顕微鏡光学系
【課題】接眼光学系および鏡筒を短く、軽くかつ安価に構成しながら、超広視野の観察を行う。
【解決手段】試料Ａからの光を集光する対物光学系２と、該対物光学系２により集光された試料Ａからの光を結像させる焦点距離可変の結像光学系３と、該結像光学系３により結像された試料Ａの像を拡大して観察者の目Ｅに虚像Ｂとして結像させる接眼光学系４とを備え、以下の条件式を満たす顕微鏡光学系１を提供する。
Ｍ＝Ｆｎｔｌ／Ｆｏｂ×２５０／Ｆｎｅ （１）
Ｆｎｔｌ＝Ｆｔｌ×Ｋｔ （２）
Ｆｎｅ＝Ｆｅ×Ｋｔ （３）
０．４＜Ｋｔ＜０．９５ （４）
【解決手段】試料Ａからの光を集光する対物光学系２と、該対物光学系２により集光された試料Ａからの光を結像させる焦点距離可変の結像光学系３と、該結像光学系３により結像された試料Ａの像を拡大して観察者の目Ｅに虚像Ｂとして結像させる接眼光学系４とを備え、以下の条件式を満たす顕微鏡光学系１を提供する。
Ｍ＝Ｆｎｔｌ／Ｆｏｂ×２５０／Ｆｎｅ （１）
Ｆｎｔｌ＝Ｆｔｌ×Ｋｔ （２）
Ｆｎｅ＝Ｆｅ×Ｋｔ （３）
０．４＜Ｋｔ＜０．９５ （４）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡光学系に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、実体顕微鏡の代表例として、ガリレオ式実体顕微鏡が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
このガリレオ式実体顕微鏡は、１つの対物レンズと、該対物レンズの光軸に平行に配置された右眼用と左眼用の２つの観察光学系とを備え、標本全体の観察を行うときには焦点距離の長い低倍率の対物レンズを使用するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２６７２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の実体顕微鏡では、対物レンズとして焦点距離の長い低倍率のものを使用しているので、観察範囲は広いが総合倍率が低くなってしまうという不都合がある。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、観察範囲が広くかつ総合倍率も高い観察を行うことができる顕微鏡光学系を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、試料からの光を集光する対物光学系と、該対物光学系により集光された試料からの光を結像させる焦点距離可変の結像光学系と、該結像光学系により結像された試料の像を拡大して観察者の目に虚像として結像させる接眼光学系とを備え、以下の条件式を満たす顕微鏡光学系を提供する。
Ｍ＝Ｆｎｔｌ／Ｆｏｂ×２５０／Ｆｎｅ （１）
Ｆｎｔｌ＝Ｆｔｌ×Ｋｔ （２）
Ｆｎｅ＝Ｆｅ×Ｋｔ （３）
０．４＜Ｋｔ＜０．９５ （４）
ここで、Ｍ：総合倍率、Ｆｎｔｌ：前記結像光学系の最短の焦点距離、Ｆｏｂ：前記対物光学系の焦点距離、Ｆｎｅ：前記接眼光学系の焦点距離、Ｆｔｌ：倍率が１倍である基準結像光学系の焦点距離、Ｆｅ：前記基準結像光学系と前記対物光学系とを備える顕微鏡光学系における基準接眼光学系の焦点距離、Ｋｔ：係数である。
【０００６】
本発明によれば、倍率１倍の基準結像光学系および基準接眼光学系を有する顕微鏡光学系と比較して、接眼光学系の焦点距離および結像光学系の最短の焦点距離を同じ割合だけ短くすることで、総合倍率Ｍを変化させることなく、接眼光学系の倍率を大きくして、視野数を実質的に同じにすることができる。視野数を実質的に同じにするというのは、基準接眼光学系で見える視角と接眼光学系の倍率が異なっても同じ視角であることを言う。このとき、結像光学系の倍率は小さくなるので、結像光学系による一次像が縮小されることにより、鏡筒内のプリズムを通過する光束径が細くなり、プリズムを小型化し、鏡筒を小型化することができる。Ｋｔ≦０．４では、結像光学系の焦点距離が短くなりすぎるため、鏡筒における左右分岐前の空気換算光路長を十分に確保できず、設計が困難になる。Ｋｔ≧０．９５では、プリズムの実質的な小型化を図ることができない。
【０００７】
また、本発明は、試料からの光を集光する対物光学系と、該対物光学系により集光された試料からの光を結像させる焦点距離可変の結像光学系と、該結像光学系により結像された試料の像を拡大して観察者の目に虚像として結像させる接眼光学系とを備え、以下の条件式を満たす顕微鏡光学系を提供する。
Ｍ＝Ｆｔｌ／Ｆｎｏｂ×２５０／Ｆｎｅ （５）
Ｆｎｏｂ＝Ｆｏｂ×Ｋｏ （６）
Ｆｎｅ＝Ｆｅ／Ｋｏ （７）
１．１＜Ｋｏ＜２．６ （８）
ここで、Ｍ：総合倍率、Ｆｎｔｌ：前記結像光学系の最短の焦点距離、Ｆｔｌ：倍率が１倍である基準結像光学系の焦点距離、Ｆｎｏｂ：前記対物光学系の焦点距離、Ｆｎｅ：前記接眼光学系の焦点距離、Ｆｏｂ：倍率が１倍である基準結像光学系および倍率が１０倍である基準接眼光学系を備える顕微鏡光学系における基準対物光学系の焦点距離、Ｆｅ：前記基準接眼光学系の焦点距離、Ｋｏ：係数である。
【０００８】
本発明によれば、倍率１倍の基準結像光学系および倍率１０倍の基準接眼光学系を有する顕微鏡光学系と比較して、対物光学系の焦点距離を長くし、接眼光学系の焦点距離を短くしている。このとき、両焦点距離の変化の割合を同一にすることで、総合倍率を変化させることなく、接眼光学系の倍率を大きくして、視野数を実質的に増大させることができる。視野数を実質的に増大するというのは基準接眼光学系で見える視角より大きいことを言う。
【０００９】
そして、対物光学系の倍率を小さくすることで、一次像の視野数が同じままなら広い範囲が縮小されて投影され、倍率の大きくなった接眼光学系によって対物光学系で縮小された分を拡大して観察できる。すなわち、一次像の視野数を変化させることなく、すなわち、鏡筒におけるプリズムの大きさを大きくすることなく視野数を実質的に増加させることができる。
【００１０】
また、本発明は、試料からの光を集光する対物光学系と、該対物光学系により集光された試料からの光を結像させる焦点距離可変の結像光学系と、該結像光学系により結像された試料の像を拡大して観察者の目に虚像として結像させる接眼光学系とを備え、以下の条件式を満たす顕微鏡光学系を提供する。
Ｍ＝Ｆｎｔｌ／Ｆｎｏｂ×２５０／Ｆｎｅ （９）
Ｆｎｔｌ＝Ｆｔｌ×Ｋｔ （１０）
Ｆｎｏｂ＝Ｆｏｂ×Ｋｏ （１１）
Ｆｎｅ＝Ｆｅ×（Ｋｔ／Ｋｏ） （１２）
０．４＜Ｋｔ＜０．９５ （１３）
１．１＜Ｋｏ＜２．６ （１４）
