JPS6034738B2 - 広視野顕微鏡用対物レンズ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、中程度の倍率のプランアクロマート級顕微鏡
用対物レンズに関する。

一般に対物レンズが作る像を平坦にするためにレンズ系
の前後に厚いメニスカスレンズを配置し、全系のべツツ
バール和を４・さくするという手法は広く知られている
。

このとき作動距離（ＷＤ）も十分長くなる。

しかし、このような構成のレンズ系では、系の後部のメ
ニスカスレンズを除き、これより物体側にあるレンズ群
全体の合成焦点距離は、系中に厚いメニスカスレンズを
有しない通常の顕微鏡用対物レンズの合成焦点距離に比
較した必ず長大である。このようなしンズでは、後部メ
ニスカスレンズを除く前群の鞠上色収差残存量はその焦
点距離の長大化にほぼ比例して増加する。さらに、系の
前後に配置された厚いメニスカスレンズそれ自体も顕微
鏡用対物レンズの光路においては鞠上の色収差および倍
率の色収差を著しく増加する性質がある。

また、このような構成レンズでは系の前後に挿入される
厚いメニスカスレンズによって色収差の他に、補正不足
の非点収差、補正過剰の歪曲収差が生ずる。本発明は、
中程度の倍率の顕微鏡用対物レンズに係るものであるが
、従来のレンズよりも十分長い作動距離（ＷＤ）を有す
る一方で、広視野に渡って十分に平坦な嫁画を有し、か
つ色収差の少ない高解像力の対物レンズを得ることを目
的とする。

本発明の対物レンズは以下に示すレンズ構成と収差補正
条件とによって実現できる。

第１図において、前群Ａは、物体側に凹面を向けた負の
メニスカスレンズＬ、正しンズＬ２と物体側に凸面を向
けた負〆ニスカスレンズ及び両凸レンズより成る接合正
しンズＬ３とから成り、後群Ｂは、両凸正しンズＬ４と
物体側に凸面を向けた正しンズ及び像側に凹面を向けた
貸しンズより成る接合負レンズＬ５から成り、以上の２
群Ａ，Ｂから全系を構成し、かつ次の諸条件を満たして
いる。‘１１ ２．８ミｄ７ （２１ ０．乳Ｓｌｒ，ＩＳＯ．４８ 【３｝ ０．８８Ｓｌｒ，２ｌＳＩ．公 ｛４１ ０．８Ｓｆ＾ＳＩ．２８ だだし、ｆを全系の焦点距離、ｆ＾を前群の焦点距離、
ｄをレンズの中心厚およびレンズ間隔、ｒをレンズの曲
率半径、添字を物対側からの順序とする。

顕微鏡では実視野が狭く、したがって画面が小さいので
、歪曲収差は、実用上ほとんど問題となることはない。

本発明では、系の前後に厚いメニスカスレンズを配置し
、像の平損性を良好にした。非点収差に関しては、レン
ズのペンディングで補正した。色収差に関しては、前群
Ａの焦点距離が長大にならないようにして、色収差の発
生を抑え、かつ、８Ｕ群Ａに接合面ｒ６を設けてさらに
補正し、残存する色収差については、後群Ｂ中の接合面
ｒ，．によって十分補正するようにした。条件‘１１は
、前群Ａ、後群Ｂ間に十分間隔を与えることにより、非
対称のコマ収差の補正を可能にすると共に、倍率色収差
を補正するためのものである。

したがってｄ７が下限を越えるとコマ収差が増大し、色
収差も増大する。■の条件は、像平坦性を良好に保ちな
がら、諸収差を補正するためのもので、！ｒ，ｌが小さ
くなると、コマ収差が悪化し、また、（ＷＤ）を十分に
とると球面収差が発生しやすくなる。

一方、ｌｒ，′ｌが上限を越えると、像平坦性を保つた
めにレンズ−のメニスカス面ｌｒ，２ｌに負担がかかり
すぎコマ収差の補正が困難となる。条件‘３｝‘ま、軸
外非点収差および、コマ収差の補正をするためのもので
、条件脚の上限は、軸外非点収差および、コマ収差の補
正限界を示し、ｌｒ，２ｌが上限を越えると、鞠外非点
収差および、コマ収差の補正が困難になる。また、ｌｒ
，２ｌが下限を越えると、藤外非点収差および、コマ収
差が補正過剰になる。また、条件‘４１は、球面収差お
よび、色収差を補正するためのものである。

