JP3850240B2

JP3850240B2 - 対物レンズの組立方法

Info

Publication number: JP3850240B2
Application number: JP2001209320A
Authority: JP
Inventors: 理西村; 日出人山下
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2001-07-10
Filing date: 2001-07-10
Publication date: 2006-11-29
Anticipated expiration: 2021-07-10
Also published as: JP2003021774A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高精度の対物レンズにおけるレンズ、鏡枠および鏡胴の組立方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、顕微鏡用の対物レンズは、図７に示すように、複数のレンズ１０３ａ〜１０３ｆを外径が均一の複数の鏡枠１０２ａ〜１０２ｄにそれぞれ保持して、この鏡枠１０２ａ〜１０２ｄを鏡胴１０１の内径に嵌装して構成されている。これは、対物レンズの鏡胴１０１に直接レンズ群１０３ａ〜１０３ｆを落とし込んで保持するよりも、高い心出し精度で組み込むことができるからである。鏡枠にレンズを保持させる手段は、例えば、図８に示すように、鏡枠１０２ｅにレンズ群（接合レンズ）１０３ｇ、１０３ｈを落とし込み、鏡枠１０２ｅの受け面でレンズ群１０３ｇ、１０３ｈを保持させ、接着剤により固定するものである。鏡枠１０２ｅにレンズ群１０３ｇ、１０３ｈを接着するときに、光軸１０５（鏡枠１０２ｅの外径の軸心）に対して垂直精度の出ている鏡枠端面１０４を基準に、レンズ群１０３ｇ、１０３ｈを振って、レンズ１０３ｇ、１０３ｈの光学心出しを行うことができるので、一般的な対物レンズのレンズ保持手段としてよく用いられる。
【０００３】
また、図９に示すように、レンズ１０３ｉを鏡枠１０２ｆに接着するとき、歪みが大きく発生する場合は、接着せずに鏡枠１０２ｆ内にレンズ１０３ｉを収納してから、鏡枠１０２ｆの一端をカシメる手段が古くから用いられている。
【０００４】
さらに、図１０に示すように、凸レンズ３１と凹レンズ３２とが接合されたレンズ群Ａを鏡枠１４４に組み込み、凸レンズ３３と凹レンズ３４とが接合されたレンズ群Ｂを鏡枠４６に組み込み、鏡枠１４４と鏡枠４６との間に間隔環１４５を設けて、レンズ群Ａとレンズ群Ｂとの間隔を維持することも行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図８で示したように、鏡枠１０２ｅにレンズ群１０３ｇ、１０３ｈを落とし込む方法は、鏡枠１０２ｅにレンズ群１０３ｇ、１０３ｈを保持して接着固定する場合に、光学心出しをしながら接着固定することができるが、図１１に示すように、鏡枠にレンズを保持する爪を設けることが不可能なスペース的に厳しい光学系の場合には、レンズを鏡枠に保持し接着固定することができない場合がある。また、図９に示したカシメ方式は、接着剤を用いないメリットはあるが、顕微鏡の対物レンズは非常に小さいので、光学心出しの精度を必要なレベルまで出すのは困難であり、作業者の経験と技量により性能が左右されるため、品質が安定しないという問題点があった。
【０００６】
さらに、図１０に示した枠構造によれば、鏡枠１４４、１４６の他に間隔環１４５が必要となって、枠構造が複雑になり、精度が出しにくくなる。また、図１２に示すように、図１０における鏡枠１４４と間隔環１４５とを一体化して鏡枠１４８とした場合には、レンズ群Ａが鏡枠１４８の奥に入ってしまい、光学心出しが行いにくいという問題点もあった。
【０００７】
特に、深紫外領域の波長を用いる顕微鏡用対物レンズは、可視領域の波長を用いる顕微鏡用対物レンズよりもレンズ枚数が多く、また、図１１に示すように、互いのレンズが非常に接近した構成をとる場合がある。このうち、レンズ枚数が多くなるのは使用できる硝材が限られているからである。また、互いのレンズが非常に接近した構成になるのは、お互いを接着剤で接合した場合、紫外線により接着剤が変質して透過率が低下する可能性があることから、このような問題を回避するためである。
