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JP2006251412A - Lens for observation - Google Patents

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JP2006251412A
JP2006251412A JP2005068282A JP2005068282A JP2006251412A JP 2006251412 A JP2006251412 A JP 2006251412A JP 2005068282 A JP2005068282 A JP 2005068282A JP 2005068282 A JP2005068282 A JP 2005068282A JP 2006251412 A JP2006251412 A JP 2006251412A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
observation
outer diameter
image
refractive power
Prior art date
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Pending
Application number
JP2005068282A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Hirokawa
武志 廣川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nidec Precision Corp
Original Assignee
Nidec Copal Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nidec Copal Corp filed Critical Nidec Copal Corp
Priority to JP2005068282A priority Critical patent/JP2006251412A/en
Publication of JP2006251412A publication Critical patent/JP2006251412A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lens optical system achieving the miniaturization of a pen type microscope or the like. <P>SOLUTION: A first lens 421 being a biconvex lens having positive refractive power, an aperture stop 430 forming a predetermined aperture, a second lens 422 being a biconcave lens having negative refractive power, and a third lens 423 being a biconvex lens having positive refractive power are arrayed in order from an object side to an image surface side in a lens barrel 410. Since the aperture stop is arranged between the first lens and the second lens in three-lens constitution, the outside diameters of the first lens and the second lens are made small, and the lens for observation whose diameter is small as a whole and which is held in a compact lens barrel is obtained. Therefore, when the lens is mounted in the pen type microscopic unit, the miniaturization of the unit is realized. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、物体を拡大して観察する小型の顕微鏡ユニットに適用される観察用レンズに関し、特に、物体を照射する光源を内蔵した低倍率のペン型顕微鏡ユニット等に適用される観察用レンズに関する。   The present invention relates to an observation lens applied to a small microscope unit for magnifying and observing an object, and more particularly to an observation lens applied to a low-magnification pen-type microscope unit or the like having a built-in light source that irradiates an object. .

屋外で小さな昆虫等を拡大して観察あるいは布地の生産工場で布地表面の仕上がり等を検査する場合に適用し得るものとして、物体を照射する光源を内蔵した小型のペン型顕微鏡ユニットが知られている。この種の顕微鏡ユニットは、光源として、ハロゲンランプとガラスファイバーを組み合わせたもの、あるいは、発光ダイオードを環状に配列したものを採用している。   A small pen-type microscope unit with a built-in light source that illuminates an object is known to be applicable when observing magnified insects outdoors and inspecting the finish of the fabric surface at a fabric production plant. Yes. This type of microscope unit employs, as a light source, a combination of a halogen lamp and glass fiber, or a light emitting diode arranged in a ring shape.

この顕微鏡ユニットは、手で掴んで使用することを前提にしているため、できるだけ軽量でかつ小型であることが要求される。一方、発光ダイオード等の光源を含む照明部品を内蔵するためのスペースは確保する必要があるため、これら照明部品を除いた観察用レンズを小型化、軽量化することが考えられる。   Since this microscope unit is assumed to be used by being grasped by hand, it is required to be as light and compact as possible. On the other hand, since it is necessary to secure a space for incorporating illumination components including a light source such as a light emitting diode, it is conceivable to reduce the size and weight of the observation lens excluding these illumination components.

顕微鏡ユニットに適用される観察用レンズとしては、小型でかつ比較的低倍率で使用されることから、第1レンズ、第2レンズ、及び第3レンズからなる3枚構成のトリプレットレンズが知られている(例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3参照)。
特許文献1に開示のレンズは、第2レンズと第3レンズの間に開口絞りを配置した標準的なものでる。しかしながら、この配置構成を採用したレンズでは、第1レンズ〜開口絞りの距離が長くなるため、必要な視野と周辺光量を確保するには、第1レンズの外径(直径)を他の二つのレンズに比べて大きくする必要がある。その結果、鏡筒の先端が大径化し、小型化に反することになる。
As an observation lens applied to a microscope unit, a triplet lens composed of a first lens, a second lens, and a third lens is known because it is small and used at a relatively low magnification. (For example, refer to Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3).
The lens disclosed in Patent Document 1 is a standard lens in which an aperture stop is disposed between the second lens and the third lens. However, in a lens adopting this arrangement, the distance from the first lens to the aperture stop becomes long, so that the outer diameter (diameter) of the first lens is set to the other two in order to secure the necessary field of view and peripheral light quantity. It needs to be larger than the lens. As a result, the diameter of the tip of the lens barrel is increased, which is against size reduction.

特許文献2に開示のレンズは、第3レンズの後方(像面側寄り)に開口絞りを配置したものであり、安価なカメラに適用されている。しかしながら、この配置構成を採用したレンズでは、第1レンズ〜開口絞りの距離が一層長くなるため、第1レンズの外径がさらに大きくなり、不適当である。   The lens disclosed in Patent Document 2 has an aperture stop arranged behind the third lens (closer to the image plane side), and is applied to an inexpensive camera. However, in a lens employing this arrangement configuration, the distance from the first lens to the aperture stop is further increased, and thus the outer diameter of the first lens is further increased, which is inappropriate.

