JP3889849B2 - 顕微鏡用対物レンズ及び単対物型双眼実体顕微鏡システム - Google Patents
顕微鏡用対物レンズ及び単対物型双眼実体顕微鏡システム Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、顕微鏡用対物レンズ及び単対物型双眼実体顕微鏡システムに関し、特に、同焦距離が対物レンズの焦点距離よりも短いにもかかわらず、各収差の発生が極力抑えられ、像の平坦性が良い単対物型双眼実体顕微鏡用対物レンズとその対物レンズを用いた観察位置が一定である操作性の良い単対物型双眼実体顕微鏡システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、単対物型双眼実体顕微鏡用の対物レンズは、物体面から対物レンズが実体顕微鏡に取りつく胴付までの距離(同焦距離)が対物レンズの種類や倍率によって異なっている。特に1倍よりも低倍率になると、焦点距離が長くなる。従来の単対物型双眼実体顕微鏡用の対物レンズの同焦距離は、焦点距離と同等かもしくは長く、例えば0.5倍の低倍率対物レンズを用いて観察する際、図15に示すように、図(a)の観察位置が1倍の場合に比べ、図(b)に示すように、60〜90mm程度(図の場合は、77mm)と非常に高くなっていた。なお、図中、1は鏡体、2は接眼レンズ、3は1倍の対物レンズ、4は0.5倍の対物レンズ、5は鏡筒、6は1倍の対物レンズの同焦距離、7は0.5倍の対物レンズの同焦距離、8は1倍の対物レンズを用いて観察する場合と0.5倍の対物レンズを用いて観察する場合の観察位置の差である。
【0003】
また、特公昭60−227214号にレボルバー装置を取り付けた双眼実体顕微鏡が記載されているが、従来の1倍対物レンズから0.5倍対物レンズに交換した場合、上記観察位置の差と同じ60〜90mm程度もフォーカス調整をしなおさなければならず、操作性に難があった。
【0004】
上記問題点を解決するには、低倍率の単対物型双眼実体顕微鏡用対物レンズの同焦距離を、他の倍率、例えば上記対物レンズより焦点距離の短い1倍のものと同じ程度にすればよい。顕微鏡用対物レンズにおいては、同焦距離が一定であることが常識とされているが、従来の実体顕微鏡においては実用化されていない。その理由は、低倍率の実体顕微鏡用対物レンズで焦点距離よりも同焦距離を短く設計することが収差補正上困難であったためである。焦点距離を変えずに同焦距離を短くするためには、対物レンズ内もしくは物体側にある主点位置を像側に置くことになる。したがって、上記目的を達成するためには、対物レンズ内の各レンズ群のパワーを強くしなければならなくなる。実体顕微鏡用対物レンズは対物レンズ内を通る光線が偏心しているため、標本面上での左右の見え方に差が生じる。さらに、ズーム光学系とも併用されることが多く、ズーム光学系の倍率変換により対物レンズの観察範囲、NA(開口数)が変化し、高倍時での軸上色収差、低倍率での倍率の色収差の発生を抑えることは非常に困難であった。
【0005】
なお、標準対物レンズに対して焦点距離が短く高倍の対物レンズの同焦距離を合わせるには、対物レンズを射出した光束がアフォーカルであることを利用して、対物レンズと鏡体との間にスペーサ等を入れることにより、胴付位置を像側にすることが可能であり、標準対物レンズと同焦距離を合わせることは比較的容易である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、同焦距離が対物レンズの焦点距離よりも短いにもかかわらず、各収差の発生が極力抑えられている単対物型双眼実体顕微鏡用対物レンズを提供すること、また、この対物レンズを用いることにより、低位置双眼鏡筒を用いなくとも観察位置が低く、また、少なくとも2本以上の対物レンズを交換しても観察位置が一定である操作性の良い単対物型双眼実体顕微鏡システムを提供することである。
【0007】
【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顕微鏡用対物レンズは、物体からの光をアフォーカル光束に変換する1つの対物レンズと、その対物レンズを射出した光を受けて左右の像を形成する2つの観察光学系を備えた単対物双眼実体顕微鏡対物レンズにおいて、
像側から順に、少なくとも1枚の正屈折力レンズを有する第1レンズ群と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズを有する第2のレンズ群と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズを有する第3レンズ群と、少なくとも1枚の正屈折力レンズを有する第4レンズ群を備え、
対物レンズの焦点距離をFL、対物レンズ像点側の第1レンズ面から標本面までの距離をLとし、第3レンズ群の負メニスカスレンズのアッベ数をνd3、第4レンズ群の正屈折力レンズのアッベ数をνd4、第2レンズ群の焦点距離をf2 としたとき、下記の条件が成り立つことを特徴とするものである。
