JPS59211013A - 温度補償を施したプラスチツク対物レンズ系 - Google Patents
温度補償を施したプラスチツク対物レンズ系Info
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- JPS59211013A JPS59211013A JP58086427A JP8642783A JPS59211013A JP S59211013 A JPS59211013 A JP S59211013A JP 58086427 A JP58086427 A JP 58086427A JP 8642783 A JP8642783 A JP 8642783A JP S59211013 A JPS59211013 A JP S59211013A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
- G02B9/34—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having four components only
- G02B9/36—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having four components only arranged + -- +
- G02B9/44—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having four components only arranged + -- + both - components being biconcave
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
- G02B17/08—Catadioptric systems
- G02B17/0856—Catadioptric systems comprising a refractive element with a reflective surface, the reflection taking place inside the element, e.g. Mangin mirrors
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
異なるプラスチック材料を使用して温度変化による光学
特性の変動を少なくしたプラスチック対物レンズ系に関
する。
特性の変動を少なくしたプラスチック対物レンズ系に関
する。
一般に正のパワーのレンズにプラスチック材料を用いる
と温度上昇と共に、プラスチックの屈折率は小さくなシ
、曲率半径は熱膨張によシ大きくなる為、焦点距離は大
きくなシ結像面がズしてくることが知られている。
と温度上昇と共に、プラスチックの屈折率は小さくなシ
、曲率半径は熱膨張によシ大きくなる為、焦点距離は大
きくなシ結像面がズしてくることが知られている。
これらの光学諸特性の変動を補償するために、従来方式
として温度によりレンズ間隔を変化させる方式、例えば
特開昭５７−２０５０７〜８号公報に開示されている方
式、が知られている。
として温度によりレンズ間隔を変化させる方式、例えば
特開昭５７−２０５０７〜８号公報に開示されている方
式、が知られている。
しかしながら、温度変化による結像面の移動を補正する
ためにレンズ間隔を変化きせようとすると、鏡胴構造が
複雑になシ高精度な組立技術が必要とされると共に大き
なスベイ（３） スが必要となり、その結果コスト、製造上におけるプラ
スチック化のメリットがなくなってしまう。
ためにレンズ間隔を変化きせようとすると、鏡胴構造が
複雑になシ高精度な組立技術が必要とされると共に大き
なスベイ（３） スが必要となり、その結果コスト、製造上におけるプラ
スチック化のメリットがなくなってしまう。