特許文献3に開示のレンズは、第1レンズの前方(物体側寄り)に開口絞りを配置したもので、射出瞳を像面から離してテレセントリック性を向上させたものである。しかしながら、この配置構成を採用したレンズでは、開口絞り〜第1レンズあるいは第2レンズまでの距離は短くなるためこれらのレンズの外径は小さくできるものの、第3レンズの外径が大きくなり、又、開口絞りと第1レンズとの間に隙間が生じ、この隙間に埃等が溜まるという問題があった。   The lens disclosed in Patent Document 3 has an aperture stop disposed in front of the first lens (closer to the object side), and improves telecentricity by separating the exit pupil from the image plane. However, in a lens employing this arrangement, the distance from the aperture stop to the first lens or the second lens is shortened, so that the outer diameter of these lenses can be reduced, but the outer diameter of the third lens is increased. There is a problem that a gap is generated between the aperture stop and the first lens, and dust or the like accumulates in the gap.

特開平7−325251号公報JP 7-325251 A 特開平7−168095号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-168095 特開平5−188284号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-188284

本発明は上記従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、3枚のレンズ構成で、レンズの外径をできるだけ小径化でき、又、組付けが容易で、誤組付け等も防止でき、さらに鏡筒内での反射による迷光を規制して高画質の撮影画像を得ることができる、特にペン型顕微鏡ユニットに適した軽量で小型の観察用レンズを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and the object of the present invention is to reduce the outer diameter of the lens as much as possible with a three-lens configuration and to facilitate assembly. Providing a lightweight and compact observation lens suitable for pen-type microscope units, which can prevent misassembly, etc., and obtain high-quality captured images by controlling stray light due to reflection in the lens barrel There is to do.

本発明の観察用レンズは、物体側から像面側に向けて順に配列された、正の屈折力を有する両凸形状の第1レンズと、所定の口径をなす開口絞りと、負の屈折力を有する両凹形状の第2レンズと、正の屈折力を有する両凸形状の第3レンズと、からなる、ことを特徴としている。
この構成によれば、第1レンズ、第2レンズ、及び第3レンズからなる3枚のレンズ構成において、第1レンズと第2レンズの間に開口絞りが配置されているため、第1レンズ及び第2レンズの外径(直径)を小径にすることができ、全体として小径で小型の鏡筒に収まる観察用レンズを得ることができる。それ故に、ペン型顕微鏡ユニットに搭載された場合に、そのユニットの小型化等が達成される。また、開口絞りが第1レンズよりも像面側に配置されているため、第1レンズの前方に隙間が形成されることもなく、埃等が溜まるのを防止できる。
The observation lens of the present invention includes a biconvex first lens having a positive refractive power, an aperture stop having a predetermined aperture, and a negative refractive power, which are arranged in order from the object side to the image plane side. And a biconvex second lens having positive refractive power and a biconvex third lens having positive refractive power.
According to this configuration, in the three-lens configuration including the first lens, the second lens, and the third lens, the aperture stop is disposed between the first lens and the second lens. The outer diameter (diameter) of the second lens can be reduced, and an observation lens that has a small diameter and can be accommodated in a small lens barrel as a whole can be obtained. Therefore, when mounted on a pen-type microscope unit, miniaturization of the unit is achieved. In addition, since the aperture stop is disposed on the image plane side with respect to the first lens, no gap is formed in front of the first lens, and dust and the like can be prevented from accumulating.

上記構成において、第1レンズの外径をφ1、第2レンズの外径をφ2、第3レンズの外径をφ3とするとき、
φ1=φ2<φ3
を満足する、構成を採用することができる。
この構成によれば、第1レンズ及び第2レンズを第3レンズの外径よりも小さい同一の外径にすることで、鏡筒も二段構成の円筒形状を採用することができる。それ故に、鏡筒の先端側(物体側)の近傍に発光ダイオード等の光源が配置される顕微鏡ユニットにこの観察用レンズを搭載した場合、部品の集約化が図れ、全体をより一層小型化することができる。また、鏡筒は物体側が細くて像面側が太い二段構成の円筒形状となるため、第1レンズ、第2レンズ、第3レンズを鏡筒に組付ける際に、像面側から順に組み込むことができ、円滑な組付けが可能になる。
In the above configuration, when the outer diameter of the first lens is φ1, the outer diameter of the second lens is φ2, and the outer diameter of the third lens is φ3,
φ1 = φ2 <φ3
A configuration that satisfies the above can be adopted.
According to this configuration, the first lens and the second lens have the same outer diameter that is smaller than the outer diameter of the third lens, so that the lens barrel can adopt a two-stage cylindrical shape. Therefore, when this observation lens is mounted on a microscope unit in which a light source such as a light emitting diode is arranged in the vicinity of the front end side (object side) of the lens barrel, the parts can be integrated and the whole size can be further reduced. be able to. In addition, since the lens barrel has a two-stage cylindrical shape with a thin object side and a thick image surface side, the first lens, the second lens, and the third lens are sequentially assembled from the image surface side when assembling the lens barrel. Can be assembled smoothly.

