JPH01319719A - Objective lens for microscope - Google Patents

Objective lens for microscope

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JPH01319719A
JPH01319719A JP63153033A JP15303388A JPH01319719A JP H01319719 A JPH01319719 A JP H01319719A JP 63153033 A JP63153033 A JP 63153033A JP 15303388 A JP15303388 A JP 15303388A JP H01319719 A JPH01319719 A JP H01319719A
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lens
group
power
fluorite
quartz
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Naohisa Hayashi
尚久 林
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Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain the objective lens for microscopes which can be used in a far UV region by using a positive power meniscus lens made of quartz or fluorite as a 1st group and combining a biconcave lens made of quartz and a biconvex lens made of fluorite to constitute the 2nd group lens. CONSTITUTION:The 1st group lens consisting of the positive power meniscus lens which is made of fluorite and the concave face side of which is directed to an object side and the 2nd group lens 2 parted from the lens 1 via a space on the side opposite to the object side of said lens are disposed. The lens 2 is constituted of the biconcave lens 3 made of quartz and the biconvex lens 4 made of fluorite. This objective lens for microscopes is so constituted as to satisfy the condition equations phi1>0, phi2>0, 0.35phi<phi2<0.92phi, 1.05Lphi<(phi1+phi2)/phi<1.15Lphi, 0.9<¦phi2+/phi2-¦<1.2 where phi1: the power of the 1st group lens, phi2: the power of the 2nd group lens, phi: the power of the entire system, L: the distance from the object face to the image side focus of the lens system, phi2+: the power of the convex lens constituting the 2nd group lens, phi2-: the power of the concave lens constituting the 2nd group lens.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、紫外域、特には、波長300nm以下の遠紫
外域でも使用可能な顕微鏡用対物レンズに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to an objective lens for a microscope that can be used even in the ultraviolet region, particularly in the deep ultraviolet region with a wavelength of 300 nm or less.

〈従来の技術〉 従来の公知のigi微鏡用対物レンズは、その大半のも
のが、可視域や赤外域で使用されるものであった。
<Prior Art> Most of the conventionally known objective lenses for igi microscopes are used in the visible region or infrared region.

これは、はとんどの光学ガラスが波長300nmより短
波長の紫外域や遠紫外域の光を透過できないためである
This is because most optical glasses cannot transmit light in the ultraviolet region or deep ultraviolet region with wavelengths shorter than 300 nm.

ところで、同じ開口数(NA)であっても、波長が短く
なるほど解像限界が上昇して細部まで観測できるとか、
試料に紫外光を照射してその試料から発せられた紫外光
あるいは蛍光を観測できるなど、試料の光学的特性の変
化に対応して多くの情報を得る上で紫外域や遠紫外域で
も使用できることが望まれている。
By the way, even if the numerical aperture (NA) is the same, the shorter the wavelength, the higher the resolution limit and the more details can be observed.
It can be used in the ultraviolet and deep ultraviolet regions to obtain a lot of information in response to changes in the optical properties of the sample, such as by irradiating the sample with ultraviolet light and observing the ultraviolet light or fluorescence emitted from the sample. is desired.

従来の顕微鏡用対物レンズとしては、光透過構成を採用
せず、反射鏡による反射構成を採用していた。
Conventional objective lenses for microscopes have not adopted a light transmission configuration, but instead have adopted a reflection configuration using a reflecting mirror.

呈上従来■ 第5図は、RUDOLF KINGSLAKE著”LE
NS DESIGNFUNDA門ENTALS”   
(ACADEMICPRESS  1978  )  
P、333に示された顕微鏡用対物レンズであり、上記
反射構成が採用されている。
Presentation Conventional ■ Figure 5 is "LE" by RUDOLF KINGSLAKE.
NS DESIGN FUNDA ENTALS”
(ACADEMIC PRESS 1978)
This is an objective lens for a microscope shown in No. P, 333, which employs the above-mentioned reflection configuration.

即ち、開口01を有する第1の反射鏡02と、開口01
から入射される光を反射して第1の反射鏡02に反射さ
せる第2の反射鏡03とから構成されている。
That is, a first reflecting mirror 02 having an aperture 01;
and a second reflecting mirror 03 that reflects the light incident thereon to the first reflecting mirror 02.

この第1従来例によれば、2枚の反射鏡02゜03を用
いているだけであるから、色収差が無く、反射鏡02,
03の反射率さえ問題が無ければ紫外域でも使用可能で
あり、性能も優秀なものである。
According to this first conventional example, since only two reflecting mirrors 02 and 03 are used, there is no chromatic aberration, and the reflecting mirrors 02 and 03 are free from chromatic aberration.
If there is no problem with the reflectance of 03, it can be used even in the ultraviolet region and has excellent performance.

ところが、かかる構成の対物レンズでは、物体側をテレ
センドリンクにできないために、視野周辺での光量が低
下したり、試料の凹凸に起因して倍率が変化する欠点が
あり、また、中心の光束が遮蔽されているために光量が
低下するとともに、回折によって解像力が低下する欠点
があり、更に、ターレット式に配置された複数の対物レ
ンズを切換えて倍率を変えようとすると、複数の対物レ
ンズ間で瞳径と同焦点距離を同時に統一することができ
ない欠点があるといったように、設計上の自由度が低い
欠点があった。
However, an objective lens with such a configuration has disadvantages such as a decrease in the amount of light at the periphery of the field of view and a change in magnification due to the unevenness of the sample because the object side cannot be made into a telescopic link. This has the disadvantage that the amount of light decreases due to the shielding, and the resolution decreases due to diffraction.Furthermore, if you try to change the magnification by switching multiple objective lenses arranged in a turret style, the difference between the multiple objective lenses This has the drawback of a low degree of freedom in design, such as the inability to unify the pupil diameter and parfocal distance at the same time.

