JPS5849848B2 - フクスウノ レンズ オユウスル ハンシヤシキタイブツレンズ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、有限の結像倍率で複写又は映写を目的とした
反射式対物レンズであって、共通の物体及び像側に対し
凹面を向けた集光性反射鏡Ｍと、同一側で該反射鏡の前
方に配置された内側群ｉと、該内側群ｉの前方に空間を
置いて配置された外側群Ａとから構成されており、上記
両群を結像光線が物体から凹面鏡へかつ凹面鏡から画像
面へ向かう過程で合して２度通過し、その都度屈折作用
を全口径内で２回及ぼされる形式のものに関する。

本発明は西ドイツ国特許出願第Ｐ２１５７０５８．１号
明細書記載の発明の著しい改良を提供するものでありか
つ同時に本発明においても内側群ｉの、背面側で最後方
にある面を凹面鏡一層Ｍの支持面として構成することが
でき、ひいては本発明による新規の構造原理によって、
視野の中心部並びに軸外部における高次収差を著しく減
少せしめる手段が提供される。

この技術的進歩によって、今や反射式レンズ系において
一面では平均的口径比で画角の当該の拡犬を行うことが
でき、他面では単に平均的広さの画面一倍率を使用する
際には大きい口径比のために鮮鋭度を著しく高《するこ
とができる。

この場合に、前記の両形式の進歩に関連して、最初に述
べた広角視野の開発により、所定の画面サイズを特に短
かいレンズ系の焦点距離で鮮鋭に結像させ、しかも新規
の広角反射式対物レンズの上記のように短かい焦点距離
により、新規の対物レンズを備えた複写又は映写装置の
装置全体のために、従来は達成され得なかったコンパク
トな構造（装置全体の寸法）を開発する重要な技術的実
現可能性が提供される。

前記引用文献記載の構造原理とは異なり、本発明によれ
ば、内側群ｌにおいて、集光性の凹面鏡Ｍにまず下記の
固有の近軸焦点距離（ ｆｉ＝ｆ，，：これは独立して
１回の光路に関してかつ空気媒体中に在るものとして計
算した値）を有する正の成分が配置されており、上記焦
点距離（ｆｉ＝ｆｐ）は凹面鏡の焦点距離（ｆＭ；同様
に空気媒体中に在るものとして計算した値）に対して、
特許請求の範囲に記載の規定の当該の部分的特徴に合致
して、比例式： において、商Ｙｉが＋０．４２０より大きく、但し＋２
．８６０の上限を上回らないように規定されており、更
に上記の集光性の内側群１の前方に有限の空間ｓａを置
いて組合せられた外側群Ａが共通の物体及び画像側に向
かって特許請求の範囲記載の形式で配置されており、そ
の場合に外側群Ａに補正作用に極めて顕著に関与する負
の成分Ｎが配属されており、この過剰補正を行う負の成
分Ｎの固有の近軸焦点距離ｆＮは凹面鏡層Ｍの近軸焦点
距離ｆＭに対して、その負の成分の焦点距離ｆＮを凹面
鏡層の焦点距離ｆＭでその負の値に基いて割った商（Ｙ
Ｎ：この場合にもＹＮ−ｆＮ／ｆＭで表わされる）が０
．１３７よりも太き《、但し０．６１４の上限を上回ら
ないように規定されている。

本発明による前記構造規定により、一方では十分に大き
な負の商の値が曲光学的に、ひいてはまた過剰補正に基
づき結像機能を高め、しがも高次収差の微補正性能に悪
影響を及ぼさず、他面では同時に負の成分焦点距離ｆＮ
が、市販されている種類の範囲内にあるガラスを用いて
、他のあらゆる収差の極めて良好な補正を可能ならしめ
る、従って強いて特殊ガラスを使用する必要はない。

西ドイツ国特許出願第ｐ ２１５７０５８．１号明細
書の対象の改良を目的とした本発明の７こめの実験過程
で、凹面鏡層の固有の近軸焦点距離ｆＭは上記の特許出
願明細書記載と同様に合或焦点距離Ｆの３、１２５倍よ
り小さく、但しその１．３０５倍を上回らないのが有利
であることが判明した。

