JP2001264637A - Spherical aberration compensating optical system and device, and optical observation device equipped with compensating optical system or device - Google Patents
Spherical aberration compensating optical system and device, and optical observation device equipped with compensating optical system or deviceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、球面収差補正光学
系、特に対物レンズの像側に挿入され、物体と対物レン
ズの間にある平行平面の厚みの変化、屈折率の変化など
に応じて発生する球面収差を、一部のレンズ群を光軸方
向に移動させることで補正する光学系、光学観察装置等
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spherical aberration correcting optical system, and more particularly to a spherical aberration correcting optical system which is inserted on the image side of an objective lens and responds to changes in the thickness and refractive index of a parallel plane between the object and the objective lens. The present invention relates to an optical system, an optical observation device, and the like that correct a generated spherical aberration by moving some lens groups in an optical axis direction.
【0002】[0002]
【従来の技術】生物観察用の顕微鏡対物レンズなどでは
標本面のカバーガラスあるいはガラスシャーレ等の厚
み、屈折率は一定であるとして設計している。従ってカ
バーガラス等の厚み、屈折率が変化した場合は、球面収
差等が発生して結像性能が劣化し、像のコントラストを
著しく劣化させる。また、半導体ICの表面を観察する金
属観察用の顕微鏡対物レンズは、カバーガラス等を用い
ないで観察するので、ガラスの厚さを考慮しない設計を
している。しかし、実際のIC標本などは表面保護のため
にガラス面を有している場合があり、かかる場合は前記
生物観察の時と同様に球面収差が発生し良好な観察を行
うことが出来ない。2. Description of the Related Art A microscope objective lens for biological observation and the like is designed so that the thickness and the refractive index of a cover glass or a glass petri dish on a specimen surface are constant. Therefore, when the thickness or the refractive index of the cover glass or the like changes, spherical aberration or the like occurs, thereby deteriorating the imaging performance and significantly deteriorating the image contrast. In addition, since the microscope objective lens for metal observation for observing the surface of the semiconductor IC is observed without using a cover glass or the like, it is designed without considering the thickness of the glass. However, an actual IC sample or the like may have a glass surface for surface protection, and in such a case, spherical aberration occurs as in the case of the biological observation, and good observation cannot be performed.
【0003】さらに、油等を使用する液侵顕微鏡対物レ
ンズにおいても、水、油等の屈折率が変化すると、同様
に球面収差が発生して良好な観察を行うことが出来なく
なる。このため従来より、カバーガラスの厚み等が原因
で発生する球面収差に応じて対物レンズ内のレンズ間隔
を変えて収差変動を補正する機構(いわゆる補正環)が
知られている。このような顕微鏡対物レンズとして特公
昭60-205521号公報、特公昭60-247613号公報に記載され
ている対物レンズなどが提案されている。Further, even in an immersion microscope objective lens using oil or the like, if the refractive index of water, oil, or the like changes, spherical aberration similarly occurs, and good observation cannot be performed. For this reason, conventionally, a mechanism (a so-called correction ring) for correcting aberration fluctuation by changing a lens interval in an objective lens according to a spherical aberration generated due to a thickness of a cover glass or the like is known. As such a microscope objective lens, an objective lens described in JP-B-60-205521 and JP-B-60-247613 has been proposed.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の方法で
は対物レンズの中の一部のレンズ群を移動させるため
に、移動群の前後の空気間隔を大きく開ける必要がある
等、対物レンズの設計の自由度が減り大きな制約となっ
ていた。このため、対物レンズの基本性能を十分に向上
させることが困難な場合が多かった。また、レンズを移
動させるための機構を対物レンズの中に設けなければな
らないために対物レンズ自体が大きくなり過ぎ、取り扱
いに不便であるという問題もあった。さらに、観察物体
と対物レンズの間にカバーガラスを挿入して観察するこ
とを想定して設計されていない対物レンズを使用して、
カバーガラスが装着された標本を観察したい場合など
は、カバーガラスの厚みに起因する球面収差等によって
観察像のコントラストの低下し、良好な観察を行うこと
が不可能であった。However, in the conventional method, in order to move a part of the lens group in the objective lens, it is necessary to widen the air gap before and after the moving group. The degree of freedom was reduced, which was a major constraint. For this reason, it has often been difficult to sufficiently improve the basic performance of the objective lens. In addition, since a mechanism for moving the lens must be provided in the objective lens, the objective lens itself becomes too large, and there is a problem that it is inconvenient to handle. Furthermore, by using an objective lens that is not designed for observation by inserting a cover glass between the observation object and the objective lens,
When it is desired to observe a specimen on which a cover glass is mounted, for example, the contrast of the observed image is reduced due to spherical aberration or the like due to the thickness of the cover glass, and it has been impossible to perform good observation.
