JP7214192B2 - 液浸系顕微鏡対物レンズ、結像レンズ及び顕微鏡装置 - Google Patents
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Description
顕微鏡対物レンズ系のうち、顕微鏡対物レンズ、特に液浸系顕微鏡対物レンズとしては、例えば、下記の特許文献1及び2に記載されたものが知られている。
また、顕微鏡対物レンズ系のうち、結像レンズとしては、例えば、下記の特許文献3及び4に記載されたものが知られている。
0.35<Ih/RDmax<2.2 (1)
-5.0<Lp/fIm<-0.5 (2)
第1の実施形態に係る液浸系顕微鏡対物レンズでは、基本的に上記第1の態様による液浸系顕微鏡対物レンズであり、特に、第1レンズ群G1のレンズ枚数を2枚以上とし、第2レンズ群G2のレンズ枚数を7枚以上とし、負屈折力の第4レンズ群G4を設け、少なくとも第3レンズ群G3又は第5レンズ群G5のいずれか一方のレンズ群を3枚以上のレンズ構成とし、少なくとも第3レンズ群G3の中に物体側に凸面を向けた貼り合せ面C2を設けるか又は第5レンズ群G5の中に物体側に凹面を向けた貼り合せ面C1を設けることで、液浸系顕微鏡対物レンズの像面湾曲及び色収差を良好に補正している。
更に、前記第4レンズ群G4は、前記第3レンズ群G3と接して配置され、前記第5レンズ群G5は、前記第4レンズ群G4と接して配置されることが好ましい。
0.07 <|(n6-n7)×f/R1 |< 1.2 (3)
n3>1.7 (4)
n1-n2>0.10 (5)
0.07 <|(n4-n5)×f/ R2 |< 1.2 (6)
-0.3>d/R3>-1.5 (7)
0.00063 < tan θ /LL <0.00105 (8)
0.35 <|R4|/f <2 (9)
0.4 <|R5|/f<2.5 (10)
0.5 <|f4|/f < 2 (11)
d 3/t3 <0.75 (12)
d 4/t5 <0.35 (13)
第17の実施形態の結像レンズは、基本的に上記第2の態様による結像レンズであり、特に、レンズ群を3つ設け、第1レンズ群IG1で主に色収差を補正し、第2レンズ群IG2で球面収差、コマ収差、非点収差、歪曲収差などを補正することで、結像レンズの像面湾曲及び色収差を良好に補正できる。
0.03<|fIm/f21|<0.85 (14)
0.70<|fIm/f22|<2.00 (15)
-2.0<f23/fIm<-0.5 (16)
第1実施例の液浸系顕微鏡対物レンズについて、図1、図2(A)~(C)を用いて説明する。図1は、本発明による第1実施例の液浸系顕微鏡対物レンズを示す図である。
第4レンズ群G4は、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL41から構成される。
RDmax=12.13
Ih/RDmax=0.99
|(n6-n7)×f/R1 |=0.37
|(n4-n5)×f/ R2 |=0.38
n1-n2=0.42
d/R3=-0.63
(tanθ)/L L=0.000744
|R4|/f=0.69
|R5|/f=1.51
|f4|/f=1.18
d3/t3=0.47
d4/t5=0.13
第2実施例の液浸系顕微鏡対物レンズについて、図3、図4(A)~(C)を用いて説明する。図3は、本発明による第2実施例の液浸系顕微鏡対物レンズを示す図である。
第4レンズ群G4は、両凹レンズL41から構成される。
第5レンズ群G5は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL51と両凹レンズL52と両凸レンズL53との三枚貼り合せレンズから構成される。
RDmax=11.29
Ih/RDmax=1.10
|(n6-n7)×f/R1 |=0.36
n1-n2=0.30
d/R3=-1.00
