JP2013222078A - 顕微鏡対物レンズ - Google Patents
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Abstract
【課題】より広い範囲を観察できるコンパクトな顕微鏡対物レンズを提供すること。
【解決手段】無限遠補正の結像レンズの焦点距離をＦｔｌ、最大像高をＩＨ、中間鏡筒倍率係数をＱ、投影倍率係数をＰとそれぞれしたとき、
顕微鏡対物レンズと結像レンズの間の主光線最大傾角ＣＲＡ（単位：度）は、条件式（１）を満足することを特徴とする顕微鏡対物レンズである。
５＜ＣＲＡ＜２２ （１）
ＣＲＡ＝ｔａｎ−１（ＩＨ／（Ｆｔｌ×Ｑ×Ｐ））
【選択図】図１
【解決手段】無限遠補正の結像レンズの焦点距離をＦｔｌ、最大像高をＩＨ、中間鏡筒倍率係数をＱ、投影倍率係数をＰとそれぞれしたとき、
顕微鏡対物レンズと結像レンズの間の主光線最大傾角ＣＲＡ（単位：度）は、条件式（１）を満足することを特徴とする顕微鏡対物レンズである。
５＜ＣＲＡ＜２２ （１）
ＣＲＡ＝ｔａｎ−１（ＩＨ／（Ｆｔｌ×Ｑ×Ｐ））
【選択図】図１
Description
本発明は、顕微鏡対物レンズに関するものである。
近年、肉眼観察用の接眼レンズを備えないデジタル専用顕微鏡が開発されている。例えば、従来の対物レンズよりも解像力を維持したまま、広い範囲を撮影するための顕微鏡レンズが特許文献１に提案されている。この対物レンズは、２０倍対物レンズ並みの解像力（ＮＡ＝０．８）を有する１０倍対物レンズである。
従来の顕微鏡対物レンズでは、レンズ全長が既存の対物レンズの４５ｍｍに対して６０〜１２０ｍｍと非常に大きくなってしまう。また、射出瞳径も既存の対物レンズのφ１５程度に比較して、φ３０程度となる。このように、従来の対物レンズは、既存の対物レンズのほぼ２倍の大きさとなってしまう。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、より広い範囲を観察できるコンパクトな顕微鏡対物レンズを提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の顕微鏡対物レンズは、
無限遠補正の結像レンズの焦点距離をＦｔｌ、最大像高をＩＨ、中間鏡筒倍率係数をＱ、投影倍率係数をＰとそれぞれしたとき、
顕微鏡対物レンズと結像レンズの間の主光線最大傾角ＣＲＡ（単位：度）は、条件式（１）を満足することを特徴とする。
５＜ＣＲＡ＜２２ （１）
ＣＲＡ＝ｔａｎ−１（ＩＨ／（Ｆｔｌ×Ｑ×Ｐ））
無限遠補正の結像レンズの焦点距離をＦｔｌ、最大像高をＩＨ、中間鏡筒倍率係数をＱ、投影倍率係数をＰとそれぞれしたとき、
顕微鏡対物レンズと結像レンズの間の主光線最大傾角ＣＲＡ（単位：度）は、条件式（１）を満足することを特徴とする。
５＜ＣＲＡ＜２２ （１）
ＣＲＡ＝ｔａｎ−１（ＩＨ／（Ｆｔｌ×Ｑ×Ｐ））
本発明にかかる顕微鏡対物レンズは、より広い範囲を観察できるコンパクトなレンズであるという効果を奏する。
以下に、本発明にかかる顕微鏡対物レンズの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
まず、従来の顕微鏡においては、結像レンズの基準焦点距離は１６０ｍｍから２１０ｍｍに設定されている。肉眼観察用の双眼装置を構成するため、結像レンズの最終面から像までの空気換算距離が１５０ｍｍ以上必要である。
接眼レンズは双眼装置のプリズムの大きさ及び１０倍接眼レンズの設計から視野数は最大でもφ２６．５である。これ以上視野数が大きいと双眼プリズムの有効径が大きくなってプリズムが大きくなる。これにより、高価になると同時に１０倍接眼レンズの設計も難しくなる。この結果、実用化されていない。したがって、各対物レンズの実際の標本観察範囲も、視野数φ２６．５程度を上限として、対物レンズの倍率で割った範囲で収差補正、設計されている。
このような従来のシステムの特徴を再考し、鋭意研究した結果、上述の双眼装置の制約から、対物レンズと結像レンズとの光線がアフォーカル部分における最大主光線傾角（ＣＲＡ）が制約されていることを見出した。
最大視野数をφ２６．５のとき、結像レンズの焦点距離が１６０〜２１０ｍｍであればＣＲＡは３．６１°〜４．７４°である。既存の従来の顕微鏡対物レンズは、この値を上回ることなく設計されている。
電子撮像素子で像を取得する構成の場合、電子撮像素子の素子サイズにあわせて結像レンズ以降で投影倍率を調整する。ここで、光束がアフォーカル部分におけるＣＲＡは変わらない。
このシステムにとらわれたもとで、上述の特許文献１に記載されたようにＮＡを保ったまま広範囲を撮影しようとすると、対物レンズのサイズを係数倍することで観察視野径を大きくする思想で設計していた。これにより、同時に瞳径も大きくなり、レンズ径が太くなってしまう。そして、ＣＲＡはほぼ変わらない。
