JPS63141013A - 鏡面対物レンズ並びに２個の鏡面対物レンズを用いる光学装置 - Google Patents
鏡面対物レンズ並びに２個の鏡面対物レンズを用いる光学装置Info
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- JPS63141013A JPS63141013A JP62269493A JP26949387A JPS63141013A JP S63141013 A JPS63141013 A JP S63141013A JP 62269493 A JP62269493 A JP 62269493A JP 26949387 A JP26949387 A JP 26949387A JP S63141013 A JPS63141013 A JP S63141013A
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- 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
- G02B17/086—Catadioptric systems comprising a refractive element with a reflective surface, the reflection taking place inside the element, e.g. Mangin mirrors wherein the system is made of a single block of optical material, e.g. solid catadioptric systems
-
- G—PHYSICS
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
- G02B17/08—Catadioptric systems
- G02B17/0804—Catadioptric systems using two curved mirrors
- G02B17/0812—Catadioptric systems using two curved mirrors off-axis or unobscured systems in which all of the mirrors share a common axis of rotational symmetry
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
- G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
- G06K7/10544—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum
- G06K7/10554—Moving beam scanning
- G06K7/10594—Beam path
- G06K7/10683—Arrangement of fixed elements
- G06K7/10702—Particularities of propagating elements, e.g. lenses, mirrors
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- G—PHYSICS
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
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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】
本発明は、出射面に結合配置されている第１ミラー及び
入射面に結合配置されている第２ミラーを有するレンズ
を具えるモノリシック鏡面対物レンズであって、これら
レンズと共働するミラーが、鏡面対物レンズを通るＮ字
状の放射光路を形成するように配置されている鏡面対物
レンズに関するものである。この鏡面対物レンズでは、
Ｎ形の放射光路の全てがレンズ及び結合し得る別のレン
ズ内に存在することになる。本発明は、このような鏡面
