JP3365031B2 - 超広視野アクロマート対物レンズ - Google Patents

超広視野アクロマート対物レンズ

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JP3365031B2
JP3365031B2 JP04737894A JP4737894A JP3365031B2 JP 3365031 B2 JP3365031 B2 JP 3365031B2 JP 04737894 A JP04737894 A JP 04737894A JP 4737894 A JP4737894 A JP 4737894A JP 3365031 B2 JP3365031 B2 JP 3365031B2
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聖幸 水澤
太郎 岡田
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、顕微鏡アクロマ−ト対
物レンズに関するものである。
【0002】
【従来の技術】物体面から対物レンズを取り付ける胴付
け面までの距離が45mm程度の大きさを持つ顕微鏡に
使用する対物レンズについて、現在市販されている対物
レンズの中で倍率が10倍程度で開口数が0.25以上
のものは、作動距離が10mm以下であり、操作上十分
長い作動距離を有しているものではなかった。
【0003】一方、作動距離が10mmより大きいもの
は、開口数が0.25未満であり、解像力には依然と不
十分な点があった。例えば、特公昭60−35047の
対物レンズは開口数は0.3であるが、作動距離が8m
m程度しかなく、近年のユーザーの厳しい要求を満足し
ているとはいえなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の技術
に於ては、用途に合わせて開口数か作動距離のどちらか
を犠牲にし、使い分けを行ってきた。しかし、近年、特
に顕微鏡においては、標本を観察しながら緻密な作業を
行うことが多くなり、解像力を落とさず作動距離を長く
し、かつ、視野を広くして欲しいというユーザーの要望
が強くなっている。本発明はこのような状況を鑑みてな
されたものであり、その目的は倍率が10倍程度、作動
距離が10mm以上で、比較的大きい開口数を持ち、超
広視野においても収差の良好なアクロマート対物レンズ
を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の対物レンズは、物体側から順に、少なくとも一つの
正レンズを含み全体として正の屈折力を持つ第1レンズ
群G1 、物体側に凸面を向けた正レンズと像側に凹面を
向けた負レンズを貼り合わせた第2レンズ群G 2 、物体
側に凹面を向けた負レンズと像側に凸面を向けた正レン
ズを貼り合わせた第3レンズ群G3 、正の屈折力を持つ
第4レンズ群G4 から成り、次の条件を満足することを
特徴とするものである。
【0006】(1)0.55<f1 /f<0.9 (2)νmax −ν2n>45 (3)N2n−N2P>0.2 但し、f1 は第1レンズ群G1 の焦点距離、fは全系の
焦点距離、νmax は第1レンズ群G1 と第2レンズ群G
2 に含まれている正レンズの中で最大のアッベ数を持つ
レンズのアッベ数で、N2pは第2レンズ群G2 の正レン
ズの屈折率、N 2nは第2レンズ群G2 の負レンズの屈折
率、ν2nは第2レンズ群G2 の負レンズのアッベ数。
【0007】以上の如き本発明の構成において、更に次
の条件(4)を満足することが好ましい。 (4)0.75<D/f<1.25 但し、fは全系の焦点距離、Dは第2レンズ群G2 最物
体側の面から第3レンズ群G3 の最像側の面までの光軸
上での厚さである。
【0008】
【作用】一般的に屈折系対物レンズにおいて、作動距離
が長くなったり、開口数が大きくなったりすると急速に
諸収差は悪化する。その悪化した収差を補正するため
に、上記の構成を採用したが、以下、その効果と理由に
ついて説明する。条件(1)、(2)、(3)は各レン
ズ群の働きを効果的におこなわせるものである。
【0009】条件(1)は第1レンズ群G1 の適切な屈
折力を規定するものであり、上限を越えると第1レンズ
群G1 において周辺光束が収斂しなくなり、第2レンズ
群G 2 の正レンズが過度の屈折力を持たなくてはならな
くなる。その結果、球面収差とコマ収差が悪化する。一
方、条件(1)の下限を越える場合には、第1レンズ群
1 の屈折力が大きくなり過ぎて球面収差が悪化し、そ
の補正が困難になる。
【0010】条件(2)は色収差の補正に関係するもの
で、第1レンズ群G1 と第2レンズ群G2 に含まれてい
る正レンズの最大のアッベ数と第2レンズ群G2 中の負
レンズのアッベ数との差についての適切な関係を規定し
ている。この条件(2)を満たさない場合には、色収差
の良好な補正は難しくなる。即ち、この条件(2)を外
れる場合には軸上の色収差が悪化する。
【0011】条件(3)は第2レンズ群G2 の正レンズ
と負レンズの屈折率に関係するものであり、第1レンズ
群G1 で発生した球面収差を良好に補正するための条件
である。この条件(3)において、第2レンズ群G2
の正レンズと負レンズとの接合面は物体側に凹の面があ
り、発散作用を有している。この条件(3)を外れる場
合には、第1レンズ群G1 で発生した球面収差の良好な
収差補正が難しくなる。
【0012】条件(4)は第2レンズ群G2 の最物体側
の面と第3レンズ群G3 の最像側の面との厚さ、即ち第
2レンズ群G2 と第3レンズ群G3 との合成中心厚につ
いての適切な範囲を示している。この上限を越えるとレ
ンズ系そのものが大きくなってしまい、対物レンズの大
きさの制限もあって長い作動距離を確保するのが難しく
なる。また、下限を越える場合にはペッツバール和が著
しく悪化し像面の補正が難しくなる。
【0013】
【実施例】次に本発明の超広視野アクロマ−ト対物レン
ズの実施例について説明する。実施例1、2、3のレン
ズ構成図をそれそれ図1、2、3に示す。実施例1は、
第1レンズ群G1 は、物体側に凹面を向けた正メニスカ
スレンズL1 と両凸レンズL2 の2枚で構成され、第2
レンズ群G2 は、物体側に凸面を向けた正レンズL3
像側に凹面を向けた負レンズL4 の接合レンズからなり
接合面は物体側に凹の面である。
【0014】第3レンズ群G3 は、物体側に凹面を向け
た負レンズL5 と像側に凸面を向けた正レンズL6 の接
合レンズからなり接合面は物体側に凸の面である。第4
レンズ群G4 は、両凸レンズL7 一枚からなる。実施例
2、3も上記とレンズ構成は同様である。図4、5、6
はそれぞれ、実施例1、2、3の球面収差、非点収差、
歪曲収差を表わしている。以下に各実施例のレンズデー
タを示す。βは倍率、NAは開口数、WDは作動距離、
1 、f2 、f3 、f4 はそれぞれ第1、2、3、4レ
ンズ群の焦点距離、左端の数字は物体側からの順序を表
すものとし、rは曲率半径、dはレンズ面間の間隔で単
位は共にミリメ−トル、nd 及びνd はそれぞれd線に
対する屈折率及びアッベ数を表す。
【0015】〔実施例1〕 β=10x 、NA=0.25 、WD(d0 )=1
5.00mm NO. r d nd νd 1 -90.9510 5.00 1.56 60.7 L1 2 -14.0780 0.20 3 32.1210 2.50 1.60 60.7 L2 4 -53.1800 0.20 5 10.8560 5.10 1.50 82.5 L3 6 -56.0000 7.30 1.73 28.3 L4 7 6.8640 2.00 8 -6.3000 1.90 1.76 31.6 L5 9 50.2500 6.50 1.56 60.7 L6 10 -11.9600 0.20 11 75.3000 2.40 1.72 37.9 L7 12 -26.2580 196.821 焦点距離(f)=21.10mm f1 =15.58mm f2 =−35.52mm f3 =−21.36mm f4 =27.18mm 〔実施例2〕 β=10x 、NA=0.25 、WD=(d0 )1
5.67mm NO. r d n d νd 1 -200.0490 2.20 1.59 61.1 L1 2 -15.3700 0.20 3 24.7004 2.00 1.62 57.0 L2 4 -28.6450 0.20 5 12.7505 4.90 1.50 82.5 L3 6 -18.8502 7.00 1.80 28.6 L4 7 7.1506 1.50 8 -6.3610 6.50 1.67 47.1 L5 9 44.4750 3.50 1.62 57.0 L6 10 -15.1496 0.20 11 180.5180 3.30 1.61 58.5 L7 12 -18.6970 198.70 焦点距離(f)=21.61mm f1 =12.39mm f2 =−16.47mm f3 =−25.04mm f4 =27.83mm 〔実施例3〕 β=10x 、NA=0.3 、WD(d0 )=15.