上記構成において、第2レンズの物体側の面の曲率半径をR4及び像面側の面の曲率半径をR5とするとき、
R4=−R5
を満足する、構成を採用することができる。
この構成によれば、第2レンズが表裏の無い対称なレンズとして形成されるため、組付けの際に表裏を間違えることがなく、組付け作業を効率良く行うことができ、安定した品質を得ることができる。
In the above configuration, when the radius of curvature of the object side surface of the second lens is R4 and the radius of curvature of the image side surface is R5,
R4 = -R5
A configuration that satisfies the above can be adopted.
According to this configuration, since the second lens is formed as a symmetric lens with no front and back, the front and back are not mistaken during the assembly, the assembly work can be performed efficiently, and stable quality is obtained. be able to.

上記構成において、第3レンズよりも像面側には、鏡筒内にて反射した迷光が像面側に到達するのを規制する迷光規制板が配置されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、第1レンズ、第2レンズ、第3レンズが鏡筒に組み込んで保持された状態で、第1レンズ側から光線が進入して、開口絞り、第2レンズ、第3レンズを経て、CCD等の撮像素子(受光素子)に進入する場合に、鏡筒の内周面にて反射した光線(迷光)は迷光規制板によりその進行が規制されて、迷光が撮像素子に到達するのが防止される。これにより、撮像素子の画像において、コントラストの低下や画質の低下を防止でき、高画質の撮影画像を得ることができる。
In the above configuration, a configuration can be adopted in which a stray light restricting plate that restricts the stray light reflected in the lens barrel from reaching the image plane side is disposed on the image plane side of the third lens. .
According to this configuration, in a state where the first lens, the second lens, and the third lens are incorporated and held in the barrel, the light beam enters from the first lens side, and the aperture stop, the second lens, and the third lens. Then, when entering the image sensor (light receiving element) such as a CCD, the light beam (stray light) reflected on the inner peripheral surface of the lens barrel is regulated by the stray light regulating plate, and the stray light reaches the image sensor. Is prevented. Thereby, in the image of the image sensor, it is possible to prevent a decrease in contrast and a decrease in image quality, and a high-quality captured image can be obtained.

以上の構成をなす観察用レンズによれば、3枚のレンズ構成においてレンズの外径をできるだけ小径化でき、又、組付けが容易で、誤組付け等も防止でき、さらに鏡筒内での反射による迷光を規制して高画質の撮影画像を得ることができ、特にペン型顕微鏡ユニットに適した軽量で小型の観察用レンズが得られる。   According to the observation lens having the above-described configuration, the outer diameter of the lens can be reduced as much as possible in the three-lens configuration, and it is easy to assemble and prevent erroneous assembly. By limiting the stray light due to reflection, a high-quality captured image can be obtained, and a light and small observation lens suitable for a pen-type microscope unit can be obtained.

以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図1ないし図3は、本発明に係る観察用レンズの一実施形態を示すものであり、図1は観察用レンズを搭載した顕微鏡ユニットを示す概略構成図、図2は観察用レンズを鏡筒に取り付けたレンズ鏡筒の断面図、図3は観察用レンズの構成図である。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1 to 3 show an embodiment of an observation lens according to the present invention. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a microscope unit on which the observation lens is mounted. FIG. FIG. 3 is a structural view of an observation lens.

この顕微鏡ユニットは、図1に示すように、略L字状に屈曲したケース10、ケース10内に配置された複数の光源20、複数の光源20の中心を通る領域に傾斜して設けられた反射鏡30、反射鏡30の後方に配置されたレンズ鏡筒40、レンズ鏡筒40の後方に配置されたCCD等の結像面Pをもつ撮像素子50、ケース10に設けられたLCDモニター60等を備えている。そして、この顕微鏡ユニットでは、撮像素子50で撮影された画像が、画像処理回路(不図示)等により適宜処理されて、拡大撮影された画像がLCDモニター60に表示されるようになっている。
すなわち、この顕微鏡ユニットを物体に近接させて観察すると、光源20から射出された照明光は物体にて反射し被写体光として、反射鏡30に進入する。そして、反射鏡30にて屈曲して反射された反射光は、レンズ鏡筒40を通過して、撮像素子50に到達し撮像される。そして、撮影された画像は、LCDモニター60に表示される。
As shown in FIG. 1, the microscope unit is provided with a case 10 bent in a substantially L shape, a plurality of light sources 20 arranged in the case 10, and an inclined area in a region passing through the centers of the plurality of light sources 20. The reflecting mirror 30, the lens barrel 40 disposed behind the reflecting mirror 30, the imaging device 50 having an imaging surface P such as a CCD disposed behind the lens barrel 40, and the LCD monitor 60 provided in the case 10 Etc. In this microscope unit, an image photographed by the image sensor 50 is appropriately processed by an image processing circuit (not shown) or the like, and an enlarged photographed image is displayed on the LCD monitor 60.
That is, when the microscope unit is observed close to an object, the illumination light emitted from the light source 20 is reflected by the object and enters the reflecting mirror 30 as subject light. Then, the reflected light that is bent and reflected by the reflecting mirror 30 passes through the lens barrel 40 and reaches the image sensor 50 to be imaged. The captured image is displayed on the LCD monitor 60.

