(57)【要約】【課題】  簡単な切替え操作で望遠鏡と顕微鏡の両方に使用できる、小型で軽量な観察器械を提供する。【解決手段】  物体側から順に、正の屈折力を有する対物レンズ系Ｌ１と、正の屈折力を有する正立レンズ系Ｌ２と、正の屈折力を有する接眼レンズ系Ｌ３とを有し、望遠鏡として使用される場合においては、対物レンズ系Ｌ１によって形成される物体像Ｉ１が、対物レンズ系Ｌ１と正立レンズ系Ｌ２との間に位置し、顕微鏡として使用される場合においては、対物レンズ系Ｌ１が物体像Ｉ１と正立レンズ系Ｌ２との間に移動する。【選択図】  図１
2013025279.tif 000002
【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対物レンズ系と、正の屈折力を有する正立レンズ
系と、正の屈折力を有する接眼レンズ系とを有し、
望遠鏡として使用される場合においては、前記対物レンズ系によって形成される物体像
が、前記対物レンズ系と前記正立レンズ系との間に位置し、
顕微鏡として使用される場合においては、前記対物レンズ系が、前記物体像と前記正立
レンズ系との間に移動することを特徴とする観察器械。
【請求項２】
前記正立レンズ系と、望遠鏡として使用される場合における前記物体像の前記正立レン
ズ系により再結像される正立像との間に、絞りを配置したことを特徴とする請求項１に記
載の観察器械。
【請求項３】
前記正立レンズ系は、複数のレンズ群から構成され、前記レンズ群の相互の間隔を変化
させることにより変倍することを特徴とする請求項１〜２のいずれか１項に記載の観察器
械。
【請求項４】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の観察器
械。
ｆ１＜ｄ
但し、
ｆ１：望遠鏡として使用される場合の前記対物レンズ系の焦点距離、
ｄ：前記対物レンズ系によって形成される前記物体像と、前記正立レンズ系によって
再結像される前記正立像との距離。
【請求項５】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の観察器
械。
２＜Ｍ／Ｔ≦２０
但し、
Ｔ：望遠鏡として使用される場合の望遠鏡倍率、
Ｍ：顕微鏡として使用される場合の顕微鏡倍率。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、望遠鏡や顕微鏡等の観察器械に関し、特に簡単な切替え操作で望遠鏡と顕微
鏡の両方に使用できる、小型で軽量な観察器械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、望遠鏡と顕微鏡の両方に使用できる観察器械としては、プリズム式望遠鏡の対物
レンズの前に、顕微鏡用のアタッチメントレンズを付加して使用するものが知られている
（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−０８４２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、アタッチメントレンズは着脱式であるため、望遠鏡として使用する場合
は、はずしたアタッチメントレンズの置き場所に困ったり、紛失したりするなどの問題が
あった。また、変倍できる構造にすると機構が複雑となり、小型で軽量な観察器械になり
にくいという問題もあった。
【０００５】
本発明は、前述の課題を鑑みてなされたものであり、着脱構造がなく、簡単な切替え操
作で望遠鏡と顕微鏡の両方に使用できる、小型で軽量な観察器械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】
【０００６】
このような目的達成のため、本発明を例示する態様に従えば、物体側から順に、正の屈
折力を有する対物レンズ系と、正の屈折力を有する正立レンズ系と、正の屈折力を有する
接眼レンズ系とを有し、望遠鏡として使用される場合においては、前記対物レンズ系によ
って形成される物体像が、前記対物レンズ系と前記正立レンズ系との間に位置し、顕微鏡
として使用される場合においては、前記対物レンズ系が前記物体像と前記正立レンズ系と
の間に移動する観察器械が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、簡単な切替え操作で望遠鏡と顕微鏡の両方に使用できる、小型で軽量
な観察器械を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態による観察器械の各レンズ系の配置を示す図であって、（Ａ）は望遠鏡として使用される場合を、（Ｂ）は顕微鏡として使用される場合を示す。
