JPS5857725B2 - カクダイガウスガタ ノ シヤシンタイブツレンズ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は絞り位置として役立つ中心の両凸形空間の前に
３つ、後ろに４つの７つのレンズよりなり、この絞り空
間の前に配置された３つのレンズは接合されていない単
レンズであり、長い共役から短い共役への光線方向に数
えて第１、第２、第５、第６および第７レンズは収れん
レンズであり、第３および第４レンズは発散レンズであ
り、第ルンズ面の屈折力ｂ１ と第３面の屈折力ｂ３０
間には１．５５ ｂｌ＜Ｂ３＜ ３．５０ ｂ□の関係
があり、第２および第３レンズの間の空間（β）を包囲
する面の屈折力の和（φβ）が負である拡大ガウス形亜
種の明るい対物レンズに関する。

本発明による新期対物レンズはたとえばドイツ特許第１
２７７５８０号明細書−英国特許第 １１２０３３５号明細書に示されるようなガラス形亜種
の意外かつ重要な進歩的再開発を、発散性に作用する内
側空間（負の空気レンズ）と、長い共役および短い共役
に隣接する収れん性に作用する内側空間（正の空気レン
ズ）とに対して共通に充足する選定条件の次記組合せを
数値的に下記の範囲条件で実現することを特徴とする： （Ａ１）第２内側空気レンズ（β）の表面屈折力の和（
φβ）がその負値に関して全対物レンズの合成屈折力（
Φ）の０．３２３倍より大きく、０．５４３Φより小さ
く、 ｃＡ２）大きい中心頂点距離（Ｃ３）を形成する第３内
側空気レンズの表面屈折力の和（φＣ８）が同様公知の
ように負であるけれど、φＣ８が空気レンズ屈折力φβ
の１２．５０倍より小さく、８．０９０倍より大きく選
ばれ、さらに同時に、０３、） 長い共役に隣接する
空間（α）を包囲する２つのレンズ面の屈折力の和（φ
ａ）が全対物レンズ合成屈折力（Φ）の１．３８０倍よ
り大きく、１．９２５のより小さく、 （Ｂ２）短い共役に隣接する空間（δ）を包囲する２つ
のレンズ面の屈折力の和（φδ） カ１．２ｓ ５Φよ
り大きく、１．８０５Φより小さく、さらに同時に （Ｑ 第１空気レンズの屈折力（φａ）を最後の空気レ
ンズ屈折力（φδ）で割った商（Ｑ）が１．３１０より
小さく、０．９４４より太きい。

したがって本発明による上記構造規則は式で表わせば、 ０、３２３Φく−φβ＜０．５４３Φ・・・・・・・・
・・・・（Ａ１）１２．５０φβ〉φＣ８＞８，０９０
φ１ｉ・”・” （Ａ２）１．３８０Φくφ。

＜１．９２５Φ・・・・・・・・・・・・・・・（Ｂ、
）１．２８５Φくφδ＜１．８０５Φ・・・・・・・・
・・・・・・・（Ｂ２）１．３１０＞Ｑ＞０．９４４ であり、ここにＱ＝φａ：φδであり、Φは公知のよう
に全対物レンズの近軸合成屈折力を表わす。

本発明による新規構成原理は上位概念に示される公知の
拡大ガウス形の亜種の範囲内で上記の数値的構成規則を
組合せ適用することにあり、その際２つの発散性空気レ
ンズに関する屈折力分配（部分特徴Ａ１およびＡ２によ
る）、および絞り位置からもつとも離れた２つの収れん
性空気レンズの屈折力分配（部分特徴Ｂ１およびＢ２に
よる）、ならびに２つの正空気レンズの屈折力の比（部
分特徴Ｃによる）は意外で重要な結像能力上昇をとくに
視野の周辺部において可能にする。

この場合２つの内側負空気レンズの発散性屈折力の大き
さの選定および分配（部分特徴Ａ１およびＡ２）によっ
て、中央空気レンズの過補正効果（発散性屈折力）が前
方の空気レンズ（β）へ分配され、その際この屈折力分
配は過大でも過少でもなく、特徴Ａ１およびＡ２を充足
するように選ばれる。

Ａ１ およびＡ２の上限または下限を超えると、空気レ
ンズＣ８または空気レンズβが過度に負荷され、高次の
球面収差が過大になる。

本発明による分配によって絞りを大きく開放した光束の
高次球面収差を後続の部分特徴（ＢｌおよびＢ２）の補
正作用と関連して、本発明による明るい対物レンズによ
りとくに簡単に進歩的に減少することができる。

部分特徴Ａ１およびＡ２との組合せにおける部分特徴Ｂ
□およびＢ２によって、前記の結像能力の進歩的上昇は
視野中心部から像周辺にまでわたるので、結像能力のき
わめて著しい上昇は近軸範囲のみならず、撮影者の所望
により全利用サイズのゾーンおよび周辺像範囲において
も達成することができる。

