JP2019191275A - 顕微鏡対物レンズ - Google Patents

顕微鏡対物レンズ Download PDF

Info

Publication number
JP2019191275A
JP2019191275A JP2018080955A JP2018080955A JP2019191275A JP 2019191275 A JP2019191275 A JP 2019191275A JP 2018080955 A JP2018080955 A JP 2018080955A JP 2018080955 A JP2018080955 A JP 2018080955A JP 2019191275 A JP2019191275 A JP 2019191275A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
cemented
objective lens
object side
microscope objective
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018080955A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7134686B2 (ja
Inventor
笠原　隆
Takashi Kasahara
隆 笠原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Corp filed Critical Olympus Corp
Priority to JP2018080955A priority Critical patent/JP7134686B2/ja
Priority to US16/378,110 priority patent/US10859808B2/en
Publication of JP2019191275A publication Critical patent/JP2019191275A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7134686B2 publication Critical patent/JP7134686B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/02—Objectives
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/33—Immersion oils, or microscope systems or objectives for use with immersion fluids
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/34—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having four components only

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)

Abstract

【課題】浸液用であって、1.49以上の開口数を有し、物体からの微弱な光を用いて物体を高い解像力で観察可能な顕微鏡対物レンズを提供する。【解決手段】対物レンズ１は４群構成を有する。第１レンズ群Ｇ１は第１接合レンズＬ１と少なくとも１つの単レンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は複数の接合レンズを含み、最も物体側に第２接合レンズＣＬ２を含む。第３レンズ群Ｇ３は像側に凹面を向けたレンズ成分からなる。第４レンズ群Ｇ４は最も物体側に凹面を物体側に向けたレンズ成分を含む。対物レンズ１は以下の条件式を満たす。0.986≦NAob/N0≦0.995（１）、0.0095≦1/(N1×ν1)≦0.015（２）、但し、NAobは対物レンズ１の開口数である。N0は浸液のe線に対する屈折率である。N1は第１接合レンズに含まれるメニスカスレンズのe線に対する屈折率である。ν1はメニスカスレンズのｄ線に対するアッベ数である。【選択図】図１

