JP2012194354A - Microscope apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像光学系と接眼光学系とを備えた顕微鏡装置に関する。 The present invention relates to a microscope apparatus including an imaging optical system and an eyepiece optical system.
特許文献１には、被写体の像を肉眼により観察するための接眼観察光路と撮像素子により撮影するための撮像観察光路とを備えた顕微鏡装置の構成の一例が開示されている。そこで、図３１を用いて、その構成について説明する。
図３１に示す顕微鏡装置は、被写体からの光をアフォーカル光として出射する対物レンズ１の像側に、そのアフォーカル光を収束光にする結像レンズ２が配置されており、さらに、その結像レンズ２の像側に光路分割手段であるプリズム３が配置されている。
In the microscope apparatus shown in FIG. 31, an
そのプリズムにより２つに分割された一方の光路上に、物体側から順にリレー光学系として構成された撮像レンズ４と撮像手段を配置することによって、被写体の像を撮影することが可能になっている。また、他方の光路上に、接眼レンズ５を配置することによって、肉眼観察をすることが可能になっている。
By arranging the
すなわち、この顕微鏡装置は、物体側から順に、対物レンズ１と、結像レンズ２と、撮像レンズ４とからなる撮像光学系と、物体側から順に、対物レンズ１と、結像レンズ２と、接眼レンズ５とからなる接眼光学系という２種類の光学系を有する構成になっている。
That is, this microscope apparatus includes, in order from the object side, an imaging optical system including the
このような顕微鏡装置において、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）などの撮像素子により像を撮影する場合、好適な画像を得るためには、その撮像素子のサイズが小さいときには、撮像光学系の倍率を低倍率にする必要があり、逆に、その撮像素子のサイズが大きいときには、撮像光学系の倍率を高倍率にする必要がある。 In such a microscope apparatus, when an image is taken with an image pickup device such as a CCD (Charge Coupled Device), in order to obtain a suitable image, when the size of the image pickup device is small, the magnification of the image pickup optical system is set to a low magnification. Conversely, when the size of the imaging device is large, the magnification of the imaging optical system needs to be high.
そして、撮像光学系の倍率を変更する方法としては、一般的に、撮像光学系に含まれる撮像レンズを交換するという方法が用いられている。 As a method of changing the magnification of the imaging optical system, a method of replacing the imaging lens included in the imaging optical system is generally used.
しかし、特許文献１に開示されているような従来の顕微鏡装置においては、一般に、焦点距離が１６０〜２００ｍｍの結像レンズが用いられるため、プリズムなどの光路分割手段から結像レンズの結像面までの距離は、必然的に、１００ｍｍ程度になっている。
However, in the conventional microscope apparatus disclosed in
それに伴い、光路分割手段から結像レンズの結像面までの間に配置される撮像レンズも、その１００ｍｍ程度の間隔に配置し得るように設計しなくてはならない。また、撮像レンズのレンズマウントとしてＣマウントを採用しているならばフランジバックを１７．５２６ｍｍ確保しなければならないし、撮像レンズの屈折力も適度なものにしなければならない。 Accordingly, the imaging lens arranged between the optical path dividing means and the imaging surface of the imaging lens must also be designed so that it can be arranged at an interval of about 100 mm. Further, if the C mount is adopted as the lens mount of the imaging lens, the flange back must be secured at 17.526 mm, and the refractive power of the imaging lens must be appropriate.
その結果、例えば、１／４インチの撮像素子を使う場合には撮像光学系全体としての倍率を０．２５倍程度にすることが好ましく、また、３倍程度の倍率を実現することについても要望があるにもかかわらず、従来の顕微鏡装置に使用することのできる撮像レンズは、０．５〜１．０倍の倍率を持つものしか設計することができないという問題があった。なお、撮像光学系全体としての倍率とは、被写体からの光を入射させることにより対物レンズから出射されるアフォーカル光を、焦点距離１８０ｍｍのレンズに入射させた際に形成される被写体の像の倍率を１倍とした場合の倍率である。即ち、
β＝ｆＴ／１８０
である。ただし、βは撮像光学系全体としての倍率、ｆＴは撮像レンズの焦点距離である。
As a result, for example, when a 1 / 4-inch image sensor is used, it is preferable to set the magnification of the entire imaging optical system to about 0.25 times, and there is a demand for realizing a magnification of about 3 times. However, there is a problem that an imaging lens that can be used in a conventional microscope apparatus can be designed only with a magnification of 0.5 to 1.0 times. Note that the magnification of the imaging optical system as a whole refers to the image of the subject formed when afocal light emitted from the objective lens is incident on a lens having a focal length of 180 mm when light from the subject is incident. This is the magnification when the magnification is set to 1. That is,
β = fT / 180
It is. Where β is the magnification of the entire imaging optical system, and fT is the focal length of the imaging lens.
また、撮像レンズとしてリレーレンズを用いたり、中間変倍レンズを対物レンズと結像レンズとの間に配置したりすることにより、撮像光学系全体としての倍率を０．２５倍から２．０倍程度の倍率にすることはできるが、その場合には、撮像光学系全体が大型化してしまうという問題があるし、３倍程度の高倍率を実現することができなかった。 In addition, by using a relay lens as an imaging lens, or by arranging an intermediate zoom lens between the objective lens and the imaging lens, the magnification of the entire imaging optical system can be increased from 0.25 to 2.0 times. However, in that case, there is a problem that the entire imaging optical system becomes large, and a high magnification of about 3 times cannot be realized.
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、設計自由度の高い撮像レンズを有する小型の撮像光学系と、接眼光学系と、を備えた顕微鏡装置を提供することである。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and an object thereof is to provide a compact imaging optical system having an imaging lens with a high degree of design freedom, and an eyepiece optical system. A microscope apparatus is provided.
上記の目的を達成するために、顕微鏡装置は、入射した被写体からの光をアフォーカル光として出射する対物レンズと、前記対物レンズから出射されたアフォーカル光の光路上に配置された光路分割素子と、を備え、前記光路分割素子により分割された第１の光路上に、物体側から順に、前記アフォーカル光により前記被写体の像を形成する撮像レンズと、前記撮像レンズにより形成された像を撮影する撮像素子と、を配置し、前記光路分割素子により分割された第２の光路上に、物体側から順に、前記アフォーカル光により前記被写体の像を形成する接眼観察用結像レンズと、前記接眼観察用結像レンズで形成した像を観察するための接眼レンズと、を配置したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a microscope apparatus includes an objective lens that emits light from an incident subject as afocal light, and an optical path splitting element disposed on the optical path of the afocal light emitted from the objective lens An imaging lens that forms an image of the subject with the afocal light in order from the object side on a first optical path divided by the optical path dividing element, and an image formed by the imaging lens. An imaging element for imaging, and an ocular observation imaging lens that forms an image of the subject with the afocal light in order from the object side on the second optical path divided by the optical path dividing element; And an eyepiece lens for observing an image formed by the imaging lens for eyepiece observation.
また、本発明の顕微鏡装置は、前記撮像レンズが、物体側から順に、前群と、後群と、からなり、前記前群が、正の屈折力を持つことが好ましい。 In the microscope apparatus of the present invention, it is preferable that the imaging lens includes a front group and a rear group in order from the object side, and the front group has a positive refractive power.
また、本発明の顕微鏡装置は、以下の条件式を満足することが好ましい。
０．３≦ｆＴ／ｆＦ≦１５
ただし、ｆＴは前記撮像レンズの焦点距離、ｆＦは前記撮像レンズの前記前群の焦点距離である。
Moreover, it is preferable that the microscope apparatus of this invention satisfies the following conditional expressions.
0.3 ≦ fT / fF ≦ 15
Here, fT is the focal length of the imaging lens, and fF is the focal length of the front group of the imaging lens.
また、本発明の顕微鏡装置は、以下の条件式を満足することが好ましい。
−８０≦ｆＴ／ｆＲ≦１．５
ただし、ｆＴは前記撮像レンズの焦点距離、ｆＲは前記撮像レンズの前記後群の焦点距離である。
Moreover, it is preferable that the microscope apparatus of this invention satisfies the following conditional expressions.
−80 ≦ fT / fR ≦ 1.5
Here, fT is the focal length of the imaging lens, and fR is the focal length of the rear group of the imaging lens.
また、本発明の顕微鏡装置は、焦点距離の異なる前記撮像レンズを複数備え、複数の前記撮像レンズのいずれか１つを選択的に第１の光路上に挿入する切替機構を備えることが好ましい。 In addition, the microscope apparatus of the present invention preferably includes a plurality of the imaging lenses having different focal lengths, and a switching mechanism that selectively inserts one of the plurality of imaging lenses onto the first optical path.
また、本発明の顕微鏡装置は、以下の条件式を満足することが好ましい。
０．０５≦ｍ≦１５
ただし、ｍは複数の前記撮像レンズのうち焦点距離が近い前記撮像レンズ同士の焦点距離の比である。
Moreover, it is preferable that the microscope apparatus of this invention satisfies the following conditional expressions.
0.05 ≦ m ≦ 15
However, m is the ratio of the focal lengths of the imaging lenses having a short focal length among the plurality of imaging lenses.
また、本発明の顕微鏡装置は、以下の条件式を満足することが好ましい。
０．１≦β≦５
ただし、βは前記アフォーカル光を焦点距離１８０ｍｍのレンズに入射させて形成される被写体の像の倍率を1倍としたときの前記撮像レンズにより形成される被写体の像の倍率である。
Moreover, it is preferable that the microscope apparatus of this invention satisfies the following conditional expressions.
0.1 ≦ β ≦ 5
Here, β is the magnification of the subject image formed by the imaging lens when the magnification of the subject image formed by making the afocal light incident on a lens having a focal length of 180 mm is 1.
本発明によれば、設計自由度の高い撮像レンズを有する小型の撮像光学系と、接眼光学系と、を備えた顕微鏡装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the microscope apparatus provided with the small imaging optical system which has an imaging lens with a high design freedom, and an eyepiece optical system can be provided.
