JP2009205007A - Finite system objective optical system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有限系対物光学系に関するものである。 The present invention relates to a finite objective optical system.
従来、生体を低侵襲で観察できる光学系を実現するために、外径が小さく、全長が長く、色収差が良好に補正される適正なレンズ群の配置が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, in order to realize an optical system capable of observing a living body with minimal invasiveness, an appropriate arrangement of lens groups having a small outer diameter, a long total length, and good correction of chromatic aberration has been disclosed (for example, Patent Document 1). reference.).
脳神経の研究の分野などではさらに侵襲度を低くするために外径をさらに小さくする必要があることが分かってきた。
これに対して、特許文献1に開示されているレンズ群は色収差を補正するために第2群の接合レンズのアッベ数差を35以上にすることを提案している。しかしながら、アッベ数差を35以上するためには、低分散側のガラスのアッベ数が80より大きい異常分散ガラスを使わざるを得ず、一般に異常分散ガラスは磨耗度が高いものが多く、特に小径のレンズの場合には加工が極めて困難であるという不都合がある。
In the field of cranial nerve research and the like, it has been found that the outer diameter needs to be further reduced in order to further reduce the degree of invasiveness.
On the other hand, the lens group disclosed in
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、レンズの加工性がよく、外径が小さく、全長が長く、球面収差、色収差、コマ収差が良く補正され、in vivo観察に適した有限系対物光学系を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and has good workability of the lens, a small outer diameter, a long overall length, and well corrected spherical aberration, chromatic aberration, and coma aberration, and is suitable for in vivo observation. The object is to provide a finite objective optical system.
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、物体側から、正パワーの第1群と、接合レンズを含む第2群と、両凸レンズで構成された第3群と、接合レンズを含む第4群と、正パワーの第5群とで構成され、前記第2群および第4群の接合面が、負の屈折力を持ち、以下の条件式(1)〜(7)を満足する有限系対物光学系を提供する。
(1) 0.05<|(1/F2+1/F5)/(1/F1+1/F3+1/F5)|<0.25
(2) ν2L<75
(3) 8<ν2L−ν2H<30
(4) 0.05<n2H−n2L<0.15
(5) ν4L<75
(6) 8<ν4L−ν4H<30
(7) 0.05<n4H−n4L<0.15
ここで、
F1,F2,F3,F4,F5:第1群、第2群、第3群、第4群、第5群の焦点距離、
n2H:前記第2群の屈折率が高い方のレンズのd線の屈折率、
n2L:前記第2群の屈折率が低い方のレンズのd線の屈折率、
ν2H:前記第2群の屈折率が高い方のレンズのアッベ数、
ν2L:前記第2群の屈折率が低い方のレンズのアッベ数、
n4H:前記第4群の屈折率が高い方のレンズのd線の屈折率、
n4L:前記第4群の屈折率が低い方のレンズのd線の屈折率、
ν4H:前記第4群の屈折率が高い方のレンズのアッベ数、
ν4L:前記第4群の屈折率が低い方のレンズのアッベ数である。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The present invention includes, from the object side, a positive power first group, a second group including a cemented lens, a third group composed of biconvex lenses, a fourth group including a cemented lens, and a fifth positive power. There is provided a finite objective optical system that is configured by a group, the joint surfaces of the second group and the fourth group have negative refractive power, and satisfy the following conditional expressions (1) to (7).
(1) 0.05 <| (1 / F 2 + 1 / F 5 ) / (1 / F 1 + 1 / F 3 + 1 / F 5 ) | <0.25
(2) ν 2L <75
(3) 8 <ν 2L −ν 2H <30
(4) 0.05 <n 2H -n 2L <0.15
(5) ν 4L <75
(6) 8 <ν 4L −ν 4H <30
(7) 0.05 <n 4H -n 4L <0.15
here,
F 1 , F 2 , F 3 , F 4 , F 5 : first group, second group, third group, fourth group, fifth group focal length,
n 2H : d-line refractive index of the lens having the higher refractive index of the second group,
n 2L : d-line refractive index of the lens having the lower refractive index of the second group,
ν 2H : Abbe number of the lens having the higher refractive index of the second group,
ν 2L : Abbe number of the lens having the lower refractive index of the second group,
n 4H : d-line refractive index of the lens having the higher refractive index of the fourth group,
n 4L : d-line refractive index of the lens having the lower refractive index of the fourth group,
ν 4H : Abbe number of the lens having the higher refractive index of the fourth group,
ν 4L : Abbe number of the lens having the lower refractive index of the fourth group.
