JPS6228441B2 - - Google Patents
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- JPS6228441B2 JPS6228441B2 JP53153295A JP15329578A JPS6228441B2 JP S6228441 B2 JPS6228441 B2 JP S6228441B2 JP 53153295 A JP53153295 A JP 53153295A JP 15329578 A JP15329578 A JP 15329578A JP S6228441 B2 JPS6228441 B2 JP S6228441B2
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- lens
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- 230000005499 meniscus Effects 0.000 claims description 7
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 39
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 3
- 206010010071 Coma Diseases 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B21/00—Microscopes
- G02B21/02—Objectives
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
Description
本発明は40倍のプランアクロマート顕微鏡対物
レンズに関するものである。 従来の40倍程度のプランアクロマート顕微鏡対
物レンズとして、その像面を平坦化するために最
も物体側に肉厚の大きなメニスカスレンズをその
凹面を物体側に向けて配置したものが広く知られ
ていた。しかしこの厚いメニスカスレンズを最も
物体側に配置することによつて、色収差や球面収
差．コマ収差等に悪い影響が現われることが常で
ある。したがつてこれら収差を補正するために、
従来の対物レンズでは前群に接合メニスカスレン
ズを配置して接合面を設けたり、レンズの枚数を
増やす等の方法をとつていた。そのため例えば５
群８枚などレンズ枚数が多い対物レンズがほとん
どであつた。 本発明の目的は上述の事情に鑑み、４群６枚構
成のレンズ枚数が少くしかも諸収差が良好に補正
された顕微鏡対物レンズを提供することにある。 本発明の顕微鏡対物レンズは物体側に凹面を向
けた負のメニスカスレンズの第１群レンズと、正
レンズの第２群レンズと、負レンズと正レンズを
接合した接合正レンズの第３群レンズと、負レン
ズと正レンズを接合した接合正レンズの第４群レ
ンズとよりなる４群構成のレンズ系で次の条件を
満足する顕微鏡対物レンズである。 (1) 0.5f≦d1≦0.7f (2) 1.5／ｆ≦1.4｜ｎ１−１／ｒ２｜ ≦｜ｎ１−１／ｒ１｜≦3.0／ｆ (3) n1≧1.7 (4) ν１≧35 (5) n2≧1.7 (6) ν４≧80 (7) d7≧4.0f (8) 190≦1.6（ν５＋ν６） ≦ν１＋ν２＋ν３＋ν４ ただしr1，r2は夫々第１群レンズの両面の曲率
半径、d1は第１群レンズの肉厚、d7は第３群レン
ズと第４群レンズの間の空気間隔、n1，n2は夫々
第１群レンズおよび第２群レンズの屈折率、ν
１，ν２，ν３，ν４，ν５，ν６は各レンズの
アツベ数、ｆは全系の焦点距離である。 次に上記各条件の内容を説明する。本発明対物
レンズは第１群レンズとして凹面を物体側に向け
た厚いメニスカスレンズとし、その形状を条件
(1)，(2)，(3)，(4)にて規定している。これら条件の
うち条件(1)および条件(2)の下限よりはずれると、
第１群レンズが厚いメニスカスレンズであること
から逸脱することになり、全系のペツツバール和
の補正が困難になる。又条件(1)の上限からはずれ
た場合には、視野周辺での高次の非点収差の増加
を招くことになる。さらに条件(2)の上限をこえる
と、このレンズの負の屈折力を大にすることにな
り、このためそれに続く各レンズよりなるレンズ
系の正の屈折力を大にしなければならなくなる。
その結果全系の球面収差等の開口収差の補正が困
難になる。以上の条件(1)，(2)を満足させるように
しても第１群レンズの負の屈折力をなくすことは