ところで、紫外域や遠紫外域の光を透過できる光学材料
として、螢石、石英、フッ化すチウム(LiF)、フッ
化バリウム(BaFz)、塩化ナトリウム(NaC1な
どが知られており、これらの材ネ4を用いて顕微鏡用対
物レンズを構成したものとしては、次のようなものがあ
る。
Incidentally, fluorite, quartz, lithium fluoride (LiF), barium fluoride (BaFz), and sodium chloride (NaC1) are known as optical materials that can transmit light in the ultraviolet and deep ultraviolet regions. Examples of objective lenses for microscopes using lens 4 are as follows.

茅主従米班 第6図は、KINGSLAKE監修”APPLIE[l
 OPT[C5AND 0PTICAL ENGINE
ERING  III” (ACADEMICPRES
S1965 ) P、173に記載されているカタディ
オプトリックタイプの顕微鏡用対物レンズを示し、負の
パワーの石英製の第ルンズ04a、この第ルンズ04a
に接合された正のパワーの螢石製の第2レンズ04b、
および、第2レンズ04bに隣設された負のパワーの螢
石製の第3レンズ04cから成る屈折レンズ系o4と、
第1の反射鏡o5と、開口06を有する第2の反射鏡o
7と、開口06を通った光を透過する石英製の第4レン
ズ08とから構成されている。
Figure 6 of the Kaya-shu-shu-mai group is from ``APPLIE[l] supervised by KINGSLAKE.
OPT[C5AND 0PTICAL ENGINE
ERING III” (ACADEMIC PRES
S1965) P, 173 shows a catadioptric type microscope objective lens, and a negative power quartz lens 04a.
a second lens 04b made of positive power fluorite bonded to;
and a refractive lens system o4 consisting of a third lens 04c made of fluorite with negative power and adjacent to the second lens 04b;
A first reflecting mirror o5 and a second reflecting mirror o having an opening 06
7 and a fourth lens 08 made of quartz that transmits the light passing through the aperture 06.

第1従来■ 第7図は、光技術]ンタクト誌 Vol、25 No、
2(1987年2月)のP、137に記載されている顕
微鏡用対物レンズを示し、螢石製の第ルンズo9と、石
英製の凹レンズ010aを螢石製の凸レンズ010b、
010cで挟んで接合した第2レンズ010と、その第
2レンズ010と同様に石英製の凹レンズ01laを螢
石製の凸レンズ01 l b。
1st Conventional Figure 7 shows optical technology] Contact magazine Vol. 25 No.
2 (February 1987), P, 137, the objective lens for a microscope is shown as a lens o9 made of fluorite, a concave lens 010a made of quartz, a convex lens 010b made of fluorite,
A second lens 010 sandwiched and cemented with 010c, a concave lens 01la made of quartz, and a convex lens 01 l b made of fluorite, similar to the second lens 010.

011cで挟んで接合した第3レンズ011とから構成
されている。
It is composed of a third lens 011 which is sandwiched and cemented by lenses 011c and 011c.

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上述のような第2および第3従来例の場
合には、それぞれ次のような欠点があった。
<Problems to be Solved by the Invention> However, the second and third conventional examples described above each have the following drawbacks.

茅ユmλ匁点 石英製の第ルンズ04aと螢石製の第2レンズ04bと
を接合しているが、紫外域や遠紫外域の波長の光を透過
可能な接着剤が現状では無いため、接合面での反射が無
いように接合面をオプチカルコンタクトにしなければな
らず、接合面の加工に高い精度が要求されて高価になる
欠点があった。
The second lens 04a made of quartz is bonded to the second lens 04b made of fluorite, but there is currently no adhesive that can transmit light with wavelengths in the ultraviolet or deep ultraviolet ranges. The bonding surface must be an optical contact so that there is no reflection on the bonding surface, and high precision is required in the processing of the bonding surface, which has the disadvantage of being expensive.

また、中心の光束が遮蔽されているために、前述第1従
来例と同様に、解像力、光量のいずれもが低下する欠点
があった。
Further, since the central light beam is blocked, there is a drawback that both the resolution and the amount of light are reduced, similar to the first conventional example described above.

第主災米班■欠立 第2レンズ010および第3レンズ011それぞれを石
英製の凹レンズ010a、01laと二枚の螢石製の凸
レンズ010b、010c、011b、01lcとから
構成し、石英製の凹レンズ010a、01laのみでは
できない色収差の補正を、螢石製の凸レンズ010b、
010c、011b、011cとの組合わせによって行
うことができるようにしているが、前述第2従来例と同
様に、石英製の凹レンズ010a、01laと二枚の螢
石製の凸レンズ010b、010c、011b、01l
cそれぞれ間の接合面をオプチカルコンタクトにしなけ
ればならず、接合面の加工に高い精度が要求されて高価
になる欠点があった。
1st Main Disaster Team ■ The missing second lens 010 and third lens 011 each consist of concave lenses 010a, 01la made of quartz and two convex lenses 010b, 010c, 011b, 01lc made of fluorite. The convex lens 010b made of fluorite corrects chromatic aberration that cannot be achieved with the concave lenses 010a and 01la alone.
010c, 011b, and 011c, but similarly to the second conventional example, concave lenses 010a and 01la made of quartz and two convex lenses 010b, 010c, and 011b made of fluorite are used in combination. , 01l
(c) The bonding surfaces between each must be made into optical contacts, which requires high precision in machining the bonding surfaces, resulting in high costs.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、反射構成を採用せずに、石英製のレンズと螢石製の
レンズとの組み合わせにより色収差を補正して紫外域や
遠紫外域で使用できる顕微鏡用対物レンズを安価にして
提供できるようにすることを目的とする。
The present invention has been made in view of these circumstances, and uses a combination of a quartz lens and a fluorite lens to correct chromatic aberration and improve the performance in the ultraviolet and deep ultraviolet regions without adopting a reflective configuration. The purpose of the present invention is to provide a microscope objective lens that can be used in a wide range of areas at a low cost.