Description

本明細書の開示は、顕微鏡対物レンズに関し、特に、液浸系の顕微鏡対物レンズに関する。
近年、生物学の分野では、生体細胞内の運動や活性についての観察が、全反射型蛍光顕微鏡法（Total Internal Reflection Fluorescence Microscopy、以降、TIRFMと記す。）を用いて盛んに行われている。TIRFMでは、照明光をカバーガラスと標本との境界面で全反射させるために、高い開口数を有する顕微鏡対物レンズが使用される。
従来技術における高開口数を有する顕微鏡対物レンズは、例えば、特許文献１、特許文献２に記載されている。
特開２００６−１１３４８６号公報 特開２００７−１２１３３８号公報
ところで、高い開口数を実現するための方法の一つに、特殊なオイル又はカバーガラスを用いる方法がある。このような特殊なオイル又はカバーガラスを用いることなしに高開口数を有し、且つ、球面収差、色収差などの諸収差を良好に補正することは非常に難しい。
以上のような実情を踏まえ、本発明の一側面に係る目的は、屈折率1.52程度のイマージョンオイルを浸液として用いた観察において、1.49以上の開口数を有し、物体からの微弱な光を用いて、物体を高い解像力で観察可能な顕微鏡対物レンズを提供することである。
本発明の一態様に係る対物レンズは、液浸系の顕微鏡対物レンズであって、物体側から順に、正の屈折力を有するレンズとメニスカスレンズとからなる第１接合レンズと、正の屈折力を有する少なくとも１つの単レンズと、からなり、正の屈折力を有する第１レンズ群と、複数の接合レンズを含み、正の屈折力を有する第２レンズ群であって、最も物体側に第２接合レンズを含む、第２レンズ群と、像側に凹面を向けた第１レンズ成分からなり、負の屈折力を有する第３レンズ群と、最も物体側に、物体側に凹面を向けた第２レンズ成分を含む第４レンズ群と、からなる。対物レンズは、以下の条件式を満たす。
0.986≦NAob/N0≦0.995 （１）
0.0095≦1/(N1×ν1)≦0.015 （２）
但し、NAobは、前記顕微鏡対物レンズの物体側の開口数である。N0は、前記顕微鏡対物レンズで使用される浸液のe線に対する屈折率である。N1は、前記第１接合レンズに含まれる前記メニスカスレンズのe線に対する屈折率である。ν1は、前記メニスカスレンズのｄ線に対するアッベ数である。
上記の態様によれば、屈折率1.52程度のイマージョンオイルを浸液として用いた観察において、1.49以上の開口数を有し、物体からの微弱な光を用いて、物体を高い解像力で観察可能な顕微鏡対物レンズを提供することができる。
本発明の実施例１に係る対物レンズ１の断面図である。 結像レンズ１０の断面図である。 図１に示す対物レンズ１と図２に示す結像レンズ１０からなる光学系の収差図である。 本発明の実施例２に係る対物レンズ２の断面図である。 図４に示す対物レンズ２と図２に示す結像レンズ１０からなる光学系の収差図である。 本発明の実施例３に係る対物レンズ３の断面図である。 図６に示す対物レンズ３と図２に示す結像レンズ１０からなる光学系の収差図である。
本願の一実施形態に係る対物レンズについて説明する。本実施形態に係る対物レンズ（以降、単に対物レンズと記す）は、結像レンズと組み合わせて使用される無限遠補正型の顕微鏡対物レンズである。この対物レンズは、標本と対物レンズの間に浸液を介在させた状態で標本を観察するときに用いられる、いわゆる液浸系の顕微鏡対物レンズである。
この対物レンズは、60倍以上の倍率を有し、且つ、1.49以上の開口数を有する。また、この対物レンズは、４群構成を有し、物体側から順に配置された、第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群、第４レンズ群からなる。
第１レンズ群は、正の屈折力を有し、物体側から順に配置された、正の屈折力を有するレンズとメニスカスレンズとからなる接合レンズ（以降、第１接合レンズと記す。）と、正の屈折力を有する少なくとも１つの単レンズと、からなる。
第１レンズ群は、主に、高い開口数において、球面収差の発生を抑えながらペッツバール和を良好に補正する役割を担っている。マージナル光線高さが低い物体付近の領域に、メニスカスレンズを含む第１接合レンズが配置されることによって、ペッツバール和を効果的に補正することが可能となる。
第２レンズ群は、正の屈折力を有し、複数の接合レンズを含み、全体として正の屈折力を有している。なお、第２レンズ群の最も物体側に配置されたレンズ成分は、接合レンズ（以降、第２接合レンズと記す。）である。
第２レンズ群は、主に、色収差を低減する役割を担っている。複数の接合レンズを含むことによって、対物レンズ内のスペースを効率的に使用しながら効果的に色収差補正を行うことが可能となる。
第３レンズ群は、負の屈折力を有し、像側に凹面を向けたレンズ成分（以降、第１レンズ成分と記す。）からなる。第４レンズ群は、最も物体側に、物体側に凹面を向けたレンズ成分（以降、第２レンズ成分と記す。）を含んでいる。即ち、第３レンズ群と第４レンズ群は、互いに凹面を向けて配置されている。なお、第４レンズ群は、負の屈折力を有することが望ましい。
第３レンズ群は、主に、コマ収差を良好に補正する役割を担っている。また、第４レンズ群は、主に、非点収差とコマ収差を良好に補正する役割を担っている。
この対物レンズは、以下の条件式を満たしている。
0.986≦NAob/N0≦0.995 （１）
0.0095≦1/(N1×ν1)≦0.015 （２）
但し、NAobは、対物レンズの物体側の開口数である。N0は、対物レンズで使用される浸液のe線に対する屈折率である。N1は、第１接合レンズに含まれるメニスカスレンズのe線に対する屈折率である。ν1は、第１接合レンズに含まれるメニスカスレンズのd線に対するアッベ数である。
条件式（１）は、開口数と浸液の屈折率の関係を規定した式である。条件式（１）を満たすことで、液浸対物レンズの限界に近い解像力を得ることができるため、高解像の観察において、非常に細かい構造を観察することができる。また、TIRFMにおいてエバネッセント光が深さ方向にしみ出す領域を十分に小さくすることができる。
NAob/N0が条件式（１）の上限値を上回ると、第１接合レンズに含まれるメニスカスレンズの像側のレンズ面において、非常に強い屈折力が必要となり、高次球面収差の発生を抑えることが困難になる。NAob/N0が条件式（１）の下限値を下回ると、解像力が不足してしまい、高解像の観察において細かな構造を観察することが困難になる。また、TIRFMにおいてエバネッセント光が深さ方向にしみ出す領域を小さくすることが難しくなる
