JP3724521B2 - 顕微鏡対物レンズ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、顕微鏡対物レンズに関し、特に、カバーガラスの厚さの変化に対応できる所謂、補正環付き顕微鏡対物レンズに関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、観察時に使用されるカバーガラスやシャーレ等の厚みで発生した球面収差を補正可能な顕微鏡対物レンズがある。これらの顕微鏡対物レンズは、カバーガラスからこの顕微鏡対物レンズの第1面までの距離である作動距離を長くするように設計されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の顕微鏡対物レンズでは、作動距離を長くするように設計すると、諸収差の補正が困難になるという欠点があった。
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、倍率が20倍程度で、作動距離(以下W.D.とする)が充分長く、カバーガラスの厚さの変化に対応できる収差補正が可能な所謂、補正環付で、特に像面の平坦性の良好な、枚数の少ない顕微鏡対物レンズを提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、物体側から順に、像側に凸面を向けた正レンズを有し、固定された第1レンズ群G1と、負レンズと正レンズとを、物体側よりこの順に貼り合せた貼合わせレンズから成り、光軸方向に沿って移動可能な第2レンズ群G2と、正レンズと負レンズとを、物体側よりこの順に貼り合せた正の屈折力の貼合わせレンズと、正レンズとを有し、固定された第3レンズ群G3と、正レンズと負レンズとを、物体側よりこの順に貼り合せた負の屈折力の貼合わせレンズからなり、固定された第4レンズ群G4、から構成され、条件式
9 < f2/F < 24 ・・・(1)
|r11|/F < 4 ・・・(2)
−1.1 < r12/F < −0.8・・・(3)
0.01 < d12/F < 0.3 ・・・(4)
F:全系の焦点距離
f2:前記第2レンズ群の焦点距離
r11:前記第1レンズ群G1の最も物体側の曲率半径
r12:前記第1レンズ群G1の最も像側の曲率半径
d12:前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間の距離
を満足することを特徴とする、顕微鏡対物レンズを提供する。
【0005】
また、本発明の好ましい態様によれば、顕微鏡対物レンズは、前記第1レンズ群G1の最も物体側の曲率半径をr11とし、最も像側の曲率半径をr12とし、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間の距離をd12とするとき、
|r11|/F<4 (2)
−1.1<r12/F<−0.8 (3)
0.01<d12/F<0.3 (4)
の条件を満足する。
【0006】
本発明の更に好ましい態様によれば、顕微鏡対物レンズは、前記第2レンズ群の前記負レンズの屈折率をn21とし、前記第2レンズ群の前記正レンズの屈折率をn22とし、前記第3レンズ群の前記貼り合わせレンズの前記正レンズの屈折率をn31とし、前記第3レンズ群の前記貼り合わせレンズの前記負レンズの屈折率をn32とするとき、
n21−n22>0.13 (5)
n32−n31>0.2 (6)
の条件を満足する。
【0007】
【発明の実施の形態】
上述のように構成された顕微鏡対物レンズを、以下に説明する。
先ず、第1レンズ群G1を、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズ成分で構成する。この構成によって、諸収差の発生をある程度抑えながら、発散光束をある程度収斂させる。
【0008】
次に、ある程度収斂ぎみになった発散光束は、負レンズと正レンズとを貼り合わせた貼合わせレンズのみからなる第2レンズ群G2に入射する。ここで、負レンズと正レンズとの貼り合わせ面において球面収差を補正する。
第2レンズ群G2に続く第3レンズ群G3は、正屈折力であり、収斂光束に変換する機能を有する。ここで、第3レンズ群G3を、正レンズと負レンズとを貼り合わせた正の屈折力の貼合わせレンズと1枚の正レンズとで構成することにより、少ないレンズ枚数で諸収差の補正された正屈折力レンズとすることが可能になる。
【0009】
第4レンズ群G4では、正レンズと負レンズとを貼り合わせた負の屈折力の貼合わせレンズという構成をとることにより、倍率色収差の補正を良好に行っている。
また、第2レンズ群G2、第3レンズ群G3及び第4レンズ群G4でおのおの負レンズを用いることにより、負のペッツバール値を発生させ、像面の平坦性が非常に良い顕微鏡対物レンズを達成している。
【0010】
更に、本発明による顕微鏡対物レンズは、第2レンズ群G2が、光軸方向に移動可能である。この第2レンズ群G2を光軸方向に移動させることにより、第1レンズ群G1からの発散光束が第2レンズ群G2に入射する高さが変化するため、球面収差が補正可能となる。第1レンズ群G1、第3レンズ群G3或いは第4レンズ群G4を移動可能なレンズ群とせず、第2レンズ群G2を移動させることで、球面収差の補正を大きな範囲で他の収差に影響をあまり与えずに補正することができる。
【0011】
そして、本発明では、条件(1)を満足する。条件(1)は、第2レンズ群G2(いわゆる補正環部)の適切な屈折力の配分を規定している。下限値を越えると、大きな球面収差が発生するため、厚いカバーガラスを用いることが困難になる。また、上限値を越えると、球面収差の発生量が極端に少なくなるため、薄いカバーガラスを用いることが困難になる。
