換可能に構成されている。
この点について、比較例を用いながら以下に詳しく説明する。
【００２４】
図２(a)に示す比較例の顕微鏡撮影光学系では、対物レンズ１から結像レンズ群２の間に中間鏡筒長Ｌ１の中間鏡筒が使用される。また、図２(a)に示す比較例の顕微鏡撮影光学系は、対物レンズ１の射出瞳位置ＯＰ１とリレー光学系３の入射瞳位置ＩＰ３とが位置Ｐ２でほぼ一致し（即ち、対物レンズの瞳（ここでは入射瞳ＩＰ１）がリレー光学系３の入射瞳ＩＰ３とがほぼ共役となっていて）、リレー光学系３からの主光線が光軸に対してほぼ平行になって撮像素子４の面に入射するように構成されている。射出瞳位置ＯＰ１は、結像レンズ群２とリレー光学系３との間に位置している。
【００２５】
ここで、図２(a)に示す比較例の顕微鏡撮影光学系において、中間鏡筒を交換することによって、中間鏡筒長をＬ１からＬ２へと変化させたとする。すると、図２(b)に示すように、対物レンズ１の射出瞳位置ＯＰ１が変化（ここでは、射出瞳位置ＯＰ１がリレー光学系３の内部に移動）する。これにより、対物レンズ１の射出瞳位置ＯＰ１は、リレー光学系３からの主光線が光軸に対して平行になる場合における入射瞳位置ＩＰ３と一致しなくなる。このため、リレー光学系３からの主光線が光軸に対して所定量傾いた状態に変化し、撮像素子４の面に斜めに入射することになる。
【００２６】
また、ここで、図２(b)に示す比較例の顕微鏡撮影光学系に対し、結像レンズ群２を構成する前群２１の焦点距離を異ならせたときの、リレー光学系３からの主光線の光軸に対する角度との関係について、図２(b)と図２(c)を用いて説明する。
図２(c)は、図２(b)に示す比較例の顕微鏡撮影光学系に比べて、結像レンズ群における前群の焦点距離が長く、後群の焦点距離がほぼ同じになるように構成された顕微鏡撮影光学系の構成例を示している。
図２(c)に示すように、結像レンズ群２’を構成する前群２１’の焦点距離が図２(b)に比べて長い、言い換えれば、倍率が高い構成例では、中間鏡筒長をＬ１からＬ２に変化させても、射出瞳位置ＯＰ１を、リレー光学系３からの主光線が光軸に対して平行になる場合における入射瞳位置ＩＰ３に一致させ易い。
これに対し、図２(b)に示すように、結像レンズ群２を構成する前群２１の焦点距離が図２(b)に比べて短い、言い換えれば、倍率が低い構成例では、中間鏡筒長がＬ１からＬ２に変化したときに、射出瞳位置ＯＰ１が、リレー光学系３からの主光線が光軸に対して平行になる場合における入射瞳位置ＩＰ３から大きくずれてしまい易く、上述したように、リレー光学系３からの主光線が所定量傾いて、撮像素子４の面に入射してしまい易い。その結果、撮像素子４の面上でシェーディングや周辺光量不足や色づきなどの問題が生じてしまうことになる。
【００２７】
そこで、第一実施例の顕微鏡撮影光学系では、図１(a)，(b)に示すように、対物レンズ１の瞳位置の変化に応じて対物レンズ１の瞳位置（入射瞳位置ＩＰ１）とリレー光学系３の入射瞳位置ＩＰ３とがほぼ共役になるように構成された結像レンズ群２（２”，２”’）を、交換可能に備えている。
【００２８】
例えば、図１(a)の構成例においては、対物レンズ１の射出瞳位置ＯＰ１とリレー光学系３の入射瞳位置ＩＰ３とがほぼ一致し（即ち、対物レンズの瞳（ここでは入射瞳ＩＰ１）がリレー光学系３の入射瞳ＩＰ３とがほぼ共役となっていて）、リレー光学系３からの主光線が光軸に対してほぼ平行になって撮像素子４の面に入射するように、結像レンズ群２”の前群２１”、後群２２”が構成されている。
【００２９】
ここで、中間鏡筒を交換することによって対物光学系の瞳位置（入射瞳位置）が図１(b)に示す位置に変化したとする。即ち、言い換えれば、中間鏡筒長が所定量Ｌｘ短縮したとする。
このとき、第１実施形態の顕微鏡撮影光学系では、対物レンズ１の瞳位置の変化に応じて対物レンズ１の瞳位置（ここでは入射瞳位置ＩＰ１）とリレー光学系３の入射瞳位置ＩＰ３とがほぼ共役になるように、中間結像位置Ｐ１を挟んで前群２１”’と後群２２”’とで構成された結像レンズ群２”’に交換することができる（図１(b)参照）。このため、対物レンズ１の射出瞳位置ＯＰ１をリレー光学系３の入射瞳位置とほぼ一致させて、リレー光学系３からの主光線を光軸に対してほぼ平行にして撮像素子４の面に入射させることができる。
その結果、撮像素子４の面上でシェーディングや周辺光量不足や色づきなどの発生を抑えることができる。
【００３０】
そして、第１実施形態の顕微鏡撮影光学系によれば、中間鏡筒長を変更した場合には、撮像素子４の面上でシェーディングや周辺光量不足や色づきなどの発生を抑えるために結像レンズ群２を交換するだけで足りるので、リレー光学系３を共通化でき、コストを低減できる。
このため、第１実施形態の顕微鏡撮影光学系によれば、低コストで、さまざまなアプリケーションに対応した顕微鏡システムを構成でき、システム性を向上させることができる。例えば、インキュベータを組み合わせた際の対物レンズの恒温ユニット、蛍光投光管等を組み合わせることができる。さらに、共通のリレー光学系に異なる倍率のリレー光学系を組み合わせたり、アフォーカルズーム光学系を組み合わせて、他の撮影倍率にすることもできる。
【００３１】
なお、図１の構成例では、リレー光学系３として、その入射瞳位置ＩＰ３が、リレー光学系３と結像レンズ群２との間に位置する構成のものを用いたが、本発明の顕微鏡撮影光学系に用いるリレー光学系３は、入射瞳位置ＩＰ３が、リレー光学系３の内部に位置する構成であってもよい。
なお、リレー光学系３の入射瞳位置ＩＰ３が、リレー光学系３と結像レンズ群２との間に位置する構成の場合には、その位置に位相差観察用の絞りが配置できる、あるいは瞳変調のための平行平板を配置しても瞳位置の変動がなくて済む等の利点がある。
【００３２】
また、図１の結像レンズ群２は、上述のように、ほぼアフォーカルな光学系で構成されている。このため、後続のリレーレンズ３と光学的に接続させやすくなる。なお、本発明の顕微鏡撮影光学系における結像レンズ群２は、必ずしもアフォーカルな光学系で構成されていなくても適用可能である。
【００３３】
また、本発明の顕微鏡撮影光学系は、第１実施形態の構成に加えて、結像レンズ群２が、その構成を切り換えることで変倍を行うことができるようにしてもよい。
さらに、本発明の顕微鏡撮影光学系は、第１実施形態の構成に加えて、結像レンズ群２を、内部に中間像を持ち、出射側の外部に射出瞳を有するアフォーカルズームレンズとして構成してもよい。
【００３４】
第２実施形態
図３(a)〜(c)は本発明の第２実施形態にかかる顕微鏡撮影光学系の光軸に沿う概略構成図である。
第２実施形態の顕微鏡撮影光学系では、結像レンズ群２が、その構成を切り換えることで変倍を行うことができる変倍ユニットとしても機能するように構成されている。
図３(a)は基準の結像レンズ群２を組み合わせた構成を示している。図３(b)は基準状態の倍率よりも縮小倍率へと変倍する結像レンズ群２’を組み合わせた構成例を示している。図３(c)は基準状態の倍率よりも拡大倍率へと変倍する結像レンズ群２”を組み合わせた構成例を示している。
そして、第２実施形態の顕微鏡撮影光学系では、いずれの結像レンズ群２を組み合わせた構成においても、対物レンズ１の射出瞳位置とリレーレンズ３の入射瞳位置は一致し、瞳の共役関係が保たれるように、各対物レンズ群２は構成されている。
その他の構成及び作用効果は図１に示した第１実施形態の顕微鏡撮影光学系とほぼ同じである。
【００３５】
なお、第２実施形態の顕微鏡撮影光学系において、結像レンズ群を倍率に応じて交換可能な変倍ユニットとして構成したが、変倍可能なアフォーカルズーム光学系として構成してもよい。
