JP3427461B2

JP3427461B2 - 再結像光学系

Info

Publication number: JP3427461B2
Application number: JP02132194A
Authority: JP
Inventors: 由美子大内
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1994-02-18
Filing date: 1994-02-18
Publication date: 2003-07-14
Anticipated expiration: 2018-07-14
Also published as: US5546228A; JPH07230034A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、対物光学系による空間
像を所定の倍率のもとで再結像させる再結像光学系に関
し、特に顕微鏡対物レンズによる空間像を撮像する装置
に好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、顕微鏡対物レンズにより形成され
る像をＣＣＤ等の撮像素子を用いて撮像することが行わ
れており、顕微鏡対物レンズの１次像面に撮像素子を配
置する装置が知られている。この装置では、装置自体が
簡単に構成できる利点を有するが、顕微鏡の視野数が拡
大する傾向にあるのに対し、小型の撮像素子が好まれる
ため、視野率が小さくなる問題点がある。

【０００３】そこで、近年では、顕微鏡対物レンズによ
る空間像を撮像素子上に所定の倍率のもとで再結像させ
る再結像光学系が用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな再結像光学系においては、再結像光学系の持つ諸収
差のため、顕微鏡対物レンズの１次像面に撮像素子を配
置する装置に比べて、撮像素子上の物体像が劣化する問
題点がある。ここで、再結像光学系自体の光学性能を向
上させるためには、レンズ構成枚数を増やすことが考え
られるが、このときには、再結像光学系自体の全長が長
くなり、ひいては装置全体の大型化を招く問題点があ
る。

【０００５】そこで、本発明は、全長が短く、比較的簡
素な構成でありながら、優れた光学性能を有する再結像
光学系を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明による再結像光学系は、以下の構成を有す
る。空間像を形成する対物光学系の空間像側に配置さ
れ、所定の倍率のもとで空間像の２次像を形成する再結
像光学系は、対物光学系側から順に、正レンズ成分を持
つ第１レンズ群と、２次像側に強い凹面を向けた両凹形
状の負レンズ成分を持つ第２レンズ群と、正レンズ成分
を持つ第３レンズ群とを有する前群と、前群側に負レン
ズ成分を持つ接合レンズ成分と、正レンズ成分とを持つ
後群とを有する。そして、第１レンズ群と第２レンズ群
との間の光路中には、空間像が形成されるように構成さ
れる。

【０００７】

【作用】上述の構成の如き本発明では、前群を正・負・
正の屈折力配置としているため、前群の前側主点と後側
主点との主点間隔を負とする、すなわち、前側主点を後
側主点の像側に位置させることが可能となる。これによ
り、全長の短縮化を図ることが可能となる。

【０００８】また、本発明では、第１レンズ群が所謂フ
ィールドレンズの作用を果たす構成としているため、再
結像光学系自体の大口径化を招かない利点がある。さら
に、本発明では、負レンズ成分が前群側になるように後
群中の接合レンズ成分を配置しているため、後群の後側
主点を２次像側へ位置させることができ、ある程度のバ
ックフォーカスを得ることができる利点もある。

【０００９】上述の構成に加えて、本発明による再結像
光学系は、以下の条件（１）を満足することが望まし
い。

【００１０】

【数１】０．３ ≦ ｆ₁₁／ｆ₁ ≦ ０．８５ …（１）但し、ｆ₁：前群の合成焦点距離、ｆ₁₁：第１レンズ群
の焦点距離、である。

【００１１】条件（１）は、全長の短縮化を図るため
に、前群の合成焦点距離に対する第１レンズ群の焦点距
離の最適な範囲を規定するものである。ここで、条件
（１）の下限を越える場合には、再結像光学系の射出瞳
位置が前側（光の入射側）になり、前群と後群との群間
隔を短縮することができるが、ディストーションやコマ
収差の発生を招くため好ましくない。また、条件（１）
の上限を越える場合には、前群と後群との群間隔が広が
り、全長の短縮化を図れないため好ましくない。

