JPH0830784B2

JPH0830784B2 - 顕微鏡対物レンズ

Info

Publication number: JPH0830784B2
Application number: JP62170884A
Authority: JP
Inventors: 敏信鈴木
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1987-07-10
Filing date: 1987-07-10
Publication date: 1996-03-27
Anticipated expiration: 2011-03-27
Also published as: JPS6415712A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、作動距離が極めて大きい倍率が３倍程度の
顕微鏡対物レンズに関するものである。

〔従来の技術〕

従来、倍率が３倍程度であつて、作動距離が大きく、
視野周辺まで諸収差が良好に補正された顕微鏡対物レン
ズとして、特開昭60−98417号、特開昭54−36747号、特
開昭53−94945号等が知られている。これらの対物レン
ズは、公報中に作動距離が焦点距離の0.2〜0.8倍程度と
示されている。

一般に、顕微鏡の操作性を改善するためには、対物レ
ンズの作動距離を長くする必要があるが、前記従来例に
もあるように倍率が３倍程度の顕微鏡対物レンズにおい
ては、作動距離が焦点距離の0.8倍程度までであつて十
分とはいえず、操作性が悪かつた。また作動距離が長く
なるほど十分に広い視野にわたつて像面を平坦にするこ
とが難しく、さらに色収差や球面収差が増大してしまう
ので作動距離を犠牲にし短くせざるを得なかつた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、NAが0.09と比較的大で、作動距離が焦点距
離の１倍から1.4倍程度と極めて長く、又十分に広い視
野にわたつて像面が平坦であり、色収差や球面収差が良
好に補正された顕微鏡対物レンズを提供するものであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の顕微鏡対物レンズは、単体の正レンズである
第１群レンズと、正レンズと負レンズを貼合わせた負の
接合レンズの第２群レンズと、負の接合レンズまたは単
体の負レンズである第３群レンズと、正の接合レンズま
たは単体の正レンズである第４群レンズとよりなり、次
の条件（１）乃至条件（３）を満足するものである。

（１）０＜f₁＜0.8f （２） −1.2f＜f₂＜０（３） 40＜ν_２−ν_３ただしｆは全系の焦点距離、f₁,f₂は夫々第１群レン
ズ，第２群レンズの焦点距離、ν₂,ν_３は夫々第２群レ
ンズの正レンズと夫レンズのアツベ数である。

条件（１）は、第１群レンズの屈折力を規定したもの
で、作動距離を極めて長くするために必要な条件であ
る。作動距離を長くすればするほど軸上周縁光線や軸外
従属光線が広がるので、正の屈折力で光線を曲げてやら
なければならない。第１群レンズに条件（１）で規定さ
れる屈折力を与えれば軸上周縁光線や軸外従属光線が第
２群レンズに入射する時に収束光線にすることが出来、
第２群レンズの物体側の凸面に対して小さい入射角で入
射させることが出来る。第２群レンズの物体側の凸面へ
の光線の入射角が小さいとその面での光の屈折を小さく
することが出来、球面収差，コマ収差，色収差等の発生
を小さくする効果がある。

この条件をはずれてf₁が0.8fより大になると第２群レ
ンズの物体側の凸面への入射角が大になり球面収差，コ
マ収差，色収差等を良好に補正することが困難になる。

条件（２）は、第２群レンズの屈折力を規定したもの
で、非点収差，像面わん曲を良好に補正するために必要
な条件である。作動距離を長くすればするほど第１群レ
ンズの正の屈折力が大になる傾向があり、ペツツバール
和が正の方向に大きくなつてしまう。これにより像面が
負の方向に倒れ、これを補正するためには負の屈折力が
必要になる。つまり第２群レンズに負の屈折力を与える
ことによつてペツツバール和を負の方向に補正すること
が出来、非点収差，像面わん曲を良好に補正することが
出来る。この条件（２）の下限をはずれてf₂が−1.2fよ
り小になると作動距離を長くして非点収差，像面わん曲
を良好に補正することが困難になる。

条件（３）は、第２群レンズに含まれている正レンズ
と負レンズのアツベ数の差を規定したものであり、色収
差を良好に補正するために必要な条件である。この条件
よりはずれ上記アツベ数差が40より小になると軸上の色
収差が補正不足になる。

更に後に述べるようにこの第２群レンズの正レンズ，
負レンズに異常分散の硝材を使用すれば一層色収差を良
好に補正することが出来る。

本発明の顕微鏡対物レンズは、前記条件（１）〜条件
（３）のほかに次の条件（４）〜条件（６）を満足せし
めることにより本発明にかなつた一層性能が良好な対物
レンズになし得る。

（４） 0.2f＜r₅＜0.55f （５） 0.2f＜d₃＋d₄＜0.5f ただし、r₅は第２群レンズの像側の面の曲率半径、
d₃,d₄は夫々第２群レンズの物体側および像側のレンズ
の肉厚、n_2g,n_2F,n_2Cは夫々第２群レンズの正レンズの
ｇ−線,F−線,C−線における屈折率である。

条件（４）は、像面の平坦性をよくするためのもの
で、その上限値0.55fを越えると像面が負に倒れる。又
下限値0.2fを越えるとコマ収差が増加しバランスが保て
なくなる。

条件（５）も像面の平坦性をよくするためのもので、
下限値0.2fを越えるとコマ収差が極端に悪化し、上限値
0.5fを越えるとレンズの肉厚が厚くなりすぎて製作性，
原価性が悪くなる。

条件（６）は、軸上に色収差を良好に保つための条件
であつて第２群レンズ中の正レンズに異常分散の硝材を
用いることにより作動距離が長くなつても色収差を良好
に補正し得る。

この条件（６）の上限0.56を越えると軸上色収差の補
正が難しくなる。

〔実施例〕

次に本発明の顕微鏡対物レンズの各実施例を示す。

実施例１ r₁＝1.1446 d₁＝0.1287 n₁＝1.8044 ν_１＝39.6 r₂＝−0.5799 d₂＝0.0036 r₃＝0.5259 d₃＝0.0909 n₂＝1.456 ν_２＝90.3 r₄＝−0.3871 d₄＝0.1269 n₃＝1.6765 ν_３＝37.5 r₅＝0.5545 d₅＝0.0853 r₆＝−0.1865 d₆＝0.0689 n₄＝1.6209 ν_４＝35.9 r₇＝3.0878 d₇＝0.0384 r₈＝−0.7346 d₈＝0.0689 n₅＝1.5317 ν_５＝48.9 r₉＝−0.212 Ｆ＝１ β＝3X NA＝0.09 ｆ＝1.092 f₁＝0.495 f₂＝−1.257 WD＝1.179 n_2g＝1.4622 n_2F＝1.4595 n_2C＝1.4545 実施例２ r₁＝0.8825 d₁＝0.1245 n₁＝1.7995 ν_１＝42.2 r₂＝−0.9366 d₂＝0.0036 r₃＝0.3656 d₃＝0.1231 n₂＝1.456 ν_２＝90.3 r₄＝−0.5806 d₄＝0.1227 n₃＝1.6765 ν_３＝37.5 r₅＝0.2559 d₅＝0.078 r₆＝−0.2232 d₆＝0.0178 n₄＝1.6261 ν_４＝39.2 r₇＝∞ d₇＝0.0444 n₅＝1.618 ν_５＝63.4 r₈＝−0.8582 d₈＝0.0369 r₉＝−0.71 d₉＝0.0461 n₆＝1.5326 ν_６＝45.9 r₁₀＝−0.2587 Ｆ＝１ β＝3X NA＝0.09 ｆ＝1.071 f₁＝0.586 f₂＝−0.78 WD＝1.369 n_2g＝1.4622 n_2F＝1.4595 n_2C＝1.4545 実施例３ r₁＝3.2192 d₁＝0.1943 n₁＝1.883 ν_１＝40.8 r₂＝−0.7343 d₂＝0.0039 r₃＝0.4012 d₃＝0.1166 n₂＝1.4339 ν_２＝95.2 r₄＝−0.5133 d₄＝0.3078 n₃＝1.6765 ν_３＝37.5 r₅＝0.2502 d₅＝0.0777 r₆＝−0.2287 d₆＝0.0389 n₄＝1.6034 ν_４＝38.0 r₇＝−0.4491 d₇＝0.0497 r₈＝−0.372 d₈＝0.0155 n₅＝1.6134 ν_５＝43.8 r₉＝∞ d₉＝0.0622 n₆＝1.5326 ν_６＝45.9 r₁₀＝−0.2308 Ｆ＝１ β＝3X NA＝0.09 ｆ＝1.17 f₁＝0.693 f₂＝−0.67 WD＝1.652 n_2g＝1.4395 n_2F＝1.4371 n_2C＝1.4325 ただしr₁,r₂,…,r₁₀はレンズ各面の曲率半径、d₁,d₂,
…,d₉は各レンズの肉厚および空気間隔、n₁,n₂,…,n₆は
各レンズの屈折率、ν₁,ν₂,…，ν_６は各レンズのアツ
ベ数、βは倍率、NAは開口数、WDは作動距離である。

上記実施例1,2,3は、夫々第１図，第２図，第３図に
示す通りのレンズ構成である。これら実施例はいずれも
無限遠設計タイプの顕微鏡対物レンズであつて、単独で
は物体像を形成しない。したがつて例えば第４図に示す
レンズ構成で次のデーターを有する結像レンズと共に使
用される。

r₁₁＝0.5248 d₁₁＝0.0711 n₁₁＝1.4875 ν₁₁＝70.2 r₁₂＝−2.0047 d₁₂＝0.0356 r₁₃＝−1.0227 d₁₃＝0.0356 n₁₂＝1.74 ν₁₂＝28.3 r₁₄＝−2.1736 d₁₄＝0.2667 r₁₅＝0.7811 d₁₅＝0.032 n₁₃＝1.4875 ν₁₃＝70.2 r₁₆＝0.3492 上記結像レンズのデーターは、対物レンズ＋結像レン
ズの焦点距離を１とした時の値である。

〔発明の効果〕

本発明の顕微鏡対物レンズは、各実施例からも明らか
なようにNAが0.09と比較的大で、作動距離がｆの１倍か
ら1.4倍で極めて長く、又十分に広い視野にわたつて像
面が平坦であり、色収差，球面収差をはじめとする諸収
差が良好に補正されている。

【図面の簡単な説明】第１図乃至第３図は夫々本発明の実施例１乃至実施例３
の断面図、第４図は本発明の対物レンズと共に用いられ
る結像レンズの一例を示す断面図、第５図乃至第７図は
夫々実施例１乃至実施例３の収差曲線図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】単体の正レンズの第１群レンズと、正レン
ズと負レンズを貼合わせた負の接合レンズの第２群レン
ズと、負の接合レンズまたは単体の負レンズの第３群レ
ンズと、正の接合レンズまたは単体の正レンズの第４群
レンズとよりなり、次の条件（１）乃至（３）を満足す
る顕微鏡対物レンズ。（１）０＜f₁＜0.8f （２） −1.2f＜f₂＜０（３） 40＜ν_２−ν_３ただしｆは全系の焦点距離、f₁,f₂はそれぞれ第１群レ
ンズと第２群レンズの焦点距離、ν₂,ν_３は夫々第２群
レンズの正レンズと負レンズのアッベ数である。