【0005】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、既存の対物レンズの後ろ(像側)に挿入し
て、カバーガラスの厚み等の変化に起因する球面収差の
量を任意に制御可能な光学系及び光学観察装置を提供す
ることを目的とする。The present invention has been made in view of such a situation, and is inserted behind an existing objective lens (on the image side) to freely control the amount of spherical aberration caused by a change in the thickness of a cover glass or the like. It is an object of the present invention to provide an optical system and an optical observation device that can be controlled at a high speed.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、対物レンズの像側に挿入され、最も物体
側のレンズ群が負の屈折力を有し、正レンズと負レンズ
との接合レンズを含む可動レンズ群を有し、該可動レン
ズ群が光軸方向に移動することで球面収差を補正するこ
とを特徴とする球面収差補正光学系を提供する。かかる
構成において、前記接合レンズ中の接合面の屈折力は、
正の屈折力又は負の屈折力の何れともすることができ
る。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is directed to an object lens which is inserted on the image side of an objective lens, a lens unit closest to the object side has a negative refractive power, and a positive lens and a negative lens. And a movable lens group including a cemented lens for correcting spherical aberration by moving the movable lens group in the optical axis direction. In such a configuration, the refractive power of the cemented surface in the cemented lens is
It can be either positive or negative.
【0007】さらに好ましくは、屈折率について以下の
条件式(1)、 (1) |(Nn−Np)/r1|>0.01 を満足することが望ましい。ここで、r1は接合面の曲
率半径、Npは前記正レンズの屈折率、Nnは前記負レ
ンズの屈折率をそれぞれ示している。More preferably, the refractive index satisfies the following conditional expressions (1) and (1) .vertline. (Nn-Np) /r1.vertline.> 0.01. Here, r1 indicates the radius of curvature of the joint surface, Np indicates the refractive index of the positive lens, and Nn indicates the refractive index of the negative lens.
【0008】条件式(1)は、可動レンズ群の接合面の
球面収差への適切な寄与の度合いを規定している。式
(1)の下限値を下回ると、球面収差を充分に補正する
ことが困難となる。かかる本発明の特徴により、従来の
対物レンズに組み込まれた補正環機構と異なり、球面収
差補正光学系を既存の光学系とは別個の光学系として取
り扱うことができる。つまり、本発明による球面収差補
正光学系は、対物レンズに対して着脱可能である。さら
に、本発明は着脱可能な場合に加えて、光路中に球面収
差補正光学系を挿入したままの状態、即ち固定されてい
る状態をも含んでいる。Conditional expression (1) defines an appropriate degree of contribution of the cemented surface of the movable lens group to spherical aberration. If the value is below the lower limit of the expression (1), it becomes difficult to sufficiently correct spherical aberration. According to the features of the present invention, unlike the correction ring mechanism incorporated in the conventional objective lens, the spherical aberration correction optical system can be handled as an optical system separate from the existing optical system. That is, the spherical aberration correcting optical system according to the present invention is detachable from the objective lens. Further, the present invention includes a state in which the spherical aberration correction optical system is inserted in the optical path, that is, a state in which the spherical aberration correction optical system is fixed, in addition to the case where the optical path is detachable.
【0009】そして、対物レンズとレボルバーとの間、
または、レボルバーと対物像の間の何処かに球面収差補
正光学系(以下「アダプター」という)を挿入し、該ア
ダプター内の一部のレンズ群を光軸方向に移動させるこ
とで、カバーガラスの厚さの変化等により発生した球面
収差の任意の補正量で調整する事が出来る。Then, between the objective lens and the revolver,
Alternatively, a spherical aberration correction optical system (hereinafter, referred to as an “adapter”) is inserted somewhere between the revolver and the objective image, and a part of the lens group in the adapter is moved in the optical axis direction, thereby forming a cover glass. It can be adjusted with an arbitrary correction amount of spherical aberration generated due to a change in thickness or the like.
【0010】図1は、本発明の原理を示す図である。可
動レンズ群G1が、物体の一点から射出した光が収束ま
たは発散する光路中を例えば(a)から(a’)へ移動
すると、接合面Sへの光束の入射高さがHからH’へと
変化する。これにより、球面収差の補正量を変化させて
いる。無限系補正の第1対物レンズと第2対物レンズの
間に本発明にかかるアダプターを適応すると、第1およ
び第2対物レンズ間の光束は平行であるため、そのまま
では可動レンズ群を動かしても光線のレンズ面への入射
高は一定であり、球面収差は変化しない。FIG. 1 is a diagram showing the principle of the present invention. When the movable lens group G1 moves, for example, from (a) to (a ′) in the optical path where light emitted from one point of the object converges or diverges, the incident height of the light beam on the joint surface S changes from H to H ′. And change. Thereby, the correction amount of the spherical aberration is changed. When the adapter according to the present invention is applied between the first objective lens and the second objective lens for infinity correction, since the light flux between the first and second objective lenses is parallel, even if the movable lens group is moved as it is. The incident height of the light beam on the lens surface is constant, and the spherical aberration does not change.
