JPH04220616A - 顕微鏡対物レンズ - Google Patents

顕微鏡対物レンズ

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JPH04220616A
JPH04220616A JP2412676A JP41267690A JPH04220616A JP H04220616 A JPH04220616 A JP H04220616A JP 2412676 A JP2412676 A JP 2412676A JP 41267690 A JP41267690 A JP 41267690A JP H04220616 A JPH04220616 A JP H04220616A
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lens
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cemented
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Katsuyoshi Arisawa
有澤 勝義
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Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
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Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、無限遠補正型の顕微鏡
対物レンズに関し、特に、作動距離が長く、視野が広い
無限遠補正型の顕微鏡対物レンズに関する。
【0002】
【従来の技術】最近IC等の高集積化により観察要とし
て視野の広い、倍率100×、開口数(N.A.)0.
9程度の高倍率なアポクロマ−トレンズの顕微鏡対物レ
ンズの需要が高まってきた。特に最近は、高倍率なアポ
クロマ−トの顕微鏡対物レンズの残存する色収差が問題
になてきており、且つ操作性上作動距離の増大が望まれ
ている。
【0003】従来、作動距離の長い、倍率100×程度
のアポクロマ−トレンズの顕微鏡対物レンズとしては、
例えば、本出願人による特開昭62−62317が知ら
れている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開昭62−62317は、N.A.が0.7と小さく、
解像力に限界があった。また、N.A.が0.9の程度
級のプランアポクロマ−トの対物レンズは、作動距離が
実質的に0.3mm程度と短く、操作作業上、種々の大
きな制限に甘んじなけばならなかった。
【0005】本発明はかかる状況に鑑みなされたもので
あり、その目的は、倍率が約100×、N.A.が0.
9程度もありながら作動距離が焦点距離の約1.45倍
もある長作動距離を持ち、視野数が約30の超広視野の
無限遠補正型の顕微鏡対物レンズを提供することである
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、物体側より遠
い側から近い側に向かって順に、全体に負の屈折力を持
つ第1群と、全体に正の屈折力を持つ第2群とを含むレ
トロフォカス光学系の無限遠補正型の顕微鏡対物レンズ
において、前記第1群は物体側より遠い順に物体側に強
い曲率面を向けた凸メニスカスレンズ(L1 )と凹レ
ンズ(L2 )との接合レンズであり、前記第2群は、
物体側より遠い順により強い曲率面を物体側に向けた凸
レンズ(L3 )と、接合面が物体側より遠い側に凸面
を向けた凹レンズ(L4 )と凸レンズ(L5 )を有
する接合レンズと、接合面が物体側に凸面を向けた凸レ
ンズ(L6 )と凹レンズ(L7 )とを有する接合レ
ンズと、凸レンズ(L8 )と凹レンズ(L9 )と凸
レンズ(L10)とを有する接合レンズと、接合面が物
体側に凸面を向けた凸レンズ(L11)と凹レンズ(L
12)とを有する接合レンズと、物体側より遠い側によ
り強い曲率面を向けた3枚のメニスカス凸レンズ(L1
3)、(L14)及び(L15)とを含み、前記光学系
の全体の焦点距離をf、前記第1群の焦点距離をF1 
、前記レンズ(L1 )及び前記レンズ(L2 )の硝
