JPH0843730A - 倒像鏡 - Google Patents

倒像鏡

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JPH0843730A
JPH0843730A JP6197235A JP19723594A JPH0843730A JP H0843730 A JPH0843730 A JP H0843730A JP 6197235 A JP6197235 A JP 6197235A JP 19723594 A JP19723594 A JP 19723594A JP H0843730 A JPH0843730 A JP H0843730A
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JP
Japan
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biconvex lens
curvature
aberration
line
astigmatism
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JP6197235A
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Satoru Fukumoto
哲 福本
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Nikon Corp
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/02Simple or compound lenses with non-spherical faces
    • G02B3/04Simple or compound lenses with non-spherical faces with continuous faces that are rotationally symmetrical but deviate from a true sphere, e.g. so called "aspheric" lenses

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Eye Examination Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来の倒像鏡では補正しきれなかった諸収
差、特に観察光学系での色収差、像面湾曲、非点収差が
良好に補正された倒像鏡を提供すること。 【構成】 本発明においては、単一の両凸レンズからな
り、該両凸レンズの被検眼側の面および検者側の面のう
ち少なくとも一方の面は非球面に形成され、前記両凸レ
ンズのd線に対する屈折率およびアッベ数をそれぞれn
d およびνd としたとき、 65<νd nd <1.67 の条件を満足する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、倒像鏡に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は、照明光学系における倒像鏡の機
能を説明する図である。図5に示すように、倒像鏡1
は、照明光源2からの光束を被検眼3の瞳孔付近に一度
集光させてから眼底を照明するという集光レンズとして
の機能を有する。また、図6は、観察光学系における倒
像鏡の機能を説明する図である。図6に示すように、倒
像鏡1は照明された被検眼3の眼底網膜部位を空中に眼
底像4として結像させる。そして、眼底空中像4を検者
5が観察をする。このように、倒像鏡1は、観察光学系
において結像レンズとしての機能を有する。
【0003】眼底の観察方法としては、単眼での観察や
双眼装置による立体的な観察がある。そして、前眼部な
どの検査では、倒像鏡は拡大鏡としても使用される。被
検眼を快適に観察するためには、被検眼の瞳孔と検者眼
の瞳孔とにおける共役関係において球面収差、コマ収差
等が充分に補正され、さらには空中に形成される被検眼
の眼底像の像面湾曲、非点収差等が充分に補正されてい
なければならない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、倒像鏡
は単レンズであるため上述の諸収差を補正することは難
しく、さらに色収差に関する補正は非常に困難であると
いう不都合があった。本発明は、前述の課題に鑑みてな
されたものであり、従来の倒像鏡では補正しきれなかっ
た諸収差、特に観察光学系での色収差、像面湾曲、非点
収差が良好に補正された倒像鏡を提供することを目的と
する。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、単一の両凸レンズからなり、該
両凸レンズの被検眼側の面および検者側の面のうち少な
くとも一方の面は非球面に形成され、前記両凸レンズの
d線に対する屈折率およびアッベ数をそれぞれnd およ
びνd としたとき、 65<νd nd <1.67 の条件を満足することを特徴とする倒像鏡を提供する。
【0006】本発明の好ましい態様によれば、前記検者
側の面は非球面に形成され、該非球面の近軸曲率半径を
R2とし、前記両凸レンズの焦点距離をfとし、前記非
球面の頂点を原点として光軸に垂直方向の変位量をyと