【0011】そこで、可動レンズ群よりも第1対物レン
ズ側に、屈折力(パワー)を有するレンズ群を追加する
ことで光束に傾斜をつけ、図1に示すように、可動レン
ズ群に球面収差補正量を可変に制御可能な機能を持たせ
ることができる。Therefore, the light flux is inclined by adding a lens group having a refractive power (power) closer to the first objective lens side than the movable lens group, so that the movable lens group has a spherical aberration as shown in FIG. A function capable of variably controlling the correction amount can be provided.
【0012】なお、接合レンズ中の接合面のパワーは負
の屈折力に限られず正の屈折力を有するものも製造する
ことができる。光が収束または発散する光路中を接合面
Sが移動するとき、接合面Sへの光束の入射高Hを変化
し球面収差発生量が変化することは接合面のパワーがど
ちらの場合でも成立し、接合面のパワーの正負を変える
際は可動部の移動の向きを逆にすることによって球面収
差発生量の向きを保つことができる。The power of the cemented surface in the cemented lens is not limited to a negative refractive power, but a lens having a positive refractive power can also be manufactured. When the joining surface S moves in the optical path where light converges or diverges, the incident height H of the light beam on the joining surface S changes and the spherical aberration generation amount changes regardless of the power of the joining surface. In addition, when changing the sign of the power of the joint surface, the direction of the amount of spherical aberration can be maintained by reversing the direction of movement of the movable part.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基いて本発明の
数値実施例を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, numerical embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
【0014】(第1実施例)図2は、第1実施例にかか
るアダプターのレンズ構成を示す。本アダプターは、物
体側から順に、負の屈折力を有するレンズ群L1と、正
レンズと負レンズとの接合から成り光軸AX方向に可動
な可動群G1と、正の屈折力を有するレンズ群L2と、
負の屈折力を有するL3とから構成される。当該アダプ
ターを無限系補正の顕微鏡対物レンズに使用した場合の
レンズ構成を図3に示す。本実施例では、第1対物レン
ズとして焦点距離f=10mm、第2対物レンズとして
f=200mm、全系の倍率20倍(開口数N.A.=
0.75)の無限系補正の顕微鏡対物レンズを使用して
いる。以下の表1にアダプターを挿入する前の顕微鏡対
物レンズの光学諸元を掲げる。表において、r(i)は
物体側より順に第i番目のレンズ面の曲率半径、dは面
間隔、n(d)とV(d)は物体側より順に第i番目の
レンズのガラスのd線(λ=587.6nm)に対する
屈折率とアッベ数である。なお、レンズデータ中におけ
る数値0.0は平面、d0は作動距離を示している。こ
れら符号は他の表においても同じである。(First Embodiment) FIG. 2 shows a lens configuration of an adapter according to a first embodiment. The adapter includes, in order from the object side, a lens group L1 having a negative refractive power, a movable group G1 composed of a junction of a positive lens and a negative lens, and movable in the optical axis AX direction, and a lens group having a positive refractive power. L2,
L3 having a negative refractive power. FIG. 3 shows a lens configuration when the adapter is used for a microscope objective lens for infinite system correction. In this embodiment, the first objective lens has a focal length f = 10 mm, the second objective lens has f = 200 mm, and the magnification of the entire system is 20 times (numerical aperture NA =
The microscope objective lens for infinity correction of 0.75) is used. Table 1 below lists the optical specifications of the microscope objective before the adapter is inserted. In the table, r (i) is the radius of curvature of the i-th lens surface in order from the object side, d is the surface interval, and n (d) and V (d) are d of glass of the i-th lens in order from the object side. The refractive index and Abbe number for the line (λ = 587.6 nm). The numerical value 0.0 in the lens data indicates a plane, and d0 indicates a working distance. These symbols are the same in other tables.
【0015】表1において、第1面から第2面まではカ
バーガラス、第3面から第18面までは第1対物レン
ズ、第19面から第24面までは第2対物レンズ、第2
5面から第26面までは鏡筒プリズムをそれぞれ示して
いる。In Table 1, the cover glass covers the first to second surfaces, the first objective lens covers the third to eighteenth surfaces, the second objective lens covers the nineteenth to twenty-fourth surfaces, and the second cover lens.
From the fifth surface to the twenty-sixth surface, lens barrel prisms are shown.
【0016】[0016]
【表1】 [Table 1]
【0017】上記第1対物レンズはカバーガラス厚t=
0.17mm用に設計されたもので、その球面収差図を
図4(a)に示す。なお、以下すべての収差図におい
て、C線はλ=656.28nm、d線はλ=587.
