JPS60256117A - 光学投影観察システム - 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】 本発明は，新規に開発した光学的投影観察シスチン＼に
関する。さらに詳述４ると，この発明（４広い視野をも
たらし，かー）人間σＮ１の解像力Ｊー同程度の良好な
緩解像度をもー）で像を拡大（７得る，ａｆらたに設３
１さねた光学的部品に関−４るものである，１〈従来の
技術〉 人間の１１の解像力（」、一般的に，１１がら１０イン
チの距離で１ミリメートルにっき５’ｌ−ｊのＭｌ／’
ｇ（ψすることができるとされている。人間σ）１１の
解像１ノは，１Ｉと見」＝うとする物との間（、拡大ソ
Ｃ、学系４介イトさセることに．、ｈ　−：、−Ｃ増大
さね得ることか知Ｃ。

れている。

顕微鏡は，目的物を約〕ｂ（Ｈ″１１以１１“冒＋″（
−拡大して，人間のＩＩの線解像力と同程度の鮮明４ｒ
拡人像を提供するのに利用さＪする。現代σ稍ｊ’７，
　ｊ’ｌ能九戸？顕微鏡は１０００倍から２０００　（
ｉこの拡大能力をイ１４るか。

３０００倍に拡大すると目的物の細部ｉ．ｔ々−σ）波
長Ｃ−接近してしまう。こσ）［４視々、線の波長に，
１リＦｌｌｌ＋約，〜れる回折の限度に達すると，観察
対象物のそれ以上の拡大は一般的にはできても，その細
部の解像は回折の限度によりもはや不可能である。

これまでの顕微鏡光学的投影観察システムはスクリーン
に高鮮明度の像を投影していた。本発明者の１９８２年
１２月８日出願の米国特許４４４９７９９号［光学投影
観察システム」は、顕微鏡光学投影観察システムの望ま
しい実施例の中で，光学部品装置についての先行技術を
開示している。この先行技術のシステムにおけるリレー
レンズからスクリーンまでの像の投影角度は，垂直の投
射角度を有する投射レンズによって実現される。観察ス
クリーン上に投影される高倍率の像を実現するためには
，観察スクリーンの周縁を越えて投影される大きな部分
を含んだ拡大像を投影することが必要であった。もしこ
れより小さな投影角度のリレー投影レンズを使用してス
クリーン上に全像を投影したとすると，観察される目的
物の拡大倍率は小さくなるであろう。もし、垂直のリレ
ー投影レンズを使用して，スクリーンをリレー投影レン
ズに近づけると，スクリーン１の投影像の大きさく，Ｉ
，へＣ。

に小さくなる。像を観祭苫の１１に近づしＪても，全体
的な拡大倍率は低ドｊる。像を観察各σ月１１”ｉｌ＋
つけてフィールド距離を減少さ−するＪ−，別σ）問題
が生じる。もし、投影角度を変λず，また（、１スクリ
ーンをリレー投影レンズに近づけるこ．！＝　ｌｒ　Ｌ
，にスクリーンを大きくすると，観察スクリ　ン１゛（
観察される像の外縁は，い’ｈ　Ｌるｌ２いゆがノ！．
　４イ１することとなる。双ＩＩＩ，！　ｒ拡人観祭レ
ンズを通１，゛（観察できる拡大スクリーン（：１，視
野の衿（７い」ファクシスをもたらし，こねもまた別の
問題をｌ１１させる。

スクリーン上の像の培率を減少さセるｌ’．　ｊｌ’．
　；、！　Ｊｊ法のいずれかｔ容認１れば，双眼鏡観察
レンズ（、１。

失なった倍率を回復するよう設，１１され１．ｒｌ−ｊ
ね＋．ｒ　ｌｒらない。この双眼レンズの１８率を増大
シ７，スクリーン−にに投影される像の拡大率を人きく
　Ｌ　、ｊ：う々すると，色の分離を生じ，人間σ月１
の判別能力の範囲内の収差をもたら１ことが見出された
，。

リレーレンズが，観察スクリーンＩに全像を完全に投影
するために、より小さな投影角度を有するように設計さ
れた場合は、観察対象物の倍率は低下し、かつ双眼観察
レンズによるこの失なわれた倍率の回復による倍率増加
は、−上述の場合と同様に色分離や収差を生じさせる。

顕微鏡光学投影観察システムにおける双眼観察レンズは
２倍率を有することが望ましいが、目の焦点距離または
、双眼観察レンズを通して観察される対象物へのフィー
ルド距離は、使用後の目の疲労をひき起すために、あま
り短く設定することはできない。

双眼観察レンズとして対称両凸面レンズを光学投影観察
システムに用いるときは、双眼レンズの倍率総６ｔは、
レンズ表面のわん曲率を減少させることにより増大させ
ることができるが、これにより、より多くの色分離と著
しい収差がもたらされる。色分離は、従来このようなレ
ンズの解像力を制限するＩＥ　ｆな原因であった。

対称両凸面レンズ式双眼観察レンズが観察考の１１から
一定の距離に維持され、かつ観察スクリーンがレンズに
さらに近く設置されるときは、スクリーンは拡大される
が、フィールド距離は短縮され、これにより目の疲労が
ひき起される。さらに。

