JPH09222565A - 顕微鏡対物レンズ - Google Patents

顕微鏡対物レンズ

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JPH09222565A
JPH09222565A JP8052439A JP5243996A JPH09222565A JP H09222565 A JPH09222565 A JP H09222565A JP 8052439 A JP8052439 A JP 8052439A JP 5243996 A JP5243996 A JP 5243996A JP H09222565 A JPH09222565 A JP H09222565A
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JP
Japan
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lens
cemented
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negative
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JP8052439A
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English (en)
Inventor
Itoe Itou
糸恵 伊藤
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/02Objectives

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 開口数NAが大きく、視野の全体に亘って平
坦性も良好で、作動距離の比較的長い、レンズ枚数の少
ないアポクロマ−ト級の顕微鏡対物レンズ。 【解決手段】 物体側から順に、物体側に凹面を向けた
メニスカスレンズ成分L11と、物体側に凹面を向けた正
メニスカスレンズ成分L12とを有する第1レンズ群G1
と、単一のレンズ成分L21と、負レンズと正レンズとの
接合レンズL22と、1つの正レンズと2つの負レンズと
の接合レンズL23とを有する第2レンズ群G2と、正レ
ンズと負レンズとの貼り合わせからなり全体として弱い
屈折力の接合レンズL31を有する第3レンズ群G3とを
備え、所定の条件式(1)〜(3)を満足する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は顕微鏡対物レンズに
関し、特に色収差が良好に補正され、像面の平坦性も良
好で、作動距離の比較的長い、無限遠補正型プランアポ
クロマ−ト級の顕微鏡対物レンズに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の顕微鏡対物レンズとして、たとえ
ば特開平5−119264号公報には、倍率が20倍
で、開口数(NA)が0.7の顕微鏡対物レンズが開示
されている。この顕微鏡対物レンズは、物体側に凹面を
向けたメニスカスレンズ成分を含み且つ最も像側の面が
像面に凸面を向けた全体的に正屈折力を有する第1レン
ズ群と、第1レンズ群を介した物体からの光束を発散光
束に変換して射出する負屈折力の第2レンズ群と、第2
レンズ群を介した発散光束を収れん光束に変換して射出
する正屈折力の第3レンズ群と、物体側に凸面を向けた
メニスカス形状で負屈折力の第4レンズ群と、物体側に
凹面を向けたメニスカス形状で弱い屈折力の第5レンズ
群とから構成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述の特開平5−11
9264号公報に開示された従来の顕微鏡対物レンズ
は、乾燥系において、開口数NAが0.7で、像面があ
る程度平坦に補正されている。しかしながら、構成レン
ズ枚数が多く、2次スペクトルが残存しており、コマ収
差の補正が必ずしも良好とはいえない。
【0004】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、倍率が20倍程度で、開口数NAが大きく、
色収差が良好に補正され、視野の全体に亘って像面の平
