JP2002196251A - Lens system - Google Patents

Lens system

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JP2002196251A
JP2002196251A JP2000345076A JP2000345076A JP2002196251A JP 2002196251 A JP2002196251 A JP 2002196251A JP 2000345076 A JP2000345076 A JP 2000345076A JP 2000345076 A JP2000345076 A JP 2000345076A JP 2002196251 A JP2002196251 A JP 2002196251A
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lens
lens system
homogeneous
aberration
radial type
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JP2000345076A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirobumi Tsuchida
博文 槌田
Toshiyuki Nagaoka
利之 永岡
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To compensate aberration very well by extremely small number of lenses. SOLUTION: This lens system for forming the enlarged image of an object includes a radial type refractive index distribution lens whose both sides are plane, at least one homogenous positive lens and at least one homogenous negative lens.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、顕微鏡対物レンズ
やデジタルカメラ用撮像レンズ等に用いられるレンズ系
で、NAが大きく、諸収差が良好に補正されていて、構
成枚数が3〜4枚程度の少ない枚数よりなるレンズ系に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lens system used for a microscope objective lens, an imaging lens for a digital camera, or the like. The lens system has a large NA, is well corrected for various aberrations, and has about 3 to 4 components. And a lens system having a small number of lenses.

【0002】[0002]

【従来の技術】顕微鏡対物レンズは、NAが大であっ
て、視野数が大きく、作動距離が長いことが求められ
る。
2. Description of the Related Art A microscope objective lens is required to have a large NA, a large number of fields, and a long working distance.

【0003】このような顕微鏡対物レンズの従来例とし
て、特開昭54−58038号公報に記載されたレンズ
系が知られている。この公報に記載されている顕微鏡対
物レンズは、7枚構成で、NAが0.3、視野数30m
m、作動距離8.4mm程度のものである。
As a conventional example of such a microscope objective lens, there is known a lens system described in JP-A-54-58038. The microscope objective lens described in this publication has a seven-element configuration, an NA of 0.3, and a field number of 30 m.
m and a working distance of about 8.4 mm.

【0004】無限遠設計の顕微鏡対物レンズは、物体の
拡大像が無限遠に形成されるように設計され、対物レン
ズの像側で軸上マージナル光線が光軸に平行である。
A microscope objective lens of infinity design is designed so that an enlarged image of an object is formed at infinity, and an axial marginal ray is parallel to the optical axis on the image side of the objective lens.

【0005】また、顕微鏡対物レンズにおいては、効率
の良い照明を行なうために入射瞳位置が無限遠方にある
ようにする必要があり、そのために対物レンズの物体側
で、主光線が光軸に平行になる。
In the microscope objective lens, the entrance pupil must be located at infinity in order to perform efficient illumination. Therefore, the principal ray is parallel to the optical axis on the object side of the objective lens. become.

【0006】これらの様子を示したのが図5である。図
において、1は物体、2はレンズ系、3の矢印は拡大像
の方向を示し、拡大像が無点遠形成されることを示す。
また4はレンズ系2より射出する軸上マージナル光線、
5はレンズ系2に入射する軸外主光線である。
FIG. 5 shows these states. In the drawing, 1 indicates an object, 2 indicates a lens system, and 3 indicates the direction of the enlarged image, and indicates that the enlarged image is formed in a pointless manner.
4 is an axial marginal ray emitted from the lens system 2;
Reference numeral 5 denotes an off-axis principal ray incident on the lens system 2.

【0007】また、少ないレンズ枚数で光学性能を向上
させるためにレンズ系中の光学要素としてラジアル型屈
折率分布レンズ(不均質レンズ)を用いることが有効で
あり、このラジアル型屈折率分布レンズは、通常の均質
レンズに比べてペッツバール和と色収差の補正能力に優
れていることが知られている。
In order to improve optical performance with a small number of lenses, it is effective to use a radial type gradient index lens (heterogeneous lens) as an optical element in the lens system. It is known that they have better Petzval sum and chromatic aberration correction ability than ordinary homogeneous lenses.

【0008】 は次の式(1)にて表わされる。 2,・・・)は波長λにおける屈折率分布を表わす係数
である。
[0008] Is represented by the following equation (1). 2,...) Are coefficients representing the refractive index distribution at the wavelength λ.

【0009】また、ラジアル型屈折率分布レンズのアッ
ベ数Vi0は下記のように定義される。 Vi0=Ni0d/(Ni0F−Ni0C) (i=1,2,3,・・・) V00=(N00d−1)/(N00F−N00C) (i=0) ただし、Ni0d、Ni0F、Ni0CおよびN00d、N00F、N
00Cは夫々d線、F線、C線における屈折率分布係数N
i0、N00である。
The Abbe number V i0 of the radial type gradient index lens is defined as follows. V i0 = N i0d / (N i0F −N i0C ) (i = 1, 2, 3,...) V 00 = (N 00d −1) / (N 00F −N 00C ) (i = 0) N i0d , N i0F , N i0C and N 00d , N 00F , N
00C is the refractive index distribution coefficient N at d-line, F-line, and C-line, respectively.
i0, it is N 00.

【0010】また、ラジアル型屈折率分布レンズの部分
分散比Pi0dC(i=0,1,2,3,・・・)は下記の
ように定義される。 Pi0dC=(Ni0d−Ni0C)/(Ni0F−Ni0C
The partial dispersion ratio P i0dC (i = 0, 1, 2, 3,...) Of the radial type gradient index lens is defined as follows. P i0dC = (N i0d −N i0C ) / (N i0F −N i0C )

【0011】また、ラジアル型屈折率分布レンズが両面
平面の場合(ウッドレンズの場合)、そのパワーφ
mは、近似的に次の式にて表わされる。 φm=−2N10m ただしtmはレンズの厚みである。
When the radial type gradient index lens is a flat surface on both sides (in the case of a wood lens), its power φ
m is approximately represented by the following equation. φ m = −2N 10 t m where t m is the thickness of the lens.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】特開昭54−5803
8号公報に記載されたような従来の顕微鏡対物レンズ
は、レンズ構成枚数が多く、レンズおよび鏡枠構造が複
雑であって、コスト高になる欠点を有する。
SUMMARY OF THE INVENTION Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-5803
The conventional microscope objective lens described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-208 has the disadvantage that the number of lenses is large, the lens and the lens frame structure are complicated, and the cost is high.

【0013】本発明は、レンズ構成枚数が3枚程度と極
めて少なく、諸収差が良好に補正された顕微鏡対物レン
ズあるいはデジタルカメラの撮影レンズ等に用い得るレ
ンズ系を提供するものである。また、本発明は、gライ
ンを含む可視光全域にわたって色収差が小さく、レンズ
構成枚数が4枚程度で顕微鏡対物レンズや撮像レンズ等
に用い得るレンズ系を提供するものである。
An object of the present invention is to provide a lens system which can be used as a microscope objective lens or a photographing lens of a digital camera, in which the number of lens elements is as small as about three and various aberrations are well corrected. Another object of the present invention is to provide a lens system which has a small chromatic aberration over the entire visible light range including the g-line, has about four lenses, and can be used for a microscope objective lens, an imaging lens, and the like.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明のレンズ系は、物
体の拡大像を形成するもので、レンズ系の最も物体側に
配置された両面平面のラジアル型屈折率分布レンズと、
少なくとも1枚の正の屈折力の均質レンズと、少なくと
も1枚の負の屈折力の均質レンズとを含むことを特徴と
する。
A lens system according to the present invention forms an enlarged image of an object, and includes a two-sided flat radial type gradient index lens disposed on the most object side of the lens system.
It is characterized by including at least one homogeneous lens having a positive refractive power and at least one homogeneous lens having a negative refractive power.

【0015】本発明のレンズ系は、少ないレンズ枚数で
諸収差を良好に補正し得るように収差補正能力の高いラ
ジアル型屈折率分布レンズを用いた。また、このラジア
ル型屈折率分布レンズの両面を平面にし、このレンズを
いわゆるウッドレンズにすることにより、レンズ面の研
磨が簡単で組立が容易な実用上利用価値が高い構成にし
た。
In the lens system of the present invention, a radial type gradient index lens element having a high aberration correction capability is used so that various aberrations can be satisfactorily corrected with a small number of lenses. Further, by making both surfaces of this radial type gradient index lens flat, and making this lens a so-called wood lens, the lens surface is easily polished and easy to assemble, so that it has a practically useful value.

【0016】しかし、ウッドレンズ1枚にて例えば物体
の拡大像を形成するレンズ系である顕微鏡対物レンズを
構成する場合、十分良好な収差補正を実現することが困
難であり、したがって本発明のレンズは、ウッドレンズ
と負レンズと正レンズとの2枚の均質レンズを含むよう
にした。
However, when a microscope objective lens, which is a lens system for forming, for example, an enlarged image of an object, with one wood lens, it is difficult to realize sufficiently satisfactory aberration correction. Included two homogeneous lenses, a wood lens, a negative lens and a positive lens.

【0017】ここで、ラジアル型屈折率分布レンズの3
次の収差係数について述べる。
Here, the radial type gradient index lens element 3
The following aberration coefficient will be described.

【0018】ラジアル型屈折率分布レンズの3次の収差
係数は、面の寄与asi(i=1、2、・・・)と媒質の
寄与amiとの和で与えられる。また、面の寄与は通常の
ベースガラス(同一形状の均質レンズ)の面の寄与と、
屈折率が分布していることによって発生する付加的な寄
与とに分けられる。ウッドレンズの場合、両面が平面で
あるため、屈折率が分布していることにより発生する付
加的寄与は0になる。したがって、ウッドレンズの3次
収差係数は、通常のベースガラスによる面の寄与と媒質
の寄与との和になる。
The third-order aberration coefficient of the radial type gradient index lens is given by the sum of the surface contribution a si (i = 1, 2,...) And the medium contribution a mi . In addition, the contribution of the surface is the contribution of the surface of the normal base glass (homogeneous lens of the same shape),
It is divided into additional contributions caused by the distribution of the refractive index. In the case of a wood lens, since both surfaces are flat, the additional contribution caused by the distribution of the refractive index is zero. Therefore, the third order aberration coefficient of the wood lens is the sum of the contribution of the surface by the normal base glass and the contribution of the medium.