本発明によれば、物体からの光を正パワーの第1群および第3群の物体側の凸面でほぼ平行にし、第3群の像側および第5群で光を収束させて中間像を形成させる。これらの群で発生した、軸上色収差および球面収差を第2群および第4群の接合レンズの負パワーの接合面で補正することができる。 According to the present invention, the light from the object is made substantially parallel by the convex surfaces on the object side of the first group and the third group of positive power, and the intermediate image is formed by converging the light on the image side and the fifth group of the third group. Let it form. The axial chromatic aberration and spherical aberration generated in these groups can be corrected by the negative power cemented surfaces of the second and fourth group cemented lenses.
条件式(1)を満たすことにより、光束径を大きくしないで球面収差、軸上色収差をバランスよく補正することができる。0.05以下であると球面収差や軸上色収差が補正不足になり、0.25以上であると第3群での光束径が大きくなり、動物に対する侵襲度が高くなるが、条件式(1)を満たすことによりそのような不都合の発生を防止することができる。 By satisfying conditional expression (1), it is possible to correct spherical aberration and longitudinal chromatic aberration in a balanced manner without increasing the beam diameter. If it is 0.05 or less, spherical aberration and axial chromatic aberration are undercorrected, and if it is 0.25 or more, the diameter of the light beam in the third group becomes large and the degree of invasiveness to animals increases, but conditional expression (1 ) Can be prevented from occurring.
条件式(2)を満たすことにより、第2群のレンズの加工性を向上することができる。75以下の領域には加工性が悪い硝材が多い。
条件式(3)を満たすことにより、軸上色収差を補正することができる。8以下であると色収差が十分補正できず、30以上の場合には難加工硝材を使う必要が出てくる。
条件式(4)を満たすことにより、負のパワーを大きくしないで接合面の曲率半径を小さくして、軸上色収差と球面収差が補正することができる。
条件式(5)を満たすことにより、第4群のレンズの加工性を向上することができる。75以上の領域には加工性が悪い硝材が多い。
条件式(6)を満たすことにより、軸上色収差を補正することができる。8以下の場合には色収差が十分補正できず、30以上の場合には難加工硝材を使う必要が出てくる。
条件式(7)を満たすことによい、負のパワーを大きくしないで接合面の曲率半径を小さくして、軸上色収差と球面収差を補正することができる。
By satisfying conditional expression (2), the workability of the second lens group can be improved. There are many glass materials with poor workability in the region of 75 or less.
By satisfying conditional expression (3), axial chromatic aberration can be corrected. If it is 8 or less, the chromatic aberration cannot be sufficiently corrected, and if it is 30 or more, it becomes necessary to use difficult-to-process glass material.
By satisfying conditional expression (4), it is possible to correct the longitudinal chromatic aberration and the spherical aberration by reducing the curvature radius of the joint surface without increasing the negative power.
By satisfying conditional expression (5), the workability of the fourth lens group can be improved. There are many glass materials with poor workability in the region of 75 or more.
By satisfying conditional expression (6), axial chromatic aberration can be corrected. If it is 8 or less, the chromatic aberration cannot be corrected sufficiently, and if it is 30 or more, it becomes necessary to use difficult-to-process glass material.
The axial chromatic aberration and the spherical aberration can be corrected by reducing the radius of curvature of the joint surface without increasing the negative power, which is preferable to satisfy the conditional expression (7).
上記発明においては、前記第3群が以下の条件式(8)を満足することが好ましい。
(8) ν3>60
ここで、ν3は第3群のアッベ数である。
このようにすることで、第3群での軸上色収差の発生を小さくすることができる。60以下の場合には、軸上色収差の補正が難しくなる。
In the above invention, it is preferable that the third group satisfies the following conditional expression (8).