ｆ＾が下限を越えると、前群Ａの焦点距離が短かすぎ、
後群Ｂとの補正のパワーバランスがとれなくなり、球面
収差が増加する。一方軸上および、倍率の色収差は、前
群Ａの焦点距離に比例して増加するため、色収差を減少
させるためには、前群Ａの篤点距離を短くする必要があ
る。したがって、ｆ＾が上限を越えると色収差が増加す
る。さらに色収差を減少させるため前群Ａ、後群Ｂに、
各々１個以上の接合面を設け正しンズＬ２、接合レンズ
Ｌ３の物体から遠い側にあるレンズ、正しンズＬ、およ
び接合レンズＬ５の物体側のレンズ、これら４枚のレン
ズのうちの少なくとも１枚のレンズに、低分散（ＶｄＺ
８０）で異常分散性の強いガラスを使用すると、色収差
補正上効果があり、さらに、二次スペクトル力ミ４、さ
くなる。なお、色収差の補正を一層良好にするために接
合面を増加することは加能である。

この時前群Ａのパワーが、条件側の範囲を保ち、前群中
の少なくとも１つ以上の接合面の前後におけるガラスの
アツべ数の差の総和２Ｖｆと、後群中の少なくとも１つ
以上の接合面の前後におけるガラスのアッべ数の差総細
Ｖｂとの間ｌこ２．０≦詩≦５．２の関係を満たすなら
ば、色収差の補正が可能となり、実施例中に示されてい
る。以下、本発明の実施例を下記に記載する。

実施例中、３・・・・・・倍率、ＮＡ・・・・・・開口
数、ＷＤ・…・・作動距離、ｒ・・・・・・曲率半径、
ｄ・・・・・・レンズの中心厚及びレンズ間隔、ｎ・…
・・使用ガラスの屈折率、しｄ……ガラスのアッべ数（
分散率）である。

実施例Ｉ 夕＝２０×，ＮＡ＝０４６，Ｗ町＝０．２４２２ ｆこ
ｌ ｆＡ＝１．１３１ｒｌ＝一０３７２８ｄ，＝０．
６９５１ ｎ，こ１７７２５ 〃ｄｌ＝４９．６ｒ
２＝−０．７０７６ｄ２＝００１１３ ｒ３二３０．７８９９ ｄ３＝〇．２１０５ ｎ２＝，．４９７ レｄ２＝
８１．６ｒ」＝−１０９９３ｄ」こ００１００ ｒ５＝３６８０４ ｄ５＝０．１１５５ ｎ３＝１７６１８ 〃ｄ３＝
２７．１１ｒ６＝１．１２０３ｄ６＝０．３１４５ｎ」
＝１４９７ 〃ｄ・＝８１．６ｒ７＝−４．９２６８
ｄ７＝３．１５２５ 夕＝２０×，ＮＡ＝０．４６，Ｗ町＝０．２４２２
ｆ＝ｌ ｆＡ＝１．１３１ｒ８＝４９５１３ｄ８＝。

３０１４ ｎ５：１４９７ レｄ５＝８１６ｒ９コ
−３．０９４４ｄ９＝０．０６２８ ｒｌｏ＝２５０５９ ｄｌ。

＝〇．５４０１ ０６：１．６７７９ レｄ６：５５．
３３ｎｌ＝−８６．２８１２ｄｌｌ：。

・３１１１ ｎ７＝１６１３４ リｄ７＝４３．８４ｒ
１２＝１．０９０３実施例０‘ま第３図に示すレンズ構
成をし、第１レンズＬに屈折率の小さいガラスを使用し
た例で、比較的低屈折率のガラスを用いても球面収差と
これに引かれる麹外機収差が小さいことを示している。

実施例○ 夕＝２０×．ＮＡ＝０．４６，ＷＤ＝０．２３９９ ｆ
＝ｌ ｆＡ＝１．１７６ｒｌ：−０．３２３７ｄｌ＝〇
．６２１８ ｎｌ＝・６１８ レｄｌ＝６３１３８
ｒ２＝−０６６８１ｄ２＝００１１３ ｒ３＝一１０．５５９９ ｄ３：。