このシステムにとらわれたもとで、上述の特許文献１に記載されたようにＮＡを保ったまま広範囲を撮影しようとすると、対物レンズのサイズを係数倍することで観察視野径を大きくする思想で設計していた。これにより、同時に瞳径も大きくなり、レンズ径が太くなってしまう。そして、ＣＲＡはほぼ変わらない。
本実施形態では、無限遠補正の結像レンズの焦点距離をＦｔｌ、最大像高をＩＨ、中間鏡筒倍率係数をＱ、投影倍率係数をＰとそれぞれしたとき、
顕微鏡対物レンズと結像レンズの間の主光線最大傾角ＣＲＡ（単位：度）は、条件式（１）を満足することを特徴とする。
５＜ＣＲＡ＜２２ （１）
ＣＲＡ＝ｔａｎ−１(ＩＨ／（Ｆｔｌ×Ｑ×Ｐ））
顕微鏡対物レンズと結像レンズの間の主光線最大傾角ＣＲＡ（単位：度）は、条件式（１）を満足することを特徴とする。
５＜ＣＲＡ＜２２ （１）
ＣＲＡ＝ｔａｎ−１(ＩＨ／（Ｆｔｌ×Ｑ×Ｐ））
本実施形態は、ＣＲＡを大きくすることで光学系の全長、太さを大きくせず、より広い視野を撮影できる撮像素子専用の顕微鏡を構成した。対物レンズの焦点距離を大きくせず観察視野径を拡げ、同時に瞳径も大きくならないため光学系は大きくならずに済む。
条件式（１）は、ＣＲＡの適切な範囲を規定している。
条件式（１）の下限値を下回ると、従来のシステムと変わらず効果がない。
条件式（１）の上限値を上回ると、顕微鏡対物レンズ、結像レンズとも像面湾曲、コマ収差の補正が十分にできない。
条件式（１）の下限値を下回ると、従来のシステムと変わらず効果がない。
条件式（１）の上限値を上回ると、顕微鏡対物レンズ、結像レンズとも像面湾曲、コマ収差の補正が十分にできない。
条件式（１）の代わりに、条件式（１’）を満足することが望ましい。
６＜ＣＲＡ＜１８ （１’）
条件式（１）の代わりに、条件式（１”）を満足することがさらに望ましい。
６＜ＣＲＡ＜１３ （１”）
６＜ＣＲＡ＜１８ （１’）
条件式（１）の代わりに、条件式（１”）を満足することがさらに望ましい。
６＜ＣＲＡ＜１３ （１”）
また、本実施形態において、顕微鏡対物レンズの射出瞳径φＰは、
φＰ＜１５ （２）
を満足することが望ましい。
φＰ＜１５ （２）
を満足することが望ましい。
条件式（２）は、射出瞳径の適切な範囲を規定している。
条件式（２）の上限値を上回ると、顕微鏡対物レンズのコマ収差を補正することが難しくなり補正するため顕微鏡対物レンズのレンズ枚数も増加し大型化する。
条件式（２）の上限値を上回ると、顕微鏡対物レンズのコマ収差を補正することが難しくなり補正するため顕微鏡対物レンズのレンズ枚数も増加し大型化する。
また、本実施形態において、顕微鏡対物レンズの入射側の開口数をＮＡ、顕微鏡対物レンズの焦点距離をＦｏｂとしたとき、結像面に配置される撮像素子への総合投影倍率を以下に定義されるβとそれぞれしたとき、条件式（３）、（４）を満足することが望ましい。
β＝(Ｆｔｌ×Ｑ×Ｐ)／Ｆｏｂであり、
０．２＜ＮＡ （３）
ｌｏｇ（２×ＩＨ／β）＞−１．０６×ＮＡ＋０．８６ （４）
β＝(Ｆｔｌ×Ｑ×Ｐ)／Ｆｏｂであり、
０．２＜ＮＡ （３）
ｌｏｇ（２×ＩＨ／β）＞−１．０６×ＮＡ＋０．８６ （４）
条件式（３）は、ＮＡの適切な範囲を規定している。
条件式（３）の下限値を下回ると、顕微鏡対物レンズとして期待される分解能を十分得られない。
また、条件式（４）の左辺は標本の観察範囲の直径であり、右辺のＮＡの一次関数との関係式である。従来、対物レンズは１０倍、２０倍と離散的な値である。これは観察接眼との倍率を掛け合わせた総合倍率を適正な値にするためである。
条件式（３）の下限値を下回ると、顕微鏡対物レンズとして期待される分解能を十分得られない。
また、条件式（４）の左辺は標本の観察範囲の直径であり、右辺のＮＡの一次関数との関係式である。従来、対物レンズは１０倍、２０倍と離散的な値である。これは観察接眼との倍率を掛け合わせた総合倍率を適正な値にするためである。
これに対して、固体撮像素子で撮像する場合はそのような制約はない。このため、顕微鏡対物レンズの倍率も自由に設定できる。これにより、条件式（４）は従来の顕微鏡より広い範囲を十分なＮＡで撮影する境界を表わしている。
以下に、本発明に係る顕微鏡対物レンズの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
以下、本発明の顕微鏡対物レンズの実施例１〜４について説明する。
図１（ａ）は、実施例１に係る顕微鏡対物レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。図１（ｂ）は、本顕微鏡対物レンズと組み合わせる結像レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。
