(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群とから構成され、
前記第４レンズ群は、物体側から順に、負レンズと像側に凹面を向けた接合レンズとを有し、
低倍端状態から高倍端状態へ変倍する際に、前記第２レンズ群は物体側から像側へ一定方向に移動し、前記第３レンズ群は像側から物体側へ一定方向に移動し、
以下の条件を満足することを特徴とするアフォーカルズームレンズ。
ｚ＞１４          （１）
｜ｆ１／ｆ２｜＞３．９        （２）
ここで、
ｚは前記アフォーカルズームレンズのズーム比、
ｆ１は前記第１レンズ群の焦点距離、
ｆ２は前記第２レンズ群の焦点距離をそれぞれ示す。
【請求項２】
さらに、以下の条件を満足することを特徴とする請求項１記載のアフォーカルズームレンズ。
３＜｜ｚ／（ｆ１／ｆ２）｜＜５          （３）
【請求項３】
前記第１レンズ群は少なくとも接合正レンズと正メニスカスレンズとを有することを特徴とする請求項１または２記載のアフォーカルズームレンズ。
【請求項４】
対物レンズ系と、
請求項１乃至３記載のアフォーカルズームレンズと、
結像レンズ系とを備えることを特徴とする顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアフォーカルズームレンズ、特に顕微鏡に好適なアフォーカルズームレンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
顕微鏡などに用いられるアフォーカルズームレンズとして、従来より特公平６−４８３２８号公報、特公平６−７７１０４号公報などに開示されたレンズが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年顕微鏡、特に実体顕微鏡においては、観察対象である被検物が多種化・多様化している。このため、これまで以上の高いズーム比が望まれている。しかし、従来技術のアフォーカルズームレンズは、いずれも十分なズーム比を有していないので、ユーザーの要求に応じた観察が出来ないという問題を有している。
【０００４】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、１４倍以上のズーム比を有し、良好な光学性能を有するアフォーカルズームレンズ及び該レンズを備える顕微鏡を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群とから構成され、
前記第４レンズ群は、物体側から順に、負レンズと像側に凹面を向けた接合レンズとを有し、
低倍端状態から高倍端状態へ変倍する際に、前記第２レンズ群は物体側から像側へ一定方向に移動し、前記第３レンズ群は像側から物体側へ一定方向に移動し、以下の条件を満足することを特徴とするアフォーカルズームレンズを提供する。
【０００６】
ｚ＞１４        （１）
｜ｆ１／ｆ２｜＞３．９        （２）
ここで、
ｚは前記アフォーカルズームレンズのズーム比、
ｆ１は前記第１レンズ群の焦点距離、
ｆ２は前記第２レンズ群の焦点距離をそれぞれ示す。
【０００７】
本発明にかかるアフォーカルズームレンズは、物体から順に、正・負・正・負の４群構成であり、低倍端状態から高倍端状態への変倍の際に、第２レンズ群が物体側から像側へ一定方向に、また、第３レンズ群が像側から物体側へ一定方向に移動する。即ち、第２レンズ群及び第３レンズ群は常に一定方向にのみ移動し、変倍動作の途中で逆戻りするような方向へは移動しない。この構成は、条件式（１）に示すようなズーム比が１４倍以上のアフォーカルズームレンズを実現するための基本構成となる。
【０００８】
条件式（２）は、第１レンズ群と第２レンズ群との焦点距離の適切な比を規定する。かかる条件は、ズーム比が１４倍以上のアフォーカルズームレンズを実現するために必要な条件式である。条件式（２）の下限値を下回ると、１４倍以上のズーム比を得ることが出来ない。ここで、強いてズーム比を高めようとすると、第３レンズ群のパワーがきつくなるので、ズーミング時の収差変動を補正することが困難となってしまう。
【０００９】
また、本発明は、さらに、以下の条件（３）を満足することが望ましい。
【００１０】
３＜｜ｚ／（ｆ１／ｆ２）｜＜５          （３）
条件式（３）は、所望の１４倍以上のズーム比に最適な第１レンズ群と第２レンズとの群の焦点距離の比を規定している。条件式（３）式の下限値を下回ると、ズーム比の割合に対してズームレンズの全長が長くなりすぎので好ましくない。逆に、条件式（３）の上限値を上回ると、所望のズーム比を得る際に、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が短くなってしまい、低倍側で第１レンズ群と第２レンズとが干渉してしまう。
【００１１】
また、本発明では、前記第１レンズ群は少なくとも接合正レンズと正メニスカスレンズとを有することが望ましい。この構成により、特にズームレンズの高倍側での球面収差を容易に補正することができる。