(8) ν 3 > 60
Here, ν3 is the Abbe number of the third group.
By doing so, it is possible to reduce the occurrence of axial chromatic aberration in the third group. In the case of 60 or less, it is difficult to correct axial chromatic aberration.
また、上記発明においては、前記第5群が両凸レンズであり、以下の条件式(9)を満足することが好ましい。
(9) 1.5<|R5i/R5o|<2.5
ここで、
R5i:第5群の像側の曲率半径、
R5o:第5群の物体側の曲率半径である。
このようにすることで、球面収差およびコマ収差の発生を小さくするとともに、中間像の位置を第5群の像側レンズ端面から離すことができる。1.5以下の場合には、球面収差、コマ収差が補正不足になり、2.5以上の場合には、中間像の位置と第5群の像側レンズ端面との距離が短くなり過ぎて、レンズの微小なコート欠陥が観察像に映りこみ易くなるという問題がある。
Moreover, in the said invention, it is preferable that the said 5th group is a biconvex lens, and satisfies the following conditional expressions (9).
(9) 1.5 <| R 5i / R 5o | <2.5
here,
R 5i : radius of curvature of the fifth group on the image side,
R 5o is the radius of curvature of the fifth group on the object side.
By doing so, the occurrence of spherical aberration and coma aberration can be reduced, and the position of the intermediate image can be separated from the end surface of the image side lens of the fifth group. When the ratio is 1.5 or less, the spherical aberration and the coma aberration are undercorrected. When the ratio is 2.5 or more, the distance between the position of the intermediate image and the end surface of the image side lens of the fifth group becomes too short. There is a problem that minute coating defects of the lens are easily reflected in the observation image.
本発明によれば、レンズの加工性がよく、外径が小さく、全長が長く、球面収差、色収差、コマ収差が良く補正された有限系対物光学系を提供することができるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that it is possible to provide a finite objective optical system in which the workability of the lens is good, the outer diameter is small, the total length is long, and spherical aberration, chromatic aberration, and coma aberration are well corrected.
本発明の一実施形態に係る有限系対物光学系1について、図1〜図3を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る有限系対物光学系1は、図1に示される顕微鏡2に備えられている。この顕微鏡2は、レーザ走査型顕微鏡であって、レーザ光を出射するレーザ光源3と、該レーザ光源3からのレーザ光を集光するカップリング光学系4と、該カップリング光学系4により集光されたレーザ光を導光する光ファイバ5と、該光ファイバ5によってレーザ光源3と接続された顕微鏡本体6とを備えている。
A finite objective
A finite objective
レーザ光源3は、波長の異なるレーザ光を出射する複数の光源3a,3bと、ミラー3c、ダイクロイックミラー3dを備えている。
The laser light source 3 includes a plurality of
顕微鏡本体6は、光ファイバ5から出射されたレーザ光を略平行光に変換するコリメート光学系7と、該コリメート光学系7により略平行光にされたレーザ光を偏向するダイクロイックミラー8と、該ダイクロイックミラー8により偏向されたレーザ光を2次元的に走査する近接ガルバノミラー9と、該近接ガルバノミラー9により走査されたレーザ光を集光する瞳投影光学系10、結像光学系11および先端光学系12とを備えている。
The microscope body 6 includes a collimating optical system 7 that converts laser light emitted from the
先端光学系12は、作動距離調整光学系13と、中間光学系14と、本実施形態に係る有限系対物光学系1とを備えている。
作動距離調整光学系13は、図2に示されるように、負レンズ群13aと正レンズ群13bと正レンズ群13bを駆動するレンズ駆動手段13cとを備えている。結像光学系11側から入射した平行なレーザ光は、この作動距離調整光学系13の負レンズ群13a側から射出されるが、レンズ駆動手段13cによって正レンズ群13bが光軸方向に移動させられると、作動距離調整光学系13から射出される光束の発散または収束角が変化するようになっている。
The tip
As shown in FIG. 2, the working distance adjusting
中間光学系14は、作動距離調整光学系13から入射した光を集光するようになっている。集光位置は作動距離調整光学系13の正レンズ群13bの位置により変化する。
本実施形態に係る有限系対物光学系1は、中間光学系14によって集光された光を再び試料A中に集光することにより、試料Aを照明するようになっている。
The intermediate
The finite objective
本実施例では集光された点が観察点になるが、有限系対物光学系1の最先端部からのこの点までの光軸方向の距離、すなわち、作動距離(略してWD)は、作動距離調整光学系13の正レンズ群13bの位置により変化するので、これによって試料A内の任意の深さの画像を観察したり、作動距離を変化させながら画像取得することで3次元画像を構成することができるようになっている。
In this embodiment, the focused point becomes the observation point, but the distance in the optical axis direction from the most advanced portion of the finite objective
本実施形態に係る有限系対物光学系1は、図3に示されるように、物体側より光軸方向に沿って、平行平面板L11と平凸レンズL12とを接合した正パワーの第1群G1と、平凹レンズL21と平凸レンズL22とを接合した第2群G2と、両凸レンズL3からなる第3群G3と、平凸レンズL41と平凹レンズL42とを接合した第4群G4と、両凸レンズL5からなる正パワーの第5群G5とから構成されている。
As shown in FIG. 3, the finite objective
平凹レンズL21の屈折率は平凸レンズL22の屈折率より高いので、第2群G2の接合面は負のパワーを持っている。また、平凸レンズL41の屈折率は平凹レンズL42の屈折率より低いので第4群G4の接合面も負のパワーを持っている。また、本実施形態に係る有限系対物光学系は、以下の条件式(1)〜(7)を満足している。 Since the flat refractive index of the concave lens L 21 is higher than the refractive index of the plano-convex lens L 22, the bonding surfaces of the second group G 2 has a negative power. Further, since the refractive index of the plano-convex lens L 41 is lower than the refractive index of the plano-concave lens L 42 , the cemented surface of the fourth group G 4 also has a negative power. Further, the finite objective optical system according to the present embodiment satisfies the following conditional expressions (1) to (7).
(1) 0.05<|(1/F2+1/F5)/(1/F1+1/F3+1/F5)|<0.25
(2) ν2L<75
(3) 8<ν2L−ν2H<30
(4) 0.05<n2H−n2L<0.15
(5) ν4L<75
(6) 8<ν4L−ν4H<30
(7) 0.05<n4H−n4L<0.15
ここで、F1,F2,F3,F4,F5:第1群G1、第2群G2、第3群G3、第4群G4、第5群G5の焦点距離、n2H:第2群G2の屈折率が高い方の平凹レンズL21のd線の屈折率、n2L:第2群G2の屈折率が低い方の平凸レンズL22のd線の屈折率、ν2H:第2群G2の屈折率が高い方の平凹レンズL21のアッベ数、ν2L:第2群G2の屈折率が低い方の平凸レンズL22のアッベ数、n4H:第4群G4の屈折率が高い方の平凹レンズL42のd線の屈折率、n4L:第4群G4の屈折率が低い方の平凸レンズL41のd線の屈折率、ν4H:第4群G4の屈折率が高い方の平凹レンズL42のアッベ数、ν4L:第4群G4の屈折率が低い方の平凸レンズL41のアッベ数である。
(1) 0.05 <| (1 / F 2 + 1 / F 5 ) / (1 / F 1 + 1 / F 3 + 1 / F 5 ) | <0.25
(2) ν 2L <75
(3) 8 <ν 2L −ν 2H <30
(4) 0.05 <n 2H -n 2L <0.15
(5) ν 4L <75
(6) 8 <ν 4L −ν 4H <30
(7) 0.05 <n 4H -n 4L <0.15
Here, F 1 , F 2 , F 3 , F 4 , F 5 : focal lengths of the first group G 1 , the second group G 2 , the third group G 3 , the fourth group G 4 , and the fifth group G 5 , N 2H : d-line refractive index of the plano-concave lens L 21 with the higher refractive index of the second group G 2 , n 2L : d-line refractive index of the plano-convex lens L 22 with the lower refractive index of the second group G 2 Refractive index, ν 2H : Abbe number of the plano-concave lens L 21 with the higher refractive index of the second group G 2 , ν 2L : Abbe number of the plano-convex lens L 22 with the lower refractive index of the second group G 2 , n 4H: d-line refractive index of the fourth group G plano L 42 of the higher refractive index of 4, n 4L: refractive index of d-line of the four groups G 4 refractive index is lower plano L 41 , [nu 4H: the four group G 4 refractive index higher plano Abbe number of L 42, ν 4L: Abbe number of the plano-convex lens L 41 having the lower refractive index of the fourth group G 4 A.