ケース10は、図1に示すように、屈曲した先端部に観察窓10aを有し、水平方向に伸びる中間部を操作者が手で握れるように形成されている。
光源20は、物体を接写状態で観察する際に、物体を照射するものであり、観察窓10aの内部近傍において、光軸L1を中心として環状に複数配列されている。光源20としては、例えば発光ダイオード、ハロゲンランプ等を適用することができる。
反射鏡30は、観察窓10aから進入してきた光軸L1を中心とする光線を直角に屈折させて、光軸L2を中心とする反射光線としてレンズ鏡筒40に導くものである。したがって、反射鏡30に替わってプリズムを採用してもよい。
As shown in FIG. 1, the case 10 has an observation window 10 a at a bent distal end portion, and is formed so that an operator can grasp an intermediate portion extending in the horizontal direction with a hand.
The light source 20 irradiates an object when observing the object in a close-up state, and a plurality of light sources 20 are arranged in an annular shape around the optical axis L1 in the vicinity of the inside of the observation window 10a. As the light source 20, for example, a light emitting diode, a halogen lamp, or the like can be applied.
The reflecting mirror 30 refracts a light beam centered on the optical axis L1 entering from the observation window 10a at a right angle and guides it to the lens barrel 40 as a reflected light beam centered on the optical axis L2. Therefore, a prism may be adopted instead of the reflecting mirror 30.

レンズ鏡筒40は、図2に示すように、鏡筒410、第1レンズ421、第2レンズ422、第3レンズ423、所定の口径をなす開口絞り430、スペーサ441,442、レンズ押え443、迷光規制板450等を備えている。
そして、鏡筒410には、物体側から像面側に向けて順に、第1レンズ421、開口絞り430、第2レンズ422、第3レンズ423が配列され、第3レンズ423の後方(像面側寄り)に迷光規制板450が配置されている。
2, the lens barrel 40 includes a lens barrel 410, a first lens 421, a second lens 422, a third lens 423, an aperture stop 430 having a predetermined aperture, spacers 441 and 442, a lens presser 443, A stray light restricting plate 450 is provided.
In the lens barrel 410, a first lens 421, an aperture stop 430, a second lens 422, and a third lens 423 are arranged in order from the object side to the image plane side, and behind the third lens 423 (image plane). A stray light restricting plate 450 is arranged on the side.

鏡筒410は、図2に示すように、小径部411と大径部412との二段構成をなす円筒状に形成されている。そして、小径部411には、第1レンズ421の前面外周部を当接する当接部413、第1レンズ421及び第2レンズ422を嵌合して保持する内周面414が形成されている。小径部411から大径部412への遷移部には、内周面414より大径で第3レンズ423を嵌合して保持する内周面415が形成されている。大径部412には、順次に内径が大きくなるように、雌ネジ部416、内周面417、内周面418が形成されている。   As shown in FIG. 2, the lens barrel 410 is formed in a cylindrical shape having a two-stage configuration of a small diameter portion 411 and a large diameter portion 412. The small-diameter portion 411 is formed with an abutting portion 413 that abuts the outer peripheral portion of the front surface of the first lens 421 and an inner peripheral surface 414 that fits and holds the first lens 421 and the second lens 422. An inner peripheral surface 415 that has a larger diameter than the inner peripheral surface 414 and fits and holds the third lens 423 is formed at the transition portion from the small diameter portion 411 to the large diameter portion 412. The large-diameter portion 412 is formed with a female screw portion 416, an inner peripheral surface 417, and an inner peripheral surface 418 so that the inner diameter increases sequentially.

第1レンズ421は、物体側に凸面(球面)及び像面側に凸面(球面)を向けた正の屈折力を有する両凸形状のレンズである。
第2レンズ422は、物体側に凹面(球面)及び像面側に凹面(球面)を向けた負の屈折力を有する両凹形状のレンズである。
第3レンズ423は、物体側に凸面(球面)及び像面側に凸面(球面)を向けた正の屈折力を有する両凸形状のレンズである。
The first lens 421 is a biconvex lens having a positive refractive power having a convex surface (spherical surface) on the object side and a convex surface (spherical surface) on the image surface side.
The second lens 422 is a biconcave lens having negative refractive power having a concave surface (spherical surface) on the object side and a concave surface (spherical surface) on the image surface side.
The third lens 423 is a biconvex lens having a positive refractive power having a convex surface (spherical surface) on the object side and a convex surface (spherical surface) on the image surface side.