00mm N0. r d n d νd 1 -69.3880 5.007 1.69 53.7 L1 2 -17.2403 0.20 3 18.4110 2.80 1.50 82.5 L2 4 -26.8280 0.20 5 13.3198 6.04 1.43 95.6 L3 6 -16.5410 7.05 1.76 31.6 L4 7 8.1723 2.48 8 -5.6358 1.602 1.74 45.0 L5 9 63.6260 4.87 1.60 60.6 L6 10 -10.9770 0.20 11 -536.2300 2.00 1.69 53.7 L7 12 -15.0998 195.50 焦点距離(f)=21.3mm f1 =13.15mm f2 =−17.14mm f3 =−19.83mm f4 =22.37mm 以下の表1に上記実施例1、2、3、についての各条件
の対応値を示す。
【0016】
【表1】
【0017】各収差図より各実施例とも倍率が10倍程
度で、作動距離が15mm、開口数が0.25〜0.3
を有す超広視野アクロマ−ト対物レンズとして、極めて
優れた結像性能を有していることは明らかである。特
に、非点収差は像高が13.5mmにおいても良好に補
正されていることが判る。
【0018】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、倍率が1
0倍程度で、作動距離が10mm以上で15mmにも達
する長い値を有しつつ、比較的大きい開口数を有し、諸
収差が良好に補正された超広視野のアクロマ−ト対物レ
ンズが実現できる。従って、広い視野にわたって、観察
できると共に、高い解像力で作動距離が大きいため緻密
な操作が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の対物レンズの実施例1のレンズの構成
図である。
【図2】実施例2のレンズ構成図である。
【図3】実施例3のレンズ構成図である。
【図4】実施例1の諸収差図である。
【図5】実施例2の諸収差図である。
【図6】実施例3の諸収差図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−163508(JP,A) 特開 昭61−275810(JP,A) 特開 昭62−49312(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 21/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 物体側から順に、少なくとも一つの正レ
    ンズを含み全体として正の屈折力を持つ第1レンズ群、
    物体側に凸面を向けた正レンズと像側に凹面を向けた負
    レンズを貼り合わせた第2レンズ群、物体側に凹面を向
    けた負レンズと像側に凸面を向けた正レンズを貼り合わ
    せた第3レンズ群及び正の屈折力を持つ第4レンズ群を
    有し、次の各条件を満足することを特徴とする作動距離
    10mm以上の超広視野アクロマート対物レンズ。 (1)0.55<f1 /f<0.9 (2)νmax −ν2n>45 (3)N2n−N2P>0.2 但し、f1 は第1レンズ群の焦点距離、fは全系の焦点
    距離、νmax は第1レンズ群と第2レンズ群に含まれて
    いる正レンズの中で最大のアッベ数を持つレンズのアッ
    ベ数で、N2pは第2レンズ群の正レンズの屈折率、N2n
    は第2レンズ群の負レンズの屈折率、ν2nは第2レンズ
    群の負レンズのアッベ数。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のレンズ構成において、好
    ましくは次の条件を満足することを特徴とする作動距離
    10mm以上の超広視野アクロマ−ト対物レンズ。 0.75<D/f<1.25 但し、fは全系の焦点距離、Dは第2レンズ群の最物体
    側の面から第3レンズ群の最像側の面までの光軸上での
    厚さである。
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JP4987417B2 (ja) * 2006-10-18 2012-07-25 オリンパス株式会社 長作動距離顕微鏡対物レンズ
JP5885537B2 (ja) 2012-02-28 2016-03-15 オリンパス株式会社 顕微鏡対物レンズ
CN105403980B (zh) * 2015-12-15 2017-12-29 桂林电子科技大学 一种用于机器视觉检测的大视场无CaF2超消色差镜头

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