本発明の顕微鏡装置の実施例の説明に先立ち、本発明の作用効果を説明する。なお、本発明の作用効果を具体的に説明するに際しては、本発明の実施形態についても具体的な例を示して説明することになる。しかし、それらの例示される態様は、後述する実施例の場合と同様に、あくまでも本発明に含まれる態様のうちの一部に過ぎず、実際には、数多くのバリエーションが存在する。したがって、本発明は、それらの例示される態様に限定されるものではない。 Prior to the description of the embodiment of the microscope apparatus of the present invention, the function and effect of the present invention will be described. It should be noted that when specifically describing the operational effects of the present invention, embodiments of the present invention will also be described with specific examples. However, these exemplified modes are just a part of the modes included in the present invention as in the case of the embodiments described later, and there are actually many variations. Accordingly, the present invention is not limited to those illustrated embodiments.
本発明の顕微鏡装置は、入射した被写体からの光をアフォーカル光として出射する対物レンズと、対物レンズから出射されたアフォーカル光の光路上に配置された光路分割素子と、を備え、光路分割素子により分割された第１の光路上に、物体側から順に、アフォーカル光により被写体の像を形成する撮像レンズと、撮像レンズにより形成された像を撮影する撮像素子と、を配置し、光路分割素子により分割された第２の光路上に、物体側から順に、アフォーカル光により被写体の像を形成する接眼観察用結像レンズと、接眼観察用結像レンズで形成した像を観察するための接眼レンズと、を配置したことを特徴とする。 A microscope apparatus according to the present invention includes an objective lens that emits light from an incident subject as afocal light, and an optical path splitting element that is disposed on the optical path of the afocal light emitted from the objective lens. On the first optical path divided by the elements, in order from the object side, an imaging lens that forms an image of a subject with afocal light and an imaging element that captures an image formed by the imaging lens are arranged, and the optical path To observe an image formed by an ocular observation imaging lens that forms an image of a subject by afocal light in order from the object side and an image formed by the ocular observation imaging lens on the second optical path divided by the dividing element. The ocular lens is arranged.
このように、対物レンズと光路分割素子との間に結像レンズを配置しないことにより、撮像レンズに対する設計上の制約が少なくなる。その結果、実現できる撮像レンズの倍率の範囲が広くなるため、撮像レンズとしてリレーレンズを用いたり中間変倍レンズを対物レンズと結像レンズとの間に配置したりしなくても、撮像光学系の全体としての倍率を０．２５倍程度の低倍率や３倍程度の高倍率にすることができるようになる。 In this way, by not arranging the imaging lens between the objective lens and the optical path splitting element, design restrictions on the imaging lens are reduced. As a result, since the range of magnification of the imaging lens that can be realized is widened, the imaging optical system can be used without using a relay lens as the imaging lens or arranging an intermediate zoom lens between the objective lens and the imaging lens. The overall magnification can be reduced to a low magnification of about 0.25 times or a high magnification of about 3 times.
また、このように結像レンズを配置しないことに加え、撮像レンズの設計上の自由度が増加したことに伴い、同じ倍率を確保しようとする場合に撮像光学系全体を構成するために必要となるレンズの枚数が、従来よりも大幅に少なくなる。例えば、従来の撮像光学系においては、倍率を０．２５倍にする場合、結像レンズを配置し、さらに、撮像レンズをリレー光学系としなければならないため、レンズは合計で１３枚程度必要となる。しかし、本発明の顕微鏡装置の撮像光学系では、５枚程度のレンズでそのような低倍率を得ることが可能になる。 In addition to the fact that the imaging lens is not arranged in this way, the degree of freedom in designing the imaging lens has increased, so that it is necessary to configure the entire imaging optical system when trying to ensure the same magnification. The number of lenses becomes significantly smaller than before. For example, in the conventional imaging optical system, when the magnification is 0.25 times, an imaging lens must be disposed and the imaging lens must be a relay optical system. Therefore, about 13 lenses are required in total. Become. However, in the imaging optical system of the microscope apparatus of the present invention, such a low magnification can be obtained with about five lenses.
なお、接眼光学系の光路と撮像光学系の光路とに光路を分割するための光路分割素子としては、ビームスプリッタ、ビームスプリッタプリズムなどでも良いが、厚さの薄いＢＩプリズムを用いると、撮像レンズに対する設計上の制約がさらに少なくなり、また、接眼光学系の光軸を適切な角度に設定しやすくなるので好ましい。 The optical path dividing element for dividing the optical path into the optical path of the eyepiece optical system and the optical path of the imaging optical system may be a beam splitter, a beam splitter prism, or the like, but if a thin BI prism is used, the imaging lens This is preferable because there are further fewer design restrictions on the lens, and the optical axis of the eyepiece optical system can be easily set to an appropriate angle.
また、本発明の顕微鏡装置は、撮像レンズが、物体側から順に、前群と、後群と、からなり、前群が、正の屈折力を持つことが好ましい。 In the microscope apparatus of the present invention, it is preferable that the imaging lens includes a front group and a rear group in order from the object side, and the front group has a positive refractive power.
撮像光学系全体としての倍率が１倍を下回るような低倍率である場合には、撮像レンズを、正の屈折力を持つ前群と正の屈折力を持つ後群とにより構成すると、小型化と収差補正の点で好ましい。なお、倍率を大きくするのに伴い、前群の正の屈折力を強め後群の正の屈折力を弱めると良い。 If the magnification of the entire imaging optical system is low enough to be less than 1x, the imaging lens can be reduced in size by comprising a front group having a positive refractive power and a rear group having a positive refractive power. It is preferable in terms of aberration correction. As the magnification is increased, it is preferable to increase the positive refractive power of the front group and weaken the positive refractive power of the rear group.
一方、撮像光学系全体としての倍率が１倍を上回るような高倍率である場合には、撮像レンズを、正の屈折力を持つ前群と負の屈折力を持つ後群とにより構成すると、小型化と収差補正の点で好ましい。なお、倍率を大きくするのに伴い、前群の正の屈折力を強め後群の負の屈折力を強めると良い。 On the other hand, in the case of a high magnification such that the magnification of the entire imaging optical system exceeds 1, the imaging lens is configured by a front group having a positive refractive power and a rear group having a negative refractive power, This is preferable in terms of downsizing and aberration correction. As the magnification is increased, it is preferable to increase the positive refractive power of the front group and the negative refractive power of the rear group.
また、本発明の顕微鏡装置は、以下の条件式（１）を満足することが好ましい。
０．３≦ｆＴ／ｆＦ≦１５ （１）
ただし、ｆＴは撮像レンズの焦点距離、ｆＦは撮像レンズの前群の焦点距離である。
Moreover, it is preferable that the microscope apparatus of the present invention satisfies the following conditional expression (1).
0.3 ≦ fT / fF ≦ 15 (1)
Here, fT is the focal length of the imaging lens, and fF is the focal length of the front group of the imaging lens.
この条件式（１）の下限値を下回ると、撮像レンズを小型化することが難しくなる。また、撮像光学系全体としての倍率が高倍率である場合には、後群の屈折力が強くなり後群で発生する収差が増えるので収差の補正を十分にすることが難しくなる。一方、この条件式（１）の上限値を上回ると、色収差の補正を十分にすることが難しくなる。また、撮像光学系全体としての倍率が低倍率である場合には、その他の収差の補正も十分にすることが難しくなる。 If the lower limit of conditional expression (1) is not reached, it is difficult to reduce the size of the imaging lens. Further, when the magnification of the entire imaging optical system is high, the refractive power of the rear group becomes strong, and the aberration generated in the rear group increases, so that it is difficult to sufficiently correct the aberration. On the other hand, if the upper limit of conditional expression (1) is exceeded, it will be difficult to sufficiently correct chromatic aberration. In addition, when the magnification of the entire imaging optical system is low, it is difficult to sufficiently correct other aberrations.
なお、条件式（１）に代わり、次の条件式（１−１）、（１−２）のいずれかを満足するように構成するとさらに好ましい。
０．４≦ｆＴ／ｆＦ≦１０ （１−１）
０．５≦ｆＴ／ｆＦ≦８ （１−２）
また、条件式（１−１）の上限値又は下限値を、条件式（１）、（１−２）の上限値又は下限値としても良いし、条件式（１−２）の上限値又は下限値を、条件式（１）、（１−１）の上限値又は下限値としても良い。
In addition, it is more preferable to configure so as to satisfy either of the following conditional expressions (1-1) and (1-2) instead of the conditional expression (1).
0.4 ≦ fT / fF ≦ 10 (1-1)
0.5 ≦ fT / fF ≦ 8 (1-2)
Further, the upper limit value or lower limit value of conditional expression (1-1) may be used as the upper limit value or lower limit value of conditional expressions (1) and (1-2), or the upper limit value or lower limit value of conditional expression (1-2). The lower limit value may be the upper limit value or lower limit value of conditional expressions (1) and (1-1).
また、本発明の顕微鏡装置は、以下の条件式（２）を満足することが好ましい。
−８０≦ｆＴ／ｆＲ≦１．５ （２）
ただし、ｆＴは撮像レンズの焦点距離、ｆＲは撮像レンズの後群の焦点距離である。
Moreover, it is preferable that the microscope apparatus of the present invention satisfies the following conditional expression (2).
−80 ≦ fT / fR ≦ 1.5 (2)
Here, fT is the focal length of the imaging lens, and fR is the focal length of the rear group of the imaging lens.
この条件式（２）を満足することにより、収差を補正しやすくなる。特に、撮像光学系全体としての倍率が１倍を超える場合には、この条件式（２）を満足することが好ましい。 When this conditional expression (2) is satisfied, it becomes easy to correct the aberration. In particular, when the magnification of the entire imaging optical system exceeds 1, it is preferable to satisfy the conditional expression (2).
この条件式（２）の下限値を下回ると、前群と後群の屈折力が強くなりすぎてしまい、収差の補正を十分にすることが難しくなる。一方、この条件式（２）の上限値を上回ると、収差の補正、特に、色収差の補正を十分にすることが難しくなる。 If the lower limit of conditional expression (2) is not reached, the refractive powers of the front group and the rear group become too strong, making it difficult to sufficiently correct aberrations. On the other hand, if the upper limit value of conditional expression (2) is exceeded, it will be difficult to sufficiently correct aberrations, particularly chromatic aberrations.
なお、条件式（２）に代わり、次の条件式（２−１）、（２−２）のいずれかを満足するように構成するとさらに好ましい。
−６０≦ｆＴ／ｆＲ≦１．０ （２−１）
−４０≦ｆＴ／ｆＲ≦０．８ （２−２）
また、条件式（２−１）の上限値又は下限値を、条件式（２）、（２−２）の上限値又は下限値としても良いし、条件式（２−２）の上限値又は下限値を、条件式（２）、（２−１）の上限値又は下限値としても良い。
In addition, it is more preferable to configure so as to satisfy either of the following conditional expressions (2-1) and (2-2) instead of the conditional expression (2).