即ち、結像レンズ群２を構成する前群２１、後群２２の少なくとも一方を、光軸上に沿って移動させることによって変倍可能となるように構成してもよい。
【００３６】
また、本発明の各実施形態の顕微鏡撮影光学系においては、前記リレー光学系の焦点距離をＦ１、全系の焦点距離をＦ、前記対物レンズの瞳位置の変動をΔＤ、前記リレー光学系における最も像側面から最終像面までの距離をｄ、前記結像レンズ群から最終像面までの全長をＬ０としたとき、次の条件式(1)〜(3)を満足している。
０．２≦ΔＤ／Ｌ０≦０．４                              …(1)
０．４≦｜Ｆ１／Ｆ｜≦０．９                            …(2)
０．５≦Ｆ１／ｄ≦０．８                                …(3)
【００３７】
次に、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
実施例１
図４は本発明の実施例１にかかる顕微鏡撮影光学系の要部についての概略構成を示す光軸に沿う断面図であって、(a)は図１(a)に対応する状態（以後、状態１とする）、(b)は図１(b)に対応する状態（以後、状態２とする）を夫々示している。図５は図４の顕微鏡撮影光学系の球面収差、像面湾曲、歪曲収差、コマ収差を示すグラフであり、(a)は状態１のときの収差、(b)は状態２のときの収差を夫々示している。なお、便宜上、無限遠補正型対物レンズは図示を省略してある。
実施例１の顕微鏡撮影光学系は、物体側から順に、図示省略した無限遠補正型対物レンズと、結像レンズ群２と、リレー光学系３を備えている。
結像レンズ群２は、前群２１と後群２２を有し、前群２１と後群２２とに挟まれた所定の位置Ｐ１に観察物体の中間像を形成するように構成されている。
後群２２は、中間像位置Ｐ１を経て入射した発散光束を平行光束にして出射するように構成されており、結像レンズ群２は、ほぼアフォーカルな光学系で構成されている。
なお、図４中、Ｓは中間像位置Ｐ１に配置された明るさ絞りである。
リレー光学系３は、結像レンズ群２からの光束を撮像素子の面ＩＭに結像するように構成されている。
また、結像レンズ群２は、対物レンズの瞳位置の変化に応じて、対物レンズの瞳位置（入射瞳位置ＩＰ１）とリレー光学系３の入射瞳位置ＩＰ３とがほぼ共役になるように、構成条件を異ならせた結像レンズ群２”、２’”として、交換可能に構成されている。
【００３８】
詳しくは、図４(a)に示す状態においては、対物レンズの射出瞳位置ＯＰ１とリレー光学系３の入射瞳位置ＩＰ３とがほぼ一致し、リレー光学系３からの主光線が光軸に対してほぼ平行になって撮像素子４の面に入射するように、結像レンズ群２”の前群２１”、後群２２”が構成されている。
また、中間鏡筒を交換することによって対物光学系の瞳位置（入射瞳位置ＩＰ１）が図４(b)に示す位置に変化して中間鏡筒長が短縮したときには、対物レンズの瞳位置の変化に応じて対物レンズの瞳位置（入射瞳位置ＩＰ１）とリレー光学系３の入射瞳位置ＩＰ３とがほぼ共役になるように、中間結像位置Ｐ１を挟んで前群２１”’と後群２２”’とで構成された結像レンズ群２”’に交換することができるようになっている。
【００３９】
図４(a)に示す状態においては、結像レンズ群２”の前群２１”は、物体側から順に、両凸レンズＬ２１１と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２１２との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２１３と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１４との接合レンズとで構成されている。また、後群２２”は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２２１で構成されている。
【００４０】
一方、図４(b)に示す状態においては、結像レンズ群２’”の前群２１’”は、物体側から順に、両凸レンズＬ２１１と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２１２との接合レンズと、両凸レンズＬ２１３’と物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２１４’との接合レンズとで構成されている。また、後群２２’”は、物体側から順に、物体側が凸面で像側が平面の平凸レンズＬ２２１’と物体側が平面で像側が凹面の平凹レンズＬ２２２との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２２３とで構成されている。
【００４１】
また、図４(a)，(b)に示すいずれの状態においても、リレー光学系３は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３１と物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３２との接合レンズと、両凹レンズＬ３３と両凸レンズＬ３４との接合レンズと、両凸レンズＬ３５と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３６との接合レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３７とで構成されている。
【００４２】
次に、実施例１の顕微鏡撮影光学系を構成する光学部材の数値データを示す。なお、数値データ中、Ｓ1、Ｓ2、…は顕微鏡撮影光学系を構成する光学部材の面番号、ｒ1、ｒ2、…は顕微鏡撮影光学系を構成する光学部材の曲率半径、ｄ1、ｄ2、…は面間隔、ｎd1、ｎd2、…顕微鏡撮影光学系を構成する光学部材のｄ線での屈折率、νd1、νd2、…は顕微鏡撮影光学系を構成する光学部材のｄ線でのアッベ数である。なお、これらの記号は以下の各実施例において共通である。
【００４３】
数値データ１−１（実施例１：状態１）
Ｓ1(対物レンズ瞳位置)ｒ1＝∞         ｄ1＝ 20.000
Ｓ2(対物レンズ胴付)  ｒ2＝∞         ｄ2＝220.000
Ｓ3(結像レンズ前群)  ｒ3＝ 234.906   ｄ3＝  6.100   ｎd3＝ 1.48749  νd3＝70.23
Ｓ4                  ｒ4＝ -64.885   ｄ4＝  4.000   ｎd4＝ 1.7185   νd4＝33.52
Ｓ5                  ｒ5＝-101.900   ｄ5＝ 16.843
Ｓ6                  ｒ6＝  59.353   ｄ6＝  7.356   ｎd6＝ 1.48749  νd6＝70.23
Ｓ7                  ｒ7＝ 147.577   ｄ7＝  5.499   ｎd7＝ 1.51633  νd7＝64.14
Ｓ8                  ｒ8＝ 116.639   ｄ8＝ 81.999
Ｓ9(中間像位置)      ｒ9＝∞         ｄ9＝ 61.648
Ｓ10(結像レンズ後群) ｒ10＝  15.718  ｄ10＝  7.728  ｎd10＝ 1.7552  νd10＝27.51
Ｓ11                 ｒ11＝  20.892  ｄ11＝  4.000
Ｓ12(瞳共役位置)     ｒ12＝∞        ｄ12＝  3.846
Ｓ13(リレーレンズ群) ｒ13＝  -9.801  ｄ13＝  9.538  ｎd13＝ 1.7725  νd13＝49.6