スクリーンの周縁は、スクリーンの周縁までμることか
要求される観察レンズを通すと軸夕１観察範囲が増大す
るため９色分離と収差がさらに甚だしくなるように見え
る。顕微鏡光学観察システムにおける人間工学］−の配
慮は、よく設Ｊ１された高倍率で広い視野を持つ顕微鏡
と比較できない程度に。

視野のサイズを犠牲にして高倍率を連線１するため従来
実質的に無視されてきた。双眼観察レンズの倍率が増大
するとき、双方の「Ｉのフィールド距離は互に相違する
。双ｌｌＲ観察レンズをａ　シて見る場合に、双方の目
は同一フィール１゛距離で焦点を動かそうとするに、目
のレンズは異なった両フィールド距離間を変動し、めま
いをひき起すことが知られている。これまでは、めまい
の原因は、特に認識されていなかった。目の焦点移動が
はげしくなければ、従来の目の焦点移動によ−）て牛じ
たものよ（１同一視できない単なる疲労をもたらすに過
ぎない。

顕微ｍｌ’Ｎ：、学投影システムの光学素子のいずれか
か、システムの３ペレ−ターまたは使用者により、）、
２められ得る色分離と収差をもたらすべき１倍率及び視
野寸法の増大を意図して１投Ｊ１されるならば。

鮮明度の低ドは、［１の緊張、疲労、めまいをひきおこ
７Ｊ−。

そこで１人間の１゛１と同程度の解像力を有し１色分離
よ＋１Ｍ差の生じない顕微鏡先学投影システムを提供す
ることが望まれる。また、ｌ−１の緊張を減らず長いフ
ィールド距離をイノ″する光学投影観察システムを提供
−４ることも望まれる。

本発明のＩ：、要な［−（的は、光学投影観察システム
において、目の焦点疲労を起さない１ジオプターに近い
扁平なフィールドを有する非対称両凸面の双眼観察レン
ズ素子を提供することである。

この発明の他の主要な［１的は、光学投影観察システム
において、正のひずみを補正する。顕著な負のひずみを
有する新規な非対称両凸面の双眼観察レンズを提供する
ことである。

この発明の更に他のに要４ｆ［１的は、光学投影観察シ
ステムにおいて、顕著ｒｒ　ｉＥの色分離をする。

新規な非対称両凸面観察レンズと、市の色分離を補正す
る。顕著な負の色分離をする新規ｊ（ＩＪレ−投影レン
ズとを提供することである。

この発明の一般的な［Ｉ的（Ｊｌ、高い視覚インデック
ス或は良好な数値をイ］する小さくコンパクト４ｆ尤学
観察システムを提供することである。

この発明の他の一般的］１的（ｆ、コンパクト４ｆ尤学
観察システムにおいて、広い影像と広い視野を存するリ
レー投影レンズを提供するこ々である。

この発明の他の一般的１−１的は、光学投影観察システ
ムにおいて近距離からスクリーンｍｒをｆ　（ｉｌｌに
覆う広い投影角度をイｊする新規４〔改良リレー投影レ
ンズを提（Ｊ（することである。

この発明の他の一般的目的に１．メＣ７学投影観察シス
テムにおいて、双眼観察レンズと観察スクリーン、観察
スクリーンとリレー投射レンズの間に。

ひずみと収差をできるたけ小さクシ、倍率と九の効率を
できるだけ人きぐする。最善の関係を提供することであ
る。

本明細２嶋において使用される用語は、以ト−に示さｉ
）’Ｃいる；ｉ、ｊｉｏと通常の技術］−の意味とを有
する。

この明細占てｆ重用されるシステム倍率４〔る語は。

リレー投影レンズのレチクル而Ｉ−の像の大きさと観察
りが（Ｌる像の人きさの比率を指称へする。

］Ｘまたは１　（ｒ５率はＩＩ目的物］０インチの距離
から人間のＩＩに４Ｌっで児だとき達成される。

ＩＳ率は映像対（目的物の小線な大きさの比であるが、
システム・の倍率乃至拡大率は、この光学システトによ
る映像の角度弦対１０インチの標準観察距離にあるＩＩ
目的物角度弦の比である。

本明細−１で使用されるフィールド距離なるｌニアｊ　
（ｆ　ｔＩＩｌ目的物は映像を見るための］Ｊの焦点距
離のことである。無限遠距離にあるｌ目的物は、無限遠
の一フイールド距離を（Ｊすることになり、］−１のレ
ンズは、　ｔＹＪｉ肉調整全調整ことなく焦点を合けら
れる。

