JPS6231817A - 顕微鏡対物レンズ - Google Patents
顕微鏡対物レンズInfo
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- JPS6231817A JPS6231817A JP16972785A JP16972785A JPS6231817A JP S6231817 A JPS6231817 A JP S6231817A JP 16972785 A JP16972785 A JP 16972785A JP 16972785 A JP16972785 A JP 16972785A JP S6231817 A JPS6231817 A JP S6231817A
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- aberration
- dispersion
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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。
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〕
本発明は顕微鏡対物レンズで、レンズ系中に少なくとも
一つの要素として光軸から半径方向の距離にしたがって
屈折率が変化する屈折率分布型レンズを用いた顕微鏡対
物レンズに関するものである。
一つの要素として光軸から半径方向の距離にしたがって
屈折率が変化する屈折率分布型レンズを用いた顕微鏡対
物レンズに関するものである。
顕微鏡対物レンズに対する要請として諸収差が良好に補
正されていることと共に、高い解像力を得るために開口
数(NA)が大きいことが望まれる。
正されていることと共に、高い解像力を得るために開口
数(NA)が大きいことが望まれる。
また標本との衝突をさけるためなどから作動距離(WD
)が大であることが望ましい。一方、種々の対物レンズ
を交換して使用する必要からレンズ系の長さに対する制
約や像面までの距離を一定に保つなどの制約がある。更
に通常の顕微鏡光学系においては、色収差が十分良好に
補正されていないと、色のにじみが出て像がみにくくな
ってしまう。
)が大であることが望ましい。一方、種々の対物レンズ
を交換して使用する必要からレンズ系の長さに対する制
約や像面までの距離を一定に保つなどの制約がある。更
に通常の顕微鏡光学系においては、色収差が十分良好に
補正されていないと、色のにじみが出て像がみにくくな
ってしまう。
これらすべての条件を満足せしめることは、レンズ系が
拡大系であることも加わって非常に困難なことである。
拡大系であることも加わって非常に困難なことである。
従来は以上のような困難性を克服して上記諸要件を満足
する顕微鏡対物レンズを構成するために、対物レンズは
レンズ枚数の極めて多いものとならざるを得ず、更に借
方等の異常分散性の光学材料を使用したり、多数の接合
レンズを用いたりしなければならなかった。
する顕微鏡対物レンズを構成するために、対物レンズは
レンズ枚数の極めて多いものとならざるを得ず、更に借
方等の異常分散性の光学材料を使用したり、多数の接合
レンズを用いたりしなければならなかった。
ところで一般に光学系を構成する場合、多数のレンズを
組合わせることによって行なわれるが、収差補正能力を
高めるために球面レンズのみでなめ く非ヨ七ンズや屈折率分布型レンズが用い得ることは公
知である。更に色収差の補正に関して、レンズ中心の波
長に対する屈折率分布を制御することによって色収差を
補正し得ることも知られている○ 又顕微鏡の光学系に屈折率分布型レンズを用いた報告と
して特公昭47−28057号公報や特公昭57−39
405号公報がある。
組合わせることによって行なわれるが、収差補正能力を
高めるために球面レンズのみでなめ く非ヨ七ンズや屈折率分布型レンズが用い得ることは公
知である。更に色収差の補正に関して、レンズ中心の波
長に対する屈折率分布を制御することによって色収差を
補正し得ることも知られている○ 又顕微鏡の光学系に屈折率分布型レンズを用いた報告と
して特公昭47−28057号公報や特公昭57−39
405号公報がある。
これら公報のうち前者は、収差補正に関しては何ら記載
されておらず又後者は屈折率分布型レンズを用いての軸
外収差の補正に関して記載されているが、色収差の補正
