KR20010023127A - 10ｘ 배율의 현미경 접안 렌즈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 보상 광학 시스템에서 이론적으로 비점 수차가 감소되는 현미경 접안 렌즈에 관한 것이다. 본 발명에 따른 접안 렌즈는 그 배율이 10x이고, 시야 수(SFZ)가 SFZ ≤ 25이며, 페츠발 합(SP)이 0.014 ≤ SP ≤ 0.021이다. 그러한 접안 렌즈에서는 시야 조리개의 전방에 시야 렌즈가 마련되고, 시야 조리개의 후방에 대안 렌즈부의 음 굴절 렌즈가 마련된다. 본 발명에 따른 시야 렌즈는 양의 굴절 능력이 있고 시야 조리개 쪽으로 볼록하며 시야 렌즈 계수(베타')가 0.95 ≤ 베타' ≤ 1.05인 두꺼운 단순 반월형 렌즈의 형태로 실시된다. 대안 렌즈부는 디옵터를 조정할 수 있도록 시야 조리개에 대해 상대 이동될 수 있다. 시야 렌즈의 바람직한 특정 구성 및 현미경 접안 렌즈의 실시예를 그 구조 데이터와 함께 개시한다.

Description

10ｘ 배율의 현미경 접안 렌즈{MICROSCOPE EYEPIECE WITH 10x MAGNIFICATION}
간단한 현미경용 접안 렌즈는 양의 굴절 능력이 있는 다수의 렌즈 또는 퍼티(putty) 접합 부재로 이루어진다. 그러한 접안 렌즈 중의 상당수는 양의 굴절 능력이 있는 시야 렌즈를 추가로 포함하여 시야 조리개의 투영 또는 대안 렌즈의 직경에 유리한 영향이 미치도록 하고 있다. 접안 렌즈의 상 시야 만곡의 방향 및 곡률은 그것의 페츠발 합(Petzval sum)(SP)에 의해 정량적으로 표현되는데, 그 페츠발 합(SP)은 다음의 수학식 1과 같다:
SP = f/n (f = 접안 렌즈의 초점 거리, n = 평균 굴절률)
그러한 접안 렌즈에서는 페츠발 합이 매우 큰 양의 값이고, 그에 따라 비점 수차를 보정하더라도 상 시야 만곡이 크다.
관찰자에게 평탄화된 상을 제공하려면, 현미경 대물 렌즈가 접안 렌즈의 상 시야 만곡과 정반대의 상 시야 만곡을 나타내야 한다. 그를 위해, 현미경의 상 수차를 보정할 때에 현미경 대물 렌즈와 접안 렌즈가 서로에 맞춰 조정된 비점 수차와 조합되어 있는 보상 모델에 의해 작업을 하는 것이 공지되어 있다. 그러한 보상 모델은 1977년 간행본 "광학 연감(Jahrbuch fur Optik)" 제95면 내지 제127면에 게재된 베. 클라인(W. Klein)의 논문에 개시되어 있다.
그러한 보상 모델에서는 소위 보상 현미경 대물 렌즈와 소위 보상 접안 렌즈를 서로 대응시킬 경우에 비점 수차가 완벽하게 보정되는 것이 아니라, 그 각각의 비점 수차가 일정한 값으로 조정된다. 그와 같이 조정된 각각의 비점 수차의 값을 이후로 목표 비점 수차로서 지칭하기로 한다. 보상 대물 렌즈는 그것의 목표 비점 수차에 의거하여 중간 상에 상 시야 만곡을 생성하고, 그러한 중간 상의 상 시야 만곡이 대응된 보상 접안 렌즈에 의해 그것의 목표 비점 수차에 의거하여 평탄화된다. 그를 위해, 보상 접안 렌즈의 목표 비점 수차는 보상 대물 렌즈의 목표 비점 수차와 크기가 같고 부호가 반대인 값으로 조정된다.
본 발명이 보상 광학 시스템과 관련된 것이기는 하지만, 이후로 보상 접안 렌즈를 접안 렌즈로서, 그리고 보상 현미경 대물 렌즈를 현미경 대물 렌즈로서 각각 간단히 약칭하기로 한다.
예컨대 높은 자외선 투과성을 나타내는 동시에 분광 스펙트럼의 가시 광선/자외선 대역에서의 보정이 더욱 우수할 것, 색수차와 구면 수차를 없애는 보정이 더욱 우수할 것, 자유 작업 거리가 더욱 클 것 등과 같은 현미경 대물 렌즈에 요구되는 요건은 부단히 강화되고 있기 때문에, 그러한 현미경 대물 렌즈를 기술적으로, 그리고 경제적으로 제작하기는 점점 더 어려워지고 있다.