本明細ｉｌ）で使用されるフィールド距離対応性なる詔
は、観察苫がその両眼のフィールド距離における依少な
；！：：違を調整する難易度をａ味する。。

Ｌｌの対応調整と安楽Ｌｔ　、観察各σ月１が、１ｉ（
・時間にわたって１１の緊すｊりなしに、調整できる゛
ノイ　ルド距離に関係する。

糸巻形ひずみ、ず４ｃわり１１−のひ４″み（，１，し
／×。

の中心よりレンズの周縁部で拡大したと３警σ）ノ、か
大きくなる。

たる形ひＵｌ＞、、−４−なわｔ、負のひずみ（，１，
レンズの周縁部よりレンズの中心で拡大したときのＪ、
が大きくなる。

以下において図示したイ＼発明に３１：るン【′、学投
影観察システムの望ましい実４楡形１０　ｆＪ、−、）
い−（説明４イ）、。

観察システムの基盤１．０　（ｊｉ　、ト）Ｊ　ｊＪＪ
Ｉ］と観察ハウジング］２を支えるＬ方に持基盤ｉ］Ａ
をイノ４イ３．。

観察ハウジング１２は、その力目１ｒｉが長ＪＪ形をな
１．−（いるのが好ましく、ドノノ基盤〕１の１．ノＪ
Ｊ、ｌ盤１１Ａの延長部１．に取り（−１口Ｃ９れてい
る。観察４る目的物または標本は１作業台１３１ζ−Ｉ
Ｆ／かね、この作％　ｌ’？１３にｉ、ＸＪｊ向運動ｉ
ｂ制御ポイ−ル１４と、−ＪＩとｊ＋、同するように取
り（Ｊ（ｔ　ｊ、れ−Ｃい／、１］向連動１シ（制御ホ
ｒ−ル］５に」、−）　’（Ｘ　ｊｉ　、１：びＹ方″
向における調整を行う。この上うなＸ及びｙ−））向に
調節され得る作業台は公知であり、ここで詳しく説明す
る必要はない。

ｘ　−ｙ　））向呵動作業台は、垂直摺動部材〕７に固
定されているｚ　Ｊｊ向プラテン１６に装着されている
。

）１（面摺動部材１７ｉ；ｔ、外枠１１Ａの横に取りｆ
・１はられた１対のＩＦ直案内装置１８にＬＩＴ動的に
装着されている。Ｚ方向調整手段１９は、概略調節装置
ホイール２１とこ）１と共軸的に装着されている微少調
節装置ホイール２りとを有する。Ｚ方向調整手段１９（
１古［盤１１に固定さねており、プラテン１６に固定さ
れたＩ：　）ｉ　ｆｌｆｌ張部分２３を具備している。

［目的物または標本は、光学フィールドブロック２５に
螺合されている対物レンズ２４に対向している作業台１
３トに置かれる。光学フォールドブロック２５は、基盤
１１のＩ：１ｉア一ムＩＩＡ内表面に装着されている。

このような光学フォールドブロックの詳細は７本発明ｈ
（７）米国特許４４４９７９９号明細書中に述べ１：）
ねている。尤の紅路２６は１作業台１３から出発し、第
１表面鏡２７で反射し、屈折１７て第２表面鏡２８Ｊ）
曲面に投（１ヨさね、リレ　Ｆ）影し／ス２９のレクチ
ル面に実像を投影−・ｒイ１３．リレー投影レンズ２９
のレクチル面１の実像ｉ、ｌ尤のＩｆ　路２（ｉ　ｉ沿
って収斂［７，第］ｋ面投影鏡、５１に小円＋１−〇　
、・、′・とじて反射され、θの開角をイ１−４る円錐
状ノｒ、線中として発散゛４−る。前述の実像＋、１こ
σ）　、１：　’）　ｆ、−して屈１’ｆ’ｉＬ、ｉｔ
モ確に弧に体■１ノ１）、１−るＬ　’）にイ〔。〜オ
ｌ“Ｃ円錐９１で投影され、完全／〔円杉スクリーン、
党を１５１１円形ス円形球クリーンｉｆ　、　−”ｒｉ
ｌの士住をイＪ４る凹面杉状をイｊするものとして示さ
れている３、この球状形Ｑ！：は、なるへく稲゛トｔＣ
規野をもｌ二’＋Ｌｙ、７麦１・１ζ・）るｌうに大部
分の光線を双眼観察レンズ、５，５を杆−（’　Ｌ−１
Ｌに指向されるようにａ識的に設、ｆトされｌ−もσ）
である。回転する円形球状スクリーン；斧Ｃ，１，前而
（−スペクトル−Ｊ−ティングを施してあり、これｉＩ
＊、線２６Ａを１ｉｉＩ而投影鏡３１から円錐、鋪の範
囲で々′、パ？投影観察レンズ３３に指向し、最少用度
の拡散２反Ｑ４てハウジング１２の範囲を定める。、＋
’Ｊ杉スウスクリ３２テ反９．１すれた尤は、実Ｔｉ　
的ｉ、、　Ａ！　ＩＩＮ　Ｈ祭し／−ｘ　：ｓ３を覆う
円錐３５の中で反１１１４ろもσ）とし″（１１ζされ
ている。円形スクリーン３２を離れた光は、双眼観察レ
ンズ３３を通って、実質的に平行な線として観察者の［
Ｉに投影される。従って、双眼観察レンズ３３から１１
までの距離は、スクリーン３２−１−の像の倍率を著し
く変化させるものではない。本実施形で使用される条ｆ
’ｌを説明するために、観察者の目３４は。

