JPS6252516A - 超広角マイクログラフイツク・レンズ - Google Patents

超広角マイクログラフイツク・レンズ

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Publication number
JPS6252516A
JPS6252516A JP61198793A JP19879386A JPS6252516A JP S6252516 A JPS6252516 A JP S6252516A JP 61198793 A JP61198793 A JP 61198793A JP 19879386 A JP19879386 A JP 19879386A JP S6252516 A JPS6252516 A JP S6252516A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
group
angle
lens element
wide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP61198793A
Other languages
English (en)
Inventor
ジヨン ジヨセフ シムバル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
3M Co
Original Assignee
Minnesota Mining and Manufacturing Co
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Filing date
Publication date
Application filed by Minnesota Mining and Manufacturing Co filed Critical Minnesota Mining and Manufacturing Co
Publication of JPS6252516A publication Critical patent/JPS6252516A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/06Panoramic objectives; So-called "sky lenses" including panoramic objectives having reflecting surfaces

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] ゛  本発明は工学図面をマイクロ像サイズに縮小する
マイクログラフィックスに用いられる広角レンズに関す
るものである。この広角レンズは完全露出において優れ
た分解能を有し、かつ、個々のレンズ素子が単純である
という優れた性能を有する。
本発明は最も好ましいガラスを使用し、かつ、個個のレ
ンズ素子の厚さと半径が最も小さい超広角レンズに関す
るものである。
[従来の技術とその問題点] 光路を縮小し、かつマイクログラフィック作像装置を単
純化するための広角レンズを発明しようとする努力は従
来より続けられている。このようなレンズの設計は、こ
の広角レンズの製造が特に困難になることがないこと、
通常用いられるガラスを使用すること、および過大に軟
質であってすぐにヤケたり脈理のある材料の使用を避け
ることと共に、分解能を損うことなく改良された角度性
能をうろことである。
本発明のレンズは、最近の発明のレンズがまた回折限界
に近づいているという点において性能レベルで見て、米
国特許第3.997.247号に開示されている非対称
広角レンズに匹敵するものである。先行技術による広角
レンズは、5レンズ群もしくは6レンズ群で構成される
。ここで「レンズ群」というのは2個または3個以上の
レンズ素子の組み合わせを必らずしも意味するものでは
ない。けれども、本発明のレンズは少し異っていて、こ
のレンズは10個のレンズ素子を有しており、そしてこ
の10個のレンズ素子が4つの群に分けられる。
[問題点を解決するための手段] 本発明の超広角レンズは、4つのレンズ素子群で構成さ
れる。その第1群は2個のメニスカスレンズ素子で構成
され、この2個のレンズ素子は光軸上に間隔をもって配
置される。第2群は前面の表面が凸である素子を有し、
そしてこの群は収束性のレンズ素子群である。次に、1
つの開口絞りが配置される。第3群は負の屈折力をもっ
た発散性のレンズ素子群であって、その第3レンズ素子
の後面の表面はレンズの後方に向けて凸である。
第4群は接合された2重レンズ素子で構成される。
本発明のレンズ素子は、好ましい化学的性質と、   
・好ましい機械的性質とを有するガラスを使用する。
これらのレンズは、いずれも、その光軸上の厚さがその
直径の約10%より大きい。小さな曲率半  径をもつ
レンズが使用しないようにされる。また、3重構造レン
ズ素子も使用しないようにされる。
このレンズにより、16.×、24Xおよび30×の縮
小率において、短い光路をもった広角度レンズがえられ
る。
本発明の超広角レンズは10個のレンズ素子で構成され
、そしてこれらが4群に分けて配置され、かつ、互いに
間隔をもって配置される。第1群は間隔をもって配置さ
れた1対のメニスカスレンズ素子で構成され、このレン
ズ素子群は収束性のレンズである。第2群は接合された
2重レンズと両凸単一レンズとで構成される。第3群は
平凹単一レンズと接合された2重レンズとで構成される
第4群は接合された2重レンズで構成される。第2群と
第3群との間に開口絞りが配置される。このレンズは3
0Xで有限のf数 f15.6を有し、そしてその等価
焦点距離は40.44mである。このレンズにより、光
軸からの半画角が33度という超広角度がえられ、そし
てその分解能はクラス1マイクロフイルムの分解能検査
に適合するまたはそれ以上である。100%対角線にお
ける歪は、すべての縮小率に対し、0.2%以下である
これレンズ素子は容易に製造できるように設計されてい
る。これらのレンズ素子の光軸上の厚さの直径に対する
比は10%に等しいかまたはそれ以上である。
[実施例コ 本発明のマイクログラフィック・レンズは超広角レンズ
であって、その半画角は33度である。
このレンズは10個の素子で構成される。この10個の
素子は4群に分けられ、それらはそれぞれA群、B群、
0群およびD群と名付けられる。A群は間隔をもって配
置された1対のメニスカスレンズで構成される。これら
のレンズ素子にはそれぞれ番号1および2がつけられる
。B群は、レンズ素子3および4から成る接合された2