그와 같이 고도로 보정된 신규의 현미경 대물 렌즈를 제작하려면 그 현미경 대물 렌즈의 목표 비점 수차가 종래의 통상의 값의 절반으로 정해져야만 한다. 따라서, 보상을 지속하기 위해서는 접안 렌즈의 목표 비점 수차 및 목표 상 시야 만곡도 역시 신규의 현미경 대물 렌즈의 절반으로 된 새로운 목표 비점 수차와 동일한 크기의 반대 부호의 값에 해당하도록 절반으로 되는 것이 필요하다.
그러한 접안 렌즈는 종래의 접안 렌즈에 비해 작아진 목표 비점 수차에 상응하여 페츠발 합(SP)이 매우 작은 것을 그 특징으로 해야 한다. 페츠발 합의 실제의 크기는 허용되는 잔상 수차의 등급에 의존하여 달라진다. 예컨대, 10x 배율이고 시야 수(SFZ) = 25인 고도로 보정된 접안 렌즈의 경우에는 요구되는 새로운 목표 비점 수차의 값을 내기 위해 페츠발 합(SP)이 약 0.015이어야 한다. 그 경우, 투영 수차의 허용 범위는 고도로 보정된 현미경 대물 렌즈에 상응하여 매우 좁게 된다. 관찰자의 눈이 무한대로 적응될 경우에는 대안 렌즈가 0 디옵터로 조정된다. 그와 같이 대안 렌즈를 조정함에 있어서는 동공간 거리가 작은 경우에도 접안 렌즈의 외형 치수에 의거하여 양안으로 경통 속을 들여다보는 것을 확보하기 위해 최대 투과 광선, 소위 자유 렌즈 직경이 30 ㎜를 초과해서는 안된다.
페츠발 합이 작은 선행 기술에 속하는 접안 렌즈는 소위 대안 렌즈부, 즉 눈과 접안 렌즈의 중간 실상과의 사이의 렌즈 군에 시야 렌즈 및 높은 굴절률의 음 굴절 렌즈(negative lens)가 있는 것을 그 특징으로 한다. 이후로 그러한 접안 렌즈를 언급하기로 하는데, 아울러 적절히 환산한 후에 그것이 본 보상 시스템에 사용될 수 있는지의 여부를 점검하기로 한다.
즉, US 5,255,121에는 페츠발 합이 0.015보다 더 큰 그러한 접안 렌즈가 개시되어 있다. 그러나, 그 접안 렌즈에는 코마(coma), 대역 비점 수차(zone astigmatism), 경통공 수차 및 왜곡(＞ 3%)이 추구하고자 하는 범위로부터 벗어난다는 단점이 있다. 그러한 접안 렌즈는 시야 렌즈 계수 베타' = 1.053인 시야 렌즈부로서 2개의 개별 렌즈를 구비한다. 그러한 접안 렌즈는 총 7개의 렌즈를 구비하는데, 그것은 접안 렌즈의 가격을 비싸게 만드는 것이다. 자유 렌즈 직경은 시야 수(SFZ) = 25를 기준으로 수치화할 경우에 30 ㎜보다 더 크다.
US 3,867,018로부터 공지된 접안 렌즈는 6개의 렌즈를 구비하는데, 그 중에서 하나의 얇은 평/볼록 렌즈를 시야 렌즈 계수 베타' = 0.767인 시야 렌즈로서 구비한다. 페츠발 합은 추구하고자 하는 보상 광학 시스템용으로는 지나치게 작은 0.007이다. 코마 및 비점 수차 왜곡도 역시 지나치게 크고, 경통공의 색수차도 마찬가지이다. 또한, 자유 렌즈 직경은 시야 수(SFZ) = 25를 기준으로 수치화할 경우에 30 ㎜보다 더 크다.
DE 39 25 246 C2에는 시야 렌즈 계수 베타' = 1.047인 퍼티 접합된 시야 렌즈 부재를 구비한 접안 렌즈가 일 실시예로 개시되어 있다. 그러한 접안 렌즈는 단지 6개의 렌즈만으로 이루어진다. 그러나, 코마가 크고 경통공 수차가 매우 크며 왜곡이 3%를 넘는 것이 단점이다. 자유 렌즈 직경은 시야 수(SFZ) = 25를 기준으로 수치화할 경우에 30 ㎜보다 훨씬 더 크다. 또한, 그러한 시야 수에서의 페츠발 합은 추구하고자 하는 0.015의 값보다 더 크다.
JP 07063996 A는 대안 렌즈부의 제2 지점에 음 굴절 렌즈가 배치되어 있는 접안 렌즈를 개시하고 있다. 그러한 음 굴절 렌즈는 음의 굴절 능력이 있고 선택적으로 그에 덧붙여지는 추가의 음 굴절 렌즈를 구비하거나 구비하지 않는 커티 접합 부재로서 제작된다. 시야 렌즈는 현미경 대물 렌즈 쪽으로 볼록한 반월형 렌즈(meniscus)의 형태의 커티 접합 부재이다. 시야 렌즈 계수는 0.996에 해당한다. 그러한 접안 렌즈는 양호하게 보정되고 자유 렌즈 직경도 30 ㎜ 미만이다. 그러나, 그 페츠발 합은 0.019에 해당한다. 또한, 7개 내지 8개의 렌즈를 필요로 하여 그 가격을 비싸게 만든다.