56nm、F線はλ=486.13nm、g線はλ=4
35.84nmをそれぞれ表している。ここで、第1対
物レンズと第2対物レンズの繋ぎの空気間隔は100m
mで計算している。次に、カバーガラス厚がt=0.2
2mmのときの収差図を図4(b)に示す。球面収差が
t=0.17mmのとき(図4(a))に比較すると、
球面収差が大きく発生していることが分かる。The first objective lens has a cover glass thickness t =
It is designed for 0.17 mm, and its spherical aberration diagram is shown in FIG. In all the aberration diagrams below, the C line is λ = 656.28 nm, and the d line is λ = 587.
56 nm, F line λ = 486.13 nm, g line λ = 4
35.84 nm. Here, the air gap between the first objective lens and the second objective lens is 100 m.
m. Next, when the cover glass thickness is t = 0.2
FIG. 4B shows an aberration diagram at the time of 2 mm. When the spherical aberration is t = 0.17 mm (FIG. 4A),
It can be seen that large spherical aberration occurs.
【0018】次に、上記顕微鏡対物レンズに第1実施例
にかかるアダプターを挿入した場合の光学諸元を以下の
表2に示す。表2において、第1面から第2面まではカ
バーガラス、第3面から第18面までは第1対物レン
ズ、第19面から第28面まではアダプター、第29面
から第34面までは第2対物レンズ、第35面から第3
6面までは鏡筒プリズムをそれぞれ示している。Next, Table 2 below shows optical data when the adapter according to the first embodiment is inserted into the microscope objective lens. In Table 2, the cover glass is provided from the first surface to the second surface, the first objective lens is provided from the third surface to the 18th surface, the adapter is provided from the 19th to 28th surfaces, and the adapter is provided from the 29th to 34th surfaces. The second objective lens, the third from the 35th surface
Lens prisms are shown on each of the six surfaces.
【0019】[0019]
【表2】 [Table 2]
【0020】第1実施例のアダプターを第1対物レンズ
と第2対物レンズの間に挿入した場合の、カバーガラス
厚t=0.17mmとt=0.22mmの時の収差図を
各々図4(c)、(d)にそれぞれ示す。上述のように
カバーガラスの厚さがt=0.17mmからt=0.2
2mmへ変化すると球面収差などが大きく発生するが、
図4(c)と図4(d)の収差図から明らかなように、
本実施例のアダプターを挿入し、適切な位置へ移動させ
ることにより、球面収差が飛躍的に補正されていること
が分かる。FIG. 4 shows aberration diagrams when the cover glass thickness t = 0.17 mm and t = 0.22 mm when the adapter of the first embodiment is inserted between the first objective lens and the second objective lens. These are shown in (c) and (d), respectively. As described above, the thickness of the cover glass is changed from t = 0.17 mm to t = 0.2.
When it changes to 2 mm, spherical aberration etc. occur greatly,
As is clear from the aberration diagrams in FIGS. 4C and 4D,
It can be seen that the spherical aberration is dramatically corrected by inserting the adapter of this embodiment and moving it to an appropriate position.
【0021】(第2実施例)図5は第2実施例にかかる
アダプターの構成を示す図である。物体側より順に、正
の屈折力を有するレンズ群L1と、接合レンズで光軸A
X方向に可動な可動群G1と、負の屈折力を有するレン
ズ群L2と、正の屈折力を有するレンズ群L3とから構
成される4群5枚のアダプターである。本実施例の特徴
は非球面を導入している点である。非球面を使用したア
ダプターは、大きな球面収差補正能力を有している。ま
た、球面系のアダプターでは、バックアパーチャの異な
る複数の光学系の全てに対して球面収差を補正すること
は困難である。これに対して、非球面を使用したアダプ
ターはかかる複数の光学系に対しても球面収差を良好に
補正できる。(Second Embodiment) FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an adapter according to a second embodiment. In order from the object side, a lens unit L1 having a positive refractive power and an optical axis A
This is a five-group adapter composed of a movable group G1 movable in the X direction, a lens group L2 having a negative refractive power, and a lens group L3 having a positive refractive power. The feature of this embodiment is that an aspherical surface is introduced. An adapter using an aspheric surface has a large spherical aberration correction capability. Further, it is difficult to correct spherical aberration for all of a plurality of optical systems having different back apertures with a spherical adapter. On the other hand, an adapter using an aspherical surface can satisfactorily correct spherical aberration for such a plurality of optical systems.
【0022】本実施例にかかるアダプターはN.A.=1.
