JP2022113905A - 対物レンズ、光学系および顕微鏡 - Google Patents
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Abstract
Description
2.03≦n1m≦2.30
20≦ν1m
但し、n1m:前記負メニスカスレンズのd線に対する屈折率、
ν1m:前記負メニスカスレンズのアッベ数。
レンズOL(1)は、物体側から順に並んだ、平凸形状もしくは、物体側の曲率が(平面に近い程度に)小さい正レンズL11と、正レンズL11と接合され物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL12と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL13とを有して構成される。本実施形態に係る液浸顕微鏡対物レンズOLは、図3に示す液浸顕微鏡対物レンズOL(2)でも良く、図5に示す液浸顕微鏡対物レンズOL(3)でも良く、図7に示す液浸顕微鏡対物レンズOL(4)でも良い。なお、図3、図5、および図7に示す液浸顕微鏡対物レンズOL(2)~OL(4)の各レンズは、図1に示す液浸顕微鏡対物レンズOL(1)と同様に構成される。
20≦ν1m ・・・(2)
但し、n1m:負メニスカスレンズL12のd線に対する屈折率、
ν1m:負メニスカスレンズL12のアッベ数。
但し、n1p:正レンズL11のd線に対する屈折率。
0.8<(-r1m)/d1m<1.7 ・・・(5)
但し、d0:物体から正レンズL11の物体側のレンズ面までの光軸上の距離、
d1p:正レンズL11の光軸上の厚さ、
d1m:負メニスカスレンズL12の光軸上の厚さ、
r1c:物体側に凸の場合を正としたときの正レンズL11と負メニスカスレンズL12との接合面の曲率半径、
r1m:物体側に凸の場合を正としたときの負メニスカスレンズL12の像側のレンズ面の曲率半径。
0.03<d0/f<0.20 ・・・(7)
但し、f:液浸顕微鏡対物レンズOLの焦点距離、
NA:液浸顕微鏡対物レンズOLの物体側開口数、
d0:物体から正レンズL11の物体側のレンズ面までの光軸上の距離。
り、観察できる視野が狭くなる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式(6)の下限値を好ましくは5.0とし、より好ましくは6.0としてもよい。
25≦ν3p≦45 ・・・(9)
但し、n3p:第2対向正レンズL36のd線に対する屈折率、
ν3p:第2対向正レンズL36のアッベ数。
La3+、及び任意にNb5+を含有する光学ガラスが用いられる。例えば、本実施形態のレンズL12用ガラスは、ガラスに含まれるカチオン成分全体に対する割合(カチオン%表示)で、B3+を10cat%以上50cat%以下の割合で含有する。レンズL12用ガラスは、ガラスに含まれるカチオン成分全体に対する割合で、Nb5+を0cat%以上40cat%以下の割合で含有する。レンズL12用ガラスは、Nb5+を含有する場合、ガラスに含まれるカチオン成分全体に対する割合で、希土類イオンであるLa3+を40cat%以上65cat%以下の割合で、好ましくは50cat%以上65cat%以下の割合で、より好ましくは54cat%以上65cat%以下の割合で含有する。一方、レンズL12用ガラスは、Nb5+を含有しない場合、La3+を40cat%以上63cat%以下の割合で含有し、好ましくは50cat%以上63cat%以下の割合で含有する。レンズL12用ガラスは、ガラスに含まれるカチオン成分全体に対する割合で、B3+、La3+、及びNb5の合計の割合が80cat%以上100cat%以下である。
合を適宜調整することにより、後述の第1~第4実施例で例示するような高い屈折率を有するレンズL12用ガラスを得ることができる。
。ステージ111の下側には、透過照明装置116を構成するコンデンサレンズ117が取り付けられる。なお、スタンド101のベース部102には、ステージ111の他、上述の透過照明装置116と、透過照明用光源118等が取り付けられる。
を基準とするアッベ数をνdBとし、厚さをtcとすると、ndB=1.52439、νdB=54.3、tc=0.17mmであるものとする。
面)までの光軸上の距離を示す。
するアッベ数を、それぞれ示す。曲率半径の「∞」は平面又は開口を示す。また、空気の屈折率nd=1.00000の記載は省略している。
参考例である第1実施例について、図1~図2および表1を用いて説明する。図1は、本実施形態の第1実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの構成を示す断面図である。第1実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズOL(1)は、物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負の屈折力を有する第3レンズ群G3とから構成される。
との間隔が変化するように構成される。例えば、カバーガラスCの厚さが設定(tc=0.17mm)よりも薄い場合、球面収差を補正するために、第3レンズ群G3を光軸に沿って物体側へ移動させ、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔を小さくする。
[全体諸元]
f=8
β=-25倍
NA=1.05
D0=1.0
[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd
1 ∞ 1 1.458504 67.85
2 -1.6917 4.6 2.10465 26.82
3 -5.8782 0.2
4 -19.7986 3.7 1.65844 50.84
5 -9.5255 0.2
6 -340.9344 1.2 1.60311 60.69
7 23.1069 6.3 1.433852 95.25
8 -18.1464 0.2
9 28.0616 4.2 1.49782 82.57
10 -110.9233 0.2
11 46.4149 5.5 1.49782 82.57
12 -22.0759 1.2 1.552981 55.07
13 17.3694 6.7 1.43425 95.02
14 -26.3871 D14(可変)
15 170.9939 1 1.80000 29.84
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17 -65.1090 0.2
18 11.3951 5.6 1.49782 82.57
