ズーム結像光学系、及び、それを備えた顕微鏡
【課題】広い変倍範囲で収差が良好に補正されたコンパクトなズーム結像光学系及びズーム顕微鏡の技術を提供する。
【解決手段】ズーム結像光学系２０は、無限遠補正型の対物レンズと組み合わせて用いられるズーム結像光学系である。ズーム結像光学系２０は、対物レンズからの光束を集光して中間像を形成する結像レンズ２１と、中間像を像面に投影するズーム機能を有するリレーレンズであるズームレンズ２２と、を含む。ズームレンズ２２は、中間像側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、正のパワーを有する可動群である第２レンズ群Ｇ２と、光軸方向に移動する開口絞りＡＳと、正または負のパワーを有する可動群である第３レンズ群Ｇ３と、負のパワーを有する第４レンズ群Ｇ４と、を含み、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３の移動により変倍する。
【解決手段】ズーム結像光学系２０は、無限遠補正型の対物レンズと組み合わせて用いられるズーム結像光学系である。ズーム結像光学系２０は、対物レンズからの光束を集光して中間像を形成する結像レンズ２１と、中間像を像面に投影するズーム機能を有するリレーレンズであるズームレンズ２２と、を含む。ズームレンズ２２は、中間像側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、正のパワーを有する可動群である第２レンズ群Ｇ２と、光軸方向に移動する開口絞りＡＳと、正または負のパワーを有する可動群である第３レンズ群Ｇ３と、負のパワーを有する第４レンズ群Ｇ４と、を含み、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３の移動により変倍する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ズーム結像光学系、及び、それを備えた顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
焦点距離が可変なズーム結像光学系を含むズーム顕微鏡の変倍方式としては、従来から、対物レンズからの光束を結像レンズにより集光して中間像を形成し、ズーム機能を有するリレーレンズによりその中間像を変倍した像を像面に投影する方式が知られている。このような方式を採用したズーム顕微鏡は、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００３】
また、中間像を形成せずに、ズーム機能を有するリレーレンズにより、像面に形成される像の倍率を直接変倍する方式も知られている。このような方式を採用したズーム顕微鏡は、例えば、特許文献２及び特許文献３に開示されている。
ズーム顕微鏡の変倍方式は、一般に、上述した２つの方式に大別することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２７４１３７号公報
【特許文献２】特開２００４−３６１７７８号公報
【特許文献３】特開２００６−１５４２３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ズーム顕微鏡の分野では、広い変倍範囲で収差が良好に補正されたズーム結像光学系が望まれているが、このようなズーム結像光学系をコンパクトに構成することは非常に難しい。
【０００６】
中間像を形成する方式を採用するズーム顕微鏡では、結像レンズとリレーレンズの間に中間像が形成されるため、結像レンズとリレーレンズからなるズーム結像光学系の全長が長くなくなりやすい。また、ズーム機能を有するリレーレンズでは、その変倍範囲を広くすると、低倍端における像側ＮＡが大きくなることから、収差が良好に補正されたズーム結像光学系の設計が困難となる。このため、光学系を大きくして設計上の制約を緩和せざるを得ない。
【０００７】
従って、特許文献１で開示される特許文献１で開示されるズーム顕微鏡では、ズーム結像光学系の全長が長くなり、顕微鏡全体も大きくなってしまう。なお、変倍範囲を広くするほど、その傾向はより顕著になる。
【０００８】
また、像面に形成される像の倍率を直接変倍する方式を採用するズーム顕微鏡では、瞳位置がズーム機能を有するリレーレンズの外部に存在することになるため、収差が良好に補正されたズーム結像光学系の設計は、難易度の高いものとなってしまう。また、その変倍範囲を広くすると、さらに収差補正が難しくなることから、光学系を大きくして設計上の制約を緩和せざるを得ない。
【０００９】
従って、特許文献２または特許文献３で開示されるズーム顕微鏡でも、変倍範囲を広くすると、ズーム結像光学系の全長が長くなり、顕微鏡全体も大きくなってしまう。
【００１０】
このように、特許文献１から特許文献３のいずれに開示されるズーム顕微鏡においても、変倍範囲が広いズーム結像光学系をコンパクトに設計することは、非常に困難である。
【００１１】
以上のような実情を踏まえて、本発明では、広い変倍範囲で収差が良好に補正されたコンパクトなズーム結像光学系及びズーム顕微鏡の技術を提供することを目的する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の態様は、無限遠補正型の対物レンズと組み合わせて用いられるズーム結像光学系であって、前記対物レンズからの光束を集光して中間像を形成する結像レンズと、前記中間像を像面に投影する、ズーム機能を有するリレーレンズと、を含み、前記リレーレンズは、前記中間像側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する可動群である第２レンズ群と、正または負のパワーを有する可動群である第３レンズ群と、負のパワーを有する第４レンズ群と、を含み、前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群の前記光軸方向への移動により、変倍するズーム結像光学系を提供する。
【００１３】
本発明の第２の態様は、第１の態様に記載のズーム結像光学系において、前記リレーレンズは、第２レンズ群と第３レンズ群の間に光軸方向に移動する開口絞りを有し、前記開口絞りは、前記対物レンズの射出瞳位置と光学的に共役な位置又はその近傍に配置されるズーム結像光学系を提供する。
【００１４】
本発明の第３の態様は、第２の態様に記載のズーム結像光学系において、ＦＴＬを前記結像レンズの焦点距離とし、ＦＭＩＮを前記結像レンズと低倍端状態における前記リレーレンズとの合成焦点距離とするとき、以下の条件式を満たすズーム結像光学系を提供する。
−２．７ ＜ ＦＴＬ／ＦＭＩＮ ＜ −０．９
【００１５】
本発明の第４の態様は、第２の態様または第３の態様に記載のズーム結像光学系において、ＦＴＬを前記結像レンズの焦点距離とし、ＦＭＡＸを前記結像レンズと高倍端状態における前記リレーレンズとの合成焦点距離とするとき、以下の条件式を満たすズーム結像光学系を提供する。
−０．１６ ＜ ＦＴＬ／ＦＭＡＸ ＜ −０．０７
【００１６】
本発明の第５の態様は、第２の態様乃至第４の態様のいずれか１つに記載のズーム結像光学系において、φＥを高倍端状態での前記対物レンズの瞳径とし、ＬＰＩを前記対物レンズの前記射出瞳位置から前記結像レンズにより前記中間像が形成される一次結像位置までの距離とするとき、以下の条件式を満たすズーム結像光学系を提供する。
０．０５ ＜ φＥ／ＬＰＩ ＜ ０．１７
【００１７】
本発明の第６の態様は、第２の態様乃至第５の態様のいずれか１つに記載のズーム結像光学系において、ＦＭＩＮを前記結像レンズと低倍端状態における前記リレーレンズとの合成焦点距離とし、ＦＭＡＸを前記結像レンズと高倍端状態における前記リレーレンズとの合成焦点距離とし、ＬＰＣを前記対物レンズの前記射出瞳位置から前記リレーレンズにより像が形成される二次結像位置までの距離とするとき、以下の条件式を満たすズーム結像光学系を提供する。
−１７ ＜ ＬＰＣ／ＦＭＩＮ ＜ −５
−１．３ ＜ ＬＰＣ／ＦＭＡＸ ＜ −０．３
【００１８】
本発明の第７の態様は、第２の態様乃至第６の態様のいずれか１つに記載のズーム結像光学系において、前記結像レンズは、凸レンズを含み、νｄＴＬＰを前記凸レンズのアッベ数とし、ｎｄＴＬＰを前記凸レンズのｄ線に対する屈折率とするとき、以下の条件式を満たすズーム結像光学系を提供する。
１２０ ＜ νｄＴＬＰ×ｎｄＴＬＰ ＜ １４０
【００１９】
本発明の第８の態様は、第２の態様乃至第７の態様のいずれか１つに記載のズーム結像光学系において、前記開口絞りは、絞り径が可変な可変絞りであるズーム結像光学系を提供する。
本発明の第９の態様は、第２の態様乃至第８の態様のいずれか１つに記載のズーム結像光学系を含む顕微鏡を提供する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、広い変倍範囲で収差が良好に補正されたコンパクトなズーム結像光学系及びズーム顕微鏡の技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施例に係るズーム顕微鏡の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の実施例１に係るズーム結像光学系の断面図であり、（ａ）は低倍端、（ｂ）は中間、（ｃ）は高倍端の状態を示している。
【図３Ａ】図２（ａ）に例示される低倍端状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図３Ｂ】図２（ｂ）に例示される中間状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図３Ｃ】図２（ｃ）に例示される高倍端状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図４】本発明の実施例２に係るズーム結像光学系の断面図であり、（ａ）は低倍端、（ｂ）は中間、（ｃ）は高倍端の状態を示している。
【図５Ａ】図４（ａ）に例示される低倍端状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図５Ｂ】図４（ｂ）に例示される中間状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図５Ｃ】図４（ｃ）に例示される高倍端状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図６】本発明の実施例３に係るズーム結像光学系の断面図であり、（ａ）は低倍端、（ｂ）は中間、（ｃ）は高倍端の状態を示している。
【図７Ａ】図６（ａ）に例示される低倍端状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図７Ｂ】図６（ｂ）に例示される中間状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図７Ｃ】図６（ｃ）に例示される高倍端状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図８】本発明の実施例４に係るズーム結像光学系の断面図であり、（ａ）は低倍端、（ｂ）は中間、（ｃ）は高倍端の状態を示している。
【図９Ａ】図８（ａ）に例示される低倍端状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図９Ｂ】図８（ｂ）に例示される中間状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図９Ｃ】図８（ｃ）に例示される高倍端状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図１０】本発明の実施例５に係るズーム結像光学系の断面図であり、（ａ）は低倍端、（ｂ）は中間、（ｃ）は高倍端の状態を示している。
【図１１Ａ】図１０（ａ）に例示される低倍端状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図１１Ｂ】図１０（ｂ）に例示される中間状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図１１Ｃ】図１０（ｃ）に例示される高倍端状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図１２】本発明の実施例６に係るズーム結像光学系の断面図であり、（ａ）は低倍端、（ｂ）は中間、（ｃ）は高倍端の状態を示している。
【図１３Ａ】図１２（ａ）に例示される低倍端状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図１３Ｂ】図１２（ｂ）に例示される中間状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図１３Ｃ】図１２（ｃ）に例示される高倍端状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図１４】本発明の実施例７に係るズーム結像光学系の断面図であり、（ａ）は低倍端、（ｂ）は中間、（ｃ）は高倍端の状態を示している。
【図１５Ａ】図１４（ａ）に例示される低倍端状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図１５Ｂ】図１４（ｂ）に例示される中間状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図１５Ｃ】図１４（ｃ）に例示される高倍端状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図１６】本発明の実施例６に係るズーム結像光学系の断面図であり、（ａ）は低倍端、（ｂ）は中間、（ｃ）は高倍端の状態を示している。
【図１７Ａ】図１６（ａ）に例示される低倍端状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図１７Ｂ】図１６（ｂ）に例示される中間状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図１７Ｃ】図１６（ｃ）に例示される高倍端状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
まず、本発明の一実施例に係るズーム顕微鏡の構成について説明する。図１は、本発明の一実施例に係るズーム顕微鏡の構成を示す概略図である。図１に例示されるズーム顕微鏡１００は、ズーム結像光学系を含む顕微鏡であり、後述する任意の実施例に係るズーム結像光学系を含むことができる。
【００２３】
ズーム顕微鏡１００は、照明光路上に、照明光を射出する光源１と、照明光学系２と、視野絞り３と、ポラライザ４と、ハーフミラー５と、ＤＩＣプリズム６と、対物レンズ７と、を含んでいる。また、ズーム顕微鏡１００は、観察光路上に、結像レンズ１０とズーム機能を有するリレーレンズ１５（以降、ズームレンズと記す。）とを含むズーム結像光学系１６を含んでいる。より詳細的には、ズーム顕微鏡１００は、観察光路上に、上述した対物レンズ７、ＤＩＣプリズム６、及びハーフミラー５に加えて、アナライザ９と、結像レンズ１０と、ミラー１１と、視野絞り１２と、ズームレンズ１５と、像面１８に配置されたＣＣＤ１７を含んでいる。なお、視野絞り３及び視野絞り１２は、それぞれ標本面８と光学的に共役な位置に配置されている。
【００２４】
標本面８と光学的に共役な位置に配置された視野絞り３は、絞り径を可変することができる可変絞りである。絞り径を調整して必要とされる照明範囲にのみ照明光を照射することで、視野の範囲外への照明光の照射を防止して迷光の発生を抑制することができる。これにより、ズーム顕微鏡１００は、コントラストの高い画像を得ることができる。
【００２５】
ハーフミラー５は、照明光を標本面８に導くと共に、標本面８からの観察光を結像レンズ１０へ導く。ポラライザ４、ＤＩＣプリズム６、及びアナライザ９は、光路に対して挿脱可能に配置されていて、例えば、観察法などを考慮して、必要に応じて適宜光路中に配置される。
【００２６】
対物レンズ７は、照明光を標本面８に照射すると共に、標本面８からの観察光を平行光束として射出する無限遠補正型の対物レンズである。結像レンズ１０は、対物レンズ７からの平行光束を集光して標本面８の一次像（中間像）を視野絞り１２上に形成する。
【００２７】
ミラー１１は、ズーム顕微鏡１００をコンパクトに構成する目的で観察光路を折り曲げるために配置される光学素子であり、中間像が形成される視野絞り１２と結像レンズ１０との間の収斂光束中に配置される。
【００２８】
標本面８と光学的に共役な位置に配置された視野絞り１２は、絞り径を可変することができる可変絞りである。視野絞り１２に形成される中間像の大きさに合わせて絞り径を調整することで迷光を遮断することができる。このため、ズーム顕微鏡１００は、フレアやゴーストが抑制されたコントラストの高い画像を得ることができる。
【００２９】
ズームレンズ１５は、結像レンズ１０により形成された中間像を変倍して像面１８に投影する、ズーム機能を有するリレーレンズである。ズームレンズ１５は、可動群を含む複数のレンズ群１３と、光軸方向に移動可能に構成された開口絞り１４と、を含み、結像レンズ１０とともにズーム結像光学系１６を構成する。
【００３０】
ズーム顕微鏡１００によれば、後述するように、ズーム結像光学系１６が広い変倍範囲で収差が良好に補正されたコンパクトなズーム結像光学系であることから、顕微鏡全体をコンパクトに構成し且つ広い変倍範囲で収差を良好に補正することができる。また、ミラー１１により観察光路が折り曲げられていることも、ズーム顕微鏡１００をコンパクトに構成することに寄与している。また、ズーム顕微鏡１００は、可変絞りとして構成された視野絞り３及び視野絞り１２の絞り径を調整することで、ＣＣＤ１７で検出される迷光の光量を抑制することができる。このため、コントラストの高い画像を得ることができる。
次に、本発明の各実施例に係るズーム結像光学系に共通する構成及び作用について、図１に例示されるズーム結像光学系１６を例に説明する。
【００３１】
ズーム結像光学系１６は、無限遠補正型の対物レンズ７と組み合わせて用いられるズーム結像光学系であり、対物レンズ７からの光束を集光して中間像を形成する結像レンズ１０と、その中間像を像面１８に投影する、ズーム機能を有するズームレンズ１５と、を含んでいる。
【００３２】
ズームレンズ１５は、中間像側（標本面８側）から順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する可動群である第２レンズ群と、光軸方向に移動する開口絞り１４と、正または負のパワーを有する可動群である第３レンズ群と、負のパワーを有する第４レンズ群と、を含んでいる。ズームレンズ１５は、第２レンズ群と第３レンズ群が光軸方向に移動することにより、像面１８に形成される像を変倍する。
【００３３】
第１レンズ群及び第２レンズ群は、その正のパワーにより、第２レンズ群と第３レンズ群との間に、対物レンズ７の射出瞳位置と光学的に共役な位置（以降、瞳共役位置と記す。）を形成する。第１レンズ群は、中間像からの光束を収斂光束に変換するレンズ群であり、主に球面収差、色収差を補正する役割を担っている。一方、第２レンズ群は、その正のパワーにより、瞳収差を補正する。さらに、可動群である第２レンズ群は、光軸方向へ移動することで、変倍効果を発生させる役割も担っている。なお、第１レンズ群及び第２レンズ群のいずれかを負のパワーを有するレンズ群として構成すると、第２レンズ群と第３レンズ群との間に瞳共役位置を形成することが困難となる。
【００３４】
第３レンズ群は、正又は負のパワーにより、球面収差及び色収差を補正する。さらに第３レンズ群は、第２レンズ群と同様に、光軸方向へ移動することで、変倍効果を発生させる役割も担っている。第４レンズ群は、その負のパワーにより、主に像面湾曲を補正する役割を担っている。なお、第４レンズ群を正のパワーを有するレンズ群として構成すると、ペッツバール和を十分に小さくすることができず、像面湾曲を補正することが困難になる。また、第２レンズ群と第３レンズ群は共に、低倍端から高倍端に向かうに従い光軸に沿って概略中間像側に移動する。
【００３５】
開口絞り１４は、主に不要光を適切に遮断する役割を担っている。上述した第１レンズ群から第４レンズ群までを含むズームレンズ１５を有するズーム結像光学系１６は、開口絞り１４を第２レンズ群と第３レンズ群との間で移動可能に構成することで、全長が短いコンパクトな構成でありながら、広い変倍範囲で収差を良好に補正することができる。
【００３６】
より具体的には、開口絞り１４が光軸方向に移動可能に構成されることで、開口絞り１４を所望の位置に移動させて不要光を適切に遮断し、像側の開口数を適切に調整することができる。このため、開口数に依存する焦点深度や解像についての各変倍状態での仕様を考慮することが可能となる。即ち、各変倍状態での仕様に応じて、結像レンズ１０及びズームレンズ１５のレンズ枚数、焦点距離、全長等が最適となるように、ズーム結像光学系１６を設計することができる。一般に、光学系の全長を抑えるためにズームレンズの焦点距離を短くしてパワーを強くすると、ズームレンズでの光線高が高くなり、その分収差補正が難しくなる。しかし、ズームレンズ１５では、開口絞り１４を所望の位置に移動させて不要光を適切に排除することができるため、焦点距離を短くしても収差を良好に補正することが可能となる。従って、ズーム結像光学系１６の全長を短くすることができる。
【００３７】
また、開口絞り１４により像側の開口数を適切に調整し得ることで、各変倍状態での開口数とＣＣＤ１７などの撮像素子のナイキスト周波数の関係を考慮して、ズーム結像光学系１６を設計することができる。即ち、例えば、ＣＣＤ１７の画素ピッチにより定まるナイキスト周波数に応じて像側の開口数を制限して、ズーム結像光学系１６を最適に設計することができる。従って、上述した理由と同様の理由により、ズーム結像光学系１６の全長を短くすることができる。
【００３８】
さらに、上述したように第２レンズ群と第３レンズ群の間に瞳共役位置が形成され、変倍によっても瞳共役位置が第２レンズ群と第３レンズ群の間から外れることが少なくなるように構成されたズーム結像光学系１６においては、開口絞り１４を第２レンズ群と第３レンズ群の間に配置することで、第１レンズ群と第４レンズ群のいずれでも光線高を低く抑えることができる。このため、像面湾曲及び色収差を補正するために第１レンズ群及び第４レンズ群に課される負担を軽減することができる。これにより、広い変倍範囲で良好に収差を補正することが可能となる。これに対して、開口絞り１４を第２レンズ群と第３レンズ群との間以外の位置に配置すると、第１レンズ群又は第４レンズ群の少なくとも一方で光線高が高くなり、像面湾曲及び色収差の補正が困難となるため、広い変倍範囲を達成することできない。
従って、以上のように構成されたズーム結像光学系１６によれば、コンパクトな構成でありながら、広い変倍範囲で収差を良好に補正することができる。
【００３９】
なお、ズーム結像光学系１６では、ズームレンズ１５に含まれる可動群である第２レンズ群及び第３レンズ群が光軸方向に移動することにより、その倍率が連続的に変化するが、それに伴って瞳共役位置も移動する。開口絞り１４が瞳共役位置から大きく離れた位置に配置されると、対物レンズなどで軸外光束のケラレが生じやすく、視野の周辺の明るさが低下して画像の周辺ムラが生じやすい。このため、光軸方向に移動する開口絞り１４は、ズーム結像光学系１６の倍率の変更に合わせて移動して、瞳共役位置又はその近傍に配置されることが望ましい。これにより、ケラレを抑制することができるため、より広い変倍範囲で収差を良好に補正することができる。
【００４０】
また、ズーム結像光学系１６の開口絞り１４は、絞り径が可変な可変絞りとして構成されることが望ましい。絞り径が固定されている場合には、ズーム結像光学系１６の各変倍状態での焦点深度や解像の仕様は、瞳共役位置での瞳径によって定まる。即ち、対物レンズの射出瞳位置での瞳径は一定であることから、射出瞳位置での瞳径に対する瞳共役位置での瞳径で定義される瞳の倍率によって、各変倍状態での焦点深度や解像の仕様は定まる。光軸と直交するＸＹ方向に絞り径が可変な可変絞りとして構成された開口絞り１４は、各変倍状態で任意に焦点深度や解像の仕様を決定することができる点で好ましい。
また、ズーム結像光学系１６は、下記の条件式（１）を満足することが望ましい。
−２．７ ＜ ＦＴＬ／ＦＭＩＮ ＜ −０．９ ・・・（１）
但し、ＦＴＬは、結像レンズ１０の焦点距離であり、ＦＭＩＮは、結像レンズ１０と低倍端状態におけるズームレンズ１５との合成焦点距離である。
【００４１】
条件式（１）は、結像レンズ１０の焦点距離と結像レンズ１０と低倍端状態におけるズームレンズ１５との合成焦点距離と関係を規定する式である。なお、低倍端状態とは、結像レンズ１０とズームレンズ１５との合成焦点距離（即ち、ズーム結像光学系１６の焦点距離）が最も短くなる状態であり、対物レンズ７と組み合わせて標本面８を像面１８に最低の倍率で投影するズームレンズ１５の状態である。
【００４２】
条件式（１）で上限値（−０．９）を超えると、結像レンズ１０のパワーが大きくなりすぎて、低倍端状態での像面湾曲の補正が困難となる。これを克服するためには、ズームレンズ１５での収差補正量も増加させる必要があるため、ズームレンズ１５のレンズ枚数が必要以上に増加してしまい、好ましくない。一方、下限値（−２．７）を下回ると、結像レンズ１０のパワーが小さくなることで結像レンズ１０に課される収差補正の負担は小さくなるが、結像レンズ１０の焦点距離が長くなりすぎる。このため、ズーム結像光学系１６全体の全長も長くなってしまう。また、結像レンズ１０の焦点距離が長くなり中間像の倍率が過度に大きくなると、ズームレンズ１５での像面湾曲の補正が困難となってしまう。
また、ズーム結像光学系１６は、下記の条件式（２）を満足することが望ましい。
−０．１６ ＜ ＦＴＬ／ＦＭＡＸ ＜ −０．０７ ・・・（２）
但し、ＦＴＬは、結像レンズ１０の焦点距離であり、ＦＭＡＸは、結像レンズ１０と高倍端状態におけるズームレンズ１５との合成焦点距離である。
【００４３】
条件式（２）は、結像レンズ１０の焦点距離と結像レンズ１０と高倍端状態におけるズームレンズ１５との合成焦点距離と関係を規定する式である。なお、高倍端状態とは、結像レンズ１０とズームレンズ１５との合成焦点距離（即ち、ズーム結像光学系１６の焦点距離）が最も長くなる状態であり、対物レンズ７と組み合わせて標本面８を像面１８に最高の倍率で投影するズームレンズ１５の状態である。