전술된 대부분의 접안 렌즈는 그 페츠발 합이 작은 것은 사실이지만, 본 보상 시스템에 요구되는 특별한 요건에 부합되지 않는다. 또한, 그러한 접안 렌즈의 투영 능력이 부족하거나 그 접안 렌즈가 지나치게 많은 렌즈에 의해 구현되고 있다. 자유 렌즈 직경도 역시 전술된 대부분의 접안 렌즈에서 지나치게 크다.
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 10x 배율의 현미경 접안 렌즈에 관한 것이다.
이하, 종속 청구항에 기재된 접안 렌즈의 2개의 특정 구성을 개략적인 2개의 첨부 도면에 의거하여 더욱 상세히 설명하기로 한다. 첨부 도면 중에서,
도 1은 청구항 7에 기재된 바와 같은 시야 수(SFZ) = 25인 본 발명에 따른 접안 렌즈의 렌즈 단면도이고,
도 2는 청구항 8에 기재된 바와 같은 시야 수(SFZ) = 22인 본 발명에 따른 접안 렌즈의 렌즈 단면도이다.
따라서, 본 발명의 목적은 대안 렌즈부에 있는 음 굴절 렌즈 및 추가의 시야 렌즈를 구비한 10x 배율의 접안 렌즈로서, 주어진 보상 광학 시스템에 사용하기 적합한 접안 렌즈를 제공하는 것이다. 그를 위해, 그러한 접안 렌즈는 모든 상 수차의 보정이 매우 우수한 동시에 페츠발 합(SP)이 매우 작은 것을 그 특징으로 해야 한다. 또한, 비용상의 이유로 기껏해야 6개의 렌즈만을 필요로 해야 한다. 시야 수(SFZ) = 25인 10x 배율의 접안 렌즈의 경우에는 보상 광학 시스템에 요구되는 목표 비점 수차의 값을 내기 위해 페츠발 합이 가능한 한 정확히 0.015이어야 한다. 그러한 접안 렌즈는 안경 착용자에게도 적합해야 한다. 즉, 적절한 디옵터 조정이 가능해야 한다. 또한, 투과 자유 렌즈 직경은 대안 렌즈를 0 디옵터로 조정했을 때에 최대 30 ㎜이어야 한다. 그러면, 접안 렌즈의 외형 치수는 좁은 동공간 거리에 맞춰 조정될 수 있도록 단지 작은 정도로 충분하다.
그러한 목적은 청구항 1에 기재된 특징에 의해 달성된다. 본 발명의 바람직한 부가의 구성은 종속 청구항들의 주제이다.
본 발명에 따라, 양의 굴절 능력이 있고 시야 조리개 쪽으로 볼록한 두꺼운 단순 반월형 렌즈의 형태이며 시야 렌즈 계수 베타'가 0.95 내지 1.05인 시야 렌즈가 광선 방향으로 시야 조리개의 전방에 배치되어 있는 시야 수(SFZ) ≤ 25인 10x 배율의 현미경 접안 렌즈가 제공된다. 눈 쪽으로는 시야 조리개에 후속하여 대안 렌즈부가 배치되는데, 그 대안 렌즈부는 광선 방향으로 음 굴절 렌즈를 제1 렌즈로서 구비하고 디옵터의 조정을 위해 시야 조리개에 대해 상대 이동될 수 있다. 페츠발 합(SP)은 미리 주어진 보상 시스템에 상응하게 0.014 내지 0.021이다. 그러한 페츠발 합(SP)은 대안 렌즈부의 음 굴절 렌즈에 의해 필요한 각각의 값으로 조정된다.
비점 수차, 왜곡 및 경통공 개방 수차와 같은 상 수차는 대안 렌즈부에서 서로 밀접하게 결부된다. 따라서, 대안 렌즈부에서의 만곡 또는 굴절 능력 분포는 그러한 상 수차의 상호간 비율에 큰 영향을 주지 못한다. 즉, 3개의 상 수차 모두를 한번에 원하는 값으로 보정할 수는 없다.
시야 조리개의 타측에 있는 시야 렌즈에서는 3개의 상 수차의 상호간 비율이 대안 렌즈부에서의 그것과는 상이하다. 따라서, 시야 렌즈와 대안 렌즈부 사이의 상 수차의 분율을 평형화시킴으로써 비점 수차, 왜곡 및 경통공 수차의 합산 수차를 원하는 값으로 조정할 수 있다.