〈課題を解決するための手段〉 本発明の顕微鏡用対物レンズは、このような目的を達成
するために、 石英製または螢石製で凹面側が物体側に向けられた正パ
ワーのメニスカスレンズで構成した第1群レンズと、 前記第1群レンズの物体側とは反対側に空気を媒体とす
る空間を隔てて配置された石英製の両凹レンズと、該両
凹レンズの物体側とは反対側に空気を媒体とする空間を
隔てて配置された螢石製の両凸レンズとから構成した第
2群レンズとから構成され、 かつ、 下記条件式 %式% φI:第1群レンズのパワー φ2:第2群レンズのパワー φ :全系のパワー L :物体面からレンズ系の像側焦 点までの距離 φ1.:第2群レンズを構成する凸レ ンズのパワー φ、−:第2群レンズを構成する凹レ ンズのパワー を満足するように構成したことを特徴としている。
<Means for Solving the Problems> In order to achieve the above object, the objective lens for a microscope of the present invention is composed of a positive power meniscus lens made of quartz or fluorite with the concave side facing the object side. a biconcave lens made of quartz disposed on the side opposite to the object side of the first group lens across a space using air as a medium; It is composed of a second lens group consisting of a biconvex lens made of fluorite and a biconvex lens made of fluorite placed apart from a space using air as a medium, and the following conditional formula % formula % φI: power of the first lens group φ2: the second lens group Power of the second group lens φ: Power of the entire system L: Distance from the object plane to the image-side focal point of the lens system φ1. It is characterized in that it is constructed so as to satisfy: the power φ of the convex lens constituting the second group lens, -: the power of the concave lens constituting the second group lens.

第2群レンズのパワーφ2は、全系のパワーφの0.9
2倍未満で、かつ、0.35倍を越えるように設定され
る。0.92倍以上になると、作動距離が小さくなり、
逆に、0.35倍以下になると、レンズ系の全長が焦点
距離に比べて過大になるからである。
The power φ2 of the second group lens is 0.9 of the power φ of the entire system.
It is set to be less than 2 times and more than 0.35 times. When it becomes 0.92 times or more, the working distance becomes smaller,
On the other hand, if the magnification is 0.35 times or less, the total length of the lens system becomes excessive compared to the focal length.

第1群レンズのパワーφ1と第2群レンズのパワーφ2
との和を全系のパワーφで除した値(φ、+φ、)/φ
は、物体面からレンズ系の像側焦点までの距離りに全系
のパワーφ を乗じたものの1.15倍未満で、かつ、
1,05倍を越えるように設定される。 1.15倍以
上になると、ペッツバール和が大きくなって像面の湾曲
が大きくなりすぎるとともに、レンズ系の全長が焦点距
離に比べて過大になり、逆に、1.05倍以下になると
、テレセント 1リンクな特性を持たせにくくなるから
である。
Power φ1 of the first group lens and power φ2 of the second group lens
The value obtained by dividing the sum of the sum by the total system power φ (φ, +φ, )/φ
is less than 1.15 times the distance from the object plane to the image-side focal point of the lens system multiplied by the power φ of the entire system, and
It is set to exceed 1.05 times. When the magnification is 1.15 times or more, the Petzval sum becomes large and the curvature of the field becomes too large, and the total length of the lens system becomes too large compared to the focal length. This is because it becomes difficult to provide one-link characteristics.

第2群レンズを構成する螢石製の両凸レンズのパワーφ
2.と第2群レンズを構成する石英製の両凹レンズのパ
ワーφt−との比の絶対値1φ2./φ!−1は、1.
2未満で、かつ、0.9を越えるように設定される。こ
の範囲から外れると、色収差の補正が困難になり、そし
て、1.2以上になると、球面収差の補正が不足し、逆
に、0.9以下になると、補正過剰になるとともに像面
の湾曲が大きくなるからである。
Power φ of the biconvex lens made of fluorite that constitutes the second lens group
2. The absolute value of the ratio 1φ2. /φ! -1 is 1.
It is set to be less than 2 and greater than 0.9. Outside this range, it becomes difficult to correct chromatic aberration, and when it exceeds 1.2, spherical aberration becomes insufficiently corrected, and conversely, when it falls below 0.9, it becomes overcorrected and the curvature of the field is distorted. This is because it becomes larger.

く作用〉 上記構成によれば、第1群レンズおよび第2群レンズの
いずれをも、石英製か螢石製あるいは両者の組み合わせ
とし、かつ、第1群レンズと第2群レンズ、および、第
2群レンズにおける石英製の両凹レンズと螢石製の両凸
レンズそれぞれの間に接着剤を用いないようにすること
によって、紫外域や遠紫外域の光を透過でき、そして、
第2群レンズを、負のパワーを有する石英製の両凹レン
ズと正のパワーを有する螢石製の両凸レンズとの組み合
わせとすることによって、球面収差および色収差を補正
できる。
According to the above configuration, both the first group lens and the second group lens are made of quartz, fluorite, or a combination of both, and the first group lens, the second group lens, and the second group lens are made of quartz, fluorite, or a combination of both. By not using adhesive between the quartz biconcave lens and the fluorite biconvex lens in the second group lens, light in the ultraviolet region and deep ultraviolet region can be transmitted.
Spherical aberration and chromatic aberration can be corrected by making the second group lens a combination of a biconcave lens made of quartz having negative power and a biconvex lens made of fluorite having positive power.

〈実施例〉 次に、本発明の実施例につき、図面を用いて説明する。<Example> Next, embodiments of the present invention will be described using the drawings.

以下の第1および第2実施例いずれの顕微鏡用対物レン
ズとも、開口数(NA)が0.083 、像サイズφが
10.6、そして、結像倍率が一10倍の仕様である。
The microscope objective lenses of both the first and second examples below have specifications of a numerical aperture (NA) of 0.083, an image size φ of 10.6, and an imaging magnification of 110 times.

また、顕微鏡を構成する場合にあっては、対物レンズを
通して試料を照明する落射照明で使用することを考え、
いわゆる無限遠補正系としており、対物レンズ単独では
結像させないで、例えば、下記の結像レンズと組み合わ
せて使用する場合を想定している。
In addition, when constructing a microscope, consider using it with epi-illumination that illuminates the sample through the objective lens.
This is a so-called infinity correction system, and it is assumed that the objective lens does not form an image alone, but is used in combination with, for example, the following imaging lens.

[結像レンズの構成] 結像レンズは、第ルンズ、第2レンズおよび第3レンズ
の3枚で構成され、それぞれの材質、第ルンズの第2レ
ンズとは反対側を向いた面の曲率半径rl、第2レンズ
側を向いた面の曲率半径r2、第2レンズの第2レンズ
側を向いた面の曲率半径r3、第3レンズ側を向いた面
の曲率半径r4、第3レンズの第2レンズ側を向いた面
の曲率半径rs、および、第2レンズとは反対側を向い
た面の曲率半径r6それぞれ、ならびに、第ルンズの中
心NdI、第ルンズと第2レンズとの光軸上での面間隔
d1□、第2レンズの中心厚dz、第2レンズと第3レ
ンズとの光軸上での面間隔d!3sおよび、第3レンズ
の中心厚d、それぞれが下記のように設定されている。
[Composition of the imaging lens] The imaging lens is composed of three lenses: a first lens, a second lens, and a third lens.The material of each lens and the radius of curvature of the surface of the second lens facing away from the second lens are rl, radius of curvature r2 of the surface facing the second lens side, radius r3 of curvature of the surface facing the second lens side of the second lens, radius r4 of curvature of the surface facing the third lens side, The radius of curvature rs of the surface facing the second lens side, the radius of curvature r6 of the surface facing the opposite side from the second lens, the center NdI of the second lens, and the optical axis between the second lens and the second lens. The surface spacing d1□, the center thickness dz of the second lens, and the surface spacing d on the optical axis between the second lens and the third lens! 3s and the center thickness d of the third lens are set as follows.

〔曲率半径、レンズ中心厚、レンズ面間隔、材質〕d1
□=2.75 r 、  =−13,488 この結像レンズにおいても、石英製と螢石製のレンズの
みの組み合わせとし、かつ、第ルンズと第2レンズ、お
よび第2レンズと第3レンズそれぞれは、空気を媒体と
する空間を隔てて配置されている。
[Radius of curvature, lens center thickness, lens surface spacing, material] d1
□=2.75 r, =-13,488 This imaging lens also has a combination of only quartz and fluorite lenses, and the second lens and the second lens, and the second lens and the third lens, respectively. are placed separated by a space with air as a medium.

星11施■ 第1図は、第1実施例の対物レンズの配置図であり、螢
石製で凹面側が物体側に向けられた正パワーのメニスカ
スレンズで構成した第1群レンズ1と、その第1群レン
ズ1の物体側とは反対側に空気を媒体とする空間を隔て
て配置された第2群レンズ2とから顕微鏡用対物レンズ
が構成され、かつ、その第2群レンズ2が、石英製の両
凹レンズ3と、その両凹レンズ3の物体側とは反対側に
空気を媒体とする空間を隔てて配置された螢石製の両凸
レンズ4とから構成されている。
11 stars Figure 1 is a layout diagram of the objective lens of the first embodiment, showing the first group lens 1 made of fluorite and consisting of a positive power meniscus lens with the concave side facing the object side, and its A microscope objective lens is constituted by a second group lens 2 disposed on the opposite side of the object side of the first group lens 1 with a space using air as a medium, and the second group lens 2 includes: It consists of a biconcave lens 3 made of quartz and a biconvex lens 4 made of fluorite placed on the opposite side of the biconcave lens 3 from the object side with a space in which air is used as a medium.