に関しては言及されてぃない0 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は、光軸から半径方向の距離に従って屈折率が変
化する屈折率分布型レンズを用いて基本波長の収差のみ
ならず色収差をも補正した顕微鏡の対物レンズを提供す
るものである。
されておらず又後者は屈折率分布型レンズを用いての軸
外収差の補正に関して記載されているが、色収差の補正
に関しては言及されてぃない0 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は、光軸から半径方向の距離に従って屈折率が変
化する屈折率分布型レンズを用いて基本波長の収差のみ
ならず色収差をも補正した顕微鏡の対物レンズを提供す
るものである。
本発明は、上記問題点を解決するためにレンズ系中に光
軸から半径方向の距離にしたがって屈折率が変化する屈
折率分布型レンズを少なくとも一つ配置し、しかもこの
屈折率分布型レンズがレンズ中心における分散よりもレ
ンズ周辺の分散が犬であるものにした顕微鏡対物レンズ
である。
軸から半径方向の距離にしたがって屈折率が変化する屈
折率分布型レンズを少なくとも一つ配置し、しかもこの
屈折率分布型レンズがレンズ中心における分散よりもレ
ンズ周辺の分散が犬であるものにした顕微鏡対物レンズ
である。
本発明の顕微鏡対物レンズは、物体側より頭に正の屈折
力を有する第1群レンズと、軸上像点を結像する開口光
線の光線高が最も高くなる高さの少な(とも半分の高さ
を有する範囲に位置せしめた第2群レンズと、第3群レ
ンズより構成され、そのうち少なくとも第2群レンズが
前記のような光軸から半径方向の距離に従って屈折率が
勾配を持ち更にレンズ中心における分散よりもレンズ周
辺の分散が犬であるような屈折率分布型レンズによって
構成されるレンズ系である。
力を有する第1群レンズと、軸上像点を結像する開口光
線の光線高が最も高くなる高さの少な(とも半分の高さ
を有する範囲に位置せしめた第2群レンズと、第3群レ
ンズより構成され、そのうち少なくとも第2群レンズが
前記のような光軸から半径方向の距離に従って屈折率が
勾配を持ち更にレンズ中心における分散よりもレンズ周
辺の分散が犬であるような屈折率分布型レンズによって
構成されるレンズ系である。
通常、顕微鏡対物レンズは、球面収差、コマ収差、像面
わん曲、非点収差等が十分良好に補正されていなければ
ならない。これら収差のうち、特に像面わん曲と非点収
差を補正することによって他の収差の制約が厳しくなり
、これらすべての収差を良好に補正することが難しい。
わん曲、非点収差等が十分良好に補正されていなければ
ならない。これら収差のうち、特に像面わん曲と非点収
差を補正することによって他の収差の制約が厳しくなり
、これらすべての収差を良好に補正することが難しい。
更に色収差まで補正しようとすると、使用するガラスの
屈折率2分散等を当初からある程度考慮して設計を進め
なければならず、そのために収差補正上大きな制約があ
る。
屈折率2分散等を当初からある程度考慮して設計を進め
なければならず、そのために収差補正上大きな制約があ
る。
通常色収差の補正は、屈折面の曲率2面間隔。
屈折率2分散等を制御することにより行なわれるが、屈
折率分布型レンズを用いる場合は、更に分散分布すなわ
ち各波長毎の屈折率分布を制御することによっても行な
い得る。例えば色収差を考える際の基本となる細土色収
差は、屈折率分布型レンズでは単レンズでありながら曲
率半径と各波長の屈折率分布を制御することによって完
全に補正されることが収差論から導かれている。このよ
うな効果は、均質レンズ系にては期待し得ないものであ
り、屈折率分布型レンズの使用による色収差補正能力の
大きさを示している。
折率分布型レンズを用いる場合は、更に分散分布すなわ
ち各波長毎の屈折率分布を制御することによっても行な
い得る。例えば色収差を考える際の基本となる細土色収
差は、屈折率分布型レンズでは単レンズでありながら曲
率半径と各波長の屈折率分布を制御することによって完
全に補正されることが収差論から導かれている。このよ
うな効果は、均質レンズ系にては期待し得ないものであ
り、屈折率分布型レンズの使用による色収差補正能力の
大きさを示している。
ところで顕微鏡対物レンズにおいて屈折率分布型レンズ
を用いて色収差を補正する場合、軸上像点を結像する開
口光線の光線高が最も高くなる位置に配置すれば色収差
の補正にとって有利である。
を用いて色収差を補正する場合、軸上像点を結像する開