30以上の油浸対物レンズに使用するものである。例え
ば生物細胞等の標本を生きた状態で高倍率で観察する場
合等に、オイルの代わりに水を用いることが望まれる。
しかし、油浸対物レンズは、オイルの代わりに水を使用
すると膨大な量の球面収差が発生してしまう。従って、
かかる場合には観察が困難である。本実施例は上記問題
にかんがみてなされたものであり、上記第1実施例と同
様に、第1対物レンズと第2対物レンズとの間に挿入
し、生体標本等を観察したときの水の層に起因する球面
収差を補正する。さらに、本実施例は60倍対物レンズ
と40倍対物レンズとの両者に対して球面収差を補正す
ることが可能である。The adapter according to the present embodiment has NA = 1.
It is used for 30 or more oil immersion objective lenses. For example, when observing a specimen such as a living cell at a high magnification in a living state, it is desired to use water instead of oil.
However, an oil immersion objective lens generates an enormous amount of spherical aberration when water is used instead of oil. Therefore,
In such a case, observation is difficult. This embodiment has been made in view of the above problem, and similarly to the above-described first embodiment, it is inserted between the first objective lens and the second objective lens, and water when observing a biological specimen or the like is observed. Corrects spherical aberration caused by layers. Further, in this embodiment, it is possible to correct spherical aberration for both the 60 × objective lens and the 40 × objective lens.
【0023】かかるアダプターを無限系補正の顕微鏡対
物レンズに使用した場合のレンズ構成を図6に示す。本
実施例では、第1対物レンズとして焦点距離f=3.3
mm、第2対物レンズとしてf=200mm、全系の倍
率60倍(開口数N.A.=1.3)の無限系補正の顕微鏡
対物レンズを使用した。そして、この例では標本の封入
にオイルの代わりに水を用いた場合に発生する球面収差
を補正する。以下の表3に本実施例のアダプターの仕
様、表4にその諸元値をそれぞれ掲げる。なお、非球面
は次式で示される。FIG. 6 shows a lens configuration when such an adapter is used for a microscope objective lens for infinite system correction. In this embodiment, the focal length f = 3.3 as the first objective lens.
mm, a microscope objective lens of f = 200 mm, a magnification of the whole system of 60 times (numerical aperture NA = 1.3), an infinite system correction, was used as a second objective lens. In this example, spherical aberration that occurs when water is used instead of oil to seal the sample is corrected. Table 3 below shows the specifications of the adapter of this embodiment, and Table 4 shows its specifications. The aspheric surface is represented by the following equation.
【0024】[0024]
【数1】x=cy2/{1+(1−κc2y2)1/2}+C
2・y2+C4・y4+C6・y 6+C8・y8+C10・
y10+C12・y12+C14・y14 X = cyTwo/ {1+ (1-κc)TwoyTwo)1/2} + C
2 ・ yTwo+ C4 · yFour+ C6 · y 6+ C8 · y8+ C10 ・
yTen+ C12 · y12+ C14 · y14
【0025】ただし、yは光軸からの高さ、xはサグ
量、cは曲率半径、κは円錐係数、C2,C4…は非球
面係数をそれぞれ表している。ここで、サグ量xとは、
光軸からの高さYにおける光軸方向の曲率半径rの基準
面からの変位量をいう。Where y is the height from the optical axis, x is the amount of sag, c is the radius of curvature, κ is the cone coefficient, and C2, C4... Here, the sag amount x is
It refers to the amount of displacement of the radius of curvature r from the reference plane in the optical axis direction at a height Y from the optical axis.
【0026】[0026]
【表3】 物体からの距離=75mm 視野数=25 プランアポ60倍対物レンズに使用した場合 対応N.A.:1.30(基準時) 1.05(水の層の場合) 水の層:100μm プランフルオール40倍対物レンズに使用した場合 対応N.A.:1.05(基準時) 1.05(水の層の場合) 水の層:100μm[Table 3] Distance from object = 75 mm Field of view = 25 When used for a plan apo 60 × objective lens NA: 1.30 (reference time) 1.05 (for water layer) Water layer: 100 μm planful When used for all 40x objective lens Corresponding NA: 1.05 (standard time) 1.05 (for water layer) Water layer: 100 μm
【0027】[0027]
【表4】 (レンズデータ) 面 r d n(d) 1) 15.62997 1.90000 1.4342500 2) -171.87226 1.76909 1 3) -361.11971 0.90000 1.4342500 4) 12.37328 1.20000 1.6727000 5) 18.92332 4.47557 1 6) -15.33351 0.85000 1.6200400 7) 28.57843 4.56333 1 8) 140.00000 1.84201 1.5182300 9) -16.61358 1 (非球面データ) 面 κ C2 C4 C6 C8 2) 1.0000 0.00000 -9.62061×10-6 -1.30894×10-07 1.73152×10-7 C10 C12 C14 -7.44408×10-9 1.00711×10-10 1.93479×10-21 κ C2 C4 C6 C8 3) 1.0000 0.00000 -1.23028×10-6 -6.66367×10-7 2.27993×10-7 C10 C12 C14 -9.07959×10-9 1.14423×10-10 4.39274×10-21 (可変間隔データ) 対物レンズ 水の層 d0 d1 d2 評価N.A. 60X なし 0.215 