【0019】1970年発行J.O.S.A.60巻、
1436頁に示されているように、通常のベースガラス
による面の球面収差の寄与as1、コマ収差の寄与as2
非点収差の寄与as3は、夫々下記の式(6)、(7)、
(8)にて表わされる。
J. J., published in 1970. O. S. A. 60 volumes,
As shown on page 1436, the contribution of spherical aberration a s1 , the contribution of coma aberration a s2 ,
The astigmatism contribution as3 is calculated by the following equations (6) and (7), respectively.
It is represented by (8).

【0020】ここでサフィックスj(j=1,2)は、
j番目の面を表わす。
Here, the suffix j (j = 1, 2) is
represents the j-th surface.

【0021】また、上記式(6)、(7)、(8)で
a、qは次の式にて求められる。 q=ib/ia (10)
In the above equations (6), (7) and (8), a and q are obtained by the following equations. q = i b / i a ( 10)

【0022】上記式(9)、(10)において、N0
光軸上の屈折率、ya、u ' aは夫々軸上マージナル光線
の光線高および光線角度、ia、ibは夫々軸上マージナ
ル光軸および主光線の入射角度であって、プライムは、
屈折後の光線に対するものであることを表わしている。
The above formula (9), in (10), N 0 is a refractive index on the optical axis, y a, u 'a is the ray height and ray angle of each axial marginal ray, i a, i b are each The on-axis marginal optical axis and the angle of incidence of the chief ray, prime being:
It indicates that it is for a ray after refraction.

【0023】また、媒質による球面収差の寄与a * 1
コマ収差の寄与a * 2、非点収差の寄与a * 3は次の式
(11)、(12)、(13)に示す通りである。
The contribution of the spherical aberration due to the medium a * 1 ,
The contribution a * 2 of coma and the contribution a * 3 of astigmatism are as shown in the following equations (11), (12) and (13).

【0024】上記式(11)、(12)、(13)にお
いて、yb、ub’は夫々主光線の光線高および光線角
度、▽はラジアル型屈折率分布レンズの面における接平
面上で評価した値の前面と後面の差である。
In the above equations (11), (12) and (13), y b and u b ′ are the ray height and ray angle of the principal ray, respectively, and ▽ is the tangential plane on the surface of the radial type gradient index lens. It is the difference between the front and rear surfaces of the evaluated value.

【0025】ウッドレンズ1枚にて像位置がほぼ無限遠
設計の顕微鏡対物レンズを設計する場合、レンズ系の像
側の面つまりウッドレンズの像側の面では軸上マージナ
ル光線が垂直であり、したがってia=0である。また
ウッドレンズの物体側の面では、軸外主光線が面に垂直
であり、したがってib=0である。そのため式
(7)、(8)におけるq a=0になる。そのためコマ
収差の寄与および非点収差の寄与は、両方の面で0にな
る。又、ウッドレンズの像側の面ではia=0であるた
め、球面収差の寄与は0になる。
The image position is almost infinite with one wood lens
When designing a designed microscope objective, the image of the lens system
On the side surface, that is, the image side surface of the wood lens,
The ray is vertical and therefore ia= 0. Also
On the object-side surface of the wood lens, the off-axis chief ray is perpendicular to the surface.
And therefore ib= 0. So the expression
Q in (7) and (8) a = 0. Because of this
The contribution of the aberration and the contribution of the astigmatism are zero in both planes.
You. On the image side surface of the wood lens, ia= 0
Therefore, the contribution of spherical aberration is zero.

【0026】結局、ウッドレンズ1枚のみにて形成され
た顕微鏡対物レンズは、球面収差の寄与A1、コマ収差
の寄与A2、非点収差の寄与A3が夫々(14)、(1
5)、(16)のようになる。 A1=as11+a * 1 (14) A2=a * 2 (15) A3=a * 3 (16) ここで、as11は物体側の面で発生する球面収差であ
る。
[0026] Finally, a microscope objective lens formed by only one wood lens, s contribution A 1 of the spherical aberration, the contribution A 2 of coma, astigmatism contribution A 3 are each (14), (1
5) and (16). A 1 = a s11 + a * 1 (14) A 2 = a * 2 (15) A 3 = a * 3 (16) where, a s11 is a spherical aberration generated by the surface on the object side.

【0027】更にウッドレンズの像側の面では、軸上マ
ージナル光線が面に垂直であり、物体側の面では、主光
線が面に垂直であることを考慮すると式(15)、(1
6)にて与えられるa * 2、a * 3の第1項は0である。
したがってA1、A2、A3は次の式(17)、(1
8)、(19)のようになる。
Further, considering that the axial marginal ray is perpendicular to the surface on the image side of the wood lens and the principal ray is perpendicular to the surface on the object side, the equations (15) and (1)
The first term of a * 2 and a * 3 given in 6) is 0.
Therefore, A 1 , A 2 , and A 3 are calculated by the following equations (17) and (1).
8) and (19).

【0028】上記式(17)、(18)、(19)によ
り、ウッドレンズを像位置がほぼ無限遠設計の顕微鏡対
物レンズに適用した時のレンズ系の特性を導くことがで
きる。
From the above equations (17), (18) and (19), it is possible to derive the characteristics of the lens system when the wood lens is applied to a microscope objective lens whose image position is designed to be almost infinite.

【0029】次に顕微鏡対物レンズを逆追跡した場合を
説明する。
Next, the case where the microscope objective lens is traced backward will be described.

【0030】前記式(17)、(18)、(19)にお
いて、各項のうち積分を含む項に着目する。
In the above equations (17), (18) and (19), attention is paid to the term including the integral among the terms.

【0031】これら積分を含む項において、u ' a,u
' bは積分区間の片側で0になり、積分区間全体にわた
って小さい値であり、又ybはyaに比べて小さい値であ
る。したがって、前記式(17)、(18)、(19)
における積分を含む項のうちu ' a・u ' bおよびu ' a
・yaを含む第2項以降は小さい値になると推測され
る。ここでN20=0とすると、積分内の第1項は0にな
り、又積分項全体は小さい値になることが推測される。
したがって、コマ収差の寄与A2と非点収差の寄与A
3は、小さい値となる。
In terms including these integrals, u a , u
' b is 0 on one side of the integration interval and is a small value over the entire integration interval, and y b is a small value compared to ya. Therefore, the above equations (17), (18), (19)
U ' a · u ' b and u ' a
- second and subsequent terms containing y a is assumed to be a small value. If N 20 = 0, it is assumed that the first term in the integral becomes 0, and the whole integral term becomes a small value.
Therefore, the contribution A 2 of the coma aberration and the contribution A of the astigmatism
3 is a small value.

【0032】また、球面収差の寄与A1は、積分を含む
項以外の項(積分を含まない項)を有し、これら積分を
含まない項はすべて負の符号を持ち、無視できない大き
さの値であり、その合計である球面収差の寄与A1は、
大きな負の値を有すると推測できる。
The contribution A 1 of the spherical aberration has terms other than the terms including the integral (terms not including the integral), and all the terms not including the integral have a negative sign and have a size that cannot be ignored. And the sum of the spherical aberration contribution A 1 is
It can be assumed that it has a large negative value.

【0033】更に、N20を変化させた時の各収差の変化
量は、A1、A2、A3に対し夫々下記の値に比例する正
の傾きを持ち、その値は球面収差が最も大、非点収差が
最も小、コマ収差がその中間の傾きである。
Further, the amount of change of each aberration when N 20 is changed has a positive slope proportional to the following values with respect to A 1 , A 2 , and A 3 , respectively. The large and astigmatism are the smallest, and the coma is the middle slope.

【0034】図6(a)はウッドレンズ1枚よりなり、
倍率が×10、開口数NAが0.3のレンズ系の球面収
差SA、コマ収差COMA、非点収差ASの変化を示す
図で、横軸にN20をとった場合を示す。
FIG. 6A is composed of one wood lens.
Magnification × 10, the spherical aberration SA of the lens system of the numerical aperture NA is 0.3, coma COMA, a diagram showing a change in the astigmatism AS, shows a case where the taking N 20 on the horizontal axis.

【0035】これら図に示す収差は、各収差の寄与をレ
ンズ系の最終面以降のマージナル光線角度で割った値で
あって、いわゆる収差量である。
The aberration shown in these figures is a value obtained by dividing the contribution of each aberration by a marginal ray angle after the last surface of the lens system, and is a so-called aberration amount.

【0036】図6(a)より、このスペックでは、N20
=0の時にコマ収差COMAと非点収差ASはほとんど
0であり、球面収差SAは、大きな負の収差が残存す
る。
As shown in FIG. 6A, in this specification, N 20
When = 0, the coma COMA and the astigmatism AS are almost zero, and a large negative aberration remains in the spherical aberration SA.

【0037】逆に球面収差SAが0になるN20では、コ
マ収差COMAは正に発生し、非点収差ASは発生量が
非常に小さい。
[0037] In N 20 opposite to the spherical aberration SA becomes 0, coma COMA generates positive astigmatism AS is generated amount is very small.

【0038】図6(b)は、ウッドレンズ1枚よりな
り、倍率が×20で、開口数NAが0.5のスペックの
レンズ系の球面収差SA、コマ収差COMA、非点収差
ASを横軸にN20をとったときの変化を示す。
FIG. 6 (b) shows the spherical aberration SA, coma COMA, and astigmatism AS of a lens system having a single wood lens, a magnification of × 20, and a numerical aperture NA of 0.5. shows the change when taking N 20 to the shaft.

【0039】この図6(b)から、図6(a)と同様の
ことがわかる。又、他のスペックのレンズ系でも、図6
(a)、(b)に示すものと同様の傾向が得られる。
FIG. 6B shows the same thing as FIG. 6A. FIG. 6 also shows a lens system of another specification.
The same tendency as that shown in (a) and (b) is obtained.

【0040】以上のことから、ウッドレンズ1枚により
現実なスペックの顕微鏡対物レンズを設計する場合、N
20=0とすることにより、コマ収差、非点収差を小さく
することができるが、その場合球面収差は負の大きな値
になる。逆に、N20の値を調整して球面収差を補正する
とコマ収差が正に発生する。
From the above, when designing a microscope objective lens with realistic specifications using one wood lens, N
By setting 20 = 0, coma and astigmatism can be reduced, but in this case, spherical aberration has a large negative value. Conversely, coma aberration occurs positively when to adjust the value of N 20 to correct the spherical aberration.

【0041】ウッドレンズ1枚で、倍率が×10、NA
が0.3のスペックのレンズ系を構成し、N20=0にし
た時の実際の設計例は、図7に示す通りで下記のデータ
ーの通りである。 r1=∞ d1=21.22 n1(屈折率分布レンズ) r2=∞ d2=11.2 r3=∞ d3=0.17 n2=1.52100 ν2=56.0 r4=∞ 屈折率分布レンズ N00=1.70000 N10=-0.00150 N20=0 V00=40.0 V10=343 P00dC=0.295 P10dC=0.437 倍率10×(f=18mm),NA/0.3 視野数30mm(物体範囲3.0mm),WD=11.2mm
One wood lens, magnification × 10, NA
An actual design example when N 20 = 0 constitutes a lens system having specifications of 0.3 and is as shown in FIG. r 1 = ∞ d 1 = 21.22 n 1 (refractive index lens) r 2 = ∞ d 2 = 11.2 r 3 = ∞ d 3 = 0.17 n 2 = 1.52100 ν 2 = 56.0 r 4 = ∞ refractive index distribution lens N 00 = 1.70000 N 10 = −0.00150 N 20 = 0 V 00 = 40.0 V 10 = 343 P 00dC = 0.295 P 10dC = 0.437 Magnification 10 × (f = 18 mm), NA / 0.3 Field of view 30 mm (object range 3.0 mm) ), WD = 11.2mm

【0042】尚CG(r3〜r4)はカバーガラスであ
る。
CG (r 3 to r 4 ) is a cover glass.

【0043】又、この設計例の収差状況は図8に示す通
りである。この収差図より明かなように、図8に示す設
計例のレンズ系は、コマ収差と非点収差は小さいが球面
収差が大きく発生している。この結果は、前述の3次収
差係数を用いての説明と一致する。
The aberration situation in this design example is as shown in FIG. As is clear from this aberration diagram, the lens system of the design example shown in FIG. 8 has small coma and astigmatism but large spherical aberration. This result is consistent with the description using the third-order aberration coefficient described above.

【0044】以上の説明より明らかなように、顕微鏡対
物レンズをウッドレンズ1枚にて構成することは困難で
ある。
As is clear from the above description, it is difficult to configure the microscope objective lens with one wood lens.

【0045】以上述べたように、顕微鏡対物レンズ等の
レンズ系を両面平面のラジアル型屈折率分布レンズ(ウ
ッドレンズ)1枚にて構成すると光学性能が十分良好な
レンズ系を実現することができない。
As described above, if a lens system such as a microscope objective lens is constituted by a single radial type gradient index lens (wood lens) having both flat surfaces, a lens system having sufficiently good optical performance cannot be realized. .

【0046】しかし、レンズ系をウッドレンズと均質レ
ンズとにて構成すれば、製作が容易なラジアル型屈折率
分布レンズを用いしかも全体のレンズ枚数の少ない小型
なレンズ系であって、更に光学性能の良好なレンズ系を
実現し得る。
However, if the lens system is made up of a wood lens and a homogeneous lens, it is possible to use a radial type gradient index lens which is easy to manufacture and to use a small lens system with a small number of lenses. A good lens system can be realized.

【0047】前述のようにウッドレンズのみの場合球面
収差が残存する。また、ウッドレンズのV10の値を調節
することにより軸上色収差を補正し得るが倍率の色収差
は残存する。
As described above, in the case of using only a wood lens, spherical aberration remains. Although it may correct the axial chromatic aberration by adjusting the value of V 10 Wood lens chromatic aberration of magnification remains.

【0048】このように、ウッドレンズのみでは補正で
きない球面収差と倍率の色収差を補正するためには、ウ
ッドレンズのほかに少なくとも均質正レンズ1枚と均質
負レンズ1枚を用いる必要がある。
As described above, in order to correct spherical aberration and chromatic aberration of magnification, which cannot be corrected by the wood lens alone, it is necessary to use at least one homogeneous positive lens and one homogeneous negative lens in addition to the wood lens.

【0049】そのため、本発明のレンズ系は、前述のよ
うに物体の拡大像を形成するもので、最も物体側にラジ
アル型屈折率分布レンズを配置し、その像側に少なくと
も1枚の正の均質レンズと少なくとも1枚の負の均質レ
ンズを含むことを特徴とする。また、上記構成によって
少ないレンズ枚数で光学性能の良好なレンズ系になし得
る。
Therefore, the lens system according to the present invention forms an enlarged image of an object as described above. A radial type gradient index lens is disposed closest to the object, and at least one positive refractive index lens is disposed on the image side. It is characterized by including a homogeneous lens and at least one negative homogeneous lens. Further, a lens system having good optical performance can be formed with a small number of lenses by the above configuration.

【0050】上記の説明は、顕微鏡対物レンズのように
物体の拡大像を形成するレンズ系について述べたが、例
えば前記構成のレンズ系の物体の位置にCCD等の撮像
素子を配置し、レンズ系の像側で撮像素子と共役な位置
(近傍)にある物体の縮小像を撮像素子の受光面上に形
成するようにすることにより、撮像レンズになし得る。
In the above description, a lens system for forming an enlarged image of an object, such as a microscope objective lens, has been described. An image pickup lens can be formed by forming a reduced image of an object at a position (nearby) conjugate with the image sensor on the image side of the image sensor on the light receiving surface of the image sensor.

【0051】即ち、本発明の他の構成は、物体の縮小像
を形成するレンズ系であって、最も像側に配置された両
面平面のラジアル型屈折率分布レンズと、その物体側に
配置された少なくとも1枚の均質正レンズと少なくとも
1枚の均質負レンズとを含むことを特徴とするレンズ系
である。
That is, another configuration of the present invention is a lens system for forming a reduced image of an object, which is a radial type gradient index lens having both flat surfaces disposed closest to the image side and a lens disposed on the object side. A lens system comprising at least one homogeneous positive lens and at least one homogeneous negative lens.

【0052】そして、このような構成にすることによ
り、前記顕微鏡対物レンズのような物体の拡大像を形成
するレンズ系と同様に、極めて少ないレンズ枚数で光学
性能が良好である物体の縮小像を形成するレンズ系を実
現し得る。
By adopting such a configuration, like a lens system for forming an enlarged image of an object such as the microscope objective lens, a reduced image of an object having good optical performance can be formed with a very small number of lenses. A lens system to be formed can be realized.

【0053】また、N20=0の時、係数N10は、収差に
あまり影響をもたないことが次の説明より明らかであ
る。
When N 20 = 0, it is clear from the following description that the coefficient N 10 has little effect on aberration.

【0054】即ち、N20=0の場合、コマ収差と非点収
差は非常に小さい値になり、又球面収差は式(17)の
第1項と第2項とにて与えられる。この球面収差は、軸
上屈折率N00と軸上マージナル光線の光線高と光線角度
とにのみ依存する。しかしウッドレンズのパワーを保つ
ように厚みを変化させてN10の値を変化させる時、軸上
マージナル光線の光線高と光線角度の変化は僅かであ
る。したがってウッドレンズの厚みを変化させてN10
値を変化させても球面収差、コマ収差、非点収差の値は
大きく変化することはないことが予想される。
That is, when N 20 = 0, the coma and astigmatism have very small values, and the spherical aberration is given by the first and second terms of the equation (17). The spherical aberration is dependent only on the ray height and the ray angle of the axis on the refractive index N 00 and the axial marginal light ray. But when varying the thickness changing the value of N 10 to keep the power of the wood lens, changes in the ray height and the ray angle of the axial marginal light ray is small. Therefore, the value changes are allowed even if the spherical aberration of the N 10 by changing the thickness of the wood lens, coma, the value of astigmatism is anticipated that does not change significantly.

【0055】下表および図9は、N10の値を変化させた
時の各収差の変化について示したものである。この表か
らN10の値を変化させても、球面収差、コマ収差、非点
収差の値は大きく変化することはない。
[0055] The following table and FIG. 9 is a graph showing the changes in the aberrations when changing the value of N 10. Even by changing the value of N 10 from this table, spherical aberration, coma aberration, the value of the astigmatism does not largely changed.

【0056】前記ウッドレンズにおいてN10の値を変化
させた時、球面収差、コマ収差、非点収差の値等の変化
は、次の表の通りである。
[0056] When changing the value of N 10 in the wood lens, spherical aberration, coma aberration, the change in the value or the like of the astigmatism is as following table.

【0057】 表 (A) (B) (C) N10 −0.0010 −0.0015 −0.0020 Δn 0.029 0.044 0.058 dG(mm) 36.80 21.22 15.24 WD(mm) 5.35 11.20 13.19 球面収差 −0.1384 −0.2100 −0.2357 コマ収差 0.0026 −0.0060 −0.0080 非点収差 0.0019 0.0021 0.0021[0057] Table (A) (B) (C ) N 10 -0.0010 -0.0015 -0.0020 Δ n 0.029 0.044 0.058 d G (mm) 36.80 21.22 15 .24 WD (mm) 5.35 11.20 13.19 Spherical aberration -0.1384 -0.2100 -0.2357 Coma aberration 0.0026 -0.0060 -0.0080 Astigmatism 0.0019 0. 0021 0.0021

【0058】上記表の(A)、(B)、(C)のN10
−0.0010、−0.0015、−0.0020の時
のレンズの断面図は、夫々図9の(A)、(B)、
(C)の通りである。
[0058] The above table (A), is N 10 of (B), (C) -0.0010 , -0.0015, cross-sectional view of the lens when the -0.0020, respectively of FIG. 9 (A ), (B),
(C).

【0059】上記の通り、ウッドレンズのN10の値を変
化させても各収差は大きくは変化しない。
[0059] As described above, the aberration by changing the value of N 10 Wood lens is not large change.

【0060】したがってN10の値の小さい素材つまりΔ
nの小さい素材(表の(A))でも図9(A)のように
レンズの厚さdGを大にすることによってΔnの大きな素
材に近い光学性能のレンズにすることができる。しかし
この場合上記表に示すように作動距離は短くなる。
[0060] Therefore, small material clogging the value of N 10 Δ
n small material can be a lens of the optical performance close to big material delta n by (Table (A)) of the thickness d G of the lens as in any Figure 9 (A) to atmospheric. However, in this case, the working distance becomes shorter as shown in the above table.

【0061】次に、本発明のレンズ系は、ラジアル型屈
折率分布レンズを実現しやすい素材で、レンズ系の大き
さとバランスから下記条件(A)を満足する素材を用い
ることが望ましい。 距離である。
Next, the lens system of the present invention is preferably made of a material which is easy to realize a radial type gradient index lens and which satisfies the following condition (A) in view of the size and balance of the lens system. Distance.

【0062】条件(A)の上限の0.7を超えると、Δ
nの大きな素材が必要になり、屈折率分布レンズの製作
が極めて困難になる。また下限の0.05を超えると屈
折率分布レンズが厚くなり、その上必要十分な作動距離
が取れなくなる。また面にパワーを持たせて屈折率分布
レンズを薄くすることが考えられるが、面で発生する収
差の補正が困難になる。特に本発明のレンズ系を顕微鏡
対物レンズとして用いる場合、一層良好な収差補正が必
要になり、屈折率分布レンズは両面平面であることが好
ましい。
If the upper limit of 0.7 to condition (A) is exceeded, Δ
Since a material having a large n is required, it becomes extremely difficult to manufacture a gradient index lens. On the other hand, if the lower limit of 0.05 is exceeded, the refractive index distribution lens becomes too thick, and a necessary and sufficient working distance cannot be obtained. Further, it is conceivable to make the refractive index distribution lens thin by giving power to the surface, but it becomes difficult to correct aberrations generated on the surface. In particular, when the lens system of the present invention is used as a microscope objective lens, better aberration correction is required, and the refractive index distribution lens is preferably a two-sided flat surface.

【0063】前記条件(A)の代りに下記条件(A−
1)を満足すればより好ましい。
Instead of the condition (A), the following condition (A-
It is more preferable to satisfy 1).

【0064】本発明のレンズ系は、実現しやすい素材と
レンズ系の大きさとのバランスを考えると、下記条件
(B)を満足することが望ましい。 (B) 0.2<dG・WD/f2<2 ただし、dGは屈折率分布レンズの厚み、WDはレンズ
系の作動距離である。
The lens system of the present invention desirably satisfies the following condition (B) in consideration of the balance between a material that can be easily realized and the size of the lens system. (B) 0.2 <d G WD / f 2 <2 where d G is the thickness of the gradient index lens, and WD is the working distance of the lens system.

【0065】条件(B)の上限の2を超えると屈折率分
布レンズが厚くなる。下限の0.2を超えるとΔnを大
にする必要がある。しかしΔnの大きな屈折率分布レン
ズの素材の製作は困難である。
When the value exceeds the upper limit of 2 of the condition (B), the refractive index distribution lens becomes thick. If the lower limit of 0.2 is exceeded, it is necessary to increase Δn. However, it is difficult to manufacture a material for a gradient index lens having a large Δn.

【0066】また、条件(A)と条件(B)を同時に満
足すればより望ましい。
It is more desirable that the condition (A) and the condition (B) be satisfied at the same time.

【0067】前述の図7に示すウッドレンズは、球面収
差が残存する。またV10の値を適切に選ぶことにより軸
上収差は補正し得るが倍率の色収差は残存する。これら
残存する球面収差および倍率の色収差は、均質正レンズ
1枚と均質負レンズ1枚を付加することにより補正する
ことが可能である。このようにウッドレンズと均質正レ
ンズと均質負レンズとよりなるレンズ系において、ウッ
ドレンズのパワーを大にして、レンズ系全系で必要なパ
ワーをこのウッドレンズに持たせるので、正レンズと負
レンズの合成のパワーは小さくてよく、又作動距離を大
にするためにはこの合成パワーは負のパワーであること
が望ましい。
In the wood lens shown in FIG. 7, the spherical aberration remains. Axis aberration by appropriately selecting the value of V 10 also is capable of correcting chromatic aberration of magnification is left. These remaining spherical aberration and chromatic aberration of magnification can be corrected by adding one homogeneous positive lens and one homogeneous negative lens. As described above, in a lens system composed of a wood lens, a homogeneous positive lens, and a homogeneous negative lens, the power of the wood lens is increased so that the wood lens has the necessary power in the entire lens system. The combined power of the lenses may be small, and it is desirable that the combined power be a negative power in order to increase the working distance.

【0068】本発明のレンズ系は、上記構成で、下記条
件(C)を満足することが望ましい。 (C) −0.8<fG/f23<−0.01 ただし、fGはラジアル型屈折率分布レンズの焦点距
離、f23はラジアル型屈折率分布レンズ以外のレンズの
合成焦点距離である。
The lens system of the present invention preferably satisfies the following condition (C) with the above configuration. (C) -0.8 <f G / f 23 <-0.01 However, f G is the focal length of the radial type refractive index distribution lens, f 23 is the composite focal length of the lens other than the radial type refractive index distribution lens is there.

【0069】条件(C)においてfG/f23の値が下限
の−0.8を超えるとラジアル型屈折率分布レンズのパ
ワーが小さくなり諸収差を良好に補正することが困難に
なる。またfG/f23が条件(C)の上限の−0.01
を超えるとラジアル型屈折率分布レンズのパワーを極端
に強くする必要があり素材の製作上好ましくない。
If the value of f G / f 23 in the condition (C) exceeds the lower limit of −0.8, the power of the radial type gradient index lens element becomes so small that it becomes difficult to satisfactorily correct various aberrations. Also, f G / f 23 is −0.01 which is the upper limit of the condition (C).
When the value exceeds, it is necessary to extremely increase the power of the radial type gradient index lens, which is not preferable in manufacturing a material.

【0070】また、条件(C)の代りに下記条件(C−
1)を満足すればより望ましい。 (C−1) −0.6<fG/f23<−0.1
In place of the condition (C), the following condition (C-
It is more desirable to satisfy 1). (C-1) −0.6 <f G / f 23 <−0.1

【0071】顕微鏡対物レンズなどのように、色収差を
良好に補正することが重要であるレンズ系は、部分分散
比の扱いが問題である。
In a lens system such as a microscope objective lens in which it is important to properly correct chromatic aberration, there is a problem in handling a partial dispersion ratio.

【0072】1998年発行のアプライド オプティク
ス 第37巻 622頁に記載されているように、ラジ
アル型屈折率分布レンズを用いたレンズ系は、P10dC
0.3という近似が多く用いられている。これは、ラジ
アル型屈折率分布レンズは、その部分分散比が通常のガ
ラスの部分分散比と同等の値をとると考えてのことであ
る。しかし、ラジアル型屈折率分布レンズの部分分散比
を通常のガラスの部分分散比と同じ値を持たせること
は、大きなアッベ数V10に対しては、素材特性として作
りにくいものになり、具体的にはV10が100以上にな
ると作りにくくなる。
As described in Applied Optics, Vol. 37, p. 622, published in 1998, a lens system using a radial type gradient index lens has P 10dC =
The approximation of 0.3 is often used. This is based on the assumption that the radial type gradient index lens has a partial dispersion ratio equivalent to that of ordinary glass. However, to have the same value as the partial dispersion ratio of the ordinary glass partial dispersion ratio of the radial type refractive index distribution lens, for large Abbe number V 10, it will not be susceptible making a material property, specifically V 10 is less likely to make to be a more than 100 in.

【0073】そのため、本発明では、作り易い部分分散
比のラジアル型屈折率分布レンズを考えた。
Therefore, in the present invention, a radial type gradient index lens having a partial dispersion ratio which is easy to manufacture has been considered.

【0074】ラジアル型屈折率分布レンズは、微小なガ
ラスの集まりであると考えられる。そして、この微少な
ガラスは、夫々ヘルツベルガーの関係式を満足するよう
な常分散のガラスになるようにすることが、製作が容易
な屈折率分布レンズにするための要件であり、この考え
にもとづけば、ヘルツベルガーの関係式から作り易い素
材にするための部分分散比の条件を求めることができ
る。
The radial type gradient index lens is considered to be a collection of minute glass. And it is a requirement for an easy-to-manufacture refractive index distribution lens to make each of these microscopic glasses into an ordinary dispersion glass that satisfies the Hertzberger relational expression. In other words, the condition of the partial dispersion ratio for making the material easy to produce can be obtained from the Hertzberger relational expression.

【0075】ヘルツベルガーの関係式により均質ガラス
の屈折率は、次の式(20)にて与えられる。 アッベ数であり、A(λ)、B(λ)は夫々下記の式
(21)、(22)の通りである。
According to the Hertzberger relation, the refractive index of the homogeneous glass is given by the following equation (20). This is the Abbe number, and A (λ) and B (λ) are as shown in the following equations (21) and (22), respectively.

【0076】近軸的な扱いをする場合、ラジアル型屈折
率分布レンズの屈折率分布は、次の式にて表わされると
考えられる。
In the case of paraxial treatment, the refractive index distribution of the radial type gradient index lens is considered to be expressed by the following equation.

【0077】式(23)から、ラジアル型屈折率分布レ
ンズの中心および中心から微小量δr離れた場所での屈
折率は、下記式(24)、(25)のように表わされ
る。 アッベ数である。
From equation (23), the refractive index at the center of the radial type gradient index lens element and at a position a minute distance δr from the center is represented by the following equations (24) and (25). Abbe number.

【0078】また式(23)から次の式(26)が得ら
れる。
The following equation (26) is obtained from the equation (23).

【0079】式(24)、(25)を式(26)に代入
すれば、次の式(27)が得られる。
By substituting equations (24) and (25) into equation (26), the following equation (27) is obtained.

【0080】ここで、ヘルツベルガーの式には次のよう
な関係がある。 A(d)=B(d)=0 (28) A(F)−A(C)=1 (29) B(F)=B(C) (30)
Here, the Hertzberger equation has the following relationship. A (d) = B (d) = 0 (28) A (F) −A (C) = 1 (29) B (F) = B (C) (30)

【0081】式(27)と、式(30)とから部分分散
比P10dCに関し、次の式が得られる。
From the equations (27) and (30), the following equation is obtained for the partial dispersion ratio P 10dC .

【0082】この式(31)が、作り易い素材にするた
めの部分分散比の条件である。
The equation (31) is a condition of the partial dispersion ratio for making the material easy to produce.

【0083】この式(31)により通常のアッベ数が5
0程度のガラスは、部分分散比P 10dCが0.3になる
が、アッベ数が大であると、0.3から乖離することが
わかる。そのため、作り易い素材にするためには、次の
条件(D)を満足することが望ましい。
From this equation (31), the normal Abbe number is 5
Glass of about 0 has a partial dispersion ratio P 10dCBecomes 0.3
However, if the Abbe number is large, it may deviate from 0.3.
Understand. Therefore, to make the material easy to make,
It is desirable to satisfy the condition (D).

【0084】 (D) −0.01<(P10dC−0.2756)/V10<0.01(D) −0.01 <(P 10dC −0.2756) / V 10 <0.01

【0085】また、条件(D)の代りに次の条件(D−
1)を満足すればより望ましい。(D−1) −0.0
04<(P10dC−0.2756)/V10<0.006
In place of the condition (D), the following condition (D-
It is more desirable to satisfy 1). (D-1) -0.0
04 <(P 10dC -0.2756) / V 10 <0.006

【0086】また、ラジアル型屈折率分布レンズと1枚
の均質正レンズと1枚の均質負レンズとにて構成される
本発明のレンズ系において、軸上色収差と倍率の色収差
との両方を良好に補正するためには、次の条件(E)を
満足することが望ましい。 (E) 1<νn/νp<3 ただし、νn、νpは夫々均質負レンズおよび均質正レン
ズのアッベ数である。
Further, in the lens system of the present invention comprising a radial type gradient index lens, one homogeneous positive lens and one homogeneous negative lens, both axial chromatic aberration and chromatic aberration of magnification are excellent. It is desirable that the following condition (E) be satisfied in order to make correction. (E) 1 <v n / v p <3 where v n and v p are Abbe numbers of the homogeneous negative lens and the homogeneous positive lens, respectively.

【0087】上記の本発明のレンズ系は、ラジアル型屈
折率分布レンズ以外のレンズつまり均質正レンズと均質
負レンズの合成のパワーが負になることが望ましい。そ
のためこの条件(E)は均質負レンズで発生する色収差
を均質正レンズで発生する色収差により効率よく補正す
るための条件である。
In the above-mentioned lens system of the present invention, it is desirable that the power of the lens other than the radial type gradient index lens, that is, the combined power of the homogeneous positive lens and the homogeneous negative lens becomes negative. Therefore, this condition (E) is a condition for efficiently correcting the chromatic aberration generated by the homogeneous negative lens by the chromatic aberration generated by the homogeneous positive lens.

【0088】条件(E)において、上限の3を超えると
均質負レンズで発生する色収差が補正過剰になる。また
下限の1を超えると色収差が補正不足になり好ましくな
い。
In condition (E), if the upper limit of 3 is exceeded, chromatic aberration generated by the homogeneous negative lens will be overcorrected. If the lower limit of 1 is exceeded, chromatic aberration will be insufficiently corrected, which is not preferable.

【0089】本発明のレンズ系は、色収差の発生量が極
めて少ない両面平面のラジアル型屈折率分布レンズを用
いており、したがって、条件(E)を満足することがレ
ンズ系の色収差を良好に補正するためには重要である。
特に顕微鏡対物レンズのように、倍率が大であって、色
収差の補正が困難であるレンズ系に本発明のレンズ系を
適用する場合、条件(E)を満足するようにすることは
有効である。
The lens system of the present invention uses a double-sided flat radial type gradient index lens element having a very small amount of chromatic aberration. Therefore, satisfying the condition (E) satisfactorily corrects the chromatic aberration of the lens system. It is important to do.
In particular, when the lens system of the present invention is applied to a lens system having a large magnification and difficult to correct chromatic aberration, such as a microscope objective lens, it is effective to satisfy the condition (E). .

【0090】又、条件(E)の代りに下記条件(E−
1)を満足することが望ましい。 (E−1) 1.5<νn/νp<2.7
In place of the condition (E), the following condition (E-
It is desirable to satisfy 1). (E-1) 1.5 <ν n / ν p <2.7

【0091】前述の条件(A)〜条件(E)に関する説
明は、主として顕微鏡対物レンズのように物体の拡大像
を形成するレンズ系について行なったが、既に述べたよ
うに、物体の縮小像を形成するレンズ系においても適用
できる。
The above description of the conditions (A) to (E) has been mainly made with respect to a lens system for forming an enlarged image of an object such as a microscope objective lens. The present invention is also applicable to a lens system to be formed.

【0092】つまり、物体の縮小像を形成するレンズ系
であって、最も像側に配置された両面平面のラジアル型
屈折率分布レンズと、少なくとも1枚の均質正レンズと
少なくとも1枚の均質負レンズとを含む本発明のレンズ
系において、条件(A)、(B)、(C)、(D)、
(E)のいずれかの少なくとも一つの条件を満足するレ
ンズ系は、前述の理由により望ましい構成である。
That is, this is a lens system for forming a reduced image of an object, which is a radial type gradient index lens having both flat surfaces disposed closest to the image side, at least one homogeneous positive lens and at least one homogeneous negative lens. In the lens system of the present invention including the lens, the conditions (A), (B), (C), (D),
A lens system that satisfies at least one of the conditions (E) has a desirable configuration for the above-described reason.

【0093】次に、本発明の他の構成のレンズ系は、次
の通りである。
Next, a lens system having another configuration of the present invention is as follows.

【0094】即ち、物体の拡大像を形成する光学系であ
って、最も物体側に配置された両面平面のラジアル型屈
折率分布レンズと、少なくとも1枚の均質正レンズと、
少なくとも1枚の均質負レンズを含み、下記条件(F)
を満足するレンズ系である。 ただし、φiは均質レンズのパワー、φTはレンズ系全系
のパワー、P00gdiおよびνiは均質レンズのgラインと
dラインの間の部分分散比およびアッベ数である。
That is, an optical system for forming an enlarged image of an object, which is a radial type gradient index lens having both flat surfaces disposed closest to the object, at least one homogeneous positive lens,
Including at least one homogeneous negative lens, the following condition (F)
It is a lens system that satisfies. Where φ i is the power of the homogeneous lens, φ T is the power of the entire lens system, and P 00gdi and v i are the partial dispersion ratio between the g and d lines of the homogeneous lens and the Abbe number.

【0095】ここで、ng、nd、nF、nCをそれぞれ、
均質レンズのgライン、dライン、Fライン、Cライン
の屈折率で、P00gdiは以下のように表わされる。 P00gdi=(ngi−ndi)/(nFi−nCi
Here, ng , n d , n F , and n C are respectively
G line homogeneous lens, d line, F line, a refractive index of C-line, P 00Gdi is expressed as follows. P 00gdi = (n gi −n di ) / (n Fi −n Ci )

【0096】本発明のレンズ系において用いるラジアル
型屈折率分布レンズ(ウッドレンズ)で製作が容易な屈
折率分布素材は、前述のように式(27)を満足するこ
とが望ましい。このことを立証するために一例として、
ゾルゲル法により作製されたSiO2−BaO−TiO2
−K2系サンプルの色分散特性に関する測定を行なっ
た。
It is desirable that the refractive index distribution material which is easy to manufacture with the radial type gradient index lens (wood lens) used in the lens system of the present invention satisfies the expression (27) as described above. As an example to prove this,
SiO 2 —BaO—TiO 2 prepared by sol-gel method
It was measured regarding color dispersion characteristics of -K 2 system samples.

【0097】このサンプルは、ある程度色収差を有して
おり、(V10〜80)、色分散特性を詳細に調べるため
には有利である。
This sample has chromatic aberration to some extent (V 10 to 80), which is advantageous for examining the chromatic dispersion characteristics in detail.

【0098】上記のサンプルの主な特性は、下記の表の
通りである。
The main characteristics of the above samples are as shown in the following table.

【0099】このサンプルについてのg,F,e,d,
Cの各ラインに相当する波長に対する色収差を測定した
結果を示したのが図11である。
G, F, e, d,
FIG. 11 shows the result of measuring the chromatic aberration with respect to the wavelength corresponding to each line of C.

【0100】この測定原理はOPTICAL REVI
EW (Vol.7,No.4(2000),P337
−340)に記載する方法にもとづくもので、各波長で
のテストターゲットの結像位置の違いを測定したもの
で、測定時の倍率は−3.6である。またこの図11に
示す色収差は、媒質の色分散特性に大きく関係するもの
であり、測定値を光線追跡とベストフィッティングの方
法にてN10の係数に換算したものを図12に示してあ
る。この図において△印は測定点、実線aは式(27)
にて与えられる理論曲線で、理論値は側定点になるべく
一致するようにV 10を定めてある。
This measuring principle is based on OPTICAL REVI.
EW (Vol. 7, No. 4 (2000), P337)
-340) based on the method described in
Of the difference in the imaging position of the test target
The magnification at the time of measurement is -3.6. Also in this FIG.
The chromatic aberration shown is largely related to the chromatic dispersion characteristics of the medium.
And use the measured values for ray tracing and best fitting.
By law NTenFIG. 12 shows the values converted to
You. In this figure, the symbol △ indicates the measurement point, and the solid line a indicates the equation (27).
In the theoretical curve given by, the theoretical value should be a fixed point
V to match TenIs defined.

【0101】図13により測定値は、式(27)に従う
ことがわかる。これにより、式(27)は通常のラジア
ル型屈折率分布レンズの素材の色分散特性を表わすのに
有効な式であると考えられる。
FIG. 13 shows that the measured value complies with the equation (27). Thus, equation (27) is considered to be an effective equation for expressing the chromatic dispersion characteristics of the material of the ordinary radial type gradient index lens element.

【0102】ここで、式(27)は、均質ガラスの波長
分散を表わすヘルツベルガーの分散式と同等の形式であ
り、この式にしたがう場合は、常分散となる。
Here, the equation (27) has a form equivalent to the Hertzberger dispersion equation representing the wavelength dispersion of the homogeneous glass, and when this equation is followed, it is an ordinary dispersion.

【0103】したがって、測定したサンプルの色分散
は、常分散である。
Therefore, the chromatic dispersion of the measured sample is a normal dispersion.

【0104】図13は、上記サンプルの測定値のP10gd
を部分分散比を示すガラスマップ上にプロットしたもの
である。
FIG. 13 shows the measured value P 10gd of the sample.
Is plotted on a glass map showing the partial dispersion ratio.

【0105】この図13に示すように、前記サンプルの
△印にて示す測定値がヘルツベルガーの関係式にて与え
られる直線bの上にほぼ乗っており、前記サンプルの素
材が式(27)にて与えられる常分散であることを、図
12とは別の形式にて示したものになっている。尚図1
3においてx印は典型的な均質ガラスの部分分散比を示
す。
As shown in FIG. 13, the measured value of the sample indicated by a triangle is almost on the straight line b given by the Hertzberger relational expression, and the material of the sample is expressed by the equation (27). This is shown in a different format from that of FIG. FIG. 1
In FIG. 3, the x indicates the partial dispersion ratio of a typical homogeneous glass.

【0106】ここで、ラジアル型屈折率分布素材の部分
分散比Pi0gdは、次のように定義される。 Pi0gd=(ni0g−ni0d)/(ni0F−ni0C) (i=0,1,2,・・・) ただし、gはgラインを表わす。
Here, the partial dispersion ratio P i0gd of the radial type refractive index distribution material is defined as follows. P i0gd = (n i0g −n i0d ) / (n i0F −n i0C ) (i = 0, 1, 2,...) Where g represents the g line.

【0107】以上のように、通常のラジアル型屈折率分
布素材は、式(27)にて与えられる常分散特性を持つ
と考えられる。したがって、本発明のレンズ系における
均質レンズが常分散であれば、レンズ系全体としても常
分散になり、CラインとFラインの色収差を補正して
も、gラインなどのいわゆる2次スペクトルは残存す
る。
As described above, it is considered that the ordinary radial type refractive index distribution material has the ordinary dispersion characteristic given by the equation (27). Therefore, if the homogeneous lens in the lens system of the present invention has a normal dispersion, the entire lens system will also have a normal dispersion, and even if the chromatic aberration of the C line and the F line is corrected, the so-called secondary spectrum such as the g line remains. I do.

【0108】したがって、レンズ系中の均質レンズに異
常分散性の材料を用いることにより、レンズ系全体の2
次スペクトルを減少させることができる。そのために
は、下記条件(F)を満足することが望ましい。 この条件(F)は、2次スペクトルを小さく抑えるため
のものであり、この 部分分散比の常分散からのずれを表わす。
Therefore, by using an anomalous dispersion material for the homogeneous lens in the lens system, it
The next spectrum can be reduced. For that purpose, it is desirable to satisfy the following condition (F). This condition (F) is for keeping the secondary spectrum small. Indicates the deviation of the partial dispersion ratio from the normal dispersion.

【0109】この条件(F)において、下限の0を超え
るとレンズ系の2次スペクトルが補正不足になり、また
上限の0.3を超えるとレンズ系の2次スペクトルが補
正過剰になる。
In this condition (F), if the lower limit of 0 is exceeded, the secondary spectrum of the lens system will be undercorrected, and if it exceeds the upper limit of 0.3, the secondary spectrum of the lens system will be overcorrected.

【0110】上記条件(F)の代わりに次の条件(F−
1)を満足すれば一層望ましい。
Instead of the above condition (F), the following condition (F−
It is more desirable to satisfy 1).

【0111】つまり、条件(F)のうちの下限の0を
0.02に、又上限の0.3を0.2に代えれば2次ス
ペクトルを一層小さく抑えることができる。
That is, if the lower limit 0 of the condition (F) is changed to 0.02 and the upper limit 0.3 is changed to 0.2, the secondary spectrum can be further reduced.

【0112】また、前記構成のレンズ系において、前掲
の条件(A)、(B)、(D)の少なくとも一つの条件
を満足すれば更に望ましい。
In the lens system having the above-described configuration, it is more preferable that at least one of the above-described conditions (A), (B), and (D) is satisfied.

【0113】上記の可視光全域にわたって色収差をより
良好に補正するように条件(F)又は(F−1)を満足
する構成のレンズ系も、顕微鏡対物レンズとして用いら
れるものであるが、レンズ系の物体の位置にCCD等の
撮像素子を配置し、レンズ系の像側で撮像素子と共役な
位置(近傍)にある物体の縮小像を撮像素子の受光面上
に形成するようにすることにより、撮像レンズになし得
る。
A lens system which satisfies the condition (F) or (F-1) so as to better correct chromatic aberration over the entire visible light range is also used as a microscope objective lens. An image sensor such as a CCD is arranged at the position of the object, and a reduced image of the object at a position (nearby) conjugate with the image sensor on the image side of the lens system is formed on the light receiving surface of the image sensor. And an imaging lens.

【0114】即ち、物体の縮小像を形成するレンズ系で
あって、最も像側に配置された両面平面のラジアル型屈
折率分布レンズと、その物体側に配置された少なくとも
1枚の均質正レンズと少なくとも1枚の均質負レンズと
を含むもので、前記条件(F)又は条件(F−1)を満
足する構成にして撮像レンズとして用いることができ
る。
That is, a lens system for forming a reduced image of an object, which is a double-sided radial refractive index distribution lens disposed closest to the image side and at least one homogeneous positive lens disposed on the object side And at least one homogeneous negative lens, and can be used as an imaging lens in a configuration satisfying the condition (F) or the condition (F-1).

【0115】[0115]

【発明の実施の形態】次に本発明のレンズ系の実施の形
態を、図示する顕微鏡対物レンズの実施例1、2、3に
もとづいて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the lens system according to the present invention will now be described based on Examples 1, 2, and 3 of a microscope objective shown in the drawings.

【0116】本発明の実施例は、図1、2、10に示す
通りで下記のデータを有する。
The embodiment of the present invention has the following data as shown in FIGS.

【0117】 実施例1 r1=65.8780 d1=1.60 n1=1.84666 ν1=23.8 r2=840.579 d2=7.40 r3=-18.6432 d3=1.00 n2=1.88300 ν2=40.8 r4=-37.5398 d4=0.40 r5=∞ d5=26.90 n3(屈折率分布レンズ1) r6=∞ d6=9.07 r7=∞ d7=0.17 n4=1.52100 ν4=56.0 r8=∞ 屈折率分布レンズ1 N00=1.70000 N10=-0.00150 N20=5.83×10-700=40.0 V10=370.0 V20=370.0 P00dC=0.295 P10dC=0.450 P20dC=0.450 倍率10×(f=18mm),NA/0.3 視野数30mm(物体範囲3.0mm),WD=9.1mm G・WD/f2=0.756、fG/f23=−0.143 (P10dC−0.2756)/V10=0.000471、 νn/νp=1.71Example 1 r 1 = 65.8780 d 1 = 1.60 n 1 = 1.84666 v 1 = 23.8 r 2 = 840.579 d 2 = 7.40 r 3 = -18.6432 d 3 = 1.00 n 2 = 1.88 300 v 2 = 40.8 r 4 = -37.5398 d 4 = 0.40 r 5 = ∞ d 5 = 26.90 n 3 (refractive index distribution lens 1) r 6 = ∞ d 6 = 9.07 r 7 = ∞ d 7 = 0.17 n 4 = 1.52100 ν 4 = 56.0 r 8 =分布 Refractive index distribution lens 1 N 00 = 1.70000 N 10 = -0.00150 N 20 = 5.83 × 10 -7 V 00 = 40.0 V 10 = 370.0 V 20 = 370.0 P 00dC = 0.295 P 10dC = 0.450 P 20dC = 0.450 Magnification 10 × (F = 18 mm), NA / 0.3 Number of fields of view 30 mm (object range 3.0 mm), WD = 9.1 mm d G · WD / f 2 = 0.756, f G / f 23 = -0.143 (P 10dC -0.2756) / V 10 = 0.000471, ν n / ν p = 1.71

【0118】 実施例2 r1=−25.6754 d1=1.515 n1=1.84666 ν1=23.8 r2=−15.6076 d2=4.000 r3=−10.3209 d3=1.000 n2=1.64000 ν2=60.1 r4=49.6867 d4=4.447 r5=∞ d5=31.822 n3(屈折率分布レンズ2) r6=∞ d6=3.000 r7=∞ d7=0.170 n4=1.52100 ν4=56.0 r8=∞ 屈折率分布レンズ2 N00=1.65000 N10=-0.002428 N20=2.05×10-630=2.31×10-1000=40.0 V10=206.0 V20=206.0 V30=206.0 P00dC=0.295 P10dC=0.373 P20dC=0.373 P30dC=0.373 倍率20×(f=9.0mm),NA/0.4 視野数26.5mm(物体範囲1.325mm),WD=3.0mm G・WD/f2=1.179、fG/f23=−0.429 (P10dC−0.2756)/V10=0.000473、 νn/νp=2.53Example 2 r 1 = −25.6754 d 1 = 1.515 n 1 = 1.84666 ν 1 = 23.8 r 2 = −15.6076 d 2 = 4.0000 r 3 = −10.3209 d 3 = 1.000 n 2 = 1.64000 ν 2 = 60.1 r 4 = 49.6867 d 4 = 4.447 r 5 = ∞ d 5 = 31.822 n 3 (refractive index distribution lens 2) r 6 = ∞ d 6 = 3.000 r 7 = ∞ d 7 = 0.170 n 4 = 1.52100 ν 4 = 56.0 r 8 = ∞ refractive index distribution lens 2 N 00 = 1.65000 N 10 = −0.002428 N 20 = 2.05 × 10 −6 N 30 = 2.31 × 10 −10 V 00 = 40.0 V 10 = 206.0 V 20 = 206.0 V 30 = 206.0 P 00dC = 0.295 P 10dC = 0.373 P 20dC = 0.373 P 30dC = 0.373 Magnification 20 × (f = 9.0 mm), NA / 0.4 Field of view 26.5 mm (object range 1.325 mm), WD = 3.0 mm d G · WD / f 2 = 1.179, f G / f 23 = −0.429 (P 10dC −0.2756) / V 10 = 0.000473, v n / v p = 2.53

【0119】 実施例3 r1=-63.9185 d1=1.57 n1=1.84666 ν1=23.8 r2=-21.6931 d2=2.57 r3=-14.3229 d3=1.00 n2=1.88300 ν2=40.8 r4=∞ d4=0.15 r5=25.8888 d5=3.74 n3=1.43875 ν3=95.0 r6=-28.9168 d6=0.15 r7=∞ d7=27.92 n4(屈折率分布レンズ3) r8=∞ d8=9.00 r9=∞ d9=0.17 n5=1.52100 ν5=56.0 r10=∞ 屈折率分布レンズ3 N00=1.70000 N10=-0.00120 N20=8.51×10-700=40.0 V10=370 V20=370 P00dC=0.295 P10dC=0.452 P20dC=0.452 P00gd=1.284 P10gd=0.538 P20gd=0.538 倍率10×(f=18mm),NA/0.3 視野数30mm(物体範囲3.0mm),WD=9.0mm G・WD/f2=0.776 (P10dC−0.2756)/V10=0.000477 ただし、r1,r2・・・はレンズ各面の曲率半径、
1,d2・・・は各レンズの肉厚および空気間隔、
1,n2・・・は各レンズの屈折率、ν1,ν2・・・は
各レンズのアッベ数である。尚、r1,r2・・・、
1,d2・・・等の長さの単位はmmである。
Example 3 r 1 = -63.9185 d 1 = 1.57 n 1 = 1.84666 ν 1 = 23.8 r 2 = -21.6931 d 2 = 2.57 r 3 = -14.3229 d 3 = 1.00 n 2 = 1.88300 ν 2 = 40.8 r 4 = ∞ d 4 = 0.15 r 5 = 25.8888 d 5 = 3.74 n 3 = 1.43875 ν 3 = 95.0 r 6 = -28.9168 d 6 = 0.15 r 7 = ∞ d 7 = 27.92 n 4 ( refractive index distribution lens 3) r 8 = ∞ d 8 = 9.00 r 9 = ∞ d 9 = 0.17 n 5 = 1.52100 ν 5 = 56.0 r 10 = ∞ refractive index distribution lens 3 n 00 = 1.70000 n 10 = -0.00120 n 20 = 8.51 × 10 -7 V 00 = 40.0 V 10 = 370 V 20 = 370 P 00dC = 0.295 P 10dC = 0.452 P 20dC = 0.452 P 00gd = 1.284 P 10gd = 0.538 P 20gd = 0.538 Magnification 10 × (f = 18 mm), NA / 0.3 field of view Several 30 mm (object range 3.0 mm), WD = 9.0 mm d G · WD / f 2 = 0.776 (P 10dC −0.2756) / V 10 = 0.000477 Where r 1 , r 2 ... Are the radii of curvature of the respective surfaces of the lens,
.., d 1 , d 2, ...
n 1, n 2 ··· is a refractive index of each lens, ν 1, ν 2 ··· is the Abbe number of each lens. Note that r 1 , r 2 .
The unit of length such as d 1 , d 2 ... is mm.

【0120】実施例1は、図1に示す通りの構成であ
る。この図は右側が物体側であり、像側より光線を入射
させて逆追跡を行なった状態の通りに記載してある。
The first embodiment has a configuration as shown in FIG. In this figure, the right side is the object side, and the light ray is incident from the image side, and the reverse tracing is performed as described.

【0121】この実施例1は、物体側よりつまり図面右
側より両面平面のラジアル型屈折率分布レンズLG(r
6〜r5)と均質負レンズLN(r4〜r3)と均質正レン
ズLP(r2〜r1)とよりなる。また平行平面板CG
(r8〜r7)はカバーガラスである。
In the first embodiment, a radial type gradient index lens LG (r
6 ~r 5) a homogeneous negative lens LN (r 4 ~r 3) a homogeneous positive lens LP (r 2 ~r 1) become more. In addition, parallel plane plate CG
(R 8 ~r 7) is a cover glass.

【0122】この実施例1は、倍率が10×でNAが
0.3の顕微鏡対物レンズである。この実施例1の逆追
跡(像側より平行光束を入射させて物体面r8上に結像
させる)の時の収差曲線図は図3に示す通りである。こ
の収差曲線図におけるgラインは、式(27)により計
算した時の値にもとづくものである。
Example 1 is a microscope objective lens having a magnification of 10 × and an NA of 0.3. The aberration curve chart when traceback of Example 1 (by the incidence of the parallel light flux from the image side is imaged on the object surface r 8) are as shown in FIG. The g line in the aberration curve diagram is based on the value calculated by the equation (27).

【0123】実施例2は図2に示す通りで、図1と同様
逆追跡によるもので右側が物体側である。
Embodiment 2 is as shown in FIG. 2 and is based on reverse tracking as in FIG. 1, and the right side is the object side.

【0124】この実施例2は、物体側より順に、両面平
面のラジアル型屈折率分布レンズLG(r6〜r5)と均
質負レンズLN(r4〜r3)と均質正レンズLP(r2
〜r1)とよりなる。
In the second embodiment, in order from the object side, a radial type gradient index lens LG (r 6 to r 5 ), a homogeneous negative lens LN (r 4 to r 3 ), and a homogeneous positive lens LP (r Two
To r 1 ).

【0125】この実施例2は、倍率が20×で、NAが
0.4の顕微鏡対物レンズで、物体側の平行平面板CG
(r8〜r7)はカバーガラスである。
The second embodiment is a microscope objective lens having a magnification of 20 × and an NA of 0.4, and a parallel flat plate CG on the object side.
(R 8 ~r 7) is a cover glass.

【0126】この実施例の収差状況は、図4(逆追跡に
よる)に示す通りで、又図中gラインは式(27)によ
り計算された値にもとづくものである。
The aberration situation in this embodiment is as shown in FIG. 4 (by reverse tracking), and the g line in the figure is based on the value calculated by the equation (27).

【0127】実施例3は、図10に示す通りの構成のレ
ンズ系で、物体側より順に(図面右側より順に)、ウッ
ドレンズつまり屈折率分布レンズLG(r8〜r7)と、
均質正レンズLP1(r6〜r5)と、均質負レンズLN
(r4〜r3)と、均質正レンズLP2(r2〜r1)との
4枚のレンズよりなる倍率が10×、NAが0.3の顕
微鏡対物レンズである。また、物体側にある平板ガラス
CG(r10〜r9)はカバーガラスである。
The third embodiment is a lens system having the structure shown in FIG. 10 and includes, in order from the object side (in order from the right side in the drawing), a wood lens, that is, a refractive index distribution lens LG (r 8 to r 7 ).
A homogeneous positive lens LP1 (r 6 ~r 5), homogeneous negative lens LN
This is a microscope objective lens composed of four lenses (r 4 to r 3 ) and a homogeneous positive lens LP2 (r 2 to r 1 ) with a magnification of 10 × and an NA of 0.3. Further, flat glass CG which is the object side (r 10 ~r 9) is a cover glass.

【0128】この実施例3の軸上色収差は、図14に示
す通りである。本実施例の色収差(○印)は通常のアク
ロマートの色収差(□印)に比べて2次スペクトルが良
好に補正されていることがわかる。またこの実施例3の
収差状況(逆追跡による)は、図15に示す通りであ
る。この図14および図15に示す収差曲線図から明ら
かなように、条件(F)を満足する実施例3は、色収差
が極めて良好に補正されている。
The longitudinal chromatic aberration of the third embodiment is as shown in FIG. It can be seen that the secondary spectrum of the chromatic aberration (marked by ○) of the present embodiment is better corrected than the chromatic aberration of normal achromat (marked by □). Further, the aberration situation (due to reverse tracking) of the third embodiment is as shown in FIG. As is clear from the aberration curve diagrams shown in FIGS. 14 and 15, in Example 3 satisfying the condition (F), the chromatic aberration is corrected extremely well.

【0129】尚、この実施例3のデータも、逆追跡によ
るものである。
The data of the third embodiment is also based on reverse tracking.

【0130】実施例3は、均質レンズを3枚用いた4群
構成である点と、ラジアル型屈折率分布レンズが条件
(F)を満足する素材よりなる点で他の実施例1、2と
相違する。即ち、上記実施例のうち実施例1、2は、条
件(A)、(A−1)、条件(B)、条件(C)、(C
−1)、条件(D)、(D−1)および条件(E)を満
足し、又実施例3は、条件(A)、(A−1)、条件
(B)、条件(D)、(D−1)および条件(F)、
(F−1)を満足する。
The third embodiment differs from the first and second embodiments in that it has a four-group configuration using three homogeneous lenses and that the radial type gradient index lens is made of a material satisfying the condition (F). Different. That is, in the first and second embodiments, the conditions (A), (A-1), condition (B), condition (C), and (C
-1), the conditions (D), (D-1) and the condition (E) are satisfied, and in Example 3, the conditions (A), (A-1), the condition (B), the condition (D), (D-1) and condition (F),
Satisfies (F-1).

【0131】以上の実施例はいずれも本発明のレンズ系
を顕微鏡対物レンズとして使用した場合を示している
が、これら実施例の物体位置の近傍(実施例1,2では
図のr8、実施例3ではr10)にCCD等の撮像素子を
配置し、図の左側の遠方にある物体(撮像素子と共役位
置になる物体)の像を撮像素子の受光面上に結像させる
ようにすれば、撮像レンズとして使用し得る。この場
合、撮像レンズは、非常に明るい望遠レンズになし得
る。
[0131] The above embodiments both shows the case of using the lens system of the present invention as a microscope objective lens, r 8 of FIG. In the vicinity (Examples 1 and 2 of the object position of these examples, performed In Example 3, an image sensor such as a CCD is arranged at r 10 ), and an image of a distant object (an object conjugate with the image sensor) on the left side of the figure is formed on the light receiving surface of the image sensor. If used, it can be used as an imaging lens. In this case, the imaging lens can be a very bright telephoto lens.

【0132】特許請求の範囲に記載するレンズ系のほか
下記の各項に記載するレンズ系も本発明の目的を達成し
得る。
In addition to the lens systems described in the claims, the lens systems described in the following items can also achieve the object of the present invention.

【0133】(1) 特許請求の範囲の請求項1、2又
は3に記載するレンズ系で、下記条件(B)を満足する
ことを特徴とするレンズ系。 (B) 0.2<dG・WD/f2<2
(1) The lens system according to claim 1, 2 or 3, wherein the following condition (B) is satisfied. (B) 0.2 <d G · WD / f 2 <2

【0134】(2) 物体の拡大像を形成する光学系で
あって、最も物体側に配置された両面平面のラジアル型
屈折率分布レンズと、少なくとも1枚の均質正レンズ
と、少なくとも1枚の均質負レンズを含み下記条件
(F)を満足するレンズ系。
(2) An optical system for forming a magnified image of an object, which is a radial type gradient index lens having both flat surfaces disposed closest to the object, at least one homogeneous positive lens, and at least one A lens system that satisfies the following condition (F) including a homogeneous negative lens.

【0135】(3) 物体の縮小像を形成する光学系で
あって、最も像側に配置された両面平面のラジアル型屈
折率分布レンズと、少なくとも1枚の均質正レンズと、
少なくとも1枚の均質負レンズを含み下記条件(F)を
満足するレンズ系。
(3) An optical system for forming a reduced image of an object, comprising: a radial type gradient index lens having both flat surfaces disposed closest to the image side; at least one homogeneous positive lens;
A lens system that includes at least one homogeneous negative lens and satisfies the following condition (F).

【0136】(4) 特許請求の範囲の請求項1、2又
は3あるいは前記の(1)の項に記載するレンズ系で、
下記の条件(C)を満足することを特徴とするレンズ
系。 (C) −0.8<fG/f23<−0.01
(4) The lens system according to claim 1, 2 or 3, or the lens system according to (1),
A lens system characterized by satisfying the following condition (C). (C) −0.8 <f G / f 23 <−0.01

【0137】(5) 特許請求の範囲の請求項1、2又
は3あるいは前記の(1)、(2)、(3)又は(4)
の項に記載するレンズ系で、前記ラジアル型屈折率分布
レンズの部分分散比が下記条件(D)を満足することを
特徴とするレンズ系。 (D) −0.01<(P10dC−0.2756)/V10<0.01
(5) Claims 1, 2 or 3 of the claims or the above (1), (2), (3) or (4)
Wherein the partial dispersion ratio of the radial type gradient index lens satisfies the following condition (D): (D) -0.01 <(P 10dC -0.2756) / V 10 <0.01

【0138】(6) 特許請求の範囲の請求項1、2又
は3あるいは前記の(1)、(4)又は(5)の項に記
載するレンズ系で、前記レンズ系がラジアル型屈折率分
布レンズと1枚の均質正レンズと1枚の均質負レンズと
にて構成され、下記条件(E)を満足することを特徴と
するレンズ系。 (E) 1<νn/νp<3
(6) The lens system according to claim 1, 2 or 3, or the lens system according to (1), (4) or (5), wherein the lens system is a radial type refractive index distribution. A lens system comprising a lens, one homogeneous positive lens and one homogeneous negative lens, and satisfying the following condition (E). (E) 1 <ν n / ν p <3

【0139】(7) 前記の(2)又は(3)の項に記
載するレンズ系で、下記条件(A)を満足することを特
徴とするレンズ系。
(7) The lens system described in the above item (2) or (3), wherein the following condition (A) is satisfied.

【0140】(8) 前記の(2)又は(3)の項に記
載するレンズ系で、下記条件(B)を満足することを特
徴とするレンズ系。 (B) 0.2<dG・WD/f2<2
(8) The lens system described in the above item (2) or (3), wherein the following condition (B) is satisfied. (B) 0.2 <d G · WD / f 2 <2

【0141】[0141]

【発明の効果】本発明によれば、レンズ構成枚数が3枚
程度と少なく、収差が良好に補正された顕微鏡対物レン
ズや撮像レンズ系に適したレンズ系を実現し得る。
According to the present invention, it is possible to realize a lens system suitable for a microscope objective lens and an imaging lens system in which the number of lenses constituting the lens is as small as about three and the aberration is well corrected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明のレンズ系の実施例1の断面図FIG. 1 is a cross-sectional view of a first embodiment of a lens system according to the present invention.

【図2】 本発明のレンズ系の実施例2の断面図FIG. 2 is a sectional view of Embodiment 2 of the lens system of the present invention.

【図3】 実施例1の収差曲線図FIG. 3 is an aberration curve diagram of the first embodiment.

【図4】 実施例2の収差曲線図FIG. 4 is an aberration curve diagram of the second embodiment.

【図5】 無限遠設計の顕微鏡対物レンズにおける軸上
マージナル光線や軸外主光線の状況を示す図
FIG. 5 is a diagram showing a situation of an on-axis marginal ray and an off-axis chief ray in a microscope objective lens designed at infinity.

【図6】 両面平面のラジアル型屈折率分布レンズ1枚
よりなるレンズ系における球面収差、コマ収差、非点収
差の変化を示す図
FIG. 6 is a diagram showing changes in spherical aberration, coma aberration, and astigmatism in a lens system including one radial type gradient index lens having both flat surfaces.

【図7】 両面平面のラジアル型屈折率分布レンズのみ
よりなるレンズ系の構成を示す図
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a lens system composed of only a radial type gradient index lens having both flat surfaces.

【図8】 図7に示すレンズ系の収差曲線図8 is an aberration curve diagram of the lens system shown in FIG.

【図9】 両面平面のラジアル型屈折率分布レンズのN
10を変化させた時のレンズ変化を示す図
FIG. 9 shows N of a radial type gradient index lens element having both flat surfaces.
Diagram showing lens changes when 10 is changed

【図10】 本発明のレンズ系の実施例3の断面図FIG. 10 is a sectional view of a lens system according to a third embodiment of the present invention.

【図11】 本発明の実施例3のラジアル型屈折率分布
素材の軸上色収差の測定値を示す図
FIG. 11 is a diagram showing measured values of axial chromatic aberration of the radial type gradient index material of Example 3 of the present invention.

【図12】 本発明の実施例3のラジアル型屈折率分布
素材の係数N10に換算した色分散特性を示す図
Figure 12 shows the chromatic dispersion characteristic in terms of coefficient N 10 of the radial type refractive index distribution material of Example 3 of the present invention

【図13】 本発明の実施例3のラジアル型屈折率分布
素材の部分分散比を示す図
FIG. 13 is a diagram showing a partial dispersion ratio of a radial type gradient index material according to Example 3 of the present invention.

【図14】 本発明の実施例3の軸上色収差を示す図FIG. 14 is a diagram showing axial chromatic aberration according to a third embodiment of the present invention.

【図15】 本発明の実施例3の収差曲線図FIG. 15 is an aberration curve diagram according to the third embodiment of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H087 KA03 KA09 LA01 NA14 PA03 PA04 PA17 PB03 PB04 QA02 QA03 QA05 QA12 QA22 QA25 QA31 QA41 QA42 QA45 QA46 RA22 RA42  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H087 KA03 KA09 LA01 NA14 PA03 PA04 PA17 PB03 PB04 QA02 QA03 QA05 QA12 QA22 QA25 QA31 QA41 QA42 QA45 QA46 RA22 RA42

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 物体の拡大像を形成する光学系であっ
て、最も物体側に配置された両面平面のラジアル型屈折
率分布レンズと、少なくとも1枚の均質正レンズと、少
なくとも1枚の均質負レンズを含むレンズ系。
1. An optical system for forming an enlarged image of an object, comprising: a radial-type gradient index lens having two flat surfaces disposed closest to the object, at least one homogeneous positive lens, and at least one homogeneous lens. Lens system including negative lens.
【請求項2】 物体の縮小像を形成する光学系であっ
て、最も像側に配置された両面平面のラジアル型屈折率
分布レンズと、少なくとも1枚の均質正レンズと、少な
くとも1枚の均質負レンズを含むレンズ系。
2. An optical system for forming a reduced image of an object, comprising: a radial type gradient index lens having both flat surfaces disposed closest to the image side; at least one homogeneous positive lens; Lens system including negative lens.
【請求項3】 前記ラジアル型屈折率分布レンズの分
布式が下記式(1) とする請求項1又は2のレンズ系。 2,・・・)は波長λにおける屈折率分布を表わす係
数、fはレンズ系の焦点距離である。
3. The distribution formula of the radial type gradient index lens element is represented by the following equation (1). The lens system according to claim 1 or 2, wherein 2,...) Are coefficients representing the refractive index distribution at the wavelength λ, and f is the focal length of the lens system.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006276561A (en) * 2005-03-30 2006-10-12 Hamamatsu Univ School Of Medicine Objective lens for living bodies for fiber confocal microscope
CN100428782C (en) * 2005-07-29 2008-10-22 佳能株式会社 Information processing method and apparatus
JP2018529999A (en) * 2015-09-24 2018-10-11 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー Optical system for object mapping and / or pupil mapping

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