対物光学系及びそれを備えた観察装置
【課題】近接観察状態におけるフォーカシング時に、観察倍率や画角の変化が少なく観察者の疲労を低減することのできる対物光学系を提供する。
【解決手段】所定のレンズ群が移動することによって可逆的且つ連続的に通常観察状態から近接観察状態への観察状態の変更を行うことのできる対物光学系において、最も物体側に配置されていてフォーカシング時及び前記観察状態の変更時に固定の負のパワーを持つ固定レンズ群Ｇ１と、フォーカシング時に少なくとも一方が光軸に沿って移動する第一の可動レンズ群Ｇ２及び第二の可動レンズ群Ｇ３と、を備え、前記第二の可動レンズ群の単位移動量あたりの倍率変化量が、前記第一の可動レンズ群よりも大きく、前記第二の可動レンズ群が移動することによって前記観察状態の変更を行う。
【解決手段】所定のレンズ群が移動することによって可逆的且つ連続的に通常観察状態から近接観察状態への観察状態の変更を行うことのできる対物光学系において、最も物体側に配置されていてフォーカシング時及び前記観察状態の変更時に固定の負のパワーを持つ固定レンズ群Ｇ１と、フォーカシング時に少なくとも一方が光軸に沿って移動する第一の可動レンズ群Ｇ２及び第二の可動レンズ群Ｇ３と、を備え、前記第二の可動レンズ群の単位移動量あたりの倍率変化量が、前記第一の可動レンズ群よりも大きく、前記第二の可動レンズ群が移動することによって前記観察状態の変更を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光軸に沿って移動する２つの可動レンズ群を備えた対物光学系及びそれを備えた観察装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、観察領域内に複数存在する被写体の中から観察者が任意に選択した特定の被写体を、レンズ群を移動させることによって通常観察に適した状態から近接観察に適した状態へ観察状態を変更し、近接して詳細に観察することができる対物光学系が知られている。
【０００３】
そのような対物光学系としては、例えば、物体側から順に、負のパワーを持つ第一レンズ群と、正のパワーを持つ第二レンズ群と、負のパワーを持つ第三レンズ群と、正のパワーを持つ第四レンズ群と、正のパワーを持つ第五レンズ群と、からなり、通常観察状態から中間状態までは第二レンズ群と第三レンズ群を光軸に沿って移動させることによってフォーカシングを行い、中間状態から近接観察状態までは第五レンズ群を光軸に沿って移動させることによってフォーカシングを行うものがある（特許文献１参照。）。
【０００４】
また、物体側から順に、正のパワーを持つ第一レンズ群と、負のパワーを持つ第二レンズ群と、正のパワーを持つ第三レンズ群と、からなり、第二レンズ群を移動させることによって変倍とフォーカシングを行うものがある（特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１５５８８７号公報
【特許文献２】特開２００７−２３３０３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の対物光学系は、近接観察状態においては、焦点深度が浅く、フォーカシングを行いにくいという問題があった。
【０００７】
また、特許文献１に記載の対物光学系では、大きな変倍作用を持ったレンズ群を光軸に沿って移動させることによってフォーカシングを行っている。また、特許文献２に記載の対物光学系では、同じレンズ群を移動させることによって変倍とフォーカシングを行っている。そのため、フォーカシング時に観察倍率や画角も大きく変化してしまい、精度の高いフォーカシングを行うことが困難で、観察者の疲労が大きいという問題があった。
【０００８】
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、近接観察状態におけるフォーカシング時に、観察倍率や画角の変化が少なく観察者の疲労を低減することのできる対物光学系及びそれを用いた観察装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明の対物光学系は、所定のレンズ群が移動することによって可逆的且つ連続的に通常観察状態から近接観察状態への観察状態の変更を行うことのできる対物光学系において、最も物体側に配置されていてフォーカシング時及び前記観察状態の変更時に固定の負のパワーを持つ固定レンズ群と、フォーカシング時に少なくとも一方が光軸に沿って移動する第一の可動レンズ群及び第二の可動レンズ群と、を備え、前記第二の可動レンズ群の単位移動量あたりの倍率変化量が、前記第一の可動レンズ群よりも大きく、前記第二の可動レンズ群が移動することによって前記観察状態の変更を行うことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の対物光学系は、以下の条件式を満足することを特徴とする。
３＜（ｍc-d／ｍu-d）／（ｍc-n／ｍc-d）＜１０
ただし、ｍc-dは前記近接観察状態の最遠点での全系の横倍率、ｍu-dは前記通常観察状態の最遠点での全系の横倍率、ｍc-nは前記近接観察状態の最近点での全系の横倍率である。
【００１１】
また、本発明の対物光学系は、以下の条件式を満足することを特徴とする。
１＜ｍc-n／ｍc-d＜１．５５
ただし、ｍc-nは前記近接観察状態の最近点での全系の横倍率、ｍc-dは前記近接観察状態の最遠点での全系の横倍率である。
【００１２】
また、本発明の対物光学系は、前記第一の可動レンズ群よりも像側にレンズ群を備え、
以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．２＜|（１−β・β）×β’・β’|＜３
ただし、βは前記第一の可動レンズ群の横倍率、β’は前記第一の可動レンズ群よりも像側の前記レンズ群の横倍率である。
【００１３】
また、本発明の対物光学系は、以下の条件式を満足することを特徴とする。
２＜｜Ｆ1／Ｆc-d｜＜８
ただし、Ｆ1は前記第一の可動レンズ群の焦点距離、Ｆc-dは前記近接観察状態の最遠点での全系の焦点距離である。
【００１４】
また、本発明の対物光学系は、以下の条件式を満足することを特徴とする。
１．８＜｜Ｆ2／Ｆc-d｜＜５
ただし、Ｆ2は前記第二の可動レンズ群の焦点距離、Ｆc-dは前記近接観察状態の最遠点での全系の焦点距離である。
【００１５】
また、本発明の対物光学系は、以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．０２＜Ｄ1／Ｌ＜０．１２
ただし、Ｄ1は前記第一の可動レンズ群の物体側のレンズ群から前記第一の可動レンズ群までの空気間隔と前記第一の可動レンズ群から前記第一の可動レンズ群の像側のレンズ群までの空気間隔との和、Ｌは全系の全長である。
【００１６】
また、本発明の対物光学系は、以下の条件式を満足することを特徴とする。
｜ＤＴc-n−ＤＴc-d｜＜５
ただし、ＤＴc-nは前記近接状態の最近点での像高比１．０の歪曲収差、ＤＴc-dは前記近接状態の最遠点での像高比１．０の歪曲収差である。
【００１７】
また、本発明の対物光学系は、以下の条件式を満足することを特徴とする。
ＤＴu＜−５０
ただし、ＤＴuは前記通常観察状態の最遠点での像高比１．０の歪曲収差である。
【００１８】
また、本発明の対物光学系は、以下の条件式を満足することを特徴とする。
Ｆｎｏu／Ｆｎｏc＞０．９４
ただし、Ｆｎｏuは前記通常観察状態での全系のＦナンバー、Ｆｎｏcは前記近接観察状態での全系のＦナンバーである。
【００１９】
また、本発明の対物光学系は、５つのレンズ群からなり、前記５つのレンズ群のうち物体側から２つ目のレンズ群が、前記第一の可動レンズ群であり、前記５つのレンズ群のうち物体側から４つ目のレンズ群が、前記第二の可動レンズ群であることを特徴とする。
【００２０】
また、上記の目的を達成するために、本発明の観察装置は、上記の対物光学系と、前記第一の可動レンズ群を移動させるオートフォーカス機構を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、近接観察状態におけるフォーカシング時に、観察倍率や画角の変化が少なく観察者の疲労を低減することのできる対物光学系及びそれを用いた観察装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施例１に係る観察装置が備える光学系の構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。
【図２】図１に示した光学系のレンズ群の移動方向を示す光軸に沿う断面図である。
【図３】図１に示した光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。
【図４】実施例２に係る観察装置が備える光学系の構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。
【図５】図４に示した光学系のレンズ群の移動方向を示す光軸に沿う断面図である。
【図６】図４に示した光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。
【図７】実施例３に係る観察装置が備える光学系の構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。
【図８】図７に示した光学系のレンズ群の移動方向を示す光軸に沿う断面図である。
【図９】図７に示した光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。
【図１０】実施例４に係る観察装置が備える光学系の構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。
【図１１】図１０に示した光学系のレンズ群の移動方向を示す光軸に沿う断面図である。
【図１２】図１０に示した光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。
【図１３】実施例５に係る観察装置が備える光学系の構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。
【図１４】図１３に示した光学系のレンズ群の移動方向を示す光軸に沿う断面図である。
【図１５】図１３に示した光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。
【図１６】実施例６に係る観察装置が備える光学系の構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。
【図１７】図１６に示した光学系のレンズ群の移動方向を示す光軸に沿う断面図である。
【図１８】図１６に示した光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
実施例の説明に先立ち、本実施形態の作用効果を説明する。なお、本実施形態の作用効果を具体的に説明するに際しては、具体的な例を示して説明することになる。しかし、後述する実施例の場合と同様に、それらの例示される態様は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、その態様には数多くのバリエーションが存在する。したがって、本発明は例示される態様に限定されるものではない。
【００２４】
本実施形態の対物光学系は、所定のレンズ群が移動することによって可逆的且つ連続的に通常観察状態から近接観察状態への観察状態の変更を行うことのできる対物光学系において、最も物体側に配置されていてフォーカシング時及び前記観察状態の変更時に固定の負のパワーを持つ固定レンズ群と、フォーカシング時に少なくとも一方が光軸に沿って移動する第一の可動レンズ群及び第二の可動レンズ群と、を備え、前記第二の可動レンズ群の単位移動量あたりの倍率変化量が、前記第一の可動レンズ群よりも大きく、前記第二の可動レンズ群が移動することによって前記観察状態の変更を行うことを特徴とする。
【００２５】
このように本実施形態の対物光学系は、最も物体側にフォーカシング時に固定の負のパワーを持つ固定レンズ群を配置している。
【００２６】
そのため、画角が広く、被写体に近づいての観察、すなわち、近接観察を行いやすい。
【００２７】
また、このように本実施形態の対物光学系は、単位移動量あたりの倍率変化量の大きい第二の可動レンズ群が移動することによって、観察状態が通常観察状態から近接観察状態への変更が連続的に行われる。そして、その際に行われるフォーカシングは、その第二の可動レンズ群だけではなく、単位移動量あたりの倍率変化量が小さい第一の可動レンズ群によっても行われる。
【００２８】
そのため、第二の可動レンズ群を移動させて近接観察状態にしたことによって焦点深度が浅くなったとしても、観察倍率や画角の変化の小さい第一の可動レンズ群によってフォーカシングを行うことができ、像面湾曲や倍率色収差の変動を抑えた精度の高いフォーカシングを行いやすい。
【００２９】
また、本実施形態の対物光学系は、以下の条件式（１）を満足することが好ましい。
３＜（ｍc-d／ｍu-d）／（ｍc-n／ｍc-d）＜１０・・・（１）
ただし、ｍc-dは前記近接観察状態の最遠点での全系の横倍率、ｍu-dは前記通常観察状態の最遠点での全系の横倍率、ｍc-nは前記近接観察状態の最近点での全系の横倍率である。また、ｍc-n／ｍc-dは、前記第一の可動レンズ群による倍率変化量、ｍc-d／ｍu-dは前記第二の可動レンズ群による倍率変化量である。
【００３０】
この条件式（１）の下限値を下回ると、第一の可動レンズ群による倍率変化量が大きいため、フォーカス機能が悪化しやすい。一方、この条件式（１）の上限値を上回ると、第二の可動レンズ群による倍率変化が大きいため、被写体観察時の使い勝手が悪化しやすい。
【００３１】
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。
３．８＜（ｍc-d／ｍu-d）／（ｍc-n／ｍc-d）＜１０・・・（１−１）
４．４＜（ｍc-d／ｍu-d）／（ｍc-n／ｍc-d）＜７．７・・・（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。
【００３２】
また、本実施形態の対物光学系は、以下の条件式（２）を満足することが好ましい。
１＜ｍc-n／ｍc-d＜１．５５・・・（２）
ただし、ｍc-nは前記近接観察状態の最近点での全系の横倍率、ｍc-dは前記近接観察状態の最遠点での全系の横倍率である。また、ｍc-n／ｍc-dは前記第一の可動レンズ群による倍率変化量である。
【００３３】
この条件式（２）の上限値を上回ると、フォーカシング時の倍率変化が大きいため、被写体観察時の使い勝手が悪化しやすい。
【００３４】
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。
１＜ｍc-n／ｍc-d＜１．４５・・・（２−１）
１＜ｍc-n／ｍc-d＜１．３５・・・（２−２）
【００３５】
また、本実施形態の対物光学系は、前記第一の可動レンズ群よりも像側にレンズ群を備え、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
０．２＜|（１−β・β）×β’・β’|＜３・・・（３）
ただし、βは前記第一の可動レンズ群の横倍率、β’は前記第一の可動レンズ群よりも像側の前記レンズ群の横倍率である。
【００３６】
この条件式（３）の下限値を下回ると、フォーカシング時の第一の可動レンズ群の移動量が大きいため、光学系全体が大型化しやすい。一方、この条件式（３）の上限値を上回ると、像面湾曲収差の変動が大きくなりやすい。
【００３７】
なお、条件式（３）に代わり、次の条件式（３−１）、（３−２）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。
０．３＜|（１−β・β）×β’・β’|＜３・・・（３−１）
０．５＜|（１−β・β）×β’・β’|＜２．５・・・（３−２）
また、条件式（３−１）の上限値又は下限値を、条件式（３）、（３−２）の上限値又は下限値としても良いし、条件式（３−２）の上限値又は下限値を、条件式（３）、（３−１）の上限値又は下限値としても良い。
【００３８】
また、本実施形態の対物光学系は、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
２＜｜Ｆ1／Ｆc-d｜＜８・・・（４）
ただし、Ｆ1は前記第一の可動レンズ群の焦点距離、Ｆcは前記近接観察状態の最遠点での全系の焦点距離である。
【００３９】
この条件式（４）の下限値を下回ると、第一の可動レンズ群のパワーが強いため、フォーカシング時の像面湾曲収差の変化が大きくなりやすく、解像度が下がりやすい。一方、この条件式（４）の上限値を上回ると、第一の可動レンズ群のパワーが弱いため、フォーカシング時に必要な移動量が大きくなりやすく、光学系全体が大型化しやすい。
【００４０】
なお、条件式（４）に代わり、次の条件式（４−１）、（４−２）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。
３＜｜Ｆ1／Ｆc-d｜＜７・・・（４−１）
３．２＜｜Ｆ1／Ｆc-d｜＜６・・・（４−２）
また、条件式（４−１）の上限値又は下限値を、条件式（４）、（４−２）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）の上限値又は下限値としても良い。
【００４１】
また、本実施形態の対物光学系は、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
１．８＜｜Ｆ2／Ｆc-d｜＜５・・・（５）
ただし、Ｆ2は前記第二の可動レンズ群の焦点距離、Ｆcは前記近接観察状態の最遠点での全系の焦点距離である。
【００４２】
この条件式（５）の下限値を下回ると、第二の可動レンズ群のパワーが弱いため、変倍時やフォーカシング時に必要な移動量が大きくなりやすく、光学系全体が大型化しやすい。一方、この条件式（５）の上限値を上回ると、第二の可動レンズ群のパワーが強いため、倍率色収差や像面湾曲収差が悪化しやすい。