(1) 1.0<FL/L<1.6
(3) νd3>νd4
(4) 0.2<|f2 /FL|<0.45
【0011】
また、全系の焦点距離をFL、第3レンズ群の焦点距離をf3 としたとき、下記の条件が成り立つことが望ましい。
【0012】
(2) 0.12<|f3 /FL|<0.3
【0014】
この場合、第2レンズ群が接合レンズであることが望ましい。
【0016】
上記の接合レンズとする場合、第2レンズ群の接合レンズの正レンズのアッべ数をνd21 、負レンズのアッべ数をνd22 としたとき、下記の条件が成り立つことが望ましい。
【0017】
(5) 15<|νd21 −νd22 |<55
また、本発明の単対物型双眼実体顕微鏡システムは、物体からの光をアフォーカル光束に変換する1つの対物レンズと、その対物レンズを射出した光を受けて左右の像を形成する2つの観察光学系とを備えた単対物型双眼実体顕微鏡システムにおいて、
対物レンズを少なくとも2本装着できる切り換え装置を備え、各対物レンズの焦点距離の比が、短い焦点距離の対物レンズに対して全て1.3倍以上であり、対物レンズを切り換えても同焦距離が一定であり、かつ、
前記2本の対物レンズの一方は、像側から順に、少なくとも1枚の正屈折力レンズを有する第1レンズ群と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズを有する第2のレンズ群と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズを有する第3レンズ群と、少なくとも1枚の正屈折力レンズを有する第4レンズ群を備え、
対物レンズの焦点距離をFL、対物レンズ像点側の第1レンズ面から標本面までの距離をLとし、第3レンズ群の負メニスカスレンズのアッベ数をνd3、第4レンズ群の正屈折力レンズのアッベ数をνd4、第2レンズ群の焦点距離をf2 としたとき、下記の条件が成り立つことを特徴とするものである。
(1) 1.0<FL/L<1.6
(3) νd3>νd4
(4) 0.2<|f2 /FL|<0.45
【0018】
本発明のもう1つの単対物型双眼実体顕微鏡システムは、物体からの光をアフォーカル光束に変換する1つの対物レンズと、その対物レンズを射出した光を受けて左右の像を形成する2つの観察光学系とを備えた単対物型双眼実体顕微鏡システムにおいて、
2本の対物レンズの焦点距離の比が、短い焦点距離の対物レンズに対して長い焦点距離の対物レンズが1.3倍以上であり、対物レンズを交換しても同焦距離が一定であり、かつ、前記2本の対物レンズの一方は、像側から順に、少なくとも1枚の正屈折力レンズを有する第1レンズ群と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズを有する第2のレンズ群と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズを有する第3レンズ群と、少なくとも1枚の正屈折力レンズを有する第4レンズ群を備え、
対物レンズの焦点距離をFL、対物レンズ像点側の第1レンズ面から標本面までの距離をLとし、第3レンズ群の負メニスカスレンズのアッベ数をνd3、第4レンズ群の正屈折力レンズのアッベ数をνd4、第2レンズ群の焦点距離をf2 としたとき、下記の条件が成り立つことを特徴とするものである。
(1) 1.0<FL/L<1.6
(3) νd3>νd4
(4) 0.2<|f2 /FL|<0.45
【0019】
以下、上記構成を採用した理由と作用について説明する。
本発明による単対物型双眼実体顕微鏡用対物レンズは、第1レンズ群に少なくとも1枚の正屈折力レンズを置くことで、物点からの光をアフォーカル光束にする作用と、他のレンズ群で発生する非点収差及び像面湾曲を補正している。非点収差及び像面湾曲を補正することで像の平坦さが得られる。第1レンズ群では軸上の色収差が発生しやすいため、分散の小さい硝材を用いて色収差の発生を抑えておくと、後群での色収差補正が比較的しやすくなる。
【0020】
第2レンズ群に物体側に凹面を向けたメニスカスレンズを置くことで、他のレンズ群で発生するコマ収差を補正している。さらに、正レンズと負レンズの接合レンズにすることで、他の群で発生する軸上色収差と倍率の色収差のバランスをとることができる。
【0021】
第3レンズ群に凹レンズを配置することで、対物レンズの観察範囲を確保し、主点位置を対物レンズの像側に置くことにより同焦距離を短くする作用がある。この凹レンズは屈折力が他の群に比べて非常に大きいため、コマ収差、非点収差、歪曲収差、色収差等の各収差が発生してしまう。しかし、第3レンズ群を接合レンズとしておけば、色収差の発生を少なくすることができる。
【0022】
