JP2004133341A - ズーム対物レンズ - Google Patents
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Abstract
【課題】任意の倍率での微分干渉を良好に行ない得るようにする。
【解決手段】標本側より順に、固定レンズ群である第1レンズ群と、ズーム群で第2レンズ群とを備えていて、第1レンズ群と第2レンズ群との間の光路中に微分干渉用プリズムが挿脱可能である開口部を設けた無限遠補正のレンズ系であって、下記の条件(1)および条件(2)を満足するようにした。
(1) 0.4<(2×NA(M)×F1)/D<2.5
(2) d<D/2
【選択図】 図1
【解決手段】標本側より順に、固定レンズ群である第1レンズ群と、ズーム群で第2レンズ群とを備えていて、第1レンズ群と第2レンズ群との間の光路中に微分干渉用プリズムが挿脱可能である開口部を設けた無限遠補正のレンズ系であって、下記の条件(1)および条件(2)を満足するようにした。
(1) 0.4<(2×NA(M)×F1)/D<2.5
(2) d<D/2
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、顕微鏡等の光学機器にて用いられるズーム対物レンズに関するもので、例えば微分干渉顕微鏡等に用いられる対物レンズに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、微分干渉顕微鏡で、焦点距離の異なる対物レンズを利用し得る顕微鏡が知られている(特許文献1参照)。
また、単焦点の対物レンズとズーム結像レンズを用いる方法が知られている(特許文献2参照)。
【特許文献1】特開平11−218679号
【特許文献2】特開平7−84189号
【0003】
図14は落射型微分干渉顕微鏡の基本構成を示す概略図を示す。落射型微分干渉顕微鏡は、図14に示すように、光源1と、照明レンズ2と、ポラライザー3と、ハーフミラー4と、複屈折率プリズム5と、対物レンズ6と、アナライザー8とより構成されている。7は標本である。
【0004】
このような構成の落射型微分干渉顕微鏡は、光源1よりの光が照明レンズ2を通り、ポラライザー3を介して直線偏光になる。この直線偏光になった光は、ハーフミラー4にて反射され、複屈折プリズム5に入射する。この複屈折プリズム5を通った直線偏光は、振動方向が直交する二つの直線偏光となる。この二つの直線偏光は対物レンズ6によりほぼ平行光線となり、標本7に入射する。この標本7に入射した光は反射され、再び対物レンズ6により集光され複屈折プリズムに入射し、更にハーフミラー4を通った光はアナライザー8に入射し干渉する。
【0005】
ここで用いる複屈折プリズムとして、ウォラストンプリズムやノマルスキープリズムがある。
【0006】
ウォラストンプリズムは、図15に示すような構成で、直交した光学軸の方向を持つ二つの楔形プリズムを接合し、平行平面板にしたものである。このようなウォラストンプリズムは、これに入射した光線が互いに直交する二つの直線偏光に分かれ、それらは異なった方向に射出する。このようなウォラストンプリズムは、対物レンズの後側焦点位置付近におかれることが重要である。その理由は、対物レンズを出て試料に入射する二つの略平行光線にするためであり、また、略平行光線である光を標本に入射し、反射する二つの光束を再び合成するためである。
【0007】
しかし、対物レンズにおいて、その後側焦点位置が対物レンズ内にある時、ウォラストンプリズムを配置できない。そのために、後側焦点位置が内部になる対物レンズの場合、ノマルスキープリズムが用いられる。このノマルスキープリズムはウォラストンプリズムの二つの菱形プリズムのうちの一方の光学軸を傾斜させ配置したものである。
【0008】
このノマルスキープリズムは、これに入射した光線を分離するが、分離された二つの直交偏光は再び一点にて交わる。この交点を連ねた面をローカライズ面と呼ぶ。このローカライズ面の位置を対物レンズの瞳面に合わせることによって、微分干渉観察が可能になる。
【0009】