図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ実施例１にかかる顕微鏡対物レンズの非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、球面収差（ＳＡ）を示す収差図である。
なお、図１（ａ）において、ＣＧはカバーガラスである。また、物体側とは、試料側をいう。
図１（ａ）は、実施例１に係る顕微鏡対物レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。図１（ｂ）は、本顕微鏡対物レンズと組み合わせる結像レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。
図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ実施例１にかかる顕微鏡対物レンズの非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、球面収差（ＳＡ）を示す収差図である。
なお、図１（ａ）において、ＣＧはカバーガラスである。また、物体側とは、試料側をいう。
実施例１の顕微鏡対物レンズは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と両凸正レンズＬ２の接合レンズと、両凸正レンズＬ３と、両凸正レンズＬ４と両凹負レンズＬ５との接合レンズと、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ６と像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７との接合レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ８とからなる。
図１（ｂ）は、実施例１の顕微鏡対物レンズに組み合せる結像レンズの概略構成を示す断面構成図である。
物体側から順に、両凸正レンズＬ２１と、両凹負レンズＬ２２と両凸正レンズＬ２３との接合レンズと、平凸正レンズＬ２４と平凹負レンズＬ２５との接合レンズと、両凸正レンズＬ２６からなる。
物体側から順に、両凸正レンズＬ２１と、両凹負レンズＬ２２と両凸正レンズＬ２３との接合レンズと、平凸正レンズＬ２４と平凹負レンズＬ２５との接合レンズと、両凸正レンズＬ２６からなる。
図３（ａ）は、実施例２に係る顕微鏡対物レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。図３（ｂ）は、本顕微鏡対物レンズと組み合わせる結像レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ実施例２にかかる顕微鏡対物レンズの非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、球面収差（ＳＡ）を示す収差図である。
なお、図３（ａ）において、ＣＧはカバーガラスである。また、物体側とは、試料側をいう。
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ実施例２にかかる顕微鏡対物レンズの非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、球面収差（ＳＡ）を示す収差図である。
なお、図３（ａ）において、ＣＧはカバーガラスである。また、物体側とは、試料側をいう。
実施例２の顕微鏡対物レンズは、物体側から順に、両凸正レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４との接合レンズと、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５と像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ６との接合レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７とからなる。
図３（ｂ）は、実施例２の顕微鏡対物レンズに組み合せる結像レンズの概略構成を示す断面構成図である。
物体側から順に、平凸正レンズＬ２１と、両凸正レンズＬ２２と、両凸正レンズＬ２３と両凹負レンズＬ２４との接合レンズと、平凸正レンズＬ２５とからなる。
物体側から順に、平凸正レンズＬ２１と、両凸正レンズＬ２２と、両凸正レンズＬ２３と両凹負レンズＬ２４との接合レンズと、平凸正レンズＬ２５とからなる。
図５（ａ）は、実施例３に係る顕微鏡対物レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。図５（ｂ）は、本顕微鏡対物レンズと組み合わせる結像レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ実施例３にかかる顕微鏡対物レンズの非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、球面収差（ＳＡ）を示す収差図である。