0.46 5.78 1.30 60X 100μm 0.052 4.68 1.56 1.05 40X なし 0.197 0.40 5.84 1.05 40X 100μm 0.049 1.77 4.47 1.05[Table 4] (Lens data) Surface rdn (d) 1) 15.62997 1.90000 1.4342500 2) -171.87226 1.76909 1 3) -361.11971 0.90000 1.4342500 4) 12.37328 1.20000 1.6727000 5) 18.92332 4.47557 1 6) -15.33351 0.85000 1.6200400 7) 28.57843 4.56333 1 8) 140.00000 1.84201 1.5182300 9) -16.61358 1 (Aspherical surface) Surface κ C2 C4 C6 C8 2) 1.0000 0.00000 -9.62061 × 10 -6 -1.30894 × 10 -07 1.73152 × 10 -7 C10 C12 C14 -7.44408 × 10 -9 1.00711 × 10 -10 1.93479 × 10 -21 κ C2 C4 C6 C8 3) 1.0000 0.00000 -1.23028 × 10 -6 -6.66367 × 10 -7 2.27993 × 10 -7 C10 C12 C14 -9.07959 × 10 -9 1.14423 × 10 -10 4.39274 × 10 -21 (variable interval data) Objective lens Water layer d0 d1 d2 Evaluation NA 60X None 0.215 0.46 5.78 1.30 60X 100μm 0.052 4.68 1.56 1.05 40X None 0.197 0.40 5.84 1.05 40X 100μm 0.049 1.77 4.47 1.05
【0028】また、表5に本アダプターを60倍の対物
レンズに適用した場合のレンズデータ、表6に40倍の
対物レンズに適用した場合のレンズデータをそれぞれ掲
げる。表5において、第0面から第3面まではカバーガ
ラスと水とオイルの層、第4面から第25面までは第1
対物レンズ、第26面から第34面まではアダプター、
第35面から第40面までは第2対物レンズ、第41面
から第42面は鏡筒プリズムを示している。また、表6
において、第0面から第3面まではカバーガラスと水と
オイルの層、第4面から第27面までは第1対物レン
ズ、第28面から第36面まではアダプター、第37面
から第42面までは第2対物レンズ、第43面から第4
4面までは鏡筒プリズムを示している。Table 5 shows lens data when the adapter is applied to a 60 × objective lens, and Table 6 shows lens data when the adapter is applied to a 40 × objective lens. In Table 5, the cover glass, the layer of water and the oil are on the 0th to 3rd surfaces, and the 1st is on the 4th to 25th surfaces.
Objective lens, adapter from 26th to 34th surface,
The 35th to 40th surfaces indicate the second objective lens, and the 41st to 42nd surfaces indicate the lens barrel prism. Table 6
, The cover glass, water and oil layers from the 0th surface to the 3rd surface, the first objective lens from the 4th to 27th surfaces, the adapter from the 28th to 36th surfaces, and the 37th to 37th surfaces. The second objective lens up to the 42nd surface, the 4th
Up to four surfaces indicate a lens barrel prism.
【0029】[0029]
【表5】 [Table 5]
【0030】[0030]
【表6】 但し、d0はオイルの層の厚み、dwは水の層の厚みを示
す。[Table 6] Here, d0 indicates the thickness of the oil layer, and dw indicates the thickness of the water layer.
【0031】なお、表5,6では光線追跡が容易に行え
るように第2面に水の層が配置されるようになっている
が、実際の顕微鏡では、水の層が最初(第0面)に配置
され、表5,6中の第0、1面が第1、2面に繰り下が
る配置となる。In Tables 5 and 6, a water layer is arranged on the second surface so that ray tracing can be easily performed. However, in an actual microscope, the water layer is first (the 0th surface). ), And the 0th and 1st planes in Tables 5 and 6 fall down to the 1st and 2nd planes.
【0032】図7は60倍の対物レンズに本アダプター
を適用した場合の球面収差図である。図7(a)は水の
層が存在しないときでアダプターを使用していない状
態、図7(b)は水の層が存在するときでアダプターを
使用していない状態、図7(c)は水の層が存在すると
きでアダプターを使用している状態をそれぞれ示してい
る。図から明らかなように、オイルの代わりに水を用い
た時でも、本アダプターを使用する事で球面収差が良好
に補正されていることがわかる。また、図8は40倍の
対物レンズに本アダプターを適用した場合の球面収差図
である。図8(a)は水の層が存在しないときでアダプ
ターを使用していない状態、図8(b)は水の層が存在
するときでアダプターを使用していない状態、図8
(c)は水の層が存在するときでアダプターを使用して
いる状態をそれぞれ示している。図から明らかなよう
に、オイルの代わりに水を用いた時でも、本アダプター
を使用する事で球面収差が良好に補正されていることが
わかる。FIG. 7 is a spherical aberration diagram when the present adapter is applied to a 60 × objective lens. 7 (a) shows a state where no adapter is used when no water layer is present, FIG. 7 (b) shows a state where no adapter is used when a water layer is present, and FIG. Each of the figures shows a state where an adapter is used when a water layer is present. As is apparent from the figure, even when water is used instead of oil, it is understood that the spherical aberration is favorably corrected by using this adapter. FIG. 8 is a spherical aberration diagram when the present adapter is applied to a 40 × objective lens. 8A shows a state where no adapter is used when no water layer is present, and FIG. 8B shows a state where no adapter is used when there is a water layer.