ここでは、第1レンズ421、開口絞り板430、第2レンズ422、第3レンズ423、像面Pが光軸L2に沿って物体側から像面側に向けて順に配列される構成において、図3に示すように、それぞれの面をSi(i=1〜7)、それぞれの面Siの曲率半径をRi(i=1〜7)、d線に対する屈折率をNi及びアッベ数をνi(i=1〜3)、第1レンズ421〜像面Pまでのそれぞれの光軸L2上における間隔(厚さ、空気間隔)をDi(i=1〜7)で表し、第1レンズ421の外径(直径)をφ1、第2レンズ422の外径(直径)をφ2、第3レンズ423の外径(直径)をφ3で表す。   Here, in the configuration in which the first lens 421, the aperture stop plate 430, the second lens 422, the third lens 423, and the image plane P are sequentially arranged along the optical axis L2 from the object side to the image plane side. 3, each surface is Si (i = 1 to 7), the radius of curvature of each surface Si is Ri (i = 1 to 7), the refractive index with respect to the d-line is Ni, and the Abbe number is νi (i = 1 to 3), and the distance (thickness, air distance) on each optical axis L2 from the first lens 421 to the image plane P is represented by Di (i = 1 to 7), and the outer diameter of the first lens 421 (Diameter) is represented by φ1, the outer diameter (diameter) of the second lens 422 is represented by φ2, and the outer diameter (diameter) of the third lens 423 is represented by φ3.

上記のように、第1レンズ421、第2レンズ422、及び第3レンズ423からなる3枚のレンズ構成において、第1レンズ421と第2レンズ422の間に開口絞り430が配置されているため、第1レンズ421の外径φ1及び第2レンズ422の外径φ2を小径にすることができ、全体として小径で小型の鏡筒に収まる観察用レンズを得ることができる。それ故に、ペン型の顕微鏡ユニットに搭載された場合に、そのユニットの小型化等が達成される。   As described above, in the three-lens configuration including the first lens 421, the second lens 422, and the third lens 423, the aperture stop 430 is disposed between the first lens 421 and the second lens 422. The outer diameter φ1 of the first lens 421 and the outer diameter φ2 of the second lens 422 can be reduced, and an observation lens that has a small diameter and can fit in a small lens barrel as a whole can be obtained. Therefore, when mounted on a pen-type microscope unit, miniaturization of the unit is achieved.

また、開口絞り430が第1レンズ421よりも像面側に配置されているため、第1レンズ421の前方に隙間が形成されることもなく、埃等が溜まるのを防止できる。
ここで、第1レンズ421の外径φ1、第2レンズ422の外径φ2、第3レンズ423の外径φ3が、
φ1=φ2<φ3
を満足するように形成してもよい。
これによれば、第1レンズ421及び第2レンズ422を第3レンズ423の外径よりも小さい同一の外径にすることで、鏡筒410も二段構成の円筒形状を採用することができる。それ故に、図1に示すように、鏡筒410の先端側(物体側)の近傍に発光ダイオード等の光源20が配置される顕微鏡ユニットにおいて、部品の集約化を達成でき、全体をより一層小型化することができる。
Further, since the aperture stop 430 is disposed on the image plane side with respect to the first lens 421, a gap is not formed in front of the first lens 421, and accumulation of dust or the like can be prevented.
Here, the outer diameter φ1 of the first lens 421, the outer diameter φ2 of the second lens 422, and the outer diameter φ3 of the third lens 423 are:
φ1 = φ2 <φ3
It may be formed so as to satisfy
According to this, by making the first lens 421 and the second lens 422 have the same outer diameter smaller than the outer diameter of the third lens 423, the lens barrel 410 can also adopt a two-stage cylindrical shape. . Therefore, as shown in FIG. 1, in the microscope unit in which the light source 20 such as a light emitting diode is disposed in the vicinity of the front end side (object side) of the lens barrel 410, it is possible to achieve the integration of parts and further reduce the overall size. Can be

また、第2レンズ422の物体側の面S4の曲率半径R4及び像面側の面S5の曲率半径R5が、
R4=−R5
を満足するように形成してもよい。
これによれば、第2レンズ422が表裏の無い対称な両凹レンズとして形成されるため、組付けの際に表裏を間違えることがなく、組付け作業を効率良く行うことができ、安定した品質を得ることができる。
Further, the curvature radius R4 of the object-side surface S4 and the curvature radius R5 of the image-side surface S5 of the second lens 422 are:
R4 = -R5
It may be formed so as to satisfy
According to this, since the second lens 422 is formed as a symmetric biconcave lens with no front and back, the front and back are not mistaken during assembly, the assembly work can be performed efficiently, and stable quality is achieved. Obtainable.