し、光軸方向の変位量をxとしたとき、0<y<0.8
×|R2|の範囲において、 −0.85≦R2/f≦−0.4 −3.2≦(dx/dy)・f/y≦−0.5 の条件を満足する。
【0007】
【作用】本発明の倒像鏡は、単一の両凸レンズからな
り、該両凸レンズの被検眼側の面(以下、「第1面」と
いう)および検者側の面(以下、「第2面」という)の
うち少なくとも一方の面は非球面に形成され、次の条件
式(1)および(2)を満足する。 65<νd (1) nd <1.67 (2)
【0008】ここで、 νd :両凸レンズのd線(λ=587.6nm)に対す
るアッベ数 nd :両凸レンズのd線(λ=587.6nm)に対す
る屈折率
【0009】条件式(1)および(2)は、それぞれ倒
像鏡に使用される光学材料のアッベ数および屈折率に関
するものである。アッベ数が大きいということは、その
光学材料の波長による屈折率の変化である分散が小さい
ということである。従って、アッベ数が大きい光学材料
を使用すると、光の分散作用が軽減され観察光学系での
軸上の色収差、倍率色収差を小さくすることができる。
【0010】しかしながら、一般に、光学材料はアッベ
数が大きくなるにつれて屈折率が小さくなるという性質
を有する。したがって、両凸レンズで第1面および第2
面の両面に球面を使用した同じ焦点距離の倒像鏡を異な
る屈折率の光学材料で作る場合、同じパワー(屈折力)
を持たせるために、屈折率の低い光学材料による倒像鏡
の方が各面の曲率半径を小さくしなければならない。
【0011】曲率半径が小さくなると、その面での収差
補正の負担が大きくなってしまい諸収差が悪くなる傾向
にある。さらに、曲率半径が小さいということは倒像鏡
の外径が小さくなり、それにより視野も狭くなることを
意味する。以上の理由により、本発明においては、色収
差の補正と他の収差とのバランスをとるために、条件式
(1)によりアッベ数の下限値を、条件式(2)により
屈折率の上限値をそれぞれ規定している。
【0012】さらに、本発明においては、第2面を非球
面に形成し、次の条件式(3)および(4)を満足する
のが好ましい。 −0.85≦R2/f≦−0.4 (3) −3.2≦(dx/dy)・f/y≦−0.5 (4)
【0013】ここで、 R2:非球面の近軸曲率半径 f :焦点距離 ただし、条件式(4)において、0<y<0.8×|R
2|である。また、図1に示すように、非球面の頂点を
原点として、xは光軸方向の変位量であり、yは光軸に
垂直方向の変位量である。したがって、一次微分係数
(dx/dy)は、非球面上の各点における接線のy軸
に対する傾きを表している。
【0014】上述の両凸球面レンズの諸収差について説
明したことは、第2面に非球面を使用した両凸レンズに
ついても同じように当てはまる。しかしながら、本発明
では、条件式(3)および(4)を満足することによ
り、さらに良好な結像性能を得ている。条件式(3)
は、本発明による倒像鏡の焦点距離fと第2面の近軸曲
率半径R2との比について適切な範囲を規定している。
条件式(3)の上限値を上回ると、像面がマイナス方向
に倒れて像面湾曲収差が大きくなる。さらに、メリディ
オナル像面がより大きくマイナス方向に倒れるので、非
点収差が発生してしまい不都合である。
【0015】逆に、条件式(3)の下限値を下回ると、
プラスの像面湾曲収差が発生すると共に、メリディオナ
ル像面がより大きくプラス方向に傾いて非点収差が発生
してしまうので好ましくない。なお、条件式(3)の下
限値を−0.72とし上限値を−0.45とすれば、さ
らに好ましくは下限値を−0.7とし上限値を−0.5
とすれば、さらに良好に諸収差を補正することができ
る。
【0016】条件式(4)は、第2面の非球面形状に関
するものである。条件式(4)の上限値を上回ると、プ
ラスの像面湾曲収差が発生し、さらにメリディオナル像
面がより大きくプラス方向に倒れるので非点収差が発生
してしまうので好ましくない。
【0017】逆に、条件式(4)の下限値を下回ると、
マイナスの像面湾曲が発生し、さらにメリディオナル像
面がより大きくマイナスに倒れて非点収差が発生してし
まい、好ましくない。なお、条件式(4)の下限値を−
3とし上限値を−0.6とすれば、さらに好ましくは下
限値を−2.5とし、上限値を−0.8とすれば、さら
に良好に諸収差を補正することができる。
【0018】以上説明したように、上記条件式(1)〜
(4)を満たすことにより、照明光学系での球面収差が
良好に補正されるとともに、観察光学系での諸収差、特
に像面湾曲収差、非点収差が良好に補正され、さらには
軸上色収差および倍率色収差も減少させることができ
る。
【0019】また、図1に示すように、図中破線で示す
球面形状と比較すると、本発明の非球面形状では、レン
ズの周辺に向かって曲率が小さくなって行くのでプリズ
ム偏向により色収差が減少すると共に、レンズの外径、
有効径を大きくする事ができ、その結果として視界を大
きくとることができる。よって、本発明の倒像鏡によ
り、被検眼眼底を十分にむらなく照明すると共に、軸上
色収差、倍率色収差が少なく像面湾曲、非点収差等が良
好に補正された被検眼の眼底像を観察することができ
る。
【0020】
【実施例】以下、本発明の各実施例を、添付図面に基づ
いて説明する。非球面は、光軸に垂直な方向の高さを
