JP5829212B2 - 顕微鏡光学系の製造方法 - Google Patents
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Description
波長 屈折率(超高屈折率法による)
d線 587.562nm 10001.0000
C線 656.273nm 11170.4255
F線 486.133nm 8274.7311
g線 435.835nm 7418.6853
+A2×y2+A4×y4+A6×y6+A8×y8 (d)
まず、第1実施例として図4に示す顕微鏡光学系MS1について説明する。この顕微鏡光学系MS1は、物体側から順に、対物レンズOLと、第二対物レンズILと、プリズムPRと、から構成される。また、対物レンズOLは、物体側から順に、第1レンズ群G1と、回折光学素子GDと、第2レンズ群G2と、から構成される。さらに、第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL1、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL2、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL3と両凸レンズL4とを接合した接合レンズ、及び、両凸レンズL5と両凹レンズL6と両凸レンズL7とを接合した接合レンズから構成される。また、回折光学素子GDは、物体側から順に、平板状の光学ガラスL8、それぞれ異なる樹脂材料から形成された2個の光学部材L9,L10、及び、平板状の光学ガラスL11がこの順で接合され、光学部材L9,L10の接合面に回折格子パターン(回折光学面)が形成されている。すなわち、この回折光学素子GDは、密着複層型の回折光学素子である。また、第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凹レンズL12と両凸レンズL13と両凹レンズL14とを接合した接合レンズで構成される。また、第二対物レンズILは、物体側から順に、両凸レンズL15と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL16とを接合した接合レンズ、及び、両凸レンズL17と両凹レンズL18とを接合した接合レンズから構成される。なお、プリズムPRは両端が平面の光学ガラスで構成される。また、プリズムPRは光路長のみを考慮しており、実形状を表しているわけではない(以降の実施例においても同様である)。
f=4
f1=-22.4
f2=200
β=50x
NA(物体側)=0.8
NA(像側)=0.016
d0=3.38
D=6.4
hdoe=6.1
θdoe=8.0[°]
m r d nd νd
1 -4.220 4.00 1.903 35.7
2 -5.421 0.20
3 -47.354 4.00 1.603 65.5
4 -12.900 0.20
5 85.133 1.10 1.517 52.4
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7 -16.869 0.20
8 30.992 5.35 1.640 60.1
9 -17.900 1.20 1.738 32.3
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11 -32.895 3.00
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17 0.000 16.10
18 -67.221 1.70 1.652 58.5
19 12.651 2.70 1.717 29.5
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21 8.270 91.00
22 75.043 5.10 1.623 57.0
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24 1600.580 7.50
25 50.256 5.10 1.668 42.0
26 -84.541 1.80 1.613 44.4
27 36.911 5.50
28 0.000 30.00 1.569 56.0
29 0.000 143.81
回折光学面データ
第15面 κ=1 A2=-5.9524E-08 A4=3.8419E-10
A6=-4.8802E-12 A8=6.5871E-15
条件対応値
(1) 左辺 |θ|(0次)=0.74[°] |θ|(2次)=0.72[°]
右辺 =0.54[°]
(2) 左辺 |δθ|(0次−1次)=0.37[°]
|δθ|(2次−1次)=0.37[°]
右辺 =0.27[°]
(2′)右辺 =0.25[°]
