WO2015107881A1 - 対物レンズおよび顕微鏡 - Google Patents
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Abstract
Description
0.11 ≦ d00/TL0 ≦ 0.19
但し、
d00:前記物体から前記正メニスカスレンズの前記物体側の面までの光軸上の距離、
TL0:前記物体から前記対物レンズ全体のレンズ最終面までの光軸上の距離。
1.7 ≦ nd1
50 ≦ νd1
但し、
nd1:前記正メニスカスレンズの硝材のd線に対する屈折率、
νd1:前記正メニスカスレンズの硝材のd線を基準とするアッベ数。
224 ≦ ((nd1+nd2)/2)×|fdoe/f| ≦ 280
但し、
nd2:前記第1レンズ群を構成する前記正レンズの硝材のd線に対する屈折率、
f:前記対物レンズ全体の焦点距離、
fdoe:前記回折光学素子の焦点距離。
4° ≦ |θmax| ≦ 10°
但し、θmax:前記物体中心から最大開口数となる光線が前記回折光学素子に入射する角度の最大値。
|nd3-nd4| ≦ 0.13
但し、
nd3:前記第2レンズ群のうち最も前記像側の前記接合レンズを構成する2枚のレンズの一方の硝材のd線に対する屈折率、
nd4:前記第2レンズ群のうち最も前記像側の前記接合レンズを構成する2枚のレンズの他方の硝材のd線に対する屈折率。
νdmax ≦ 85
但し、νdmax:前記対物レンズを構成する正レンズの硝材のd線を基準とするアッベ数の最大値。
50 ≦ νd1 …(2)
但し、
nd1:正メニスカスレンズL1の硝材のd線(波長λ=587.6nm)に対する屈折率、
νd1:正メニスカスレンズL1の硝材のd線を基準とするアッベ数。
但し、
d00:物体Oと第1レンズ群G1の間に配設される光透過平行平面板C(カバーガラス等)の厚さが0mmのとき(光透過平行平面板Cが配設されていないとき)の、物体O(顕微鏡対物レンズOLの物体側焦点面)から第1レンズ群G1の最も物体O側のレンズ面(正メニスカスレンズL1の物体O側の面(図1における第1面))までの光軸上の距離、
TL0:光透過平行平面板Cの厚さが0mmのとき(光透過平行平面板Cが配設されていないとき)の、物体O(顕微鏡対物レンズOLの物体側焦点面)から顕微鏡対物レンズOL全体のレンズ最終面(第3接合レンズCL23の像側の面(図1における第21面)までの光軸上の距離。
但し、
nd2:最も物体O側の正メニスカスレンズL1の像側に隣接する正レンズL2の硝材のd線に対する屈折率、
f:顕微鏡対物レンズOL全体の焦点距離、
fdoe:回折光学素子DOEの焦点距離。
但し、θmax:物体O中心から最大開口数となる光線が回折光学素子DOE(回折光学面D)に入射する角度の最大値。
但し、
nd3:第2レンズ群G2のうち最も像側に配設された第3接合レンズCL23を構成する負レンズL13および正レンズL14の一方の硝材のd線に対する屈折率、
nd4:第2レンズ群G2のうち最も像側に配設された第3接合レンズCL23を構成する負レンズL13および正レンズL14の他方の硝材のd線に対する屈折率。
但し、νdmax:顕微鏡対物レンズOLを構成する正レンズの硝材のd線を基準とするアッベ数の最大値。
nC nd nF ng
低屈折率 1.52330 1.52780 1.53910 1.54910
高屈折率 1.55380 1.55710 1.56500 1.57130
m r d nd νd
1 75.043 5.10 1.62280 57.0
2 -75.043 2.00 1.74950 35.2
3 1600.580 7.50
4 50.256 5.10 1.66755 42.0
5 -84.541 1.80 1.61266 44.4
6 36.911
第1実施例について、図1~図4および表3~表5を用いて説明する。上述の説明で用いた図1は、第1実施例に係る顕微鏡対物レンズOL1の構成を示している。顕微鏡対物レンズOL1は、光透過平行平面板C(カバーガラス等)の下に載置された物体O(標本)を観察するための対物レンズであって、物体O(光透過平行平面板C)側から順に並んで配設された、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2とを有して構成され、第1レンズ群G1内に回折光学素子DOEが配置されている。
[全体諸元]
f = 10.23
N.A.= 0.6
d0 = 10.47
β = 20X
[レンズデータ]
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
m r d nd νd
1 -20.847 3.5 1.72916 54.7
2 -12.102 0.2
3 -122.112 3.4 1.64000 60.1
4 -21.374 2.3
5 0.000 1.4 1.51633 64.1
6 0.000 0.1 1.55710 49.7
7* 0.000 0.1 1.52780 33.4
8 0.000 1.4 1.51633 64.1
9 0.000 0.2
10 29.371 7.1 1.49782 82.6
11 -17.798 1.5 1.67300 38.2
12 -29.772 d12(可変)
13 35.464 1.0 1.73800 32.3
14 13.603 4.6 1.49782 82.6
15 0.000 0.2
16 10.646 5.7 1.49782 82.6
17 -48.100 4.0 1.67300 38.2
18 6.510 4.8
19 -7.380 4.2 1.64000 60.1
20 18.604 5.2 1.67300 38.2
21 -13.645
[回折面データ]
第7面
C2=-3.0092E-04
C4=-1.4667E-07
C6= 3.5429E-09
C8=-2.0543E-11
平行平板厚 d0(W.D.) d12 TL
0 10.47 0.2 61.5
1 9.75 1.1 61.7
2 9.02 2.1 62.0
(1) nd1 = 1.72916
(2) νd1 = 54.7
(3) d00/TL0 = 0.1702
(4) ((nd1+nd2)/2)×|fdoe/f| = 273.7
(5) |θmax| = 5.2
(6) |nd3-nd4| = 0.03300
(7) νdmax = 82.6
第2実施例について、図5~図8および表6~表8を用いて説明する。図5は、第2実施例に係る顕微鏡対物レンズOL2を示している。顕微鏡対物レンズOL2は、光透過平行平面板C(カバーガラス等)の下に載置された物体O(標本)を観察するための対物レンズであって、物体O(光透過平行平面板C)側から順に並んで配設された、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2を有して構成され、第1レンズ群G1内に回折光学素子DOEが配置されている。
[全体諸元]
f = 10.23
N.A. = 0.6
d0 = 10.67
β = 20X
[レンズデータ]
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
m r d nd νd
1 -18.590 3.0 1.72916 54.7
2 -11.890 0.2
3 -48.384 3.7 1.64000 60.1
4 -16.220 3.6
5 0.000 1.4 1.51633 64.1
6 0.000 0.1 1.55710 49.7
7* 0.000 0.1 1.52780 33.4
8 0.000 1.4 1.51633 64.1
9 0.000 0.2
10 31.851 7.2 1.49782 82.6
11 -17.217 1.5 1.67300 38.2
12 -26.746 d12(可変)
13 21.627 5.3 1.49782 82.6
14 -25.940 1.0 1.73800 32.3
15 32.526 1.0
16 9.356 4.9 1.49782 82.6
17 76.176 3.1 1.67300 38.2
18 6.032 6.6
19 -6.852 1.5 1.64000 60.1
20 21.683 5.0 1.67300 38.2
21 -10.611
[回折面データ]
第7面
C2=-3.2837E-04
C4= 3.3809E-07
C6= 1.4552E-09
C8=-1.2623E-11
平行平板厚 d0(W.D.) d12 TL
0 10.67 0.2 61.7
1 9.93 1.1 61.8
2 9.19 2.2 62.0
(1) nd1 = 1.72916
(2) νd1 = 54.7
(3) d00/TL0 = 0.1730
(4) ((nd1+nd2)/2)×|fdoe/f| = 250.6
(5) |θmax| = 5.1
(6) |nd3-nd4| = 0.03300
(7) νdmax = 82.6
第3実施例について、図9~図12および表9~表11を用いて説明する。図9は、第3実施例に係る顕微鏡対物レンズOL3を示している。顕微鏡対物レンズOL3は、光透過平行平面板C(カバーガラス等)の下に載置された物体O(標本)を観察するための対物レンズであって、物体O(光透過平行平面板C)側から順に並んで配設された、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2とを有して構成され、第1レンズ群G1内に回折光学素子DOEが配置されている。
[全体諸元]
f = 10.22
N.A. = 0.6
d0 = 9.77
β = 20X
(レンズデータ)
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
m r d nd νd
1 -22.635 3.2 1.72916 54.7
2 -13.399 0.2
3 -200.000 3.5 1.72916 54.7
4 -20.498 0.2
5 0.000 1.4 1.51633 64.1
6 0.000 0.1 1.55710 49.7
7* 0.000 0.1 1.52780 33.4
8 0.000 1.4 1.51633 64.1
9 0.000 0.2
10 46.706 1.0 1.67300 38.2
11 17.146 6.1 1.49782 82.6
12 -38.701 0.2
13 28.341 4.6 1.59240 68.3
14 -41.620 d14(可変)
15 -30.000 1.0 1.67300 38.2
16 24.232 5.0 1.49782 82.6
17 -25.653 0.2
18 10.736 5.5 1.49782 82.6
19 0.000 2.3 1.67300 38.2
20 6.019 4.1
21 -7.521 6.5 1.61340 44.3
22 23.233 5.4 1.73800 32.3
23 -18.750
[回折面データ]
第7面
C2=-3.0972E-04
C4= 6.4786E-09
C6= 6.1382E-09
C8=-3.6132E-11
平行平板厚 d0(W.D.) d14 TL
0 9.77 0.4 62.4
1 9.00 0.8 62.0
2 8.23 1.2 61.6
(1) nd1 = 1.72916
(2) νd1 = 54.7
(3) d00/TL0 = 0.1565
(4) ((nd1+nd2)/2)×|fdoe/f| = 273.1
(5) |θmax| = 5.1
(6) |nd3-nd4| = 0.12460
(7) νdmax = 82.6
第4実施例について、図13~図16および表12~表14を用いて説明する。図13は、第4実施例に係る顕微鏡対物レンズOL4を示している。顕微鏡対物レンズOL4は、光透過平行平面板Cの下に載置された物体O(標本)を観察するための対物レンズであって、物体O(光透過平行平面板C)側から順に並んで配設された、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2とを有して構成され、第1レンズ群G1内に回折光学素子DOEが配置されている。
[全体諸元]
f = 10.20
N.A. = 0.7
d0 = 7.73
β = 20X
[レンズデータ]
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
m r d nd νd
1 -17.092 3.2 1.72916 54.7
2 -11.137 0.2
3 -100.000 3.7 1.72916 54.7
4 -18.366 0.2
5 0.000 1.4 1.51633 64.1
6 0.000 0.1 1.55710 49.7
7* 0.000 0.1 1.52780 33.4
8 0.000 1.4 1.51633 64.1
9 0.000 0.2
10 181.144 1.0 1.67300 38.2
11 20.601 7.7 1.49782 82.6
12 -23.081 0.2
13 31.770 5.4 1.59240 68.4
14 -37.432 d14(可変)
15 -30.000 1.0 1.67300 38.2
16 34.642 5.2 1.49782 82.6
17 -29.363 0.2
18 11.510 5.6 1.49782 82.6
19 0.000 2.6 1.67300 38.2
20 6.940 5.2
21 -8.250 4.6 1.61340 44.3
22 26.357 4.9 1.73800 32.3
23 -17.294
[回折面データ]
第7面
C2=-3.2148E-04
C4=-3.1555E-07
C6= 9.7481E-09
C8=-5.5669E-11
平行平板厚 d0(W.D.) d14 TL
0 7.73 0.4 62.2
1 6.96 0.9 62.0
2 6.17 1.6 61.8
(1) nd1 = 1.72916
(2) νd1 = 54.7
(3) d00/TL0 = 0.1243
(4) ((nd1+nd2)/2)×|fdoe/f| = 263.6
(5) |θmax| = 7.6
(6) |nd3-nd4| = 0.12460
(7) νdmax = 82.6
G1 第1レンズ群
G2 第2レンズ群
L1 正メニスカスレンズ
L2 正レンズ
DOE 回折光学素子
D 回折光学面
CL21 第1接合レンズ
CL22 第2接合レンズ
CL23 第3接合レンズ
C 光透過平行平面板(カバーガラスやガラスシャーレ)
Claims (11)
- 物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群とを備えてなる対物レンズであって、
前記第1レンズ群は、前記物体側から順に並んだ、前記物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと、前記正メニスカスレンズの像側に隣接した正レンズと、互いに異なる光学材料からなる2つの回折素子要素を接合し、その接合面に回折格子溝が形成された回折光学面を有する回折光学素子とを有し、
前記第2レンズ群は、正レンズおよび負レンズを接合してなる3枚の接合レンズからなり、
以下の条件式を満足することを特徴とする対物レンズ。
0.11 ≦ d00/TL0 ≦ 0.19
但し、
d00:前記物体から前記正メニスカスレンズの前記物体側の面までの光軸上の距離、
TL0:前記物体から前記対物レンズ全体のレンズ最終面までの光軸上の距離。 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1に記載の対物レンズ。
1.7 ≦ nd1
50 ≦ νd1
但し、
nd1:前記正メニスカスレンズの硝材のd線に対する屈折率、
νd1:前記正メニスカスレンズの硝材のd線を基準とするアッベ数。 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1または2に記載の対物レンズ。
224 ≦ ((nd1+nd2)/2)×|fdoe/f| ≦ 280
但し、
nd2:前記第1レンズ群を構成する前記正レンズの硝材のd線に対する屈折率、
f:前記対物レンズ全体の焦点距離、
fdoe:前記回折光学素子の焦点距離。 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載の対物レンズ。
4° ≦ |θmax| ≦ 10°
但し、
θmax:前記物体中心から最大開口数となる光線が前記回折光学素子に入射する角度の最大値。 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載の対物レンズ。
|nd3-nd4| ≦ 0.13
但し、
nd3:前記第2レンズ群のうち最も前記像側の前記接合レンズを構成する2枚のレンズの一方の硝材のd線に対する屈折率、
nd4:前記第2レンズ群のうち最も前記像側の前記接合レンズを構成する2枚のレンズの他方の硝材のd線に対する屈折率。 - 前記物体と前記第1レンズ群の間に配設される光透過部材の厚さに応じて、前記第2レンズ群を前記第1レンズ群に対して光軸方向に相対移動させて収差補正が可能に構成されたことを特徴する請求項1~5のいずれか一項に記載の対物レンズ。
- 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1~6のいずれか一項に記載の対物レンズ。
νdmax ≦ 85
但し、
νdmax:前記対物レンズを構成する正レンズの硝材のd線を基準とするアッベ数の最大値。 - 前記第2レンズ群は、前記物体側から順に並んだ、正レンズおよび負レンズを接合してなる第1接合レンズと、前記物体側に凸面を向けた正レンズおよび前記像側に凹面を向けた負レンズを接合してなる第2接合レンズと、前記物体側に凹面を向けた負レンズおよび前記像側に凸面を向けた正レンズを接合してなる第3接合レンズとからなることを特徴とする請求項1~7のいずれか一項に記載の対物レンズ。
- 前記回折光学素子は、主光線が光軸と交わる位置よりも前記物体側に配置されていることを特徴とする請求項1~8のいずれか一項に記載の対物レンズ。
- 前記回折光学素子は、前記第1レンズ群を通過する光束の径が最も大きくなる位置よりも前記物体側に配置されていることを特徴とする請求項1~9のいずれか一項に記載の対物レンズ。
- 請求項1~10のいずれか一項に記載の対物レンズを有する顕微鏡。
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