Ｓ14                 ｒ14＝ -78.026  ｄ14＝  6.308  ｎd14＝ 1.497   νd14＝81.54
Ｓ15                 ｒ15＝ -13.819  ｄ15＝  1.319
Ｓ16                 ｒ16＝-150.852  ｄ16＝  2.008  ｎd16＝ 1.741   νd16＝52.64
Ｓ17                 ｒ17＝  20.314  ｄ17＝  6.032  ｎd17＝ 1.43875 νd17＝94.93
Ｓ18                 ｒ18＝ -35.441  ｄ18＝  0.300
Ｓ19                 ｒ19＝  24.989  ｄ19＝  7.912  ｎd19＝ 1.43875 νd19＝94.93
Ｓ20                 ｒ20＝ -19.798  ｄ20＝  2.045  ｎd20＝ 1.7725  νd20＝49.6
Ｓ21                 ｒ21＝ -42.410  ｄ21＝  0.163
Ｓ22                 ｒ22＝  18.795  ｄ22＝  9.636  ｎd22＝ 1.618   νd22＝63.33
Ｓ23                 ｒ23＝  15.659  ｄ23＝ 65.720
Ｓ24(撮像面)         ｒ24＝∞
【００４４】
数値データ１−２（実施例１：状態２）
Ｓ1(対物レンズ瞳位置)ｒ1＝∞         ｄ1＝ 20.000
Ｓ2(対物レンズ胴付)  ｒ2＝∞         ｄ2＝120.000
Ｓ3(結像レンズ前群)  ｒ3＝ 234.906   ｄ3＝  6.100   ｎd3＝ 1.48749  νd3＝70.23
Ｓ4                  ｒ4＝ -64.885   ｄ4＝  4.000   ｎd4＝ 1.7185   νd4＝33.52
Ｓ5                  ｒ5＝-101.900   ｄ5＝ 62.490
Ｓ6                  ｒ6＝  62.597   ｄ6＝  4.292   ｎd6＝ 1.48749  νd6＝70.23
Ｓ7                  ｒ7＝-728.204   ｄ7＝  3.500   ｎd7＝ 1.58267  νd7＝46.42
Ｓ8                  ｒ8＝-304.389   ｄ8＝ 50.862
Ｓ9(中間像位置)      ｒ9＝∞         ｄ9＝ 49.669
Ｓ10(結像レンズ後群) ｒ10＝  17.686  ｄ10＝  3.140  ｎd10＝ 1.618   νd10＝63.33
Ｓ11                 ｒ11＝∞        ｄ11＝  3.000  ｎd11＝ 1.48749 νd11＝70.23
Ｓ12                 ｒ12＝  14.477  ｄ12＝  0.500
Ｓ13                 ｒ13＝  14.539  ｄ13＝  3.710  ｎd13＝ 1.72825 νd13＝28.46
Ｓ14                 ｒ14＝  21.083  ｄ14＝  3.910
Ｓ15(瞳共役位置)     ｒ15＝∞        ｄ15＝  3.846
Ｓ16(リレーレンズ群) ｒ16＝  -9.801  ｄ16＝  9.538  ｎd16＝ 1.7725  νd16＝49.6
Ｓ17                 ｒ17＝ -78.026  ｄ17＝  6.308  ｎd17＝ 1.497   νd17＝81.54
Ｓ18                 ｒ18＝ -13.819  ｄ18＝  1.319
Ｓ19                 ｒ19＝-150.852  ｄ19＝  2.008  ｎd19＝ 1.741   νd19＝52.64
Ｓ20                 ｒ20＝  20.314  ｄ20＝  6.032  ｎd20＝ 1.43875 νd20＝94.93
Ｓ21                 ｒ21＝ -35.441  ｄ21＝  0.300
Ｓ22                 ｒ22＝  24.989  ｄ22＝  7.912  ｎd22＝ 1.43875 νd22＝94.93
Ｓ23                 ｒ23＝ -19.798  ｄ23＝  2.045  ｎd23＝ 1.7725  νd23＝49.6
Ｓ24                 ｒ24＝ -42.410  ｄ24＝  0.163
Ｓ25                 ｒ25＝  18.795  ｄ25＝  9.636  ｎd25＝ 1.618   νd25＝63.33
Ｓ26                 ｒ26＝  15.659  ｄ26＝ 65.720
Ｓ27(撮像面)         ｒ27＝∞
【００４５】
実施例２
図６は本発明の実施例２にかかる顕微鏡撮影光学系の要部についての概略構成を示す光軸に沿う断面図であって、(a)は図１(a)に対応する状態（状態１）、(b)は図１(b)に対応する状態（状態２）を夫々示している。図７は図６の顕微鏡撮影光学系の球面収差、像面湾曲、歪曲収差、コマ収差を示すグラフであり、(a)は状態１のときの収差、(b)は状態２のときの収差を夫々示している。なお、便宜上、無限遠補正型対物レンズは図示を省略してある。
実施例２の顕微鏡撮影光学系は、物体側から順に、図示省略した無限遠補正型対物レンズと、結像レンズ群２と、リレー光学系３を備えている。
結像レンズ群２は、前群２１と後群２２を有し、前群２１と後群２２とに挟まれた所定の位置Ｐ１に観察物体の中間像を形成するように構成されている。
後群２２は、中間像位置Ｐ１を経て入射した発散光束を平行光束にして出射するように構成されており、結像レンズ群２は、ほぼアフォーカルな光学系で構成されている。
なお、図６中、Ｓは中間像位置Ｐ１に配置された明るさ絞りである。
リレー光学系３は、結像レンズ群２からの光束を撮像素子の面ＩＭに結像するように構成されている。
また、結像レンズ群２は、対物レンズの瞳位置の変化に応じて、対物レンズの瞳位置（入射瞳位置ＩＰ１）とリレー光学系３の入射瞳位置ＩＰ３とがほぼ共役になるように、構成条件を異ならせた結像レンズ群２”、２’”として、交換可能に構成されている。
【００４６】
詳しくは、図６(a)に示す状態においては、対物レンズの射出瞳位置ＯＰ１とリレー光学系３の入射瞳位置ＩＰ３とがほぼ一致し、リレー光学系３からの主光線が光軸に対してほぼ平行になって撮像素子４の面に入射するように、結像レンズ群２”の前群２１”、後群２２”が構成されている。
また、中間鏡筒を交換することによって対物光学系の瞳位置（入射瞳位置ＩＰ１）が図６(b)に示す位置に変化して中間鏡筒長が短縮したときには、対物レンズの瞳位置の変化に応じて対物レンズの瞳位置（入射瞳位置ＩＰ１）とリレー光学系３の入射瞳位置ＩＰ３とがほぼ共役になるように、中間結像位置Ｐ１を挟んで前群２１”’と後群２２”’とで構成された結像レンズ群２”’に交換することができるようになっている。
【００４７】
図６(a)に示す状態においては、結像レンズ群２”の前群２１”は、物体側から順に、両凸レンズＬ２１１と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２１２との接合レンズと、両凸レンズＬ２１３’と両凹レンズＬ２１４”との接合レンズとで構成されている。また、後群２２”は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２２１で構成されている。