y、高さyにおける光軸方向の変位量をx、基準の曲率
半径すなわち非球面の頂点曲率半径をr、円錐係数を
k、n次の非球面係数をCn としたとき、以下の数式
(a)で表される。
【数1】 x=(y2 /r)/〔1+(1−k・y2 /r2 1/2 〕 +C2 ・y2 +C4 ・y4 +C6 ・y6 +C8 ・y8 +C10・y10+・・・ (a) また、非球面の近軸曲率半径Rは、次の数式(b)で定
義される。 R=1/(2・C2 +1/r) (b)
【0021】各実施例において、第1面は球面であり、
第2面は非球面である。次の表(1)に、本発明の実施
例1の諸元の値を掲げる。表(1)において、fは焦点
距離を、φは屈折力を、r1は第1面の曲率半径を、r
2は第2面の頂点曲率半径を、R2は第2面の近軸曲率
半径を、dは面間隔(レンズ中心厚)を、nd およびν
d はd線(λ=587.6nm)に対する屈折率および
アッベ数をそれぞれ示している。なお、屈折力φは、1
000/f(mm)で表され、単位はディオプター(d
pt)である。
【0022】
【表1】f =50 φ =20dpt r1=84.27 d =15.2 (非球面データ) r2=-33.2 k =0.3239 C2 =0.0000 C4 =0.2026×10-56 =0.1024×10-88 =0.2127×10-1210=-0.1835 ×10-15 (条件対応値) (1)νd =82.516 (2)nd =1.498 (3)R2/f=-0.664
【0023】図2は、実施例1の諸収差図であって、
(A)は照明光学系での球面収差を、(B)および
(C)は観察像面での球面収差および非点収差を示して
いる。各収差図において、FNOはFナンバーを、ωは画
角を、dはd線(λ=587.6nm)を、FはF線
(λ=486.1nm)を、CはC線(λ=656.3
nm)をそれぞれ示している。また、非点収差を示す収
差図において実線はサジタル像面を示し、破線はメリデ
ィオナル像面を示している。各収差図から明らかなよう
に、本実施例では、諸収差が良好に補正されていること
がわかる。
【0024】次の表(2)に、本発明の実施例2の諸元
の値を掲げる。表(2)において、fは焦点距離を、φ
は屈折力を、r1は第1面の曲率半径を、r2は第2面
の頂点曲率半径を、R2は第2面の近軸曲率半径を、d
は面間隔(レンズ中心厚)を、nd およびνd はd線
(λ=587.6nm)に対する屈折率およびアッベ数
をそれぞれ示している。なお、屈折力φは、1000/
f(mm)で表され、単位はディオプター(dpt)で
ある。
【0025】
【表2】f =35.7 φ =28dpt r1=58.46 d =14.0 (非球面データ) r2=-23.5 k =-0.1753 C2 =0.0000 C4 =0.1730×10-66 =0.5354×10-88 =0.4281×10-1110=-0.5985 ×10-14 (条件対応値) (1)νd =82.516 (2)nd =1.498 (3)R2/f=-0.658
【0026】図3は、実施例2の諸収差図であって、
(A)は照明光学系での球面収差を、(B)および
(C)は観察像面での球面収差および非点収差を示して
いる。各収差図において、FNOはFナンバーを、ωは画
角を、dはd線(λ=587.6nm)を、FはF線
(λ=486.1nm)を、CはC線(λ=656.3
nm)をそれぞれ示している。また、非点収差を示す収
差図において実線はサジタル像面を示し、破線はメリデ
ィオナル像面を示している。各収差図から明らかなよう
に、本実施例では、諸収差が良好に補正されていること
がわかる。
【0027】次の表(3)に、本発明の実施例3の諸元
の値を掲げる。表(3)において、fは焦点距離を、φ
は屈折力を、r1は第1面の曲率半径を、r2は第2面
の頂点曲率半径を、R2は第2面の近軸曲率半径を、d
は面間隔(レンズ中心厚)を、nd およびνd はd線
(λ=587.6nm)に対する屈折率およびアッベ数
をそれぞれ示している。なお、屈折力φは、1000/
f(mm)で表され、単位はディオプター(dpt)で
ある。
【0028】
【表3】f =25 φ =40dpt r1=40.48 d =12.0 (非球面データ) r2=-16.2 k =0.2476 C2 =0.0000 C4 =0.1002×10-46 =0.3346×10-78 =0.8496×10-1010=-0.1759 ×10-12 (条件対応値) (1)νd =82.516 (2)nd =1.498 (3)R2/f=-0.648
【0029】図4は、実施例3の諸収差図であって、
(A)は照明光学系での球面収差を、(B)および
(C)は観察像面での球面収差および非点収差を示して
いる。各収差図において、FNOはFナンバーを、ωは画
角を、dはd線(λ=587.6nm)を、FはF線
(λ=486.1nm)を、CはC線(λ=656.3
nm)をそれぞれ示している。また、非点収差を示す収
差図において実線はサジタル像面を示し、破線はメリデ
ィオナル像面を示している。各収差図から明らかなよう
に、本実施例では、諸収差が良好に補正されていること
がわかる。
【0030】次の表(4)に、本発明の実施例4の諸元
の値を掲げる。表(4)において、fは焦点距離を、φ
は屈折力を、r1は第1面の曲率半径を、r2は第2面
の頂点曲率半径を、R2は第2面の近軸曲率半径を、d