【００１２】なお、諸収差の発生を抑えつつ全長の短縮
化を図るためには、条件（１）の下限を０．４とするこ
とが好ましく、条件（１）の上限を０．７とすることが
好ましい。ここで、さらに諸収差を抑えるためには下限
を０．５とすることが望ましく、さらなる全長の短縮化
を図るためには上限を０．６５とすることが望ましい。

【００１３】また、本発明においては、全長の短縮化を
図るために、前群の合成焦点距離を短くする構成とする
ことが好ましいが、このときには、ペッツバール和が増
大する傾向にある。そこで、本発明による再結像光学系
は、前群の合成焦点距離をｆ ₁、第２レンズ群中の負レ
ンズ成分の２次像側のレンズ面の曲率半径をｒ_aとする
とき、以下の条件（２）を満足することが望ましい。

【００１４】

【数２】０．０７ ≦｜ｒ_a｜／ｆ₁≦ ０．５５ …（２）条件（２）は、ペッツバール和の補正に関するものであ
る。ここで、条件（２）の上限を越える場合には、ペッ
ツバール和を補正しきれず、像面湾曲が発生するため好
ましくない。また、条件（２）の上限を越える場合に
は、ペッツバール和は補正されるものの、その他の収
差、特にコマ収差が発生するため好ましくない。

【００１５】ここで、諸収差を補正して良好な結像性能
を得るためには、条件（２）の下限を０．１とすること
が好ましく、上限を０．４とすることが好ましい。尚、
さらに良好な結像性能を達成するためには、条件（２）
の下限を０．１３とすることが望ましく、上限を０．２
５とすることが望ましい。本発明による再結像光学系で
は、正・負・正の屈折力配置の前群における第２レンズ
群と第３レンズ群との群間隔を短く構成することが好ま
しい。これにより、前群の主点間隔をより負とすること
ができ、全長の短縮を図ることができる。このとき、上
記群間隔は、以下の条件（３）を満足することが好まし
い。

【００１６】

【数３】０ ≦ Ｄ／ｆ₁ ≦ ０．２５ …（３）但し、ｆ₁：前群の合成焦点距離、Ｄ：第２レンズ群
と第３レンズ群との群間隔、である。

【００１７】ここで、条件（３）の下限を越える場合に
は、第２レンズ群と第３レンズ群とが干渉するため好ま
しくなく、条件（３）の上限を越える場合には、前群の
後側主点が２次像側へ向かい、再結像光学系の全長が長
くなるため好ましくない。なお、第２レンズ群と第３レ
ンズ群とを保持する鏡筒の機構の簡略化を考慮すると、
条件（３）の下限を０．０５することが望ましく、特に
ディストーションを補正するためには、条件（３）の下
限を０．１とすることが好ましい。また、全長の短縮化
を図るためには、条件（３）の上限を０．１８とするこ
とが好ましく、さらなる短縮化を図るためには、上限を
０．１５とすることが望ましい。

【００１８】また、本発明による再結像光学系において
は、後群の合成焦点距離をｆ₂、後群中の接合レンズ成
分の接合面の曲率半径をｒ_bとするとき、以下の条件
（４）を満足することが好ましい。

【００１９】

【数４】０．１７ ≦｜ｒ_b｜／ｆ₂≦ ０．９５ …（４）条件（４）は、特に色収差及びコマ収差の補正をするた
めに、後群中の接合レンズ成分の接合面の曲率半径の最
適な範囲を規定するものである。条件（４）の下限を越
える場合には、色収差が過剰補正状態となるため好まし
くない。また、条件（４）の上限を越える場合には、コ
マ収差、特に上コマ収差の悪化を招くため好ましくな
い。

【００２０】なお、良好に色収差補正を行なうために
は、条件（４）の下限を０．３とすることが好ましく、
良好にコマ収差補正を行なうためには、条件（４）の上
限を０．８とすることが好ましい。そして、さらに良好
なる色収差補正を達成するためには、条件（４）の下限
を０．４とすることが好ましく、さらにコマ収差を良好
に補正するためには、条件（４）の上限を０．６５とす
ることが好ましい。

【００２１】本発明においては、後群中の正レンズ成分
の焦点距離をｆ₂₂、後群の合成焦点距離をｆ₂とすると
き、以下の条件（５）を満足するように構成されること
が好ましい。

【００２２】

【数５】０．６５ ≦ ｆ₂₂／ｆ₂ ≦ １．８ …（５）ここで、条件（５）の下限を越える場合には、後群の屈
折力に対する正レンズ成分の屈折力が強くなり、特にデ
ィストーションが発生するため好ましくない。また、条
件（５）の上限を越える場合には、後群の後側主点が前
側に位置し、バックフォーカスが短くなりすぎるため好
ましくない。

【００２３】なお、諸収差を良好に補正するためには、
条件（５）の下限を０．７８とすることが好ましく、特
にディストーションを良好に補正するためには、条件
（５）の下限を０．９とすることが好ましい。また、所
定のバックフォーカスを維持するためには、条件（５）
の上限を１．６とすることが好ましい。

【００２４】

【実施例】以下、図面を参照して本発明による実施例を
説明する。〔第１実施例〕図１は、本発明による第１実施例のレン
ズ構成図であり、図１において、第１実施例による再結
像光学系は、対物光学系側から順に、前群Ｇ₁と、後群
Ｇ₂とから構成される。そして、対物光学系を介した物
体からの光は、前群Ｇ₁中に１次像Ｉ₁を形成する。こ
の１次像Ｉ₁からの光は、前群Ｇ₁と後群Ｇ₂とを介し
た後、１次像Ｉ₁に所定の倍率をかけた２次像Ｉ₂を形
成する。

【００２５】そして、前群Ｇ₁は、対物光学系側から順
に、対物光学系側に凸面を向けた平凸形状の正レンズ成
分Ｌ₁と、２次像Ｉ₂側に強い凹面を向けた両凹形状の
負レンズ成分Ｌ₂と、２次像Ｉ₂側に強い凸面を向けた
両凸形状の正レンズ成分Ｌ₃とを有する。また、後群Ｇ
₂は、対物光学系側から順に、対物光学系側に凸面を向
けたメニスカス形状の負レンズ成分Ｌ₄と対物光学系側
に強い凸面を向けた両凸形状の正レンズ成分Ｌ₅とから
なる接合レンズ成分と、対物光学系側に強い凸面を向け
た両凸形状の正レンズ成分Ｌ₆とを有する。

【００２６】本実施例においては、図２に示す如く、前
群Ｇ₁の射出瞳位置Ｐ₁と後群Ｇ₂の前側焦点位置Ｆ₂
とを一致させるように構成している。従って、図中一点
鎖線にて示される対物光学系の射出瞳位置Ｐ₀を通過す
る主光線は、前群Ｇ₁の射出瞳位置Ｐ₁にて光軸と交わ
り、後群Ｇ₂を経た後、光軸と平行となって射出され
る。このとき、後群Ｇ₂の射出瞳位置Ｐ₂は無限遠方に
なり、２次像Ｉ₂側がテレセントリックとなる。

【００２７】また、本実施例では、図１に示す如く前群
Ｇ₁が正・負・正の屈折力配置であるため、図２に示す
如く、前群Ｇ₁の前側主点Ｈ₁が２次像Ｉ₂側に位置
し、かつ後側主点Ｈ₁'が対物光学系側に位置する構成と
なっている。これにより、前群Ｇ₁の全長の短縮を図る
ことができる。さらに、本実施例では、後群Ｇ₂の接合
レンズ成分Ｌ₄，Ｌ₅を負・正の屈折力配置としてお
り、接合レンズ成分に続く正レンズ成分Ｌ₆の屈折力を
比較的強く構成しているため、後群Ｇ₂の後側主点Ｈ₂'
を２次像側に位置させることができる。これにより、バ
ックフォーカスを長くでき、マウント面Ｍと２次像Ｉ₂
との間隔であるフランジバックＦＢを確保できる。