以上のレンズ構成により、焦点距離よりも同焦距離が短い単対物レンズ型双眼実体顕微鏡用対物レンズを提供することができるが、更に同焦距離を短くして行くと、第3レンズ群の屈折力が強くなり、歪曲収差が大きく発生する。そこで、第3レンズ群より物点側に少なくとも1枚の正屈折力を有する第4レンズ群を配置することで、第3レンズ群で発生した歪曲収差をある程度補正できる。また、変倍光学系の低倍時においては、軸外主光線が光軸に対し比較的離れているため、軸上の色収差を劣化させずに、第1〜第3レンズ群で発生した倍率の色収差を補正することができる。
【0023】
以上の構成である程度の歪曲収差を補正することは可能だが、更に補正するためには、第4レンズ群を現在のものより更に物体側に配置しなければならず、対物レンズの作動距離(WD)が短くなること、また、軸外光線高が高くなってしまいレンズ外径が大きくなってしまうことの問題がある。
【0024】
実体顕微鏡で左右両眼で観察し得る像は、図16に示すように、左眼用の観察光路での中心より外側の像高域Aと右眼用の観察光路での中心より内側の像高域−Bの融像と、右眼用の観察光路での中心より外側の像高域−Aと左眼用の観察光路での中心より内側の像高域Bの融像とからなっている。単対物レンズ型双眼実体顕微鏡においては、特公平7−60218号で述べられているように、左眼用の観察光路での対物レンズの歪曲収差と右眼用の観察光路での歪曲収差との差が、像の盛り上がり盛り下がりとなって現れることが知られている。この先行技術の条件は、左眼の歪曲収差と右眼の歪曲収差の差が小さければ、左右方向の像の盛り上がり盛り下がりは小さくなことになる。しかし、先に述べた構成では、特公平7−60218号の条件は満たしているが、歪曲収差の絶対値が大きくて逆追跡で歪曲収差がプラスに発生していると、実際に観察するときは順追跡なのでマイナス、つまり、樽型になる。実体顕微鏡は正立像を観察するために、1回結像した後プリズムやミラー等で片眼で見たときの中心から外側の領域と中心から内側の領域が反転する。したがって、左右での像は図17のようになり、左右両眼で融像したときは、像が図18のように見え、左右方向で盛り上がりは小さいが、上下方向が盛り上がってしまう。つまり、歪曲収差自体を極力小さくすることが必要となってくる。なお、図18(a)には像面の斜視図を、同図(b)には左右方向の断面図を、同図(c)には上下方向の断面図を示してある。
【0025】
上記の問題を解決するための構成と作用について、以下に説明する。
実体顕微鏡用対物レンズは、他の対物レンズと違い、射出瞳位置が対物レンズ内にはなく対物レンズより像側にある。したがって、対物レンズ内の各群の焦点距離と瞳位置からの距離で歪曲収差が決まる。前記構成では、瞳位置より遠い所に非常に屈折力の大きい負レンズを配置しているため、この第3レンス群で大きく負の歪曲収差が発生する。この大きな負の歪曲収差を補正するために第4レンズ群に正レンズを配置しているが、補正しきれず、全体で負の歪曲収差が発生し、像が樽型に見える。
【0026】
そこで、前記構成の第2レンズ群の物体側に凹面を向けたメニスカスレンズの負屈折力を強くすることで、前記構成の第2レンズ群の役割である光線高を下げる作用と、他の群で発生するコマ収差補正と、第3レンズ群の役割である対物レンズの同焦距離を短くする作用を同時に行い、第3レンズ群に物体に凸面を向けた負メニスカスレンズを配置することで、第3レンズ群から第4レンズ群での軸外主光線の曲がりを緩くできる。したがって、対物レンズ内の負屈折力を強くすることができ、歪曲収差を補正することが可能となる。
【0027】
この場合、第2レンズ群の負屈折力が強くなるため、正と負の接合レンズとしておけば、色収差の発生を少なくすることができる。
【0028】
以下、各条件式について説明する。
条件式(1)は、本発明の単対物型双眼実体顕微鏡において、焦点距離よりも同焦距離を短くするための条件式である。この条件の下限値の1.0を越えると、焦点距離に比べ同焦距離が長くなってしまう。また、上限である1.6を越えると、各レンズ群の屈折力が強くなりすぎ、軸上の色収差と倍率の色収差の両方を補正することができなくなる。
【0029】
条件式(2)は、同焦距離を短くするための条件式である。下限値の0.12を越えると、第3レンズ群の屈折力が大きくなりすぎ、色収差の補正が困難になる。上限値の0.3を越えると、同焦距離が長くなってしまう。
【0030】
条件式(3)は、倍色収差を補正するための条件である。対物レンズを4群で構成する場合、対物レンズ内に非常に屈折力の強い凹レンズを配置しているため色収差が発生する。そこで、第3レンズ群の凹レンズよりも分散の大きな凸レンズを第4レンズ群に配置することで、第3レンズ群で発生した倍率の色収差を打ち消すことができる。
【0031】
条件式(4)は、対物レンズを4群で構成し、第3群に物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズを配置する構成において、同焦距離を短くするための条件である。下限の0.2を越えると、色収差の補正が困難になり、上限の0.45を越えると、同焦距離が長くなってしまう。