重レンズと、両凸の単一レンズ5とで構成される。0群
は、平凹単一レンズ素子6と、レンズ素子7および8か
ら成る接合された2重レンズとで構成される。
D群はレンズ素子9および10から成る接合された2重
レンズで構成される。開口絞り11がB群と0群との間
に配置される。この開口絞りは7.88amの開口径を
有していて、この40.44amレンズに対し、30×
において、有限のf数 f15.6を与える。
半径や、厚さおよび間隔のような寸法を列挙するが、こ
れらはすべて絶対的な寸法ではな・い。それはこれらの
寸法を変えて設計を行なうことにより、40.44m以
外の焦点距離をもったレンズを得ることができるからで
ある。与えられた数字はレンズ組立体全体の等価焦点距
離に基づいている。第2レンズ素子1の前面および後面
の曲率半径はそれぞれR1およびR2であり、そして第
2レンズ素子の前面および後面の曲率半径はそれぞ机R
3およびR4である。最後のレンズ素子1゜の後面の曲
率半径はR17で示される。次の表の中の光学装置の値
は、曲率半径はミリメートルで与えられており、そして
レンズ素子の表面に対する番号は前記のように前面から
後面へ向けてつけられている。レンズ素子の厚さは、お
のおののレンズ素子に対して、ミリメートルで与えられ
ている。
空隙はミリメートルで与えられており、そして5182
などのように、前面から後面へ向けて番号がつりられて
いる。ガラスに対する値はそれぞれの分散V値で与えら
れ、そして屈折率Ndが素子のおのおのに対して与えら
れる。等価焦点距離40.44amをもつ30×倍率レ
ンズに対する光学装置の光学値は、次のように全レンズ
に対する比率で与えられる。
R13−9,403 85,731,6644635,7 R,、−59,392 ここで、半径が負のものは像面に対し凸の表面を意味す
る。
30X倍率レンズ構成の場合、物体距離は1197.0
5411IIであり、そして像面距離は12.21m+
である。
レンズの直径は次の通りである。
(1)、    71.0am (2)     47.9m (3)     23.0in (4)     23.2履 (5)     13.3m+ (6)      9.6m+ (7)     12.1ai (8)     16.5as+ (9)     34.8履 (10)     34.6m これらのレンズに用いられるガラスは製作を容易にする
ものであることと、これらのレンズの軸上の厚さがその
直径の10%以上あって、製作上の困難がないものであ
ることがわかるであろう。
このレンズは工学図面の全フレームを35mmに縮小す
るのに主として用いられる。マイクロフィルムへの応用
やマイクログラフィックへの応用では、レンズに対し、
光軸からの30度またはそれ以上の半画角にわたって、
回折限界近くの性能をもつことが要求される。このよう
なことが要求される応用に対して、解決しなければなら
ないいくつかの問題点がある。光軸からの角度が大きく
なると、像の歪を制御することは困難になる。また、画
角が大きくなる時、レンズ組立体の物体側の素子は大き
な曲率をもつようになる。このことは製造コストを高く
する要因となる。さらに、C084法則の照度低下は、
光軸からの角度が大きくなるとすなわち大きな傾斜角の
ところで特に重要になるから、相対照度を最大にするた
めに、レンズは全視野において均一であること(口径食
をなくすこと)が強く要求される。口径食をなくすため
に単に素子の直径を大きくすると、個々のレンズ素子の
端部は非常に薄くなり、そしてこれらの素子を組み上げ
て組立体にすることが困難になる。このために直径に対
づ゛る厚さの比が10%以下になることがよくあり、こ
の場合には、個々のガラス表面に関する形状の精度を保
持することが困難になる。特に曲率が大きい場合にはそ
うである。本発明による装置のレンズ装置の直径に対す
る厚さの比は10%以上ある。
回折限界に近い分解能が要求される時、タンジエンシャ
ル方向の全視野作像はサジツタル方向にお【プるよりも
いくらか低下する。この効果は、レンズに対し、タンジ
エンシャル方向に物体が張るみかけの角度が小さいこと
による。タンジエンシャル方向の分解能を最大にするた
めに、レンズは多光色に対して最良であることが必要で
あり、そして通常の色収差量が補正されるだけでなく、
単色収差の波長による変動も最小であることが必要であ
る。第2図から第6図までの光線交点曲線に示されてい
るように、3つの基準波長の光に対する相対光線位置の
偏差は小さい。すなわち、ヘリウムdの緑色光は番号2
0の実線で示され、水素Fの青色光は番号21の鎖線で
示され、そして水素Cの赤色光は番号22の点線で示さ
れている。
これらは色収差が大変よく制御されていることと、単色
収差の補正が大変よく行なわれていることを示す。λ=
0.58756μ(ヘリウムd)のスペクトル1率60
%と、λ=0.48613μ(水素F)のスペクトル1
率20%と、λ=0.65627μ(水素C)のスペク
トル1率20%とをもつ多色回折光学伝達関数の評価は
、本発明のレンズは、企画角における理論的限界の2モ
ジユレーシヨン伝達関数ユニツト内で、160ライン/
IIIIIのモジラ伝達関数を生ずるであろうことを示
す。ここで、理論的限界とは波長誤差がづ゛べてゼロに
等しいときのものである。
[発明の効果] 本発明により、比較的中I!!なレンズ素子で構成され
た、容易に製造することができる、解像力の優れた超広
角レンズがえられる。本発明のレンズ素子の光軸上の厚
さはいずれもそのレンズの直径の10%以上あり、した
がって、レンズの端部はそれ程薄くなく、十分の精度を
もってレンズを容易に組み立てることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるレンズの構成図、第2図は軸上の
第1光線、第2光線および第3光線に対するサジツタル
光線交点曲線およびタンジエンシャル光線交点曲線を示
す曲線、第3図は70.7%画角における第1光線、第
2光線および第3光線に対するタンジエンシャル光線交
点曲線を示す曲線、?A71図は100%画角における
第1光線、第2光線a3よび第3光線に対するタンジエ
ンシャル光線交点曲線を示す曲線、第5図は70.7%
画角における第1光線、第2光線および第3光線に対す
るサジツタル光線交点曲線を示す曲線、第6図は100
%画角における第1光線、第2光線および第3光線に対
するサジツタル光線交点曲線を示す曲線。 [符号説yA1 1.2     第1群レンズ素子 3.4.5    第2群レンズ素子 6.7.8    第3群レンズ素子 9.10    第4群レンズ素子 11      開口絞り