【００４８】
一方、図６(b)に示す状態においては、結像レンズ群２’”の前群２１’”は、物体側から順に、両凸レンズＬ２１１と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２１２との接合レンズと、両凸レンズＬ２１３’と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２１４'”との接合レンズとで構成されている。また、後群２２’”は、物体側から順に、物体側が凸面で像側が平面の平凸レンズＬ２２１’と物体側が平面で像側が凹面の平凹レンズＬ２２２との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２２３とで構成されている。
【００４９】
また、図６(a)，(b)に示すいずれの状態においても、リレー光学系３は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３１と物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３２との接合レンズと、両凹レンズＬ３３と両凸レンズＬ３４との接合レンズと、両凸レンズＬ３５と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３６との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３７’とで構成されている。
【００５０】
次に、実施例２の顕微鏡撮影光学系を構成する光学部材の数値データを示す。
数値データ２−１（実施例２：状態１）
Ｓ1(対物レンズ瞳位置)ｒ1＝∞         ｄ1＝ 20.000
Ｓ2(対物レンズ胴付)  ｒ2＝∞         ｄ2＝220.000
Ｓ3(結像レンズ前群)  ｒ3＝ 234.906   ｄ3＝  6.100  ｎd3＝ 1.48749  νd3＝70.23
Ｓ4                  ｒ4＝ -64.885   ｄ4＝  4.000  ｎd4＝ 1.7185   νd4＝33.52
Ｓ5                  ｒ5＝-101.900   ｄ5＝ 24.111
Ｓ6                  ｒ6＝  54.794   ｄ6＝  7.034  ｎd6＝ 1.48749  νd6＝70.23
Ｓ7                  ｒ7＝ -53.602   ｄ7＝  5.404  ｎd7＝ 1.51633  νd7＝64.14
Ｓ8                  ｒ8＝ 110.695   ｄ8＝ 81.030
Ｓ9(中間像位置)      ｒ9＝∞         ｄ9＝ 67.736
Ｓ10(結像レンズ後群) ｒ10＝  16.528  ｄ10＝  8.053  ｎd10＝ 1.7552  νd10＝27.51
Ｓ11                 ｒ11＝  20.401  ｄ11＝  4.309
Ｓ12(瞳共役位置)     ｒ12＝∞        ｄ12＝  3.301
Ｓ13(リレーレンズ群) ｒ13＝ -10.467  ｄ13＝  9.545  ｎd13＝ 1.7725  νd13＝49.6
Ｓ14                 ｒ14＝ -63.909  ｄ14＝  6.392  ｎd14＝ 1.497   νd14＝81.54
Ｓ15                 ｒ15＝ -14.408  ｄ15＝  1.440
Ｓ16                 ｒ16＝ -63.790  ｄ16＝  2.272  ｎd16＝ 1.741   νd16＝52.64
Ｓ17                 ｒ17＝  25.476  ｄ17＝  6.074  ｎd17＝ 1.43875 νd17＝94.93
Ｓ18                 ｒ18＝ -28.649  ｄ18＝  0.300
Ｓ19                 ｒ19＝  30.011  ｄ19＝  7.616  ｎd19＝ 1.43875 νd19＝94.93
Ｓ20                 ｒ20＝ -19.924  ｄ20＝  2.000  ｎd20＝ 1.7725  νd20＝49.6
Ｓ21                 ｒ21＝ -42.478  ｄ21＝  0.150
Ｓ22                 ｒ22＝  22.531  ｄ22＝  9.919  ｎd22＝ 1.618   νd22＝63.33
Ｓ23                 ｒ23＝  26.974  ｄ23＝ 53.216
Ｓ24(撮像面)         ｒ24＝∞
【００５１】
数値データ２−２（実施例２：状態２）
Ｓ1(対物レンズ瞳位置)ｒ1＝∞         ｄ1＝ 20.000
Ｓ2(対物レンズ胴付)  ｒ2＝∞         ｄ2＝120.000
Ｓ3(結像レンズ前群)  ｒ3＝ 234.906   ｄ3＝  6.100  ｎd3＝ 1.48749  νd3＝70.23
Ｓ4                  ｒ4＝ -64.885   ｄ4＝  4.000  ｎd4＝ 1.7185   νd4＝33.52
Ｓ5                  ｒ5＝-101.900   ｄ5＝ 68.476
Ｓ6                  ｒ6＝  51.269   ｄ6＝  6.196  ｎd6＝ 1.48749  νd6＝70.23
Ｓ7                  ｒ7＝ -63.016   ｄ7＝  3.500  ｎd7＝ 1.72916  νd7＝54.68
Ｓ8                  ｒ8＝-211.424   ｄ8＝ 49.212
Ｓ9(中間像位置)      ｒ9＝∞         ｄ9＝ 55.584
Ｓ10(結像レンズ後群) ｒ10＝  18.490  ｄ10＝  3.140  ｎd10＝ 1.618   νd10＝63.33
Ｓ11                 ｒ11＝∞        ｄ11＝  3.000  ｎd11＝ 1.48749 νd11＝70.23
Ｓ12                 ｒ12＝  15.055  ｄ12＝  0.500
Ｓ13                 ｒ13＝  14.873  ｄ13＝  4.047  ｎd13＝ 1.72825 νd13＝28.46
Ｓ14                 ｒ14＝  19.733  ｄ14＝  4.023
Ｓ15(瞳共役位置)     ｒ15＝∞        ｄ15＝  3.301
Ｓ16(リレーレンズ群) ｒ16＝ -10.467  ｄ16＝  9.545  ｎd16＝ 1.7725  νd16＝49.6
Ｓ17                 ｒ17＝ -63.909  ｄ17＝  6.392  ｎd17＝ 1.497   νd17＝81.54
Ｓ18                 ｒ18＝ -14.408  ｄ18＝  1.440
Ｓ19                 ｒ19＝ -63.790  ｄ19＝  2.272  ｎd19＝ 1.741   νd19＝52.64
Ｓ20                 ｒ20＝  25.476  ｄ20＝  6.074  ｎd20＝ 1.43875 νd20＝94.93
Ｓ21                 ｒ21＝ -28.649  ｄ21＝  0.300