−60 ≦ fT / fR ≦ 1.0 (2-1)
−40 ≦ fT / fR ≦ 0.8 (2-2)
Further, the upper limit value or lower limit value of conditional expression (2-1) may be used as the upper limit value or lower limit value of conditional expressions (2) and (2-2), or the upper limit value or lower limit value of conditional expression (2-2). The lower limit value may be the upper limit value or lower limit value of conditional expressions (2) and (2-1).
また、本発明の顕微鏡装置は、焦点距離の異なる撮像レンズを複数備え、複数の撮像レンズのいずれか１つを選択的に第１の光路上に挿入する切替機構を備えることが好ましい。 The microscope apparatus of the present invention preferably includes a plurality of imaging lenses having different focal lengths and a switching mechanism that selectively inserts any one of the plurality of imaging lenses onto the first optical path.
顕微鏡装置をこのように構成すれば、撮像光学系全体としての倍率を容易に変更することができるため、観察用途に応じて様々の大きさの撮像素子を使用しやすくなる。 If the microscope apparatus is configured in this way, the magnification of the entire imaging optical system can be easily changed, so that it becomes easy to use imaging elements of various sizes depending on the observation application.
また、本発明の顕微鏡装置は、以下の条件式を満足することが好ましい。
０．０５≦ｍ≦１５ （３）
ただし、ｍは複数の撮像レンズのうち焦点距離が近い撮像レンズ同士の焦点距離の比である。
Moreover, it is preferable that the microscope apparatus of this invention satisfies the following conditional expressions.
0.05 ≦ m ≦ 15 (3)
However, m is the ratio of the focal lengths of the imaging lenses having a short focal length among the plurality of imaging lenses.
撮像光学系のイメージサークルが撮像素子の外接円に一致しない場合、像の劣化が生じてしまう。そのような像の劣化を抑制するためには、撮像光学系全体としての倍率を、撮像素子の種類に応じて適切なものにすると良い。 When the image circle of the image pickup optical system does not coincide with the circumscribed circle of the image pickup element, image degradation occurs. In order to suppress such deterioration of the image, it is preferable that the magnification of the entire imaging optical system is appropriate according to the type of the imaging element.
そこで、顕微鏡装置が複数の撮像レンズを備えている場合には、この条件式（３）を満足するようにそれらの撮像レンズを設計することにより、一般的に使用される撮像素子に対して好適な撮像光学系を構成しやすくなる。 Therefore, when the microscope apparatus includes a plurality of imaging lenses, it is suitable for an imaging element that is generally used by designing the imaging lenses so as to satisfy the conditional expression (3). It becomes easy to construct a simple imaging optical system.
なお、当然のことながら、顕微鏡装置に備えられる撮像レンズの種類は、多数であるほど好ましい。 As a matter of course, it is preferable that the number of imaging lenses provided in the microscope apparatus is larger.
また、本発明の顕微鏡装置は、以下の条件式を満足することが好ましい。
０．１≦β≦５ （４）
ただし、βはアフォーカル光を焦点距離１８０ｍｍのレンズに入射させて形成される被写体の像の倍率を1倍としたときの撮像レンズにより形成される被写体の像の倍率である。
Moreover, it is preferable that the microscope apparatus of this invention satisfies the following conditional expressions.
0.1 ≦ β ≦ 5 (4)
Where β is the magnification of the subject image formed by the imaging lens when the magnification of the subject image formed by afocal light entering a lens with a focal length of 180 mm is set to 1.
現在、様々な大きさの撮像素子があるが、顕微鏡装置に用いられる撮像素子としては、１／３インチ（対角６ｍｍ）からフルサイズ（対角４４ｍｍ）の撮像素子が一般的に用いられている。 Currently, there are image sensors of various sizes, but as an image sensor used for a microscope apparatus, an image sensor of 1/3 inch (diagonal 6 mm) to full size (diagonal 44 mm) is generally used. Yes.
そこで、顕微鏡装置が複数の撮像レンズを備えている場合には、この条件式（４）を満足するようにそれらの撮像レンズを設計することにより、一般的な撮像素子を用いた際に好適に像を撮影することができるができるようになる。 Therefore, when the microscope apparatus includes a plurality of imaging lenses, by designing these imaging lenses so as to satisfy the conditional expression (4), it is preferable when a general imaging device is used. You will be able to take an image.
なお、条件式（４）に代わり、次の条件式（４−１）、（４−２）、（４−３）のいずれかを満足するように構成するとさらに好ましい。
０．１５≦β≦４ （４−１）
０．２≦β≦３．５ （４−２）
０．２５≦β≦３ （４−３）
また、条件式（４−１）の上限値又は下限値を、条件式（４）、（４−２）、（４−３）の上限値又は下限値としても良いし、条件式（４−２）の上限値又は下限値を、条件式（４）、（４−１）、（４−３）の上限値又は下限値としても良いし、条件式（４−３）の上限値又は下限値を、条件式（４）、（４−１）、（４−２）の上限値又は下限値としても良い。
In addition, it is more preferable to configure so as to satisfy any of the following conditional expressions (4-1), (4-2), and (4-3) instead of the conditional expression (4).
0.15 ≦ β ≦ 4 (4-1)
0.2 ≦ β ≦ 3.5 (4-2)
0.25 ≦ β ≦ 3 (4-3)
The upper limit value or lower limit value of conditional expression (4-1) may be used as the upper limit value or lower limit value of conditional expressions (4), (4-2), and (4-3). The upper limit value or lower limit value of 2) may be used as the upper limit value or lower limit value of conditional expressions (4), (4-1), and (4-3), or the upper limit value or lower limit value of conditional expression (4-3). The value may be the upper limit value or the lower limit value of conditional expressions (4), (4-1), and (4-2).
なお、β＝ｆＴ／１８０なので、条件式（４）、（４−１）、（４−２）、（４−３）は、条件式（５）、（５−１）、（５−２）、（５−３）と等価である。
１８≦ｆＴ≦９００ （５）
２７≦ｆＴ≦７２０ （５−１）
３６≦ｆＴ≦６３０ （５−２）
４５≦ｆＴ≦５４０ （５−３）
ただし、ｆＴは撮像レンズの焦点距離である。
Since β = fT / 180, conditional expressions (4), (4-1), (4-2), and (4-3) are conditional expressions (5), (5-1), and (5-2). ) And (5-3).
18 ≦ fT ≦ 900 (5)
27 ≦ fT ≦ 720 (5-1)
36 ≦ fT ≦ 630 (5-2)
45 ≦ fT ≦ 540 (5-3)
Here, fT is the focal length of the imaging lens.
また、本発明の顕微鏡装置においては、撮像レンズを構成するレンズのうち最も物体側に配置されるレンズを、物体側に凸面を向けた形状にすると、収差補正と撮像レンズの小型化の点で好ましい。さらに、そのレンズを正のレンズ成分、特に、正の単レンズとすることが好ましい。なお、レンズ成分とは、１枚の接合レンズ又は１枚の単レンズを意味するものである。 Further, in the microscope apparatus of the present invention, if the lens arranged closest to the object side among the lenses constituting the imaging lens is formed with a convex surface facing the object side, it is possible to correct aberrations and reduce the size of the imaging lens. preferable. Furthermore, the lens is preferably a positive lens component, particularly a positive single lens. The lens component means one cemented lens or one single lens.
また、本発明の顕微鏡装置においては、撮像レンズを構成するレンズ成分の全てに正の屈折力を持たせると、撮像レンズの焦点距離を短くすることができるので、好ましい。特に、撮像光学系全体の倍率が低倍率である場合、例えば、０．２５〜０．５倍程度である場合に好ましい。 In the microscope apparatus of the present invention, it is preferable that all the lens components constituting the imaging lens have a positive refractive power because the focal length of the imaging lens can be shortened. In particular, it is preferable when the magnification of the entire imaging optical system is low, for example, about 0.25 to 0.5.
また、本発明の顕微鏡装置においては、撮像レンズに２つ以上の接合レンズを含ませると、色収差補正の点で好ましい。なお、撮像レンズを構成するレンズのうち、最も像側に配置されるレンズを接合レンズとすると、特に好ましい。 In the microscope apparatus of the present invention, it is preferable in terms of chromatic aberration correction to include two or more cemented lenses in the imaging lens. In addition, it is particularly preferable that the lens arranged closest to the image side among the lenses constituting the imaging lens is a cemented lens.
また、本発明の顕微鏡装置においては、撮像レンズの後群を構成するレンズの最も物体側の面を非球面とすると、収差補正の点で好ましい。 In the microscope apparatus of the present invention, it is preferable in terms of aberration correction that the most object-side surface of the lens constituting the rear group of the imaging lens is an aspherical surface.
以下に、本発明の顕微鏡装置の実施例について図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the microscope apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings.
なお、光学系断面図のｒ1，ｒ2，・・・及びｄ1，ｄ2，・・・において下付き文字として示した数字は、数値データにおける面番号１，２，・・・に対応している。 The numbers shown as subscripts in the optical system sectional views r 1 , r 2 ,... And d 1 , d 2 ,. is doing.
また、数値データにおいては、ｓは面番号、ｒは各面の曲率半径、ｄは面間隔、ｎｄはｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）における屈折率、νｄはｄ線におけるアッベ数、Ｋは円錐係数、Ａ4，Ａ6，Ａ8，Ａ10は非球面係数をそれぞれ示している。 In the numerical data, s is the surface number, r is the radius of curvature of each surface, d is the surface spacing, nd is the refractive index at the d-line (wavelength 587.56 nm), νd is the Abbe number at the d-line, and K is the cone. Coefficients A 4 , A 6 , A 8 and A 10 indicate aspheric coefficients, respectively.
また、数値データの非球面係数においては、Ｅは１０のべき乗を表している。例えば、「Ｅ−０１」は、１０のマイナス１乗を表している。また、各非球面形状は、数値データに記載した各非球面係数を用いて以下の式で表される。ただし、光軸に沿う方向の座標をＺ、光軸と垂直な方向の座標をＹとする。
Ｚ＝（Ｙ2／ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）・（Ｙ／ｒ）2｝1/2］
＋Ａ4Ｙ4＋Ａ6Ｙ6＋Ａ8Ｙ8＋Ａ10Ｙ10＋・・・
In the aspherical coefficient of the numerical data, E represents a power of 10. For example, “E-01” represents 10 minus the first power. Each aspheric shape is expressed by the following equation using each aspheric coefficient described in the numerical data. However, the coordinate in the direction along the optical axis is Z, and the coordinate in the direction perpendicular to the optical axis is Y.
