JP2005308957A

JP2005308957A - 接眼レンズ

Info

Publication number: JP2005308957A
Application number: JP2004124058A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Kajitani; 和男梶谷
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2004-04-20
Filing date: 2004-04-20
Publication date: 2005-11-04

Abstract

【課題】瞳位置が変動しても軸外収差が良好に保ち得るようにした。
【解決手段】物体側から順に、曲率の緩い面を物体側に向けた凸レンズの第１レンズと、凹面を物体側に向けた凹レンズの第２レンズと凸レンズの第３レンズとを接合した負の接合メニスカスレンズと、凸レンズの第４レンズと、曲率の強い面を物体側に向けた凸レンズの第５レンズとよりなり、下記条件（１）、（２）を満足するようにした。
（１）０．３２＜Ｆ・（１／ｒ₂）・［（１／ｎ₁）−１］＜０．４
（２）０．３５＜Ｆ・（１／ｒ₃）・［（１／ｎ₂）−１］＜０．６５
【選択図】図１

Description

本発明は、顕微鏡等にて用いられる広視野ハイアポイントの接眼レンズに関するものである。

顕微鏡にて用いられる接眼レンズの従来例として、下記のものがある。
特許第３１４０４９７号特開平６−１４８５３４号特開平６−１７５０４５号特開平６−１９４５８３号特開平９−２５１１３０号特開平９−５４２５７号特開平９−２５１１３３号特開平１１−１６０６３１号特開平１１−１７４３４５号

近年、顕微鏡において、無限遠補正方式のシステムが採用されている。このシステムによれば、対物レンズと結像レンズとの間隔を任意に設定することが可能である。それにより、対物レンズと結像レンズとの間に落射投光管や、変倍装置等の各種装置の配置が可能であり、時には複数の装置を重ねての使用も可能である。この場合、像の収差があまり変化しないような結像レンズの設計配慮がなされるが、結像レンズの射出瞳位置と像位置との間隔が変動する。瞳位置が像位置から遠い場合、接眼レンズにおける光線高が高くなり、レンズ径が大になり、また軸外収差も劣化する。

本発明は、瞳位置が変動しても軸外収差を十分良好に保ち得る接眼レンズを提供するものである。

本発明の接眼レンズは、物体側から順に、曲率の緩い面を物体側に向けた凸レンズの第１レンズと、凹面を物体側に向けた凹レンズの第２レンズと凸レンズの第３レンズとを接合した負の屈折力を持つ接合メニスカスレンズと、凸レンズの第４レンズと、曲率の強い面を物体側に向けた凸レンズの第５レンズの５枚のレンズにて構成され、下記条件（１）、（２）を満足する。

（１）０．３２＜Ｆ・（１／ｒ₂）・［（１／ｎ₁）−１］＜０．４
（２）０．３５＜Ｆ・（１／ｒ₃）・［（１／ｎ₂）−１］＜０．６５
ただし、Ｆは全系の焦点距離、ｒ₂は第１レンズのアイポイント側の面の曲率半径、ｒ₃は第２レンズの物体側の面の曲率半径、ｎ₁は第１レンズのｄ線に対する屈折率、ｎ₂は第２レンズのｄ線に対する屈折率である。

本発明の接眼レンズは、第１、第３、第４、第５レンズが凸の単レンズで、第２レンズが凹の単レンズである。このように本発明の接眼レンズは、凸レンズの第１レンズにて光束を絞って光線高を低くし、次の第２レンズの物体側の面の強い負の屈折力により再び光線高を高くするようにしている。このように、第２レンズの物体側の凹面における光線高を低くし、また第２レンズの負の屈折力を強くしてレンズ系の像面湾曲を決めるペッツバール和を小にしている。更に、第３、第４、第５レンズの三つの凸レンズにより、順次光線高を低くしていって十分なアイレリーフを確保し、しかもレンズの外径が大にならないようにしている。これにより瞳位置に近い場合でも光線がけられないようにしている。

また、本発明の接眼レンズは、条件（１）、（２）を満足することにより、像面湾曲、非点収差、歪曲収差を良好に補正している。

これら条件のうち、条件（１）において、その上限を超えると歪曲収差が大になり、像が糸巻き形に歪む。また条件（１）の下限値を下回ると、像面湾曲が悪化し、平均像面を起こしても非点収差が大になる。

また、条件（２）において、上限値を超えると歪曲収差が大になり、像が糸巻き状に歪む。条件（２）の下限値より下回ると像面湾曲が悪化し、平均像面を起こしても非点数差が大になる。