従来、観察像の倍率を変更して落射微分干渉観察を行なうためには、各倍率に応じた複数の対物レンズとそれら対物レンズの後側焦点位置に合わせた複数の複屈折プリズムを用意していた。あるいは、倍率の異なる複数の対物レンズの後側焦点位置を一致させるようにして、一つの複屈折プリズムを配置するようにしたものも知られている。
【0010】
また、特許文献2に示す対物レンズは、単焦点の対物レンズとズーム結像レンズとに構成し、対物レンズと結像レンズとの間の光路中に複屈折プリズムを挿入することによって、任意の倍率での微分干渉観察を行ない得るようにしている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
前記のように、複数の対物レンズを用意し、これらを交換して使用する方法は、任意の倍率での微分干渉観察ができない。
【0012】
また、単焦点の対物レンズと、ズーム結像レンズとの間の光路中に複屈折プリズムを挿入して微分干渉観察を行なうものは、任意の倍率での微分干渉観察が可能である。しかし、この場合、単焦点の対物レンズを交換しない限り開口数は変化しない。また結像レンズが大型になるので顕微鏡本体も大型化する。
【0013】
本発明は、任意の倍率での微分干渉が良好に行ない得るズーム対物レンズを提供するものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明の対物レンズは、標本側から順に、固定群である第1レンズ群と、ズーム群である第2レンズ群とを備え、第1レンズ群と第2レンズ群との間の光路中に微分干渉用プリズムが挿脱可能な開口部を有し、下記条件(1)、(2)を満足する無限遠補正のレンズ系である。
(1) 0.4<(2×NA(M)×F1)/D<2.5
(2) d<D/2
ただし、NA(M)はズーム対物レンズの最高倍率における開口数、F1は第1レンズ群の焦点距離、Dは第1レンズ群と第2レンズ群の間の間隔、dは第1レンズ群の最も像側の面から開口部の中心までの光軸方向の距離である。
【0015】
本発明の対物レンズは、標本側から順に、前方のレンズ群を固定群とし、後方のレンズ群を移動群(ズーム群)とし、更に、固定群と移動群の間に任意のいかなる倍率においても移動することのない光軸と主光線との交点、つまり瞳が位置するようにした。その結果、瞳位置付近に、微分干渉プリズムを挿脱可能な開口部を設けることにより、ウォラストンプリズム、またはノマルスキープリズムを挿入することができ、微分干渉観察が可能になった。
【0016】
また、固定群とズーム群とを含めて一つの対物レンズにしたことにより、単焦点の結像レンズを備えた従来の鏡基を用いることができる。また、この対物レンズは、無限遠補正の対物レンズであるため、対物レンズと結像レンズの間の光路中にAF光学系等の中間鏡筒を挿入することが可能である。
【0017】
更に、本発明の対物レンズは、前記条件(1)を満足するようにした。この条件(1)は、第1レンズ群と第2レンズ群との間の距離を規定するものである。この条件(1)の上限の2.5を上回ると複屈折プリズム(微分干渉用プリズム)を配置する空間を確保することが困難になる。また、条件(1)の下限の0.4を下回ると、前記空間が広くなりすぎ、対物レンズの全長が長くなりすぎる。また、軸外光線高が高くなりすぎ、収差を補正しきれない。また、レンズの径が大になりコスト高になる。
【0018】
また、本発明は、前記条件(2)を満足する。
この条件(2)は、開口部を設ける位置を規定するものである。
第1レンズ群と第2レンズ群の間に形成される像に近い部分は、第2レンズ群(ズーム群)に近い位置である。ズーム群は、ズーミングのためにレンズ群を移動させるために、複雑な機構が必要になる。ズーミングを行なうための機構との干渉がおこることがないように、プリズム挿脱のための開口部を設けるためには、開口部の中心が第1レンズ群と第2レンズ群との間のスペースのうち、標本に近い位置に来るようにすることが望ましい。そのため、条件(2)を満足することが好ましい。
【0019】