出来ないので、前述のように第２群レンズ以後の
レンズ系の正の屈折力は可成り大にしなければな
らない。しかし本発明対物レンズのようにレンズ
枚数の少ないものでは第２群レンズ以後のレンズ
系の正の屈折力をある程度以下に小さくすること
は出来ず、そのためこれらレンズによる収差補正
能力には限界がある。そのために各レンズにて収
差の発生が少なくなるようにする必要がある。し
たがつて第１群レンズで発生する開口収差も出来
るだけ小にする必要があり、条件(3)に示すように
第１群レンズに高屈折率材料を使用する必要があ
る。しかし現在一般に知られている光学ガラス材
料で屈折率が条件(3)を満足するものはアツベ数の
大きいものが多く軸上、軸外での色収差が発生す
るため後続のレンズ系での補正が困難になる。こ
のため条件(4)で示す低分散の材質を使用する必要
がある。即ち、第１群レンズの材料としては条件
(3)、条件(4)を満足するものにし、球面収差等の開
口収差および色収差を極力小さいものにして、他
の後続するレンズ群の収差補正上での負担を軽減
してある。したがつて、条件(3)、条件(4)から外れ
ると夫々第１群レンズで発生する開口収差および
色収差が大となり、他のレンズ群で補正しきれな
くなる。 次に本願では第１群レンズの直後に第２群とし
て正レンズを配置し、これによつて第１群レンズ
で発生する補正不足の非点収差を補正するように
している。そして第１群レンズにて発生する非点
収差を補正するためには第２群レンズの屈折力を
大きくしなければならずその結果第２群レンズで
球面収差が発生し易くなる。これを防ぐためには
第２群レンズの材質として条件(5)に示すような屈
折率が高いものを用いる必要がある。もし条件(5)
を満足しない場合には球面収差が大になり好まし
くない。 更に第２群レンズの次の第３群レンズとして負
レンズと正レンズとからなる接合レンズを配置
し、そのうちの像側の正レンズの材質を条件(6)に
示すようにアツベ数の大きいものを使用し、この
接合レンズに軸上の色収差に対する補正能力を十
分にもたせてある。したがつて条件(6)の下限をこ
えると軸上の色収差が悪化する。 以上の第１群レンズ、第２群レンズおよび第３
群レンズの三つのレンズ群にて構成される前群と
第４群レンズの後群との間の空気間隔d7は条件(7)
に示すように選んでレンズ系全体の正弦条件
（OSC′）即ちコマ収差を補正しかつ球面収差の補
正も可能となるようにしてある。d7がこの条件(7)
からはずれるとコマ収差、球面収差が悪化する。
それと同時に各レンズの材質を条件(8)に示すよう
にすることによつて倍率の色収差の補正を可能に
している。即ち前群は主として軸上の色収差に対
する補正能力を有し、後群は主として倍率の色収
差に対する補正能力を有するようにすることが出
来る。前群と後群の間の空気間隔d7は大きければ
大きい程倍率の色収差の補正効果は大きいが、顕
微鏡対物レンズの性格上レンズ系の長さを大きく
することが出来ない。又空気間隔d7があまり大き
くなると後群を通る光束の径が大きくなり、レン
ズの外径を大にしなければならなくなる。そのた
め空気間隔d7は一般には全系の焦点距離の８倍ぐ
らいが限度である。 前述のように設定されたd7をへだてて一組の接
合レンズ（第４群レンズ）の後群を配置しその材
質を条件(8)のようにすることにより色収差を補正
している。つまりこの条件(8)と前述の条件(7)とに
よつて前群で発生する倍率の色収差を後群により
補正して全系の軸上、軸外の色収差をバランス良
く補正出来るようにしてある。条件(8)の上限を越
えると顕微鏡にて使用される補正型の接眼レンズ
（対物レンズの倍率の色収差を接眼レンズで補正
して全体として倍率の色収差が良好になるように
設計された接眼レンズ）で補正出来ないような倍
率の色収差の補正不足をまねく。又条件(8)の下限
を越えると第１群レンズにより発生する軸上、軸
外の色収差をレンズ系全体として補正することが
困難になる。 以上説明した本発明対物レンズの各実施例を次
に示す。 実施例 １
レンズに関するものである。 従来の40倍程度のプランアクロマート顕微鏡対
物レンズとして、その像面を平坦化するために最
も物体側に肉厚の大きなメニスカスレンズをその
凹面を物体側に向けて配置したものが広く知られ
ていた。しかしこの厚いメニスカスレンズを最も
物体側に配置することによつて、色収差や球面収
差．コマ収差等に悪い影響が現われることが常で
ある。したがつてこれら収差を補正するために、
従来の対物レンズでは前群に接合メニスカスレン
ズを配置して接合面を設けたり、レンズの枚数を