即ち、このことにより前記明細書記載の当該の反射鏡の
作用がその改良のために使用可能となり、しかも凹面鏡
の当該集光作用が反射望遠鏡の相応する構成要素と異な
り、相応する色収差の形或と結び付いていない。

同時に、この強度の集光性反射鏡を使用することにより
、従来の学説に合致して、鏡面においては周知のように
屈折するレンズ面の正の屈折率（ｎガラス）の代りに、
波長に無関係な屈折率ｎ反射一一１が正に当嵌ることに
よって、ペツツバール（ＰＥＴＺＶＡＬ）の像面彎曲収
差の減少、ひいては補正が一層有効に行われる。

この画像収差補正のための反射鏡の作用と共に、新規の
対物レンズではいわゆる負の成分Ｎの主補正作用が共働
される、この負の成分Ｎは本発明によれば共通の物体及
び画像側に近い外側群Ａに配属されており、従って同時
に物体から無収差で外側群Ａに入射する光線が公知技術
水準とは異なり、外側群と、内側群＋集光性の凹面鏡層
Ｍとの間の空間に、もはや強度の補正不足を伴わずに、
むしろ過剰補正の意味における当該の部分的補正作用を
受けて入射するという結果がもたらされる。

特許請求の範囲記載による別の部分的特徴に相応して、
前記の作用に結び付いた目的を達成するために公知技術
水準及び前記特許出願第 ２ １ ５ ７ ０ ５ ８．１号明細書記載とは全く
異なり、近軸反射力ψやに比較して極めて小さい固有の
近軸屈折力のえを有するにすぎない外側群Ａは、まさに
該外側群の１回の光路に関して計算した固有の屈折力Φ
Ａを反射鏡層の近軸焦点距離ｆＭの逆数としての近軸反
射力φＭで割った商ＱＡが小さな正の値から境界値Ｏ（
ゼロ）を越えて有限の負の値まで、該商ＱＡが正の範囲
内では＋０．４ ７ ９よりも小さくかつその負の範囲
内では負の範囲限界１．１２９を越えないように規定さ
れている。

従って、空気媒体に在るものとして計算した凹面鏡Ｍに
対する外側群Ａの本発明による規定範囲の枠内において
、上記商ＱＡが正の符号を有することは、組合せられた
外側群に集光作用の小さな過剰の固有屈折力Φいが配属
されていることを意味し、それに対して前記商が負の符
号を有することは、反対に前記外側群Ａが過剰の負の作
用を有していることを意味する。

この後者の規定の場合から、外側群Ａ内に配属されかつ
主一補正作用に著しく関与する負の成分Ｎの屈折作用は
、該負の成分Ｎと一緒に外側群Ａを構成しかつ該負の成
分に隣接して配置されたレンズより強度の負の作用を有
していると直ちに推測されるはずである。

この場合、この外側群Ａに最も簡単な場合には負の成分
Ｎに１枚の集光レンズが接続されている、従ってこの共
通の物体及び画像側の群Ａはダブレットとして構成され
ている。

類似した形式で、その光学的構造が特別な考慮から有利
であると見なされる場合には、内側群ｉもまた組合され
ていてもよい。

系の外側に大抵十分に予裕があるので、外側群Ａは本発
明の枠内で、下記の実施例において詳細にはデータに基
づいて明らかであるように、更に分割することもできる
。

本発明による全組合せの部分的特徴としての商ＹＮの規
定は、類似した別種の反射式レンズ系においてしかもほ
ぼ同じ数値的等級において自体で既に使用されている、
例えば前記引用の西ドイツ国特許出願第Ｐ ２ ５ ５
７ ０ ５ ８．１号明細書、しかしこの場合には本
発明とは明らかに異なり、負の成分Ｎは外側群Ａの成分
としてではなく、むしろ内側群ｉの戒分として構威され
ており、従って反射鏡に対して隣接せしめられているが
、本発明により初めて共通の物体及び画像側に向かって
外側群の成分として負の成分Ｎが配属されていることに
基づき、所定の視野に関する口径比の著しく進歩せる拡
犬及び／又は画角の当該の拡大の開発に対して新規の規
定の全組合せに結びついて技術的に容易に使用可能な手
段が提供される。