また、本発明において、下記条件（３）を満足することが望ましい。

（３）０．２＜｜｛１／（ｆ₃ν₃）｝／｛１／（ｆ₂ν₂）｝｜＜０．３５
ただし、ｆ₂は第２レンズの焦点距離、ｆ₃は第３レンズの焦点距離、ν₂は第２レンズのアッベ数、ν₃は第３レンズのアッベ数である。

条件（３）は、倍率の色収差およびアイポイントにおける瞳の色収差を良好に補正するための条件である。

本発明の接眼レンズにおいて、唯一の凹レンズである第２レンズは、ペットバール和を小さくして像面湾曲を補正すると共に、この第２レンズと第３レンズとを接合して、接合レンズとして色収差を補正するようにしている。

この条件（３）の上限値を超えると倍率色収差が補正不足になり、アイポイントにおける瞳の色収差が大になる。また下限値を下回ると倍率色収差の補正過剰になる。

本発明の接眼レンズにおいて、次の条件（４）、（５）を満足することが好ましい。

（４）０．６＜｜ｄｅ／ｒ₂｜＜０．７
（５）０．１５＜（ｄ₂／Ｆ）＜０．２４
ただし、ｄｅは全系の後側焦点距離、ｄ₂は第１レンズと第２レンズの空気間隔である。

全系の後側焦点距離ｄｅは、入射瞳が無限遠の時のアイレリーフに相当する。この条件（４）はコマ収差を良好に補正するためのものである。

条件（４）の上限値を超えると、コマ収差を良好に補正できない。また、条件（４）の下限値を下回ると像面湾曲の補正が困難になる。

本発明の接眼レンズは、瞳位置が変動しても、収差特に軸外収差が悪化しないという効果を有する。

本発明の実施の形態を各実施例をもとに述べる。

本発明の接眼レンズの実施例１は、図１に示す通りの構成で、下記データに示す通りである。

ｒ₁ ＝251.186 ｄ₁ ＝4.5 ｎ₁ ＝1.72 ν₁ ＝43.69
ｒ₂ ＝-29.379 ｄ₂ ＝4.61
ｒ₃ ＝-18.592 ｄ₃ ＝2.8 ｎ₂ ＝1.71736 ν₂ ＝29.52
ｒ₄ ＝30.011 ｄ₄ ＝8.5 ｎ₃ ＝1.60311 ν₃ ＝60.64
ｒ₅ ＝-29.833 ｄ₅ ＝0.2
ｒ₆ ＝41.187 ｄ₆ ＝5.5 ｎ₄ ＝1.60311 ν₄ ＝60.64
ｒ₇ ＝-71.347 ｄ₇ ＝0.2
ｒ₈ ＝47.446 ｄ₈ ＝4 ｎ₅ ＝1.56883 ν₅ ＝56.36
ｒ₉ ＝∞

Ｆ＝２５
ｄｅ＝１８．５
Ｆ・（１／ｒ₂）・［（１／ｎ₁）−１］＝０．３６
Ｆ・（１／ｒ₃）・［（１／ｎ₂）−１］＝０．５６
｜｛１／（ｆ₃ν₃）｝／｛１／（ｆ₂ν₂）｝｜＝０．２９
｜ｄｅ／ｒ₂｜＝０．６３
（ｄ₂／Ｆ）＝０．１８

上記のデータ中ｒ₁，ｒ₂，・・・は各レンズ面の曲率半径（ｍｍ）、ｄ₁，ｄ₂，・・・は各レンズの肉厚および空気間隔（ｍｍ）、ｎ₁，ｎ₂，・・・は各レンズのｄ線に対する屈折率、ν₁，ν₂，・・・は各レンズのｄ線に対するアッベ数である。また、Ｉは物体像位置、ＥＰはアイポイントである。

この実施例１の接眼レンズは、図１に示すように入射側より順に、正レンズの第１レンズＬ₁と、凹面を物体側に向けた負レンズの第２レンズＬ₂と正レンズの第３レンズＬ₃とを接合したメニスカス形状の接合レンズと、正レンズの第４レンズＬ₄と、曲率の強い面を物体側に向けた正レンズの第５レンズＬ₅とより構成されている。