【0032】
条件式(5)は、第2レンズ群が接合レンズである場合に軸上色収差、倍率の色収差共に良好に補正するための条件式である。下限の15を越えると、軸上色収差が補正しきれず、上限の55を越えると、倍率の色収差が他のレンズ群で補正しきれなくなる。
【0033】
上記作用を持った対物レンズを単対物型双眼実体顕微鏡の対物レンズとして用いることにより、従来の低倍対物レンズを用いた単対物レンズ型双眼実体顕微鏡よりも観察位置を低くすることができる。さらに、例えば図19に示すように、焦点距離(FL)100mm、同焦距離142.6mmである焦点距離よりも同焦距離の長い従来の1倍対物レンズと、本発明の後記する実施例3(ex.3)、実施例5(ex.5)及び実施例6(ex.6)の焦点距離(FL)200mm、同焦距離142.6mmとした0.5倍の単対物型双眼実体顕微鏡の対物レンズとを用いることにより、少なくとも2本以上の対物レンズを交換しても同焦距離が一定である対物型双眼実体顕微鏡システムを提供することができる。
【0034】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の単対物型双眼実体顕微鏡及びそのための顕微鏡用対物レンズの実施例1〜7について説明する。なお、実施例1〜5は本発明の参考例である。
各実施例の対物レンズのレンズデータは後記するが、実施例1のレンズ構成を示す断面図を図1に示す。実施例1は、第1レンズ群G1が両凸正レンズL1からなり、第2レンズ群G2は両凸正レンズL2と両凹負レンズL3の接合レンズからなっている。第3レンズ群G3は物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL4からなっている。
【0035】
実施例2のレンズ構成を示す断面図を図2に示す。実施例2は、第1レンズ群G1が両凸正レンズL1と物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL2からなり、第2レンズ群G2は両凸正レンズL3と両凹負レンズL4の接合レンズからなっている。第3レンズ群G3は両凹負レンズL5からなり、第4レンズ群G4は両凸正レンズL6からなっている。
【0036】
実施例3のレンズ構成を示す断面図を図3に示す。実施例3は、第1レンズ群G1が凸平正レンズL1と物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL2からなり、第2レンズ群G2は物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL3と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL4の接合レンズからなっている。第3レンズ群G3は両凹負レンズL5からなり、第4レンズ群G4は両凸正レンズL6からなっている。
【0037】
実施例4のレンズ構成を示す断面図を図4に示す。実施例4は、第1レンズ群G1が両凸正レンズL1と物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL2からなり、第2レンズ群G2は物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL3からなっている。第3レンズ群G3は物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL4と両凹負レンズL5の接合レンズからなり、第4レンズ群G4は両凸正レンズL6からなっている。
【0038】
実施例5のレンズ構成を示す断面図を図5に示す。実施例5は、第1レンズ群G1が両凸正レンズL1と物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL2からなり、第2レンズ群G2は物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL3と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL4の接合レンズからなっている。第3レンズ群G3は両凹負レンズL5からなり、第4レンズ群G4は両凸正レンズL6と凸平正レンズL7からなっている。
【0039】
実施例6のレンズ構成を示す断面図を図6に示す。実施例6は、第1レンズ群G1が物体側に凹面を向けた2枚の正メニスカスレンズL1、L2からなり、第2レンズ群G2は物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL3と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL4の接合レンズからなっている。第3レンズ群G3は物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL5からなり、第4レンズ群G4は凸平正レンズL6からなっている。
【0040】
実施例7のレンズ構成を示す断面図を図7に示す。実施例7は、第1レンス群G1が物体側に凹面を向けた2枚の正メニスカスレンズL1、L2からなり、第2レンズ群G2は物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL3と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL4の接合レンズからなっている。第3レンズ群G3は物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL5からなり、第4レンズ群G4は凸平正レンズL6からなっている。
【0041】
以下に各実施例のレンズデータを示すが、記号は前記の他、FLは全系の合成焦点距離、f1 は第1レンズ群G1の焦点距離、f2 は第2レンズ群G2の焦点距離、f3 は第3レンズ群G3の焦点距離、f4 は第4レンズ群G4の焦点距離、WDは作動距離、r1 、r2 、…は像側から順に示した各レンズ面の曲率半径、d1 、d2 、…は像側から順に示した各レンズ面の間隔、nd1、nd2、…は像側から順に示した各レンズのd線の屈折率、νd1、νd2、…は像側から順に示した各レンズのアッべ数である。
【0042】
実施例1
r1 = 128.4194 d1 = 5.0 nd1 =1.49700 νd1 =81.61
r2 = -1400.5103 d2 = 2.0
r3 = 58.7447 d3 = 6.5842 nd2 =1.67790 νd2 =55.33
r4 = -380.3135 d4 = 3.1819 nd3 =1.64769 νd3 =33.80
r5 = 167.1297 d5 = 2.073
r6 = 263.7734 d6 =11.213 nd4 =1.67790 νd4 =55.33
r7 = 47.1098
WD= 229.9422
FL= 300
f1 = 236.9441
f2 = 124.9586
f3 = -86.4108 。
【0043】
実施例2
r1 = 59.9883 d1 = 7.0 nd1 =1.48749 νd1 =70.21
r2 = -305.8585 d2 = 1.0
r3 = 45.2752 d3 = 7.6520 nd2 =1.49700 νd2 =81.61
r4 = 77.3291 d4 = 6.3079
r5 = 48.3261 d5 = 8.3698 nd3 =1.51633 νd3 =64.15
r6 = -184.8373 d6 = 5.1552 nd4 =1.66680 νd4 =33.05
r7 = 28.9792 d7 = 6.5
r8 = -74.8316 d8 = 3.5 nd5 =1.58913 νd5 =61.18
r9 = 46.0791 d9 =18.3043
r10= 123.5716 d10= 6.0 nd6 =1.74077 νd6 =27.79
r11= -300.0520
WD= 150.2042
FL= 300
f1 = 68.2489
f2 = -90.6736
f3 = -47.8936
f4 = 118.8715 。
【0044】
実施例3
r1 = 82.1503 d1 = 5.0 nd1 =1.48749 νd1 =70.21
r2 = ∞ d2 = 0.8
r3 = 45.3205 d3 = 7.0984 nd2 =1.49700 νd2 =81.61
r4 = 267.5734 d4 = 3.6989
r5 = 31.8845 d5 =10.5498 nd3 =1.49700 νd3 =81.61
r6 = 104.3067 d6 = 5.6324 nd4 =1.71850 νd4 =33.52
r7 = 22.5920 d7 =13.1907
r8 = -83.6903 d8 = 3.9317 nd5 =1.74320 νd5 =49.31
r9 = 31.8688 d9 =14.6705
r10= 64.4222 d10= 8.0 nd6 =1.63980 νd6 =34.48
r11= -169.0193
WD= 70.0330
FL= 200
f1 = 66.8247
f2 = -110.9858
f3 = -30.6110
f4 = 73.8919 。
【0045】
実施例4
r1 = 53.8993 d1 = 7.5 nd1 =1.49700 νd1 =81.61
r2 = -193.6707 d2 = 0.8
r3 = 36.6745 d3 = 6.1455 nd2 =1.48749 νd2 =70.21
r4 = 106.2015 d4 = 4.9634
r5 = 167.7944 d5 =12.0840 nd3 =1.71736 νd3 =29.51
r6 = 47.9490 d6 = 6.4201
r7 = -126.5295 d7 = 4.0041 nd4 =1.51633 νd4 =64.15