本発明による規定の組合せを式で表，わすと次のように
なる： この場合、ｆｉ，ＹｔｔＱＡ及びＹＮの値は前記規定に
相応しかつ同時に再度強調すれば、公知技術水準とは正
に異なり、Ｙｉの夫々のｆｉ及びｆＭの符号が同一であ
るために部分特徴（ｂ）は常に正の符号で規定されてい
る。

新規の構造原理に基づく前記構成規準の意味は、当業者
にとっては補正作用に関してもまた純粋な曲光学的現象
に関しても、部分的特徴（ａ＝ｄ）の全組合せを分析的
に考慮する場合に、実際の結像を得るために必要な過剰
の集光作用は準対称位置としての凹面鏡の近《で、ひい
ては光線の透過高さの低い個所に設定されており、一方
超過補正作用に著しく関与する負の成分Ｎは共役側に近
い外側群Ａに配属されており、そこでこの負の成分Ｎの
超過補正作用が今や広い口径横断面及び光束傾斜度に渡
って配分されていることを考察すれば明らかである。

この場合に、同時に無収差で系のフロント面に入射する
光線は既にそれが正の構成群■十凹面鏡Ｍの組合せに入
る前に、特に収差が小さい超過補正の部分的作用を受け
る。

条件（ａ）は、内側群■が正の屈折力（もしくは焦点距
離）を有すべきことを規定する。

この条件は、概して初めて公知技術水準を越える性能（
特に画角に関する）の向上を可能ならしめる。

条件（ｂ）で、内側群の焦点距離に、鏡の焦点距離を基
準とした一定の範囲が与えられる。

この内側群は、主として非点収差の補正のために使用さ
れる。

下限を越えると、作用が強くなりすぎ、画面の彎曲と結
び付き（高次収差）、接線方向の画面の補正不足を惹起
する。

上限を越えると、接線方向の画面の強すぎる補正過剰が
生じる。

両者の条件ｃ１及びｃ２は一緒になって、１． １ ２
９＜Ｑ＜＋０．４ ７ ９ （この場合、ＱＡは鏡の
屈折力に対する外側群の固有屈折力である）であること
を規定する。

外側群は像収差全体の均合にとって特に重要である。

この群により、特に鮮鋭な球面収差も補正される。

この像収差は口径比及び画角における性能が高い場合に
有害である。

負の限界を越えると、画角が大きくても小さな口径しか
補正され得ない。

正の限界を越えると、口径は大きくても小さな画角しか
補正され得ない。

条件（ｄ）は、鏡の焦点距離に対して、最強の負の屈折
力を有する負の成分Ｎの焦点距離に対する一定の範囲を
規定する。

この負の成分は別の成分によって生じた球面収差の補正
不足を排除し、従って開放光束における主補正作用を有
する。

下限を越えると、球面収差の補正不足の大きすぎる残留
収差が残る。

更に、本発明の実施範囲内では、外側群と内側群■との
間の空間Ｓ。

が色ないしは減光フィルターを設置するための空間とし
て使用される、それトイウのモコノ設置個所ではフィル
ターが対物レンズの前方側に固定される公知取付け形式
に比較しフィルター径を著しく小さくすることができる
からである。

この寸法の縮少度は前記の内部配置の際に、この種の対
物レンズの構造を長くすればする程及びその有効画角を
大きくすればする程大きくなる。

この種のフィルターは公知形式で通常使用される場合に
よっては有害な反射画像を形成する可能性を伴う面平行
な板の形で使用できるだけでなく、更に有利にはフィル
ターの表面を彎曲させることもできる。

この実施態様の場合には、この種のフィルターの透過率
に関して、フィルターを光線が物体から画像に向う光路
で２回通過することを考慮すべきである。

また、外側群Ａは負の成分の他に少なくとも１つの正の
或分を有しており、従ってこの個所には相対的に反対の
符号を有する少なくとも２つのレンズが配属され、これ
らのレンズは自体公知の形式でそれらの内側の隣接面対
を適当に構成することにより接合レンズとして構成する
こともできる。

公知技術との特に容易な比較のために、本発明のための
下記実施例では常に負の成分Ｎが外側群Ａ内の隣接せる
正の成分と共に接合されたダブレットとして構成されて
いる。

この個所のレンズ数が特に重要ではない場合には、同様
に本発明の範囲内で、有利に共通の物体及び画像側に面
した前方の外部レンズを２つの成分に分割することによ
って、なお付加的に画像質の鮮鋭度を高めることができ
る、この作用効果は下記例で同様に詳説するように、前
記の分割個所に有限の空間を導入すると一層顕著になる
。

この場合に、本発明思想の規定に基づ《実施例では、そ
の都度の形態の意図に基いて凸レンズの形並びに凹レン
ズの形を有していてもよい空気レンズを導入することが
できる。

また、第３の構或可能性として、上記分割個所に該分割
個所で両者の隣接面が曲率半径の長さ及び符号が同じに
なるように構威されたゼローレンズの形の空気レンズを
使用する構成法も実施可能であり、この場合には同時に
、上記面対の位置で曲光学的微調整効果を得るために相
応する異なった屈折符号及び／又は色分散率を導入する
場合に限り、上記面対をその内側頂点間距離を適当に減
少させて接合させる公知方法に近づけられる。

冒頭に述べた有限の結像倍率に関して、全ての実施例で
は一様に収差補正の規準として縮尺度１：１が使用され
ている、従ってこの点からも実施例相互間の比較が容易
である。

下記例に、本発明により開発される広範な実施例が詳細
にかつデータに基づいて示されている。

この場合に、前記例の数値データは一様に単位（Ｆ＝１
）としての全対物レンズの合成焦点距離Ｆに標準化さ
れている、従って下記データ表における全ての長さの値
は関連単位のまさに前記合成焦点距離の整数及び小数倍
値として記載されている。

本発明による新規系は比較的に長い曲率半径及びそれに
相応して可能な限り小さなレンズ厚さ及び空間距離で構
成可能であるので、添付図面には、新規対物レンズのレ
ンズ断面が極めて明白に理解され得るように図式的に示
されている。

同様に、接合面及び積層面対も全て分離された状態で示
されている、従って所属の数値距離値Ｏ（ゼロ）はこの
個所のデータ表から推察されるべきである。

焦点距離（近軸光線及び無限対象に対する）を計算する
ためには、これらの接合個所では、これらのレンズ面の
全て並びに凹面鏡の層面に関して光線移行はその都度自
体公知の形式で隣接媒体の空気に対して、それらの個所
に該当する距離、正確な値Ｏ（ゼロ）を使用して計算さ
れている。

コノ計算方法により、周知の学説と合致して正確な数値
による規定の有効な固有の近軸焦点距離が一義イｒ的に
得られる。

本発明による対物レンズに関して、データ表にはガラス
屈折率は外側群Ａのフロント面から鏡層面Ｍまでの連続
番号において、モノクローム光において使用するために
設定された、実施例用の有効波長λに関して記載されて
いる。

本発明による系を有限幅のスペクトル範囲で利用するよ
うに設計されている場合には、実施例は色消されており
かつ従ってそれに基づく系用ガラスはなおその色分散に
関して所属のアツベ数νによって特徴付けられている。

例 １（第１図） 完全に明らかにするために、下記対照表ニハ本発明によ
る記載実施例に関して個々の部分的特俤の有効値が記載
されている。

全ての数値は７桁のデジタル電子計算機によって算出し
かつその際にコンマ以下５位を４捨５人をしたものであ
る。

☆ 更に、第１０図及び第１１図には、微補正された前
記実施例１２及び１４について、それらの全口径にわた
る、夫々の多数の画角に関する横の収差曲線が示されて
いる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１及び３に相当する対物レンズ
の断面図、第２図は同実施例２及び２３に相当する図、
第３図は同実施例４及び７に相当する図、第４図は同実
施例５及び６に相当する図、第５図は同実施例８、９、
１０，１１，１２、１３、１４、１９、２ｏ及び２１に
相当する図、第６図は同実施例１５に相当する図、第７
ａ図は同実施例１６に相当する図、第７ｂ図は同実施例
１７に相当する図、第８図は同実施例１８に相当する図
、第９図は同実施例２２に相当する図、第１０図及び第
１１図は夫々実施例１２及び１４に相当する対物レンズ
の横の収差曲線を示す図である。 Ａ・・・・・・外側群、■・・・・・・内側群、Ｍ・・
・・・・凹面鏡、Ｎ・・・・・・負の成分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 有限の結像倍率で複写又は映写を目的とした反射式
   対物レンズであって、共通の物体及び像側に対し凹面を
   向けた集光性反射鏡Ｍと、同一側で該反射鏡の前方に配
   置された内側群■と、該内側群ｉの前方に空間を置いて
   配置された外側群Ａとから構成されており、上記両群を
   結像光線が物体から凹面鏡へかつ凹面鏡から画像面へ向
   かう過程で合して２度通過し、その都度屈折作用を全口
   径内で２回及ぼされる形式のものにおいて、内側群ｉが
   収れん作用を有し、外側群Ａが正の成分と、凹面鏡Ｍに
   面した側に配置された負の成分Ｎとから成る接合群を有
   しており、 （ａ） 集光性の凹面鏡Ｍに隣接した内側群■が同様
   に集光作用を有しておりかつ集光性の凹面鏡に隣接した
   内側群ｉの、１回目の光路にとって空気媒体中で生せし
   められる固有の近軸焦点距離ｆ１ を凹面鏡層面Ｍの固
   有の近軸焦点距離ｆＭで割った商（Ｙｉ＝ｆｉ／ｆＭ’
   ）が＋０．４２０より大きく、但し＋２．８６０の上限
   を上回らないように構成されており、 （ｂ） 集光性の、従って自体では補正不足の内側群
   ｉの前方に有限の空間ｓａを置いて組合わせられた外側
   群Ａが共通の物体及び画像側に向かって配置されており
   、その場合に外側群Ａの、１回目の光路に関して計算し
   た固有の近軸屈折力ΦＡを鏡層の近軸焦点距離ｆＭの逆
   数としての近軸反射力ψＭで割った商（ＱＡ一ΦＡ／φ
   Ｍ）が小さな正の値から有限の負の値まで正の値の範囲
   内では＋０．４７９より小さくかつその負の値の範囲内
   では−１．１２９の負の範囲限界を下回らないように規
   定されており、 （ｃ）更に、外側群Ａに配属された超過補正を行う負の
   成分Ｎが凹面鏡Ｍの近軸焦点距離ｆＭに対して、該負の
   焦点距離ｆＮを鏡層−焦点距離ｆＭで割った商（ＹＮ−
   ｆＮ／ｆＭ ）がその負の値に基いて０．１３７より大
   きく、但し０．６１４の上限を上回らないように規定さ
   れており、（ｄ） 更に、凹面鏡層Ｍに向って外側群
   Ａの背後に平らに成形された外面並びに彎曲した外面を
   有する色又は減光フィルターが投入自在に又は固定状態
   で配置可能である。 ことを特徴とする、複数のレンズを有する反射式対物レ
   ンズ。 ２ 共通の被写体及び画像側に向って最も後方にある、
   集光性の内側群１０面が凹面鏡層Ｍの支持面として構成
   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１復数のレンズを有する反射式対物レンズ。