そして、第1群レンズ1の、第2群レンズ2とは反対側
を向いた面の曲率半径R1、第2群レンズ2側を向いた
面の曲率半径R2、第2群レンズ2を構成する両凹レン
ズ3の、第1群レンズ1側を向いた面の曲率半径R1、
第2群レンズ2を構成する両凸レンズ4側を向いた面の
曲率半径R2、第2群レンズ2を構成する両凸レンズ4
の、前記両凹レンズ3側を向いた面の曲率半径R3、お
よび、両凹レンズ3とは反対側を向いた面の曲率半径R
4それぞれ、ならびに、第1群レンズ1の中心厚り、 
、第1群レンズlと第2群レンズ2を構成する両凹レン
ズ3との光軸上での面間隔D1□、両凹レンズ3の中心
厚D2、両凹レンズ3と第2群レンズ2を構成する両凸
レンズ4との光軸上での面間隔り。、および、両凸レン
ズ4の中心厚り、それぞれが下記のように設定されてい
る。
The radius of curvature R1 of the surface of the first group lens 1 facing away from the second group lens 2, the radius of curvature R2 of the surface facing the second group lens 2 side, and the second group lens 2 is configured. The radius of curvature R1 of the surface of the biconcave lens 3 facing the first group lens 1 side,
The radius of curvature R2 of the surface facing the biconvex lens 4 forming the second group lens 2, the biconvex lens 4 forming the second group lens 2
, the radius of curvature R3 of the surface facing the biconcave lens 3 side, and the radius of curvature R of the surface facing the side opposite to the biconcave lens 3.
4, and the center thickness of the first group lens 1,
, the interplanar distance D1□ on the optical axis between the first group lens l and the biconcave lens 3 forming the second group lens 2, the center thickness D2 of the biconcave lens 3, and the biconcave lens 3 forming the second group lens 2. The distance between the surfaces of the biconvex lens 4 on the optical axis. , and the center thickness of the biconvex lens 4 are set as follows.

〔曲率半径、レンズ中心厚、レンズ面間隔、材質〕D、
 =1.OO石英製 R,=   5.000 また、上記対物レンズにおいて、第1群レンズ1のパワ
ーφ1、第2群レンズ2のパワーφ2、第2群レンズ2
を構成する両凹レンズ3のパワーφ2−1第2群レンズ
2を構成する両凸レンズ4のパワーφ20、全系のパワ
ーφ、および、物体面からレンズ系の像側焦点までの距
離りそれぞれは次の通りである。
[Radius of curvature, lens center thickness, lens surface spacing, material] D,
=1. OO made of quartz R, = 5.000 In addition, in the above objective lens, the power φ1 of the first group lens 1, the power φ2 of the second group lens 2, and the power φ2 of the second group lens 2.
The power φ2-1 of the biconcave lens 3 constituting the second group lens 2, the power φ20 of the biconvex lens 4 constituting the second group lens 2, the power φ of the entire system, and the distance from the object plane to the image side focal point of the lens system are as follows. It is as follows.

φ+ =0.030513     φ2 =0.02
5630φz−= −0,126829φg、=0.1
23336φ =0.033333     L=45
上記各値に基づけば、 0.35φ=0.011667 0.92φ=0.030667 となり、0.35φくφ、 <0.92φを満足してい
ることが明らかである。
φ+ =0.030513 φ2 =0.02
5630φz-=-0,126829φg,=0.1
23336φ =0.033333 L=45
Based on the above values, 0.35φ=0.011667 0.92φ=0.030667, and it is clear that 0.35φ<0.92φ is satisfied.

また、 (φ、+φ2)/φ=1.6842901.05Lφ−
1,575000 1,15Lφ=1.725000 となり、1.05Lφく(φ1+φ2)/φ<1.15
Lφを満足していることが明らかである。
Also, (φ, +φ2)/φ=1.6842901.05Lφ−
1,575000 1,15Lφ=1.725000, 1.05Lφ (φ1+φ2)/φ<1.15
It is clear that Lφ is satisfied.

また、 1φ2や/φz−1=0.972456となり、0.9
 < lφ2./φに−1<1.2を満足していること
が明らかである。
Also, 1φ2 or /φz−1=0.972456, which is 0.9
<lφ2. It is clear that /φ satisfies -1<1.2.

上記対物レンズの球面収差につき、波長298.06n
m(符号1で示す) 、202.54nm (符号2で
示す)、398.84nm (符号3で示す) 、25
3.70nm (符号4で示す)の光に対して求めたと
ころ、第2図の(a)に示す図を得た。
Due to the spherical aberration of the above objective lens, the wavelength is 298.06n.
m (indicated by code 1), 202.54 nm (indicated by code 2), 398.84 nm (indicated by code 3), 25
When it was determined for light of 3.70 nm (indicated by reference numeral 4), the diagram shown in FIG. 2(a) was obtained.

また、上記対物レンズの正弦条件につき、前述と同じ符
号1〜4で示した波長の光に対して求めたところ、第2
図の(b)に示す図を得た。
In addition, regarding the sine condition of the objective lens, when it was found for light of wavelengths indicated by the same symbols 1 to 4 as above, the second
A diagram shown in Figure (b) was obtained.

また、上記対物レンズの非点収差につき、サジッタル像
面(符号Sで示す)およびメリジオナル像面(符号Mで
示す)それぞれを求めたところ、第2図の(C)に示す
図を得た。
Furthermore, regarding the astigmatism of the objective lens, the sagittal image plane (indicated by symbol S) and the meridional image surface (indicated by symbol M) were determined, and the diagram shown in FIG. 2(C) was obtained.