그와 같이 상 수차를 평형화시킬 경우, 시야 렌즈의 시작 단면 거리(s)에 대해 20 ㎜ 내지 23 ㎜의 값이, 그리고 현미경 대물 렌즈의 중간 실상으로부터 접안 렌즈의 입사 경통공까지의 거리에 대해 250 ㎜ 내지 700 ㎜의 값이 미리 주어지고, 시야 렌즈의 비점 수차의 자이델 합(Seidel sum)(SA)이 0.0092 내지 0.0104가 되도록 시야 렌즈의 만곡이 이루어지는 것이 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 접안 렌즈의 바람직한 실시예에서는 시야 렌즈의 시작 단면 거리(s)가 s = 21.46 ㎜로, 그리고 접안 렌즈의 입사 경통공과 현미경 대물 렌즈의 중간 실상과의 거리가 360 ㎜로 미리 주어진다. 시야 렌즈의 비점 수차의 자이델 합(SA)은 SA = 0.0098이다.
특히 중요한 것은 시야 렌즈 계수 베타'의 선택이다. 베타' ＜ 1인 경우에는 대안 렌즈부의 초점 거리 f'(AL) ＜ 25 ㎜로 귀결된다. 그러나, 그것은 대안 렌즈부로 하여금 0 디옵터로의 조정을 위해 이미 접안 렌즈 경통에 매우 가깝게 있게 되어 조정의 여유가 없어지도록 만든다. 그로 인해, 요구되는 디옵터 조정이 한 쪽으로만 한정된다.
베타' ＞ 1인 경우에는 대안 렌즈부의 초점 거리가 보다 더 커진다. 그럼에도 불구하고, 확대된 중간 상으로 인해 광속도 역시 보다 더 높이 대안 렌즈부를 통과하게 되고, 그에 따라 바람직하지 않은 상당한 상 수차를 감수해야 한다.
따라서, 시야 렌즈 계수 베타'에 대해서는 ±5%의 편차를 수반하여 베타'1이 가장 양호한 값이다. 시야 렌즈를 대안 렌즈부 쪽으로 볼록한 두꺼운 반월형 렌즈로 실시함으로써 상 개선(즉, 대안 렌즈부가 접안 렌즈 경통으로부터 멀리 떨어져 이동됨)이 실현되고, 전술된 3개의 임계적 상 수차의 비율이 적합해진다.
상당수의 현미경 검사에서는 관찰된 상에 척도 눈금을 부여하기 위해 시야 조리개의 지점에 조흔 판을 사용한다. 그러한 조흔 판을 사용하기 위해서는 시야 렌즈 계수 베타' = 1인 것이 특히 바람직한 것으로 판명되었다. 그와 같이 함으로써 시야 렌즈에 의한 중간 실상이 시야 렌즈가 없을 경우에 생성되었을 중간 상과 정확히 똑같은 크기로 된다. 그 결과, 시야 렌즈가 없는 접안 렌즈에서와 동일한 조흔 판이 사용될 수 있다.
접안 렌즈의 바람직한 실시예에서는 중간 상 이동의 크기(시야 렌즈가 있는 경우의 중간 상과 시야 렌즈가 없는 경우의 중간 상과의 거리)는 4 ㎜보다 더 크다. 그러면, 시야 조리개와 대안 렌즈부와의 사이의 공간 거리를 약 4 ㎜ 정도 변동시킴으로써 ±6 디옵터까지 디옵터를 조정하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 접안 렌즈는 우수하게 보정되고, 보상 시스템에 필요한 이상적인 접선 방향의 상 프레임도 매우 정확하게 실현된다. 코마가 없고, 경통공 수차가 우수하며, 왜곡도 단지 적은 정도(3% 미만)에 불과하다.
종속 청구항들은 본 발명에 따른 시야 렌즈의 구성 및 본 발명에 따른 접안 렌즈의 2개의 특정 구성을 그 구조 데이터와 함께 기재하고 있다. 시야 렌즈는 각종의 접안 렌즈에 만능적으로 사용될 수 있는 것으로 입증되었다. 물론, 현미경에 쓰이지 않는 접안 렌즈에 사용하는 것도 가능하다.
시야 렌즈의 특정 실시예는 청구항 5에 기재되어 있다. 그러한 시야 렌즈는 그 전방 면, 즉 입사 면에서의 곡률 반경 r1= 34.1960 ㎜이고, 그 후방 면, 즉 투사 면에서의 곡률 반경 r2= 31.1010 ㎜이다. 그러한 2개의 곡률 반경(r1, r2)으로 표현된 반월형 렌즈의 렌즈 두께 d1= 7.3000 ㎜이다. 사용된 유리는 굴절률 ne1= 1.812653이고 아베쉬 수(Abbesche number) ve1= 25.19인 것을 그 특징으로 한다.
도 1에는 시야 수(SFZ) = 25인 10x 배율의 접안 렌즈의 광축(1)을 따라 광선 방향으로 가장 먼저 입사 경통공(2)이 도시되어 있다. 축약하여 도시된 공간 거리 l0만큼 뒤쪽에는 두께 d1인 두꺼운 반월형 렌즈의 형태의 시야 렌즈로서 형성된 제1 렌즈(L1)가 후속된다. 곡률 반경이 r1인 그 전방 면 및 곡률 반경 r2인 그 후방 면은 공간 거리 l1만큼 뒤쪽에 배치된 시야 조리개(3) 쪽으로 볼록하게 형성된다.