また、プリズムを挿入することによって、第1レンズ群と第2レンズ群との間の光学的光路長が変化する。これにより、光学系の収差性能が劣化することを防止するためには、第1レンズ群を射出する光束がほぼ平行光束になるようにすることが好ましい。
【0020】
また、本発明の対物レンズは、前記条件(3)を満足することにより、解像よく観察し得るようにした。
【0021】
本発明の対物レンズにおいて、倍率の変動に連動して可動である開口絞りを設けることが望ましい。変倍に伴って、高倍側では開口数が大になり、また低倍側では、開口数が小になるように開口絞りの径を変化させることが望ましい。これにより、従来例と同様の開口数と周辺光量を確保し得るので好ましい。このようにすることにより、各倍率に応じて最適な開口数にすることができ、より収差が良好に補正された像を得ることができる。
【0022】
また、一般に、顕微鏡対物レンズは、入射瞳位置が無限遠に設定されるテレセントリック系である。したがって、開口絞りを第1レンズ群の後側焦点位置近傍に配置することが好ましい。
【0023】
本発明のズーム対物レンズにおいて、開口絞りを第1レンズ群の後側焦点位置近傍に配置すれば、テレセントリック光学系に近い構成をすることが可能になる。したがって、本発明の対物レンズにおいて、開口絞りを第1レンズ群の後側焦点位置近傍である第1レンズ群と第2レンズ群との間に配置することが望ましい。これにより、開口絞りは、第2レンズ群の物体側に配置されるために、変倍の際に開口絞りを移動させる必要がない。
【0024】
【発明の実施の形態】
本発明の対物レンズの実施の形態について述べる。
【0025】
本発明の対物レンズは、図1、図2に示す構成で、下記データ(実施例1、2)を有するレンズ系である。
【0026】
この実施例は次の通り条件を満たす。
F1=11.95 NA(M)=0.8 D=15 d=5
(2×NA(M)×F1)/D=1.27
d/D=0.33
【0027】
この実施例は次の通り条件を満たす。
F1=18.24 NA(M)=0.75 D=60 d=24.13
(2×NA(M)×F1)/D=0.46
d/D=0.40
【0028】
上記データにおいて、各面番号1、2、3、・・・の曲率半径は、夫々図面中のr1、r2、r3、・・・に対応し、各面番号1、2、3の面間隔は、夫々図面中のd1、d2、d3、・・・に対応する。尚、データ中の曲率半径、面間隔等の長さの単位はmmである。
【0029】
本発明の実施例1は、図1に示す通りの構成で、標本側より順に、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2とよりなる。
【0030】
また、第1レンズ群G1は、負のメニスカスレンズと正のメニスカスレンズを接合した接合レンズと、2枚の正のメニスカスレンズと、正レンズと負レンズと正レンズとを接合した3枚接合レンズと、両凸の正レンズとよりなる。
【0031】
また、第2レンズ群G2は、標本側より順に、両凸の正レンズよりなる1群G21と、負レンズと正レンズと負レンズとを接合した3枚接合レンズの2群G22と、両凸の正レンズと両凸レンズと両凹レンズを接合した接合レンズと負レンズとよりなる3群G23と、両凸レンズと両凹レンズとを接合した接合レンズと両凹レンズよりなる4群G24と、正レンズと負のメニスカスレンズの接合レンズと正レンズと負レンズとを接合した接合レンズとよりなる5群G25とより構成されている。
【0032】
この実施例1の対物レンズは、第1レンズ群G1が正の屈折力であり、第2レンズ群G2の第1群、3群及び5群が正の屈折力、2群及び4群が負の屈折力である。そして第1レンズ群G1が固定であり、ズームレンズ群である第2レンズ群G2のうちの2群、3群、4群、5群が図3に示すように移動して、対物レンズの焦点距離を変化させる。また、この実施例1の複屈折プリズムが配置される開口部Aは、図示する位置でその中心がr13である。
【0033】
実施例1は、第1レンズ群G1の後側焦点位置が第2レンズ群の最も標本側の面r15に近い位置であるため、開口部Aに配置される複屈折プリズムは、ノマルスキープリズムが好ましい。
【0034】