r8 = -56.2616 d8 = 4.3169 nd5 =1.72000 νd5 =43.70
r9 = 30.4653 d9 =22.8101
r10= 85.2722 d10= 7.0 nd6 =1.72342 νd6 =37.95
r11= -300.0000
WD= 66.5442
FL= 180
f1 = 49.1479
f2 = -97.6977
f3 = -31.1653
f4 = 92.4901 。
【0046】
実施例5
r1 = 59.5881 d1 = 6.0 nd1 =1.49700 νd1 =81.61
r2 = -742.2151 d2 = 0.2036
r3 = 36.5520 d3 = 6.9 nd2 =1.49700 νd2 =81.61
r4 = 74.5700 d4 = 2.7484
r5 = 31.4805 d5 =10.3547 nd3 =1.49700 νd3 =81.61
r6 = 72.6521 d6 = 5.4026 nd4 =1.71850 νd4 =33.52
r7 = 17.9832 d7 =12.4867
r8 = -46.3071 d8 = 5.4037 nd5 =1.74320 νd5 =49.31
r9 = 51.0700 d9 = 7.8071
r10= 779.3737 d10= 5.0 nd6 =1.62004 νd6 =36.26
r11= -112.3895 d11= 0.9109
r12= 63.5767 d12= 6.5 nd7 =1.62004 νd7 =36.26
r13= ∞
WD= 72.8813
FL= 200
f1 = 61.1448
f2 = -67.7353
f3 = -31.9225
f4 = 62.6109 。
【0047】
実施例6
r1 = 44.1653 d1 = 7.0 nd1 =1.48749 νd1 =70.21
r2 = 200.4730 d2 = 0.8
r3 = 45.1729 d3 = 4.9 nd2 =1.49700 νd2 =81.61
r4 = 74.1478 d4 = 1.0
r5 = 31.2811 d5 =11.4965 nd3 =1.49700 νd3 =81.61
r6 = 139.0851 d6 = 5.6941 nd4 =1.80440 νd4 =39.59
r7 = 21.0069 d7 =28.9681
r8 = -27.1947 d8 = 4.2 nd5 =1.48749 νd5 =70.21
r9 = -79.5088 d9 = 1.9322
r10= 84.5490 d10= 5.0287 nd6 =1.63980 νd6 =34.46
r11= ∞
WD= 71.5807
FL= 200
f1 = 75.7738
f2 = -73.3306
f3 = -87.0752
f4 = 132.1493 。
【0048】
実施例7
r1 = 47.8629 d1 = 7.0 nd1 =1.48749 νd1 =70.21
r2 = 92.0432 d2 = 0.96
r3 = 50.3491 d3 = 7.0 nd2 =1.49700 νd2 =81.61
r4 = 125.1819 d4 = 1.2905
r5 = 33.2896 d5 =11.0007 nd3 =1.48749 νd3 =70.21
r6 = 131.2747 d6 = 6.1004 nd4 =1.80440 νd4 =39.59
r7 = 23.9817 d7 =31.474
r8 = -29.9215 d8 = 5.5 nd5 =1.51633 νd5 =64.14
r9 = -70.3003 d9 = 1.0
r10= 124.6145 d10= 6.0 nd6 =1.71736 νd6 =29.51
r11= ∞
WD= 132.6738
FL= 300
f1 = 90.9042
f2 = -89.2318
f3 = -105.7999
f4 = 173.7122 。
【0049】
以上の実施例1〜7の収差曲線図をそれぞれ図8〜図14に示す。これら収差図中において、NAは開口数、FIYは像高を示す。
【0050】
以上の本発明の顕微鏡用対物レンズと単対物型双眼実体顕微鏡システムは、例えば次のように構成することができる。
〔1〕 物体からの光をアフォーカル光束に変換する1つの対物レンズと、その対物レンズを射出した光を受けて左右の像を形成する2つの観察光学系とを備えた単対物型双眼実体顕微鏡用対物レンズにおいて、
対物レンズの焦点距離をFL、対物レンズ像点側の第1レンズ面から標本面までの距離をLとしたとき、下記の条件が成り立つことを特徴とする顕微鏡用対物レンズ。
【0051】
(1) 1.0<FL/L<1.6 。
【0052】
〔2〕 物体からの光をアフォーカル光束に変換する1つの対物レンズと、その対物レンズを射出した光を受けて左右の像を形成する2つの観察光学系とを備えた単対物型双眼実体顕微鏡システムにおいて、