増やす等の方法をとつていた。そのため例えば５
群８枚などレンズ枚数が多い対物レンズがほとん
どであつた。 本発明の目的は上述の事情に鑑み、４群６枚構
成のレンズ枚数が少くしかも諸収差が良好に補正
された顕微鏡対物レンズを提供することにある。 本発明の顕微鏡対物レンズは物体側に凹面を向
けた負のメニスカスレンズの第１群レンズと、正
レンズの第２群レンズと、負レンズと正レンズを
接合した接合正レンズの第３群レンズと、負レン
ズと正レンズを接合した接合正レンズの第４群レ
ンズとよりなる４群構成のレンズ系で次の条件を
満足する顕微鏡対物レンズである。 (1) 0.5f≦d1≦0.7f (2) 1.5／ｆ≦1.4｜ｎ１−１／ｒ２｜ ≦｜ｎ１−１／ｒ１｜≦3.0／ｆ (3) n1≧1.7 (4) ν１≧35 (5) n2≧1.7 (6) ν４≧80 (7) d7≧4.0f (8) 190≦1.6（ν５＋ν６） ≦ν１＋ν２＋ν３＋ν４ ただしr1，r2は夫々第１群レンズの両面の曲率
半径、d1は第１群レンズの肉厚、d7は第３群レン
ズと第４群レンズの間の空気間隔、n1，n2は夫々
第１群レンズおよび第２群レンズの屈折率、ν
１，ν２，ν３，ν４，ν５，ν６は各レンズの
アツベ数、ｆは全系の焦点距離である。 次に上記各条件の内容を説明する。本発明対物
レンズは第１群レンズとして凹面を物体側に向け
た厚いメニスカスレンズとし、その形状を条件
(1)，(2)，(3)，(4)にて規定している。これら条件の
うち条件(1)および条件(2)の下限よりはずれると、
第１群レンズが厚いメニスカスレンズであること
から逸脱することになり、全系のペツツバール和
の補正が困難になる。又条件(1)の上限からはずれ
た場合には、視野周辺での高次の非点収差の増加
を招くことになる。さらに条件(2)の上限をこえる
と、このレンズの負の屈折力を大にすることにな
り、このためそれに続く各レンズよりなるレンズ
系の正の屈折力を大にしなければならなくなる。
その結果全系の球面収差等の開口収差の補正が困
難になる。以上の条件(1)，(2)を満足させるように
しても第１群レンズの負の屈折力をなくすことは
出来ないので、前述のように第２群レンズ以後の
レンズ系の正の屈折力は可成り大にしなければな
らない。しかし本発明対物レンズのようにレンズ
枚数の少ないものでは第２群レンズ以後のレンズ
系の正の屈折力をある程度以下に小さくすること
は出来ず、そのためこれらレンズによる収差補正
能力には限界がある。そのために各レンズにて収
差の発生が少なくなるようにする必要がある。し
たがつて第１群レンズで発生する開口収差も出来
るだけ小にする必要があり、条件(3)に示すように
第１群レンズに高屈折率材料を使用する必要があ
る。しかし現在一般に知られている光学ガラス材
料で屈折率が条件(3)を満足するものはアツベ数の
大きいものが多く軸上、軸外での色収差が発生す
るため後続のレンズ系での補正が困難になる。こ
のため条件(4)で示す低分散の材質を使用する必要
がある。即ち、第１群レンズの材料としては条件
(3)、条件(4)を満足するものにし、球面収差等の開
口収差および色収差を極力小さいものにして、他
の後続するレンズ群の収差補正上での負担を軽減
してある。したがつて、条件(3)、条件(4)から外れ
ると夫々第１群レンズで発生する開口収差および
色収差が大となり、他のレンズ群で補正しきれな
くなる。 次に本願では第１群レンズの直後に第２群とし
て正レンズを配置し、これによつて第１群レンズ
で発生する補正不足の非点収差を補正するように
している。そして第１群レンズにて発生する非点
収差を補正するためには第２群レンズの屈折力を
大きくしなければならずその結果第２群レンズで
球面収差が発生し易くなる。これを防ぐためには
第２群レンズの材質として条件(5)に示すような屈
折率が高いものを用いる必要がある。もし条件(5)
を満足しない場合には球面収差が大になり好まし
くない。 更に第２群レンズの次の第３群レンズとして負
レンズと正レンズとからなる接合レンズを配置
し、そのうちの像側の正レンズの材質を条件(6)に
示すようにアツベ数の大きいものを使用し、この
接合レンズに軸上の色収差に対する補正能力を十
分にもたせてある。したがつて条件(6)の下限をこ
えると軸上の色収差が悪化する。 以上の第１群レンズ、第２群レンズおよび第３
群レンズの三つのレンズ群にて構成される前群と
第４群レンズの後群との間の空気間隔d7は条件(7)
に示すように選んでレンズ系全体の正弦条件
（OSC′）即ちコマ収差を補正しかつ球面収差の補
正も可能となるようにしてある。d7がこの条件(7)
からはずれるとコマ収差、球面収差が悪化する。
それと同時に各レンズの材質を条件(8)に示すよう
にすることによつて倍率の色収差の補正を可能に
している。即ち前群は主として軸上の色収差に対
する補正能力を有し、後群は主として倍率の色収
差に対する補正能力を有するようにすることが出
来る。前群と後群の間の空気間隔d7は大きければ
大きい程倍率の色収差の補正効果は大きいが、顕
微鏡対物レンズの性格上レンズ系の長さを大きく
することが出来ない。又空気間隔d7があまり大き
くなると後群を通る光束の径が大きくなり、レン
ズの外径を大にしなければならなくなる。そのた
め空気間隔d7は一般には全系の焦点距離の８倍ぐ
らいが限度である。 前述のように設定されたd7をへだてて一組の接
合レンズ（第４群レンズ）の後群を配置しその材
質を条件(8)のようにすることにより色収差を補正
している。つまりこの条件(8)と前述の条件(7)とに
よつて前群で発生する倍率の色収差を後群により
補正して全系の軸上、軸外の色収差をバランス良
く補正出来るようにしてある。条件(8)の上限を越
えると顕微鏡にて使用される補正型の接眼レンズ
（対物レンズの倍率の色収差を接眼レンズで補正
して全体として倍率の色収差が良好になるように
設計された接眼レンズ）で補正出来ないような倍
率の色収差の補正不足をまねく。又条件(8)の下限
を越えると第１群レンズにより発生する軸上、軸
外の色収差をレンズ系全体として補正することが
困難になる。 以上説明した本発明対物レンズの各実施例を次
に示す。 実施例 １
【表】
【表】
実施例 ２
【表】
実施例 ３
【表】
【表】
実施例 ４
【表】
実施例 ５
【表】
実施例 ６
【表】
【表】
実施例 ７
【表】
実施例 ８
【表】
【表】
実施例 ９
【表】
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レンズ間
隔、n1，n2……n6は各レンズの屈折率、ν１，ν
２……ν６は各レンズのアツベ数である。 又、各実施例の1.4f｜ｎ１−１／ｒ２｜，ｆ｜ｎ１−
１／ｒ１｜， 1.6（ν５＋ν６），ν１＋ν２＋ν３＋ν４の値
は次に示す通りである。
d1，d2……d9は各レンズの肉厚およびレンズ間
隔、n1，n2……n6は各レンズの屈折率、ν１，ν
２……ν６は各レンズのアツベ数である。 又、各実施例の1.4f｜ｎ１−１／ｒ２｜，ｆ｜ｎ１−
１／ｒ１｜， 1.6（ν５＋ν６），ν１＋ν２＋ν３＋ν４の値
は次に示す通りである。
【表】
以上詳細に説明又実施例並びにその収差曲線よ
り明らかなように本発明対物レンズは４群６枚の
レンズ枚数の少ないレンズ系でしかもペツツバー
ル和がほとんど零に近く、色収差もアクロマート
クラスとして十分な程度に補正されていてプラン
アクロマートの40倍対物レンズとしては十分な性
能を有している。
り明らかなように本発明対物レンズは４群６枚の
レンズ枚数の少ないレンズ系でしかもペツツバー
ル和がほとんど零に近く、色収差もアクロマート
クラスとして十分な程度に補正されていてプラン
アクロマートの40倍対物レンズとしては十分な性
能を有している。
第１図は本発明対物レンズの断面図、第２図乃
至第１０図は夫々実施例１乃至実施例９の収差曲
線図である。
至第１０図は夫々実施例１乃至実施例９の収差曲
線図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 物体側に凹面を向けた負のメニスカスレンズ
の第１群レンズと、正レンズの第２群レンズと、
負レンズと正レンズを接合した接合正レンズの第
３群レンズと、負レンズと正レンズを接合した接
合正レンズの第４群レンズとよりなり、次の各条
件を満足する顕微鏡対物レンズ。 (1) 0.5f≦d1≦0.7f (2) 1.5／ｆ≦1.4｜ｎ１−１／ｒ２｜ ≦｜ｎ１−１／ｒ１｜≦3.0／ｆ (3) n1≧1.7 (4) ν１≧35 ただしr1，r2は第１群レンズの各面の曲率半
径、d1は第１群レンズの肉厚、n1は第１群レンズ
の屈折率、ν１は第１群レンズのアツベ数、ｆは
全系の焦点距離である。 ２ 次の各条件を満足する特許請求の範囲１の顕
微鏡対物レンズ。 (5) n2≧1.7 (6) ν４≧80 (7) d7≧4.0f (8) 190≦1.6（ν５＋ν６） ≦ν１＋ν２＋ν３＋ν４ ただしn2は第２群レンズの屈折率、ν２，ν
３，ν４，ν５，ν６は夫々第２群レンズ、第３
群レンズ、第４群レンズの各レンズのアツベ数、
d7は第３群レンズと第４群レンズの間の空気間隔
である。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15329578A JPS5579407A (en) | 1978-12-11 | 1978-12-11 | Objective lens of microscope |
| US06/101,187 US4279476A (en) | 1978-12-11 | 1979-12-07 | Objective lens system for microscopes |
| DE2949800A DE2949800C2 (de) | 1978-12-11 | 1979-12-11 | Mikroskopobjektiv |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15329578A JPS5579407A (en) | 1978-12-11 | 1978-12-11 | Objective lens of microscope |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5579407A JPS5579407A (en) | 1980-06-14 |
| JPS6228441B2 true JPS6228441B2 (ja) | 1987-06-20 |
Family
ID=15559342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15329578A Granted JPS5579407A (en) | 1978-12-11 | 1978-12-11 | Objective lens of microscope |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4279476A (ja) |
| JP (1) | JPS5579407A (ja) |
| DE (1) | DE2949800C2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0711630B2 (ja) * | 1985-08-07 | 1995-02-08 | オリンパス光学工業株式会社 | 顕微鏡対物レンズ |
| JP2582918B2 (ja) * | 1990-03-23 | 1997-02-19 | 大日本スクリーン製造株式会社 | 顕微鏡用対物レンズ |
| CN100345022C (zh) * | 2005-07-11 | 2007-10-24 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种适合空间应用的小型化长工作距显微光学系统 |
| TWI637207B (zh) | 2017-09-22 | 2018-10-01 | 大立光電股份有限公司 | 成像透鏡組、取像裝置及電子裝置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2713808A (en) * | 1952-06-16 | 1955-07-26 | Leitz Ernst Gmbh | Microscope objective |
| US3437398A (en) * | 1964-02-10 | 1969-04-08 | American Optical Corp | Plural microscope objective used with a common telescope objective |
-
1978
- 1978-12-11 JP JP15329578A patent/JPS5579407A/ja active Granted
-
1979
- 1979-12-07 US US06/101,187 patent/US4279476A/en not_active Expired - Lifetime
- 1979-12-11 DE DE2949800A patent/DE2949800C2/de not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2949800A1 (de) | 1980-06-12 |
| DE2949800C2 (de) | 1983-03-24 |
| US4279476A (en) | 1981-07-21 |
| JPS5579407A (en) | 1980-06-14 |
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