さらに、この従来方式では結像面の変動は補正出来ても
像面彎曲等の収差が悪化し、光学性能が劣化する事にな
シ易く、また間隔補正の際に各レンズの光軸がズレる等
の欠点があシ、実用化には解決すべき多くの問題がある
。
像面彎曲等の収差が悪化し、光学性能が劣化する事にな
シ易く、また間隔補正の際に各レンズの光軸がズレる等
の欠点があシ、実用化には解決すべき多くの問題がある
。
特に有限の結像倍率で物体、結像面およびレンズ位置が
固定されている系、例えば複写ｔｅＦｉ映写用の対物レ
ンズ系においては、焦点距離が大−きく変動した場合に
は、結像位置が大きくズしてしまい、仮にレンズ系を移
動させ結像位置を合わせたとしても倍率が大きく変動し
てしまうため、実用化には高精度の各光学諸特性の温度
補償が必要とされる。
固定されている系、例えば複写ｔｅＦｉ映写用の対物レ
ンズ系においては、焦点距離が大−きく変動した場合に
は、結像位置が大きくズしてしまい、仮にレンズ系を移
動させ結像位置を合わせたとしても倍率が大きく変動し
てしまうため、実用化には高精度の各光学諸特性の温度
補償が必要とされる。
これらの諸実状に鑑みて、本発明は、温度変化による結
像面の移動を補正するためにレンズ間隔を変化させるこ
となく、レンズヲ構（４） 成するプラスチック材料の光学的緒特性の変動の変化率
の差によりレンズ全体として補償すると共に前記複写ま
たは映写用の対物レンズとしての光学性能を維持できる
ように構成したプラスチック対物レンズ系を提供するこ
とを目的とする。
像面の移動を補正するためにレンズ間隔を変化させるこ
となく、レンズヲ構（４） 成するプラスチック材料の光学的緒特性の変動の変化率
の差によりレンズ全体として補償すると共に前記複写ま
たは映写用の対物レンズとしての光学性能を維持できる
ように構成したプラスチック対物レンズ系を提供するこ
とを目的とする。
本発明の目的は、一般に対物レンズ系としては最小単位
として少なくとも一枚の凸レンズおよび凹レンズが含ま
れるが、この凹レンズに凸レンズに使用したプラスチッ
ク材料よシも屈折率の温度変化の大きい材料か、熱膨張
の大きい材料を用い屈折力としての温度変化の比を適宜
選択することによって達成される。
として少なくとも一枚の凸レンズおよび凹レンズが含ま
れるが、この凹レンズに凸レンズに使用したプラスチッ
ク材料よシも屈折率の温度変化の大きい材料か、熱膨張
の大きい材料を用い屈折力としての温度変化の比を適宜
選択することによって達成される。
例えば、第１図、第３図、第５図あるいは第７図に示す
ような対物レンズ系では、物体側よシ凸レンズ、凹レン
ズ、絞シ又は反射面、凹レンズ、凸レンズの構成におい
て、凸レンズとして屈折率の温度変化係数−８．５Ｘ１
０’／℃のアクリルおよび凹レンズとして屈折率の温度
変化係数−１３．３のセピアンＭＡＳ３０（商品名）を
用い、即ち、屈折率の温度変化係数の相違による屈折力
としての温度補償を行っている。
ような対物レンズ系では、物体側よシ凸レンズ、凹レン
ズ、絞シ又は反射面、凹レンズ、凸レンズの構成におい
て、凸レンズとして屈折率の温度変化係数−８．５Ｘ１
０’／℃のアクリルおよび凹レンズとして屈折率の温度
変化係数−１３．３のセピアンＭＡＳ３０（商品名）を
用い、即ち、屈折率の温度変化係数の相違による屈折力
としての温度補償を行っている。
ここで屈折率の温朋変化が等しいか或いは近イ場合には
、凸レンズのプラスチック材料に比べ線膨張係数の比較
的大きい材料を凹レンズに使用すればよいことは言うま
でもないことである。
、凸レンズのプラスチック材料に比べ線膨張係数の比較
的大きい材料を凹レンズに使用すればよいことは言うま
でもないことである。
次にこの条件式の持つ意味を説明する。
この条件式の下限を越えると、対物レンズとしての温度
補償効果がなくなシ、逆に温度変動における焦点移動等
の光学特性の劣化が増長される。
補償効果がなくなシ、逆に温度変動における焦点移動等