【００２８】以下、第１実施例の諸元の値を表１に掲げ
る。表１中において、ｆは全系の焦点距離、βは倍率、
NAは開口数N.A.を表す。また、各表における左端の数字
は物体側からの順序を表し、ｒはレンズ面の曲率半径、
ｄはレンズ面間隔、ｎ_dはｄ線（λ＝587.6nm ）に対す
る屈折率、ν_dはｄ線におけるアッベ数をそれぞれ表
す。なお、表１中において、ｄ₀は１次像Ｉ₁から正レ
ンズ成分Ｌ₁までの距離を表し、Ｙは、２次像Ｉ₂の像
高を表す。

【００２９】

【表１】〔第１実施例〕ｆ＝ -105, β＝ -0.6, NA＝ 0.04 d₀＝ -14, Ｙ＝ 5.5 NO. ｒｄｎ_d ν_d 1 25.2 4.0 1.78797 47.5 Ｌ₁ 2 0.0 20.0 3 -281.0 2.0 1.75520 27.6 Ｌ₂ 4 8.7 7.0 5 75.3 5.0 1.74810 52.3 Ｌ₃ 6 -13.4 43.5 7 442.3 2.0 1.78470 26.1 Ｌ₄ 8 14.7 9.0 1.51454 61.1 Ｌ₅ 9 -59.1 0.5 10 26.7 5.5 1.69680 55.6 Ｌ₆ 11 -61.7 30.8

【００３０】図３に第１実施例による再結像光学系の諸
収差を示す。ここで、諸収差図中の球面収差図において
は、破線にて正弦条件を併せて示す。また、非点収差図
においては、破線はメリジオナル像面を表し、実線はサ
ジタル像面を表す。そして、コマ収差図は、像高が１０
割のものと７割のものとを示している。なお、上述の諸
収差図は、対物光学系の仮想的な射出瞳からの光線に基
づいて光線追跡を行なった場合のものである。

【００３１】図３に示す如く、本実施例による再結像光
学系は、全長が短く少ないレンズ構成でありながら、優
れた結像性能を有していることが分かる。〔第２実施例〕次に、図４を参照して本発明による第２
実施例につき説明する。図４は、第２実施例による再結
像光学系のレンズ構成図である。

【００３２】図４において、第２実施例による再結像光
学系は、対物光学系側から順に前群Ｇ₁と後群Ｇ₂とを
有する。ここで、前群Ｇ₁は、前述の第１実施例の同様
の構成を有するため、ここでは説明を省略する。後群Ｇ
₂は、対物光学系側から順に、２次像Ｉ₂側に強い凹面
を向けた両凹形状の負レンズ成分Ｌ₄と対物光学系側に
強い凸面を向けた両凸形状の正レンズ成分Ｌ₅とからな
る接合レンズ成分と、対物光学系側に凸面を向けたメニ
スカス形状の正レンズ成分Ｌ₆とを有する。なお、本実
施例においても、後群Ｇ₂の前側焦点位置が前群Ｇ₁の
射出瞳位置と合致するように構成されており、２次像側
テレセントリックが達成されている。

【００３３】以下、第２実施例の諸元の値を表２に掲げ
る。表２中において、ｆは全系の焦点距離、βは倍率、
NAは開口数N.A.を表す。また、各表における左端の数字
は物体側からの順序を表し、ｒはレンズ面の曲率半径、
ｄはレンズ面間隔、ｎ_dはｄ線（λ＝587.6nm ）に対す
る屈折率、ν_dはｄ線におけるアッベ数をそれぞれ表
す。なお、表２中において、ｄ₀は１次像Ｉ₁から正レ
ンズ成分Ｌ₁までの距離を表し、Ｙは、２次像Ｉ₂の像
高を表す。