Z = (Y 2 / r) / [1+ {1− (1 + k) · (Y / r) 2 } 1/2 ]
+ A 4 Y 4 + A 6 Y 6 + A 8 Y 8 + A 10 Y 10 +...
図１〜図５を用いて、本実施例に係る顕微鏡装置について詳細に説明する。 The microscope apparatus according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS.
なお、図１は、本実施例に係る顕微鏡装置の構成を示す模式図である。図２は、図１に示した顕微鏡装置の撮像レンズの構成並びに光路を示す光軸に沿う断面図である。図３は、図１に示した顕微鏡装置の撮像レンズを構成するレンズの詳細を示す光軸に沿う断面図である。図４は、図１に示した顕微鏡装置の撮像レンズの収差図であり、（ａ）は球面収差、（ｂ）は像面湾曲収差、（ｃ）は歪曲収差を示している。図５は、図１に示した顕微鏡装置の撮像レンズの収差図であり、（ａ）はメリジオナルコマ収差、（ｂ）はサジタルコマ収差を示しており、各図は、上から順に、画角が０．５８４°、０．４２４°、０°の場合の収差を示している。 FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the configuration of the microscope apparatus according to the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view along the optical axis showing the configuration and optical path of the imaging lens of the microscope apparatus shown in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the optical axis, showing details of the lens constituting the imaging lens of the microscope apparatus shown in FIG. 4A and 4B are aberration diagrams of the imaging lens of the microscope apparatus illustrated in FIG. 1. FIG. 4A illustrates spherical aberration, FIG. 4B illustrates field curvature aberration, and FIG. 4C illustrates distortion aberration. FIGS. 5A and 5B are aberration diagrams of the imaging lens of the microscope apparatus illustrated in FIG. 1. FIG. 5A illustrates meridional coma aberration and FIG. 5B illustrates sagittal coma aberration. The aberrations at 584 °, 0.424 °, and 0 ° are shown.
図１に示すように、この顕微鏡装置は、入射した被写体からの光をアフォーカル光として出射する対物レンズ１と、対物レンズ１の像側に配置された光路分割素子であるプリズム３と、プリズム３により分割された光路の一方に配置された撮像レンズ４と、撮像レンズ４により形成された像を撮影する撮像面ＩＭを有する撮像素子と、プリズム３により分割された光路の他方に配置された接眼観察用結像レンズ６と、接眼観察用結像レンズ６で形成した像を観察するための接眼レンズ５とを備えている。
As shown in FIG. 1, this microscope apparatus includes an
図２及び図３に示すように、撮像レンズ４は、光軸Ｌｃ上に、物体側から順に、正の屈折力を持つ前群ＦＧと、負の屈折力を持つ後群ＲＧとからなる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
前群ＦＧは、物体側から順に、正の屈折力を持ち物体側に凸面を向けた平凸レンズであるレンズＬ1と、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ2と、負の屈折力を持つ両凹レンズであるＬ3とにより構成されている。なお、レンズＬ2とレンズＬ3とは接合されており、全体として正の屈折力を持つ接合レンズになっている。 The front group FG includes, in order from the object side, a lens L 1 that is a planoconvex lens having a positive refractive power and a convex surface facing the object side, a lens L 2 that is a biconvex lens having a positive refractive power, and a negative refractive power. L 3 which is a biconcave lens having The lens L 2 and the lens L 3 are cemented to form a cemented lens having a positive refractive power as a whole.
後群ＲＧは、物体側から順に、負の屈折力を持つ両凹レンズであるＬ4と、正の屈折力を持ち物体側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ5とにより構成されている。なお、レンズＬ4とレンズＬ5とは接合されており、全体として負の屈折力を持つ接合レンズになっている。 The rear group RG is composed of, in order from the object side, L 4 which is a biconcave lens having negative refractive power, and a lens L 5 which is a meniscus lens having positive refractive power and having a convex surface facing the object side. The lens L 4 and the lens L 5 are cemented to form a cemented lens having a negative refractive power as a whole.
次に、本実施例の顕微鏡装置の撮像レンズに係る数値データを示す。 Next, numerical data relating to the imaging lens of the microscope apparatus of the present embodiment will be shown.
数値データ１
単位 ｍｍ
面データ
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
ｓ r ｄ ｎｄ νｄ
1（絞り面） ∞ 117.000
2 68.0711 5.000 1.4388 94.93
3 ∞ 0.1000
4 30.1397 6.000 1.5691 71.30
5 -2604.1904 3.000 1.8503 32.27
6 66.3722 45.763
7 -18.3544 3.000 1.7550 52.32
8 7.5711 6.000 1.7174 29.52
9 41.6938 93.637
10（像面） ∞ 0
Unit mm
Surface data Surface number Curvature radius Surface spacing Refractive index Abbe number s r d nd νd
1 (aperture surface) ∞ 117.000
2 68.0711 5.000 1.4388 94.93
3 ∞ 0.1000
4 30.1397 6.000 1.5691 71.30
5 -2604.1904 3.000 1.8503 32.27
6 66.3722 45.763
7 -18.3544 3.000 1.7550 52.32
8 7.5711 6.000 1.7174 29.52
9 41.6938 93.637
10 (image plane) ∞ 0
各種データ
レンズ全長（ｍｍ） ： 68.863
全系の焦点距離ｆＴ（ｍｍ） ： 540
前群の焦点距離ｆＦ（ｍｍ） ： 71.35
後群の焦点距離ｆＲ（ｍｍ） ： -14.78
入射瞳径（ｍｍ） ： 14.4
撮像光学系全体としての倍率β ： 3
Various data Lens total length (mm): 68.863
Focal length fT (mm) of entire system: 540
Focal length fF (mm) of front group: 71.35
Rear group focal length fR (mm): -14.78
Entrance pupil diameter (mm): 14.4
Magnification β for the entire imaging optical system: 3
条件式
（１） ０．３≦ｆＴ／ｆＦ≦１５ ： 7.57
（２） −８０≦ｆＴ／ｆＲ≦１．５ ： -36.54
Conditional expression (1) 0.3 ≦ fT / fF ≦ 15: 7.57
(2) −80 ≦ fT / fR ≦ 1.5: −36.54
図６〜図９を用いて、本実施例に係る顕微鏡装置について詳細に説明する。なお、本実施例の顕微鏡装置の構成は、撮像レンズを除き、実施例１の顕微鏡装置とほぼ同じ構成であるため、撮像レンズ以外の構成についての詳細な説明は省略する。 The microscope apparatus according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. The configuration of the microscope apparatus according to the present embodiment is substantially the same as that of the microscope apparatus according to the first embodiment except for the imaging lens, and thus detailed description of the configuration other than the imaging lens is omitted.
なお、図６は、本実施例に係る顕微鏡装置の撮像レンズの構成並びに光路を示す光軸に沿う断面図である。図７は、図６に示した顕微鏡装置の撮像レンズを構成するレンズの詳細を示す光軸に沿う断面図である。図８は、図６に示した顕微鏡装置の撮像レンズの収差図であり、（ａ）は球面収差、（ｂ）は像面湾曲収差、（ｃ）は歪曲収差を示している。図９は、図６に示した顕微鏡装置の撮像レンズの収差図であり、（ａ）はメリジオナルコマ収差、（ｂ）はサジタルコマ収差を示しており、各図は、上から順に、画角が０．７００°、０．５０９°、０°の場合の収差を示している。 FIG. 6 is a cross-sectional view along the optical axis showing the configuration and optical path of the imaging lens of the microscope apparatus according to the present embodiment. FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the optical axis, showing details of a lens constituting the imaging lens of the microscope apparatus shown in FIG. 8A and 8B are aberration diagrams of the imaging lens of the microscope apparatus illustrated in FIG. 6. FIG. 8A illustrates spherical aberration, FIG. 8B illustrates field curvature aberration, and FIG. 8C illustrates distortion aberration. 9A and 9B are aberration diagrams of the imaging lens of the microscope apparatus illustrated in FIG. 6, where FIG. 9A illustrates meridional coma aberration, and FIG. 9B illustrates sagittal coma aberration. The aberrations at 700 °, 0.509 °, and 0 ° are shown.
図６及び図７に示すように、撮像レンズ４は、光軸Ｌｃ上に、物体側から順に、正の屈折力を持つ前群ＦＧと、負の屈折力を持つ後群ＲＧとからなる。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
前群ＦＧは、物体側から順に、正の屈折力を持ち物体側に凸面を向けた平凸レンズであるレンズＬ1と、正の屈折力を持ち物体側に凸面を向けた平凸レンズであるレンズＬ2と、負の屈折力を持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるＬ3とにより構成されている。なお、レンズＬ2とレンズＬ3とは接合されており、全体として正の屈折力を持つ接合レンズになっている。 The front group FG includes, in order from the object side, a lens L 1 that is a plano-convex lens having a positive refractive power and a convex surface facing the object side, and a lens L 2 that is a plano-convex lens having a positive refractive power and a convex surface facing the object side. And L 3 which is a plano-concave lens having a negative refractive power and a concave surface facing the image side. The lens L 2 and the lens L 3 are cemented to form a cemented lens having a positive refractive power as a whole.
後群ＲＧは、物体側から順に、負の屈折力を持つ両凹レンズであるＬ4と、正の屈折力を持ち物体側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズであるレンズＬ5とにより構成されている。なお、レンズＬ4とレンズＬ5とは接合されており、全体として負の屈折力を持つ接合レンズになっている。 The rear group RG is composed of, in order from the object side, L 4 which is a biconcave lens having negative refractive power and a lens L 5 which is a lens having positive refractive power and a convex surface facing the object side. ing. The lens L 4 and the lens L 5 are cemented to form a cemented lens having a negative refractive power as a whole.
次に、本実施例の顕微鏡装置の撮像レンズに係る数値データを示す。 Next, numerical data relating to the imaging lens of the microscope apparatus of the present embodiment will be shown.
