JPH03121406A - 拡大投影レンズ - Google Patents

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、望遠鏡などの対物レンズによる物体の像、あ
、るいは物体そのものを１０〜２０倍程度に拡大し結像
する拡大投影レンズに関するものである。 「従来の技術及びその課題」 一般的に、望遠鏡の対物レンズ等によって結像した像を
拡大投影するためのレンズには、簡易的に接眼レンズが
流用されている。しかし、接眼レンズは眼視用としてア
フォーカル状態にて収差補正されたものであり、これを
拡大投影用゛として使用した場合には、使用倍率が変化
することにより、歪曲収差、像面弯曲２倍率色収差等の
収差が過度に発生するといった課題がある。 また、この種の拡大投影レンズに、一般的な、例えばガ
ウスタイプなどのレンズ系を採用すると。 対物レンズで一担結像した軸外光束は、レンズ系の外側
を通過するため、良好な収差補正が困難であるという課
題があった。 さらに、眼視光学系と併用するケースを考えろと、アイ
ポイントが拡大レンズ系内部に入り、全視野が観察しに
くいという課題が生じる。 ｒ目的」 本発明は、上述の課題を解決すべくなされたもので、Ｆ
Ｎｏｌ：６程度の対物レンズと組合わせて、半画角２０
°程度を含み、倍率１０〜２０倍程度で周辺まで高い結
像性能を有する拡大投影レンズを提供しようとするもの
である。 さらに、本発明では、アフォーカル系として眼視観察し
た場合にも、アポインドをレンズ系の外に持ち、広視野
を覗くことのできるレンズ系を提供するものである。 ［課題を解決するための手段」 本発明の拡大投影レンズは、物体側から順に、物体側に
凹面を向けたメニスカスの第１レンズ群と、両凸レンズ
の第２レンズ群と、凸面を物体側に向けた正メニスカス
レンズの第３レンズ群と、両凹レンズの第４レンズ群と
、両凸レンズの第５レンズ群とから成り、第１レンズ群
は負レンズと正レンズの接合レンズで構成され、以下の
条件を満足することを特徴とする。 （１）　０．８　＜　ｒ１／ｒ、　＜　１．５（２）２
０＜　νや−　ν− （３）　　１．６５　＜　ｎや （４）　０．３　＜　ｒ−／　ｒｔ　＜　０．７（５）
　−０，７０＜　ｆ、／ｆ　＜　−０，４５（６）　−
１，５＜　ｆ　／　ｒＩｌ＜　−０，５（７）　０．８
　＜　ｆ、／ｆ　＜　１．５（８）　−１，４＜　ｆ　
／　ｒ−□＜　−０，６ただし ｒｌ：物体側から順に第１番目の面の曲率半径ｆ、；第
ｉレンズ群の焦点距離 ｆ：全系の焦点距離 シ＋：第１レンズ群の正レンズのアツベ数ヤー：第１レ
ンズ群の負レンズのアツベ数面：全圧レンズの屈折率の
平均値 「作用」 本発明の拡大投影レンズは、上述したように５つのレン
ズ群で構成されるが、この中で第１レンズ群は、主に対
物レンズによる像の周辺部の光束が発散するのを防ぎ、
収差の発生をおさえながら、この光束を拡大レンズ内に
向ける機能を持つ。そのために、第１レンズ群は、条件
（１）に示すように物体側に凹面を向けたメニスカス形
状をしている。 条件（１）で下限をこえると、第１レンズ群は強い負の
パワーを持ち、また上限をこえると、逆に強い正のパワ
ーを持ち、歪曲収差、コマ収差などが過度に発生し、後
のレンズ群による補正が困難となる。 条件（２）は、同様に第１レンズ群に関し、特に倍率色
収差の補正に関する条件である。第２、第３レンズ群が
強い正のパワーを持つため、第１レンズ群を接合レンズ
とし、条件（２）において規定する硝材の組合せにより
倍率色収差を補正するものであり、条件（２）の下限を
こえると、倍率色収差の補正は困難となる。 条件（３）は、ペッツバール和を適正な値に保ち。 像面湾曲を補正する条件で、下限をこえると、像面湾曲
が過大になり、またこれを補正するためには各面の曲率
半径を小さくすることが必要になり、加工コスト、製作
誤差感度が過大となる。 条件（４）は、正メニスカスの第３レンズ群の形状パワ
ーに関する。強い正のパワーを持つ第２レンズ群で、曲
げられた軸外光束が、第３レンズ群に入射するが、第３
レンズ群の形状を条件（４）の範囲に設定することによ
り、コマ収差が発生しにくいアブラナチックな面を作っ
ている。従って条件（４）で、上限、または下限をこえ
