JPS6222130B2 - - Google Patents

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JPS6222130B2
JPS6222130B2 JP17978583A JP17978583A JPS6222130B2 JP S6222130 B2 JPS6222130 B2 JP S6222130B2 JP 17978583 A JP17978583 A JP 17978583A JP 17978583 A JP17978583 A JP 17978583A JP S6222130 B2 JPS6222130 B2 JP S6222130B2
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JP
Japan
Prior art keywords
lens
group
object side
lenses
positive
Prior art date
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Expired
Application number
JP17978583A
Other languages
English (en)
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JPS6070412A (ja
Inventor
Hirohiko Shinonaga
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd filed Critical Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd
Priority to JP17978583A priority Critical patent/JPS6070412A/ja
Publication of JPS6070412A publication Critical patent/JPS6070412A/ja
Publication of JPS6222130B2 publication Critical patent/JPS6222130B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/02Objectives

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、顕微鏡用対物レンズに係り、特に、
結像レンズを使つて像を結ばせる、いわゆる無限
補正型の顕微鏡用長作動プランアポクロマート対
物レンズに関する。 一般に、顕微鏡の操作性を改善するためには、
その対物レンズの作動距離を長くする必要がある
が、従来の倍率10〜50倍程度の顕微鏡用対物レン
ズは、特に高倍において作動距離が充分でなく、
操作性が悪いという問題点を有していた。即ち、
対物レンズにおいて、長い作動距離を得ようとす
ると、二次スペクトル量が増大して色収差や球面
収差が大となるので、従来は、作動距離を犠牲に
短くせざるを得なかつた。これに対して、開口数
NAが大きくて、アポクロマートな対物レンズを
設計するには、ガラス材料の適切且つ有効な使用
と、各レンズの適切なパワー配分が必要であり、
レンズ設計の中でも難しいものの一つであつた。 本発明は、前記従来の問題点を解消するべくな
されたもので、焦点距離の1.5〜4倍程度の非常
に長い作動距離を有し、対物レンズ自体で色収差
及び他の諸収差が良好に補正された、無限補正型
の顕微鏡用対物レンズを提供することを目的とす
る。 本発明は、顕微鏡用対物レンズを、像側に凹面
を向けて像側に配設された、像側及び物体側の面
の曲率半径がそれぞれr1,r2の負メニスカスレン
ズからなる第1群と、物体側に凹面を向けて該第
1群の物体側に配設された、正レンズ成分及び負
レンズ成分を含み、像側及び物体側レンズのアツ
ベ数がそれぞれν,νである、発散性の第2
群と、像側に凹面を向けて該第2群の物体側に配
設された、焦点距離がF3の正メニスカスレンズ
からなる第3群と、該第3群の物体側に配設され
た、凹レンズと凸レンズとを接合して形成され、
隣接する凹レンズと凸レンズとの屈折率の差がΔ
nである接合レンズブロツクを含む第4群と、該
第4群の物体側に配設された、像側により強い凸
面を有する正レンズからなる第5群と、から構成
し、第1群と第2群のレンズの合成焦点距離を
F12、第2群と第3群のレンズ間距離をd5とした
とき、各光学定数が次式の関係 1<r2/r1)<2 …(1) ν−ν>10 …(2) 0.8(|F12|+d5)<F3 <2.0(|F12|+d5) …(3) Δn>0.05 …(4) を満足するようにして、前記目的を達成したもの
である。 ここで、前出(1)式は、像側に凹面を向けた負の
メニスカスレンズである第1群の形状とパワーを
規定したものであり、この条件を逸脱すると非点
収差との駒収差の補正が難しくなる。又、前出(2)
式は、倍率色収差を対物レンズ自体で補正するた
めに必要な条件であつて、この条件を逸脱する
と、特に高倍において倍率色収差を対物レンズ自
体で補正するのが困難となる。又、前出(3)式は、
第1群及び第2群と第3群のパワーの関係を示し
たもので、第1群及び第2群で発散させた光線