【００４３】
なお、条件式（５）に代わり、次の条件式（５−１）、（５−２）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。
１．８＜｜Ｆ2／Ｆc-d｜＜４．５・・・（５−１）
２＜｜Ｆ2／Ｆc-d｜＜４・・・（５−２）
また、条件式（５−１）の上限値又は下限値を、条件式（５）、（５−２）の上限値又は下限値としても良いし、条件式（５−２）の上限値又は下限値を、条件式（５）、（５−１）の上限値又は下限値としても良い。
【００４４】
また、本実施形態の対物光学系は、以下の条件式（６）を満足することが好ましい。
０．０２＜Ｄ1／Ｌ＜０．１２・・・（６）
ただし、Ｄ1は前記第一の可動レンズ群の物体側のレンズ群から前記第一の可動レンズ群までの空気間隔と前記第一の可動レンズ群から前記第一の可動レンズ群の像側のレンズ群までの空気間隔との和、Ｌは全系の全長である。
【００４５】
この条件式（６）の下限値を下回ると、第一の可動レンズ群によるフォーカシング時に必要なスペースが確保しにくいため、第一の可動レンズ群のパワーを強くしなければならず、諸収差が悪化しやすい。一方、この条件式（６）の上限値を上回ると、第一の可動レンズ群のフォーカシング時の移動距離が大きいため、光学系全体が大型化しやすい。
【００４６】
なお、条件式（６）に代わり、次の条件式（６−１）、（６−２）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。
０．０３＜Ｄ1／Ｌ＜０．１１・・・（６−１）
０．０４＜Ｄ1／Ｌ＜０．１０・・・（６−２）
また、条件式（６−１）の上限値又は下限値を、条件式（６）、（６−２）の上限値又は下限値としても良いし、条件式（６−２）の上限値又は下限値を、条件式（６）、（６−１）の上限値又は下限値としても良い。
【００４７】
また、本実施形態の対物光学系は、以下の条件式（７）を満足することが好ましい。
｜ＤＴc-n−ＤＴc-d｜＜５・・・（７）
ただし、ＤＴc-nは前記近接状態の最近点での像高比１．０の歪曲収差、ＤＴc-dは前記近接状態の最遠点での像高比１．０の歪曲収差である。
【００４８】
この条件式（７）の上限値を上回ると、第一の可動レンズ群によるフォーカシング時の歪曲収差の変化が大きくなりやすい。
【００４９】
なお、条件式（７）に代わり、次の条件式（７−１）、（７−２）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。
｜ＤＴc-n−ＤＴc-d｜＜４・・・（７−１）
｜ＤＴc-n−ＤＴc-d｜＜２・・・（７−２）
【００５０】
また、本実施形態の対物光学系は、以下の条件式（８）を満足することが好ましい。
ＤＴu＜−５０・・・（８）
ただし、ＤＴuは前記通常観察状態の最遠点での像高比１．０の歪曲収差である。
【００５１】
この条件式（７）の上限値を上回ると、広い範囲を観察することが困難になり使い勝手が悪くなりやすい。また周辺光量が落ちるため得られる画像の周辺が暗くなりやすい。
【００５２】
また、本実施形態の対物光学系は、以下の条件式（９）を満足することが好ましい。
Ｆｎｏu／Ｆｎｏc＞０．９４・・・（９）
ただし、Ｆｎｏuは前記通常観察状態での全系のＦナンバー、Ｆｎｏcは前記近接観察状態での全系のＦナンバーである。
【００５３】
このように構成すると、対物光学系と高画素化された撮像素子とを組み合わせて使用しても、通常観察状態から近接観察状態までの各変倍状態において十分な焦点深度を確保しやすい。これは、通常観察状態のＦナンバーが近接観察状態のＦナンバーとほぼ同じになるため、近接観察状態において回折の影響を受けないようにＦナンバーを小さくしても通常観察状態におけるＦナンバーを必要以上に小さくする必要がなくなるためである。
【００５４】
なお、この条件式（９）の上限値を上回ると、近接観察状態において回折限界までＦナンバーを小にした時、通常観察状態におけるＦナンバーが必要以上に小さくなりやすい。
【００５５】
また、本実施形態の対物光学系は、５つのレンズ群からなり、前記５つのレンズ群のうち物体側から２つ目のレンズ群が、前記第一の可動レンズ群であり、前記５つのレンズ群のうち物体側から４つ目のレンズ群が、前記第二の可動レンズ群であることが好ましい。
【００５６】
このような構成にすると、特定の被写体に対して像面湾曲収差や倍率色収差の変動が少ない精度の高いフォーカスを行いやすい。特に、内視鏡用等の対物光学系として利用する際に、非常に適した構成となる。
【００５７】
また、本実施形態の観察装置は、上記いずれかの対物光学系と、前記第一の可動レンズ群を移動させるオートフォーカス機構を備えていることを特徴とする。
【００５８】
なお、オートフォーカス機構は、例えば、第一の可動レンズ群を光軸に沿って移動させる駆動機構と、所定の情報（対物光学系の像側にＣＣＤ等の撮像素子を配置した場合におけるその撮像素子上に形成された画像情報や、対物光学系の先端から観察対象までの距離情報等）に基づき、駆動機構を制御する制御手段と、により構成したものである。
【００５９】
以下に、本実施形態の対物光学系の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００６０】
なお、光学系の光軸に沿う断面図の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。
【００６１】
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線における屈折率、νｄはｄ線におけるアッベ数をそれぞれ示している。
【実施例１】
【００６２】
以下に、図１〜図３を用いて、実施例１に係る対物光学系を備えた観察装置について詳細に説明する。
【００６３】
なお、図１は、この観察装置が備える光学系の構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。図２は、図１に示した光学系のレンズ群の移動方向を示す光軸に沿う断面図である。図３は、図１に示した光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。
【００６４】
図１及び図２に示すように、この観察装置は、対物光学系ＯＬとその対物光学系ＯＬの像側に配置された実質的には屈折力を有さない平レンズＰＬとＣＣＤカバーガラスＣＧとを含む光学系と、対物光学系ＯＬ中に配置された開口絞りＳと、撮像面ＩＭのみを示したＣＣＤ等の撮像素子とを備えている。なお、これらはすべて光軸Ｌｃ上に配置されている。
【００６５】
対物光学系は、物体側から順に、負のパワーを持つ第一レンズ群Ｇ1と、正のパワーを持ち光軸に沿って移動可能である第二レンズ群Ｇ2と、負のパワーを持ち光軸に沿って移動可能である第三レンズ群Ｇ3と、正のパワーを持つ第四レンズ群Ｇ4とからなる。なお、開口絞りＳは、第二レンズ群Ｇ2と第三レンズ群Ｇ3との間に、第三レンズ群Ｇ3と一体的に移動するように配置されている。
【００６６】
第一レンズ群Ｇ1は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ11と、平レンズであるレンズＬ12と、負のパワーを持つ両凹レンズであるレンズＬ13と、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ14とにより構成されている。
【００６７】
第二レンズ群Ｇ2は、物体側から順に、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ21と、負のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ22とにより構成されている。なお、レンズＬ21とレンズＬ22とは接合されている。
【００６８】
第三レンズ群Ｇ3は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ31と、正のパワーを持ち像側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ32とにより構成されている。なお、レンズＬ31とレンズＬ32とは接合されている。
【００６９】
第四レンズ群Ｇ4は、物体側から順に、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ41と、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ42と、負のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ43とにより構成されている。なお、レンズＬ42とレンズＬ43とは接合されている。
【００７０】
なお、この対物光学系では、第三レンズ群Ｇ3の単位移動量あたりの倍率変化量が、第二レンズ群Ｇ2の単位移動量あたりの倍率変化量よりも大きい。
【００７１】
そして、この観察装置では、第三レンズ群Ｇ3を光軸に沿って移動させることによって、観察領域内に複数の被写体が存在するような通常観察状態からそれらの複数の被写体の中から観察者が任意に選択した特定の被写体を近接して詳細に観察するための近接観察状態へと、観察状態を可逆的、かつ、連続的に変更することができるようになっている。
【００７２】
また、この観察装置では、第三レンズ群Ｇ3だけではなく第二レンズ群Ｇ2を光軸に沿って移動させることによって、どのような観察状態においても精密なフォーカシングを行うことができるようになっている。
【００７３】
次に、この観察装置に備えられた光学系に係る数値データを示す。
【００７４】
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 ∞ 0.36 1.88300 40.76
2 0.996 0.82
3 ∞ 0.31 1.51400 75.00
4 ∞ 0.37
5 -6.212 0.60 1.51742 52.43
6 7.399 0.24
7 20.660 1.09 1.51633 64.14
8 -1.988 Ｄ８
9 5.439 0.90 1.77250 49.60
10 -3.566 0.31 1.92286 18.90
11 -8.344 Ｄ１１
12（絞り面） ∞ 0.03
13 ∞ 0.28 1.48749 70.23
14 1.200 0.32 1.59270 35.31
15 1.542 Ｄ１５
16 2.648 1.45 1.48749 70.23
17 -11.997 0.16
18 2.523 1.47 1.48749 70.23
19 -1.897 0.40 1.92286 18.90
20 -4.420 0.15
21 ∞ 0.40 1.52300 58.50
22 ∞ 0.50
23 ∞ 1.60 1.51633 64.14
24（像面） ∞
【００７５】
対物光学系に係る各種データ
ズーム比：1.38
撮影状態 通常観察 中間 近接観察 近接観察
（最遠点） （最遠点） （最遠点） （最近点）
焦点距離 0.95 1.14 1.31 1.35
Ｆナンバー 5.26 5.52 5.40 5.31
画角（２ω） 142.41 97.88 71.18 67.90
像高 0.85 0.85 0.85 0.85
レンズ全長（in air） 13.48 13.24 12.83 12.74
ＢＦ（in air） 1.90 1.66 1.25 1.16
【００７６】
面間隔
撮影状態 通常観察 中間 近接観察 近接観察
（最遠点） （最遠点） （最遠点） （最近点）
Ｄ８ 0.50 0.50 0.50 0.35
Ｄ１１ 0.35 1.04 1.81 1.96
Ｄ１５ 1.63 0.93 0.16 0.16
【００７７】
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -5.10
2 9 4.91
3 13 -3.45
4 16 2.87
【００７８】
条件式に係るデータ
条件式（１）：３＜（ｍc-d／ｍu-d）／（ｍc-n／ｍc-d）＜１０：６．９３４
条件式（２）：１＜ｍc-n／ｍc-d＜１．５５：１．０９０８
条件式（３）：０．２＜|（１−β・β）×β’・β’|＜３：０．３１６７８
条件式（４）：２＜｜Ｆ1／Ｆc-d｜＜８：３．７３５３８３
条件式（５）：１．８＜｜Ｆ2／Ｆc-d｜＜５：２．６２５０９９
条件式（６）：０．０２＜Ｄ1／Ｌ＜０．１２：０．０４９５４２１９１
条件式（７）：｜ＤＴc-n−ＤＴc-d｜＜５：１．５２６２
条件式（８）：ＤＴu＜−５０：−６７．９２１
条件式（９）：Ｆｎｏu／Ｆｎｏc＞０．９４：０．９７４
【実施例２】
【００７９】
以下に、図４〜図６を用いて、実施例２に係る対物光学系を備えた観察装置について詳細に説明する。
【００８０】
なお、図４は、この観察装置が備える光学系の構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。図５は、図４に示した光学系のレンズ群の移動方向を示す光軸に沿う断面図である。図６は、図４に示した光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。
【００８１】
図４及び図５に示すように、この観察装置は、対物光学系ＯＬとその対物光学系ＯＬの像側に配置された実質的には屈折力を有さない平レンズＰＬとＣＣＤカバーガラスＣＧとを含む光学系と、対物光学系ＯＬ中に配置された開口絞りＳと、撮像面ＩＭのみを示したＣＣＤ等の撮像素子とを備えている。なお、これらはすべて光軸Ｌｃ上に配置されている。
【００８２】
対物光学系は、物体側から順に、負のパワーを持つ第一レンズ群Ｇ1と、正のパワーを持ち光軸に沿って移動可能である第二レンズ群Ｇ2と、正のパワーを持つ第三レンズ群Ｇ3と、負のパワーを持ち光軸に沿って移動可能である第四レンズ群Ｇ4と、正のパワーを持つ第五レンズ群Ｇ5とからなる。なお、開口絞りＳは、第三レンズ群Ｇ3と第四レンズ群Ｇ4との間に、第四レンズ群Ｇ4と一体的に移動するように配置されている。
【００８３】
第一レンズ群Ｇ1は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ11と、平レンズであるレンズＬ12と、負のパワーを持ち像側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ13とにより構成されている。
【００８４】
第二レンズ群Ｇ2は、正のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ21により構成されている。
【００８５】
第三レンズ群Ｇ3は、物体側から順に、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ31と、負のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ32とにより構成されている。なお、レンズＬ31とレンズＬ32とは接合されている。
【００８６】
第四レンズ群Ｇ4は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ41と、正のパワーを持ち像側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ42とにより構成されている。なお、レンズＬ41とレンズＬ42とは接合されている。
【００８７】
第五レンズ群Ｇ5は、物体側から順に、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ51と、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ52と、負のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ53とにより構成されている。なお、レンズＬ52とレンズＬ53とは接合されている。
【００８８】
なお、この対物光学系では、第四レンズ群Ｇ4の単位移動量あたりの倍率変化量が、第二レンズ群Ｇ2の単位移動量あたりの倍率変化量よりも大きい。
【００８９】
そして、この観察装置では、第四レンズ群Ｇ4を光軸に沿って移動させることによって、観察領域内に複数の被写体が存在するような通常観察状態からそれらの複数の被写体の中から観察者が任意に選択した特定の被写体を近接して詳細に観察するための近接観察状態へと、観察状態を可逆的、かつ、連続的に変更することができるようになっている。
【００９０】
また、この観察装置では、第四レンズ群Ｇ4だけではなく第二レンズ群Ｇ2を光軸に沿って移動させることによって、どのような観察状態においても精密なフォーカシングを行うことができるようになっている。
【００９１】
次に、この観察装置に備えられた光学系に係る数値データを示す。
【００９２】
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 ∞ 0.36 1.88300 40.76
2 1.077 0.82
3 ∞ 0.31 1.51400 74.00
4 ∞ 0.28
5 8.349 0.60 1.51742 52.43
6 3.733 Ｄ６
7 -10.468 1.00 1.51633 64.14
8 -1.987 Ｄ８
9 6.230 0.90 1.77250 49.60
10 -2.754 0.31 1.92286 18.90
11 -6.114 Ｄ１１
12（絞り面） ∞ 0.03
13 ∞ 0.28 1.48749 70.23
14 0.733 0.32 1.59270 35.31
15 1.228 Ｄ１５
16 2.477 1.45 1.48749 70.23
17 -8.708 0.16
18 2.204 1.47 1.48749 70.23
19 -1.833 0.40 1.92286 18.90
20 -6.842 0.15
21 ∞ 0.40 1.52300 58.50