【0012】
更に、本発明では、条件(2)から(4)を満足する。条件(2)は、この顕微鏡対物レンズの像面の平坦性に大きく関与している。第1レンズ群G1の最も物体側の面は、この顕微鏡対物レンズの中で大きな屈折作用を有している。そのため、ここの面の曲率半径を適正化することにより、ペッツバール和を大きく補正することができ、その結果、像面を平坦にすることが可能になる。また、この条件は、第1レンズ群G1で軸上色収差や球面収差を補正過剰気味にして、第2レンズ群G2で良好に球面収差の補正がきくような範囲を示している。ここで、もし、この条件の上限値を上回ると、第1レンズ群G1での収差補正量が大きくなりすぎ、第2レンズ群G2で良好に球面収差の補正を行うことが不可能になる。
【0013】
条件(3)は、条件(2)同様に、第1レンズ群G1で軸上色収差や球面収差を補正過剰気味にして、第2レンズ群G2で良好に球面収差の補正がきくような範囲を示している。ここで、もし、この条件の下限値を下回ると、第1レンズ群G1での収差補正が大きくなりすぎ、第2レンズ群G2で良好に球面収差の補正を行うことが不可能になる。また、この条件の上限値を上回ると、第レンズ群の最も像側の面での屈折作用が無くなるため、第2レンズ群G2で良好に球面収差の補正ができなくなる。
【0014】
条件(4)は、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔の適切な値を示している。下限値を越えると、第2レンズ群G2に入射する光線が光軸に近くなり過ぎ、カバーガラスの厚いものにしか球面収差補正の役割を果たさなくなる。また、上限値を越えると、第2レンズ群G2に入射する光線が光軸から離れた方向に行き過ぎ、カバーガラスの薄いものにしか球面収差補正の役割を果たさなくなる。
【0015】
また、本発明では、条件(5)及び(6)を満たすことが好ましい。条件(5)および(6)は、高次の色収差を補正するための範囲を示すもので、それぞれの下限値を越すと、良好な色収差補正を行うことが出来ない。
【0016】
【実施例】
図1及び図2は、それぞれ本発明による第1実施例及び第2実施例のレンズ構成図である。各実施例は、物体側から順に、像側に凸面を向けた正レンズのみからなる第1レンズ群G1と、負レンズと正レンズとを貼り合わせた貼合わせレンズからなる第2レンズ群G2と、正レンズと負レンズとを貼り合わせた正の屈折力の貼合わせレンズと正レンズと有する第3レンズ群G3と、正レンズと負レンズとを貼り合わせた負の屈折力の貼合わせレンズからなる第4レンズ群G4と、から構成されている。ここで、第2レンズ群G2は光軸方向に移動可能で、カバーガラスの厚さに起因する球面収差を補正することが可能である。
【0017】
以下に、第1実施例及び第2実施例の諸元値を表1及び表4に掲げる。各実施例の諸元表中のfは焦点距離、N.A.は開口数、Bは倍率、W.D.は作動距離を表す。そして、左端の数字は物体側からの順序を表し、rはレンズ面の曲率半径、dはレンズ面間隔、nはd線(λ= 587.6nm)に対する屈折率、Abbeはアッベ数を表す。
【0018】
また、表2及び表5は、それぞれ第1実施例及び第2実施例のカバーガラス厚変化による第2レンズ群G2の前後の面間隔の変化を表した表である。表3及び表6は、それぞれ第1実施例及び第2実施例の条件対応値である。
尚、以下に示す各実施例は、紫外線をある程度透過する硝材を用いているので、蛍光顕微鏡用の顕微鏡対物レンズとしても使用可能である。
〔第1実施例〕
【0019】
【表1】
F = 10mm, N.A.= 0.45, B = -20.0, W.D.= 8.7〜7.6
r d Abbe n
1 -36.02 3.95 60.6 1.5638 G1
2 -9.05 可変
3 -99.51 1.0 41.4 1.5750 G2
4 16.93 3.9 95.5 1.4338
5 -20.50 可変
6 79.17 2.5 82.5 1.4978 G3
7 -20.50 0.2
8 22.50 3.8 95.5 1.4338
9 -22.50 1.0 32.1 1.6727
10 128.91 16.9
11 30.50 2.8 36.2 1.6200 G4
12 -12.44 1.8 51.3 1.5268
13 11.59
【0020】
【表2】
【0021】
【表3】
【0022】
【表4】
【0023】
【表5】
【0024】
【表6】
条件対応値
(1) f2 /F=23.1
(2) |r11|/F=3.70
(3) r12/F=-0.89
(4) d12/F=0.06(カバーガラス厚 2 )
0.15( 1.2)
0.29( 0 )
(5) n21−n22=0.186
(6) n32−n31=0.238
図3は第1実施例でカバーガラス厚が0のときの諸収差図を示し、図4は第1実施例でカバーガラス厚が1.2のときの諸収差図を示し、図5は第1実施例でカバーガラス厚が2のときの諸収差図を示している。また、図6は第2実施例でカバーガラス厚が0のときの諸収差図を示し、図7は第2実施例でカバーガラス厚が1.2のときの諸収差図を示し、図8は第2実施例でカバーガラス厚が2のときの諸収差図を示している。ここで、球面収差図中において、実線はd線を示し、点線はC線を示し、一点鎖線はF線を示し、二点鎖線はg線を示している。非点収差図中においては、メリジオナル像面を破線で、サジッタル像面を実線で示す。
【0025】
以上のように、各実施例において、レンズの構成枚数が少ないにもかかわらず、像高11にわたり、諸収差、特に像面の平坦性の良好な顕微鏡対物レンズが達成された。
尚、上記各実施例の顕微鏡対物レンズは、図9及び表7に示す結像レンズと組み合わせて用いられる。