Ｓ22                 ｒ22＝  30.011  ｄ22＝  7.616  ｎd22＝ 1.43875 νd22＝94.93
Ｓ23                 ｒ23＝ -19.924  ｄ23＝  2.000  ｎd23＝ 1.7725  νd23＝49.6
Ｓ24                 ｒ24＝ -42.478  ｄ24＝  0.150
Ｓ25                 ｒ25＝  22.531  ｄ25＝  9.919  ｎd25＝ 1.618   νd25＝63.33
Ｓ26                 ｒ26＝  26.974  ｄ26＝ 53.216
Ｓ27(撮像面)         ｒ27＝∞
【００５２】
実施例３
図８は本発明の実施例３にかかる顕微鏡撮影光学系の要部についての概略構成を示す光軸に沿う断面図であって、(a)は図１(a)に対応する状態（状態１）、(b)は図１(b)に対応する状態（状態２）を夫々示している。図９は図８の顕微鏡撮影光学系の球面収差、像面湾曲、歪曲収差、コマ収差を示すグラフであり、(a)は状態１のときの収差、(b)は状態２のときの収差を夫々示している。なお、便宜上、無限遠補正型対物レンズは図示を省略してある。
実施例３の顕微鏡撮影光学系は、物体側から順に、図示省略した無限遠補正型対物レンズと、結像レンズ群２と、リレー光学系３を備えている。
結像レンズ群２は、前群２１と後群２２を有し、前群２１と後群２２とに挟まれた所定の位置Ｐ１に観察物体の中間像を形成するように構成されている。
後群２２は、中間像位置Ｐ１を経て入射した発散光束を平行光束にして出射するように構成されており、結像レンズ群２は、ほぼアフォーカルな光学系で構成されている。
なお、図８中、Ｓは中間像位置Ｐ１に配置された明るさ絞りである。
リレー光学系３は、結像レンズ群２からの光束を撮像素子の面ＩＭに結像するように構成されている。
また、結像レンズ群２は、対物レンズの瞳位置の変化に応じて、対物レンズの瞳位置（入射瞳位置ＩＰ１）とリレー光学系３の入射瞳位置ＩＰ３とがほぼ共役になるように、構成条件を異ならせた結像レンズ群２”、２’”として、交換可能に構成されている。
【００５３】
詳しくは、図８(a)に示す状態においては、対物レンズの射出瞳位置ＯＰ１とリレー光学系３の入射瞳位置ＩＰ３とがほぼ一致し、リレー光学系３からの主光線が光軸に対してほぼ平行になって撮像素子４の面に入射するように、結像レンズ群２”の前群２１”、後群２２”が構成されている。
また、中間鏡筒を交換することによって対物光学系の瞳位置（入射瞳位置ＩＰ１）が図８(b)に示す位置に変化して中間鏡筒長が短縮したときには、対物レンズの瞳位置の変化に応じて対物レンズの瞳位置（入射瞳位置ＩＰ１）とリレー光学系３の入射瞳位置ＩＰ３とがほぼ共役になるように、中間結像位置Ｐ１を挟んで前群２１”’と後群２２”’とで構成された結像レンズ群２”’に交換することができるようになっている。
【００５４】
図８(a)に示す状態においては、結像レンズ群２”の前群２１”は、物体側から順に、両凸レンズＬ２１１と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２１２との接合レンズと、両凸レンズＬ２１３’と両凹レンズＬ２１４”との接合レンズとで構成されている。また、後群２２”は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２２１で構成されている。
【００５５】
一方、図８(b)に示す状態においては、結像レンズ群２’”の前群２１’”は、物体側から順に、両凸レンズＬ２１１と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２１２との接合レンズと、両凸レンズＬ２１３’と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２１４’”との接合レンズとで構成されている。また、後群２２’”は、物体側から順に、物体側が凸面で像側が平面の平凸レンズＬ２２１’と物体側が平面で像側が凹面の平凹レンズＬ２２２との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２２３とで構成されている。
【００５６】
また、図８(a)，(b)に示すいずれの状態においても、リレー光学系３は、物体側から順に、物体側が凹面で像側が平面の平凹レンズＬ３１’と物体側が平面で像側が凸面の平凸レンズＬ３２’との接合レンズと、両凹レンズＬ３３と両凸レンズＬ３４との接合レンズと、両凸レンズＬ３５と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３６との接合レンズと、両凸レンズＬ３７”とで構成されている。
【００５７】
次に、実施例３の顕微鏡撮影光学系を構成する光学部材の数値データを示す。
数値データ３−１（実施例３：状態１）
Ｓ1(対物レンズ瞳位置)ｒ1＝∞         ｄ1＝ 20.000
Ｓ2(対物レンズ胴付)  ｒ2＝∞         ｄ2＝220.000
Ｓ3(結像レンズ前群)  ｒ3＝ 234.906   ｄ3＝  6.1    ｎd3＝ 1.48749  νd3＝70.23
Ｓ4                  ｒ4＝ -64.885   ｄ4＝  4      ｎd4＝ 1.7185   νd4＝33.52
Ｓ5                  ｒ5＝-101.900   ｄ5＝ 26.557
Ｓ6                  ｒ6＝  48.963   ｄ6＝  7.1    ｎd6＝ 1.48749  νd6＝70.23
Ｓ7                  ｒ7＝ -51.717   ｄ7＝  5.25   ｎd7＝ 1.51633  νd7＝64.14
Ｓ8                  ｒ8＝  84.987   ｄ8＝ 80.653
Ｓ9(中間像位置)      ｒ9＝∞         ｄ9＝ 72.0133
Ｓ10(結像レンズ後群) ｒ10＝  15.272  ｄ10＝  8.15   ｎd10＝ 1.7552  νd10＝27.51
Ｓ11                 ｒ11＝  17.552  ｄ11＝  4.15
Ｓ12(瞳共役位置)     ｒ12＝∞        ｄ12＝  3.4258
Ｓ13(リレーレンズ群) ｒ13＝  -9.204  ｄ13＝  9.4    ｎd13＝ 1.741   νd13＝52.64
Ｓ14                 ｒ14＝∞        ｄ14＝  6.46   ｎd14＝ 1.497   νd14＝81.54
Ｓ15                 ｒ15＝ -13.282  ｄ15＝  1.5068
Ｓ16                 ｒ16＝ -72.689  ｄ16＝  2.3    ｎd16＝ 1.741   νd16＝52.64
Ｓ17                 ｒ17＝  23.944  ｄ17＝  6.1    ｎd17＝ 1.43875 νd17＝94.93
Ｓ18                 ｒ18＝ -33.547  ｄ18＝  0.3
Ｓ19                 ｒ19＝  27.204  ｄ19＝  8.24   ｎd19＝ 1.43875 νd19＝94.93
Ｓ20                 ｒ20＝ -19.488  ｄ20＝  2      ｎd20＝ 1.7725  νd20＝49.6
Ｓ21                 ｒ21＝ -59.577  ｄ21＝  0.15