次に、第2実施例として図6に示す顕微鏡光学系MS2について説明する。この顕微鏡光学系MS2も、物体側から順に、対物レンズOLと、第二対物レンズILと、プリズムPRと、から構成される。また、対物レンズOLは、物体側から順に、第1レンズ群G1と、回折光学素子GDと、第2レンズ群G2と、から構成される。さらに、第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL1、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL2、両凸レンズL3と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL4とを接合した接合レンズ、両凸レンズL5と両凹レンズL6と両凸レンズL7とを接合した接合レンズ、及び、両凸レンズL8と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL9とを接合した接合レンズから構成される。また、回折光学素子GDは、物体側から順に、平板状の光学ガラスL10、それぞれ異なる樹脂材料から形成された2個の光学部材L11,L12、及び、平板状の光学ガラスL13がこの順で接合され、光学部材L11,L12の接合面に回折格子パターン(回折光学面)が形成されている。すなわち、この回折光学素子GDは、密着複層型の回折光学素子である。また、第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凹レンズL12、及び、両凹レンズL13と両凸レンズL14とを接合した接合レンズから構成される。さらに、第二対物レンズILは、物体側から順に、両凸レンズL15と両凹レンズL16とを接合した接合レンズ、及び、両凸レンズL17と両凹レンズL18とを接合した接合レンズから構成される。なお、プリズムPRは両端が平面の光学ガラスで構成される。
f=1.33
f1=-4.83
f2=200
β=150x
NA(物体側)=0.9
NA(像側)=0.006
d0=2.95
D=2.387
hdoe=4.50
θdoe=15.60[°]
m r d nd νd
1 -5.290 3.50 1.804 39.6
2 -5.030 0.15
3 -18.200 2.90 1.603 65.5
4 -9.566 0.15
5 27.978 6.20 1.498 82.6
6 -12.264 1.30 1.569 56.0
7 -19.297 0.20
8 30.758 5.60 1.498 82.6
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10 12.192 6.70 1.498 82.6
11 -14.331 0.15
12 21.570 4.70 1.498 82.6
13 -10.130 1.00 1.804 39.6
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17 0.000 0.00 10001.000 -3.5
18* 0.000 0.06 1.557 50.2
19 0.000 3.00 1.517 64.1
20 0.000 12.00
21 -6.151 1.70 1.517 52.4
22 6.151 3.00
23 -4.178 1.00 1.734 51.5
24 6.681 2.20 1.785 25.6
25 -7.986 121.00
26 75.043 5.10 1.623 57.0
27 -75.043 2.00 1.750 35.2
28 1600.580 7.50
29 50.256 5.10 1.668 42.0
30 -84.541 1.80 1.613 44.4
31 36.911 5.50
32 0.000 30.00 1.569 56.0
33 0.000 143.78
回折光学面データ
第18面 κ=1 A2=-7.3529E-08 A4=1.2704E-09
A6=-3.6213E-11 A8=1.4394E-13
条件対応値
(1) 左辺 |θ|(0次)=2.01[°] |θ|(2次)=1.75[°]
右辺 =1.43[°]
(2) 左辺 |δθ|(0次−1次)=0.41[°]
|δθ|(2次−1次)=0.42[°]
右辺 =0.39[°]
(2′)右辺 =0.35[°]
次に、第3実施例として図8に示す顕微鏡光学系MS3について説明する。この顕微鏡光学系MS3も、物体側から順に、対物レンズOLと、第二対物レンズILと、プリズムPRと、から構成される。また、対物レンズOLは、物体側から順に、第1レンズ群G1と、回折光学素子GDと、第2レンズ群G2と、から構成される。さらに、第1レンズ群G1は、物体側から順に、両凸レンズL1、両凸レンズL2と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL3とを接合した接合レンズ、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL4から構成される。また、回折光学素子GDは、物体側から順に、平板状の光学ガラスL5、それぞれ異なる樹脂材料から形成された2個の光学部材L6,L7、及び、平板状の光学ガラスL8がこの順で接合され、光学部材L6,L7の接合面に回折格子パターン(回折光学面)が形成されている。すなわち、この回折光学素子GDは、密着複層型の回折光学素子である。また、第2レンズ群G2は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL9と両凹レンズL10とを接合した接合レンズで構成される。さらに、第二対物レンズILは、物体側から順に、両凸レンズL11と両凹レンズL12とを接合した接合レンズ、及び、両凸レンズL13と両凹レンズL14とを接合した接合レンズから構成される。なお、プリズムPRは両端が平面の光学ガラスで構成される。
f=20
f1=-14.2
f2=200
β=10x
NA(物体側)=0.2
NA(像側)=0.02