19 -32.9665 1.9 1.73211 46.18
20 10.2318 7.9
21 -8.1158 1.3 1.48749 70.31
22 -48.0409 3.75 1.85026 32.35
23 -13.3821
[可変間隔データ]
tc 0.11 0.17 0.23
D14 1.331 1.400 1.472
[条件式対応値]
条件式(1) n1m=2.10465
条件式(2),(2A) ν1m=26.818
条件式(3) n1p=1.458504
条件式(4) (d0+d1p)/(-r1c)=1.18224
条件式(5) (-r1m)/d1m=1.27786
条件式(6) NA×f=8.4
条件式(7) d0/f=0.125
条件式(8) n3p=1.85026
条件式(9) ν3p=32.353
(波長λ=435.8nm)、CはC線(波長λ=656.3nm)、FはF線(波長λ=486.1nm)に
対する諸収差をそれぞれ示す。なお、以下に示す各実施例の収差図においても、本実施例と同様の符号を用い、重複する説明は省略する。
参考例である第2実施例について、図3~図4および表2を用いて説明する。図3は、本実施形態の第2実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの構成を示す断面図である。第2実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズOL(2)は、物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負の屈折力を有する第3レンズ群G3とから構成される。
[全体諸元]
f=8
β=-25倍
NA=1.1
D0=0.6
[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd
1 ∞ 0.8 1.458504 67.85
2 -1.4415 3.75 2.16121 25.83
3 -5.2189 0.2
4 -12.0414 3.5 1.59319 67.90
5 -7.5676 0.2
6 -238.8473 4.2 1.49782 82.57
7 -14.3660 0.2
8 31.6700 6 1.433852 95.25
9 -16.9703 1.1 1.6968 55.52
10 -36.7883 0.3
11 28.6744 5.7 1.49782 82.57
12 -23.2638 1.2 1.552981 55.07
13 15.2502 6.4 1.43425 95.02
14 -28.4525 D14(可変)
15 64.1476 1.1 1.83481 42.73
16 12.1897 5.4 1.433852 95.25
17 -35.3961 0.2
18 11.6946 4.95 1.49782 82.57
19 -51.7642 2 1.73211 46.18
20 11.0936 7.2
21 -8.4881 3.9 1.48749 70.31
22 -33.2658 3.6 1.90265 35.73
23 -15.0939
[可変間隔データ]
tc 0.11 0.17 0.23
D14 1.200 1.300 1.410
[条件式対応値]
条件式(1) n1m=2.16121
条件式(2),(2A) ν1m=25.827
条件式(3) n1p=1.458504
条件式(4) (d0+d1p)/(-r1c)=0.97121
条件式(5) (-r1m)/d1m=1.39169
条件式(6) NA×f=8.8
条件式(7) d0/f=0.075
条件式(8) n3p=1.90265
条件式(9) ν3p=35.726
参考例である第3実施例について、図5~図6および表3を用いて説明する。図5は、本実施形態の第3実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの構成を示す断面図である。第3実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズOL(3)は、物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負の屈折力を有する第3レンズ群G3とから構成される。
[全体諸元]
f=10
β=-20倍
NA=1.0
D0=0.8
[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd
1 ∞ 0.8 1.458504 67.85
2 -1.6917 5.1 2.07141 31.51
3 -6.6973 0.2
4 -15.7704 3 1.49782 82.57
5 -9.2937 0.2
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7 -16.2567 0.2
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11 28.1230 5 1.49782 82.57
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16 -94.0194 D16(可変)
17 200.0000 1 1.816 46.62
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25 -17.0332
[可変間隔データ]
tc 0.11 0.17 0.23
D16 1.750 1.800 1.851
[条件式対応値]
条件式(1) n1m=2.07141
条件式(2),(2A) ν1m=31.511
条件式(3) n1p=1.458504
条件式(4) (d0+d1p)/(-r1c)=0.94579
条件式(5) (-r1m)/d1m=1.3132
条件式(6) NA×f=10
条件式(7) d0/f=0.080
条件式(8) n3p=1.90265
条件式(9) ν3p=35.726
第4実施例について、図7~図8および表4を用いて説明する。図7は、本実施形態の第4実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの構成を示す断面図である。第4実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズOL(4)は、物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負の屈折力を有する第3レンズ群G3とから構成される。