Ｓ22                 ｒ22＝  37.913  ｄ22＝  7.96   ｎd22＝ 1.618   νd22＝63.33
Ｓ23                 ｒ23＝-133.245  ｄ23＝ 48.1442
Ｓ24(撮像面)         ｒ24＝∞
【００５８】
数値データ３−２（実施例３：状態２）
Ｓ1(対物レンズ瞳位置)ｒ1＝∞         ｄ1＝ 20.000
Ｓ2(対物レンズ胴付)  ｒ2＝∞         ｄ2＝120.000
Ｓ3(結像レンズ前群)  ｒ3＝ 234.9061  ｄ3＝  6.100  ｎd3＝ 1.48749  νd3＝70.23
Ｓ4                  ｒ4＝ -64.8854  ｄ4＝  4.000  ｎd4＝ 1.7185   νd4＝33.52
Ｓ5                  ｒ5＝-101.9     ｄ5＝ 68.672
Ｓ6                  ｒ6＝  50.1089  ｄ6＝  7.240  ｎd6＝ 1.48749  νd6＝70.23
Ｓ7                  ｒ7＝ -77.2757  ｄ7＝  3.500  ｎd7＝ 1.72916  νd7＝54.68
Ｓ8                  ｒ8＝-371.269   ｄ8＝ 49.665
Ｓ9(中間像位置)      ｒ9＝∞         ｄ9＝ 56.924
Ｓ10(結像レンズ後群) ｒ10＝  17.5826 ｄ10＝  3.140  ｎd10＝ 1.618   νd10＝63.33
Ｓ11                 ｒ11＝∞        ｄ11＝  3.000  ｎd11＝ 1.48749 νd11＝70.23
Ｓ12                 ｒ12＝  13.9098 ｄ12＝  3.412
Ｓ13                 ｒ13＝  13.3327 ｄ13＝  4.240  ｎd13＝ 1.72825 νd13＝28.46
Ｓ14                 ｒ14＝  16.5691 ｄ14＝  4.080
Ｓ15(瞳共役位置)     ｒ15＝∞        ｄ15＝  3.426
Ｓ16(リレーレンズ群) ｒ16＝  -9.2044 ｄ16＝  9.440  ｎd16＝ 1.741   νd16＝52.64
Ｓ17                 ｒ17＝∞        ｄ17＝  6.460  ｎd17＝ 1.497   νd17＝81.54
Ｓ18                 ｒ18＝ -13.2821 ｄ18＝  1.507
Ｓ19                 ｒ19＝ -72.6888 ｄ19＝  2.300  ｎd19＝ 1.741   νd19＝52.64
Ｓ20                 ｒ20＝  23.9439 ｄ20＝  6.100  ｎd20＝ 1.43875 νd20＝94.93
Ｓ21                 ｒ21＝ -33.5471 ｄ21＝  0.300
Ｓ22                 ｒ22＝  27.2039 ｄ22＝  8.240  ｎd22＝ 1.43875 νd22＝94.93
Ｓ23                 ｒ23＝ -19.4876 ｄ23＝  2.000  ｎd23＝ 1.7725  νd23＝49.6
Ｓ24                 ｒ24＝ -59.5768 ｄ24＝  0.150
Ｓ25                 ｒ25＝  37.9125 ｄ25＝  7.960  ｎd25＝ 1.618   νd25＝63.33
Ｓ26                 ｒ26＝-133.245  ｄ26＝ 48.144
Ｓ27(撮像面)         ｒ27＝∞
【００５９】
実施例４
図１０は本発明の実施例４にかかる顕微鏡撮影光学系の要部についての概略構成を示す光軸に沿う断面図であって、(a)は図１(a)に対応する状態（状態１）、(b)は図１(b)に対応する状態（状態２）を夫々示している。図１１は図１０の顕微鏡撮影光学系の球面収差、像面湾曲、歪曲収差、コマ収差を示すグラフであり、(a)は状態１のときの収差、(b)は状態２のときの収差を夫々示している。なお、便宜上、無限遠補正型対物レンズは図示を省略してある。
実施例４の顕微鏡撮影光学系は、物体側から順に、図示省略した無限遠補正型対物レンズと、結像レンズ群２と、リレー光学系３を備えている。
結像レンズ群２は、前群２１と後群２２を有し、前群２１と後群２２とに挟まれた所定の位置Ｐ１に観察物体の中間像を形成するように構成されている。
後群２２は、中間像位置Ｐ１を経て入射した発散光束を平行光束にして出射するように構成されており、結像レンズ群２は、ほぼアフォーカルな光学系で構成されている。
なお、図１０中、Ｓは中間像位置Ｐ１に配置された明るさ絞りである。
リレー光学系３は、結像レンズ群２からの光束を撮像素子の面ＩＭに結像するように構成されている。
また、結像レンズ群２は、対物レンズの瞳位置の変化に応じて、対物レンズの瞳位置（入射瞳位置ＩＰ１）とリレー光学系３の入射瞳位置ＩＰ３とがほぼ共役になるように、構成条件を異ならせた結像レンズ群２”、２’”として、交換可能に構成されている。
【００６０】
詳しくは、図１０(a)に示す状態においては、対物レンズの射出瞳位置ＯＰ１とリレー光学系３の入射瞳位置ＩＰ３とがほぼ一致し、リレー光学系３からの主光線が光軸に対してほぼ平行になって撮像素子４の面に入射するように、結像レンズ群２”の前群２１”、後群２２”が構成されている。
また、中間鏡筒を交換することによって対物光学系の瞳位置（入射瞳位置ＩＰ１）が図１０(b)に示す位置に変化して中間鏡筒長が短縮したときには、対物レンズの瞳位置の変化に応じて対物レンズの瞳位置（入射瞳位置ＩＰ１）とリレー光学系３の入射瞳位置ＩＰ３とがほぼ共役になるように、中間結像位置Ｐ１を挟んで前群２１”’と後群２２”’とで構成された結像レンズ群２”’に交換することができるようになっている。
【００６１】
図１０(a)に示す状態においては、結像レンズ群２”の前群２１”は、物体側から順に、両凸レンズＬ２１１と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２１２との接合レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１３”と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２１４””との接合レンズとで構成されている。また、後群２２”は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２２１’”で構成されている。
【００６２】
一方、図１０(b)に示す状態においては、結像レンズ群２’”の前群２１’”は、物体側から順に、両凸レンズＬ２１１と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２１２との接合レンズと、両凸レンズＬ２１３’と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２１４’”との接合レンズとで構成されている。また、後群２２’”は、物体側から順に、両凸レンズＬ２２１”と両凹レンズＬ２２２’との接合レンズと、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２２３’とで構成されている。
【００６３】