(tanθ)/L L=0.000767
|R4|/f=0.75
|R5|/f=1.63
|f4|/f=0.93
d3/t3=0.63
d4/t5=0.17
第3実施例の液浸系顕微鏡対物レンズについて、図5、図6(A)~(C)を用いて説明する。図5は、本発明による第3実施例の液浸系顕微鏡対物レンズを示す図である。
第4レンズ群G4は、両凹レンズL41から構成される。
第5レンズ群G5は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL51と両凹レンズL52と両凸レンズL53との三枚貼り合せレンズから構成される。
RDmax=11.99
Ih/RDmax=1.00
|(n6-n7)×f/R1 |=0.38
|(n4-n5)×f/ R2 |=0.39
n1-n2=0.30
d/R3=-0.64
(tanθ)/L L=0.000747
|R4|/f=0.61
|R5|/f=1.49
d3/t3=0.45
d4/t5=0.13
各実施例は、物体側から順に、第1レンズ群IG1、第2レンズ群IG2、第3レンズ群IG3から構成されている。
第4実施例の結像レンズについて、図7、図8(A)~(C)を用いて説明する。図7は、本発明による第4実施例の結像レンズを示す図である。
第2レンズ群IG2は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL3から構成されている。
第3レンズ群IG3は、両凸レンズL4と両凹レンズL5との貼り合せレンズから構成されている。
Lp/fIm=-0.5
|fIm/f21|=0.68
|fIm/f22|=0.96
f23/fIm=-1.22
図8(A)~(C)は本実施例の結像レンズの諸収差図を示す。図8(A)~(C)から分かるように、本実施例の結像レンズによれば、良好な色収差補正がなされ、且つ、良好な像面の平坦性が得られる。
第5実施例の結像レンズについて、図9、図10(A)~(C)を用いて説明する。図9は、本発明による第5実施例の結像レンズを示す図である。
第2レンズ群IG2は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL3から構成されている。
第3レンズ群IG3は、両凸レンズL4と両凹レンズL5との貼り合せレンズから構成されている。
Lp/fIm=-0.25
|fIm/f21|=0.70
|fIm/f22|=0.88
f23/fIm=-1.07
第6実施例の結像レンズについて、図11、図12(A)~(C)を用いて説明する。図11は、本発明による第6実施例の結像レンズを示す図である。
第2レンズ群IG2は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL3から構成されている。
本実施例の結像レンズの焦点距離fImは180mmである。また、最も物体側のレンズ面から瞳面までの距離Lpは-120mmで、瞳直径は18mmで、最大入射角は4度である。
Lp/fIm=-0.67
|fIm/f21|=0.84
|fIm/f22|=0.87
f23/fIm=-0.74
本発明の実施例による顕微鏡装置は、物体を照明するための照明光学系と、物体の像を結像するための第1実施例から第3実施例までに開示した液浸系顕微鏡対物レンズ及び第4実施例から第6実施例までに開示した結像レンズと、像を観察するための観察系と、を含んでいる。
G2及びIG2 第2レンズ群
G3及びIG3 第3レンズ群
G4 第4レンズ群
G5 第5レンズ群
L レンズ
C1 第1の貼り合せ面
C2 第2の貼り合せ面
C3 最初に現れる負の屈折力を持つ凹面
C4 第3レンズ群の物体側に凸面を向けた貼り合せメニスカスレンズの凹面
C5 第5レンズ群の物体側に凹面を向けた貼り合せメニスカスレンズの凹面
OBJ 物体
Claims (16)
