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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024151295
(43)【公開日】2024-10-24
(54)【発明の名称】顕微鏡用対物レンズ
(51)【国際特許分類】
G02B 21/02 20060101AFI20241017BHJP
G02B 21/00 20060101ALN20241017BHJP
【ＦＩ】
G02B21/02
G02B21/00
【審査請求】有
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023221330
(22)【出願日】2023-12-27
(31)【優先権主張番号】202310383092.5
(32)【優先日】2023-04-11
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(71)【出願人】
【識別番号】520128543
【氏名又は名称】エーエーシー オプティクス （チャンジョウ）カンパニーリミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100156199
【弁理士】
【氏名又は名称】神崎 真
(74)【代理人】
【識別番号】100124497
【弁理士】
【氏名又は名称】小倉 洋樹
(72)【発明者】
【氏名】潘 世▲チー▼
【テーマコード（参考）】
2H052
2H087
【Ｆターム（参考）】
2H052AB07
2H087KA09
2H087LA01
2H087PA05
2H087PA17
2H087PB05
2H087QA02
2H087QA07
2H087QA14
2H087QA22
2H087QA25
2H087QA34
2H087QA42
2H087QA45
2H087RA34
(57)【要約】
【課題】本発明は光学レンズ分野に関し、特に顕微鏡などの装置に適用される顕微鏡用対物レンズに関する。
【解決手段】前記顕微鏡用対物レンズは、射出瞳から物体側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズと、負の屈折力を有する第４レンズと、正の屈折力を有する第５レンズとによって構成され、顕微鏡用対物レンズの焦点距離をｆ、第１レンズの焦点距離をｆ１、第２レンズの焦点距離をｆ２、第３レンズの焦点距離をｆ３、顕微鏡用対物レンズの物体面から前記第５レンズの物体側面までの軸上距離をＷＤ、開口数をＮＡ、光学長をＴＴＬとしたときに、条件式０．６８≦ｆ３／ｆ≦２．００、－２．２０≦ｆ２／ｆ１≦－１．４０、０．１５≦ＷＤ／ＴＴＬ≦０．３５、６．００≦ｆ＊ＮＡ≦９．００を満足する。本発明の顕微対物レンズは、低歪み、１．５倍の拡大倍率、長作動距離の特性を有する。
【選択図】図１
【解決手段】前記顕微鏡用対物レンズは、射出瞳から物体側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズと、負の屈折力を有する第４レンズと、正の屈折力を有する第５レンズとによって構成され、顕微鏡用対物レンズの焦点距離をｆ、第１レンズの焦点距離をｆ１、第２レンズの焦点距離をｆ２、第３レンズの焦点距離をｆ３、顕微鏡用対物レンズの物体面から前記第５レンズの物体側面までの軸上距離をＷＤ、開口数をＮＡ、光学長をＴＴＬとしたときに、条件式０．６８≦ｆ３／ｆ≦２．００、－２．２０≦ｆ２／ｆ１≦－１．４０、０．１５≦ＷＤ／ＴＴＬ≦０．３５、６．００≦ｆ＊ＮＡ≦９．００を満足する。本発明の顕微対物レンズは、低歪み、１．５倍の拡大倍率、長作動距離の特性を有する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
顕微鏡用対物レンズであって、
前記顕微鏡用対物レンズは、射出瞳から物体側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズと、負の屈折力を有する第４レンズと、正の屈折力を有する第５レンズとによって構成され、
前記顕微鏡用対物レンズの焦点距離をｆ、前記第１レンズの焦点距離をｆ１、前記第２レンズの焦点距離をｆ２、前記第３レンズの焦点距離をｆ３、前記顕微鏡用対物レンズの物体面から前記第５レンズの物体側面までの軸上距離をＷＤ、前記顕微鏡用対物レンズの開口数をＮＡ、前記顕微鏡用対物レンズの光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（１）～（４）を満足することを特徴とする顕微鏡用対物レンズ。
０．６８≦ｆ３／ｆ≦２．００ （１）
－２．２０≦ｆ２／ｆ１≦－１．４０ （２）
０．１５≦ＷＤ／ＴＴＬ≦０．３５ （３）
６．００≦ｆ＊ＮＡ≦９．００ （４）
前記顕微鏡用対物レンズは、射出瞳から物体側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズと、負の屈折力を有する第４レンズと、正の屈折力を有する第５レンズとによって構成され、