本発明の実施例2の対物レンズは、図2に示す通りの構成である。この実施例2の対物レンズも、標本側より順に、固定レンズ群である第1レンズ群G1とズーム群である第2レンズ群G2とにて構成されている。
【0035】
第1レンズ群G1は、標本側より順に、負のメニスカスレンズと正のメニスカスレンズとを接合した接合レンズと、正のメニスカスレンズと、負レンズと正レンズをと接合した接合レンズと、正レンズと負レンズと正レンズとを接合した3枚接合レンズと、正レンズとにて構成されている。
【0036】
また、第2レンズ群G2は、標本側から順に、正レンズと負のメニスカスレンズとを接合した接合レンズよりなる1群G21と、負レンズと正レンズと負レンズとを接合した3枚接合レンズよりなる2群G22と、正レンズと、正レンズと負レンズとを接合した接合レンズとよりなる3群G23と、正レンズと負レンズとを接合した接合レンズと負レンズとよりなる4群G24と、正レンズと正レンズと負のメニスカスレンズを接合した接合レンズとよりなる5群G25とより構成されている。
【0037】
この実施例2の対物レンズは、第1レンズ群G1が正の屈折力であり、第2レンズ群G2の第1群、3群、5群が正の屈折力で、2群、4群が負の屈折力である。また、第1レンズ群G1が固定であり、2群、3群、4群を図4に示すように光軸上を移動させてズーミングを行なう。
【0038】
この実施例2は、開口部Aが図2に示す位置(その中心がr15)に設けられている。実施例2の第1レンズ群G1の後側焦点位置は、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間にあり、開口部Aに配置される複屈折プリズムとして、ウォラストンプリズムが望ましい。また、実施例2は、図示する位置(r16)に絞りSが設けられている。
【0039】
本発明のズーム対物レンズは、無限遠補正のレンズ系である。したがって、対物レンズより射出する光束は、平行光束であり、例えば図13に示し、次のデータを有する結像レンズを第2レンズ群の像側に配置して結像する。
【0040】
実施例1および実施例2の対物レンズは、いずれもレンズ系の最も像側の面(実施例1は面r36、実施例2は面r38)より像側に50mmから200mmの間に前記結像レンズを配置して使用される。
【0041】
実施例1の対物レンズの最も像側の面より100mmの間隔をおいて前記結像レンズを配置した時の倍率の収差状況は、夫々図5乃至図8に示す通りである。
【0042】
また、実施例2の対物レンズの最も像側の面より100mmの間隔をおいて前記結像レンズを配置した時の倍率の収差状況は、夫々図9乃至図12に示す通りである。
【0043】
また、実施例1、実施例2共に、最も像側の面から100mmの距離以外であっても、50mmから200mmの範囲内であれば、前記図示する収差状況と同じ収差状況である。
【0044】
以上のように、実施例1、2は、各倍率において諸収差が良好に補正されている。
【0045】
【発明の効果】
本発明の対物レンズは、任意の倍率で視野むらのない良好な微分干渉観察が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の断面図
【図2】本発明の実施例2の断面図
【図3】本発明の実施例1のズーミングの際のレンズ群の移動状況を示す図
【図4】本発明の実施例2のズーミングの際のレンズ群の移動状況を示す図
【図5】本発明の実施例1の倍率10×の収差状況を示す図
【図6】本発明の実施例1の倍率20×の収差状況を示す図
【図7】本発明の実施例1の倍率50×の収差状況を示す図
【図8】本発明の実施例1の倍率100×の収差状況を示す図
【図9】本発明の実施例2の倍率10×の収差状況を示す図
【図10】本発明の実施例2の倍率20×の収差状況を示す図
【図11】本発明の実施例2の倍率50×の収差状況を示す図
【図12】本発明の実施例2の倍率100×の収差状況を示す図
【図13】本発明の対物レンズに用いられる結像レンズの断面図
【図14】従来の落射型微分干渉顕微鏡の基本構成を示す図
【図15】ウォラストンプリズムの概略図
【発明の属する技術分野】
