JPH0358493B2 - - Google Patents

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JPH0358493B2
JPH0358493B2 JP15544283A JP15544283A JPH0358493B2 JP H0358493 B2 JPH0358493 B2 JP H0358493B2 JP 15544283 A JP15544283 A JP 15544283A JP 15544283 A JP15544283 A JP 15544283A JP H0358493 B2 JPH0358493 B2 JP H0358493B2
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JP
Japan
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lens
lens component
lens group
component
negative
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JP15544283A
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English (en)
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JPS6046520A (ja
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Yoshuki Shimizu
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Nikon Corp
Original Assignee
Nippon Kogaku KK
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Publication date
Application filed by Nippon Kogaku KK filed Critical Nippon Kogaku KK
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Priority to US06/551,842 priority patent/US4588264A/en
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Priority to US06/717,798 priority patent/US4666256A/en
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0025—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration
    • G02B27/0068—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration having means for controlling the degree of correction, e.g. using phase modulators, movable elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/02—Objectives

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

Description

【発明の詳細な説明】
(発明の技術分野) 本発明は、中高倍率の乾燥系顕微鏡対物レンズ
に関する。 (発明の背景) 従来、中高倍率の顕微鏡対物レンズは、一般に
作動距離が小さく、例えば、40倍程度の対物レン
ズでは0.2〜0.5mm、100倍程度では0.1〜0.3mmであ
つた。この様に小さな作動距離の対物レンズで
は、その先端が顕微鏡の操作中に被検物体と接触
して疵を付け易く、また、操作に際して不自由な
事態が生じがちであつた。このため、高倍率であ
つても大きな作動距離を有する対物レンズが望ま
れていたが、像面の平坦性をはじめ諸収差の補正
は高倍率である程難しいものであつた。 (発明の目的) 本発明は、大きな作動距離を有しつつしかも優
れた結像性能を有する中高倍率の顕微鏡対物レン
ズを提供することにある。 (発明の概要) 本発明による顕微鏡対物レンズは、基本的に
は、物体O側から順に、物体側に凹面を向けた正
メニスカスレンズ成分及び貼合せレンズ成分を有
し物体からの光束を収斂光束に変換する正屈折力
の第1レンズ群G1、該収斂光束中に配置された
屈折力の小さい貼合せレンズ成分を有する第2レ
ンズ群G2、及び、物体側に凸面を向けたメニス
カスレンズ成分とこれに続く負レンズ成分とを有
する負屈折力の第3レンズ群G3を有している。
そして、前記第1レンズ群G1中の最も物体側の
正メニスカスレンズ成分の物体側及び像側のレン
ズ面の曲率半径をそれぞれr1,r2、該正メニスカ
スレンズ成分の中心厚をd1、全系の焦点距離をf
とし、前記第3レンズ群G3中のメニスカスレン
ズ成分の中心厚をdF、負レンズ成分の中心厚を
dR、該メニスカスレンズ成分と該負レンズ成分と
の空気間隔をdAとするとき、 |r1|>|r2|>f (1) 3f>1/2|r1|>d1 (2) dF+dA>dR (3) の各条件を満足するものである。 一般に、像面の平坦な乾燥系プラン対物レンズ
においては、最も物体側に物体に凹面を向けた強
い負屈折力のレンズ面が設けられている。この強
い負屈折力のレンズ面はペツツバール和を負とす
るのに非常に有効に作用しており、しかも物体に
近いためこの面での光線の屈折の量が小さく、屈
折力が強大な割には収差に悪影響を及ぼしにくい
という効果を持つものであつた。しかしながら、
収差に悪影響を与えないためには物体面に極めて
近い位置である必要があり、このために作動距離
が小さくならざるを得なかつたのである。そし
て、このような物体側に強い凹面を向けたレンズ
面を持つ最も物体側のレンズは、その曲率半径に
比して非常に厚いメニスカス状をなしており、こ
のレンズの中心厚はこのレンズの像側の像側に凸
面を向けたレンズ面の曲率半径の値とほぼ同じで
あり、凹面の曲率半径は凸面のそれの50〜60%の
値を持つのが一般的である。これらの値の相互関
係は対物レンズの倍率や開口数に依らずほぼ一定
の割合を保つており、乾燥系プラン対物レンズに
おいて、このような最も物体側のレンズの構成が
必須であつて、大きな役割を担つていたことが理
解される。 本発明では長大な作動距離を確保するために、
上述したごとき従来の乾燥系プラン対物レンズの
構成を用いることはできず、このために、上記(1)
式及び(2)式の条件のごとき正メニスカスレンズを
最も物体側に配置し、これにより補正不十分とな
るペツツバール和の補正のために第3レンズ群と
して(3)式の条件のごとき構成の負屈折力群を設け
たものである。従つて、本発明は第1レンズ群中
の最も物体側のレンズ及び第3レンズ群の構成を
主たる特徴とするものである。 上記(1)式の条件は長大な作動距離を得ると共
に、ペツツバール和の極端な悪化を防ぐためのも
のである。(1)式に示したr1とr2との絶対値の大小
関係が逆転すると、先に述べた従来の対物レンズ
と同様の収差補正手法となるため、基本的に長い
作動距離を維持することが不可能となる。また、
r2の絶対値が全系の焦点距離fより小さくなる
と、球面収差、色収差の補正には有利になるがペ
ツツバール和が正に過大となり補正が困難とな
る。 (2)式の左側の不等号が逆転すると、最も物体側
のレンズ面の曲率半径r1が相対的に大きくなり過
ぎるため球面収差を悪化させ、またペツツバール
和の補正が難しくなり、後方の第3レンズ群によ
つても良好な補正は困難になる。(2)式の右側の不
等号が逆転すると、最も物体側のレンズ面の曲率
半径が相対的に小さくなるためペツツバール和の
補正には良い影響を与えるものの、このレンズ面
で発生する球面収差が大きくなり、しかも大きな
作動距離を維持することが難しくなる。 このような最も物体側の正メニスカスレンズに
続いて、物体からの光束を収斂光束に変換するた
めの第1レンズ群としては、2個又は3個のレン
ズ成分を持つことが必要であり、具体的には、も
う1個の正メニスカスレンズ成分と両凸正レンズ
成分を少なくとも設けることが望ましい。そし
て、第1レンズ群中の少なくとも両凸レンズ成分
には貼合せ面を設け、色収差を補正することが望
ましい。 第2レンズ群は、基本的には色収差を補正する
機能を有しており、このために屈折力は他のレン
ズ群に比べて小さくてよく、アボクロマート対物
レンズとするためには、良く知られるような3枚
貼合せレンズ成分で構成することが望ましい。 第3レンズ群G3は前述したごとく、物体側に
凸面を向けたメニスカスレンズ成分とこれと空気
間隔を隔てて後方に配置された負レンズ成分とを
有しており、上記(3)式の条件により第2レンズ群
G2を通過した光束を収斂させて小さな光束径に
絞り、像距離を所定の値にすると共にペツツバー
ル和を負として像面を良好に補正している。第3
レンズ群G3中の物体側に凸面を向けた負メニス
カスレンズ成分の中心厚dFが小さくなれば、これ
に続く負レンズ成分との空気間隔dAを逆に大きく
する必要があり、第2レンズ群G2からの光束を
所定量だけ絞るためには、この中心厚dFと空気間
隔dAとの和の値はほぼ一定であり、この和の値が
大きいほど光束をより強く絞ることができる。(3)
式の条件を外れるならば、光束の絞り方が不十分
となり、その結果像距離が長大となり過ぎる。こ
の場合、レンズ系の各要素をある倍率だけ縮小す
ることによつて像距離を含めたレンズ全長を小さ
くすることは可能であるが、作動距離もこの倍率
分だけ縮小されてしまう。 このように、(3)式の条件により第3レンズ群
G3において、第2レンズ群G2からの光束は収斂
され小さな光束径に絞られるが、第3レンズ群
G3を出射する近軸光線の高さは、第3レンズ群
に入射する時高さの約1/3であり、1/4〜1/2の範
囲であることが望ましい。 第3レンズ群G3中の後方に位置する負レンズ
成分は、これより物体側の負メニスカスレンズに
よつて収斂され絞られた光束を受けて、適当な倍
率を与え、同時にペツツバール和を負として像面
の良好な補正に寄与している。 この負レンズ成分の作用の一部を、第3レンズ
群G3中前方のメニスカスレンズ成分の像側の面、
すなわち像側に凹面を向けた発散正レンズ面に分
担させることが可能であり、特にメニスカスレン
ズ成分の中心厚が大きい場合に有効である。そし
て、第3レンズ群G3中の物体側のメニスカスレ
ンズ成分には像側に凸面を向けた貼合せ面を設け
ることが望ましく、従つてこのレンズ成分を両凸
正レンズと両凹負レンズとの貼合せで構成するこ
とが望ましい。また第3レンズ群G3中の負レン
ズ成分はその物体側には物体側に凹面を向けたレ
ンズ面を有することが望ましく、物体側に凸面を
向けた貼合せ面を設けることも望ましい。 (実施例) 以下、本発明による実施例について説明する。 第1図は本発明による第1実施例のレンズ構成
図であり、図中には各レンズ群の作用を理解し易
くするために軸上物点からの周縁光線を示した。
この第1実施例は倍率60、開口数(N.A.)0.7と
いう高倍率、高N.A.を有しつつ、物体面と最前
レンズ面頂点との距離d0が対物レンズの焦点距離
の1.77倍もあり、実用上は約5mmという大きな作
動距離を有している。 第2図に示した第2実施例は、第1実施例にお
ける第1レンズ群に1個の正レンズを加えた構成
であり、同じく倍率60、N.A.0.7を有するもので
あるが、物体面と最前レンズ面の頂点との距離d0
が対物レンズの焦点距離の1.8倍以上あり、実際
上は約5mmという長大な作動距離を有するもので
ある。 第3図の第3実施例は、倍率100、N.A.0.9を有
する高倍率対物レンズであり、第2図の第2実施
例の構成に比べると、第1レンズ群G1中の2番
目のメニスカスレンズ成分が第1番目のメニスカ
スレンズ成分よりも中心厚の大きな貼合せレンズ
成分となつている点、及び第3レンズ群G3中の
メニスカスレンズ成分とこれに続く負レンズ成分
との間隔が小さくなつている点が特徴的である。
この対物レンズにおける物体面と最前レンズ面と
の距離d0は焦点距離の75%であり、実際上は約1
mmというこの倍率の対物レンズとしては極めて大
きな作動距離を有している。 以下に、上記各実施例の諸元を示す。 但し、各表中、左端の数字は物体側からの順序
を表わすものとし、rは各レンズ面の曲率半径、
dは各レンズの中心厚及び空気間隔、ndは各レ
ンズのd線(λ=587.6nm)に対する屈折力、ν
は各レンズのアツペ数を表わすものとする。ま
た、d0は物体面と最前レンズ面頂点との距離を表
わす。 第1実施例
【表】 第2実施例
【表】
【表】 第3実施例
【表】
【表】 上記第1、第2、第3実施例の対物レンズをそ
れぞれ使用倍率で用いた場合の諸収差図を順に第
4、第5、第6図に示す。但し、各実施例の対物
レンズについて、物体面から像面までの全長を
245mmとした状態での性能評価である。各収差図
には、d線(λ=587.6nm)についての球面
(Sph)、非点収差(Ast)、コマ収差(Coma)、
歪曲収差(Dis)を示し、球面収差中には、C線
(λ=656.3nm)及びF線(λ=486.1nm)につ
いても併記した。 各収差図より、各実施例とも大きなN.A.で大
きな作動距離を有するにもかかわらず、像面の平
坦性が良く諸収差とも極めて良好に補正されてい
ることが明らかである。 (発明の効果) 以上のごとく、本発明によれば、中高倍率の乾
燥系対物レンズとして、大きな作動距離を有しつ
つ優れた結像性能を有するものが達成される。例
えば、60倍の対物レンズとしては約5mm、100倍
の対物レンズとしては約1mmの作動距離を有し、
従来よりも10倍程度も大きな作動距離を持つこと
が可能となる。従つて、検鏡中に対物レンズの先
端が物体面に触れて傷を生ずる恐れが少なく、操
作性もはるかに向上するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図、第3図はそれぞれ本発明によ
る第1、第2、第3実施例のレンズ構成図、第4
図、第5図、第6図はそれぞれ第1、第2、第3
実施例の諸収差図である。 (主要部分の符号の説明)、G1……第1レンズ
群、G2……第2レンズ群、G3……第3レンズ群。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メ
    ニスカスレンズ成分及び貼合せレンズ成分を有し
    物体からの光束を収斂光束に変換する正屈折力の
    第1レンズ群、該収斂光束中に配置された屈折力
    の小さい貼合せレンズ成分を有する第2レンズ
    群、及び物体側に凸面を向けたメニスカスレンズ
    成分とこれに続く負レンズ成分とを有する負屈折
    力の第3レンズ群を有し、 前記第1レンズ群中の最も物体側の正メニスカ
    スレンズ成分の物体側及び像側のレンズ面の曲率
    半径をそれぞれr1,r2、該正メニスカスレンズ成
    分の中心厚をd1、全系の焦点距離をfとし、前記
    第3レンズ群中のメニスカスレンズ成分の中心厚
    をdF、該負レンズ成分の中心厚をdR、該メニスカ
    スレンズ成分と該負レンズ成分との空気間隔をdA
    とするとき、 |r1|>|r2|>f (1) 3f>1/2|r1|>d1 (2) dF+dA>dR (3) の各条件を満足することを特徴とする顕微鏡対物
    レンズ。
JP15544283A 1982-11-30 1983-08-25 顕微鏡対物レンズ Granted JPS6046520A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15544283A JPS6046520A (ja) 1983-08-25 1983-08-25 顕微鏡対物レンズ
US06/551,842 US4588264A (en) 1982-11-30 1983-11-15 Microscope objective lens
US06/717,798 US4666256A (en) 1982-11-30 1985-03-29 Microscope objective lens

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15544283A JPS6046520A (ja) 1983-08-25 1983-08-25 顕微鏡対物レンズ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6046520A JPS6046520A (ja) 1985-03-13
JPH0358493B2 true JPH0358493B2 (ja) 1991-09-05

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ID=15606120

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JP15544283A Granted JPS6046520A (ja) 1982-11-30 1983-08-25 顕微鏡対物レンズ

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1396345A2 (en) 2002-09-09 2004-03-10 Canon Kabushiki Kaisha Ink-jet printing method, printing system, ink-jet printing apparatus, print data generating method, program and printer driver

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6262317A (ja) * 1985-09-13 1987-03-19 Mitsutoyo Mfg Corp 顕微鏡用対物レンズ
JPS6323119A (ja) * 1986-07-04 1988-01-30 Mitsutoyo Corp 顕微鏡用対物レンズ

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EP1396345A2 (en) 2002-09-09 2004-03-10 Canon Kabushiki Kaisha Ink-jet printing method, printing system, ink-jet printing apparatus, print data generating method, program and printer driver

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JPS6046520A (ja) 1985-03-13

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