このようにすることで、試料Aからの光を正パワーの第1群G1および第3群G3の物体側の凸面でほぼ平行にし、第3群G3の像側および第5群G5で光を収束させて中間像を形成させる。そして、これらの群G1,G3,G5で発生した、色収差および球面収差を第2群G2および第4群G4の接合レンズの負パワーの接合面で補正することができる。 In this way, the light from the sample A is made substantially parallel by the object-side convex surfaces of the first group G 1 and the third group G 3 having positive power, and the image side and the fifth group G of the third group G 3. 5 converges the light to form an intermediate image. Then, chromatic aberration and spherical aberration generated in the groups G 1 , G 3 , and G 5 can be corrected by the negative power cemented surfaces of the cemented lenses of the second group G 2 and the fourth group G 4 .
条件式(1)を満たすことにより、光束径を大きくしないで球面収差、軸上色収差をバランスよく補正することができる。0.05以下であると球面収差や軸上色収差が補正不足になり、0.25以上であると第3群G3での光束径が大きくなり、試料Aに対する侵襲度が高くなるが、条件式(1)を満たすことによりそのような不都合の発生を防止することができる。 By satisfying conditional expression (1), it is possible to correct spherical aberration and longitudinal chromatic aberration in a balanced manner without increasing the beam diameter. 0.05 corrected insufficiently spherical aberration and axial chromatic aberration is not more than, if it is 0.25 or more beam diameter is increased in the third group G 3, but invasive for the sample A is higher, the condition The occurrence of such inconvenience can be prevented by satisfying Expression (1).
条件式(2)を満たすことにより、第2群G2のレンズの加工性を向上することができる。75以下の領域には加工性が悪い硝材が多い。
条件式(3)を満たすことにより、軸上色収差を補正することができる。8以下であると色収差が十分補正できず、30以上の場合には難加工硝材を使う必要が出てくる。
条件式(4)を満たすことにより、負のパワーを大きくしないで接合面の曲率半径を小さくして、軸上色収差と球面収差が補正することができる。
By satisfying conditional expression (2), it is possible to improve the workability of the second group G 2 of the lens. There are many glass materials with poor workability in the region of 75 or less.
By satisfying conditional expression (3), axial chromatic aberration can be corrected. If it is 8 or less, the chromatic aberration cannot be sufficiently corrected, and if it is 30 or more, it becomes necessary to use difficult-to-process glass material.
By satisfying conditional expression (4), it is possible to correct the longitudinal chromatic aberration and the spherical aberration by reducing the curvature radius of the joint surface without increasing the negative power.
条件式(5)を満たすことにより、第4群G4のレンズの加工性を向上することができる。75以上の領域には加工性が悪い硝材が多い。
条件式(6)を満たすことにより、軸上色収差を補正することができる。8以下の場合には色収差が十分補正できず、30以上の場合には難加工硝材を使う必要が出てくる。
条件式(7)を満たすことによい、負のパワーを大きくしないで接合面の曲率半径を小さくして、軸上色収差と球面収差を補正することができる。
By satisfying the conditional expression (5), it is possible to improve the processability of the fourth group G 4 lens. There are many glass materials with poor workability in the region of 75 or more.