なお、この対物レンズで使用される浸液は、汎用カバーガラス用のイマージョンオイルであり、その屈折率は1.51から1.52の間の値、即ち、1.51≦N0≦1.52である。このため、条件式（１）は、対物レンズの開口数を規定した下記の条件式（１−１）と実質的に同じである。
1.48886≦NAob≦1.5124 （１−１）
条件式（２）は、第１接合レンズに含まれるメニスカスレンズの屈折率とアッベ数の関係を規定した式である。条件式（２）を満たすことで、高次球面収差と色収差を良好に補正することができる。
1/(N1×ν1)が条件式（２）の上限値を上回ると、分散が大きくなりすぎるため、色収差の補正が困難になってしまう。又は、屈折率が小さくなりすぎるため、高次球面収差の補正が困難になってしまう。1/(N1×ν1)が条件式（２）の下限値を下回ると、光学材料が可視域の波長で十分な透過率と均一性を持つことが難しくなる。
なお、対物レンズは、条件式（２）の代わりに条件式（２−１）を満してもよい。
0.01≦1/(N1×ν1)≦0.014 （２−１）
以上のように構成された対物レンズによれば、屈折率１．５２程度のイマージョンオイルを浸液として用いた観察において、１．４９以上の開口数を有し、物体からの微弱な光を用いて、物体を高い解像力で観察することができる。
以下、対物レンズの望ましい構成について説明する。
第１レンズ群は、正の屈折力を有する複数の単レンズを含むことが望ましい。第１レンズ群が正の屈折力を有する単レンズを複数含むことで、各レンズ面の屈折力を小さくすることができる。このため、色収差の発生を抑えながら高い開口数を実現することができる。
第１接合レンズに含まれる正の屈折力を有するレンズは、物体側に平面を向けた平凸レンズであることが望ましい。対物レンズの最も物体側のレンズ面を平面とすることによって、正立顕微鏡との組合せ時に、浸液と対物レンズとの間に気泡を溜まりにくくすることができる。
第２レンズ群に含まれる複数の接合レンズには、３枚接合レンズが含まれていることが望ましい。複数の接合レンズに３枚接合レンズが含まれることによって、より効果的な色収差補正が可能になる。
第４レンズ群は、複数のレンズ成分を含むことが望ましい。複数のレンズ成分を含むことで、少なくとも１つの空気間隔が第４レンズ群中に含まれることになる。これにより、コマ収差と倍率色収差の相関を小さくすることができるため、コマ収差と倍率色収差の両方を補正することが容易になる。
対物レンズは、以下の条件式の少なくとも１つを満たしてもよい。
0.05≦D1/H1≦0.335 （３）
0.87≦R1/R2≦1.22 （４）
0.21≦(hg2-hg1)/t1≦3 （５）
但し、H1は、第１レンズ群における軸上マージナル光線の最大光線高（以降、第１光線高と記す）である。D1は、第１光線高の軸上マージナル光線が通過するレンズの厚さである。R1は、第１接合レンズに含まれるメニスカスレンズの物体側のレンズ面の曲率半径である。R2は、第１接合レンズに含まれるメニスカスレンズの像側のレンズ面の曲率半径である。hg1は、第２レンズ成分の物体側のレンズ面における軸上マージナル光線の高さである。hg2は、第２レンズ成分の像側のレンズ面における軸上マージナル光線の高さである。t1は、第２レンズ成分の光軸上の厚さである。
条件式（３）は、第１レンズ群内の光線高とレンズの厚さの関係を規定した式である。開口数が1.4を大きく超える液浸対物レンズでは、高次の球面収差の発生を抑えるため、正の屈折力を有する複数のレンズ面で徐々に光線を曲げる必要がある。条件式（３）を満たすことで、第１レンズ群中の光線高が高い領域に複数のレンズ面を配置することが可能となるため、高次球面収差の発生を抑えながら、高い開口数を実現することができる。
D1/H1が条件式（３）の上限値を上回ると、第１レンズ群中の光線高の高い領域に複数のレンズ面を配置することが難しくなる。このため、高次の球面収差が発生しやすくなる。D1/H1が条件式（３）の下限値を下回ると、第１レンズ群中の光線高の高い領域に存在するレンズ面の間隔が小さくなりすぎる。これにより、各レンズ面の曲率半径を小さくすることが難しくなるため、各レンズ面で十分な屈折力を得ることが困難になる。その結果、色収差の補正が困難になる。
なお、対物レンズは、条件式（３）の代わりに条件式（３−１）を満してもよい。
0.2≦D1/H1≦0.33 （３−１）
条件式（４）は、第１接合レンズに含まれるメニスカスレンズのレンズ面の曲率半径の関係について規定した式である。第１接合レンズから出射した光の光線高が高くなりすぎると色収差の補正がより困難になる。条件式（４）を満たすことで、第１接合レンズの像側のレンズ面における光線高を低くすることができるため、第１レンズ群中における光線高が高くなりすぎることを防ぐことができる。従って、高次の球面収差の発生を抑えつつ、色収差を補正することが容易になる。
R1/R2が条件式（４）の上限値を上回ると、第１接合レンズの像側の領域において光線高が低くなりすぎる。その結果、第１レンズ群で発生するペッツバール和が大きくなるため、対物レンズ全体で像面湾曲を補正することが難しくなる。R1/R2が条件式（４）の下限値を下回ると、第１接合レンズの像側の領域において光線高が高くなりすぎる。このため、高次球面収差の発生を抑えながら、色収差を補正することが難しくなる。
なお、対物レンズは、条件式（４）の代わりに条件式（４−１）を満してもよい。
0.9≦R1/R2≦1.2 （４−１）
条件式（５）は、第４レンズ群の最も物体側に配置された第２レンズ成分における光線高と第２レンズ成分の厚さの関係を規定した式である。条件式（５）を満たすことで、第２レンズ成分で光線高を大きく変化させることができる。このため、高次コマ収差を補正し、１．４９を超える高開口数の対物レンズにおいて視野周辺部までコントラストの高い像を得ることができる。
(hg2-hg1)/t1が条件式（５）の上限値を上回ると、第２レンズ成分の物体側のレンズ面と像側のレンズ面の両方で光が強く屈折する。このため、高次の球面収差及びコマ収差が発生してしまい、良好な像が得られない。(hg2-hg1)/t1が条件式（５）の下限値を下回ると、１．４９を超える高開口数の対物レンズにおいては、高次コマ収差を十分に補正することができない。このため、周辺部までコントラストの高い像を得ることができない。
なお、対物レンズは、条件式（５）の代わりに条件式（５−１）を満してもよい。
0.223≦(hg2-hg1)/t1≦1 （５−１）
また、対物レンズは、上述したいずれかの条件式を単独で用いても、自由に組み合わせて用いてもよく、どのような組み合わせであっても十分な効果を奏する。また、上述した条件式の上限値、下限値をそれぞれ単独に変更して新たな条件式を作成してもよく、その場合であっても、同様の効果を奏する。