とくにＢ１およびＢ２の上限を超えると５次の非点収差
が過大になり、Ｂ１およびＢ２の下限を下回ると、同じ
背面焦点距離でできるだけ同じ結像能力を達成するため
対物レンズは他の位置が負荷され、球面収差は補正過剰
になる。

さらに同時に部分特徴Ｃに示す絞り位置がらもっとも離
れた２つの内側空気レンズの屈折力のまったく特種な相
対的分配によって、周辺像野における明るく開放した斜
光束のコマ収差の非対称割合が著しく減少される。

Ｃの上限を超えると正の非対称割合が増大し、Ｃの下限
を下回ると負の非対称割合が増大し、これらは他の収差
補正に不利な結果を与えずに除去することができない。

本発明によるすべての部分特徴の使用によって、目的と
する結像能力の著しい上昇は全体的に利用され、その際
本発明によればレンズ面の特殊もしくは非球面形成、ま
たは特殊ガラスの使用が要求されない。

後掲のデータ表には本発明の２つの実施例が示され、こ
れらはすべて長さ単位として合成焦点距離（Ｆ）に使用
している。

データ表においてレンズ面の曲率半径（Ｒ）は前面から
像の方向へ連続番号を付けて示される。

同じ番号順により光軸に沿って測ったレンズ厚さがｄ、
個々のレンズの軸上頂点間の空気距離がＳで表わされ、
使用ガラスの屈折率は同じ番号順のｎで表わされる。

さらに空気距離には境界面によって形成される空気レン
ズの記号が付加されている。

これらの対物レンズが作業目的との一致において非常に
狭いスペクトル範囲に対してのみ使用される限り、上記
屈折率はこの狭いスペクトル範囲に関する。

新規対物レンズが有限幅のスペクトル範囲をカバーしな
げればならない結像目的に使用される場合、像収差のい
わゆる単色光補正の代りに、その際必要な広いスペクト
ル範囲にわたる色消しを行わなければならず、そのため
にガラスは公知法により、使用ガラスの掲示された色分
散率から導かれるν値（アツベ数）を対象となる波長に
関係する色収差の除去に使用することによって決定され
る。

本発明の過程において、本発明による明るい対物レンズ
のいわゆるイニシアルデザインを開発する際、および引
続（常用のザイデル領域（３次）の第１補正による工業
的ラフデザインの過程において、光学ガラスメーカのガ
ラスカタログから常時入手できるような標準屈折率たと
えば波長λｄ−５８７６Ｎのヘリウムスペクトルの黄色
ｄ線に対する屈折率を常用的に使用できることが確認さ
れた。

実施例のデータ表および２つの図においてそれぞれ同じ
記号が長い共役の側から短い共役の側への光線方向に番
号を付けて使用された。

第１図および２図には本発明の選択された実施例と一致
するように、さらに個々のレジスタ（Ｌ）および空気の
両側にあるレンズ群（Ｉ〜■）の番号が記入されている
。

さらに全対物レンズの長い共役側に配置されたいわゆる
前群は（Ｖ）、短い共役側で中央頂点距離（ＣＳ）のあ
とに続くいわゆる後群は（Ｈ）で示される。

この場合前群（Ｖ）は長い共役に面する前方正レンズ（
Ｐｖ）および中心の両凸形内側空間（頂点距離）の方向
にあとに続く合成負群（Ｎ１）よりなる。

中心頂点距離の後方でこの負群Ｎ１に、第２の合成負群
Ｎ２およびこれにさらに少なくとも２つの空気中に立つ
収れんレンズよりなる後方正群（ＰＨ）が続く。

データ表から前方正レンズ（Ｐｖ）を著しい不等曲率の
両凸形にもメニスカス形にも、またその内側限界の場合
として平凸レンズの形にも形成できることが示される。

同様に第２負群（Ｎ２）の２つの部分レンズ（Ｌ４およ
びＬ５）をメニスカス形にも、両凹または両凸形にも形
成することができる。

長い共役を仕切る正レンズ（Ｐｖ）の上記構成方式の場
合と同様に、（Ｎ２）の１組の内側隣接面（Ｒ４′、Ｒ
５）も１組の平面として形成することができ、この場合
性の前記形成方式をすでにデータ表に示したので、平凡
な例は数値例にとくに挙げなかった。

これら構成要素の形成自由度が前記のように広いので、
新規対物レンズのレンズ断面は簡単のため両図に略示的
に示される。

例１は本発明による対物レンズのラフデザインに関し、
これは第３次の領域で単色光により前補正され、ｆｌ、
５の相対日経に対して設定され、長い共役の側の両凸形
正レンズ（ＰＶ）で始まる。