【００１２】
また、本発明では、前記第４レンズ群は、物体側から順に、負レンズと像側に凹面を向けた接合レンズとを有することが望ましい。この構成により、ズーム全域にわたって非点収差と像面湾曲とを容易に補正することができる。
【００１３】
また、本発明は、対物レンズ系と、請求項１乃至３記載のアフォーカルズームレンズと、結像レンズ系とを備えることを特徴とする顕微鏡を提供する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。図１（ａ），（ｂ）は本発明にかかるアフォーカルズームレンズの基本構成を示す図である。物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、負屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、負屈折力の第４レンズ群Ｇ４とから構成されている。そして、低倍端側（図１（ａ））から高倍端側（図１（ｂ））への変倍に際して、第２レンズ群Ｇ２が物体側から像側への一定方向に移動し、第３レンズ群Ｇ３が像側から物体側への一定方向に移動する。
【００１５】
図２は、第１実施例にかかるアフォーカルズームレンズのレンズ構成を示す図である。物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とから構成されている。第１レンズ群Ｇ１はレンズＬ１とＬ２とからなる接合レンズと、正メニスカスレンズＬ３とを有し、第４レンズ群Ｇ４は、負レンズＬ１０と、レンズＬ１１とＬ１２とからなる像側に凹面を向けた接合レンズを有している。
【００１６】
（第１実施例）
以下の表１に第１実施例にかかるアフォーカルズームレンズの諸元値を掲げる。表において、ｆはアフォーカルズームレンズと表４に示す結像レンズの合成焦点距離、ｚはズーム比をそれぞれ示している。以下の諸元値は、低倍端状態での焦点距離が１になるように規格化したものである。また、レンズデータ中の左端の数字は物体面から数えたレンズ面の順番、ｒはレンズ面の曲率半径、ｄはレンズ面の間隔、νｄとｎｄはｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）に対するアッベ数と屈折率をそれぞれ表している。さらに、長さ、曲率半径などの単位はｍｍである。なお、以下全ての実施例の諸元値は本実施例と同様の符号を用い、かつ、低倍端状態での焦点距離が１になるように規格化されている。
【００１７】
【表１】
0004517422.tif 000002
0004517422.tif 000003
【００１８】
図３（ａ）〜（ｃ）は、本第１実施例にかかるアフォーカルズームレンズと表４の結像レンズを使用した場合の諸収差を示す図である。図３（ａ）は低倍端状態、同図（ｂ）は中倍状態、同図（ｃ）は高倍端状態における諸収差をそれぞれ示している。また、ｄはｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）、ｇはｇ線（λ＝４３５．８４ｎｍ）を示している。さらに、非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリジオナル像面をそれぞれ示している。なお、以下全ての実施例の諸収差図において、本実施例と同様の符号を用いる。図より明らかなように、本実施例では、低倍端状態から高倍端状態にわたって諸収差が良好に補正され優れた光学性能を有していることがわかる。
【００１９】
（第２実施例）
図８は、第２実施例にかかるアフォーカルズームレンズのレンズ構成を示す図である。物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とから構成されている。第１レンズ群Ｇ１はレンズＬ１とＬ２とからなる接合レンズと、正メニスカスレンズＬ３とを有し、第４レンズ群Ｇ４は、負レンズＬ１０と、レンズＬ１１とＬ１２とからなる像側に凹面を向けた接合レンズを有している。
以下の表２に第２実施例にかかるアフォーカルズームレンズの諸元値を掲げる。
【００２０】
【表２】
0004517422.tif 000004
0004517422.tif 000005
【００２１】
図４（ａ）〜（ｃ）は、本第２実施例にかかるアフォーカルズームレンズと表４の結像レンズを使用した場合の諸収差を示す図である。図４（ａ）は低倍端状態、同図（ｂ）は中倍状態、同図（ｃ）は高倍端状態における諸収差をそれぞれ示している。図より明らかなように、本実施例では、低倍端状態から高倍端状態にわたって諸収差が良好に補正され優れた光学性能を有していることがわかる。
【００２２】
（第３実施例）
図９は、第３実施例にかかるアフォーカルズームレンズのレンズ構成を示す図である。物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とから構成されている。第１レンズ群Ｇ１はレンズＬ１とＬ２とからなる接合レンズと、正メニスカスレンズＬ３とを有し、第４レンズ群Ｇ４は、負レンズＬ１０と、レンズＬ１１とＬ１２とからなる像側に凹面を向けた接合レンズを有している。