映像弦角度βで示されるように、双眼観察レンズ３３の
全視野をμ得るものとする。望ましい実施形において、
　＋１１１１のレンズ３４は、光学レンズシステムの第
１の表面である。目のレンズ３４から双眼観察レンズ３
３の前方または第２番目の面５２までの距離は、望まし
くは、およそ７６＠Ｉである。双眼観察レンズ３３は、
後に詳しく説明される目的のために。

一定の半径を持った非対称球面を有するものとして示さ
れている。双眼レンズ３３の後方または第３番目の而４
５から回転円形スクリーン３２の中心までの距離はおよ
そ２１６■であり、これにより倍率をもたらし増大させ
る。リレー投影レンズ２９の前面３６から光の経路２６
に沿って１回転スクリーン３２の中心点３７への距離は
およそ２１６ＩｌｌＮとして。

これによりリレー投影レンズの広い投影角度が回転スク
リーン３２の反射表面３２の直径１８１−をＩ（確に覆
うようになされている。

電気モーター３８は１弾性装着手段４０に、１ニー、、
て。

観察ハウジング］２に弾性的に装着されており１回転ス
クリーン３２の後方面に粘着的に接着されている１１１
１転フランジが設けら！１ている。弾首的装冶ｒ。

段４１は、観察ハウジング］２内のＡ！眼レンズ３３を
支持する。

次に第２図について説明する。これ（１１，第１図の２
−２線によるハウジング１２の中心部を拡大断面図であ
る。スクリーン３２に投影された像ｉ、ｔ、ｖ影鏡３〕
の前面から光の経路３」に沿−）て反０−１さＪＩ。

そして７円形スクリーン３２の中心点３７からｌＪ射さ
ねる。スクリーン３２の前のスペクトル１ｒｔｉからＪ
ｙ射された光は１点３７から発散−する３１−うにｌＪ
りされる３５度の円錐角を形成する。スクリーン３２１
のスペクトル反射性面４４は、この反射角度をもだＩｌ
−＋　−４ように４ｒされている。スクリーン３２のわ
ん曲用（，１スベク］・ル面４４か双眼観察レンズ３３
の全後方向４５を正確に取り囲むように、スクリーン３
２の前面Ｉ―の異なる点から反射されるべき光経路２６
をもたらず角度を有するようになされる。１つの例を示
せば、光の経路２６ｂは、投影鏡３１から放射され。

スクリーン３２０丁１面の点４２でこれに衝突し、双眼
観察レンズ３３の後方面４５に指向され、または取り囲
む円錐角３５°を有する円錐光束を反射する。

同様に、光経路２６ｃに沿って進む投影鏡３１からの光
線は、スクリーン３２前面の点３３で、スクリーンに衝
突し、双眼観察レンズ３３の後方面４５を取り１７ｆｌ
む３５°の円錐角で、双眼観察レンズ３３に向って反射
する。スクリーン３２の観察前面の１８１１１Ｉｍフィ
ールドすべての点で、ハウジング１２の側壁に投射しな
いで、双眼観察レンズ３３へ逆戻りするように映像から
の光を反射する。スクリーン３２前面上のスペクトル反
射材４４は８５％以上の効率を達成する〇 左眼のレンズ３４Ｌから点４３までの光路４６は。

はぼ直線である。右眼のレンズ３４ＲからスクＩＪ−ン
３２」〕の同一点４３までの光路４７は、比較的太きな
観察角度でレンズを通過するが、これ（Ｉ観察とが両眼
でスクリーンＩ−の伺ねかの点に焦点を合１！ようとす
るときに問題をもたら−４−ｏ３４１．、及び３４）（
の両眼がスクリーン３２．ｌ−に異なった点を見ようと
するとき、光の経路４６．４７は双眼観察レンズ３：５
の異なる個所を通り、双方の１１３４Ｌ及び３４Ｈに異
なったフィールド距離をもたらす。観察者の両眼が、こ
れ等に異なったフィールド距離をもたらす目的物に焦点
を合せようと試みる場合、［１に緊張をひき起すことが
知られている。

目と観察物のりＵにレンズを置いた場ｒ）ヨＩｙｔかな
い場合に人間の］」で観察したフィールド距離の概略を
示す第３Ａ図、第３Ｂ図について説明する。第３Ａ図は
６人間の目３４のレンズ４８が目的物４９に焦点を合わ
せているところを示す。［１のレンズ４８が目的物４９
に正確に焦点を合わせたときは、レンズのフィールド距
離は、目のレンズからＩＩ的点点４９での現実の距離で
ある。もし目的点４９が無限遠距離に遠ざかった場合１
人間の］」のレンズ４８にｉ；ｌ　。

実質的に筋肉の緊張が生じ４ｒい。これは５人間にとっ
Ｃ９長い時間にわたって物をμるのにもっとも望まし７
い。もし、［１的点４９が目３４から遠ざかると、　＋
４的物の詳細は、見分けにくくなる。しかしながら、目
的物４９を［Ｊに近づけすぎると、目の筋肉の最大の緊
張と対応力をもってしても、　［＋約物の鮮明な像を形
成し、　１４３４の網膜に焦点を合わせることができな
い。これまで説明したように、目的物４９かｒ）＋１３
４の距離がおよそ１０インチのとき。