対物レンズを少なくとも2本装着できる切り換え装置を備え、各対物レンズの焦点距離の比が、短い焦点距離の対物レンズに対して全て1.3倍以上であり、対物レンズを切り換えても同焦距離が一定であることを特徴とする単対物型双眼実体顕微鏡システム。
【0053】
〔3〕 物体からの光をアフォーカル光束に変換する1つの対物レンズと、その対物レンズを射出した光を受けて左右の像を形成する2つの観察光学系とを備えた単対物型双眼実体顕微鏡システムにおいて、
各対物レンズの焦点距離の比が、短い焦点距離の対物レンズに対して全て1.3倍以上であり、対物レンズを交換しても同焦距離が一定であることを特徴とする単対物型双眼実体顕微鏡システム。
【0054】
〔4〕 像側から順に、少なくとも1枚の正屈折力レンズを有する第1レンズ群と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズを有する第2レンズ群と、負屈折力レンズを有する第3レンズ群とからなることを特徴とする上記〔1〕記載の顕微鏡用対物レンズ。
【0055】
〔5〕 像側から順に、少なくとも1枚の正屈折力レンズを有する第1レンズ群と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズを有する第2レンズ群と、負屈折力を有する第3レンズ群と、少なくとも1枚の正屈折力レンズを有する第4レンズ群とからなることを特徴とする上記〔1〕記載の顕微鏡用対物レンズ。
【0056】
〔6〕 第2レンズ群と第3レンズ群の何れか一方もしくは双方共接合レンズであることを特徴とする上記〔4〕又は〔5〕記載の顕微鏡用対物レンズ。
【0057】
〔7〕 全系の焦点距離をFL、第3レンズ群の焦点距離をf3 としたとき、下記の条件が成り立つことを特徴とする上記〔4〕から〔6〕の何れか1項記載の顕微鏡用対物レンズ。
【0058】
(2) 0.12<|f3 /FL|<0.3 。
【0059】
〔8〕 第3レンズ群の負レンズのアッべ数をνd3、第4レンズ群の正レンズのアッべ数をνd4としたとき、下記の条件が成り立つことを特徴とする上記〔5〕記載の顕微鏡用対物レンズ。
【0060】
(3) νd3>νd4 。
【0061】
〔9〕 像側から順に、少なくとも1枚の正屈折力レンズを有する第1レンズ群と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズを有する第2レンズ群と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズを有する第3レンズ群と、少なくとも1枚の正屈折力レンズを有する第4レンズ群とからなることを特徴とする上記〔1〕記載の顕微鏡用対物レンズ。
【0062】
〔10〕 第2レンズ群が接合レンズであることを特徴とする上記〔9〕記載の顕微鏡用対物レンズ。
【0063】
〔11〕 全系の焦点距離をFL、第2レンズ群の焦点距離をf2 としたとき、下記の条件が成り立つことを特徴とする上記〔9〕又は〔10〕記載の顕微鏡用対物レンズ。
【0064】
(4) 0.2<|f2 /FL|<0.45 。
【0065】
〔12〕 第2レンズ群の接合レンズの正レンズのアッべ数をνd21 、負レンズのアッべ数をνd22 としたとき、下記の条件が成り立つことを特徴とする上記〔6〕又は〔10〕記載の顕微鏡用対物レンズ。
【0066】
(5) 15<|νd21 −νd22 |<55 。
【0067】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明により、同焦距離が対物レンズの焦点距離よりも短いにもかかわらず、各収差の発生が極力抑えられ、像の平坦性が良い単対物型双眼実体顕微鏡用対物レンズを提供することができ、また、この顕微鏡用対物レンズを単対物型双眼実体顕微鏡に用いることにより、低位置双眼鏡筒を用いなくても観察位置が低く、また、少なくとも2本以上の上記の対物レンズを交換しても観察位置が一定である操作性の良い単対物型双眼実体顕微鏡システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の顕微鏡用対物レンズのレンズ構成を示す断面図である。
【図2】本発明の実施例2の顕微鏡用対物レンズのレンズ構成を示す断面図である。
【図3】本発明の実施例3の顕微鏡用対物レンズのレンズ構成を示す断面図である。
【図4】本発明の実施例4の顕微鏡用対物レンズのレンズ構成を示す断面図である。
【図5】本発明の実施例5の顕微鏡用対物レンズのレンズ構成を示す断面図である。
【図6】本発明の実施例6の顕微鏡用対物レンズのレンズ構成を示す断面図である。
【図7】本発明の実施例7の顕微鏡用対物レンズのレンズ構成を示す断面図である。
【図8】実施例1の収差曲線図である。
【図9】実施例2の収差曲線図である。
【図10】実施例3の収差曲線図である。
【図11】実施例4の収差曲線図である。
【図12】実施例5の収差曲線図である。
【図13】実施例6の収差曲線図である。
【図14】実施例7の収差曲線図である。