本発明は、顕微鏡等の光学機器にて用いられるズーム対物レンズに関するもので、例えば微分干渉顕微鏡等に用いられる対物レンズに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、微分干渉顕微鏡で、焦点距離の異なる対物レンズを利用し得る顕微鏡が知られている(特許文献1参照)。
また、単焦点の対物レンズとズーム結像レンズを用いる方法が知られている(特許文献2参照)。
【特許文献1】特開平11−218679号
【特許文献2】特開平7−84189号
【0003】
図14は落射型微分干渉顕微鏡の基本構成を示す概略図を示す。落射型微分干渉顕微鏡は、図14に示すように、光源1と、照明レンズ2と、ポラライザー3と、ハーフミラー4と、複屈折率プリズム5と、対物レンズ6と、アナライザー8とより構成されている。7は標本である。
【0004】
このような構成の落射型微分干渉顕微鏡は、光源1よりの光が照明レンズ2を通り、ポラライザー3を介して直線偏光になる。この直線偏光になった光は、ハーフミラー4にて反射され、複屈折プリズム5に入射する。この複屈折プリズム5を通った直線偏光は、振動方向が直交する二つの直線偏光となる。この二つの直線偏光は対物レンズ6によりほぼ平行光線となり、標本7に入射する。この標本7に入射した光は反射され、再び対物レンズ6により集光され複屈折プリズムに入射し、更にハーフミラー4を通った光はアナライザー8に入射し干渉する。
【0005】
ここで用いる複屈折プリズムとして、ウォラストンプリズムやノマルスキープリズムがある。
【0006】
ウォラストンプリズムは、図15に示すような構成で、直交した光学軸の方向を持つ二つの楔形プリズムを接合し、平行平面板にしたものである。このようなウォラストンプリズムは、これに入射した光線が互いに直交する二つの直線偏光に分かれ、それらは異なった方向に射出する。このようなウォラストンプリズムは、対物レンズの後側焦点位置付近におかれることが重要である。その理由は、対物レンズを出て試料に入射する二つの略平行光線にするためであり、また、略平行光線である光を標本に入射し、反射する二つの光束を再び合成するためである。
【0007】
しかし、対物レンズにおいて、その後側焦点位置が対物レンズ内にある時、ウォラストンプリズムを配置できない。そのために、後側焦点位置が内部になる対物レンズの場合、ノマルスキープリズムが用いられる。このノマルスキープリズムはウォラストンプリズムの二つの菱形プリズムのうちの一方の光学軸を傾斜させ配置したものである。
【0008】
このノマルスキープリズムは、これに入射した光線を分離するが、分離された二つの直交偏光は再び一点にて交わる。この交点を連ねた面をローカライズ面と呼ぶ。このローカライズ面の位置を対物レンズの瞳面に合わせることによって、微分干渉観察が可能になる。
【0009】
従来、観察像の倍率を変更して落射微分干渉観察を行なうためには、各倍率に応じた複数の対物レンズとそれら対物レンズの後側焦点位置に合わせた複数の複屈折プリズムを用意していた。あるいは、倍率の異なる複数の対物レンズの後側焦点位置を一致させるようにして、一つの複屈折プリズムを配置するようにしたものも知られている。
【0010】
また、特許文献2に示す対物レンズは、単焦点の対物レンズとズーム結像レンズとに構成し、対物レンズと結像レンズとの間の光路中に複屈折プリズムを挿入することによって、任意の倍率での微分干渉観察を行ない得るようにしている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
前記のように、複数の対物レンズを用意し、これらを交換して使用する方法は、任意の倍率での微分干渉観察ができない。
【0012】
また、単焦点の対物レンズと、ズーム結像レンズとの間の光路中に複屈折プリズムを挿入して微分干渉観察を行なうものは、任意の倍率での微分干渉観察が可能である。しかし、この場合、単焦点の対物レンズを交換しない限り開口数は変化しない。また結像レンズが大型になるので顕微鏡本体も大型化する。
【0013】