22 ∞ 0.50
23 ∞ 1.60 1.51633 64.14
24（像面） ∞
【００９３】
対物光学系に係る各種データ
ズーム比：1.39
撮影状態 通常観察 中間 近接観察 近接観察
（最遠点） （最遠点） （最遠点） （最近点）
焦点距離 0.95 1.23 1.33 1.28
Ｆナンバー 5.10 5.48 5.40 5.22
画角（２ω） 142.45 82.85 69.54 69.30
像高 0.85 0.85 0.85 0.85
レンズ全長（in air） 13.39 13.05 12.81 12.66
ＢＦ（in air） 1.91 1.57 1.33 1.18
【００９４】
面間隔
撮影状態 通常観察 中間 近接観察 近接観察
（最遠点） （最遠点） （最遠点） （最近点）
Ｄ６ 0.60 0.60 0.60 0.69
Ｄ８ 0.50 0.50 0.50 0.41
Ｄ１１ 0.15 1.11 1.51 1.51
Ｄ１５ 1.54 0.58 0.18 0.18
【００９５】
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -0.98
2 7 4.57
3 9 4.71
4 13 -3.07
5 16 2.73
【００９６】
条件式に係るデータ
条件式（１）：３＜（ｍc-d／ｍu-d）／（ｍc-n／ｍc-d）＜１０：５．９９２２
条件式（２）：１＜ｍc-n／ｍc-d＜１．５５：１．２８１５
条件式（３）：０．２＜|（１−β・β）×β’・β’|＜３：２．２４８２
条件式（４）：２＜｜Ｆ1／Ｆc-d｜＜８：３．４３９５３２
条件式（５）：１．８＜｜Ｆ2／Ｆc-d｜＜５：２．３１６４３７
条件式（６）：０．０２＜Ｄ1／Ｌ＜０．１２：０．０７７８４６１０３
条件式（７）：｜ＤＴc-n−ＤＴc-d｜＜５：１．８３５１
条件式（８）：ＤＴu＜−５０：−６８．２１３１
条件式（９）：Ｆｎｏu／Ｆｎｏc＞０．９４：０．９４４７２１
【実施例３】
【００９７】
以下に、図７〜図９を用いて、実施例３に係る対物光学系を備えた観察装置について詳細に説明する。
【００９８】
なお、図７は、この観察装置が備える光学系の構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。図８は、図７に示した光学系のレンズ群の移動方向を示す光軸に沿う断面図である。図９は、図７に示した光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。
【００９９】
図７及び図８に示すように、この観察装置は、対物光学系ＯＬとその対物光学系ＯＬの像側に配置された実質的には屈折力を有さない平レンズＰＬとＣＣＤカバーガラスＣＧとを含む光学系と、対物光学系ＯＬ中に配置された開口絞りＳと、撮像面ＩＭのみを示したＣＣＤ等の撮像素子とを備えている。なお、これらはすべて光軸Ｌｃ上に配置されている。
【０１００】
対物光学系は、物体側から順に、負のパワーを持つ第一レンズ群Ｇ1と、負のパワーを持ち光軸に沿って移動可能である第二レンズ群Ｇ2と、正のパワーを持つ第三レンズ群Ｇ3と、負のパワーを持ち光軸に沿って移動可能である第四レンズ群Ｇ4と、正のパワーを持つ第五レンズ群Ｇ5とからなる。なお、開口絞りＳは、第三レンズ群Ｇ3と第四レンズ群Ｇ4との間に、第四レンズ群Ｇ4と一体的に移動するように配置されている。
【０１０１】
第一レンズ群Ｇ1は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ11と、平レンズであるレンズＬ12と、正のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ13とにより構成されている。
【０１０２】
第二レンズ群Ｇ2は、負のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ21により構成されている。
【０１０３】
第三レンズ群Ｇ3は、物体側から順に、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ31と、負のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ32とにより構成されている。なお、レンズＬ31とレンズＬ32とは接合されている。
【０１０４】
第四レンズ群Ｇ4は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ41と、正のパワーを持ち像側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ42とにより構成されている。なお、レンズＬ41とレンズＬ42とは接合されている。
【０１０５】
第五レンズ群Ｇ5は、物体側から順に、正のパワーを持ち像側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ51と、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ52と、負のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ53とにより構成されている。なお、レンズＬ52とレンズＬ53とは接合されている。
【０１０６】
なお、この対物光学系では、第四レンズ群Ｇ4の単位移動量あたりの倍率変化量が、第二レンズ群Ｇ2の単位移動量あたりの倍率変化量よりも大きい。
【０１０７】
そして、この観察装置では、第四レンズ群Ｇ4を光軸に沿って移動させることによって、観察領域内に複数の被写体が存在するような通常観察状態からそれらの複数の被写体の中から観察者が任意に選択した特定の被写体を近接して詳細に観察するための近接観察状態へと、観察状態を可逆的、かつ、連続的に変更することができるようになっている。
【０１０８】
また、この観察装置では、第四レンズ群Ｇ4だけではなく第二レンズ群Ｇ2を光軸に沿って移動させることによって、どのような観察状態においても精密なフォーカシングを行うことができるようになっている。
【０１０９】
次に、この観察装置に備えられた光学系に係る数値データを示す。
【０１１０】
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 ∞ 0.36 1.88300 40.76
2 1.219 0.82
3 ∞ 0.31 1.51400 73.43
4 ∞ 1.07
5 -3.199 0.60 1.51742 52.43
6 -1.762 Ｄ６
7 -1.500 0.30 1.51633 64.14
8 -2.732 Ｄ８
9 5.195 0.90 1.77250 49.60
10 -2.090 0.31 1.92286 18.90
11 -3.497 Ｄ１１
12（絞り面） ∞ 0.03
13 ∞ 0.28 1.48749 70.23
14 1.200 0.32 1.59270 35.31
15 1.783 Ｄ１５
16 2.734 1.45 1.48749 70.23
17 44.661 0.16
18 2.074 1.47 1.48749 70.23
19 -1.828 0.40 1.92286 18.90
20 -4.725 0.15
21 ∞ 0.40 1.52300 58.50
22 ∞ 0.50
23 ∞ 1.60 1.51633 64.14
24（像面） ∞
【０１１１】
対物光学系に係る各種データ
ズーム比：1.27
撮影状態 通常観察 中間 近接観察 近接観察
（最遠点） （最遠点） （最遠点） （最近点）
焦点距離 0.95 1.08 1.21 1.17
Ｆナンバー 5.41 5.53 5.40 5.26
画角（２ω） 142.66 106.19 82.40 83.45
像高 0.85 0.85 0.85 0.85
レンズ全長（in air） 13.38 13.18 12.88 12.75
ＢＦ（in air） 1.90 1.70 1.40 1.27
【０１１２】
面間隔
撮影状態 通常観察 中間 近接観察 近接観察
（最遠点） （最遠点） （最遠点） （最近点）
Ｄ６ 0.70 0.70 0.70 0.48
Ｄ８ 0.35 0.35 0.35 0.57
Ｄ１１ 0.15 0.79 1.49 1.49
Ｄ１５ 1.50 0.86 0.16 0.16
【０１１３】
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -3.83
2 7 -7.02
3 9 3.10
4 13 -4.18
5 16 3.05
【０１１４】
条件式に係るデータ
条件式（１）：３＜（ｍc-d／ｍu-d）／（ｍc-n／ｍc-d）＜１０：５．１８３５
条件式（２）：１＜ｍc-n／ｍc-d＜１．５５：１．２６７３
条件式（３）：０．２＜|（１−β・β）×β’・β’|＜３：０．７８６１３
条件式（４）：２＜｜Ｆ1／Ｆc-d｜＜８：５．８２５５２０
条件式（５）：１．８＜｜Ｆ2／Ｆc-d｜＜５：３．４７０６５４
条件式（６）：０．０２＜Ｄ1／Ｌ＜０．１２：０．０７４３１４４０７
条件式（７）：｜ＤＴc-n−ＤＴc-d｜＜５：１．９３０９
条件式（８）：ＤＴu＜−５０：−６８．０１８９
条件式（９）：Ｆｎｏu／Ｆｎｏc＞０．９４：１．００２４９
【実施例４】
【０１１５】
以下に、図１０〜図１２を用いて、実施例４に係る対物光学系を備えた観察装置について詳細に説明する。
【０１１６】
なお、図１０は、この観察装置が備える光学系の構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。図１１は、図１０に示した光学系のレンズ群の移動方向を示す光軸に沿う断面図である。図１２は、図１０に示した光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。
【０１１７】
図１０及び図１１に示すように、この観察装置は、対物光学系ＯＬとその対物光学系ＯＬの像側に配置された実質的には屈折力を有さない平レンズＰＬとＣＣＤカバーガラスＣＧとを含む光学系と、対物光学系ＯＬ中に配置された開口絞りＳと、撮像面ＩＭのみを示したＣＣＤ等の撮像素子とを備えている。なお、これらはすべて光軸Ｌｃ上に配置されている。
【０１１８】
対物光学系は、物体側から順に、負のパワーを持つ第一レンズ群Ｇ1と、正のパワーを持ち光軸に沿って移動可能である第二レンズ群Ｇ2と、正のパワーを持つ第三レンズ群Ｇ3と、負のパワーを持ち光軸に沿って移動可能である第四レンズ群Ｇ4と、正のパワーを持つ第五レンズ群Ｇ5とからなる。なお、開口絞りＳは、第三レンズ群Ｇ3と第四レンズ群Ｇ4との間に、第四レンズ群Ｇ4と一体的に移動するように配置されている。
【０１１９】
第一レンズ群Ｇ1は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ11と、平レンズであるレンズＬ12とにより構成されている。
【０１２０】
第二レンズ群Ｇ2は、正のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ21により構成されている。
【０１２１】
第三レンズ群Ｇ3は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ31と、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ32と、負のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ33とにより構成されている。なお、レンズＬ32とレンズＬ33とは接合されている。
【０１２２】
第四レンズ群Ｇ4は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ41と、正のパワーを持ち像側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ42とにより構成されている。なお、レンズＬ41とレンズＬ42とは接合されている。
【０１２３】
第五レンズ群Ｇ5は、物体側から順に、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ51と、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ52と、負のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ53とにより構成されている。なお、レンズＬ52とレンズＬ53とは接合されている。
【０１２４】
なお、この対物光学系では、第四レンズ群Ｇ4の単位移動量あたりの倍率変化量が、第二レンズ群Ｇ2の単位移動量あたりの倍率変化量よりも大きい。
【０１２５】
そして、この観察装置では、第四レンズ群Ｇ4を光軸に沿って移動させることによって、観察領域内に複数の被写体が存在するような通常観察状態からそれらの複数の被写体の中から観察者が任意に選択した特定の被写体を近接して詳細に観察するための近接観察状態へと、観察状態を可逆的、かつ、連続的に変更することができるようになっている。
【０１２６】
また、この観察装置では、第四レンズ群Ｇ4だけではなく第二レンズ群Ｇ2を光軸に沿って移動させることによって、どのような観察状態においても精密なフォーカシングを行うことができるようになっている。
【０１２７】
次に、この観察装置に備えられた光学系に係る数値データを示す。
【０１２８】
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 ∞ 0.36 1.88300 40.76
2 1.088 0.82
3 ∞ 0.31 1.51400 74.00
4 ∞ Ｄ４
5 -3.668 0.60 1.51742 52.43
6 -1.774 Ｄ６
7 -1.496 1.00 1.51633 64.14
8 -2.261 0.25
9 8.267 0.90 1.77250 49.60
10 -2.222 0.31 1.92286 18.90
11 -3.851 Ｄ１１
12（絞り面） ∞ 0.03
13 ∞ 0.28 1.48749 70.23
14 1.100 0.32 1.59270 35.31
15 1.755 Ｄ１５
16 2.669 1.45 1.48749 70.23
17 -17.036 0.16
18 2.312 1.47 1.48749 70.23
19 -2.147 0.40 1.92286 18.90
20 -9.061 0.17
21 ∞ 0.40 1.52300 58.50
22 ∞ 0.50
23 ∞ 1.60 1.51633 64.14
24（像面） ∞
【０１２９】
対物光学系に係る各種データ
ズーム比：1.30
撮影状態 通常観察 中間 近接観察 近接観察
（最遠点） （最遠点） （最遠点） （最近点）
焦点距離 0.94 1.09 1.23 1.21
Ｆナンバー 5.41 5.56 5.40 5.35
画角（２ω） 142.68 102.64 77.54 77.57
像高 0.85 0.85 0.85 0.85
レンズ全長（in air） 13.38 13.17 12.83 12.78
ＢＦ（in air） 1.92 1.70 1.36 1.32
【０１３０】
面間隔
撮影状態 通常観察 中間 近接観察 近接観察
（最遠点） （最遠点） （最遠点） （最近点）
Ｄ４ 0.53 0.53 0.53 0.58
Ｄ６ 0.40 0.40 0.40 0.35
Ｄ１１ 0.15 0.90 1.72 1.72
Ｄ１５ 1.72 0.98 0.16 0.16
【０１３１】
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -1.23
2 5 5.99
3 7 3.82
4 13 -4.25
5 16 3.09
【０１３２】
条件式に係るデータ
条件式（１）：３＜（ｍc-d／ｍu-d）／（ｍc-n／ｍc-d）＜１０：６．５６４１
条件式（２）：１＜ｍc-n／ｍc-d＜１．５５：１．０７７５
条件式（３）：０．２＜|（１−β・β）×β’・β’|＜３：１．０６９７１
条件式（４）：２＜｜Ｆ1／Ｆc-d｜＜８：４．８８５３７８
条件式（５）：１．８＜｜Ｆ2／Ｆc-d｜＜５：３．４６０７５４
条件式（６）：０．０２＜Ｄ1／Ｌ＜０．１２：０．０５６６１７
条件式（７）：｜ＤＴc-n−ＤＴc-d｜＜５：０．６３３２７
条件式（８）：ＤＴu＜−５０：−６７．９７８３
条件式（９）：Ｆｎｏu／Ｆｎｏc＞０．９４：１．００１６６
【実施例５】
【０１３３】
以下に、図１３及び図１５を用いて、実施例５に係る対物光学系を備えた観察装置について詳細に説明する。
【０１３４】
なお、図１３は、この観察装置が備える光学系の構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。図１４は、図１３に示した光学系のレンズ群の移動方向を示す光軸に沿う断面図である。図１５は、図１３に示した光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。
【０１３５】
図１３及び図１４に示すように、この観察装置は、対物光学系ＯＬとその対物光学系ＯＬの像側に配置された実質的には屈折力を有さない平レンズＰＬとＣＣＤカバーガラスＣＧとを含む光学系と、対物光学系ＯＬ中に配置された開口絞りＳと、撮像面ＩＭのみを示したＣＣＤ等の撮像素子とを備えている。なお、これらはすべて光軸Ｌｃ上に配置されている。
【０１３６】
対物光学系は、物体側から順に、負のパワーを持つ第一レンズ群Ｇ1と、負のパワーを持ち光軸に沿って移動可能である第二レンズ群Ｇ2と、正のパワーを持つ第三レンズ群Ｇ3と、負のパワーを持ち光軸に沿って移動可能である第四レンズ群Ｇ4と、正のパワーを持つ第五レンズ群Ｇ5とからなる。なお、開口絞りＳは、第三レンズ群Ｇ3と第四レンズ群Ｇ4との間に、第四レンズ群Ｇ4と一体的に移動するように配置されている。
【０１３７】
第一レンズ群Ｇ1は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ11と、平レンズであるレンズＬ12とにより構成されている。