なお、図５（ａ）において、ＣＧはカバーガラスである。また、物体側とは、試料側をいう。
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ実施例３にかかる顕微鏡対物レンズの非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、球面収差（ＳＡ）を示す収差図である。
なお、図５（ａ）において、ＣＧはカバーガラスである。また、物体側とは、試料側をいう。
実施例３の顕微鏡対物レンズは、物体側から順に、両凹負レンズＬ１と両凸正レンズＬ２との接合レンズと、両凸正レンズＬ３と、両凹負レンズＬ４と両凸正レンズＬ５との接合レンズと、両凹負レンズＬ６と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７と両凸正レンズＬ８との接合レンズとからなる。
図３（ｂ）は、実施例３の顕微鏡対物レンズに組み合せる結像レンズの概略構成を示す断面構成図である。
物体側から順に、両凹負レンズＬ２１と両凸正レンズＬ２２との接合レンズと、両凸正レンズＬ２３と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２４との接合レンズとからなる。
物体側から順に、両凹負レンズＬ２１と両凸正レンズＬ２２との接合レンズと、両凸正レンズＬ２３と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２４との接合レンズとからなる。
図７（ａ）は、実施例４に係る顕微鏡対物レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。図７（ｂ）は、本顕微鏡対物レンズと組み合わせる結像レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。
図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ実施例４にかかる顕微鏡対物レンズの非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、球面収差（ＳＡ）を示す収差図である。
なお、図７（ａ）において、ＣＧはカバーガラスである。また、物体側とは、試料側をいう。
図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ実施例４にかかる顕微鏡対物レンズの非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、球面収差（ＳＡ）を示す収差図である。
なお、図７（ａ）において、ＣＧはカバーガラスである。また、物体側とは、試料側をいう。
実施例４の顕微鏡対物レンズは、物体側から順に、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２と、両凹負レンズＬ３と両凸正レンズＬ４との接合レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５と両凸正レンズＬ６との接合レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ７と両凸正レンズＬ８と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９との接合レンズと、両凸正レンズＬ１０と両凹負レンズＬ１１との接合レンズとからなる。
図７（ｂ）は、実施例４の顕微鏡対物レンズに組み合せる結像レンズの概略構成を示す断面構成図である。
物体側から順に、両凹負レンズＬ２１と両凸正レンズＬ２２との接合レンズと、両凸正レンズＬ２３と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２４との接合レンズとからなる。
物体側から順に、両凹負レンズＬ２１と両凸正レンズＬ２２との接合レンズと、両凸正レンズＬ２３と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２４との接合レンズとからなる。
次に、上記各実施例の顕微鏡対物レンズと結像レンズを構成する光学部材の数値データを示す。数値データ中、ｆｔｌは結像レンズ全体の焦点距離、なお、ｒは光学部材の曲率半径、ｄは光学部材の面間隔（肉厚又は空気間隔）、ｎｄは光学部材のｄ線における屈折率、νdは光学部材のｄ線におけるアッベ数をそれぞれ示している。
また、ＮＡは顕微鏡対物レンズの入射側の開口数、Ｆｏｂは顕微鏡対物レンズの焦点距離、Ｆｔｌは全系の焦点距離、ＩＨは最大像高、Ｑは中間鏡筒倍率係数、Ｐは投影倍率係数、ＣＲＡ（単位：度）は主光線最大傾角、φｐは射出瞳径、βは総合投影倍率である。
また、ＮＡは顕微鏡対物レンズの入射側の開口数、Ｆｏｂは顕微鏡対物レンズの焦点距離、Ｆｔｌは全系の焦点距離、ＩＨは最大像高、Ｑは中間鏡筒倍率係数、Ｐは投影倍率係数、ＣＲＡ（単位：度）は主光線最大傾角、φｐは射出瞳径、βは総合投影倍率である。
数値実施例１
単位 ｍｍ
面データ
対物レンズ
面番号 r d nd νd
物体 ∞ 0.17 1.5163 64.1
0 ∞ 11.21
1 172.221 0.55 1.7215 29.2
2 27.654 3.44 1.6968 55.4
3 -19.291 0.14
4 58.215 2.63 1.6968 55.4
5 -46.909 0.14
6 12.165 5.70 1.6968 55.4
7 -31.350 0.95 1.6889 31.2
8 8.002 6.20
9 -8.266 0.89 1.6034 38.0
10 -364.112 5.13 1.6935 53.3
11 -13.604 0.14
12 -137.084 2.68 1.7237 38.1
13 -30.866
結像レンズ
面番号 r d nd νd
21 48.952 3.00 1.4875 70.2
22 -326.612 2.47
23 -25.056 2.50 1.6134 44.3
24 41.275 6.00 1.7200 46.0
25 -33.253 0.25
26 30.955 4.50 1.4970 81.5
27 ∞ 2.50 1.6541 39.7
28 23.497 2.90
29 37.460 4.41 1.4875 70.2
30 -84.979
(条件式対応値）
NA 0.40
Fob 18.03
Ftl 50.0
CRA 13°
Q 1
P 1
β＝(Ftl×Q×P)/Fob 2.77
IH 11
φP 14.4
log(2×IH/β） 0.90
-1.06×NA+0.86 0.44
単位 ｍｍ
面データ
対物レンズ
面番号 r d nd νd
物体 ∞ 0.17 1.5163 64.1
0 ∞ 11.21
1 172.221 0.55 1.7215 29.2
2 27.654 3.44 1.6968 55.4
3 -19.291 0.14
4 58.215 2.63 1.6968 55.4
5 -46.909 0.14
6 12.165 5.70 1.6968 55.4
7 -31.350 0.95 1.6889 31.2
8 8.002 6.20
9 -8.266 0.89 1.6034 38.0
10 -364.112 5.13 1.6935 53.3
11 -13.604 0.14
12 -137.084 2.68 1.7237 38.1
13 -30.866
結像レンズ
面番号 r d nd νd
21 48.952 3.00 1.4875 70.2
22 -326.612 2.47
23 -25.056 2.50 1.6134 44.3
24 41.275 6.00 1.7200 46.0
25 -33.253 0.25
26 30.955 4.50 1.4970 81.5
27 ∞ 2.50 1.6541 39.7
28 23.497 2.90
29 37.460 4.41 1.4875 70.2
30 -84.979
(条件式対応値）
NA 0.40
Fob 18.03
Ftl 50.0
CRA 13°
Q 1
P 1
β＝(Ftl×Q×P)/Fob 2.77
IH 11
φP 14.4
log(2×IH/β） 0.90
-1.06×NA+0.86 0.44
数値実施例２
単位：ｍｍ
対物レンズ
面番号 r d nd νd
物体 ∞ 0.17 1.5163 64.1
0 ∞ 7.30
1 166.845 0.61 1.7130 53.8
2 -15.327 0.02
3 6.284 0.82 1.6779 55.3
4 22.990 0.04
5 4.483 1.63 1.7130 53.8
6 38.317 0.40 1.6989 30.1
7 2.859 3.22
8 -3.203 0.33 1.6483 33.8
9 -122.623 1.67 1.6935 53.3
10 -5.670 0.02
11 -24.767 1.25 1.6645 35.8
12 -7.568
結像レンズ
面番号 r d nd νd
21 ∞ 4.68 1.5163 64.1
22 -41.885 0.22
23 54.746 6.84 1.5891 61.1
24 -73.486 0.22
25 36.462 8.40 1.5891 61.1
26 -73.486 3.24 1.7618 26.5
27 21.803 5.71