例２の前方正レンズ（ＰＶ）は平凸レンズとして形成さ
れ、このラフデザインも単色光により前補正され、口径
比１：１．５に対して設定されている。

例３は同様に単色光に対し前補正されたラフデザインを
示し、この場合絞りに続く負群（Ｎ２）の内側隣接面（
Ｒ４′およびＲρは正の方向付骨を有する。

例４および次の例５は精密補正された実施例であり、こ
れは相対日経ｆ１．４で普通のカラー撮影のために設定
され、したがってそのガラス性質は屈折率ｍｌ、および
−シｄ値で示す色分散率によって明らかにされる。

第３図および第４図にそれぞれ精密補正した例４および
例５に示す対物レンズの球面収差、非点収差および歪曲
収差の曲線を示す。

この曲線からとくに５次の球面収差および５次の非点収
差がよく補正されていることが認められる。

例１〜３はラフデザインに関するので収差曲線は示され
ない。

すべての例において全対物レンズの合成焦点距離はＦ＝
１であり、すなわち各対物レンズの構成要素のすべての
長さを示す単位である。

例１にの：みこの規準値はデータに付記されているけれ
ど、これは文献と一致するように他の例では簡単のため
省略した。

例１ Ｆ＝１．０ＯＯ００ ８’ＯＯ−＋ ０．７０９９ ０ＡＬ＝０．８．１９６７０ 開示を完結するため次に＝覧表を示す。

この表には本発明による個々の部分特徴の小数第４位ま
での数値が総括され、これらの数値は全体として新規構
成規則の本発明による組合せを示す。

上記数値から推定されうるように新規対物レンズの選ば
れた５つの実施例によって部分特徴の範囲条件はそれぞ
れ上下限に対し±１０％の常用許容範囲にあることが実
証された。

本発明の研究過程において下記の資料を参照した： ドイツ特許第１２６８８７３号明細書（１９６７年１２
月出願） ドイツ特許第１２７７５ ’８０号明細書（１９６６年
１月出願） ドイツ特許公報第１５４７１１８号明細書（１９６６年
９月出願） さらに上位概念に示す拡大ガウス形亜種の範囲外であり
、直接比較できない次の資料も利用したニドイソ特許第
１１７０１５７号明細書、ドイツ特許第１２６９３８５
号明細書、ドイツ特許公報第１４７２１８５／１号明細
書、ドイツ特許公報第１４７２１８５／２号明細書、米
国特願第２７３５３４０／２号明細書、米国特願第２８
９５３７９号明細書。

【図面の簡単な説明】 第１および２図は本発明による対物レンズの断面図であ
る。 第３図および第４図はそれぞれ例４および例５の対物レ
ンズの収差曲線図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 絞りの前方に３つ、後方に４つの７つのレンズより
   なり、絞りの前方にある３つのレンズは接合されていな
   い単レンズであり、長い共役側から短い共役側への光線
   の方向において第１、第２、第５、第６および第７レン
   ズが収れんレンズであり、第３および第４レンズが発散
   レンズであり、第ルンズ面の屈折力ｂ１ と第３面の屈
   折力ｂｓの間に１．５５ ｂｌ＜Ｂ３＜３．５ ｏ ｂ
   、の関係があり、第２および第３レンズの間の空間（β
   ）を包囲する面の屈折力の和（φβ）が負である改良ガ
   ウス形亜種の写真対物レンズにおいて、 （Ａ１）第２内側空気レンズ（β）の表面屈折力の和（
   φβ）がその負値に関して全対物レンズの合成屈折力（
   Φ）の０．３２３倍より大きく、０．５４３Φより小さ
   く、 （Ａ２）大きい中心頂点距離（Ｃ３）を形成する第３内
   側空気レンズの表面屈折力の和（φ。 Ｓ）が同様負であり、φｃｓが前方空気レンズの屈折力
   φβの１２．５０倍より小さく、８．０９０倍より大き
   く、 （Ｂ１）長い共役に隣接する空間（α）を包囲する２つ
   のレンズ面の屈折力の和（φヶ）が全対物レンズの合成
   屈折力（Φ）の１．３８０倍より大きく、１．９２５Φ
   より小さく、 （Ｂ２）短い共役に隣接する空間（δ）を包囲する２つ
   のレンズ面の屈折力の和（φδ）カ１．２８５Φより大
   きく、１．８０５Φより小さく、（ｑ 第１空気レンズ
   屈折力（φ。 ）を最後の空気レンズ屈折力（φδ）で割った商（Ｑ
   ） カ１．３１０より小さく、０．９４４より大きいこ
   とを特徴とする拡大ガウス形の写真対物レンズ。