前記顕微鏡用対物レンズの焦点距離をｆ、前記第１レンズの焦点距離をｆ１、前記第２レンズの焦点距離をｆ２、前記第３レンズの焦点距離をｆ３、前記顕微鏡用対物レンズの物体面から前記第５レンズの物体側面までの軸上距離をＷＤ、前記顕微鏡用対物レンズの開口数をＮＡ、前記顕微鏡用対物レンズの光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（１）～（４）を満足することを特徴とする顕微鏡用対物レンズ。
０．６８≦ｆ３／ｆ≦２．００ （１）
－２．２０≦ｆ２／ｆ１≦－１．４０ （２）
０．１５≦ＷＤ／ＴＴＬ≦０．３５ （３）
６．００≦ｆ＊ＮＡ≦９．００ （４）
【請求項2】
前記第１レンズのアッベ数をｖ１、前記第２レンズのアッベ数をｖ２としたときに、以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡用対物レンズ。
３５．００≦ｖ１－ｖ２ （５）
３５．００≦ｖ１－ｖ２ （５）
【請求項3】
前記第５レンズの射出瞳面の中心曲率半径をＲ９、前記第５レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ１０としたときに、以下の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡用対物レンズ。
－５．００≦Ｒ１０／Ｒ９≦－１．５０ （６）
－５．００≦Ｒ１０／Ｒ９≦－１．５０ （６）
【請求項4】
前記第１レンズは、射出瞳面が近軸において凸面であり、前記第１レンズは、物体側面が近軸において凸面であり、
前記第１レンズの射出瞳面の中心曲率半径をＲ１、前記第１レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ２、前記第１レンズの軸上厚みをｄ１としたときに、以下の条件式（７）～（９）を満足することを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡用対物レンズ。
０．０８≦ｆ１／ｆ≦０．２９ （７）
－０．４４≦（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１－Ｒ２）≦－０．１３ （８）
０．０２≦ｄ１／ＴＴＬ≦０．１１ （９）
前記第１レンズの射出瞳面の中心曲率半径をＲ１、前記第１レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ２、前記第１レンズの軸上厚みをｄ１としたときに、以下の条件式（７）～（９）を満足することを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡用対物レンズ。
０．０８≦ｆ１／ｆ≦０．２９ （７）
－０．４４≦（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１－Ｒ２）≦－０．１３ （８）
０．０２≦ｄ１／ＴＴＬ≦０．１１ （９）
【請求項5】
前記第２レンズは、射出瞳面が近軸において凹面であり、前記第２レンズは、物体側面が近軸において凸面であり、
前記第２レンズの軸上厚みをｄ３、前記第２レンズの射出瞳面の中心曲率半径をＲ３、前記第２レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ４、前記第２レンズの軸上厚みをｄ３としたときに、以下の条件式（１０）～（１２）を満足することを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡用対物レンズ。
－０．７４≦ｆ２／ｆ≦－０．２２ （１０）
－３．８６≦（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３－Ｒ４）≦－０．７１ （１１）
０．０１≦ｄ３／ＴＴＬ≦０．１２ （１２）
前記第２レンズの軸上厚みをｄ３、前記第２レンズの射出瞳面の中心曲率半径をＲ３、前記第２レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ４、前記第２レンズの軸上厚みをｄ３としたときに、以下の条件式（１０）～（１２）を満足することを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡用対物レンズ。
－０．７４≦ｆ２／ｆ≦－０．２２ （１０）
－３．８６≦（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３－Ｒ４）≦－０．７１ （１１）
０．０１≦ｄ３／ＴＴＬ≦０．１２ （１２）
【請求項6】
前記第３レンズは、射出瞳面が近軸において凹面であり、前記第３レンズは、物体側面が近軸において凸面であり、