よび両凹形状の第1対向負レンズL34からなる第2の接合レンズと、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の第2対向負レンズL35および物体側に凹面を向けたメニスカス形状の第2対向正レンズL36からなる第3の接合レンズとから構成される。第4実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズOL(4)では、カバーガラスCの厚さに応じて球面収差を補正する際、第1レンズ群G1および第2レンズ群G2が固定されて、第3レンズ群G3が光軸に沿って移動し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が変化するように構成される。例えば、カバーガラスCの厚さが設定(tc=0.17mm)よりも薄い場合、球面収差を補正するために、第3レンズ群G3を光軸に沿って物体側へ移動させ、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔を小さくする。
[全体諸元]
f=5
β=-40倍
NA=1.25
D0=0.32
[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd
1 ∞ 0.39 1.458504 67.85
2 -1.7124 4.5 2.07141 31.51
3 -4.8286 0.2
4 -7.9258 2.88 1.673 38.15
5 -6.9675 0.2
6 -191.2221 1.03 1.61266 44.46
7 30.4248 6.08 1.456 91.36
8 -13.4399 0.2
9 -541.5427 1 1.673 38.15
10 26.6111 7.94 1.433852 95.25
11 -15.0000 0.2
12 41.1338 1 1.73211 46.18
13 13.4781 7.91 1.433852 95.25
14 -21.8423 D14(可変)
15 18.2759 4.69 1.43385 95.25
16 -33.5297 1 1.73211 46.18
17 25.4598 0.2
18 9.8794 5.33 1.456 91.36
19 -214.1266 7.98 1.76684 46.78
20 6.4885 5.06
21 -6.2365 1.47 1.59349 67.02
22 -2114.1228 3.55 1.834 37.18
23 -10.0340
[可変間隔データ]
tc 0.13 0.17 0.19
D14 0.810 0.410 0.200
[条件式対応値]
条件式(1) n1m=2.07141
条件式(2),(2A) ν1m=31.511
条件式(3) n1p=1.458504
条件式(4) (d0+d1p)/(-r1c)=0.41462
条件式(5) (-r1m)/d1m=1.07302
条件式(6) NA×f=6.25
条件式(7) d0/f=0.064
条件式(8) n3p=1.834
条件式(9) ν3p=37.184
[全体諸元]
fi=200
[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd
1 75.0430 5.1 1.622801 57.03
2 -75.0430 2 1.749501 35.19
3 1600.5800 7.5
4 50.2560 5.1 1.667551 41.96
5 -84.5410 1.8 1.612658 44.41
6 36.9110
G3 第3レンズ群
L11 正レンズ L12 負メニスカスレンズ
L13 正メニスカスレンズ
Claims (10)
- 物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、負の屈折力を有する第3レンズ群とからなり、
前記第1レンズ群は、物体側から順に並んだ、正レンズと、前記正レンズと接合され物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズとからなり、
前記第2レンズ群は、3つの接合レンズを有し、
以下の条件式を満足する対物レンズ。
2.03≦n1m≦2.30
20≦ν1m
但し、n1m:前記負メニスカスレンズのd線に対する屈折率、
ν1m:前記負メニスカスレンズのアッベ数。 - 以下の条件式を満足する請求項1に記載の対物レンズ。
20≦ν1m≦40 - 以下の条件式を満足する請求項1または2に記載の対物レンズ。
1.40≦n1p≦1.60
但し、n1p:前記正レンズのd線に対する屈折率。 - 以下の条件式を満足する請求項1~3のいずれか一項に記載の対物レンズ。
0.3<(d0+d1p)/(-r1c)<1.8
0.8<(-r1m)/d1m<1.7
但し、d0:物体から前記正レンズの物体側のレンズ面までの光軸上の距離、
d1p:前記正レンズの光軸上の厚さ、
d1m:前記負メニスカスレンズの光軸上の厚さ、
r1c:物体側に凸の場合を正としたときの前記正レンズと前記負メニスカスレンズとの接合面の曲率半径、
r1m:物体側に凸の場合を正としたときの前記負メニスカスレンズの像側のレンズ面の曲率半径。 - 以下の条件式を満足する請求項1~4のいずれか一項に記載の対物レンズ。
4.0<NA×f<15.0
0.03<d0/f<0.20
但し、f:前記対物レンズの焦点距離、
NA:前記対物レンズの物体側開口数、
d0:物体から前記正レンズの物体側のレンズ面までの光軸上の距離。 - 前記第3レンズ群は、像側のレンズ面が像側に凹面を向けた第1対向負レンズと、前記第1対向負レンズの像側に対向して配置され物体側のレンズ面が物体側に凹面を向けた第2対向負レンズとを有する請求項1~5のいずれか一項に記載の対物レンズ。
- 前記第3レンズ群は、前記第2対向負レンズの像側に接合され像側のレンズ面が物体側に凹面を向けた第2対向正レンズを有し、
以下の条件式を満足する請求項6に記載の対物レンズ。
1.70≦n3p≦2.00
25≦ν3p≦45
但し、n3p:前記第2対向正レンズのd線に対する屈折率、
ν3p:前記第2対向正レンズのアッベ数。 - カバーガラスの厚さに応じて前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化する請求項1~7のいずれか一項に記載の対物レンズ。
- 請求項1~8のいずれか一項に記載の対物レンズと、結像レンズとを備える光学系。
- 請求項1~8のいずれか一項に記載の対物レンズを備える顕微鏡。
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