JP2628629B2 - 顕微鏡対物レンズ - Google Patents
顕微鏡対物レンズInfo
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- JP2628629B2 JP2628629B2 JP60169727A JP16972785A JP2628629B2 JP 2628629 B2 JP2628629 B2 JP 2628629B2 JP 60169727 A JP60169727 A JP 60169727A JP 16972785 A JP16972785 A JP 16972785A JP 2628629 B2 JP2628629 B2 JP 2628629B2
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- Japan
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- lens
- refractive index
- chromatic aberration
- microscope objective
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は顕微鏡対物レンズで、レンズ系中に少なくと
も一つの要素として光軸から半径方向の距離にしたがつ
て屈折率が変化する屈折率分布型レンズを用いた顕微鏡
対物レンズに関するものである。
も一つの要素として光軸から半径方向の距離にしたがつ
て屈折率が変化する屈折率分布型レンズを用いた顕微鏡
対物レンズに関するものである。
顕微鏡対物レンズに対する要請として諸収差が良好に
補正されていることと共に、高い解像力を得るために開
口数（NA）が大きいことが望まれる。また標本との衝突
をさけるためなどから作動距離（WD）が大であることが
望ましい。一方、種々の対物レンズを交換して使用する
必要からレンズ系の長さに対する制約や像面までの距離
を一定に保つなどの制約がある。更に通常の顕微鏡光学
系においては、色収差が十分良好に補正されていない
と、色のにじみが出て像がみにくくなつてしまう。
補正されていることと共に、高い解像力を得るために開
口数（NA）が大きいことが望まれる。また標本との衝突
をさけるためなどから作動距離（WD）が大であることが
望ましい。一方、種々の対物レンズを交換して使用する
必要からレンズ系の長さに対する制約や像面までの距離
を一定に保つなどの制約がある。更に通常の顕微鏡光学
系においては、色収差が十分良好に補正されていない
と、色のにじみが出て像がみにくくなつてしまう。
これらすべての条件を満足せしめることは、レンズ系
が拡大系であることも加わつて非常に困難なことであ
る。
が拡大系であることも加わつて非常に困難なことであ
る。
従来は以上のような困難性を克服して上記諸要件を満
足する顕微鏡対物レンズを構成するために、対物レンズ
はレンズ枚数の極めて多いものとならざるを得ず、更に
螢石等の異常分散性の光学材料を使用したり、多数の接
合レンズを用いたりしなければならなかつた。
足する顕微鏡対物レンズを構成するために、対物レンズ
はレンズ枚数の極めて多いものとならざるを得ず、更に
螢石等の異常分散性の光学材料を使用したり、多数の接
合レンズを用いたりしなければならなかつた。
ところで一般に光学系を構成する場合、多数のレンズ
を組合わせることによつて行なわれるが、収差補正能力
を高めるために球面レンズのみでなく非球面レンズや屈
折率分布型レンズが用い得ることは公知である。更に色
収差の補正に関して、レンズ中心の波長に対する屈折率
の制御、すなわち分散の制御のみならず、波長に対する
屈折率分布を制御することによつて色収差を補正し得る
ことも知られている。
を組合わせることによつて行なわれるが、収差補正能力
を高めるために球面レンズのみでなく非球面レンズや屈
折率分布型レンズが用い得ることは公知である。更に色
収差の補正に関して、レンズ中心の波長に対する屈折率
の制御、すなわち分散の制御のみならず、波長に対する
屈折率分布を制御することによつて色収差を補正し得る
ことも知られている。
又顕微鏡の光学系に屈折率分布型レンズを用いた報告
として特公昭47−28057号公報や特公昭57−39405号公報
がある。
として特公昭47−28057号公報や特公昭57−39405号公報
がある。
これら公報のうち前者は、収差補正に関しては何ら記
載されておらず又後者は屈折率分布型レンズを用いての
軸外収差の補正に関して記載されているが、色収差の補
正に関しては言及されていない。
載されておらず又後者は屈折率分布型レンズを用いての
軸外収差の補正に関して記載されているが、色収差の補
正に関しては言及されていない。
本発明は、光軸から半径方向の距離に従つて屈折率が
変化する屈折率分布型レンズを用いて基本波長の収差の
みならず色収差をも補正した顕微鏡の対物レンズを提供
するものである。
変化する屈折率分布型レンズを用いて基本波長の収差の
みならず色収差をも補正した顕微鏡の対物レンズを提供
するものである。
本発明は、上記問題点を解決するためにレンズ系中に
光軸から半径方向の距離にしたがつて屈折率が小さくな
る屈折率分布型レンズを少なくとも一つ配置し、しかも
この屈折率分布型レンズがレンズ中心における分散より