対物レンズを２個具える光学装置にも関するものである
。
入射面に結合配置されている第２ミラーを有するレンズ
を具えるモノリシック鏡面対物レンズであって、これら
レンズと共働するミラーが、鏡面対物レンズを通るＮ字
状の放射光路を形成するように配置されている鏡面対物
レンズに関するものである。この鏡面対物レンズでは、
Ｎ形の放射光路の全てがレンズ及び結合し得る別のレン
ズ内に存在することになる。本発明は、このような鏡面
対物レンズを２個具える光学装置にも関するものである
。
全ての標準的な鏡面対物レンズは、第１ミラー及び第２
ミラーで構成されている。これらミラーは１個のレンズ
又は複数個の結合されたレンズに結合配置することがで
きる。例えば、米国特許第２３７８３０１号には、カメ
ラ用の対物レンズの形態をした鏡面対物レンズが開示さ
れている。従来の鏡面対物レンズでは、物体を第１ミラ
ーによってその焦点面に結像し、それらの光線を第２ミ
ラーに入射させて反射し、第１ミラーの開口を経て、カ
メラの視野ガラスの結像面に入射するように構成されて
いる。この鏡面対物レンズの光軸は、その中心部を通る
幾何学的な軸と一致している。
ミラーで構成されている。これらミラーは１個のレンズ
又は複数個の結合されたレンズに結合配置することがで
きる。例えば、米国特許第２３７８３０１号には、カメ
ラ用の対物レンズの形態をした鏡面対物レンズが開示さ
れている。従来の鏡面対物レンズでは、物体を第１ミラ
ーによってその焦点面に結像し、それらの光線を第２ミ
ラーに入射させて反射し、第１ミラーの開口を経て、カ
メラの視野ガラスの結像面に入射するように構成されて
いる。この鏡面対物レンズの光軸は、その中心部を通る
幾何学的な軸と一致している。
第１ミラーの開口によって対物レンズの出射瞳に中心が
ぼんやりとした部分が生じ（中央部の絞り作用）、すな
わち物点から発する充円錐体が中空状になっている。所
定の所望の光強度を得るためには、充円錐体の外側光線
を鏡面対物レンズの幾何学的な軸に対して大きな角度に
させる必要がある。更に、鏡面対物レンズを微小倍率に
適合させることを望む場合、第２ミラーの径を増大させ
、つまり外側光線の角度をさらに大きくする必要がある
。例えば紙のうよな材料からの画像を検出器に結像する
場合、このような対物レンズを用いることができない。
ぼんやりとした部分が生じ（中央部の絞り作用）、すな
わち物点から発する充円錐体が中空状になっている。所
定の所望の光強度を得るためには、充円錐体の外側光線
を鏡面対物レンズの幾何学的な軸に対して大きな角度に
させる必要がある。更に、鏡面対物レンズを微小倍率に
適合させることを望む場合、第２ミラーの径を増大させ
、つまり外側光線の角度をさらに大きくする必要がある
。例えば紙のうよな材料からの画像を検出器に結像する
場合、このような対物レンズを用いることができない。
けだし、このような材料の深さ方向の変移量が極めて微
小なため、適合できない程の非合焦となるためである。
小なため、適合できない程の非合焦となるためである。
従って、本発明の目的は上述した欠点、すなわち中心絞
りを設けることによる欠点を除去し、レンズ素子上に形
成したミラー素子の利点を利用し、すなわちより少数の
素子を用いて短距離構造とすると共に同一の画像品質を
得ることができる鏡面対物レンズを提供するものである
。この目的は、物体並びに像を鏡面対物レンズの幾何学
的な軸の外側にそれぞれ配置並びに形成することにより
達成される。光軸はミラー間でＮ字状に形成され、従っ
て第１ミラーに開口を設ける必要がなくなる。
りを設けることによる欠点を除去し、レンズ素子上に形
成したミラー素子の利点を利用し、すなわちより少数の
素子を用いて短距離構造とすると共に同一の画像品質を
得ることができる鏡面対物レンズを提供するものである
。この目的は、物体並びに像を鏡面対物レンズの幾何学
的な軸の外側にそれぞれ配置並びに形成することにより
達成される。光軸はミラー間でＮ字状に形成され、従っ
て第１ミラーに開口を設ける必要がなくなる。
結像ビームは対物レンズを用いる場合と同様な形態とな
り、焦点深度は入射瞳及び物体までの距離だけに依存す
ることになる。
り、焦点深度は入射瞳及び物体までの距離だけに依存す