さらに、第3レンズ423よりも像面側に位置する大径部412の内周面418には、図2に示すように、迷光規制板450が配置されている。迷光規制板450は、安価な薄板状の金属板により円環状に形成されている。
したがって、第1レンズ421側から進入した光線は、開口絞り430、第2レンズ422、第3レンズ423を経て、CCD等の撮像素子(受光素子)50に進入する。この際、鏡筒410内を進んできた光線が、図2に示すように、内周面417にて反射し、迷光として像面側に進行しようとしても、迷光規制板450により反射されて像面側すなわち撮像素子50に到達するのが規制される。これにより、撮像素子50の画像において、コントラストの低下や画質の低下を防止でき、高画質の撮影画像を得ることができる。
Further, as shown in FIG. 2, a stray light restricting plate 450 is disposed on the inner peripheral surface 418 of the large diameter portion 412 positioned on the image plane side with respect to the third lens 423. The stray light restricting plate 450 is formed in an annular shape from an inexpensive thin metal plate.
Therefore, the light beam that has entered from the first lens 421 side passes through the aperture stop 430, the second lens 422, and the third lens 423, and enters the image pickup device (light receiving device) 50 such as a CCD. At this time, as shown in FIG. 2, the light beam that has traveled through the lens barrel 410 is reflected by the inner peripheral surface 417 and is reflected by the stray light regulating plate 450 even if it travels to the image surface side as stray light. Reaching to the surface side, that is, the image sensor 50 is restricted. Thereby, in the image of the image sensor 50, it is possible to prevent a decrease in contrast and a decrease in image quality, and a high-quality captured image can be obtained.

次に、レンズ鏡筒40の組付けについて説明すると、先ず、鏡筒410の像面側(後方)から順に、第1レンズ421を挿入して当接部413に当接させ位置決めする。続いて、スペーサ441、開口絞り430、第2レンズ422を挿入する。そして、スペーサ442を挿入し、第3レンズ423を挿入した後、レンズ押え443を雌ネジ部416に螺合して、全てのレンズを固定する。その後、迷光規制板450を挿入して接着剤等で固定する。
この組付け作業において、鏡筒410は物体側が細くて像面側が太い二段構成の円筒形状となるため、第1レンズ421、第2レンズ422、第3レンズ423を鏡筒410に組付ける際に、容易に芯出しを行いつつ、円滑に組み込むことができる。
Next, assembling of the lens barrel 40 will be described. First, the first lens 421 is inserted in order from the image plane side (rear side) of the lens barrel 410 and positioned in contact with the contact portion 413. Subsequently, the spacer 441, the aperture stop 430, and the second lens 422 are inserted. Then, after the spacer 442 is inserted and the third lens 423 is inserted, the lens presser 443 is screwed into the female screw portion 416 to fix all the lenses. Thereafter, the stray light restricting plate 450 is inserted and fixed with an adhesive or the like.
In this assembling operation, the lens barrel 410 has a two-stage cylindrical shape in which the object side is thin and the image surface side is thick. Therefore, when the first lens 421, the second lens 422, and the third lens 423 are assembled to the lens barrel 410, In addition, it can be assembled smoothly while being easily centered.

次に、上記観察用レンズの具体的な数値による実施例を、実施例1、実施例2として以下に示す。   Next, specific numerical examples of the observation lens are shown below as Example 1 and Example 2.

実施例1における第1レンズ421〜第3レンズ423の主な仕様諸元、種々の数値データ(設定値)は以下の通りである。
<仕様緒元>
主波長=587nm、焦点距離(λd)=13.39mm、視野寸法=φ10mm、
第1レンズの外径φ1=5.4mm、第2レンズの外径φ2=5.4mm、
第3レンズの外径φ3=6.2mm、開口絞りの口径φ=3.0mm、F値=3.1、
共役長(物体〜像面)=60mm、撮影倍率=0.48
<曲率半径>
R1=4.7678mm、R2=−12.6980mm、R3=∞、
R4=−5.2456mm、R5=4.6640mm、R6=13.210mm、
R7=−6.2504mm
<面間隔>
D1=2.43mm、D2=0.70mm、D3=0.27mm、D4=1.04mm、
D5=1.53mm、D6=2.00mm、D7=15.06mm(保護ガラス0.4mm含む)
<屈折率(Nd)>
N1=1.56883、N2=1.67270、N3=1.62041
<アッベ数(νd)>
ν1=56.3、ν2=32.1、ν3=60.3
The main specification specifications and various numerical data (setting values) of the first lens 421 to the third lens 423 in Example 1 are as follows.
<Specification specifications>
Main wavelength = 587 nm, focal length (λd) = 13.39 mm, field size = φ10 mm,
The outer diameter of the first lens φ1 = 5.4 mm, the outer diameter of the second lens φ2 = 5.4 mm,
Third lens outer diameter φ3 = 6.2 mm, aperture stop diameter φ = 3.0 mm, F value = 3.1,
Conjugate length (object to image plane) = 60 mm, photographing magnification = 0.48
<Curvature radius>
R1 = 4.7678 mm, R2 = −12.6980 mm, R3 = ∞,
R4 = −5.2456 mm, R5 = 4.6640 mm, R6 = 13.210 mm,
R7 = −6.2504mm
<Surface spacing>
D1 = 2.43 mm, D2 = 0.70 mm, D3 = 0.27 mm, D4 = 1.04 mm,
D5 = 1.53 mm, D6 = 2.00 mm, D7 = 15.06 mm (including 0.4 mm of protective glass)
<Refractive index (Nd)>
N1 = 1.56883, N2 = 1.67270, N3 = 1.62041
<Abbe number (νd)>
ν1 = 56.3, ν2 = 32.1, ν3 = 60.3