口光線の光線高が最も高くなる位置に配置すれば色収差
の補正にとって有利である。
通常色収差の補正には、軸上の色収差と倍率の色収差の
補正が必要であるが、倍率の色収差は軸外性能に関する
ものである。通常の顕微鏡対物レンズは、軸外主光線が
光軸から大きく離れることなく伝播されるために、屈折
率分布型レンズを用いての倍率の色収差の補正効果は、
細土色収差の補正効果に比べやや低い。そのために倍率
の色収差の補正は他のパラメーターにより行ない、波長
毎の屈折率分布を制御することによって主に細土色収差
を補正すれば効果的に行なうことができる。
補正が必要であるが、倍率の色収差は軸外性能に関する
ものである。通常の顕微鏡対物レンズは、軸外主光線が
光軸から大きく離れることなく伝播されるために、屈折
率分布型レンズを用いての倍率の色収差の補正効果は、
細土色収差の補正効果に比べやや低い。そのために倍率
の色収差の補正は他のパラメーターにより行ない、波長
毎の屈折率分布を制御することによって主に細土色収差
を補正すれば効果的に行なうことができる。
したがって光線のふるまいを効果的に制御出来る上記位
置に屈折率分布型レンズを配置することが好ましい。し
たがって上記のように本発明では、屈折率分布型レンズ
の前の第1群レンズと、屈折率分布型レンズの第2群レ
ンズと、その後に配置した第3群レンズの3群構成にし
である。
置に屈折率分布型レンズを配置することが好ましい。し
たがって上記のように本発明では、屈折率分布型レンズ
の前の第1群レンズと、屈折率分布型レンズの第2群レ
ンズと、その後に配置した第3群レンズの3群構成にし
である。
第1群レンズは倍率の確保のために強い屈折力を持つ必
要があり、また像面わん曲を補正するために強い曲率の
面を有するレンズで構成することが多い。第1群レンズ
をこのような構成で正の屈折力を有するレンズにすると
、この第1群レンズで大きな負の細土色収差が発生する
。
要があり、また像面わん曲を補正するために強い曲率の
面を有するレンズで構成することが多い。第1群レンズ
をこのような構成で正の屈折力を有するレンズにすると
、この第1群レンズで大きな負の細土色収差が発生する
。
この負の細土色収差を補正するためには、第2群レンズ
の屈折率分布型レンズが、レンズ中心の分散よりもレン
ズ周辺の分散が大であるような光軸から半径方向に屈折
率が変化する屈折率分布型レンズを用いて正の細土色収
差を発生させて補正することができる。
の屈折率分布型レンズが、レンズ中心の分散よりもレン
ズ周辺の分散が大であるような光軸から半径方向に屈折
率が変化する屈折率分布型レンズを用いて正の細土色収
差を発生させて補正することができる。
逆にレンズ中心の分散よりもレンズ周辺の分散が小であ
れば負の細土色収差が発生し、これらを補正するには第
2群レンズより像側のレンズ群を複雑な構成にしなけれ
ばならなくなり極めて不利である。
れば負の細土色収差が発生し、これらを補正するには第
2群レンズより像側のレンズ群を複雑な構成にしなけれ
ばならなくなり極めて不利である。
軸上像点を結像する開口光線の光線高が最も高くなる高
さの少なくとも半分の高さを有する範囲に上記のような
屈折率分布型レンズを用いることによっても同等の色収
差補正効果を得ることができる。
さの少なくとも半分の高さを有する範囲に上記のような
屈折率分布型レンズを用いることによっても同等の色収
差補正効果を得ることができる。
更に軸外光線が光軸と交わる位置より像側の位置に屈折
率分布型レンズを用いることによって屈折率分布以外の
パラメーターによって補正を行なっていた倍率の色収差
を容易に補正することが可能になる。
率分布型レンズを用いることによって屈折率分布以外の
パラメーターによって補正を行なっていた倍率の色収差
を容易に補正することが可能になる。
以上詳細に説明した本発明の実施例(第1図に示す構成
)を次に示す。
)を次に示す。
f=l 、 NA=0.46 、 β=20X
WD=0.2265 、f+ =4.895 、
Δ=11.32 +r、= 0.4325 dl ” 0.8270 no+ = 1.8340
0 νo+ = 37.16rz= 0.7311 d2=o、o119 rs ” 2.8175 da=o、7471 not=1.72600 ν
02 = 53.54 (11)r、 =−5,037
1 d、=3.2187 rs” 2.3789 ds ” 0.1472 nos = 1.5163
3 νas = 64.14 (*)ra: 3.