ると、コマ収差が発生しやすいので好ましくない。 条件（５）、（６）は、負の第４レンズ群に関する条件
である。第４レンズ群は、強い負のパワーを持ち、諸収
差の補正に大きく関与している。 条件（５）は、第４レンズ群のパワーに関し、大きな負
のペッツバール和を持たせて良好に収差を補正する基本
的な条件を示す。条件（５）で下限をこえると、ペッツ
バール和が全体的に過大となり、上限をこえると、ペッ
ツバール和は小さくなるが、曲率半径が小さく、かつ誤
差に対する感度が高くなるため、コストが高く製作しに
くいものとなる。 条件（６）は、第４レンズ群の形状に関し、特に歪曲収
差の補正に関与する条件である。条件（６）の下限をこ
えると、第８面での歪曲収差の補正効果が少なくなり、
大きな正の歪曲収差が発生し、上限をこえると、第８面
での非点収差が大きく発生し、共に良好な性能が得られ
ない。 条件（７）、（８）は、正の第５レンズ群に関するもの
で、条件（７）は条件（３）、（５）などと共に基本的
なレンズのパワー配分に関し、適度なレンズパワーの配
分にて、低コストで作りやすいレンズ系を得るための条
件である。この条件（７）の下限をこえると、設計的に
は収差補正できるが、他の各レンズ群のパワーも過大に
なり、製作誤差による性能の劣化が著るしい、上限をこ
えると、ペッツバール和が大きくなり過ぎて、良好な設
計性能が得にくくなってしまう。 条件（８）は、第５レンズ群の形状に関し、特に非点収
差を良好に補正するものである。条件（６）で歪曲収差
の補正のために第８面（ｒ８）の範囲を設定したが、こ
れにより非点収差が大きく残存している。その非点収差
を補正するのが条件（８）で、上、下限の何れをこえて
も非点収差が過大に発生してしまう。 「実施例Ｊ 以下１本発明の拡大投影レンズの実施例を記載する。こ
こで、ｆ”Ｎｏは入射光のＦナンバー　ｆは全系の焦点
距離１ｍは倍率、ωは半画角＊ｆ１１はバックフォーカ
ス、ｒはレンズ各面の曲率半径。 ｄはレンズ厚またはレンズ間隔、ｎは各レンズのｄ−１
ｉｎｅの屈折率、Ｖは各レンズのアツベ数である。 ｒ実施例１】 Ｆ１１ｏ＝１：６ ω　＝２１’ ｆ＝８．０２ ｆＢ＝９６．１３ ｍ　＝−１１，９２１ 面Ｎα　　ｒ １　　−８．４５０ ２　　２３．２４１ ３　　−８．８７３ ４　　　９．２６０ ５　−１７．４６４ ６　　７．０５６ ７　　１７．４６４ Ｂ　　　−７，８７１ ９７，０５６ １０２３，２４１ １１−８，８７３ １，００ ３，２０ ０，２０ ３，０５ ０，４５ ２，４０ ０，７０ １，００ １，９１ ２，１０ １，８０５１８ １，６９６８０ １，６９６８０ １，６９６８０ １，７５５２０ １，７７２５０ ２５，４ ５５，５ ５５，５ ５５，５ ２７，５ ４９，６

【実施例２】 ＦＮＯ＝１：６ ω　＝２１１ 而Ｎｕ　　　ｒ １　−７．８１９ ２　２１．３３３ ３　−８．０９１ ４　１１．３０２ ５−１５．３５０ ６　６．５００ ７　１０．１８３ ８　−７．２２２ ９　６．７５０ １０　１６．９１２ １１　−７．４９０ ｆ＝７．９９ ｆ、＝９７．３７ １．００ ３．００ ０．２０ ２．７３ ０．２４ ２．０３　　　　１．６９６８０ １．５５ １．００ １．３５ ２．００ ｍ　＝−１２，０７６ １，６９６８０ １，７４０７７ ｎ　　　　　　　　　　　ν １．７８４７２　　　２５．７ １．６９６８０　　　５５．５ １．７７２５０ ５５．５ ５５．５ ２７．８ ４９．６ （１）ｒｌ （３）πＴ （５）ｆ４ （７）Ｌ ／　　ｒ、＝０．９５２ ＝　１．７１６ ／　　ｆ＝−０，５９７ ／　　ｆ＝１．．０６７ （２）νや　−　ν−＝　３０．１ （４）ｒ、　　／　　ｒ、　＝０．４０４（６）ｆ　　
／　　ｒ、＝−１，０１８（８）ｆ　　／　　ｒ１□＝
−０，９０３（１）ｒｌ （３）Ｔ？ （５）ｆ。 （７）ｆｓ ／　　ｒ、＝０．９６６ ＝　１．７１６ ／　　ｆ＝−０，５７２ ／　　ｆ＝０．８７２ （２）ν。−ν−＝２９．８ （４）ｒ、／　　ｒ、＝０．６３８ （６）　ｆ　　／　　ｒ、；−１−１０７（８）ｆ　　
／　　ｒ１□＝−１，０６７