【図15】単対物型双眼実体顕微鏡に1倍対物レンズを取り付けたときと従来の0.5倍対物レンズを取り付けたときの同焦距離の差と観察位置の差を示す図である。
【図16】実体顕微鏡での左右両眼で観察したときの融像モデルを示す図である。
【図17】左眼光路での像の歪曲と右眼光路での像の歪曲を示す図である。
【図18】図17の両像を左右両眼で融像したときの像の盛り上がりと盛り下がりを示す図である。
【図19】1倍対物レンズと本発明の実施例3、5、6の対物レンズの同焦距離が一定であることを示す断面図である。
【符号の説明】
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
L1〜L7…像側から数えた順のレンズ
1…鏡体
2…接眼レンズ
3…1倍の対物レンズ
4…0.5倍の対物レンズ
5…鏡筒
6…1倍の対物レンズの同焦距離
7…0.5倍の対物レンズの同焦距離
8…1倍対物レンズと0.5倍対物レンズの観察位置の差
Claims (3)
- 物体からの光をアフォーカル光束に変換する1つの対物レンズと、その対物レンズを射出した光を受けて左右の像を形成する2つの観察光学系を備えた単対物双眼実体顕微鏡対物レンズにおいて、
像側から順に、少なくとも1枚の正屈折力レンズを有する第1レンズ群と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズを有する第2のレンズ群と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズを有する第3レンズ群と、少なくとも1枚の正屈折力レンズを有する第4レンズ群を備え、
対物レンズの焦点距離をFL、対物レンズ像点側の第1レンズ面から標本面までの距離をLとし、第3レンズ群の負メニスカスレンズのアッベ数をνd3、第4レンズ群の正屈折力レンズのアッベ数をνd4、第2レンズ群の焦点距離をf 2 としたとき、下記の条件が成り立つことを特徴とする顕微鏡用対物レンズ。
(1) 1.0<FL/L<1.6
(3) νd3>νd4
(4) 0.2<|f 2 /FL|<0.45 - 物体からの光をアフォーカル光束に変換する1つの対物レンズと、その対物レンズを射出した光を受けて左右の像を形成する2つの観察光学系とを備えた単対物型双眼実体顕微鏡システムにおいて、
対物レンズを少なくとも2本装着できる切り換え装置を備え、各対物レンズの焦点距離の比が、短い焦点距離の対物レンズに対して全て1.3倍以上であり、対物レンズを切り換えても同焦距離が一定であり、かつ、
前記2本の対物レンズの一方は、像側から順に、少なくとも1枚の正屈折力レンズを有する第1レンズ群と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズを有する第2のレンズ群と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズを有する第3レンズ群と、少なくとも1枚の正屈折力レンズを有する第4レンズ群を備え、
対物レンズの焦点距離をFL、対物レンズ像点側の第1レンズ面から標本面までの距離をLとし、第3レンズ群の負メニスカスレンズのアッベ数をνd3、第4レンズ群の正屈折力レンズのアッベ数をνd4、第2レンズ群の焦点距離をf 2 としたとき、下記の条件が成り立つことを特徴とする単対物型双眼実体顕微鏡システム。
(1) 1.0<FL/L<1.6
(3) νd3>νd4
(4) 0.2<|f 2 /FL|<0.45 - 物体からの光をアフォーカル光束に変換する1つの対物レンズと、その対物レンズを射出した光を受けて左右の像を形成する2つの観察光学系とを備えた単対物型双眼実体顕微鏡システムにおいて、
2本の対物レンズの焦点距離の比が、短い焦点距離の対物レンズに対して長い焦点距離の対物レンズが1.3倍以上であり、対物レンズを交換しても同焦距離が一定であり、かつ、前記2本の対物レンズの一方は、像側から順に、少なくとも1枚の正屈折力レンズを有する第1レンズ群と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズを有する第2のレンズ群と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズを有する第3レンズ群と、少なくとも1枚の正屈折力レンズを有する第4レンズ群を備え、
対物レンズの焦点距離をFL、対物レンズ像点側の第1レンズ面から標本面までの距離をLとし、第3レンズ群の負メニスカスレンズのアッベ数をνd3、第4レンズ群の正屈折力レンズのアッベ数をνd4、第2レンズ群の焦点距離をf 2 としたとき、下記の条件が成り立つことを特徴とする単対物型双眼実体顕微鏡システム。
(1) 1.0<FL/L<1.6
(3) νd3>νd4
(4) 0.2<|f 2 /FL|<0.45
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