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)互いに間隔をもつて配置された少なくとも4群か
    ら成る10個のレンズ素子で構成された超広角マイクロ
    グラフィック・レンズであつて、第1群が間隔をもつて
    配置された1対の収束性のメニスカスレンズ素子を有す
    ることと、第2群が接合された2重レンズ素子と両凸単
    一レンズ素子とを有することと、第3群が平凹単一レン
    ズ素子と接合された2重レンズ素子とを有することと、
    第4群が接合された2重レンズ素子を有することと、前
    記第2群と前記第3群との間に開口絞りが配置されるこ
    とと、前記レンズ素子の直径に対する厚さの比が10パ
    ーセントに等しいかまたはそれ以上であることとを特徴
    とする前記超広角マイクログラフィック・レンズ。 (2)特許請求の範囲第1項において、前記10個のレ
    ンズ素子が半画角33度を有しかつ実効焦点距離40.
    44mmを有することと、前記レンズが次の表(半径の
    負号は像面に対し表面が凸であることを示し、そしてす
    べての寸法はレンズの等価焦点距離に比例して表される
    )で事実上示されたレンズ素子と配置関係を有すること
    とを特徴とする前記超広角マイクログラフィック・レン
    ズ。 ¥レンズ素子¥ ¥表面¥ ¥半径mm¥ ¥厚さと間
    隔mm¥ ¥N_d¥ ¥V_d¥ R_1 71.9
    13 1            11.63 1.487 
    70.1 R_2 38.199  11.37  R_3 40.073 2            8.58 1.487 7
    0.1 R_4 24.243  34.29  R_5 26.899 3            9.68 1.726 5
    3.5 R_6 −28.461 4            3.97 1.701 4
    1.2 R_7 83.380  1.43  R_8 83.380 5            5.55 1.713 5
    3.8 R_9 −64.610  0.87 11           7.88 開口 0.96  R_1_0 −33.828 6            1.58 1.514 5
    4.7 R_1_1 ∞  0.25  R_1_2 −441.682 7            5.96 1.564 6
    0.7 R_1_3 −9.403 8            5.73 1.664 3
    5.7 R_1_4 −26.506  14.03  R_1_5 −17.896 9            3.50 1.532 4
    8.9 R_1_6 101.558 10           5.52 1.603 3
    8.0 R_1_7 −59.392
JP61198793A 1985-08-26 1986-08-25 超広角マイクログラフイツク・レンズ Pending JPS6252516A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/769,441 US4682863A (en) 1985-08-26 1985-08-26 Ultra-wide angle micrographic lens
US769441 1985-08-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6252516A true JPS6252516A (ja) 1987-03-07

Family

ID=25085456

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61198793A Pending JPS6252516A (ja) 1985-08-26 1986-08-25 超広角マイクログラフイツク・レンズ

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EP (1) EP0217526B1 (ja)
JP (1) JPS6252516A (ja)
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