また、上記対物レンズの歪曲収差について求めたところ
、第2図の(d)に示す図を得た。
Further, when the distortion aberration of the objective lens was determined, the diagram shown in FIG. 2(d) was obtained.

これらの結果、球面収差および正弦条件それぞれから、
紫外域および遠紫外域の光のいずれに対しても収差を少
なくでき、しかも、300nmより短波長の遠紫外域の
光(符号1.2および4)に対して、300nmより長
い波長の紫外域の光(符号3)に対するよりも全体とし
て収差を少なくできており、・遠紫外域において良好に
使用できることが明らかであり、また、非点収差および
歪曲収差それぞれにおいても収差を少なくできているこ
とが明らかである。
From these results, spherical aberration and sine conditions, respectively,
Aberrations can be reduced for both ultraviolet and far ultraviolet light, and in addition, for far ultraviolet light (codes 1.2 and 4) with wavelengths shorter than 300 nm, it is possible to reduce aberrations for both ultraviolet and far ultraviolet light.・It is clear that it can be used well in the far ultraviolet region, and it also has reduced aberrations in both astigmatism and distortion. is clear.

員叉裏脂班 第3図は、第2実施例の対物レンズの配置図であり、石
英製で凹面側が物体側に向けられた正パワーのメニスカ
スレンズで構成した第1群レンズ11と、その第1群レ
ンズ11の、物体側とは反対側に空気を媒体とする空間
を隔てて配置された第2群レンズ12とから構成され、
かつ、その第2群レンズ12が、石英製の両凹レンズ1
3と、その両凹レンズ13の、物体側とは反対側に空気
を媒体とする空間を隔てて配置された螢石製の両凸レン
ズ14とから構成されている。
Fig. 3 is a layout diagram of the objective lens of the second embodiment, which includes a first lens group 11 made of quartz and a positive power meniscus lens with its concave side facing the object side; It is composed of a second group lens 12 arranged on the opposite side of the first group lens 11 from the object side with a space using air as a medium,
And, the second group lens 12 is a biconcave lens 1 made of quartz.
3, and a biconvex lens 14 made of fluorite, which is placed on the opposite side of the biconcave lens 13 from the object side with a space in which air is used as a medium.

そして、第1群レンズ11の、第2群レンズ12とは反
対側を向いた面の曲率半径R8、第2群レンズ12側を
向いた面の曲率半径R2、第2群レンズ12を構成する
両凹レンズ13の、第1群レンズll側を向いた面の曲
率半径R2、第2群レンズ12を構成する両凸レンズ1
4側を向いた面の曲率半径R1、第2群レンズ12を構
成する両凸レンズ14の、前記両凹レンズ13側を向い
た面の曲率半径R1、および、両凹レンズ13とは反対
側を向いた面の曲率半径R4それぞれ、ならびに、第1
群レンズ11の中心厚り3、第1群レンズ11と第2群
レンズ12を構成する両凹レンズ13との光軸上での面
間隔DI!、両凹レンズ13の中心厚D2、両凹レンズ
13と第2群レンズ12を構成する両凸レンズ14との
光軸上での面間隔D0、および、両凸レンズ14の中心
厚り、それぞれが下記のように設定されている。
The radius of curvature R8 of the surface of the first group lens 11 facing away from the second group lens 12 and the radius of curvature R2 of the surface facing the second group lens 12 side constitute the second group lens 12. The radius of curvature R2 of the surface of the biconcave lens 13 facing the first group lens 11, the biconvex lens 1 constituting the second group lens 12
The radius of curvature R1 of the surface facing the fourth side, the radius of curvature R1 of the surface facing the biconcave lens 13 side of the biconvex lens 14 constituting the second group lens 12, and the radius of curvature R1 of the surface facing the biconcave lens 13 side, and Each radius of curvature R4 of the surface and the first
Center thickness 3 of group lens 11, surface distance DI on the optical axis between biconcave lens 13 constituting first group lens 11 and second group lens 12! , the center thickness D2 of the biconcave lens 13, the surface distance D0 on the optical axis between the biconcave lens 13 and the biconvex lens 14 constituting the second lens group 12, and the center thickness of the biconvex lens 14, each of which is as follows. is set to .

〔曲率半径、レンズ中心厚、レンズ面間隔、材質]R,
−−10,060 また、上記対物レンズにおいて、第1群レンズ11のパ
ワーφ8、第2群レンズ12のパワーφ2、第2群レン
ズ12を構成する両凹レンズ13のパワーφ、−1第2
群レンズ12を構成する両凸レンズ14のパワーφ2゜
、全系のパワーφ、および、物体面からレンズ系の像側
焦点までの距離りそれぞれは次の通りである。
[Radius of curvature, lens center thickness, lens surface spacing, material] R,
--10,060 In the above objective lens, the power φ8 of the first group lens 11, the power φ2 of the second group lens 12, the power φ of the biconcave lens 13 constituting the second group lens 12, -1 second
The power φ2° of the biconvex lens 14 constituting the group lens 12, the power φ of the entire system, and the distance from the object plane to the image-side focal point of the lens system are as follows.

φl −0,024550φ、 =0.030121φ
t−” −0,103851φ!、=O,]16571
φ =0.033333     L−45上記値に基
づけば、 0.35φ−0,011667 0,92φ−=0.030667 となり、0.35φ〈φ2<0.92φを満足している
ことが明らかである。
φl −0,024550φ, =0.030121φ
t-"-0,103851φ!,=O,]16571
φ = 0.033333 L-45 Based on the above values, 0.35φ − 0,011667 0,92φ − = 0.030667, which clearly satisfies 0.35φ<φ2<0.92φ .