ることになる。
本発明による鏡面対物レンズは、前記第１ミラーが出射
面の中央部をおおうように配置され、前記第２ミラーが
、入射面の中央部に対して変位した部分をおおうように
配置され、第１及び第２のミラーが、前記レンズ及び結
合し得る別のレンズと共に偏心した対物レンズを通るＮ
字状の光路を形成でき、物体及び像が、鏡面対物レンズ
の幾何学的な軸の各側にそれぞれ位置するように構成し
たことを特徴とする。
面の中央部をおおうように配置され、前記第２ミラーが
、入射面の中央部に対して変位した部分をおおうように
配置され、第１及び第２のミラーが、前記レンズ及び結
合し得る別のレンズと共に偏心した対物レンズを通るＮ
字状の光路を形成でき、物体及び像が、鏡面対物レンズ
の幾何学的な軸の各側にそれぞれ位置するように構成し
たことを特徴とする。
本発明による鏡面対物レンズは、１個の検出器ライン（
アレイ）を用いてバー記号、文字及び数字を読取ったり
、光ディスクや同様な記１．ａ媒体を読取るのに好適で
ある。現在では、上記用途例に関連してマイクロ対物レ
ンズ、すなわち小型化された光射物レンズが用いられて
いる。しかしながら、これらの対物レンズは実用的な寸
法を有していない。例えば、１０柵の大きさの文字を５
ｍｍの大きさの検出器上に結像する場合、４個のレン
ズを用いて非点収差補正を行なう必要があり、物体から
検出器までの全長が４０〜６０鴫になってしまう。本発
明による鏡面対物レンズでは全長が高々２０ｍｍ程度で
あり、これと比較すれば極めて大きなものとなってしま
う。
アレイ）を用いてバー記号、文字及び数字を読取ったり
、光ディスクや同様な記１．ａ媒体を読取るのに好適で
ある。現在では、上記用途例に関連してマイクロ対物レ
ンズ、すなわち小型化された光射物レンズが用いられて
いる。しかしながら、これらの対物レンズは実用的な寸
法を有していない。例えば、１０柵の大きさの文字を５
ｍｍの大きさの検出器上に結像する場合、４個のレン
ズを用いて非点収差補正を行なう必要があり、物体から
検出器までの全長が４０〜６０鴫になってしまう。本発
明による鏡面対物レンズでは全長が高々２０ｍｍ程度で
あり、これと比較すれば極めて大きなものとなってしま
う。
最も簡単な形態のものでは、鏡面対物レンズはレンズに
被着した２個の反射面で構成される。−方、画像の鮮明
度を改善し鏡面対物レンズを異なる倍率（物体の寸法と
像の寸法との比）に適合させるためには、別のレンズを
ベースのレンズに接着配置することが望ましい。本発明
の鏡面対物レンズの好適な実施例は前記レンズに隣接し
て別のレンズを配置し、前記反射面のうちの１個の反射
面がこれら２個のレンズの間で包囲されていることを特
徴とする。
被着した２個の反射面で構成される。−方、画像の鮮明
度を改善し鏡面対物レンズを異なる倍率（物体の寸法と
像の寸法との比）に適合させるためには、別のレンズを
ベースのレンズに接着配置することが望ましい。本発明
の鏡面対物レンズの好適な実施例は前記レンズに隣接し
て別のレンズを配置し、前記反射面のうちの１個の反射
面がこれら２個のレンズの間で包囲されていることを特
徴とする。
別の好適な実施例では、コリメータレンズを物体に近接
して配置する。コリメータレンズを用いることにより、
相互に平行な放射ビームを適切に選択して結像させるこ
とができる。物体までの距離が微小な場合、この対物レ
ンズ装置による像の寸法は不変である。この実施例の鏡
面対物レンズは、コリメークレンズを鏡面対物レンズの
物体面に近接して配置したことを特徴とする。
して配置する。コリメータレンズを用いることにより、
相互に平行な放射ビームを適切に選択して結像させるこ
とができる。物体までの距離が微小な場合、この対物レ
ンズ装置による像の寸法は不変である。この実施例の鏡
面対物レンズは、コリメークレンズを鏡面対物レンズの
物体面に近接して配置したことを特徴とする。
本願発明は、本発明による鏡面対物レンズを２個具える
光学装置にも関するものである。一方の対物レンズを照
明用に用い、他方の対物レンズを読取用に用いる。通常
照明はミニチュアランプ又はいわゆる垂直投光器により
行なう。ミニチュアランプを用いる場合大きな視野に亘
って照明されるが、読取用には細条の照明光だけを用い