前記第３レンズの射出瞳面の中心曲率半径をＲ５、前記第３レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ６、前記第３レンズの軸上厚みをｄ５としたときに、以下の条件式（１３）～（１４）を満足することを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡用対物レンズ。
１．２５≦（Ｒ５＋Ｒ６）／（Ｒ５－Ｒ６）≦２０．０５ （１３）
０．００≦ｄ５／ＴＴＬ≦０．０２ （１４）
前記第３レンズの射出瞳面の中心曲率半径をＲ５、前記第３レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ６、前記第３レンズの軸上厚みをｄ５としたときに、以下の条件式（１３）～（１４）を満足することを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡用対物レンズ。
１．２５≦（Ｒ５＋Ｒ６）／（Ｒ５－Ｒ６）≦２０．０５ （１３）
０．００≦ｄ５／ＴＴＬ≦０．０２ （１４）
【請求項7】
前記第４レンズの焦点距離をｆ４、前記第４レンズの射出瞳面の中心曲率半径をＲ７、前記第４レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ８、前記第４レンズの軸上厚みをｄ７としたときに、以下の条件式（１５）～（１７）を満足することを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡用対物レンズ。
－０．３７≦ｆ４／ｆ≦－０．０９ （１５）
－６．００≦（Ｒ７＋Ｒ８）／（Ｒ７－Ｒ８）≦－０．６５ （１６）
０．０１≦ｄ７／ＴＴＬ≦０．１２ （１７）
－０．３７≦ｆ４／ｆ≦－０．０９ （１５）
－６．００≦（Ｒ７＋Ｒ８）／（Ｒ７－Ｒ８）≦－０．６５ （１６）
０．０１≦ｄ７／ＴＴＬ≦０．１２ （１７）
【請求項8】
前記第５レンズは、射出瞳面が近軸において凸面であり、前記第５レンズは、物体側面が近軸において凸面であり、
前記第５レンズの焦点距離をｆ５、前記第５レンズの軸上厚みをｄ９としたときに、以下の条件式（１８）～（１９）を満足することを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡用対物レンズ。
０．２１≦ｆ５／ｆ≦１．０９ （１８）
０．０１≦ｄ９／ＴＴＬ≦０．１２ （１９）
前記第５レンズの焦点距離をｆ５、前記第５レンズの軸上厚みをｄ９としたときに、以下の条件式（１８）～（１９）を満足することを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡用対物レンズ。
０．２１≦ｆ５／ｆ≦１．０９ （１８）
０．０１≦ｄ９／ＴＴＬ≦０．１２ （１９）
【請求項9】
前記第１レンズ、前記第２レンズ、前記第３レンズ、前記第４レンズ、前記第５レンズは、いずれもガラス製であることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡用対物レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学レンズの分野に関し、特に顕微鏡などの装置に適用される顕微鏡用対物レンズに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、顕微鏡レンズに対するニーズがますます高まっているが、一般的な顕微鏡レンズは、光学構造の制約により、その顕微鏡の視野範囲内に歪曲収差が発生する一方、顕微鏡レンズは、複数枚のレンズで構成されるため、その長さが不可避的に影響を受け、長型構造の顕微鏡レンズもその作動距離が短くなり、拡大倍率も作動距離による影響を受け、操作者の使用に不利である。
【0003】
技術の発展及びユーザの多様なニーズの増加に伴い、科学研究の顕微鏡レンズの観察品質に対する要求が高くなってきており、優れた光学特性、低歪み、高倍率、長作動距離という特性を有する顕微鏡レンズが強く求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明が解決しようとする技術課題は、高結像性能を得るとともに、低歪み、長作動距離の要求を満足することができる顕微鏡用対物レンズを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記技術課題を解決するために、本発明は、顕微鏡用対物レンズを提供し、前記顕微鏡用対物レンズは、射出瞳から物体側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズと、負の屈折力を有する第４レンズと、正の屈折力を有する第５レンズとによって構成され、
前記顕微鏡用対物レンズの焦点距離をｆ、前記第１レンズの焦点距離をｆ１、前記第２レンズの焦点距離をｆ２、前記第３レンズの焦点距離をｆ３、前記顕微鏡用対物レンズの物体面から前記第５レンズの物体側面までの軸上距離をＷＤ、前記顕微鏡用対物レンズの開口数をＮＡ、前記顕微鏡用対物レンズの光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（１）～（４）を満足する。
