JPH07230039A - 蛍光用顕微鏡対物レンズ - Google Patents
蛍光用顕微鏡対物レンズInfo
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- JPH07230039A JPH07230039A JP6043320A JP4332094A JPH07230039A JP H07230039 A JPH07230039 A JP H07230039A JP 6043320 A JP6043320 A JP 6043320A JP 4332094 A JP4332094 A JP 4332094A JP H07230039 A JPH07230039 A JP H07230039A
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Abstract
収差等が良好に補正され蛍光時高解像で高コントラスト
の中〜高倍で高い開口数を有するセミアポクロマート又
はアポクロマートの蛍光用顕微鏡対物レンズを提供する
ことを目的とする。 【構成】 本発明の蛍光用対物レンズは、物体側に凹
面を向けた正のメニスカスレンズ又は平凸レンズと物体
側に凹面を向けたメニスカスレンズの接合レンズを含む
第1レンズ群と、複数の接合レンズを含む第2レンズ群
と、正,負の弱い屈折力の接合レンズからなる第3レン
ズ群からなり、下記条件を満足するもので、340nm
の透過率が良く、高倍率で、高解像、高コントラストの
レンズ系である。 (1) n3P<1.62 (2) ν3P<55
Description
程度で開口数が0.8以上で2次スペクトルが良く除去
されているアポロクロマートの蛍光用顕微鏡対物レンズ
に関するものである。
て、ある特定の物質を蛍光染色することによって細胞に
ダメージを与えることなしに観察が可能であることか
ら、蛍光顕微鏡が広く用いられている。この蛍光顕微鏡
は、短い波長の光を標本にあてて励起させ、これによっ
て発行する励起光(蛍光)を観察するものである。この
励起光のうち波長の短いものの代表的な光線としてi線
(365nm)がある。又最近は生体内のカルシウムイ
オンCa ++ を観察するために、340nmの励起光も用
いられる。
レンズは、340nm程度までの波長の光の透過率が大
でなければならない。更に、発光する蛍光は微弱なもの
が多く、対物レンズを構成する硝材に励起光によって蛍
光を発する(自家蛍光)ものがあると、観察像のコント
ラストを著しく劣化させる。このために蛍光用顕微鏡対
物レンズは、使用しうる硝材に制限がある。例えばアッ
ベ数が35以下の硝材や、アッベ数が50以下で屈折率
が1.62以上の硝材は使用できない。又それ以外の硝
材でも使用できるものは限られている。
対物レンズとして、特開昭59−155822号、特開
昭61−275813号、特願平5−142477号の
各公報に記載されたレンズ系がある。
822号、特開昭61−275813号の各公報の対物
レンズは、蛍光用硝材を用いていないため、蛍光観察像
が満足のいくものではない。また蛍光用硝材を用いても
ハイパークロマティクにはなし得ない。
レンズは、蛍光用硝材を用いており、像面も平坦であ
り、2次スペクトルもよく除去されているが、波長34
0nmの光の透過率が20%と低く蛍光像が暗くなる。
レンズは、蛍光用硝材を用いて励起光の透過光を良くし
ているが、開口数が0.65と小さい。蛍光用顕微鏡対
物レンズは、開口数が大きければ大きいほど取り込む励
起光が多く、明るく見えがよくなる。しかし開口数0.