【００４４】
条件式（２）で上限値（−０．０７）を超えると、結像レンズ１０のパワーが大きくなりすぎて、高倍端状態での色収差の補正が困難となる。これを克服するためには、ズームレンズ１５での収差補正量も増加させる必要があるため、ズームレンズ１５のレンズ枚数が必要以上に増加してしまい、好ましくない。一方、下限値（−０．１６）を下回ると、結像レンズ１０のパワーが小さくなることで結像レンズ１０に課される収差補正の負担は小さくなるが、結像レンズ１０の焦点距離が長くなりすぎる。このため、ズーム結像光学系１６全体の全長も長くなってしまう。
【００４５】
また、ズーム結像光学系１６は、下記の条件式（３）を満足することが望ましい。
０．０５ ＜ φＥ／ＬＰＩ ＜ ０．１７ ・・・（３）
但し、φＥは、高倍端状態での対物レンズ７の瞳径であり、ＬＰＩは、対物レンズ７の射出瞳位置から結像レンズ１０により中間像が形成される一次結像位置までの距離である。
【００４６】
条件式（３）は、高倍端状態での対物レンズ７の瞳径と、射出瞳位置から中間像位置（一次結像位置）までの距離との関係を規定した式である。条件式（３）で上限値を超えると、射出瞳位置がズームレンズ１５から離れすぎてしまい、ズームレンズ１５のレンズ径が過度に大きくなる。これにより、像面湾曲の補正が困難となる。一方、下限値を下回ると、射出瞳位置から中間像位置までの距離が長くなりすぎてしまい、結像レンズ１０のレンズ径が過度に大きくなる。これにより、像面湾曲の補正が困難となる。
また、ズーム結像光学系１６は、下記の条件式（４）及び条件式（５）を満足することが望ましい。
−１７ ＜ ＬＰＣ／ＦＭＩＮ ＜ −５ ・・・（４）
−１．３ ＜ ＬＰＣ／ＦＭＡＸ ＜ −０．３ ・・・（５）
【００４７】
但し、ＦＭＩＮは、結像レンズ１０と低倍端状態におけるズームレンズ１５との合成焦点距離であり、ＦＭＡＸは、結像レンズ１０と高倍端状態におけるズームレンズ１５との合成焦点距離であり、ＬＰＣは、対物レンズ７の射出瞳位置からズームレンズ１５により像が形成される二次結像位置（像面１８）までの距離である。
【００４８】
条件式（４）は、広い変倍範囲を有し、且つ、その低倍端状態で広い視野を得るための条件を規定している。条件式（４）で上限値（−５）を超えると、収差補正の観点から見て、ズーム結像光学系１６に課される負担は小さくなるが、ズーム結像光学系１６全体の全長が長くなってしまう。一方、下限値（−１７）を下回ると、ズーム結像光学系１６の全長に対して中間像の像高が高くなりすぎるため、結像レンズ１０及びズームレンズ１５によって像面湾曲を良好に補正することが困難となる。
【００４９】
条件式（５）は、広い変倍範囲を有し、且つ、その高倍端状態で大きな拡大倍率を得るための条件を規定している。条件式（５）で上限値（−０．３）を超えると、収差補正の観点から見て、ズーム結像光学系１６に課される負担は小さくなるが、ズーム結像光学系１６全体の全長が長くなってしまう。一方、下限値（−１．３）を下回ると、色収差を補正するために必要な全長に対して結像レンズ１０及びズームレンズ１５の全長が短くなるため、色収差を良好に補正することが困難となる。
また、ズーム結像光学系１６は、下記の条件式（６）を満足することが望ましい。
１２０ ＜ νｄＴＬＰ×ｎｄＴＬＰ ＜ １４０ ・・・（６）
【００５０】
但し、νｄＴＬＰは、結像レンズ１０に含まれる凸レンズのうちの少なくとも１枚の凸レンズのアッベ数であり、ｎｄＴＬＰは、その凸レンズのｄ線に対する屈折率である。
【００５１】
条件式（６）は、広い変倍範囲を有し、且つ、色収差を良好に補正するための条件を規定している。条件式（６）で上限値を超えると、中間像に生じる色収差を結像レンズ１０により良好に補正することが困難となる。このため、ズームレンズ１５に課される色収差補正の負担が大きくなりすぎるため、像面における色収差の補正が困難となる。一方、下限値を下回ると、中間像に生じる像面湾曲を結像レンズ１０により良好に補正することが困難となる。このため、ズームレンズ１５に課される像面湾曲補正の負担が大きくなりすぎるため、像面における像面湾曲の補正が困難となる。
なお、条件式（１）から（６）は、それぞれ単独で用いることも、任意に組み合わせて用いることも有効である。
以下、各実施例に係るズーム結像光学系ついて具体的に説明する。
【実施例１】
【００５２】
図２は、本実施例に係るズーム結像光学系の断面図であり、図２（ａ）は低倍端、図２（ｂ）は中間、図２（ｃ）は高倍端の状態を示している。図２に例示されるズーム結像光学系２０は、図示しない無限遠補正型の対物レンズと組み合わせて用いられるズーム結像光学系であって、その対物レンズからの光束を集光して中間像を形成する結像レンズ２１と、その中間像を像面に投影する、ズーム機能を有するズームレンズ２２と、を含んでいる。
【００５３】
結像レンズ２１は、物体側（対物レンズ側）から順に、両凸レンズＴＬ１と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＴＬ２からなる接合レンズＣＴＬ１と、両凸レンズＴＬ３と両凹レンズＴＬ４からなる接合レンズＣＴＬ２とを含んでいる。
【００５４】
ズームレンズ２２は、結像レンズ２１により形成される中間像側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、正のパワーを有する可動群である第２レンズ群Ｇ２と、光軸方向に移動する開口絞りＡＳと、正のパワーを有する可動群である第３レンズ群Ｇ３と、負のパワーを有する第４レンズ群Ｇ４と、を含んでいる。ズームレンズ２２は、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３の光軸方向への移動により、像面に形成される像を変倍する。
【００５５】
第１レンズ群Ｇ１は、中間像側から順に、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１と両凸レンズＬ２からなる接合レンズＣＬ１と、両凸レンズＬ３と両凹レンズＬ４からなる接合レンズＣＬ２と、を含んでいる。
【００５６】
第２レンズ群Ｇ２は、光軸方向に移動する可動群であり、中間像側から順に、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ５と両凸レンズＬ６からなる接合レンズＣＬ３を含んでいる。
【００５７】
第３レンズ群Ｇ３は、光軸方向に移動する可動群であり、中間像側から順に、両凸レンズＬ７と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ８からなる接合レンズＣＬ４を含んでいる。
【００５８】
第４レンズ群Ｇ４は、中間像側から順に、両凹レンズＬ９と、両凸レンズＬ１０と両凹レンズＬ１１からなる接合レンズＣＬ５と、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１２と両凸レンズＬ１３からなる接合レンズＣＬ６と、両凸レンズＬ１４と両凹レンズＬ１５からなる接合レンズＣＬ７と、を含んでいる。
本実施例に係るズーム結像光学系２０の各種データについて記載する。なお、基準波長は、ｄ線（５８７．５６ｎｍ）である。
【００５９】
結像レンズ２１の焦点距離ＦＴＬと、結像レンズ２１と低倍端状態におけるズームレンズ２２との合成焦点距離ＦＭＩＮと、結像レンズ２１と高倍端状態におけるズームレンズ２２との合成焦点距離ＦＭＡＸと、射出瞳位置から一次結像位置（中間像位置）までの距離ＬＰＩと、一次結像位置から二次結像位置（像面）までの距離ＬＩＣと、射出瞳位置から二次結像位置までの距離ＬＰＣは、それぞれ以下のとおりである。
ＦＴＬ＝８９．１４６ｍｍ、ＦＭＩＮ＝−６１．１ｍｍ、ＦＭＡＸ＝−８３０．６ｍｍ、
ＬＰＩ＝１９１．３２９ｍｍ、ＬＩＣ＝１８８．７２９ｍｍ、ＬＰＣ＝３８０．０５８ｍｍ
開口絞りＡＳの絞り径φと、図２（ｃ）に例示される高倍端状態における対物レンズの瞳径φＥは、以下のとおりである。
φ＝５．５４ｍｍ、φＥ＝１５ｍｍ
また、本実施例は２／３インチのＣＣＤ等の撮像素子を対象としており、その対角長は１１ｍｍ（像高ＩＨ＝５．５ｍｍ）である。
本実施例に係るズーム結像光学系２０のレンズデータは、以下のとおりである。
ズーム結像光学系２０
s r d nd vd
1 INF 98.141
2 52.1991 9.000 1.497 81.54
3 -34.3313 4.000 1.72047 34.71
4 -82.2406 0.500
5 55.7603 9.000 1.72342 37.95
6 -251.2977 3.500 1.6134 44.27
7 36.2202 67.188
8 INF 15.664
9 38.0153 2.000 1.72047 34.71
10 17.7201 4.000 1.48749 70.23
11 -47.5765 0.500
12 120.0000 3.000 1.8081 22.76
13 -21.9602 3.470 1.72047 34.71
14 37.1922 D14
15 46.4387 1.816 1.7552 27.51
16 20.9425 4.011 1.56384 60.67
17 -36.2791 D17
18 INF D18
19 36.2791 4.011 1.56384 60.67
20 -20.9425 1.816 1.7552 27.51
21 -46.4387 D21
22 -22.9648 2.299 1.741000 52.64
23 41.0097 4.154
24 17.2300 2.291 1.834 37.16
25 -11.3752 1.127 1.741 52.64
26 12.9604 2.000
27 53.3076 1.124 1.74 28.3
28 13.5951 2.811 1.516330 64.14
29 -32.7286 0.562
30 14.6817 3.373 1.723420 37.95
31 -15.1827 1.124 1.613400 44.27
32 10.7655 37.958
33 INF
【００６０】
ここで、ｓは面番号を、ｒは曲率半径（ｍｍ）を、ｄは面間隔（ｍｍ）を、ｎｄはｄ線に対する屈折率を、ｖｄはアッベ数を示す。なお、面番号ｓ１、ｓ８、ｓ１８、ｓ３３が示す面は、それぞれ、対物レンズの射出瞳位置、一次像（中間像）位置、瞳共役位置、像面を示している。また、面間隔ｄ１は、射出瞳位置（面番号ｓ１）から結像レンズ２１の対物レンズに最も近い第１面（面番号ｓ２）までの距離を示している。面間隔ｄ３２は、ズームレンズ２２の最終面（面番号ｓ３２）から像面（面番号ｓ３３）までの距離を示している。面間隔ｄ１４、ｄ１７、ｄ１８、ｄ２１は、ズームレンズ２２の変倍動作に応じて変化する可変値Ｄ１４、Ｄ１７、Ｄ１８、Ｄ２１であり、それぞれ第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との距離、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＡＳとの距離、開口絞りＡＳと第３レンズ群Ｇ３との距離、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ３との距離を示している。
【００６１】
また、図２（ａ）に例示される低倍端状態、図２（ｂ）に例示される中間状態、図２（ｃ）に例示される高倍端状態での結像レンズ２１とズームレンズ２２の合成焦点距離、即ち、ズーム結像光学系２０の焦点距離（ｍｍ）と、それぞれの状態での可変部分の面間隔（ｍｍ）は、以下のとおりである。
ズーム結像光学系２０の焦点距離と面間隔
状態 高倍端 中間 低倍端
焦点距離 -830.6 -145.8 -61.1
D14 2.424 43.530 83.838
D17 1.000 20.000 1.000
D18 1.000 20.450 1.157
D21 85.232 5.676 3.660
【００６２】
本実施例に係るズーム結像光学系２０は、以下の式（１１）から（１６）で示されるように、条件式（１）から（６）を満たしている。式（１１）から（１６）はそれぞれ条件式（１）から（６）に対応している。なお、式（１６）のνｄＴＬＰ及びｎｄＴＬＰは、それぞれ両凸レンズＴＬ１のアッベ数、ｄ線に対する屈折率である。
ＦＴＬ／ＦＭＩＮ＝−１．４６ ・・・（１１）
ＦＴＬ／ＦＭＡＸ＝−０．１１ ・・・（１２）
φＥ／ＬＰＩ＝０．０８ ・・・（１３）
ＬＰＣ／ＦＭＩＮ＝−６．２２ ・・・（１４）
ＬＰＣ／ＦＭＡＸ＝−０．４６ ・・・（１５）
νｄＴＬＰ×ｎｄＴＬＰ＝１２２．１ ・・・（１６）
【００６３】
図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃは、それぞれ図２（ａ）に例示される低倍端状態、図２（ｂ）に例示される中間状態、図２（ｃ）に例示される高倍端状態でのズーム結像光学系２０の収差図であり、物体側から平行光束が入射した場合の像面での収差を示している。図３Ａ（ａ）、図３Ｂ（ａ）及び図３Ｃ（ａ）は球面収差図であり、図３Ａ（ｂ）、図３Ｂ（ｂ）及び図３Ｃ（ｂ）は正弦条件違反量を示す図であり、図３Ａ（ｃ）、図３Ｂ（ｃ）及び図３Ｃ（ｃ）は非点収差図であり、図３Ａ（ｄ）、図３Ｂ（ｄ）及び図３Ｃ（ｄ）は歪曲収差図である。いずれの状態でも各収差が良好に補正されていることが示されている。ここで、図中の “ＮＡ”はズーム結像光学系２０の像側の開口数、“ＩＨ”は像高（ｍｍ）を示している。また、“Ｍ”はメリディオナル成分、“Ｓ”はサジタル成分を示している。なお、後述する実施例２から実施例８に係る図中でも同様の記号を用いるものとする。
【実施例２】
【００６４】
図４は、本実施例に係るズーム結像光学系の断面図であり、図４（ａ）は低倍端、図４（ｂ）は中間、図４（ｃ）は高倍端の状態を示している。図４に例示されるズーム結像光学系２３は、図示しない無限遠補正型の対物レンズと組み合わせて用いられるズーム結像光学系であって、その対物レンズからの光束を集光して中間像を形成する結像レンズ２４と、その中間像を像面に投影するズーム機能を有するズームレンズ２５と、を含んでいる。
【００６５】
結像レンズ２４は、物体側（対物レンズ側）から順に、両凸レンズＴＬ１と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＴＬ２からなる接合レンズＣＴＬ１と、両凸レンズＴＬ３と両凹レンズＴＬ４からなる接合レンズＣＴＬ２とを含んでいる。
【００６６】
ズームレンズ２５は、結像レンズ２４により形成される中間像側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、正のパワーを有する可動群である第２レンズ群Ｇ２と、光軸方向に移動する開口絞りＡＳと、正のパワーを有する可動群である第３レンズ群Ｇ３と、負のパワーを有する第４レンズ群Ｇ４と、を含んでいる。ズームレンズ２５は、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３の光軸方向への移動により、像面に形成される像を変倍する。
【００６７】
第１レンズ群Ｇ１は、中間像側から順に、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１と両凸レンズＬ２からなる接合レンズＣＬ１と、両凸レンズＬ３と両凹レンズＬ４からなる接合レンズＣＬ２と、を含んでいる。
【００６８】
第２レンズ群Ｇ２は、光軸方向に移動する可動群であり、中間像側から順に、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ５と両凸レンズＬ６からなる接合レンズＣＬ３を含んでいる。
【００６９】
第３レンズ群Ｇ３は、光軸方向に移動する可動群であり、中間像側から順に、両凸レンズＬ７と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ８からなる接合レンズＣＬ４を含んでいる。
【００７０】
第４レンズ群Ｇ４は、中間像側から順に、両凹レンズＬ９と、両凸レンズＬ１０と両凹レンズＬ１１からなる接合レンズＣＬ５と、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１２と両凸レンズＬ１３からなる接合レンズＣＬ６と、を含んでいる。
本実施例に係るズーム結像光学系２３の各種データについて記載する。なお、基準波長は、ｄ線（５８７．５６ｎｍ）である。
【００７１】
結像レンズ２４の焦点距離ＦＴＬと、結像レンズ２４と低倍端状態におけるズームレンズ２５との合成焦点距離ＦＭＩＮと、結像レンズ２４と高倍端状態におけるズームレンズ２５との合成焦点距離ＦＭＡＸと、射出瞳位置から一次結像位置（中間像位置）までの距離ＬＰＩと、一次結像位置から二次結像位置（像面）までの距離ＬＩＣと、射出瞳位置から二次結像位置までの距離ＬＰＣは、それぞれ以下のとおりである。
ＦＴＬ＝７０．００４ｍｍ、ＦＭＩＮ＝−４６．３ｍｍ、ＦＭＡＸ＝−６２９．７ｍｍ、
ＬＰＩ＝１５０．３０３ｍｍ、ＬＩＣ＝１８５．０５７ｍｍ、ＬＰＣ＝３３５．３５９ｍｍ
開口絞りＡＳの絞り径φと、図４（ｃ）に例示される高倍端状態における対物レンズの瞳径φＥは、以下のとおりである。
φ＝５．０４ｍｍ、φＥ＝１４ｍｍ
また、本実施例は２／３インチのＣＣＤ等の撮像素子を対象としており、その対角長は１１ｍｍ（像高ＩＨ＝５．５ｍｍ）である。
本実施例に係るズーム結像光学系２３のレンズデータは、以下のとおりである。
ズーム結像光学系２３
s r d nd vd
1 INF 80.688
2 39.2015 6.800 1.497 81.54
3 -20.0397 2.250 1.72047 34.71
4 -55.7616 0.500
5 27.6094 6.300 1.72342 37.95
6 -27.6091 1.950 1.6134 44.27
7 16.4468 51.815
8 INF 13.547
9 110.2500 1.800 1.58913 61.14
10 17.1167 5.000 1.51742 52.43
11 -37.8129 0.500
12 110.2300 3.500 1.80518 25.42
13 -45.0035 2.000 1.738 32.26
14 50.9481 D14
15 45.5048 1.800 1.74 28.3
16 18.7325 4.024 1.56883 56.36
17 -36.6004 D17
18 INF D18
19 36.6004 4.024 1.56883 56.36
20 -18.7324 1.800 1.740000 28.3
21 -45.5048 D21
22 -17.2629 1.100 1.741 52.64
23 41.6569 2.601
24 15.4354 2.800 1.834 37.16
25 -10.4843 1.100 1.741 52.64
26 12.3165 1.300
27 97.1448 1.100 1.720470 34.71
28 17.7228 2.500 1.487490 70.23
29 -14.0024 44.908
30 INF
【００７２】
ここで、ｓは面番号を、ｒは曲率半径（ｍｍ）を、ｄは面間隔（ｍｍ）を、ｎｄはｄ線に対する屈折率を、ｖｄはアッベ数を示す。なお、面番号ｓ１、ｓ８、ｓ１８、ｓ３０が示す面は、それぞれ、対物レンズの射出瞳位置、一次像（中間像）位置、瞳共役位置、像面を示している。また、面間隔ｄ１は、射出瞳位置（面番号ｓ１）から結像レンズ２４の対物レンズに最も近い第１面（面番号ｓ２）までの距離を示している。面間隔ｄ２９は、ズームレンズ２５の最終面（面番号ｓ２９）から像面（面番号ｓ３０）までの距離を示している。面間隔ｄ１４、ｄ１７、ｄ１８、ｄ２１は、ズームレンズ２５の変倍動作に応じて変化する可変値Ｄ１４、Ｄ１７、Ｄ１８、Ｄ２１であり、それぞれ第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との距離、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＡＳとの距離、開口絞りＡＳと第３レンズ群Ｇ３との距離、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ３との距離を示している。
【００７３】
また、図４（ａ）に例示される低倍端状態、図４（ｂ）に例示される中間状態、図４（ｃ）に例示される高倍端状態での結像レンズ２４とズームレンズ２５の合成焦点距離、即ち、ズーム結像光学系２３の焦点距離（ｍｍ）と、それぞれの状態での可変部分の面間隔（ｍｍ）は、以下のとおりである。
ズーム結像光学系２３の焦点距離と面間隔
状態 高倍端 中間 低倍端
焦点距離 -629.7 -110.5 -46.3
D14 2.424 43.530 83.838
D17 1.000 20.000 1.000
D18 1.000 20.450 1.157
D21 85.232 5.676 3.660
【００７４】
本実施例に係るズーム結像光学系２３は、以下の式（２１）から（２６）で示されるように、条件式（１）から（６）を満たしている。式（２１）から（２６）はそれぞれ条件式（１）から（６）に対応している。なお、式（２６）のνｄＴＬＰ及びｎｄＴＬＰは、それぞれ両凸レンズＴＬ１のアッベ数、ｄ線に対する屈折率である。
ＦＴＬ／ＦＭＩＮ＝−１．５１ ・・・（２１）
ＦＴＬ／ＦＭＡＸ＝−０．１１ ・・・（２２）
φＥ／ＬＰＩ＝０．０９ ・・・（２３）
ＬＰＣ／ＦＭＩＮ＝−７．２４ ・・・（２４）
ＬＰＣ／ＦＭＡＸ＝−０．５３ ・・・（２５）
νｄＴＬＰ×ｎｄＴＬＰ＝１２２．１ ・・・（２６）
【００７５】
図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃは、それぞれ図４（ａ）に例示される低倍端状態、図４（ｂ）に例示される中間状態、図４（ｃ）に例示される高倍端状態でのズーム結像光学系２３の収差図であり、物体側から平行光束が入射した場合の像面での収差を示している。図５（ａ）、図５Ｂ（ａ）及び図５Ｃ（ａ）は球面収差図であり、図５Ａ（ｂ）、図５Ｂ（ｂ）及び図５Ｃ（ｂ）は正弦条件違反量を示す図であり、図５Ａ（ｃ）、図５Ｂ（ｃ）及び図５Ｃ（ｃ）は非点収差図であり、図５Ａ（ｄ）、図５Ｂ（ｄ）及び図５Ｃ（ｄ）は歪曲収差図である。いずれの状態でも各収差が良好に補正されていることが示されている。
【実施例３】
【００７６】
図６は、本実施例に係るズーム結像光学系の断面図であり、図６（ａ）は低倍端、図６（ｂ）は中間、図６（ｃ）は高倍端の状態を示している。図６に例示されるズーム結像光学系２６は、図示しない無限遠補正型の対物レンズと組み合わせて用いられるズーム結像光学系であって、その対物レンズからの光束を集光して中間像を形成する結像レンズ２７と、その中間像を像面に投影する、ズーム機能を有するズームレンズ２８と、を含んでいる。
【００７７】
結像レンズ２７は、物体側（対物レンズ側）から順に、両凸レンズＴＬ１と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＴＬ２からなる接合レンズＣＴＬ１と、両凸レンズＴＬ３と両凹レンズＴＬ４からなる接合レンズＣＴＬ２とを含んでいる。
【００７８】
ズームレンズ２８は、結像レンズ２７により形成される中間像側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、正のパワーを有する可動群である第２レンズ群Ｇ２と、光軸方向に移動する開口絞りＡＳと、正のパワーを有する可動群である第３レンズ群Ｇ３と、負のパワーを有する第４レンズ群Ｇ４と、を含んでいる。ズームレンズ２８は、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３の光軸方向への移動により、像面に形成される像を変倍する。
【００７９】
第１レンズ群Ｇ１は、中間像側から順に、両凸レンズＬ１と、両凹レンズＬ２と、を含んでいる。第２レンズ群Ｇ２は、光軸方向に移動する可動群であり、中間像側から順に、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ３と両凸レンズＬ４からなる接合レンズＣＬ１を含んでいる。第３レンズ群Ｇ３は、光軸方向に移動する可動群であり、中間像側から順に、両凸レンズＬ５と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ６からなる接合レンズＣＬ２を含んでいる。第４レンズ群Ｇ４は、両凹レンズＬ７と、を含んでいる。
本実施例に係るズーム結像光学系２６の各種データについて記載する。なお、基準波長は、ｄ線（５８７．５６ｎｍ）である。
【００８０】
結像レンズ２７の焦点距離ＦＴＬと、結像レンズ２７と低倍端状態におけるズームレンズ２８との合成焦点距離ＦＭＩＮと、結像レンズ２７と高倍端状態におけるズームレンズ２８との合成焦点距離ＦＭＡＸと、射出瞳位置から一次結像位置（中間像位置）までの距離ＬＰＩと、一次結像位置から二次結像位置（像面）までの距離ＬＩＣと、射出瞳位置から二次結像位置までの距離ＬＰＣは、それぞれ以下のとおりである。
ＦＴＬ＝３９．６２０ｍｍ、ＦＭＩＮ＝−３１．６ｍｍ、ＦＭＡＸ＝−４２７．９ｍｍ、
ＬＰＩ＝８５．０３５ｍｍ、ＬＩＣ＝１６４．５６６ｍｍ、ＬＰＣ＝２４９．６００ｍｍ
開口絞りＡＳの絞り径φと、図６（ｃ）に例示される高倍端状態における対物レンズの瞳径φＥは、以下のとおりである。
φ＝６．８ｍｍ、φＥ＝１０ｍｍ
また、本実施例は１／１．８インチのＣＣＤ等の撮像素子を対象としており、その対角長は９ｍｍ（像高ＩＨ＝４．５ｍｍ）である。
本実施例に係るズーム結像光学系２６のレンズデータは、以下のとおりである。
ズーム結像光学系２６
s r d nd vd
1 INF 43.618
2 23.1996 4.000 1.497 81.54
3 -15.2584 1.778 1.72047 34.71
4 -36.5514 0.222
5 24.7824 4.000 1.72342 37.95
6 -111.6879 1.556 1.6134 44.27
7 16.0979 29.861
8 INF 17.898
9 86.2150 4.500 1.57135 52.95
10 -15.7764 1.500
11 -23.7549 2.000 1.48749 70.23
12 28.5793 D12
13 45.5042 1.800 1.74 28.28