28 33.850 5.76 1.7859 44.2
29 ∞
(条件式対応値）
NA 0.35
Fob 9.9
Ftl 30
CRA 20.4°
Q 1
P 1
β=(Ftl×Q×P)/Fob 3.0
IH 11
φP 6.9
log(2×IH/β) 0.86
-1.06×NA+0.86 0.49
単位：ｍｍ
対物レンズ
面番号 r d nd νd
物体 ∞ 0.17 1.5163 64.1
0 ∞ 7.30
1 166.845 0.61 1.7130 53.8
2 -15.327 0.02
3 6.284 0.82 1.6779 55.3
4 22.990 0.04
5 4.483 1.63 1.7130 53.8
6 38.317 0.40 1.6989 30.1
7 2.859 3.22
8 -3.203 0.33 1.6483 33.8
9 -122.623 1.67 1.6935 53.3
10 -5.670 0.02
11 -24.767 1.25 1.6645 35.8
12 -7.568
結像レンズ
面番号 r d nd νd
21 ∞ 4.68 1.5163 64.1
22 -41.885 0.22
23 54.746 6.84 1.5891 61.1
24 -73.486 0.22
25 36.462 8.40 1.5891 61.1
26 -73.486 3.24 1.7618 26.5
27 21.803 5.71
28 33.850 5.76 1.7859 44.2
29 ∞
(条件式対応値）
NA 0.35
Fob 9.9
Ftl 30
CRA 20.4°
Q 1
P 1
β=(Ftl×Q×P)/Fob 3.0
IH 11
φP 6.9
log(2×IH/β) 0.86
-1.06×NA+0.86 0.49
数値実施例３
単位：ｍｍ
対物レンズ
面番号 r d nd νd
物体 ∞ 0.17 1.5163 64.1
0 ∞ 1.47
1 -7.296 2.23 1.5268 51.4
2 14.633 8.02 1.4339 95.6
3 -7.961 1.00
4 65.889 2.59 1.4856 85.2
5 -16.706 1.80
6 -74.525 0.89 1.6204 38.4
7 19.611 3.39 1.4856 85.2
8 -25.809 26.21
9 -461.611 1.07 1.5891 61.1
10 15.094 2.23 1.6204 38.4
11 21.286 5.26 1.4339 95.6
12 -26.908
結像レンズ
面番号 r d nd νd
21 -25.344 3.75 1.5163 64.1
22 146.068 8.75 1.6779 55.3
23 -32.678 2.50
24 91.455 8.75 1.4970 81.5
25 -31.076 3.75 1.6730 38.1
26 -112.813
(条件式対応値）
NA 0.3
Fob 18
Ftl 90
CRA 7.3°
Q 1
P 1
β=(Ftl×Q×P)/Fob 5
IH 11
φP 10.8
log(2×IH/β） 0.64
-1.06×NA+0.86 0.54
単位：ｍｍ
対物レンズ
面番号 r d nd νd
物体 ∞ 0.17 1.5163 64.1
0 ∞ 1.47
1 -7.296 2.23 1.5268 51.4
2 14.633 8.02 1.4339 95.6
3 -7.961 1.00
4 65.889 2.59 1.4856 85.2
5 -16.706 1.80
6 -74.525 0.89 1.6204 38.4
7 19.611 3.39 1.4856 85.2
8 -25.809 26.21
9 -461.611 1.07 1.5891 61.1
10 15.094 2.23 1.6204 38.4
11 21.286 5.26 1.4339 95.6
12 -26.908
結像レンズ
面番号 r d nd νd
21 -25.344 3.75 1.5163 64.1
22 146.068 8.75 1.6779 55.3
23 -32.678 2.50
24 91.455 8.75 1.4970 81.5
25 -31.076 3.75 1.6730 38.1
26 -112.813
(条件式対応値）
NA 0.3
Fob 18
Ftl 90
CRA 7.3°
Q 1
P 1
β=(Ftl×Q×P)/Fob 5
IH 11
φP 10.8
log(2×IH/β） 0.64
-1.06×NA+0.86 0.54
数値実施例４
単位：ｍｍ
対物レンズ
面番号 r d nd νd
物体 ∞ 0.17 1.5163 64.1
0 ∞ 0.48
1 -3.377 4.12 1.4587 67.7
2 -3.334 0.14
3 -12.952 2.45 1.5691 71.3