시야 조리개(3)의 평면에는 시야 렌즈(L1)에 의해 생성된 중간 상(4)이 위치된다. 그것과 대비하여, 시야 렌즈(L1)가 없이 생성되는 현미경 대물 렌즈(본 실시예에서는 도시를 생략)의 중간 상(5)이 도시되어 있다. 또한, 2개의 중간 상(4, 5) 사이의 상 이동(6)도 도시되어 있는데, 그것의 크기는 본 실시예에서는 4 ㎜보다 더 크다.
시야 렌즈(L1)의 시작 단면 거리(s)는 s = 21.46 ㎜이고, 이동되지 않은 현미경 대물 렌즈의 중간 실상(5)으로부터 접안 렌즈의 입사 경통공(2)까지의 거리는 360 ㎜의 값이다. 시야 렌즈(L1)의 비점 수차의 자이델 합(SA)은 SA = 0.0098이다. 시야 렌즈(L1)는 시야 렌즈 계수 베타' = 1을 수반하는 것이 특히 바람직하다. 즉, 이동되지 않은 중간 실상(5)과 시야 렌즈(L1)에 의해 이동된 중간 실상(4)은 동일한 크기이다. 그에 의해, 시야 렌즈가 없는 접안 렌즈에서와 동일한 조흔 판이 시야 조리개(3)의 평면에 사용될 수 있다.
시야 조리개(3)로부터 공간 거리 l2만큼 뒤쪽에는 두께 d2, 전방 곡률 반경 r3, 후방 곡률 반경 r4인 양면 오목 음 굴절 렌즈(L2)가 후속된다. 후속적으로, 공간 거리 l3만큼 뒤쪽에는 두께 d3인 오목/볼록 양 굴절 렌즈(L3)가 배치되는데, 그 전방 오목 면은 곡률 반경 r5, 그리고 그 후방 볼록 면은 곡률 반경 r6으로 형성된다. 다시, 작은 공간 거리 l4만큼 뒤쪽에는 두께 d4, 전방 곡률 반경 r7, 후방 곡률 반경 r8인 두꺼운 양면 볼록 양 굴절 렌즈(L4)가 후속된다.
추가의 작은 공간 거리 l5만큼 뒤쪽에는 양의 굴절 능력이 있는 커티 접합 부재(KG)가 후속되는데, 그 커티 부재(KG)는 제1 투과 렌즈(L5)와 그에 커티 접합된 후속 렌즈(L6)로 이루어진다. 그 후속 렌즈(L5)는 두께 d5, 전방 곡률 반경 r9, 후방 곡률 반경 r10이다. 동시에, 후방 곡률 반경 r10은 두께 d6인 후속된 커티 접합 렌즈(L6)의 전방 곡률 반경이기도 하다. 곡률 반경 r11인 그 후방 면은 공간 거리 l6만큼 커티 접합 부재(KG)의 뒤쪽에 있는 투사 경통공(7) 쪽으로 오목하게 형성된다. 투사 경통공(7)의 평면에는 관찰자의 눈(8)이 상징적으로 도시되어 있다. 접안 렌즈를 통한 가장자리 광선의 광선 경로가 개략적으로 도시되어 있다. 최대 광속 횡단면의 지점에서의 필요한 자유 직경은 30 ㎜ 미만이다.
렌즈 군(L2, L3, L4)과 2개의 렌즈(L5, L6)로 이루어진 커티 접합 부재(KG)는 함께 대안 렌즈부(AL)를 형성한다. 그 경우, 렌즈(L2)는 페츠발 합을 원하는 범위로 감소시키는 필수적인 강력한 음 굴절 렌즈이다.
시야 렌즈(L1)는 현미경 대물 렌즈로부터 나오는 약간 발산된 주 광선을 수렴되도록 전환하고, 다시 그 수렴된 주 광선은 후속된 대안 렌즈부(AL)의 음 굴절 렌즈(L2)에 의해 확장되지만, 그 확장되는 정도는 시야 렌즈(L1)가 없는 경우에서만큼 큰 것은 아니다. 후속된 양 굴절 렌즈(L3, L4)와 2개의 렌즈(L5, L6)로 이루어진 커티 접합 부재(KG)는 주 광선을 각각 원활하게(단지 미세한 상 수차만을 수반하여) 수렴시킨다. 커티 접합 부재(KG)는 광선을 투사 경통공(7)의 평면에 투영하는데, 그 평면에서는 관찰자의 눈(8)이 그 광선을 감지한다.
