JP2017037276A

JP2017037276A - 顕微鏡対物レンズ

Info

Publication number: JP2017037276A
Application number: JP2015160023A
Authority: JP
Inventors: 小澤　圭介; Keisuke Ozawa; 圭介小澤
Original assignee: Canon Electronics Inc
Current assignee: Canon Electronics Inc
Priority date: 2015-08-14
Filing date: 2015-08-14
Publication date: 2017-02-16

Abstract

【課題】光学系の構成枚数が比較的少なく、コンパクトで高解像な画像の観察を可能にする顕微鏡対物レンズを提供すること。【解決手段】本発明の光学顕微鏡の対物レンズは、物体側より順に全体として正の屈折力を有する第１レンズ群と、第２レンズ群からなり、第１レンズ群が最も物体側に凹面を向けた負の屈折力をもつメニスカスレンズと、像面に凸面を向けた正の屈折力をもつレンズとの接合で構成され、第２レンズ群が正の屈折力をもつ両凸レンズと像面に凸面を向けた負の屈折力をもつメニスカスレンズとの接合で構成される。【選択図】図１

Description

本発明は、モバイル用光学顕微鏡のための対物レンズで特に、光学系の要素として２組の接合レンズから構成される光学系であって、十分な作動距離を有する対物レンズに関するものである。

顕微鏡対物レンズは諸収差（球面収差、コマ収差、像面湾曲収差、非点収差等）が十分に補正されていることが必要であるが、同時に収差補正上の自由度を制限する種々の要求をも満足していなければならない。例えば、高い解像力を得るためには開口数（NＡ）が大きくなければならず、また被写体と対物レンズとの接触を避けるためには長い作動距離（WＤ）を有することが望ましい。一方、様々な対物レンズを交換して使用することを考慮すると、レンズ系の長さに対する制約や光学全長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ければ、色のにじみ等の影響で像がみにくくなってしまう。

これらすべての条件を満足することは非常に困難なことであり、問題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は強い曲率を有するレンズを多用した極めて複雑な光学系にならざるを得ず、更に蛍石等の異常部分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ず、コストが上がっていた。

一般に光学系を構成する場合、多数のレンズを組み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はなく非球面レ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。

特開２０１０-０１４８５６号公報

本発明は、小型で比較的簡素な構成でありながらも可視域で諸収差が良好に補正された顕微鏡対物レンズを提供するものである。

上記課題を解決するために、本発明の顕微鏡対物レンズは、体側より順に全体として正の屈折力を有する第１レンズ群と、第２レンズ群からなり、第１レンズ群が最も物体側に凹面を向けた負の屈折力をもつメニスカスレンズL１と、像面に凸面を向けた正の屈折力をもつレンズL２との接合で構成され、第２レンズ群が正の屈折力をもつ両凸レンズL３と像面側に凸面を向けた負の屈折力をもつメニスカスレンズL４との接合で構成され、レンズ系全体の焦点距離をｆ、作動距離をWＤ、バックフォーカスをＢＦ、光学全長をOL、とするとき
WＤ/ｆ > １.９５・・・（１）
ＢＦ/OL > ０.４０・・・（２）
なる条件を満足ることを特徴とする。

光学系の構成枚数が比較的少ないことから小型な顕微鏡対物レンズが実現でき、接合レンズの組み合わせにより諸収差が十分に補正することができる。また、十分な作動距離が確保されているため、ユーザーの操作性が向上し、鮮明で明るい観察が可能である顕微鏡対物レンズを提供することができる。

実施例１のレンズ構成図実施例１の諸収差図実施例２のレンズ構成図実施例２の諸収差図実施例３のレンズ構成図実施例３の諸収差図

本発明の実施例１〜３について説明する。実施例１〜３のレンズ構成を示す断面図をそれぞれ図１、図３、図５に示す。

実施例１〜３は、物体側より順に全体として正の屈折力を有する第１レンズ群と、第２レンズ群からなり、第１レンズ群が最も物体側に凹面を向けた負の屈折力をもつメニスカスレンズL１と、像面に凸面を向けた正の屈折力をもつレンズL２との接合で構成され、第２レンズ群が正の屈折力をもつ両凸レンズL３と像面側に凸面を向けた負の屈折力をもつメニスカスレンズL４とが接合された構成からなる。

実施例１〜３の収差図を図２、図４、図６位示す。収差図の左から球面収差、像面湾曲収差、歪曲収差となっている。

以下に実施例のデータを示す。ｆは光学系全体の焦点距離、ＢＦはバックフォーカス、Rはレンズの曲率半径、Ｄは光学系の間隔、Nは屈折率であり、νはアッベ数である。

（実施例１）

（実施例２）

（実施例３）

L１：第１レンズ
L２：第２レンズ
L３：第３レンズ
L４：第４レンズ
Ｇ１：第１レンズ群
Ｇ２：第２レンズ群
STO：絞り
ΔS：サジタル像面
ΔM：メリディオナル像面
WＤ：作動距離
ＢＦ：バックフォーカス
OL：光学全長
OＢJ：物体位置
IMＧ：像面位置

Claims

物体側より順に全体として正の屈折力を有する第１レンズ群と、第２レンズ群からなり、第１レンズ群が最も物体側に凹面を向けた負の屈折力をもつメニスカスレンズL１と、像面に凸面を向けた正の屈折力をもつレンズL２との接合で構成され、第２レンズ群が正の屈折力をもつ両凸レンズL３と像面側に凸面を向けた負の屈折力をもつメニスカスレンズL４との接合で構成され、レンズ系全体の焦点距離をｆ、作動距離をWＤ、バックフォーカスをＢＦ、光学全長をOL、とするとき
WＤ/ｆ > １.９５・・・（１）
ＢＦ/OL > ０.４０・・・（２）
なる条件を満足ることを特徴とする顕微鏡対物レンズ。
第１レンズ群の合成焦点距離をｆ_ｇ１、第２レンズ群の合成焦点距離をｆ_ｇ２、レンズ系全体の焦点距離をｆとするとき
６.３３ < ｆ_ｇ１/ｆ < ９.３６・・・（３）
１.４５ < ｆ_ｇ２/ｆ < ２.９７・・・（４）
なる条件を満足ることを特徴とする顕微鏡対物レンズ。
第１レンズの屈折力をφ_１、第２レンズの屈折力をφ_２、第３レンズの屈折力をφ_３、第４レンズの屈折力をφ_４、レンズ系全体の焦点距離をｆとするとき
１.６８ > |φ_１|・ｆ > ２.３９・・・（５）
１.４２ > |φ_２|・ｆ > １.９９・・・（６）
１.６４ > |φ_３|・ｆ > １.７２・・・（７）
０.９３ > |φ_４|・ｆ > ０.９９・・・（８）
なる条件を満足することを特徴とする請求項１の顕微鏡対物レンズ。