【０００８】
このように、レンズ枚数が多く、しかも互いのレンズが非常に接近した構成をとる場合、従来の図８に示す方法ではレンズを保持することが困難である。また、深紫外領域の波長を用いる顕微鏡用対物レンズでは、レンズ自体の面形状は非常に高精度に形成されているため、図９に示す方法でレンズを保持することは困難である。また、レンズ同士の間隔についても高い精度が要求されるため、図１０に示す保持方法を用いることもできない。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、請求項１または２に係る発明の課題は、近接するレンズ群を保持できる鏡枠であって、心出し精度が良く、レンズ群と鏡枠との位置関係を適切に配置することができる対物レンズの組立方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１または２に係る発明は、レンズの外周を保持するレンズ保持面を有する複数の鏡枠により複数のレンズを保持して、鏡胴に組み込む対物レンズの組立方法において、前記複数の鏡枠のうちの所要の鏡枠に、前記鏡胴への組み込み時に当該鏡枠と隣接する他の鏡枠に当接する端面部と、当該鏡枠に保持されるレンズの光軸方向の位置決めをするレンズ受け面を備えるとともに前記端面部に対して内周側へ突出する突設部とを形成し、前記鏡枠内に前記レンズを接着固定後、前記鏡枠を前記鏡胴に組み込む前に前記端面部の少なくとも一部を残して前記突設部を切断し、その後に前記鏡胴に組み込む。
【００１１】
請求項１または２に係る発明の対物レンズの組立方法では、レンズの外周を保持するレンズ保持面を有する複数の鏡枠により複数のレンズを保持して、鏡胴に組み込む対物レンズの組立方法において、前記複数の鏡枠のうちの所要の鏡枠に、前記鏡胴への組み込み時に当該鏡枠と隣接する他の鏡枠に当接する端面部と、当該鏡枠に保持されるレンズの光軸方向の位置決めをするレンズ受け面を備えるとともに前記端面部に対して内周側へ突出する突設部とを形成し、鏡枠内にレンズを接着固定後、鏡枠を鏡胴に組み込む前に前記端面部の少なくとも一部を残して前記突設部を切断し、その後に鏡胴に組み込む。すなわち、まず、鏡枠の前記突設部にレンズを落とし込み、光学心出しをしてから鏡枠とレンズとの間に接着剤を塗布して固定させ、しかる後、前記端面部の少なくとも一部を残して前記突設部を刃物で切断除去し、小型になったレンズ付き鏡枠を鏡胴に組み込む。
【００１２】
請求項２に係る発明の対物レンズの組立方法では、上記作用に加え、前記突設部は、切断に使用する刃物が前記レンズに干渉しない程度の空間をレンズ保持面とレンズ受け面との間に形成していることにより、前記端面部の少なくとも一部を残して前記突設部を切断除去するときに、刃物の刃先をレンズ保持面とレンズ受け面との間に設けた空間にて停止させる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、具体的な実施の形態について説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１〜図３は実施の形態１を示し、図１は対物レンズの部分断面図、図２は鏡枠に保持されたレンズ群の拡大縦断面図、図３はコの字形状部の切断前のレンズ部組の縦断面図である。
【００１５】
図１において、顕微鏡の対物レンズには、レンズ１をそれぞれ保持した複数の鏡枠２が鏡筒３内に嵌装されている。複数のレンズ１のうち、レンズ同士の間隔が接近しているレンズ群１Ａを取り出して図２に示す。図２において、凸レンズ１１、凹レンズ１２、凸レンズ１３は、鏡枠２１〜２３にそれぞれ保持されている。これらの鏡枠にレンズを組み込む方法について説明する。凸レンズ１１、１３は従来のレンズ保持手段により行われる。凸レンズ１１、１３を鏡枠２１、２３に落とし込み、それぞれの受け面に載置させ、鏡枠２１、２３に対して光学心出しを行い、接着剤にて接着固定する。この接着固定は、凸レンズ１１、１３の外周面と鏡枠２１、２３の内周面とをそれぞれ接着することにより行われる。
【００１６】
また、凹レンズ１２は、鏡枠２２に接着固定されるが、図３に示すように、凹レンズ１２は、鏡枠２２に組み込まれる前のコの字形状部２２ａを有する鏡枠ブランク２２′に落とし込まれる。鏡枠ブランク２２′の端面２２ｂから端面２２ｃまでの幅寸法、外周２２ｄの径およびレンズ保持面としての内周２２ｅの径は鏡枠２２の仕上がり寸法と同一に仕上げられている。コの字形状部２２ａは、端面２２ｂの内周２２ｅ側から突設され、凹レンズ１２のレンズ受け面としての受け面２２ｆと内周２２ｅとの間に刃物２５（バイトまたはフライスの類）の刃先が凹レンズ１２と干渉しない程度の空間２２ｇを形成している。端面２２ｃから受け面２２ｆまでの距離は、凹レンズ１２の組み込み位置に関係し、図１に示す鏡筒３に鏡枠２２が組み込まれたとき、図２に示す凹レンズ１２が凸レンズ１１および凸レンズ１３との間に所定の間隔が確保できるような寸法に仕上げられている。
【００１７】
この鏡枠ブランク２２′に凹レンズ１２を落とし込み、光学心出しを行って、鏡枠ブランク２２′と凹レンズ１２とを接着固定する。この接着固定は、鏡枠ブランク２２′の内周面２２ｅと凹レンズ１２の外周面とを接着することにより行われる。つぎに、鏡枠ブランク２２′のコの字形状部２２ａを、刃物２５で切断除去し、鏡枠２２と凹レンズ１２からなるレンズ部組を構成する。つぎに、このレンズ部組を他のレンズ部組とともに、図１に示すように、鏡筒３内に組み込み、他の部材を合わせて、対物レンズを構成する。
【００１８】
本実施の形態によれば、レンズ同士が近接して従来の保持方法ではレンズの保持が困難な光学系を有する対物レンズにおいても、鏡枠でレンズを保持することができるので、レンズを鏡枠に対して高精度な位置出しが可能になるとともに光学心出しも行える。また所定の間隔を高精度に保つことができる。よって、高精度の対物レンズを実現することができる。
【００１９】
（実施の形態２）
図４〜図６は実施の形態２を示し、図４は対物レンズのレンズ部組の縦断面図、図５は対物レンズの光学系の構成図、図６はコの字形状部の切断前のレンズ部組の縦断面図である。
【００２０】
図４において、対物レンズのレンズ部組は、凸レンズ３１と凹レンズ３２とが接合されたレンズ群Ａが鏡枠４７に、凸レンズ３３と凹レンズ３４とが接合されたレンズ群Ｂが鏡枠４６にそれぞれ組み込まれたものである。なお、図５はレンズ部分のみを取り出して光学系を表示しているが、この光学系は従来技術の図１０に示したレンズ群Ａおよびレンズ群Ｂからなる光学系と同一のものであって、図４は改良された枠構造を示したものであり、レンズ群Ａを鏡枠４７に組み込んだレンズ部組のみが従来技術と異なり、レンズ群Ｂを鏡枠４６に組み込んだレンズ部組は従来技術と同一のものである。
【００２１】
図４に示すように、レンズ群Ａは、鏡枠４７に接着固定されるが、図６に示すように、レンズ群Ａは、鏡枠４７に組み込まれる前のコの字形状部４７ａを有する鏡枠ブランク４７′に落とし込まれる。鏡枠ブランク４７′は、実施の形態１と同様に、端面４７ｂから端面４７ｃまでの幅寸法、外周４７ｄの径およびレンズ保持面としての内周４７ｅの径は鏡枠４７の仕上がり寸法と同一に仕上げられている。コの字形状部４７ａは、端面４７ｂの内周側から突設され、凹レンズ３２のレンズ受け面としての受け面４７ｆと内周４７ｅとの間に、刃物２５（図３参照）の刃先が凹レンズ３２と干渉しない程度の空間４７ｇを形成している。端面４７ｃから受け面４７ｆまでの距離は、凹レンズ３２の組み込み位置に関係し、図示しない鏡筒に鏡枠４７が組み込まれたとき、凸レンズ３３（図４および図５参照）との間に所定の間隔が確保できるような寸法に仕上げられている。
【００２２】
この鏡枠ブランク４７′にレンズ群Ａを落とし込み、光学心出しを行って、鏡枠ブランク４７′とレンズ群Ａとを接着固定する。つぎに、鏡枠ブランク４７′のコの字形状部４７ａを、刃物２５（図３参照）で切断除去し、図４に示すように、斜面４７ｈを形成した鏡枠４７とレンズ群Ａとからなるレンズ部組を構成する。つぎに、このレンズ部組を他のレンズ部組とともに、図示しない鏡筒内に組み込み、他の部材を合わせて、対物レンズを構成する。
【００２３】