本発明は、任意の倍率での微分干渉が良好に行ない得るズーム対物レンズを提供するものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明の対物レンズは、標本側から順に、固定群である第1レンズ群と、ズーム群である第2レンズ群とを備え、第1レンズ群と第2レンズ群との間の光路中に微分干渉用プリズムが挿脱可能な開口部を有し、下記条件(1)、(2)を満足する無限遠補正のレンズ系である。
(1) 0.4<(2×NA(M)×F1)/D<2.5
(2) d<D/2
ただし、NA(M)はズーム対物レンズの最高倍率における開口数、F1は第1レンズ群の焦点距離、Dは第1レンズ群と第2レンズ群の間の間隔、dは第1レンズ群の最も像側の面から開口部の中心までの光軸方向の距離である。
【0015】
本発明の対物レンズは、標本側から順に、前方のレンズ群を固定群とし、後方のレンズ群を移動群(ズーム群)とし、更に、固定群と移動群の間に任意のいかなる倍率においても移動することのない光軸と主光線との交点、つまり瞳が位置するようにした。その結果、瞳位置付近に、微分干渉プリズムを挿脱可能な開口部を設けることにより、ウォラストンプリズム、またはノマルスキープリズムを挿入することができ、微分干渉観察が可能になった。
【0016】
また、固定群とズーム群とを含めて一つの対物レンズにしたことにより、単焦点の結像レンズを備えた従来の鏡基を用いることができる。また、この対物レンズは、無限遠補正の対物レンズであるため、対物レンズと結像レンズの間の光路中にAF光学系等の中間鏡筒を挿入することが可能である。
【0017】
更に、本発明の対物レンズは、前記条件(1)を満足するようにした。この条件(1)は、第1レンズ群と第2レンズ群との間の距離を規定するものである。この条件(1)の上限の2.5を上回ると複屈折プリズム(微分干渉用プリズム)を配置する空間を確保することが困難になる。また、条件(1)の下限の0.4を下回ると、前記空間が広くなりすぎ、対物レンズの全長が長くなりすぎる。また、軸外光線高が高くなりすぎ、収差を補正しきれない。また、レンズの径が大になりコスト高になる。
【0018】
また、本発明は、前記条件(2)を満足する。
この条件(2)は、開口部を設ける位置を規定するものである。
第1レンズ群と第2レンズ群の間に形成される像に近い部分は、第2レンズ群(ズーム群)に近い位置である。ズーム群は、ズーミングのためにレンズ群を移動させるために、複雑な機構が必要になる。ズーミングを行なうための機構との干渉がおこることがないように、プリズム挿脱のための開口部を設けるためには、開口部の中心が第1レンズ群と第2レンズ群との間のスペースのうち、標本に近い位置に来るようにすることが望ましい。そのため、条件(2)を満足することが好ましい。
【0019】
また、プリズムを挿入することによって、第1レンズ群と第2レンズ群との間の光学的光路長が変化する。これにより、光学系の収差性能が劣化することを防止するためには、第1レンズ群を射出する光束がほぼ平行光束になるようにすることが好ましい。
【0020】
また、本発明の対物レンズは、前記条件(3)を満足することにより、解像よく観察し得るようにした。
【0021】
本発明の対物レンズにおいて、倍率の変動に連動して可動である開口絞りを設けることが望ましい。変倍に伴って、高倍側では開口数が大になり、また低倍側では、開口数が小になるように開口絞りの径を変化させることが望ましい。これにより、従来例と同様の開口数と周辺光量を確保し得るので好ましい。このようにすることにより、各倍率に応じて最適な開口数にすることができ、より収差が良好に補正された像を得ることができる。
【0022】
また、一般に、顕微鏡対物レンズは、入射瞳位置が無限遠に設定されるテレセントリック系である。したがって、開口絞りを第1レンズ群の後側焦点位置近傍に配置することが好ましい。
【0023】
本発明のズーム対物レンズにおいて、開口絞りを第1レンズ群の後側焦点位置近傍に配置すれば、テレセントリック光学系に近い構成をすることが可能になる。したがって、本発明の対物レンズにおいて、開口絞りを第1レンズ群の後側焦点位置近傍である第1レンズ群と第2レンズ群との間に配置することが望ましい。これにより、開口絞りは、第2レンズ群の物体側に配置されるために、変倍の際に開口絞りを移動させる必要がない。