ここで、Ｍ：総合倍率、Ｆｎｔｌ：前記結像光学系の最短の焦点距離、Ｆｎｏｂ：前記対物光学系の焦点距離、Ｆｎｅ：前記接眼光学系の焦点距離、Ｆｔｌ：倍率が１倍である基準結像光学系の焦点距離、Ｆｏｂ：倍率が１倍である基準結像光学系および倍率が１０倍である基準接眼光学系を備える顕微鏡光学系における基準対物光学系の焦点距離、Ｆｅ：前記基準接眼光学系の焦点距離、Ｋｔ，Ｋｏ：係数である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、接眼光学系および鏡筒を短く、軽くかつ安価に構成しながら、超広視野の観察を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）本発明の第１の実施形態に係る顕微鏡光学系、（ｂ）従来の顕微鏡光学系を示す図である。
【図２】図１の顕微鏡光学系の実施例に係るレンズ構成を示す図である。
【図３】図２の顕微鏡光学系の収差図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る顕微鏡光学系の実施例に係るレンズ構成を示す図である。
【図５】図４の顕微鏡光学系の収差図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の第１の実施形態に係る顕微鏡光学系１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る顕微鏡光学系１は、図１（ａ）に示されるように、試料Ａからの光を集光する対物光学系２と、該対物光学系２により集光された試料Ａからの光を結像させる結像光学系３と、該結像光学系３により結像された試料Ａの像を拡大して観察者の目Ｅに視角２ωで虚像Ｂとして結像させる接眼光学系４とを備えている。
【００１４】
図中、対物光学系２、結像光学系３および接眼光学系４のそれぞれを、単一のレンズとして示しているが、実際には、それぞれ、光軸方向に配列された複数のレンズによって構成されている。
結像光学系３の複数のレンズの中には、例えば、結像光学系３内に入射された平行光束を異なる光束径の平行光束に変換して射出するアフォーカル変倍光学系が備えられている。このアフォーカル変倍光学系を操作することにより、結像光学系３の焦点距離を連続的に調節することができるようになっている。
【００１５】
図１（ｂ）は、参考例として、倍率が１倍である基準結像光学系３’および基準接眼光学系４’を有する顕微鏡光学系１’を示している。
図中符号５は、結像光学系３により集光された光を２つに分岐して接眼光学系４に入射させる鏡筒である。
【００１６】
そして、本実施形態に係る顕微鏡光学系１は、以下の条件式を満たしている。
Ｍ＝Ｆｎｔｌ／Ｆｏｂ×２５０／Ｆｎｅ （１）
Ｆｎｔｌ＝Ｆｔｌ×Ｋｔ （２）
Ｆｎｅ＝Ｆｅ×Ｋｔ （３）
０．４＜Ｋｔ＜０．９５ （４）
ここで、Ｍ：総合倍率、Ｆｎｔｌ：結像光学系３の最短の焦点距離、Ｆｏｂ：対物光学系２の焦点距離、Ｆｎｅ：接眼光学系４の焦点距離、Ｆｔｌ：倍率が１倍である基準結像光学系３’の焦点距離、Ｆｅ：基準結像光学系３’と対物光学系２とを備える顕微鏡光学系１’における基準接眼光学系４’の焦点距離、Ｋｔ：係数である。
【００１７】
このように構成された本実施形態に係る顕微鏡光学系１によれば、試料Ａからの光が対物光学系２により集光されて略平行光として結像光学系３に入射されると、結像光学系３によって集光されることにより中間像Ｃを結像した後に接眼光学系４に入射させられる。
【００１８】
この場合において、本実施形態に係る顕微鏡光学系１は、倍率１倍の基準結像光学系３’を有する顕微鏡光学系１’と比較して、接眼光学系４の焦点距離Ｆｎｅを短くしている。その結果、接眼光学系４の倍率が大きくなるので、接眼光学系４の全長を短縮しつつ視野数を実質的に増大することができる。
【００１９】
また、同時に、本実施形態に係る顕微鏡光学系１は、基準結像光学系３’と比較して、結像光学系３の最短の焦点距離Ｆｎｔｌを短くしている。これにより、結像光学系３の倍率が小さくなり、結像光学系３による一次像が縮小されることにより、鏡筒５を通過する際の光束径を細くすることができる。その結果、鏡筒５内のプリズムのサイズを小型化することができ、鏡筒５を小型化することができるという利点がある。
【００２０】
さらに、本実施形態に係る顕微鏡光学系１によれば、接眼光学系４の焦点距離Ｆｎｅおよび結像光学系３の最短の焦点距離Ｆｎｔｌを同じ割合だけ短くしている。これにより、結像光学系３の焦点距離Ｆｎｔｌが最短の場合においても、総合倍率Ｍを変化させることなく広い視野範囲を確保することができる。
【００２１】
結像光学系３の焦点距離Ｆｎｔｌが最短の場合、中間像Ｃの像高は中間像Ｃ’の像高のＫｔ倍になるが目（Ｅ）で見る虚像ＢとＢ’の高さは等しく、視野数を実質的に同じにすることができる。視野数を実質的に同じにするというのは基準接眼光学系４’の視角２ω’と接眼光学系４の視角２ωとは同じであることをいう。
【００２２】
ここでは、さらに、以下の条件式を満たすことが好ましい。
１０＜ＦＮ＜２３ （１５）
０．６５＜Ｋｔ＜０．８５ （１６）
ここで、ＦＮ：接眼光学系４の視野数であり中間像Ｃの直径に等しい。
【００２３】
さらに、例えば、Ｋｔ＝０．８とすることが最も好ましい。
Ｋｔ≦０．４では、結像光学系３の焦点距離Ｆｎｔｌが短くなりすぎるため、鏡筒５における左右分岐前の空気換算光路長を十分に確保できず、設計が困難になる。また、Ｋｔ≧０．９５では、鏡筒５内のプリズムの実質的な小型化を図ることができない。したがって、条件式（４）を満たすことが好ましい。
【００２４】
ここで、Ｋｔ＝０．８として、種々の顕微鏡光学系１に適用した場合の対物光学系２の表示倍率と焦点距離Ｆｏｂ、基準結像光学系３’の焦点距離Ｆｔｌ、結像光学系３の最短の焦点距離Ｆｎｔｌと対物光学系２の実質倍率、接眼光学系４の倍率と焦点距離Ｆｎｅ、および、総合倍率Ｍを表１にそれぞれ示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】
次に、本発明の第２の実施形態に係る顕微鏡光学系（図示略）について説明する。
本実施形態に係る顕微鏡光学系において、第１の実施形態に係る顕微鏡光学系１と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。
【００２７】
本実施形態に係る顕微鏡光学系も、対物光学系２、結像光学系３および接眼光学系４を備えている。
本実施形態に係る顕微鏡光学系は、以下の条件式を満たしている。
Ｍ＝Ｆｔｌ／Ｆｎｏｂ×２５０／Ｆｎｅ （５）
Ｆｎｏｂ＝Ｆｏｂ×Ｋｏ （６）
Ｆｎｅ＝Ｆｅ／Ｋｏ （７）
１．１＜Ｋｔ＜２．６ （８）
ここで、Ｍ：総合倍率、Ｆｎｏｂ：対物光学系２の焦点距離、Ｆｏｂ：倍率が１倍である基準結像光学系３’および倍率が１０倍である基準接眼光学系４’を備える顕微鏡光学系１’における対物光学系２の焦点距離、Ｆｅ：基準接眼光学系４’の焦点距離、Ｋｏ：係数である。
【００２８】
このように構成された本実施形態に係る顕微鏡光学系によれば、基準接眼光学系４’と比較して、接眼光学系４の焦点距離Ｆｎｅを短くしている。その結果、接眼光学系４の倍率が大きくなって、接眼光学系４の全長を短縮しつつ視野数を実質的に増大させることができる。視野数を実質的に増大するというのは基準接眼光学系４’で見える視角より大きいことをいう。したがって、観察範囲を狭めることなく、総合倍率Ｍを高くすることができる。特に、結像光学系３の焦点距離Ｆｎｔｌが最短の場合でも、広い観察範囲を維持したまま、総合倍率Ｍを高めることができる。
【００２９】
また、同時に、本実施形態に係る顕微鏡光学系は、基準結像光学系３’および基準接眼光学系４’を有する顕微鏡光学系１’の場合と比較して、対物光学系２の焦点距離ＦｎｏｂをＫｏ倍に長くしている。これにより、対物光学系２の倍率が小さくなり、一次像Ｃの視野数が同じままなら広い範囲を縮小して投影することができる。そして、倍率の大きくなった接眼光学系４によって対物光学系２で縮小された分を拡大して観察できる。
【００３０】
このとき、両焦点距離の変化の割合を同一にすることで、総合倍率Ｍを変化させることなく、接眼光学系４の倍率を大きくして、視野数を実質的に増大させることができる。すなわち、一次像の視野数を変化させることなく、すなわち、鏡筒５におけるプリズムの大きさを大きくすることなく視野数を実質的に増大させることができる。視野数を実質的に増大するというのは基準接眼光学系４’の視角２ω’より接眼光学系４の視角２ωが大きいことをいう。
【００３１】
ここで、Ｋｏ＝２として、種々の顕微鏡光学系に適用した場合の、基準対物光学系の表示倍率と焦点距離Ｆｏｂ、対物光学系２の焦点距離Ｆｎｏｂ、基準結像光学系３’の焦点距離Ｆｔｌと対物光学系２の実質倍率、接眼光学系４の倍率と焦点距離Ｆｎｅ、および、総合倍率Ｍを表２にそれぞれ示す。
【００３２】
【表２】
【００３３】
本実施形態においては下記条件式を満たすことがさらに望ましい。
０．４５＜ＦＮ／（２×Ｆｎｅ）＜１．４ （１７）
１．２＜Ｋｏ＜２．２ （１８）
さらに、Ｋｏ＝２とすることが最も好ましい。
Ｋｏ≦１．２では、視野の広がりを実感できず、Ｋｏ≧２．２では、対物光学系２の焦点極Ｆｎｏｂが長くなり過ぎるため、対物光学系２自体が長くなることによる接眼光学系４の位置が、机上面より高くなり過ぎて作業性が悪くなる。
【００３４】
なお、上記各実施形態においては、結像光学系３と接眼光学系４、または対物光学系２と接眼光学系４の焦点距離を同じ割合で変化させることとしたが、これに代えて、対物光学系２、結像光学系３および接眼光学系４の焦点距離を以下の条件式を満たすこととしてもよい。
【００３５】
Ｍ＝Ｆｎｔｌ／Ｆｎｏｂ×２５０／Ｆｎｅ （９）
Ｆｎｔｌ＝Ｆｔｌ×Ｋｔ （１０）
Ｆｎｏｂ＝Ｆｏｂ×Ｋｏ （１１）
Ｆｎｅ＝Ｆｅ×（Ｋｔ／Ｋｏ） （１２）
０．４＜Ｋｔ＜０．９５ （１３）
１．１＜Ｋｏ＜２．６ （１４）
【００３６】
ここで、Ｍ：総合倍率、Ｆｎｔｌ：結像光学系３の最短の焦点距離、Ｆｎｏｂ：対物光学系２の焦点距離、Ｆｎｅ：接眼光学系４の焦点距離、Ｆｔｌ：倍率が１倍である基準結像光学系３’の焦点距離、Ｆｏｂ：倍率が１倍である基準結像光学系３’および倍率が１０倍である基準接眼光学系４’を備える顕微鏡光学系１’における基準対物光学系の焦点距離、Ｆｅ：基準接眼光学系４’の焦点距離、Ｋｔ，Ｋｏ：係数である。
【実施例】
【００３７】
（第１実施例）
次に、本発明の第１の実施形態に係る顕微鏡光学系１の実施例について以下に説明する。
本実施例に係る顕微鏡光学系１のレンズ配列を図２に示し、レンズデータを表３に、収差図を図３に示す。図２において面番号は一部のみ表示し他を省略している。屈折率、アッベ数については、ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対するものを表記してある。長さの単位はｍｍである。
図２においては、Ｋｔ＝０．８、Ｆｏｂ＝１６０ｍｍ、Ｆｎｔｌ＝４４．８ｍｍ、Ｆｎｅ＝２０ｍｍ、ＦＮ＝２０ｍｍ、ω＝２６．５°、Ｍ＝３．５である。
【００３８】
図３は実施例の光学系の横収差図を示し、中央に示された角度は、図２の（水平方向画角、垂直方向の画角）を示し、その画角におけるＹ方向（メリジオナル方向）とＸ方向（サジタル方向）の横収差を示す。なお、水平方向画角のマイナスの画角は、Ｙ軸正方向を向いて右回りの角度を意味する。各収差は逆追跡による物体面での収差をそれぞれ示している。
【００３９】
［表３］
面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数
物体面 ∞ ７３．２８
（対物光学系）
１ ∞ ５．６０ １．６１３４ ４４．３
２ −１３５．５５ １．００
３ １０９．４８ ４．８０ １．４８７５ ７０．２
４ ４８．６８ ２５．９０
５ −２７．０８ ４．８４ １．６５４１ ３９．７
６ −２６８．２６ ９．８１ １．４９７０ ８１．５
７ −３９．６２ １．８０
８ −１６９．０２ ６．００ １．４８７５ ７０．２
９ −５８．２０ ０．５０
１０ −１６４．０６ ６．７０ １．４８７５ ７０．２
１１ −５４．９４ 偏心（１）
（結像光学系）
１２ ８９．８９ ４．８０ １．４９７０ ８１．５
１３ −４５．２７ ２．７０ １．７４４０ ４４．８
１４ −３４０．０５ ０．２０
１５ ８１．７１ ４．００ １．４９７０ ８１．５
１６ −１１３．８３ ３．９１
１７ −８１．０５ １．８０ １．６０３１ ６０．６
１８ ３２．６９ １．０９
１９ −５７．１０ ３．３０ １．７４０８ ２７．８
２０ −１３．９８ １．８０ １．６０３１ ６０．６
２１ ３４．０７ ４７．１３
２２ −１７．７４ ２．５０ １．４８７５ ７０．２
２３ 絞り面 ３８．３７
２４ ６６．０６ ３．５０ １．６０３１ ６０．６
２５ −３３．２４ ０．２０
２６ ５４．１３ ４．００ １．４９７０ ８１．５
２７ −２４．５９ ２．００ １．７４９５ ３５．３
２８ −３４６．４１ ３．２０
２９ −８８．５７ ２．００ １．６９６８ ５５．５
３０ １１．２４ ３．５０ １．７０１５ ４１．２
３１ ５１．７６ ２５．６２
３２ ３０．３７ ２．４０ １．５１７４ ５２．４
３３ １０７．６５ １．６６
３４ ２４．９５ ２．８０ １．４８７５ ７０．２
３５ ２７２．２０ １．６０ １．５８２７ ４６．４
３６ １９．８１
（接眼光学系）
３７ ５７．２９ ２．８５ １．８４６７ ２３．８
３８ １６．６１ ７．４８ １．５１６３ ６４．１
３９ −３０．７７ ０．１６
４０ ２０．２７ ４．８５ １．７２９２ ５４．７
４１ −２９５．０２ １７．８６
４２ ∞ −２５０．００
像面 ∞ ０．００
ここで、偏心（１）は、
Ｘ：０．００，Ｙ：１２．５０，Ｚ：０．００，α：０．００，β：０．００，γ：０．００である。
【００４０】
（第２実施例）
次に、本発明の第２の実施形態に係る顕微鏡光学系の実施例について以下に説明する。
本実施例に係る顕微鏡光学系のレンズ配列を図４に示し、レンズデータを表４に、収差図を図５に示す。図４において面番号は一部のみ表示し他を省略している。
図４においては、Ｋｔ＝０．８、Ｆｏｂ＝１６０ｍｍ、Ｆｎｔｌ＝５６ｍｍ、Ｆｎｅ＝１２．５ｍｍ、ＦＮ＝２２ｍｍ、ω＝４１．４°、Ｍ＝７である。
【００４１】
図５は実施例の光学系の横収差図を示し、中央に示された角度は、図４の（水平方向画角、垂直方向の画角）を示し、その画角におけるＹ方向（メリジオナル方向）とＸ方向（サジタル方向）の横収差を示す。なお、水平方向画角のマイナスの画角は、Ｙ軸正方向を向いて右回りの角度を意味する。各収差は逆追跡による物体面での収差をそれぞれ示している。
【００４２】
［表４］
面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数
物体面 ∞ ７３．１７
（対物光学系）
１ ∞ ５．６０ １．６１３４ ４４．３
２ −１３５．５５ １．００
３ １０９．４８ ４．８０ １．４８７５ ７０．２
４ ４８．６８ ２５．９０
５ −２７．０８ ４．８４ １．６５４１ ３９．７
６ −２６８．２６ ９．８１ １．４９７０ ８１．５
７ −３９．６２ １．８０
８ −１６９．０２ ６．００ １．４８７５ ７０．２
９ −５８．２０ ０．５０
１０ −１６４．０６ ６．７０ １．４８７５ ７０．２
１１ −５４．９４ 偏心（１）
（結像光学系）
１２ ８９．８９ ４．８０ １．４９７０ ８１．５
１３ −４５．２７ ２．７０ １．７４４０ ４４．８
１４ −３４０．０５ ０．２０
１５ ８１．７１ ４．００ １．４９７０ ８１．５
１６ −１１３．８３ ３．９１
１７ −８１．０５ １．８０ １．６０３１ ６０．６
１８ ３２．６９ １．０９
１９ −５７．１０ ３．３０ １．７４０８ ２７．８
２０ −１３．９８ １．８０ １．６０３１ ６０．６
２１ ３４．０７ ４７．１３
２２ −１７．７４ ２．５０ １．４８７５ ７０．２
２３ 絞り面 ３８．３７
２４ ６６．０６ ３．５０ １．６０３１ ６０．６
２５ −３３．２４ ０．２０
２６ ５４．１３ ４．００ １．４９７０ ８１．５
２７ −２４．５９ ２．００ １．７４９５ ３５．３
２８ −３４６．４１ ３．２０
２９ −８８．５７ ２．００ １．６９６８ ５５．５
３０ １１．２４ ３．５０ １．７０１５ ４１．２
３１ ５１．７６ ２５．６２
３２ ３７．９７ ３．００ １．５１７４ ５２．４
３３ １３４．５６ ２．０８
３４ ３１．１９ ３．５０ １．４８７５ ７０．２
３５ ３４０．２５ ２．００ １．５８２７ ４６．４
３６ ２４．７６
（接眼光学系）
３７ −２２．７７ １．１６ １．６４９０ ３３．８
３８ １６．２５ ８．０６ １．６１１０ ５７．２
３９ −２２．０１ ０．０９
４０ ４０．８１ ３．５４ １．６２００ ６０．３
４１ −４０．８１ ０．０９
４２ １４．４０ ７．５７ １．６１１０ ５７．２
４３ −１９．３７ １．３８ １．６７３０ ３２．２
４４ １９２．８０ ７．３１
４５ ∞ −２５０．００
像面 ∞ ０．００
ここで、偏心（１）は、
Ｘ：０．００，Ｙ：１２．５０，Ｚ：０．００，α：０．００，β：０．００，γ：０．００である。
【符号の説明】
【００４３】
Ａ 試料
Ｂ 虚像
Ｃ 一次像
Ｅ 目
ω 接眼光学系の視角の片側角度
１，１’ 顕微鏡光学系
２ 対物光学系
３ 結像光学系
３’ 基準結像光学系
４ 接眼光学系
４’ 基準接眼光学系
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡光学系に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、実体顕微鏡の代表例として、ガリレオ式実体顕微鏡が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
このガリレオ式実体顕微鏡は、１つの対物レンズと、該対物レンズの光軸に平行に配置された右眼用と左眼用の２つの観察光学系とを備え、標本全体の観察を行うときには焦点距離の長い低倍率の対物レンズを使用するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２６７２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の実体顕微鏡では、対物レンズとして焦点距離の長い低倍率のものを使用しているので、観察範囲は広いが総合倍率が低くなってしまうという不都合がある。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、観察範囲が広くかつ総合倍率も高い観察を行うことができる顕微鏡光学系を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、試料からの光を集光する対物光学系と、該対物光学系により集光された試料からの光を結像させる焦点距離可変の結像光学系と、該結像光学系により結像された試料の像を拡大して観察者の目に虚像として結像させる接眼光学系とを備え、以下の条件式を満たす顕微鏡光学系を提供する。
Ｍ＝Ｆｎｔｌ／Ｆｏｂ×２５０／Ｆｎｅ （１）
Ｆｎｔｌ＝Ｆｔｌ×Ｋｔ （２）
Ｆｎｅ＝Ｆｅ×Ｋｔ （３）
０．４＜Ｋｔ＜０．９５ （４）
ここで、Ｍ：総合倍率、Ｆｎｔｌ：前記結像光学系の最短の焦点距離、Ｆｏｂ：前記対物光学系の焦点距離、Ｆｎｅ：前記接眼光学系の焦点距離、Ｆｔｌ：倍率が１倍である基準結像光学系の焦点距離、Ｆｅ：前記基準結像光学系と前記対物光学系とを備える顕微鏡光学系における基準接眼光学系の焦点距離、Ｋｔ：係数である。
【０００６】
本発明によれば、倍率１倍の基準結像光学系および基準接眼光学系を有する顕微鏡光学系と比較して、接眼光学系の焦点距離および結像光学系の最短の焦点距離を同じ割合だけ短くすることで、総合倍率Ｍを変化させることなく、接眼光学系の倍率を大きくして、視野数を実質的に同じにすることができる。視野数を実質的に同じにするというのは、基準接眼光学系で見える視角と接眼光学系の倍率が異なっても同じ視角であることを言う。このとき、結像光学系の倍率は小さくなるので、結像光学系による一次像が縮小されることにより、鏡筒内のプリズムを通過する光束径が細くなり、プリズムを小型化し、鏡筒を小型化することができる。Ｋｔ≦０．４では、結像光学系の焦点距離が短くなりすぎるため、鏡筒における左右分岐前の空気換算光路長を十分に確保できず、設計が困難になる。Ｋｔ≧０．９５では、プリズムの実質的な小型化を図ることができない。
【０００７】
また、本発明は、試料からの光を集光する対物光学系と、該対物光学系により集光された試料からの光を結像させる焦点距離可変の結像光学系と、該結像光学系により結像された試料の像を拡大して観察者の目に虚像として結像させる接眼光学系とを備え、以下の条件式を満たす顕微鏡光学系を提供する。
Ｍ＝Ｆｔｌ／Ｆｎｏｂ×２５０／Ｆｎｅ （５）
Ｆｎｏｂ＝Ｆｏｂ×Ｋｏ （６）
Ｆｎｅ＝Ｆｅ／Ｋｏ （７）
１．１＜Ｋｏ＜２．６ （８）
ここで、Ｍ：総合倍率、Ｆｎｔｌ：前記結像光学系の最短の焦点距離、Ｆｔｌ：倍率が１倍である基準結像光学系の焦点距離、Ｆｎｏｂ：前記対物光学系の焦点距離、Ｆｎｅ：前記接眼光学系の焦点距離、Ｆｏｂ：倍率が１倍である基準結像光学系および倍率が１０倍である基準接眼光学系を備える顕微鏡光学系における基準対物光学系の焦点距離、Ｆｅ：前記基準接眼光学系の焦点距離、Ｋｏ：係数である。
【０００８】
本発明によれば、倍率１倍の基準結像光学系および倍率１０倍の基準接眼光学系を有する顕微鏡光学系と比較して、対物光学系の焦点距離を長くし、接眼光学系の焦点距離を短くしている。このとき、両焦点距離の変化の割合を同一にすることで、総合倍率を変化させることなく、接眼光学系の倍率を大きくして、視野数を実質的に増大させることができる。視野数を実質的に増大するというのは基準接眼光学系で見える視角より大きいことを言う。
【０００９】
そして、対物光学系の倍率を小さくすることで、一次像の視野数が同じままなら広い範囲が縮小されて投影され、倍率の大きくなった接眼光学系によって対物光学系で縮小された分を拡大して観察できる。すなわち、一次像の視野数を変化させることなく、すなわち、鏡筒におけるプリズムの大きさを大きくすることなく視野数を実質的に増加させることができる。
【００１０】
また、本発明は、試料からの光を集光する対物光学系と、該対物光学系により集光された試料からの光を結像させる焦点距離可変の結像光学系と、該結像光学系により結像された試料の像を拡大して観察者の目に虚像として結像させる接眼光学系とを備え、以下の条件式を満たす顕微鏡光学系を提供する。
Ｍ＝Ｆｎｔｌ／Ｆｎｏｂ×２５０／Ｆｎｅ （９）
Ｆｎｔｌ＝Ｆｔｌ×Ｋｔ （１０）
Ｆｎｏｂ＝Ｆｏｂ×Ｋｏ （１１）
Ｆｎｅ＝Ｆｅ×（Ｋｔ／Ｋｏ） （１２）
０．４＜Ｋｔ＜０．９５ （１３）
１．１＜Ｋｏ＜２．６ （１４）
ここで、Ｍ：総合倍率、Ｆｎｔｌ：前記結像光学系の最短の焦点距離、Ｆｎｏｂ：前記対物光学系の焦点距離、Ｆｎｅ：前記接眼光学系の焦点距離、Ｆｔｌ：倍率が１倍である基準結像光学系の焦点距離、Ｆｏｂ：倍率が１倍である基準結像光学系および倍率が１０倍である基準接眼光学系を備える顕微鏡光学系における基準対物光学系の焦点距離、Ｆｅ：前記基準接眼光学系の焦点距離、Ｋｔ，Ｋｏ：係数である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、接眼光学系および鏡筒を短く、軽くかつ安価に構成しながら、超広視野の観察を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）本発明の第１の実施形態に係る顕微鏡光学系、（ｂ）従来の顕微鏡光学系を示す図である。
【図２】図１の顕微鏡光学系の実施例に係るレンズ構成を示す図である。
【図３】図２の顕微鏡光学系の収差図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る顕微鏡光学系の実施例に係るレンズ構成を示す図である。
【図５】図４の顕微鏡光学系の収差図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の第１の実施形態に係る顕微鏡光学系１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る顕微鏡光学系１は、図１（ａ）に示されるように、試料Ａからの光を集光する対物光学系２と、該対物光学系２により集光された試料Ａからの光を結像させる結像光学系３と、該結像光学系３により結像された試料Ａの像を拡大して観察者の目Ｅに視角２ωで虚像Ｂとして結像させる接眼光学系４とを備えている。
【００１４】
図中、対物光学系２、結像光学系３および接眼光学系４のそれぞれを、単一のレンズとして示しているが、実際には、それぞれ、光軸方向に配列された複数のレンズによって構成されている。
結像光学系３の複数のレンズの中には、例えば、結像光学系３内に入射された平行光束を異なる光束径の平行光束に変換して射出するアフォーカル変倍光学系が備えられている。このアフォーカル変倍光学系を操作することにより、結像光学系３の焦点距離を連続的に調節することができるようになっている。
【００１５】
図１（ｂ）は、参考例として、倍率が１倍である基準結像光学系３’および基準接眼光学系４’を有する顕微鏡光学系１’を示している。
図中符号５は、結像光学系３により集光された光を２つに分岐して接眼光学系４に入射させる鏡筒である。
【００１６】
そして、本実施形態に係る顕微鏡光学系１は、以下の条件式を満たしている。
Ｍ＝Ｆｎｔｌ／Ｆｏｂ×２５０／Ｆｎｅ （１）
Ｆｎｔｌ＝Ｆｔｌ×Ｋｔ （２）
Ｆｎｅ＝Ｆｅ×Ｋｔ （３）
０．４＜Ｋｔ＜０．９５ （４）
ここで、Ｍ：総合倍率、Ｆｎｔｌ：結像光学系３の最短の焦点距離、Ｆｏｂ：対物光学系２の焦点距離、Ｆｎｅ：接眼光学系４の焦点距離、Ｆｔｌ：倍率が１倍である基準結像光学系３’の焦点距離、Ｆｅ：基準結像光学系３’と対物光学系２とを備える顕微鏡光学系１’における基準接眼光学系４’の焦点距離、Ｋｔ：係数である。
【００１７】
このように構成された本実施形態に係る顕微鏡光学系１によれば、試料Ａからの光が対物光学系２により集光されて略平行光として結像光学系３に入射されると、結像光学系３によって集光されることにより中間像Ｃを結像した後に接眼光学系４に入射させられる。
【００１８】
この場合において、本実施形態に係る顕微鏡光学系１は、倍率１倍の基準結像光学系３’を有する顕微鏡光学系１’と比較して、接眼光学系４の焦点距離Ｆｎｅを短くしている。その結果、接眼光学系４の倍率が大きくなるので、接眼光学系４の全長を短縮しつつ視野数を実質的に増大することができる。
【００１９】
また、同時に、本実施形態に係る顕微鏡光学系１は、基準結像光学系３’と比較して、結像光学系３の最短の焦点距離Ｆｎｔｌを短くしている。これにより、結像光学系３の倍率が小さくなり、結像光学系３による一次像が縮小されることにより、鏡筒５を通過する際の光束径を細くすることができる。その結果、鏡筒５内のプリズムのサイズを小型化することができ、鏡筒５を小型化することができるという利点がある。
【００２０】
さらに、本実施形態に係る顕微鏡光学系１によれば、接眼光学系４の焦点距離Ｆｎｅおよび結像光学系３の最短の焦点距離Ｆｎｔｌを同じ割合だけ短くしている。これにより、結像光学系３の焦点距離Ｆｎｔｌが最短の場合においても、総合倍率Ｍを変化させることなく広い視野範囲を確保することができる。
【００２１】
結像光学系３の焦点距離Ｆｎｔｌが最短の場合、中間像Ｃの像高は中間像Ｃ’の像高のＫｔ倍になるが目（Ｅ）で見る虚像ＢとＢ’の高さは等しく、視野数を実質的に同じにすることができる。視野数を実質的に同じにするというのは基準接眼光学系４’の視角２ω’と接眼光学系４の視角２ωとは同じであることをいう。
【００２２】
ここでは、さらに、以下の条件式を満たすことが好ましい。
１０＜ＦＮ＜２３ （１５）
０．６５＜Ｋｔ＜０．８５ （１６）
ここで、ＦＮ：接眼光学系４の視野数であり中間像Ｃの直径に等しい。
【００２３】
さらに、例えば、Ｋｔ＝０．８とすることが最も好ましい。
Ｋｔ≦０．４では、結像光学系３の焦点距離Ｆｎｔｌが短くなりすぎるため、鏡筒５における左右分岐前の空気換算光路長を十分に確保できず、設計が困難になる。また、Ｋｔ≧０．９５では、鏡筒５内のプリズムの実質的な小型化を図ることができない。したがって、条件式（４）を満たすことが好ましい。
【００２４】
ここで、Ｋｔ＝０．８として、種々の顕微鏡光学系１に適用した場合の対物光学系２の表示倍率と焦点距離Ｆｏｂ、基準結像光学系３’の焦点距離Ｆｔｌ、結像光学系３の最短の焦点距離Ｆｎｔｌと対物光学系２の実質倍率、接眼光学系４の倍率と焦点距離Ｆｎｅ、および、総合倍率Ｍを表１にそれぞれ示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】
次に、本発明の第２の実施形態に係る顕微鏡光学系（図示略）について説明する。
本実施形態に係る顕微鏡光学系において、第１の実施形態に係る顕微鏡光学系１と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。
【００２７】
本実施形態に係る顕微鏡光学系も、対物光学系２、結像光学系３および接眼光学系４を備えている。
本実施形態に係る顕微鏡光学系は、以下の条件式を満たしている。
Ｍ＝Ｆｔｌ／Ｆｎｏｂ×２５０／Ｆｎｅ （５）
Ｆｎｏｂ＝Ｆｏｂ×Ｋｏ （６）
Ｆｎｅ＝Ｆｅ／Ｋｏ （７）
１．１＜Ｋｔ＜２．６ （８）
ここで、Ｍ：総合倍率、Ｆｎｏｂ：対物光学系２の焦点距離、Ｆｏｂ：倍率が１倍である基準結像光学系３’および倍率が１０倍である基準接眼光学系４’を備える顕微鏡光学系１’における対物光学系２の焦点距離、Ｆｅ：基準接眼光学系４’の焦点距離、Ｋｏ：係数である。
【００２８】
このように構成された本実施形態に係る顕微鏡光学系によれば、基準接眼光学系４’と比較して、接眼光学系４の焦点距離Ｆｎｅを短くしている。その結果、接眼光学系４の倍率が大きくなって、接眼光学系４の全長を短縮しつつ視野数を実質的に増大させることができる。視野数を実質的に増大するというのは基準接眼光学系４’で見える視角より大きいことをいう。したがって、観察範囲を狭めることなく、総合倍率Ｍを高くすることができる。特に、結像光学系３の焦点距離Ｆｎｔｌが最短の場合でも、広い観察範囲を維持したまま、総合倍率Ｍを高めることができる。
【００２９】
また、同時に、本実施形態に係る顕微鏡光学系は、基準結像光学系３’および基準接眼光学系４’を有する顕微鏡光学系１’の場合と比較して、対物光学系２の焦点距離ＦｎｏｂをＫｏ倍に長くしている。これにより、対物光学系２の倍率が小さくなり、一次像Ｃの視野数が同じままなら広い範囲を縮小して投影することができる。そして、倍率の大きくなった接眼光学系４によって対物光学系２で縮小された分を拡大して観察できる。
【００３０】
このとき、両焦点距離の変化の割合を同一にすることで、総合倍率Ｍを変化させることなく、接眼光学系４の倍率を大きくして、視野数を実質的に増大させることができる。すなわち、一次像の視野数を変化させることなく、すなわち、鏡筒５におけるプリズムの大きさを大きくすることなく視野数を実質的に増大させることができる。視野数を実質的に増大するというのは基準接眼光学系４’の視角２ω’より接眼光学系４の視角２ωが大きいことをいう。
【００３１】
ここで、Ｋｏ＝２として、種々の顕微鏡光学系に適用した場合の、基準対物光学系の表示倍率と焦点距離Ｆｏｂ、対物光学系２の焦点距離Ｆｎｏｂ、基準結像光学系３’の焦点距離Ｆｔｌと対物光学系２の実質倍率、接眼光学系４の倍率と焦点距離Ｆｎｅ、および、総合倍率Ｍを表２にそれぞれ示す。
【００３２】
【表２】
【００３３】
本実施形態においては下記条件式を満たすことがさらに望ましい。
０．４５＜ＦＮ／（２×Ｆｎｅ）＜１．４ （１７）
１．２＜Ｋｏ＜２．２ （１８）
さらに、Ｋｏ＝２とすることが最も好ましい。
Ｋｏ≦１．２では、視野の広がりを実感できず、Ｋｏ≧２．２では、対物光学系２の焦点極Ｆｎｏｂが長くなり過ぎるため、対物光学系２自体が長くなることによる接眼光学系４の位置が、机上面より高くなり過ぎて作業性が悪くなる。
【００３４】
なお、上記各実施形態においては、結像光学系３と接眼光学系４、または対物光学系２と接眼光学系４の焦点距離を同じ割合で変化させることとしたが、これに代えて、対物光学系２、結像光学系３および接眼光学系４の焦点距離を以下の条件式を満たすこととしてもよい。
【００３５】
Ｍ＝Ｆｎｔｌ／Ｆｎｏｂ×２５０／Ｆｎｅ （９）
Ｆｎｔｌ＝Ｆｔｌ×Ｋｔ （１０）
Ｆｎｏｂ＝Ｆｏｂ×Ｋｏ （１１）
Ｆｎｅ＝Ｆｅ×（Ｋｔ／Ｋｏ） （１２）
０．４＜Ｋｔ＜０．９５ （１３）
１．１＜Ｋｏ＜２．６ （１４）
【００３６】
ここで、Ｍ：総合倍率、Ｆｎｔｌ：結像光学系３の最短の焦点距離、Ｆｎｏｂ：対物光学系２の焦点距離、Ｆｎｅ：接眼光学系４の焦点距離、Ｆｔｌ：倍率が１倍である基準結像光学系３’の焦点距離、Ｆｏｂ：倍率が１倍である基準結像光学系３’および倍率が１０倍である基準接眼光学系４’を備える顕微鏡光学系１’における基準対物光学系の焦点距離、Ｆｅ：基準接眼光学系４’の焦点距離、Ｋｔ，Ｋｏ：係数である。
【実施例】
【００３７】
（第１実施例）
次に、本発明の第１の実施形態に係る顕微鏡光学系１の実施例について以下に説明する。
本実施例に係る顕微鏡光学系１のレンズ配列を図２に示し、レンズデータを表３に、収差図を図３に示す。図２において面番号は一部のみ表示し他を省略している。屈折率、アッベ数については、ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対するものを表記してある。長さの単位はｍｍである。
図２においては、Ｋｔ＝０．８、Ｆｏｂ＝１６０ｍｍ、Ｆｎｔｌ＝４４．８ｍｍ、Ｆｎｅ＝２０ｍｍ、ＦＮ＝２０ｍｍ、ω＝２６．５°、Ｍ＝３．５である。
【００３８】
図３は実施例の光学系の横収差図を示し、中央に示された角度は、図２の（水平方向画角、垂直方向の画角）を示し、その画角におけるＹ方向（メリジオナル方向）とＸ方向（サジタル方向）の横収差を示す。なお、水平方向画角のマイナスの画角は、Ｙ軸正方向を向いて右回りの角度を意味する。各収差は逆追跡による物体面での収差をそれぞれ示している。
【００３９】
［表３］
面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数
物体面 ∞ ７３．２８
（対物光学系）
１ ∞ ５．６０ １．６１３４ ４４．３
２ −１３５．５５ １．００
３ １０９．４８ ４．８０ １．４８７５ ７０．２
４ ４８．６８ ２５．９０
５ −２７．０８ ４．８４ １．６５４１ ３９．７
６ −２６８．２６ ９．８１ １．４９７０ ８１．５
７ −３９．６２ １．８０
８ −１６９．０２ ６．００ １．４８７５ ７０．２
９ −５８．２０ ０．５０
１０ −１６４．０６ ６．７０ １．４８７５ ７０．２
１１ −５４．９４ 偏心（１）
（結像光学系）
１２ ８９．８９ ４．８０ １．４９７０ ８１．５
１３ −４５．２７ ２．７０ １．７４４０ ４４．８
１４ −３４０．０５ ０．２０
１５ ８１．７１ ４．００ １．４９７０ ８１．５
１６ −１１３．８３ ３．９１
１７ −８１．０５ １．８０ １．６０３１ ６０．６
１８ ３２．６９ １．０９
１９ −５７．１０ ３．３０ １．７４０８ ２７．８
２０ −１３．９８ １．８０ １．６０３１ ６０．６
２１ ３４．０７ ４７．１３
２２ −１７．７４ ２．５０ １．４８７５ ７０．２
２３ 絞り面 ３８．３７
２４ ６６．０６ ３．５０ １．６０３１ ６０．６
２５ −３３．２４ ０．２０
２６ ５４．１３ ４．００ １．４９７０ ８１．５
２７ −２４．５９ ２．００ １．７４９５ ３５．３
２８ −３４６．４１ ３．２０
２９ −８８．５７ ２．００ １．６９６８ ５５．５
３０ １１．２４ ３．５０ １．７０１５ ４１．２
３１ ５１．７６ ２５．６２
３２ ３０．３７ ２．４０ １．５１７４ ５２．４
３３ １０７．６５ １．６６
３４ ２４．９５ ２．８０ １．４８７５ ７０．２
３５ ２７２．２０ １．６０ １．５８２７ ４６．４
３６ １９．８１
（接眼光学系）
３７ ５７．２９ ２．８５ １．８４６７ ２３．８
３８ １６．６１ ７．４８ １．５１６３ ６４．１
３９ −３０．７７ ０．１６
４０ ２０．２７ ４．８５ １．７２９２ ５４．７
４１ −２９５．０２ １７．８６
４２ ∞ −２５０．００
像面 ∞ ０．００
ここで、偏心（１）は、
Ｘ：０．００，Ｙ：１２．５０，Ｚ：０．００，α：０．００，β：０．００，γ：０．００である。
【００４０】
（第２実施例）
次に、本発明の第２の実施形態に係る顕微鏡光学系の実施例について以下に説明する。
本実施例に係る顕微鏡光学系のレンズ配列を図４に示し、レンズデータを表４に、収差図を図５に示す。図４において面番号は一部のみ表示し他を省略している。
図４においては、Ｋｔ＝０．８、Ｆｏｂ＝１６０ｍｍ、Ｆｎｔｌ＝５６ｍｍ、Ｆｎｅ＝１２．５ｍｍ、ＦＮ＝２２ｍｍ、ω＝４１．４°、Ｍ＝７である。
【００４１】
図５は実施例の光学系の横収差図を示し、中央に示された角度は、図４の（水平方向画角、垂直方向の画角）を示し、その画角におけるＹ方向（メリジオナル方向）とＸ方向（サジタル方向）の横収差を示す。なお、水平方向画角のマイナスの画角は、Ｙ軸正方向を向いて右回りの角度を意味する。各収差は逆追跡による物体面での収差をそれぞれ示している。
【００４２】
［表４］
面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数
物体面 ∞ ７３．１７
（対物光学系）
１ ∞ ５．６０ １．６１３４ ４４．３
２ −１３５．５５ １．００
３ １０９．４８ ４．８０ １．４８７５ ７０．２
４ ４８．６８ ２５．９０
５ −２７．０８ ４．８４ １．６５４１ ３９．７
６ −２６８．２６ ９．８１ １．４９７０ ８１．５
７ −３９．６２ １．８０
８ −１６９．０２ ６．００ １．４８７５ ７０．２
９ −５８．２０ ０．５０
１０ −１６４．０６ ６．７０ １．４８７５ ７０．２
１１ −５４．９４ 偏心（１）
（結像光学系）
１２ ８９．８９ ４．８０ １．４９７０ ８１．５
１３ −４５．２７ ２．７０ １．７４４０ ４４．８
１４ −３４０．０５ ０．２０
１５ ８１．７１ ４．００ １．４９７０ ８１．５
１６ −１１３．８３ ３．９１
１７ −８１．０５ １．８０ １．６０３１ ６０．６
１８ ３２．６９ １．０９
１９ −５７．１０ ３．３０ １．７４０８ ２７．８
２０ −１３．９８ １．８０ １．６０３１ ６０．６
２１ ３４．０７ ４７．１３
２２ −１７．７４ ２．５０ １．４８７５ ７０．２
２３ 絞り面 ３８．３７
２４ ６６．０６ ３．５０ １．６０３１ ６０．６
２５ −３３．２４ ０．２０
２６ ５４．１３ ４．００ １．４９７０ ８１．５
２７ −２４．５９ ２．００ １．７４９５ ３５．３
２８ −３４６．４１ ３．２０
２９ −８８．５７ ２．００ １．６９６８ ５５．５
３０ １１．２４ ３．５０ １．７０１５ ４１．２
３１ ５１．７６ ２５．６２
３２ ３７．９７ ３．００ １．５１７４ ５２．４
３３ １３４．５６ ２．０８
３４ ３１．１９ ３．５０ １．４８７５ ７０．２
３５ ３４０．２５ ２．００ １．５８２７ ４６．４
３６ ２４．７６
（接眼光学系）
３７ −２２．７７ １．１６ １．６４９０ ３３．８
３８ １６．２５ ８．０６ １．６１１０ ５７．２
３９ −２２．０１ ０．０９
４０ ４０．８１ ３．５４ １．６２００ ６０．３
４１ −４０．８１ ０．０９
４２ １４．４０ ７．５７ １．６１１０ ５７．２
４３ −１９．３７ １．３８ １．６７３０ ３２．２
４４ １９２．８０ ７．３１
４５ ∞ −２５０．００
像面 ∞ ０．００
ここで、偏心（１）は、
Ｘ：０．００，Ｙ：１２．５０，Ｚ：０．００，α：０．００，β：０．００，γ：０．００である。
【符号の説明】
【００４３】
Ａ 試料
Ｂ 虚像
Ｃ 一次像
Ｅ 目
ω 接眼光学系の視角の片側角度
１，１’ 顕微鏡光学系
２ 対物光学系
３ 結像光学系
３’ 基準結像光学系
４ 接眼光学系
４’ 基準接眼光学系
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料からの光を集光する対物光学系と、
該対物光学系により集光された試料からの光を結像させる焦点距離可変の結像光学系と、
該結像光学系により結像された試料の像を拡大して観察者の目に虚像として結像させる接眼光学系とを備え、
以下の条件式を満たす顕微鏡光学系。
Ｍ＝Ｆｎｔｌ／Ｆｏｂ×２５０／Ｆｎｅ （１）
Ｆｎｔｌ＝Ｆｔｌ×Ｋｔ （２）
Ｆｎｅ＝Ｆｅ×Ｋｔ （３）
０．４＜Ｋｔ＜０．９ （４）
ここで、
Ｍ：総合倍率
Ｆｎｔｌ：前記結像光学系の最短の焦点距離、
Ｆｏｂ：前記対物光学系の焦点距離、
Ｆｎｅ：前記接眼光学系の焦点距離、
Ｆｔｌ：倍率が１倍である基準結像光学系の焦点距離、
Ｆｅ：前記基準結像光学系と前記対物光学系とを備える顕微鏡光学系における接眼光学系の焦点距離、
Ｋｔ：係数
である。
【請求項２】
試料からの光を集光する対物光学系と、
該対物光学系により集光された試料からの光を結像させる焦点距離可変の結像光学系と、
該結像光学系により結像された試料の像を拡大して観察者の目に虚像として結像させる接眼光学系とを備え、
以下の条件式を満たす顕微鏡光学系。
Ｍ＝Ｆｔｌ／Ｆｎｏｂ×２５０／Ｆｎｅ （５）
Ｆｎｏｂ＝Ｆｏｂ×Ｋｏ （６）
Ｆｎｅ＝Ｆｅ／Ｋｏ （７）
１．１＜Ｋｏ＜２．６ （８）
ここで、
Ｍ：総合倍率
Ｆｎｔｌ：前記結像光学系の最短の焦点距離、
Ｆｔｌ：倍率が１倍である基準結像光学系の焦点距離、
Ｆｎｏｂ：前記対物光学系の焦点距離、
Ｆｎｅ：前記接眼光学系の焦点距離、
Ｆｏｂ：倍率が１倍である基準結像光学系および倍率が１０倍である基準接眼光学系を備える顕微鏡光学系における対物光学系の焦点距離、
Ｆｅ：前記基準接眼光学系の焦点距離、
Ｋｏ：係数
である。
【請求項３】
試料からの光を集光する対物光学系と、
該対物光学系により集光された試料からの光を結像させる焦点距離可変の結像光学系と、
該結像光学系により結像された試料の像を拡大して観察者の目に虚像として結像させる接眼光学系とを備え、
以下の条件式を満たす顕微鏡光学系。
Ｍ＝Ｆｎｔｌ／Ｆｎｏｂ×２５０／Ｆｎｅ （９）
Ｆｎｔｌ＝Ｆｔｌ×Ｋｔ （１０）
Ｆｎｏｂ＝Ｆｏｂ×Ｋｏ （１１）
Ｆｎｅ＝Ｆｅ×（Ｋｔ／Ｋｏ） （１２）
０．４＜Ｋｔ＜０．９ （１３）
１．１＜Ｋｏ＜２．６ （１４）
ここで、
Ｍ：総合倍率
Ｆｎｔｌ：前記結像光学系の最短の焦点距離、
Ｆｎｏｂ：前記対物光学系の焦点距離、
Ｆｏｂ：倍率が１倍である基準結像光学系を備える顕微鏡光学系における対物光学系の焦点距離、
Ｆｎｅ：前記接眼光学系の焦点距離、
Ｆｔｌ：倍率が１倍である基準結像光学系の焦点距離、
Ｆｅ：前記基準結像光学系と前記対物光学系とを備える顕微鏡光学系における接眼光学系の焦点距離、
Ｋｔ、Ｋｏ：係数
である。
【請求項１】
試料からの光を集光する対物光学系と、
該対物光学系により集光された試料からの光を結像させる焦点距離可変の結像光学系と、
該結像光学系により結像された試料の像を拡大して観察者の目に虚像として結像させる接眼光学系とを備え、
以下の条件式を満たす顕微鏡光学系。
Ｍ＝Ｆｎｔｌ／Ｆｏｂ×２５０／Ｆｎｅ （１）
Ｆｎｔｌ＝Ｆｔｌ×Ｋｔ （２）
Ｆｎｅ＝Ｆｅ×Ｋｔ （３）
０．４＜Ｋｔ＜０．９ （４）
ここで、
Ｍ：総合倍率
Ｆｎｔｌ：前記結像光学系の最短の焦点距離、
Ｆｏｂ：前記対物光学系の焦点距離、
Ｆｎｅ：前記接眼光学系の焦点距離、
Ｆｔｌ：倍率が１倍である基準結像光学系の焦点距離、
Ｆｅ：前記基準結像光学系と前記対物光学系とを備える顕微鏡光学系における接眼光学系の焦点距離、
Ｋｔ：係数
である。
【請求項２】
試料からの光を集光する対物光学系と、
該対物光学系により集光された試料からの光を結像させる焦点距離可変の結像光学系と、
該結像光学系により結像された試料の像を拡大して観察者の目に虚像として結像させる接眼光学系とを備え、
以下の条件式を満たす顕微鏡光学系。
Ｍ＝Ｆｔｌ／Ｆｎｏｂ×２５０／Ｆｎｅ （５）
Ｆｎｏｂ＝Ｆｏｂ×Ｋｏ （６）
Ｆｎｅ＝Ｆｅ／Ｋｏ （７）
１．１＜Ｋｏ＜２．６ （８）
ここで、
Ｍ：総合倍率
Ｆｎｔｌ：前記結像光学系の最短の焦点距離、
Ｆｔｌ：倍率が１倍である基準結像光学系の焦点距離、
Ｆｎｏｂ：前記対物光学系の焦点距離、
Ｆｎｅ：前記接眼光学系の焦点距離、
Ｆｏｂ：倍率が１倍である基準結像光学系および倍率が１０倍である基準接眼光学系を備える顕微鏡光学系における対物光学系の焦点距離、
Ｆｅ：前記基準接眼光学系の焦点距離、
Ｋｏ：係数
である。
【請求項３】
試料からの光を集光する対物光学系と、
該対物光学系により集光された試料からの光を結像させる焦点距離可変の結像光学系と、
該結像光学系により結像された試料の像を拡大して観察者の目に虚像として結像させる接眼光学系とを備え、
以下の条件式を満たす顕微鏡光学系。
Ｍ＝Ｆｎｔｌ／Ｆｎｏｂ×２５０／Ｆｎｅ （９）
Ｆｎｔｌ＝Ｆｔｌ×Ｋｔ （１０）
Ｆｎｏｂ＝Ｆｏｂ×Ｋｏ （１１）
Ｆｎｅ＝Ｆｅ×（Ｋｔ／Ｋｏ） （１２）
０．４＜Ｋｔ＜０．９ （１３）
１．１＜Ｋｏ＜２．６ （１４）
ここで、
Ｍ：総合倍率
Ｆｎｔｌ：前記結像光学系の最短の焦点距離、
Ｆｎｏｂ：前記対物光学系の焦点距離、
Ｆｏｂ：倍率が１倍である基準結像光学系を備える顕微鏡光学系における対物光学系の焦点距離、
Ｆｎｅ：前記接眼光学系の焦点距離、
Ｆｔｌ：倍率が１倍である基準結像光学系の焦点距離、
Ｆｅ：前記基準結像光学系と前記対物光学系とを備える顕微鏡光学系における接眼光学系の焦点距離、
Ｋｔ、Ｋｏ：係数
である。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−５７８１６（Ｐ２０１３−５７８１６Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９６２１６（Ｐ２０１１−１９６２１６）
【出願日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【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３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【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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