以下、上述した対物レンズの実施例について具体的に説明する。
［実施例１］
図１は、本実施例に係る対物レンズ１の断面図である。対物レンズ１は、物体側から順に配置された、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、からなる液浸系の顕微鏡対物レンズである。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に配置された、接合レンズＣＬ１と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ３と、両凸レンズであるレンズＬ４と、からなり、全体として正の屈折力を有している。接合レンズＣＬ１は、対物レンズ１の第１接合レンズであり、物体側から順に配置された、平凸レンズであるレンズＬ１と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ２と、からなる。レンズＬ３及びレンズＬ４は、それぞれ、正の屈折力を有する単レンズである。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に配置された、接合レンズＣＬ２と、接合レンズＣＬ３と、接合レンズＣＬ４と、からなり、全体として正の屈折力を有している。接合レンズＣＬ２は、対物レンズ１の第２接合レンズである。接合レンズＣＬ２は、３枚接合レンズであり、物体側から順に配置された、両凸レンズであるレンズＬ５と、両凹レンズであるレンズＬ６と、両凸レンズであるレンズＬ７と、からなる。接合レンズＣＬ３は、３枚接合レンズであり、物体側から順に配置された、像側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ８と、両凸レンズであるレンズＬ９と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ１０と、からなる。接合レンズＣＬ４は、２枚接合レンズであり、物体側から順に配置された、両凸レンズであるレンズＬ１１と、両凹レンズであるレンズＬ１２と、からなる。
第３レンズ群Ｇ３は、接合レンズＣＬ５からなり、負の屈折力を有している。接合レンズＣＬ５は、像側に凹面を向けたレンズ成分であり、対物レンズ１の第１レンズ成分である。接合レンズＣＬ５は、２枚接合レンズであり、物体側から順に配置された、両凸レンズであるレンズＬ１３と、両凹レンズであるレンズＬ１４と、からなる。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に配置された、両凹レンズであるレンズＬ１５と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ１６と、からなる。レンズＬ１５は、物体側に凹面を向けたレンズ成分であり、対物レンズ１の第２レンズ成分である。
対物レンズ１の各種データは、以下のとおりである。ここで、βは、対物レンズ１の倍率である。
β=-99.9417, NAob=1.500, N0=1.5179, N1=1.75844, ν1=52.320, D1=2.210mm, H1=6.677mm, R1=-2.9072mm, R2=-2.9038mm, hg1=1.4030mm, hg2=1.6280mm, t1=1.0000mm
対物レンズ１のレンズデータは、以下のとおりである。なお、レンズデータ中のINFは無限大（∞）を示している。
対物レンズ１
s r d ne νs
1 INF 0.1700 1.52626 54.41
2 INF 0.1500 1.51793 41.00
3 INF 0.7500 1.52033 58.90
4 -2.9072 3.2600 1.75844 52.32
5 -2.9038 0.1200
6 -36.6893 3.3900 1.57098 71.30
7 -8.3325 0.2203
8 48.4017 2.2100 1.57098 71.30
9 -27.2881 0.1500
10 13.7087 6.6800 1.43986 94.66
11 -8.2672 0.9500 1.64132 42.41
12 20.7526 4.7200 1.43986 94.66
13 -10.2050 0.2099
14 78.1000 0.7500 1.75844 52.32
15 8.4747 5.5100 1.43986 94.66
16 -6.6481 0.7500 1.64132 42.41
17 -20.0544 0.8904
18 10.0255 2.7300 1.43986 94.66
19 -30.8626 0.7500 1.64132 42.41
20 83.4717 0.3744
21 5.5353 3.5200 1.57098 71.30
22 -13.6914 3.4100 1.75844 52.32
23 2.5913 1.8500
24 -2.6281 1.0000 1.64132 42.41
25 24.0146 2.7515
26 -73.7044 2.1500 1.74340 32.33
27 -6.7507 114.644
ここで、sは面番号を、rは曲率半径(mm)を、dは面間隔(mm)を、neはe線に対する屈折率を、νdはd線に対するアッベ数を示す。これらの記号は、以降の実施例でも同様である。なお、面番号s1,s2が示す面は、それぞれ物体面(カバーガラスＣＧの物体側の面)、カバーガラスＣＧの像側の面である。面番号s3,s27が示す面は、それぞれ対物レンズ１の最も物体側のレンズ面、最も像側のレンズ面である。
対物レンズ１は、以下で示されるように、条件式（１）から条件式（５）を満たしている。
（１） NAob/N0=0.9882
（２） 1/(N1×ν1)= 0.0109
（３） D1/H1=0.331
（４） R1/R2=1.001
（５） (hg2-hg1)/t1=0.225
図２は、対物レンズ１と組み合わせて使用される結像レンズ１０の断面図である。結像レンズ１０は、無限遠補正型の対物レンズと組み合わせて物体の拡大像を形成する顕微鏡結像レンズである。結像レンズ１０は、物体側から順に配置された、接合レンズＣＴＬ１と接合レンズＣＴＬ２からなる。接合レンズＣＴＬ１は、両凸レンズであるレンズＴＬ１と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＴＬ２と、からなる。接合レンズＣＴＬ２は、両凸レンズであるレンズＴＬ３と、両凹レンズであるレンズＴＬ４と、からなる。対物レンズ１の最も像側のレンズ面（面番号s27の面）のｄ（ｍｍ）は結像レンズ１０の最も物体側のレンズ面（面番号s1の面）までの光軸上の距離である。なお、結像レンズ１０の焦点距離は179.99mmである。