【０１３８】
第二レンズ群Ｇ2は、負のパワーを持ち像側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ21により構成されている。
【０１３９】
第三レンズ群Ｇ3は、物体側から順に、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ31と、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ32と、負のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ33とにより構成されている。なお、レンズＬ32とレンズＬ33とは接合されている。
【０１４０】
第四レンズ群Ｇ4は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ41と、正のパワーを持ち像側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ42とにより構成されている。なお、レンズＬ41とレンズＬ42とは接合されている。
【０１４１】
第五レンズ群Ｇ5は、物体側から順に、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ51と、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ52と、負のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ53とにより構成されている。なお、レンズＬ52とレンズＬ53とは接合されている。
【０１４２】
なお、この対物光学系では、第四レンズ群Ｇ4の単位移動量あたりの倍率変化量が、第二レンズ群Ｇ2の単位移動量あたりの倍率変化量よりも大きい。
【０１４３】
そして、この観察装置では、第四レンズ群Ｇ4を光軸に沿って移動させることによって、観察領域内に複数の被写体が存在するような通常観察状態からそれらの複数の被写体の中から観察者が任意に選択した特定の被写体を近接して詳細に観察するための近接観察状態へと、観察状態を可逆的、かつ、連続的に変更することができるようになっている。
【０１４４】
また、この観察装置では、第四レンズ群Ｇ4だけではなく第二レンズ群Ｇ2を光軸に沿って移動させることによって、どのような観察状態においても精密なフォーカシングを行うことができるようになっている。
【０１４５】
次に、この観察装置に備えられた光学系に係る数値データを示す。
【０１４６】
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 ∞ 0.36 1.88300 40.76
2 1.102 0.82
3 ∞ 0.31 1.51400 74.00
4 ∞ Ｄ４
5 8.210 0.60 1.51742 52.43
6 2.334 Ｄ６
7 6.426 1.00 1.51633 64.14
8 -3.085 0.25
9 99.199 0.90 1.77250 49.60
10 -2.013 0.31 1.92286 18.90
11 -3.076 Ｄ１１
12（絞り面） ∞ 0.03
13 ∞ 0.28 1.48749 70.23
14 1.100 0.32 1.59270 35.31
15 1.743 Ｄ１５
16 2.558 1.45 1.48749 70.23
17 -16.397 0.16
18 2.293 1.47 1.48749 70.23
19 -2.029 0.40 1.92286 18.90
20 -10.233 0.15
21 ∞ 0.40 1.52300 58.50
22 ∞ 0.50
23 ∞ 1.60 1.51633 64.14
24（像面） ∞
【０１４７】
対物光学系に係る各種データ
ズーム比：1.30
撮影状態 通常観察 中間 近接観察 近接観察
（最遠点） （最遠点） （最遠点） （最近点）
焦点距離 0.94 1.09 1.23 1.22
Ｆナンバー 5.40 5.57 5.40 5.35
画角（２ω） 142.71 101.70 76.57 76.20
像高 0.85 0.85 0.85 0.85
レンズ全長（in air） 13.38 13.17 12.82 12.78
ＢＦ（in air） 1.90 1.69 1.34 1.30
【０１４８】
面間隔
撮影状態 通常観察 中間 近接観察 近接観察
（最遠点） （最遠点） （最遠点） （最近点）
Ｄ４ 0.53 0.53 0.53 0.50
Ｄ６ 0.40 0.40 0.40 0.43
Ｄ１１ 0.15 0.91 1.73 1.73
Ｄ１５ 1.74 0.98 0.16 0.16
【０１４９】
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -1.25
2 5 -6.53
3 7 2.45
4 13 -4.20
5 16 3.08
【０１５０】
条件式に係るデータ
条件式（１）：３＜（ｍc-d／ｍu-d）／（ｍc-n／ｍc-d）＜１０：６．６６７１７
条件式（２）：１＜ｍc-n／ｍc-d＜１．５５：１．０６９９
条件式（３）：０．２＜|（１−β・β）×β’・β’|＜３：１．５１５００７
条件式（４）：２＜｜Ｆ1／Ｆc-d｜＜８：５．３１６０４９
条件式（５）：１．８＜｜Ｆ2／Ｆc-d｜＜５：３．４２２２６６
条件式（６）：０．０２＜Ｄ1／Ｌ＜０．１２：０．０５６６１７
条件式（７）：｜ＤＴc-n−ＤＴc-d｜＜５：０．７０３５１
条件式（８）：ＤＴu＜−５０：−６７．９７７４
条件式（９）：Ｆｎｏu／Ｆｎｏc＞０．９４：１．０００２０５
【実施例６】
【０１５１】
以下に、図１６〜図１８を用いて、実施例６に係る対物光学系を備えた観察装置について詳細に説明する。
【０１５２】
なお、図１６は、この観察装置が備える光学系の構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。図１７は、図１６に示した光学系のレンズ群の移動方向を示す光軸に沿う断面図である。図１８は、図１６に示した光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。
【０１５３】
図１６及び図１７に示すように、この観察装置は、対物光学系ＯＬとその対物光学系ＯＬの像側に配置された実質的には屈折力を有さない平レンズＰＬとを含む光学系と、対物光学系ＯＬ中に配置された開口絞りＳと、撮像面ＩＭのみを示したＣＣＤ等の撮像素子とを備えている。なお、これらはすべて光軸Ｌｃ上に配置されている。
【０１５４】
対物光学系は、物体側から順に、負のパワーを持つ第一レンズ群Ｇ1と、正のパワーを持ち光軸に沿って移動可能である第二レンズ群Ｇ2と、正のパワーを持つ第三レンズ群Ｇ3と、負のパワーを持ち光軸に沿って移動可能である第四レンズ群Ｇ4と、正のパワーを持つ第五レンズ群Ｇ5とからなる。なお、開口絞りＳは、第三レンズ群Ｇ3と第四レンズ群Ｇ4との間に、第四レンズ群Ｇ4と一体的に移動するように配置されている。
【０１５５】
第一レンズ群Ｇ1は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ11と、平レンズであるレンズＬ12と、負のパワーを持つ両凹レンズであるレンズＬ13とにより構成されている。
【０１５６】
第二レンズ群Ｇ2は、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ21により構成されている。
【０１５７】
第三レンズ群Ｇ3は、物体側から順に、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ31と、負のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ32とにより構成されている。なお、レンズＬ31とレンズＬ32とは接合されている。
【０１５８】
第四レンズ群Ｇ4は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ41と、負のパワーを持ち像側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ42とにより構成されている。なお、レンズＬ41とレンズＬ42とは接合されている。
【０１５９】
第五レンズ群Ｇ5は、物体側から順に、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ51と、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ52と、負のパワーを持つ両凹レンズであるレンズＬ53と、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ54とにより構成されている。なお、レンズＬ52とレンズＬ53とは接合されている。
【０１６０】
なお、この対物光学系では、第四レンズ群Ｇ4の単位移動量あたりの倍率変化量が、第二レンズ群Ｇ2の単位移動量あたりの倍率変化量よりも大きい。
【０１６１】
そして、この観察装置では、第四レンズ群Ｇ4を光軸に沿って移動させることによって、観察領域内に複数の被写体が存在するような通常観察状態からそれらの複数の被写体の中から観察者が任意に選択した特定の被写体を近接して詳細に観察するための近接観察状態へと、観察状態を可逆的、かつ、連続的に変更することができるようになっている。
【０１６２】
また、この観察装置では、第四レンズ群Ｇ4だけではなく第二レンズ群Ｇ2を光軸に沿って移動させることによって、どのような観察状態においても精密なフォーカシングを行うことができるようになっている。
【０１６３】
次に、この観察装置に備えられた光学系に係る数値データを示す。
【０１６４】
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 ∞ 0.28 1.88300 40.76
2 0.844 0.47
3 ∞ 0.31 1.51400 74.00
4 ∞ 0.28
5 -2.357 0.38 1.60342 38.03
6 223.221 Ｄ６
7 51.662 0.57 1.51633 64.14
8 -2.800 Ｄ８
9 4.119 0.71 1.75520 27.51
10 -1.027 0.36 1.92286 18.90
11 -2.339 Ｄ１１
12（絞り面） ∞ 0.02
13 ∞ 0.28 1.48749 70.23
14 1.742 0.50 1.59270 35.31
15 1.256 Ｄ１５
16 1.789 0.69 1.48749 70.23
17 -3.243 0.11
18 3.759 0.63 1.48749 70.23
19 -3.178 0.36 1.92286 18.90
20 4.753 1.31
21 3.283 0.69 1.58313 59.38
22 -7.262 0.30
23 ∞ 0.40 1.52300 58.50
24 ∞ 0.20
25（像面） ∞
【０１６５】
対物光学系に係る各種データ
ズーム比：1.09
撮影状態 通常観察 中間 近接観察 近接観察
（最遠点） （最遠点） （最遠点） （最近点）
焦点距離 0.88 0.92 0.96 0.95
Ｆナンバー 5.08 5.10 5.07 5.03
画角（２ω） 147.14 129.01 115.33 115.72
像高 0.85 0.85 0.85 0.85
レンズ全長（in air） 10.46 10.30 10.12 10.05
ＢＦ（in air） 0.69 0.54 0.35 0.28
【０１６６】
面間隔
撮影状態 通常観察 中間 近接観察 近接観察
（最遠点） （最遠点） （最遠点） （最近点）
Ｄ６ 0.87 0.87 0.87 0.91
Ｄ８ 0.25 0.25 0.25 0.20
Ｄ１１ 0.20 0.35 0.52 0.52
Ｄ１５ 0.51 0.36 0.20 0.20
【０１６７】
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -0.64
2 7 5.16
3 9 2.53
4 13 -2.49
5 16 2.94
【０１６８】
条件式に係るデータ
条件式（１）：３＜（ｍc-d／ｍu-d）／（ｍc-n／ｍc-d）＜１０：４．６１２９７
条件式（２）：１＜ｍc-n／ｍc-d＜１．５５：１．１９５３
条件式（３）：０．２＜|（１−β・β）×β’・β’|＜３：１．９０１６
条件式（４）：２＜｜Ｆ1／Ｆc-d｜＜８：５．１０１３４７８２２
条件式（５）：１．８＜｜Ｆ2／Ｆc-d｜＜５：２．５９９３１
条件式（６）：０．０２＜Ｄ1／Ｌ＜０．１２：０．１００９６７３８９
条件式（７）：｜ＤＴc-n−ＤＴc-d｜＜５：２．０８８７５
条件式（８）：ＤＴu＜−５０：−７０．００７５
条件式（９）：Ｆｎｏu／Ｆｎｏc＞０．９４：１．００２７９
【０１６９】
なお、本発明の対物光学系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。例えば、上記実施例においては、各レンズ群内又は各レンズ群外に実質的に屈折力を有さないレンズを配置しているが（実施例１の第１レンズ群Ｇ1内に配置されているレンズＬ12や対物光学系ＯＬの像側に配置されている平レンズＰＬ）、これらのレンズは必ずしも配置しなくてもよい。また、逆に、各レンズ群内又は各レンズ群外に、上記各実施例に図示されていないレンズであって、実質的に屈折力を有さないレンズを配置してもよい。
【符号の説明】
【０１７０】
Ｇ1 第一レンズ群
Ｇ2 第二レンズ群
Ｇ3 第三レンズ群
Ｇ4 第四レンズ群
Ｇ5 第五レンズ群
ＩＭ 撮像面
Ｌｃ 光軸
Ｌ11，Ｌ12，Ｌ13，Ｌ14，Ｌ15，Ｌ16，Ｌ21，Ｌ22，Ｌ31，Ｌ32，Ｌ41，Ｌ42，Ｌ43，Ｌ51，Ｌ52，Ｌ53，Ｌ54 レンズ
ＯＬ 対物光学系
ＰＬ 平レンズ
Ｓ 開口絞り
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光軸に沿って移動する２つの可動レンズ群を備えた対物光学系及びそれを備えた観察装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、観察領域内に複数存在する被写体の中から観察者が任意に選択した特定の被写体を、レンズ群を移動させることによって通常観察に適した状態から近接観察に適した状態へ観察状態を変更し、近接して詳細に観察することができる対物光学系が知られている。
【０００３】
そのような対物光学系としては、例えば、物体側から順に、負のパワーを持つ第一レンズ群と、正のパワーを持つ第二レンズ群と、負のパワーを持つ第三レンズ群と、正のパワーを持つ第四レンズ群と、正のパワーを持つ第五レンズ群と、からなり、通常観察状態から中間状態までは第二レンズ群と第三レンズ群を光軸に沿って移動させることによってフォーカシングを行い、中間状態から近接観察状態までは第五レンズ群を光軸に沿って移動させることによってフォーカシングを行うものがある（特許文献１参照。）。
【０００４】
また、物体側から順に、正のパワーを持つ第一レンズ群と、負のパワーを持つ第二レンズ群と、正のパワーを持つ第三レンズ群と、からなり、第二レンズ群を移動させることによって変倍とフォーカシングを行うものがある（特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１５５８８７号公報
【特許文献２】特開２００７−２３３０３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の対物光学系は、近接観察状態においては、焦点深度が浅く、フォーカシングを行いにくいという問題があった。
【０００７】
また、特許文献１に記載の対物光学系では、大きな変倍作用を持ったレンズ群を光軸に沿って移動させることによってフォーカシングを行っている。また、特許文献２に記載の対物光学系では、同じレンズ群を移動させることによって変倍とフォーカシングを行っている。そのため、フォーカシング時に観察倍率や画角も大きく変化してしまい、精度の高いフォーカシングを行うことが困難で、観察者の疲労が大きいという問題があった。
【０００８】
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、近接観察状態におけるフォーカシング時に、観察倍率や画角の変化が少なく観察者の疲労を低減することのできる対物光学系及びそれを用いた観察装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明の対物光学系は、所定のレンズ群が移動することによって可逆的且つ連続的に通常観察状態から近接観察状態への観察状態の変更を行うことのできる対物光学系において、最も物体側に配置されていてフォーカシング時及び前記観察状態の変更時に固定の負のパワーを持つ固定レンズ群と、フォーカシング時に少なくとも一方が光軸に沿って移動する第一の可動レンズ群及び第二の可動レンズ群と、を備え、前記第二の可動レンズ群の単位移動量あたりの倍率変化量が、前記第一の可動レンズ群よりも大きく、前記第二の可動レンズ群が移動することによって前記観察状態の変更を行うことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の対物光学系は、以下の条件式を満足することを特徴とする。
３＜（ｍc-d／ｍu-d）／（ｍc-n／ｍc-d）＜１０
ただし、ｍc-dは前記近接観察状態の最遠点での全系の横倍率、ｍu-dは前記通常観察状態の最遠点での全系の横倍率、ｍc-nは前記近接観察状態の最近点での全系の横倍率である。
【００１１】
また、本発明の対物光学系は、以下の条件式を満足することを特徴とする。
１＜ｍc-n／ｍc-d＜１．５５
ただし、ｍc-nは前記近接観察状態の最近点での全系の横倍率、ｍc-dは前記近接観察状態の最遠点での全系の横倍率である。
【００１２】
また、本発明の対物光学系は、前記第一の可動レンズ群よりも像側にレンズ群を備え、
以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．２＜|（１−β・β）×β’・β’|＜３
ただし、βは前記第一の可動レンズ群の横倍率、β’は前記第一の可動レンズ群よりも像側の前記レンズ群の横倍率である。
【００１３】
また、本発明の対物光学系は、以下の条件式を満足することを特徴とする。
２＜｜Ｆ1／Ｆc-d｜＜８
ただし、Ｆ1は前記第一の可動レンズ群の焦点距離、Ｆc-dは前記近接観察状態の最遠点での全系の焦点距離である。
【００１４】
また、本発明の対物光学系は、以下の条件式を満足することを特徴とする。
１．８＜｜Ｆ2／Ｆc-d｜＜５
ただし、Ｆ2は前記第二の可動レンズ群の焦点距離、Ｆc-dは前記近接観察状態の最遠点での全系の焦点距離である。
【００１５】
また、本発明の対物光学系は、以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．０２＜Ｄ1／Ｌ＜０．１２
ただし、Ｄ1は前記第一の可動レンズ群の物体側のレンズ群から前記第一の可動レンズ群までの空気間隔と前記第一の可動レンズ群から前記第一の可動レンズ群の像側のレンズ群までの空気間隔との和、Ｌは全系の全長である。
【００１６】
また、本発明の対物光学系は、以下の条件式を満足することを特徴とする。
｜ＤＴc-n−ＤＴc-d｜＜５
ただし、ＤＴc-nは前記近接状態の最近点での像高比１．０の歪曲収差、ＤＴc-dは前記近接状態の最遠点での像高比１．０の歪曲収差である。
【００１７】
また、本発明の対物光学系は、以下の条件式を満足することを特徴とする。
ＤＴu＜−５０
ただし、ＤＴuは前記通常観察状態の最遠点での像高比１．０の歪曲収差である。
【００１８】
また、本発明の対物光学系は、以下の条件式を満足することを特徴とする。
Ｆｎｏu／Ｆｎｏc＞０．９４
ただし、Ｆｎｏuは前記通常観察状態での全系のＦナンバー、Ｆｎｏcは前記近接観察状態での全系のＦナンバーである。
【００１９】
また、本発明の対物光学系は、５つのレンズ群からなり、前記５つのレンズ群のうち物体側から２つ目のレンズ群が、前記第一の可動レンズ群であり、前記５つのレンズ群のうち物体側から４つ目のレンズ群が、前記第二の可動レンズ群であることを特徴とする。
【００２０】
また、上記の目的を達成するために、本発明の観察装置は、上記の対物光学系と、前記第一の可動レンズ群を移動させるオートフォーカス機構を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、近接観察状態におけるフォーカシング時に、観察倍率や画角の変化が少なく観察者の疲労を低減することのできる対物光学系及びそれを用いた観察装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施例１に係る観察装置が備える光学系の構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。
【図２】図１に示した光学系のレンズ群の移動方向を示す光軸に沿う断面図である。
【図３】図１に示した光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。
【図４】実施例２に係る観察装置が備える光学系の構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。
【図５】図４に示した光学系のレンズ群の移動方向を示す光軸に沿う断面図である。
【図６】図４に示した光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。
【図７】実施例３に係る観察装置が備える光学系の構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。
【図８】図７に示した光学系のレンズ群の移動方向を示す光軸に沿う断面図である。
【図９】図７に示した光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。
【図１０】実施例４に係る観察装置が備える光学系の構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。
【図１１】図１０に示した光学系のレンズ群の移動方向を示す光軸に沿う断面図である。
【図１２】図１０に示した光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。
【図１３】実施例５に係る観察装置が備える光学系の構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。
【図１４】図１３に示した光学系のレンズ群の移動方向を示す光軸に沿う断面図である。
【図１５】図１３に示した光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。
【図１６】実施例６に係る観察装置が備える光学系の構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。
【図１７】図１６に示した光学系のレンズ群の移動方向を示す光軸に沿う断面図である。
【図１８】図１６に示した光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
実施例の説明に先立ち、本実施形態の作用効果を説明する。なお、本実施形態の作用効果を具体的に説明するに際しては、具体的な例を示して説明することになる。しかし、後述する実施例の場合と同様に、それらの例示される態様は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、その態様には数多くのバリエーションが存在する。したがって、本発明は例示される態様に限定されるものではない。
【００２４】
本実施形態の対物光学系は、所定のレンズ群が移動することによって可逆的且つ連続的に通常観察状態から近接観察状態への観察状態の変更を行うことのできる対物光学系において、最も物体側に配置されていてフォーカシング時及び前記観察状態の変更時に固定の負のパワーを持つ固定レンズ群と、フォーカシング時に少なくとも一方が光軸に沿って移動する第一の可動レンズ群及び第二の可動レンズ群と、を備え、前記第二の可動レンズ群の単位移動量あたりの倍率変化量が、前記第一の可動レンズ群よりも大きく、前記第二の可動レンズ群が移動することによって前記観察状態の変更を行うことを特徴とする。
【００２５】
このように本実施形態の対物光学系は、最も物体側にフォーカシング時に固定の負のパワーを持つ固定レンズ群を配置している。
【００２６】
そのため、画角が広く、被写体に近づいての観察、すなわち、近接観察を行いやすい。
【００２７】
また、このように本実施形態の対物光学系は、単位移動量あたりの倍率変化量の大きい第二の可動レンズ群が移動することによって、観察状態が通常観察状態から近接観察状態への変更が連続的に行われる。そして、その際に行われるフォーカシングは、その第二の可動レンズ群だけではなく、単位移動量あたりの倍率変化量が小さい第一の可動レンズ群によっても行われる。
【００２８】
そのため、第二の可動レンズ群を移動させて近接観察状態にしたことによって焦点深度が浅くなったとしても、観察倍率や画角の変化の小さい第一の可動レンズ群によってフォーカシングを行うことができ、像面湾曲や倍率色収差の変動を抑えた精度の高いフォーカシングを行いやすい。
【００２９】
また、本実施形態の対物光学系は、以下の条件式（１）を満足することが好ましい。
３＜（ｍc-d／ｍu-d）／（ｍc-n／ｍc-d）＜１０・・・（１）
ただし、ｍc-dは前記近接観察状態の最遠点での全系の横倍率、ｍu-dは前記通常観察状態の最遠点での全系の横倍率、ｍc-nは前記近接観察状態の最近点での全系の横倍率である。また、ｍc-n／ｍc-dは、前記第一の可動レンズ群による倍率変化量、ｍc-d／ｍu-dは前記第二の可動レンズ群による倍率変化量である。
【００３０】
この条件式（１）の下限値を下回ると、第一の可動レンズ群による倍率変化量が大きいため、フォーカス機能が悪化しやすい。一方、この条件式（１）の上限値を上回ると、第二の可動レンズ群による倍率変化が大きいため、被写体観察時の使い勝手が悪化しやすい。
【００３１】
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。
３．８＜（ｍc-d／ｍu-d）／（ｍc-n／ｍc-d）＜１０・・・（１−１）
４．４＜（ｍc-d／ｍu-d）／（ｍc-n／ｍc-d）＜７．７・・・（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。
【００３２】
また、本実施形態の対物光学系は、以下の条件式（２）を満足することが好ましい。
１＜ｍc-n／ｍc-d＜１．５５・・・（２）
ただし、ｍc-nは前記近接観察状態の最近点での全系の横倍率、ｍc-dは前記近接観察状態の最遠点での全系の横倍率である。また、ｍc-n／ｍc-dは前記第一の可動レンズ群による倍率変化量である。
【００３３】
この条件式（２）の上限値を上回ると、フォーカシング時の倍率変化が大きいため、被写体観察時の使い勝手が悪化しやすい。
【００３４】
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。
１＜ｍc-n／ｍc-d＜１．４５・・・（２−１）
１＜ｍc-n／ｍc-d＜１．３５・・・（２−２）
【００３５】
また、本実施形態の対物光学系は、前記第一の可動レンズ群よりも像側にレンズ群を備え、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
０．２＜|（１−β・β）×β’・β’|＜３・・・（３）
ただし、βは前記第一の可動レンズ群の横倍率、β’は前記第一の可動レンズ群よりも像側の前記レンズ群の横倍率である。
【００３６】
この条件式（３）の下限値を下回ると、フォーカシング時の第一の可動レンズ群の移動量が大きいため、光学系全体が大型化しやすい。一方、この条件式（３）の上限値を上回ると、像面湾曲収差の変動が大きくなりやすい。
【００３７】
なお、条件式（３）に代わり、次の条件式（３−１）、（３−２）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。
０．３＜|（１−β・β）×β’・β’|＜３・・・（３−１）
０．５＜|（１−β・β）×β’・β’|＜２．５・・・（３−２）
また、条件式（３−１）の上限値又は下限値を、条件式（３）、（３−２）の上限値又は下限値としても良いし、条件式（３−２）の上限値又は下限値を、条件式（３）、（３−１）の上限値又は下限値としても良い。
【００３８】
また、本実施形態の対物光学系は、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
２＜｜Ｆ1／Ｆc-d｜＜８・・・（４）
ただし、Ｆ1は前記第一の可動レンズ群の焦点距離、Ｆcは前記近接観察状態の最遠点での全系の焦点距離である。
【００３９】
この条件式（４）の下限値を下回ると、第一の可動レンズ群のパワーが強いため、フォーカシング時の像面湾曲収差の変化が大きくなりやすく、解像度が下がりやすい。一方、この条件式（４）の上限値を上回ると、第一の可動レンズ群のパワーが弱いため、フォーカシング時に必要な移動量が大きくなりやすく、光学系全体が大型化しやすい。
【００４０】
なお、条件式（４）に代わり、次の条件式（４−１）、（４−２）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。
３＜｜Ｆ1／Ｆc-d｜＜７・・・（４−１）
３．２＜｜Ｆ1／Ｆc-d｜＜６・・・（４−２）
また、条件式（４−１）の上限値又は下限値を、条件式（４）、（４−２）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）の上限値又は下限値としても良い。
【００４１】
また、本実施形態の対物光学系は、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
１．８＜｜Ｆ2／Ｆc-d｜＜５・・・（５）
ただし、Ｆ2は前記第二の可動レンズ群の焦点距離、Ｆcは前記近接観察状態の最遠点での全系の焦点距離である。
【００４２】
この条件式（５）の下限値を下回ると、第二の可動レンズ群のパワーが弱いため、変倍時やフォーカシング時に必要な移動量が大きくなりやすく、光学系全体が大型化しやすい。一方、この条件式（５）の上限値を上回ると、第二の可動レンズ群のパワーが強いため、倍率色収差や像面湾曲収差が悪化しやすい。
【００４３】
なお、条件式（５）に代わり、次の条件式（５−１）、（５−２）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。
１．８＜｜Ｆ2／Ｆc-d｜＜４．５・・・（５−１）
２＜｜Ｆ2／Ｆc-d｜＜４・・・（５−２）
また、条件式（５−１）の上限値又は下限値を、条件式（５）、（５−２）の上限値又は下限値としても良いし、条件式（５−２）の上限値又は下限値を、条件式（５）、（５−１）の上限値又は下限値としても良い。
【００４４】
また、本実施形態の対物光学系は、以下の条件式（６）を満足することが好ましい。
０．０２＜Ｄ1／Ｌ＜０．１２・・・（６）
ただし、Ｄ1は前記第一の可動レンズ群の物体側のレンズ群から前記第一の可動レンズ群までの空気間隔と前記第一の可動レンズ群から前記第一の可動レンズ群の像側のレンズ群までの空気間隔との和、Ｌは全系の全長である。
【００４５】
この条件式（６）の下限値を下回ると、第一の可動レンズ群によるフォーカシング時に必要なスペースが確保しにくいため、第一の可動レンズ群のパワーを強くしなければならず、諸収差が悪化しやすい。一方、この条件式（６）の上限値を上回ると、第一の可動レンズ群のフォーカシング時の移動距離が大きいため、光学系全体が大型化しやすい。
【００４６】
なお、条件式（６）に代わり、次の条件式（６−１）、（６−２）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。
０．０３＜Ｄ1／Ｌ＜０．１１・・・（６−１）
０．０４＜Ｄ1／Ｌ＜０．１０・・・（６−２）
また、条件式（６−１）の上限値又は下限値を、条件式（６）、（６−２）の上限値又は下限値としても良いし、条件式（６−２）の上限値又は下限値を、条件式（６）、（６−１）の上限値又は下限値としても良い。
【００４７】
また、本実施形態の対物光学系は、以下の条件式（７）を満足することが好ましい。
｜ＤＴc-n−ＤＴc-d｜＜５・・・（７）
ただし、ＤＴc-nは前記近接状態の最近点での像高比１．０の歪曲収差、ＤＴc-dは前記近接状態の最遠点での像高比１．０の歪曲収差である。
【００４８】
この条件式（７）の上限値を上回ると、第一の可動レンズ群によるフォーカシング時の歪曲収差の変化が大きくなりやすい。
【００４９】
なお、条件式（７）に代わり、次の条件式（７−１）、（７−２）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。
｜ＤＴc-n−ＤＴc-d｜＜４・・・（７−１）
｜ＤＴc-n−ＤＴc-d｜＜２・・・（７−２）
【００５０】
また、本実施形態の対物光学系は、以下の条件式（８）を満足することが好ましい。
ＤＴu＜−５０・・・（８）
ただし、ＤＴuは前記通常観察状態の最遠点での像高比１．０の歪曲収差である。
【００５１】
この条件式（７）の上限値を上回ると、広い範囲を観察することが困難になり使い勝手が悪くなりやすい。また周辺光量が落ちるため得られる画像の周辺が暗くなりやすい。
【００５２】
また、本実施形態の対物光学系は、以下の条件式（９）を満足することが好ましい。
Ｆｎｏu／Ｆｎｏc＞０．９４・・・（９）
ただし、Ｆｎｏuは前記通常観察状態での全系のＦナンバー、Ｆｎｏcは前記近接観察状態での全系のＦナンバーである。
【００５３】
このように構成すると、対物光学系と高画素化された撮像素子とを組み合わせて使用しても、通常観察状態から近接観察状態までの各変倍状態において十分な焦点深度を確保しやすい。これは、通常観察状態のＦナンバーが近接観察状態のＦナンバーとほぼ同じになるため、近接観察状態において回折の影響を受けないようにＦナンバーを小さくしても通常観察状態におけるＦナンバーを必要以上に小さくする必要がなくなるためである。
【００５４】
なお、この条件式（９）の上限値を上回ると、近接観察状態において回折限界までＦナンバーを小にした時、通常観察状態におけるＦナンバーが必要以上に小さくなりやすい。
【００５５】
また、本実施形態の対物光学系は、５つのレンズ群からなり、前記５つのレンズ群のうち物体側から２つ目のレンズ群が、前記第一の可動レンズ群であり、前記５つのレンズ群のうち物体側から４つ目のレンズ群が、前記第二の可動レンズ群であることが好ましい。
【００５６】
このような構成にすると、特定の被写体に対して像面湾曲収差や倍率色収差の変動が少ない精度の高いフォーカスを行いやすい。特に、内視鏡用等の対物光学系として利用する際に、非常に適した構成となる。
【００５７】
また、本実施形態の観察装置は、上記いずれかの対物光学系と、前記第一の可動レンズ群を移動させるオートフォーカス機構を備えていることを特徴とする。
【００５８】
なお、オートフォーカス機構は、例えば、第一の可動レンズ群を光軸に沿って移動させる駆動機構と、所定の情報（対物光学系の像側にＣＣＤ等の撮像素子を配置した場合におけるその撮像素子上に形成された画像情報や、対物光学系の先端から観察対象までの距離情報等）に基づき、駆動機構を制御する制御手段と、により構成したものである。
【００５９】
以下に、本実施形態の対物光学系の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００６０】