By satisfying conditional expression (6), axial chromatic aberration can be corrected. If it is 8 or less, the chromatic aberration cannot be corrected sufficiently, and if it is 30 or more, it becomes necessary to use difficult-to-process glass material.
The axial chromatic aberration and the spherical aberration can be corrected by reducing the radius of curvature of the joint surface without increasing the negative power, which is preferable to satisfy the conditional expression (7).
また、顕微鏡本体6は、先端光学系により集光され、結像光学系11、瞳投影光学系10および近接ガルバノミラー9を介して戻り、ダイクロイックミラー8を透過した試料Aからの蛍光または反射光を集光するカップリング光学系15を備えている。また、顕微鏡2は、該カップリング光学系15により集光された試料Aからの蛍光または反射光を導光する光ファイバ16を介して顕微鏡本体6に接続され、該光ファイバ16により導光された蛍光または反射光を検出する検出光学系17と、これらを制御する制御部18と、検出光学系17により検出された蛍光または反射光の画像を表示する表示部(図示略)とを備えている。顕微鏡本体6は、相互に直交する3軸(XYZ)方向に移動可能に設けられるとともに、各軸回りに回転可能に設けられており、検出光学系17の先端の位置および角度を任意に調節することができるようになっている。
The microscope body 6 is condensed by the tip optical system, returns through the imaging
近接ガルバノミラー9は、観察位置を有限系対物光学系1の光軸に対して略垂直方向で走査するようになっている。そして、近接ガルバノミラー9の振り角に対応した範囲の試料Aからの光の強度分布が表示部に表示されるようになっている。
有限系対物光学系1は、その先端を試料Aに密着させることにより、試料Aの呼吸や拍動による観察像のブレを抑えるようになっている。
The
The finite objective
検出光学系17は、光ファイバ16により導光されてきた蛍光または反射光を略平行光にするコリメート光学系19と、波長ごとに分岐する複数のダイクロイックミラー20およびミラー21と、バリアフィルタ22と、集光レンズ23と、光検出器24とを備えている。
The detection
このように構成された本実施形態に係る有限系対物光学系1の作用について以下に説明する。
上記顕微鏡2を使用して試料Aの観察を行うには、有限系対物光学系1の先端を試料Aに密着させた状態で、レーザ光源3からレーザ光を出射させ、光ファイバ5を介して顕微鏡本体6に導かれたレーザ光をダイクロイックミラー8により偏向し、近接ガルバノミラー9によって2次元的に走査し、瞳投影光学系10、結像光学系11、および先端光学系12を介して試料Aに照射する。
The operation of the finite objective
In order to observe the sample A using the microscope 2, a laser beam is emitted from the laser light source 3 with the tip of the finite objective
レーザ光が照射された試料Aにおいては、蛍光物質が励起されることにより蛍光が発生し、発生した蛍光は、有限系対物光学系1によって集光され、中間光学系14、作動距離調整光学系13、結像光学系11、瞳投影光学系10および近接ガルバノミラー9を介して戻り、ダイクロイックミラー8を透過してカップリング光学系15によって光ファイバ16の端部に集光され、光ファイバ16によって導光された後に検出光学系17により検出される。
In the sample A irradiated with the laser light, fluorescence is generated by exciting the fluorescent material, and the generated fluorescence is collected by the finite objective
この場合において、例えば、レンズ駆動手段13cによって正レンズ群13bを光軸方向に移動すると、有限系対物光学系1の作動距離(有限系対物光学系1の先端を基準として焦点が合う距離)が変化する。
したがって、有限系対物光学系1を動かすことなく、試料A内の任意の深さの画像を観察することができる。さらに、正レンズ群13bを動かしながら複数の画像を取得すれば、試料Aの3次元画像を取得することができる。
In this case, for example, when the
Therefore, an image having an arbitrary depth in the sample A can be observed without moving the finite objective
本実施形態に係る有限系対物光学系1によれば、条件式(1)〜(7)を満足することにより、レンズの加工性を向上し、外径を小さくし、全長を長くし、球面収差、色収差およびコマ収差を良好に補正することができる。その結果、in vivo 観察に適した有限系対物光学系1を提供することができる。
According to the finite objective
(実施例1)
以下、本実施形態に係る有限系対物光学系1の第1の実施例について、図3〜図6を参照して説明する。
本実施例に係る有限系対物光学系1の各レンズの配列を図3に、そのレンズデータを表1に示す。
Example 1
Hereinafter, a first example of the finite objective
FIG. 3 shows the arrangement of the lenses of the finite objective
表1において(以下、各表において同様。)、Sは面番号、Rは曲率半径、Dは面間隔、ndはd線の屈折率、νはアッベ数である。
また、本実施例の有限系対物光学系1の物体側を水(d線の屈折率1.33304、アッベ数55.79)で満たし、作動距離が0.2mmのときの各収差を図4〜図6にそれぞれ示す。
収差図において、NAは物体側の開口数、FIYは物体高を示している。
本実施例によれば、球面収差、色収差、コマ収差が良く補正されていることがわかる。
In Table 1 (hereinafter, the same applies to each table), S is the surface number, R is the radius of curvature, D is the surface spacing, nd is the refractive index of the d-line, and ν is the Abbe number.