【実施例３】 ＦＮＯ＝１：６ ω　＝２１＠ 面Ｎａ　　　ｒ １　−１０．１３７ ２　　２０．０００ ３　　−８．０００ ４　　　６．８９２ ５　−２０．６９２ ６　　１０．２７１ ７　　２７．７０４ ８　　−７．６３６ ９　　　７．０００ １０　　９９．６９８ １１　　−８．６０９ ｆ＝８．ｏ。 ｆＢ＝９５．２’１ １．８２ ２．８１ ０．２０ ２．７７ ０．２０ ２．０１ ０．４６ １．００ ３．６７ ２．０６ ｍ　＝−１２，４１２ １，８０５１８ １，８０４００ ２５，４ ４６，６ １，７３４００ ５１，５ １，８０４００ ４６，６ １，８０５１８ ２５，４ １，７２９１６ ５４，７ −８，０００ ３５，０００ −８，０００ １５、＋４２ −１５．１４２ ７．０００ １７．２７９ −９．６８０ ７．０００ １８．９８７ −７．０００ ｆ＝８．１２ ｆ、＝９８．１６ １．００ ２．５５ ０．２０ ２．６０ ０．２０ ２．０６ ０．８０ １．００ １．８０ １．８０　　　　１．６９６８０ ｍ　＝−１１，８４６ ｎ　　　　　　　　　　　ν １．６９８９５　　　３０．１ １．６９６８０　　　５５．５ １．６９６８０ １．６９６８０ １．８０５１８ ５５．５ ５５．５ ２５．４ ５５．５ （１）ｒ工 （３）下τ （５）ｆ。 （７）ｆ。 ／　　ｒｉ＝１．２６７ ＝　１．７６８ ／　　ｆ＝−０，５５０ ／　　ｆ＝１．３７０ （２）シャ　−　ν−＝２１．２ （４）ｒ、／　　ｒ７＝０．３７１ （６）ｆ　　／　　ｒ、＝−１，０４７（８）ｆ　　／
　　ｒ１□＝−０，９２９（１）ｒよ （３）下Ｔ （５）ｆ４ （７）ｆ。 ／　　ｒ、＝１．０００ ＝　１．６９７ ／　　ｆ＝−０，６０６ ／　　ｆ＝０．９３１ （２）シャ　−　ν−工２５．４ （４）　ｒ　ｓ　　／　　ｒ　？　二〇−４０５（６）
　ｆ　　／　　ｒ、　＝−０，８３８（８）ｆ　　／　
　ｒ１□＝−１，１５９

【実施例５】 ＦＮＯ＝１：６ ω　＝２ピ 面Ｎｌ１ｒ １　−８．’Ｊ４７ ２　１１．７７１ ３　−８．４８６ ４　　］２．３３１ ５−２０．４８５ ６　７．１１４ ７　１３．０９１ ８−１２．０５７ ９　５．７２２ １０　２４．７４３ １１　−８．３１３ ｆ　＝　８．００ ｆ、＝４３．５４ ００６９ ４．９８ ０．１１ ３．３９ ０．１１ ３．３３ ０．８６ ０．９１ ２．２１ １．６６ ｍ　＝−５，５８１ １，８０５１８ １，６９６８０ １，６９６８０ １，７７２５０ １，８０５１８ １，７７２５０ ν ２５．４ ５５．５ ５５．５ ４９．６ ２５．４ ４９．６ 「発明の効果」 以上のように、本発明によれば、５群６枚より成り、前
記諸条件を満足して構成することにより、周辺まで、良
好な結像性能の拡大投影レンズが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図、第５図、第７図、第９図は。 それぞれ本発明の実施例１，２，３，４．５のレンズ断
面図である。 第２図、第４図、第６図、第８図、第１０図は、ＦＮｏ
ｌ：６程度の対物レンズ（無収差の対物レンズ）に装着
した場合の、実施例１，２．３，４．５ノの諸収差図で
ある。 （１）ｒ□ （３）ｎ。 （５）ｆ。 （７）ｆ。 ／　　ｒ３＝１．０５４ ＝　１．７３５ ／　　ｆ＝＝−０，５８９ ／　　ｆ＝１．０３０ （２）シャ　−　ν−＝３０．１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 物体側から順に、物体側に凹面を向けたメニスカスの第
   １レンズ群と、両凸レンズの第２レンズ群と、凸面を物
   体側に向けた正メニスカスレンズの第３レンズ群と、両
   凹レンズの第４レンズ群と、両凸レンズの第５レンズ群
   とから成り、第１レンズ群は負レンズと正レンズの接合
   レンズで構成され、以下条件を満足することを特徴とす
   る拡大投影レンズ。 （１）０．８＜ｒ＿１／ｒ＿３＜１．５ （２）２０＜ν＿＋−ν＿− （３）１．６５＜＠ｎ＿＋＠ （４）０．３＜ｒ＿６／ｒ＿７＜０．７ （５）−０．７０＜ｆ＿４／ｆ＜−０．４５ （６）−１．５＜ｆ／ｒ＿８＜−０．５ （７）０．８＜ｆ＿５／ｆ＜１．５ （８）−１．４＜ｆ／ｒ＿１＿１＜−０．６ただし ｒ＿ｉ：物体側から順に第ｉ番目の面の曲率半径ｆ＿ｉ
   ：第ｉレンズ群の焦点距離 ｆ：全系の焦点距離 ν＿＋：第１レンズ群の正レンズのアッベ数ν＿−：第
   １レンズ群の負レンズのアッベ数＠ｎ＿＋＠：全正レン
   ズの屈折率の平均値