また、図１０(a)，(b)に示すいずれの状態においても、リレー光学系３は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３１と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３２”との接合レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３３’と両凸レンズＬ３４との接合レンズと、両凸レンズＬ３５と両凹レンズＬ３６’との接合レンズと、両凸レンズＬ３７”と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３８とで構成されている。
【００６４】
次に、実施例４の顕微鏡撮影光学系を構成する光学部材の数値データを示す。
数値データ４−１（実施例４：状態１）
Ｓ1(対物レンズ瞳位置)ｒ1＝∞         ｄ1＝ 20.000
Ｓ2(対物レンズ胴付)  ｒ2＝∞         ｄ2＝220.000
Ｓ3(結像レンズ前群)  ｒ3＝ 102.633   ｄ3＝  6.100  ｎd3＝ 1.48749  νd3＝70.23
Ｓ4                  ｒ4＝ -67.351   ｄ4＝  4.000  ｎd4＝ 1.7185   νd4＝33.52
Ｓ5                  ｒ5＝-168.369   ｄ5＝ 27.119
Ｓ6                  ｒ6＝ 142.751   ｄ6＝  9.009  ｎd6＝ 1.58267  νd6＝46.42
Ｓ7                  ｒ7＝  70.046   ｄ7＝  6.944  ｎd7＝ 1.618    νd7＝63.33
Ｓ8                  ｒ8＝1571.694   ｄ8＝ 81.450
Ｓ9(中間像位置)      ｒ9＝∞         ｄ9＝ 76.769
Ｓ10(結像レンズ後群) ｒ10＝ -30.624  ｄ10＝  7.937  ｎd10＝ 1.78472 νd10＝25.68
Ｓ11                 ｒ11＝ -21.519  ｄ11＝  4.248 
Ｓ12(瞳共役位置)     ｒ12＝∞        ｄ12＝  4.347
Ｓ13(リレーレンズ群) ｒ13＝  -9.402  ｄ13＝  9.973  ｎd13＝ 1.7725  νd13＝49.6
Ｓ14                 ｒ14＝ -16.463  ｄ14＝  6.676  ｎd14＝ 1.497   νd14＝81.54
Ｓ15                 ｒ15＝ -17.349  ｄ15＝  1.556
Ｓ16                 ｒ16＝ 270.157  ｄ16＝  2.703  ｎd16＝ 1.741   νd16＝52.64
Ｓ17                 ｒ17＝  24.096  ｄ17＝  8.196  ｎd17＝ 1.43875 νd17＝94.93
Ｓ18                 ｒ18＝ -20.324  ｄ18＝  0.300
Ｓ19                 ｒ19＝  54.582  ｄ19＝  7.500  ｎd19＝ 1.43875 νd19＝94.93
Ｓ20                 ｒ20＝ -20.227  ｄ20＝  2.000  ｎd20＝ 1.7725  νd20＝49.6
Ｓ21                 ｒ21＝  55.591  ｄ21＝  0.150
Ｓ22                 ｒ22＝  26.701  ｄ22＝  6.516  ｎd22＝ 1.497   νd22＝81.54
Ｓ23                 ｒ23＝ -87.254  ｄ23＝  0.463
Ｓ24                 ｒ24＝  28.755  ｄ24＝  7.557  ｎd24＝ 1.618   νd24＝63.33
Ｓ25                 ｒ25＝ 100.475  ｄ25＝ 28.487
Ｓ24(撮像面)          ｒ24＝∞
【００６５】
数値データ４−２（実施例４：状態２）
Ｓ1(対物レンズ瞳位置)ｒ1＝∞         ｄ1＝ 20.000
Ｓ2(対物レンズ胴付)  ｒ2＝∞         ｄ2＝120.000
Ｓ3(結像レンズ前群)  ｒ3＝ 102.633   ｄ3＝  6.100  ｎd3＝ 1.48749  νd3＝70.23
Ｓ4                  ｒ4＝ -67.351   ｄ4＝  4.000  ｎd4＝ 1.7185   νd4＝33.52
Ｓ5                  ｒ5＝-168.369   ｄ5＝ 58.365
Ｓ6                  ｒ6＝  80.897   ｄ6＝  6.328  ｎd6＝ 1.48749  νd6＝70.23
Ｓ7                  ｒ7＝ -52.228   ｄ7＝  3.500  ｎd7＝ 1.72916  νd7＝54.68
Ｓ8                  ｒ8＝-109.117   ｄ8＝ 56.196
Ｓ9(中間像位置)      ｒ9＝∞         ｄ9＝ 59.403
Ｓ10(結像レンズ後群) ｒ10＝  28.234  ｄ10＝  3.599  ｎd10＝ 1.618   νd10＝63.33
Ｓ11                 ｒ11＝ -45.585  ｄ11＝  4.372  ｎd11＝ 1.48749 νd11＝70.23
Ｓ12                 ｒ12＝  24.912  ｄ12＝ 10.950
Ｓ13                 ｒ13＝ -30.433  ｄ13＝  8.591  ｎd13＝ 1.78472 νd13＝25.68
Ｓ14                 ｒ14＝ -22.987  ｄ14＝  2.171
Ｓ15(瞳共役位置)     ｒ15＝∞        ｄ15＝  4.347
Ｓ16(リレーレンズ群) ｒ16＝  -9.402  ｄ16＝  9.973  ｎd16＝ 1.7725  νd16＝49.6
Ｓ17                 ｒ17＝ -16.463  ｄ17＝  6.676  ｎd17＝ 1.497   νd17＝81.54
Ｓ18                 ｒ18＝ -17.349  ｄ18＝  1.556
Ｓ19                 ｒ19＝ 270.157  ｄ19＝  2.703  ｎd19＝ 1.741   νd19＝52.64
Ｓ20                 ｒ20＝  24.096  ｄ20＝  8.196  ｎd20＝ 1.43875 νd19＝94.93
Ｓ21                 ｒ21＝ -20.324  ｄ21＝  0.300
Ｓ22                 ｒ22＝  54.582  ｄ22＝  7.500  ｎd22＝ 1.43875 νd22＝94.93
Ｓ23                 ｒ23＝ -20.227  ｄ23＝  2.000  ｎd23＝ 1.7725  νd23＝49.6
Ｓ24                 ｒ24＝  55.591  ｄ24＝  0.150
Ｓ25                 ｒ25＝  26.701  ｄ25＝  6.516  ｎd25＝ 1.497   νd25＝81.54
Ｓ26                 ｒ26＝ -87.254  ｄ26＝  0.463