結像レンズ１０のレンズデータは、以下のとおりである。
結像レンズ１０
s r d ne νs
1 68.7541 7.7321 1.48915 70.23
2 -37.5679 3.4742 1.81078 40.92
3 -102.8477 0.6973
4 84.3099 6.0238 1.83932 37.16
5 -50.7100 3.0298 1.64824 40.82
6 40.6619
図３は、対物レンズ１と結像レンズ１０からなる光学系の収差図であり、対物レンズ１と結像レンズ１０が形成する像面における収差を示している。図３（ａ）は球面収差図であり、図３（ｂ）は正弦条件違反量を示した図であり、図３（ｃ）は非点収差図であり、図３（ｄ）は像高比0.7におけるコマ収差図である。なお、図中の“Ｍ”はメリディオナル成分、“Ｓ”はサジタル成分を示している。
［実施例２］
図４は、本実施例に係る対物レンズ２の断面図である。対物レンズ２は、物体側から順に配置された、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、からなる液浸系の顕微鏡対物レンズである。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に配置された、接合レンズＣＬ１と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ３と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ４と、からなり、全体として正の屈折力を有している。接合レンズＣＬ１は、対物レンズ２の第１接合レンズであり、物体側から順に配置された、平凸レンズであるレンズＬ１と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ２と、からなる。レンズＬ３及びレンズＬ４は、それぞれ、正の屈折力を有する単レンズである。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に配置された、接合レンズＣＬ２と、接合レンズＣＬ３と、接合レンズＣＬ４と、からなり、全体として正の屈折力を有している。接合レンズＣＬ２は、対物レンズ２の第２接合レンズである。接合レンズＣＬ２は、３枚接合レンズであり、物体側から順に配置された、両凸レンズであるレンズＬ５と、両凹レンズであるレンズＬ６と、両凸レンズであるレンズＬ７と、からなる。接合レンズＣＬ３は、３枚接合レンズであり、物体側から順に配置された、像側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ８と、両凸レンズであるレンズＬ９と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ１０と、からなる。接合レンズＣＬ４は、２枚接合レンズであり、物体側から順に配置された、両凸レンズであるレンズＬ１１と、両凹レンズであるレンズＬ１２と、からなる。
第３レンズ群Ｇ３は、接合レンズＣＬ５からなり、負の屈折力を有している。接合レンズＣＬ５は、像側に凹面を向けたレンズ成分であり、対物レンズ２の第１レンズ成分である。接合レンズＣＬ５は、２枚接合レンズであり、物体側から順に配置された、両凸レンズであるレンズＬ１３と、両凹レンズであるレンズＬ１４と、からなる。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に配置された、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ１５と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ１６と、からなる。レンズＬ１５は、物体側に凹面を向けたレンズ成分であり、対物レンズ２の第２レンズ成分である。対物レンズ２の最も像側のレンズ面（面番号s27の面）のｄ（ｍｍ）は結像レンズ１０の最も物体側のレンズ面（面番号s1の面）までの光軸上の距離である。
対物レンズ２の各種データは、以下のとおりである。
β=−99.9363, NAob=1.500, N0=1.51793, N1=1.75844, ν1=52.320, D1=2.000mm, H1=6.508mm, R1=-3.3979mm, R2=-2.8484mm, hg1=1.3690mm, hg2=1.6390mm, t1=1.0000mm
対物レンズ２のレンズデータは、以下のとおりである。
対物レンズ２
s r d ne νs
1 INF 0.1700 1.52626 54.41
2 INF 0.1500 1.51793 41.00
3 INF 0.7300 1.52033 58.90
4 -3.3979 3.1179 1.75844 52.32
5 -2.8484 0.2246
6 -21.5029 3.0999 1.57098 71.30
7 -7.3840 0.1500
8 -43.0779 2.0000 1.57098 71.30
9 -14.0837 0.1500
10 12.5378 7.5482 1.43986 94.66
11 -7.6295 0.7748 1.64132 42.41
12 47.9219 4.2998 1.43986 94.66
13 -9.8247 0.1500
14 428.0000 0.7498 1.75844 52.32
15 10.0791 5.4967 1.43986 94.66
16 -6.6855 0.7498 1.64132 42.41
17 -27.4437 0.7908
18 10.5679 3.3501 1.57098 71.30
19 -16.2616 0.7538 1.64132 42.41
20 96.9574 0.3011
21 5.6427 3.6315 1.57098 71.30
22 -11.9358 3.3450 1.75844 52.32
23 2.3215 1.8500
24 -2.3655 1.0000 1.64132 42.41
25 -27.4646 2.7905
26 -27.4049 2.0535 1.74340 32.33
27 -6.3096 114.632
対物レンズ２は、以下で示されるように、条件式（１）から条件式（５）を満たしている。
（１） NAob/N0=0.9882
（２） 1/(N1×ν1)= 0.0109
（３） D1/H1= 0.307
（４） R1/R2= 1.193
（５） (hg2-hg1)/t1= 0.270