坦性も良好で、作動距離の比較的長い、レンズ枚数の少
ないアポクロマ−ト級の顕微鏡対物レンズを提供するこ
とを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、物体側から順に、物体側に凹面
を向けたメニスカスレンズ成分L11と、物体側に凹面を
向けた正メニスカスレンズ成分L12とを有する第1レン
ズ群G1と、単一のレンズ成分L21と、負レンズと正レ
ンズとの接合レンズL22と、1つの正レンズと2つの負
レンズとの接合レンズL23とを有する第2レンズ群G2
と、正レンズと負レンズとの貼り合わせからなり全体と
して弱い屈折力の接合レンズL31を有する第3レンズ群
G3とを備え、全系の焦点距離をFとし、前記第1レン
ズ群G1中の前記メニスカスレンズ成分L11の焦点距離
をf11とし、前記第2レンズ群G2の焦点距離をf2と
し、前記第3レンズ群G3の焦点距離をf3とし、前記
第2レンズ群G2中の前記接合レンズL22の像側の面の
曲率半径をr52としたとき、 |F/f11|+|F/f3|<0.1 3<f2/F<5 |F/r52|<0.7 の条件を満足することを特徴とする顕微鏡対物レンズを
提供する。
【0006】本発明の好ましい態様によれば、前記第2
レンズ群G2中の前記接合レンズL23は、物体側から順
に、負レンズL2aと、正レンズL2bと、負レンズL2cと
の貼り合わせからなり、前記負レンズL2aのd線に対す
る屈折率をN2aとし、前記正レンズL2bのd線に対する
屈折率をN2bとし、前記負レンズL2cのd線に対する屈
折率をN2cとしたとき、 0.1<N2a−N2b 0.08<N2c−N2b の条件を満足する。
【0007】
【発明の実施の形態】上述のように、本発明の顕微鏡対
物レンズは、物体側から順に、第1レンズ群G1と、第
2レンズ群G2と、第3レンズ群G3とを備えた基本構
成を有する。そして、第1レンズ群G1は、物体側に凹
面を向けたメニスカスレンズ成分L11と、物体側に凹面
を向けた正メニスカスレンズ成分L12とを有する。ま
た、第2レンズ群G2は、負レンズと正レンズとの接合
レンズL22と、1つの正レンズと2つの負レンズとの接
合レンズL23とを有する。さらに、第3レンズ群G3
は、正レンズと負レンズとの貼り合わせからなり全体と
して弱い屈折力の接合レンズL31を有する。
【0008】上述の構成に加えて、本発明では、以下の
条件式(1)乃至(3)を満足する。 |F/f11|+|F/f3|<0.1 (1) 3<f2/F<5 (2) |F/r52|<0.7 (3)
【0009】ここで、 F :全系の焦点距離 f11:第1レンズ群G1中のメニスカスレンズ成分L11
の焦点距離 f2:第2レンズ群G2の焦点距離 f3:第3レンズ群G3の焦点距離 r52:第2レンズ群G2中の接合レンズL22の像側の面
の曲率半径
【0010】条件式(1)は、第1レンズ群G1中のメ
ニスカスレンズ成分L11の屈折力と第3レンズ群G3の
屈折力との配分について適切な範囲を規定している。条
件式(1)の上限値を上回ると、メニスカスレンズ成分
L11の屈折力および第3レンズ群G3の屈折力の少なく
ともいずれか一方が大きくなりすぎて、収差補正が困難
になってしまう。
【0011】条件式(2)は、第2レンズ群G2の屈折
力について適切な範囲を規定している。第1レンズ群G
1を介した光線が高い(光線の入射位置が光軸から離れ
ている)ので、条件式(2)の下限値を下回るとコマ収
差の補正が困難になり、条件式(2)の上限値を上回る
と球面収差の補正が困難になってしまう。
【0012】条件式(3)は、接合レンズL22の像側の
面で球面収差を負にすることによって、接合レンズL22
よりも像側に配置されたレンズ群で発生する正の球面収
差を相殺するための条件である。条件式(3)の上限値
を上回ると、接合レンズL22の像側の面で球面収差を負
にすることができなくなり、全系として正の球面収差が
残存してしまう。
【0013】また、本発明では、さらに良好な結像性能
を得るために、接合レンズL23が、物体側から順に、負
レンズL2aと、正レンズL2bと、負レンズL2cとの貼り
合わせからなり、以下の条件式(4)および(5)を満
足することが望ましい。 0.1<N2a−N2b (4) 0.08<N2c−N2b (5)
【0014】ここで、 N2a:負レンズL2aのd線に対する屈折率 N2b:正レンズL2bのd線に対する屈折率 N2c:負レンズL2cのd線に対する屈折率
【0015】条件式(4)および(5)は、高次の色収
差の補正のために接合レンズL23の隣接するレンズの屈
折率差について適当な範囲を規定している。条件式
(4)および(5)の下限値を下回ると、色収差の補正
を良好に行うことができなくなってしまう。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例を、添付図面に基づい
て説明する。各実施例において、本発明の顕微鏡対物レ
ンズは、物体側から順に、物体側に凹面を向けたメニス
カスレンズ成分L11と、物体側に凹面を向けた正メニス
カスレンズ成分L12とを有する第1レンズ群G1と、単
一のレンズ成分L21と、負レンズと正レンズとの接合レ
ンズL22と、1つの正レンズと2つの負レンズとの接合
レンズL23とを有する第2レンズ群G2と、正レンズと
負レンズとの貼り合わせからなり全体として弱い屈折力
の接合レンズL31を有する第3レンズ群G3とを備えて
いる。
【0017】なお、各実施例において、顕微鏡対物レン
ズの像側には、150mmの軸上空気間隔を隔てて結像
レンズ(第2対物レンズ)が配置されている。そして、
顕微鏡対物レンズと結像レンズとの組み合わせにより、
有限光学系が形成されている。なお、以下の各実施例に
おいて示す諸収差図は、顕微鏡対物レンズと結像レンズ
との軸上空気間隔が150mmの場合の諸収差図であ
る。ただし、軸上空気間隔が100mm〜200mmの
間であれば、収差の変動がほとんどないことを本発明者
は検証している。
【0018】図5は、各実施例における結像レンズの構
成を示す図である。図示の結像レンズは、物体側から順
に、両凸レンズと両凹レンズとの接合正レンズG4と、
両凸レンズと両凹レンズとの接合正レンズG5とから構
成されている。
【0019】次の表(1)に、各実施例における結像レ
ンズの諸元の値を掲げる。表(1)において、左端の数
字は物体側からの各レンズ面の順序を、rは各レンズ面
の曲率半径を、dは各レンズ面間隔を、nおよびνはそ
れぞれd線(λ=587.6nm)に対する屈折率およ
びアッベ数を示している。
【0020】
【表1】
【0021】〔実施例1〕図1は、本発明の第1実施例
にかかる顕微鏡対物レンズの構成を示す図である。図示
の顕微鏡対物レンズは、物体側から順に、物体側に凹面
を向けた正メニスカスレンズL11、および物体側に凹面
を向けた正メニスカスレンズL12からなる第1レンズ群
G1と、両凸レンズL21、両凹レンズと両凸レンズとの
接合正レンズL22、および物体側に凸面を向けた負メニ
スカスレンズL2aと両凸レンズL2bと両凹レンズL2cと
の接合正レンズL23からなる第2レンズ群G2と、両凸
レンズと両凹レンズとの接合負レンズL31からなる第3
レンズ群G3とから構成されている。
【0022】次の表(2)に、本発明の実施例1の諸元
の値を掲げる。表(2)において、Fは顕微鏡対物レン
ズのみの焦点距離を、NAは開口数を、βは顕微鏡対物
レンズおよび結像レンズを用いたときの倍率を、WDは
作動距離をそれぞれ表している。さらに、左端の数字は
物体側からの各レンズ面の順序を、rは各レンズ面の曲
率半径を、dは各レンズ面間隔を、nおよびνはそれぞ
れd線(λ=587.63m)に対する屈折率およびア
ッベ数を示している。
【0023】
【表2】
【0024】図2は、第1実施例における諸収差図であ
る。各収差図において、Yは像高を、Dはd線(λ=5
87.6nm)を、CはC線(λ=656.3nm)
を、FはF線(λ=486.1nm)を、Gはg線(λ
=435.6nm)をそれぞれ示している。なお、非点
収差を示す収差図において実線はサジタル像面を示し、
破線はメリディオナル像面を示している。各収差図から
明らかなように、本実施例では、諸収差が良好に補正さ
れていることがわかる。
【0025】〔実施例2〕図3は、本発明の第2実施例
にかかる顕微鏡対物レンズの構成を示す図である。図示
の顕微鏡対物レンズは、物体側から順に、物体側に凹面
を向けた正メニスカスレンズL11、および物体側に凹面
を向けた正メニスカスレンズL12からなる第1レンズ群
G1と、両凸レンズL21、両凹レンズと両凸レンズとの
接合正レンズL22、および物体側に凸面を向けた負メニ
スカスレンズL2aと両凸レンズL2bと両凹レンズL2cと
の接合正レンズL23からなる第2レンズ群G2と、両凸
レンズと両凹レンズとの接合負レンズL31からなる第3
レンズ群G3とから構成されている。
【0026】次の表(3)に、本発明の実施例2の諸元
の値を掲げる。表(3)において、Fは顕微鏡対物レン
ズのみの焦点距離を、NAは開口数を、βは顕微鏡対物
レンズおよび結像レンズを用いたときの倍率を、WDは
作動距離をそれぞれ表している。さらに、左端の数字は
物体側からの各レンズ面の順序を、rは各レンズ面の曲
率半径を、dは各レンズ面間隔を、nおよびνはそれぞ
れd線(λ=587.63m)に対する屈折率およびア
ッベ数を示している。
【0027】
【表3】
【0028】図4は、第2実施例における諸収差図であ
る。各収差図において、Yは像高を、Dはd線(λ=5
87.6nm)を、CはC線(λ=656.3nm)
を、FはF線(λ=486.1nm)を、Gはg線(λ
=435.6nm)をそれぞれ示している。なお、非点
収差を示す収差図において実線はサジタル像面を示し、
破線はメリディオナル像面を示している。各収差図から
明らかなように、本実施例では、諸収差が良好に補正さ
れていることがわかる。
【0029】
【効果】以上説明したように、本発明によれば、倍率が
20倍程度で、開口数NAが0.75程度と明るく、し
かもコントラストおよび解像力に優れ、視野の中心から
周辺までの全体に亘って像面が極めて平坦で、作動距離
が比較的長く、構成レンズ枚数の少ない、アポクロマ−
ト級の顕微鏡対物レンズを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例にかかる顕微鏡対物レンズ
の構成を示す図である。
【図2】第1実施例における諸収差図である。
【図3】本発明の第2実施例にかかる顕微鏡対物レンズ
の構成を示す図である。
【図4】第2実施例における諸収差図である。
【図5】各実施例における結像レンズの構成を示す図で
ある。
【符号の説明】
G1 第1レンズ群 G2 第2レンズ群 G3 第3レンズ群 Li 各レンズ成分

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 物体側から順に、物体側に凹面を向けた
    メニスカスレンズ成分L11と、物体側に凹面を向けた正
    メニスカスレンズ成分L12とを有する第1レンズ群G1
    と、単一のレンズ成分L21と、負レンズと正レンズとの
    接合レンズL22と、1つの正レンズと2つの負レンズと
    の接合レンズL23とを有する第2レンズ群G2と、正レ
    ンズと負レンズとの貼り合わせからなり全体として弱い
    屈折力の接合レンズL31を有する第3レンズ群G3とを
    備え、 全系の焦点距離をFとし、前記第1レンズ群G1中の前
    記メニスカスレンズ成分L11の焦点距離をf11とし、前
    記第2レンズ群G2の焦点距離をf2とし、前記第3レ
    ンズ群G3の焦点距離をf3とし、前記第2レンズ群G
    2中の前記接合レンズL22の像側の面の曲率半径をr52
    としたとき、 |F/f11|+|F/f3|<0.1 3<f2/F<5 |F/r52|<0.7 の条件を満足することを特徴とする顕微鏡対物レンズ。
  2. 【請求項2】 前記第2レンズ群G2中の前記接合レン
    ズL23は、物体側から順に、負レンズL2aと、正レンズ
    L2bと、負レンズL2cとの貼り合わせからなり、 前記負レンズL2aのd線に対する屈折率をN2aとし、前
    記正レンズL2bのd線に対する屈折率をN2bとし、前記
    負レンズL2cのd線に対する屈折率をN2cとしたとき、 0.1<N2a−N2b 0.08<N2c−N2b の条件を満足することを特徴とする請求項1に記載の顕
    微鏡対物レンズ。
JP8052439A 1996-02-15 1996-02-15 顕微鏡対物レンズ Pending JPH09222565A (ja)

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