る。垂直投光器を用いる場合投光器から発した光を傾斜
した透明ミラーで反射させ、対物レンズを経て物体を照
明する。物体からの光は対物レンズ及びそれに形成され
ているミラーを経て検出器上に結像する。これら照明装
置は共に多量の光を必要とし、大部分の光は損失となり
迷光反射が増大するおそれがある。本発明の光学装置で
は放射光路が偏心したような形態をしているので、物体
は光学系の周辺部分に位置することになる。従って、２
個の理想的な鏡面対物レンズを互いに隣接配置すること
ができ、一方の鏡面対物レンズを光源からの光を物体上
に投影するために用い、この光源は読み取るべき物体に
応じて適切な形状とすることができ、例えば物体上のラ
イン又は帯模様を読取る場合には直線状の白熱灯フィラ
メントとすることができる。この場合、照明用及び読取
用の放射光路は全体として分離され、不所望な反射が発
生せず読取られるべき視野だけが照明されることになる
。
光学装置にも関するものである。一方の対物レンズを照
明用に用い、他方の対物レンズを読取用に用いる。通常
照明はミニチュアランプ又はいわゆる垂直投光器により
行なう。ミニチュアランプを用いる場合大きな視野に亘
って照明されるが、読取用には細条の照明光だけを用い
る。垂直投光器を用いる場合投光器から発した光を傾斜
した透明ミラーで反射させ、対物レンズを経て物体を照
明する。物体からの光は対物レンズ及びそれに形成され
ているミラーを経て検出器上に結像する。これら照明装
置は共に多量の光を必要とし、大部分の光は損失となり
迷光反射が増大するおそれがある。本発明の光学装置で
は放射光路が偏心したような形態をしているので、物体
は光学系の周辺部分に位置することになる。従って、２
個の理想的な鏡面対物レンズを互いに隣接配置すること
ができ、一方の鏡面対物レンズを光源からの光を物体上
に投影するために用い、この光源は読み取るべき物体に
応じて適切な形状とすることができ、例えば物体上のラ
イン又は帯模様を読取る場合には直線状の白熱灯フィラ
メントとすることができる。この場合、照明用及び読取
用の放射光路は全体として分離され、不所望な反射が発
生せず読取られるべき視野だけが照明されることになる
。
２個の鏡面対物レンズで構成される光学装置は、２個の
鏡面対物レンズが、幾何学的な軸が平行となるように互
いに隣接して配置され、これら鏡面対物レンズのうちの
一方鏡面対物レンズが物体を照明するために用いられ、
他方の鏡面対物レンズがこの物体の像を結像するために
用いられるように構成したことを特徴とする。
鏡面対物レンズが、幾何学的な軸が平行となるように互
いに隣接して配置され、これら鏡面対物レンズのうちの
一方鏡面対物レンズが物体を照明するために用いられ、
他方の鏡面対物レンズがこの物体の像を結像するために
用いられるように構成したことを特徴とする。
第１図に示す実施例では、鏡面対物レンズは平凸レンズ
１で構成され、この平凸レンズｌに第１ミラー２及び第
２ミラー３を形成する。物体５を放射ビーム６により検
出器上すなわち検出ライン７上に結像する。図面上中心
光線の光路だけを示す。入射スリット１０を物体５と対
物レンズ１との間に配置し、出射スリット１１をレンズ
本体１と検出ライン７との間に配置する。この第１図の
鏡面対物レンズは倍率が０．５倍の場合に好適である。
１で構成され、この平凸レンズｌに第１ミラー２及び第
２ミラー３を形成する。物体５を放射ビーム６により検
出器上すなわち検出ライン７上に結像する。図面上中心
光線の光路だけを示す。入射スリット１０を物体５と対
物レンズ１との間に配置し、出射スリット１１をレンズ
本体１と検出ライン７との間に配置する。この第１図の
鏡面対物レンズは倍率が０．５倍の場合に好適である。
ただし、倍率はこの値に限定されず、望ましくは屈折率
を変えることにより別の値をとることもできる。上述の
レンズ並びに後述するレンズは合成樹脂或はガラス材料
で構成するのが望ましい。
を変えることにより別の値をとることもできる。上述の
レンズ並びに後述するレンズは合成樹脂或はガラス材料
で構成するのが望ましい。
第２図〜第４図に基く以下の説明において、対応する構
成要素には第１図の参照符号と同一の符号を付して説明
する。