レンズ４８の拡大力は、ＬＸまたは１倍である。人間の
１−１が、　Ｉ−１的物をこれに近づけることによって
必要な拡大力を達成できないとき、唯一の頼りは。

適合する光学器具を使うことであり、それによって、裸
眼では不明瞭または、まったく区別できなかった［１的
物の部分が充分な大きさに拡大される。

レンズ４８を使っている人間の［１を示す第３Ｂ図につ
いて説明する。拡大観察レンズ５２を目的物４９′舌の
間にはさむ。５２から遠い距離に置かれた「目的物４９
は、　ｉ’ｌ　３４にはＤＩの距離に近づけられたよう
にμえる。［目的物４９を発した光線は、拡大レンズ５
２によっ゛Ｃ屈折され、偏向さねて、第３Ｂ図における
人間の１］３４のレンズに入る光重（、ｌ、第３Ａｌａ
の目的物４９かＣ２の光束と実質的に同一である３、こ
のように１人間の１−１３４のレンズ３８での筋肉の緊
張による調節は、第３Ａ図、第３１４図において同一テ
ア”）、Ａ’方ノ゛Ｊ＄例ニオはルＩｔ　３４　ｉ、ｌ
　、ｘｌ：＜と１．−６表わされているフィールド距離
に調ｔｅｌされζいろ、。

拡大レンズ５２を通して観察されるＩＩ目的点４９ｉ；
１．　Ｉｔ３４に近づいて児えるので、目的点４９け、
１１に拡大されたものとして現われる。拡大し／ズ８）
２のイΔ率は、Ｄ２とＤｌの距離の比率よして’ｒ（定
義される。３同様に１倍率は、拡大観察レンズ５２を用
いて屋ｔ−像の見せかけの大きさと、拡大観察レンＸ′
吐を用いずにフィールド距離Ｄ２に現われる目的物の夕
１　ｂＩ。

にの大きさの比率として定義４−ることかできる、。

次いで第２及び３図について説明゛４−る観察スクリー
ン３２面Ｉ−に示される各点ｙｙ　、４２　、　４：ｓ
　ｉ、ｔ　。

目的物４９と同様の目的点と考えることができる。

このように１点４２を原点とする尤の角度は、双眼観察
レンズ３３を通るとき屈折し、　１１ｖ、斂し２発散角
度は、観察片がとれだけ双眼観察レンズ；５３がら離れ
ているかに無関係に１１３４Ｌと３４Ｈに対して決定さ
れる。新しい発散角度は、新規な双眼観察レンズ３３の
新しい設ｉｔによって決定され、１ジオプターとな−）
でいることが望ましい。１ジオプターはフィールド距離
であり１人間の１１４８のレンズの調整は、１メートル
のフィールド距離が適合しており、このフィールド距離
は、目の疲労や緊張を起こさないたいへん快適なフィー
ルド距離であることが見出された。双眼観察レンズの２
番目または前ノｊの而５２のわん曲率は、３番目または
後ノｊの而４５のわん曲率より人きくなっている。これ
らの径は、］］の調節によって変化を抑制し、かつ変化
を１時能な限り小さく保つように選択する。フィールド
に′Ｉ＋離は、実質的に平らである接線フィールドにわ
たって］／２０ジオプターに維持される。双眼観察レン
ズ３３は、目の調節で±１／８ジＡブタ−シフトを越え
ずに、双方の目で屋ることかでき、観察フィールド内に
すべての点があるよう設計される。さ「）に、観察スク
リーン３２１−の同じ像を見る両Ｉ１１．！ハ調節にお
ける最大の相違は、±１／］０ジＡブタ−に維持される
。ＩＩの位ＩＦ／の双眼観察レン゛４゛３３に対する変
化への対応に起因−４るめ：Ｉ−いのｏｌ能性を抑制す
るために、１１のソフトにより７ｊ　Ｌ？、、　ｌ７Ｉ
ｉ　＋　。

双眼観察レンズ３３の表面５２に対する１１のイー″！
置壇化１ＩＩＩｌにつき］−、、／６ｏｏジＡブターに
維持される。

新規な双眼レンズ３３の倍率ζＪ（汁は１倍に設置？１
されている。倍率とフィールド距離の設置［１の要求は
臨界的であるので、新規な双眼観察レンズ：５：５（、
ｆ。

周縁において最大およそ３〜５％の正のひずツノ。

すなわち糸巻形ひず１〕を／１゛するようにした。後に
説明するように、新規な投影リレ　レンズ？９ｉｊ。

およそ２％の負のひずみ、ずｌｆわもたる形ひずツノを
生しるよう設Ｊ１されているので、Ａペレータ−または
観察片にμえる−（刀のひず）’ｉ、　１．Ｉ、あＣ，
ゆる状態で知覚できない１〜２％程度に減／しされてい
る。さらに１″述の設、＋１１の要求から、新規／’ｒ
　、”！　ＩＩＩＪ観察レンズ３３け、およそ０．９閤
の色斑１．ｌ　、１：り限定される正の色分離が牛しる
ようになされている。