본 발명에 따른 접안 렌즈는 시야 렌즈(L1) 및 대안 렌즈부(AL)의 상 수차를 평형화시킴으로써 우수한 상 보정을 제공한다. 그 페츠발 합(SP)은 SP = 0.015이고, 그에 따라 시야 수(SFZ) = 25의 경우에 미리 주어진 보상 모델에 이상적인 값이다. 시야 조리개(3)와 대안 렌즈부(AL)와의 사이의 공간 거리(l2)를 4 ㎜까지 변동시킬 수 있음으로써 ±6 디옵터까지 디옵터를 조정하는 것이 가능하다.
접안 렌즈의 정확한 구조 데이터는 청구항 7에 표의 형태로 기재되어 있다. 시야 렌즈(L1)로서는 청구항 5에 기재된 것이 사용된다.
도 2에는 시야 수(SFZ) = 22인 10x 배율의 접안 렌즈가 도시되어 있다. 그러한 접안 렌즈의 구조는 시야 조리개(3)까지는 도 1의 접안 렌즈(SFZ = 25)의 경우와 동일하다. 즉, 광축(1)을 따라 광선 방향으로 가장 먼저 접안 렌즈의 입사 경통공(2)이 도시되어 있다. 축약하여 도시된 공간 거리 l0만큼 뒤쪽에는 도 1로부터 이미 주지된 두께 d1인 두꺼운 반월형 렌즈의 형태로 형성된 시야 렌즈(L1)가 후속된다. 곡률 반경이 r1인 그 전방 면 및 곡률 반경 r2인 그 후방 면은 공간 거리 l1만큼 뒤쪽에 배치된 시야 조리개(3) 쪽으로 볼록하게 형성된다.
시야 조리개(3)의 평면에는 시야 렌즈(L1)에 의해 생성된 중간 상(4)이 위치된다. 그것과 대비하여, 시야 렌즈(L1)가 없이 생성되는 현미경 대물 렌즈(본 실시예에서는 도시를 생략)의 중간 상(5)이 도시되어 있다. 또한, 2개의 중간 상(4, 5) 사이의 상 이동(6)도 도시되어 있는데, 그것의 크기는 4 ㎜보다 더 크다.
시야 렌즈(L1)의 시작 단면 거리(s)는 s = 21.46 ㎜이고, 이동되지 않은 현미경 대물 렌즈의 중간 실상(5)으로부터 접안 렌즈의 입사 경통공(2)까지의 거리는 360 ㎜의 값이다. 시야 렌즈(L1)의 비점 수차의 자이델 합(SA)은 SA = 0.0098이다. 시야 렌즈(L1)는 시야 렌즈 계수 베타' = 1을 수반하는 것이 특히 바람직하다. 즉, 이동되지 않은 중간 실상(5)과 시야 렌즈(L1)에 의해 이동된 중간 실상(4)은 동일한 크기이다. 그에 의해, 시야 렌즈가 없는 접안 렌즈에서와 동일한 조흔 판이 시야 조리개(3)의 평면에 사용될 수 있다.
그러나, 도 2의 도면은 시야 조리개(3)의 뒤쪽으로부터 도 1의 도면과 상이하다. 시야 조리개(3)로부터 공간 거리 l'2만큼 뒤쪽에는 두께 d'2, 전방 곡률 반경 r'3, 후방 곡률 반경 r'4인 볼록/오목 렌즈(L'2)가 강력한 음 굴절 렌즈로서 후속된다. 그 뒤쪽에는 두께 d'3의 양 굴절 렌즈(L'3)가 밀접하게 배치되는데, 곡률 반경 r'5인 그 전방 면의 평탄 면이고, 곡률 반경 r'6인 그 후방 면은 볼록하게 형성된다.
짧은 공간 거리 l'4만큼 뒤쪽에는 양의 굴절 능력이 있는 커티 접합 부재(KG')가 후속되는데, 그 커티 부재(KG')는 제1 투과 렌즈(L'4)와 그에 커티 접합된 후속 렌즈(L'5)로 이루어진다. 공간 거리 l'5만큼 커티 접합 부재(KG')의 뒤쪽에는 투사 경통공(7)이 후속되고, 그 투사 경통공(7)의 평면에는 관찰자의 눈(8)이 상징적으로 도시되어 있다. 접안 렌즈를 통한 가장자리 광선의 광선 경로가 개략적으로 도시되어 있다. 최대 광속 횡단면의 지점에서의 필요한 자유 직경은 30 ㎜ 미만이다.
곡률 반경 r'7인 렌즈(L'4)의 전방 면은 시야 조리개(3) 쪽으로 볼록하다. 곡률 반경 r'8인 퍼팅 접합된 그 후방 면은 투사 경통공(8) 쪽으로 볼록하다. 렌즈(L'4)에 커티 접합된 렌즈(L'5)의 곡률 반경 r'8은 렌즈(L'4)의 후방 면의 그것과 동일하다. 곡률 반경 r'9인 렌즈(L'5)의 후방 면은 매우 평탄한 채로 투사 경통공(8) 쪽으로 볼록하게 형성된다.