２１１３ ｎ２：，．６１８ レｄ２＝６３３８ｈ
＝−１０３２０ｄ」＝０００８８ ｒ５＝４．９８１５ ｄ５＝〇．１１５７ ｎ３＝，．７６１８ レｄ３
＝２７１１１ｒ６＝１１９９５ｄ６＝。

３１４５ ｎ４：１４９２５ リｄ４＝８１．９ｒ７
＝−２．６４６６ｄ７＝３．６２８１ ｒ８：５．１４８３ ｄ８＝０３０１９ ｎ５＝１６６６７２ 〃ｄ５＝４
８．３２ｒ９＝−３６５９８ｄ９＝０２１２６ ｒ．ｏ＝２．１０２８ ｄｌ。

＝０４０７６ ｎ６＝，．５８９１３リｄ６：６ｕｌｒ
ｌｌ＝−４．２０７３ｄｌ，＝０３１２０ ｏ７＝１６
８０６５ 〃ｄ７＝３７．３９ｆ１２＝１１０６２実施
例ｍは第５図に示すレンズ構成をし、実施例１、０‘こ
対して後群（Ｂ）中の接合面ｒ，．のペンディングの向
きを変えて、収差の補正を行ない得ることを示している
。

実施例ｍ 夕＝２０×，ＮＡ＝０６５，ＷＤ＝０２３５６ ｆ＝１
，ｆＡ＝１２２１ｒｌ＝‐０３８０６ｄｌ＝〇．７０５
６ ｎｌこ１．７５７ レｄｌ＝４７８７ｒ２＝
−０．７９４２ｄ２＝００１１５ ｒ３＝一８５５１６ ｄ３＝〇．２１３５ ｎ２＝１４８６５６ レｄ２＝
８４．４７ｒ４＝−０．９７７８ｄ」＝００１０２ ｒ５＝６２３７４ ｄ５＝〇．１１７２ ｎ３：・．７４０７７ レｄ３
＝２７７９ｒ６＝１３６２６ｄ６：。

３１８９ ｎ４＝１４８６５６ レｄｌ＝８４４７ｒ
７＝一２．１４１５ｄ？＝３．１９７０ ｒ８ｉ３５８９４ ｄ８＝。

３０５７ ｎ５＝・４９２５ ソｄ５工８ｉ９ｒ９
＝−３７２１６ｄ９＝００３８２ ｒｌｏ〒２１９９１ ｄｌ。

＝。５７３２ ｎ６＝１・６１８０ レｄ６＝６３．３
８ｒｌ・＝２３９３１ｄｌｌ二〇．３１５０ ｎ７＝，
．６８０６５リｄ７＝３７３９ｒ１２＝１０５４４以上
の如く構成したので、本発明により十分長い作動距離（
ＷＤ）を有する一方、像面が平坦でしかも広視野にわた
って諸収差の良好に補正された中程度の倍率のプランア
クロマート級顕微鏡用対物レンズが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１、第３、第５図はそれぞれ本発明の実施例１、０、
町のレンズ断面図、第２、第４、第６図は各実施例１、
０、ｍの収差曲線図で、ａは球面収差、ｂは正弦条件、
Ｃは非点収差、ｄは歪曲収差、ｅはコマ収差を表わす。 第１図第２図 第２図 第３図 第４図 第４図 第５図 第６図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 物体側より順次に、物対側に凹面を向けた負のメニ
   スカスレンズと、正レンズと、物対側に凸面を向けた負
   メニスカスレンズ及び両凸正レンズを接合した接合正レ
   ンズとから成る前群と、上記前群より大きく離間して配
   置した両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズ
   及び像側に凹面を向けた負レンズを接合した接合負レン
   ズとから成る後群とから成り、ｆを全系の合成焦点距離
   、ｆ＿Ａを前群の合成焦点距離、ｒ＿１を物体から最も
   近いレンズ面の曲率半径、ｒ＿１＿２を像面に最も近い
   レンズ面の曲率半径、ｄ＿７を前群と後群の空間距離と
   すると、（１） ２．８ｆ≦ｄ＿７ （２） ０．３ｆ≦｜ｒ＿１｜≦０．４５ｆ（３） ０
   ．８５ｆ≦｜ｒ＿１＿２｜≦１．２ｆ（４） ０．８ｆ
   ≦ｆ＿Ａ≦１．２５ｆの各条件を満足することを特徴と
   する広視野顕微鏡用対物レンズ。