JP7468686B2 - 顕微鏡対物レンズおよび顕微鏡装置 - Google Patents
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Description
-0.2<f×NA/TL<-0.05
0.35<L1/TL<0.7
但し、f:前記顕微鏡対物レンズの焦点距離
NA:前記顕微鏡対物レンズの物体側開口数
TL:前記顕微鏡対物レンズにおける最も物体側のレンズ面から前記顕微鏡対物レンズにおける最も像側のレンズ面までの光軸上の距離
L1:前記第1レンズ群の光軸上の長さ
-0.2<f×NA/TL<-0.05 ・・・(1)
但し、f:顕微鏡対物レンズOLの焦点距離
NA:顕微鏡対物レンズOLの物体側開口数
TL:顕微鏡対物レンズOLにおける最も物体側のレンズ面から顕微鏡対物レンズOLにおける最も像側のレンズ面までの光軸上の距離
0.1<WD/r1<2.0 ・・・(2)
但し、WD:物体面(OB)から顕微鏡対物レンズOLにおける最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離
r1:第1レンズ群G1の上記少なくとも一つのレンズのうち、凹面形状のレンズ面の曲率半径が最も小さいレンズにおける凹面形状のレンズ面の曲率半径
0.35<L1/TL<0.7 ・・・(3)
但し、L1:第1レンズ群G1の光軸上の長さ
0.12<D1/TL<0.3 ・・・(4)
但し、D1:第1レンズ群G1の最大外径
νdif>50 ・・・(5)
但し、νdif:上記少なくとも一つの接合レンズにおける、接合レンズを構成するレンズ同士のアッベ数の差の最大値
0.01<r1/(-f)<1.0 ・・・(6)
0.01<r2/f<1.0 ・・・(7)
但し、r1:第1レンズ群G1の上記少なくとも一つのレンズのうち、凹面形状のレンズ面の曲率半径が最も小さいレンズにおける凹面形状のレンズ面の曲率半径
r2:第2レンズ群G2の上記少なくとも一つのレンズのうち、凹面形状のレンズ面の曲率半径が最も小さいレンズにおける凹面形状のレンズ面の曲率半径
0.2<D1/D2<2.0 ・・・(8)
但し、D1:第1レンズ群G1の最大外径
D2:第2レンズ群G2の最大外径
第1実施例について、図3~図5および表1を用いて説明する。図3は、第1実施例に係る顕微鏡対物レンズの構成を示す光路図である。第1実施例に係る顕微鏡対物レンズOL(1)は、物体OBからの光を平行光にする無限遠補正型の顕微鏡対物レンズである。第1実施例に係る顕微鏡対物レンズOL(1)は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2とから構成される。第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間に、物体OBからの光が結像する中間結像面MIが形成される。第1実施例に係る顕微鏡対物レンズOL(1)の先端部と物体OBを覆うカバーガラスCVとの間は、浸液(オイル)で満たされている。カバーガラスCVと物体OBとの間も、浸液(オイル)で満たされている。なお、浸液のd線(波長λ=587.6nm)に対する屈折率は1.515とする。カバーガラスCVのd線に対する屈折率は1.524とする。
[全体諸元]
β=40倍
f=-7.605
NA=1.40 WD=0.305
f1=7.430 f2=13.302
r1=1.357 r2=-1.456
D1=10.739 D2=14.363
L1=34.174 TL=64.695
TLT=65.000
[レンズデータ]
面番号 R D Dm nd νd
1 ∞ 0.100 0.000 1.515 41.33
2 ∞ 0.170 0.986 1.524 54.24
3 ∞ 0.035 1.576 1.515 41.33
4 ∞ 0.400 1.701 1.540 59.46
5 -1.381 1.699 1.850 2.001 29.12
6 -2.000 0.100 3.821
7 -8.911 1.474 5.828 1.595 67.73
8 -4.263 0.123 6.487
9 -122.669 1.024 8.044 1.613 44.46
10 11.397 2.620 9.313 1.595 67.73
11 -9.265 1.303 9.510
12 53.956 0.500 10.436 1.738 32.26
13 9.999 3.715 10.613 1.434 95.16
14 -8.572 0.100 10.739
15 23.544 0.500 10.587 1.757 47.82
16 8.893 3.013 10.236 1.434 95.16
17 -12.565 5.419 10.244
18 11.764 2.080 8.052 1.439 94.94
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21 4.909 1.664 7.374 2.001 25.46