In addition, each aberration when the object side of the finite objective
In the aberration diagrams, NA represents the numerical aperture on the object side, and FIY represents the object height.
According to this example, it can be seen that spherical aberration, chromatic aberration, and coma are well corrected.
(実施例2)
次に、本実施形態に係る有限系対物光学系1の第2の実施例について、図7〜図10を参照して説明する。
本実施例に係る有限系対物光学系1の各レンズの配列を図7に、そのレンズデータを表2に示す。
(Example 2)
Next, a second example of the finite objective
FIG. 7 shows the arrangement of the lenses of the finite objective
本実施例に係る有限系対物光学系1は、第1の実施例に係る有限系対物光学系1の第2群G2および第4群G4のガラスの種類を変えたものである。
第1の実施例と同様の条件における本実施例に係る有限系対物光学系1の各収差を図8〜図10にそれぞれ示す。
この収差図によれば、実施例1よりも軸上色収差、球面収差が良好に補正されていることがわかる。
The finite objective
Each aberration of the finite objective
According to this aberration diagram, it can be seen that axial chromatic aberration and spherical aberration are corrected better than in the first embodiment.
(実施例3)
次に、本実施形態に係る有限系対物光学系1の第3の実施例について、図11〜図14を参照して説明する。
本実施例に係る有限系対物光学系1の各レンズの配列を図11に、そのレンズデータを表3に示す。
(Example 3)
Next, a third example of the finite objective
The arrangement of the lenses of the finite objective
本実施例に係る有限系対物光学系1は、第2の実施例に係る有限系対物光学系1の第1群G1のパワーを少し上げることでNAを大きく下げずに、先端側のレンズ径を小さくしたものである。これにより、より低侵襲な対物光学系を実現することができる。
第1の実施例と同様の条件における本実施例に係る有限系対物光学系1の各収差を図12〜図14にそれぞれ示す。
Finite-system objective
Each aberration of the finite objective
(実施例4)
次に、本実施形態に係る有限系対物光学系1の第4の実施例について、図15〜図18を参照して説明する。
本実施例に係る有限系対物光学系1の各レンズの配列を図15に、そのレンズデータを表4に示す。
Example 4
Next, a fourth example of the finite objective
FIG. 15 shows the arrangement of the lenses of the finite objective
本実施例に係る有限系対物光学系1は、第2の実施例に係る有限系対物光学系1の第1群G1を独立した平行平板ガラスL11と両凸レンズL12とに分割したものである。このようにすることで、両凸レンズL12,L5、平凹レンズL21,L42、平凸レンズL22,L41は共通部品とすることができ、製造コストを低減できるという利点がある。
第1の実施例と同様の条件における本実施例に係る有限系対物光学系1の各収差を図16〜図18にそれぞれ示す。
Finite-system objective
Each aberration of the finite objective
また、上記実施例1〜実施例4においては、上記条件式(1)〜(9)が満たされていることが表5により明らかである。 Moreover, in the said Example 1- Example 4, it is clear from Table 5 that the said conditional expression (1)-(9) is satisfy | filled.