この正の色分離を補＋Ｅ−Ｊるために、前述１〜か新規
ｔｃリレー投影レンズ２９は、観察片に屋る１−、Ｉ−
ができる色ＢＥＭ、０．４−に減少する負の色分離修正
がなされている。この色分離の総ｄ１は、いかなる状態
でも人間σ月１で知覚することができず、また線解像力
を減じるものでない。人きな耳ｊ形状双眼観察レンズ３
３によって１通常のオペレーターは、［１に負４′１１
をかけることなく簡ｊＦに対応してレンズの中心部分を
児−）けることができる。色分離または収差なしに双眼
観察レンズの広い範囲にわたって目を動かし得ることは
、長時間の使用によりもたらされるＡペレ−ターの疲労
を減少する。双眼観察レンズの望ましい実施形は、快適
なヘッドムーブメントに適応するように少なくとも３イ
ンチの高さ、５インチの幅になされる。レンズ軸におけ
る厚さは、実質的に色分離および収差を回避する能力を
高めるために、およそ２０＋ｎｍとする。

双眼観察レンズのわん曲は非対称に設計されているので
、レンズの解像能力は、１８１ｍｍ直径のスクリーンに
わたって少なくきもｌ−あたり５対の線である。このス
クリーンのフィールドにおいて少なくとも１ｍあたり５
対の線の解像力の程度は。

対をなす線を解像する人間の１１の能力Ｃ５少く表も匹
敵する。

新規なリレー投影レンズ２９を通る部分の、ｉＹ′細る
拡大図示する第４図に−〕いて説明する０　１ｉｉ１　
ｉ−第１図の説明で述べたように、対物レンズ”４ｉ、
ｉ　＋　ＩＩ　含顕微鏡に使用されるタイプの交換ｎ（
能／Ｃ拡大レンズである。このレンズの拡）ぐ勾は、　
’／ｌ、学観察システムｌＯの拡大力に含ｉ止れイ〔い
。従−）て観察各が（１１゜る目的物の総合倍率は、χ
・１物レンズ２４と光学投影観察システム〕０の拡大勾
の積である。

３−゛ レンズ２４により投影される像はレクチル面５３に形成
され、し／ズ系２９を経てリレー投影される。本発明の
好ましい実施形においてレンズ系２９の下方筒体５４は
レンズを経てリレーされるべき像の最大限サイズを２２
ｍ１１径でえかくフィールド径を有する。１１　ｔ’ｔ
したレンズ対５５．５０は、下方筒体５４とスペーサ−
５８の間において筒体５７内に装ｒ１された色収差補正
凹凸レンズである。この接着レンズ対の外面は、凹面が
凸面より大きなわん曲径を有している。２番［１の接合
レンズ対５９、旧は、非対称外面をイ１゛する両凸面色
収差補正レンズである。この２番］−１の接着レンズ対
５９、旧は、スペータ−５８，５≦）によって、筒体５
７内に保持されている。３番［１または最後の接着レン
ズ対０３、Ｉ’ｉ４は、異なった空気対ガラスわん曲率
の色収差補正凹凸レンズである。本発明による新規なリ
レー投影レンズに３対の分離した別個の色収差補正接着
レンズ対を設けることにより合図された弾力性かもたら
され最大限の負の色分離及び負のひずみをもたらし得る
ことか判明した。新規なリレー投影しンズ２９は、先行
技術において従来可能であったよりも大きなソイールト
直径を有する広い投影角度をもたら【２−）つ、しかも
最大限の倍率を折伏する。さらに、この新規なリレー投
影レンズは、レクチル面においてミリメートルあたり５
０対の腺を解像Ｊる力を４１１持し、対をなす線間の少
なくとも５０％の高い＝１ノドラストを維持しつつ、観
察スクリーン３２１にこのように高度の線対解像力で投
影することができる。つぎに、この拡大された投影像か
観察者により観察スクリーン３２１゛において観察され
ている間に、線対をおよそ１０倍に拡大されたが、これ
は、人間の１１の能力の極限であるミリメートルあたり
５対のｖ；１解像かできるまで広げられたことになる。

観察スクリーンは１８九−の直径であり、ツイールＦ　
＝Ｊ法は直径において２０〜２２３．であり、レンズ２
９の拡大倍率はおよそ！１　、１４Ｑである。＋　ｏ　
イｒ’、の（７１率を達成するためには、約１．１の拡
大イ８率し／ズ焦八に’Ｅ離を霊“４る。

新規な双眼観察１／　７ズ３３表リレー投影レノズ２！
ｌの望ましい実施例に関する１紀の説明によって、１記
の２個の新規なｌ／ンズに簡単な修１１を加えることか
でき、しかも色分離と収差の補ｊｌ状態を屓１（ｌＩで
きることか理解されたてあろう。新規なリレー投影レン
ズ２！１は、観察の安易ｖ１と１１の移ｖ）対応Ｖ１の
ため最大限のイ８率、ｋｌ、！甲な視！’ｒ、Ｉシ詞ブ
タ−のフィールド距離を自″するこの新規な双眼観察レ
ンズによってもたらされる正の色分離と収差を低い１“
Ｎσに補ＩＩする。ノ１対称両凸面１／ノズ３３ハ、観
察スクリーン３２に投影された像を見るにあたり、ミリ
メートルあたり５対腺の解像力を維持する。本発明によ
る新規なレンズ群はお上そ１０イ８のＱ’＜・を−を提
供Ａるために結合され、２０−２０□のフィールｌ径で
拡大するとき、視覚インデックスは２２０となるか、こ
れは（ｂ、分離と収Ｘ′をもたらず従来の光学１ｑ影シ
スデノ・に比し著（７く優れている。

【図面の簡単な説明】

１ 第１図は、作業台を支える基盤に１１′ｌリイ・ｉｌｌ
られた光′ンｔＱ　Ｆ観察ンスフトの望まｊ７い実施形
の右ツノ側面の１部を断面で小−４右〕Ｊ側面図、第２
図（Ｊ、第１図の２−２腺にも番）るＩＪｊ、人へ１部
面図、第’Ａ　ＡＪ及び３１３図は、人間の１１のフィ
ール）・距趨Ｈ１ｌｌノ。 目的物の間にレンズを介７１さＵた場合のフィールド距
離の概略を示′Ｊし１面、第４図は、ｎ［現４ｉリレー
投影レンズの拡大断面図である。 １０　尤″；ｊ投影観察／スノｌ１．１１　）１１．盤
、１：フ観察ハウン／り、＋：＋　（′１１部、ニジ１
；　ン１の経路、２７　表面鏡、２８　第５！表面ｊｉ
ｔ、２；１リレ一段影レノズ、３１　表面ｆＱ　影Ｓα
、；（２ノクリーノ、：（３・・光′ン投影観察し／ス
、：口！／、　１１　、　：１４Ｒ右１１．４５　光′
＋；：、　ｉｌＬ影硯″察１・／］の後面、４８・　Ｉ
Ｉのレンズ、５１　フィール］距離、５２・　光パン投
影観簀イレンズの凹面特約出願人　１＋／ヤー、ス：】
ノ１、ター　フ代理人、Ｉｉ理−１，−Ｉｌｌ　代　＄
、　’ＩＦ：２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）観察ハウジングと、観察すべき対象物の近くに配
   置した対物レンズと、この対物レンズから」−１対象物
   の広い範囲の像を投影するため観察ハウジング内に設け
   たリレー投影レンズと、観察ハウジング内に設けた全範
   囲像投影用の観察スクリーンと、観察ハウジング内にお
   いて上記観察スクリーン及びこのスクリーン上の映像全
   体を観察する者の間に配置した非対称双眼観察レンズと
   を具備し、上記双眼観察レンズは非対称前後両凸面を有
   し、この両凸面は異なった曲率半径を有し、それにより
   観察スクリーン上の点からこのスクリーンの観察者の目
   までの光路距離が相違しており、かつ非対称両凸面双眼
   観察レンズによって行なわれるフィールド距離の補正に
   より両眼に対し」−１像の範囲にわたって１／８ジオプ
   タ一以内で均一のフィールド距離をもたらすようにした
   ことを特徴とする光学投影観察システム・。 （２）観察スクリーンの像を観察する名の両眼の間のフ
   ィールド距離対応性が、はぼ±１／１０ン（シタ−であ
   る特許請求の範囲（１）の光学投影観察システム。 （３）観察スクリーンの−１−の像を観察する者の両眼
   の間のフィールド距離対応性が、観察スクリーン−１−
   全体で１の位置の変化１−一にっきｌ１５００ジＡブタ
   −より大きいことを特徴とする特許請求の範囲（１）の
   光学投影観察システム。 （４１ｖＡ察スクリーン土の像を観察Ｊる名の両眼の間
   のフィールド距りｔ対応性が、観察スラリー／１全体で
   、［１の位置の変化１１閤につきＩ／４００ジ１ブタ−
   より大きいことを特徴とする特許請求の範囲（１）の光
   学投影観察システム。 （５）Ｒ平なフィールｌ像が、Ｉ／Ｉυ」ブタ−以内で
   の扁平度であることを特徴とする特許請求の＄ｉ囲（＋
   １の光学投影観察システｌ、。 （６１ｆｉ１察スクリーンがわん曲しており、フィール
   ト像を１ｌＩＩｌ甲化することを特徴とする特８’ｌ’
   　請求の範囲（１）の光″゛７投影観察システム。 （７）双眼観察レンズが単一の索子であることを特徴と
   する特許請求の範囲（１）の光学投影観察シスデ１１　
   。 （８）観察ハウシングと、観察すべき対象物の近くに配
   置した対物レンズと、観察ハウジング内に設けた観察ス
   クリーンと、観察スクリーン上に対物レンズからの像を
   投影するためこのハウジング内に設置Ｊられており、中
   心部分か周縁部分よりも大きな投影倍率をイ１し、その
   結果［ｑ影像をたる形にする負のひずみをもたらす像拡
   大リレー投影レンズと、観察スクリーン及びこのスクリ
   ーンを観察する老の間に設けられた双眼観察拡大レンズ
   とを具備し、ｌ記双眼観察レンズかレンズ中心部分より
   周縁部か大きなイΔ率を自することにより顕著な１１゛
   のひずのをもたら］７、それによ−、てｉ！（と負のひ
   ′Ｊ７）か相１１に捕１１されて、実質的にひずみのな
   い線形拡大映像か得られるようになされたことを特徴と