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24 1.357 1.582 2.184
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26 -2.844 0.100 3.824
27 -16.538 1.222 4.709 1.849 43.79
28 -3.819 4.476 5.053
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30 -6.255 0.100 6.329
31 13.239 0.770 7.701 1.923 18.90
32 74.777 8.972 7.732
33 -17.359 0.533 10.201 1.734 51.51
34 29.196 2.413 10.991 1.439 94.94
35 -10.601 0.100 11.177
36 19.614 3.302 12.189 1.434 95.16
37 -10.180 0.500 12.206 1.673 38.26
38 18.802 2.893 13.142 1.439 94.94
39 -16.351 0.100 13.271
40 53.358 1.312 14.306 1.664 27.35
41 -48.931 10.000 14.363
第2実施例について、図6~図8および表2を用いて説明する。図6は、第2実施例に係る顕微鏡対物レンズの構成を示す光路図である。第2実施例に係る顕微鏡対物レンズOL(2)は、物体OBからの光を平行光にする無限遠補正型の顕微鏡対物レンズである。第2実施例に係る顕微鏡対物レンズOL(2)は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2とから構成される。第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間に、物体OBからの光が結像する中間結像面MIが形成される。第2実施例に係る顕微鏡対物レンズOL(2)の先端部と物体OBを覆うカバーガラスCVとの間は、浸液(オイル)で満たされている。カバーガラスCVと物体OBとの間も、浸液(オイル)で満たされている。なお、浸液のd線(波長λ=587.6nm)に対する屈折率は1.515とする。カバーガラスCVのd線に対する屈折率は1.524とする。
[全体諸元]
β=100倍
f=-3.042
NA=1.45 WD=0.305
f1=-1.554 f2=14.473
r1=1.606 r2=-1.057
D1=10.313 D2=6.131
L1=44.934 TL=64.695
TLT=65.000
[レンズデータ]
面番号 R D Dm nd νd
1 ∞ 0.100 0.000 1.515 41.33
2 ∞ 0.170 0.652 1.524 54.24
3 ∞ 0.035 1.601 1.515 41.33
4 ∞ 0.400 1.818 1.540 59.46
5 -1.387 1.596 1.912 2.001 29.12
6 -1.869 0.100 3.676
7 -7.768 1.060 5.814 1.595 67.73
8 -4.354 0.100 6.254
9 84.740 0.500 8.032 1.613 44.46
10 11.198 3.331 8.837 1.434 95.16
11 -5.936 0.102 9.097
12 84.368 0.615 9.939 1.720 34.71
13 11.607 3.323 10.192 1.434 95.16
14 -8.130 0.877 10.313
15 53.055 0.501 10.012 1.757 47.82
16 7.990 3.316 9.744 1.434 95.16
17 -9.510 3.876 9.798
18 9.422 2.089 8.249 1.498 82.57
19 -11.572 2.210 8.054 1.917 31.60
20 33.927 12.083 7.475
21 7.655 1.871 6.012 1.893 20.36
22 29.921 0.364 5.402
23 3.515 2.388 4.631 1.902 25.26
24 1.606 1.973 2.323
25 -1.280 1.650 1.785 1.834 37.18
26 -2.193 0.104 2.714
27 60.427 0.504 2.633 1.741 52.64
28 -4.561 3.928 2.604
29 -1.057 0.705 1.955 1.959 17.47
30 -1.553 1.874 2.791
31 -3.559 0.942 3.777 1.850 27.03
32 -3.203 6.500 4.298
33 -7.095 0.865 4.747 1.917 31.60
34 20.915 1.145 5.277 1.658 50.83
35 -5.852 0.110 5.424
36 8.451 1.181 5.572 1.439 94.94
37 -9.747 0.100 5.586
38 -10.022 0.500 5.564 1.731 40.51
39 6.449 0.929 5.770 1.595 67.73
40 81.334 0.363 5.840
41 14.172 0.620 6.112 1.667 48.33
42 364.344 10.000 6.131
第3実施例について、図9~図11および表3を用いて説明する。図9は、第3実施例に係る顕微鏡対物レンズの構成を示す光路図である。第3実施例に係る顕微鏡対物レンズOL(3)は、物体OBからの光を平行光にする無限遠補正型の顕微鏡対物レンズである。第3実施例に係る顕微鏡対物レンズOL(3)は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2とから構成される。第1レンズ群G1における最も像側のレンズ(後述の負メニスカスレンズL110)の内部に、物体OBからの光が結像する中間結像面MIが形成される。第3実施例に係る顕微鏡対物レンズOL(3)の先端部と物体OBとの間は、空気で満たされている。
[全体諸元]
β=2倍
f=-100.000
NA=0.10 WD=3.391
f1=-69.007 f2=35.307
r1=1.942 r2=-2.077
D1=15.101 D2=20.044
L1=29.042 TL=62.279
TLT=65.670
[レンズデータ]
面番号 R D Dm nd νd
1 ∞ 3.391 0.000
2 ∞ 1.000 13.567 1.755 27.51
3 16.500 1.284 13.888
4 26.964 3.053 14.890 1.861 37.10
5 -24.265 0.100 15.101
6 19.374 1.773 14.917 1.861 37.10
7 51.391 9.171 14.587
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9 -85.753 0.100 8.694
10 2.793 1.730 5.433 1.883 40.76
11 1.942 2.299 3.478
12 -2.801 1.486 2.946 1.883 40.76
13 -2.621 0.100 4.240
14 -14.658 1.564 5.055 1.569 71.34
15 -4.451 0.100 5.582
16 23.958 1.490 5.815 1.498 82.57
17 -8.600 0.100 5.848
18 7.302 1.371 5.492 1.498 82.57
19 -94.513 0.100 5.115
20 3.751 2.878 4.500 1.883 40.76
21 2.404 2.986 2.822
22 -2.077 3.848 3.971 1.498 82.57
23 -3.982 0.100 7.870
24 11.320 2.210 11.347 1.738 32.33
25 16.759 3.626 11.106
26 -9.461 1.488 11.320 1.738 32.33
27 -25.301 3.279 13.182 1.498 82.57
28 -8.784 0.100 13.807
29 -125.539 4.852 14.079 1.434 95.25
30 -8.016 0.800 14.153 1.738 32.33
31 91.448 3.682 17.448 1.434 95.25
32 -17.827 0.100 17.732
33 -14867.000 3.188 19.758 1.762 26.52
34 -22.197 10.000 20.044
第4実施例について、図12~図16および表4を用いて説明する。図12は、第4実施例に係る顕微鏡対物レンズの構成を示す光路図である。第4実施例に係る顕微鏡対物レンズOL(4)は、物体OBからの光を平行光にする無限遠補正型の顕微鏡対物レンズである。第4実施例に係る顕微鏡対物レンズOL(4)は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2とから構成される。第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間に、物体OBからの光が結像する中間結像面MIが形成される。第4実施例に係る顕微鏡対物レンズOL(4)の先端部と物体OBを覆うカバーガラスCVとの間は、浸液(オイルまたはシリコンオイル)で満たされている。カバーガラスCVと物体OBとの間も、浸液(オイルまたはシリコンオイル)で満たされている。なお、浸液がオイルの場合、浸液のd線(波長λ=587.6nm)に対する屈折率は1.51とする。浸液がシリコンオイルの場合、浸液のd線に対する屈折率は1.40とする。カバーガラスCVのd線に対する屈折率は1.524とする。また、図12は、浸液の屈折率が1.51の場合における、第4実施例に係る顕微鏡対物レンズOL(4)の構成を示す。