数値データ２
単位 ｍｍ
面データ
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
ｓ r ｄ ｎｄ νｄ
1（絞り面） ∞ 117.000
2 75.2671 5.000 1.4388 94.93
3 ∞ 4.404
4 31.5245 6.000 1.5691 71.30
5 ∞ 3.000 1.8503 32.27
6 68.8671 47.827
7 -20.5166 3.000 1.7550 52.32
8 9.4618 6.000 1.6990 30.13
9 93.3387 87.268
10（像面） ∞ 0
Unit mm
Surface data Surface number Curvature radius Surface spacing Refractive index Abbe number s r d nd νd
1 (aperture surface) ∞ 117.000
2 75.2671 5.000 1.4388 94.93
3 ∞ 4.404
4 31.5245 6.000 1.5691 71.30
5 ∞ 3.000 1.8503 32.27
6 68.8671 47.827
7 -20.5166 3.000 1.7550 52.32
8 9.4618 6.000 1.6990 30.13
9 93.3387 87.268
10 (image plane) ∞ 0
各種データ
レンズ全長（ｍｍ） ： 75.232
全系の焦点距離ｆＴ（ｍｍ） ： 450
前群の焦点距離ｆＦ（ｍｍ） ： 77.99
後群の焦点距離ｆＲ（ｍｍ） ： -19.16
入射瞳径（ｍｍ） ： 14.4
撮像光学系全体としての倍率β ： 2.5
Various data Lens total length (mm): 75.232
Focal length fT (mm) of entire system: 450
Focal length fF (mm) of front group: 77.99
Rear group focal length fR (mm): -19.16
Entrance pupil diameter (mm): 14.4
Magnification β of the entire imaging optical system: 2.5
条件式
（１） ０．３≦ｆＴ／ｆＦ≦１５ ： 5.77
（２） −８０≦ｆＴ／ｆＲ≦１．５ ： -23.49
Conditional expression (1) 0.3 ≦ fT / fF ≦ 15: 5.77
(2) −80 ≦ fT / fR ≦ 1.5: −23.49
図１０〜図１３を用いて、本実施例に係る顕微鏡装置について詳細に説明する。なお、本実施例の顕微鏡装置の構成は、撮像レンズを除き、実施例１の顕微鏡装置とほぼ同じ構成であるため、撮像レンズ以外の構成についての詳細な説明は省略する。 The microscope apparatus according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. The configuration of the microscope apparatus according to the present embodiment is substantially the same as that of the microscope apparatus according to the first embodiment except for the imaging lens, and thus detailed description of the configuration other than the imaging lens is omitted.
なお、図１０は、本実施例に係る顕微鏡装置の撮像レンズの構成並びに光路を示す光軸に沿う断面図である。図１１は、図１０に示した顕微鏡装置の撮像レンズを構成するレンズの詳細を示す光軸に沿う断面図である。図１２は、図１０に示した顕微鏡装置の撮像レンズの収差図であり、（ａ）は球面収差、（ｂ）は像面湾曲収差、（ｃ）は歪曲収差を示している。図１３は、図１０に示した顕微鏡装置の撮像レンズの収差図であり、（ａ）はメリジオナルコマ収差、（ｂ）はサジタルコマ収差を示しており、各図は、上から順に、画角が０．８７５°、０．６３７°、０°の場合の収差を示している。 FIG. 10 is a cross-sectional view along the optical axis showing the configuration and optical path of the imaging lens of the microscope apparatus according to the present embodiment. FIG. 11 is a cross-sectional view along the optical axis showing the details of the lenses that constitute the imaging lens of the microscope apparatus shown in FIG. 12A and 12B are aberration diagrams of the imaging lens of the microscope apparatus illustrated in FIG. 10, in which FIG. 12A shows spherical aberration, FIG. 12B shows field curvature aberration, and FIG. 12C shows distortion aberration. FIGS. 13A and 13B are aberration diagrams of the imaging lens of the microscope apparatus illustrated in FIG. 10. FIG. 13A illustrates meridional coma aberration, and FIG. 13B illustrates sagittal coma aberration. The aberrations at 875 °, 0.637 °, and 0 ° are shown.
図１０及び図１１に示すように、撮像レンズ４は、光軸Ｌｃ上に、物体側から順に、正の屈折力を持つ前群ＦＧと、負の屈折力を持つ後群ＲＧとからなる。
As shown in FIGS. 10 and 11, the
前群ＦＧは、物体側から順に、正の屈折力を持ち物体側に凸面を向けた平凸レンズであるレンズＬ1と、正の屈折力を持ち物体側に凸面を向けた平凸レンズであるレンズＬ2と、負の屈折力を持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるＬ3とにより構成されている。なお、レンズＬ2とレンズＬ3とは接合されており、全体として正の屈折力を持つ接合レンズになっている。 The front group FG includes, in order from the object side, a lens L 1 that is a plano-convex lens having a positive refractive power and a convex surface facing the object side, and a lens L 2 that is a plano-convex lens having a positive refractive power and a convex surface facing the object side. And L 3 which is a plano-concave lens having a negative refractive power and a concave surface facing the image side. The lens L 2 and the lens L 3 are cemented to form a cemented lens having a positive refractive power as a whole.
後群ＲＧは、物体側から順に、負の屈折力を持つ両凹レンズであるＬ4と、正の屈折力を持ち物体側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ5とにより構成されている。なお、レンズＬ4とレンズＬ5とは接合されており、全体として負の屈折力を持つ接合レンズになっている。 The rear group RG is composed of, in order from the object side, L 4 which is a biconcave lens having negative refractive power, and a lens L 5 which is a meniscus lens having positive refractive power and having a convex surface facing the object side. The lens L 4 and the lens L 5 are cemented to form a cemented lens having a negative refractive power as a whole.
次に、本実施例の顕微鏡装置の撮像レンズに係る数値データを示す。 Next, numerical data relating to the imaging lens of the microscope apparatus of the present embodiment will be shown.
数値データ３
単位 ｍｍ
面データ
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
ｓ r ｄ ｎｄ νｄ
1（絞り面） ∞ 117.000
2 80.8741 5.000 1.4388 94.93
3 ∞ 18.114
4 31.7560 6.000 1.5691 71.30
5 ∞ 3.000 1.8503 32.27
6 67.7444 46.189
7 -27.6039 3.000 1.7550 52.32
8 10.1650 6.000 1.6727 32.10
9 189.8947 75.196
10（像面） ∞ 0
Unit mm
Surface data Surface number Curvature radius Surface spacing Refractive index Abbe number s r d nd νd
1 (aperture surface) ∞ 117.000
2 80.8741 5.000 1.4388 94.93
3 ∞ 18.114
4 31.7560 6.000 1.5691 71.30
5 ∞ 3.000 1.8503 32.27
6 67.7444 46.189
7 -27.6039 3.000 1.7550 52.32
8 10.1650 6.000 1.6727 32.10
9 189.8947 75.196
10 (image plane) ∞ 0
各種データ
レンズ全長（ｍｍ） ： 87.304
全系の焦点距離ｆＴ（ｍｍ） ： 360
前群の焦点距離ｆＦ（ｍｍ） ： 86.08
後群の焦点距離ｆＲ（ｍｍ） ： -25.01
入射瞳径（ｍｍ） ： 14.4
撮像光学系全体としての倍率β ： 2
Various data Lens total length (mm): 87.304
Focal length fT (mm) of entire system: 360
Focal length fF (mm) of front group: 86.08
Rear group focal length fR (mm): -25.01
Entrance pupil diameter (mm): 14.4
Magnification β for the entire imaging optical system: 2
条件式
（１） ０．３≦ｆＴ／ｆＦ≦１５ ： 4.18
（２） −８０≦ｆＴ／ｆＲ≦１．５ ： -14.40
Conditional expression (1) 0.3 ≦ fT / fF ≦ 15: 4.18
(2) −80 ≦ fT / fR ≦ 1.5: −14.40
図１４〜図１７を用いて、本実施例に係る顕微鏡装置について詳細に説明する。なお、本実施例の顕微鏡装置の構成は、撮像レンズを除き、実施例１の顕微鏡装置とほぼ同じ構成であるため、撮像レンズ以外の構成についての詳細な説明は省略する。 The microscope apparatus according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. The configuration of the microscope apparatus according to the present embodiment is substantially the same as that of the microscope apparatus according to the first embodiment except for the imaging lens, and thus detailed description of the configuration other than the imaging lens is omitted.
なお、図１４は、本実施例に係る顕微鏡装置の撮像レンズの構成並びに光路を示す光軸に沿う断面図である。図１５は、図１４に示した顕微鏡装置の撮像レンズを構成するレンズの詳細を示す光軸に沿う断面図である。図１６は、図１４に示した顕微鏡装置の撮像レンズの収差図であり、（ａ）は球面収差、（ｂ）は像面湾曲収差、（ｃ）は歪曲収差を示している。図１７は、図１４に示した顕微鏡装置の撮像レンズの収差図であり、（ａ）はメリジオナルコマ収差、（ｂ）はサジタルコマ収差を示しており、各図は、上から順に、画角が１．０９４°、０．７９６°、０°の場合の収差を示している。 FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the optical axis showing the configuration and optical path of the imaging lens of the microscope apparatus according to the present embodiment. FIG. 15 is a cross-sectional view taken along the optical axis, showing details of the lenses constituting the imaging lens of the microscope apparatus shown in FIG. 16A and 16B are aberration diagrams of the imaging lens of the microscope apparatus illustrated in FIG. 14. FIG. 16A illustrates spherical aberration, FIG. 16B illustrates curvature of field aberration, and FIG. 16C illustrates distortion aberration. 17A and 17B are aberration diagrams of the imaging lens of the microscope apparatus illustrated in FIG. 14. FIG. 17A illustrates meridional coma aberration, and FIG. 17B illustrates sagittal coma aberration. The aberrations at 094 °, 0.796 °, and 0 ° are shown.
図１４及び図１５に示すように、撮像レンズ４は、光軸Ｌｃ上に、物体側から順に、正の屈折力を持つ前群ＦＧと、負の屈折力を持つ後群ＲＧとからなる。
As shown in FIGS. 14 and 15, the
前群ＦＧは、物体側から順に、正の屈折力を持ち物体側に凸面を向けた平凸レンズであるレンズＬ1と、正の屈折力を持ち物体側に凸面を向けた平凸レンズであるレンズＬ2と、負の屈折力を持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるＬ3とにより構成されている。なお、レンズＬ2とレンズＬ3とは接合されており、全体として正の屈折力を持つ接合レンズになっている。 The front group FG includes, in order from the object side, a lens L 1 that is a plano-convex lens having a positive refractive power and a convex surface facing the object side, and a lens L 2 that is a plano-convex lens having a positive refractive power and a convex surface facing the object side. And L 3 which is a plano-concave lens having a negative refractive power and a concave surface facing the image side. The lens L 2 and the lens L 3 are cemented to form a cemented lens having a positive refractive power as a whole.