65では明るさの点でものたりない。
対物レンズは、開口数が0.75と大きいが蛍光用硝材
を用いていないため、蛍光観察像が満足の行くものでは
ない。また蛍光用硝材を用いても球面収差、色収差を除
去することは難しい。
もので、蛍光用硝材を用いて球面収差と色収差とを良好
に補正し、蛍光観察時に高解像,高コントラストの中倍
〜高倍で高い開口数を有するセミアポクロマート又はア
ポクロマートの蛍光用顕微鏡対物レンズを提供するもの
である。
ズは、物体側より順に、物体側に凹面を向けた正の屈折
力を有するメニスカスレンズまたは平凸レンズと物体側
に凹面を向けたメニスカスレンズとを接合した接合レン
ズを含む第1レンズ群と、複数の接合レンズを含む第2
レンズ群と、物体側から順に正レンズと負レンズとを接
合した接合レンズからなる第3レンズ群とを備えてい
て、下記の条件(1),(2)を満足する蛍光用顕微鏡
対物レンズ。
は第3レンズ群の正レンズのアッベ数である。
性能を上げるために自家蛍光が少なく紫外線励起蛍光
(波長340nm)の透過率の高い硝材を用いた。しか
しこれら硝材は、屈折率の低いものが多く、像面を平坦
にすることがむずかしく、それを多少犠牲にしなければ
ならなかった。
件(1),(2)である。
ッベ数の比較的大きい硝材を使用することが多い。それ
は、これらレンズ群においてなるべく光線を収斂させる
ようにししかも色収差を出来る限り発生させないためで
あるが、しかし色収差を完全に取ることは出来ない。こ
の色収差を補正するために後群にて逆の色収差を発生さ
せるために、接合レンズの正レンズにはアッベ数の低い
硝材を用いている。しかし、前述のように蛍光性能のよ
い硝材は、アッベ数が35以下のものは使用出来ない。
そのため前記の第3レンズ群の正レンズのアッベ数は条
件(1)に示すように35より大になる。又アッベ数が
55以上になると倍率の色収差を補正出来なくなる。
を20倍程度に限定すると、前群の第2レンズ群を正の
屈折力を持つ単レンズを含む構成とし、下記の条件
(3),(4),(5)を満足することが望ましい。
点距離である。
レンズにおいて程よく収斂させて球面収差、コマ収差を
補正するためのものである。この条件(3)の上限の
1.4を越えると第1レンズ群の屈折力が弱くなり、球
面収差の補正能力が低下する。条件(3)の下限の0.
7を越えると第1レンズ群の屈折力が強くなりすぎて球
面収差,コマ収差が補正しきれなくなる。
しい。
光束をさらに収斂させ第3レンズ群へ導く際に発生する
諸収差を補正するためのものである。この条件(4)の
上限の6を越えると第2レンズ群の屈折力が弱くなり像
面湾曲を補正しきれなくなる。また下限の2を越えると
第2レンズ群の屈折力が強くなりすぎて球面収差、色収
差を補正しきれなくなる。
しい。
ンズのアッベ数である。
屈折力を持つレンズにアッベ数の大きい硝材を用いれ
ば、このレンズ面で発生する色収差を少なく出来る。又
上記の条件(5)を満足する硝材は、自家蛍光、紫外線
励起光ともに透過率が良いので蛍光性能を向上させる上
でも効果的である。
ンズ群を負レンズ,正レンズ,負レンズを含む構成と
し、次の条件(6),(7)を満足することが好まし
い。
枚接合レンズの正レンズ、物体側の負レンズ、像側の負
レンズのアッベ数である。
枚接合レンズの正レンズ,負レンズのアッベ数差を規定
したもので、これにより軸上、軸外とも色収差を良好に
補正し得る。更に上記の3枚のレンズに異常分散性をも
つ硝材を用いれば、2次スペクトルを極めて良好に補正
できる。これら条件(6),(7)から外れると色収差
を十分に補正出来ない。
施例を示す。 実施例1 f=1.8, NA=1.4 ,β=100 ,WD=0.14 r1 =∞ d1 =0.41 n1 =1.51633 ν1 =64.15 r2 =-1.086 d2 =1.55 n2 =1.7865 ν2 =50 r3 =-1.564 d3 =0.15 r4 =-30.686 d4 =2.6 n3 =1.497 ν3 =81.1 r5 =-3.964 d5 =0.19 r6 =12.019 d6 =3.67 n4 =1.43389 ν4 =95.15 r7 =-4.675 d7 =1.19 n5 =1.53172 ν5 =48.9 r8 =6.124 d8 =4.94 n6 =1.43389 ν6 =95.15 r9 =-6.824 d9 =0.3 r10=9.6 d10=1.31 n7 =1.58144 ν7 =40.75 r11=4.993 d11=4.8 n8 =1.43389 ν8 =95.15 r12=-5.017 d12=1.19 n9 =1.6779 ν9 =55.33 r13=62.495 d13=17.79 r14=14.433 d14=3.55 n10=1.58144 ν10=40.75 r15=-6.3963 d15=1.98 n11=1.50378 ν11=66.81 r16=7.7597 n3P=1.58144 ,ν3P=40.75 ν2P-2 -ν2n-1=54.40 ,ν2P-2 -ν2n-2=39.82