[全体諸元]
β=40倍
f=-7.605
NA=1.40 WD=0.305
f1=-5.175 f2=14.366
r1=1.816 r2=-1.540
D1=8.908 D2=15.701
L1=32.308 TL=64.695
TLT=65.000
[レンズデータ]
面番号 R D Dm nd νd
1 ∞ 0.100 0.630 (可変) (可変)
2 ∞ 0.170 1.083 1.524 54.24
3 ∞ 0.035 1.764 (可変) (可変)
4 ∞ 0.400 1.915 1.540 59.46
5 -1.370 1.685 1.928 2.001 29.12
6 -2.009 0.100 3.881
7 -6.234 1.043 5.576 1.849 43.79
8 -3.927 0.100 6.014
9 22.288 1.354 7.657 1.498 82.57
10 -10.860 0.100 7.790
11 -29.342 0.500 7.947 1.720 34.71
12 9.524 2.936 8.439 1.434 95.16
13 -6.444 0.100 8.613
14 20.841 0.500 8.908 1.917 31.60
15 9.318 2.280 8.766 1.498 82.57
16 -11.404 0.100 8.807
17 -211.242 0.500 8.603 1.553 55.07
18 6.424 2.098 8.343 1.456 91.37
19 -33.630 (D19) 8.336
20 15.877 0.500 8.200 1.553 55.07
21 5.172 2.092 7.772 1.456 91.37
22 -227.278 0.543 7.734
23 6.859 1.666 7.402 1.808 22.74
24 5.415 (D24) 6.403
25 5.417 1.651 6.659 1.623 57.10
26 -25.671 0.100 6.495
27 3.689 2.637 4.965 2.001 29.12
28 1.816 0.920 2.009
29 -1.840 0.500 1.790 1.959 17.47
30 -62.717 0.239 2.084
31 -4.709 0.746 2.338 1.883 40.69
32 -1.912 0.471 2.762
33 -1.540 1.735 2.854 1.456 91.37
34 -2.404 (D34) 4.575
35 13.919 1.180 6.810 1.456 91.37
36 -13.262 0.100 6.900
37 6.555 1.116 7.221 1.595 67.73
38 23.790 3.499 7.113
39 -192.253 0.500 5.885 1.917 31.60
40 4.878 0.694 5.664 1.847 23.80
41 7.995 (D41) 5.631
42 -4.625 3.000 6.242 1.855 24.80
43 281.721 2.603 10.608 1.498 82.57
44 -7.869 0.100 11.024
45 25.144 0.501 15.040 1.859 22.73
46 12.618 5.194 15.448 1.664 27.35
47 -14.594 0.100 15.582
48 457.933 0.500 15.439 1.731 40.51
49 12.625 5.154 15.575 1.434 95.16
50 -15.312 10.000 15.701
[可変間隔データ]
浸液 オイル シリコンオイル
ndim 1.51 1.40
νdim 41.33 51.96
D19 0.500 6.639
D24 8.824 2.685
D34 1.545 0.500
D41 1.991 3.036
条件式(1) -0.2<f×NA/TL<-0.05
条件式(2) 0.1<WD/r1<2.0
条件式(3) 0.35<L1/TL<0.7
条件式(4) 0.12<D1/TL<0.3
条件式(5) νdif>50
条件式(6) 0.01<r1/(-f)<1.0
条件式(7) 0.01<r2/f<1.0
条件式(8) 0.2<D1/D2<2.0
条件式 第1実施例 第2実施例 第3実施例 第4実施例
(1) -0.165 -0.068 -0.161 -0.165
(2) 0.225 0.190 1.746 0.168
(3) 0.528 0.695 0.466 0.499
(4) 0.166 0.159 0.242 0.138
(5) 62.90 60.45 62.92 60.45
(6) 0.178 0.528 0.019 0.239