【0024】
【発明の実施の形態】
本発明の対物レンズの実施の形態について述べる。
【0025】
本発明の対物レンズは、図1、図2に示す構成で、下記データ(実施例1、2)を有するレンズ系である。
【0026】
この実施例は次の通り条件を満たす。
F1=11.95 NA(M)=0.8 D=15 d=5
(2×NA(M)×F1)/D=1.27
d/D=0.33
【0027】
この実施例は次の通り条件を満たす。
F1=18.24 NA(M)=0.75 D=60 d=24.13
(2×NA(M)×F1)/D=0.46
d/D=0.40
【0028】
上記データにおいて、各面番号1、2、3、・・・の曲率半径は、夫々図面中のr1、r2、r3、・・・に対応し、各面番号1、2、3の面間隔は、夫々図面中のd1、d2、d3、・・・に対応する。尚、データ中の曲率半径、面間隔等の長さの単位はmmである。
【0029】
本発明の実施例1は、図1に示す通りの構成で、標本側より順に、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2とよりなる。
【0030】
また、第1レンズ群G1は、負のメニスカスレンズと正のメニスカスレンズを接合した接合レンズと、2枚の正のメニスカスレンズと、正レンズと負レンズと正レンズとを接合した3枚接合レンズと、両凸の正レンズとよりなる。
【0031】
また、第2レンズ群G2は、標本側より順に、両凸の正レンズよりなる1群G21と、負レンズと正レンズと負レンズとを接合した3枚接合レンズの2群G22と、両凸の正レンズと両凸レンズと両凹レンズを接合した接合レンズと負レンズとよりなる3群G23と、両凸レンズと両凹レンズとを接合した接合レンズと両凹レンズよりなる4群G24と、正レンズと負のメニスカスレンズの接合レンズと正レンズと負レンズとを接合した接合レンズとよりなる5群G25とより構成されている。
【0032】
この実施例1の対物レンズは、第1レンズ群G1が正の屈折力であり、第2レンズ群G2の第1群、3群及び5群が正の屈折力、2群及び4群が負の屈折力である。そして第1レンズ群G1が固定であり、ズームレンズ群である第2レンズ群G2のうちの2群、3群、4群、5群が図3に示すように移動して、対物レンズの焦点距離を変化させる。また、この実施例1の複屈折プリズムが配置される開口部Aは、図示する位置でその中心がr13である。
【0033】
実施例1は、第1レンズ群G1の後側焦点位置が第2レンズ群の最も標本側の面r15に近い位置であるため、開口部Aに配置される複屈折プリズムは、ノマルスキープリズムが好ましい。
【0034】
本発明の実施例2の対物レンズは、図2に示す通りの構成である。この実施例2の対物レンズも、標本側より順に、固定レンズ群である第1レンズ群G1とズーム群である第2レンズ群G2とにて構成されている。
【0035】
第1レンズ群G1は、標本側より順に、負のメニスカスレンズと正のメニスカスレンズとを接合した接合レンズと、正のメニスカスレンズと、負レンズと正レンズをと接合した接合レンズと、正レンズと負レンズと正レンズとを接合した3枚接合レンズと、正レンズとにて構成されている。
【0036】
また、第2レンズ群G2は、標本側から順に、正レンズと負のメニスカスレンズとを接合した接合レンズよりなる1群G21と、負レンズと正レンズと負レンズとを接合した3枚接合レンズよりなる2群G22と、正レンズと、正レンズと負レンズとを接合した接合レンズとよりなる3群G23と、正レンズと負レンズとを接合した接合レンズと負レンズとよりなる4群G24と、正レンズと正レンズと負のメニスカスレンズを接合した接合レンズとよりなる5群G25とより構成されている。
【0037】
この実施例2の対物レンズは、第1レンズ群G1が正の屈折力であり、第2レンズ群G2の第1群、3群、5群が正の屈折力で、2群、4群が負の屈折力である。また、第1レンズ群G1が固定であり、2群、3群、4群を図4に示すように光軸上を移動させてズーミングを行なう。