の光学特性の劣化が増長される。
この条件式の上限を越えると、対物レンズとしての温度
補償の効果が少なくなり、屈折力としての温度変化の比
の選択が極めて困難になる。
補償の効果が少なくなり、屈折力としての温度変化の比
の選択が極めて困難になる。
以下、本発明を添付図面の一実施例に基づいて説明する
。
。
第１図は本発明の実施例１を示す複写又（は映写等に用
いられる対物レンズ系で、結像倍率ｌ：１の場合の常温
（２０℃）での球面収差および非点収差音部２図（（イ
）、５０℃での球面収差および非点収差？］ｌ−第２図
（ロ）、各レンズに使用されているプラスチック材料の
屈折率の温度変化係数ｄｎ／ｄｔを全て−８，５×１０
−’／’Ｃと仮定した場合の５０℃における球面収差お
よび非点収差を第２図（／→にそれぞれ示す。
いられる対物レンズ系で、結像倍率ｌ：１の場合の常温
（２０℃）での球面収差および非点収差音部２図（（イ
）、５０℃での球面収差および非点収差？］ｌ−第２図
（ロ）、各レンズに使用されているプラスチック材料の
屈折率の温度変化係数ｄｎ／ｄｔを全て−８，５×１０
−’／’Ｃと仮定した場合の５０℃における球面収差お
よび非点収差を第２図（／→にそれぞれ示す。
なお、実施例の数値は焦点距離ｆ＝１００、絞シ値Ｆ＝
５．６、画角ω＝±８．５°の場合であシＳは絞シとす
る。
５．６、画角ω＝±８．５°の場合であシＳは絞シとす
る。
実施例１
ｒ；レンズの曲率半径、ｄ：レンズ面間隔、ｎ；屈折率
、シ；アツベ数、ｄｎ／ｄｔ：屈折率の温度変化係数（
×１０″′／℃）、α；線膨張係数（ｘ １０−５ａｎ
／ ｔｙｒｎ／ ℃）（７） １ ｄ ｎ ｖ ｄｒ％１ｔ
ａｌ ３１．７７２ ４．００１ １．４９
５７．２ ４５ ６．５ アクリル２ −４５．１９
３ ０．７６Ｇ ３ −３５．６７３ １．３０２ １．５３７４５．（
＋ −１３，３６，５セ忙ル４沃Ｓ４ ｓｏ、 ６
３０７．０３２ ３０ （商
品名）５ −８０．６３０ １．３０２ １．５３７
４５．０ −１３．３６．５セくル恒梠６ ３５、６７
３０．７６６ ３０ （商
品名）７ ４５．１９３ ４．００１ １．４９ ５
７．２ −８．５ ６．５アクリル８ −３１．７７２ ｆ＝１００ Ｆ！’）、６ ω＝５．５゜第３図
は本発明の実施例２を示す被写又は映写等に用いられる
インミラータイプの対物レンズ系で物体および像側に向
かって凹に彎曲する反射面Ｍ１反反射量の前方の物体お
よび像側に配置されたレンズ群よシなり、結像倍率１：
１の場合の常温（２０℃）での球面収差および非点収差
を第４図（イ）、５０℃での球面収差および非点収差を
第４図（ロ）、各レンズに使用されているプラスチック
材料の屈折率の温度変化係数ｄｎ／ｄｔｉ全て−８，５
×１０’／℃と仮定した場合の５０℃における球面収差
および非点収差音部４図ｅ→にそれぞれ示す。
、シ；アツベ数、ｄｎ／ｄｔ：屈折率の温度変化係数（
×１０″′／℃）、α；線膨張係数（ｘ １０−５ａｎ
／ ｔｙｒｎ／ ℃）（７） １ ｄ ｎ ｖ ｄｒ％１ｔ
ａｌ ３１．７７２ ４．００１ １．４９
５７．２ ４５ ６．５ アクリル２ −４５．１９
３ ０．７６Ｇ ３ −３５．６７３ １．３０２ １．５３７４５．（
＋ −１３，３６，５セ忙ル４沃Ｓ４ ｓｏ、 ６
３０７．０３２ ３０ （商
品名）５ −８０．６３０ １．３０２ １．５３７
４５．０ −１３．３６．５セくル恒梠６ ３５、６７
３０．７６６ ３０ （商
品名）７ ４５．１９３ ４．００１ １．４９ ５
７．２ −８．５ ６．５アクリル８ −３１．７７２ ｆ＝１００ Ｆ！’）、６ ω＝５．５゜第３図
は本発明の実施例２を示す被写又は映写等に用いられる
インミラータイプの対物レンズ系で物体および像側に向
かって凹に彎曲する反射面Ｍ１反反射量の前方の物体お
よび像側に配置されたレンズ群よシなり、結像倍率１：
１の場合の常温（２０℃）での球面収差および非点収差
を第４図（イ）、５０℃での球面収差および非点収差を
第４図（ロ）、各レンズに使用されているプラスチック
材料の屈折率の温度変化係数ｄｎ／ｄｔｉ全て−８，５
×１０’／℃と仮定した場合の５０℃における球面収差
および非点収差音部４図ｅ→にそれぞれ示す。
（８）
以下同様に第５図に実施例３のレンズ構成図、第６図に
実施例３における第４図と同様の各収差図および第７図
に実施例４のレンズ構成図、第８図に実施例４における
第４図と同様の各収差図をそれぞれ示す。
実施例３における第４図と同様の各収差図および第７図
に実施例４のレンズ構成図、第８図に実施例４における
第４図と同様の各収差図をそれぞれ示す。
実施例２
ｒ；レンズの曲率半径、ｄ；レンズ面間隔、ｎ：屈折率
、シ；アツベ数、ｄｎ４を屈折率の温度係数（ＸＩＯ−
１／℃）、α；線膨張係数（ｘ １０−１ＩｃＷＬ／
ｃｒｎ／ ’Ｃ）１ ５０．５７１ １０．５８７ １
．４９ ５７．２ −８．５ ６．５ アクリル２−９
０．３９５ ３．２９０ ３−５６．７１８ ２．１７７１，５３７４５．０−１
３．３６．５ ｅ／ＭＡｆ９４１１９、０２５ ０．３
３３ ３０■酩）５４３１．７４０
７．０３６１．４９５７．２−８．５６．５
アクリル６−５３０．０９０ ｆ＝１００ Ｆ５．６ ω＝±２４．９゜実施例３ ｒ；レンズの曲率半径、ｄ；レンズ面間隔、ｎ；屈曲率
、シ；アツベ数１． ｄ ｎ／ｄｔ ；屈曲率の温度係
数（×１０″−１ｌ／℃）α；線膨張係数（ｘ １０−
”ｃＷｔ／ ｃｙｔｔ／ ’Ｃ）ｄ ｎ ｖ
”ｄｔ ａ 材質］ ４０．５５０ ７．１’
１７ １．４９ ５７．２ −８．５ ６．５ アク
リル２−８９．９７４３．５１５ ３ −４７．８５２ １．７６２ １．５３７ ４５゜
０ −１３．３ ６．５ セぐγノ四田４１１７．８６
５０．２７６ ３０商品名
）５ １０１７．４３２３．２２５ １．５０１３７５
６．５ ０ ０ Ｋ５（ガラス）６ −６４
４．４９９ ｆ＝１００ Ｆ５．６ ω−力２４．７゜実施例
４ ｒ；レンズの曲率半径、ｄ；レンズ面間隔、ｎ；屈折率
、シ；アツベ数、ｄｎ／；屈折率の温度係数、（×１Ｏ
−５／℃） α；線膨張係数（×１０１ｃｒｒＬ／ｃｒ
ＩＬ／℃） ２−２０４２５３ ３．０１８ ３ −５７．５１７ ７．９４１ １．５３７ ４５．
０ −１３．３ ６．５ セイル虎蛎４−４７２．７９
１ ３０輻（至）ｆ＝１００
Ｆ５．６ ω＝±１８．１’これら実施例１．２
．３．４における常温（２０℃）、５０℃およびプラス
チック材料のの屈折率の温度変化係数ｄｎ／ｄｔｉ全て
−８，５ＸＩＯ−’／℃と仮定した場合の５０℃のそれ
ぞれの条件に基づく焦点距離および結像倍率１：１の共
役距離（物体から像面までの光路長）の変化を表１に示
す。
、シ；アツベ数、ｄｎ４を屈折率の温度係数（ＸＩＯ−
１／℃）、α；線膨張係数（ｘ １０−１ＩｃＷＬ／
ｃｒｎ／ ’Ｃ）１ ５０．５７１ １０．５８７ １
．４９ ５７．２ −８．５ ６．５ アクリル２−９
０．３９５ ３．２９０ ３−５６．７１８ ２．１７７１，５３７４５．０−１
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アクリル６−５３０．０９０ ｆ＝１００ Ｆ５．６ ω＝±２４．９゜実施例３ ｒ；レンズの曲率半径、ｄ；レンズ面間隔、ｎ；屈曲率
、シ；アツベ数１． ｄ ｎ／ｄｔ ；屈曲率の温度係
数（×１０″−１ｌ／℃）α；線膨張係数（ｘ １０−
”ｃＷｔ／ ｃｙｔｔ／ ’Ｃ）ｄ ｎ ｖ
”ｄｔ ａ 材質］ ４０．５５０ ７．１’
１７ １．４９ ５７．２ −８．５ ６．５ アク
リル２−８９．９７４３．５１５ ３ −４７．８５２ １．７６２ １．５３７ ４５゜
０ −１３．３ ６．５ セぐγノ四田４１１７．８６
５０．２７６ ３０商品名
）５ １０１７．４３２３．２２５ １．５０１３７５
６．５ ０ ０ Ｋ５（ガラス）６ −６４
４．４９９ ｆ＝１００ Ｆ５．６ ω−力２４．７゜実施例
４ ｒ；レンズの曲率半径、ｄ；レンズ面間隔、ｎ；屈折率
、シ；アツベ数、ｄｎ／；屈折率の温度係数、（×１Ｏ
−５／℃） α；線膨張係数（×１０１ｃｒｒＬ／ｃｒ
ＩＬ／℃） ２−２０４２５３ ３．０１８ ３ −５７．５１７ ７．９４１ １．５３７ ４５．
０ −１３．３ ６．５ セイル虎蛎４−４７２．７９
１ ３０輻（至）ｆ＝１００
Ｆ５．６ ω＝±１８．１’これら実施例１．２
．３．４における常温（２０℃）、５０℃およびプラス
チック材料のの屈折率の温度変化係数ｄｎ／ｄｔｉ全て
−８，５ＸＩＯ−’／℃と仮定した場合の５０℃のそれ
ぞれの条件に基づく焦点距離および結像倍率１：１の共
役距離（物体から像面までの光路長）の変化を表１に示
す。
表 １
これらの実施例から、焦点距離および共役距離の温度変
化による変動が各プラスチック材料の屈折率の温度変化
係数に差がないと仮定した場合よシ極めて小さいことが
理解される。
化による変動が各プラスチック材料の屈折率の温度変化
係数に差がないと仮定した場合よシ極めて小さいことが
理解される。
さらに収差においても、焦点距離および共役距離の温度
変化による変動が各プラスチン（１１） り材料の屈折率の温度変化係数に差がないと仮定した場
合よシ小さくなるばかりでなく、収差の温度変化による
変動がほとんどみられない。
変化による変動が各プラスチン（１１） り材料の屈折率の温度変化係数に差がないと仮定した場
合よシ小さくなるばかりでなく、収差の温度変化による
変動がほとんどみられない。
以上説明したように、本発明構成によれば焦点距離およ
び共役距離の温度変化による変動を小さく出来ると共に
その際の収差の変動（悪化）を極力少なくすることがで
きる。
び共役距離の温度変化による変動を小さく出来ると共に
その際の収差の変動（悪化）を極力少なくすることがで
きる。
特に複写または映写等のように有限の結像倍率で物体、
結像面およびレンズ位置が固定されている系においては
、上記焦点距離および共役距離の変動は直接的にピント
ズレすなわち解像度の劣化を招くため、これらの補正効
果は極めて高く、非常に実用化の高いものとなる等従来
にない高性能なプラスチック対物レンズ系が提供できる
。
結像面およびレンズ位置が固定されている系においては
、上記焦点距離および共役距離の変動は直接的にピント
ズレすなわち解像度の劣化を招くため、これらの補正効
果は極めて高く、非常に実用化の高いものとなる等従来
にない高性能なプラスチック対物レンズ系が提供できる
。
第１図は本発明の一実施例を示す対物レンズ構成図を示
１〜、第２図はこの実施例における各収差図を示しくイ
）は２０℃における球面状（１２） 差および非点収差（ロ）は５０℃における球面収差およ
び非点収差ｅ→は温度変化係数ｄｎ／ｄｔを全て−８，
５Ｘ １０−’／’Ｃと仮定した場合の５０℃における
球面収差および非点収差のそれぞれを示す。 第３図、第５図および第７図はそれぞれ本発明の他の実
施例を示す対物レンズ構成図を示し、第４図、第６図お
よび第８図はそれぞれ、それぞれの実施例における各収
差図を示しくイ）は２０℃における球面収差および非点
収差（ロ）は５０℃における球面収差および非点収差（
／ｕ−を温度変化係数ｄｎ／ｄｔを全て−８，５×１０
’／℃と仮定した場合の５０℃における球面収差およ
び非点収差のそれぞれを示す。 出願人 富士写真光機株式会社 第１図 （イ） 、（ｏ）
＜八）第２図 第３図 （イ） （ロ） （八）嬉
Ａ Ｆ＋ 第ｙ図 （イ） （ロ） （ハ）
正 菊月 ロラ 第６Ｂ ＼ 門 （ハン
１〜、第２図はこの実施例における各収差図を示しくイ
）は２０℃における球面状（１２） 差および非点収差（ロ）は５０℃における球面収差およ
び非点収差ｅ→は温度変化係数ｄｎ／ｄｔを全て−８，
５Ｘ １０−’／’Ｃと仮定した場合の５０℃における
球面収差および非点収差のそれぞれを示す。 第３図、第５図および第７図はそれぞれ本発明の他の実