成要素には第１図の参照符号と同一の符号を付して説明
する。
レンズ１に加えて、本例ではこのレンズは凸レンズであ
るが、第２図に示す実施例では別のレンズ４を具えてい
る。これらレンズ１，４を、第２ミラー３がこれらレン
ズの隣接面によって包囲されるように配置する。レンズ
４の入射スリ７ト１０と対向する第２面を球面形状とし
、放射ビーム６を第２面に対しほぼ直角に入射させる。
るが、第２図に示す実施例では別のレンズ４を具えてい
る。これらレンズ１，４を、第２ミラー３がこれらレン
ズの隣接面によって包囲されるように配置する。レンズ
４の入射スリ７ト１０と対向する第２面を球面形状とし
、放射ビーム６を第２面に対しほぼ直角に入射させる。
第３図に示す実施例では、レンズ１を凹凸レンズとする
と共に、レンズ４をレンズ１の凸面と共に第２ミラー３
を包囲するように配置する。第１図と同様に中心光線の
放射光路だけを示す。
と共に、レンズ４をレンズ１の凸面と共に第２ミラー３
を包囲するように配置する。第１図と同様に中心光線の
放射光路だけを示す。
第４図は、第２図の鏡面対物レンズに物体に近接してコ
リメータレンズ１４を配置した実施例を示す。このコリ
メータレンズ１４により相互に平行な放射ビームが適切
に選択されて結像することになる。
リメータレンズ１４を配置した実施例を示す。このコリ
メータレンズ１４により相互に平行な放射ビームが適切
に選択されて結像することになる。
上述した型式の鏡面対物レンズ２個で構成される光学装
置を第５図に示す。第５ａ図は側面から見た光学装置を
示し、第５ｂ図は上面から見た光学装置を示す。これら
鏡面対物レンズを互いに隣接配置し、一方のレンズ（左
側）を物体５を照明するために用い他方のレンズ（右側
）を観察すべき物体５を結像するために用いる。照明用
レンズ本体並びに結像用レンズ本体は共に凸レンズ１及
び別のレンズ４から構成され、これらレンズ１及び４に
より第２ミラー３を包囲し、第１ミラー２は凸レンズ１
に結合する。更に、これらレンズ本体に対して入射スリ
ット１０及び出射スリット１１を設ける。参照符号８は
光源を示し、この光源８から発した光を物体５上に投影
し、この物体５から発した光を検出ライン９上に結像す
る。第５ｂ図に示すように、照明用レンズ本体すなわち
左側の鏡面対物レンズの第１ミラーの開口部を、結像用
レンズ本体すなわち右側の鏡面対物レンズの第１ミラー
よりも太き（することができる。第５図の実施例では、
照明用レンズ本体と結像用レンズ本体との互いに隣接す
る面は平面１２．ｉ３で構成されている。しかしながら
、第１図〜第４図に基いて説明した光学ミラー系におけ
るように、レンズ本体は円筒状にすることができる。図
示の実施例では、物体５は平面１２．１３の延長部に配
置されている。
置を第５図に示す。第５ａ図は側面から見た光学装置を
示し、第５ｂ図は上面から見た光学装置を示す。これら
鏡面対物レンズを互いに隣接配置し、一方のレンズ（左
側）を物体５を照明するために用い他方のレンズ（右側
）を観察すべき物体５を結像するために用いる。照明用
レンズ本体並びに結像用レンズ本体は共に凸レンズ１及
び別のレンズ４から構成され、これらレンズ１及び４に
より第２ミラー３を包囲し、第１ミラー２は凸レンズ１
に結合する。更に、これらレンズ本体に対して入射スリ
ット１０及び出射スリット１１を設ける。参照符号８は
光源を示し、この光源８から発した光を物体５上に投影
し、この物体５から発した光を検出ライン９上に結像す
る。第５ｂ図に示すように、照明用レンズ本体すなわち
左側の鏡面対物レンズの第１ミラーの開口部を、結像用
レンズ本体すなわち右側の鏡面対物レンズの第１ミラー
よりも太き（することができる。第５図の実施例では、
照明用レンズ本体と結像用レンズ本体との互いに隣接す
る面は平面１２．ｉ３で構成されている。しかしながら
、第１図〜第４図に基いて説明した光学ミラー系におけ
るように、レンズ本体は円筒状にすることができる。図
示の実施例では、物体５は平面１２．１３の延長部に配
置されている。
第１図は本発明による鏡面対物レンズの簡単な実施例の
構成を示す線図、 第２図は１個の別のレンズを具える本発明による鏡面対
物レンズの第２実施例の構成を示す線図、第３図は本発