【００３４】

【表２】〔第２実施例〕ｆ＝ -86, β＝ -0.45, NA ＝ 0.04 d₀＝ -14, Ｙ＝ 4.3 NO. ｒｄｎ_d ν_d 1 25.2 4.0 1.78797 47.5 Ｌ₁ 2 0.0 20.0 3 -281.0 2.0 1.75520 27.6 Ｌ₂ 4 8.7 7.0 5 75.3 5.0 1.74810 52.3 Ｌ₃ 6 -13.4 38.0 7 -182.8 2.0 1.78470 26.1 Ｌ₄ 8 14.1 8.0 1.62280 57.0 Ｌ₅ 9 -29.2 0.5 10 18.6 5.0 1.71300 53.9 Ｌ₆ 11 160.8 21.1 図５に第２実施例による再結像光学系の諸収差を示す。
ここで、諸収差図中の球面収差図においては、破線にて
正弦条件を併せて示す。また、非点収差図においては、
破線はメリジオナル像面を表し、実線はサジタル像面を
表す。そして、コマ収差図は、像高が１０割のものと７
割のものとを示している。なお、上述の諸収差図は、対
物光学系の仮想的な射出瞳からの光線に基づいて光線追
跡を行なった場合のものである。

【００３５】図５に示す如く、本実施例による再結像光
学系は、全長が短く少ないレンズ構成でありながら、優
れた結像性能を有していることが分かる。なお、上述の
第１及び第２実施例においては、２次像側テレセントリ
ックが達成されている。しかしながら、例えば撮像素子
が単板の場合には、完全なる像側テレセントリックが要
求されないため、この場合には、２次像Ｉ₂側をテレセ
ントリックにする必然性は少ない。

【００３６】また、第１及び第２実施例から分かるよう
に、後群Ｇ₂の構成を変えることにより再結像倍率を変
えることができる。これにより、例えば撮像素子のサイ
ズ変更による再結像倍率の変更の際においても、後群Ｇ
₂を取り替えるだけで良いという利点がある。尚、第１
実施例による後群Ｇ₂と第２実施例による後群Ｇ₂とを
交換可能に設け、再結像倍率を可変とする構成を取って
も良い。〔第３実施例〕次に、図６を参照して本発明による第３
実施例を説明する。図６は、第３実施例による再結像光
学系のレンズ構成図である。第３実施例による再結像光
学系は、２次像Ｉ₂側に色分解プリズムＰを設けた例で
あり、３板カメラによるカラー撮影に対応している。こ
の色分解プリズムＰは、図７に示す如く、再結像光学系
１０とＣＣＤ等からなる撮像素子１１_B，１１_G，１１
_Rとの間の光路中に配置され、３つのプリズムブロック
Ｐ_B，Ｐ_G，Ｐ_Rから構成されている。ここで、プリズ
ムブロックＰ_BとプリズムブロックＰ_Gとの接合面に
は、青色光を反射するダイクロイック層ＤＭ_Bが設けら
れており、プリズムブロックＰ_GとプリズムブロックＰ
_Rとの接合面には、赤色光を反射し緑色光を透過するダ
イクロイック層ＤＭ_Rが設けられている。また、各プリ
ズムブロックＰ_B, Ｐ_G，Ｐ_Rと各撮像素子１１_B，１
１_G，１１_Rとの間の光路中には、撮像素子上でのモア
レ等を防止するためのトリミングフィルター１２_B，１
２_G，１２_Rが設けられている。

