JPWO2020021662A1 - 顕微鏡対物レンズおよび顕微鏡 - Google Patents
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Abstract
物体(X)側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、負の屈折力を有する第3レンズ群と、第3レンズ群の最も像側に配置されているレンズよりも像側に配置された位相板(5)とを備え、第1レンズ群の最も物体(X)側の面が、物体(X)側に向かう凹面であり、以下の条件式を満足する顕微鏡対物レンズ(4)である。—3.8≦f1/f≦—2.0ここで、f:顕微鏡対物レンズ(4)の焦点距離、f1:第1レンズ群の焦点距離である。
Description
本発明は、顕微鏡対物レンズおよび顕微鏡に関するものである。
位相差顕微鏡用の対物レンズとして、対物レンズの瞳位置に位相板を配置したものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、位相板としてコーデッドアパーチャを用いる場合に、対物レンズを構成する他のレンズに対して位相板を厳密に位置調整する必要があり、特許文献1のように、対物レンズの鏡筒内のレンズの間に配置される瞳位置に位相板を配置したのでは、調整機構を設置することが困難であるという不都合がある。
本発明は、位相板の厳密な位置調整を容易に行うことができる顕微鏡対物レンズおよび顕微鏡を提供することを目的としている。
本発明は、位相板の厳密な位置調整を容易に行うことができる顕微鏡対物レンズおよび顕微鏡を提供することを目的としている。
本発明の一態様は、物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、負の屈折力を有する第3レンズ群と、該第3レンズ群の最も像側に配置されているレンズよりも像側に配置された位相板とを備え、前記第1レンズ群の最も物体側の面が、物体側に向かう凹面であり、以下の条件式を満足する顕微鏡対物レンズ。
―3.8≦f1/f≦―2.0
ここで、f:前記顕微鏡対物レンズの焦点距離、f1:前記第1レンズ群の焦点距離である。
―3.8≦f1/f≦―2.0
ここで、f:前記顕微鏡対物レンズの焦点距離、f1:前記第1レンズ群の焦点距離である。
本態様によれば、条件式を満足することにより、像側の主点を像側に位置させて、射出瞳を第3レンズ群よりも像側に配置し、位相板を射出瞳に一致する位置に配置することができる。これにより、精度よく構成されたレンズ群の外側において、レンズ群に影響を与えることなく位相板の位置調整作業を行うことができる。位相板がコーデッドアパーチャである場合に、その位置を簡易に、かつ、厳密に調節することができる。
条件式の下限を下回ると、第1レンズ群の屈折力が小さくなり、主点を像側に十分に移動させることができない。また、条件式の上限を上回ると第1レンズ群の屈折力が大きくなり過ぎて、収差のバランスが悪化し、結像性能が低下してしまう。
条件式の下限を下回ると、第1レンズ群の屈折力が小さくなり、主点を像側に十分に移動させることができない。また、条件式の上限を上回ると第1レンズ群の屈折力が大きくなり過ぎて、収差のバランスが悪化し、結像性能が低下してしまう。
上記態様においては、以下の条件式を満足してもよい。
―5.0≦f3/f≦―2.3
ここで、f3:前記第3レンズ群の焦点距離である。
―5.0≦f3/f≦―2.3
ここで、f3:前記第3レンズ群の焦点距離である。
この構成により、十分な作動距離を確保することができる。
条件式の下限を下回ると、第3レンズ群の屈折力が小さくなり、作動距離を確保することが困難になる。また、条件式の上限を上回ると、第3レンズ群の屈折力が大きくなり過ぎて、収差のバランスが悪化し、結像性能が低下してしまう。
条件式の下限を下回ると、第3レンズ群の屈折力が小さくなり、作動距離を確保することが困難になる。また、条件式の上限を上回ると、第3レンズ群の屈折力が大きくなり過ぎて、収差のバランスが悪化し、結像性能が低下してしまう。
また、上記態様においては、前記位相板が、以下の式で表される表面形状を有していてもよい。
z=k(x3+y3)
ここで、z:光軸方向の座標、x,y:前記光軸方向に直交しかつ相互に直交する2方向の座標、k:任意の有理数である。