後群ＲＧは、物体側から順に、負の屈折力を持つ両凹レンズであるＬ4と、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ5とにより構成されている。なお、レンズＬ4とレンズＬ5とは接合されており、全体として負の屈折力を持つ接合レンズになっている。 The rear group RG is composed of, in order from the object side, a biconcave lens L 4 having a negative refractive power and a lens L 5 being a biconvex lens having a positive refractive power. The lens L 4 and the lens L 5 are cemented to form a cemented lens having a negative refractive power as a whole.
次に、本実施例の顕微鏡装置の撮像レンズに係る数値データを示す。 Next, numerical data relating to the imaging lens of the microscope apparatus of the present embodiment will be shown.
数値データ４
単位 ｍｍ
面データ
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
ｓ r ｄ ｎｄ νｄ
1（絞り面） ∞ 117.000
2 85.9953 5.000 1.4388 94.93
3 ∞ 36.202
4 30.4927 6.000 1.5691 71.30
5 ∞ 3.000 1.8503 32.27
6 61.5584 45.079
7 -23.9814 3.000 1.7550 52.32
8 12.6108 6.000 1.6727 32.10
9 -114.2954 58.219
10（像面） ∞ 0
Unit mm
Surface data Surface number Curvature radius Surface spacing Refractive index Abbe number s r d nd νd
1 (aperture surface) ∞ 117.000
2 85.9953 5.000 1.4388 94.93
3 ∞ 36.202
4 30.4927 6.000 1.5691 71.30
5 ∞ 3.000 1.8503 32.27
6 61.5584 45.079
7 -23.9814 3.000 1.7550 52.32
8 12.6108 6.000 1.6727 32.10
9 -114.2954 58.219
10 (image plane) ∞ 0
各種データ
レンズ全長（ｍｍ） ： 104.281
全系の焦点距離ｆＴ（ｍｍ） ： 288
前群の焦点距離ｆＦ（ｍｍ） ： 95.48
後群の焦点距離ｆＲ（ｍｍ） ： -31.90
入射瞳径（ｍｍ） ： 14.4
撮像光学系全体としての倍率β ： 1.6
Various data Lens total length (mm): 104.281
Focal length fT (mm) of entire system: 288
Focal length fF (mm) of front group: 95.48
Rear group focal length fR (mm): -31.90
Entrance pupil diameter (mm): 14.4
Magnification β of the entire imaging optical system: 1.6
条件式
（１） ０．３≦ｆＴ／ｆＦ≦１５ ： 3.02
（２） −８０≦ｆＴ／ｆＲ≦１．５ ： -9.03
Conditional expression (1) 0.3 ≦ fT / fF ≦ 15: 3.02
(2) −80 ≦ fT / fR ≦ 1.5: −9.03
図１８〜図２１を用いて、本実施例に係る顕微鏡装置について詳細に説明する。なお、本実施例の顕微鏡装置の構成は、撮像レンズを除き、実施例１の顕微鏡装置とほぼ同じ構成であるため、撮像レンズ以外の構成についての詳細な説明は省略する。 The microscope apparatus according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. The configuration of the microscope apparatus according to the present embodiment is substantially the same as that of the microscope apparatus according to the first embodiment except for the imaging lens, and thus detailed description of the configuration other than the imaging lens is omitted.
なお、図１８は、本実施例に係る顕微鏡装置の撮像レンズの構成並びに光路を示す光軸に沿う断面図である。図１９は、図１８に示した顕微鏡装置の撮像レンズを構成するレンズの詳細を示す光軸に沿う断面図である。図２０は、図１８に示した顕微鏡装置の撮像レンズの収差図であり、（ａ）は球面収差、（ｂ）は像面湾曲収差、（ｃ）は歪曲収差を示している。図２１は、図１８に示した顕微鏡装置の撮像レンズの収差図であり、（ａ）はメリジオナルコマ収差、（ｂ）はサジタルコマ収差を示しており、各図は、上から順に、画角が３．１８０°、１．９０９°、０°の場合の収差を示している。 FIG. 18 is a cross-sectional view along the optical axis showing the configuration and optical path of the imaging lens of the microscope apparatus according to the present embodiment. FIG. 19 is a cross-sectional view taken along the optical axis, showing details of the lenses constituting the imaging lens of the microscope apparatus shown in FIG. 20A and 20B are aberration diagrams of the imaging lens of the microscope apparatus illustrated in FIG. 18. FIG. 20A illustrates spherical aberration, FIG. 20B illustrates field curvature aberration, and FIG. 20C illustrates distortion aberration. FIGS. 21A and 21B are aberration diagrams of the imaging lens of the microscope apparatus illustrated in FIG. 18. FIG. 21A illustrates meridional coma aberration, and FIG. 21B illustrates sagittal coma aberration. The aberrations at 180 °, 1.909 °, and 0 ° are shown.
図１８及び図１９に示すように、撮像レンズ４は、光軸Ｌｃ上に、物体側から順に、正の屈折力を持つ前群ＦＧと、正の屈折力を持つ後群ＲＧとからなる。
As shown in FIGS. 18 and 19, the
前群ＦＧは、物体側から順に、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ1と、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ2と、負の屈折力を持つ両凹レンズであるＬ3とにより構成されている。なお、レンズＬ2とレンズＬ3とは接合されており、全体として正の屈折力を持つ接合レンズになっている。 The front group FG includes, in order from the object side, a lens L 1 that is a biconvex lens having a positive refractive power, a lens L 2 that is a biconvex lens having a positive refractive power, and a biconcave lens having a negative refractive power. L 3 . The lens L 2 and the lens L 3 are cemented to form a cemented lens having a positive refractive power as a whole.
後群ＲＧは、物体側から順に、負の屈折力を持ち物体側に凸面を向けたメニスカスレンズであるＬ4と、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ5とにより構成されている。なお、レンズＬ4とレンズＬ5とは接合されており、全体として正の屈折力を持つ接合レンズになっている。 The rear group RG includes, in order from the object side, a meniscus lens L 4 having a negative refractive power and a convex surface facing the object side, and a lens L 5 being a biconvex lens having a positive refractive power. The lens L 4 and the lens L 5 are cemented to form a cemented lens having a positive refractive power as a whole.
次に、本実施例の顕微鏡装置の撮像レンズに係る数値データを示す。 Next, numerical data relating to the imaging lens of the microscope apparatus of the present embodiment will be shown.
数値データ５
単位 ｍｍ
面データ
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
ｓ r ｄ ｎｄ νｄ
1（絞り面） ∞ 78.000
2 57.7197 4.000 1.5691 71.30
3 -2118.0747 10.000
4 60.0921 3.500 1.5952 67.74
5 -31.0084 2.000 1.7234 37.95
6 201.1294 15.000
7 70.9164 1.500 1.7380 32.26
8 16.4542 4.000 1.8061 40.92
9 -612.3093 25.412
10（像面） ∞ 0
Unit mm
Surface data Surface number Curvature radius Surface spacing Refractive index Abbe number s r d nd νd
1 (aperture surface) ∞ 78.000
2 57.7197 4.000 1.5691 71.30
3 -2118.0747 10.000
4 60.0921 3.500 1.5952 67.74
5 -31.0084 2.000 1.7234 37.95
6 201.1294 15.000
7 70.9164 1.500 1.7380 32.26
8 16.4542 4.000 1.8061 40.92
9 -612.3093 25.412
10 (image plane) ∞ 0
各種データ
レンズ全長（ｍｍ） ： 40.000
全系の焦点距離ｆＴ（ｍｍ） ： 45
前群の焦点距離ｆＦ（ｍｍ） ： 80.63
後群の焦点距離ｆＲ（ｍｍ） ： 63.41
入射瞳径（ｍｍ） ： 14.2
撮像光学系全体としての倍率β ： 0.25
Various data Lens total length (mm): 40.000
Focal length fT (mm) of entire system: 45
Focal length fF (mm) of front group: 80.63
Rear group focal length fR (mm): 63.41
Entrance pupil diameter (mm): 14.2
Magnification β as the entire imaging optical system: 0.25
条件式
（１） ０．３≦ｆＴ／ｆＦ≦１５ ： 0.56
（２） −８０≦ｆＴ／ｆＲ≦１．５ ： 0.71
Conditional expression (1) 0.3 ≦ fT / fF ≦ 15: 0.56
(2) −80 ≦ fT / fR ≦ 1.5: 0.71
図２２〜図２５を用いて、本実施例に係る顕微鏡装置について詳細に説明する。なお、本実施例の顕微鏡装置の構成は、撮像レンズを除き、実施例１の顕微鏡装置とほぼ同じ構成であるため、撮像レンズ以外の構成についての詳細な説明は省略する。 The microscope apparatus according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. The configuration of the microscope apparatus according to the present embodiment is substantially the same as that of the microscope apparatus according to the first embodiment except for the imaging lens, and thus detailed description of the configuration other than the imaging lens is omitted.
なお、図２２は、本実施例に係る顕微鏡装置の撮像レンズの構成並びに光路を示す光軸に沿う断面図である。図２３は、図２２に示した顕微鏡装置の撮像レンズを構成するレンズの詳細を示す光軸に沿う断面図である。図２４は、図２２に示した顕微鏡装置の撮像レンズの収差図であり、（ａ）は球面収差、（ｂ）は像面湾曲収差、（ｃ）は歪曲収差を示している。図２５は、図２２に示した顕微鏡装置の撮像レンズの収差図であり、（ａ）はメリジオナルコマ収差、（ｂ）はサジタルコマ収差を示しており、各図は、上から順に、画角が３．４９７°、２．５４５°、０°の場合の収差を示している。 FIG. 22 is a cross-sectional view taken along the optical axis showing the configuration and optical path of the imaging lens of the microscope apparatus according to the present embodiment. FIG. 23 is a cross-sectional view taken along the optical axis, showing details of a lens constituting the imaging lens of the microscope apparatus shown in FIG. 24A and 24B are aberration diagrams of the imaging lens of the microscope apparatus illustrated in FIG. 22. FIG. 24A illustrates spherical aberration, FIG. 24B illustrates curvature of field aberration, and FIG. 24C illustrates distortion aberration. FIG. 25 is an aberration diagram of the imaging lens of the microscope apparatus shown in FIG. 22, (a) shows meridional coma aberration, (b) shows sagittal coma aberration, and each figure has an angle of view of 3 in order from the top. The aberrations at 497 °, 2.545 °, and 0 ° are shown.