なお、光学系の光軸に沿う断面図の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。
【００６１】
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線における屈折率、νｄはｄ線におけるアッベ数をそれぞれ示している。
【実施例１】
【００６２】
以下に、図１〜図３を用いて、実施例１に係る対物光学系を備えた観察装置について詳細に説明する。
【００６３】
なお、図１は、この観察装置が備える光学系の構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。図２は、図１に示した光学系のレンズ群の移動方向を示す光軸に沿う断面図である。図３は、図１に示した光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。
【００６４】
図１及び図２に示すように、この観察装置は、対物光学系ＯＬとその対物光学系ＯＬの像側に配置された実質的には屈折力を有さない平レンズＰＬとＣＣＤカバーガラスＣＧとを含む光学系と、対物光学系ＯＬ中に配置された開口絞りＳと、撮像面ＩＭのみを示したＣＣＤ等の撮像素子とを備えている。なお、これらはすべて光軸Ｌｃ上に配置されている。
【００６５】
対物光学系は、物体側から順に、負のパワーを持つ第一レンズ群Ｇ1と、正のパワーを持ち光軸に沿って移動可能である第二レンズ群Ｇ2と、負のパワーを持ち光軸に沿って移動可能である第三レンズ群Ｇ3と、正のパワーを持つ第四レンズ群Ｇ4とからなる。なお、開口絞りＳは、第二レンズ群Ｇ2と第三レンズ群Ｇ3との間に、第三レンズ群Ｇ3と一体的に移動するように配置されている。
【００６６】
第一レンズ群Ｇ1は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ11と、平レンズであるレンズＬ12と、負のパワーを持つ両凹レンズであるレンズＬ13と、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ14とにより構成されている。
【００６７】
第二レンズ群Ｇ2は、物体側から順に、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ21と、負のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ22とにより構成されている。なお、レンズＬ21とレンズＬ22とは接合されている。
【００６８】
第三レンズ群Ｇ3は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ31と、正のパワーを持ち像側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ32とにより構成されている。なお、レンズＬ31とレンズＬ32とは接合されている。
【００６９】
第四レンズ群Ｇ4は、物体側から順に、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ41と、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ42と、負のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ43とにより構成されている。なお、レンズＬ42とレンズＬ43とは接合されている。
【００７０】
なお、この対物光学系では、第三レンズ群Ｇ3の単位移動量あたりの倍率変化量が、第二レンズ群Ｇ2の単位移動量あたりの倍率変化量よりも大きい。
【００７１】
そして、この観察装置では、第三レンズ群Ｇ3を光軸に沿って移動させることによって、観察領域内に複数の被写体が存在するような通常観察状態からそれらの複数の被写体の中から観察者が任意に選択した特定の被写体を近接して詳細に観察するための近接観察状態へと、観察状態を可逆的、かつ、連続的に変更することができるようになっている。
【００７２】
また、この観察装置では、第三レンズ群Ｇ3だけではなく第二レンズ群Ｇ2を光軸に沿って移動させることによって、どのような観察状態においても精密なフォーカシングを行うことができるようになっている。
【００７３】
次に、この観察装置に備えられた光学系に係る数値データを示す。
【００７４】
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 ∞ 0.36 1.88300 40.76
2 0.996 0.82
3 ∞ 0.31 1.51400 75.00
4 ∞ 0.37
5 -6.212 0.60 1.51742 52.43
6 7.399 0.24
7 20.660 1.09 1.51633 64.14
8 -1.988 Ｄ８
9 5.439 0.90 1.77250 49.60
10 -3.566 0.31 1.92286 18.90
11 -8.344 Ｄ１１
12（絞り面） ∞ 0.03
13 ∞ 0.28 1.48749 70.23
14 1.200 0.32 1.59270 35.31
15 1.542 Ｄ１５
16 2.648 1.45 1.48749 70.23
17 -11.997 0.16
18 2.523 1.47 1.48749 70.23
19 -1.897 0.40 1.92286 18.90
20 -4.420 0.15
21 ∞ 0.40 1.52300 58.50
22 ∞ 0.50
23 ∞ 1.60 1.51633 64.14
24（像面） ∞
【００７５】
対物光学系に係る各種データ
ズーム比：1.38
撮影状態 通常観察 中間 近接観察 近接観察
（最遠点） （最遠点） （最遠点） （最近点）
焦点距離 0.95 1.14 1.31 1.35
Ｆナンバー 5.26 5.52 5.40 5.31
画角（２ω） 142.41 97.88 71.18 67.90
像高 0.85 0.85 0.85 0.85
レンズ全長（in air） 13.48 13.24 12.83 12.74
ＢＦ（in air） 1.90 1.66 1.25 1.16
【００７６】
面間隔
撮影状態 通常観察 中間 近接観察 近接観察
（最遠点） （最遠点） （最遠点） （最近点）
Ｄ８ 0.50 0.50 0.50 0.35
Ｄ１１ 0.35 1.04 1.81 1.96
Ｄ１５ 1.63 0.93 0.16 0.16
【００７７】
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -5.10
2 9 4.91
3 13 -3.45
4 16 2.87
【００７８】
条件式に係るデータ
条件式（１）：３＜（ｍc-d／ｍu-d）／（ｍc-n／ｍc-d）＜１０：６．９３４
条件式（２）：１＜ｍc-n／ｍc-d＜１．５５：１．０９０８
条件式（３）：０．２＜|（１−β・β）×β’・β’|＜３：０．３１６７８
条件式（４）：２＜｜Ｆ1／Ｆc-d｜＜８：３．７３５３８３
条件式（５）：１．８＜｜Ｆ2／Ｆc-d｜＜５：２．６２５０９９
条件式（６）：０．０２＜Ｄ1／Ｌ＜０．１２：０．０４９５４２１９１
条件式（７）：｜ＤＴc-n−ＤＴc-d｜＜５：１．５２６２
条件式（８）：ＤＴu＜−５０：−６７．９２１
条件式（９）：Ｆｎｏu／Ｆｎｏc＞０．９４：０．９７４
【実施例２】
【００７９】
以下に、図４〜図６を用いて、実施例２に係る対物光学系を備えた観察装置について詳細に説明する。
【００８０】
なお、図４は、この観察装置が備える光学系の構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。図５は、図４に示した光学系のレンズ群の移動方向を示す光軸に沿う断面図である。図６は、図４に示した光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。
【００８１】
図４及び図５に示すように、この観察装置は、対物光学系ＯＬとその対物光学系ＯＬの像側に配置された実質的には屈折力を有さない平レンズＰＬとＣＣＤカバーガラスＣＧとを含む光学系と、対物光学系ＯＬ中に配置された開口絞りＳと、撮像面ＩＭのみを示したＣＣＤ等の撮像素子とを備えている。なお、これらはすべて光軸Ｌｃ上に配置されている。
【００８２】
対物光学系は、物体側から順に、負のパワーを持つ第一レンズ群Ｇ1と、正のパワーを持ち光軸に沿って移動可能である第二レンズ群Ｇ2と、正のパワーを持つ第三レンズ群Ｇ3と、負のパワーを持ち光軸に沿って移動可能である第四レンズ群Ｇ4と、正のパワーを持つ第五レンズ群Ｇ5とからなる。なお、開口絞りＳは、第三レンズ群Ｇ3と第四レンズ群Ｇ4との間に、第四レンズ群Ｇ4と一体的に移動するように配置されている。
【００８３】
第一レンズ群Ｇ1は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ11と、平レンズであるレンズＬ12と、負のパワーを持ち像側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ13とにより構成されている。
【００８４】
第二レンズ群Ｇ2は、正のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ21により構成されている。
【００８５】
第三レンズ群Ｇ3は、物体側から順に、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ31と、負のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ32とにより構成されている。なお、レンズＬ31とレンズＬ32とは接合されている。
【００８６】
第四レンズ群Ｇ4は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ41と、正のパワーを持ち像側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ42とにより構成されている。なお、レンズＬ41とレンズＬ42とは接合されている。
【００８７】
第五レンズ群Ｇ5は、物体側から順に、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ51と、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ52と、負のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ53とにより構成されている。なお、レンズＬ52とレンズＬ53とは接合されている。
【００８８】
なお、この対物光学系では、第四レンズ群Ｇ4の単位移動量あたりの倍率変化量が、第二レンズ群Ｇ2の単位移動量あたりの倍率変化量よりも大きい。
【００８９】
そして、この観察装置では、第四レンズ群Ｇ4を光軸に沿って移動させることによって、観察領域内に複数の被写体が存在するような通常観察状態からそれらの複数の被写体の中から観察者が任意に選択した特定の被写体を近接して詳細に観察するための近接観察状態へと、観察状態を可逆的、かつ、連続的に変更することができるようになっている。
【００９０】
また、この観察装置では、第四レンズ群Ｇ4だけではなく第二レンズ群Ｇ2を光軸に沿って移動させることによって、どのような観察状態においても精密なフォーカシングを行うことができるようになっている。
【００９１】
次に、この観察装置に備えられた光学系に係る数値データを示す。
【００９２】
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 ∞ 0.36 1.88300 40.76
2 1.077 0.82
3 ∞ 0.31 1.51400 74.00
4 ∞ 0.28
5 8.349 0.60 1.51742 52.43
6 3.733 Ｄ６
7 -10.468 1.00 1.51633 64.14
8 -1.987 Ｄ８
9 6.230 0.90 1.77250 49.60
10 -2.754 0.31 1.92286 18.90
11 -6.114 Ｄ１１
12（絞り面） ∞ 0.03
13 ∞ 0.28 1.48749 70.23
14 0.733 0.32 1.59270 35.31
15 1.228 Ｄ１５
16 2.477 1.45 1.48749 70.23
17 -8.708 0.16
18 2.204 1.47 1.48749 70.23
19 -1.833 0.40 1.92286 18.90
20 -6.842 0.15
21 ∞ 0.40 1.52300 58.50
22 ∞ 0.50
23 ∞ 1.60 1.51633 64.14
24（像面） ∞
【００９３】
対物光学系に係る各種データ
ズーム比：1.39
撮影状態 通常観察 中間 近接観察 近接観察
（最遠点） （最遠点） （最遠点） （最近点）
焦点距離 0.95 1.23 1.33 1.28
Ｆナンバー 5.10 5.48 5.40 5.22
画角（２ω） 142.45 82.85 69.54 69.30
像高 0.85 0.85 0.85 0.85
レンズ全長（in air） 13.39 13.05 12.81 12.66
ＢＦ（in air） 1.91 1.57 1.33 1.18
【００９４】
面間隔
撮影状態 通常観察 中間 近接観察 近接観察
（最遠点） （最遠点） （最遠点） （最近点）
Ｄ６ 0.60 0.60 0.60 0.69
Ｄ８ 0.50 0.50 0.50 0.41
Ｄ１１ 0.15 1.11 1.51 1.51
Ｄ１５ 1.54 0.58 0.18 0.18
【００９５】
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -0.98
2 7 4.57
3 9 4.71
4 13 -3.07
5 16 2.73
【００９６】
条件式に係るデータ
条件式（１）：３＜（ｍc-d／ｍu-d）／（ｍc-n／ｍc-d）＜１０：５．９９２２
条件式（２）：１＜ｍc-n／ｍc-d＜１．５５：１．２８１５
条件式（３）：０．２＜|（１−β・β）×β’・β’|＜３：２．２４８２
条件式（４）：２＜｜Ｆ1／Ｆc-d｜＜８：３．４３９５３２
条件式（５）：１．８＜｜Ｆ2／Ｆc-d｜＜５：２．３１６４３７
条件式（６）：０．０２＜Ｄ1／Ｌ＜０．１２：０．０７７８４６１０３
条件式（７）：｜ＤＴc-n−ＤＴc-d｜＜５：１．８３５１
条件式（８）：ＤＴu＜−５０：−６８．２１３１
条件式（９）：Ｆｎｏu／Ｆｎｏc＞０．９４：０．９４４７２１
【実施例３】
【００９７】
以下に、図７〜図９を用いて、実施例３に係る対物光学系を備えた観察装置について詳細に説明する。
【００９８】
なお、図７は、この観察装置が備える光学系の構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。図８は、図７に示した光学系のレンズ群の移動方向を示す光軸に沿う断面図である。図９は、図７に示した光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。
【００９９】
図７及び図８に示すように、この観察装置は、対物光学系ＯＬとその対物光学系ＯＬの像側に配置された実質的には屈折力を有さない平レンズＰＬとＣＣＤカバーガラスＣＧとを含む光学系と、対物光学系ＯＬ中に配置された開口絞りＳと、撮像面ＩＭのみを示したＣＣＤ等の撮像素子とを備えている。なお、これらはすべて光軸Ｌｃ上に配置されている。
【０１００】
対物光学系は、物体側から順に、負のパワーを持つ第一レンズ群Ｇ1と、負のパワーを持ち光軸に沿って移動可能である第二レンズ群Ｇ2と、正のパワーを持つ第三レンズ群Ｇ3と、負のパワーを持ち光軸に沿って移動可能である第四レンズ群Ｇ4と、正のパワーを持つ第五レンズ群Ｇ5とからなる。なお、開口絞りＳは、第三レンズ群Ｇ3と第四レンズ群Ｇ4との間に、第四レンズ群Ｇ4と一体的に移動するように配置されている。
【０１０１】
第一レンズ群Ｇ1は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ11と、平レンズであるレンズＬ12と、正のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ13とにより構成されている。
【０１０２】
第二レンズ群Ｇ2は、負のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ21により構成されている。
【０１０３】
第三レンズ群Ｇ3は、物体側から順に、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ31と、負のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ32とにより構成されている。なお、レンズＬ31とレンズＬ32とは接合されている。
【０１０４】
第四レンズ群Ｇ4は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ41と、正のパワーを持ち像側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ42とにより構成されている。なお、レンズＬ41とレンズＬ42とは接合されている。
【０１０５】
第五レンズ群Ｇ5は、物体側から順に、正のパワーを持ち像側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ51と、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ52と、負のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ53とにより構成されている。なお、レンズＬ52とレンズＬ53とは接合されている。
【０１０６】
なお、この対物光学系では、第四レンズ群Ｇ4の単位移動量あたりの倍率変化量が、第二レンズ群Ｇ2の単位移動量あたりの倍率変化量よりも大きい。