Ｓ27                 ｒ27＝  28.755  ｄ27＝  7.557  ｎd27＝ 1.618   νd27＝63.33
Ｓ28                 ｒ28＝ 100.475  ｄ28＝ 28.487
Ｓ29(撮像面)         ｒ29＝∞
【００６６】
次に、各実施例における条件式対応パラメータ及び近軸量の値を次の表１に示す。
表１
2008197190.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明の顕微鏡撮影光学系は、多様なアプリケーションでの顕微鏡観察像を撮影する分野、特に、縮小倍率での顕微鏡観察像を撮影することが必要とされる分野において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】(a)，(b)は本発明の第１実施形態にかかる顕微鏡撮影光学系の光軸に沿う概略構成図である。
【図２】(a)〜(c)は本発明の比較例にかかる従来の顕微鏡撮影光学系の光軸に沿う概略構成図である。
【図３】(a)〜(c)は本発明の第２実施形態にかかる顕微鏡撮影光学系の光軸に沿う概略構成図である。
【図４】本発明の実施例１にかかる顕微鏡撮影光学系の要部についての概略構成を示す光軸に沿う断面図であって、(a)は図１(a)に対応する状態（以後、状態１とする）、(b)は図１(b)に対応する状態（以後、状態２とする）を夫々示している。
【図５】図４の顕微鏡撮影光学系の球面収差、像面湾曲、歪曲収差、コマ収差を示すグラフであり、(a)は状態１のときの収差、(b)は状態２のときの収差を夫々示している。
【図６】本発明の実施例２にかかる顕微鏡撮影光学系の要部についての概略構成を示す光軸に沿う断面図であって、(a)は図１(a)に対応する状態（状態１）、(b)は図１(b)に対応する状態（状態２）を夫々示している。
【図７】図７は図６の顕微鏡撮影光学系の球面収差、像面湾曲、歪曲収差、コマ収差を示すグラフであり、(a)は状態１のときの収差、(b)は状態２のときの収差を夫々示している。
【図８】本発明の実施例３にかかる顕微鏡撮影光学系の要部についての概略構成を示す光軸に沿う断面図であって、(a)は図１(a)に対応する状態（状態１）、(b)は図１(b)に対応する状態（状態２）を夫々示している。
【図９】図８の顕微鏡撮影光学系の球面収差、像面湾曲、歪曲収差、コマ収差を示すグラフであり、(a)は状態１のときの収差、(b)は状態２のときの収差を夫々示している。
【図１０】本発明の実施例４にかかる顕微鏡撮影光学系の要部についての概略構成を示す光軸に沿う断面図であって、(a)は図１(a)に対応する状態（状態１）、(b)は図１(b)に対応する状態（状態２）を夫々示している。
【図１１】図１０の顕微鏡撮影光学系の球面収差、像面湾曲、歪曲収差、コマ収差を示すグラフであり、(a)は状態１のときの収差、(b)は状態２のときの収差を夫々示している。
【符号の説明】
【００６９】
１          無限遠補正型対物レンズ
２、２’、２”、２”’          結像レンズ群
２１、２１’、２１”、２１”’          前群
２２、２２’、２２”、２２”’          後群
３           リレーレンズ
４           撮像素子
Ｌ２１１     両凸レンズ
Ｌ２１２     物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ
Ｌ２１３     物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ
Ｌ２１３’   両凸レンズ
Ｌ２１３”   物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ
Ｌ２１４     物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ
Ｌ２１４’   物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ
Ｌ２１４”   両凹レンズ
Ｌ２１４’” 物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ
Ｌ２１４”” 物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ
Ｌ２２１     物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ
Ｌ２２１’   物体側が凸面で像側が平面の平凸レンズ
Ｌ２２１”   両凸レンズ
Ｌ２２１’” 物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ
Ｌ２２２     物体側が平面で像側が凹面の平凹レンズ
Ｌ２２２’   両凹レンズ
Ｌ２２３     物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ
Ｌ２２３’   物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ
Ｌ３１       物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ
Ｌ３１’     物体側が凹面で像側が平面の平凹レンズ
Ｌ３２       物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ
Ｌ３２’     物体側が平面で像側が凸面の平凸レンズ
Ｌ３２”     物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ
Ｌ３３       両凹レンズ
Ｌ３３’     物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ
Ｌ３４       両凸レンズ
Ｌ３５       両凸レンズ
Ｌ３６       物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ
Ｌ３６’     両凹レンズ
Ｌ３７       物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ
Ｌ３７’     物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ
Ｌ３７”     両凸レンズ
Ｌ３８       物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ
ＩＰ１       対物レンズの入射瞳位置
ＯＰ１       対物レンズの射出瞳位置
ＩＰ３       リレーレンズの入射瞳位置
ＩＭ         撮像面
Ｐ１         中間結像位置
Ｐ２         対物レンズの入射瞳位置ＩＰ３と共役な位置
Ｓ           明るさ絞り
【図１】
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【図２】
2008197190.tif 000005
【図３】
2008197190.tif 000006
【図４】
2008197190.tif 000007
【図５】
2008197190.tif 000008
【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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