- 物体側から順に、
全体として正の屈折力を有し、2枚以上のレンズから構成される第1レンズ群と、
全体として正の屈折力を有し、3枚貼り合せレンズを含み、且つ7枚以上のレンズから構成される第2レンズ群と、
2枚以上のレンズから構成される第3レンズ群と、
負の屈折力を有する第4レンズ群と、
2枚以上のレンズから構成され、平行光束を射出する第5レンズ群と、から構成され、
前記第1レンズ群を構成する前記レンズは、前記第2レンズ群を構成する前記レンズより前記物体側に配置され、前記第2レンズ群を構成する前記レンズは、前記第3レンズ群を構成する前記レンズより前記物体側に配置され、前記第3レンズ群を構成する前記レンズは、前記第4レンズ群を構成するレンズより前記物体側に配置され、前記第4レンズ群を構成する前記レンズは、前記第5レンズ群を構成する前記レンズより前記物体側に配置され、
少なくとも、前記第3レンズ群又は前記第5レンズ群のいずれか一方のレンズ群を3枚以上のレンズ構成とし、
少なくとも、前記第3レンズ群の中に前記物体側に凸面を向けた貼り合せ面を設けるか、又は前記第5レンズ群の中に前記物体側に凹面を向けた貼り合せ面を設け、
最大像高をIhとし、レンズの最大有効半径をRDmaxとするとき、かつ、前記第1レンズ群は、前記物体側に凸面を向けた貼り合せ面を有し、該物体側に凸面を向けた貼り合せ面の前記物体側の媒質の屈折率をn1とし、反対側の媒質の屈折率をn2とするとき、以下の条件を満足することを特徴とする液浸系顕微鏡対物レンズ。
0.35<Ih/RDmax<2.2
n1-n2>0.10 - 前記第5レンズ群の中に設けられた前記物体側に凹面を向けた貼り合せ面を第1の貼り合わせ面とするとき、該第1の貼り合せ面の屈折力は正であり、
前記第1の貼り合わせ面の両側の媒質の屈折率をそれぞれn6、n7とし、前記第1の貼り合わせ面の曲率半径をR1とし、顕微鏡対物レンズ全系の焦点距離をfとするとき、以下の条件を満たすことを特徴とする請求項1に記載の液浸系顕微鏡対物レンズ。
0.07 <|(n6-n7)×f/R1 |< 1.2 - 前記第1レンズ群は、前記物体側から順に、負レンズと、両凸レンズと、第1の前記物体側に凹面を向けたメニスカスレンズと、第2の前記物体側に凹面を向けたメニスカスレンズと、から構成されることを特徴とする請求項1または2に記載の液浸系顕微鏡対物レンズ。
- 前記第1の前記物体側に凹面を向けたメニスカスレンズは、前記第1の前記物体側に凹面を向けたメニスカスレンズの屈折率n3とするとき、以下の条件を満たすことを特徴とする請求項3に記載の液浸系顕微鏡対物レンズ
n3>1.7 - 前記第3レンズ群の中に設けられた前記物体側に凸面を向けた貼り合せ面を第2の貼り合せ面とするとき、該第2の貼り合せ面の屈折力は正であり、
前記第2の貼り合せ面の両側の媒質の屈折率をそれぞれn4、n5とし、前記第2の貼り合せ面の曲率半径をR2とし、顕微鏡対物レンズ全系の焦点距離をfとするとき、以下の条件を満たすことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の液浸系顕微鏡対物レンズ。
0.07 <|(n4-n5)×f/ R2 |< 1.2 - 前記第1レンズ群の最も前記物体側のレンズ面は平面であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の液浸系顕微鏡対物レンズ。
- 前記第2レンズ群は少なくとも2つの3枚貼り合せレンズを含むことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の液浸系顕微鏡対物レンズ
- 物体を照明するための照明光学系と、
前記物体の像を結像させるための請求項1乃至7のいずれか一項に記載の液浸系顕微鏡対物レンズ及び結像レンズと、
前記像を観察するための観察系と、を含むことを特徴とする顕微鏡装置。 - 物体側から順に、