図２２及び図２３に示すように、撮像レンズ４は、光軸Ｌｃ上に、物体側から順に、正の屈折力を持つ前群ＦＧと、正の屈折力を持つ後群ＲＧとからなる。
As shown in FIGS. 22 and 23, the
前群ＦＧは、物体側から順に、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ1と、負の屈折力を持つ両凹レンズであるレンズＬ2とにより構成されている。なお、レンズＬ1とレンズＬ2とは接合されており、全体として正の屈折力を持つ接合レンズになっている。 The front group FG includes, in order from the object side, a lens L 1 that is a biconvex lens having a positive refractive power and a lens L 2 that is a biconcave lens having a negative refractive power. The lens L 1 and the lens L 2 are cemented to form a cemented lens having a positive refractive power as a whole.
後群ＲＧは、物体側から順に、正の屈折力を持ち物体側の面が非球面の両凸レンズであるレンズＬ3と、負の屈折力を持つ両凹レンズであるレンズＬ4とにより構成されている。なお、レンズＬ3とレンズＬ4とは接合されており、全体として正の屈折力を持つ接合レンズになっている。 The rear group RG includes, in order from the object side, a lens L 3 that is a biconvex lens having positive refractive power and an aspheric surface on the object side, and a lens L 4 that is a biconcave lens having negative refractive power. Yes. Note that the lens L 3 and the lens L 4 are cemented to form a cemented lens having a positive refractive power as a whole.
次に、本実施例の顕微鏡装置の撮像レンズに係る数値データを示す。 Next, numerical data relating to the imaging lens of the microscope apparatus of the present embodiment will be shown.
数値データ６
単位 ｍｍ
面データ
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
ｓ r ｄ ｎｄ νｄ
1（絞り面） ∞ 165.2620
2 50.0700 8.0000 1.5952 67.74
3 -59.3002 4.0000 1.7015 41.24
4 262.6449 62.1320
5（非球面） 35.4970 8.0000 1.8830 40.76
6 -162.1772 4.0000 1.7380 32.26
7 29.6521 28.106
8（像面） ∞ 0
Unit mm
Surface data Surface number Curvature radius Surface spacing Refractive index Abbe number s r d nd νd
1 (aperture surface) ∞ 165.2620
2 50.0700 8.0000 1.5952 67.74
3 -59.3002 4.0000 1.7015 41.24
4 262.6449 62.1320
5 (Aspherical surface) 35.4970 8.0000 1.8830 40.76
6 -162.1772 4.0000 1.7380 32.26
7 29.6521 28.106
8 (image plane) ∞ 0
非球面データ
第５面
Ｋ ＝ 0.4538
Ａ4 ＝ -3.5860E-06
Ａ6 ＝ -4.3662E-09
Aspheric data 5th surface K = 0.4538
A 4 = -3.5860E-06
A 6 = -4.3662E-09
各種データ
レンズ全長（ｍｍ） ： 86.132
全系の焦点距離ｆＴ（ｍｍ） ： 90
前群の焦点距離ｆＦ（ｍｍ） ： 128.96
後群の焦点距離ｆＲ（ｍｍ） ： 204.61
入射瞳径（ｍｍ） ： 14.2
撮像光学系全体としての倍率β ： 0.5
Various data Lens total length (mm): 86.132
Focal length fT (mm) of entire system: 90
Focal length fF (mm) of front group: 128.96
Rear group focal length fR (mm): 204.61
Entrance pupil diameter (mm): 14.2
Magnification β of the entire imaging optical system: 0.5
条件式
（１） ０．３≦ｆＴ／ｆＦ≦１５ ： 0.70
（２） −８０≦ｆＴ／ｆＲ≦１．５ ： 0.44
Conditional expression (1) 0.3 ≦ fT / fF ≦ 15: 0.70
(2) −80 ≦ fT / fR ≦ 1.5: 0.44
図２６〜図３０を用いて、本実施例に係る顕微鏡装置について詳細に説明する。なお、本実施例の顕微鏡装置の構成は、撮像レンズを除き、実施例１の顕微鏡装置とほぼ同じ構成であるため、撮像レンズ以外の構成についての詳細な説明は省略する。 The microscope apparatus according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. The configuration of the microscope apparatus according to the present embodiment is substantially the same as that of the microscope apparatus according to the first embodiment except for the imaging lens, and thus detailed description of the configuration other than the imaging lens is omitted.
なお、図２６は、本実施例に係る顕微鏡装置の撮像レンズの構成並びに光路を示す光軸に沿う断面図である。図２７は、図２６に示した顕微鏡装置の撮像レンズを構成するレンズの詳細を示す光軸に沿う断面図である。図２８は、図２６に示した顕微鏡装置の撮像レンズの収差図であり、（ａ）は球面収差、（ｂ）は像面湾曲収差、（ｃ）は歪曲収差を示している。図２９は、図２６に示した顕微鏡装置の撮像レンズの収差図であり、（ａ）はメリジオナルコマ収差、（ｂ）はサジタルコマ収差を示しており、各図は、上から順に、画角が１．７５０°、１．２７３°、０°の場合の収差を示している。 FIG. 26 is a cross-sectional view along the optical axis showing the configuration and optical path of the imaging lens of the microscope apparatus according to the present embodiment. FIG. 27 is a cross-sectional view taken along the optical axis, showing details of the lens constituting the imaging lens of the microscope apparatus shown in FIG. 28A and 28B are aberration diagrams of the imaging lens of the microscope apparatus illustrated in FIG. 26, in which FIG. 28A illustrates spherical aberration, FIG. 28B illustrates curvature of field aberration, and FIG. 28C illustrates distortion aberration. 29A and 29B are aberration diagrams of the imaging lens of the microscope apparatus illustrated in FIG. 26, in which FIG. 29A illustrates meridional coma aberration, and FIG. 29B illustrates sagittal coma aberration. The aberrations at 750 °, 1.273 °, and 0 ° are shown.
図２２及び図２３に示すように、撮像レンズ４は、光軸Ｌｃ上に、物体側から順に、正の屈折力を持つ前群ＦＧと、負の屈折力を持つ後群ＲＧとからなる。
As shown in FIGS. 22 and 23, the
前群ＦＧは、正の屈折力を持ち物体側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ1により構成されている。 The front group FG includes a lens L 1 that is a meniscus lens having a positive refractive power and a convex surface facing the object side.
後群ＲＧは、物体側から順に、正の屈折力を持ち物体側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ2と、負の屈折力を持ち物体側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ3とにより構成されている。なお、レンズＬ2とレンズＬ3とは接合されており、全体として負の屈折力を持つ接合レンズになっている。 The rear group RG, in order from the object side, is a lens L 2 that is a meniscus lens having a positive refractive power and a convex surface facing the object side, and a lens L 3 that is a meniscus lens having a negative refractive power and a convex surface facing the object side. It is comprised by. The lens L 2 and the lens L 3 are cemented to form a cemented lens having a negative refractive power as a whole.
次に、本実施例の顕微鏡装置の撮像レンズに係る数値データを示す。 Next, numerical data relating to the imaging lens of the microscope apparatus of the present embodiment will be shown.
数値データ７
単位 ｍｍ
面データ
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
ｓ r ｄ ｎｄ νｄ
1（絞り面） ∞ 117.000
2 62.0657 3.000 1.4875 70.23
3 711.9735 0.336
4 31.8078 6.000 1.7015 41.24
5 101.7161 2.600 1.7380 32.26
6 26.1646 150.564
7（像面） ∞ 0
Unit mm
Surface data Surface number Curvature radius Surface spacing Refractive index Abbe number s r d nd νd
1 (aperture surface) ∞ 117.000
2 62.0657 3.000 1.4875 70.23
3 711.9735 0.336
4 31.8078 6.000 1.7015 41.24
5 101.7161 2.600 1.7380 32.26
6 26.1646 150.564
7 (image plane) ∞ 0
各種データ
レンズ全長（ｍｍ） ： 11.936
全系の焦点距離ｆＴ（ｍｍ） ： 180
前群の焦点距離ｆＦ（ｍｍ） ： 139.26
後群の焦点距離ｆＲ（ｍｍ） ： -372.90
入射瞳径（ｍｍ） ： 14.4
撮像光学系全体としての倍率β ： 1
Various data Lens total length (mm): 11.936
Focal length fT (mm) of entire system: 180
Focal length fF (mm) of front group: 139.26
Rear group focal length fR (mm): -372.90
Entrance pupil diameter (mm): 14.4
Magnification β for the entire imaging optical system: 1
条件式
（１） ０．３≦ｆＴ／ｆＦ≦１５ ： 1.29
（２） −８０≦ｆＴ／ｆＲ≦１．５ ： -0.48
Conditional expression (1) 0.3 ≦ fT / fF ≦ 15: 1.29
(2) −80 ≦ fT / fR ≦ 1.5: −0.48
図３０を用いて、本実施例に係る顕微鏡装置について詳細に説明する。なお、本実施例の顕微鏡装置の構成は、複数の撮像レンズとそれらの撮像レンズ切り替えるための切替機構を備えていることを除き、実施例１の顕微鏡装置とほぼ同じ構成であるため、それら以外の構成についての詳細な説明は省略する。 The microscope apparatus according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIG. The configuration of the microscope apparatus according to the present embodiment is substantially the same as that of the microscope apparatus according to the first embodiment except that a plurality of imaging lenses and a switching mechanism for switching between the imaging lenses are provided. A detailed description of the configuration will be omitted.
なお、図３０は、本実施例に係る顕微鏡装置の構成を示す模式図である。 FIG. 30 is a schematic diagram illustrating the configuration of the microscope apparatus according to the present embodiment.
上記実施例の顕微鏡装置において、複数種類の撮像レンズを使用しようとする場合、撮像レンズをユニット化し、そのユニットを交換するという手法がある。 In the microscope apparatus of the above-described embodiment, when a plurality of types of imaging lenses are to be used, there is a method of unitizing the imaging lenses and exchanging the units.