d0=38.00
D=8
hdoe=5.54
θdoe=17.15[°]
m r d nd νd
1 48.798 3.00 1.697 55.5
2 -34.514 0.20
3 37.001 3.40 1.603 65.5
4 -26.906 1.10 1.847 23.8
5 -212.805 0.20
6 24.500 3.30 1.517 64.1
7 116.697 0.70
8 0.000 2.00 1.517 64.1
9 0.000 0.06 1.528 34.7
10 0.000 0.00 10001.000 -3.5
11* 0.000 0.06 1.557 50.2
12 0.000 3.00 1.517 64.1
13 0.000 3.50
14 -23.277 3.50 1.805 25.4
15 -11.689 1.50 1.620 60.3
16 12.655 136.60
17 75.043 5.10 1.623 57.0
18 -75.043 2.00 1.750 35.2
19 1600.580 7.50
20 50.256 5.10 1.668 42.0
21 -84.541 1.80 1.613 44.4
22 36.911 5.50
23 0.000 30.00 1.569 56.0
24 0.000 143.81
回折光学面データ
第11面 κ=1 A2=-4.9388E-08 A4=3.0081E-12
A6=-3.3504E-19 A8=-1.6682E-15
条件対応値
(1) 左辺 |θ|(0次)=0.56[°] |θ|(2次)=0.56[°]
右辺 =0.43[°]
(2) 左辺 |δθ|(0次−1次)=0.36[°]
|δθ|(2次−1次)=0.37[°]
右辺 =0.31[°]
(2′)右辺 =0.28[°]
次に、第4実施例として図10に示す顕微鏡光学系MS4について説明する。この顕微鏡光学系MS4も、物体側から順に、対物レンズOLと、第二対物レンズILと、プリズムPRと、から構成される。また、対物レンズOLは、物体側から順に、第1レンズ群G1と、回折光学素子GDと、第2レンズ群G2と、から構成される。さらに、第1レンズ群G1は、物体側から順に、両凸レンズL1、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL2と両凸レンズL3とを接合した接合レンズ、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL4と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL5とを接合した接合レンズから構成される。また、回折光学素子GDは、物体側から順に、平板状の光学ガラスL6、それぞれ異なる樹脂材料から形成された2個の光学部材L7,L8、及び、平板状の光学ガラスL9がこの順で接合され、光学部材L7,L8の接合面に回折格子パターン(回折光学面)が形成されている。すなわち、この回折光学素子GDは、密着複層型の回折光学素子である。また、第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凸レンズL10と両凹レンズL11とを接合した接合レンズ、及び、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL12と両凹レンズL13とを接合した接合レンズから構成される。さらに、第二対物レンズILは、物体側から順に、両凸レンズL14と両凹レンズL15とを接合した接合レンズ、及び、両凸レンズL16と両凹レンズL17とを接合した接合レンズから構成される。なお、プリズムPRは両端が平面の光学ガラスで構成される。
f=10
f1=-7.60
f2=200
β=20x
NA(物体側)=0.3
NA(像側)=0.015
d0=30.60
D=6
hdoe=6.22
θdoe=23.83[°]
m r d nd νd
1 234.314 3.50 1.589 61.2
2 -25.703 0.15
3 28.645 1.00 1.785 25.7
4 16.720 5.20 1.498 82.5
5 -66.437 0.15
6 15.752 1.00 1.835 42.7
7 11.342 5.00 1.589 61.2
8 121.523 0.95
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10 0.000 0.06 1.557 50.2
11 0.000 0.00 10001.000 -3.5
12* 0.000 0.06 1.528 34.7
13 0.000 3.00 1.517 64.1
14 0.000 0.50
15 9.002 3.35 1.564 60.7
16 -39.060 1.00 1.804 39.6
17 5.900 2.90
18 -13.735 1.90 1.785 25.7
19 -5.202 1.00 1.640 60.1
20 15.201 136.30
21 75.043 5.10 1.623 57.0
22 -75.043 2.00 1.750 35.2
23 1600.580 7.50
24 50.256 5.10 1.668 42.0
25 -84.541 1.80 1.613 44.4
26 36.911 5.50
27 0.000 30.00 1.569 56.0