は面間隔(レンズ中心厚)を、nd およびνd はd線
(λ=587.6nm)に対する屈折率およびアッベ数
をそれぞれ示している。なお、屈折力φは、1000/
f(mm)で表され、単位はディオプター(dpt)で
ある。
【0031】
【表4】f =35.7 φ =28dpt r1=54.12 d =14.0 (非球面データ) r2=-20.0 k =0.07619 C2 =0.0000 C4 =0.18154 ×10-56 =0.65216 ×10-88 =0.10021 ×10-1010=-0.10281×10-13 (条件対応値) (1)νd =95.247 (2)nd =1.434 (3)R2/f=-0.56
【0032】図5は、実施例4の諸収差図であって、
(A)は照明光学系での球面収差を、(B)および
(C)は観察像面での球面収差および非点収差を示して
いる。各収差図において、FNOはFナンバーを、ωは画
角を、dはd線(λ=587.6nm)を、FはF線
(λ=486.1nm)を、CはC線(λ=656.3
nm)をそれぞれ示している。また、非点収差を示す収
差図において実線はサジタル像面を示し、破線はメリデ
ィオナル像面を示している。各収差図から明らかなよう
に、本実施例では、諸収差が良好に補正されていること
がわかる。
【0033】図6は、各実施例における条件式(4)の
値の範囲を示す図である。図6では、非球面の頂点を原
点として光軸に垂直方向の変位量yを横軸に、条件式
(4)の値すなわち(dx/dy)・f/yの値を縦軸
にそれぞれ示している。図中、縦軸の−0.5および−
3.2は条件式(4)の上限値および下限値を示し、縦
軸の−0.8に対する二点鎖線および−2.5に対する
二点鎖線はさらに好ましい上限値および下限値を示して
いる。図6に示すように、上述の各実施例において条件
式(4)の値は、上限値と下限値とで規定される範囲内
にあることがわかる。
【0034】なお、上述の各実施例では、第1面を球面
とし第2面を非球面としたが、双方の面を非球面にすれ
ば、諸収差をさらに良好に補正することができることは
明らかである。
【0035】
【効果】以上説明したように、本発明によれば、従来の
倒像鏡では補正しきれなかった諸収差、特に観察光学系
での色収差、像面湾曲、非点収差が良好に補正された倒
像鏡を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の倒像鏡の非球面形状および該形状を定
義する座標系を示す図である。
【図2】実施例1の諸収差図であって、(A)は照明光
学系での球面収差を、(B)および(C)は観察像面で
の球面収差および非点収差を示している。
【図3】実施例2の諸収差図であって、(A)は照明光
学系での球面収差を、(B)および(C)は観察像面で
の球面収差および非点収差を示している。
【図4】実施例3の諸収差図であって、(A)は照明光
学系での球面収差を、(B)および(C)は観察像面で
の球面収差および非点収差を示している。
【図5】実施例4の諸収差図であって、(A)は照明光
学系での球面収差を、(B)および(C)は観察像面で
の球面収差および非点収差を示している。
【図6】各実施例における条件式(4)の値の範囲を示
す図である。
【図7】照明光学系における倒像鏡の機能を説明する図
である。
【図8】観察光学系における倒像鏡の機能を説明する図
である。
【符号の説明】
1 倒像鏡 2 照明光源 3 被検眼 4 眼底空中像 5 検者眼

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 単一の両凸レンズからなり、該両凸レン
    ズの被検眼側の面および検者側の面のうち少なくとも一
    方の面は非球面に形成され、 前記両凸レンズのd線に対する屈折率およびアッベ数を
    それぞれnd およびνd としたとき、 65<νd nd <1.67 の条件を満足することを特徴とする倒像鏡。
  2. 【請求項2】 前記検者側の面は非球面に形成され、該
    非球面の近軸曲率半径をR2とし、前記両凸レンズの焦
    点距離をfとし、前記非球面の頂点を原点として光軸に
    垂直方向の変位量をyとし、光軸方向の変位量をxとし
    たとき、0<y<0.8×|R2|の範囲において、 −0.85≦R2/f≦−0.4 −3.2≦(dx/dy)・f/y≦−0.5 の条件を満足することを特徴とする請求項1に記載の倒
    像鏡。
  3. 【請求項3】 前記被検眼側の面は、球面に形成されて
    いることを特徴とする請求項2に記載の倒像鏡。
  4. 【請求項4】 前記両凸レンズの屈折力は、10ディオ
    プター乃至54ディオプターであることを特徴とする請
    求項1乃至3のいずれか1項に記載の倒像鏡。
JP6197235A 1994-07-29 1994-07-29 倒像鏡 Pending JPH0843730A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009524493A (ja) * 2006-01-26 2009-07-02 ヴォルク オプティカル インコーポレーテッド 超低分散(ed)材料を使用する改良された診断眼科レンズ

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