렌즈 군(L'2, L'3)과 2개의 렌즈(L'4, L'5)로 이루어진 커티 접합 부재(KG')는 함께 대안 렌즈부(AL')를 형성한다. 그 경우, 렌즈(L'2)는 접안 렌즈의 페츠발 합을 원하는 값으로 조정할 수 있도록 하는 강력한 음 굴절 렌즈이다.
시야 렌즈(L1)는 현미경 대물 렌즈로부터 나오는 약간 발산된 주 광선을 다시 수렴되도록 한다. 후속된 대안 렌즈부(AL')의 음 굴절 렌즈(L'2)는 그 수렴된 광선을 다시 확장시키지만, 그 확장시키는 정도는 시야 렌즈(L1)가 없는 경우에서만큼 큰 것은 아니다. 후속된 양 굴절 렌즈(L'3)와 2개의 렌즈(L'4, L'5)로 이루어진 커티 접합 부재(KG')는 각각 주 광선을 약한 정도씩 수렴시킨다. 광선은 커티 접합 부재(KG')에 의해 투사 경통공(7)의 평면에 투영되는데, 그 평면에서는 관찰자의 눈(8)이 그 광선을 감지한다.
시야 렌즈(L1) 및 대안 렌즈부(AL')의 상 수차는 본 발명에 따른 접안 렌즈가 우수한 상 보정을 수반하도록 평형화된다. 그 페츠발 합(SP)은 SP = 0.021이고, 그에 따라 시야 수(SFZ) = 22의 경우에 미리 주어진 보상 모델에 이상적인 값이다. 시야 조리개(3)와 대안 렌즈부(AL')와의 사이의 공간 거리(l'2)를 4 ㎜까지 변동시킴으로써 ±6 디옵터까지 디옵터를 조정하는 것이 가능하다.
본 실시예에서 설명된 접안 렌즈의 정확한 구조 데이터는 청구항 8에 표의 형태로 기재되어 있다. 사용되는 시야 렌즈(L1)는 청구항 5의 것과 일치한다.
전술된 2개의 실시예로부터 구조의 기초를 이루는 상이한 대안 렌즈부에서도 동일한 시야 렌즈가 사용될 수 있음을 명확히 알 수 있다. 따라서, 그러한 시야 렌즈의 광선 경로에서의 위치 설정 및 기본 구성이 본 발명의 핵심이라 할 것이다.
＜도면 부호의 설명＞
1 = 광축 또는 중심 광선
2 = 접안 렌즈의 입사 경통공
3 = 시야 조리개
4 = 시야 렌즈(L1)에 의해 이동된 중간 상
5 = 시야 렌즈(L1)가 없이 현미경 대물 렌즈에 의해 직접 생성된 중간 상
6 = 시야 렌즈(L1)에 의한 상 이동
7 = 투사 경통공
8 = 관찰자의 눈
s = 시야 렌즈(L1)의 시작 단면 거리
L1= 전방/후방 곡률 반경 = r1/r2이고 두께 d1인 시야 렌즈
L2= 전방/후방 곡률 반경 = r3/r4이고 두께 d2인 음 굴절 렌즈
L3= 전방/후방 곡률 반경 = r5/r6이고 두께 d3인 제3 렌즈
L4= 전방/후방 곡률 반경 = r7/r8이고 두께 d4인 제4 렌즈
L5= 전방/후방 곡률 반경 = r9/r10이고 두께 d5인 제5 렌즈
L6= 전방/후방 곡률 반경 = r10/r11이고 두께 d6인 제6 렌즈
KG = L5및 L6으로 이루어진 커티 접합 부재
AL = L2및 L6으로 이루어진 대안 렌즈부
L'1= 전방/후방 곡률 반경 = r'1/r'2이고 두께 d'1인 시야 렌즈
L'2= 전방/후방 곡률 반경 = r'3/r'4이고 두께 d'2인 음 굴절 렌즈
L'3= 전방/후방 곡률 반경 = r'5/r'6이고 두께 d'3인 제3 렌즈
L'4= 전방/후방 곡률 반경 = r'7/r'8이고 두께 d'4인 제4 렌즈
L'5= 전방/후방 곡률 반경 = r'8/r'9이고 두께 d'5인 제5 렌즈
KG' = L'4및 L'5로 이루어진 커티 접합 부재
AL' = L'2및 L'5로 이루어진 대안 렌즈부

Claims (8)

  1. 시야 수(SFZ) ≤ 25이고, 시야 조리개(3)를 구비하며, 광선 방향으로 시야 조리개(3)의 전방에는 시야 렌즈(L1)가 마련되고, 광선 방향으로 시야 조리개(3)의 후방에는 디옵터의 조정을 위해 시야 조리개(3)에 대해 상대 이동될 수 있는 대안 렌즈부(AL)의 제1 렌즈로서 음 굴절 렌즈(L2, L'2)가 마련되는 10x 배율의 현미경 접안 렌즈에 있어서,
    a) 시야 렌즈(L1)는 양의 굴절 능력이 있고 시야 조리개(3) 쪽으로 볼록한 두꺼운 단순 반월형 렌즈의 형태로 형성되고,
    b) 시야 렌즈(L1)의 시야 렌즈 계수(베타')는 0.95 ≤ 베타' ≤ 1.05이며,
    c) 접안 렌즈의 페츠발 합(SP)은 0.014 ≤ SP ≤ 0.021인 것을 특징으로 하는 현미경 접안 렌즈.