28 0.000 143.82
回折光学面データ
第12面 κ=1 A2=-5.6000E-08 A4=3.2897E-10
A6=-4.1539E-12 A8=2.0125E-14
条件対応値
(1) 左辺 |θ|(0次)=0.91[°] |θ|(2次)=0.90[°]
右辺 =0.57[°]
(2) 左辺 |δθ|(0次−1次)=0.39[°]
|δθ|(2次−1次)=0.39[°]
右辺 =0.26[°]
(2′)右辺 =0.23[°]
次に、第5実施例として図12に示す顕微鏡光学系MS5について説明する。この顕微鏡光学系MS5も、物体側から順に、対物レンズOLと、第二対物レンズILと、プリズムPRと、から構成される。また、対物レンズOLは、物体側から順に、第1レンズ群G1と、回折光学素子GDと、第2レンズ群G2と、から構成される。さらに、第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL1、両凸レンズL2と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL3とを接合した接合レンズ、両凸レンズL4、及び、両凸レンズL5と両凹レンズL6と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL7とを接合した接合レンズから構成される。また、回折光学素子GDは、物体側から順に、平板状の光学ガラスL8、それぞれ異なる樹脂材料から形成された2個の光学部材L9,L10、及び、平板状の光学ガラスL11がこの順で接合され、光学部材L9,L10の接合面に回折格子パターン(回折光学面)が形成されている。すなわち、この回折光学素子GDは、密着複層型の回折光学素子である。また、第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凸レンズL12と両凹レンズL13とを接合した接合レンズ、及び、両凹レンズL14と両凸レンズL15と両凹レンズL16とを接合した接合レンズから構成される。さらに、第二対物レンズILは、物体側から順に、両凸レンズL17と両凹レンズL18とを接合した接合レンズ、及び、両凸レンズL19と両凹レンズL20とを接合した接合レンズから構成される。なお、プリズムPRは両端が平面の光学ガラスで構成される。
f=4
f1=-5.09
f2=200
β=50x
NA(物体側)=0.4
NA(像側)=0.008
d0=22.51
D=3.2
hdoe=4.56
θdoe=19.10[°]
m r d nd νd
1 -120.028 3.40 1.697 55.5
2 -20.743 0.15
3 37.941 5.35 1.498 82.5
4 -21.400 1.00 1.720 34.7
5 -39.959 0.15
6 24.558 3.70 1.603 65.5
7 -143.315 0.15
8 16.120 4.35 1.498 82.5
9 -47.354 1.00 1.804 39.6
10 9.766 3.20 1.498 82.5
11 38.999 1.20
12 0.000 2.50 1.517 64.1
13 0.000 0.06 1.528 34.7
14 0.000 0.00 10001.000 -3.5
15* 0.000 0.06 1.557 50.2
16 0.000 3.00 1.517 64.1
17 0.000 0.20
18 7.350 2.80 1.498 82.5
19 -42.071 1.00 1.804 39.6
20 7.151 3.90
21 -10.484 0.90 1.729 54.7
22 5.488 2.40 1.741 27.8
23 -3.461 0.90 1.624 47.0
24 5.396 100.00
25 75.043 5.10 1.623 57.0
26 -75.043 2.00 1.750 35.2
27 1600.580 7.50
28 50.256 5.10 1.668 42.0
29 -84.541 1.80 1.613 44.4
30 36.911 5.50
31 0.000 30.00 1.569 56.0
32 0.000 143.82
回折光学面データ
第15面 κ=1 A2=-5.5556E-08 A4=-9.0940E-14
A6=-3.0689E-12 A8=1.7287E-15
条件対応値
(1) 左辺 |θ|(0次)=1.20[°] |θ|(2次)=1.23[°]
右辺 =1.07[°]
(2) 左辺 |δθ|(0次−1次)=0.39[°]
|δθ|(2次−1次)=0.39[°]
右辺 =0.37[°]
(2′)右辺 =0.33[°]
