JPH05119265A - 顕微鏡写真撮影レンズ - Google Patents

顕微鏡写真撮影レンズ

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JPH05119265A
JPH05119265A JP3281224A JP28122491A JPH05119265A JP H05119265 A JPH05119265 A JP H05119265A JP 3281224 A JP3281224 A JP 3281224A JP 28122491 A JP28122491 A JP 28122491A JP H05119265 A JPH05119265 A JP H05119265A
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鈴木敏信
Yasushi Fujimoto
靖 藤本
Asako Yokoya
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 対物レンズ、接眼レンズそれぞれ独立に像面
湾曲を補正する方式の顕微鏡に用いる諸収差が良好に補
正された写真撮影レンズ。 【構成】 対物レンズ側に凸面を向けたメニスカス形状
の第1レンズ群G1と、中間像位置を介して、対物レン
ズ側に凹面を向けたメニスカス形状の第2レンズ群G2
と、正屈折力の第3レンズ群G3とからなり、 (1)−0.3<FB /D<0.5 (2)0.1<dII/D<0.3 を満足する。ただし、FB は全系のバックフォーカス、
IIは第2レンズ群G2の総肉厚、Dは第1レンズ群G
1の第1面から第3レンズ群G3の最終面までの全長で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、顕微鏡の対物レンズに
よって形成された物体像をフィルム面上に再結像させて
写真撮影を行う顕微鏡写真撮影レンズに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】顕微鏡写真撮影レンズの従来技術として
は、まず、特公昭57−15366号と特公昭61−2
5127号のものが本出願人によって提案されている。
レンズ系の構成としては、物体側から、正の第1群レン
ズ、中間像位置を介して、正の第2群レンズ、負の第3
群レンズ、正の第4群レンズからなる。
【0003】また、特公昭61−61364号のものに
おいては、対物像の後に、正の第1群レンズ、大きな空
気間隔を置いて、正の第2群レンズ、負の第3群レン
ズ、正の第4群レンズからなる写真撮影レンズが提案さ
れている。
【0004】さらに、本発明のものと構成の近い従来技
術として、特公昭47−15257号のものがある。レ
ンズ構成としては、物体側から、正の第1群レンズ、中
間像位置を介して、物体側に凹面を向けたメニスカス形
状の第2群レンズ、正の第3群レンズ、像側に凹面を向
けたメニスカス形状の第4群レンズからなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術において、まず、特公昭57−15366号と特
公昭61−25127号のものは、歪曲収差と像面湾曲
が大きい。特に、歪曲収差が大きいと、IC等の規則正
しいパターンの写真を撮る時、直線が歪んで直線として
写らないという問題がある。また、特公昭61−613
64号のものは、非点収差が大きいことが問題となる。
さらに、特公昭47−15257号のものにおいては、
開口数(NA)が小さいにもかかわらず、球面収差や軸
上の色収差、コマ収差が大きく、像面湾曲が大きいのも
欠点である。
【0006】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、対物レンズ、接眼レンズそれ
ぞれ独立に像面湾曲を補正する方式の顕微鏡に用いる写
真撮影レンズにおいて、像面湾曲、非点収差、歪曲収
差、コマ収差等の諸収差が極めて良好に補正されたレン
ズを提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の顕微鏡写真撮影レンズは、物体側から順に、対物レ
ンズ側に凸面を向けたメニスカス形状の第1レンズ群
と、中間像位置を介して、対物レンズ側に凹面を向けた
メニスカス形状の第2レンズ群と、正屈折力の第3レン
ズ群とからなり、次の各条件を満足することを特徴とす
るものである。
【0008】(1)−0.3<FB /D<0.5 (2)0.1<dII/D<0.3 ただし、FB は全系のバックフォーカス(第3レンズ群
の最終面から後側焦点までの距離)、dIIは第2レンズ
群の総肉厚、Dは第1レンズ群の第1面から第3レンズ
群の最終面までの全長である。
【0009】
【作用】以下、上記構成を採用した理由と作用について
説明する。まず、広視野の顕微鏡写真を得るために、対
物レンズによる像ができる位置より対物レンズ側に視野