０．６８≦ｆ３／ｆ≦２．００ （１）
－２．２０≦ｆ２／ｆ１≦－１．４０ （２）
０．１５≦ＷＤ／ＴＴＬ≦０．３５ （３）
６．００≦ｆ＊ＮＡ≦９．００ （４）
前記顕微鏡用対物レンズの焦点距離をｆ、前記第１レンズの焦点距離をｆ１、前記第２レンズの焦点距離をｆ２、前記第３レンズの焦点距離をｆ３、前記顕微鏡用対物レンズの物体面から前記第５レンズの物体側面までの軸上距離をＷＤ、前記顕微鏡用対物レンズの開口数をＮＡ、前記顕微鏡用対物レンズの光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（１）～（４）を満足する。
０．６８≦ｆ３／ｆ≦２．００ （１）
－２．２０≦ｆ２／ｆ１≦－１．４０ （２）
０．１５≦ＷＤ／ＴＴＬ≦０．３５ （３）
６．００≦ｆ＊ＮＡ≦９．００ （４）
【0006】
好ましくは、前記第１レンズのアッベ数をｖ１、前記第２レンズのアッベ数をｖ２としたときに、以下の条件式（５）を満足する。
３５．００≦ｖ１－ｖ２ （５）
３５．００≦ｖ１－ｖ２ （５）
【0007】
好ましくは、前記第５レンズの射出瞳面の中心曲率半径をＲ９、前記第５レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ１０としたときに、以下の条件式（６）を満足する。
－５．００≦Ｒ１０／Ｒ９≦－１．５０ （６）
－５．００≦Ｒ１０／Ｒ９≦－１．５０ （６）
【0008】
好ましくは、前記第１レンズは、射出瞳面が近軸において凸面であり、前記第１レンズは、物体側面が近軸において凸面であり、
前記第１レンズの射出瞳面の中心曲率半径をＲ１、前記第１レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ２、前記第１レンズの軸上厚みをｄ１としたときに、以下の条件式（７）～（９）を満足する。
０．０８≦ｆ１／ｆ≦０．２９ （７）
－０．４４≦（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１－Ｒ２）≦－０．１３ （８）
０．０２≦ｄ１／ＴＴＬ≦０．１１ （９）
前記第１レンズの射出瞳面の中心曲率半径をＲ１、前記第１レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ２、前記第１レンズの軸上厚みをｄ１としたときに、以下の条件式（７）～（９）を満足する。
０．０８≦ｆ１／ｆ≦０．２９ （７）
－０．４４≦（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１－Ｒ２）≦－０．１３ （８）
０．０２≦ｄ１／ＴＴＬ≦０．１１ （９）
【0009】
好ましくは、前記第２レンズは、射出瞳面が近軸において凹面であり、前記第２レンズは、物体側面が近軸において凸面であり、
前記第２レンズの軸上厚みをｄ３、前記第２レンズの射出瞳面の中心曲率半径をＲ３、前記第２レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ４、前記第２レンズの軸上厚みをｄ３としたときに、以下の条件式（１０）～（１２）を満足する。
－０．７４≦ｆ２／ｆ≦－０．２２ （１０）
－３．８６≦（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３－Ｒ４）≦－０．７１ （１１）
０．０１≦ｄ３／ＴＴＬ≦０．１２ （１２）
前記第２レンズの軸上厚みをｄ３、前記第２レンズの射出瞳面の中心曲率半径をＲ３、前記第２レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ４、前記第２レンズの軸上厚みをｄ３としたときに、以下の条件式（１０）～（１２）を満足する。
－０．７４≦ｆ２／ｆ≦－０．２２ （１０）
－３．８６≦（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３－Ｒ４）≦－０．７１ （１１）
０．０１≦ｄ３／ＴＴＬ≦０．１２ （１２）
【0010】
好ましくは、前記第３レンズは、射出瞳面が近軸において凹面であり、前記第３レンズは、物体側面が近軸において凸面であり、
前記第３レンズの射出瞳面の中心曲率半径をＲ５、前記第３レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ６、前記第３レンズの軸上厚みをｄ５としたときに、以下の条件式（１３）～（１４）を満足する。
１．２５≦（Ｒ５＋Ｒ６）／（Ｒ５－Ｒ６）≦２０．０５ （１３）
０．００≦ｄ５／ＴＴＬ≦０．０２ （１４）
前記第３レンズの射出瞳面の中心曲率半径をＲ５、前記第３レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ６、前記第３レンズの軸上厚みをｄ５としたときに、以下の条件式（１３）～（１４）を満足する。
１．２５≦（Ｒ５＋Ｒ６）／（Ｒ５－Ｒ６）≦２０．０５ （１３）
０．００≦ｄ５／ＴＴＬ≦０．０２ （１４）
【0011】
好ましくは、前記第４レンズの焦点距離をｆ４、前記第４レンズの射出瞳面の中心曲率半径をＲ７、前記第４レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ８、前記第４レンズの軸上厚みをｄ７としたときに、以下の条件式（１５）～（１７）を満足する。
－０．３７≦ｆ４／ｆ≦－０．０９ （１５）
－６．００≦（Ｒ７＋Ｒ８）／（Ｒ７－Ｒ８）≦－０．６５ （１６）
０．０１≦ｄ７／ＴＴＬ≦０．１２ （１７）
－０．３７≦ｆ４／ｆ≦－０．０９ （１５）
－６．００≦（Ｒ７＋Ｒ８）／（Ｒ７－Ｒ８）≦－０．６５ （１６）
０．０１≦ｄ７／ＴＴＬ≦０．１２ （１７）
【0012】
好ましくは、前記第５レンズは、射出瞳面が近軸において凸面であり、前記第５レンズは、物体側面が近軸において凸面であり、
前記第５レンズの焦点距離をｆ５、前記第５レンズの射出瞳面の中心曲率半径をＲ９、前記第５レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ１０、前記第５レンズの軸上厚みをｄ９としたときに、以下の条件式（１８）～（２０）を満足する。
０．２１≦ｆ５／ｆ≦１．０９ （１８）
－１．３３≦（Ｒ９＋Ｒ１０）／（Ｒ９－Ｒ１０）≦－０．１３ （２０）
０．０１≦ｄ９／ＴＴＬ≦０．１２ （１９）
前記第５レンズの焦点距離をｆ５、前記第５レンズの射出瞳面の中心曲率半径をＲ９、前記第５レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ１０、前記第５レンズの軸上厚みをｄ９としたときに、以下の条件式（１８）～（２０）を満足する。
０．２１≦ｆ５／ｆ≦１．０９ （１８）
－１．３３≦（Ｒ９＋Ｒ１０）／（Ｒ９－Ｒ１０）≦－０．１３ （２０）
０．０１≦ｄ９／ＴＴＬ≦０．１２ （１９）
【0013】
好ましくは、前記第１レンズ、前記第２レンズ、前記第３レンズ、前記第４レンズ、前記第５レンズのうちの少なくとも１つは、ガラス製である。
【発明の効果】
【0014】
本発明の有益な効果は、以下の通りである。本発明に係る顕微鏡用対物レンズは、優れた光学性能を有し、且つ低歪み、１．５倍の拡大倍率、長作動距離の特性を有し、特に光学顕微鏡用対物レンズに適用される。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の第１実施形態に係る顕微鏡用対物レンズの構造を示す模式図である。
【図5】本発明の第２実施形態に係る顕微鏡用対物レンズの構造を示す模式図である。
【図9】本発明の第３実施形態に係る顕微鏡用対物レンズの構造を示す模式図である。
【図13】本発明の第４実施形態に係る顕微鏡用対物レンズの構造を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の実施例における技術案を明確で、完全に説明し、明らかに、説明された実施例は、本発明の一部の実施例だけであり、全ての実施例ではない。本発明における実施例に基づいて、当業者が創造的な労働をせずに得ることができる全ての他の実施例は、いずれも本発明の保護範囲に含まれる。
【0017】
（第１実施形態）
図面に示すように、本発明は、顕微鏡用対物レンズを提供する。図１に示すのは、本発明の第１実施形態に係る顕微鏡用対物レンズ１０であり、当該顕微鏡用対物レンズ１０は、５枚のレンズによって構成される。具体的には、前記顕微鏡用対物レンズ１０は、射出瞳から物体側へ順に、絞りＳＴと、第１レンズＬ１と、第２レンズＬ２と、第３レンズＬ３と、第４レンズＬ４と、第５レンズＬ５と、物体面ＯＢＪによって構成される。
図面に示すように、本発明は、顕微鏡用対物レンズを提供する。図１に示すのは、本発明の第１実施形態に係る顕微鏡用対物レンズ１０であり、当該顕微鏡用対物レンズ１０は、５枚のレンズによって構成される。具体的には、前記顕微鏡用対物レンズ１０は、射出瞳から物体側へ順に、絞りＳＴと、第１レンズＬ１と、第２レンズＬ２と、第３レンズＬ３と、第４レンズＬ４と、第５レンズＬ５と、物体面ＯＢＪによって構成される。
【0018】
全体の顕微鏡用対物レンズ１０の焦点距離をｆ、前記第３レンズＬ３の焦点距離をｆ３としたときに、条件式０．６８≦ｆ３／ｆ≦２．００を満足する。第３レンズＬ３の焦点距離とシステム全体の焦点距離との比を規定し、当該条件式は、収差を補正して結像品質を確保するとともに、光学システムの全長を効果的に抑えることができる。
【0019】
前記第１レンズＬ１の焦点距離をｆ１、前記第２レンズＬ２の焦点距離をｆ２としたときに、条件式－２．２０≦ｆ２／ｆ１≦－１．４０を満足する。第２レンズの焦点距離と第１レンズの焦点距離との比を規定する。システムの光焦点距離を合理的に配分することにより、システムが優れた結像品質及び低い感度を有する。
【0020】
前記顕微鏡用対物レンズ１０の物体面ＯＢＪから前記第５レンズの物体側面までの軸上距離をＷＤ、顕微鏡用対物レンズ１０の光学長をＴＴＬとしたときに、条件式０．１５≦ＷＤ／ＴＴＬ≦０．３５を満足し、ＴＴＬ光学長は、物体から絞りに最も近いレンズ面までの光軸上の距離である。条件式の下限値を下回ると、顕微鏡用対物レンズと物体間の距離が狭くなりすぎ、当該対物レンズを用いる顕微鏡の操作性に劣る。逆に、条件式の上限値を上回ると、レンズ部分が占めるスペースが不足するため、配置できるレンズの厚みと光路が制限され、球面収差と色収差の補正が困難となる。
【0021】
前記顕微鏡用対物レンズ１０の開口数をＮＡとしたときに、条件式６．００≦ｆ＊ＮＡ≦９．００を満足する。当該条件式は、顕微鏡用対物レンズで観察できる視野と像の明るさに関する条件式であり、下限値を下回ると、必然的に顕微鏡用対物レンズの倍率が高くなり、観察できる視野が狭くなり、上限値を上回ると、顕微鏡用対物レンズが大きくなり、且つ顕微鏡用対物レンズの焦点距離を維持することが困難となる。
【0022】
前記第１レンズのアッベ数をｖ１、前記第２レンズのアッベ数をｖ２としたときに、条件式３５．００≦ｖ１－ｖ２を満足し、条件式がこの範囲内では、システムの色収差を効果的に補正でき、中でも、｜ＬＣ｜≦５μｍである。
【0023】
前記第５レンズの射出瞳面の中心曲率半径をＲ９、前記第５レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ１０としたときに、条件式－５．００≦Ｒ１０／Ｒ９≦－１．５０を満足する。第５レンズＬ５の形状を規定することにより、条件式の範囲内では、光線がレンズを通る偏向度合いを緩和可能であり、顕微鏡用対物レンズのレンズの非点収差と歪曲収差の補正に役立ち、歪曲収差が｜Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ｜≦０．２％となり、ケラレの発生の可能性を低減させる。
【0024】
本発明の前記顕微鏡用対物レンズ１０の焦点距離、各レンズの焦点距離、顕微鏡用対物レンズの光学長、作動距離、軸上厚み、開口数、各レンズのアッベ数及び中心曲率半径が上記条件式を満足する場合、顕微鏡用対物レンズ１０に低歪み、１．５倍の拡大倍率、長作動距離の設計ニーズを満足させることができる。
【0025】
本実施形態において、好ましくは、第１レンズＬ１は、射出瞳面は近軸において凸面であり、第１レンズＬ１は、物体側面が近軸において凸面である。第１レンズＬ１は、正の屈折力を有する。
【0026】
第１レンズＬ１の焦点距離をｆ１としたときに、条件式０．０８≦ｆ１／ｆ≦０．２９を満足し、第１レンズＬ１の正の屈折力を規定する。下限の規定値を下回ると、レンズの極薄化には有利であるが、第１レンズＬ１の正の屈折力が強くなり過ぎ、収差の補正が困難となると共に、レンズの広角化にも不利になる。逆に、上限の規定値を超えると、第１レンズの正の屈折力が弱くなり過ぎ、レンズの極薄化が困難となる。好ましくは、０．１４≦ｆ１／ｆ≦０．２３である。
【0027】
第１レンズＬ１の射出瞳面の中心曲率半径をＲ１、第１レンズＬ１の物体側面の中心曲率半径をＲ２としたときに、条件式－０．４４≦（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１－Ｒ２）≦－０．１３を満足し、第１レンズの形状を合理的に制御することにより、第１レンズは、球面収差を効果的に補正することができる。好ましくは、－０．２８≦（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１－Ｒ２）≦－０．１７である。
【0028】
第１レンズＬ１の軸上厚みをｄ１としたときに、条件式０．０２≦ｄ１／ＴＴＬ≦０．１１を満足し、極薄化を実現することに役立つ。好ましくは、０．０４≦ｄ１／ＴＴＬ≦０．０９である。
【0029】
本実施形態において、好ましくは、第２レンズＬ２は、射出瞳面が近軸において凹面であり、第２レンズＬ２は、物体側面が近軸において凸面である。第２レンズＬ２は、負の屈折力を有する。
【0030】
第２レンズＬ２の焦点距離をｆ２としたときに、条件式－０．７４≦ｆ２／ｆ≦－０．２２を満足し、第２レンズＬ２の正パワーを合理的な範囲に制御することにより、光学システムの収差を補正することに役立つ。好ましくは、－０．４７≦ｆ２／ｆ≦－０．２７である。
【0031】
第２レンズＬ２の射出瞳面の中心曲率半径をＲ３、第２レンズＬ２の物体側面の中心曲率半径をＲ４としたときに、条件式－３．８６≦（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３－Ｒ４）≦－０．７１を満足し、第２レンズＬ２の形状を規定し、この範囲内では、レンズの極薄化・広角化への発展に伴い、軸上色収差の問題を補正することに役立つ。好ましくは、－２．４１≦（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３－Ｒ４）≦－０．８９である。
【0032】
第２レンズＬ２の軸上厚みをｄ３としたときに、条件式０．０１≦ｄ３／ＴＴＬ≦０．１２を満足し、極薄化を実現することに役立つ。好ましくは、０．０１≦ｄ３／ＴＴＬ≦０．１０である。
【0033】
本実施形態において、好ましくは、第３レンズＬ３は、射出瞳面が近軸において凹面であり、第３レンズＬ３は、物体側面が近軸において凸面である。第３レンズＬ３は、正の屈折力を有する。
【0034】
第３レンズＬ３の射出瞳面の中心曲率半径をＲ５、第３レンズＬ３の物体側面の中心曲率半径ををＲ６としたときに、条件式１．２５≦（Ｒ５＋Ｒ６）／（Ｒ５－Ｒ６）≦２０．０５を満足し、第３レンズＬ３の形状を効果的に制御でき、第３レンズＬ３の成形に役立つと共に、第３レンズＬ３の表面の曲率が大きすぎることによる成形不良及び応力発生を回避することができる。好ましくは、１．９９≦（Ｒ５＋Ｒ６）／（Ｒ５－Ｒ６）≦１６．０４である。
【0035】
第３レンズＬ３の軸上厚みをｄ５としたときに、条件式０．００≦ｄ５／ＴＴＬ≦０．０２を満足し、極薄化を実現することに役立つ。好ましくは、０．０１≦ｄ５／ＴＴＬ≦０．０２である。
【0036】
本実施形態において、第４レンズＬ４は、射出瞳面が近軸において凹面であり、第４レンズＬ４は、物体側面が近軸において凹面である。第４レンズＬ４は、負の屈折力を有する。他の選択可能な実施形態において、第４レンズＬ４の射出瞳面及び物体側面は、他の凹、凸の分布形態に設置されてもよい。
【0037】
第４レンズＬ４の焦点距離をｆ４としたときに、条件式－０．３７≦ｆ４／ｆ≦－０．０９を満足し、パワーの合理的な配分により、システムが優れた結像品質及び低い感度を有する。好ましくは、－０．２３≦ｆ４／ｆ≦－０．１１である。
【0038】
第４レンズＬ４の射出瞳面の中心曲率半径をＲ７、第４レンズＬ４の物体側面の中心曲率半径をＲ８としたときに、条件式－６．００≦（Ｒ７＋Ｒ８）／（Ｒ７－Ｒ８）≦－０．６５を満足し、この条件式は第４レンズＬ４の形状を規定し、この範囲内では、レンズの極薄化・広角化への発展に伴い、軸外画角の収差等の補正に役立つ。好ましくは、－３．７５≦（Ｒ７＋Ｒ８）／（Ｒ７－Ｒ８）≦－０．８１である。
【0039】
第４レンズＬ４の軸上厚みをｄ７としたときに、条件式０．０１≦ｄ７／ＴＴＬ≦０．１２を満足し、第４レンズＬ４の軸上厚みと顕微鏡用対物レンズ１０の光学長ＴＴＬとの比を規定し、極薄化を実現することに役立つ。好ましくは、０．０１≦ｄ７／ＴＴＬ≦０．１０である。
【0040】
本実施形態において、好ましくは、第５レンズＬ５は、射出瞳面が近軸において凸面であり、第５レンズＬ５は、物体側面が近軸において凸面である。第５レンズＬ５は、正の屈折力を有する。
【0041】
第５レンズＬ５の焦点距離をｆ５としたときに、条件式０．２１≦ｆ５／ｆ≦１．０９を満足し、第５レンズＬ５を限定することは、顕微鏡レンズの光線角度を効果的に緩やかにし、公差感度を低減することができる。好ましくは、０．３４≦ｆ５／ｆ≦０．８７である。
【0042】
第５レンズＬ５の射出瞳面の中心曲率半径をＲ９、第５レンズＬ５の物体側面の中心曲率半径をＲ１０としたときに、条件式－１．３３≦（Ｒ９＋Ｒ１０）／（Ｒ９－Ｒ１０）≦－０．１３を満足し、この条件式は第５レンズＬ５の形状を規定し、条件式の範囲内では、レンズの極薄化・広角化への発展に伴い、軸外画角の収差等の補正に役立つ。好ましくは、－０．８３≦（Ｒ９＋Ｒ１０）／（Ｒ９－Ｒ１０）≦－０．１７である。
【0043】
第５レンズＬ５の軸上厚みをｄ９としたときに、条件式０．０１≦ｄ９／ＴＴＬ≦０．１２を満足し、極薄化を実現することに役立つ。好ましくは、０．０２≦ｄ９／ＴＴＬ≦０．１０である。
【0044】
本実施形態において、顕微鏡用対物レンズ１０の光学長ＴＴＬは、１３６．２５ｍｍ以下であり、これによって極薄化を実現することに役立つ。
【0045】
本実施形態において、顕微鏡用対物レンズ１０の絞りＦ値は、１２．８３以下である。結像性能に優れる。
【0046】
本実施形態において、前記第１レンズ、前記第２レンズ、前記第３レンズ、前記第４レンズ、前記第５レンズは、いずれもガラス製である。
【0047】
以下、本発明の顕微鏡用対物レンズ１０について、実施例を用いて説明する。各実施例に記載された記号は以下のことを示す。焦点距離、軸上距離、中心曲率半径、軸上厚み位置の単位は、ｍｍである。
【0048】
ＴＴＬ：光学長（第１レンズＬ１の射出瞳面から物体面ＯＢＪまでの軸上距離）であり、単位がｍｍである。
【0049】
具体的な実施形態を以下に示す。
【0050】
表１は、本発明の第１実施形態に係る顕微鏡用対物レンズ１０の設計データを示す。
【0051】
【表1】
【0052】
但し、各記号の意味は、下記のようになる。
ＳＴ：絞り
Ｒ：光学面の中心での中心曲率半径