明による鏡面対物レンズの第３実施例の構成を示す線図
、 第４図はコリメータレンズを具える本発明による鏡面対
物レンズの第４実施例を示す線図、第５ａ図及び第５ｂ
図は本発明による２個の鏡面対物レンズを具える光学装
置の構成を示す側面図及び上面図である。 １・・・平凸レンズ ２・・・第１ミラー３・・
・第２ミラー ５・・・物体７．９・・・検出器
ライン ８・・・光源１０・・・入射スリット １１
・・・出射スリット特許出願人 エヌ・ヘー・フィ
リツプス・フルーイランペンファブリケン
構成を示す線図、 第２図は１個の別のレンズを具える本発明による鏡面対
物レンズの第２実施例の構成を示す線図、第３図は本発
明による鏡面対物レンズの第３実施例の構成を示す線図
、 第４図はコリメータレンズを具える本発明による鏡面対
物レンズの第４実施例を示す線図、第５ａ図及び第５ｂ
図は本発明による２個の鏡面対物レンズを具える光学装
置の構成を示す側面図及び上面図である。 １・・・平凸レンズ ２・・・第１ミラー３・・
・第２ミラー ５・・・物体７．９・・・検出器
ライン ８・・・光源１０・・・入射スリット １１
・・・出射スリット特許出願人 エヌ・ヘー・フィ
リツプス・フルーイランペンファブリケン
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、出射面に結合配置されている第１ミラー及び入射面
に結合配置されている第２ミラーを有するレンズを具え
るモノリシック鏡面対物レンズであって、これらレンズ
と共働するミラーが、鏡面対物レンズを通るＮ字状の放
射光路を形成するように配置されている鏡面対物レンズ
において、前記第１ミラーが出射面の中央部をおおうよ
うに配置され、前記第２ミラーが、入射面の中央部に対
して変位した部分をおおうように配置され、第１及び第
２のミラーが、前記レンズ及び結合し得る別のレンズと
共に偏心した対物レンズを通るＮ字状の光路を形成でき
、物体及び像が、鏡面対物レンズの幾何学的な軸の各側
にそれぞれ位置するように構成したことを特徴とする鏡
面対物レンズ。 ２、入射面の前側に入射スリットを配置すると共に出射
面の後側に出射スリットを配置し、前記第１及び第２の
ミラーの形状並びに鏡面対物レンズを通る放射ビームの
範囲を定めるように構成したことを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の鏡面対物レンズ。 ３、前記レンズに隣接して別のレンズを配置し、前記反
射面のうちの１個の反射面がこれら２個のレンズの間で
包囲されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の鏡面対物レンズ。 ４、コリメータレンズが、物体面側に近接配置されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項から前項まで
のいずれか１項に記載の鏡面対物レンズ。 ５、特許請求の範囲第１項から前項までのいずれか１項
に記載の２個の鏡面対物レンズを具える光学装置におい
て、２個の鏡面対物レンズが、幾何学的な軸が平行とな
るように互いに隣接して配置され、これら鏡面対物レン
ズのうちの一方鏡面対物レンズが物体を照明するために
用いられ、他方の鏡面対物レンズがこの物体の像を結像
するために用いられるように構成したことを特徴とする
光学装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE8604590A SE455237B (sv) | 1986-10-28 | 1986-10-28 | Monolitiskt spegelobjektiv och optiskt arrangemang innefattande tva sadana spegelobjektiv |
| SE8604590.3 | 1986-10-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63141013A true JPS63141013A (ja) | 1988-06-13 |
Family
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