この実施例1における球面収差、非点収差、歪曲収差に関する収差線図は図4に示すような結果となる。尚、図4において、Sはサジタル平面での収差、Mはメリジオナル平面での収差を示す。
この実施例1によるレンズ仕様によれば、球面収差、非点収差、歪曲収差が良好に補正された光学性能の高い撮像レンズを得ることができる。
The aberration diagrams regarding the spherical aberration, astigmatism and distortion in Example 1 are as shown in FIG. In FIG. 4, S represents the aberration on the sagittal plane, and M represents the aberration on the meridional plane.
According to the lens specifications according to Example 1, it is possible to obtain an imaging lens with high optical performance in which spherical aberration, astigmatism, and distortion are favorably corrected.

実施例2における第1レンズ421〜第3レンズ423の主な仕様諸元、種々の数値データ(設定値)は以下の通りである。
<仕様緒元>
主波長=587nm、焦点距離(λd)=13.37mm、視野寸法=φ10mm、
第1レンズの外径φ1=5.4mm、第2レンズの外径φ2=5.4mm、
第3レンズの外径φ3=6.2mm、開口絞りの口径φ=3.2mm、F値=3.1、
共役長(物体〜像面)=60mm、撮影倍率=0.48
<曲率半径>
R1=5.0034mm、R2=−12.138mm、R3=∞、
R4=−5.1710mm、R5=5.1710mm、R6=16.573mm、
R7=−5.9774mm
<面間隔>
D1=2.10mm、D2=0.65mm、D3=0.45mm、D4=1.00mm、
D5=1.38mm、D6=2.20mm、D7=15.34mm(保護ガラス0.4mm含む)
<屈折率(Nd)>
N1=1.56883、N2=1.67270、N3=1.62041
<アッベ数(νd)>
ν1=56.3、ν2=32.1、ν3=60.3
The main specification specifications and various numerical data (setting values) of the first lens 421 to the third lens 423 in Example 2 are as follows.
<Specification specifications>
Main wavelength = 587 nm, focal length (λd) = 13.37 mm, field size = φ10 mm,
The outer diameter of the first lens φ1 = 5.4 mm, the outer diameter of the second lens φ2 = 5.4 mm,
Third lens outer diameter φ3 = 6.2 mm, aperture stop aperture φ = 3.2 mm, F value = 3.1,
Conjugate length (object to image plane) = 60 mm, photographing magnification = 0.48
<Curvature radius>
R1 = 5.00034mm, R2 = -12.138mm, R3 = ∞,
R4 = −5.1710 mm, R5 = 5.1710 mm, R6 = 16.573 mm,
R7 = −5.9774 mm
<Surface spacing>
D1 = 2.10 mm, D2 = 0.65 mm, D3 = 0.45 mm, D4 = 1.00 mm,
D5 = 1.38mm, D6 = 2.20mm, D7 = 15.34mm (including protective glass 0.4mm)
<Refractive index (Nd)>
N1 = 1.56883, N2 = 1.67270, N3 = 1.62041
<Abbe number (νd)>
ν1 = 56.3, ν2 = 32.1, ν3 = 60.3

この実施例2における球面収差、非点収差、歪曲収差に関する収差線図は図5に示すような結果となる。尚、図5において、Sはサジタル平面での収差、Mはメリジオナル平面での収差を示す。
この実施例2によるレンズ仕様によれば、球面収差、非点収差、歪曲収差が良好に補正された光学性能の高い撮像レンズを得ることができる。
The aberration diagrams regarding the spherical aberration, astigmatism and distortion in Example 2 are as shown in FIG. In FIG. 5, S represents the aberration on the sagittal plane, and M represents the aberration on the meridional plane.
According to the lens specifications according to Example 2, it is possible to obtain an imaging lens with high optical performance in which spherical aberration, astigmatism, and distortion are favorably corrected.