2099 第2群レンズ λ(nm) n、 n258
7.56 −0.6449JX10−’ 0.155
29X10−2656.28 −0.67774X10
−1 0.26729X10−’486.13−0.5
6174X10−10.57479X10−2第3群レ
ンズ λ n、 n2587.56
−0.26784 0.20944656.2
8 −0.26756 0.20946486
.13 −0.26793 0.20855た
だしrlp r2 p・・・t reはし/ズ各面の曲
率半径、dB r d2p・・・、daは各レンズの肉
厚および空気間隔、n01 * n02 y n03は
夫々各レンズの屈折率(※印を付した屈折率分布型レン
ズの場合は中心での屈折率)、ν。1 、ν。2.ν0
.は夫々各レンズのアツベ数、fは全系の焦点距離、f
+は第1群レンズの焦点距離、NAは開口数、βは倍率
、WDは作動距離、Δは第2群レンズに使用された屈折
率分布型レンズの中心におけるアツベ数と光軸から0.
5離れた位置におけるアツベ数の差でΔが正ならレンズ
中心の分散よりもレンズ周辺の分散の方が大になる。
WD=0.2265 、f+ =4.895 、
Δ=11.32 +r、= 0.4325 dl ” 0.8270 no+ = 1.8340
0 νo+ = 37.16rz= 0.7311 d2=o、o119 rs ” 2.8175 da=o、7471 not=1.72600 ν
02 = 53.54 (11)r、 =−5,037
1 d、=3.2187 rs” 2.3789 ds ” 0.1472 nos = 1.5163
3 νas = 64.14 (*)ra: 3.
2099 第2群レンズ λ(nm) n、 n258
7.56 −0.6449JX10−’ 0.155
29X10−2656.28 −0.67774X10
−1 0.26729X10−’486.13−0.5
6174X10−10.57479X10−2第3群レ
ンズ λ n、 n2587.56
−0.26784 0.20944656.2
8 −0.26756 0.20946486
.13 −0.26793 0.20855た
だしrlp r2 p・・・t reはし/ズ各面の曲
率半径、dB r d2p・・・、daは各レンズの肉
厚および空気間隔、n01 * n02 y n03は
夫々各レンズの屈折率(※印を付した屈折率分布型レン
ズの場合は中心での屈折率)、ν。1 、ν。2.ν0
.は夫々各レンズのアツベ数、fは全系の焦点距離、f
+は第1群レンズの焦点距離、NAは開口数、βは倍率
、WDは作動距離、Δは第2群レンズに使用された屈折
率分布型レンズの中心におけるアツベ数と光軸から0.
5離れた位置におけるアツベ数の差でΔが正ならレンズ
中心の分散よりもレンズ周辺の分散の方が大になる。
屈折率分布型レンズでは、主軸から半径方向の距離をp
1波長λとした時各波長の屈折率が次の式で表わされる
分布をする。
1波長λとした時各波長の屈折率が次の式で表わされる
分布をする。
n(λ)=no(λ)+nt(λ)?2+n2(λ)9
4+・・・ここでno(λ)はレンズ中心での波長λに
対する屈折率、nl(λ)、n=(λ)、・・・は夫々
ψについての2次項、4次項、・・・の波長λに対する
係数である。上記データーではd、C,F線に対する分
布系数を示しである。
4+・・・ここでno(λ)はレンズ中心での波長λに
対する屈折率、nl(λ)、n=(λ)、・・・は夫々
ψについての2次項、4次項、・・・の波長λに対する
係数である。上記データーではd、C,F線に対する分
布系数を示しである。
この実施例はデーターに示すように第3群も屈折率分布
型レンズである。
型レンズである。
以上詳細に説明し又実施例に示したように本発明の顕微
鏡対物ンンズは、極めて簡単な構成でありながら基本波
長の収差のみならず色収差をも充分に補正された非常に
高性能なレンズ系である0
鏡対物ンンズは、極めて簡単な構成でありながら基本波
長の収差のみならず色収差をも充分に補正された非常に
高性能なレンズ系である0
第1図は本発明の実施例の断面図、第2図は上記実施例
の収差曲線図である。
の収差曲線図である。
Claims (2)
- (1)物体側より順に正の屈折力を有する第1群レンズ
と、軸上像点を結像する開口光線の光線高が最も高くな
る高さの少なくとも半分の高さを有する範囲に位置せし
められた第2群レンズと、更に像側に位置する第3群レ
ンズとよりなり、前記第2群レンズが光軸から半径方向
の距離にしたがつて屈折率が勾配を持つ屈折率分布型レ
ンズであつてレンズ中心よりもレンズ周辺が分散が大で
あることを特徴とする顕微鏡対物レンズ。 - (2)前記屈折率分布型の第2群レンズが軸上像点を結
像する開口光線の光線高が最も高くなる位置に配置され
たことを特徴とする特許請求の範囲(1)の顕微鏡対物
レンズ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60169727A JP2628629B2 (ja) | 1985-08-02 | 1985-08-02 | 顕微鏡対物レンズ |
| US06/890,738 US4784478A (en) | 1985-08-02 | 1986-07-30 | Microscope objective |
| DE19863626164 DE3626164A1 (de) | 1985-08-02 | 1986-08-01 | Mikroskopobjektiv |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60169727A JP2628629B2 (ja) | 1985-08-02 | 1985-08-02 | 顕微鏡対物レンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6231817A true JPS6231817A (ja) | 1987-02-10 |
| JP2628629B2 JP2628629B2 (ja) | 1997-07-09 |
Family
ID=15891729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60169727A Expired - Fee Related JP2628629B2 (ja) | 1985-08-02 | 1985-08-02 | 顕微鏡対物レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2628629B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0380211A (ja) * | 1989-08-24 | 1991-04-05 | Olympus Optical Co Ltd | 顕微鏡対物レンズ |
| JPH03189608A (ja) * | 1989-12-19 | 1991-08-19 | Olympus Optical Co Ltd | 顕微鏡対物レンズ |
| US6034825A (en) * | 1995-12-04 | 2000-03-07 | Olympus Optical Co., Ltd. | Objective lens system |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53135661A (en) * | 1977-04-28 | 1978-11-27 | Zeiss Stiftung | Objective lens of achromatic microscope |
| JPS56142508A (en) * | 1980-04-05 | 1981-11-06 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Objective lens of microscope |
| JPS57148717A (en) * | 1981-03-12 | 1982-09-14 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Objective lens of microscope |
| JPS59195611A (ja) * | 1983-04-21 | 1984-11-06 | Mitsubishi Electric Corp | レンズ系 |
-
1985
- 1985-08-02 JP JP60169727A patent/JP2628629B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53135661A (en) * | 1977-04-28 | 1978-11-27 | Zeiss Stiftung | Objective lens of achromatic microscope |
| JPS56142508A (en) * | 1980-04-05 | 1981-11-06 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Objective lens of microscope |
| JPS57148717A (en) * | 1981-03-12 | 1982-09-14 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Objective lens of microscope |
| JPS59195611A (ja) * | 1983-04-21 | 1984-11-06 | Mitsubishi Electric Corp | レンズ系 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0380211A (ja) * | 1989-08-24 | 1991-04-05 | Olympus Optical Co Ltd | 顕微鏡対物レンズ |
| US5059005A (en) * | 1989-08-24 | 1991-10-22 | Olympus Optical Co., Ltd. | Objective lens system for microscopes |
| JPH03189608A (ja) * | 1989-12-19 | 1991-08-19 | Olympus Optical Co Ltd | 顕微鏡対物レンズ |
| US5239413A (en) * | 1989-12-19 | 1993-08-24 | Olympus Optical Co., Ltd. | Objective lens system for microscopes |
| US6034825A (en) * | 1995-12-04 | 2000-03-07 | Olympus Optical Co., Ltd. | Objective lens system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2628629B2 (ja) | 1997-07-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |