JPH01307717A - 異なるカバーガラス厚さに対して調整するための顕微鏡対物レンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、結像倍率５２ｘ〜６０ｘお工び少なくとも０
．５の開口数を有し、〃菖つ異なるカバーガラス厚さに
対して調整するための装置を備え九顕倣鏡対物レンズに
関する。

従来技術 顕微鏡対物レンズの計ｎにおいて一定の開口数からはカ
バーガラス、ないしは所定の厚さのカバーガラスを全対
物レンズの袖正に冨めることが必要である。これはカバ
ーガラスないしは所足り厚さ刀）らの偏差が対物レンズ
の開口収差（球面収差）に影響を与えるからである。

開口数の比較的高い対物レンズではカバーガラスの小さ
な差異も顕微鏡像の劣悪化としてＵめられるので、既に
以前から補正思想が刈られておシ、これは異なる刀バー
ガラス厚さに対する調節を可能にする。この工りな、例
えばオース）　ＩＪア特許第１７００００号明１１ｌ１
り羞びに西ドイツ国特許出願公開第２６０２７３０号明
細書に記載されたような補正思想は、２つのレンズ群に
分けられた対物レンズの空気間隔を変える。この場合普
通後方のレンズ群が移動・せしめられ、前方のレンズ群
は固定である。この手段に１って対物レンズの球面収差
に作用セしめ、それとともにカバーガラス厚さの偏差の
影響が補償される。

カバーガラス厚さ１〜２Ｍの比紋的大感な範囲にわたっ
ての調整を・可能にする補正思想を持つ１こ対物レンズ
も仰られている。このＬうな対物レンズは例えば細胞研
究で必要とされ、この場合対象は倒立ｍ題値説上ｒこ置
かれ、かつ培養各巻の底を通して観察される。この工う
な用途のための対物レンズは例えば西ドイツ国特許出願
公開第３１１３８０２号明細ｆ奎びに同内容の米国特許
第４４０３８３５号明細書お工び米国１特許第４６６６
２５６号明細書に記載されている。これらの対物レンズ
は西ドイツ国特許第１０３７７１９号明細書に記載され
九対物レンズと同様匝２つの固定のレンズ群間で移動可
能なレンズもしくはレンズ群を配慮する。この場合に２
つの空気間隔が同時に変わる、すなわちカバーガラスに
工って導入される球面収差の補正のために一方の空気間
隔の変史が行なわれ、他方この移動に工ってもたらされ
る収差補正（非点収差）の劣悪化に対しては同時に行な
われる第２の間隔変更によって対応しなければならない
。

史に上記の西ｒイツ国待杆第１０３７７１９号明に■′
−１「からは、補正移動と同時尺焦点後調整のために全
対物レンズと移動させることが卸られている。

しかし上記の手段をもってしては関連する能力範囲、す
なわち６２倍から６０倍の結激倍率および０．５〜０．
７の開口数においては約１ｗＩ＃の僅かなカバーガラス
厚さの差異しか補正することかで話ない。それに対して
２鵡のカバーガラス厚さ差異に対して挙げられた、西ド
イツ国特杵出願公開第３１１３８０２号明細書の対物レ
ンズ４０１０．５５は、平らにされ友像面を持つ平対物
レンズにとっては本来詐容し得ないＬりな結像収差、特
に非点収差を待っている。

発明が解決しＬうとする問題点 本発明の課題は、結像収差の良好な補正を維持しながら
著しく異なるカバーガラス厚さ九対する調整を可能にす
る、異なるカバーガラス厚さに対して調整するための装
ａを備えたＭ微鏡対物レンズを提供することである。

間廟点を解決するための手段 上記の課題を解決するための本発明の手段は、結像倍率
３２Ｘ〜６０工お工び少なくとも０．５の開口数１！ｃ
有していて、しかも異なる刀パーガラス厚さに対して調
整するための装置を備え友題微鏡対物レンズであって、
固定の第１のレンズもしくはレンズ群と第３の同様に固
定のレンズもしくはレンズ群との間に第２のレンズもし
くはレンズ群が移動可能に配置された形式のものにおい
て、カバーガラス厚さに対する調整のためにもう１つの
レンズもしくはレンズ群が第２のレンズ群に対して同時
に逆方向に移動可能でおることである。

発明の効果 このもう１つのレンズ群は有利には第３の、固定のレン
ズ群に続いた、負の屈折力を持った接合成分でちる。固
定の、第３のレンズ成分とこの負の接合成分との間の空
気間隔の変史は対物レンズの収差補正（非点収差）に作
用し、球面収差をほぼ変えないので、２つの収差成分は
２つのレンズ成分の移動に１って互いに別個に最適化す
ることができ、これにニジ広範囲のカバーガラス厚さ変
化にわたっての良好な補正が得られる。

両レンズ成分間にａ細化した移動経過を必要とセす、両
レンズ成分は調整移動中直線形に移動せしめることがで
きることが示され友。これは例えば異なるピッチリねじ
山ま九は突起によって笑施することかでき、この突起は
レンズフレームの回転可能な中間リングに形成場れ九−
足のｔ友は異なるピッチを待つ適切なみぞに係合する。

２つの移動可能なレンズ群間に固定のレンズもしくはレ
ンズ群が配置されるので、このレンズもしくはレンズ群
は対物レンズの組立の際に製作誤差の補償の九めのセン
タリングレンズとして使用することができ、そのために
有利九はセンタリングフレーム内に収容される。更にこ
のレンズは位相リングのためのキャリヤとして利用する
ことができる。位相差法ではコンデンサ内の絞りと対物
レンズ内の位相リングとの間の結像条件を異なるカバー
ガラス厚さにおいても良好に維持するためには対物レン
ズ円の位相リングの位置を一定に保つことが１要でおる
。

更に全対物レンズに関する焦点麦調整が異なるカバーガ
ラス厚さに対する調整と連結され、かつ同一のＦＪＭ整
移動リングを用いて行なわれると有利である。この手段
にニジ対物レンズは特に増扱い容易となる。

対物レンズのフロントレンズはカバーガラス厚さに対す
る調整移動には参加セす、固定であるので、対物レンズ
を特に良好に密閉することができる。

不発明のその他の利点は稍求頂２〜１５お工び以下の、
添付図面に示され７’Ｃ実施例の記載から得られる。

災施例 第１図および第２図に示された対物レンズは結像倍率４
０Ｘおよび開口数０．６７ｆｅ’Ｎする平アクロマート
である。対物レンズは固定のフロントレンズＬ１を備え
ている。フロントレンズは上記の能力範囲の対物レンズ
で一般的でおる二うに凹凸収れんレンズとして構成てれ
ている。

７０／トレ／ズｒ、＋１には四凸単しンズＬ２並ひに３
個のレンズから成る接合成分Ｌ６が続いている。接合レ
ンズＬ６は各１つの凸凹と凹凸の負のレンズ間の両凸収
れんレンズから成っている。２つのレンズ成分Ｌ２とＬ
３ｐ＞ら成るレンズ群は後述するように光軸に沿って移
動可能である。

レンズ成分Ｌ６には固定の両凸単レンズＬ４が続いてい
る。このレンズ成分Ｌ４はフロントレンズＬ１と同様に
固定である。もう１つの、同様に元軸に沿って移動可能
なレンズ成分Ｌ５が対物レンズの像側の終端部を構成し
ている。

レンズ成分Ｌ５は接合成分でらフ、両凸の正のレンズと
両凹の負のレンズから成る。このレンズ成分は全体とし
て負の焦点距離を有し、対物レンズの収差補正に用９ら
れる、すなわちこれは２つのレンズ成分Ｌ２とＬ６から
成るレンズ群を軸方向にＳ動セしめたときに生じる非点
収差を除去する。

第１図に示された対物レンズのフレームに外側の、クー
レンズ固定のリング１を備え、このリングは対物レンズ
のねじ結合用ねじ山２を有している。このリング１内例
はもう１つの固定のリング３がねじ込まれている。この
リング３はめねじ５を、ここ國回転可能にねじ結合され
る中間リング４のために■している。中間リング４は突
起７を有し、この突起はリング３を取巻く操作リング６
の切欠き内へ保合している。

回転可能な中間リング４は更に互いに逆向きの、ｔツチ
の異なる２つのら線形のみぞ’ｋＷしている。これらの
みぞ艮はレンズ成分Ｌ５のためのフレーム１３に固定さ
れた突起１７．ｍび国レンズ成分−６のフレーム１３お
工びレンズＪｉｌｌＬ２のフレーム１４のためのスライ
ドフレーム１２にねじ結合された突起１５が係合してい
る。突起１７と１５は史に７レームリング８お工びこの
周夛に配置されたキャリヤスリーブ１１内の軸方向のス
リットヲ真通している。キャリヤスリーブ１１はフロン
トレンズ群の丸めのフレーム１０の他に他のすべてのレ
ンズフレーム９，１２．１（Ｉｎ受答しており、かつこ
れに増付けられた突起１８に工っで相対回動防止されて
いる。突起１８は固定のリング３のスリットに係合して
いる。このエラにして対物レンズのレンズ成分が操作リ
ング６の回転時に軸方向に移動するが、−緒み回転しな
いことが保ｉｆ＋Ｅされる。

異なるカバーガラス厚さに対して調整するために操作リ
ング６を回転さセると、両し／ズ成分Ｌ２／Ｌ３お工び
Ｌ５は光軸に沿って逆方向に移動する（この場合レンズ
成分Ｌ５の行程はレンズ群−２７Ｌ６の行程の約６倍で
める）。

これと同時にフレーム１１が全対物レンズと一緒に光軸
に沿って移動する。このことは第２ａ囚、第２ｂ図、第
２ｃ図の−に明らかである。

これらの図にはカバーガラス厚さが０（ｆｉ２ａ図）、
中間のカバーガラス厚さＤ−１亀（第２ｂ図）、カバー
ガラス厚さＤ−２鵡（第２ａ）に対して調整する際の関
係が示されている。このときに対物レンズの作業間隔と
ともに６つの９気間隔、すなわちｄ２．ｄ８．ｄｌｏが
変わる。これらのパラメータに二ってカバーガラス厚さ
変動２鵡の全範囲にわたって変らない良好な結像収差補
正が達成される。

請求：ｒｉ４１５の表１には第１因ないしは第２ａ図か
ら第２ｃＥに示されたように、結像倍率４０ｘお工び開
口数６．６を有する対物レンズのパラメータが示されて
いる。この辰にはレンズの厚さと空気間隔がｄで、レン
ズ面の曲率半径がｒで挙げられておシ、連続番号は第２
ａ図もしくは第２ｂ図に示された通シである。ｎａは屈
折率を表わし、νｄはガラスのアツベａを表わす。

第３ａ図から第３ａｉＱには上記６つの刀バーガラス厚
さＤ−Ｑ、Ｄ−ｉｍ、ＬＩ−２１４に対して対物レンズ
の結像収差、すなわち球面収差、非点収差、歪曲収差か
示されている。球面収差と非点収差は鵡で記載嘔れ、歪
曲収差は％で挙げられている。非点収差と歪曲収差は２
５３ＥＩの全像面直径國わたって示されている。

組められる工うに対物レンズは６つのすべてのカバーガ
ラス厚さに対してきわめて良好に補正された数値を有し
、これらの数値は可視域の下で全像面にわたって位置し
ている。したがって対物レンズは尚然平アクロマートと
して表示することができる。

ここでフレーム内の丁ぺての運動経過か直線形で行なわ
れ、そのために′４１＆化した曲線体を製作セす、かつ
調整する必要がないので、カバーガラス渾名の全範囲に
わたって良好な補正特性を維持することが過大な製作技
術上の費用を必要とするものではないことを挙けておく
。

請求〕１５の異■には結像倍率３２１と開口数０．５５
の対物レンズのパラメータが、表Ｉには結像倍率５０ｘ
と開口数０．６５の第３の対物レンズのパラメータが挙
げられている。これら２つの対物レンズも同様に平アク
ロマートであり、レンズ断面図お工び補正曲−でもって
示され友対物し／ズ４０／Ｌ１．６０と同様に良好な結
像収差補正を特徴とする。嚢Ｉｔ、ＩＫよる両対物レン
ズも請求項１４に挙げられ九原則的な構成を基にしてい
る、すなわちこれらは同様に４群に分けられた８（ｌ！
のレンズから成シ、単レンズＬ２と接合成分ＩＪ３から
成る第２のレンズ群と接合成分から成る第４のレンズ群
とは互いに逆方向に移動可能である。したがってこれら
２つの対物レンズのレンズ断面図は第２ａ内から第２ｃ
図にほぼ等しく、そのために図を繰返して記載しない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による対物レンズをフレームとともに縮
尺１対３で示した断面図、第２ａ図、第２′ｂ図、第２
Ｃ図はそれぞれカバーガラス厚さ１）ＩｍＯ、カバーガ
ラス厚さｐ■１鯖、カバーガラス厚さＤ−２１１１に対
して調整しｔ際の第１図による対物レンズのレンズ断面
図、第３ａ図、ｇＢｂ図、２’ｒ　Ｂ　０図は上記３つ
のカバーガラス厚さに対してぴ［また際の対物レンズの
結像収差に関する補正曲線を示した図である。 Ｌｌ・・・フロントレンズ、Ｌ２ＩＬ４・・・単レンズ
、Ｉ’３・・・接合成分、Ｌ５・・・レンズ成分、１゜
３・・・リング、２・・・ねじ山、４・・・中間リング
、５・・・めねじ、６・・・操作リング、７．１５，１
７゜１８・・・突起、９．１０．１３・・・フレーム、
１１・・・キャリヤスリーブ、１２・・・スライドフレ
ーム、１３．１４・・・７レーム。 Ｌｌ　第１のレンズ Ｌ２／Ｌ３・・第２のレンズ群 Ｌ４・第３のレンズ Ｌ５１／ンズもしくはレンズ群 ＬＩ　　Ｌ２　　　Ｌ３　　　Ｌ４　　　　　　　　　
　Ｌ５Ｌ１・・第１のし／ズ　　　　　　Ｌ４　第３の
し／ズＬ２／Ｉ、３　第２のレンズ群　　　Ｌ５−１／
／ズもしくはレンズ群Ｄ＝０ 球　　　　　　　　　非　　　　　　　　　歪曲収差Ｆ
ｉｇ、３ｂ ［）＝１ｍｍ −４コυｔ、））ｌＩＴｌｍｌ Ｆｉｇ、３ｃ ［）＝２ｍｍ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、結像倍率３２×〜６０×および少なくとも０．５の
   開口数を有していて、しかも異なるカバーガラス厚さに
   対して調整するための装置を備えた顕微鏡対物レンズで
   あつて、固定の第１のレンズ（Ｌ１）もしくはレンズ群
   と第３の同様に固定のレンズ（Ｌ４）もしくはレンズ群
   との間に第２のレンズもしくはレンズ群（Ｌ２／Ｌ３）
   が移動可能に配置された形式のものにおいて、もう１つ
   のレンズもしくはレンズ群が第２のレンズもしくはレン
   ズ群（Ｌ２／Ｌ３）に対して逆方向に移動可能であるこ
   とを特徴とする、異なるカバーガラス厚さに対して調整
   するための顕微鏡対物レンズ。 ２、２つの移動可能なレンズ群（Ｌ２／Ｌ３；Ｌ５）の
   運動が直線形である、請求項１記載の顕微鏡対物レンズ
   。 ３、もう１つのレンズ群（Ｌ５）の移動行程が第２のレ
   ンズ群（Ｌ２／Ｌ３）の行程よりも大きい、請求項１記
   載の顕微鏡対物レンズ。 ４、移動行程が少なくとも係数３異なつている、請求項
   ３記載の顕微鏡対物レンズ。 ５、第３のレンズ群（Ｌ４）がセンタリングフレーム（
   ９）内に受容されている、請求項１記載の顕微鏡対物レ
   ンズ。 ６、異なるカバーガラス厚さに対して調整するための装
   置が全対物レンズの焦点後調整のための装置と連結され
   ている、請求項１記載の顕微鏡対物レンズ。 ７、唯一の操作リング（６）が設けられており、該操作
   リングが両レンズ成分（Ｌ２／Ｌ３；Ｌ５）のカバーガ
   ラス厚さ補正のための逆方向の移動および全対物レンズ
   の焦点後調整のための移動を同時に行なうようになつて
   いる、請求項６記載の顕微鏡対物レンズ。 ８、焦点後調整のために操作リング（６）と連結された
   中間リング（４）の微細なねじ山（５）が用いられてい
   る、請求項７記載の顕微鏡対物レンズ。 ９、異なるカバーガラス厚さに対して調整するための装
   置が２つのそれぞれレンズフレームに結合された突起（
   １５、１７）を有し、これらの突起が中間リング（４）
   内の一定の、しかし異なるピッチを持つた２つのみぞに
   係合している、請求項８記載の顕微鏡対物レンズ。 １０、固定の第３のレンズ成分（Ｌ４）と移動可能な、
   もう１つのレンズ成分（Ｌ５）との間の空気間隔（ｄ１
   ０）の変化が対物レンズ。 面補正に作用する、請求項１記載の顕微鏡対物レンズ。 １１、２つの固定のレンズ成分（Ｌ１、Ｌ４）が正の単
   レンズである、請求項１記載の顕微鏡対物レンズ。 １２、移動可能な、第２のレンズ群が正の屈折力を有し
   ている、請求項１記載の顕微鏡対物レンズ。 １３、同時に移動可能な、もう１つのレンズ群（Ｌ５）
   が負の屈折力を有する接合成分である、請求項１記載の
   顕微鏡対物レンズ。 １４、対物レンズが平アクロマートであり、４つの群に
   分けられた８Ｍのレンズを有し、かつ光の方向でみて次
   の構成： −凹凸収れんレンズの形のフロントレンズ、−フロント
   レンズに対して間隔（ｄ２）を置いてもう１つの凹凸単
   レンズ（Ｌ２）、 −３個のレンズから成る接合成分（Ｌ３）、この場合中
   央のレンズが両凸収れんレンズであり、凸凹発散レンズ
   と凹凸発散レンズによつて狭まれている、 −接合成分（Ｌ３）に対して間隔（ｄ８）を置いて両凸
   単レンズ（Ｌ４）、 −両凸収れんレンズ（Ｌ４）に対して間隔（ｄ１０）を
   置いて両凸収れんレンズと両凹発散レンズから成る接合
   成分、 を有しており、かつ３つの間隔（ｄ２、ｄ８、ｄ１０）
   が異なるカバーガラス厚さに対して調整するために可変
   である、請求項１記載の顕微鏡対物レンズ。 １５、対物レンズが次の３つの表： 表 I ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ 表II ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ カバーガラス　０〜２ｍｍ 作業間隔　ｗ＝２．３５ｍｍ〜１．３ｍｍ 結像倍率　Ｂ＝５０ｘ 開口数　Ａ＝０．６５ に挙げられた、レンズの曲率半径ｒ、レンズの厚さおよ
   び間隔ｄ、屈折率ｎｄ、使用ガラスのアツベ数νｄにつ
   いてのデータを持つか、またはこれらのデータ組から出
   発して各パラメータの変更により同じ結像倍率β、同じ
   開口数Ａ並びに比較可能な、良好な補正状態を有する対
   物レンズを与える数値を持つ、請求項１４記載の対物レ
   ンズ。