JP4418263B2 - 顕微鏡対物レンズ - Google Patents
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Description
物体側から遠い順に、凸レンズおよび凹レンズの2枚接合レンズと、凸レンズおよび凹レンズからなる全体として物体側に凹面を向けたメニスカス状の2枚接合レンズとの、2組の2枚接合レンズからなり、全体として負の屈折力を持つ第1群と、物体側から遠い順に、物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズと、凹レンズおよび凸レンズの2枚接合レンズと、凸レンズ、凹レンズおよび凸レンズの3枚接合レンズと、凹レンズおよび凸レンズの2枚接合レンズと、凸レンズ、凹レンズおよび凸レンズの3枚接合レンズと、最も物体側には4枚の単独の凸レンズを配置し、これらの単独の凸レンズのうち、物体側にある3枚は物体側に凹面を向けた凸メニスカスレンズからなり、全体として正の屈折力を持つ第2群とを備える顕微鏡対物レンズにおいて、前記第1群の物体側から最も遠い側に位置する2枚接合レンズの物体側の面の曲率半径をr11r、前記第2群の物体側から最も遠い側に位置する凸メニスカスレンズの物体側の面の曲率半径をr21r、最も物体側に位置する凸メニスカスレンズの物体側の面の曲率半径をr2r、前記第1群中の全ての凸レンズのアッベ数をν1p、前記第2群中の全ての凹レンズのアッベ数をν2n、部分分散比をθig2n、当該顕微鏡対物レンズ全体の焦点距離をFとすると、次の(1)乃至(4)の各式、
(1)式は、
前記第1群の物体側から最も遠い側に位置する2枚接合レンズの物体側の面(以下、この面をr11r面と記す)の曲率半径r11rと、前記第2群の物体側から最も遠い側に位置する凸メニスカスレンズの物体側の面(以下、この面をr21r面と記す)の曲率半径r21rの値を規定するものである。
この式の上限を越えてr11rの値が大きくなると、r11r面でのコマ収差および非点収差の補正量が小さくなり、その他の面でこれを補正しようとすると高次収差の発生が大きくなる。また、下限を越えて小さくなると、逆に、r11r面でのコマ収差および非点収差の発生が大きくなりすぎ、他の面ではこの収差を補正しきれなくなる。
(1−1)式のr11rの値の範囲において、r21rの値を規定するものである。これは、r21r面において発生する負のコマ収差とr11r面で発生する正のコマ収差のバランスを取り、かつ、r21r面での3次および高次の球面収差の発生をコントロールするもので、顕微鏡対物レンズ全体の球面収差およびコマ収差の補正が、(1−2)式を実現することで可能となる。
(1)式は、球面収差、コマ収差、非点収差、およびその高次収差をバランスよく補正し、顕微鏡対物レンズとして高開口数を得るために必要な条件である。
前記第2群の最も物体側に位置する凸メニスカスレンズの物体側の面(以下、この面をr2r面と記す)の曲率半径r2rを規定するためのものである。
前記第1群中の全ての凸レンズのアッベ数ν1p を規定するものである。
前記第1群中の凸レンズのアッベ数がこの式の下限を越えると倍率の色収差を補正するのが有利になり、また凹レンズとのアッベ数の差分が大きくできるため凹レンズそれぞれのパワーを小さくすることができ、諸収差の補正には都合がよくなるが、分散の大きい硝材を使用するため色の球面収差が発生する。
したがって、各波長ごとの球面収差の形状が異なるようになり、特に本発明の目的である可視光領域から近紫外領域までの幅広い波長領域に渡って収差補正をし、かつ高開口数を維持する事が困難になる。これを他の場所で補正することはできない。
(4)式は、
前記第2群中の全ての凹レンズのアッベ数と部分分散比を規定するものである。
(4−1)式の下限を越えたアッベ数の硝材を第2群中の凹レンズに使用すると、分散の大きい硝材を使用することになり、色の球面収差が発生する。したがって、前述の(3)式の説明と同様に幅広い波長領域に渡って収差補正をし、かつ高開口数を維持することができなくなる。
である。
倍率 100x
焦点距離 2.0 mm
開口数 (NA) 0.67
作動距離(WD) 11.11 mm
(倍率・・・・・焦点距離200mmの結像レンズを使用したときの倍率)
(作動距離・・・レンズ系の最も物体側の面の頂点から、物体面までの距離)
実施例における各条件式の値
これらの収差図から、本実施例の無限遠補正型顕微鏡対物レンズは可視光領域から近紫外領域まで良く収差補正がなされた、高倍率(100x)でありながら、高開口数、かつ長作動距離を併せ持つ、高性能顕微鏡対物レンズが実現できたことが理解できる。
G2 第2群
L1〜L19 レンズ
r1〜r30 レンズの曲率半径
Claims (1)
- 物体側から遠い順に、凸レンズおよび凹レンズの2枚接合レンズと、凸レンズおよび凹レンズからなる全体として物体側に凹面を向けたメニスカス状の2枚接合レンズとの、2組の2枚接合レンズからなり、全体として負の屈折力を持つ第1群と、物体側から遠い順に、物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズと、凹レンズおよび凸レンズの2枚接合レンズと、凸レンズ、凹レンズおよび凸レンズの3枚接合レンズと、凹レンズおよび凸レンズの2枚接合レンズと、凸レンズ、凹レンズおよび凸レンズの3枚接合レンズと、最も物体側には4枚の単独の凸レンズを配置し、これらの単独の凸レンズのうち、物体側にある3枚は物体側に凹面を向けた凸メニスカスレンズからなり、全体として正の屈折力を持つ第2群とを備える顕微鏡対物レンズにおいて、前記第1群の物体側から最も遠い側に位置する2枚接合レンズの物体側の面の曲率半径をr11r、前記第2群の物体側から最も遠い側に位置する凸メニスカスレンズの物体側の面の曲率半径をr21r、最も物体側に位置する凸メニスカスレンズの物体側の面の曲率半径をr2r、前記第1群中の全ての凸レンズのアッベ数をν1p、前記第2群中の全ての凹レンズのアッベ数をν2n、部分分散比をθig2n、当該顕微鏡対物レンズ全体の焦点距離をFとすると、次の(1)乃至(4)の各式、
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