A 試料(物体)
G1 第1群
G2 第2群
G3 第3群
G4 第4群
G5 第5群
L3,L5 両凸レンズ
1 有限系対物光学系
A Sample (object)
G 1 1st group G 2 2nd group G 3 3rd group G 4 4th group G 5 5th group L 3 , L 5
Claims (3)
前記第2群および第4群の接合面が、負の屈折力を持ち、以下の条件式(1)〜(7)を満足する有限系対物光学系。
(1) 0.05<|(1/F2+1/F5)/(1/F1+1/F3+1/F5)|<0.25
(2) ν2L<75
(3) 8<ν2L−ν2H<30
(4) 0.05<n2H−n2L<0.15
(5) ν4L<75
(6) 8<ν4L−ν4H<30
(7) 0.05<n4H−n4L<0.15
ここで、
F1,F2,F3,F4,F5:第1群、第2群、第3群、第4群、第5群の焦点距離、
n2H:前記第2群の屈折率が高い方のレンズのd線の屈折率、
n2L:前記第2群の屈折率が低い方のレンズのd線の屈折率、
ν2H:前記第2群の屈折率が高い方のレンズのアッベ数、
ν2L:前記第2群の屈折率が低い方のレンズのアッベ数、
n4H:前記第4群の屈折率が高い方のレンズのd線の屈折率、
n4L:前記第4群の屈折率が低い方のレンズのd線の屈折率、
ν4H:前記第4群の屈折率が高い方のレンズのアッベ数、
ν4L:前記第4群の屈折率が低い方のレンズのアッベ数である。 From the object side, a first group of positive power, a second group including a cemented lens, a third group composed of a biconvex lens, a fourth group including a cemented lens, and a fifth group of positive power And
The finite objective optical system in which the cemented surfaces of the second group and the fourth group have negative refractive power and satisfy the following conditional expressions (1) to (7).
(1) 0.05 <| (1 / F 2 + 1 / F 5 ) / (1 / F 1 + 1 / F 3 + 1 / F 5 ) | <0.25
(2) ν 2L <75
(3) 8 <ν 2L −ν 2H <30
(4) 0.05 <n 2H -n 2L <0.15
(5) ν 4L <75
(6) 8 <ν 4L −ν 4H <30
(7) 0.05 <n 4H -n 4L <0.15
here,
F 1 , F 2 , F 3 , F 4 , F 5 : first group, second group, third group, fourth group, fifth group focal length,
n 2H : d-line refractive index of the lens having the higher refractive index of the second group,
n 2L : d-line refractive index of the lens having the lower refractive index of the second group,
ν 2H : Abbe number of the lens having the higher refractive index of the second group,
ν 2L : Abbe number of the lens having the lower refractive index of the second group,
n 4H : d-line refractive index of the lens having the higher refractive index of the fourth group,
n 4L : d-line refractive index of the lens having the lower refractive index of the fourth group,
ν 4H : Abbe number of the lens having the higher refractive index of the fourth group,
ν 4L : Abbe number of the lens having the lower refractive index of the fourth group.
(8) ν3>60
ここで、ν3は第3群のアッベ数である。 The finite objective optical system according to claim 1, wherein the third group satisfies the following conditional expression (8).
(8) ν 3 > 60
Here, ν3 is the Abbe number of the third group.
(9) 1.5<|R5i/R5o|<2.5
ここで、
R5i:第5群の像側の曲率半径、
R5o:第5群の物体側の曲率半径である。 3. The finite objective optical system according to claim 1, wherein the fifth group is a biconvex lens and satisfies the following conditional expression (9).
(9) 1.5 <| R 5i / R 5o | <2.5
here,
R 5i : radius of curvature of the fifth group on the image side,
R 5o is the radius of curvature of the fifth group on the object side.
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JP2008048762A JP2009205007A (en) | 2008-02-28 | 2008-02-28 | Finite system objective optical system |
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