以上述べたように、本発明の観察用レンズは、3枚のレンズ構成で、レンズの外径をできるだけ小径化でき、又、組付けが容易で、誤組付け等も防止でき、さらに鏡筒内での反射による迷光を規制して高画質の撮影画像を得ることができるため、照明用の光源を内蔵したペン型顕微鏡ユニットの観察用レンズとして適用できるのは勿論のこと、類似の視野、倍率、共役長をもつ用途であれば、その他の観察あるいは監視用のレンズ光学系としても有用である。   As described above, the observation lens of the present invention has a three-lens configuration, and can reduce the outer diameter of the lens as much as possible, can be easily assembled, can prevent erroneous assembly, and the like. Since it is possible to obtain high-quality captured images by controlling stray light due to reflection in the interior, it can be applied as an observation lens for a pen-type microscope unit with a built-in illumination light source. If it is an application having a magnification and a conjugate length, it is useful as a lens optical system for other observation or monitoring.

本発明に係る観察用レンズを備えた顕微鏡ユニットを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the microscope unit provided with the lens for observation which concerns on this invention. 本発明に係る観察用レンズの一実施形態を示すレンズ鏡筒の断面図である。It is sectional drawing of the lens barrel which shows one Embodiment of the lens for observation which concerns on this invention. 本発明に係る観察用レンズのレンズ構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the lens structure of the lens for observation which concerns on this invention. 実施例1における、球面収差、非点収差、歪曲収差を示す収差図である。FIG. 3 is an aberration diagram showing spherical aberration, astigmatism, and distortion in Example 1. 実施例2における、球面収差、非点収差、歪曲収差を示す収差図である。FIG. 6 is an aberration diagram showing spherical aberration, astigmatism, and distortion in Example 2.

符号の説明Explanation of symbols

L1,L2 光軸
P 像面
10 ケース
10a 観察窓
20 光源
30 反射鏡
40 レンズ鏡筒
50 撮像素子
60 LCDモニター
410 鏡筒
411 小径部
412 大径部
414,415,416,417,418 内周面
421 第1レンズ
422 第2レンズ
423 第3レンズ
430 開口絞り
441,442 スペーサ
443 レンズ押え
φ1 第1レンズの外径
φ2 第2レンズの外径
φ3 第3レンズの外径
R4 第2レンズの物体側の面の曲率半径
R5 第2レンズの像面側の面の曲率半径
L1, L2 Optical axis P Image plane 10 Case 10a Observation window 20 Light source 30 Reflective mirror 40 Lens barrel 50 Imaging device 60 LCD monitor 410 Lens barrel 411 Small diameter portion 412 Large diameter portions 414, 415, 416, 417, 418 Inner peripheral surface 421 First lens 422 Second lens 423 Third lens 430 Aperture stop 441, 442 Spacer 443 Lens retainer φ1 Outer diameter of first lens φ2 Outer diameter of second lens φ3 Outer diameter of third lens R4 Object side of second lens Radius of curvature R5 radius of curvature of the image side surface of the second lens

Claims (4)

物体側から像面側に向けて順に配列された、正の屈折力を有する両凸形状の第1レンズと、所定の口径をなす開口絞りと、負の屈折力を有する両凹形状の第2レンズと、正の屈折力を有する両凸形状の第3レンズと、からなる、
ことを特徴とする観察用レンズ。
A biconvex first lens having a positive refractive power, an aperture stop having a predetermined aperture, and a biconcave second having a negative refractive power, which are arranged in order from the object side to the image plane side. A lens, and a biconvex third lens having a positive refractive power,
An observation lens characterized by that.
前記第1レンズの外径をφ1、前記第2レンズの外径をφ2、前記第3レンズの外径をφ3とするとき、
φ1=φ2<φ3
を満足することを特徴とする請求項1記載の観察用レンズ。
When the outer diameter of the first lens is φ1, the outer diameter of the second lens is φ2, and the outer diameter of the third lens is φ3,
φ1 = φ2 <φ3
The observation lens according to claim 1, wherein:
前記第2レンズの物体側の面の曲率半径をR4及び像面側の面の曲率半径をR5とするとき、
R4=−R5
を満足することを特徴とする請求項1又は2に記載の観察用レンズ。
When the radius of curvature of the object side surface of the second lens is R4 and the radius of curvature of the image side surface is R5,
R4 = -R5
The observation lens according to claim 1, wherein the observation lens is satisfied.
前記第3レンズよりも像面側には、鏡筒内にて反射した迷光が像面側に到達するのを規制する迷光規制板が配置されている、
ことを特徴とする請求項4記載の観察用レンズ。

A stray light restricting plate that restricts stray light reflected in the lens barrel from reaching the image surface side is disposed on the image surface side of the third lens.
The observation lens according to claim 4.

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