また、上記のデータに示すように、この実施例１は、条件（１）乃至条件（５）のすべての条件を満足する接眼レンズである。

図２はこの実施例１の接眼レンズの球面収差、図３は、入射瞳位置が物体側像位置から物体側に１６５ｍｍにある時の非点収差と歪曲収差、図４は入射瞳位置が物体側像位置から物体側に３３０ｍｍにある時の非点収差と歪曲収差、図５は、入射瞳位置が無限遠の時の非点収差と歪曲収差を示す収差曲線図である。
これら図に示すように、本発明の実施例１の接眼レンズは、諸収差が良好に補正されており、また瞳位置が変動しても軸外収差の変動が少なく、良好な状態を保っている。

本発明の実施例２の接眼レンズは、図１に示す通りで実施例１と同じ構成のレンズ系であり、下記データを有するものである。

ｒ₁ ＝-447.534 ｄ₁ ＝4.5 ｎ₁ ＝1.7859 ν₁ ＝44.2
ｒ₂ ＝-28.374 ｄ₂ ＝4.92
ｒ₃ ＝-18.685 ｄ₃ ＝2.8 ｎ₂ ＝1.7552 ν₂ ＝27.51
ｒ₄ ＝49.315 ｄ₄ ＝7 ｎ₃ ＝1.58913 ν₃ ＝61.14
ｒ₅ ＝-30.501 ｄ₅ ＝0.2
ｒ₆ ＝54.461 ｄ₆ ＝5 ｎ₄ ＝1.58913 ν₄ ＝61.14
ｒ₇ ＝-54.328 ｄ₇ ＝0.2
ｒ₈ ＝32.344 ｄ₈ ＝4 ｎ₅ ＝1.51633 ν₅ ＝64.14
ｒ₉ ＝∞

Ｆ＝２５
ｄｅ＝１９．６
Ｆ・（１／ｒ₂）・［（１／ｎ₁）−１］＝０．３９
Ｆ・（１／ｒ₃）・［（１／ｎ₂）−１］＝０．５８
｜｛１／（ｆ₃ν₃）｝／｛１／（ｆ₂ν₂）｝｜＝０．２４
｜ｄｅ／ｒ₂｜＝０．６９
（ｄ₂／Ｆ）＝０．２０

この実施例２も、上記データに示す通り、条件（１）乃至条件（５）のすべての条件を満足する。

図６はこの実施例２の接眼レンズの球面収差、図７は、入射瞳位置が物体側像位置から物体側に１６５ｍｍにある時の非点収差と歪曲収差、図８は入射瞳位置が物体側像位置から物体側に３３０ｍｍにある時の非点収差と歪曲収差、図９は、入射瞳位置が無限遠の時の非点収差と歪曲収差を示す収差曲線図である。
これら図に示すように、本発明の実施例２の接眼レンズは、諸収差が良好に補正されており、また瞳位置が変動しても軸外収差の変動が少なく、良好な状態を保っている。

本発明の実施例３の接眼レンズは、図１に示す通りで実施例１と同じ構成のレンズ系であり、下記データを有するものである。

ｒ₁ ＝-444.777 ｄ₁ ＝4.44 ｎ₁ ＝1.7859 ν₁ ＝44.2
ｒ₂ ＝-28.944 ｄ₂ ＝5.42
ｒ₃ ＝-17.497 ｄ₃ ＝2.8 ｎ₂ ＝1.76182 ν₂ ＝26.52
ｒ₄ ＝141.096 ｄ₄ ＝7.45 ｎ₃ ＝1.58913 ν₃ ＝61.14
ｒ₅ ＝-21.859 ｄ₅ ＝0.2
ｒ₆ ＝69.335 ｄ₆ ＝3.27 ｎ₄ ＝1.58913 ν₄ ＝61.14
ｒ₇ ＝-263.872 ｄ₇ ＝0.2
ｒ₈ ＝26.239 ｄ₈ ＝5.25 ｎ₅ ＝1.51633 ν₅ ＝64.14
ｒ₉ ＝∞

Ｆ＝２５
ｄｅ＝１９
Ｆ・（１／ｒ₂）・［（１／ｎ₁）−１］＝０．３８
Ｆ・（１／ｒ₃）・［（１／ｎ₂）−１］＝０．６２
｜｛１／（ｆ₃ν₃）｝／｛１／（ｆ₂ν₂）｝｜＝０．２７
｜ｄｅ／ｒ₂｜＝０．６６
（ｄ₂／Ｆ）＝０．２２

この実施例３は、データに示すように条件（１）乃至条件（５）のすべての条件を満足する。

図１０はこの実施例３の接眼レンズの球面収差、図１１は、入射瞳位置が物体側像位置から物体側に１６５ｍｍにある時の非点収差と歪曲収差、図１２は入射瞳位置が物体側像位置から物体側に３３０ｍｍにある時の非点収差と歪曲収差、図１３は、入射瞳位置が無限遠の時の非点収差と歪曲収差を示す収差曲線図である。

これら図に示すように、本発明の実施例３の接眼レンズは、諸収差が良好に補正されており、また瞳位置が変動しても軸外収差の変動が少なく、良好な状態を保っている。

本発明の実施例４の接眼レンズは、図１に示す通りで実施例１と同じ構成のレンズ系であり、下記データを有するものである。

ｒ₁ ＝∞ ｄ₁ ＝4.5 ｎ₁ ＝1.744 ν₁ ＝44.78
ｒ₂ ＝-29.036 ｄ₂ ＝4.82
ｒ₃ ＝-17.828 ｄ₃ ＝2.8 ｎ₂ ＝1.71736 ν₂ ＝29.52
ｒ₄ ＝43.786 ｄ₄ ＝8.5 ｎ₃ ＝1.60311 ν₃ ＝60.64
ｒ₅ ＝-23.623 ｄ₅ ＝0.2
ｒ₆ ＝34.434 ｄ₆ ＝5.5 ｎ₄ ＝1.60311 ν₄ ＝60.64
ｒ₇ ＝500.000 ｄ₇ ＝0.2
ｒ₈ ＝36.856 ｄ₈ ＝4 ｎ₅ ＝1.51633 ν₅ ＝64.14
ｒ₉ ＝∞

Ｆ＝２５
ｄｅ＝１８．６
Ｆ・（１／ｒ₂）・［（１／ｎ₁）−１］＝０．３７
Ｆ・（１／ｒ₃）・［（１／ｎ₂）−１］＝０．５９
｜｛１／（ｆ₃ν₃）｝／｛１／（ｆ₂ν₂）｝｜＝０．３２
｜ｄｅ／ｒ₂｜＝０．６４
（ｄ₂／Ｆ）＝０．１９

この実施例の接眼レンズは、条件（１）乃至条件（５）のすべての条件を満足するレンズ系である。

図１４はこの実施例４の接眼レンズの球面収差、図１５は、入射瞳位置が物体側像位置から物体側に１６５ｍｍにある時の非点収差と歪曲収差、図１６は入射瞳位置が物体側像位置から物体側に３３０ｍｍにある時の非点収差と歪曲収差、図１７は、入射瞳位置が無限遠の時の非点収差と歪曲収差を示す収差曲線図である。

これら図に示すように、本発明の実施例４の接眼レンズは、諸収差が良好に補正されており、また瞳位置が変動しても軸外収差の変動が少なく、良好な状態を保っている。

本発明の実施例５の接眼レンズは、図１に示す通りで実施例１と同じ構成のレンズ系であり、下記データを有するものである。

ｒ₁ ＝∞ ｄ₁ ＝4.8 ｎ₁ ＝1.7859 ν₁ ＝44.2
ｒ₂ ＝-28.197 ｄ₂ ＝4.74
ｒ₃ ＝-18.175 ｄ₃ ＝2.7 ｎ₂ ＝1.76182 ν₂ ＝26.52
ｒ₄ ＝61.082 ｄ₄ ＝7 ｎ₃ ＝1.58913 ν₃ ＝61.14
ｒ₅ ＝-30.368 ｄ₅ ＝0.2
ｒ₆ ＝61.295 ｄ₆ ＝5.7 ｎ₄ ＝1.58913 ν₄ ＝61.14
ｒ₇ ＝-45.646 ｄ₇ ＝0.2
ｒ₈ ＝34.872 ｄ₈ ＝3.9 ｎ₅ ＝1.51633 ν₅ ＝64.14
ｒ₉ ＝∞

Ｆ＝２５
ｄｅ＝１９．１
Ｆ・（１／ｒ₂）・［（１／ｎ₁）−１］＝０．３９
Ｆ・（１／ｒ₃）・［（１／ｎ₂）−１］＝０．５９
｜｛１／（ｆ₃ν₃）｝／｛１／（ｆ₂ν₂）｝｜＝０．２２
｜ｄｅ／ｒ₂｜＝０．６８
（ｄ₂／Ｆ）＝０．１９

この実施例の接眼レンズは、条件（１）乃至条件（５）のすべての条件を満足する。

図１８はこの実施例５の接眼レンズの球面収差、図１９は、入射瞳位置が物体側像位置から物体側に１６５ｍｍにある時の非点収差と歪曲収差、図２０は入射瞳位置が物体側像位置から物体側に３３０ｍｍにある時の非点収差と歪曲収差、図２１は、入射瞳位置が無限遠の時の非点収差と歪曲収差を示す収差曲線図である。

これら図に示すように、本発明の実施例５の接眼レンズは、諸収差が良好に補正されており、また瞳位置が変動しても軸外収差の変動が少なく、良好な状態を保っている。

本発明の接眼レンズは、無限遠補正方式の採用される顕微鏡に用いられるもので、対物レンズと結像レンズとの間に配置される各種装置により瞳位置が変動する場合にいおいても良好な光学性能を保ち得る、特に軸外収差を良好に保ち得る。

本発明の接眼レンズの断面図本発明の実施例１の球面収差図本発明の実施例１の入射瞳位置が物体側像位置から物体側に１６５ｍｍの時の非点収差、歪曲収差の収差図本発明の実施例１の入射瞳位置が物体側像位置から物体側に３３０ｍｍの時の非点収差、歪曲収差の収差図本発明の実施例１の入射瞳位置が無限遠の時の非点収差、歪曲収差の収差図本発明の実施例２の球面収差図本発明の実施例２の入射瞳位置が物体側像位置から物体側に１６５ｍｍの時の非点収差、歪曲収差の収差図本発明の実施例２の入射瞳位置が物体側像位置から物体側に３３０ｍｍの時の非点収差、歪曲収差の収差図本発明の実施例２の入射瞳位置が無限遠の時の非点収差、歪曲収差の収差図本発明の実施例３の球面収差図本発明の実施例３の入射瞳位置が物体側像位置から物体側に１６５ｍｍの時の非点収差、歪曲収差の収差図本発明の実施例３の入射瞳位置が物体側像位置から物体側に３３０ｍｍの時の非点収差、歪曲収差の収差図本発明の実施例３の入射瞳位置が無限遠の時の非点収差、歪曲収差の収差図本発明の実施例４の球面収差図本発明の実施例４の入射瞳位置が物体側像位置から物体側に１６５ｍｍの時の非点収差、歪曲収差の収差図本発明の実施例４の入射瞳位置が物体側像位置から物体側に３３０ｍｍの時の非点収差、歪曲収差の収差図本発明の実施例４の入射瞳位置が無限遠の時の非点収差、歪曲収差の収差図本発明の実施例５の球面収差図本発明の実施例５の入射瞳位置が物体側像位置から物体側に１６５ｍｍの時の非点収差、歪曲収差の収差図本発明の実施例５の入射瞳位置が物体側像位置から物体側に３３０ｍｍの時の非点収差、歪曲収差の収差図本発明の実施例５の入射瞳位置が無限遠の時の非点収差、歪曲収差の収差図

Claims

物体側から順に、曲率の緩い面を物体側に向けた凸レンズの第１レンズと、凹面を物体側に向けた凹レンズの第２レンズと凸レンズの第３レンズとを接合した負の屈折力を有する接合メニスカスレンズと、凸レンズの第４レンズと、曲率の強い面を物体側に向けた凸レンズの第５レンズの５枚のレンズよりなり、下記条件（１）、（２）を満足する接眼レンズ。
（１）０．３２＜Ｆ・（１／ｒ₂）・［（１／ｎ₁）−１］＜０．４
（２）０．３５＜Ｆ・（１／ｒ₃）・［（１／ｎ₂）−１］＜０．６５
ただし、Ｆは全系の焦点距離、ｒ₂は第１レンズのアイポイント側の面の曲率半径、ｒ₃は第２レンズの物体側の面の曲率半径、ｎ₁は第１レンズのｄ線に対する屈折率、ｎ₂は第２レンズのｄ線に対する屈折率である。
下記条件（３）を満足する請求項１の接眼レンズ。
（３）０．２＜｜｛１／（ｆ₃ν₃）｝／｛１／（ｆ₂ν₂）｝｜＜０．３５ただし、ｆ₂は第２レンズの焦点距離、ｆ₃は第３レンズの焦点距離、ν₂は第２レンズのアッベ数、ν₃は第３レンズのアッベ数である。
下記条件（４）、（５）を満足する請求項１、２の接眼レンズ。
（４）０．６＜｜ｄｅ／ｒ₂｜＜０．７
（５）０．１５＜（ｄ₂／Ｆ）＜０．２４
ただし、ｄｅは全系の後側焦点距離、ｄ₂は第１レンズと第２レンズの空気間隔、ｒ₂は第１レンズのアイポイント側の面の曲率半径である。