【０１０７】
そして、この観察装置では、第四レンズ群Ｇ4を光軸に沿って移動させることによって、観察領域内に複数の被写体が存在するような通常観察状態からそれらの複数の被写体の中から観察者が任意に選択した特定の被写体を近接して詳細に観察するための近接観察状態へと、観察状態を可逆的、かつ、連続的に変更することができるようになっている。
【０１０８】
また、この観察装置では、第四レンズ群Ｇ4だけではなく第二レンズ群Ｇ2を光軸に沿って移動させることによって、どのような観察状態においても精密なフォーカシングを行うことができるようになっている。
【０１０９】
次に、この観察装置に備えられた光学系に係る数値データを示す。
【０１１０】
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 ∞ 0.36 1.88300 40.76
2 1.219 0.82
3 ∞ 0.31 1.51400 73.43
4 ∞ 1.07
5 -3.199 0.60 1.51742 52.43
6 -1.762 Ｄ６
7 -1.500 0.30 1.51633 64.14
8 -2.732 Ｄ８
9 5.195 0.90 1.77250 49.60
10 -2.090 0.31 1.92286 18.90
11 -3.497 Ｄ１１
12（絞り面） ∞ 0.03
13 ∞ 0.28 1.48749 70.23
14 1.200 0.32 1.59270 35.31
15 1.783 Ｄ１５
16 2.734 1.45 1.48749 70.23
17 44.661 0.16
18 2.074 1.47 1.48749 70.23
19 -1.828 0.40 1.92286 18.90
20 -4.725 0.15
21 ∞ 0.40 1.52300 58.50
22 ∞ 0.50
23 ∞ 1.60 1.51633 64.14
24（像面） ∞
【０１１１】
対物光学系に係る各種データ
ズーム比：1.27
撮影状態 通常観察 中間 近接観察 近接観察
（最遠点） （最遠点） （最遠点） （最近点）
焦点距離 0.95 1.08 1.21 1.17
Ｆナンバー 5.41 5.53 5.40 5.26
画角（２ω） 142.66 106.19 82.40 83.45
像高 0.85 0.85 0.85 0.85
レンズ全長（in air） 13.38 13.18 12.88 12.75
ＢＦ（in air） 1.90 1.70 1.40 1.27
【０１１２】
面間隔
撮影状態 通常観察 中間 近接観察 近接観察
（最遠点） （最遠点） （最遠点） （最近点）
Ｄ６ 0.70 0.70 0.70 0.48
Ｄ８ 0.35 0.35 0.35 0.57
Ｄ１１ 0.15 0.79 1.49 1.49
Ｄ１５ 1.50 0.86 0.16 0.16
【０１１３】
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -3.83
2 7 -7.02
3 9 3.10
4 13 -4.18
5 16 3.05
【０１１４】
条件式に係るデータ
条件式（１）：３＜（ｍc-d／ｍu-d）／（ｍc-n／ｍc-d）＜１０：５．１８３５
条件式（２）：１＜ｍc-n／ｍc-d＜１．５５：１．２６７３
条件式（３）：０．２＜|（１−β・β）×β’・β’|＜３：０．７８６１３
条件式（４）：２＜｜Ｆ1／Ｆc-d｜＜８：５．８２５５２０
条件式（５）：１．８＜｜Ｆ2／Ｆc-d｜＜５：３．４７０６５４
条件式（６）：０．０２＜Ｄ1／Ｌ＜０．１２：０．０７４３１４４０７
条件式（７）：｜ＤＴc-n−ＤＴc-d｜＜５：１．９３０９
条件式（８）：ＤＴu＜−５０：−６８．０１８９
条件式（９）：Ｆｎｏu／Ｆｎｏc＞０．９４：１．００２４９
【実施例４】
【０１１５】
以下に、図１０〜図１２を用いて、実施例４に係る対物光学系を備えた観察装置について詳細に説明する。
【０１１６】
なお、図１０は、この観察装置が備える光学系の構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。図１１は、図１０に示した光学系のレンズ群の移動方向を示す光軸に沿う断面図である。図１２は、図１０に示した光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。
【０１１７】
図１０及び図１１に示すように、この観察装置は、対物光学系ＯＬとその対物光学系ＯＬの像側に配置された実質的には屈折力を有さない平レンズＰＬとＣＣＤカバーガラスＣＧとを含む光学系と、対物光学系ＯＬ中に配置された開口絞りＳと、撮像面ＩＭのみを示したＣＣＤ等の撮像素子とを備えている。なお、これらはすべて光軸Ｌｃ上に配置されている。
【０１１８】
対物光学系は、物体側から順に、負のパワーを持つ第一レンズ群Ｇ1と、正のパワーを持ち光軸に沿って移動可能である第二レンズ群Ｇ2と、正のパワーを持つ第三レンズ群Ｇ3と、負のパワーを持ち光軸に沿って移動可能である第四レンズ群Ｇ4と、正のパワーを持つ第五レンズ群Ｇ5とからなる。なお、開口絞りＳは、第三レンズ群Ｇ3と第四レンズ群Ｇ4との間に、第四レンズ群Ｇ4と一体的に移動するように配置されている。
【０１１９】
第一レンズ群Ｇ1は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ11と、平レンズであるレンズＬ12とにより構成されている。
【０１２０】
第二レンズ群Ｇ2は、正のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ21により構成されている。
【０１２１】
第三レンズ群Ｇ3は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ31と、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ32と、負のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ33とにより構成されている。なお、レンズＬ32とレンズＬ33とは接合されている。
【０１２２】
第四レンズ群Ｇ4は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ41と、正のパワーを持ち像側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ42とにより構成されている。なお、レンズＬ41とレンズＬ42とは接合されている。
【０１２３】
第五レンズ群Ｇ5は、物体側から順に、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ51と、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ52と、負のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ53とにより構成されている。なお、レンズＬ52とレンズＬ53とは接合されている。
【０１２４】
なお、この対物光学系では、第四レンズ群Ｇ4の単位移動量あたりの倍率変化量が、第二レンズ群Ｇ2の単位移動量あたりの倍率変化量よりも大きい。
【０１２５】
そして、この観察装置では、第四レンズ群Ｇ4を光軸に沿って移動させることによって、観察領域内に複数の被写体が存在するような通常観察状態からそれらの複数の被写体の中から観察者が任意に選択した特定の被写体を近接して詳細に観察するための近接観察状態へと、観察状態を可逆的、かつ、連続的に変更することができるようになっている。
【０１２６】
また、この観察装置では、第四レンズ群Ｇ4だけではなく第二レンズ群Ｇ2を光軸に沿って移動させることによって、どのような観察状態においても精密なフォーカシングを行うことができるようになっている。
【０１２７】
次に、この観察装置に備えられた光学系に係る数値データを示す。
【０１２８】
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 ∞ 0.36 1.88300 40.76
2 1.088 0.82
3 ∞ 0.31 1.51400 74.00
4 ∞ Ｄ４
5 -3.668 0.60 1.51742 52.43
6 -1.774 Ｄ６
7 -1.496 1.00 1.51633 64.14
8 -2.261 0.25
9 8.267 0.90 1.77250 49.60
10 -2.222 0.31 1.92286 18.90
11 -3.851 Ｄ１１
12（絞り面） ∞ 0.03
13 ∞ 0.28 1.48749 70.23
14 1.100 0.32 1.59270 35.31
15 1.755 Ｄ１５
16 2.669 1.45 1.48749 70.23
17 -17.036 0.16
18 2.312 1.47 1.48749 70.23
19 -2.147 0.40 1.92286 18.90
20 -9.061 0.17
21 ∞ 0.40 1.52300 58.50
22 ∞ 0.50
23 ∞ 1.60 1.51633 64.14
24（像面） ∞
【０１２９】
対物光学系に係る各種データ
ズーム比：1.30
撮影状態 通常観察 中間 近接観察 近接観察
（最遠点） （最遠点） （最遠点） （最近点）
焦点距離 0.94 1.09 1.23 1.21
Ｆナンバー 5.41 5.56 5.40 5.35
画角（２ω） 142.68 102.64 77.54 77.57
像高 0.85 0.85 0.85 0.85
レンズ全長（in air） 13.38 13.17 12.83 12.78
ＢＦ（in air） 1.92 1.70 1.36 1.32
【０１３０】
面間隔
撮影状態 通常観察 中間 近接観察 近接観察
（最遠点） （最遠点） （最遠点） （最近点）
Ｄ４ 0.53 0.53 0.53 0.58
Ｄ６ 0.40 0.40 0.40 0.35
Ｄ１１ 0.15 0.90 1.72 1.72
Ｄ１５ 1.72 0.98 0.16 0.16
【０１３１】
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -1.23
2 5 5.99
3 7 3.82
4 13 -4.25
5 16 3.09
【０１３２】
条件式に係るデータ
条件式（１）：３＜（ｍc-d／ｍu-d）／（ｍc-n／ｍc-d）＜１０：６．５６４１
条件式（２）：１＜ｍc-n／ｍc-d＜１．５５：１．０７７５
条件式（３）：０．２＜|（１−β・β）×β’・β’|＜３：１．０６９７１
条件式（４）：２＜｜Ｆ1／Ｆc-d｜＜８：４．８８５３７８
条件式（５）：１．８＜｜Ｆ2／Ｆc-d｜＜５：３．４６０７５４
条件式（６）：０．０２＜Ｄ1／Ｌ＜０．１２：０．０５６６１７
条件式（７）：｜ＤＴc-n−ＤＴc-d｜＜５：０．６３３２７
条件式（８）：ＤＴu＜−５０：−６７．９７８３
条件式（９）：Ｆｎｏu／Ｆｎｏc＞０．９４：１．００１６６
【実施例５】
【０１３３】
以下に、図１３及び図１５を用いて、実施例５に係る対物光学系を備えた観察装置について詳細に説明する。
【０１３４】
なお、図１３は、この観察装置が備える光学系の構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。図１４は、図１３に示した光学系のレンズ群の移動方向を示す光軸に沿う断面図である。図１５は、図１３に示した光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。
【０１３５】
図１３及び図１４に示すように、この観察装置は、対物光学系ＯＬとその対物光学系ＯＬの像側に配置された実質的には屈折力を有さない平レンズＰＬとＣＣＤカバーガラスＣＧとを含む光学系と、対物光学系ＯＬ中に配置された開口絞りＳと、撮像面ＩＭのみを示したＣＣＤ等の撮像素子とを備えている。なお、これらはすべて光軸Ｌｃ上に配置されている。
【０１３６】
対物光学系は、物体側から順に、負のパワーを持つ第一レンズ群Ｇ1と、負のパワーを持ち光軸に沿って移動可能である第二レンズ群Ｇ2と、正のパワーを持つ第三レンズ群Ｇ3と、負のパワーを持ち光軸に沿って移動可能である第四レンズ群Ｇ4と、正のパワーを持つ第五レンズ群Ｇ5とからなる。なお、開口絞りＳは、第三レンズ群Ｇ3と第四レンズ群Ｇ4との間に、第四レンズ群Ｇ4と一体的に移動するように配置されている。
【０１３７】
第一レンズ群Ｇ1は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ11と、平レンズであるレンズＬ12とにより構成されている。
【０１３８】
第二レンズ群Ｇ2は、負のパワーを持ち像側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ21により構成されている。
【０１３９】
第三レンズ群Ｇ3は、物体側から順に、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ31と、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ32と、負のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ33とにより構成されている。なお、レンズＬ32とレンズＬ33とは接合されている。
【０１４０】
第四レンズ群Ｇ4は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ41と、正のパワーを持ち像側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ42とにより構成されている。なお、レンズＬ41とレンズＬ42とは接合されている。
【０１４１】
第五レンズ群Ｇ5は、物体側から順に、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ51と、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ52と、負のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ53とにより構成されている。なお、レンズＬ52とレンズＬ53とは接合されている。
【０１４２】
なお、この対物光学系では、第四レンズ群Ｇ4の単位移動量あたりの倍率変化量が、第二レンズ群Ｇ2の単位移動量あたりの倍率変化量よりも大きい。
【０１４３】
そして、この観察装置では、第四レンズ群Ｇ4を光軸に沿って移動させることによって、観察領域内に複数の被写体が存在するような通常観察状態からそれらの複数の被写体の中から観察者が任意に選択した特定の被写体を近接して詳細に観察するための近接観察状態へと、観察状態を可逆的、かつ、連続的に変更することができるようになっている。
【０１４４】
また、この観察装置では、第四レンズ群Ｇ4だけではなく第二レンズ群Ｇ2を光軸に沿って移動させることによって、どのような観察状態においても精密なフォーカシングを行うことができるようになっている。
【０１４５】
次に、この観察装置に備えられた光学系に係る数値データを示す。
【０１４６】
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 ∞ 0.36 1.88300 40.76
2 1.102 0.82
3 ∞ 0.31 1.51400 74.00
4 ∞ Ｄ４
5 8.210 0.60 1.51742 52.43
6 2.334 Ｄ６
7 6.426 1.00 1.51633 64.14
8 -3.085 0.25
9 99.199 0.90 1.77250 49.60
10 -2.013 0.31 1.92286 18.90
11 -3.076 Ｄ１１
12（絞り面） ∞ 0.03
13 ∞ 0.28 1.48749 70.23
14 1.100 0.32 1.59270 35.31
15 1.743 Ｄ１５
16 2.558 1.45 1.48749 70.23
17 -16.397 0.16
18 2.293 1.47 1.48749 70.23
19 -2.029 0.40 1.92286 18.90
20 -10.233 0.15
21 ∞ 0.40 1.52300 58.50
22 ∞ 0.50
23 ∞ 1.60 1.51633 64.14
24（像面） ∞
【０１４７】
対物光学系に係る各種データ
ズーム比：1.30
撮影状態 通常観察 中間 近接観察 近接観察
（最遠点） （最遠点） （最遠点） （最近点）
焦点距離 0.94 1.09 1.23 1.22
Ｆナンバー 5.40 5.57 5.40 5.35
画角（２ω） 142.71 101.70 76.57 76.20
像高 0.85 0.85 0.85 0.85
レンズ全長（in air） 13.38 13.17 12.82 12.78
ＢＦ（in air） 1.90 1.69 1.34 1.30
【０１４８】
面間隔
撮影状態 通常観察 中間 近接観察 近接観察
（最遠点） （最遠点） （最遠点） （最近点）
Ｄ４ 0.53 0.53 0.53 0.50
Ｄ６ 0.40 0.40 0.40 0.43
Ｄ１１ 0.15 0.91 1.73 1.73
Ｄ１５ 1.74 0.98 0.16 0.16
【０１４９】
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -1.25
2 5 -6.53
3 7 2.45
4 13 -4.20
5 16 3.08
【０１５０】
条件式に係るデータ
条件式（１）：３＜（ｍc-d／ｍu-d）／（ｍc-n／ｍc-d）＜１０：６．６６７１７
条件式（２）：１＜ｍc-n／ｍc-d＜１．５５：１．０６９９
条件式（３）：０．２＜|（１−β・β）×β’・β’|＜３：１．５１５００７
条件式（４）：２＜｜Ｆ1／Ｆc-d｜＜８：５．３１６０４９
条件式（５）：１．８＜｜Ｆ2／Ｆc-d｜＜５：３．４２２２６６