を、ほぼ平行か、それに近いところまで変化さ
せ、特に物体側の面のみで屈折することにより、
球面収差を補正下足にしておくためのものであ
る。更に、前出(4)式は、接合面に負のパワーを持
たせる条件で、主に第5群で発生する色の球面収
差を補正すると同時に、前出(3)式の条件で発生さ
せた補正不足の球面収差を打消すためのものであ
る。 又、本発明の実施態様は、前記第3群の正メニ
スカスレンズを、接合正メニスカスレンズで構成
して、第3群の機能を容易に満足させることがで
きるようにしたものである。 更に、本発明の他の実施態様は、前記第4群の
接合レンズブロツクを、2個から3個の接合レン
ズブロツクで構成して、第4群の機能を容易に満
足させることができるようにしたものである。 又、本発明の更に他の実施態様は、前記第5群
の正レンズを、1枚乃至2枚の正レンズで構成し
て、簡単な構成で第5群の機能を満足させること
ができるようにしたものである。 以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細に
説明する。 本発明の第1実施例は、第1図に示す如く、像
側に凹面を向けて像側に配設された、像側及び物
体側の面の曲率半径がおのおのr1,r2の負メニス
カスレンズL1からなる第1群G1と、物体側に凹
面を向けて該第1群G1の物体側に配設された、
正レンズL2及び負レンズL3を含み、像側及び物
体側レンズのアツベ数がそれぞれν,νであ
る発散性の第2群G2と、像側に凹面を向けて該
第2群G2の物体側に配設された、焦点距離がF3
の接合正メニスカスレンズL4,L5からなる第3
群G3と、該第3群G3の物体側に配設された、第
1の接合レンズブロツク(凹レンズL6、凸レン
ズL7)、第2の接合レンズブロツク(凸レンズ
L8、L10、凹レンズL9)及び第3の接合レンズブロ
ツク(凸レンズL11、凹レンズL12)を含む第4群
G4と、該第4群G4の物体側に配設された、像側
により強い凸面を有する2枚の正レンズL13,L14
からなる第5群G5とから構成されている。 上記のような構成で、焦点距離200mmの結像レ
ンズで結像した時の倍率が50倍、物体側の開口数
NAが0.55、焦点距離fが4.00mmとなるよう、前
出(1)式から(4)式の関係を満足させて、各レンズの
光学定数を下記第1表に示すように設定したとこ
ろ、最終レンズの中心から物体面までの距離(作
動距離)WDが15.0mm、即ち焦点距離fの3.75倍
となり、長い作動距離を得ることができた。 ここで、r1…r22は、レンズ各面の曲率半径、d1
…d21は、各レンズの厚さ及びレンズ間隔、n1
n21は、各レンズの屈折率、ν…ν21は、各レ
ンズのアツベ数である。 例えばレンズL6の屈折率は、面r9の屈折率n9
あり、第4群G4の第1の接合レンズブロツクの
接合面r10の、隣接する凹レンズL6と凸レンズL7
との屈折率の差Δn1は、Δn1=n9−n10=0.109で
ある。又、接合面r13,r14での屈折率の差Δn2
Δn3は、Δn2=Δn3=n13−n12=0.109であり、接
合面r17においては、屈折率の差Δn4=n17−n16
0.116である。 本実施例における、球面収差、非点収差、歪曲
収差及び倍率色収差の測定結果を第2図に示す。
この第2図は、像側より物体面に向かつて光線追
跡することによつて得られたものであり、
Y′は、焦点距離200mmの結像レンズで結合させる
時の像高を現わす。図から明らかな如く、極めて
長い作動距離WDを有して開口数NAが大きいの
にも拘らず、諸収差とも良好に補正されているこ
とがわかる。
【表】 本実施例においては、第3群G3を接合正メニ
スカスレンズで構成し、第4群G4を3個の接合
レンズブロツクで構成し、更に、第5群G5を2
枚の正レンズで構成しているので、各群の機能を
容易に満足させることができる。 次に本発明の第2実施例を詳細に説明する。 この第2実施例は、第3図に示す如く、前記第
1実施例と同様の第1群G1、第2群G2及び第3
群G3と、該第3群G3の物体側に配設された、第
1の接合レンズブロツク(凸レンズL6,L8、凹
レンズL7)及び第2の接合レンズブロツク(凸レ
ンズL9、凹レンズL10)を含む第4群G4と、該第
4群G4の物体側に配設された、像側により強い
凸面を有する2枚の正レンズL11,L12からなる第
5群G5とから構成されている。 前記のような構成で、焦点距離200mmの結像レ
ンズで結像した時の倍率が20倍、物体側の開口数
NAが0.45、焦点距離fが10.01mmとなるよう、前
出(1)式から(4)式の関係を満足させて、各レンズの
光学定数を下記第2表に示すように設定したとこ
ろ、作動距離WDが16.6mm、即ち焦点距離fの
1.66倍となり、長い作動距離を得ることができ
た。 本実施例における、球面収差、非点収差、歪曲
収差及び倍率色収差の測定結果を第4図に示す。
図から明らかな如く、極めて長い作動距離WDを
有して、開口数NAが大きいのにも拘らず、諸収
差とも良好に補正されていることがわかる。 本実施例においては、第4群G4を2個の接合
レンズブロツクで構成しているので、比較的小型
軽量である。
【表】
【表】 次に本発明の第3実施例を詳細に説明する。 この第3実施例は、第5図に示す如く、前記第
1実施例と同様の第1群G1及び第2群G2と、像