また、 (φ−+φ2)/φ−1.6401231.05Lφ−
1,575000 1,15Lφ= 1 、725000 となり、1.05Lφ〈(φ1+φ2)/φ<1.15
Lφを満足していることが明らかである。
Also, (φ−+φ2)/φ−1.6401231.05Lφ−
1,575000 1,15Lφ= 1,725000, 1.05Lφ<(φ1+φ2)/φ<1.15
It is clear that Lφ is satisfied.

また、 1φ2゜/φz−1=1.122481となり、0.9
<Iφ2./≠z−l<1.2を満足していることが明
らかである。
Also, 1φ2゜/φz−1=1.122481, which is 0.9
<Iφ2. It is clear that /≠z−l<1.2 is satisfied.

上記対物レンズの球面収差につき、波長298.06n
m(符号1で示す) 、202.54n+a (符号2
で示す)、398.84nm (符号3で示す) 、2
53.70nm (符号4で示す)の光に対して求めた
ところ、第4図の(a)に示す図を得た。
Due to the spherical aberration of the above objective lens, the wavelength is 298.06n.
m (indicated by code 1), 202.54n+a (indicated by code 2
), 398.84 nm (indicated by code 3), 2
When it was determined for light of 53.70 nm (indicated by reference numeral 4), the diagram shown in FIG. 4(a) was obtained.

また、上記対物レンズの正弦条件につき、前述と同じ符
号1〜4で示した波長の光に対して求めたところ、第4
図の(b)に示す図を得た。
In addition, regarding the sine condition of the objective lens, when it was found for light of wavelengths indicated by the same symbols 1 to 4 as described above, the 4th
A diagram shown in Figure (b) was obtained.

また、上記対物レンズの非点収差につき、サジッタル像
面(符号Sで示す)およびメリジオナル像面(符号Mで
示す)それぞれを求めたところ、第4図の(c)に示す
図を得た。
Regarding the astigmatism of the objective lens, the sagittal image plane (indicated by the symbol S) and the meridional image plane (indicated by the symbol M) were determined, and the diagram shown in FIG. 4(c) was obtained.

また、上記対物レンズの歪曲収差について求めたところ
、第4図の(d)に示す図を得た。
Further, when the distortion aberration of the objective lens was determined, the diagram shown in FIG. 4(d) was obtained.

これらの結果、球面収差および正弦条件それぞれから、
紫外域および遠紫外域の光のいずれに対しても収差を少
なくでき、しかも、300r++wより短波長の遠紫外
域の光(符号1.2および4)に対して、300r+m
より長い波長の紫外域の光(符号3)に対するよりも全
体として収差を少なくできており、遠紫外域において良
好に使用できることが明らかであり、また、非点収差お
よび歪曲収差それぞれにおいても収差を少なくできてい
ることが明らかである。
From these results, spherical aberration and sine conditions, respectively,
Aberrations can be reduced for both ultraviolet and far ultraviolet light, and 300r+m for far ultraviolet light (codes 1.2 and 4) with shorter wavelengths than 300r++w.
It is clear that the aberrations as a whole can be reduced compared to that for light in the ultraviolet region with a longer wavelength (code 3), and it can be used well in the far ultraviolet region.It is also possible to reduce aberrations in terms of astigmatism and distortion. It is clear that it is made with less.

そして、石英製または螢石製で形成する第1群レンズの
パワー−5、第2群レンズのパワーφ。
The power of the first group lens made of quartz or fluorite is −5, and the power of the second group lens is φ.

、第2群レンズを構成する石英製の両凹レンズのパワー
φ2−5第2群レンズを構成する螢石製の両凸レンズの
パワーφ2や、全系のパワーφ、および、物体面からレ
ンズ系の像側焦点までの距離りに対して、下記条件式 %式% を満足する場合に、球面収差、正弦条件、非点収差およ
び歪曲収差のいずれにおいても収差を少なくでき、紫外
域や遠紫外域において良好に使用できる顕微鏡用対物レ
ンズを構成できることが推測された。
, the power φ2 of the quartz biconcave lens constituting the second group lens, the power φ2 of the fluorite biconvex lens constituting the second group lens, the power φ of the entire system, and the power of the lens system from the object plane. If the following conditional formula % formula % is satisfied with respect to the distance to the image side focal point, aberrations can be reduced in terms of spherical aberration, sine condition, astigmatism, and distortion, and even in the ultraviolet and far ultraviolet regions. It was speculated that it is possible to construct an objective lens for a microscope that can be satisfactorily used in the following.

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明の顕微鏡用対物レンズによ
れば、紫外域や遠紫外域の光を透過できる石英または螢
石のみを材料として第1群レンズおよび第2群レンズの
いずれをも構成し、かつ、第1群レンズと第2群レンズ
、および、第2群レンズにおける石英製の両凹レンズと
螢石製の両凸レンズそれぞれの間を空気を媒体とする空
間として、接着剤を用いない構成にするから、紫外域や
遠紫外域で良好に使用可能な顕微鏡用対物レンズを提供
できる。
<Effects of the Invention> As explained above, according to the microscope objective lens of the present invention, the first group lens and the second group lens are made of only quartz or fluorite that can transmit light in the ultraviolet region or far ultraviolet region. and a space in which air is used as a medium between the first group lens and the second group lens, and the quartz biconcave lens and the fluorite biconvex lens in the second group lens, Since the structure does not use adhesive, it is possible to provide a microscope objective lens that can be used satisfactorily in the ultraviolet region and deep ultraviolet region.