(7) 0.191 0.347 0.021 0.203
(8) 0.748 1.682 0.753 0.567
Claims (10)
- 物体からの光を平行光にする無限遠補正型の顕微鏡対物レンズであって、
光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群とからなり、
前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間に、もしくは前記第1レンズ群における最も像側のレンズの内部に、物体からの光が結像する中間結像面が形成され、
以下の条件式を満足する顕微鏡対物レンズ。
-0.2<f×NA/TL<-0.05
0.35<L1/TL<0.7
但し、f:前記顕微鏡対物レンズの焦点距離
NA:前記顕微鏡対物レンズの物体側開口数
TL:前記顕微鏡対物レンズにおける最も物体側のレンズ面から前記顕微鏡対物レンズにおける最も像側のレンズ面までの光軸上の距離
L1:前記第1レンズ群の光軸上の長さ - 前記第1レンズ群は、前記中間結像面に凹面形状のレンズ面を向けた少なくとも一つのレンズを有し、
以下の条件式を満足する請求項1に記載の顕微鏡対物レンズ。
0.1<WD/r1<2.0
但し、WD:物体面から前記顕微鏡対物レンズにおける最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離
r1:前記第1レンズ群の前記少なくとも一つのレンズのうち、前記凹面形状のレンズ面の曲率半径が最も小さいレンズにおける前記凹面形状のレンズ面の曲率半径 - 以下の条件式を満足する請求項1または2に記載の顕微鏡対物レンズ。
0.12<D1/TL<0.3
但し、D1:前記第1レンズ群の最大外径 - 前記第1レンズ群および前記第2レンズ群のうち少なくとも一方に配置された、少なくとも一つの接合レンズを有し、
以下の条件式を満足する請求項1~3のいずれか一項に記載の顕微鏡対物レンズ。
νdif>50
但し、νdif:前記少なくとも一つの接合レンズにおける、前記接合レンズを構成するレンズ同士のアッベ数の差の最大値 - 前記第1レンズ群は、前記中間結像面に凹面形状のレンズ面を向けた少なくとも一つのレンズを有し、
前記第2レンズ群は、前記中間結像面に凹面形状のレンズ面を向けた少なくとも一つのレンズを有し、
以下の条件式を満足する請求項1~4のいずれか一項に記載の顕微鏡対物レンズ。
0.01<r1/(-f)<1.0
0.01<r2/f<1.0
但し、r1:前記第1レンズ群の前記少なくとも一つのレンズのうち、前記凹面形状のレンズ面の曲率半径が最も小さいレンズにおける前記凹面形状のレンズ面の曲率半径
r2:前記第2レンズ群の前記少なくとも一つのレンズのうち、前記凹面形状のレンズ面の曲率半径が最も小さいレンズにおける前記凹面形状のレンズ面の曲率半径 - 以下の条件式を満足する請求項1~5のいずれか一項に記載の顕微鏡対物レンズ。
0.2<D1/D2<2.0
但し、D1:前記第1レンズ群の最大外径
D2:前記第2レンズ群の最大外径 - 前記第1レンズ群は、前記第1レンズ群の最も像側に配置されて像側に凹面を向けたメニスカスレンズを有し、
前記第2レンズ群は、前記第2レンズ群の最も物体側に配置されて物体側に凹面を向けたメニスカスレンズを有し、
空気間隔を置いて向かい合わせに並んだ、前記第1レンズ群の前記メニスカスレンズにおける像側の凹面と、前記第2レンズ群の前記メニスカスレンズにおける物体側の凹面との間に、前記中間結像面が形成される請求項1~6のいずれか一項に記載の顕微鏡対物レンズ。 - 前記第1レンズ群は、前記第1レンズ群の最も像側に配置された正レンズを有し、
前記第2レンズ群は、前記第2レンズ群の最も物体側に配置されて物体側に凹面を向けたメニスカスレンズを有し、
空気間隔を置いて並んだ、前記第1レンズ群の前記正レンズと、前記第2レンズ群の前記メニスカスレンズとの間に、前記中間結像面が形成される請求項1~6のいずれか一項に記載の顕微鏡対物レンズ。 - 前記第1レンズ群は、前記第1レンズ群の最も像側に配置されて物体側に凸面を向けたメニスカスレンズを有し、
前記第2レンズ群は、前記第2レンズ群の最も物体側に配置されて像側に凸面を向けたメニスカスレンズを有し、
前記第1レンズ群の前記メニスカスレンズおよび前記第2レンズ群の前記メニスカスレンズのうちいずれか一方の内部に、前記中間結像面が形成される請求項1~6のいずれか一項に記載の顕微鏡対物レンズ。 - 物体からの光を平行光にする無限遠補正型の第1の顕微鏡対物レンズと、物体からの光を平行光にする無限遠補正型の第2の顕微鏡対物レンズとを備え、前記第1の顕微鏡対物レンズもしくは前記第2の顕微鏡対物レンズを選択して用いることが可能な顕微鏡装置であって、
前記第1の顕微鏡対物レンズおよび前記第2の顕微鏡対物レンズのうち少なくとも一つが、請求項1~9のいずれか一項に記載の顕微鏡対物レンズである顕微鏡装置。
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