【0038】
この実施例2は、開口部Aが図2に示す位置(その中心がr15)に設けられている。実施例2の第1レンズ群G1の後側焦点位置は、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間にあり、開口部Aに配置される複屈折プリズムとして、ウォラストンプリズムが望ましい。また、実施例2は、図示する位置(r16)に絞りSが設けられている。
【0039】
本発明のズーム対物レンズは、無限遠補正のレンズ系である。したがって、対物レンズより射出する光束は、平行光束であり、例えば図13に示し、次のデータを有する結像レンズを第2レンズ群の像側に配置して結像する。
【0040】
実施例1および実施例2の対物レンズは、いずれもレンズ系の最も像側の面(実施例1は面r36、実施例2は面r38)より像側に50mmから200mmの間に前記結像レンズを配置して使用される。
【0041】
実施例1の対物レンズの最も像側の面より100mmの間隔をおいて前記結像レンズを配置した時の倍率の収差状況は、夫々図5乃至図8に示す通りである。
【0042】
また、実施例2の対物レンズの最も像側の面より100mmの間隔をおいて前記結像レンズを配置した時の倍率の収差状況は、夫々図9乃至図12に示す通りである。
【0043】
また、実施例1、実施例2共に、最も像側の面から100mmの距離以外であっても、50mmから200mmの範囲内であれば、前記図示する収差状況と同じ収差状況である。
【0044】
以上のように、実施例1、2は、各倍率において諸収差が良好に補正されている。
【0045】
【発明の効果】
本発明の対物レンズは、任意の倍率で視野むらのない良好な微分干渉観察が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の断面図
【図2】本発明の実施例2の断面図
【図3】本発明の実施例1のズーミングの際のレンズ群の移動状況を示す図
【図4】本発明の実施例2のズーミングの際のレンズ群の移動状況を示す図
【図5】本発明の実施例1の倍率10×の収差状況を示す図
【図6】本発明の実施例1の倍率20×の収差状況を示す図
【図7】本発明の実施例1の倍率50×の収差状況を示す図
【図8】本発明の実施例1の倍率100×の収差状況を示す図
【図9】本発明の実施例2の倍率10×の収差状況を示す図
【図10】本発明の実施例2の倍率20×の収差状況を示す図
【図11】本発明の実施例2の倍率50×の収差状況を示す図
【図12】本発明の実施例2の倍率100×の収差状況を示す図
【図13】本発明の対物レンズに用いられる結像レンズの断面図
【図14】従来の落射型微分干渉顕微鏡の基本構成を示す図
【図15】ウォラストンプリズムの概略図
Claims (3)
- 標本側から順に、固定群である第1レンズ群と、ズーム群である第2レンズ群とよりなり、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の間の光路中に微分干渉用プリズムを挿脱し得る開口部を有し、下記条件(1)、(2)を満足する無限遠補正ズーム対物レンズ。
(1) 0.4<(2×NA(M)×F1)/D<2.5
(2) d<D/2
ただし、NA(M)はズーム対物レンズの最高倍率における開口数、F1は第1レンズ群の焦点距離、Dは第1レンズ群と第2レンズ群の間の間隔、dは第1レンズ群の最も像側の面から前記開口部の中心までの距離である。 - 前記第1レンズ群より射出する光束がほぼ平行光束である請求項1の無限遠補正ズーム対物レンズ。
- 下記条件(3)を満足する請求項2の無限遠補正ズーム対物レンズ。
(3) NA(M)≧0.75
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2002
- 2002-10-15 JP JP2002299989A patent/JP2004133341A/ja active Pending
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