側に凹面を向けて該第2群G2の物体側に配設さ
れた、焦点距離がF3の1枚の正メニスカスレン
ズL4からなる第3群G3と、該第3群G3の物体側
に配設された、第1の接合レンズブロツク(凹レ
ンズL5,凸レンズL6)及び第2の接合レンズブロ
ツク(凸レンズL7、凹レンズL8)を含む第4群G4
と、該第4群G4の物体側に配設された、像側に
より強い凸面を有する1枚の正レンズL9からな
る第5群G5とから構成されている。 前記のような構成で、焦点距離200mmの結像レ
ンズで結像した時の倍率が10倍、物体側の開口数
NAが0.28、焦点距離fが20.00mmとなるよう、前
出(1)式から(4)式の関係を満足させて、各レンズの
光学定数を下記第3表に示すように設定したとこ
ろ、作動距離WDが、33.8mm、即ち、焦点距離f
の1.69倍となり、長い作動距離を得ることができ
た。
【表】
【表】 本実施例における、球面収差、非点収差、歪曲
収差及び倍率色収差の測定結果を第6図に示す。
図から明らかな如く、極めて長い作動距離WDを
有して、開口数NAが大きいのにも拘らず、諸収
差とも良好に補正されていることがわかる。 本実施例においては、第3群G3及び第5群G5
を共に1枚のレンズで構成し、更に、第4群G4
を2個の接合レンズブロツクで構成しているの
で、構成が単純であり、小型軽量である。 ここで、上述の3つの実施例について、パラメ
ータr2/r1、ν−ν、(|F12|+d5)/F3
Δn等の値をまとめると、下記第4表に示す如く
となる。
【表】 以上説明した通り、本発明によれば、色収差及
び他の諸色収差を犠牲にすることなく、焦点距離
の1.5〜4倍という非常に長い作動距離を得るこ
とができる。従つて、顕微鏡の操作性を大幅に改
善することができ、顕微鏡の対物レンズとしては
極めて有用であるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る顕微鏡用対物レンズの
第1実施例のレンズ構成を示す線図、第2図は、
前記第1実施例の諸収差を示す線図、第3図は、
本発明に係る顕微鏡用対物レンズの第2実施例の
構成を示す線図、第4図は、前記第2実施例の諸
収差を示す線図、第5図は、本発明に係る顕微鏡
用対物レンズの第3実施例の構成を示す線図、第
6図は、前記第3実施例の諸収差を示す線図であ
る。 G1……第1群、G2……第2群、G3……第3
群、G4……第4群、G5……第5群、L1〜L14……
レンズ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 像側に凹面を向けて像側に配設された、像側
    及び物体側の面の曲率半径がそれぞれr1,r2の負
    メニスカスレンズからなる第1群と、物体側に凹
    面を向けて該第1群の物体側に配設された、正レ
    ンズ成分及び負レンズ成分を含み、像側及び物体
    側レンズのアツベ数がそれぞれν,νであ
    る、発散性の第2群と、像側に凹面を向けて該第
    2群の物体側に配設された、焦点距離がF3の正
    メニスカスレンズからなる第3群と、該第3群の
    物体側に配設された、凹レンズと凸レンズとを接
    合して形成され、隣接する凹レンズと凸レンズと
    の屈折率の差がΔnである接合レンズブロツクを
    含む第4群と、該第4群の物体側に配設された、
    像側により強い凸面を有する正レンズからなる第
    5群と、から構成され、第1群と第2群のレンズ
    の合成焦点距離をF12、第2群と第3群のレンズ
    間距離をd5としたとき、各光学定数が次式の関係 1<(r2/r1)<2 ν−ν>10 0.8(|F12|+d5)<F3 <2.0((|F12|+d5) Δn>0.05 を満足するようにされていることを特徴とする顕
    微鏡用対物レンズ。 2 前記第3群の正メニスカスレンズが、接合正
    メニスカスレンズで構成されている特許請求の範
    囲第1項記載の顕微鏡用対物レンズ。 3 前記第4群の接合レンズブロツクが、2個か
    ら3個の接合レンズブロツクで構成されている特
    許請求の範囲第1項記載の顕微鏡用対物レンズ。 4 前記第5群の正レンズが、1枚乃至2枚の正
    レンズで構成されている特許請求の範囲第1項記
    載の顕微鏡用対物レンズ。
JP17978583A 1983-09-28 1983-09-28 顕微鏡用対物レンズ Granted JPS6070412A (ja)

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JPH046512A (ja) * 1990-04-24 1992-01-10 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 顕微鏡用対物レンズ
JPH07104488B2 (ja) * 1990-05-22 1995-11-13 株式会社ミツトヨ 顕微鏡対物レンズ

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JPH01101930U (ja) * 1987-12-26 1989-07-10

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