もレンズ周辺の分散が大であるものにした顕微鏡対物レ
ンズである。
光軸から半径方向の距離にしたがつて屈折率が小さくな
る屈折率分布型レンズを少なくとも一つ配置し、しかも
この屈折率分布型レンズがレンズ中心における分散より
もレンズ周辺の分散が大であるものにした顕微鏡対物レ
ンズである。
本発明の顕微鏡対物レンズは、物体側より順に正の屈
折力を有する第１群レンズと、軸上像点を結像する開口
光線の光線高が最も高くなる高さの少なくとも半分の高
さを有する範囲に位置せしめた第２群レンズと、第３群
レンズより構成され、そのうち少なくとも第２群レンズ
が前記のような光軸から半径方向の距離に従つて屈折率
が小さくなるような勾配を持ち更にレンズ中心における
分散よりもレンズ周辺の分散が大であるような屈折率分
布型レンズによつて構成されるレンズ系である。
折力を有する第１群レンズと、軸上像点を結像する開口
光線の光線高が最も高くなる高さの少なくとも半分の高
さを有する範囲に位置せしめた第２群レンズと、第３群
レンズより構成され、そのうち少なくとも第２群レンズ
が前記のような光軸から半径方向の距離に従つて屈折率
が小さくなるような勾配を持ち更にレンズ中心における
分散よりもレンズ周辺の分散が大であるような屈折率分
布型レンズによつて構成されるレンズ系である。
通常、顕微鏡対物レンズは、球面収差、コマ収差、像
面わん曲、非点収差等が十分良好に補正されていなけれ
ばならない。これら収差のうち、特に像面わん曲と非点
収差を補正することによつて他の収差の制約が厳しくな
り、これらすべての収差を良好に補正することが難し
い。
面わん曲、非点収差等が十分良好に補正されていなけれ
ばならない。これら収差のうち、特に像面わん曲と非点
収差を補正することによつて他の収差の制約が厳しくな
り、これらすべての収差を良好に補正することが難し
い。
更に色収差まで補正しようとすると、使用するガラス
の屈折率，分散等を当初からある程度考慮して設計を進
めなければならず、そのために収差補正上大きな制約が
ある。
の屈折率，分散等を当初からある程度考慮して設計を進
めなければならず、そのために収差補正上大きな制約が
ある。
通常色収差の補正は、屈折面の曲率，面間隔，屈折
率，分散等を制御することにより行なわれるが、屈折率
分布型レンズを用いる場合は、更に分散分布すなわち各
波長毎の屈折率分布を制御することによつても行ない得
る。例えば色収差を考える際の基本となる軸上色収差
は、屈折率分布型レンズでは単レンズでありながら曲率
半径と各波長の屈折率分布を制御することによつて完全
に補正されることが収差論から導かれている。このよう
な効果は、均質レンズ系にては期待し得ないものであ
り、屈折率分布型レンズの使用による色収差補正能力の
大きさを示している。
率，分散等を制御することにより行なわれるが、屈折率
分布型レンズを用いる場合は、更に分散分布すなわち各
波長毎の屈折率分布を制御することによつても行ない得
る。例えば色収差を考える際の基本となる軸上色収差
は、屈折率分布型レンズでは単レンズでありながら曲率
半径と各波長の屈折率分布を制御することによつて完全
に補正されることが収差論から導かれている。このよう
な効果は、均質レンズ系にては期待し得ないものであ
り、屈折率分布型レンズの使用による色収差補正能力の
大きさを示している。
ところで顕微鏡対物レンズにおいて屈折率分布型レン
ズを用いて色収差を補正する場合、軸上像点を結像する
開口光線の光線高が最も高くなる位置に配置すれば色収
差の補正にとつて有利である。
ズを用いて色収差を補正する場合、軸上像点を結像する
開口光線の光線高が最も高くなる位置に配置すれば色収
差の補正にとつて有利である。
通常色収差の補正には、軸上の色収差と倍率の色収差
の補正が必要であるが、倍率の色収差は軸外性能に関す
るものである。通常の顕微鏡対物レンズは、軸外主光線
が光軸から大きく離れることなく伝播されるために、屈
折率分布型レンズを用いての倍率の色収差の補正効果
は、軸上色収差の補正効果に比べやや低い。そのために
倍率の色収差の補正は他のパラメーターにより行ない、
波長毎の屈折率分布を制御することによつて主に軸上色
収差を補正すれば効果的に行なうことができる。したが
って光線のふるまいを効果的に制御出来る上記位置に屈
折率分布型レンズを配置することが好ましい。したがつ
て上記のように本発明では、屈折率分布型レンズの前の
第１群レンズと、屈折率分布型レンズの第２群レンズ
と、その後に配置した第３群レンズの３群構成にしてあ
る。
の補正が必要であるが、倍率の色収差は軸外性能に関す
るものである。通常の顕微鏡対物レンズは、軸外主光線
が光軸から大きく離れることなく伝播されるために、屈
折率分布型レンズを用いての倍率の色収差の補正効果
は、軸上色収差の補正効果に比べやや低い。そのために
倍率の色収差の補正は他のパラメーターにより行ない、
波長毎の屈折率分布を制御することによつて主に軸上色
収差を補正すれば効果的に行なうことができる。したが
って光線のふるまいを効果的に制御出来る上記位置に屈
折率分布型レンズを配置することが好ましい。したがつ
て上記のように本発明では、屈折率分布型レンズの前の
第１群レンズと、屈折率分布型レンズの第２群レンズ
と、その後に配置した第３群レンズの３群構成にしてあ