【0026】
【表7】
【0027】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、倍率が20倍程度で、W.D.が充分長く、カバーガラスの厚さの変化に対応できる収差補正が可能な所謂、補正環付で、特に像面の平坦性の良好な、枚数の少ない顕微鏡対物レンズを提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明による第1実施例のレンズ構成図である。
【図2】図2は、本発明による第2実施例のレンズ構成図である。
【図3】図3は、カバーガラス厚が0のときの第1実施例の顕微鏡対物レンズによる諸収差図である。
【図4】図4は、カバーガラス厚が1.2のときの第1実施例の顕微鏡対物レンズによる諸収差図である。
【図5】図5は、カバーガラス厚が2のときの第1実施例の顕微鏡対物レンズによる諸収差図である。
【図6】図6は、カバーガラス厚が0のときの第2実施例の顕微鏡対物レンズによる諸収差図である。
【図7】図7は、カバーガラス厚が1.2のときの第2実施例の顕微鏡対物レンズによる諸収差図である。
【図8】図8は、カバーガラス厚が2のときの第2実施例の顕微鏡対物レンズによる諸収差図である。
【図9】図9は、各実施例で用いた結像レンズのレンズの構成である。
【符号の説明】
G1 第1レンズ群
G2 第2レンズ群
G3 第3レンズ群
G4 第4レンズ群
r1 第1面
r2 第2面
d2 第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔
Claims (2)
- 物体側から順に、像側に凸面を向けた正レンズを有し、固定された 第1レンズ群G1と、
負レンズと正レンズとを、物体側よりこの順に貼り合せた、貼合わせレンズから成り、 光軸方向に沿って移動可能な第2レンズ群G2と、
正レンズと負レンズとを、物体側よりこの順に貼り合せた正の屈折力の貼合わせレンズ と、正レンズとを有し、固定された第3レンズ群G3と、
正レンズと負レンズとを、物体側よりこの順に貼り合せた負の屈折力の貼合わせレンズ からなり、固定された第4レンズ群G4、
から構成され、以下の条件式を満足することを特徴とする、顕微鏡対物レンズ。
9 < f2/F < 24 ・・・(1)
|r11|/F < 4 ・・・(2)
−1.1 < r12/F < −0.8・・・(3)
0.01 < d12/F < 0.3 ・・・(4)
F:全系の焦点距離
f2:前記第2レンズ群の焦点距離
r11:前記第1レンズ群G1の最も物体側の曲率半径
r12:前記第1レンズ群G1の最も像側の曲率半径
d12:前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間の距離 - 前記第2レンズ群G2の前記負レンズの屈折率をn21とし、前記第2レ ンズ群G2の前記正レンズの屈折率をn22とし、前記第3レンズ群G3の前記貼合 わせレンズの前記正レンズの屈折率をn31とし、前記第3レンズ群G3の前記貼り 合わせレンズの前記負レンズの屈折率をn32とするとき、
n21−n22 > 0.13 ・・・(5)
n32−n31 > 0.2 ・・・(6)
の条件を満足することを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡対物レンズ。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP30338296A JP3724521B2 (ja) | 1996-11-14 | 1996-11-14 | 顕微鏡対物レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30338296A JP3724521B2 (ja) | 1996-11-14 | 1996-11-14 | 顕微鏡対物レンズ |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10142509A JPH10142509A (ja) | 1998-05-29 |
JP3724521B2 true JP3724521B2 (ja) | 2005-12-07 |
Family
ID=17920351
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30338296A Expired - Lifetime JP3724521B2 (ja) | 1996-11-14 | 1996-11-14 | 顕微鏡対物レンズ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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JP4959230B2 (ja) * | 2006-06-06 | 2012-06-20 | オリンパス株式会社 | 顕微鏡対物レンズ |
JP5277324B2 (ja) * | 2012-01-30 | 2013-08-28 | オリンパス株式会社 | 顕微鏡対物レンズ |
CN104932086B (zh) * | 2015-06-29 | 2017-04-12 | 中山联合光电科技股份有限公司 | 一种大孔径大像面光学镜头 |
-
1996
- 1996-11-14 JP JP30338296A patent/JP3724521B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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