全体として正の屈折力を有し、2枚以上のレンズから構成される第1レンズ群と、
全体として正の屈折力を有し、3枚貼り合せレンズを含み、且つ7枚以上のレンズから構成される第2レンズ群と、
2枚以上のレンズから構成される第3レンズ群と、
負の屈折力を有する第4レンズ群と、
2枚以上のレンズから構成され、平行光束を射出する第5レンズ群と、から構成され、
前記第1レンズ群を構成する前記レンズは、前記第2レンズ群を構成する前記レンズより前記物体側に配置され、前記第2レンズ群を構成する前記レンズは、前記第3レンズ群を構成する前記レンズより前記物体側に配置され、前記第3レンズ群を構成する前記レンズは、前記第4レンズ群を構成するレンズより前記物体側に配置され、前記第4レンズ群を構成する前記レンズは、前記第5レンズ群を構成する前記レンズより前記物体側に配置され、
前記第1レンズ群は、前記物体側から順に、負レンズと、両凸レンズと、第1の前記物体側に凹面を向けたメニスカスレンズと、第2の前記物体側に凹面を向けたメニスカスレンズと、から構成され、
少なくとも、前記第3レンズ群又は前記第5レンズ群のいずれか一方のレンズ群を3枚以上のレンズ構成とし、
少なくとも、前記第3レンズ群の中に前記物体側に凸面を向けた貼り合せ面を設けるか、又は前記第5レンズ群の中に前記物体側に凹面を向けた貼り合せ面を設け、
最大像高をIhとし、レンズの最大有効半径をRDmaxとするとき、以下の条件を満足することを特徴とする液浸系顕微鏡対物レンズ。
0.35<Ih/RDmax<2.2 - 前記第5レンズ群の中に設けられた前記物体側に凹面を向けた貼り合せ面を第1の貼り合わせ面とするとき、該第1の貼り合せ面の屈折力は正であり、
前記第1の貼り合わせ面の両側の媒質の屈折率をそれぞれn6、n7とし、前記第1の貼り合わせ面の曲率半径をR1とし、顕微鏡対物レンズ全系の焦点距離をfとするとき、以下の条件を満たすことを特徴とする請求項9に記載の液浸系顕微鏡対物レンズ。
0.07 <|(n6-n7)×f/R1 |< 1.2 - 前記第1の前記物体側に凹面を向けたメニスカスレンズは、前記第1の前記物体側に凹面を向けたメニスカスレンズの屈折率n3とするとき、以下の条件を満たすことを特徴とする請求項9又は10に記載の液浸系顕微鏡対物レンズ
n3>1.7 - 前記第1レンズ群は、前記物体側に凸面を向けた貼り合せ面を有し、該物体側に凸面を向けた貼り合せ面の前記物体側の媒質の屈折率をn1とし、反対側の媒質の屈折率をn2とするとき、以下の条件を満たすことを特徴とする請求項9乃至11のいずれか一項に記載の液浸系顕微鏡対物レンズ
n1-n2>0.10 - 前記第3レンズ群の中に設けられた前記物体側に凸面を向けた貼り合せ面を第2の貼り合せ面とするとき、該第2の貼り合せ面の屈折力は正であり、
前記第2の貼り合せ面の両側の媒質の屈折率をそれぞれn4、n5とし、前記第2の貼り合せ面の曲率半径をR2とし、顕微鏡対物レンズ全系の焦点距離をfとするとき、以下の条件を満たすことを特徴とする請求項9乃至12のいずれか一項に記載の液浸系顕微鏡対物レンズ。
0.07 <|(n4-n5)×f/ R2 |< 1.2 - 前記第1レンズ群の最も前記物体側のレンズ面は平面であることを特徴とする請求項9乃至13のいずれか一項に記載の液浸系顕微鏡対物レンズ。
- 前記第2レンズ群は少なくとも2つの3枚貼り合せレンズを含むことを特徴とする請求項9乃至14のいずれか一項に記載の液浸系顕微鏡対物レンズ
- 物体を照明するための照明光学系と、
前記物体の像を結像させるための請求項9乃至15のいずれか一項に記載の液浸系顕微鏡対物レンズ及び結像レンズと、
前記像を観察するための観察系と、を含むことを特徴とする顕微鏡装置。
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