る。
第１群レンズは倍率の確保のために強い屈折力を持つ
必要があり、また像面わん曲を補正するために強い曲率
の面を有するレンズで構成することが多い。第１群レン
ズをこのような構成で正の屈折力を有するレンズにする
と、この第１群レンズで大きな負の軸上色収差が発生す
る。
必要があり、また像面わん曲を補正するために強い曲率
の面を有するレンズで構成することが多い。第１群レン
ズをこのような構成で正の屈折力を有するレンズにする
と、この第１群レンズで大きな負の軸上色収差が発生す
る。
この負の軸上色収差を補正するためには、第２群レン
ズの屈折率分布型レンズが、レンズ中心の分散よりもレ
ンズ周辺の分散が大であるような光軸から半径方向に屈
折率が小さくなる屈折率分布型レンズを用いて正の軸上
色収差を発生させて補正することができる。
ズの屈折率分布型レンズが、レンズ中心の分散よりもレ
ンズ周辺の分散が大であるような光軸から半径方向に屈
折率が小さくなる屈折率分布型レンズを用いて正の軸上
色収差を発生させて補正することができる。
逆にレンズ中心の分散よりもレンズ周辺の分散が小で
あれば負の軸上色収差が発生し、これらを補正するには
第２群レンズより像側のレンズ群を複雑な構成にしなけ
ればならなくなり極めて不利である。
あれば負の軸上色収差が発生し、これらを補正するには
第２群レンズより像側のレンズ群を複雑な構成にしなけ
ればならなくなり極めて不利である。
軸上像点を結像する開口光線の光線高が最も高くなる
高さの少なくとも半分の高さを有する範囲に上記のよう
な屈折率分布型レンズを用いることによつても同等の色
収差補正効果を得ることができる。
高さの少なくとも半分の高さを有する範囲に上記のよう
な屈折率分布型レンズを用いることによつても同等の色
収差補正効果を得ることができる。
更に軸外光線が光軸と交わる位置より像側の位置に屈
折率分布型レンズを用いることによつて屈折率分布以外
のパラメーターによつて補正を行なつていた倍率の色収
差を容易に補正することが可能になる。
折率分布型レンズを用いることによつて屈折率分布以外
のパラメーターによつて補正を行なつていた倍率の色収
差を容易に補正することが可能になる。
以上詳細に説明した本発明の実施例（第１図に示す構
成）を次に示す。
成）を次に示す。
ｆ＝1,NA＝0.46,β＝20X WD＝0.2265,f1＝4.895,Δ＝11.32 r1＝−0.4325 d1＝0.8270 n01＝1.83400 ν01＝37.16 r2＝−0.7311 d2＝0.0119 r3＝2.8175 d3＝0.7471 n02＝1.72600 ν02＝53.54（※） r4＝−5.0371 d4＝3.2187 r5＝−2.3789 d5＝0.1472 n03＝1.51633 ν03＝64.14（※） r6＝−3.2099 第２群レンズ λ（nm） n1 n2 587.56 −0.64491×10-1 0.15529×10-2 656.28 −0.67774×10-1 0.26729×10-4 486.13 −0.56174×10-1 0.57479×10-2 第３群レンズ λ n1 n2 587.56 −0.26784 0.20944 656.28 −0.26756 0.20946 486.13 −0.26793 0.20855 ただしr1,r2,…,r6はレンズ各面の曲率半径、d1,d2,
…,d6は各レンズの肉厚および空気間隔、n01,n02,n03は
夫々各レンズの屈折率（※印を付した屈折率分布型レン
ズの場合は中心での屈折率）、ν01,ν02,ν03は夫々各
レンズのアツベ数（屈折率分布型レンズの場合は中心で
のアツベ数）、ｆは全系の焦点距離、f1は第１群レンズ
の焦点距離、NAは開口数、βは倍率、WDは作動距離、Δ
は第２群レンズに使用された屈折率分布型レンズの中心
におけるアツベ数と光軸から0.5離れた位置におけるア
ツベ数の差でΔが正ならレンズ中心の分散よりもレンズ
周辺の分散の方が大になる。
…,d6は各レンズの肉厚および空気間隔、n01,n02,n03は
夫々各レンズの屈折率（※印を付した屈折率分布型レン
ズの場合は中心での屈折率）、ν01,ν02,ν03は夫々各
レンズのアツベ数（屈折率分布型レンズの場合は中心で
のアツベ数）、ｆは全系の焦点距離、f1は第１群レンズ
の焦点距離、NAは開口数、βは倍率、WDは作動距離、Δ
は第２群レンズに使用された屈折率分布型レンズの中心
におけるアツベ数と光軸から0.5離れた位置におけるア
ツベ数の差でΔが正ならレンズ中心の分散よりもレンズ
周辺の分散の方が大になる。
屈折率分布型レンズでは、主軸から半径方向の距離を
ρ、波長λとした時各波長の屈折率が次の式で表わされ
る分布をする。
ρ、波長λとした時各波長の屈折率が次の式で表わされ
る分布をする。
ｎ（λ）＝n0（λ）＋n1（λ）ρ２＋n2（λ）ρ４＋… ここでn0（λ）はレンズ中心での波長λに対する屈折
率、n1（λ）,n2（λ），…は夫々についての２次項,
4次項，…の波長λに対する係数である。上記データー
ではd,C,F線に対する分布系数を示してある。
率、n1（λ）,n2（λ），…は夫々についての２次項,
4次項，…の波長λに対する係数である。上記データー
ではd,C,F線に対する分布系数を示してある。
この実施例はデーターに示すように第３群も屈折率分