条件式（６）：０．０２＜Ｄ1／Ｌ＜０．１２：０．０５６６１７
条件式（７）：｜ＤＴc-n−ＤＴc-d｜＜５：０．７０３５１
条件式（８）：ＤＴu＜−５０：−６７．９７７４
条件式（９）：Ｆｎｏu／Ｆｎｏc＞０．９４：１．０００２０５
【実施例６】
【０１５１】
以下に、図１６〜図１８を用いて、実施例６に係る対物光学系を備えた観察装置について詳細に説明する。
【０１５２】
なお、図１６は、この観察装置が備える光学系の構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。図１７は、図１６に示した光学系のレンズ群の移動方向を示す光軸に沿う断面図である。図１８は、図１６に示した光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図であり、（ａ）は通常観察状態の最遠点での状態、（ｂ）は中間状態の最遠点での状態、（ｃ）は近接観察状態の最遠点での状態を示す図である。
【０１５３】
図１６及び図１７に示すように、この観察装置は、対物光学系ＯＬとその対物光学系ＯＬの像側に配置された実質的には屈折力を有さない平レンズＰＬとを含む光学系と、対物光学系ＯＬ中に配置された開口絞りＳと、撮像面ＩＭのみを示したＣＣＤ等の撮像素子とを備えている。なお、これらはすべて光軸Ｌｃ上に配置されている。
【０１５４】
対物光学系は、物体側から順に、負のパワーを持つ第一レンズ群Ｇ1と、正のパワーを持ち光軸に沿って移動可能である第二レンズ群Ｇ2と、正のパワーを持つ第三レンズ群Ｇ3と、負のパワーを持ち光軸に沿って移動可能である第四レンズ群Ｇ4と、正のパワーを持つ第五レンズ群Ｇ5とからなる。なお、開口絞りＳは、第三レンズ群Ｇ3と第四レンズ群Ｇ4との間に、第四レンズ群Ｇ4と一体的に移動するように配置されている。
【０１５５】
第一レンズ群Ｇ1は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ11と、平レンズであるレンズＬ12と、負のパワーを持つ両凹レンズであるレンズＬ13とにより構成されている。
【０１５６】
第二レンズ群Ｇ2は、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ21により構成されている。
【０１５７】
第三レンズ群Ｇ3は、物体側から順に、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ31と、負のパワーを持ち像側に凸面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ32とにより構成されている。なお、レンズＬ31とレンズＬ32とは接合されている。
【０１５８】
第四レンズ群Ｇ4は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ41と、負のパワーを持ち像側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ42とにより構成されている。なお、レンズＬ41とレンズＬ42とは接合されている。
【０１５９】
第五レンズ群Ｇ5は、物体側から順に、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ51と、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ52と、負のパワーを持つ両凹レンズであるレンズＬ53と、正のパワーを持つ両凸レンズであるレンズＬ54とにより構成されている。なお、レンズＬ52とレンズＬ53とは接合されている。
【０１６０】
なお、この対物光学系では、第四レンズ群Ｇ4の単位移動量あたりの倍率変化量が、第二レンズ群Ｇ2の単位移動量あたりの倍率変化量よりも大きい。
【０１６１】
そして、この観察装置では、第四レンズ群Ｇ4を光軸に沿って移動させることによって、観察領域内に複数の被写体が存在するような通常観察状態からそれらの複数の被写体の中から観察者が任意に選択した特定の被写体を近接して詳細に観察するための近接観察状態へと、観察状態を可逆的、かつ、連続的に変更することができるようになっている。
【０１６２】
また、この観察装置では、第四レンズ群Ｇ4だけではなく第二レンズ群Ｇ2を光軸に沿って移動させることによって、どのような観察状態においても精密なフォーカシングを行うことができるようになっている。
【０１６３】
次に、この観察装置に備えられた光学系に係る数値データを示す。
【０１６４】
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 ∞ 0.28 1.88300 40.76
2 0.844 0.47
3 ∞ 0.31 1.51400 74.00
4 ∞ 0.28
5 -2.357 0.38 1.60342 38.03
6 223.221 Ｄ６
7 51.662 0.57 1.51633 64.14
8 -2.800 Ｄ８
9 4.119 0.71 1.75520 27.51
10 -1.027 0.36 1.92286 18.90
11 -2.339 Ｄ１１
12（絞り面） ∞ 0.02
13 ∞ 0.28 1.48749 70.23
14 1.742 0.50 1.59270 35.31
15 1.256 Ｄ１５
16 1.789 0.69 1.48749 70.23
17 -3.243 0.11
18 3.759 0.63 1.48749 70.23
19 -3.178 0.36 1.92286 18.90
20 4.753 1.31
21 3.283 0.69 1.58313 59.38
22 -7.262 0.30
23 ∞ 0.40 1.52300 58.50
24 ∞ 0.20
25（像面） ∞
【０１６５】
対物光学系に係る各種データ
ズーム比：1.09
撮影状態 通常観察 中間 近接観察 近接観察
（最遠点） （最遠点） （最遠点） （最近点）
焦点距離 0.88 0.92 0.96 0.95
Ｆナンバー 5.08 5.10 5.07 5.03
画角（２ω） 147.14 129.01 115.33 115.72
像高 0.85 0.85 0.85 0.85
レンズ全長（in air） 10.46 10.30 10.12 10.05
ＢＦ（in air） 0.69 0.54 0.35 0.28
【０１６６】
面間隔
撮影状態 通常観察 中間 近接観察 近接観察
（最遠点） （最遠点） （最遠点） （最近点）
Ｄ６ 0.87 0.87 0.87 0.91
Ｄ８ 0.25 0.25 0.25 0.20
Ｄ１１ 0.20 0.35 0.52 0.52
Ｄ１５ 0.51 0.36 0.20 0.20
【０１６７】
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -0.64
2 7 5.16
3 9 2.53
4 13 -2.49
5 16 2.94
【０１６８】
条件式に係るデータ
条件式（１）：３＜（ｍc-d／ｍu-d）／（ｍc-n／ｍc-d）＜１０：４．６１２９７
条件式（２）：１＜ｍc-n／ｍc-d＜１．５５：１．１９５３
条件式（３）：０．２＜|（１−β・β）×β’・β’|＜３：１．９０１６
条件式（４）：２＜｜Ｆ1／Ｆc-d｜＜８：５．１０１３４７８２２
条件式（５）：１．８＜｜Ｆ2／Ｆc-d｜＜５：２．５９９３１
条件式（６）：０．０２＜Ｄ1／Ｌ＜０．１２：０．１００９６７３８９
条件式（７）：｜ＤＴc-n−ＤＴc-d｜＜５：２．０８８７５
条件式（８）：ＤＴu＜−５０：−７０．００７５
条件式（９）：Ｆｎｏu／Ｆｎｏc＞０．９４：１．００２７９
【０１６９】
なお、本発明の対物光学系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。例えば、上記実施例においては、各レンズ群内又は各レンズ群外に実質的に屈折力を有さないレンズを配置しているが（実施例１の第１レンズ群Ｇ1内に配置されているレンズＬ12や対物光学系ＯＬの像側に配置されている平レンズＰＬ）、これらのレンズは必ずしも配置しなくてもよい。また、逆に、各レンズ群内又は各レンズ群外に、上記各実施例に図示されていないレンズであって、実質的に屈折力を有さないレンズを配置してもよい。
【符号の説明】
【０１７０】
Ｇ1 第一レンズ群
Ｇ2 第二レンズ群
Ｇ3 第三レンズ群
Ｇ4 第四レンズ群
Ｇ5 第五レンズ群
ＩＭ 撮像面
Ｌｃ 光軸
Ｌ11，Ｌ12，Ｌ13，Ｌ14，Ｌ15，Ｌ16，Ｌ21，Ｌ22，Ｌ31，Ｌ32，Ｌ41，Ｌ42，Ｌ43，Ｌ51，Ｌ52，Ｌ53，Ｌ54 レンズ
ＯＬ 対物光学系
ＰＬ 平レンズ
Ｓ 開口絞り
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のレンズ群が移動することによって可逆的且つ連続的に通常観察状態から近接観察状態への観察状態の変更を行うことのできる対物光学系において、
最も物体側に配置されていてフォーカシング時及び前記観察状態の変更時に固定の負のパワーを持つ固定レンズ群と、フォーカシング時に少なくとも一方が光軸に沿って移動する第一の可動レンズ群及び第二の可動レンズ群と、を備え、
前記第二の可動レンズ群の単位移動量あたりの倍率変化量が、前記第一の可動レンズ群よりも大きく、
前記第二の可動レンズ群が移動することによって前記観察状態の変更を行うことを特徴とする対物光学系。
【請求項２】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の対物光学系。
３＜（ｍc-d／ｍu-d）／（ｍc-n／ｍc-d）＜１０
ただし、ｍc-dは前記近接観察状態の最遠点での全系の横倍率、ｍu-dは前記通常観察状態の最遠点での全系の横倍率、ｍc-nは前記近接観察状態の最近点での全系の横倍率である。
【請求項３】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の対物光学系。
１＜ｍc-n／ｍc-d＜１．５５
ただし、ｍc-nは前記近接観察状態の最近点での全系の横倍率、ｍc-dは前記近接観察状態の最遠点での全系の横倍率である。
【請求項４】
前記第一の可動レンズ群よりも像側にレンズ群を備え、
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項に記載の対物光学系。
０．２＜|（１−β・β）×β’・β’|＜３
ただし、βは前記第一の可動レンズ群の横倍率、β’は前記第一の可動レンズ群よりも像側の前記レンズ群の横倍率である。
【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項に記載の対物光学系。
２＜｜Ｆ1／Ｆc-d｜＜８
ただし、Ｆ1は前記第一の可動レンズ群の焦点距離、Ｆc-dは前記近接観察状態の最遠点での全系の焦点距離である。
【請求項６】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の対物光学系。
１．８＜｜Ｆ2／Ｆc-d｜＜５
ただし、Ｆ2は前記第二の可動レンズ群の焦点距離、Ｆc-dは前記近接観察状態の最遠点での全系の焦点距離である。
【請求項７】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の対物光学系。
０．０２＜Ｄ1／Ｌ＜０．１２
ただし、Ｄ1は前記第一の可動レンズ群の物体側のレンズ群から前記第一の可動レンズ群までの空気間隔と前記第一の可動レンズ群から前記第一の可動レンズ群の像側のレンズ群までの空気間隔との和、Ｌは全系の全長である。
【請求項８】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の対物光学系。
｜ＤＴc-n−ＤＴc-d｜＜５
ただし、ＤＴc-nは前記近接状態の最近点での像高比１．０の歪曲収差、ＤＴc-dは前記近接状態の最遠点での像高比１．０の歪曲収差である。
【請求項９】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の対物光学系。
ＤＴu＜−５０
ただし、ＤＴuは前記通常観察状態の最遠点での像高比１．０の歪曲収差である。
【請求項１０】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の対物光学系。
Ｆｎｏu／Ｆｎｏc＜０．９４
ただし、Ｆｎｏuは前記通常観察状態での全系のＦナンバー、Ｆｎｏcは前記近接観察状態での全系のＦナンバーである。
【請求項１１】
５つのレンズ群からなり、
前記５つのレンズ群のうち物体側から２つ目のレンズ群が、前記第一の可動レンズ群であり、
前記５つのレンズ群のうち物体側から４つ目のレンズ群が、前記第二の可動レンズ群であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の対物光学系。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の対物光学系と、
前記第一の可動レンズ群を移動させるオートフォーカス機構を備えていることを特徴とする観察装置。
【請求項１】
所定のレンズ群が移動することによって可逆的且つ連続的に通常観察状態から近接観察状態への観察状態の変更を行うことのできる対物光学系において、
最も物体側に配置されていてフォーカシング時及び前記観察状態の変更時に固定の負のパワーを持つ固定レンズ群と、フォーカシング時に少なくとも一方が光軸に沿って移動する第一の可動レンズ群及び第二の可動レンズ群と、を備え、
前記第二の可動レンズ群の単位移動量あたりの倍率変化量が、前記第一の可動レンズ群よりも大きく、
前記第二の可動レンズ群が移動することによって前記観察状態の変更を行うことを特徴とする対物光学系。
【請求項２】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の対物光学系。
３＜（ｍc-d／ｍu-d）／（ｍc-n／ｍc-d）＜１０
ただし、ｍc-dは前記近接観察状態の最遠点での全系の横倍率、ｍu-dは前記通常観察状態の最遠点での全系の横倍率、ｍc-nは前記近接観察状態の最近点での全系の横倍率である。
【請求項３】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の対物光学系。
１＜ｍc-n／ｍc-d＜１．５５
ただし、ｍc-nは前記近接観察状態の最近点での全系の横倍率、ｍc-dは前記近接観察状態の最遠点での全系の横倍率である。
【請求項４】
前記第一の可動レンズ群よりも像側にレンズ群を備え、
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項に記載の対物光学系。
０．２＜|（１−β・β）×β’・β’|＜３
ただし、βは前記第一の可動レンズ群の横倍率、β’は前記第一の可動レンズ群よりも像側の前記レンズ群の横倍率である。
【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項に記載の対物光学系。
２＜｜Ｆ1／Ｆc-d｜＜８
ただし、Ｆ1は前記第一の可動レンズ群の焦点距離、Ｆc-dは前記近接観察状態の最遠点での全系の焦点距離である。
【請求項６】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の対物光学系。
１．８＜｜Ｆ2／Ｆc-d｜＜５
ただし、Ｆ2は前記第二の可動レンズ群の焦点距離、Ｆc-dは前記近接観察状態の最遠点での全系の焦点距離である。
【請求項７】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の対物光学系。
０．０２＜Ｄ1／Ｌ＜０．１２
ただし、Ｄ1は前記第一の可動レンズ群の物体側のレンズ群から前記第一の可動レンズ群までの空気間隔と前記第一の可動レンズ群から前記第一の可動レンズ群の像側のレンズ群までの空気間隔との和、Ｌは全系の全長である。
【請求項８】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の対物光学系。
｜ＤＴc-n−ＤＴc-d｜＜５
ただし、ＤＴc-nは前記近接状態の最近点での像高比１．０の歪曲収差、ＤＴc-dは前記近接状態の最遠点での像高比１．０の歪曲収差である。
【請求項９】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の対物光学系。
ＤＴu＜−５０
ただし、ＤＴuは前記通常観察状態の最遠点での像高比１．０の歪曲収差である。
【請求項１０】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の対物光学系。
Ｆｎｏu／Ｆｎｏc＜０．９４
ただし、Ｆｎｏuは前記通常観察状態での全系のＦナンバー、Ｆｎｏcは前記近接観察状態での全系のＦナンバーである。
【請求項１１】
５つのレンズ群からなり、
前記５つのレンズ群のうち物体側から２つ目のレンズ群が、前記第一の可動レンズ群であり、
前記５つのレンズ群のうち物体側から４つ目のレンズ群が、前記第二の可動レンズ群であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の対物光学系。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の対物光学系と、
前記第一の可動レンズ群を移動させるオートフォーカス機構を備えていることを特徴とする観察装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１３−１０４９５６（Ｐ２０１３−１０４９５６Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４７５２２（Ｐ２０１１−２４７５２２）
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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