(C) shows a state where an adapter is used when a water layer is present. As is apparent from the figure, even when water is used instead of oil, it is understood that the spherical aberration is favorably corrected by using this adapter.
【0033】また、上記実施例では、オイルの代わりに
水を使用した場合について説明したが、本発明はこの場
合に限られない。例えば、油浸対物レンズにおいて、オ
イルの温度が変化することでオイルの屈折率が変わり球
面収差が発生するような場合でも、本アダプターを適用
できる。また、上記実施例では、負レンズと正レンズと
の接合レンズになっているが、色収差を考慮しなけれ
ば、単一の非球面レンズで構成してもよい。In the above embodiment, the case where water is used instead of oil has been described, but the present invention is not limited to this case. For example, in an oil immersion objective lens, even when the refractive index of the oil changes due to a change in the oil temperature and spherical aberration occurs, the present adapter can be applied. In the above embodiment, the negative lens and the positive lens are cemented. However, as long as chromatic aberration is not taken into consideration, a single aspherical lens may be used.
【0034】(第3実施例)図9は第3実施例にかかる
顕微鏡システムの概略構成を示す図である。ハロゲンラ
ンプHLからの光はコレクタレンズL4と断熱フィルタ
F1を透過され、ほぼ完全な白色光とするためのフィル
タF2を透過する。次に拡散板Dを透過し、視野絞りF
Sで視野を制限された後、反射鏡Mにより光路をほぼ9
0度折り曲げられる。そして、フィールドレンズFLを
透過しコンデンサレンズCLに光が結像させられる。さ
らに、開口絞りを通過し明るさを制限された後、対物レ
ンズOLを透過する。対物レンズOLの観察者側には、
上記各実施例と同様の構成を有する球面収差補正光学系
ADが、不図示の着脱機構によりレボルバー内の光路中
に着脱可能である。最後に鏡筒プリズムを経て、接眼レ
ンズEPを透過し、標本像が観察される。(Third Embodiment) FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of a microscope system according to a third embodiment. The light from the halogen lamp HL is transmitted through the collector lens L4 and the adiabatic filter F1, and is transmitted through the filter F2 for obtaining almost perfect white light. Next, the light passes through the diffusion plate D, and the field stop F
After the field of view is limited by S, the optical path is almost 9
Folded 0 degrees. Then, the light passes through the field lens FL and is focused on the condenser lens CL. Further, after passing through the aperture stop and limiting the brightness, the light passes through the objective lens OL. On the observer side of the objective lens OL,
The spherical aberration correction optical system AD having the same configuration as that of each of the above embodiments can be attached to and detached from the optical path in the revolver by an attachment / detachment mechanism (not shown). Finally, the light passes through the eyepiece lens EP through the lens barrel prism, and the sample image is observed.
【0035】本システムでは、不図示の標本近傍のカバ
ーガラスの厚さを変えた場合などに起因して発生する球
面収差を、球面収差補正光学系ADにより容易に補正す
ることができる。また、上述したように、球面収差補正
光学系ADは、着脱可能としないで、光路中に固定した
構成でもよい。In the present system, spherical aberration caused by, for example, changing the thickness of the cover glass near the specimen (not shown) can be easily corrected by the spherical aberration correcting optical system AD. Further, as described above, the spherical aberration correction optical system AD may be configured to be fixed in the optical path without being detachable.
【0036】なお、本発明は、その趣旨を逸脱しない範
囲で上記実施例に限定されることなく様々な構成をとる
ことができる。このため、顕微鏡システムに限られず、
その他の光学観察装置に適用できることはいうまでもな
い。The present invention can take various configurations without being limited to the above-described embodiments without departing from the spirit thereof. For this reason, it is not limited to a microscope system,
It goes without saying that the present invention can be applied to other optical observation devices.