レンズの第1レンズ群を配置して、光束を適当な大きさ
に絞るようにする。絞られた光束は、中間像位置で一度
集光して、その後再度広がりながら第2レンズ群に入射
する。第2レンズ群として、対物レンズ側に凹面を向け
たメニスカスレンズを配置することによって、光束に負
の屈折力を与える。第2レンズ群の総肉厚を適当な値に
することによって、像面湾曲や非点収差、コマ収差等に
関係するペッツバール和を小さくすることができる。
【0010】さらに、全系の後側焦点位置を、第3レン
ズ群の最終面近辺、又は、最終面よりもフィルム面側に
位置させるようなパワー配置にすることによって、特に
軸外光束は、第2レンズ群、第3レンズ群を通して、レ
ンズの有効径の主に片側半分のみを通過するようにな
る。このようにすることによって、ペッツバール和を小
さくしたまま、コマ収差の対称性を良好に保つことがで
きる。図1に、本発明の1実施例におけつ光束の屈折の
様子を示してあるが、第2レンズ群G2に入射する軸外
光束の中、光線高の大きいほうの従属光線をU、光線高
の小さいほうの従属光線をLとすると、Uは第2レンズ
群G2のr5 面で負の屈折作用を受け、r6 面で正の屈
折作用を受けて打ち消し合っている。一方、Lは、第
2、第3レンズ群G2、G3を通して、レンズのほぼ中
心付近を通っているため、あまり大きな屈折作用を受け
ることがなく、収差発生も少ない。このようにして、コ
マ収差の対称性が、良好に確保されて、光束はフィルム
面に結像する。
【0011】ところで、従来技術の特公昭47−152
57号のものでは、全系の後側焦点位置が、第1群レン
ズと第2群レンズの間にあるため、前述のような軸外収
差補正ができない。第2群レンズ以降において、軸外光
束は、レンズの有効径全体を通っているため、コマ収差
の対称性をとるのが極めて困難である。
【0012】上記条件(1)は、前述のように、全系の
後側焦点位置を第3レンズ群の最終面近辺、又は、最終
面よりもフィルム面側に位置させるためのものである。
この条件の上限、下限のどちらを越えても、コマ収差の
対称性をとるのが困難となってしまう。
【0013】上記条件(2)は、第2レンス群の総肉厚
を規定するものであり、この範囲内にあれば、像面湾
曲、非点収差、コマ収差等を良好に補正することができ
る。この条件(2)の上限を越えると、総肉厚が厚くな
って、ペッツバール和は小さくすることができるが、コ
マ収差が悪化してしまう。その下限を越えると、総肉厚
が薄くなって、ペッツバール和が大きくなってしまい、
像面湾曲、非点収差等が悪化してしまう。
【0014】その他に、次の3つの条件を満足するよう
にすると、一層良好に収差補正が可能となる。 (3)0.5<f1 /f<3 (4)dI-II/D<0.6 (5)1.5<|f2 /f| ただし、f1 、f2 、fはそれぞれ第1レンズ群、第2
レンズ群、全系の焦点距離、dI-IIは第1レンズ群と第
2レンズ群の間の空気間隔である。
【0015】上記条件(3)は、第1レンズ群の屈折力
を規定するものであり、第2レンズ群に入射する軸外光
束が第2レンズ群の有効径の主に片側部分を占めるよう
にする働きがある。その下限を越えると、第1レンズ群
の屈折力が大きくなりすぎて、第2レンズ群の有効径全
体を使ってしまうことになり、コマ収差の対称性が悪く
なる。また、その上限を越えると、第1レンズ群の屈折
力が小さくなりすぎて、第2レンズ群に入射する光束の
光線高が大きくなり、ペッツバール和を小さくする第2
レンズ群の働きを有効に使えなくなってしまう。
【0016】上記条件(4)は、第1レンズ群と第2レ
ンズ群の間の空気間隔の大きさを規定するものである。
その条件の上限を越えると、この空気間隔が大きくなっ
てしまい、軸外光束が大きく広がって第2レンズ群に入
射することになり、コマ収差の対称性が悪化してしま
う。
【0017】また、上記条件(5)は、第2レンズ群の
屈折力を規定するものである。第2レンズ群は、メニス
カス形状をとることによってペッツバール和を小さくす
る、いわゆるフィールドフラットナーの働きがある。ペ
ッツバール和は総肉厚が関係しており、屈折力は小さい
ほうが望ましい。この条件の下限を越えると、屈折力が
大きくなってしまい、全体の収差補正が難しくなる。特
に、球面収差やコマ収差の対称性が悪化してしまう。
【0018】
【実施例】次に、本発明の顕微鏡写真撮影レンズの実施
例1〜3について説明する。レンズデータは後記する
が、実施例1〜3のレンズ配置と光路を示す断面図をそ
れぞれ図1〜図3に示す。
【0019】実施例1においては、第1群G1は、両凸
レンズと両凹レンズの接合レンズ1枚からなり、中間像
位置を介して、第2群G2は、対物レンズ側に凹面を向
けた負メニスカスレンズ1枚からなり、第3群G3は、
対物レンズ側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸
レンズの接合レンズ1枚からなる。