これに対し、本実施例の顕微鏡装置は、図３０に示すように、プリズム３により分割された一方の光路上に、撮像レンズや撮像レンズをユニット化したものを単体で配置するのではなく、複数の撮像レンズ４を備えていてそれらの撮像レンズ４のうちの一つを光路上に選択的に挿入する切替機構７を配置し、複数種類の撮像レンズを必要に応じて切り替え可能に構成している。
On the other hand, as shown in FIG. 30, the microscope apparatus according to the present embodiment does not arrange the imaging lens or the imaging lens as a single unit on one optical path divided by the
このように構成することにより、撮像レンズの切り替えが容易であり、また、交換する方法とは異なり、撮像レンズの紛失を防ぐことができる。 With this configuration, it is easy to switch the imaging lens, and unlike the replacement method, it is possible to prevent the imaging lens from being lost.
なお、この切替機構７は、回転により挿入する撮像レンズを切り替えるターレット方式のものでも良いし、２つの撮像レンズを相互に切り替える方式のものでも良い。
The
ところで、焦点距離の異なる複数の撮像レンズを切り替える場合、変倍光学系ではないため、必ずしも、撮像素子のサイズに対して好適な焦点距離を選択できるとは限らない。 By the way, when switching between a plurality of imaging lenses having different focal lengths, it is not always a variable magnification optical system, so that it is not always possible to select a suitable focal length for the size of the imaging device.
例えば、４／３インチの撮像素子（対角２２ｍｍ）に対して、焦点距離１８０ｍｍの撮像レンズを使うと、撮像レンズのイメージサークルが撮像素子に外接し、望ましい状態で像を撮影することができる。 For example, when an imaging lens with a focal length of 180 mm is used for a 4/3 inch imaging device (diagonal 22 mm), the image circle of the imaging lens circumscribes the imaging device, and an image can be taken in a desired state. .
しかし、４／３インチの撮像素子よりも大きな撮像素子に対して、同じく焦点距離１８０の撮像レンズを使うと、イメージサークルが撮像素子よりも小さくなってしまい、撮像画像に像情報がない部分ができてしまう場合がある。一方で、焦点距離が１８０ｍｍよりも長い撮像レンズを用いると、イメージサークルが撮像素子より大きくなりすぎてしまうことがある。 However, if an image pickup lens having a focal length of 180 is used for an image pickup device larger than the 4/3 inch image pickup device, the image circle becomes smaller than the image pickup device, and there is a portion where the image information is not in the picked-up image. It may be possible. On the other hand, if an imaging lens having a focal length longer than 180 mm is used, the image circle may be too large compared to the imaging element.
このような問題を生じさせないため、撮像レンズを複数有するこの顕微鏡装置においては、所定の焦点距離を持つ撮像レンズと、その撮像レンズの焦点距離と最も近い焦点距離を持つ撮像レンズとが、以下の条件式を満足するように構成している。
０．０５≦ｍ≦１５ （３）
ただし、ｍは複数の撮像レンズのうち焦点距離が近い撮像レンズ同士の焦点距離の比である。
In order to prevent such a problem, in this microscope apparatus having a plurality of imaging lenses, an imaging lens having a predetermined focal length and an imaging lens having a focal length closest to the focal length of the imaging lens are as follows: It is configured to satisfy the conditional expression.
0.05 ≦ m ≦ 15 (3)
However, m is the ratio of the focal lengths of the imaging lenses having a short focal length among the plurality of imaging lenses.
さらに、備えられている複数の撮像レンズを、以下の条件式を満足するように構成している。
０．１≦β≦５ （４）
ただし、βはアフォーカル光を焦点距離１８０ｍｍのレンズに入射させて形成される被写体の像の倍率を1倍としたときの撮像レンズにより形成される被写体の像の倍率である。
Further, the plurality of imaging lenses provided are configured to satisfy the following conditional expression.
0.1 ≦ β ≦ 5 (4)
Where β is the magnification of the subject image formed by the imaging lens when the magnification of the subject image formed by afocal light entering a lens with a focal length of 180 mm is set to 1.
例えば、上記実施例１、５に記載した２つの撮像レンズを備えるように、あるいは、上記実施例１、５、７に記載した３つの撮像レンズを備えるように、あるいは、上記実施例１、５、６、７に記載した４つの撮像レンズを備えるように、あるいは、上記実施例１〜７に記載した撮像レンズを全て備えるように構成すれば、この条件式（３）、（４）を満足する。 For example, the two imaging lenses described in the first and fifth embodiments are provided, the three imaging lenses described in the first, fifth, and seventh embodiments are provided, or the first and fifth embodiments. Conditional expressions (3) and (4) are satisfied if the four imaging lenses described in, 6, and 7 are provided, or if all the imaging lenses described in Examples 1 to 7 are provided. To do.
そして、このように構成すれば、一般的に用いられている１／３インチ（対角６ｍｍ）からフルサイズ（対角４４ｍｍ）の撮像素子に対して、好適に対応する撮像レンズを選択し得るようになる。 And if comprised in this way, the imaging lens which respond | corresponds suitably can be selected with respect to a full size (diagonal 44mm) imaging element from 1/3 inch (diagonal 6mm) generally used. It becomes like this.
また、本発明の顕微鏡用対物レンズ及びそれを用いた顕微鏡装置は、以下のように構成しても良い。 Moreover, you may comprise the objective lens for microscopes of this invention, and the microscope apparatus using the same as follows.
撮像レンズを構成するレンズは、上記各実施例により示された形状や枚数に限定されるものではない。 The lenses constituting the imaging lens are not limited to the shape and the number of sheets shown in the above embodiments.
また、上記実施例においては配置されていないが、撮像レンズと撮像素子の撮像面との間にＩＲカットコートを施したローパスフィルターなどを配置したりしても良い。 Further, although not arranged in the above embodiment, a low-pass filter or the like having an IR cut coat may be arranged between the imaging lens and the imaging surface of the imaging element.
また、上記各実施例においては、光路分割手段としてプリズムを用いているが、プリズムに代わりハーフミラーなどを用いても良い。 In each of the above embodiments, a prism is used as the optical path dividing means. However, a half mirror or the like may be used instead of the prism.
また、上記実施例においては配置されていないが、複数の撮像レンズを備え、それらの撮像レンズの切替機構を備える場合には、同焦調整機構を備えると、撮像レンズを交換した際の焦点ずれを補正できるので好ましい。 In addition, although not arranged in the above embodiment, when a plurality of imaging lenses are provided and a switching mechanism for these imaging lenses is provided, if a focusing adjustment mechanism is provided, the defocus when the imaging lens is replaced is provided. Can be corrected.
１ 対物レンズ
２ 結像レンズ
３ プリズム
４ 撮像レンズ
５ 接眼レンズ
６ 接眼観察用結像レンズ
７ 切替機構
ＦＧ 前群
ＲＧ 後群
ＩＭ 撮像素子の撮像面
ＬＣ 光軸
Ｌ1，Ｌ2，Ｌ3，Ｌ4，Ｌ5 レンズ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記光路分割素子により分割された第１の光路上に、物体側から順に、前記アフォーカル光により前記被写体の像を形成する撮像レンズと、前記撮像レンズにより形成された像を撮影する撮像素子と、を配置し、
前記光路分割素子により分割された第２の光路上に、物体側から順に、前記アフォーカル光により前記被写体の像を形成する接眼観察用結像レンズと、前記接眼観察用結像レンズで形成した像を観察するための接眼レンズと、を配置したことを特徴とする顕微鏡装置。 An objective lens that emits light from an incident subject as afocal light, and an optical path dividing element disposed on the optical path of the afocal light emitted from the objective lens,
An imaging lens that forms an image of the subject with the afocal light in order from the object side on the first optical path divided by the optical path dividing element, and an imaging element that captures an image formed by the imaging lens , Place and
On the second optical path divided by the optical path dividing element, in order from the object side, the eyepiece observation imaging lens that forms the image of the subject with the afocal light and the eyepiece observation imaging lens are formed. A microscope apparatus comprising: an eyepiece for observing an image.
前記前群が、正の屈折力を持つことを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡装置。 The imaging lens consists of a front group and a rear group in order from the object side,
The microscope apparatus according to claim 1, wherein the front group has a positive refractive power.
０．３≦ｆＴ／ｆＦ≦１５
ただし、ｆＴは前記撮像レンズの焦点距離、ｆＦは前記撮像レンズの前記前群の焦点距離である。 The microscope apparatus according to claim 2, wherein the following conditional expression is satisfied.
0.3 ≦ fT / fF ≦ 15
Here, fT is the focal length of the imaging lens, and fF is the focal length of the front group of the imaging lens.
−８０≦ｆＴ／ｆＲ≦１．５
ただし、ｆＴは前記撮像レンズの焦点距離、ｆＲは前記撮像レンズの前記後群の焦点距離である。 The microscope apparatus according to claim 2, wherein the following conditional expression is satisfied.
−80 ≦ fT / fR ≦ 1.5
Here, fT is the focal length of the imaging lens, and fR is the focal length of the rear group of the imaging lens.
複数の前記撮像レンズのいずれか１つを選択的に第１の光路上に挿入する切替機構を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の顕微鏡装置。 A plurality of the imaging lenses having different focal lengths;
The microscope apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising a switching mechanism that selectively inserts any one of the plurality of imaging lenses onto the first optical path.
０．０５≦ｍ≦１５
ただし、ｍは複数の前記撮像レンズのうち焦点距離が近い前記撮像レンズ同士の焦点距離の比である。 The microscope apparatus according to claim 5, wherein the following conditional expression is satisfied.
0.05 ≦ m ≦ 15
However, m is the ratio of the focal lengths of the imaging lenses having a short focal length among the plurality of imaging lenses.
０．１≦β≦５
ただし、βは前記アフォーカル光を焦点距離１８０ｍｍのレンズに入射させて形成される被写体の像の倍率を1倍としたときの前記撮像レンズにより形成される被写体の像の倍率である。 The microscope apparatus according to claim 5, wherein the following conditional expression is satisfied.
0.1 ≦ β ≦ 5
Here, β is the magnification of the subject image formed by the imaging lens when the magnification of the subject image formed by making the afocal light incident on a lens having a focal length of 180 mm is 1.
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