  2. 제 1 항에 있어서, 시야 렌즈(L1)의 시작 단면 거리(s)가 20 ㎜ ≤ s ≤ 23 ㎜로, 그리고 접안 렌즈의 입사 경통공(2)과 미리 정해진 중간 실상(5)과의 거리가 250 내지 700 ㎜로 주어진 경우에 시야 렌즈에 대한 비점 수차의 자이델 합(SA)은 0.0092 내지 0.0104인 것을 특징으로 하는 현미경 접안 렌즈.
  3. 제 2 항에 있어서, 시야 렌즈(L1)의 시작 단면 거리(s)가 s = 21.46 ㎜이고, 접안 렌즈의 입사 경통공(2)과 미리 정해진 중간 실상(5)과의 거리가 360 ㎜인 경우에 시야 렌즈(L1)에 대한 비점 수차의 자이델 합(SA)은 SA = 0.0098인 것을 특징으로 하는 현미경 접안 렌즈.
  4. 제 1 항에 있어서, 시야 렌즈 계수 베타' = 1인 것을 특징으로 하는 현미경 접안 렌즈.
  5. 제 1 항에 있어서, 시야 렌즈(L1)의 구조 파라미터는 하기 표와 같고, 그 표에서 r1= 전방 면(= 입사 면)의 곡률 반경; r2= 후방 면(= 투사 면)의 곡률 반경인 것을 특징으로 하는 현미경 접안 렌즈:
    곡률 반경 r1(㎜) 곡률 반경 r2(㎜) 렌즈 두께 d 굴절률 ne 아베쉬 수 ve r1= -34.1960 r2= -31.1010 d1= 7.3000 ne1= 1.812653 ve1= 25.19
  6. 제 1 항에 있어서, 시야 렌즈(L1)는 미리 주어진 중간 실상(5)의 상 이동(6)을 4 ㎜보다 크게 생성하고, 시야 조리개(3)는 이동된 중간 상(4)의 평면에 배치되는 것을 특징으로 하는 현미경 접안 렌즈.
  7. 시야 수(SFZ) = 25인 이전항들 중 어느 한 항에 있어서, 구조 데이터가 하기 표와 같은 것을 특징으로 하는 현미경 접안 렌즈:
    반경 r(㎜) 공간 거리 l(㎜) 렌즈 두께 d(㎜) 굴절률ne 아베쉬 수ve 입사 경통공 l0= 338.5400 r1= -34.1960 d1= 7.3000 ne1= 1.812653 ve1= 25.19 r2= -31.1010 l1= 19.5000 시야 조리개 l2= 14.3364 r3= -50.6810 d2= 2.0000 ne2= 1.812653 ve2= 25.19 r4= 50.6810 l3= 3.3400 r5= -87.8770 d3= 4.6600 ne3= 1.808207 ve3= 46.16 r6= -31.4830 l4= 0.2000 r7= 51.4910 d4= 7.0000 ne4= 1.776855 ve4= 49.33 r8= -51.4910 l5= 0.2000 r9= 24.1070 d5= 6.6000 ne5= 1.622872 ve5= 59.89 r10= -557.6800 d6= 2.8000 ne6= 1.812653 ve6= 25.19 r11= 42.8390 l6= 20.6265 투사 경통공
  8. 시야 수(SFZ) = 22인 이전항들 중 어느 한 항에 있어서, 구조 데이터가 하기 표와 같은 것을 특징으로 하는 현미경 접안 렌즈:
    반경 r(㎜) 공간 거리 l(㎜) 렌즈 두께 d(㎜) 굴절률ne 아베쉬 수ve 입사 경통공 l0= 338.5400 r1= -34.1960 d1= 7.3000 ne1= 1.812653 ve1= 25.19 r2= -31.1010 l1= 19.5000 시야 조리개 l'2= 14.2931 r'3= 360.7850 d'2= 6.0000 n'e2= 1.812653 v'e2= 25.19 r'4= 30.1760 l'3= 2.7000 r'5= 평탄 면 d'3= 3.7000 n'e3= 1.808207 v'e3= 46.16 r'6= -34.5320 l'4= 0.2500 r'7= 24.1070 d'4= 7.4000 n'e4= 1.776855 v'e4= 49.33 r'8= -36.7630 d'5= 2.3000 n'e5= 1.812653 v'e5= 25.19 r'9= -197.2040 l'5= 21.3813 투사 경통공
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