【0020】実施例2においては、第1群G1は、対物
レンズ側に凸面を向けた凸平レンズと平凹レンズの接合
レンズ1枚からなり、中間像位置を介して、第2群G2
は、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズ1枚からな
り、第3群G3は、対物レンズ側に凸面を向けた負メニ
スカスレンズと両凸レンズの接合レンズ1枚からなる。
【0021】実施例3においては、第1群G1は、対物
レンズ側に凸面を向けた凸平レンズと平凹レンズの接合
レンズ1枚からなり、中間像位置を介して、第2群G2
は、対物レンズ側に凹面を向けた凹平レンズと平凸レン
ズの接合レンズ1枚からなり、第3群G3は、対物レン
ズ側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズの
接合レンズ1枚からなる。
【0022】以下に各実施例のレンズデータを示すが、
記号は、上記の外、βは倍率、NAは開口数、IHは像
高、OBは第1面から測った物点位置、EPは第1面か
ら測った入射瞳位置、r1 、r2 …は対物レンズ側から
順に示した各レンズ面の曲率半径、d1 、d2 …は対物
レンズ側から順に示した各レンズ面間の間隔、nd1、n
d2…は対物レンズ側から順に示した各レンズのd線の屈
折率、νd1、νd2…は対物レンズ側から順に示した各レ
ンズのアッベ数である。
【0023】実施例1 β= 2× ,NA=0.04 ,IH=22 ,OB=31.83
,EP=-375 r1 = 22.9107 d1 = 9.5000 nd1 =
1.75500 νd1 =52.33 r2 = -58.7388 d2 = 4.3000 nd2 =
1.84666 νd2 =23.78 r3 = 58.7388 d3 = 8.8400 r4 = ∞(中間像位置)d4 =21.3100 r5 = -7.1712 d5 = 7.5500 nd3 =
1.78590 νd3 =44.18 r6 = -11.4702 d6 = 1.0000 r7 = 19.2384 d7 = 2.0000 nd4 =
1.71736 νd5 =29.51 r8 = 10.2641 d8 = 5.5000 nd5 =
1.48749 νd6 =70.20 r9 = -28.1770 f =66.07 D =60 FB =-0.32 f1 =47.87 f2 =-107.18 dII =7.55 dI-II=30.15 FB /D =-0.005 dII/D = 0.126 f1 /f = 0.72 dI-II/D = 0.5 |f2 /f|= 1.62
【0024】実施例2 β= 2.5×,NA=0.04 ,IH=25 ,OB=22.97
,EP=-372.61 r1 = 21.4896 d1 = 6.0000 nd1 =
1.67790 νd1 =55.33 r2 = ∞ d2 = 3.8000 nd2 =
1.80518 νd2 =25.43 r3 = 61.4897 d3 =8.8400 r4 = ∞(中間像位置)d4 =19.5700 r5 = -7.8441 d5 = 3.8000 nd3 =
1.50847 νd3 =60.83 r6 = 16.1113 d6 = 6.5000 nd4 =
1.76200 νd4 =40.10 r7 = -21.8514 d7 = 0.5000 r8 = 18.5903 d8 = 1.5000 nd5 =
1.80518 νd5 =25.43 r9 = 8.7630 d9 = 5.5000 nd6 =
1.51633 νd6 =64.15 r10= -27.0923 f =50.77 D =56.01 FB =4.5 f1 =48.08 f2 =29168 dII =10.3 dI-II=28.41 FB /D = 0.08 dII/D = 0.184 f1 /f = 0.95 dI-II/D = 0.51 |f2 /f|= 574.5
【0025】実施例3 β= 3.3×,NA=0.04 ,IH=25 ,OB=20.36
,EP=-375.22 r1 = 13.7342 d1 = 6.0000 nd1 =
1.60311 νd1 =60.70 r2 = ∞ d2 = 3.0000 nd2 =
1.74950 νd2 =35.27 r3 = 22.8613 d3 = 6.8400 r4 = ∞(中間像位置)d4 =15.7911 r5 = -7.1665 d5 = 2.6000 nd3 =
1.54072 νd3 =47.20 r6 = ∞ d6 = 5.0000 nd4 =
1.76200 νd4 =40.10 r7 = -12.1826 d7 = 1.0000 r8 = 12.6859 d8 = 2.0000 nd5 =
1.84666 νd5 =23.78 r9 = 7.8087 d9 = 5.5000 nd6 =