図５は、対物レンズ２と結像レンズ１０からなる光学系の収差図であり、対物レンズ２と結像レンズ１０が形成する像面における収差を示している。図５（ａ）は球面収差図であり、図５（ｂ）は正弦条件違反量を示した図であり、図５（ｃ）は非点収差図であり、図５（ｄ）は像高比0.7におけるコマ収差図である。
［実施例３］
図６は、本実施例に係る対物レンズ３の断面図である。対物レンズ３は、物体側から順に配置された、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、からなる液浸系の顕微鏡対物レンズである。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に配置された、接合レンズＣＬ１と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ３と、からなり、全体として正の屈折力を有している。接合レンズＣＬ１は、対物レンズ３の第１接合レンズであり、物体側から順に配置された、平凸レンズであるレンズＬ１と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ２と、からなる。レンズＬ３は、正の屈折力を有する単レンズである。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に配置された、接合レンズＣＬ２と、接合レンズＣＬ３と、両凸レンズであるレンズＬ１０と、からなり、全体として正の屈折力を有している。接合レンズＣＬ２は、対物レンズ３の第２接合レンズである。接合レンズＣＬ２は、３枚接合レンズであり、物体側から順に配置された、両凸レンズであるレンズＬ４と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ５と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ６と、からなる。接合レンズＣＬ３は、３枚接合レンズであり、物体側から順に配置された、像側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ７と、両凸レンズであるレンズＬ８と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ９と、からなる。
第３レンズ群Ｇ３は、接合レンズＣＬ４からなり、負の屈折力を有している。接合レンズＣＬ４は、像側に凹面を向けたレンズ成分であり、対物レンズ３の第１レンズ成分である。接合レンズＣＬ４は、２枚接合レンズであり、物体側から順に配置された、両凸レンズであるレンズＬ１１と、両凹レンズであるレンズＬ１２と、からなる。
第４レンズ群Ｇ４は、接合レンズＣＬ５からなる。接合レンズＣＬ５は、２枚接合レンズであり、物体側から順に配置された、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ１３と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ１４と、からなる。接合レンズＣＬ５は、物体側に凹面を向けたレンズ成分であり、対物レンズ３の第２レンズ成分である。対物レンズ３の最も像側のレンズ面（面番号s23の面）のｄ（ｍｍ）は結像レンズ１０の最も物体側のレンズ面（面番号s1の面）までの光軸上の距離である。
対物レンズ３の各種データは、以下のとおりである。
β=−60.0107, NAob=1.500, N0=1.5179, N1=1.88815, ν1=40.760, D1= 1.3057mm, H1= 5.387mm, R1= -3.0323mm, R2= -3.3067mm, hg1= 2.7620mm, hg2= 5.5660mm, t1= 7.0799mm
対物レンズ３のレンズデータは、以下のとおりである。
対物レンズ３
s r d ne νs
1 INF 0.1700 1.52626 54.41
2 INF 0.1517 1.51793 41.00
3 INF 0.7556 1.51825 64.14
4 -3.0323 3.6488 1.88815 40.76
5 -3.3067 0.1000
6 -10.0000 1.3057 1.88815 40.76
7 -7.6719 0.1500
8 13.0236 7.3756 1.43985 94.93
9 -8.0420 0.5725 1.74341 32.26
10 -28.0828 3.6594 1.43985 94.93
11 -10.2544 0.3110
12 45.4925 0.5645 1.64132 42.41
13 14.4615 7.2751 1.43985 94.93
14 -7.8092 0.5636 1.64132 42.41
15 -32.0204 0.2501
16 12.2183 5.1408 1.43985 94.93
17 -24.5259 0.1499
18 6.3796 5.3858 1.43985 94.93
19 -12.7768 0.5784 1.64132 42.41
20 3.7146 4.2719
21 -3.3463 4.3611 1.77621 49.60
22 -11.0800 2.7188 1.79173 26.29
23 -7.3475 114.689
対物レンズ３は、以下で示されるように、条件式（１）から条件式（５）を満たしている。
（１） NAob/N0=0.9882
（２） 1/(N1×ν1)= 0.0130
（３） D1/H1= 0.242
（４） R1/R2= 0.917
（５） (hg2-hg1)/t1= 0.396
図７は、対物レンズ３と結像レンズ１０からなる光学系の収差図であり、対物レンズ３と結像レンズ１０が形成する像面における収差を示している。図７（ａ）は球面収差図であり、図７（ｂ）は正弦条件違反量を示した図であり、図７（ｃ）は非点収差図であり、図７（ｄ）は像高比0.5におけるコマ収差図である。
１、２、３ 対物レンズ
１０ 結像レンズ
ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３、ＣＬ４、ＣＬ５ 接合レンズ
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｇ４ 第４レンズ群
Ｇ５ 第５レンズ群
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７、Ｌ８、Ｌ９、
Ｌ１０、Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ１５、
ＴＬ１、ＴＬ２、ＴＬ３、ＴＬ４ レンズ

Claims (6)

  1. 液浸系の顕微鏡対物レンズであって、物体側から順に、
    正の屈折力を有するレンズとメニスカスレンズとからなる第１接合レンズと、正の屈折力を有する少なくとも１つの単レンズと、からなり、正の屈折力を有する第１レンズ群と、
    複数の接合レンズを含み、正の屈折力を有する第２レンズ群であって、最も物体側に第２接合レンズを含む、第２レンズ群と、
    像側に凹面を向けた第１レンズ成分からなり、負の屈折力を有する第３レンズ群と、
    最も物体側に、物体側に凹面を向けた第２レンズ成分を含む第４レンズ群と、からなり、
    以下の条件式を満たすことを特徴とする顕微鏡対物レンズ。
    0.986≦NAob/N0≦0.995 （１）
    0.0095≦1/(N1×ν1)≦0.015 （２）
    但し、NAobは、前記顕微鏡対物レンズの物体側の開口数、N0は、前記顕微鏡対物レンズで使用される浸液のe線に対する屈折率、N1は、前記第１接合レンズに含まれる前記メニスカスレンズのe線に対する屈折率、ν1は、前記メニスカスレンズのｄ線に対するアッベ数である。
  2. 請求項１に記載の顕微鏡対物レンズにおいて、
    以下の条件式を満たすことを特徴とする顕微鏡対物レンズ。
    0.05≦D1/H1≦0.335 （３）
    但し、H1は、前記第１レンズ群における軸上マージナル光線の最大光線高である第１光線高、D1は、前記第１光線高の軸上マージナル光線が通過するレンズの厚さである。
  3. 請求項１又は請求項２に記載の顕微鏡対物レンズにおいて、
    前記第１レンズ群は、正の屈折力を有する複数の単レンズを含む
    ことを特徴とする顕微鏡対物レンズ。
  4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の顕微鏡対物レンズにおいて、
    以下の条件式を満たすことを特徴とする顕微鏡対物レンズ。
    0.87≦R1/R2≦1.22 （４）
    但し、R1は、前記第１接合レンズに含まれる前記メニスカスレンズの物体側のレンズ面の曲率半径、R2は、前記第１接合レンズに含まれる前記メニスカスレンズの像側のレンズ面の曲率半径である。
  5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の顕微鏡対物レンズにおいて、
    第４レンズ群は、複数のレンズ成分を含む
    ことを特徴とする顕微鏡対物レンズ。
  6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の顕微鏡対物レンズにおいて、
    以下の条件式を満たすことを特徴とする顕微鏡対物レンズ。
    0.21≦(hg2-hg1)/t1≦3 （５）
    但し、hg1は、前記第２レンズ成分の物体側のレンズ面における軸上マージナル光線の高さ、hg2は、前記第２レンズ成分の像側のレンズ面における軸上マージナル光線の高さ、t1は、前記第２レンズ成分の光軸上の厚さである。
JP2018080955A 2018-04-19 2018-04-19 顕微鏡対物レンズ Active JP7134686B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018080955A JP7134686B2 (ja) 2018-04-19 2018-04-19 顕微鏡対物レンズ
US16/378,110 US10859808B2 (en) 2018-04-19 2019-04-08 Microscope objective

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018080955A JP7134686B2 (ja) 2018-04-19 2018-04-19 顕微鏡対物レンズ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019191275A true JP2019191275A (ja) 2019-10-31
JP7134686B2 JP7134686B2 (ja) 2022-09-12

Family

ID=68237737

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018080955A Active JP7134686B2 (ja) 2018-04-19 2018-04-19 顕微鏡対物レンズ

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10859808B2 (ja)
JP (1) JP7134686B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111175956A (zh) * 2019-12-23 2020-05-19 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 宽谱段大数值孔径的显微物镜

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007121338A (ja) * 2005-10-25 2007-05-17 Olympus Corp 液浸系顕微鏡対物レンズ
US20130003187A1 (en) * 2010-04-10 2013-01-03 Carl Zeiss Microscopy Gmbh High-aperture immersion objective
CN107765416A (zh) * 2017-10-26 2018-03-06 宁波永新光学股份有限公司 一种显微镜物镜

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5898524A (en) * 1996-12-04 1999-04-27 Nikon Corporation Microscope objective with ball lens and protection plate
DE10108796A1 (de) 2001-02-21 2002-09-05 Zeiss Carl Jena Gmbh Hochaperturiges Objektiv
JP4098492B2 (ja) 2001-05-23 2008-06-11 オリンパス株式会社 液浸系顕微鏡対物レンズ
JP3985937B2 (ja) 2001-07-10 2007-10-03 オリンパス株式会社 蛍光用顕微鏡対物レンズ
JP2006113486A (ja) 2004-10-18 2006-04-27 Nikon Corp 液浸系顕微鏡対物レンズ
US7199938B2 (en) 2005-01-13 2007-04-03 Olympus Corporation Immersion objective lens system for microscope
JP4742355B2 (ja) 2005-01-13 2011-08-10 オリンパス株式会社 液浸顕微鏡対物レンズ
JP6367685B2 (ja) * 2014-10-24 2018-08-01 オリンパス株式会社 顕微鏡用対物レンズ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007121338A (ja) * 2005-10-25 2007-05-17 Olympus Corp 液浸系顕微鏡対物レンズ
US20130003187A1 (en) * 2010-04-10 2013-01-03 Carl Zeiss Microscopy Gmbh High-aperture immersion objective
CN107765416A (zh) * 2017-10-26 2018-03-06 宁波永新光学股份有限公司 一种显微镜物镜

Also Published As

Publication number Publication date
US20190324257A1 (en) 2019-10-24
JP7134686B2 (ja) 2022-09-12
US10859808B2 (en) 2020-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3140111B2 (ja) 高倍率顕微鏡対物レンズ
JP3985937B2 (ja) 蛍光用顕微鏡対物レンズ
US8199408B2 (en) Immersion microscope objective lens
JP2006113486A (ja) 液浸系顕微鏡対物レンズ
JP2013178309A (ja) 顕微鏡対物レンズ
JP4496524B2 (ja) 液浸系顕微鏡対物レンズ
JP6552436B2 (ja) 液浸対物レンズ
JP2003015047A (ja) 液浸系顕微鏡対物レンズ
JP5993250B2 (ja) 液浸顕微鏡対物レンズ及びそれを用いた顕微鏡
JP4884562B2 (ja) 顕微鏡対物レンズ
JP2006195125A (ja) 液浸顕微鏡対物レンズ
JP2019191273A (ja) 対物レンズ
JP7134686B2 (ja) 顕微鏡対物レンズ
EP3557302A1 (en) Dry objective
JP2009294518A (ja) 顕微鏡用対物レンズ
JP2019003001A (ja) 対物レンズ
JP7107525B2 (ja) 液浸系の顕微鏡対物レンズ
JP6392947B2 (ja) 液浸顕微鏡対物レンズ及びそれを用いた顕微鏡
US11086116B2 (en) Microscope objective
US20230070687A1 (en) Immersion microscope objective
JP7194007B2 (ja) 乾燥系対物レンズ
JP2018066912A (ja) 対物レンズ
EP3557301A1 (en) Dry objective
JP2017215541A (ja) 顕微鏡対物レンズ、及びそれを用いた顕微鏡結像光学系
JP5387960B2 (ja) 平行系実体顕微鏡用対物レンズ

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210315

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20210315

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220322

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220405

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220602

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20220622

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220722

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220823

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220831

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7134686

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151