施例を示す対物レンズ構成図を示し、第４図、第６図お
よび第８図はそれぞれ、それぞれの実施例における各収
差図を示しくイ）は２０℃における球面収差および非点
収差（ロ）は５０℃における球面収差および非点収差（
／ｕ−を温度変化係数ｄｎ／ｄｔを全て−８，５×１０
’／℃と仮定した場合の５０℃における球面収差およ
び非点収差のそれぞれを示す。 出願人 富士写真光機株式会社 第１図 （イ） 、（ｏ）
＜八）第２図 第３図 （イ） （ロ） （八）嬉
Ａ Ｆ＋ 第ｙ図 （イ） （ロ） （ハ）
正 菊月 ロラ 第６Ｂ ＼ 門 （ハン
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）屈折率の温度変化係数の絶対値が比較的４＼さいプ
ラスチック材料を使用した少なくとも一枚の凸レンズ系
と屈折率の温度変化係数の絶対値が前記凸レンズ系の係
数の絶対値よシ大きいプラスチック材料を使用した少な
くとも一枚の凹レンズ系からなシ、下記の条件（１）全
満足することｔ％徴とする温度補償を施したプラスチッ
ク対物レンズ但し、ｄｎ、／ｄｔおよびｄ ｎ、 ／ｄ
ｔ ／ｄそれぞれ凸レンズ系および凹レンズ系に 使用されているプラスチック材料 の温度変化係数とする。 ２）物体および像側に向かって凹に彎曲する（１） 反射面とこの反射面の前方の物体および像側に配置され
た屈折率の温度変化係数の絶対値が比較的小さいプラス
チック材料を使用した少なくとも一枚の凸レンズ系およ
び屈折率の温度変化係数の絶対値が前記凸レンズ系の係
数の絶対値より大きいプラスチック材料を使用した少な
くとも一枚の凹レンズ系からなり、結像光束が物体から
凹面反射面の途中および凹面反射面から像側への途中で
それぞれ２回前記凸凹レンズ系を通過し、有限の結像倍
率で複写あるいは映写等をするためのインミラーレンズ
型対物レンズ系において、下記の条件（１）全満足する
ことを特徴とする温度補償を施したプラスチック対物レ
ンズ系。 但し、ｄｎ、ンｄｔおよびｄ ｎ、 ／ｄ ｔはそれぞ
れ凸レンズ系および凹レンズ系に 使用されているプラスチック材料 の温度変化係数とする。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58086427A JPS59211013A (ja) | 1983-05-16 | 1983-05-16 | 温度補償を施したプラスチツク対物レンズ系 |
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| JP58086427A JPS59211013A (ja) | 1983-05-16 | 1983-05-16 | 温度補償を施したプラスチツク対物レンズ系 |
Publications (1)
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| JPS59211013A true JPS59211013A (ja) | 1984-11-29 |
Family
ID=13886597
Family Applications (1)
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| JP58086427A Pending JPS59211013A (ja) | 1983-05-16 | 1983-05-16 | 温度補償を施したプラスチツク対物レンズ系 |
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Also Published As
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| US4632520A (en) | 1986-12-30 |
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