JPS6146810B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は顕微鏡反射対物鏡に関するものであ
る。

従来公知の顕微鏡反射対物鏡において、充分な
作動距離を有すると共に試料面から反射対物鏡胴
付までの中にレンズ系を配置することによつて高
倍の反射対物レンズと同一の共役距離を有するよ
うにした低倍でしかも有効率の低下を極力少なく
したものとしては例えば第１図に示すようなもの
がある。そしてこのような反射対物鏡は一般には
対物レンズ中に塵などが入るのを防止するため
に、第１図に点線にて示すように防塵用ガラス板
P₁，P₂を設けてある。そのうち物体側に配置した
防塵用ガラス板P₁は曲率半径が対物鏡の焦点距離
をｆとするとｆ〜2f程度の物体に対し凹面を向け
たほぼ同心球状のものとした方が、カバーガラス
により発生する球面収差を補正する役割をもたせ
ることが出来るために好ましい。しかしながらこ
のような防塵用ガラス板P₁，P₂を配置した場合、
これがフレアー、ゴースト等の原因となり好まし
くない。

即ち、防塵用ガラスP₁としてｆ〜2f程度の曲率
半径を持つ同心球面よりなるものをその、凹面を
物体側に向けて配置すると、物体面より発した光
束が防塵用ガラスP₁の入射面で反射して物体面に
戻り標本上のカバーガラスで再反射して反射対物
鏡に戻り像面に達してフレアー、ゴーストとな
る。又反射対物鏡を出る光束は、通常ゆるい収斂
光束である。そのため防塵用ガラスP₂を光軸に垂
直に配置した場合、上記の光束が防塵用ガラスP₂
の入射面で反射されて反射対物鏡内の凸面反射鏡
の凸面で反射されて像面に達しフレアー、ゴース
トとなる。

本発明は以上の点に鑑みなされたもので、上記
の防塵用ガラスのうち物体側に配置されたものの
物体側の面を物体に対し緩い凸面とすると共に像
側に配置された防塵用ガラスを光軸に対して僅か
に傾斜させて配置した顕微鏡反射対物鏡を提供す
るものである。

以下、本発明の顕微鏡反射対物鏡の詳細な内容
を説明すると、第２図に示すように物体側より順
に、いずれも表面反射鏡から成る凹面鏡M₁、凸
面鏡M₂および平面反射鏡M₃を各々光軸を一致さ
せて配置し、物体よりの光が平面反射鏡M₃，凹
面反射鏡M₁，平面反射鏡M₃，凸面鏡M₂にて順次
反射された後像点に至るように構成された対物系
でこれらは第１図に示す従来例と基本的には同一
の構成のものである。そして更に上述のレンズ系
の物体側に物体に対し凸面を向けた第１の防塵用
ガラスP₁を凹面鏡M₁、凸面鏡M₂および平面反射
鏡M₃の夫々と同軸に配置するとともに、この光
軸に対して僅かに傾斜させて配置した第２の防塵
用ガラスP₂とを備えたものである。そして更に、
第１の防塵用ガラスP₁の物体側の面の曲率半径を
r₁，第２の防塵用ガラスP₂の光軸と垂直な面との
なす角をθ，全系の焦点距離をｆとする時、次に
示すような各条件を満足するようにしたものであ
る。

(1) 4f＜r₁ (2) ５゜＜θ＜30゜ 次に両防塵ガラスP₁，P₂を上述のような形状や
配置した理由および上記各条件の意味について説
明する。本発明の顕微鏡反射対物鏡において第１
の防塵用ガラスP₁を物体側に凸面を向けたものと
したのは、この凸面で反射した物体面からの光を
視野外に導びくためのものである。つまり凸面に
することによりこの面で反射されて標本面上のカ
バーガラスで再反射した光が反射対物鏡に戻らな
いようにし、又仮りに反射対物鏡に戻つたとして
も視野内に入らないようにした。

今、この第１の防塵用ガラスが平面板であると
仮定する。第６図は後に示す本発明の実施例にも
とづいて画いた図で、この図より明らかなように
標本Ｓより発して平行平面板P′₁（凸面を物体側
に向けた第１の防塵用ガラスの代りに配置した）
の表面にて反射された光は、標本面に戻つたとき
全て視野外のS′の位置に当たる。したがつて標本
面で再反射された光は、仮りに反射対物鏡内に入
射したとしても結像面の視野中に達することはな
くフレアーやゴーストとはならない。

以上のことはNA，視野の大きさ，作動距離の
関係によつて多少変動するが、第１の防塵用ガラ
スP₁の入射面を凸面にすればフレアー光を一層視
野外へ向けることができるので、通常の反射対物
鏡であれば凸面の曲率を適宜定めることによつて
フレアーやゴーストを除去できる。

この場合第１の防塵ガラスP₁の凸面の曲率が大
きい程効果は大である。しかし作動距離および収
差の面を考慮すると、この凸面の曲率があまり大
になると第１の防塵用ガラスP₁のレンズ作用が強
くなり好ましくない。つまりレンズ作用が強くな
ると作動距離が小になり収差が悪くなる。この収
差の悪化は、すべての収差について言えるが特に
色収差においてその影響が大である。

反射対物鏡は、表面反射鏡のみからなつている
ので、色収差を補正する手段を全くもつていな
い。したがつて第１の防塵用ガラスP₁で色収差が
大きく発生した場合、これを補正することができ
ない。そのためにこの凸面の曲率をあまり強くす
ることが出来ず、条件(1)に示すようにr₁＞4fとす
る必要がある。この条件(1)を満足しないと特に色
収差が悪化する。

例えば第１の防塵用ガラスP₁の材質として通常
好ましいとされている石英を用い、r₁＝4fとし、
その他の数値が後に示す実施例１で表わされる反
射対物鏡の色収差を求めると、ｄ−ｃで約0.01で
ある。したがつて10xの対物鏡で拡大された像面
では0.01×100＝１mm程度となる。この程度の値
が色収差の限界である。即ち、r₁が条件(1)を越え
ると色収差が悪化し好ましくない。

次に第２の防塵用ガラスP₂を傾けて配置したの
は、この防塵用ガラスP₂の入射面で反射し更に凸
面鏡M₂の凸面で反射した光が像面から外れるよ
うにするためである。この場合その傾斜角θが条
件(2)を満足するようにすることが好ましい。この
角θがあまり小さくて下限を越えるとフレアー、
ゴーストの防止効果がなく、又上限を越えるとこ
の防塵用ガラスP₂を通る光の光路長が大となり収
差補正上好ましくない。

物体からの光のうち第２の防塵用ガラスP₂の入
射面で反射された凸面鏡M₂で更に反射され最も
フレアー、ゴーストを発しやすい（像面から外れ
にくい）光線は、NAが最大のものである。

第７図は第２の防塵用ガラスP₂の傾斜角θが５
゜のとき示したもので、NAが最大の光線ｌは図
示するように進みその像面における高さＹは後に
示す実施例においてはＹ≒−18.5mmになる。反射
対物鏡の像高（視野数の半分）は10mmであるから
フレアー光は視野より８mm強外れた位置を通るこ
とになる。しかし軸外光や反射対物鏡内での乱反
射の可能性を考慮するとフレアー光は上記の値程
度外れるようにすることが必要である。したがつ
てθ＞５゜とした。

フレアー，ゴーストを除去する目的からは角θ
はいくら大きくてもよい。しかし収差を考慮した
場合はθがあまり大きくなることは好ましくな
い。つまり光路中に厚いガラス板を挿入すると球
面収差、非点収差、歪曲収差等が発生する。これ
ら収差の発生を防ぐためには、硝路があまり長く
ならないようにする必要がある。実際上は30゜程
度であつてこれを越えると収差上好ましくない。
したがつて条件(2)のように上限を定めることが必
要である。

尚上記条件の他第１の防塵ガラスP₁の肉厚d₁を
次の条件(3)のように定めれば一層好ましい。

(3) d₁＜0.4f この条件３を満足しないとこの防塵ガラスP₁に
よつて球面収差が発生し、それを反射対物鏡によ
つて補正することがむづかしくなる。

次に以上述べた本発明反射対物鏡の各実施例を
示す。

実施例 １ 焦点距離 15.367 共役距離 18.925 最大N.A 0.25 最小N.A 0.138 倍率 １ 10倍 有効率 46.8％ 作動距離 21.724 r₁＝403.62 d₁＝２ r₂＝∞ d₂＝12.92 r₃＝∞ d₃＝−12.58 r₄＝35.583 d₄＝12.58 r₅＝∞ d₅＝−6.42 r₆＝−18.515 d₆＝1.4 r₇＝∞ d₇＝1.24 r₈＝∞ 実施例 ２ 焦点距離 15.254 共役距離 182.992 最大N.A 0.25 最小N.A 0.138 倍率 10.0 有効率 46.8％ 作動距離 22.107 r₁＝1280.749 d₁＝1.97 r₂＝∞ d₂＝13.15 r₃＝∞ d₃＝−12.58 r₄＝34.93 d₄＝12.58 r₅＝∞ d₅＝−6.07 r₆＝−17.409 d₆＝14 r₇＝∞ d₇＝1.24 r₈＝∞ 実施例 ３ 焦点距離 15.371 共役距離 182.984 最大N.A 0.25 最小N.A 0.138 倍率 10.0 有効率 46.8％ 作動距離 21.79 r₁＝435.148 d₁＝1.79 r₂＝∞ d₂＝12.99 r₃＝∞ d₃＝−12.58 r₄＝35.472 d₄＝12.58 r₅＝∞ d₅＝−6.34 r₆＝−18.418 d₆＝14 r₇＝∞ d₇＝0.99 r₈＝∞ 上記各実施例において、r₁，r₂…は光の進路の
順に示した各面の曲率半径、d₁，d₂…は同様に各
面間の距離である。したがつて平面反射鏡M₃は
二度反射するのでr₃およびr₅にて示してある。又
ｄの値は光が物体側に向かつた時を負の符号にて
示してある。更に防塵用ガラス板P₁，P₂は分光分
折用にも用い得るように石英を使用した方が紫外
線にても利用し得るために好ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の反射対物鏡の断面図、第２図は
本発明の反射対物鏡の断面図、第３図乃至第５図
は本発明の各実施例の収差曲線図、第６図は第１
の防塵用ガラスとして平行平面板を用いた場合の
フレアー光の状態を示す図、第７図は、第２の防
塵ガラスP₂を５゜傾けて配置した時のフレアー光
の状態を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 物体側より順に、いずれも表面反射鏡から成
   る凹面鏡、凸面鏡および平面反射鏡を各々光軸を
   一致させて配置し、物体よりの光が順次平面反射
   鏡、凹面鏡、平面反射鏡、凸面鏡にて反射した後
   に結像するように構成した反射対物鏡において、
   その入射側に物体側に凸面を何けた第１の防塵ガ
   ラスを上記各反射鏡と同軸に配置すると共に、射
   出側に上記光軸に対して傾斜させた第２の防塵ガ
   ラスを配置し、上記両防塵ガラスを次に示す条件
   を満足するような構成にしたことを特徴とする顕
   微鏡反射対物鏡。 (1) 4f＜ r₁ (2) ５゜＜ θ＜ 30゜ ただし、ｆは焦点距離、r₁は第１の防塵ガラス
   の物体側の面の曲率半径、θは第２の防塵ガラス
   の光軸と垂直な面からの傾斜角である。