【図２】本実施形態による観察器械の実施例の各レンズ系の配置を示す図であって、（Ａ）は望遠鏡として使用される場合を、（Ｂ）は顕微鏡として使用される場合を示す。
【図３】実施例を望遠鏡として使用する場合の、低倍倍率における収差図である。
【図４】実施例を望遠鏡として使用する場合の、中間倍率における収差図である。
【図５】実施例を望遠鏡として使用する場合の、高倍倍率における収差図である。
【図６】実施例を顕微鏡として使用する場合の、低倍倍率における収差図である。
【図７】実施例を顕微鏡として使用する場合の、中間倍率における収差図である。
【図８】実施例を顕微鏡として使用する場合の、高倍倍率における収差図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本実施形態による観察器械を、添付の図面に基づいて説明する。図１は、本実施
形態による観察器械の各レンズ系の配置を示す図であって、（Ａ）は望遠鏡として使用さ
れる場合を、（Ｂ）は顕微鏡として使用される場合を示している。図１の（Ａ）に示すよ
うに、本実施形態による観察器械は、物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する対物レ
ンズ系Ｌ１と、正の屈折力を有する正立レンズ系Ｌ２と、正の屈折力を有する接眼レンズ
系Ｌ３とを有し、望遠鏡として使用される場合においては、対物レンズ系Ｌ１により形成
される遠方にある物体の倒立した物体像Ｉ１は、正立レンズ系Ｌ２により正立像Ｉ２に再
結像され、接眼レンズ系Ｌ３により拡大観察され、望遠鏡としての機能を果たす。
【００１０】
また、図１の（Ｂ）に示すように、本実施形態による観察器械が顕微鏡として使用され
る場合においては、対物レンズ系Ｌ１が、前記物体像Ｉ１と、正立レンズ系Ｌ２との間に
移動する。顕微鏡として拡大観察される標本Ｏは、対物レンズ系Ｌ１に関して、正立レン
ズ系Ｌ２とは反対側に配置され、対物レンズ系Ｌ１による標本Ｏの虚像が、前記物体像Ｉ
１と合致するように配置される。このとき、標本Ｏの虚像は、標本の拡大像となり、顕微
鏡倍率を上げるのに寄与する。この虚像は正立レンズ系Ｌ２により、望遠鏡として使用さ
れる場合の正立像Ｉ２に再結像される。正立像Ｉ２は、接眼レンズ系Ｌ３により拡大観察
され、顕微鏡としての機能を果たす。但し、顕微鏡として使用される場合において、正立
像Ｉ２は、標本Ｏの倒立像となる。
【００１１】
望遠鏡として使用される場合と、顕微鏡として使用される場合とでは、対物レンズ系Ｌ
１の位置が変化するのみであり、正立レンズ系Ｌ２と接眼レンズ系Ｌ３の位置は変化しな
い。このため、対物レンズ系Ｌ１の移動という簡単な切替え操作だけで、望遠鏡と顕微鏡
の両方に使用できる観察器械を提供することが可能となる。
【００１２】
正立レンズ系Ｌ２と、望遠鏡として使用される場合における物体像Ｉ１の正立レンズ系
Ｌ２により再結像される正立像Ｉ２との間に、絞りＳを配置することが望ましい。この絞
りＳは、顕微鏡として使用される場合において、光学系を過大な光束が通過して、結像性
能が劣化することを防止するのに大変有効である。
【００１３】
正立レンズ系Ｌ２を固定されたレンズ群で構成し、倍率を一定にすることで単純な構造
とすることも可能であるが、正立レンズ系Ｌ２を２群のレンズ群で構成し、これらのレン
ズ群の相互の間隔を変化させることで倍率を変化させると、さらに有用な観察器械を得る
ことができる。また、正立レンズ系Ｌ２を３群以上のレンズ群で構成し、これらのレンズ
群の相互の間隔を変化させることで、変倍比を拡大させることも可能である。
【００１４】
望遠鏡として使用される場合において、対物レンズ系Ｌ１の焦点距離をｆ１とし、対物
レンズ系Ｌ１によって形成される物体像Ｉ１と正立レンズ系Ｌ２によって再結像される正
立像Ｉ２との距離をｄとするとき、次の条件式（１）を満足することが望ましい。
【００１５】
ｆ１＜ｄ      …（１）
【００１６】
条件式（１）は、望遠鏡と顕微鏡との切替えにおいて、対物レンズ系Ｌ１を移動させる
機構に関するものである。図１の（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、対物レンズ系Ｌ１
を移動させる一つの機構として、対物レンズ系Ｌ１を支持する部材Ｃ１が、正立レンズ系
Ｌ２を内包する部材Ｃ２の外側を、スライドする２重構造の沈胴方式の機構が考えられる
。この方式を採用したとき、条件式（１）を満足しない場合には、望遠鏡として使用する
ために伸張させたときに、対物レンズ系Ｌ１側の部材Ｃ１が正立レンズ系Ｌ２側の部材Ｃ
２から抜けてしまったり、あるいは、顕微鏡として使用するために沈胴させたときに、対
物レンズ系Ｌ１側の部材Ｃ１と接眼レンズ系Ｌ３を支持する部材Ｃ３とが機械的干渉を起
こしたりする等の機構上の不都合が生じる恐れがある。
【００１７】
また、望遠鏡として使用される場合の望遠鏡倍率をＴとし、顕微鏡として使用される場
合の顕微鏡倍率をＭとするとき、次の条件式（２）を満足することが望ましい。
【００１８】
２＜Ｍ／Ｔ≦２０      …（２）
【００１９】
条件式（２）は、位置だけが異なる同一の光学系で、望遠鏡と顕微鏡の両方を実現する
ために必要な条件である。望遠鏡として使用される場合において、正立レンズ系Ｌ２によ
る物体像Ｉ１から正立像Ｉ２への再結像倍率をβ２（但し、β２＞０とする）とし、接眼
レンズ系の焦点距離をｆ３とするとき、望遠鏡倍率Ｔは次の条件式（３）を満足する。
【００２０】
Ｔ＝ｆ１・β２／ｆ３      …（３）
【００２１】
また、顕微鏡として使用される場合において、対物レンズ系Ｌ１による標本Ｏから虚像
への倍率をβ１とするとき、顕微鏡倍率Ｍは次の条件式（４）を満足する。ここで、２５
０（mm）は、顕微鏡倍率の定義に使用される明視の距離である。
【００２２】
Ｍ＝２５０・β１・β２／ｆ３      …（４）
【００２３】
したがって、顕微鏡倍率Ｍの望遠鏡倍率Ｔに対する比の値Ｍ／Ｔは、次の条件式（５）
を満たすことになる。
【００２４】
Ｍ／Ｔ＝２５０・β１／ｆ１      …（５）
【００２５】
また、観察器械全体の大きさや光学性能を考慮すると、次の条件式（６）を満足するこ
とが望ましく、これにより上述の条件式（２）が導かれる。
【００２６】
２５mm≦ｆ１≦１２５mm，１＜β１≦２      …（６）
【００２７】
したがって、条件式（６）を満足しない場合は、小型で軽量な観察器械を得ることが困
難になったり、望遠鏡と顕微鏡の結像性能を良好に両立させることが困難になり、対物レ
ンズ系Ｌ１や正立レンズ系Ｌ２のレンズ構成が複雑になることが避けられなくなったりす
る。
【実施例】
【００２８】
以下、本実施形態による実施例を、添付の図面に基づいて説明する。
【００２９】
（実施例）
図２は、本実施形態による観察器械の実施例の各レンズ系の配置及び低倍倍率側から高
倍倍率側まで変倍させたときの移動軌跡を示す図であって、（Ａ）は望遠鏡として使用さ
れる場合を、（Ｂ）は顕微鏡として使用される場合を示している。図２の（Ａ）及び（Ｂ
）に示すように、本実施形態による観察器械の実施例は、物体側から順に並んだ、正レン
ズと負レンズの貼合わせからなる正の屈折力を有する対物レンズ系Ｌ１と、負レンズと正
レンズの貼合わせからなり、正の屈折力を有する前群Ｌ２Ｆと、負レンズと正レンズの貼
合わせからなり、正の屈折力を有する後群Ｌ２Ｒからなり、全体として正の屈折力を有す
る正立レンズ系Ｌ２と、負レンズと正レンズからなる貼合わせレンズと正レンズからなり
、全体として正の屈折力を有する接眼レンズ系Ｌ３とを有し、望遠鏡として使用される場
合においては、対物レンズ系Ｌ１によって形成される物体像Ｉ１が、対物レンズ系Ｌ１と
正立レンズ系Ｌ２との間に位置し、顕微鏡として使用される場合においては、前記対物レ
ンズ系Ｌ１が、前記物体像Ｉ１と前記正立レンズ系Ｌ２との間に移動する。
【００３０】
また、本実施形態による観察器械の実施例は、正立レンズ系Ｌ２の後群Ｌ２Ｒと正立像
Ｉ２との間に絞りＳを有し、変倍に際しては後群Ｌ２Ｒと一緒に移動する。
【００３１】
以下の表１に、本実施形態の実施例の諸元の値を示す。表中、［レンズデータ］におい
て、「面番号」は光線の進行する方向に沿った物体側からの光学面の順序を、「曲率半径
」は各光学面の曲率半径を、「面間隔」は各光学面から次の光学面までの光軸上の距離を
、「ｎ（ｄ）」はｄ線（波長587.6nm）に対する屈折率を、「νｄ」はｄ線を基準とする
アッベ数を示す。なお、曲率半径の「∞」は平面を示す。［可変間隔データ］において、
Ｄｉ（但し、ｉは整数）は第ｉ面の可変の面間隔を示す。［条件式］において、上記の条
件式（１）及び（２）に対応する値を示す。
【００３２】
表中の曲率半径、面間隔、その他の長さの単位は「mm」である。但し、光学系は、比例
拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、単位は「mm」に限定されること
なく、他の適当な単位を用いることが可能である。
【００３３】
（表１）
［レンズデータ］
面番号    曲率半径    面間隔      ｎ(ｄ)        νｄ
(D0)       1.00000
1       40.560      3.000      1.51680      64.10
2      -15.700      1.000      1.62004      36.27
3      -41.511      (D3)       1.00000
4         ∞        (D4)       1.00000     (物体像)
5       37.000      1.000      1.64831      33.75
6       10.000      2.500      1.51680      64.10
7      -17.606      (D7)       1.00000
8       23.000      1.000      1.64831      33.75
9       10.500      2.200      1.51680      64.10
10      -28.417     12.000      1.00000
11         ∞        (D11)      1.00000      (絞り)
12         ∞        7.630      1.00000      (正立像)
13      -70.000      1.000      1.71736      29.46
14       10.400      4.000      1.51680      64.10
15      -10.400      0.200      1.00000
16       13.000      2.600      1.51680      64.10
17      -30.759                 1.00000
［可変間隔データ］
望遠鏡として使用した場合        顕微鏡として使用した場合
D0              ∞                              5.091
D3            46.603                           -8.693
低倍倍率       中間倍率           高倍倍率
望遠鏡倍率         ４×            ８×             １２×
顕微鏡倍率       ２４×           ４８×            ７２×
D4           28.242           17.261            16.868
D7           28.558           17.577             5.809
D11          16.796           38.758            50.920
［条件式］
（１）  ｆ＝48、ｄ＝92.3
（２）  Ｍ／Ｔ＝６
【００３４】
表１に示す諸元の表から、実施例による観察器械は、上記条件式（１）及び（２）を満
たすことが分かる。
【００３５】
図３〜図５は、実施例の観察器械を望遠鏡として使用する場合の各収差図（球面収差図
、非点収差図、歪曲収差図）を示し、それぞれ、低倍倍率、中間倍率、高倍倍率に対応し
ている。図３〜図５の各収差図において、Ｈは入射光線の光軸からの高さを、ωは実視界
の半分を表す。図６〜図８は、実施例の観察器械を顕微鏡として使用する場合の各収差図
を示し、それぞれ、低倍倍率、中間倍率、高倍倍率に対応している。図６〜図８の各収差
図において、Ｙは標本の光軸からの距離を表す。また、各収差図において、ｄはｄ線（波
長587.56nm）、ＣはＣ線（波長656.27nm）、ＦはＦ線（波長486.13nm）を示す。非点収差
図において、実線Ｓはサジタル像面を、破線Ｍはメリディオナル像面を示す。
【００３６】
各収差図から明らかなように、実施例による観察器械では、望遠鏡として使用する場合
でも、顕微鏡として使用する場合でも、ともに諸収差が良好に補正され、高い結像性能が
確保されていることが分かる。
【符号の説明】
【００３７】
Ｌ１  対物レンズ系
Ｌ２  正立レンズ系
Ｌ２Ｆ  正立レンズ系の前群
Ｌ２Ｒ  正立レンズ系の後群
Ｌ３  接眼レンズ系
Ｉ１  物体像
Ｉ２  正立像
Ｏ  顕微鏡の観察標本
Ｓ  絞り
Ｃ１  対物レンズ系の支持部材
Ｃ２  正立レンズ系の内包部材
Ｃ３  接眼レンズ系の支持部材
【図１】
2013025279.tif 000003
【図２】
2013025279.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2013025279.tif 000007
【図６】
2013025279.tif 000008
【図７】
2013025279.tif 000009
【図８】
2013025279.tif 000010