材のアッベ数を各々ν1 、ν2 、前記レンズ(L2
 )の物体側の面の頂点から前記レンズ(L3 )の物
体側より遠い面の頂点までの距離をd3 、前記第2群
における接合レンズの凹レンズの平均屈折率をN2 、
前記第2群における接合レンズの凸レンズの平均屈折率
をP2 とするときに、 (1)式、2.5f<|F1 |<6f、(2)式、ν
2 −ν1 >20、 (3)式、5f<d3 <15f、 (4)式、N2 −P2 >0.15 を満たすことによって、前記課題を解決する。
【0007】
【作用】(1)式、2.5f<|F1 |<6fは、第
1群の焦点距離を規定するものである。(1)式におい
て、|F1 |が上限を越えると、作動距離が大きくで
きず、又ペッツバ−ル和も大きくなる。また、|F1 
|が下限を越えると、作動距離は大きくできるが、第1
群の焦点距離が短くなり、球面収差やコマ収差が発生し
、特に、全体で補正しきれない程の高次の球面収差やコ
マ収差が短波長領域において発生する。
【0008】(2)式、ν2 −ν1 >20は、第1
群の凸レンズと凹レンズの硝材のアッベ数を規定するも
のである。(2)式を満たさないと、凸レンズ、凹レン
ズのそれぞれの焦点距離を短くしないと軸上色収差や倍
率色収差が発生し、特に、倍率色収差は第2群では補正
しきれず、又コマ収差も発生して、軸外の解像力が悪化
する。
【0009】(3)式、5f<d3 <15fは第1群
のレンズ(L2 )とレンズ(L3 )との間隔を規定
するものである。(3)式において、d3 が15fを
越えると、作動距離は伸ばすことが出来るが、第2群中
で軸上光束及び軸外光束の周辺光線がよりレンズ周辺部
を通ることになり、高次の球面収差やコマ収差が発生し
、、これらを補正することは非常に難しい。また、d3
 が下限を越えると、収差補正上有利になるが作動距離
が短くなり、操作作業性が悪化する。
【0010】(4)式、N2 −P2 >0.15は、
第2群の中の接合レンズの凹レンズと凸レンズの各々の
平均屈折率を規定するものである。(4)式を満たさな
いと、第2群中の(L13)、(L14)、(L15)
等で発生した負の球面収差を第2群中の接合レンズの接
合面で補正しようとした時、接合面の曲率がきつくなり
、高次の正の球面収差が発生し、特に短波長領域でこの
ことは著しくなる。このようにして発生する高次の球面
収差は他の群で補正することは不可能である。
【0011】
【実施例】添付する図面を参照して本発明の好適な実施
例を説明する。
【0012】図1に本発明の一実施例のレンズ構成図を
示す。本実施例は物体側から遠い側にある第1群と、近
い側にある第2群とから構成されるレトロフォカス光学
系の無限遠補正型の顕微鏡対物レンズである。第1群は
、物体側より遠い順に物体側に強い曲率面を向けた凸メ
ニスカスレンズL1 と凹レンズL2 との接合レンズ
であり、全体に負の屈折力を有する。
【0013】第2群は、物体側より遠い側より遠い順に
より強い曲率面を物体側に向けた凸レンズL3 と、接
合面が物体側より遠い側に凸面を向けた凹レンズL4 
と凸レンズL5 とからなる接合レンズと、接合面が物
体側に凸面を向けた凸レンズL6 と凹レンズL7 と
からなる接合レンズと、物体側より遠い順に凸レンズL
8 と凹レンズL9 と凸レンズL10とからなる接合
レンズと、接合面が物体側に凸面を向けた凸レンズL1
1と凹レンズL12とからなる接合レンズと、物体側よ
り遠い側により強い曲率面を向けた3枚のメニスカス凸
レンズL13、L14及びL15とから構成されている
。図1においてW.D.は作動距離を示し、レンズL1
5の物体面側の頂点から物体面までの距離である。
【0014】表1に、倍率100×、N.A.=0.9
、焦点距離f=2mm、作動距離W.D.=2.48m
mの本実施例の諸元を示す。表1において、r1 、r
2・・・は各レンズ面の曲率半径(単位mm)であり、
d1 、d2・・・は各レンズ面間の距離(単位mm)
であり、n1 、n2 ・・・ 及びν1 、ν2 ・
・・ はレンズL1 、L2 ・・・ の硝材の各々屈
折率、アッベ数である。
【0015】表1の諸元は、光学系の全体の焦点距離を
f、前記第1群の焦点距離をF1 、前記レンズ(L1
 )及び前記レンズ(L2 )の硝材のアッベ数を各々
ν1 、ν2 、前記レンズ(L2 )の物体側の面の