本実施の形態によれば、実施の形態１と同様の効果に加え、鏡枠の数を少なくし、精度的にも満足できる対物レンズを得ることができる。
【００２４】
なお、上述した具体的な実施の形態から、つぎのような構成の技術的思想が導き出される。
（付記）
（１）レンズと該レンズを保持する鏡枠とを備えた光学ユニットであって、前記鏡枠は前記レンズの外周面と接触する内周面を有する円筒部と該円筒部の端面に一体に形成され前記レンズを保持するコの字形状部とを有し、前記レンズを該コの字形状部に保持した状態で前記円筒部に接着固定した後に前記コの字形状部を切断したことを特徴とする光学ユニット。
【００２５】
付記（１）によれば、近接するレンズ群を保持できる光学ユニットであって、心出し精度がよく、レンズ群と鏡枠との位置関係を適切に配置した対物レンズを得ることができる。
【００２６】
（２）付記（１）記載の光学ユニットを有することを特徴とする顕微鏡用対物レンズ。
【００２７】
付記（２）によれば、心出し精度がよく、レンズ間隔が接近した光学系を有する高性能の顕微鏡用対物レンズを提供することができる。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１または２に係る発明によれば、レンズの外周を保持するレンズ保持面を有する複数の鏡枠により複数のレンズを保持して、鏡胴に組み込む対物レンズの組立方法において、前記複数の鏡枠のうちの所要の鏡枠に、前記鏡胴への組み込み時に当該鏡枠と隣接する他の鏡枠に当接する端面部と、当該鏡枠に保持されるレンズの光軸方向の位置決めをするレンズ受け面を備えるとともに前記端面部に対して内周側へ突出する突設部とを形成し、鏡枠の突設部にレンズを落とし込み、光学心出しをしてから鏡枠とレンズとの間に接着剤を塗布して硬化させ、しかる後、突設部を前記端面部の少なくとも一部を残して刃物で切断除去し、小型になったレンズ付き鏡枠を鏡胴に組み込むようにしたので、近接するレンズ群を保持できる鏡枠であって、心出し精度が良く、レンズ群と鏡枠との位置関係を適切に配置した対物レンズを得ることができる。
【００２９】
請求項２に係る発明によれば、突設部を切断除去するときに、刃物の刃先をレンズ保持面とレンズ受け面との間に設けた空間にて停止させるようにしたので、刃物によってレンズ面に傷を付けることなく、鏡枠の突設部を切断除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の対物レンズの部分断面図である。
【図２】実施の形態１の鏡枠に保持されたレンズ群の縦断面図である。
【図３】実施の形態１のコの字形状部の切断前のレンズ部組の縦断面図である。
【図４】実施の形態２の対物レンズのレンズ部組の縦断面図である。
【図５】実施の形態２の対物レンズの光学系の構成図である。
【図６】実施の形態２のコの字形状部の切断前のレンズ部組の縦断面図である。
【図７】従来技術の対物レンズの縦断面図である。
【図８】従来技術の鏡枠に接合レンズを保持した断面図である。
【図９】従来技術のカシメによりレンズを保持した断面図である。
【図１０】従来技術の間隔環を用いたレンズ部組の構成図である。
【図１１】従来技術の鏡枠への保持が難しい光学系の断面図である。
【図１２】従来技術の鏡枠と間隔環とを一体化したレンズ部組の縦断面図である。
【符号の説明】
１２レンズ
２２′ 鏡枠ブランク
２２ａコの字形状部
２２ｅ内周
２２ｆ受け面

Claims

レンズの外周を保持するレンズ保持面を有する複数の鏡枠により複数のレンズを保持して、鏡胴に組み込む対物レンズの組立方法において、
前記複数の鏡枠のうちの所要の鏡枠に、前記鏡胴への組み込み時に当該鏡枠と隣接する他の鏡枠に当接する端面部と、当該鏡枠に保持されるレンズの光軸方向の位置決めをするレンズ受け面を備えるとともに前記端面部に対して内周側へ突出する突設部とを形成し、
前記鏡枠内に前記レンズを接着固定後、前記鏡枠を前記鏡胴に組み込む前に前記端面部の少なくとも一部を残して前記突設部を切断し、その後に前記鏡胴に組み込むことを特徴とする対物レンズの組立方法。
前記突設部は、切断に使用する刃物が前記レンズに干渉しない程度の空間を前記レンズ保持面と前記レンズ受け面との間に形成していることを特徴とする請求項１記載の対物レンズの組立方法。