【００３７】さて、図６に戻って、第３実施例による再
結像光学系は、対物光学系側から順に、前群Ｇ₁と後群
Ｇ₂と色分解プリズムＰとから構成される。なお、図６
では、色分解プリズムＰは、展開した状態を示してい
る。図６において、前群Ｇ₁は、対物光学系側から順
に、対物光学系側に凸面を向けた平凸形状の正レンズ成
分Ｌ₁と、２次像Ｉ₂側に強い凹面を向けた両凹形状の
負レンズ成分Ｌ₂と、２次像Ｉ₂側に強い凸面を向けた
両凸形状の正レンズ成分Ｌ₃とを有する。後群Ｇ₂は、
対物光学系側から順に、２次像側に強い凹面を向けた両
凹形状の負レンズ成分Ｌ₄と対物光学系側に強い凸面を
向けた両凸形状の正レンズ成分Ｌ₅とからなる接合レン
ズ成分と、対物光学系側に凸面を向けたメニスカス形状
の正レンズ成分Ｌ₆とを有する。

【００３８】本実施例においても、前群Ｇ₁の射出瞳位
置と後群Ｇ₂の前側焦点位置とを合致させており、これ
より、２次像Ｉ₂側テレセントリックが達成されてい
る。また、本実施例においては、前群Ｇ₁から後群Ｇ₂
へ向かう光線がやや発散光束となるように構成してい
る。これにより、前群Ｇ₁と後群Ｇ₂との群間隔を短く
することができ、全長の短縮化を図ることが可能となっ
ている。

【００３９】以下、第３実施例の諸元の値を表３に掲げ
る。表３中において、ｆは全系の焦点距離、βは倍率、
NAは開口数N.A.を表す。また、各表における左端の数字
は物体側からの順序を表し、ｒはレンズ面の曲率半径、
ｄはレンズ面間隔、ｎ_dはｄ線（λ＝587.6nm ）に対す
る屈折率、ν_dはｄ線におけるアッベ数をそれぞれ表
す。なお、表３中において、ｄ₀は１次像Ｉ₁から正レ
ンズ成分Ｌ₁までの距離を表し、Ｙは、２次像Ｉ₂の像
高を表す。なお、表３中においては、バックフォーカス
は、色分解プリズムＰの光路長の分を空気換算した値を
示しており、色分解プリズムＰは、後述の表５に示す諸
元のものを適用している。

【００４０】

【表３】〔第３実施例〕ｆ＝ -922, β＝ -0.6, NA＝ 0.03 d₀＝ -14, Ｙ＝ 5.5 NO. ｒｄｎ_d ν_d 1 29.5 4.0 1.78797 47.5 Ｌ₁ 2 0.0 26.0 3 -50.8 2.0 1.74950 35.2 Ｌ₂ 4 13.0 7.0 5 93.3 5.0 1.74400 45.0 Ｌ₃ 6 -17.3 38.3 7 -197.0 2.0 1.75520 27.6 Ｌ₄ 8 20.5 8.0 1.62280 57.0 Ｌ₅ 9 -35.9 0.5 10 35.3 5.0 1.71300 53.9 Ｌ₆ 11 313.5 44.3 図８に第３実施例による再結像光学系の諸収差を示す。
ここで、諸収差図中の球面収差図においては、破線にて
正弦条件を併せて示す。また、非点収差図においては、
破線はメリジオナル像面を表し、実線はサジタル像面を
表す。そして、コマ収差図は、像高が１０割のものと７
割のものとを示している。なお、上述の諸収差図は、対
物光学系の仮想的な射出瞳からの光線に基づいて、光線
追跡を行なった場合のものであり、後述の表５に示す色
分解プリズムを再結像光学系と２次像Ｉ₂との間の光路
中に挿入した場合のものである。

【００４１】図８に示す如く、本実施例による再結像光
学系は、全長が短く少ないレンズ構成でありながら、優
れた結像性能を有しており、色分解プリズムを設けるこ
とが可能なバックフォーカスが維持されていることが分
かる。〔第４実施例〕次に、図９を参照して本発明による第４
実施例を説明する。図９は、第４実施例による再結像光
学系のレンズ構成図である。なお、第４実施例のレンズ
構成は、図６の第３実施例と同様のレンズ構成であるた
め、ここでは説明を省略する。

【００４２】以下、第４実施例の諸元の値を表４に掲げ
る。表４中において、ｆは全系の焦点距離、βは倍率、
NAは開口数N.A.を表す。また、各表における左端の数字
は物体側からの順序を表し、ｒはレンズ面の曲率半径、
ｄはレンズ面間隔、ｎ_dはｄ線（λ＝587.6nm ）に対す
る屈折率、ν_dはｄ線におけるアッベ数をそれぞれ表
す。なお、表４中において、ｄ₀は１次像Ｉ₁から正レ
ンズ成分Ｌ₁までの距離を表し、Ｙは、２次像Ｉ₂の像
高を表す。なお、表４中においては、バックフォーカス
は色分解プリズムＰの光路長の分を空気換算した値を示
しており、色分解プリズムＰは、後述の表５に示す諸元
のものを適用している。

【００４３】

【表４】〔第４実施例〕ｆ＝ -235, β＝ -0.6, NA＝ 0.03 d₀＝ -14, Ｙ＝ 5.5 NO. ｒｄｎ_d ν_d 1 28.7 4.0 1.78797 47.5 Ｌ₁ 2 0.0 26.0 3 -33.5 2.0 1.74000 28.2 Ｌ₂ 4 9.0 7.0 5 67.0 5.0 1.74810 52.3 Ｌ₃ 6 -14.1 51.8 7 -138.6 2.0 1.75692 31.6 Ｌ₄ 8 16.8 8.0 1.62041 60.1 Ｌ₅ 9 -45.0 0.5 10 26.1 5.0 1.71300 53.9 Ｌ₆ 11 129.7 39.4 図１０に第３実施例による再結像光学系の諸収差を示
す。ここで、諸収差図中の球面収差図においては、破線
にて正弦条件を併せて示す。また、非点収差図において
は、破線はメリジオナル像面を表し、実線はサジタル像
面を表す。そして、コマ収差図は、像高が１０割のもの
と７割のものとを示している。なお、上述の諸収差図
は、対物光学系の仮想的な射出瞳からの光線に基づい
て、光線追跡を行なった場合のものであり、後述の表５
に示す色分解プリズムを再結像光学系と２次像Ｉ₂との
間の光路中に挿入した場合のものである。

【００４４】図１０に示す如く、第４実施例による再結
像光学系は、全長が短く少ないレンズ構成でありなが
ら、優れた結像性能を有しており、色分解プリズムを設
けることができるだけのバックフォーカスが維持されて
いることが分かる。なお、第４実施例による再結像光学
系においては、前群Ｇ₁と後群Ｇ₂との間が平行光束と
なるように構成されている。これにより、例えば撮像素
子のサイズ変更により再結像倍率を変更する場合におい
ても、全系を新たに光学設計するのではなく、前群Ｇ₁
あるいは後群Ｇ₂のみを設計しなおせば良いという利点
がある。

【００４５】上記第３及び第４実施例における色分解プ
リズムＰの諸元を以下の表５に示す。

【００４６】

【表５】 NO. ｒｄｎ_d ν_d 1 0.0 30.0 1.60342 38.0 2 0.0 16.2 1.51680 64.1 3 0.0 表５に示される色分解プリズムＰは、再結像光学系にお
ける最も２次像側のレンズ面から２次像面Ｉ₂までの光
路中のどの場所に配置しても光学的には変わらないもの
である。

【００４７】次に、上述の各実施例による条件対応数値
を表６に示す。

【００４８】

【表６】〔条件対応数値〕第１実施例第２実施例第３実施例第４実施例（１）０．６４０．６４０．６２０．５５（２）０．１７０．１７０．２２０．１４（３）０．１４０．１４０．１２０．１１（４）０．４９０．６３０．５５０．４２（５）０．９１１．３０１．５０１．１３このように、本発明による各実施例は、上記条件式
（１）〜（５）を満足するように構成されている。

【００４９】なお、上述の各実施例においては、対物光
学系による空間像Ｉ₁よりも対物光学系側に正レンズ成
分Ｌ₁が設けられている。これにより、再結像光学系全
体の全長短縮を図れるのみならず、防塵の効果をも有す
る。

【００５０】

【発明の効果】このように、本発明によれば、全長が短
く、比較的簡素な構成でありながら、優れた光学性能を
有する再結像光学系を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による第１実施例のレンズ構成図であ
る。

【図２】本発明による実施例の原理図である。

【図３】本発明による第１実施例の諸収差図である。

【図４】本発明による第２実施例のレンズ構成図であ
る。

【図５】本発明による第２実施例の諸収差図である。

【図６】本発明による第３実施例のレンズ構成図であ
る。

【図７】本実施例による実施例に適用される色分解プリ
ズムの構成を示す図である。

【図８】本発明による第３実施例の諸収差図である。

【図９】本発明による第４実施例のレンズ構成図であ
る。

【図１０】本発明による第４実施例の諸収差図である。

【符号の説明】

Ｇ₁… 前群、Ｇ₂… 後群、Ｉ₁… １次像（空間像）、Ｉ₂… ２次像、Ｐ … 色分解プリズム、

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】空間像を形成する対物光学系の前記空間像
側に配置され、所定の倍率のもとで前記空間像の２次像
を形成する再結像光学系において、前記対物光学系側から順に、正レンズ成分を持つ第１レ
ンズ群と、前記２次像側に強い凹面を向けた両凹形状の
負レンズ成分を持つ第２レンズ群と、正レンズ成分を持
つ第３レンズ群とを有する前群と、該前群側に負レンズ成分を持つ接合レンズ成分と、正レ
ンズ成分とを持つ後群とを有し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間の光路中に
は、前記空間像が形成され、以下の条件を満足すること
を特徴とする再結像光学系。０．３ ≦ ｆ ₁₁ ／ｆ ₁ ≦ ０．８５０．０７≦｜ｒ _a ｜／ｆ ₁ ≦ ０．５５０ ≦ Ｄ／ｆ ₁ ≦ ０．２５但し、ｆ ₁ ：前記前群の合成焦点距離、ｆ ₁₁ ：前記第１レンズ群の焦点距離、ｒ _a ：前記第２レンズ群中の前記負レンズ成分の前記２
次像側のレンズ面の曲率半径、Ｄ：前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との群間
隔、である。
【請求項２】空間像を形成する対物光学系の前記空間像
側に配置され、所定の倍率のもとで前記空間像の２次像
を形成する再結像光学系において、前記対物光学系側から順に、正レンズ成分を持つ第１レ
ンズ群と、前記２次像側に強い凹面を向けた両凹形状の
負レンズ成分を持つ第２レンズ群と、正レンズ成分を持
つ第３レンズ群とを有する前群と、該前群側に負レンズ成分を持つ接合レンズ成分と、正レ
ンズ成分とを持つ後群とを有し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間の光路中に
は、前記空間像が形成され、以下の条件を満足すること
を特徴とする再結像光学系。０．１７≦｜ｒ _b ｜／ｆ ₂ ≦ ０．９５０．６５≦ ｆ ₂₂ ／ｆ ₂ ≦ １．８但し、ｆ ₂ ：前記後群の合成焦点距離、ｆ ₂₂ ：前記後群中の前記正レンズ成分の焦点距離、ｒ _b ：前記後群中の前記接合レンズ成分の接合面の曲率
半径、である。