   する光学投影観察シスアノ・。 （５））双眼観察し／ズの糸巻き形ひずろのｆ′♂１今
   ′かスクリー７１で測定してζＪは３％ない１７５％で
   あり、かつ像拡大リレー投影しンズか１ない１．≦≧％
   の逆のひずみをイ１し、その結果、観察者に夕１−４る
   像の正味のひ−４，７）か３．５％Ｊ、り人きくｔ９．
   らξい特ｌ：１請求のれ囲（８）の光′ン投影観察／ス
   ノノ、。 （１０１双ＩＩ！　硯察し／スカ、＋Ｅ　）（！：　分
   Ｎｌ　ヲモタラＬ、リレーレンズが通の色分１１ｔをも
   たらｊ７、色）ｉＥを０゜４１１、まで減少させること
   を特徴とする特許請求の範囲（８）の光パン投影観察ン
   スブノ、。 （１１）観察ハウシングと、観察ずｌ・き対象物のｉｊ
   ｉ　＜に設けた対物レンズと、対物レンズからこの対象
   物の広い範囲の像を投影する広角度リレー投影レンズと
   、観察ハウジング内に設けたリレー（９影レンズよりの
   像全体投影用の観察スクリー７と、観察ハウジング内に
   おいて、観察スクリーン技びこの観察スクリー７からほ
   ぼ７．５ｃ＋＋１４ｉれてこの＆、ｌｌ　察スクリーン
   Ｌの像全体を観察する名との間に配’、；ｒ、１“され
   た双眼観察レンズとを具備し、双眼観察レンズからほぼ
   ２５　＋＋ｓ以内にある一１″、記観察スクリーンか像
   全体を観察する名に対してほぼ１シ詞ブタ−のフィール
   ド距離に像を調整し、双眼観察レンズのフィールド距離
   か像全体を観察する者の１−１からの距離として測定し
   てほぼ１ｍになされ、「１の筋肉の緊張を少なくするよ
   うになされたことを特徴とＪる光学投影観察シスｉ゛）
   、。 ０２１リレー投影レンズが広い（朶影角１σを自’Ｌ、
   ２３１ｍｍをこえない距離にある結像スクリー７１−に
   Ｉｔ’ｌｌｌの全像を１１−確に結像スクリーンを４ｐ
   うように投１、Ｉｇ−Ｊることを特徴とする特許請求の
   範囲（１１）の光′；ｆ投影観察シスフッ、。 ０聾双眼観察レンズか約１２．５（・、以１の幅と約７
   ．５３．の高さをイｌし、スクリーンＬの像を１倍量−
   １に拡大−４ることを特徴とする特ハｕ１求の範囲Ｏｂ
   の光学投影観察ンスデｌ、。 ０４１双眼観察レンズか、少なくとも１７５＠ｍの視野
   にわたって、１ｌｌ１１あたり４．５線対以Ｉの解像力
   をイ１することを特徴とする特ｊ請）只のφｎ囲０１の
   光パｉ（々影観察ンステｌ、。 ０９双眼観察し／ズか１／２ジ］ブタ−Ｊ、り艮いソイ
   ールト距ｑｔをイｌするととを特徴とする特許請求の範
   囲０４）の光ｉｒ投影１１．ＩＩ察ンスｊノ、。 ０１９観察ハウシ／グと、観察１べき対象物σ）　ｉｊ
   ｉ　（に配置した対物レンズと、ＩＦｌｗＪ、り大きい
   直径のレクチル面一１法を有し、観察／′−ウシング内
   に設（Ｊられて対物レンズから８イｉ′１以１に拡大さ
   れた全般！囲の投影像をもたらすためのリレーＩＱ　Ｆ
   レノンと、リレー投影し／ズからの全像症投影するため
   １−記ハウジング内に設けられた結像スクリーンと、ハ
   ウジ／り内において創１．像スクリーン枝びこのスクリ
   ーンを観察する名との間に配置され（Ｊぼ１倍の倍率を
   自゛し、８倍量１−の拡大像をもたらす双眼観察レンズ
   とを具備し１１．で表わされる投影レンズのフィールド
   （ｊ法と双眼観察し／ズを介し２て結像スクリーンを観
   察する者に空中像として見える対象物のイ８率との積と
   ］７て定義される視覚イノデソクスか１５０ないし２０
   ０であることを特徴とする光′ｉ投影観察シスノー！・
   。 １１７１双眼観察レンズか、約１４（園以１．の幅と約
   旧・１の高さを自し、かつ観察スクリーンからこのスク
   リーン１の像のイへ侘１か１倍以トにならないＸ！　［
   １ｏ）ところに取り１．１’　ｔｔられていることを特
   徴とする特Ａ’　請求の仙囲０１）の光パ；ｆ投影観察
   ンスラ−！・。 ０１９双眼観察し／ズか、１７５ｍｍ以−１の視野にわ
   たって、１ｍｍあたり４．５本の腺対以」の解像力を自
   することを特徴とする特許請求の範囲０７）の光学投影
   観察ンスフｌ、。 ０１）双眼観察レンズか１／２ジ］ブタ−以上のフィー
   ルド距離を有することを特徴とする特許請求の幹囲０７
   ）の光学投影観察システム、。