布型レンズである。
布型レンズである。
以上詳細に説明し又実施例に示したように本発明の顕
微鏡対物レンズは、極めて簡単な構成でありながら基本
波長の収差のみならず色収差をも充分に補正された非常
に高性能なレンズ系である。
微鏡対物レンズは、極めて簡単な構成でありながら基本
波長の収差のみならず色収差をも充分に補正された非常
に高性能なレンズ系である。
第１図は本発明の実施例の断面図、第２図は上記実施例
の収差曲線図である。
の収差曲線図である。
Claims (2)
- 【請求項１】物体側より順に正の屈折力を有する第１群
レンズと、軸上像点を結像する開口光線の光線高が最も
高くなる高さの少なくとも半分の高さを有する範囲に位
置せしめられた第２群レンズと、更に像側に位置する第
３群レンズとよりなり前記第２群レンズが光軸から半径
方向の距離にしたがって屈折率が小さくなるような勾配
を持つ屈折率分布型レンズであってレンズ中心よりもレ
ンズ周辺が分散が大であることを特徴とする顕微鏡対物
レンズ。 - 【請求項２】前記屈折率分布型の第２群レンズが軸上像
点を結像する開口光線の光線高が最も高くなる位置に配
置されたことを特徴とする特許請求の範囲（１）の顕微
鏡対物レンズ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60169727A JP2628629B2 (ja) | 1985-08-02 | 1985-08-02 | 顕微鏡対物レンズ |
| US06/890,738 US4784478A (en) | 1985-08-02 | 1986-07-30 | Microscope objective |
| DE19863626164 DE3626164A1 (de) | 1985-08-02 | 1986-08-01 | Mikroskopobjektiv |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60169727A JP2628629B2 (ja) | 1985-08-02 | 1985-08-02 | 顕微鏡対物レンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6231817A JPS6231817A (ja) | 1987-02-10 |
| JP2628629B2 true JP2628629B2 (ja) | 1997-07-09 |
Family
ID=15891729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60169727A Expired - Fee Related JP2628629B2 (ja) | 1985-08-02 | 1985-08-02 | 顕微鏡対物レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2628629B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0380211A (ja) * | 1989-08-24 | 1991-04-05 | Olympus Optical Co Ltd | 顕微鏡対物レンズ |
| JP2597513B2 (ja) * | 1989-12-19 | 1997-04-09 | オリンパス光学工業株式会社 | 顕微鏡対物レンズ |
| JPH09159910A (ja) * | 1995-12-04 | 1997-06-20 | Olympus Optical Co Ltd | 対物レンズ |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2718896B2 (de) * | 1977-04-28 | 1980-02-14 | Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim | Achromatisches Mikroskopobjektiv aus drei Linsengliedern |
| JPS56142508A (en) * | 1980-04-05 | 1981-11-06 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Objective lens of microscope |
| JPS57148717A (en) * | 1981-03-12 | 1982-09-14 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Objective lens of microscope |
| JPS59195611A (ja) * | 1983-04-21 | 1984-11-06 | Mitsubishi Electric Corp | レンズ系 |
-
1985
- 1985-08-02 JP JP60169727A patent/JP2628629B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6231817A (ja) | 1987-02-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |