JPS592885B2 - アクロマチツク顕微鏡対物レンズ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は３つのレンズ群よりなり、その第１レンズ群が
正レンズ、第３レンズ群が負レンズと両凸レンズの接合
レンズである、倍率範囲が３５〜４５倍および開口数が
０．６０を超えるアクロマチツク顕微鏡対物レンズに関
する。

本出願人は１５年来それぞれ１つの集光性第１、第２レ
ンズおよび接合レンズとして形成された第３レンズの３
つのレンズ群よりなる顕微鏡対物レンズ プラナクロマ
ート（ＰｌａｎａｃｈｒＯｍａｔ）１０／０．２２を市
場に送つている。

１０倍の小さい倍率および比較的小さい開口数０．２２
を有するこの対物レンズで達成される４レンズ構成の利
点はこれまで大きい開口数および大きい倍率したがつて
短い焦点距離を有する顕微鏡対物レンズには利用できな
かった。

アクロマチツク顕微鏡対物レンズすなわち色収差を補正
した安価な対物レンズをできるだけ少ないレンズ数から
構成する研究が多数行われた。

種種の配置の５枚および６枚レンズからなるこのような
対物レンズが公知であるけれど、比較的高価である。た
とえば西ドイツ国特許明細書第２４２４３９９号により
全部で５枚のレンズを有する３つのレンズ群からなる倍
率４０倍、開口数０．６５の顕微鏡対物レンズが公知で
ある。

この場合第１レンズ群は集光単レンズであり、第２およ
び第３レンズ群はそれぞれ負レンズおよび両凸集光レン
ズの接合レンズとして形成される。この公知対物レンズ
では実像結像に必要な屈折力は３つの集光レンズに分配
される。これらによつて生ずる救面収差および負の軸上
色収差を補正するため２つの発散レンズが使用される。
この公知対物レンズは５枚のレンズを使用するため比較
的高価であり、さらに２つの接合レンズ製造のため比較
的製造が複雑である。

本発明の目的はもつばら安価な量産ガラスを使用してす
べての像収差を良好に補正し、かつ製造費用の小さい、
倍率が３５〜４５倍、開口数が０．６０を超える安価な
アクロマチツク顕微鏡対物レンズを得ることである。

本発明は第１レンズ群が正単レンズ、第３レンズ群が負
レンズと両凸集光レンズの接合レンズである対物レンズ
から出発し、第２レンズ群が屈折率Ｎｄ〉１．５５およ
びアツベ数νｄ〉４５の集光単レンズとして形成されて
いることを特徴とする。

たとえばこのレンズにはＳＫｌ６の商標で入手しうる重
クラウンガラスを使用することができる。この形成によ
れば全部で３つの集光レンズによつて生ずる球面収差お
よび負の軸上色収差を１つの発散レンズだけで満足に補
正しうるように小さく保持することができる。

第３レンズ群に存在する発散レンズは屈折率児〉１．６
５およびアツベ数νｄく４０のガラスすなわち高い屈折
率と低いァッベ数を有する材料からなる。たとえばＳＦ
５６の商標で入手しうるガラスを使用することができる
。

この発散レンズと接合する両凸正レンズは低い屈折率（
Ｎｄ〈１．５７）および高いアツベ数（νｄ〉５０）を
有する材料よりなる。

たとえば商標Ｋ７で入手されるガラスを使用することが
できる。第３レンズ群に存在する大きい屈折率の差によ
り球面収差および負の軸上色収差の満足な補正が可能に
なる。

前方レンズは凹一凸に彎曲し、かつ屈折率児〉１．５５
およびアツベ数νｄ〉４５の材料よりなるのが有利であ
る。

たとえばＳＫ２の商標で入手される重クラウンガラスを
使用することができる。このように形成した前方レンズ
は製造が簡単な中心厚さを有する。所望の倍率色収差を
達成するため、この新規対物レンズでは第２単レンズと
第３レンズ群の間の空気距離は０．８Ｆより小さいよう
に選ばれる。

ここにＦは対物レンズの焦点距離を表わす。３５〜４５
倍の所望倍率に必要な屈折率を球面収差の悪化なしに達
成するため、２つの前方レンズをできるだけＮｄ〉１．
５５の高屈折ガラスから製造することが必要である。

低屈折率ガラスを使用する場合これらのレンズの曲率半
径を小さくしなければならず、それによつて像面湾曲が
大きくなる。

さらに小さい曲率半径のレンズは製造が困難である。２
つの前方レンズの分散値はできるだけ小さい（したがっ
てアッベ数が大きい）のが望ましく、それによつて３つ
の正レンズＩ，およびに基く軸上色収差を負レンズによ
つて補正することができる。

これは２つの前方レンズのアツベ数νｄが４５より大き
く、かつ接合レンズの両凸レンズのアツベ数が５０より
大きい場合にのみ達成することができる。前記のように
接合レンズの負レンズは３つの正レンズに基く軸上色収
差を補償する。

そのためこのレンズは高い分散値したがつてνｄ〈４０
を有することが必要である。さらに接合レンズのレンズ
間の分離面に表面屈折力の大きい差が生じ、同時に球面
帯域収差を小さく保持するため、接合面の半径が小さ過
ぎないことが必要である。

それゆえ接合レンズの負レンズの屈折率Ｎｄは１．６５
より大きく、両凸レンズの屈折率はＮｄく１．５７に選
択される。本発明の顕微鏡対物レンズによればとくに４
つのレンズだけを使用して、ガラスカタログによる安価
な量産ガラスの選択を完全に可能にし、像収差の満足な
補正を達成し、製造費用を小さく保持することができる
。次に本発明を図面および表によつて説明する。

第１図で１は常用厚さ０．１７ｍｍのカバーガラスを表
わす。対物レンズの第１レンズ２は凹一凸集光レンズで
あり、このレンズに両凸集光レンズとして形成された第
２単レンズ３が続く。第３レンズ群は接合レンズとして
形成され、負レンズ４および両凸正レンズ５よりなる。
光路を示すため主光線６および光線７，８によつて仕切
られる中心光束が記入される。次のデータ表には第１図
に示す顕微鏡対物レンズの曲率半径，、厚さおよび空気
距離ｄならびに使用ガラスの屈折率児および分散値νｄ
が示される。

ノ 第２図に示すようにこの対物レンズの球面収差はよく補
正され、第３図に示す非点収差も同様である。

第３図の曲線ｓとｍの間にある隔差は新規顕微鏡対物レ
ンズでは５枚レンズの比較しうる対物レンズに比して３
０％改善される。第４図に示すように表１の対物レンズ
は非常に小さい歪曲しか示さない。
斗（ 第２〜４図は一般的に図示の
対物レンズが４枚のレンズしか使用しないにかかわらず
、比較しうる５枚レンズの対物レンズに比して球面収差
および歪曲が少なくとも同等であり、平均隔差は明らか
に優れていることを示す。次の第２および３表に本発明
による顕微鏡対物レンズの実施例をさらに２つ示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の顕微鏡対物レンズの縦断面図、第２図
は第１図対物レンズの球面収差、第３図は同じく非点収
差、第４図は同じく歪曲収差曲線図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ３つのレンズ群よりなり、第１レンズ群 I および
   第２レンズ群IIがそれぞれ１つの正レンズ、第３レンズ
   群IIIが１つの負レンズと１つの両凸集光レンズの接合
   レンズである、倍率範囲が３５〜４５倍、開口数が０．
   ６０より大きいアクロマツチ顕微鏡対物レンズにおいて
   、第１および第２レンズ群のガラスとして重クラウンガ
   ラスを使用し、各レンズ群のガラスが次の▲数式、化学
   式、表等があります▼を充足することを特徴とするアク
   ロマチツク顕微鏡対物レンズ。 ２ 各レンズに次の特性： ▲数式、化学式、表等があります▼ を有するガラスを使用する特許請求の範囲第１項記載の
   対物レンズ。 ３ 第２単レンズ３と第３レンズ群４、５の間の空気距
   離がｄ＿５≦０．８Ｆである特許請求の範囲第１項また
   は第２項記載の対物レンズ。 ４ 曲率半径ｒ、距離および厚さｄ、屈折率ｎ＿ｄおよ
   びアッベ数ν＿ｄが次表の値：▲数式、化学式、表等が
   あります▼ を有する特許請求の範囲第１項記載の対物レンズ。