特許 5853362 前玉レンズ固定部材、対物レンズ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5853362

(24)【登録日】2015年12月18日

(45)【発行日】2016年2月9日

(54)【発明の名称】前玉レンズ固定部材、対物レンズ

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/02 20060101AFI20160120BHJP

   G02B 21/02 20060101ALI20160120BHJP

【ＦＩ】

   G02B7/02 A

   G02B21/02

   G02B7/02 Z

【請求項の数】5

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2010-268474(P2010-268474)

(22)【出願日】2010年12月1日

(65)【公開番号】特開2012-118328(P2012-118328A)

(43)【公開日】2012年6月21日

【審査請求日】2013年11月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004112

【氏名又は名称】株式会社ニコン

(74)【代理人】

【識別番号】100077919

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 義雄

(74)【代理人】

【識別番号】100153899

【弁理士】

【氏名又は名称】相原 健一

(72)【発明者】

【氏名】八十川 利樹

【審査官】 高橋 雅明

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−０５１１７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５９−１３６６０５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００７−１９９４８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０６−００４７１８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭６４−０５７２２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２１５４１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ７／０２

Ｇ０２Ｂ ２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

顕微鏡用対物レンズにおける観察標本に最も近い前玉レンズを鏡筒内部に保持する前玉レンズ固定部材において、
前記前玉レンズ固定部材は、前記前玉レンズの光軸の方向に突出する鍔状部分と当該突出する鍔状部分が前記光軸回りに切り欠かれた部分とを有し、
前記前玉レンズ固定部材は、前記突出する鍔状部分が前記前玉レンズの像側のレンズ面に当接して、かつ前記切り欠かれた部分が前記前玉レンズの前記像側のレンズ面に突出することなく、前記前玉レンズの外周部に嵌合しており、前記前玉レンズを前記突出する鍔状部分と前記嵌合部分のみで固定し、前記前玉レンズの前記観察標本側のレンズ面の全面より前記観察標本からの光を入射可能に形成し、
前記切り欠き部分のみで規定される前記前玉レンズの開口径は、前記鍔状部分で規定される前記前玉レンズの開口径に比べて大きいことを特徴とする前玉レンズ固定部材。

【請求項2】

前記複数の鍔状部分は、前記光軸回りに偶数個または奇数個存在することを特徴とする請求項１に記載の前玉レンズ固定部材。

【請求項3】

前記複数の鍔状部分は、前記光軸に対して対向する位置に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の前玉レンズ固定部材。

【請求項4】

前記複数の鍔状部分は、前記光軸に対して対向する位置からずらして形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の前玉レンズ固定部材。

【請求項5】

請求項１から４の何れか一項に記載の前玉レンズ固定部材を有することを特徴とする対物レンズ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、前玉レンズ固定部材と、これを用いた対物レンズに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、顕微鏡下において標本にマイクロピペットを接触させるパッチクランプと呼ばれる電気生理学的実験が盛んに行われるようになっている。このパッチクランプでは、マイクロピペットを対物レンズの先端部と標本との間に挿入するためのスペース（特に対物レンズ先端部の角度を大きく）を確保する必要があり、これに対応した対物レンズが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

特開２００６−３０５８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

現在、このようなマイクロピペットの挿入スペースを確保しつつ対物レンズの性能（例えば、開口数や集光性能等）を向上させることが望まれている。

【0005】

対物レンズの性能を向上させるには対物レンズの最も標本側の光学素子であるレンズ（以後、前玉レンズという）の直径を大きくする必要があるが、前玉レンズ直径を大きくするとマイクロピペットの挿入スペースが狭まり操作性が悪化するので、前玉レンズ直径を変更しないで開口数を少しでも大きくすることが望まれている。

【0006】

本発明は、上記問題に鑑みて行われたものであり、前玉レンズ直径を変更することなく高い性能の対物レンズを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するため、本発明は、
顕微鏡用対物レンズにおける観察標本に最も近い前玉レンズを鏡筒内部に保持する前玉レンズ固定部材において、
前記前玉レンズ固定部材は、前記前玉レンズの光軸の方向に突出する鍔状部分と当該突出する鍔状部分が前記光軸回りに切り欠かれた部分とを有し、
前記前玉レンズ固定部材は、前記突出する鍔状部分が前記前玉レンズの像側のレンズ面に当接して、かつ前記切り欠かれた部分が前記前玉レンズの前記像側のレンズ面に突出することなく、前記前玉レンズの外周部に嵌合しており、前記前玉レンズを前記突出する鍔状部分と前記嵌合部分のみで固定し、前記前玉レンズの前記観察標本側のレンズ面の全面より前記観察標本からの光を入射可能に形成し、
前記切り欠き部分のみで規定される前記前玉レンズの開口径は、前記鍔状部分で規定される前記前玉レンズの開口径に比べて大きいことを特徴とする前玉レンズ固定部材を提供する。

【0008】

また、本発明は、前記前玉レンズ固定部材を有することを特徴とする対物レンズを提供する。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、前玉レンズ直径を変更することなく高い性能の対物レンズを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１実施形態にかかる前玉レンズ固定部材を示し、（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ線に沿った断面図を、（ｂ）は（ａ）のＢから見た矢視図をそれぞれ示す。

【図2】第２実施形態に係る前玉レンズ固定部材を示し、（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ線に沿った断面図を、（ｂ）は（ａ）のＢから見た矢視図をそれぞれ示す。

【図3】第１実施形態の前玉レンズ固定部材を用いた対物レンズの前玉レンズ近傍の断面図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本願の実施形態にかかる前玉レンズ固定部材とこれを用いた対物レンズについて図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、発明の理解を容易にするためのものに過ぎず、本願発明の技術的思想を逸脱しない範囲において当業者により実施可能な付加・置換等を施すことを排除することは意図していない。

【0012】

始めに、対物レンズの性能の一つである開口数は、主に対物レンズの前玉レンズの直径そのものではなく前玉レンズをレンズ鏡筒に固定する時に用いられる前玉レンズ固定部材（以後、光学素子固定部材という）の開口の直径により規定される。具体的には、前玉レンズをレンズ鏡筒に固定するために、光軸回りの一周にわたって光軸方向に突出して形成された鍔状部材の内径で規定されている。

【0013】

本願の光学素子固定部材は、前玉レンズの直径が同じ対物レンズにおいて、従来より実質的に大きな開口数を達成できることが特徴である。以下、各実施形態について説明する。

【0014】

（第１実施形態）
第１実施形態にかかる光学素子固定部部材について図１を参照しつつ説明する。

【0015】

図１において、第１実施形態にかかる光学素子固定部材１０は、後述する対物レンズの鏡筒を構成する第１のホルダ４と第１のホルダ４の内側に光学素子である前玉レンズ１の光軸の方向に突出し前玉レンズ１を保持する一対の鍔状部材３（３ａ、３ｂ）とから構成されている。なお、鍔状部材３は複数対あっても良いことはいうまでもない。また、それぞれの鍔状部材３ａ、３ｂの形状（周方向の幅）は異なっていても良い。

【0016】

この一対の鍔状部材３は、前玉レンズ１の光軸Ｉに対して対向する位置に例えば第１ホルダ４と一体的に形成されている。また前玉レンズ１は、第１のホルダ４の先端内周に嵌合すると共に、一対の鍔状部材３に当接して接着剤等で固定されている。ここで前玉レンズ１と鍔状部材３とは線接触するように構成されている。なお、前記接触は、面接触するように構成することもできる。

【0017】

また、鍔状部材３の周方向の幅は、前玉レンズ１を接着した時、前玉レンズ１が光軸Ｉに直交する面に対してがたつきがない程度の幅に形成されている。そして、鍔状部材３が形成されていない領域は、前玉レンズ１の外周部がほぼ隙間無く第１のホルダ４に嵌合する形状に形成されている。よって、前玉レンズ１の標本側からの光がこの嵌合部から漏れ出ることがない。

【0018】

このような光学素子固定部材１０を用いて対物レンズを構成した場合、前玉レンズ１の直径をｄ２とし、鍔状部材３がある部分の直径（内径）をｄ３とすると、鍔状部材３のない領域（鍔状部材が切り欠かれている部分）の直径はｄ２となる。このとき標本側（図１（ａ）の左方向）から見ると、切り欠き部分の開口径がｄ３からｄ２に拡大するため、この領域の開口数は大きくなる。一方、鍔状部材３のある部分の開口数は、従来の開口径（ｄ３）の場合と同等の値になる。

【0019】

このように第１実施形態にかかる光学素子固定部材１０は、従来の如き一周に亘って鍔状部材がある（開口径ｄ３）場合に比較して、前玉レンズ１の直径ｄ２にほぼ等しい領域を確保することができる。この結果、部分的に開口数を大きくすることが可能になる。

【0020】

よって、第１実施例にかかる光学素子固定部材１０を有する対物レンズは、従来と同様のマイクロピペットの挿入スペースを確保しつつ高い性能（開口数や集光性能）の対物レンズを得ることができる。

【0021】

なお、本第１実施形態にかかる光学素子固定部材１０は、前玉レンズ１と接触する鍔状部材３部分の面積を前玉レンズ１の固定性能を損なうことがない程度に小さくすることで、開口径ｄ２の領域を最大にすることができ、対物レンズの性能を最大にすることができる。

【0022】

（第２実施形態）
第２実施形態にかかる光学素子固定部部材について図２を参照しつつ説明する。なお、第１実施形態と同様の構成には同じ符号を付して説明する。

【0023】

図２において、第２実施形態にかかる光学素子固定部材１０は、後述する対物レンズの鏡筒を構成する第１のホルダ４と第１のホルダ４の内側に光学素子である前玉レンズ１の光軸の方向に突出し前玉レンズ１を保持する奇数個の鍔状部材３（３ａ、３ｂ、３ｃ）とから構成されている。なお、鍔状部材３は上記３個に限らず奇数個あれば良いことはいうまでもない。また、それぞれの鍔状部材３ａ、３ｂ、３ｃの形状（周方向の幅）は異なっていても良い。

【0024】

この奇数個の鍔状部材３は、前玉レンズ１の光軸Ｉに対して対向する位置に鍔状部材がないように形成され、例えば第１ホルダ４と一体的に形成されている。また前玉レンズ１は、第１のホルダ４の先端内周に嵌合すると共に、奇数個の鍔状部材３に当接して接着剤等で固定されている。ここで前玉レンズ１と鍔状部材３とは線接触するように構成されている。なお、前記接触は、面接触するように構成することもできる。

【0025】

また、鍔状部材３の周方向の幅は、前玉レンズ１を接着した時、前玉レンズ１が光軸に直交する面に対してがたつきがない程度の幅に形成されている。そして、鍔状部材３が形成されていない領域は、前玉レンズ１の外周部がほぼ隙間無く第１のホルダ４に嵌合する形状に形成されている。よって、前玉レンズ１の標本側からの光がこの嵌合部から漏れ出ることがない。

【0026】

このような光学素子固定部材１０を用いて対物レンズを構成した場合、前玉レンズ１の直径をｄ２とし、鍔状部材３がある部分の直径をｄ４とすると、鍔状部材３がある領域の直径ｄ４は、鍔状部材が一周に亘って存在する従来のもの（開口径がｄ３）に比べて一つの鍔状部材の径方向の幅Δｄ分大きくすることができる。このとき標本側（図２（ａ）の左方向）から見ると、開口径がｄ３からｄ４に拡大するため、この領域の開口数は大きくなる。また、鍔状部材３の周方向の幅が小さく鍔状部材３のない部分の直径は、前玉レンズ１の直径ｄ２となるのでその開口数が開口径がｄ２の場合と同等になる。

【0027】

このように第２実施形態にかかる光学素子固定部材１０は、従来の如き一周に亘って鍔状部材がある（開口径ｄ３）場合に比較して、前玉レンズ１の直径ｄ２にほぼ等しい領域と開口径がｄ２とｄ３の間のｄ４（ｄ３＜ｄ４）となる領域（鍔状部材３のある領域）とすることができる。この結果、対物レンズ全体としてみると、一周に亘って開口径ｄ３の従来に比べて開口径をｄ２〜ｄ４と大きくすることが可能になり、対物レンズの開口数や集光性能を向上させることができる。

【0028】

よって、第２実施例にかかる光学素子固定部材１０を有する対物レンズは、従来と同様のマイクロピペットの挿入スペースを確保しつつ高い性能（開口数や集光性能）の対物レンズを得ることができる。

【0029】

なお、本第２実施形態にかかる光学素子固定部材１０は、前玉レンズ１と接触する鍔状部材３部分の面積を前玉レンズ１の固定性能を損なうことがない程度に小さくすることで、開口径ｄ２の領域と開口径ｄ４の領域を最大にすることができ、対物レンズの性能を最大にすることができる。

【0030】

次に、本第１実施形態にかかる光学素子固定部材１０を用いた対物レンズについて図３を参照しつつ説明する。なお、第１実施形態と同様の構成には同じ符号を付して説明する。また、以下の説明では、第１実施形態の光学素子固定部材１０を代表として説明するが、第２実施形態の光学素子固定部材でも同様である。

【0031】

図３に示すように、実施形態にかかる対物レンズ２０は、前玉レンズ１を保持する第１のホルダ４と第１のホルダ４と嵌合して対物レンズ２０の鏡筒の一部となる第２のホルダ５とから構成されている。なお、図３は、対物レンズ２０の標本面７の近傍のみの断面図を示しており、前玉レンズ１の像側には複数のレンズが存在することは言うまでもない。

【0032】

前玉レンズ１の標本面７側は、前玉レンズ１の最外光線が入射する直径以上の領域は、標本面７の光軸位置と第１のホルダ４の標本面側の外壁に沿った面に一致するようにカットされ、その傾斜角度はほぼθ１となってる。この角度θ１は、マイクロピペットを挿入する際のスペースを規定するものである。この角度θ１が大きいほどマイクロピペットの挿入スペースが大きくなり、マイクロピペット操作性が向上する。

【0033】

また、本対物レンズ２０は、図１に示すように開口径がｄ２の領域を有しており、従来の輪帯状の鍔状部材による開口径ｄ３より高い開口数を確保することができる。また、開口径がｄ２の領域を有することで、標本面からの光を有効に集光することができ、明るい標本像を得ることができる。

【0034】

以上のべたように、実施形態にかかる光学素子固定部材１０を有することで、前玉レンズ１の直径が同じでも従来の対物レンズより大きな開口径（ｄ２、ｄ４）の領域を得ることができ、高い性能（開口数、集光性能）の対物レンズを得ることができる。

【0035】

また、実施形態にかかる光学素子固定部材１０を有することで、対物レンズの性能が従来と同等で良ければ、前玉レンズ１の直径を小さくすることができ、マイクロピペットの挿入スペース（θ１）を大きくした対物レンズ２０を得ることができる。

【0036】

なお、上記説明では、開口数を規定するレンズを前玉レンズとして説明したが、前玉レンズに限られずレンズの開口数を規定するレンズに対する固定部材として本願の光学素子固定部材を使用すれば同様の効果を奏することは言うまでもない。

【符号の説明】

【0037】

１ 前玉レンズ
３ 鍔状部材
４ 第１のホルダ
５ 第２のホルダ
７ 標本面
１０ 光学素子固定部材
２０ 対物レンズ
Ｉ 光軸

【図1】

【図2】

【図3】