4 -6.973 0.18
5 -89.413 0.99 1.5750 41.4
6 15.155 5.85 1.4339 95.3
7 -9.522 0.18
8 125.839 0.90 1.5520 49.7
9 16.241 4.88 1.4856 85.2
10 -17.209 1.90
11 39.450 1.17 1.5520 49.7
12 7.407 6.84 1.4339 95.3
13 -12.884 1.02 1.5268 51.4
14 -64.453 17.55
15 76.843 2.52 1.6034 38.0
16 -9.751 1.53 1.4856 85.2
17 11.623
結像レンズ
面番号 r d nd νd
21 -21.420 3.17 1.5163 64.1
22 123.450 7.40 1.6779 55.3
23 -27.618 2.11
24 77.294 7.40 1.4970 81.5
25 -26.264 3.17 1.6730 38.1
26 -95.345
(条件式対応値）
NA 0.75
Fob 4.5
Ftl 76
CRA 8.7°
Q 1
P 1
β=(Ftl×Q×P)/Fob 17
IH 11
φP 6.8
log(2×IH/β) 0.11
-1.06×NA+0.86 0.06
単位：ｍｍ
対物レンズ
面番号 r d nd νd
物体 ∞ 0.17 1.5163 64.1
0 ∞ 0.48
1 -3.377 4.12 1.4587 67.7
2 -3.334 0.14
3 -12.952 2.45 1.5691 71.3
4 -6.973 0.18
5 -89.413 0.99 1.5750 41.4
6 15.155 5.85 1.4339 95.3
7 -9.522 0.18
8 125.839 0.90 1.5520 49.7
9 16.241 4.88 1.4856 85.2
10 -17.209 1.90
11 39.450 1.17 1.5520 49.7
12 7.407 6.84 1.4339 95.3
13 -12.884 1.02 1.5268 51.4
14 -64.453 17.55
15 76.843 2.52 1.6034 38.0
16 -9.751 1.53 1.4856 85.2
17 11.623
結像レンズ
面番号 r d nd νd
21 -21.420 3.17 1.5163 64.1
22 123.450 7.40 1.6779 55.3
23 -27.618 2.11
24 77.294 7.40 1.4970 81.5
25 -26.264 3.17 1.6730 38.1
26 -95.345
(条件式対応値）
NA 0.75
Fob 4.5
Ftl 76
CRA 8.7°
Q 1
P 1
β=(Ftl×Q×P)/Fob 17
IH 11
φP 6.8
log(2×IH/β) 0.11
-1.06×NA+0.86 0.06
以上のように、本発明にかかる顕微鏡対物レンズは、大きなＮＡで広い範囲を撮影するコンパクトな顕微鏡システムに有用である。
Ｌ１〜Ｌ１１、Ｌ２１〜Ｌ２６ 各レンズ
ＣＧ カバーガラス
ＣＧ カバーガラス
Claims (3)
- 無限遠補正の結像レンズの焦点距離をＦｔｌ、最大像高をＩＨ、中間鏡筒倍率係数をＱ、投影倍率係数をＰとそれぞれしたとき、
顕微鏡対物レンズと結像レンズの間の主光線最大傾角ＣＲＡ（単位：度）は、条件式（１）を満足することを特徴とする顕微鏡対物レンズ。
５＜ＣＲＡ＜２２ （１）
ＣＲＡ＝ｔａｎ−１（ＩＨ／（Ｆｔｌ×Ｑ×Ｐ）） - 前記顕微鏡対物レンズの射出瞳径φＰは、条件式（２）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。
φＰ＜１５ （２） - 前記顕微鏡対物レンズの入射側の開口数をＮＡ、前記顕微鏡対物レンズの焦点距離をＦｏｂとし、結像面に配置される撮像素子への総合投影倍率を以下に定義されるβとしたとき、
β＝（Ｆｔｌ×Ｑ×Ｐ）／Ｆｏｂ、
条件式（３）、（４）を満足することを特徴とする請求項２に記載の顕微鏡対物レンズ。
０．２＜ＮＡ （３）
ｌｏｇ（２×ＩＨ／β）＞−１．０６×ＮＡ＋０．８６ （４）
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|
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-
2013
- 2013-04-11 WO PCT/JP2013/060907 patent/WO2013157470A1/ja active Application Filing
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