最後に、第6実施例として図14に示す顕微鏡光学系MS6について説明する。この顕微鏡光学系MS6も、物体側から順に、対物レンズOLと、第二対物レンズILと、プリズムPRと、から構成される。また、対物レンズOLは、物体側から順に、第1レンズ群G1と、回折光学素子GDと、第2レンズ群G2と、から構成される。さらに、第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL1、物体側に平面を向けた平凸レンズL2、両凸レンズL3と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL4とを接合した接合レンズ、両凸レンズL5と両凹レンズL6と両凸レンズL7とを接合した接合レンズ、及び、両凸レンズL8と両凹レンズL9とを接合した接合レンズから構成される。また、回折光学素子GDは、物体側から順に、平板状の光学ガラスL10、それぞれ異なる樹脂材料から形成された2個の光学部材L11,L12、及び、平板状の光学ガラスL13がこの順で接合され、光学部材L11,L12の接合面に回折格子パターン(回折光学面)が形成されている。すなわち、この回折光学素子GDは、密着複層型の回折光学素子である。また、第2レンズ群G2は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL14と両凸レンズL15と両凹レンズL16とを接合した接合レンズ、及び、両凹レンズL17と両凸レンズL18と両凹レンズL19とを接合した接合レンズから構成される。さらに、第二対物レンズILは、物体側から順に、両凸レンズL20と両凹レンズL21とを接合した接合レンズ、及び、両凸レンズL22と両凹レンズL23とを接合した接合レンズから構成される。なお、プリズムPRは両端が平面の光学ガラスで構成される。
f=2
f1=-3.54
f2=200
β=100x
NA(物体側)=0.6
NA(像側)=0.006
d0=12.18
D=2.4
hdoe=4.90
θdoe=20.34[°]
m r d nd νd
1 -17.818 3.20 1.729 54.6
2 -11.600 0.10
3 0.000 4.00 1.569 71.3
4 -20.743 0.10
5 45.256 5.90 1.498 82.6
6 -19.170 1.20 1.613 44.3
7 -39.808 0.10
8 29.510 4.60 1.498 82.6
9 -33.847 1.20 1.613 44.3
10 13.735 4.70 1.498 82.6
11 -80.931 0.20
12 15.883 3.90 1.498 82.6
13 -38.548 1.00 1.723 38.0
14 38.548 1.20
15 0.000 2.50 1.517 63.9
16 0.000 0.06 1.528 34.7
17 0.000 0.00 10001.000 -3.5
18* 0.000 0.06 1.557 50.2
19 0.000 3.00 1.517 63.9
20 0.000 0.20
21 8.410 1.30 1.694 53.2
22 4.811 3.50 1.434 95.0
23 -20.594 1.00 1.673 32.2
24 6.950 5.20
25 -10.080 1.00 1.788 47.4
26 11.276 1.80 1.847 23.8
27 -3.092 0.70 1.694 53.2
28 4.719 140.50
29 75.043 5.10 1.623 57.0
30 -75.043 2.00 1.750 35.2
31 1600.580 7.50
32 50.256 5.10 1.668 42.0
33 -84.541 1.80 1.613 44.4
34 36.911 5.50
35 0.000 30.00 1.569 56.0
36 0.000 143.82
回折光学面データ
第18面 κ=1 A2=-4.1167E-08 A4=-8.5221E-11
A6=-7.6001E-14 A8=-3.0526E-17
条件対応値
(1) 左辺 |θ|(0次)=1.54[°] |θ|(2次)=1.48[°]
右辺 =1.43[°]
(2) 左辺 |δθ|(0次−1次)=0.32[°]
|δθ|(2次−1次)=0.32[°]
右辺 =0.34[°]
(2′)右辺 =0.30[°]
G1 第1レンズ群 GD 回折光学素子 G2 第2レンズ群
1 顕微鏡システム 10 ステージ
17 第1及照明光学系 18 第2照明光学系
Claims (5)
- 回折光学素子を有し、物体からの光を集光して略平行光束にする対物レンズと、
前記対物レンズからの略平行光束を集光して前記物体の像を結像する第二対物レンズと、を有する顕微鏡光学系の製造方法であって、
光軸上に位置する前記物体から出た最大NAの光が前記回折光学素子に入射して当該回折光学素子から射出する回折光のうち、結像に使用する次数の光の射出角度と不要次数の光の射出角度との差をδθとし、前記結像に使用する次数の光の射出する高さをhdoe、射出する角度をθdoeとし、前記第二対物レンズへの入射瞳の直径をD[mm]とし、前記対物レンズを構成するレンズのうち前記回折光学素子より像側にあるレンズからなるレンズ群の焦点距離をf1としたとき、次式
- 前記回折光学素子は、密着複層型の回折光学素子であることを特徴とする請求項1または2に記載の顕微鏡光学系の製造方法。
- 前記回折光学素子は、異なる屈折率を有する樹脂層同士の接合面に回折格子パターンが形成されており、前記樹脂層の各々は平面基板上に配置されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の顕微鏡光学系の製造方法。
- 前記対物レンズを構成するレンズのうち前記回折光学素子より像側にあるレンズからなるレンズ群は、負の屈折力を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の顕微鏡光学系の製造方法。
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