14 19.7410 4.000 1.55963 61.17
15 -36.0087 D15
16 INF D16
17 36.0081 4.000 1.55963 61.17
18 -19.7405 1.800 1.74 28.28
19 -45.5049 D19
20 -29.9530 1.830 1.755000 52.32
21 16.1386 23.130
22 INF
【００８１】
ここで、ｓは面番号を、ｒは曲率半径（ｍｍ）を、ｄは面間隔（ｍｍ）を、ｎｄはｄ線に対する屈折率を、ｖｄはアッベ数を示す。なお、面番号ｓ１、ｓ８、ｓ１６、ｓ２２が示す面は、それぞれ、対物レンズの射出瞳位置、一次像（中間像）位置、瞳共役位置、像面を示している。また、面間隔ｄ１は、射出瞳位置（面番号ｓ１）から結像レンズ２７の対物レンズに最も近い第１面（面番号ｓ２）までの距離を示している。面間隔ｄ２１は、ズームレンズ２８の最終面（面番号ｓ２１）から像面（面番号ｓ２２）までの距離を示している。面間隔ｄ１２、ｄ１５、ｄ１６、ｄ１９は、ズームレンズ２８の変倍動作に応じて変化する可変値Ｄ１２、Ｄ１５、Ｄ１６、Ｄ１９であり、それぞれ第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との距離、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＡＳとの距離、開口絞りＡＳと第３レンズ群Ｇ３との距離、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ３との距離を示している。
【００８２】
また、図６（ａ）に例示される低倍端状態、図６（ｂ）に例示される中間状態、図６（ｃ）に例示される高倍端状態での結像レンズ２７とズームレンズ２８の合成焦点距離、即ち、ズーム結像光学系２６の焦点距離（ｍｍ）と、それぞれの状態での可変部分の面間隔（ｍｍ）は、以下のとおりである。
ズーム結像光学系２６の焦点距離と面間隔
状態 高倍端 中間 低倍端
焦点距離 -427.9 -75.6 -31.6
D12 2.424 43.530 83.838
D15 1.000 20.000 1.000
D16 1.000 20.450 1.157
D19 97.679 18.123 16.107
【００８３】
本実施例に係るズーム結像光学系２６は、以下の式（３１）から（３６）で示されるように、条件式（１）から（６）を満たしている。式（３１）から（３６）はそれぞれ条件式（１）から（６）に対応している。なお、式（３６）のνｄＴＬＰ及びｎｄＴＬＰは、それぞれ両凸レンズＴＬ１のアッベ数、ｄ線に対する屈折率である。
ＦＴＬ／ＦＭＩＮ＝−１．２５ ・・・（３１）
ＦＴＬ／ＦＭＡＸ＝−０．０９ ・・・（３２）
φＥ／ＬＰＩ＝０．１２ ・・・（３３）
ＬＰＣ／ＦＭＩＮ＝−７．９１ ・・・（３４）
ＬＰＣ／ＦＭＡＸ＝−０．５８ ・・・（３５）
νｄＴＬＰ×ｎｄＴＬＰ＝１２２．１ ・・・（３６）
【００８４】
図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃは、それぞれ図６（ａ）に例示される低倍端状態、図６（ｂ）に例示される中間状態、図６（ｃ）に例示される高倍端状態でのズーム結像光学系２６の収差図であり、物体側から平行光束が入射した場合の像面での収差を示している。図７Ａ（ａ）、図７Ｂ（ａ）及び図７Ｃ（ａ）は球面収差図であり、図７Ａ（ｂ）、図７Ｂ（ｂ）及び図７Ｃ（ｂ）は正弦条件違反量を示す図であり、図７Ａ（ｃ）、図７Ｂ（ｃ）及び図７Ｃ（ｃ）は非点収差図であり、図７Ａ（ｄ）、図７Ｂ（ｄ）及び図７Ｃ（ｄ）は歪曲収差図である。いずれの状態でも各収差が良好に補正されていることが示されている。
【実施例４】
【００８５】
図８は、本実施例に係るズーム結像光学系の断面図であり、図８（ａ）は低倍端、図８（ｂ）は中間、図８（ｃ）は高倍端の状態を示している。図８に例示されるズーム結像光学系２９は、図示しない無限遠補正型の対物レンズと組み合わせて用いられるズーム結像光学系であって、その対物レンズからの光束を集光して中間像を形成する結像レンズ３０と、その中間像を像面に投影するズーム機能を有するズームレンズ３１と、を含んでいる。
【００８６】
結像レンズ３０は、物体側（対物レンズ側）から順に、両凸レンズＴＬ１と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＴＬ２からなる接合レンズＣＴＬ１と、両凸レンズＴＬ３と両凹レンズＴＬ４からなる接合レンズＣＴＬ２とを含んでいる。
【００８７】
ズームレンズ３１は、結像レンズ３０により形成される中間像側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、正のパワーを有する可動群である第２レンズ群Ｇ２と、光軸方向に移動する開口絞りＡＳと、正のパワーを有する可動群である第３レンズ群Ｇ３と、負のパワーを有する第４レンズ群Ｇ４と、を含んでいる。ズームレンズ３１は、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３の光軸方向への移動により、像面に形成される像を変倍する。
【００８８】
第１レンズ群Ｇ１は、中間像側から順に、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１と像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ２からなる接合レンズＣＬ１と、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ３と、を含んでいる。
【００８９】
第２レンズ群Ｇ２は、光軸方向に移動する可動群であり、中間像側から順に、両凸レンズＬ４と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ５からなる接合レンズＣＬ２を含んでいる。
第３レンズ群Ｇ３は、光軸方向に移動する可動群であり、中間像側から順に、両凸レンズＬ６と両凹レンズＬ７からなる接合レンズＣＬ３を含んでいる。
【００９０】
第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ８と両凹レンズＬ９からなる接合レンズＣＬ４と、両凸レンズＬ１０と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１１からなる接合レンズＣＬ５と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１２と両凹レンズＬ１３からなる接合レンズＣＬ６と、を含んでいる。
本実施例に係るズーム結像光学系２９の各種データについて記載する。なお、基準波長は、ｄ線（５８７．５６ｎｍ）である。
【００９１】
結像レンズ３０の焦点距離ＦＴＬと、結像レンズ３０と低倍端状態におけるズームレンズ３１との合成焦点距離ＦＭＩＮと、結像レンズ３０と高倍端状態におけるズームレンズ３１との合成焦点距離ＦＭＡＸと、射出瞳位置から一次結像位置（中間像位置）までの距離ＬＰＩと、一次結像位置から二次結像位置（像面）までの距離ＬＩＣと、射出瞳位置から二次結像位置までの距離ＬＰＣは、それぞれ以下のとおりである。
ＦＴＬ＝６０．０５８ｍｍ、ＦＭＩＮ＝−４２．４ｍｍ、ＦＭＡＸ＝−６７０．７ｍｍ、
ＬＰＩ＝１０６．０６０ｍｍ、ＬＩＣ＝１８１．５２８ｍｍ、ＬＰＣ＝２８７．５８８ｍｍ
開口絞りＡＳの絞り径φと、図８（ｃ）に例示される高倍端状態における対物レンズの瞳径φＥは、以下のとおりである。
φ＝６．４ｍｍ、φＥ＝１５ｍｍ
また、本実施例は１／１．８インチのＣＣＤ等の撮像素子を対象としており、その対角長は９ｍｍ（像高ＩＨ＝４．５ｍｍ）である。
本実施例に係るズーム結像光学系２９のレンズデータは、以下のとおりである。
ズーム結像光学系２９
s r d nd vd
1 INF 43.845
2 37.2830 9.000 1.497 81.54
3 -18.6967 3.111 1.72047 34.71
4 -49.6206 0.389
5 27.7522 9.000 1.72342 37.95
6 -25.4867 2.722 1.6134 44.27
7 15.0818 37.993
8 INF 17.409
9 15.3564 4.500 1.834 37.16
10 23.7809 3.000 1.6134 44.27
11 12.5082 2.300
12 40.6731 2.000 1.51633 64.14
13 160.6160 D13
14 108.2635 3.000 1.883 40.76
15 -17.2113 1.500 1.738 32.26
16 -123.4327 D16
17 INF D17
18 23.8516 5.007 1.834000 37.16
19 -39.1201 1.500 1.922860 18.9
20 76.4049 D20
21 -49.7226 2.700 1.805180 25.42
22 -18.3531 2.000 1.677900 55.34
23 6.953 3.000
24 23.6499 3.000 1.438750 94.93
25 -13.999 2.000 1.846660 23.78
26 -30.1343 1.000
27 -1320.279 4.000 1.834000 37.16
28 -9.2895 2.000 1.487490 70.23
29 58.5085 22.000
30 INF
【００９２】
ここで、ｓは面番号を、ｒは曲率半径（ｍｍ）を、ｄは面間隔（ｍｍ）を、ｎｄはｄ線に対する屈折率を、ｖｄはアッベ数を示す。なお、面番号ｓ１、ｓ８、ｓ１７、ｓ３０が示す面は、それぞれ、対物レンズの射出瞳位置、一次像（中間像）位置、瞳共役位置、像面を示している。また、面間隔ｄ１は、射出瞳位置（面番号ｓ１）から結像レンズ３０の対物レンズに最も近い第１面（面番号ｓ２）までの距離を示している。面間隔ｄ２９は、ズームレンズ３１の最終面（面番号ｓ２９）から像面（面番号ｓ３０）までの距離を示している。面間隔ｄ１３、ｄ１６、ｄ１７、ｄ２０は、ズームレンズ３１の変倍動作に応じて変化する可変値Ｄ１３、Ｄ１６、Ｄ１７、Ｄ２０であり、それぞれ第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との距離、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＡＳとの距離、開口絞りＡＳと第３レンズ群Ｇ３との距離、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ３との距離を示している。
【００９３】
また、図８（ａ）に例示される低倍端状態、図８（ｂ）に例示される中間状態、図８（ｃ）に例示される高倍端状態での結像レンズ３０とズームレンズ３１の合成焦点距離、即ち、ズーム結像光学系２９の焦点距離（ｍｍ）と、それぞれの状態での可変部分の面間隔（ｍｍ）は、以下のとおりである。
ズーム結像光学系２９の焦点距離と面間隔
状態 高倍端 中間 低倍端
焦点距離 -670.7 -110.0 -42.4
D13 2.795 43.530 87.838
D16 1.000 20.000 1.000
D17 1.000 24.820 1.157
D20 95.77 12.214 10.569
【００９４】
本実施例に係るズーム結像光学系２９は、以下の式（４１）から（４６）で示されるように、条件式（１）から（６）を満たしている。式（４１）から（４６）はそれぞれ条件式（１）から（６）に対応している。なお、式（４６）のνｄＴＬＰ及びｎｄＴＬＰは、それぞれ両凸レンズＴＬ１のアッベ数、ｄ線に対する屈折率である。
ＦＴＬ／ＦＭＩＮ＝−１．４２ ・・・（４１）
ＦＴＬ／ＦＭＡＸ＝−０．０９ ・・・（４２）
φＥ／ＬＰＩ＝０．１４ ・・・（４３）
ＬＰＣ／ＦＭＩＮ＝−６．７８ ・・・（４４）
ＬＰＣ／ＦＭＡＸ＝−０．４３ ・・・（４５）
νｄＴＬＰ×ｎｄＴＬＰ＝１２２．１ ・・・（４６）
【００９５】
図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃは、それぞれ図８（ａ）に例示される低倍端状態、図８（ｂ）に例示される中間状態、図８（ｃ）に例示される高倍端状態でのズーム結像光学系２９の収差図であり、物体側から平行光束が入射した場合の像面での収差を示している。図９Ａ（ａ）、図９Ｂ（ａ）及び図９Ｃ（ａ）は球面収差図であり、図９Ａ（ｂ）、図９Ｂ（ｂ）及び図９Ｃ（ｂ）は正弦条件違反量を示す図であり、図９Ａ（ｃ）、図９Ｂ（ｃ）及び図９Ｃ（ｃ）は非点収差図であり、図９Ａ（ｄ）、図９Ｂ（ｄ）及び図９Ｃ（ｄ）は歪曲収差図である。いずれの状態でも各収差が良好に補正されていることが示されている。
【実施例５】
【００９６】
図１０は、本実施例に係るズーム結像光学系の断面図であり、図１０（ａ）は低倍端、図１０（ｂ）は中間、図１０（ｃ）は高倍端の状態を示している。図１０に例示されるズーム結像光学系３２は、図示しない無限遠補正型の対物レンズと組み合わせて用いられるズーム結像光学系であって、その対物レンズからの光束を集光して中間像を形成する結像レンズ３３と、その中間像を像面に投影するズーム機能を有するズームレンズ３４と、を含んでいる。
【００９７】
結像レンズ３３は、物体側（対物レンズ側）から順に、両凸レンズＴＬ１と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＴＬ２からなる接合レンズＣＴＬ１と、両凸レンズＴＬ３と両凹レンズＴＬ４からなる接合レンズＣＴＬ２とを含んでいる。
【００９８】
ズームレンズ３４は、結像レンズ３３により形成される中間像側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、正のパワーを有する可動群である第２レンズ群Ｇ２と、光軸方向に移動する開口絞りＡＳと、正のパワーを有する可動群である第３レンズ群Ｇ３と、負のパワーを有する第４レンズ群Ｇ４と、を含んでいる。ズームレンズ３４は、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３の光軸方向への移動により、像面に形成される像を変倍する。
【００９９】
第１レンズ群Ｇ１は、中間像側から順に、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１と、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ２と像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ３からなる接合レンズＣＬ１と、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ４と、を含んでいる。
【０１００】
第２レンズ群Ｇ２は、光軸方向に移動する可動群であり、中間像側から順に、両凸レンズＬ５と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ６からなる接合レンズＣＬ２を含んでいる。
第３レンズ群Ｇ３は、光軸方向に移動する可動群であり、中間像側から順に、両凸レンズＬ７と両凹レンズＬ８からなる接合レンズＣＬ３を含んでいる。
【０１０１】
第４レンズ群Ｇ４は、両凹レンズＬ９と像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１０からなる接合レンズＣＬ４と、両凹レンズＬ１１と両凸レンズＬ１２からなる接合レンズＣＬ５と、両凹レンズＬ１３と両凸レンズＬ１４からなる接合レンズＣＬ６と、を含んでいる。
本実施例に係るズーム結像光学系３２の各種データについて記載する。なお、基準波長は、ｄ線（５８７．５６ｎｍ）である。
【０１０２】
結像レンズ３３の焦点距離ＦＴＬと、結像レンズ３３と低倍端状態におけるズームレンズ３４との合成焦点距離ＦＭＩＮと、結像レンズ３３と高倍端状態におけるズームレンズ３４との合成焦点距離ＦＭＡＸと、射出瞳位置から一次結像位置（中間像位置）までの距離ＬＰＩと、一次結像位置から二次結像位置（像面）までの距離ＬＩＣと、射出瞳位置から二次結像位置までの距離ＬＰＣは、それぞれ以下のとおりである。
ＦＴＬ＝５９．９２９ｍｍ、ＦＭＩＮ＝−４１．１ｍｍ、ＦＭＡＸ＝−６５７．３ｍｍ、
ＬＰＩ＝１０２．７３２ｍｍ、ＬＩＣ＝１９２．１０３ｍｍ、ＬＰＣ＝２９４．８３４ｍｍ
開口絞りＡＳの絞り径φと、図１０（ｃ）に例示される高倍端状態における対物レンズの瞳径φＥは、以下のとおりである。
φ＝６．８ｍｍ、φＥ＝１５ｍｍ
また、本実施例は２／３インチのＣＣＤ等の撮像素子を対象としており、その対角長は１１ｍｍ（像高ＩＨ＝５．５ｍｍ）である。
本実施例に係るズーム結像光学系３２のレンズデータは、以下のとおりである。
ズーム結像光学系３２
s r d nd vd
1 INF 40.604
2 40.6967 7.619 1.497 81.54
3 -18.8690 3.108 1.738 32.26
4 -44.6316 0.389
5 26.9382 7.442 1.72342 37.95
6 -28.0297 2.724 1.6134 44.27
7 15.4708 40.846
8 INF 14.500
9 -226.5379 3.000 1.48749 70.23
10 -27.0530 0.500
11 118.4971 2.814 1.72047 34.71
12 13.0007 4.136 1.48749 70.23
13 292.2744 0.5
14 15.3476 8.273 1.741 52.64
15 16.2906 D15
16 115.0134 4 1.83481 42.71
17 -19.9429 2.629 51.74 28.3
18 -68.8759 D18
19 INF D19
20 26.8406 7.500 1.834000 37.16
21 -41.1011 1.881 1.808100 22.76
22 72.7139 D22
23 -44.4543 2.762 1.654120 39.68
24 6.6178 3.615 1.516330 64.14
25 7.0092 3.000
26 -18.0965 1.500 1.613400 44.27
27 10.0373 5.500 1.741000 52.64
28 -11.7879 0.500
29 -434.1233 1.650 1.883000 40.76
30 69.6079 2.668 1.740000 28.3
31 -205.4905 22.000
32 INF
【０１０３】
ここで、ｓは面番号を、ｒは曲率半径（ｍｍ）を、ｄは面間隔（ｍｍ）を、ｎｄはｄ線に対する屈折率を、ｖｄはアッベ数を示す。なお、面番号ｓ１、ｓ８、ｓ１９、ｓ３２が示す面は、それぞれ、対物レンズの射出瞳位置、一次像（中間像）位置、瞳共役位置、像面を示している。また、面間隔ｄ１は、射出瞳位置（面番号ｓ１）から結像レンズ３３の対物レンズに最も近い第１面（面番号ｓ２）までの距離を示している。面間隔ｄ３１は、ズームレンズ３４の最終面（面番号ｓ３１）から像面（面番号ｓ３２）までの距離を示している。面間隔ｄ１５、ｄ１８、ｄ１９、ｄ２２は、ズームレンズ３４の変倍動作に応じて変化する可変値Ｄ１５、Ｄ１８、Ｄ１９、Ｄ２２であり、それぞれ第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との距離、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＡＳとの距離、開口絞りＡＳと第３レンズ群Ｇ３との距離、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ３との距離を示している。
【０１０４】
また、図１０（ａ）に例示される低倍端状態、図１０（ｂ）に例示される中間状態、図１０（ｃ）に例示される高倍端状態での結像レンズ３３とズームレンズ３４の合成焦点距離、即ち、ズーム結像光学系３２の焦点距離（ｍｍ）と、それぞれの状態での可変部分の面間隔（ｍｍ）は、以下のとおりである。
ズーム結像光学系３２の焦点距離と面間隔
状態 高倍端 中間 低倍端
焦点距離 -657.3 -106.4 -41.1
D15 2.795 43.530 87.838
D18 1.000 20.000 1.000
D19 1.000 24.820 1.157
D22 94.197 10.642 8.996
【０１０５】
本実施例に係るズーム結像光学系３２は、以下の式（５１）から（５６）で示されるように、条件式（１）から（６）を満たしている。式（５１）から（５６）はそれぞれ条件式（１）から（６）に対応している。なお、式（５６）のνｄＴＬＰ及びｎｄＴＬＰは、それぞれ両凸レンズＴＬ１のアッベ数、ｄ線に対する屈折率である。
ＦＴＬ／ＦＭＩＮ＝−１．４６ ・・・（５１）
ＦＴＬ／ＦＭＡＸ＝−０．０９ ・・・（５２）
φＥ／ＬＰＩ＝０．１５ ・・・（５３）
ＬＰＣ／ＦＭＩＮ＝−７．１８ ・・・（５４）
ＬＰＣ／ＦＭＡＸ＝−０．４５ ・・・（５５）
νｄＴＬＰ×ｎｄＴＬＰ＝１２２．１ ・・・（５６）
【０１０６】
図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃは、それぞれ図１０（ａ）に例示される低倍端状態、図１０（ｂ）に例示される中間状態、図１０（ｃ）に例示される高倍端状態でのズーム結像光学系３２の収差図であり、物体側から平行光束が入射した場合の像面での収差を示している。図１１Ａ（ａ）、図１１Ｂ（ａ）及び図１１Ｃ（ａ）は球面収差図であり、図１１Ａ（ｂ）、図１１Ｂ（ｂ）及び図１１Ｃ（ｂ）は正弦条件違反量を示す図であり、図１１Ａ（ｃ）、図１１Ｂ（ｃ）及び図１１Ｃ（ｃ）は非点収差図であり、図１１Ａ（ｄ）、図１１Ｂ（ｄ）及び図１１Ｃ（ｄ）は歪曲収差図である。いずれの状態でも各収差が良好に補正されていることが示されている。
【実施例６】
【０１０７】
図１２は、本実施例に係るズーム結像光学系の断面図であり、図１２（ａ）は低倍端、図１２（ｂ）は中間、図１２（ｃ）は高倍端の状態を示している。図１２に例示されるズーム結像光学系３５は、図示しない無限遠補正型の対物レンズと組み合わせて用いられるズーム結像光学系であって、その対物レンズからの光束を集光して中間像を形成する結像レンズ３６と、その中間像を像面に投影するズーム機能を有するズームレンズ３７と、を含んでいる。
【０１０８】
結像レンズ３６は、物体側（対物レンズ側）から順に、両凸レンズＴＬ１と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＴＬ２からなる接合レンズＣＴＬ１と、両凸レンズＴＬ３と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＴＬ４からなる接合レンズＣＴＬ２とを含んでいる。
【０１０９】
ズームレンズ３７は、結像レンズ３６により形成される中間像側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、正のパワーを有する可動群である第２レンズ群Ｇ２と、光軸方向に移動する開口絞りＡＳと、正のパワーを有する可動群である第３レンズ群Ｇ３と、負のパワーを有する第４レンズ群Ｇ４と、を含んでいる。ズームレンズ３７は、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３の光軸方向への移動により、像面に形成される像を変倍する。
【０１１０】
第１レンズ群Ｇ１は、中間像側から順に、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１と両凸レンズＬ２からなる接合レンズＣＬ１と、両凸レンズＬ３と両凹レンズＬ４からなる接合レンズＣＬ２と、を含んでいる。
【０１１１】
第２レンズ群Ｇ２は、光軸方向に移動する可動群であり、中間像側から順に、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ５と両凸レンズＬ６からなる接合レンズＣＬ３を含んでいる。
【０１１２】
第３レンズ群Ｇ３は、光軸方向に移動する可動群であり、中間像側から順に、両凸レンズＬ７と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ８からなる接合レンズＣＬ４を含んでいる。
【０１１３】
第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ９と、両凸レンズＬ１０と両凹レンズＬ１１からなる接合レンズＣＬ５と、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１２と両凸レンズＬ１３からなる接合レンズＣＬ６と、を含んでいる。
本実施例に係るズーム結像光学系３５の各種データについて記載する。なお、基準波長は、ｄ線（５８７．５６ｎｍ）である。
【０１１４】
結像レンズ３６の焦点距離ＦＴＬと、結像レンズ３６と低倍端状態におけるズームレンズ３７との合成焦点距離ＦＭＩＮと、結像レンズ３６と高倍端状態におけるズームレンズ３７との合成焦点距離ＦＭＡＸと、射出瞳位置から一次結像位置（中間像位置）までの距離ＬＰＩと、一次結像位置から二次結像位置（像面）までの距離ＬＩＣと、射出瞳位置から二次結像位置までの距離ＬＰＣは、それぞれ以下のとおりである。
ＦＴＬ＝８９．９９４ｍｍ、ＦＭＩＮ＝−４６．４ｍｍ、ＦＭＡＸ＝−６３０．４ｍｍ、
ＬＰＩ＝１８４．８５４ｍｍ、ＬＩＣ＝１８０．５３４ｍｍ、ＬＰＣ＝３６５．３８９ｍｍ
開口絞りＡＳの絞り径φと、図１２（ｃ）に例示される高倍端状態における対物レンズの瞳径φＥは、以下のとおりである。
φ＝４ｍｍ、φＥ＝１２ｍｍ
また、本実施例は１／１．８インチのＣＣＤ等の撮像素子を対象としており、その対角長は９ｍｍ（像高ＩＨ＝４．５ｍｍ）である。
本実施例に係るズーム結像光学系３５のレンズデータは、以下のとおりである。
ズーム結像光学系３５
s r d nd vd
1 INF 87.238
2 72.5831 5.116 1.43875 94.93
3 -30.5978 2.000 1.51633 64.14
4 -82.3394 1.000
5 253.1699 6.000 1.48749 70.23
6 -62.9218 2.000 1.6134 44.27
7 -390.8422 81.501
8 INF 13.547
9 110.2050 1.800 1.58913 61.14
10 17.1162 5.000 1.51742 52.43
11 -37.8128 0.500
12 110.1090 3.500 1.80518 25.42
13 -45.0031 2 1.738 32.26
14 50.9485 D14
15 45.5047 1.8 1.74 28.3
16 18.7324 4.0236 1.56883 56.36
17 -36.6004 D17
18 INF D18
19 36.6004 4.024 1.568830 56.36
20 -18.7324 1.800 1.740000 28.3
21 -45.5040 D21
22 -7.3671 1.100 1.741000 52.64
23 -41.7573 2.601
24 12.7533 2.800 1.834000 37.16
25 -8.1609 1.100 1.741000 52.64
26 11.0659 1.300
27 49.2067 1.100 1.720470 34.71
28 9.2020 2.500 1.487490 70.23
29 -9.2522 40.397
30 INF
【０１１５】
ここで、ｓは面番号を、ｒは曲率半径（ｍｍ）を、ｄは面間隔（ｍｍ）を、ｎｄはｄ線に対する屈折率を、ｖｄはアッベ数を示す。なお、面番号ｓ１、ｓ８、ｓ１８、ｓ３０が示す面は、それぞれ、対物レンズの射出瞳位置、一次像（中間像）位置、瞳共役位置、像面を示している。また、面間隔ｄ１は、射出瞳位置（面番号ｓ１）から結像レンズ３６の対物レンズに最も近い第１面（面番号ｓ２）までの距離を示している。面間隔ｄ２９は、ズームレンズ３７の最終面（面番号ｓ２９）から像面（面番号ｓ３０）までの距離を示している。面間隔ｄ１４、ｄ１７、ｄ１８、ｄ２１は、ズームレンズ３７の変倍動作に応じて変化する可変値Ｄ１４、Ｄ１７、Ｄ１８、Ｄ２１であり、それぞれ第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との距離、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＡＳとの距離、開口絞りＡＳと第３レンズ群Ｇ３との距離、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ３との距離を示している。
【０１１６】
また、図１２（ａ）に例示される低倍端状態、図１２（ｂ）に例示される中間状態、図１２（ｃ）に例示される高倍端状態での結像レンズ３６とズームレンズ３７の合成焦点距離、即ち、ズーム結像光学系３５の焦点距離（ｍｍ）と、それぞれの状態での可変部分の面間隔（ｍｍ）は、以下のとおりである。
ズーム結像光学系３５の焦点距離と面間隔
状態 高倍端 中間 低倍端
焦点距離 -630.4 -140.1 -46.4
D14 2.424 30.866 83.838
D17 1.000 20.000 1.000
D18 1.000 26.820 1.157
D21 85.232 11.969 3.660
【０１１７】
本実施例に係るズーム結像光学系３５は、以下の式（６１）から（６６）で示されるように、条件式（１）から（６）を満たしている。式（６１）から（６６）はそれぞれ条件式（１）から（６）に対応している。なお、式（６６）のνｄＴＬＰ及びｎｄＴＬＰは、それぞれ両凸レンズＴＬ１のアッベ数、ｄ線に対する屈折率である。
ＦＴＬ／ＦＭＩＮ＝−１．９４ ・・・（６１）
ＦＴＬ／ＦＭＡＸ＝−０．１４ ・・・（６２）
φＥ／ＬＰＩ＝０．０６ ・・・（６３）
ＬＰＣ／ＦＭＩＮ＝−７．８８ ・・・（６４）
ＬＰＣ／ＦＭＡＸ＝−０．５８ ・・・（６５）
νｄＴＬＰ×ｎｄＴＬＰ＝１３６．６ ・・・（６６）
【０１１８】
図１３Ａ、図１３Ｂ、図１３Ｃは、それぞれ図１２（ａ）に例示される低倍端状態、図１２（ｂ）に例示される中間状態、図１２（ｃ）に例示される高倍端状態でのズーム結像光学系３５の収差図であり、物体側から平行光束が入射した場合の像面での収差を示している。図１３Ａ（ａ）、図１３Ｂ（ａ）及び図１３Ｃ（ａ）は球面収差図であり、図１３Ａ（ｂ）、図１３Ｂ（ｂ）及び図１３Ｃ（ｂ）は正弦条件違反量を示す図であり、図１３Ａ（ｃ）、図１３Ｂ（ｃ）及び図１３Ｃ（ｃ）は非点収差図であり、図１３Ａ（ｄ）、図１３Ｂ（ｄ）及び図１３Ｃ（ｄ）は歪曲収差図である。いずれの状態でも各収差が良好に補正されていることが示されている。
【実施例７】
【０１１９】
図１４は、本実施例に係るズーム結像光学系の断面図であり、図１４（ａ）は低倍端、図１４（ｂ）は中間、図１４（ｃ）は高倍端の状態を示している。図１４に例示されるズーム結像光学系３８は、図示しない無限遠補正型の対物レンズと組み合わせて用いられるズーム結像光学系であって、その対物レンズからの光束を集光して中間像を形成する結像レンズ３９と、その中間像を像面に投影するズーム機能を有するズームレンズ４０と、を含んでいる。
【０１２０】
結像レンズ３９は、物体側（対物レンズ側）から順に、両凸レンズＴＬ１と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＴＬ２からなる接合レンズＣＴＬ１と、両凸レンズＴＬ３と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＴＬ４からなる接合レンズＣＴＬ２とを含んでいる。
【０１２１】
ズームレンズ４０は、結像レンズ３９により形成される中間像側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、正のパワーを有する可動群である第２レンズ群Ｇ２と、光軸方向に移動する開口絞りＡＳと、正のパワーを有する可動群である第３レンズ群Ｇ３と、負のパワーを有する第４レンズ群Ｇ４と、を含んでいる。ズームレンズ４０は、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３の光軸方向への移動により、像面に形成される像を変倍する。
【０１２２】
第１レンズ群Ｇ１は、中間像側から順に、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１と両凸レンズＬ２からなる接合レンズＣＬ１と、両凸レンズＬ３と両凹レンズＬ４からなる接合レンズＣＬ２と、を含んでいる。
【０１２３】
第２レンズ群Ｇ２は、光軸方向に移動する可動群であり、中間像側から順に、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ５と両凸レンズＬ６からなる接合レンズＣＬ３を含んでいる。
【０１２４】
第３レンズ群Ｇ３は、光軸方向に移動する可動群であり、中間像側から順に、両凸レンズＬ７と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ８からなる接合レンズＣＬ４を含んでいる。
【０１２５】
第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ９と、両凸レンズＬ１０と両凹レンズＬ１１からなる接合レンズＣＬ５と、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１２と両凸レンズＬ１３からなる接合レンズＣＬ６と、を含んでいる。
本実施例に係るズーム結像光学系３８の各種データについて記載する。なお、基準波長は、ｄ線（５８７．５６ｎｍ）である。
【０１２６】
結像レンズ３９の焦点距離ＦＴＬと、結像レンズ３９と低倍端状態におけるズームレンズ４０との合成焦点距離ＦＭＩＮと、結像レンズ３９と高倍端状態におけるズームレンズ４０との合成焦点距離ＦＭＡＸと、射出瞳位置から一次結像位置（中間像位置）までの距離ＬＰＩと、一次結像位置から二次結像位置（像面）までの距離ＬＩＣと、射出瞳位置から二次結像位置までの距離ＬＰＣは、それぞれ以下のとおりである。
ＦＴＬ＝４０．０００ｍｍ、ＦＭＩＮ＝−１６．４ｍｍ、ＦＭＡＸ＝−２２２．７ｍｍ、
ＬＰＩ＝８３．７６５ｍｍ、ＬＩＣ＝１７６．０３１ｍｍ、ＬＰＣ＝２５９．７９７ｍｍ
開口絞りＡＳの絞り径φと、図１４（ｃ）に例示される高倍端状態における対物レンズの瞳径φＥは、以下のとおりである。
φ＝３．２ｍｍ、φＥ＝５ｍｍ
また、本実施例は１／３インチのＣＣＤ等の撮像素子を対象としており、その対角長は６ｍｍ（像高ＩＨ＝３ｍｍ）である。
本実施例に係るズーム結像光学系３８のレンズデータは、以下のとおりである。
ズーム結像光学系３８
s r d nd vd
1 INF 38.772
2 27.3862 4.444 1.43875 94.93
3 -11.4894 0.889 1.51633 64.14
4 -31.6061 0.444
5 119800.0000 4.444 1.48749 70.23
6 -31.1465 0.889 1.6134 44.27
7 -151.4758 33.882
8 INF 13.547
9 110.2000 1.800 1.58913 61.14
10 17.1160 5.000 1.51742 52.43
11 -37.8120 0.500
12 110.2000 3.500 1.80518 25.42
13 -45.0030 2 1.738 32.26
14 50.9480 D14
15 45.5040 1.8 1.74 28.3
16 18.7324 4.0236 1.56883 56.36
17 -36.6004 D17
18 INF D18
19 36.6004 4.024 1.568830 56.36
20 -18.7324 1.8 1.740000 28.3
21 -45.5040 D21
22 -5.8312 1.100 1.741000 52.64
23 -20.0094 2.601
24 11.3525 4.000 1.834000 37.16
25 -8.1566 1.100 1.741000 52.64
26 10.4721 1.300
27 54.1094 1.100 1.720470 34.71
28 7.1748 4.000 1.487490 70.23
29 -7.7492 33.181
30 INF
【０１２７】
ここで、ｓは面番号を、ｒは曲率半径（ｍｍ）を、ｄは面間隔（ｍｍ）を、ｎｄはｄ線に対する屈折率を、ｖｄはアッベ数を示す。なお、面番号ｓ１、ｓ８、ｓ１８、ｓ３０が示す面は、それぞれ、対物レンズの射出瞳位置、一次像（中間像）位置、瞳共役位置、像面を示している。また、面間隔ｄ１は、射出瞳位置（面番号ｓ１）から結像レンズ３９の対物レンズに最も近い第１面（面番号ｓ２）までの距離を示している。面間隔ｄ２９は、ズームレンズ４０の最終面（面番号ｓ２９）から像面（面番号ｓ３０）までの距離を示している。面間隔ｄ１４、ｄ１７、ｄ１８、ｄ２１は、ズームレンズ４０の変倍動作に応じて変化する可変値Ｄ１４、Ｄ１７、Ｄ１８、Ｄ２１であり、それぞれ第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との距離、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＡＳとの距離、開口絞りＡＳと第３レンズ群Ｇ３との距離、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ３との距離を示している。
【０１２８】
また、図１４（ａ）に例示される低倍端状態、図１４（ｂ）に例示される中間状態、図１４（ｃ）に例示される高倍端状態での結像レンズ３９とズームレンズ４０の合成焦点距離、即ち、ズーム結像光学系３８の焦点距離（ｍｍ）と、それぞれの状態での可変部分の面間隔（ｍｍ）は、以下のとおりである。
ズーム結像光学系３８の焦点距離と面間隔
状態 高倍端 中間 低倍端
焦点距離 -222.7 -49.5 -16.4
D14 2.424 30.866 83.838
D17 1.000 20.000 1.000
D18 1.000 26.820 1.157
D21 85.232 11.969 3.660
【０１２９】
本実施例に係るズーム結像光学系３８は、以下の式（７１）から（７６）で示されるように、条件式（１）から（６）を満たしている。式（７１）から（７６）はそれぞれ条件式（１）から（６）に対応している。なお、式（７６）のνｄＴＬＰ及びｎｄＴＬＰは、それぞれ両凸レンズＴＬ１のアッベ数、ｄ線に対する屈折率である。
ＦＴＬ／ＦＭＩＮ＝−２．４４ ・・・（７１）
ＦＴＬ／ＦＭＡＸ＝−０．１８ ・・・（７２）
φＥ／ＬＰＩ＝０．０６ ・・・（７３）
ＬＰＣ／ＦＭＩＮ＝−１５．８６ ・・・（７４）
ＬＰＣ／ＦＭＡＸ＝−１．１７ ・・・（７５）
νｄＴＬＰ×ｎｄＴＬＰ＝１３６．６ ・・・（７６）
【０１３０】
図１５Ａ、図１５Ｂ、図１５Ｃは、それぞれ図１４（ａ）に例示される低倍端状態、図１４（ｂ）に例示される中間状態、図１４（ｃ）に例示される高倍端状態でのズーム結像光学系３８の収差図であり、物体側から平行光束が入射した場合の像面での収差を示している。図１５Ａ（ａ）、図１５Ｂ（ａ）及び図１５Ｃ（ａ）は球面収差図であり、図１５Ａ（ｂ）、図１５Ｂ（ｂ）及び図１５Ｃ（ｂ）は正弦条件違反量を示す図であり、図１５Ａ（ｃ）、図１５Ｂ（ｃ）及び図１５Ｃ（ｃ）は非点収差図であり、図１５Ａ（ｄ）、図１５Ｂ（ｄ）及び図１５Ｃ（ｄ）は歪曲収差図である。いずれの状態でも各収差が良好に補正されていることが示されている。
【実施例８】
【０１３１】
図１６は、本実施例に係るズーム結像光学系の断面図であり、図１６（ａ）は低倍端、図１６（ｂ）は中間、図１６（ｃ）は高倍端の状態を示している。図１６に例示されるズーム結像光学系４１は、図示しない無限遠補正型の対物レンズと組み合わせて用いられるズーム結像光学系であって、その対物レンズからの光束を集光して中間像を形成する結像レンズ４２と、その中間像を像面に投影するズーム機能を有するズームレンズ４３と、を含んでいる。
【０１３２】
結像レンズ４２は、物体側（対物レンズ側）から順に、両凸レンズＴＬ１と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＴＬ２からなる接合レンズＣＴＬ１と、両凸レンズＴＬ３と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＴＬ４からなる接合レンズＣＴＬ２とを含んでいる。
【０１３３】
ズームレンズ４３は、結像レンズ４２により形成される中間像側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、正のパワーを有する可動群である第２レンズ群Ｇ２と、光軸方向に移動する開口絞りＡＳと、正のパワーを有する可動群である第３レンズ群Ｇ３と、負のパワーを有する第４レンズ群Ｇ４と、を含んでいる。ズームレンズ４３は、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３の光軸方向への移動により、像面に形成される像を変倍する。
【０１３４】
第１レンズ群Ｇ１は、中間像側から順に、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１と両凸レンズＬ２からなる接合レンズＣＬ１と、両凸レンズＬ３と両凹レンズＬ４からなる接合レンズＣＬ２と、を含んでいる。
【０１３５】
第２レンズ群Ｇ２は、光軸方向に移動する可動群であり、中間像側から順に、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ５と両凸レンズＬ６からなる接合レンズＣＬ３を含んでいる。
【０１３６】
第３レンズ群Ｇ３は、光軸方向に移動する可動群であり、中間像側から順に、両凸レンズＬ７と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ８からなる接合レンズＣＬ４を含んでいる。
【０１３７】
第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ９と、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１０と像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１１からなる接合レンズＣＬ５と、両凸レンズＬ１２と両凹レンズＬ１３からなる接合レンズＣＬ６と、を含んでいる。
本実施例に係るズーム結像光学系４１の各種データについて記載する。なお、基準波長は、ｄ線（５８７．５６ｎｍ）である。
【０１３８】
結像レンズ４２の焦点距離ＦＴＬと、結像レンズ４２と低倍端状態におけるズームレンズ４３との合成焦点距離ＦＭＩＮと、結像レンズ４２と高倍端状態におけるズームレンズ４３との合成焦点距離ＦＭＡＸと、射出瞳位置から一次結像位置（中間像位置）までの距離ＬＰＩと、一次結像位置から二次結像位置（像面）までの距離ＬＩＣと、射出瞳位置から二次結像位置までの距離ＬＰＣは、それぞれ以下のとおりである。
ＦＴＬ＝４０．０００ｍｍ、ＦＭＩＮ＝−３８．２ｍｍ、ＦＭＡＸ＝−５１８．９ｍｍ、
ＬＰＩ＝８３．３２６ｍｍ、ＬＩＣ＝１８８．７５８ｍｍ、ＬＰＣ＝２７２．０８３ｍｍ
開口絞りＡＳの絞り径φと、図１６（ｃ）に例示される高倍端状態における対物レンズの瞳径φＥは、以下のとおりである。
φ＝３．２ｍｍ、φＥ＝１０ｍｍ
また、本実施例は１／１．８インチのＣＣＤ等の撮像素子を対象としており、その対角長は９ｍｍ（像高ＩＨ＝４．５ｍｍ）である。
本実施例に係るズーム結像光学系４１のレンズデータは、以下のとおりである。
ズーム結像光学系４１
s r d nd vd
1 INF 38.333
2 27.3862 4.444 1.43875 94.93
3 -11.4894 0.889 1.51633 64.14
4 -31.6061 0.444
5 119800.0000 4.444 1.48749 70.23
6 -31.1465 0.889 1.6134 44.27
7 -151.4758 33.881
8 INF 13.547
9 110.2000 1.800 1.58913 61.14
10 17.1160 5.000 1.51742 52.43
11 -37.8120 0.500
12 110.2000 3.500 1.80518 25.42
13 -45.0030 2 1.738 32.26
14 50.9480 D14
15 45.5040 1.8 1.74 28.3
16 18.7324 4.0236 1.56883 56.36
17 -36.6004 D17
18 INF D18
19 36.6004 4.024 1.568830 56.36
20 -18.7324 1.8 1.740000 28.3
21 -45.5040 D21
22 -14.9733 1.100 1.741000 52.64
23 -26.9230 2.601
24 24.4003 2.800 1.834000 37.16
25 6.3612 1.100 1.741000 52.64
26 15.8988 1.300
27 36.2466 1.100 1.720470 34.71
28 -7.6950 2.500 1.487490 70.23
29 11.4988 48.606
30 INF
【０１３９】
ここで、ｓは面番号を、ｒは曲率半径（ｍｍ）を、ｄは面間隔（ｍｍ）を、ｎｄはｄ線に対する屈折率を、ｖｄはアッベ数を示す。なお、面番号ｓ１、ｓ８、ｓ１８、ｓ３０が示す面は、それぞれ、対物レンズの射出瞳位置、一次像（中間像）位置、瞳共役位置、像面を示している。また、面間隔ｄ１は、射出瞳位置（面番号ｓ１）から結像レンズ４２の対物レンズに最も近い第１面（面番号ｓ２）までの距離を示している。面間隔ｄ２９は、ズームレンズ４３の最終面（面番号ｓ２９）から像面（面番号ｓ３０）までの距離を示している。面間隔ｄ１４、ｄ１７、ｄ１８、ｄ２１は、ズームレンズ４３の変倍動作に応じて変化する可変値Ｄ１４、Ｄ１７、Ｄ１８、Ｄ２１であり、それぞれ第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との距離、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＡＳとの距離、開口絞りＡＳと第３レンズ群Ｇ３との距離、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ３との距離を示している。
【０１４０】
また、図１６（ａ）に例示される低倍端状態、図１６（ｂ）に例示される中間状態、図１６（ｃ）に例示される高倍端状態での結像レンズ４２とズームレンズ４３の合成焦点距離、即ち、ズーム結像光学系４１の焦点距離（ｍｍ）と、それぞれの状態での可変部分の面間隔（ｍｍ）は、以下のとおりである。
ズーム結像光学系４１の焦点距離と面間隔
状態 高倍端 中間 低倍端
焦点距離 -518.9 -115.3 -38.2
D14 2.424 30.866 83.838
D17 1.000 20.000 1.000
D18 1.000 26.820 1.157
D21 85.232 11.969 3.660
【０１４１】
本実施例に係るズーム結像光学系４１は、以下の式（８１）から（８６）で示されるように、条件式（１）から（６）を満たしている。式（８１）から（８６）はそれぞれ条件式（１）から（６）に対応している。なお、式（８６）のνｄＴＬＰ及びｎｄＴＬＰは、それぞれ両凸レンズＴＬ１のアッベ数、ｄ線に対する屈折率である。
ＦＴＬ／ＦＭＩＮ＝−１．０５ ・・・（８１）
ＦＴＬ／ＦＭＡＸ＝−０．０８ ・・・（８２）
φＥ／ＬＰＩ＝０．１２ ・・・（８３）
ＬＰＣ／ＦＭＩＮ＝−７．１３ ・・・（８４）
ＬＰＣ／ＦＭＡＸ＝−０．５２ ・・・（８５）
νｄＴＬＰ×ｎｄＴＬＰ＝１３６．６ ・・・（８６）
【０１４２】
図１７Ａ、図１７Ｂ、図１７Ｃは、それぞれ図１６（ａ）に例示される低倍端状態、図１６（ｂ）に例示される中間状態、図１６（ｃ）に例示される高倍端状態でのズーム結像光学系４１の収差図であり、物体側から平行光束が入射した場合の像面での収差を示している。図１７Ａ（ａ）、図１７Ｂ（ａ）及び図１７Ｃ（ａ）は球面収差図であり、図１７Ａ（ｂ）、図１７Ｂ（ｂ）及び図１７Ｃ（ｂ）は正弦条件違反量を示す図であり、図１７Ａ（ｃ）、図１７Ｂ（ｃ）及び図１７Ｃ（ｃ）は非点収差図であり、図１７Ａ（ｄ）、図１７Ｂ（ｄ）及び図１７Ｃ（ｄ）は歪曲収差図である。いずれの状態でも各収差が良好に補正されていることが示されている。
【符号の説明】
【０１４３】
１・・・光源
２・・・照明光学系
３、１２・・・視野絞り
４・・・ポラライザ
５・・・ハーフミラー
６・・・ＤＩＣプリズム
７・・・対物レンズ
８・・・標本面
９・・・アナライザ
１０、２１、２４、２７、３０、３３、３６、３９、４２・・・結像レンズ
１１・・・ミラー
１３・・・レンズ群
１４、ＡＳ・・・開口絞り
１５、２２、２５、２８、３１、３４、３７、４０、４３・・・ズームレンズ
１６、２０、２３、２６、２９、３２、３５、３８、４１・・・ズーム結像光学系
１７・・・ＣＣＤ
１８・・・像面
１００・・・ズーム顕微鏡
Ｇ１・・・第１レンズ群
Ｇ２・・・第２レンズ群
Ｇ３・・・第３レンズ群
Ｇ４・・・第４レンズ群
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ズーム結像光学系、及び、それを備えた顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
焦点距離が可変なズーム結像光学系を含むズーム顕微鏡の変倍方式としては、従来から、対物レンズからの光束を結像レンズにより集光して中間像を形成し、ズーム機能を有するリレーレンズによりその中間像を変倍した像を像面に投影する方式が知られている。このような方式を採用したズーム顕微鏡は、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００３】
また、中間像を形成せずに、ズーム機能を有するリレーレンズにより、像面に形成される像の倍率を直接変倍する方式も知られている。このような方式を採用したズーム顕微鏡は、例えば、特許文献２及び特許文献３に開示されている。
ズーム顕微鏡の変倍方式は、一般に、上述した２つの方式に大別することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２７４１３７号公報
【特許文献２】特開２００４−３６１７７８号公報
【特許文献３】特開２００６−１５４２３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ズーム顕微鏡の分野では、広い変倍範囲で収差が良好に補正されたズーム結像光学系が望まれているが、このようなズーム結像光学系をコンパクトに構成することは非常に難しい。
【０００６】
中間像を形成する方式を採用するズーム顕微鏡では、結像レンズとリレーレンズの間に中間像が形成されるため、結像レンズとリレーレンズからなるズーム結像光学系の全長が長くなくなりやすい。また、ズーム機能を有するリレーレンズでは、その変倍範囲を広くすると、低倍端における像側ＮＡが大きくなることから、収差が良好に補正されたズーム結像光学系の設計が困難となる。このため、光学系を大きくして設計上の制約を緩和せざるを得ない。
【０００７】
従って、特許文献１で開示される特許文献１で開示されるズーム顕微鏡では、ズーム結像光学系の全長が長くなり、顕微鏡全体も大きくなってしまう。なお、変倍範囲を広くするほど、その傾向はより顕著になる。
【０００８】
また、像面に形成される像の倍率を直接変倍する方式を採用するズーム顕微鏡では、瞳位置がズーム機能を有するリレーレンズの外部に存在することになるため、収差が良好に補正されたズーム結像光学系の設計は、難易度の高いものとなってしまう。また、その変倍範囲を広くすると、さらに収差補正が難しくなることから、光学系を大きくして設計上の制約を緩和せざるを得ない。
【０００９】
従って、特許文献２または特許文献３で開示されるズーム顕微鏡でも、変倍範囲を広くすると、ズーム結像光学系の全長が長くなり、顕微鏡全体も大きくなってしまう。
【００１０】
このように、特許文献１から特許文献３のいずれに開示されるズーム顕微鏡においても、変倍範囲が広いズーム結像光学系をコンパクトに設計することは、非常に困難である。
【００１１】
以上のような実情を踏まえて、本発明では、広い変倍範囲で収差が良好に補正されたコンパクトなズーム結像光学系及びズーム顕微鏡の技術を提供することを目的する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の態様は、無限遠補正型の対物レンズと組み合わせて用いられるズーム結像光学系であって、前記対物レンズからの光束を集光して中間像を形成する結像レンズと、前記中間像を像面に投影する、ズーム機能を有するリレーレンズと、を含み、前記リレーレンズは、前記中間像側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する可動群である第２レンズ群と、正または負のパワーを有する可動群である第３レンズ群と、負のパワーを有する第４レンズ群と、を含み、前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群の前記光軸方向への移動により、変倍するズーム結像光学系を提供する。
【００１３】
本発明の第２の態様は、第１の態様に記載のズーム結像光学系において、前記リレーレンズは、第２レンズ群と第３レンズ群の間に光軸方向に移動する開口絞りを有し、前記開口絞りは、前記対物レンズの射出瞳位置と光学的に共役な位置又はその近傍に配置されるズーム結像光学系を提供する。
【００１４】
本発明の第３の態様は、第２の態様に記載のズーム結像光学系において、ＦＴＬを前記結像レンズの焦点距離とし、ＦＭＩＮを前記結像レンズと低倍端状態における前記リレーレンズとの合成焦点距離とするとき、以下の条件式を満たすズーム結像光学系を提供する。
−２．７ ＜ ＦＴＬ／ＦＭＩＮ ＜ −０．９
【００１５】
本発明の第４の態様は、第２の態様または第３の態様に記載のズーム結像光学系において、ＦＴＬを前記結像レンズの焦点距離とし、ＦＭＡＸを前記結像レンズと高倍端状態における前記リレーレンズとの合成焦点距離とするとき、以下の条件式を満たすズーム結像光学系を提供する。
−０．１６ ＜ ＦＴＬ／ＦＭＡＸ ＜ −０．０７
【００１６】
本発明の第５の態様は、第２の態様乃至第４の態様のいずれか１つに記載のズーム結像光学系において、φＥを高倍端状態での前記対物レンズの瞳径とし、ＬＰＩを前記対物レンズの前記射出瞳位置から前記結像レンズにより前記中間像が形成される一次結像位置までの距離とするとき、以下の条件式を満たすズーム結像光学系を提供する。
０．０５ ＜ φＥ／ＬＰＩ ＜ ０．１７
【００１７】
本発明の第６の態様は、第２の態様乃至第５の態様のいずれか１つに記載のズーム結像光学系において、ＦＭＩＮを前記結像レンズと低倍端状態における前記リレーレンズとの合成焦点距離とし、ＦＭＡＸを前記結像レンズと高倍端状態における前記リレーレンズとの合成焦点距離とし、ＬＰＣを前記対物レンズの前記射出瞳位置から前記リレーレンズにより像が形成される二次結像位置までの距離とするとき、以下の条件式を満たすズーム結像光学系を提供する。
−１７ ＜ ＬＰＣ／ＦＭＩＮ ＜ −５
−１．３ ＜ ＬＰＣ／ＦＭＡＸ ＜ −０．３
【００１８】
本発明の第７の態様は、第２の態様乃至第６の態様のいずれか１つに記載のズーム結像光学系において、前記結像レンズは、凸レンズを含み、νｄＴＬＰを前記凸レンズのアッベ数とし、ｎｄＴＬＰを前記凸レンズのｄ線に対する屈折率とするとき、以下の条件式を満たすズーム結像光学系を提供する。
１２０ ＜ νｄＴＬＰ×ｎｄＴＬＰ ＜ １４０
【００１９】
本発明の第８の態様は、第２の態様乃至第７の態様のいずれか１つに記載のズーム結像光学系において、前記開口絞りは、絞り径が可変な可変絞りであるズーム結像光学系を提供する。
本発明の第９の態様は、第２の態様乃至第８の態様のいずれか１つに記載のズーム結像光学系を含む顕微鏡を提供する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、広い変倍範囲で収差が良好に補正されたコンパクトなズーム結像光学系及びズーム顕微鏡の技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施例に係るズーム顕微鏡の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の実施例１に係るズーム結像光学系の断面図であり、（ａ）は低倍端、（ｂ）は中間、（ｃ）は高倍端の状態を示している。
【図３Ａ】図２（ａ）に例示される低倍端状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図３Ｂ】図２（ｂ）に例示される中間状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図３Ｃ】図２（ｃ）に例示される高倍端状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図４】本発明の実施例２に係るズーム結像光学系の断面図であり、（ａ）は低倍端、（ｂ）は中間、（ｃ）は高倍端の状態を示している。
【図５Ａ】図４（ａ）に例示される低倍端状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図５Ｂ】図４（ｂ）に例示される中間状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図５Ｃ】図４（ｃ）に例示される高倍端状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図６】本発明の実施例３に係るズーム結像光学系の断面図であり、（ａ）は低倍端、（ｂ）は中間、（ｃ）は高倍端の状態を示している。
【図７Ａ】図６（ａ）に例示される低倍端状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図７Ｂ】図６（ｂ）に例示される中間状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図７Ｃ】図６（ｃ）に例示される高倍端状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図８】本発明の実施例４に係るズーム結像光学系の断面図であり、（ａ）は低倍端、（ｂ）は中間、（ｃ）は高倍端の状態を示している。
【図９Ａ】図８（ａ）に例示される低倍端状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図９Ｂ】図８（ｂ）に例示される中間状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図９Ｃ】図８（ｃ）に例示される高倍端状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図１０】本発明の実施例５に係るズーム結像光学系の断面図であり、（ａ）は低倍端、（ｂ）は中間、（ｃ）は高倍端の状態を示している。
【図１１Ａ】図１０（ａ）に例示される低倍端状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図１１Ｂ】図１０（ｂ）に例示される中間状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図１１Ｃ】図１０（ｃ）に例示される高倍端状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図１２】本発明の実施例６に係るズーム結像光学系の断面図であり、（ａ）は低倍端、（ｂ）は中間、（ｃ）は高倍端の状態を示している。
【図１３Ａ】図１２（ａ）に例示される低倍端状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図１３Ｂ】図１２（ｂ）に例示される中間状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図１３Ｃ】図１２（ｃ）に例示される高倍端状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図１４】本発明の実施例７に係るズーム結像光学系の断面図であり、（ａ）は低倍端、（ｂ）は中間、（ｃ）は高倍端の状態を示している。
【図１５Ａ】図１４（ａ）に例示される低倍端状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図１５Ｂ】図１４（ｂ）に例示される中間状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図１５Ｃ】図１４（ｃ）に例示される高倍端状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図１６】本発明の実施例６に係るズーム結像光学系の断面図であり、（ａ）は低倍端、（ｂ）は中間、（ｃ）は高倍端の状態を示している。
【図１７Ａ】図１６（ａ）に例示される低倍端状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図１７Ｂ】図１６（ｂ）に例示される中間状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【図１７Ｃ】図１６（ｃ）に例示される高倍端状態でのズーム結像光学系の収差図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
まず、本発明の一実施例に係るズーム顕微鏡の構成について説明する。図１は、本発明の一実施例に係るズーム顕微鏡の構成を示す概略図である。図１に例示されるズーム顕微鏡１００は、ズーム結像光学系を含む顕微鏡であり、後述する任意の実施例に係るズーム結像光学系を含むことができる。
【００２３】
ズーム顕微鏡１００は、照明光路上に、照明光を射出する光源１と、照明光学系２と、視野絞り３と、ポラライザ４と、ハーフミラー５と、ＤＩＣプリズム６と、対物レンズ７と、を含んでいる。また、ズーム顕微鏡１００は、観察光路上に、結像レンズ１０とズーム機能を有するリレーレンズ１５（以降、ズームレンズと記す。）とを含むズーム結像光学系１６を含んでいる。より詳細的には、ズーム顕微鏡１００は、観察光路上に、上述した対物レンズ７、ＤＩＣプリズム６、及びハーフミラー５に加えて、アナライザ９と、結像レンズ１０と、ミラー１１と、視野絞り１２と、ズームレンズ１５と、像面１８に配置されたＣＣＤ１７を含んでいる。なお、視野絞り３及び視野絞り１２は、それぞれ標本面８と光学的に共役な位置に配置されている。
【００２４】
標本面８と光学的に共役な位置に配置された視野絞り３は、絞り径を可変することができる可変絞りである。絞り径を調整して必要とされる照明範囲にのみ照明光を照射することで、視野の範囲外への照明光の照射を防止して迷光の発生を抑制することができる。これにより、ズーム顕微鏡１００は、コントラストの高い画像を得ることができる。
【００２５】
ハーフミラー５は、照明光を標本面８に導くと共に、標本面８からの観察光を結像レンズ１０へ導く。ポラライザ４、ＤＩＣプリズム６、及びアナライザ９は、光路に対して挿脱可能に配置されていて、例えば、観察法などを考慮して、必要に応じて適宜光路中に配置される。
【００２６】
対物レンズ７は、照明光を標本面８に照射すると共に、標本面８からの観察光を平行光束として射出する無限遠補正型の対物レンズである。結像レンズ１０は、対物レンズ７からの平行光束を集光して標本面８の一次像（中間像）を視野絞り１２上に形成する。
【００２７】
ミラー１１は、ズーム顕微鏡１００をコンパクトに構成する目的で観察光路を折り曲げるために配置される光学素子であり、中間像が形成される視野絞り１２と結像レンズ１０との間の収斂光束中に配置される。
【００２８】
標本面８と光学的に共役な位置に配置された視野絞り１２は、絞り径を可変することができる可変絞りである。視野絞り１２に形成される中間像の大きさに合わせて絞り径を調整することで迷光を遮断することができる。このため、ズーム顕微鏡１００は、フレアやゴーストが抑制されたコントラストの高い画像を得ることができる。
【００２９】
ズームレンズ１５は、結像レンズ１０により形成された中間像を変倍して像面１８に投影する、ズーム機能を有するリレーレンズである。ズームレンズ１５は、可動群を含む複数のレンズ群１３と、光軸方向に移動可能に構成された開口絞り１４と、を含み、結像レンズ１０とともにズーム結像光学系１６を構成する。
【００３０】
ズーム顕微鏡１００によれば、後述するように、ズーム結像光学系１６が広い変倍範囲で収差が良好に補正されたコンパクトなズーム結像光学系であることから、顕微鏡全体をコンパクトに構成し且つ広い変倍範囲で収差を良好に補正することができる。また、ミラー１１により観察光路が折り曲げられていることも、ズーム顕微鏡１００をコンパクトに構成することに寄与している。また、ズーム顕微鏡１００は、可変絞りとして構成された視野絞り３及び視野絞り１２の絞り径を調整することで、ＣＣＤ１７で検出される迷光の光量を抑制することができる。このため、コントラストの高い画像を得ることができる。
次に、本発明の各実施例に係るズーム結像光学系に共通する構成及び作用について、図１に例示されるズーム結像光学系１６を例に説明する。
【００３１】
ズーム結像光学系１６は、無限遠補正型の対物レンズ７と組み合わせて用いられるズーム結像光学系であり、対物レンズ７からの光束を集光して中間像を形成する結像レンズ１０と、その中間像を像面１８に投影する、ズーム機能を有するズームレンズ１５と、を含んでいる。
【００３２】
ズームレンズ１５は、中間像側（標本面８側）から順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する可動群である第２レンズ群と、光軸方向に移動する開口絞り１４と、正または負のパワーを有する可動群である第３レンズ群と、負のパワーを有する第４レンズ群と、を含んでいる。ズームレンズ１５は、第２レンズ群と第３レンズ群が光軸方向に移動することにより、像面１８に形成される像を変倍する。
【００３３】
第１レンズ群及び第２レンズ群は、その正のパワーにより、第２レンズ群と第３レンズ群との間に、対物レンズ７の射出瞳位置と光学的に共役な位置（以降、瞳共役位置と記す。）を形成する。第１レンズ群は、中間像からの光束を収斂光束に変換するレンズ群であり、主に球面収差、色収差を補正する役割を担っている。一方、第２レンズ群は、その正のパワーにより、瞳収差を補正する。さらに、可動群である第２レンズ群は、光軸方向へ移動することで、変倍効果を発生させる役割も担っている。なお、第１レンズ群及び第２レンズ群のいずれかを負のパワーを有するレンズ群として構成すると、第２レンズ群と第３レンズ群との間に瞳共役位置を形成することが困難となる。
【００３４】
第３レンズ群は、正又は負のパワーにより、球面収差及び色収差を補正する。さらに第３レンズ群は、第２レンズ群と同様に、光軸方向へ移動することで、変倍効果を発生させる役割も担っている。第４レンズ群は、その負のパワーにより、主に像面湾曲を補正する役割を担っている。なお、第４レンズ群を正のパワーを有するレンズ群として構成すると、ペッツバール和を十分に小さくすることができず、像面湾曲を補正することが困難になる。また、第２レンズ群と第３レンズ群は共に、低倍端から高倍端に向かうに従い光軸に沿って概略中間像側に移動する。
【００３５】
開口絞り１４は、主に不要光を適切に遮断する役割を担っている。上述した第１レンズ群から第４レンズ群までを含むズームレンズ１５を有するズーム結像光学系１６は、開口絞り１４を第２レンズ群と第３レンズ群との間で移動可能に構成することで、全長が短いコンパクトな構成でありながら、広い変倍範囲で収差を良好に補正することができる。
【００３６】
より具体的には、開口絞り１４が光軸方向に移動可能に構成されることで、開口絞り１４を所望の位置に移動させて不要光を適切に遮断し、像側の開口数を適切に調整することができる。このため、開口数に依存する焦点深度や解像についての各変倍状態での仕様を考慮することが可能となる。即ち、各変倍状態での仕様に応じて、結像レンズ１０及びズームレンズ１５のレンズ枚数、焦点距離、全長等が最適となるように、ズーム結像光学系１６を設計することができる。一般に、光学系の全長を抑えるためにズームレンズの焦点距離を短くしてパワーを強くすると、ズームレンズでの光線高が高くなり、その分収差補正が難しくなる。しかし、ズームレンズ１５では、開口絞り１４を所望の位置に移動させて不要光を適切に排除することができるため、焦点距離を短くしても収差を良好に補正することが可能となる。従って、ズーム結像光学系１６の全長を短くすることができる。
【００３７】
また、開口絞り１４により像側の開口数を適切に調整し得ることで、各変倍状態での開口数とＣＣＤ１７などの撮像素子のナイキスト周波数の関係を考慮して、ズーム結像光学系１６を設計することができる。即ち、例えば、ＣＣＤ１７の画素ピッチにより定まるナイキスト周波数に応じて像側の開口数を制限して、ズーム結像光学系１６を最適に設計することができる。従って、上述した理由と同様の理由により、ズーム結像光学系１６の全長を短くすることができる。
【００３８】
さらに、上述したように第２レンズ群と第３レンズ群の間に瞳共役位置が形成され、変倍によっても瞳共役位置が第２レンズ群と第３レンズ群の間から外れることが少なくなるように構成されたズーム結像光学系１６においては、開口絞り１４を第２レンズ群と第３レンズ群の間に配置することで、第１レンズ群と第４レンズ群のいずれでも光線高を低く抑えることができる。このため、像面湾曲及び色収差を補正するために第１レンズ群及び第４レンズ群に課される負担を軽減することができる。これにより、広い変倍範囲で良好に収差を補正することが可能となる。これに対して、開口絞り１４を第２レンズ群と第３レンズ群との間以外の位置に配置すると、第１レンズ群又は第４レンズ群の少なくとも一方で光線高が高くなり、像面湾曲及び色収差の補正が困難となるため、広い変倍範囲を達成することできない。
従って、以上のように構成されたズーム結像光学系１６によれば、コンパクトな構成でありながら、広い変倍範囲で収差を良好に補正することができる。
【００３９】
なお、ズーム結像光学系１６では、ズームレンズ１５に含まれる可動群である第２レンズ群及び第３レンズ群が光軸方向に移動することにより、その倍率が連続的に変化するが、それに伴って瞳共役位置も移動する。開口絞り１４が瞳共役位置から大きく離れた位置に配置されると、対物レンズなどで軸外光束のケラレが生じやすく、視野の周辺の明るさが低下して画像の周辺ムラが生じやすい。このため、光軸方向に移動する開口絞り１４は、ズーム結像光学系１６の倍率の変更に合わせて移動して、瞳共役位置又はその近傍に配置されることが望ましい。これにより、ケラレを抑制することができるため、より広い変倍範囲で収差を良好に補正することができる。
【００４０】
また、ズーム結像光学系１６の開口絞り１４は、絞り径が可変な可変絞りとして構成されることが望ましい。絞り径が固定されている場合には、ズーム結像光学系１６の各変倍状態での焦点深度や解像の仕様は、瞳共役位置での瞳径によって定まる。即ち、対物レンズの射出瞳位置での瞳径は一定であることから、射出瞳位置での瞳径に対する瞳共役位置での瞳径で定義される瞳の倍率によって、各変倍状態での焦点深度や解像の仕様は定まる。光軸と直交するＸＹ方向に絞り径が可変な可変絞りとして構成された開口絞り１４は、各変倍状態で任意に焦点深度や解像の仕様を決定することができる点で好ましい。
また、ズーム結像光学系１６は、下記の条件式（１）を満足することが望ましい。
−２．７ ＜ ＦＴＬ／ＦＭＩＮ ＜ −０．９ ・・・（１）
但し、ＦＴＬは、結像レンズ１０の焦点距離であり、ＦＭＩＮは、結像レンズ１０と低倍端状態におけるズームレンズ１５との合成焦点距離である。
【００４１】
条件式（１）は、結像レンズ１０の焦点距離と結像レンズ１０と低倍端状態におけるズームレンズ１５との合成焦点距離と関係を規定する式である。なお、低倍端状態とは、結像レンズ１０とズームレンズ１５との合成焦点距離（即ち、ズーム結像光学系１６の焦点距離）が最も短くなる状態であり、対物レンズ７と組み合わせて標本面８を像面１８に最低の倍率で投影するズームレンズ１５の状態である。
【００４２】
条件式（１）で上限値（−０．９）を超えると、結像レンズ１０のパワーが大きくなりすぎて、低倍端状態での像面湾曲の補正が困難となる。これを克服するためには、ズームレンズ１５での収差補正量も増加させる必要があるため、ズームレンズ１５のレンズ枚数が必要以上に増加してしまい、好ましくない。一方、下限値（−２．７）を下回ると、結像レンズ１０のパワーが小さくなることで結像レンズ１０に課される収差補正の負担は小さくなるが、結像レンズ１０の焦点距離が長くなりすぎる。このため、ズーム結像光学系１６全体の全長も長くなってしまう。また、結像レンズ１０の焦点距離が長くなり中間像の倍率が過度に大きくなると、ズームレンズ１５での像面湾曲の補正が困難となってしまう。
また、ズーム結像光学系１６は、下記の条件式（２）を満足することが望ましい。
−０．１６ ＜ ＦＴＬ／ＦＭＡＸ ＜ −０．０７ ・・・（２）
但し、ＦＴＬは、結像レンズ１０の焦点距離であり、ＦＭＡＸは、結像レンズ１０と高倍端状態におけるズームレンズ１５との合成焦点距離である。
【００４３】
条件式（２）は、結像レンズ１０の焦点距離と結像レンズ１０と高倍端状態におけるズームレンズ１５との合成焦点距離と関係を規定する式である。なお、高倍端状態とは、結像レンズ１０とズームレンズ１５との合成焦点距離（即ち、ズーム結像光学系１６の焦点距離）が最も長くなる状態であり、対物レンズ７と組み合わせて標本面８を像面１８に最高の倍率で投影するズームレンズ１５の状態である。
【００４４】
条件式（２）で上限値（−０．０７）を超えると、結像レンズ１０のパワーが大きくなりすぎて、高倍端状態での色収差の補正が困難となる。これを克服するためには、ズームレンズ１５での収差補正量も増加させる必要があるため、ズームレンズ１５のレンズ枚数が必要以上に増加してしまい、好ましくない。一方、下限値（−０．１６）を下回ると、結像レンズ１０のパワーが小さくなることで結像レンズ１０に課される収差補正の負担は小さくなるが、結像レンズ１０の焦点距離が長くなりすぎる。このため、ズーム結像光学系１６全体の全長も長くなってしまう。
【００４５】
また、ズーム結像光学系１６は、下記の条件式（３）を満足することが望ましい。
０．０５ ＜ φＥ／ＬＰＩ ＜ ０．１７ ・・・（３）
但し、φＥは、高倍端状態での対物レンズ７の瞳径であり、ＬＰＩは、対物レンズ７の射出瞳位置から結像レンズ１０により中間像が形成される一次結像位置までの距離である。
【００４６】
条件式（３）は、高倍端状態での対物レンズ７の瞳径と、射出瞳位置から中間像位置（一次結像位置）までの距離との関係を規定した式である。条件式（３）で上限値を超えると、射出瞳位置がズームレンズ１５から離れすぎてしまい、ズームレンズ１５のレンズ径が過度に大きくなる。これにより、像面湾曲の補正が困難となる。一方、下限値を下回ると、射出瞳位置から中間像位置までの距離が長くなりすぎてしまい、結像レンズ１０のレンズ径が過度に大きくなる。これにより、像面湾曲の補正が困難となる。
また、ズーム結像光学系１６は、下記の条件式（４）及び条件式（５）を満足することが望ましい。
−１７ ＜ ＬＰＣ／ＦＭＩＮ ＜ −５ ・・・（４）
−１．３ ＜ ＬＰＣ／ＦＭＡＸ ＜ −０．３ ・・・（５）
【００４７】
但し、ＦＭＩＮは、結像レンズ１０と低倍端状態におけるズームレンズ１５との合成焦点距離であり、ＦＭＡＸは、結像レンズ１０と高倍端状態におけるズームレンズ１５との合成焦点距離であり、ＬＰＣは、対物レンズ７の射出瞳位置からズームレンズ１５により像が形成される二次結像位置（像面１８）までの距離である。
【００４８】
条件式（４）は、広い変倍範囲を有し、且つ、その低倍端状態で広い視野を得るための条件を規定している。条件式（４）で上限値（−５）を超えると、収差補正の観点から見て、ズーム結像光学系１６に課される負担は小さくなるが、ズーム結像光学系１６全体の全長が長くなってしまう。一方、下限値（−１７）を下回ると、ズーム結像光学系１６の全長に対して中間像の像高が高くなりすぎるため、結像レンズ１０及びズームレンズ１５によって像面湾曲を良好に補正することが困難となる。
【００４９】
条件式（５）は、広い変倍範囲を有し、且つ、その高倍端状態で大きな拡大倍率を得るための条件を規定している。条件式（５）で上限値（−０．３）を超えると、収差補正の観点から見て、ズーム結像光学系１６に課される負担は小さくなるが、ズーム結像光学系１６全体の全長が長くなってしまう。一方、下限値（−１．３）を下回ると、色収差を補正するために必要な全長に対して結像レンズ１０及びズームレンズ１５の全長が短くなるため、色収差を良好に補正することが困難となる。
また、ズーム結像光学系１６は、下記の条件式（６）を満足することが望ましい。
１２０ ＜ νｄＴＬＰ×ｎｄＴＬＰ ＜ １４０ ・・・（６）
【００５０】
但し、νｄＴＬＰは、結像レンズ１０に含まれる凸レンズのうちの少なくとも１枚の凸レンズのアッベ数であり、ｎｄＴＬＰは、その凸レンズのｄ線に対する屈折率である。
【００５１】
条件式（６）は、広い変倍範囲を有し、且つ、色収差を良好に補正するための条件を規定している。条件式（６）で上限値を超えると、中間像に生じる色収差を結像レンズ１０により良好に補正することが困難となる。このため、ズームレンズ１５に課される色収差補正の負担が大きくなりすぎるため、像面における色収差の補正が困難となる。一方、下限値を下回ると、中間像に生じる像面湾曲を結像レンズ１０により良好に補正することが困難となる。このため、ズームレンズ１５に課される像面湾曲補正の負担が大きくなりすぎるため、像面における像面湾曲の補正が困難となる。
なお、条件式（１）から（６）は、それぞれ単独で用いることも、任意に組み合わせて用いることも有効である。
以下、各実施例に係るズーム結像光学系ついて具体的に説明する。
【実施例１】
【００５２】
図２は、本実施例に係るズーム結像光学系の断面図であり、図２（ａ）は低倍端、図２（ｂ）は中間、図２（ｃ）は高倍端の状態を示している。図２に例示されるズーム結像光学系２０は、図示しない無限遠補正型の対物レンズと組み合わせて用いられるズーム結像光学系であって、その対物レンズからの光束を集光して中間像を形成する結像レンズ２１と、その中間像を像面に投影する、ズーム機能を有するズームレンズ２２と、を含んでいる。
【００５３】
結像レンズ２１は、物体側（対物レンズ側）から順に、両凸レンズＴＬ１と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＴＬ２からなる接合レンズＣＴＬ１と、両凸レンズＴＬ３と両凹レンズＴＬ４からなる接合レンズＣＴＬ２とを含んでいる。
【００５４】
ズームレンズ２２は、結像レンズ２１により形成される中間像側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、正のパワーを有する可動群である第２レンズ群Ｇ２と、光軸方向に移動する開口絞りＡＳと、正のパワーを有する可動群である第３レンズ群Ｇ３と、負のパワーを有する第４レンズ群Ｇ４と、を含んでいる。ズームレンズ２２は、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３の光軸方向への移動により、像面に形成される像を変倍する。
【００５５】
第１レンズ群Ｇ１は、中間像側から順に、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１と両凸レンズＬ２からなる接合レンズＣＬ１と、両凸レンズＬ３と両凹レンズＬ４からなる接合レンズＣＬ２と、を含んでいる。
【００５６】
第２レンズ群Ｇ２は、光軸方向に移動する可動群であり、中間像側から順に、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ５と両凸レンズＬ６からなる接合レンズＣＬ３を含んでいる。
【００５７】
第３レンズ群Ｇ３は、光軸方向に移動する可動群であり、中間像側から順に、両凸レンズＬ７と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ８からなる接合レンズＣＬ４を含んでいる。
【００５８】
第４レンズ群Ｇ４は、中間像側から順に、両凹レンズＬ９と、両凸レンズＬ１０と両凹レンズＬ１１からなる接合レンズＣＬ５と、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１２と両凸レンズＬ１３からなる接合レンズＣＬ６と、両凸レンズＬ１４と両凹レンズＬ１５からなる接合レンズＣＬ７と、を含んでいる。
本実施例に係るズーム結像光学系２０の各種データについて記載する。なお、基準波長は、ｄ線（５８７．５６ｎｍ）である。
【００５９】
結像レンズ２１の焦点距離ＦＴＬと、結像レンズ２１と低倍端状態におけるズームレンズ２２との合成焦点距離ＦＭＩＮと、結像レンズ２１と高倍端状態におけるズームレンズ２２との合成焦点距離ＦＭＡＸと、射出瞳位置から一次結像位置（中間像位置）までの距離ＬＰＩと、一次結像位置から二次結像位置（像面）までの距離ＬＩＣと、射出瞳位置から二次結像位置までの距離ＬＰＣは、それぞれ以下のとおりである。
ＦＴＬ＝８９．１４６ｍｍ、ＦＭＩＮ＝−６１．１ｍｍ、ＦＭＡＸ＝−８３０．６ｍｍ、
ＬＰＩ＝１９１．３２９ｍｍ、ＬＩＣ＝１８８．７２９ｍｍ、ＬＰＣ＝３８０．０５８ｍｍ
開口絞りＡＳの絞り径φと、図２（ｃ）に例示される高倍端状態における対物レンズの瞳径φＥは、以下のとおりである。
φ＝５．５４ｍｍ、φＥ＝１５ｍｍ
また、本実施例は２／３インチのＣＣＤ等の撮像素子を対象としており、その対角長は１１ｍｍ（像高ＩＨ＝５．５ｍｍ）である。
本実施例に係るズーム結像光学系２０のレンズデータは、以下のとおりである。
ズーム結像光学系２０
s r d nd vd
1 INF 98.141
2 52.1991 9.000 1.497 81.54
3 -34.3313 4.000 1.72047 34.71
4 -82.2406 0.500
5 55.7603 9.000 1.72342 37.95
6 -251.2977 3.500 1.6134 44.27
7 36.2202 67.188
8 INF 15.664
9 38.0153 2.000 1.72047 34.71
10 17.7201 4.000 1.48749 70.23
11 -47.5765 0.500
12 120.0000 3.000 1.8081 22.76
13 -21.9602 3.470 1.72047 34.71
14 37.1922 D14
15 46.4387 1.816 1.7552 27.51
16 20.9425 4.011 1.56384 60.67
17 -36.2791 D17
18 INF D18
19 36.2791 4.011 1.56384 60.67
20 -20.9425 1.816 1.7552 27.51
21 -46.4387 D21
22 -22.9648 2.299 1.741000 52.64
23 41.0097 4.154
24 17.2300 2.291 1.834 37.16
25 -11.3752 1.127 1.741 52.64
26 12.9604 2.000
27 53.3076 1.124 1.74 28.3
28 13.5951 2.811 1.516330 64.14
29 -32.7286 0.562
30 14.6817 3.373 1.723420 37.95
31 -15.1827 1.124 1.613400 44.27
32 10.7655 37.958
33 INF
【００６０】
ここで、ｓは面番号を、ｒは曲率半径（ｍｍ）を、ｄは面間隔（ｍｍ）を、ｎｄはｄ線に対する屈折率を、ｖｄはアッベ数を示す。なお、面番号ｓ１、ｓ８、ｓ１８、ｓ３３が示す面は、それぞれ、対物レンズの射出瞳位置、一次像（中間像）位置、瞳共役位置、像面を示している。また、面間隔ｄ１は、射出瞳位置（面番号ｓ１）から結像レンズ２１の対物レンズに最も近い第１面（面番号ｓ２）までの距離を示している。面間隔ｄ３２は、ズームレンズ２２の最終面（面番号ｓ３２）から像面（面番号ｓ３３）までの距離を示している。面間隔ｄ１４、ｄ１７、ｄ１８、ｄ２１は、ズームレンズ２２の変倍動作に応じて変化する可変値Ｄ１４、Ｄ１７、Ｄ１８、Ｄ２１であり、それぞれ第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との距離、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＡＳとの距離、開口絞りＡＳと第３レンズ群Ｇ３との距離、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ３との距離を示している。
【００６１】
また、図２（ａ）に例示される低倍端状態、図２（ｂ）に例示される中間状態、図２（ｃ）に例示される高倍端状態での結像レンズ２１とズームレンズ２２の合成焦点距離、即ち、ズーム結像光学系２０の焦点距離（ｍｍ）と、それぞれの状態での可変部分の面間隔（ｍｍ）は、以下のとおりである。
ズーム結像光学系２０の焦点距離と面間隔
状態 高倍端 中間 低倍端
焦点距離 -830.6 -145.8 -61.1
D14 2.424 43.530 83.838
D17 1.000 20.000 1.000
D18 1.000 20.450 1.157
D21 85.232 5.676 3.660
【００６２】
本実施例に係るズーム結像光学系２０は、以下の式（１１）から（１６）で示されるように、条件式（１）から（６）を満たしている。式（１１）から（１６）はそれぞれ条件式（１）から（６）に対応している。なお、式（１６）のνｄＴＬＰ及びｎｄＴＬＰは、それぞれ両凸レンズＴＬ１のアッベ数、ｄ線に対する屈折率である。
ＦＴＬ／ＦＭＩＮ＝−１．４６ ・・・（１１）
ＦＴＬ／ＦＭＡＸ＝−０．１１ ・・・（１２）
φＥ／ＬＰＩ＝０．０８ ・・・（１３）
ＬＰＣ／ＦＭＩＮ＝−６．２２ ・・・（１４）
ＬＰＣ／ＦＭＡＸ＝−０．４６ ・・・（１５）
νｄＴＬＰ×ｎｄＴＬＰ＝１２２．１ ・・・（１６）
【００６３】
図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃは、それぞれ図２（ａ）に例示される低倍端状態、図２（ｂ）に例示される中間状態、図２（ｃ）に例示される高倍端状態でのズーム結像光学系２０の収差図であり、物体側から平行光束が入射した場合の像面での収差を示している。図３Ａ（ａ）、図３Ｂ（ａ）及び図３Ｃ（ａ）は球面収差図であり、図３Ａ（ｂ）、図３Ｂ（ｂ）及び図３Ｃ（ｂ）は正弦条件違反量を示す図であり、図３Ａ（ｃ）、図３Ｂ（ｃ）及び図３Ｃ（ｃ）は非点収差図であり、図３Ａ（ｄ）、図３Ｂ（ｄ）及び図３Ｃ（ｄ）は歪曲収差図である。いずれの状態でも各収差が良好に補正されていることが示されている。ここで、図中の “ＮＡ”はズーム結像光学系２０の像側の開口数、“ＩＨ”は像高（ｍｍ）を示している。また、“Ｍ”はメリディオナル成分、“Ｓ”はサジタル成分を示している。なお、後述する実施例２から実施例８に係る図中でも同様の記号を用いるものとする。
【実施例２】
【００６４】
図４は、本実施例に係るズーム結像光学系の断面図であり、図４（ａ）は低倍端、図４（ｂ）は中間、図４（ｃ）は高倍端の状態を示している。図４に例示されるズーム結像光学系２３は、図示しない無限遠補正型の対物レンズと組み合わせて用いられるズーム結像光学系であって、その対物レンズからの光束を集光して中間像を形成する結像レンズ２４と、その中間像を像面に投影するズーム機能を有するズームレンズ２５と、を含んでいる。
【００６５】
結像レンズ２４は、物体側（対物レンズ側）から順に、両凸レンズＴＬ１と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＴＬ２からなる接合レンズＣＴＬ１と、両凸レンズＴＬ３と両凹レンズＴＬ４からなる接合レンズＣＴＬ２とを含んでいる。
【００６６】
ズームレンズ２５は、結像レンズ２４により形成される中間像側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、正のパワーを有する可動群である第２レンズ群Ｇ２と、光軸方向に移動する開口絞りＡＳと、正のパワーを有する可動群である第３レンズ群Ｇ３と、負のパワーを有する第４レンズ群Ｇ４と、を含んでいる。ズームレンズ２５は、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３の光軸方向への移動により、像面に形成される像を変倍する。
【００６７】
第１レンズ群Ｇ１は、中間像側から順に、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１と両凸レンズＬ２からなる接合レンズＣＬ１と、両凸レンズＬ３と両凹レンズＬ４からなる接合レンズＣＬ２と、を含んでいる。
【００６８】
第２レンズ群Ｇ２は、光軸方向に移動する可動群であり、中間像側から順に、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ５と両凸レンズＬ６からなる接合レンズＣＬ３を含んでいる。
【００６９】
第３レンズ群Ｇ３は、光軸方向に移動する可動群であり、中間像側から順に、両凸レンズＬ７と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ８からなる接合レンズＣＬ４を含んでいる。
【００７０】
第４レンズ群Ｇ４は、中間像側から順に、両凹レンズＬ９と、両凸レンズＬ１０と両凹レンズＬ１１からなる接合レンズＣＬ５と、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１２と両凸レンズＬ１３からなる接合レンズＣＬ６と、を含んでいる。
本実施例に係るズーム結像光学系２３の各種データについて記載する。なお、基準波長は、ｄ線（５８７．５６ｎｍ）である。
【００７１】
結像レンズ２４の焦点距離ＦＴＬと、結像レンズ２４と低倍端状態におけるズームレンズ２５との合成焦点距離ＦＭＩＮと、結像レンズ２４と高倍端状態におけるズームレンズ２５との合成焦点距離ＦＭＡＸと、射出瞳位置から一次結像位置（中間像位置）までの距離ＬＰＩと、一次結像位置から二次結像位置（像面）までの距離ＬＩＣと、射出瞳位置から二次結像位置までの距離ＬＰＣは、それぞれ以下のとおりである。
ＦＴＬ＝７０．００４ｍｍ、ＦＭＩＮ＝−４６．３ｍｍ、ＦＭＡＸ＝−６２９．７ｍｍ、
ＬＰＩ＝１５０．３０３ｍｍ、ＬＩＣ＝１８５．０５７ｍｍ、ＬＰＣ＝３３５．３５９ｍｍ
開口絞りＡＳの絞り径φと、図４（ｃ）に例示される高倍端状態における対物レンズの瞳径φＥは、以下のとおりである。
φ＝５．０４ｍｍ、φＥ＝１４ｍｍ
また、本実施例は２／３インチのＣＣＤ等の撮像素子を対象としており、その対角長は１１ｍｍ（像高ＩＨ＝５．５ｍｍ）である。
本実施例に係るズーム結像光学系２３のレンズデータは、以下のとおりである。
ズーム結像光学系２３
s r d nd vd
1 INF 80.688
2 39.2015 6.800 1.497 81.54
3 -20.0397 2.250 1.72047 34.71
4 -55.7616 0.500
5 27.6094 6.300 1.72342 37.95
6 -27.6091 1.950 1.6134 44.27
7 16.4468 51.815
8 INF 13.547
9 110.2500 1.800 1.58913 61.14
10 17.1167 5.000 1.51742 52.43
11 -37.8129 0.500
12 110.2300 3.500 1.80518 25.42
13 -45.0035 2.000 1.738 32.26
14 50.9481 D14
15 45.5048 1.800 1.74 28.3
16 18.7325 4.024 1.56883 56.36
17 -36.6004 D17
18 INF D18
19 36.6004 4.024 1.56883 56.36
20 -18.7324 1.800 1.740000 28.3
21 -45.5048 D21
22 -17.2629 1.100 1.741 52.64
23 41.6569 2.601
24 15.4354 2.800 1.834 37.16
25 -10.4843 1.100 1.741 52.64
26 12.3165 1.300
27 97.1448 1.100 1.720470 34.71
28 17.7228 2.500 1.487490 70.23
29 -14.0024 44.908
30 INF
【００７２】
ここで、ｓは面番号を、ｒは曲率半径（ｍｍ）を、ｄは面間隔（ｍｍ）を、ｎｄはｄ線に対する屈折率を、ｖｄはアッベ数を示す。なお、面番号ｓ１、ｓ８、ｓ１８、ｓ３０が示す面は、それぞれ、対物レンズの射出瞳位置、一次像（中間像）位置、瞳共役位置、像面を示している。また、面間隔ｄ１は、射出瞳位置（面番号ｓ１）から結像レンズ２４の対物レンズに最も近い第１面（面番号ｓ２）までの距離を示している。面間隔ｄ２９は、ズームレンズ２５の最終面（面番号ｓ２９）から像面（面番号ｓ３０）までの距離を示している。面間隔ｄ１４、ｄ１７、ｄ１８、ｄ２１は、ズームレンズ２５の変倍動作に応じて変化する可変値Ｄ１４、Ｄ１７、Ｄ１８、Ｄ２１であり、それぞれ第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との距離、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＡＳとの距離、開口絞りＡＳと第３レンズ群Ｇ３との距離、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ３との距離を示している。
【００７３】
また、図４（ａ）に例示される低倍端状態、図４（ｂ）に例示される中間状態、図４（ｃ）に例示される高倍端状態での結像レンズ２４とズームレンズ２５の合成焦点距離、即ち、ズーム結像光学系２３の焦点距離（ｍｍ）と、それぞれの状態での可変部分の面間隔（ｍｍ）は、以下のとおりである。
ズーム結像光学系２３の焦点距離と面間隔
状態 高倍端 中間 低倍端
焦点距離 -629.7 -110.5 -46.3
D14 2.424 43.530 83.838
D17 1.000 20.000 1.000
D18 1.000 20.450 1.157
D21 85.232 5.676 3.660
【００７４】
本実施例に係るズーム結像光学系２３は、以下の式（２１）から（２６）で示されるように、条件式（１）から（６）を満たしている。式（２１）から（２６）はそれぞれ条件式（１）から（６）に対応している。なお、式（２６）のνｄＴＬＰ及びｎｄＴＬＰは、それぞれ両凸レンズＴＬ１のアッベ数、ｄ線に対する屈折率である。
ＦＴＬ／ＦＭＩＮ＝−１．５１ ・・・（２１）
ＦＴＬ／ＦＭＡＸ＝−０．１１ ・・・（２２）
φＥ／ＬＰＩ＝０．０９ ・・・（２３）
ＬＰＣ／ＦＭＩＮ＝−７．２４ ・・・（２４）
ＬＰＣ／ＦＭＡＸ＝−０．５３ ・・・（２５）
νｄＴＬＰ×ｎｄＴＬＰ＝１２２．１ ・・・（２６）
【００７５】
図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃは、それぞれ図４（ａ）に例示される低倍端状態、図４（ｂ）に例示される中間状態、図４（ｃ）に例示される高倍端状態でのズーム結像光学系２３の収差図であり、物体側から平行光束が入射した場合の像面での収差を示している。図５（ａ）、図５Ｂ（ａ）及び図５Ｃ（ａ）は球面収差図であり、図５Ａ（ｂ）、図５Ｂ（ｂ）及び図５Ｃ（ｂ）は正弦条件違反量を示す図であり、図５Ａ（ｃ）、図５Ｂ（ｃ）及び図５Ｃ（ｃ）は非点収差図であり、図５Ａ（ｄ）、図５Ｂ（ｄ）及び図５Ｃ（ｄ）は歪曲収差図である。いずれの状態でも各収差が良好に補正されていることが示されている。
【実施例３】
【００７６】
図６は、本実施例に係るズーム結像光学系の断面図であり、図６（ａ）は低倍端、図６（ｂ）は中間、図６（ｃ）は高倍端の状態を示している。図６に例示されるズーム結像光学系２６は、図示しない無限遠補正型の対物レンズと組み合わせて用いられるズーム結像光学系であって、その対物レンズからの光束を集光して中間像を形成する結像レンズ２７と、その中間像を像面に投影する、ズーム機能を有するズームレンズ２８と、を含んでいる。
【００７７】
結像レンズ２７は、物体側（対物レンズ側）から順に、両凸レンズＴＬ１と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＴＬ２からなる接合レンズＣＴＬ１と、両凸レンズＴＬ３と両凹レンズＴＬ４からなる接合レンズＣＴＬ２とを含んでいる。
【００７８】
ズームレンズ２８は、結像レンズ２７により形成される中間像側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、正のパワーを有する可動群である第２レンズ群Ｇ２と、光軸方向に移動する開口絞りＡＳと、正のパワーを有する可動群である第３レンズ群Ｇ３と、負のパワーを有する第４レンズ群Ｇ４と、を含んでいる。ズームレンズ２８は、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３の光軸方向への移動により、像面に形成される像を変倍する。
【００７９】
第１レンズ群Ｇ１は、中間像側から順に、両凸レンズＬ１と、両凹レンズＬ２と、を含んでいる。第２レンズ群Ｇ２は、光軸方向に移動する可動群であり、中間像側から順に、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ３と両凸レンズＬ４からなる接合レンズＣＬ１を含んでいる。第３レンズ群Ｇ３は、光軸方向に移動する可動群であり、中間像側から順に、両凸レンズＬ５と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ６からなる接合レンズＣＬ２を含んでいる。第４レンズ群Ｇ４は、両凹レンズＬ７と、を含んでいる。
本実施例に係るズーム結像光学系２６の各種データについて記載する。なお、基準波長は、ｄ線（５８７．５６ｎｍ）である。
【００８０】
結像レンズ２７の焦点距離ＦＴＬと、結像レンズ２７と低倍端状態におけるズームレンズ２８との合成焦点距離ＦＭＩＮと、結像レンズ２７と高倍端状態におけるズームレンズ２８との合成焦点距離ＦＭＡＸと、射出瞳位置から一次結像位置（中間像位置）までの距離ＬＰＩと、一次結像位置から二次結像位置（像面）までの距離ＬＩＣと、射出瞳位置から二次結像位置までの距離ＬＰＣは、それぞれ以下のとおりである。
ＦＴＬ＝３９．６２０ｍｍ、ＦＭＩＮ＝−３１．６ｍｍ、ＦＭＡＸ＝−４２７．９ｍｍ、
ＬＰＩ＝８５．０３５ｍｍ、ＬＩＣ＝１６４．５６６ｍｍ、ＬＰＣ＝２４９．６００ｍｍ
開口絞りＡＳの絞り径φと、図６（ｃ）に例示される高倍端状態における対物レンズの瞳径φＥは、以下のとおりである。
φ＝６．８ｍｍ、φＥ＝１０ｍｍ
また、本実施例は１／１．８インチのＣＣＤ等の撮像素子を対象としており、その対角長は９ｍｍ（像高ＩＨ＝４．５ｍｍ）である。
本実施例に係るズーム結像光学系２６のレンズデータは、以下のとおりである。
ズーム結像光学系２６
s r d nd vd
1 INF 43.618
2 23.1996 4.000 1.497 81.54
3 -15.2584 1.778 1.72047 34.71
4 -36.5514 0.222
5 24.7824 4.000 1.72342 37.95
6 -111.6879 1.556 1.6134 44.27
7 16.0979 29.861
8 INF 17.898
9 86.2150 4.500 1.57135 52.95
10 -15.7764 1.500
11 -23.7549 2.000 1.48749 70.23
12 28.5793 D12
13 45.5042 1.800 1.74 28.28
14 19.7410 4.000 1.55963 61.17
15 -36.0087 D15
16 INF D16
17 36.0081 4.000 1.55963 61.17
18 -19.7405 1.800 1.74 28.28
19 -45.5049 D19
20 -29.9530 1.830 1.755000 52.32
21 16.1386 23.130
22 INF
【００８１】
ここで、ｓは面番号を、ｒは曲率半径（ｍｍ）を、ｄは面間隔（ｍｍ）を、ｎｄはｄ線に対する屈折率を、ｖｄはアッベ数を示す。なお、面番号ｓ１、ｓ８、ｓ１６、ｓ２２が示す面は、それぞれ、対物レンズの射出瞳位置、一次像（中間像）位置、瞳共役位置、像面を示している。また、面間隔ｄ１は、射出瞳位置（面番号ｓ１）から結像レンズ２７の対物レンズに最も近い第１面（面番号ｓ２）までの距離を示している。面間隔ｄ２１は、ズームレンズ２８の最終面（面番号ｓ２１）から像面（面番号ｓ２２）までの距離を示している。面間隔ｄ１２、ｄ１５、ｄ１６、ｄ１９は、ズームレンズ２８の変倍動作に応じて変化する可変値Ｄ１２、Ｄ１５、Ｄ１６、Ｄ１９であり、それぞれ第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との距離、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＡＳとの距離、開口絞りＡＳと第３レンズ群Ｇ３との距離、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ３との距離を示している。
【００８２】
また、図６（ａ）に例示される低倍端状態、図６（ｂ）に例示される中間状態、図６（ｃ）に例示される高倍端状態での結像レンズ２７とズームレンズ２８の合成焦点距離、即ち、ズーム結像光学系２６の焦点距離（ｍｍ）と、それぞれの状態での可変部分の面間隔（ｍｍ）は、以下のとおりである。
ズーム結像光学系２６の焦点距離と面間隔
状態 高倍端 中間 低倍端
焦点距離 -427.9 -75.6 -31.6
D12 2.424 43.530 83.838
D15 1.000 20.000 1.000
D16 1.000 20.450 1.157
D19 97.679 18.123 16.107
【００８３】
本実施例に係るズーム結像光学系２６は、以下の式（３１）から（３６）で示されるように、条件式（１）から（６）を満たしている。式（３１）から（３６）はそれぞれ条件式（１）から（６）に対応している。なお、式（３６）のνｄＴＬＰ及びｎｄＴＬＰは、それぞれ両凸レンズＴＬ１のアッベ数、ｄ線に対する屈折率である。
ＦＴＬ／ＦＭＩＮ＝−１．２５ ・・・（３１）
ＦＴＬ／ＦＭＡＸ＝−０．０９ ・・・（３２）
φＥ／ＬＰＩ＝０．１２ ・・・（３３）
ＬＰＣ／ＦＭＩＮ＝−７．９１ ・・・（３４）
ＬＰＣ／ＦＭＡＸ＝−０．５８ ・・・（３５）
νｄＴＬＰ×ｎｄＴＬＰ＝１２２．１ ・・・（３６）
【００８４】
図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃは、それぞれ図６（ａ）に例示される低倍端状態、図６（ｂ）に例示される中間状態、図６（ｃ）に例示される高倍端状態でのズーム結像光学系２６の収差図であり、物体側から平行光束が入射した場合の像面での収差を示している。図７Ａ（ａ）、図７Ｂ（ａ）及び図７Ｃ（ａ）は球面収差図であり、図７Ａ（ｂ）、図７Ｂ（ｂ）及び図７Ｃ（ｂ）は正弦条件違反量を示す図であり、図７Ａ（ｃ）、図７Ｂ（ｃ）及び図７Ｃ（ｃ）は非点収差図であり、図７Ａ（ｄ）、図７Ｂ（ｄ）及び図７Ｃ（ｄ）は歪曲収差図である。いずれの状態でも各収差が良好に補正されていることが示されている。
【実施例４】
【００８５】
図８は、本実施例に係るズーム結像光学系の断面図であり、図８（ａ）は低倍端、図８（ｂ）は中間、図８（ｃ）は高倍端の状態を示している。図８に例示されるズーム結像光学系２９は、図示しない無限遠補正型の対物レンズと組み合わせて用いられるズーム結像光学系であって、その対物レンズからの光束を集光して中間像を形成する結像レンズ３０と、その中間像を像面に投影するズーム機能を有するズームレンズ３１と、を含んでいる。
【００８６】
結像レンズ３０は、物体側（対物レンズ側）から順に、両凸レンズＴＬ１と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＴＬ２からなる接合レンズＣＴＬ１と、両凸レンズＴＬ３と両凹レンズＴＬ４からなる接合レンズＣＴＬ２とを含んでいる。
【００８７】
ズームレンズ３１は、結像レンズ３０により形成される中間像側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、正のパワーを有する可動群である第２レンズ群Ｇ２と、光軸方向に移動する開口絞りＡＳと、正のパワーを有する可動群である第３レンズ群Ｇ３と、負のパワーを有する第４レンズ群Ｇ４と、を含んでいる。ズームレンズ３１は、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３の光軸方向への移動により、像面に形成される像を変倍する。
【００８８】
第１レンズ群Ｇ１は、中間像側から順に、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１と像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ２からなる接合レンズＣＬ１と、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ３と、を含んでいる。
【００８９】
第２レンズ群Ｇ２は、光軸方向に移動する可動群であり、中間像側から順に、両凸レンズＬ４と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ５からなる接合レンズＣＬ２を含んでいる。
第３レンズ群Ｇ３は、光軸方向に移動する可動群であり、中間像側から順に、両凸レンズＬ６と両凹レンズＬ７からなる接合レンズＣＬ３を含んでいる。
【００９０】
第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ８と両凹レンズＬ９からなる接合レンズＣＬ４と、両凸レンズＬ１０と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１１からなる接合レンズＣＬ５と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１２と両凹レンズＬ１３からなる接合レンズＣＬ６と、を含んでいる。
本実施例に係るズーム結像光学系２９の各種データについて記載する。なお、基準波長は、ｄ線（５８７．５６ｎｍ）である。
【００９１】
結像レンズ３０の焦点距離ＦＴＬと、結像レンズ３０と低倍端状態におけるズームレンズ３１との合成焦点距離ＦＭＩＮと、結像レンズ３０と高倍端状態におけるズームレンズ３１との合成焦点距離ＦＭＡＸと、射出瞳位置から一次結像位置（中間像位置）までの距離ＬＰＩと、一次結像位置から二次結像位置（像面）までの距離ＬＩＣと、射出瞳位置から二次結像位置までの距離ＬＰＣは、それぞれ以下のとおりである。
ＦＴＬ＝６０．０５８ｍｍ、ＦＭＩＮ＝−４２．４ｍｍ、ＦＭＡＸ＝−６７０．７ｍｍ、
ＬＰＩ＝１０６．０６０ｍｍ、ＬＩＣ＝１８１．５２８ｍｍ、ＬＰＣ＝２８７．５８８ｍｍ
開口絞りＡＳの絞り径φと、図８（ｃ）に例示される高倍端状態における対物レンズの瞳径φＥは、以下のとおりである。
φ＝６．４ｍｍ、φＥ＝１５ｍｍ
また、本実施例は１／１．８インチのＣＣＤ等の撮像素子を対象としており、その対角長は９ｍｍ（像高ＩＨ＝４．５ｍｍ）である。
本実施例に係るズーム結像光学系２９のレンズデータは、以下のとおりである。
ズーム結像光学系２９
s r d nd vd
1 INF 43.845
2 37.2830 9.000 1.497 81.54
3 -18.6967 3.111 1.72047 34.71
4 -49.6206 0.389
5 27.7522 9.000 1.72342 37.95
6 -25.4867 2.722 1.6134 44.27
7 15.0818 37.993
8 INF 17.409
9 15.3564 4.500 1.834 37.16
10 23.7809 3.000 1.6134 44.27
11 12.5082 2.300
12 40.6731 2.000 1.51633 64.14
13 160.6160 D13
14 108.2635 3.000 1.883 40.76
15 -17.2113 1.500 1.738 32.26
16 -123.4327 D16
17 INF D17
18 23.8516 5.007 1.834000 37.16
19 -39.1201 1.500 1.922860 18.9
20 76.4049 D20
21 -49.7226 2.700 1.805180 25.42
22 -18.3531 2.000 1.677900 55.34
23 6.953 3.000
24 23.6499 3.000 1.438750 94.93
25 -13.999 2.000 1.846660 23.78
26 -30.1343 1.000
27 -1320.279 4.000 1.834000 37.16
28 -9.2895 2.000 1.487490 70.23
29 58.5085 22.000
30 INF
【００９２】
ここで、ｓは面番号を、ｒは曲率半径（ｍｍ）を、ｄは面間隔（ｍｍ）を、ｎｄはｄ線に対する屈折率を、ｖｄはアッベ数を示す。なお、面番号ｓ１、ｓ８、ｓ１７、ｓ３０が示す面は、それぞれ、対物レンズの射出瞳位置、一次像（中間像）位置、瞳共役位置、像面を示している。また、面間隔ｄ１は、射出瞳位置（面番号ｓ１）から結像レンズ３０の対物レンズに最も近い第１面（面番号ｓ２）までの距離を示している。面間隔ｄ２９は、ズームレンズ３１の最終面（面番号ｓ２９）から像面（面番号ｓ３０）までの距離を示している。面間隔ｄ１３、ｄ１６、ｄ１７、ｄ２０は、ズームレンズ３１の変倍動作に応じて変化する可変値Ｄ１３、Ｄ１６、Ｄ１７、Ｄ２０であり、それぞれ第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との距離、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＡＳとの距離、開口絞りＡＳと第３レンズ群Ｇ３との距離、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ３との距離を示している。
【００９３】
また、図８（ａ）に例示される低倍端状態、図８（ｂ）に例示される中間状態、図８（ｃ）に例示される高倍端状態での結像レンズ３０とズームレンズ３１の合成焦点距離、即ち、ズーム結像光学系２９の焦点距離（ｍｍ）と、それぞれの状態での可変部分の面間隔（ｍｍ）は、以下のとおりである。
ズーム結像光学系２９の焦点距離と面間隔
状態 高倍端 中間 低倍端
焦点距離 -670.7 -110.0 -42.4
D13 2.795 43.530 87.838
D16 1.000 20.000 1.000
D17 1.000 24.820 1.157
D20 95.77 12.214 10.569
【００９４】
本実施例に係るズーム結像光学系２９は、以下の式（４１）から（４６）で示されるように、条件式（１）から（６）を満たしている。式（４１）から（４６）はそれぞれ条件式（１）から（６）に対応している。なお、式（４６）のνｄＴＬＰ及びｎｄＴＬＰは、それぞれ両凸レンズＴＬ１のアッベ数、ｄ線に対する屈折率である。
ＦＴＬ／ＦＭＩＮ＝−１．４２ ・・・（４１）
ＦＴＬ／ＦＭＡＸ＝−０．０９ ・・・（４２）
φＥ／ＬＰＩ＝０．１４ ・・・（４３）
ＬＰＣ／ＦＭＩＮ＝−６．７８ ・・・（４４）
ＬＰＣ／ＦＭＡＸ＝−０．４３ ・・・（４５）
νｄＴＬＰ×ｎｄＴＬＰ＝１２２．１ ・・・（４６）
【００９５】
図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃは、それぞれ図８（ａ）に例示される低倍端状態、図８（ｂ）に例示される中間状態、図８（ｃ）に例示される高倍端状態でのズーム結像光学系２９の収差図であり、物体側から平行光束が入射した場合の像面での収差を示している。図９Ａ（ａ）、図９Ｂ（ａ）及び図９Ｃ（ａ）は球面収差図であり、図９Ａ（ｂ）、図９Ｂ（ｂ）及び図９Ｃ（ｂ）は正弦条件違反量を示す図であり、図９Ａ（ｃ）、図９Ｂ（ｃ）及び図９Ｃ（ｃ）は非点収差図であり、図９Ａ（ｄ）、図９Ｂ（ｄ）及び図９Ｃ（ｄ）は歪曲収差図である。いずれの状態でも各収差が良好に補正されていることが示されている。
【実施例５】
【００９６】
図１０は、本実施例に係るズーム結像光学系の断面図であり、図１０（ａ）は低倍端、図１０（ｂ）は中間、図１０（ｃ）は高倍端の状態を示している。図１０に例示されるズーム結像光学系３２は、図示しない無限遠補正型の対物レンズと組み合わせて用いられるズーム結像光学系であって、その対物レンズからの光束を集光して中間像を形成する結像レンズ３３と、その中間像を像面に投影するズーム機能を有するズームレンズ３４と、を含んでいる。
【００９７】
結像レンズ３３は、物体側（対物レンズ側）から順に、両凸レンズＴＬ１と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＴＬ２からなる接合レンズＣＴＬ１と、両凸レンズＴＬ３と両凹レンズＴＬ４からなる接合レンズＣＴＬ２とを含んでいる。
【００９８】
ズームレンズ３４は、結像レンズ３３により形成される中間像側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、正のパワーを有する可動群である第２レンズ群Ｇ２と、光軸方向に移動する開口絞りＡＳと、正のパワーを有する可動群である第３レンズ群Ｇ３と、負のパワーを有する第４レンズ群Ｇ４と、を含んでいる。ズームレンズ３４は、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３の光軸方向への移動により、像面に形成される像を変倍する。
【００９９】
第１レンズ群Ｇ１は、中間像側から順に、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１と、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ２と像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ３からなる接合レンズＣＬ１と、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ４と、を含んでいる。
【０１００】
第２レンズ群Ｇ２は、光軸方向に移動する可動群であり、中間像側から順に、両凸レンズＬ５と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ６からなる接合レンズＣＬ２を含んでいる。
第３レンズ群Ｇ３は、光軸方向に移動する可動群であり、中間像側から順に、両凸レンズＬ７と両凹レンズＬ８からなる接合レンズＣＬ３を含んでいる。
【０１０１】
第４レンズ群Ｇ４は、両凹レンズＬ９と像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１０からなる接合レンズＣＬ４と、両凹レンズＬ１１と両凸レンズＬ１２からなる接合レンズＣＬ５と、両凹レンズＬ１３と両凸レンズＬ１４からなる接合レンズＣＬ６と、を含んでいる。
本実施例に係るズーム結像光学系３２の各種データについて記載する。なお、基準波長は、ｄ線（５８７．５６ｎｍ）である。
【０１０２】
結像レンズ３３の焦点距離ＦＴＬと、結像レンズ３３と低倍端状態におけるズームレンズ３４との合成焦点距離ＦＭＩＮと、結像レンズ３３と高倍端状態におけるズームレンズ３４との合成焦点距離ＦＭＡＸと、射出瞳位置から一次結像位置（中間像位置）までの距離ＬＰＩと、一次結像位置から二次結像位置（像面）までの距離ＬＩＣと、射出瞳位置から二次結像位置までの距離ＬＰＣは、それぞれ以下のとおりである。
ＦＴＬ＝５９．９２９ｍｍ、ＦＭＩＮ＝−４１．１ｍｍ、ＦＭＡＸ＝−６５７．３ｍｍ、
ＬＰＩ＝１０２．７３２ｍｍ、ＬＩＣ＝１９２．１０３ｍｍ、ＬＰＣ＝２９４．８３４ｍｍ
開口絞りＡＳの絞り径φと、図１０（ｃ）に例示される高倍端状態における対物レンズの瞳径φＥは、以下のとおりである。
φ＝６．８ｍｍ、φＥ＝１５ｍｍ
また、本実施例は２／３インチのＣＣＤ等の撮像素子を対象としており、その対角長は１１ｍｍ（像高ＩＨ＝５．５ｍｍ）である。
本実施例に係るズーム結像光学系３２のレンズデータは、以下のとおりである。
ズーム結像光学系３２
s r d nd vd
1 INF 40.604
2 40.6967 7.619 1.497 81.54
3 -18.8690 3.108 1.738 32.26
4 -44.6316 0.389
5 26.9382 7.442 1.72342 37.95
6 -28.0297 2.724 1.6134 44.27
7 15.4708 40.846
8 INF 14.500
9 -226.5379 3.000 1.48749 70.23
10 -27.0530 0.500
11 118.4971 2.814 1.72047 34.71
12 13.0007 4.136 1.48749 70.23
13 292.2744 0.5
14 15.3476 8.273 1.741 52.64
15 16.2906 D15
16 115.0134 4 1.83481 42.71
17 -19.9429 2.629 51.74 28.3
18 -68.8759 D18
19 INF D19
20 26.8406 7.500 1.834000 37.16
21 -41.1011 1.881 1.808100 22.76
22 72.7139 D22
23 -44.4543 2.762 1.654120 39.68
24 6.6178 3.615 1.516330 64.14
25 7.0092 3.000
26 -18.0965 1.500 1.613400 44.27
27 10.0373 5.500 1.741000 52.64
28 -11.7879 0.500
29 -434.1233 1.650 1.883000 40.76
30 69.6079 2.668 1.740000 28.3
31 -205.4905 22.000
32 INF
【０１０３】
ここで、ｓは面番号を、ｒは曲率半径（ｍｍ）を、ｄは面間隔（ｍｍ）を、ｎｄはｄ線に対する屈折率を、ｖｄはアッベ数を示す。なお、面番号ｓ１、ｓ８、ｓ１９、ｓ３２が示す面は、それぞれ、対物レンズの射出瞳位置、一次像（中間像）位置、瞳共役位置、像面を示している。また、面間隔ｄ１は、射出瞳位置（面番号ｓ１）から結像レンズ３３の対物レンズに最も近い第１面（面番号ｓ２）までの距離を示している。面間隔ｄ３１は、ズームレンズ３４の最終面（面番号ｓ３１）から像面（面番号ｓ３２）までの距離を示している。面間隔ｄ１５、ｄ１８、ｄ１９、ｄ２２は、ズームレンズ３４の変倍動作に応じて変化する可変値Ｄ１５、Ｄ１８、Ｄ１９、Ｄ２２であり、それぞれ第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との距離、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＡＳとの距離、開口絞りＡＳと第３レンズ群Ｇ３との距離、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ３との距離を示している。
【０１０４】
また、図１０（ａ）に例示される低倍端状態、図１０（ｂ）に例示される中間状態、図１０（ｃ）に例示される高倍端状態での結像レンズ３３とズームレンズ３４の合成焦点距離、即ち、ズーム結像光学系３２の焦点距離（ｍｍ）と、それぞれの状態での可変部分の面間隔（ｍｍ）は、以下のとおりである。
ズーム結像光学系３２の焦点距離と面間隔
状態 高倍端 中間 低倍端
焦点距離 -657.3 -106.4 -41.1
D15 2.795 43.530 87.838
D18 1.000 20.000 1.000
D19 1.000 24.820 1.157
D22 94.197 10.642 8.996
【０１０５】
本実施例に係るズーム結像光学系３２は、以下の式（５１）から（５６）で示されるように、条件式（１）から（６）を満たしている。式（５１）から（５６）はそれぞれ条件式（１）から（６）に対応している。なお、式（５６）のνｄＴＬＰ及びｎｄＴＬＰは、それぞれ両凸レンズＴＬ１のアッベ数、ｄ線に対する屈折率である。
ＦＴＬ／ＦＭＩＮ＝−１．４６ ・・・（５１）
ＦＴＬ／ＦＭＡＸ＝−０．０９ ・・・（５２）
φＥ／ＬＰＩ＝０．１５ ・・・（５３）
ＬＰＣ／ＦＭＩＮ＝−７．１８ ・・・（５４）
ＬＰＣ／ＦＭＡＸ＝−０．４５ ・・・（５５）
νｄＴＬＰ×ｎｄＴＬＰ＝１２２．１ ・・・（５６）
【０１０６】
図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃは、それぞれ図１０（ａ）に例示される低倍端状態、図１０（ｂ）に例示される中間状態、図１０（ｃ）に例示される高倍端状態でのズーム結像光学系３２の収差図であり、物体側から平行光束が入射した場合の像面での収差を示している。図１１Ａ（ａ）、図１１Ｂ（ａ）及び図１１Ｃ（ａ）は球面収差図であり、図１１Ａ（ｂ）、図１１Ｂ（ｂ）及び図１１Ｃ（ｂ）は正弦条件違反量を示す図であり、図１１Ａ（ｃ）、図１１Ｂ（ｃ）及び図１１Ｃ（ｃ）は非点収差図であり、図１１Ａ（ｄ）、図１１Ｂ（ｄ）及び図１１Ｃ（ｄ）は歪曲収差図である。いずれの状態でも各収差が良好に補正されていることが示されている。
【実施例６】
【０１０７】
図１２は、本実施例に係るズーム結像光学系の断面図であり、図１２（ａ）は低倍端、図１２（ｂ）は中間、図１２（ｃ）は高倍端の状態を示している。図１２に例示されるズーム結像光学系３５は、図示しない無限遠補正型の対物レンズと組み合わせて用いられるズーム結像光学系であって、その対物レンズからの光束を集光して中間像を形成する結像レンズ３６と、その中間像を像面に投影するズーム機能を有するズームレンズ３７と、を含んでいる。
【０１０８】
結像レンズ３６は、物体側（対物レンズ側）から順に、両凸レンズＴＬ１と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＴＬ２からなる接合レンズＣＴＬ１と、両凸レンズＴＬ３と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＴＬ４からなる接合レンズＣＴＬ２とを含んでいる。
【０１０９】
ズームレンズ３７は、結像レンズ３６により形成される中間像側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、正のパワーを有する可動群である第２レンズ群Ｇ２と、光軸方向に移動する開口絞りＡＳと、正のパワーを有する可動群である第３レンズ群Ｇ３と、負のパワーを有する第４レンズ群Ｇ４と、を含んでいる。ズームレンズ３７は、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３の光軸方向への移動により、像面に形成される像を変倍する。
【０１１０】
第１レンズ群Ｇ１は、中間像側から順に、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１と両凸レンズＬ２からなる接合レンズＣＬ１と、両凸レンズＬ３と両凹レンズＬ４からなる接合レンズＣＬ２と、を含んでいる。
【０１１１】
第２レンズ群Ｇ２は、光軸方向に移動する可動群であり、中間像側から順に、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ５と両凸レンズＬ６からなる接合レンズＣＬ３を含んでいる。
【０１１２】
第３レンズ群Ｇ３は、光軸方向に移動する可動群であり、中間像側から順に、両凸レンズＬ７と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ８からなる接合レンズＣＬ４を含んでいる。
【０１１３】
第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ９と、両凸レンズＬ１０と両凹レンズＬ１１からなる接合レンズＣＬ５と、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１２と両凸レンズＬ１３からなる接合レンズＣＬ６と、を含んでいる。
本実施例に係るズーム結像光学系３５の各種データについて記載する。なお、基準波長は、ｄ線（５８７．５６ｎｍ）である。
【０１１４】
結像レンズ３６の焦点距離ＦＴＬと、結像レンズ３６と低倍端状態におけるズームレンズ３７との合成焦点距離ＦＭＩＮと、結像レンズ３６と高倍端状態におけるズームレンズ３７との合成焦点距離ＦＭＡＸと、射出瞳位置から一次結像位置（中間像位置）までの距離ＬＰＩと、一次結像位置から二次結像位置（像面）までの距離ＬＩＣと、射出瞳位置から二次結像位置までの距離ＬＰＣは、それぞれ以下のとおりである。
ＦＴＬ＝８９．９９４ｍｍ、ＦＭＩＮ＝−４６．４ｍｍ、ＦＭＡＸ＝−６３０．４ｍｍ、
ＬＰＩ＝１８４．８５４ｍｍ、ＬＩＣ＝１８０．５３４ｍｍ、ＬＰＣ＝３６５．３８９ｍｍ
開口絞りＡＳの絞り径φと、図１２（ｃ）に例示される高倍端状態における対物レンズの瞳径φＥは、以下のとおりである。
φ＝４ｍｍ、φＥ＝１２ｍｍ
また、本実施例は１／１．８インチのＣＣＤ等の撮像素子を対象としており、その対角長は９ｍｍ（像高ＩＨ＝４．５ｍｍ）である。
本実施例に係るズーム結像光学系３５のレンズデータは、以下のとおりである。
ズーム結像光学系３５
s r d nd vd
1 INF 87.238
2 72.5831 5.116 1.43875 94.93
3 -30.5978 2.000 1.51633 64.14
4 -82.3394 1.000
5 253.1699 6.000 1.48749 70.23
6 -62.9218 2.000 1.6134 44.27
7 -390.8422 81.501
8 INF 13.547
9 110.2050 1.800 1.58913 61.14
10 17.1162 5.000 1.51742 52.43
11 -37.8128 0.500
12 110.1090 3.500 1.80518 25.42
13 -45.0031 2 1.738 32.26
14 50.9485 D14
15 45.5047 1.8 1.74 28.3
16 18.7324 4.0236 1.56883 56.36
17 -36.6004 D17
18 INF D18
19 36.6004 4.024 1.568830 56.36
20 -18.7324 1.800 1.740000 28.3
21 -45.5040 D21
22 -7.3671 1.100 1.741000 52.64
23 -41.7573 2.601
24 12.7533 2.800 1.834000 37.16
25 -8.1609 1.100 1.741000 52.64
26 11.0659 1.300
27 49.2067 1.100 1.720470 34.71
28 9.2020 2.500 1.487490 70.23
29 -9.2522 40.397
30 INF
【０１１５】
ここで、ｓは面番号を、ｒは曲率半径（ｍｍ）を、ｄは面間隔（ｍｍ）を、ｎｄはｄ線に対する屈折率を、ｖｄはアッベ数を示す。なお、面番号ｓ１、ｓ８、ｓ１８、ｓ３０が示す面は、それぞれ、対物レンズの射出瞳位置、一次像（中間像）位置、瞳共役位置、像面を示している。また、面間隔ｄ１は、射出瞳位置（面番号ｓ１）から結像レンズ３６の対物レンズに最も近い第１面（面番号ｓ２）までの距離を示している。面間隔ｄ２９は、ズームレンズ３７の最終面（面番号ｓ２９）から像面（面番号ｓ３０）までの距離を示している。面間隔ｄ１４、ｄ１７、ｄ１８、ｄ２１は、ズームレンズ３７の変倍動作に応じて変化する可変値Ｄ１４、Ｄ１７、Ｄ１８、Ｄ２１であり、それぞれ第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との距離、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＡＳとの距離、開口絞りＡＳと第３レンズ群Ｇ３との距離、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ３との距離を示している。
【０１１６】
また、図１２（ａ）に例示される低倍端状態、図１２（ｂ）に例示される中間状態、図１２（ｃ）に例示される高倍端状態での結像レンズ３６とズームレンズ３７の合成焦点距離、即ち、ズーム結像光学系３５の焦点距離（ｍｍ）と、それぞれの状態での可変部分の面間隔（ｍｍ）は、以下のとおりである。
ズーム結像光学系３５の焦点距離と面間隔
状態 高倍端 中間 低倍端
焦点距離 -630.4 -140.1 -46.4
D14 2.424 30.866 83.838
D17 1.000 20.000 1.000
D18 1.000 26.820 1.157
D21 85.232 11.969 3.660
【０１１７】
本実施例に係るズーム結像光学系３５は、以下の式（６１）から（６６）で示されるように、条件式（１）から（６）を満たしている。式（６１）から（６６）はそれぞれ条件式（１）から（６）に対応している。なお、式（６６）のνｄＴＬＰ及びｎｄＴＬＰは、それぞれ両凸レンズＴＬ１のアッベ数、ｄ線に対する屈折率である。
ＦＴＬ／ＦＭＩＮ＝−１．９４ ・・・（６１）
ＦＴＬ／ＦＭＡＸ＝−０．１４ ・・・（６２）
φＥ／ＬＰＩ＝０．０６ ・・・（６３）
ＬＰＣ／ＦＭＩＮ＝−７．８８ ・・・（６４）
ＬＰＣ／ＦＭＡＸ＝−０．５８ ・・・（６５）
νｄＴＬＰ×ｎｄＴＬＰ＝１３６．６ ・・・（６６）
【０１１８】
図１３Ａ、図１３Ｂ、図１３Ｃは、それぞれ図１２（ａ）に例示される低倍端状態、図１２（ｂ）に例示される中間状態、図１２（ｃ）に例示される高倍端状態でのズーム結像光学系３５の収差図であり、物体側から平行光束が入射した場合の像面での収差を示している。図１３Ａ（ａ）、図１３Ｂ（ａ）及び図１３Ｃ（ａ）は球面収差図であり、図１３Ａ（ｂ）、図１３Ｂ（ｂ）及び図１３Ｃ（ｂ）は正弦条件違反量を示す図であり、図１３Ａ（ｃ）、図１３Ｂ（ｃ）及び図１３Ｃ（ｃ）は非点収差図であり、図１３Ａ（ｄ）、図１３Ｂ（ｄ）及び図１３Ｃ（ｄ）は歪曲収差図である。いずれの状態でも各収差が良好に補正されていることが示されている。
【実施例７】
【０１１９】
図１４は、本実施例に係るズーム結像光学系の断面図であり、図１４（ａ）は低倍端、図１４（ｂ）は中間、図１４（ｃ）は高倍端の状態を示している。図１４に例示されるズーム結像光学系３８は、図示しない無限遠補正型の対物レンズと組み合わせて用いられるズーム結像光学系であって、その対物レンズからの光束を集光して中間像を形成する結像レンズ３９と、その中間像を像面に投影するズーム機能を有するズームレンズ４０と、を含んでいる。
【０１２０】
結像レンズ３９は、物体側（対物レンズ側）から順に、両凸レンズＴＬ１と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＴＬ２からなる接合レンズＣＴＬ１と、両凸レンズＴＬ３と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＴＬ４からなる接合レンズＣＴＬ２とを含んでいる。
【０１２１】
ズームレンズ４０は、結像レンズ３９により形成される中間像側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、正のパワーを有する可動群である第２レンズ群Ｇ２と、光軸方向に移動する開口絞りＡＳと、正のパワーを有する可動群である第３レンズ群Ｇ３と、負のパワーを有する第４レンズ群Ｇ４と、を含んでいる。ズームレンズ４０は、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３の光軸方向への移動により、像面に形成される像を変倍する。
【０１２２】
第１レンズ群Ｇ１は、中間像側から順に、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１と両凸レンズＬ２からなる接合レンズＣＬ１と、両凸レンズＬ３と両凹レンズＬ４からなる接合レンズＣＬ２と、を含んでいる。
【０１２３】
第２レンズ群Ｇ２は、光軸方向に移動する可動群であり、中間像側から順に、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ５と両凸レンズＬ６からなる接合レンズＣＬ３を含んでいる。
【０１２４】
第３レンズ群Ｇ３は、光軸方向に移動する可動群であり、中間像側から順に、両凸レンズＬ７と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ８からなる接合レンズＣＬ４を含んでいる。
【０１２５】
第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ９と、両凸レンズＬ１０と両凹レンズＬ１１からなる接合レンズＣＬ５と、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１２と両凸レンズＬ１３からなる接合レンズＣＬ６と、を含んでいる。
本実施例に係るズーム結像光学系３８の各種データについて記載する。なお、基準波長は、ｄ線（５８７．５６ｎｍ）である。
【０１２６】
結像レンズ３９の焦点距離ＦＴＬと、結像レンズ３９と低倍端状態におけるズームレンズ４０との合成焦点距離ＦＭＩＮと、結像レンズ３９と高倍端状態におけるズームレンズ４０との合成焦点距離ＦＭＡＸと、射出瞳位置から一次結像位置（中間像位置）までの距離ＬＰＩと、一次結像位置から二次結像位置（像面）までの距離ＬＩＣと、射出瞳位置から二次結像位置までの距離ＬＰＣは、それぞれ以下のとおりである。
ＦＴＬ＝４０．０００ｍｍ、ＦＭＩＮ＝−１６．４ｍｍ、ＦＭＡＸ＝−２２２．７ｍｍ、
ＬＰＩ＝８３．７６５ｍｍ、ＬＩＣ＝１７６．０３１ｍｍ、ＬＰＣ＝２５９．７９７ｍｍ
開口絞りＡＳの絞り径φと、図１４（ｃ）に例示される高倍端状態における対物レンズの瞳径φＥは、以下のとおりである。
φ＝３．２ｍｍ、φＥ＝５ｍｍ
また、本実施例は１／３インチのＣＣＤ等の撮像素子を対象としており、その対角長は６ｍｍ（像高ＩＨ＝３ｍｍ）である。
本実施例に係るズーム結像光学系３８のレンズデータは、以下のとおりである。
ズーム結像光学系３８
s r d nd vd
1 INF 38.772
2 27.3862 4.444 1.43875 94.93
3 -11.4894 0.889 1.51633 64.14
4 -31.6061 0.444
5 119800.0000 4.444 1.48749 70.23
6 -31.1465 0.889 1.6134 44.27
7 -151.4758 33.882
8 INF 13.547
9 110.2000 1.800 1.58913 61.14
10 17.1160 5.000 1.51742 52.43
11 -37.8120 0.500
12 110.2000 3.500 1.80518 25.42
13 -45.0030 2 1.738 32.26
14 50.9480 D14
15 45.5040 1.8 1.74 28.3
16 18.7324 4.0236 1.56883 56.36
17 -36.6004 D17
18 INF D18
19 36.6004 4.024 1.568830 56.36
20 -18.7324 1.8 1.740000 28.3
21 -45.5040 D21
22 -5.8312 1.100 1.741000 52.64
23 -20.0094 2.601
24 11.3525 4.000 1.834000 37.16
25 -8.1566 1.100 1.741000 52.64
26 10.4721 1.300
27 54.1094 1.100 1.720470 34.71
28 7.1748 4.000 1.487490 70.23
29 -7.7492 33.181
30 INF
【０１２７】
ここで、ｓは面番号を、ｒは曲率半径（ｍｍ）を、ｄは面間隔（ｍｍ）を、ｎｄはｄ線に対する屈折率を、ｖｄはアッベ数を示す。なお、面番号ｓ１、ｓ８、ｓ１８、ｓ３０が示す面は、それぞれ、対物レンズの射出瞳位置、一次像（中間像）位置、瞳共役位置、像面を示している。また、面間隔ｄ１は、射出瞳位置（面番号ｓ１）から結像レンズ３９の対物レンズに最も近い第１面（面番号ｓ２）までの距離を示している。面間隔ｄ２９は、ズームレンズ４０の最終面（面番号ｓ２９）から像面（面番号ｓ３０）までの距離を示している。面間隔ｄ１４、ｄ１７、ｄ１８、ｄ２１は、ズームレンズ４０の変倍動作に応じて変化する可変値Ｄ１４、Ｄ１７、Ｄ１８、Ｄ２１であり、それぞれ第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との距離、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＡＳとの距離、開口絞りＡＳと第３レンズ群Ｇ３との距離、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ３との距離を示している。
【０１２８】
また、図１４（ａ）に例示される低倍端状態、図１４（ｂ）に例示される中間状態、図１４（ｃ）に例示される高倍端状態での結像レンズ３９とズームレンズ４０の合成焦点距離、即ち、ズーム結像光学系３８の焦点距離（ｍｍ）と、それぞれの状態での可変部分の面間隔（ｍｍ）は、以下のとおりである。
ズーム結像光学系３８の焦点距離と面間隔
状態 高倍端 中間 低倍端
焦点距離 -222.7 -49.5 -16.4
D14 2.424 30.866 83.838
D17 1.000 20.000 1.000
D18 1.000 26.820 1.157
D21 85.232 11.969 3.660
【０１２９】
本実施例に係るズーム結像光学系３８は、以下の式（７１）から（７６）で示されるように、条件式（１）から（６）を満たしている。式（７１）から（７６）はそれぞれ条件式（１）から（６）に対応している。なお、式（７６）のνｄＴＬＰ及びｎｄＴＬＰは、それぞれ両凸レンズＴＬ１のアッベ数、ｄ線に対する屈折率である。
ＦＴＬ／ＦＭＩＮ＝−２．４４ ・・・（７１）
ＦＴＬ／ＦＭＡＸ＝−０．１８ ・・・（７２）
φＥ／ＬＰＩ＝０．０６ ・・・（７３）
ＬＰＣ／ＦＭＩＮ＝−１５．８６ ・・・（７４）
ＬＰＣ／ＦＭＡＸ＝−１．１７ ・・・（７５）
νｄＴＬＰ×ｎｄＴＬＰ＝１３６．６ ・・・（７６）
【０１３０】
図１５Ａ、図１５Ｂ、図１５Ｃは、それぞれ図１４（ａ）に例示される低倍端状態、図１４（ｂ）に例示される中間状態、図１４（ｃ）に例示される高倍端状態でのズーム結像光学系３８の収差図であり、物体側から平行光束が入射した場合の像面での収差を示している。図１５Ａ（ａ）、図１５Ｂ（ａ）及び図１５Ｃ（ａ）は球面収差図であり、図１５Ａ（ｂ）、図１５Ｂ（ｂ）及び図１５Ｃ（ｂ）は正弦条件違反量を示す図であり、図１５Ａ（ｃ）、図１５Ｂ（ｃ）及び図１５Ｃ（ｃ）は非点収差図であり、図１５Ａ（ｄ）、図１５Ｂ（ｄ）及び図１５Ｃ（ｄ）は歪曲収差図である。いずれの状態でも各収差が良好に補正されていることが示されている。
【実施例８】
【０１３１】
図１６は、本実施例に係るズーム結像光学系の断面図であり、図１６（ａ）は低倍端、図１６（ｂ）は中間、図１６（ｃ）は高倍端の状態を示している。図１６に例示されるズーム結像光学系４１は、図示しない無限遠補正型の対物レンズと組み合わせて用いられるズーム結像光学系であって、その対物レンズからの光束を集光して中間像を形成する結像レンズ４２と、その中間像を像面に投影するズーム機能を有するズームレンズ４３と、を含んでいる。
【０１３２】
結像レンズ４２は、物体側（対物レンズ側）から順に、両凸レンズＴＬ１と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＴＬ２からなる接合レンズＣＴＬ１と、両凸レンズＴＬ３と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＴＬ４からなる接合レンズＣＴＬ２とを含んでいる。
【０１３３】
ズームレンズ４３は、結像レンズ４２により形成される中間像側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、正のパワーを有する可動群である第２レンズ群Ｇ２と、光軸方向に移動する開口絞りＡＳと、正のパワーを有する可動群である第３レンズ群Ｇ３と、負のパワーを有する第４レンズ群Ｇ４と、を含んでいる。ズームレンズ４３は、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３の光軸方向への移動により、像面に形成される像を変倍する。
【０１３４】
第１レンズ群Ｇ１は、中間像側から順に、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１と両凸レンズＬ２からなる接合レンズＣＬ１と、両凸レンズＬ３と両凹レンズＬ４からなる接合レンズＣＬ２と、を含んでいる。
【０１３５】
第２レンズ群Ｇ２は、光軸方向に移動する可動群であり、中間像側から順に、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ５と両凸レンズＬ６からなる接合レンズＣＬ３を含んでいる。
【０１３６】
第３レンズ群Ｇ３は、光軸方向に移動する可動群であり、中間像側から順に、両凸レンズＬ７と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ８からなる接合レンズＣＬ４を含んでいる。
【０１３７】
第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ９と、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１０と像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１１からなる接合レンズＣＬ５と、両凸レンズＬ１２と両凹レンズＬ１３からなる接合レンズＣＬ６と、を含んでいる。
本実施例に係るズーム結像光学系４１の各種データについて記載する。なお、基準波長は、ｄ線（５８７．５６ｎｍ）である。
【０１３８】
結像レンズ４２の焦点距離ＦＴＬと、結像レンズ４２と低倍端状態におけるズームレンズ４３との合成焦点距離ＦＭＩＮと、結像レンズ４２と高倍端状態におけるズームレンズ４３との合成焦点距離ＦＭＡＸと、射出瞳位置から一次結像位置（中間像位置）までの距離ＬＰＩと、一次結像位置から二次結像位置（像面）までの距離ＬＩＣと、射出瞳位置から二次結像位置までの距離ＬＰＣは、それぞれ以下のとおりである。
ＦＴＬ＝４０．０００ｍｍ、ＦＭＩＮ＝−３８．２ｍｍ、ＦＭＡＸ＝−５１８．９ｍｍ、
ＬＰＩ＝８３．３２６ｍｍ、ＬＩＣ＝１８８．７５８ｍｍ、ＬＰＣ＝２７２．０８３ｍｍ
開口絞りＡＳの絞り径φと、図１６（ｃ）に例示される高倍端状態における対物レンズの瞳径φＥは、以下のとおりである。
φ＝３．２ｍｍ、φＥ＝１０ｍｍ
また、本実施例は１／１．８インチのＣＣＤ等の撮像素子を対象としており、その対角長は９ｍｍ（像高ＩＨ＝４．５ｍｍ）である。
本実施例に係るズーム結像光学系４１のレンズデータは、以下のとおりである。
ズーム結像光学系４１
s r d nd vd
1 INF 38.333
2 27.3862 4.444 1.43875 94.93
3 -11.4894 0.889 1.51633 64.14
4 -31.6061 0.444
5 119800.0000 4.444 1.48749 70.23
6 -31.1465 0.889 1.6134 44.27
7 -151.4758 33.881
8 INF 13.547
9 110.2000 1.800 1.58913 61.14
10 17.1160 5.000 1.51742 52.43
11 -37.8120 0.500
12 110.2000 3.500 1.80518 25.42
13 -45.0030 2 1.738 32.26
14 50.9480 D14
15 45.5040 1.8 1.74 28.3
16 18.7324 4.0236 1.56883 56.36
17 -36.6004 D17
18 INF D18
19 36.6004 4.024 1.568830 56.36
20 -18.7324 1.8 1.740000 28.3
21 -45.5040 D21
22 -14.9733 1.100 1.741000 52.64
23 -26.9230 2.601
24 24.4003 2.800 1.834000 37.16
25 6.3612 1.100 1.741000 52.64
26 15.8988 1.300
27 36.2466 1.100 1.720470 34.71
28 -7.6950 2.500 1.487490 70.23
29 11.4988 48.606
30 INF
【０１３９】
ここで、ｓは面番号を、ｒは曲率半径（ｍｍ）を、ｄは面間隔（ｍｍ）を、ｎｄはｄ線に対する屈折率を、ｖｄはアッベ数を示す。なお、面番号ｓ１、ｓ８、ｓ１８、ｓ３０が示す面は、それぞれ、対物レンズの射出瞳位置、一次像（中間像）位置、瞳共役位置、像面を示している。また、面間隔ｄ１は、射出瞳位置（面番号ｓ１）から結像レンズ４２の対物レンズに最も近い第１面（面番号ｓ２）までの距離を示している。面間隔ｄ２９は、ズームレンズ４３の最終面（面番号ｓ２９）から像面（面番号ｓ３０）までの距離を示している。面間隔ｄ１４、ｄ１７、ｄ１８、ｄ２１は、ズームレンズ４３の変倍動作に応じて変化する可変値Ｄ１４、Ｄ１７、Ｄ１８、Ｄ２１であり、それぞれ第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との距離、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＡＳとの距離、開口絞りＡＳと第３レンズ群Ｇ３との距離、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ３との距離を示している。
【０１４０】
また、図１６（ａ）に例示される低倍端状態、図１６（ｂ）に例示される中間状態、図１６（ｃ）に例示される高倍端状態での結像レンズ４２とズームレンズ４３の合成焦点距離、即ち、ズーム結像光学系４１の焦点距離（ｍｍ）と、それぞれの状態での可変部分の面間隔（ｍｍ）は、以下のとおりである。
ズーム結像光学系４１の焦点距離と面間隔
状態 高倍端 中間 低倍端
焦点距離 -518.9 -115.3 -38.2
D14 2.424 30.866 83.838
D17 1.000 20.000 1.000
D18 1.000 26.820 1.157
D21 85.232 11.969 3.660
【０１４１】
本実施例に係るズーム結像光学系４１は、以下の式（８１）から（８６）で示されるように、条件式（１）から（６）を満たしている。式（８１）から（８６）はそれぞれ条件式（１）から（６）に対応している。なお、式（８６）のνｄＴＬＰ及びｎｄＴＬＰは、それぞれ両凸レンズＴＬ１のアッベ数、ｄ線に対する屈折率である。
ＦＴＬ／ＦＭＩＮ＝−１．０５ ・・・（８１）
ＦＴＬ／ＦＭＡＸ＝−０．０８ ・・・（８２）
φＥ／ＬＰＩ＝０．１２ ・・・（８３）
ＬＰＣ／ＦＭＩＮ＝−７．１３ ・・・（８４）
ＬＰＣ／ＦＭＡＸ＝−０．５２ ・・・（８５）
νｄＴＬＰ×ｎｄＴＬＰ＝１３６．６ ・・・（８６）
【０１４２】
図１７Ａ、図１７Ｂ、図１７Ｃは、それぞれ図１６（ａ）に例示される低倍端状態、図１６（ｂ）に例示される中間状態、図１６（ｃ）に例示される高倍端状態でのズーム結像光学系４１の収差図であり、物体側から平行光束が入射した場合の像面での収差を示している。図１７Ａ（ａ）、図１７Ｂ（ａ）及び図１７Ｃ（ａ）は球面収差図であり、図１７Ａ（ｂ）、図１７Ｂ（ｂ）及び図１７Ｃ（ｂ）は正弦条件違反量を示す図であり、図１７Ａ（ｃ）、図１７Ｂ（ｃ）及び図１７Ｃ（ｃ）は非点収差図であり、図１７Ａ（ｄ）、図１７Ｂ（ｄ）及び図１７Ｃ（ｄ）は歪曲収差図である。いずれの状態でも各収差が良好に補正されていることが示されている。
【符号の説明】
【０１４３】
１・・・光源
２・・・照明光学系
３、１２・・・視野絞り
４・・・ポラライザ
５・・・ハーフミラー
６・・・ＤＩＣプリズム
７・・・対物レンズ
８・・・標本面
９・・・アナライザ
１０、２１、２４、２７、３０、３３、３６、３９、４２・・・結像レンズ
１１・・・ミラー
１３・・・レンズ群
１４、ＡＳ・・・開口絞り
１５、２２、２５、２８、３１、３４、３７、４０、４３・・・ズームレンズ
１６、２０、２３、２６、２９、３２、３５、３８、４１・・・ズーム結像光学系
１７・・・ＣＣＤ
１８・・・像面
１００・・・ズーム顕微鏡
Ｇ１・・・第１レンズ群
Ｇ２・・・第２レンズ群
Ｇ３・・・第３レンズ群
Ｇ４・・・第４レンズ群
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無限遠補正型の対物レンズと組み合わせて用いられるズーム結像光学系であって、
前記対物レンズからの光束を集光して中間像を形成する結像レンズと、
前記中間像を像面に投影する、ズーム機能を有するリレーレンズと、を含み、
前記リレーレンズは、前記中間像側から順に、
正のパワーを有する第１レンズ群と、
正のパワーを有する可動群である第２レンズ群と、
正または負のパワーを有する可動群である第３レンズ群と、
負のパワーを有する第４レンズ群と、を含み、
前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群の前記光軸方向への移動により、変倍する
ことを特徴とするズーム結像光学系。
【請求項２】
請求項１に記載のズーム結像光学系において、
前記リレーレンズは、第２レンズ群と第３レンズ群の間に光軸方向に移動する開口絞りを有し、
前記開口絞りは、前記対物レンズの射出瞳位置と光学的に共役な位置又はその近傍に配置される
ことを特徴とするズーム結像光学系。
【請求項３】
請求項２に記載のズーム結像光学系において、
ＦＴＬを前記結像レンズの焦点距離とし、ＦＭＩＮを前記結像レンズと低倍端状態における前記リレーレンズとの合成焦点距離とするとき、以下の条件式
−２．７ ＜ ＦＴＬ／ＦＭＩＮ ＜ −０．９
を満たすことを特徴とするズーム結像光学系。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載のズーム結像光学系において、
ＦＴＬを前記結像レンズの焦点距離とし、ＦＭＡＸを前記結像レンズと高倍端状態における前記リレーレンズとの合成焦点距離とするとき、以下の条件式
−０．１６ ＜ ＦＴＬ／ＦＭＡＸ ＜ −０．０７
を満たすことを特徴とするズーム結像光学系。
【請求項５】
請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載のズーム結像光学系において、
φＥを高倍端状態での前記対物レンズの瞳径とし、ＬＰＩを前記対物レンズの前記射出瞳位置から前記結像レンズにより前記中間像が形成される一次結像位置までの距離とするとき、以下の条件式
０．０５ ＜ φＥ／ＬＰＩ ＜ ０．１７
を満たすことを特徴とするズーム結像光学系。
【請求項６】
請求項２乃至請求項５のいずれか１項に記載のズーム結像光学系において、
ＦＭＩＮを前記結像レンズと低倍端状態における前記リレーレンズとの合成焦点距離とし、ＦＭＡＸを前記結像レンズと高倍端状態における前記リレーレンズとの合成焦点距離とし、ＬＰＣを前記対物レンズの前記射出瞳位置から前記リレーレンズにより像が形成される二次結像位置までの距離とするとき、以下の条件式
−１７ ＜ ＬＰＣ／ＦＭＩＮ ＜ −５
−１．３ ＜ ＬＰＣ／ＦＭＡＸ ＜ −０．３
を満たすことを特徴とするズーム結像光学系。
【請求項７】
請求項２乃至請求項６のいずれか１項に記載のズーム結像光学系において、
前記結像レンズは、凸レンズを含み、
νｄＴＬＰを前記凸レンズのアッベ数とし、ｎｄＴＬＰを前記凸レンズのｄ線に対する屈折率とするとき、以下の条件式
１２０ ＜ νｄＴＬＰ×ｎｄＴＬＰ ＜ １４０
を満たすことを特徴とするズーム結像光学系。
【請求項８】
請求項２乃至請求項７のいずれか１項に記載のズーム結像光学系において、
前記開口絞りは、絞り径が可変な可変絞りである
ことを特徴とするズーム結像光学系。
【請求項９】
請求項２乃至請求項８のいずれか１項に記載のズーム結像光学系を含む
ことを特徴とする顕微鏡。
【請求項１】
無限遠補正型の対物レンズと組み合わせて用いられるズーム結像光学系であって、
前記対物レンズからの光束を集光して中間像を形成する結像レンズと、
前記中間像を像面に投影する、ズーム機能を有するリレーレンズと、を含み、
前記リレーレンズは、前記中間像側から順に、
正のパワーを有する第１レンズ群と、
正のパワーを有する可動群である第２レンズ群と、
正または負のパワーを有する可動群である第３レンズ群と、
負のパワーを有する第４レンズ群と、を含み、
前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群の前記光軸方向への移動により、変倍する
ことを特徴とするズーム結像光学系。
【請求項２】
請求項１に記載のズーム結像光学系において、
前記リレーレンズは、第２レンズ群と第３レンズ群の間に光軸方向に移動する開口絞りを有し、
前記開口絞りは、前記対物レンズの射出瞳位置と光学的に共役な位置又はその近傍に配置される
ことを特徴とするズーム結像光学系。
【請求項３】
請求項２に記載のズーム結像光学系において、
ＦＴＬを前記結像レンズの焦点距離とし、ＦＭＩＮを前記結像レンズと低倍端状態における前記リレーレンズとの合成焦点距離とするとき、以下の条件式
−２．７ ＜ ＦＴＬ／ＦＭＩＮ ＜ −０．９
を満たすことを特徴とするズーム結像光学系。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載のズーム結像光学系において、
ＦＴＬを前記結像レンズの焦点距離とし、ＦＭＡＸを前記結像レンズと高倍端状態における前記リレーレンズとの合成焦点距離とするとき、以下の条件式
−０．１６ ＜ ＦＴＬ／ＦＭＡＸ ＜ −０．０７
を満たすことを特徴とするズーム結像光学系。
【請求項５】
請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載のズーム結像光学系において、
φＥを高倍端状態での前記対物レンズの瞳径とし、ＬＰＩを前記対物レンズの前記射出瞳位置から前記結像レンズにより前記中間像が形成される一次結像位置までの距離とするとき、以下の条件式
０．０５ ＜ φＥ／ＬＰＩ ＜ ０．１７
を満たすことを特徴とするズーム結像光学系。
【請求項６】
請求項２乃至請求項５のいずれか１項に記載のズーム結像光学系において、
ＦＭＩＮを前記結像レンズと低倍端状態における前記リレーレンズとの合成焦点距離とし、ＦＭＡＸを前記結像レンズと高倍端状態における前記リレーレンズとの合成焦点距離とし、ＬＰＣを前記対物レンズの前記射出瞳位置から前記リレーレンズにより像が形成される二次結像位置までの距離とするとき、以下の条件式
−１７ ＜ ＬＰＣ／ＦＭＩＮ ＜ −５
−１．３ ＜ ＬＰＣ／ＦＭＡＸ ＜ −０．３
を満たすことを特徴とするズーム結像光学系。
【請求項７】
請求項２乃至請求項６のいずれか１項に記載のズーム結像光学系において、
前記結像レンズは、凸レンズを含み、
νｄＴＬＰを前記凸レンズのアッベ数とし、ｎｄＴＬＰを前記凸レンズのｄ線に対する屈折率とするとき、以下の条件式
１２０ ＜ νｄＴＬＰ×ｎｄＴＬＰ ＜ １４０
を満たすことを特徴とするズーム結像光学系。
【請求項８】
請求項２乃至請求項７のいずれか１項に記載のズーム結像光学系において、
前記開口絞りは、絞り径が可変な可変絞りである
ことを特徴とするズーム結像光学系。
【請求項９】
請求項２乃至請求項８のいずれか１項に記載のズーム結像光学系を含む
ことを特徴とする顕微鏡。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１１Ｃ】
【図１２】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【図１４】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１５Ｃ】
【図１６】
【図１７Ａ】
【図１７Ｂ】
【図１７Ｃ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１１Ｃ】
【図１２】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【図１４】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１５Ｃ】
【図１６】
【図１７Ａ】
【図１７Ｂ】
【図１７Ｃ】
【公開番号】特開２０１２−２５２０３７（Ｐ２０１２−２５２０３７Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２２２１１（Ｐ２０１１−１２２２１１）
【出願日】平成２３年５月３１日（２０１１．５．３１）
【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２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月３１日（２０１１．５．３１）
【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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