1 ,d2 ,・・・ は各レンズの肉厚およびレンズ間隔、n
1 ,n2 ,・・・ は各レンズの屈折率、ν1 ,ν2 ,・・・
は各レンズのアッベ数、βは倍率、WDは活動距離であ
る。
て、第1レンズ群G1 が平凸レンズとメニスカスレンズ
とを接合した接合平凸レンズと物体側に凹面を向けた正
のメニスカスレンズとからなり、第2レンズ群G2 は正
レンズ,負レンズ,正レンズを接合した3枚接合レンズ
と負レンズ,正レンズ,負レンズを接合した3枚接合レ
ンズの二つの3枚接合レンズからなり、第3レンズ群G
3 が正レンズと負レンズを接合した物体側に凸面を向け
たメニスカス形状の接合レンズよりなる。
施例1と同様のレンズ配置であるが、第2レンズ群G2
の像側の3枚接合レンズが像側に凸面を向けたメニスカ
ス形状である点で相違する。
ズ群G1 が物体側に凹面を向けた二つの正のメニスカス
レンズからなり、第2レンズ群G2 が負レンズと正レン
ズとを接合した物体側に凹面を向けたメニスカス形状の
接合レンズと物体側に凹面を向けたメニスカス単レンズ
と負レンズ,正レンズ,負レンズを接合した3枚接合レ
ンズとからなり、第3レンズ群G3 が正レンズと負レン
ズとを接合した物体側に凸面を向けたメニスカス形状の
接合レンズよりなる。
施例3と同様のレンズ配置である。
であり、図9はこれら実施例と組合わせて用いる結像レ
ンズの例を示すもので、下記データーを有する。 R1 =68.7541 D1 =7.7321 N1 =1.48749 V1 =70.2 R2 =-37.5679 D2 =3.4742 N2 =1.8061 V2 =40.95 R3 =-102.8477 D3 =0.6973 R4 =84.3099 D4 =6.0238 N3 =1.834 V3 =37.16 R5 =-50.71 D5 =3.0298 N4 =1.6445 V4 =40.82 R6 =40.6619 又、実施例1,2,3,4の収差状況は夫々図2,図
4,図6,図8に示す通りで、いずれも図9に示す結像
レンズと組合わせた時のものである。
mの光の透過率が良く、収差の良好に補正された、蛍光
観察時に高解像、高コントラストの中、高倍率で高開口
数のレンズ系である。
ズの一例を示す図
Claims (3)
- 【請求項1】物体側より順に、物体側に凹面を向けた正
の屈折力を有するメニスカスレンズまたは平凸レンズと
物体側に凹面を向けたメニスカスレンズの接合レンズを
含む第1レンズ群と、複数の接合レンズを含む第2レン
ズ群と、物体側より正レンズ,負レンズの順に接合した
弱い屈折力の接合レンズからなる第3レンズ群とを備
え、以下の条件(1),(2)を満足する蛍光用顕微鏡
対物レンズ。 (1) n3P<1.62 (2) ν3P<55 ただし、n3P,ν3Pは夫々第3レンズ群の正レンズの屈
折率およびアッベ数である。 - 【請求項2】前記第2レンズ群が正の単レンズを含み、
以下の条件(3),(4),(5)を満足する請求項1
の蛍光用顕微鏡対物レンズ。 (3) 0.7<f1 /f<1.4 (4) 2<f2 /f<6 (5) ν2P-1>70 ただし、f1 ,f2 は夫々第1レンズ群および第2レン
ズ群の焦点距離、fは全系の焦点距離、ν2P-1は第2レ
ンズ群の正の単レンズのアッベ数である。 - 【請求項3】前記第2レンズ群が負レンズ,正レンズ,
負レンズの3枚接合レンズを含み、以下の条件を満足す
る請求項1又は2の蛍光用顕微鏡対物レンズ。 (6) 25<ν2P-2−ν2N-1 (7) 25<ν2P-2−ν2N-2 ただしν2P-2は第2レンズ群の3枚接合レンズの正レン
ズのアッベ数、ν2N-1は第2レンズ群の3枚接合レンズ
の物体側の負レンズのアッベ数、ν2N-2は第2レンズ群
の3枚接合レンズの像側の負レンズのアッベ数である。
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