また、本発明の他の態様は、上記いずれかの顕微鏡対物レンズを備える顕微鏡である。
z=k(x3+y3)
ここで、z:光軸方向の座標、x,y:前記光軸方向に直交しかつ相互に直交する2方向の座標、k:任意の有理数である。
また、本発明の他の態様は、上記いずれかの顕微鏡対物レンズを備える顕微鏡である。
上記態様においては、上記の顕微鏡対物レンズと、光軸に沿うZ軸方向のシフト、前記Z軸に直交するX軸方向のシフト、前記Z軸および前記X軸に直交するY軸方向のシフトおよび前記Z軸回りの回転角を調整する調整機構とを備えていてもよい。
また、上記態様においては、励起光を発する光源と、前記顕微鏡対物レンズを通過した蛍光を結像させる結像レンズと、前記結像レンズにより結像された像を光電変換する撮像素子と、前記結像レンズと前記撮像素子との間に配置されたマイクロレンズアレイとを備えていてもよい。
また、上記態様においては、励起光を発する光源と、前記顕微鏡対物レンズを通過した蛍光を結像させる結像レンズと、前記結像レンズにより結像された像を光電変換する撮像素子と、前記結像レンズと前記撮像素子との間に配置されたマイクロレンズアレイとを備えていてもよい。
本発明によれば、位相板の厳密な位置調整を容易に行うことができるという効果を奏する。
本発明の一実施形態に係る対物レンズ4および顕微鏡1について図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る顕微鏡1は、図1に示されるように、標本(物体)Xを載置するステージ2と、ステージ2に載置された標本Xに、光源3からの励起光を照射し、標本Xにおいて発生した蛍光を集光する対物レンズ(顕微鏡対物レンズ)4と、対物レンズ4により集光された蛍光を結像させる結像レンズ6と、結像された標本Xの像を光電変換して蛍光像を撮影する撮像素子7とを備えている。
本実施形態に係る顕微鏡1は、図1に示されるように、標本(物体)Xを載置するステージ2と、ステージ2に載置された標本Xに、光源3からの励起光を照射し、標本Xにおいて発生した蛍光を集光する対物レンズ(顕微鏡対物レンズ)4と、対物レンズ4により集光された蛍光を結像させる結像レンズ6と、結像された標本Xの像を光電変換して蛍光像を撮影する撮像素子7とを備えている。
光源3は、紫外光を含む励起光を射出する。
図中、符号8は、励起光を偏向し、蛍光を透過する透過率特性を有するダイクロイックミラー、符号9は結像レンズ6と撮像素子7との間において撮像素子7の撮像面に配置されたマイクロレンズアレイである。
図中、符号8は、励起光を偏向し、蛍光を透過する透過率特性を有するダイクロイックミラー、符号9は結像レンズ6と撮像素子7との間において撮像素子7の撮像面に配置されたマイクロレンズアレイである。
本実施形態に係る対物レンズ4は、図2に示されるように、標本X側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負の屈折力を有する第3レンズ群G3と、位相板5とを備えている。
位相板5は、コーデッドアパーチャであり、以下の条件式を満足するガラス材により構成されている。
1.43≦nd≦1.61 (1)
62≦νd≦95 (2)
ここで、ndはd線における屈折率、νdはd線におけるアッベ数である。
1.43≦nd≦1.61 (1)
62≦νd≦95 (2)
ここで、ndはd線における屈折率、νdはd線におけるアッベ数である。
本実施形態の対物レンズ4は、以下の条件式を満足している。
―3.8≦f1/f≦―2.0 (3)
―5.0≦f3/f≦―2.3 (4)
ここで、
f:対物レンズ4の焦点距離、
f1:第1レンズ群G1の焦点距離、
f3:第3レンズ群G3の焦点距離
である。
―3.8≦f1/f≦―2.0 (3)
―5.0≦f3/f≦―2.3 (4)
ここで、
f:対物レンズ4の焦点距離、
f1:第1レンズ群G1の焦点距離、
f3:第3レンズ群G3の焦点距離
である。
また、対物レンズ4は標本X側テレセントリックであり、位相板5は、主光線が光軸と交わる位置、すなわち、対物レンズ4の瞳位置に配置されている。
このように構成された本実施形態に係る対物レンズ4および顕微鏡1の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る顕微鏡1を用いて標本Xの3次元の蛍光像を取得するには、ステージ2上に標本Xを載置し、標本Xの上方に対物レンズ4を配置する。