【0037】[0037]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
物体側に配置される透明な平行平面板の厚さの変化(ば
らつき)等に対して諸収差、特に球面収差を良好に補正
できるような球面収差補正光学系を提供することができ
る。また、上記球面収差補正光学系を備える光学観察装
置では、諸収差、特に球面収差が良好に補正されている
ので、常に良好な観察を行うことが出来る。As described above, according to the present invention,
It is possible to provide a spherical aberration correction optical system capable of satisfactorily correcting various aberrations, particularly spherical aberration, with respect to a change (variation) in the thickness of a transparent parallel plane plate disposed on the object side. Further, in the optical observation apparatus provided with the above-mentioned spherical aberration correcting optical system, since various aberrations, especially spherical aberration, are satisfactorily corrected, good observation can always be performed.
【図1】本発明にかかるアダプターが球面収差を補正す
る光路図を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an optical path diagram in which an adapter according to the present invention corrects spherical aberration.
【図2】第1実施例にかかるアダプターのレンズ構成を
示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a lens configuration of the adapter according to the first embodiment.
【図3】第1実施例にかかるアダプターを顕微鏡対物レ
ンズに使用したときのレンズ構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a lens configuration when the adapter according to the first embodiment is used for a microscope objective lens.
【図4】第1実施例にかかるアダプターの球面収差図で
ある。FIG. 4 is a spherical aberration diagram of the adapter according to the first example.
【図5】第2実施例にかかるアダプターのレンズ構成を
示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a lens configuration of an adapter according to a second example.
【図6】第2実施例にかかるアダプターを顕微鏡対物レ
ンズに使用したときのレンズ構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a lens configuration when the adapter according to the second embodiment is used for a microscope objective lens.
【図7】第2実施例にかかるアダプターを60倍の対物
レンズに使用した場合の球面収差図である。FIG. 7 is a spherical aberration diagram when the adapter according to the second example is used for a 60 × objective lens.
【図8】第2実施例にかかるアダプターを40倍の対物
レンズに使用した場合の球面収差図である。FIG. 8 is a spherical aberration diagram when the adapter according to the second example is used for a 40 × objective lens.
【図9】第3実施例にかかる顕微鏡システムの図であ
る。FIG. 9 is a diagram of a microscope system according to a third embodiment.
L1〜L3 各レンズ成分 G1 可動群 AX 光軸 S 接合面 HL ハロゲンランプ L4 コレクタレンズ F1 断熱フィルタ F2 フィルタ D 拡散板 FS 視野絞り M 反射鏡 FS フィールドレンズ CL コンデンサレンズ AS 開口絞り OL 対物レンズ AD アダプター P 鏡筒プリズム EP 接眼レンズ L1 to L3 Each lens component G1 Movable group AX Optical axis S Joint surface HL Halogen lamp L4 Collector lens F1 Adiabatic filter F2 Filter D Diffusion plate FS Field stop M Reflector FS Field lens CL Condenser lens AS Aperture stop OL Objective lens AD Adapter P Barrel prism EP eyepiece
Claims (5)
側のレンズ群が負の屈折力を有し、正レンズと負レンズ
との接合レンズを含む可動レンズ群を有し、該可動レン
ズ群が光軸方向に移動することで球面収差を補正するこ
とを特徴とする球面収差補正光学系。1. A movable lens group inserted on the image side of an objective lens, wherein a lens group closest to an object has a negative refractive power, and includes a movable lens group including a cemented lens of a positive lens and a negative lens. A spherical aberration correcting optical system wherein the group moves in the optical axis direction to correct spherical aberration.
を有する球面収差補正光学系とから成る球面収差補正光
学装置であって、 前記球面収差補正光学系は、前記対物レンズの像側に着
脱自在であり、最も物体側のレンズ群が負の屈折力を有
し、光軸方向に移動することで球面収差を補正すること
を特徴とする球面収差補正光学装置。2. A spherical aberration correcting optical device comprising an objective lens and a spherical aberration correcting optical system having a movable lens group including a cemented lens of a positive lens and a negative lens, wherein the spherical aberration correcting optical system comprises: A spherical aberration correcting optical device which is detachably attached to the image side of the objective lens, wherein the lens group closest to the object side has negative refractive power, and corrects spherical aberration by moving in the optical axis direction. .
ンズを有する可動レンズ群を有し、光軸方向に移動する
ことで球面収差を補正することを特徴とする球面収差補
正光学系。3. A spherical aberration correcting optical system comprising a movable lens group having an aspherical lens inserted on the image side of an objective lens, and correcting a spherical aberration by moving in a direction of an optical axis.
との接合レンズを含むことを特徴とする請求項3に記載
の球面収差補正光学系。4. The spherical aberration correcting optical system according to claim 3, wherein said movable lens group includes a cemented lens of a positive lens and a negative lens.
正光学系、又は請求項2に記載の球面収差補正光学装置
を備えることを特徴とする光学観察装置。5. An optical observation apparatus comprising the spherical aberration correcting optical system according to claim 1, 3 or 4, or the spherical aberration correcting optical apparatus according to claim 2.
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