しかも、接着剤を使用しないばかりか、接合面をオプチ
カルコンタクトにする必要がないから、接合面の加工に
精度が要求されず、安価に構成できる。
Moreover, since not only no adhesive is used, but also there is no need to make the joint surface an optical contact, precision is not required in the machining of the joint surface, and the construction can be made at low cost.

そのうえ、第2群レンズを、物体側に負のパワーを有す
る石英製の両凹レンズと像側に正のパワーを有する蛍石
製の両凸レンズとで構成するから、色収差および球面収
差のいずれをも補正して良好な像を得ることができる。
Furthermore, since the second lens group is composed of a biconcave quartz lens with negative power on the object side and a biconvex fluorite lens with positive power on the image side, both chromatic aberration and spherical aberration can be eliminated. A good image can be obtained by correction.

また、反射構成を採用せず、中心の光束を遮蔽しないか
ら、視野中央の光を良好に取込み、解像力および光量の
いずれをも高くでき、鮮明な像を得ることができる。
In addition, since a reflective structure is not adopted and the light beam at the center is not blocked, the light at the center of the field of view can be taken in well, and both the resolution and the amount of light can be increased, and a clear image can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は、本発明に係る顕微鏡用対物レンズの実施例を示
し、第1図は、第1実施例のレンズの配置図、第2図の
(a)、(b)、(c)および(d)は、第1実施例の
球面収差図、正弦条件図、非点収差図および歪曲収差図
、第3図は、第2実施例のレンズの配置図、第4図の(
a)、(b)、(c)および(d)は、第2実施例の球
面収差図、正弦条件図、非点収差図および歪曲収差図、
第5図は、第1従来例の反射鏡の配置図、第6図は、第
2従来例のレンズおよび反射鏡の配置図、第7図は、第
3従来例のレンズの配置図である。 1.11・・・第1群レンズ 2.12・・・第2群レンズ 3.13・・・両凹レンズ 4.14・・・両凸レンズ 入 \ 出願人 大日本スクリーン製造株式会社代理人 弁理士
  杉  谷    勉第1 (”)      (b) NA :0.083    NA 、、0083図 (c)          (d) M   S   qt
The drawings show an embodiment of the objective lens for a microscope according to the present invention, and FIG. 1 is a layout diagram of the lens of the first embodiment, and FIG. ) are spherical aberration diagrams, sine condition diagrams, astigmatism diagrams, and distortion aberration diagrams of the first embodiment, FIG. 3 is a lens arrangement diagram of the second embodiment, and FIG.
a), (b), (c) and (d) are spherical aberration diagrams, sine condition diagrams, astigmatism diagrams and distortion aberration diagrams of the second example,
FIG. 5 is a layout diagram of a reflecting mirror in a first conventional example, FIG. 6 is a layout diagram of a lens and a reflecting mirror in a second conventional example, and FIG. 7 is a layout diagram of a lens in a third conventional example. . 1.11...First group lens 2.12...Second group lens 3.13...Biconcave lens 4.14...Biconvex lens included\ Applicant Dainippon Screen Manufacturing Co., Ltd. Agent Patent attorney Tsutomu Sugitani 1 ('') (b) NA: 0.083 NA,,0083Figure (c) (d) M S qt

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)石英製または螢石製で凹面側が物体側に向けられ
た正パワーのメニスカスレンズで構成した第1群レンズ
と、 前記第1群レンズの物体側とは反対側に空気を媒体とす
る空間を隔てて配置された石英製の両凹レンズと、前記
両凹レンズの物体側とは反対側に空気を媒体とする空間
を隔てて配置された螢石製の両凸レンズとから構成した
第2群レンズとから構成され、 かつ、 下記条件式 φ_1>0、 φ_2>0、 0.35φ<φ_2<0.92φ、 1.05Lφ<(φ_1+φ_2)/φ<1.15Lφ
0.9<|φ_2_+/φ_2_−|<1.2但し、 φ_1:第1群レンズのパワー φ_2:第2群レンズのパワー φ:全系のパワー L:物体面からレンズ系の像側焦点までの距離 φ_2_+:第2群レンズを構成する凸レンズのパワー φ_2_−:第2群レンズを構成する凹レンズのパワー を満足するように構成したことを特徴とする顕微鏡用対
物レンズ。
(1) A first lens group consisting of a positive power meniscus lens made of quartz or fluorite with the concave side facing the object side, and air as a medium on the side opposite to the object side of the first group lens. A second group consisting of a biconcave lens made of quartz arranged with a space between them, and a biconvex lens made of fluorite arranged on the opposite side of the object side of the biconcave lens with a space in which air is used as a medium. and the following conditional expressions φ_1>0, φ_2>0, 0.35φ<φ_2<0.92φ, 1.05Lφ<(φ_1+φ_2)/φ<1.15Lφ
0.9<|φ_2_+/φ_2_-|<1.2 However, φ_1: Power of the first group lens φ_2: Power of the second group lens φ: Power of the entire system L: From the object plane to the image-side focal point of the lens system Distance φ_2_+: power of a convex lens constituting the second group lens φ_2_-: power of a concave lens constituting the second group lens.
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US5469299A (en) * 1990-05-15 1995-11-21 Olympus Optical Co., Ltd. Objective lens system

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