本実施形態に係る顕微鏡1を用いて標本Xの3次元の蛍光像を取得するには、ステージ2上に標本Xを載置し、標本Xの上方に対物レンズ4を配置する。
光源3から励起光を発生させると、励起光は、ダイクロイックミラー8によって90°偏向されて対物レンズ4内に入射し、対物レンズ4により集光されて標本X上に照射される。標本Xにおける励起光の照射位置においては標本Xに含まれる蛍光物質が励起されて蛍光が発生し、その一部が、対物レンズ4に入射する。
対物レンズ4に入射した蛍光は、対物レンズ4によって略平行光に変換されるとともに、対物レンズ4の瞳位置に配置されている位相板5を透過する。そして、対物レンズ4において略平行光に変換された蛍光はダイクロイックミラー8を透過した後、結像レンズ6によって集光され、マイクロレンズアレイ9を透過して撮像素子7により撮影される。
蛍光をマイクロレンズアレイ9に通過させた後に撮像素子7によって撮影することにより、蛍光像と同時に蛍光拘束の向きの情報を取得することができる。いわゆるライトフィールド技術である。本実施形態に係る顕微鏡1によれば、このライトフィールド技術を用いることにより、短時間に標本Xの3次元情報を得ることができるという利点がある。
さらに、本実施形態によれば、対物レンズ4の瞳位置に配置した位相板5により、蛍光像の深度が拡大されるので、ライトフィールド技術を補って、合焦位置を含む蛍光像全体の3次元情報を取得することができるという利点がある。
この場合において、本実施形態においては、位相板5であるコーデッドアパーチャの材質として、条件式(1)、(2)を満足するガラス材を用いているので、紫外光を含む励起光が照射されても、自家蛍光の発生を抑えることができる。したがって、標本Xからの蛍光に自家蛍光が迷光として含まれることを防止して、標本Xの鮮明な3次元の蛍光像を取得することができるという利点がある。
また、本実施形態に係る対物レンズ4によれば、位相板5が対物レンズ4の外側、すなわち、最も像側のレンズL12よりも像側に配置されているので調整機構(図示略)を配置するためのスペースを確保することができ、位相板5の厳密な位置調整を容易に行うことができるという利点がある。
また、本実施形態に係る顕微鏡1によれば、顕微鏡1に備えられた調整機構を配置するために確保したスぺースに調整機構を配置することによって、位相板5の光軸に沿うZ軸方向のシフト、Z軸に直交するX軸方向のシフト、Z軸およびX軸に直交するY軸方向のシフトおよびZ軸回りの回転角を調整することができるという利点がある。
また、本実施形態に係る顕微鏡1によれば、顕微鏡1に備えられた調整機構を配置するために確保したスぺースに調整機構を配置することによって、位相板5の光軸に沿うZ軸方向のシフト、Z軸に直交するX軸方向のシフト、Z軸およびX軸に直交するY軸方向のシフトおよびZ軸回りの回転角を調整することができるという利点がある。
そのために、本実施形態に係る対物レンズ4は、条件式(3)を満足している。
すなわち、条件式(3)の下限を下回る場合には、第1レンズ群G1の屈折力が小さくなり、主点を像側に十分に移動させることができず、また、条件式(3)の上限を上回る場合には、第1レンズ群G1の屈折力が大きくなり過ぎて、収差のバランスが悪化し、結像性能が劣化するという問題がある。
すなわち、条件式(3)の下限を下回る場合には、第1レンズ群G1の屈折力が小さくなり、主点を像側に十分に移動させることができず、また、条件式(3)の上限を上回る場合には、第1レンズ群G1の屈折力が大きくなり過ぎて、収差のバランスが悪化し、結像性能が劣化するという問題がある。
したがって、条件式(3)を満足することにより、主点を像側に十分に移動させて、対物レンズ4の外側に配置された瞳位置に位相板5を配置しつつ、良好な結像性能を達成することができるという利点がある。
また、本実施形態に係る対物レンズ4が、条件式(4)を満足することにより、十分な作動距離を確保することができるという利点がある。
すなわち、条件式(4)の下限を下回る場合には第3レンズ群G3の屈折力が小さくなり、作動距離を確保することが難しくなり、条件式(4)の上限を上回る場合には第3レンズ群G3の屈折力が大きくなり過ぎて、収差のバランスが悪化し、結像性能が劣化する。
したがって、条件式(4)を満足することにより、作動距離を十分に確保しつつ、良好な結像性能を達成することができるという利点がある。
すなわち、条件式(4)の下限を下回る場合には第3レンズ群G3の屈折力が小さくなり、作動距離を確保することが難しくなり、条件式(4)の上限を上回る場合には第3レンズ群G3の屈折力が大きくなり過ぎて、収差のバランスが悪化し、結像性能が劣化する。
したがって、条件式(4)を満足することにより、作動距離を十分に確保しつつ、良好な結像性能を達成することができるという利点がある。
ここで、本実施形態に係る対物レンズ4の第1実施例について、図2から図6および以下のレンズデータを参照して説明する。
本実施例の対物レンズ4において、第1レンズ群G1は、標本X側から順に、標本X側に凹面を向けたメニスカスレンズL1および標本X側に凹面を向けたメニスカスレンズL2である。第2レンズ群G2は、標本X側から順に、標本X側に凹面を向けたメニスカスレンズL3とメニスカスレンズL4と両凸レンズL5との接合レンズ、標本X側に凹面を向けたメニスカスレンズL6、両凸レンズL7と両凹レンズL8との接合レンズおよび標本X側に凸面を向けたメニスカスレンズL9と両凸レンズL10とメニスカスレンズL11との接合レンズである。第3レンズ群G3は、標本X側に凸面を向けたメニスカスレンズ(レンズ)L12である。位相板5は平板ガラスである。
本実施例の対物レンズ4において、第1レンズ群G1は、標本X側から順に、標本X側に凹面を向けたメニスカスレンズL1および標本X側に凹面を向けたメニスカスレンズL2である。第2レンズ群G2は、標本X側から順に、標本X側に凹面を向けたメニスカスレンズL3とメニスカスレンズL4と両凸レンズL5との接合レンズ、標本X側に凹面を向けたメニスカスレンズL6、両凸レンズL7と両凹レンズL8との接合レンズおよび標本X側に凸面を向けたメニスカスレンズL9と両凸レンズL10とメニスカスレンズL11との接合レンズである。第3レンズ群G3は、標本X側に凸面を向けたメニスカスレンズ(レンズ)L12である。位相板5は平板ガラスである。
面番号 r d nd νd
1 ∞ 2.0000 1.4585 67.80
2 ∞ 4.3717
3 −12.5000 0.9500 1.6541 39.68
4 −19.4199 0.1000
5 44.9912 0.9500 1.5710 50.80
6 25.5554 9.2504 1.8414 24.56
7 −13.8724 0.9500 1.7995 42.22
8 −30.5511 1.4287
9 −19.2131 0.9500 1.8081 22.76
10 38.0112 7.1402 1.5952 67.74
11 −18.7030 0.1000
12 16.1275 0.9500 1.8052 25.43
13 10.1159 8.5916 1.4970 81.55
14 −18.1518 0.9500 1.8052 25.43
15 −273.9537 0.1000
16 10.0242 4.3172 1.6779 55.34
17 27.9305 0.1000
18 9.2598 3.4750 1.8040 46.58
19 12.5716 0.1000
20 5.2644 2.7024 1.8830 40.77
21 1.5000 0.8001 1.3330 55.72
1 ∞ 2.0000 1.4585 67.80
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11 −18.7030 0.1000
12 16.1275 0.9500 1.8052 25.43
13 10.1159 8.5916 1.4970 81.55
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15 −273.9537 0.1000
16 10.0242 4.3172 1.6779 55.34
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19 12.5716 0.1000
20 5.2644 2.7024 1.8830 40.77
21 1.5000 0.8001 1.3330 55.72
対物レンズ4の焦点距離:12.0mm、開口数:1.0である。
上記レンズデータにおいて、面番号2が位相板5であるコーデッドアパーチャであり、曲率半径rは∞と標記しているが、実際の形状は、
z=1.5×10−11(x3+y3) (3)
である。
ここで、zは光軸方向、x,yは光軸に直交しかつ相互に直交する方向であり、単位はμmである。
位相板5の形状を図3に示す。図中、線で囲まれた領域は、有効径領域である。
上記レンズデータにおいて、面番号2が位相板5であるコーデッドアパーチャであり、曲率半径rは∞と標記しているが、実際の形状は、
z=1.5×10−11(x3+y3) (3)
である。
ここで、zは光軸方向、x,yは光軸に直交しかつ相互に直交する方向であり、単位はμmである。
位相板5の形状を図3に示す。図中、線で囲まれた領域は、有効径領域である。
平板ガラスの材質は合成石英または他の自家蛍光の少ないガラス材である。
対物レンズ4は標本X側テレセントリックであり、位相板5主光線が光軸と交わる瞳位置近傍に配置されている。
対物レンズ4は標本X側テレセントリックであり、位相板5主光線が光軸と交わる瞳位置近傍に配置されている。
このレンズデータによれば、対物レンズ4の焦点距離f=12.0、第1レンズ群G1の焦点距離f1=−32.90、第2レンズ群G2の焦点距離f2=15.43、第3レンズ群G3の焦点距離f3=−57.09である。
したがって、f1/f=−2.74、f3/f=−4.76であり、条件式(3)、(4)を満足している。
図4から図6に収差図を示す。各収差とも良好に補正されていることがわかる。
したがって、f1/f=−2.74、f3/f=−4.76であり、条件式(3)、(4)を満足している。
図4から図6に収差図を示す。各収差とも良好に補正されていることがわかる。
次に、本実施形態に係る対物レンズ4の第2実施例について、図7から図10および以下のレンズデータを参照して説明する。
本実施例の対物レンズ4において、第1レンズ群G1は、標本X側から順に、標本X側に凹面を向けたメニスカスレンズL1である。第2レンズ群G2は、標本X側から順に、標本X側に凹面を向けたメニスカスレンズL2、両凸レンズL3、標本X側に凹面を向けたメニスカスレンズL4と両凸レンズL5とメニスカスレンズL6との接合レンズ、標本X側に凸面を向けたメニスカスレンズL7および両凸レンズL8である。第3レンズ群G3は、標本X側に凸面を向けたメニスカスレンズ(レンズ)L9である。位相板5は平板ガラスである。
本実施例の対物レンズ4において、第1レンズ群G1は、標本X側から順に、標本X側に凹面を向けたメニスカスレンズL1である。第2レンズ群G2は、標本X側から順に、標本X側に凹面を向けたメニスカスレンズL2、両凸レンズL3、標本X側に凹面を向けたメニスカスレンズL4と両凸レンズL5とメニスカスレンズL6との接合レンズ、標本X側に凸面を向けたメニスカスレンズL7および両凸レンズL8である。第3レンズ群G3は、標本X側に凸面を向けたメニスカスレンズ(レンズ)L9である。位相板5は平板ガラスである。
面番号 r d nd νd
1 ∞ 2.0000 1.5163 64.14
2 ∞ 2.0000
3 −8.5000 0.4600 1.5163 64.14
4 −17.7969 0.1000
5 25.9886 2.1310 1.7380 32.26
6 −26.8723 1.3536
7 −13.3818 4.8626 1.4970 81.55
8 −11.6780 0.1000
9 18.3631 0.4600 1.6730 38.15
10 6.5862 4.3664 1.4970 81.55
11 −7.0381 1.9931 1.6730 38.15
12 57.3994 0.1173
13 12.2679 5.0000 1.4388 94.95
14 −14.8618 0.1000
15 11.1001 1.1271 1.6779 55.34
16 34.2081 0.1000
17 6.1519 3.5138 1.8830 40.77
18 3.5000 2.5005
1 ∞ 2.0000 1.5163 64.14
2 ∞ 2.0000
3 −8.5000 0.4600 1.5163 64.14
4 −17.7969 0.1000
5 25.9886 2.1310 1.7380 32.26
6 −26.8723 1.3536
7 −13.3818 4.8626 1.4970 81.55
8 −11.6780 0.1000
9 18.3631 0.4600 1.6730 38.15
10 6.5862 4.3664 1.4970 81.55
11 −7.0381 1.9931 1.6730 38.15
12 57.3994 0.1173
13 12.2679 5.0000 1.4388 94.95
14 −14.8618 0.1000
15 11.1001 1.1271 1.6779 55.34
16 34.2081 0.1000
17 6.1519 3.5138 1.8830 40.77
18 3.5000 2.5005
対物レンズ4の焦点距離:9.0mm、開口数:0.5である。
上記レンズデータにおいて、面番号2が位相板5であるコーデッドアパーチャであり、曲率半径rは∞と標記しているが、実際の形状は、
z=2.29×10−11(x3+y3) (3)
である。
平板ガラスの材質はS−BSL7または他の自家蛍光の少ないガラス材である。
上記レンズデータにおいて、面番号2が位相板5であるコーデッドアパーチャであり、曲率半径rは∞と標記しているが、実際の形状は、
z=2.29×10−11(x3+y3) (3)
である。
平板ガラスの材質はS−BSL7または他の自家蛍光の少ないガラス材である。
このレンズデータによれば、対物レンズ4の焦点距離f=9.0、第1レンズ群G1の焦点距離f1=−24.27、第2レンズ群G2の焦点距離f2=11.58、第3レンズ群G3の焦点距離f3=−31.94である。
したがって、f1/f=−2.70、f3/f=−3.55であり、条件式(3)、(4)を満足している。
図8から図10に収差図を示す。各収差とも良好に補正されていることがわかる。
したがって、f1/f=−2.70、f3/f=−3.55であり、条件式(3)、(4)を満足している。
図8から図10に収差図を示す。各収差とも良好に補正されていることがわかる。
次に、本実施形態に係る対物レンズ4の第3実施例について、図11から図14および以下のレンズデータを参照して説明する。
本実施例の対物レンズ4において、第1レンズ群G1は、標本X側から順に、標本X側に凹面を向けたメニスカスレンズL1および標本X側に凹面を向けたメニスカスレンズL2である。第2レンズ群G2は、標本X側から順に、標本X側に凹面を向けたメニスカスレンズL3、標本X側に凸面を向けたメニスカスレンズL4と両凸レンズL5とメニスカスレンズL6との接合レンズ、両凸レンズL7とメニスカスレンズL8との接合レンズおよび両凸レンズL9である。第3レンズ群G3は、標本X側に凸面を向けたメニスカスレンズ(レンズ)L10である。位相板5は平板ガラスである。
本実施例の対物レンズ4において、第1レンズ群G1は、標本X側から順に、標本X側に凹面を向けたメニスカスレンズL1および標本X側に凹面を向けたメニスカスレンズL2である。第2レンズ群G2は、標本X側から順に、標本X側に凹面を向けたメニスカスレンズL3、標本X側に凸面を向けたメニスカスレンズL4と両凸レンズL5とメニスカスレンズL6との接合レンズ、両凸レンズL7とメニスカスレンズL8との接合レンズおよび両凸レンズL9である。第3レンズ群G3は、標本X側に凸面を向けたメニスカスレンズ(レンズ)L10である。位相板5は平板ガラスである。
面番号 r d nd νd
1 ∞ 2.0000 1.4585 67.80
2 ∞ 2.0000
3 −4.2500 0.4510 1.6030 65.44
4 −13.4696 0.1020
5 79.6551 1.3837 1.7380 32.26
6 −14.3032 0.1000
7 19.6305 1.8119 1.6730 38.15
8 7.7287 3.6934 1.4970 81.55
9 −9.0783 0.1000
10 8.5912 0.3200 1.6730 38.15
11 4.7008 3.8178 1.4388 94.95
12 −7.7520 0.3200 1.7380 32.26
13 −20.0787 0.1000
14 4.2464 1.8881 1.4970 81.55
15 19.4995 0.1000
16 4.4083 0.7505 1.6779 55.34
17 6.1425 0.1000
18 3.4366 1.5381 1.8830 40.77
19 1.7500 0.9998
1 ∞ 2.0000 1.4585 67.80
2 ∞ 2.0000
3 −4.2500 0.4510 1.6030 65.44
4 −13.4696 0.1020
5 79.6551 1.3837 1.7380 32.26
6 −14.3032 0.1000
7 19.6305 1.8119 1.6730 38.15
8 7.7287 3.6934 1.4970 81.55
9 −9.0783 0.1000
10 8.5912 0.3200 1.6730 38.15
11 4.7008 3.8178 1.4388 94.95
12 −7.7520 0.3200 1.7380 32.26
13 −20.0787 0.1000
14 4.2464 1.8881 1.4970 81.55
15 19.4995 0.1000
16 4.4083 0.7505 1.6779 55.34
17 6.1425 0.1000
18 3.4366 1.5381 1.8830 40.77
19 1.7500 0.9998
対物レンズ4の焦点距離:4.5mm、開口数:0.75である。
上記レンズデータにおいて、面番号2が位相板5であるコーデッドアパーチャであり、曲率半径rは∞と標記しているが、実際の形状は、
z=2.0×10−11(x3+y3) (3)
である。
平板ガラスの材質は合成石英または他の自家蛍光の少ないガラス材である。
上記レンズデータにおいて、面番号2が位相板5であるコーデッドアパーチャであり、曲率半径rは∞と標記しているが、実際の形状は、
z=2.0×10−11(x3+y3) (3)
である。
平板ガラスの材質は合成石英または他の自家蛍光の少ないガラス材である。
このレンズデータによれば、対物レンズ4の焦点距離f=4.5、第1レンズ群G1の焦点距離f1=−16.88、第2レンズ群G2の焦点距離f2=6.16、第3レンズ群G3の焦点距離f3=−10.45である。
したがって、f1/f=−3.75、f3/f=−2.32であり、条件式(3)、(4)を満足している。
図12から図14に収差図を示す。各収差とも良好に補正されていることがわかる。
したがって、f1/f=−3.75、f3/f=−2.32であり、条件式(3)、(4)を満足している。
図12から図14に収差図を示す。各収差とも良好に補正されていることがわかる。
1 顕微鏡
3 光源
4 対物レンズ(顕微鏡対物レンズ)
5 位相板
6 結像レンズ
7 撮像素子
9 マイクロレンズアレイ
G1 第1レンズ群
G2 第2レンズ群
G3 第3レンズ群
L9,L10,L12 メニスカスレンズ(レンズ)
X 標本(物体)
3 光源
4 対物レンズ(顕微鏡対物レンズ)
5 位相板
6 結像レンズ
7 撮像素子
9 マイクロレンズアレイ
G1 第1レンズ群
G2 第2レンズ群
G3 第3レンズ群
L9,L10,L12 メニスカスレンズ(レンズ)
X 標本(物体)
Claims (5)
- 物体側から順に、
負の屈折力を有する第1レンズ群と、
正の屈折力を有する第2レンズ群と、
負の屈折力を有する第3レンズ群と、
該第3レンズ群の最も像側に配置されているレンズよりも像側に配置された位相板とを備え、
前記第1レンズ群の最も物体側の面が、物体側に向かう凹面であり、
以下の条件式を満足する顕微鏡対物レンズ。
―3.8≦f1/f≦―2.0
ここで、
f:前記顕微鏡対物レンズの焦点距離、
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
である。 - 以下の条件式を満足する請求項1に記載の顕微鏡対物レンズ。
―5.0≦f3/f≦―2.3
ここで、
f3:前記第3レンズ群の焦点距離
である。 - 前記位相板が、以下の式で表される表面形状を有する請求項1に記載の顕微鏡対物レンズ。
z=k(x3+y3)
ここで、
z:光軸方向の座標、
x,y:前記光軸方向に直交しかつ相互に直交する2方向の座標、
k:任意の有理数
である。 - 請求項1に記載の顕微鏡対物レンズと、
光軸に沿うZ軸方向のシフト、前記Z軸に直交するX軸方向のシフト、前記Z軸および前記X軸に直交するY軸方向のシフトおよび前記Z軸回りの回転角を調整する調整機構とを備える顕微鏡。 - 励起光を発する光源と、
前記顕微鏡対物レンズを通過した蛍光を結像させる結像レンズと、
前記結像レンズにより結像された像を光電変換する撮像素子と、
前記結像レンズと前記撮像素子との間に配置されたマイクロレンズアレイとを備える請求項4に記載の顕微鏡。
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