1.48749 νd6 =70.20 r10= -80.7356 f =37.49 D =47.73 FB =7.68 f1 =52.67 f2 =118.3 dII =7.6 dI-II=22.63 FB /D = 0.16 dII/D = 0.159 f1 /f = 1.4 dI-II/D = 0.47 |f2 /f|= 3.16
【0026】上記実施例1〜3の球面収差、非点収差、
歪曲収差、コマ収差を示す収差図をそれぞれ図4〜図6
に示す。これら収差図は、フィルム面から中間像まで逆
光線追跡した時のものである。
【0027】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、対物レンズ、接眼レンズそれぞれ独立に像面
湾曲を補正する方式の顕微鏡に用いる写真撮影レンズに
おいて、像面湾曲、非点収差、歪曲収差、コマ収差等の
諸収差が極めて良好に補正されているため、平坦性のよ
い、歪曲の小さい顕微鏡写真を撮ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の顕微鏡写真撮影レンズの実施例1のレ
ンズ配置と光路を示す断面図である。
【図2】実施例2の図1と同様な断面図である。
【図3】実施例3の図1と同様な断面図である。
【図4】実施例1の球面収差、非点収差、歪曲収差、コ
マ収差を示す収差図である。
【図5】実施例2の図4と同様な収差図である。
【図6】実施例3の図4と同様な収差図である。
【符号の説明】
G1…第1レンズ群 G2…第2レンズ群 G3…第3レンズ群 U …光線高の大きいほうの従属光線 L …光線高の小さいほうの従属光線
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成3年12月11日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正内容】
【0010】さらに、全系の後側焦点位置を、第3レン
ズ群の最終面近辺、又は、最終面よりもフィルム面側に
位置させるようなパワー配置にすることによって、特に
軸外光束は、第2レンズ群、第3レンズ群を通して、レ
ンズの有効径の主に片側半分のみを通過するようにな
る。このようにすることによって、ペッツバール和を小
さくしたまま、コマ収差の対称性を良好に保つことがで
きる。図1に、本発明の1実施例における光束の屈折の
様子を示してあるが、第2レンズ群G2に入射する軸外
光束の中、光線高の大きいほうの従属光線をU、光線高
の小さいほうの従属光線をLとすると、Uは第2レンズ
群G2のr5 面で負の屈折作用を受け、r6 面で正の屈
折作用を受けて打ち消し合っている。一方、Lは、第
2、第3レンズ群G2、G3を通して、レンズのほぼ中
心付近を通っているため、あまり大きな屈折作用を受け
ることがなく、収差発生も少ない。このようにして、コ
マ収差の対称性が、良好に確保されて、光束はフィルム
面に結像する。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0020
【補正方法】変更
【補正内容】
【0020】実施例2においては、第1群G1は、対物
レンズ側に凸面を向けた平凸レンズと平凹レンズの接合
レンズ1枚からなり、中間像位置を介して、第2群G2
は、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズ1枚からな
り、第3群G3は、対物レンズ側に凸面を向けた負メニ
スカスレンズと両凸レンズの接合レンズ1枚からなる。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0021
【補正方法】変更
【補正内容】
【0021】実施例3においては、第1群G1は、対物
レンズ側に凸面を向けた平凸レンズと平凹レンズの接合
レンズ1枚からなり、中間像位置を介して、第2群G2
は、対物レンズ側に凹面を向けた平凹レンズと平凸レン
ズの接合レンズ1枚からなり、第3群G3は、対物レン
ズ側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズの
接合レンズ1枚からなる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 物体側から順に、対物レンズ側に凸面を
    向けたメニスカス形状の第1レンズ群と、中間像位置を
    介して、対物レンズ側に凹面を向けたメニスカス形状の
    第2レンズ群と、正屈折力の第3レンズ群とからなり、
    次の各条件を満足することを特徴とする顕微鏡写真撮影
    レンズ: (1)−0.3<FB /D<0.5 (2)0.1<dII/D<0.3 ただし、FB は全系のバックフォーカス、dIIは第2レ
    ンズ群の総肉厚、Dは第1レンズ群の第1面から第3レ
    ンズ群の最終面までの全長である。
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