以下の表３に第３実施例にかかるアフォーカルズームレンズの諸元値を掲げる。
【００２３】
【表３】
0004517422.tif 000006
0004517422.tif 000007
【００２４】
図５（ａ）〜（ｃ）は、本第３実施例にかかるアフォーカルズームレンズと表４の結像レンズを使用した場合の諸収差を示す図である。図５（ａ）は低倍端状態、同図（ｂ）は中倍状態、同図（ｃ）は高倍端状態における諸収差をそれぞれ示している。図より明らかなように、本実施例では、低倍端状態から高倍端状態にわたって諸収差が良好に補正され優れた光学性能を有していることがわかる。
【００２５】
また、上記各実施例にかかるアフォーカルズームレンズは無限遠系補正型であるために、例えば、以下の表４に諸元値を掲げる結像レンズと共に使用される。
【００２６】
【表４】
0004517422.tif 000008
【００２７】
（第４実施例）
図６は、第４実施例にかかる顕微鏡のレンズ構成を示す図である。この顕微鏡は単眼顕微鏡であり、本発明にかかるアフォーカルズームレンズを備えている。
【００２８】
物体１からの光は、対物レンズ系２で平行光に変換された後、アフォーカルズームレンズ３で変倍される。次に、結像レンズ４にて像面５に物体の像を形成する。そして、この像を接眼レンズ６でさらに拡大して不図示の観察者が観察する。ズームレンズ３がアフォーカル系であるので、対物レンズ２や結像レンズ４を異なる焦点距離のレンズ系に交換することにより、全系の倍率を変えることも可能である。
【００２９】
（第５実施例）
図７は、第５実施例にかかる顕微鏡のレンズ構成を示す図である。本顕微鏡は実体顕微鏡であり、対物レンズ２の光軸ＡＸに平行に左眼観察用光学系ＬLと右眼観察用光学系ＬRとを有している。そして、各観察用光学系は本発明にかかるアフォーカルズームレンズを備えている。
【００３０】
左眼観察用光学系ＬLにおいて、物体１からの光は、対物レンズ系２で平行光に変換された後、アフォーカルズームレンズ３で変倍される。次に、結像レンズ４にて像面５に物体の像が形成される。そして、この像を接眼レンズ６でさらに拡大して不図示の観察者の左眼が観察する。右眼観察用光学系ＬRも同様の構成であり、物体側より順に、対物レンズ２，アフォーカルズームレンズ３’，結像レンズ４’，像面５’，接眼レンズ６’とを有している。
【００３１】
ズームレンズ３，３’がアフォーカル系であるので、対物レンズ２や結像レンズ４，４’を異なる焦点距離のレンズ系に交換することにより、全系の倍率を変えることも可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、１４倍以上のズーム比を有し、良好な光学性能を有するアフォーカルズームレンズ及び該レンズを備える顕微鏡を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （ａ），（ｂ）は、本発明にかかるアフォーカルズームレンズの基本構成と、ズーム移動軌跡を示す図である。
【図２】  第１実施例にかかるアフォーカルズームレンズのレンズ構成を示す図である。
【図３】  第１実施例にかかるアフォーカルズームレンズの、（ａ）は低倍端状態、（ｂ）は中倍状態、（ｃ）は高倍端状態における諸収差をそれぞれ示す図である。
【図４】  第２実施例にかかるアフォーカルズームレンズの、（ａ）は低倍端状態、（ｂ）は中倍状態、（ｃ）は高倍端状態における諸収差をそれぞれ示す図である。
【図５】  第３実施例にかかるアフォーカルズームレンズの、（ａ）は低倍端状態、（ｂ）は中倍状態、（ｃ）は高倍端状態における諸収差をそれぞれ示す図である。
【図６】  本発明にかかるアフォーカルズームレンズを備える単眼顕微鏡のレンズ構成を示す図である。
【図７】  本発明にかかるアフォーカルズームレンズを備える実体顕微鏡のレンズ構成を示す図である。
【図８】  第２実施例にかかるアフォーカルズームレンズのレンズ構成を示す図である。
【図９】  第３実施例にかかるアフォーカルズームレンズのレンズ構成を示す図である。
【符号の説明】
Ｇ１  第１レンズ群
Ｇ２  第２レンズ群
Ｇ３  第３レンズ群
Ｇ４  第４レンズ群
１    物体
２    対物レンズ
３，３’  アフォーカルズームレンズ
４，４’  結像レンズ
５，５’  像面
６，６’  接眼レンズ
ＡＸ    光軸
【図１】
0004517422.tif 000009
【図２】
0004517422.tif 000010
【図３】
0004517422.tif 000011
【図４】
0004517422.tif 000012
【図５】
0004517422.tif 000013
【図６】
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【図７】
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【図８】
0004517422.tif 000016
【図９】
0004517422.tif 000017