頂点から前記レンズ(L3 )の物体側より遠い面の頂
点までの距離をd3 、前記第2群における接合レンズ
の凹レンズの平均屈折率をN2 =(n4 +n7+n
9 +n12)/4、前記第2群における接合レンズの
凸レンズの平均屈折率をP2 =(n5 +n6 +n
8 +n10+n11)/5とするときに、|F1 |
=4.17f、ν2 −ν1 =28.8、d3 =1
0.1f、N2 −P2 =0.26515fであり、
(1)式、2.5f<|F1 |<6f、(2)式、ν
2 −ν1 >20、(3)式、5f<d3 <15f
及び(4)式、N2 −P2 >0.15を満たしてい
る。
【0016】次に、図2に本実施例のN.A.=0.9
の場合の諸収差の図を示す。図2において、(a)は各
波長c線、d線、F線、g線の球面収差を、(b)はd
線の非点収差を、(c)はd線の歪曲収差を示し、Y`
は焦点距離200mmの結像レンズによって結像される
ときの像高(単位mm)である。各収差ともに極めて良
好に補正されていることが認められる。
【0017】
【表1】
【0018】以上、本発明について好適な実施例を挙げ
て説明したが、本発明はこの実施例に限定されることな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良
並びに設計の変更が可能なことは言うまでもない。
【0019】例えば、第1群と第2群のレンズ枚数の変
更、凸レンズや凹レンズやそれらの接合レンズの配列関
係の変更等は、本発明の要旨を逸脱しない限り本発明の
範囲に含まれる。
【0019】
【発明の効果】以上の通り本発明によれば、上記のよう
な構成にしたので、倍率が約100×、N.A.が0.
9程度もありながら作動距離が焦点距離の約1.45倍
もある長作動距離を持ち、視野数が約30の超広視野の
無限遠補正型の顕微鏡対物レンズを提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例のレンズ構成図である。
【図2】本発明の実施例の諸収差図である。
【符合の説明】
Li ・・・・・・・ レンズ di ・・・・・・・ レンズの厚さあるいは隣接レン
ズ間の距離W.D.・・・ 作動距離

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】物体側より遠い側から近い側に向かって順
    に、全体に負の屈折力を持つ第1群と、全体に正の屈折
    力を持つ第2群とを含むレトロフォカス光学系の無限遠
    補正型の顕微鏡対物レンズにおいて、前記第1群は物体
    側より遠い順に物体側に強い曲率面を向けた凸メニスカ
    スレンズ(L1 )と凹レンズ(L2 )との接合レン
    ズであり、前記第2群は、物体側より遠い順により強い
    曲率面を物体側に向けた凸レンズ(L3 )と、接合面
    が物体側より遠い側に凸面を向けた凹レンズ(L4 )
    と凸レンズ(L5)を有する接合レンズと、接合面が物
    体側に凸面を向けた凸レンズ(L6 )と凹レンズ(L
    7 )とを有する接合レンズと、凸レンズ(L8 )と
    凹レンズ(L9 )と凸レンズ(L10)とを有する接
    合レンズと、接合面が物体側に凸面を向けた凸レンズ(
    L11)と凹レンズ(L12)とを有する接合レンズと
    、物体側より遠い側により強い曲率面を向けた3枚のメ
    ニスカス凸レンズ(L13)、(L14)及び(L15
    )とを含み、前記光学系の全体の焦点距離をf、前記第
    1群の焦点距離をF1 、前記レンズ(L1 )及び前
    記レンズ(L2 )の硝材のアッベ数を各々ν1 、ν
    2 、前記レンズ(L2 )の物体側の面の頂点から前
    記レンズ(L3 )の物体側より遠い面の頂点までの距
    離をd3 、前記第2群における接合レンズの凹レンズ
    の平均屈折率をN2 、前記第2群における接合レンズ
    の凸レンズの平均屈折率をP2 とするときに、(1)
    式、2.5f<|F1 |<6f、(2)式、ν2 −
    ν1 >20、 (3)式、5f<d3 <15f、 (4)式、N2 −P2 >0.15 を満たすことを特徴とする顕微鏡対物レンズ。
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