Ｒ１：第１レンズＬ１の射出瞳面の中心曲率半径
Ｒ２：第１レンズＬ１の物体側面の中心曲率半径
Ｒ３：第２レンズＬ２の射出瞳面の中心曲率半径
Ｒ４：第２レンズＬ２の物体側面の中心曲率半径
Ｒ５：第３レンズＬ３の射出瞳面の中心曲率半径
Ｒ６：第３レンズＬ３の物体側面の中心曲率半径
Ｒ７：第４レンズＬ４の射出瞳面の中心曲率半径
Ｒ８：第４レンズＬ４の物体側面の中心曲率半径
Ｒ９：第５レンズＬ５の射出瞳面の中心曲率半径
Ｒ１０：第５レンズＬ５の物体側面の中心曲率半径
ｄ：レンズの軸上厚み、レンズの間の軸上距離
ｄＳＴ：絞りＳＴの軸上厚み
ｄ１：第１レンズＬ１の軸上厚み
ｄ２：第１レンズＬ１の物体側面から第２レンズＬ２の射出瞳面までの軸上距離
ｄ３：第２レンズＬ２の軸上厚み
ｄ４：第２レンズＬ２の物体側面から第３レンズＬ３の射出瞳面までの軸上距離
ｄ５：第３レンズＬ３の軸上厚み
ｄ６：第３レンズＬ３の物体側面から第４レンズＬ４の射出瞳面までの軸上距離
ｄ７：第４レンズＬ４の軸上厚み
ｄ８：第４レンズＬ４の物体側面から第５レンズＬ５の射出瞳面までの軸上距離
ｄ９：第５レンズＬ５の軸上厚み
ｄ１０：第５レンズＬ５の物体側面から物体面までの軸上距離
Ｎｄ：ｄ線の屈折率
ｎ１：第１レンズＬ１のｄ線の屈折率
ｎ２：第２レンズＬ２のｄ線の屈折率
ｎ３：第３レンズＬ３のｄ線の屈折率
ｎ４：第４レンズＬ４のｄ線の屈折率
ｎ５：第５レンズＬ５のｄ線の屈折率
ｖｄ：アッベ数
ｖ１：第１レンズＬ１のアッベ数
ｖ２：第２レンズＬ２のアッベ数
ｖ３：第３レンズＬ３のアッベ数
ｖ４：第４レンズＬ４のアッベ数
ｖ５：第５レンズＬ５のアッベ数
ＳＴ：絞り
Ｒ：光学面の中心での中心曲率半径
Ｒ１：第１レンズＬ１の射出瞳面の中心曲率半径
Ｒ２：第１レンズＬ１の物体側面の中心曲率半径
Ｒ３：第２レンズＬ２の射出瞳面の中心曲率半径
Ｒ４：第２レンズＬ２の物体側面の中心曲率半径
Ｒ５：第３レンズＬ３の射出瞳面の中心曲率半径
Ｒ６：第３レンズＬ３の物体側面の中心曲率半径
Ｒ７：第４レンズＬ４の射出瞳面の中心曲率半径
Ｒ８：第４レンズＬ４の物体側面の中心曲率半径
Ｒ９：第５レンズＬ５の射出瞳面の中心曲率半径
Ｒ１０：第５レンズＬ５の物体側面の中心曲率半径
ｄ：レンズの軸上厚み、レンズの間の軸上距離
ｄＳＴ：絞りＳＴの軸上厚み
ｄ１：第１レンズＬ１の軸上厚み
ｄ２：第１レンズＬ１の物体側面から第２レンズＬ２の射出瞳面までの軸上距離
ｄ３：第２レンズＬ２の軸上厚み
ｄ４：第２レンズＬ２の物体側面から第３レンズＬ３の射出瞳面までの軸上距離
ｄ５：第３レンズＬ３の軸上厚み
ｄ６：第３レンズＬ３の物体側面から第４レンズＬ４の射出瞳面までの軸上距離
ｄ７：第４レンズＬ４の軸上厚み
ｄ８：第４レンズＬ４の物体側面から第５レンズＬ５の射出瞳面までの軸上距離
ｄ９：第５レンズＬ５の軸上厚み
ｄ１０：第５レンズＬ５の物体側面から物体面までの軸上距離
Ｎｄ：ｄ線の屈折率
ｎ１：第１レンズＬ１のｄ線の屈折率
ｎ２：第２レンズＬ２のｄ線の屈折率
ｎ３：第３レンズＬ３のｄ線の屈折率
ｎ４：第４レンズＬ４のｄ線の屈折率
ｎ５：第５レンズＬ５のｄ線の屈折率
ｖｄ：アッベ数
ｖ１：第１レンズＬ１のアッベ数
ｖ２：第２レンズＬ２のアッベ数
ｖ３：第３レンズＬ３のアッベ数
ｖ４：第４レンズＬ４のアッベ数
ｖ５：第５レンズＬ５のアッベ数
【0053】
図２、図３は、それぞれ波長４８６．１ｎｍ、５８７．６ｎｍ、６５６．３ｎｍ、５２０．０ｎｍ、４３５．０ｎｍ、７００．０ｎｍの光が第１実施形態に係る顕微鏡用対物レンズ１０を通過した後の倍率色収差及び軸上色収差を示す模式図である。図４は、波長５８７．６ｎｍの光が第１実施形態に係る顕微鏡用対物レンズ１０を通過した後の像面湾曲及び歪曲収差を示す模式図であり、図４の像面湾曲Ｓは、サジタル方向の像面湾曲であり、Ｔは、タンジェンシャル方向の像面湾曲である。
【0054】
後述される表５は、各実施例１、２、３、４における各種数値と条件式で規定されたパラメータに対応する値を示している。
【0055】
表５に示すように、第１実施形態は、各条件式を満足する。
【0056】
本実施形態において、前記顕微鏡用対物レンズの入射瞳径ＥＮＰＤは、１６．１００ｍｍであり、全視野像高ＩＨは、１０．５００ｍｍであり、対角線方向の画角ＦＯＶは、９．０２°であり、開口数ＮＡは、０．０６０００ｍｍであり、作動距離は、長く、その軸上、軸外色収差は、十分に補正され、且つ優れた光学特性を有する。
【0057】
（第２実施形態）
第２実施形態は、第１実施形態と基本的に同じであり、記号の意味も第１実施形態と同様であるため、相違点は、第２実施形態において、第４レンズＬ４は、射出瞳面が近軸において凹面であり、第４レンズＬ４は、物体側面が近軸において凸面であることである。当該第２実施形態に係る顕微鏡用対物レンズ２０の構造形態を図５に示すため、相違点のみを以下に示す。
第２実施形態は、第１実施形態と基本的に同じであり、記号の意味も第１実施形態と同様であるため、相違点は、第２実施形態において、第４レンズＬ４は、射出瞳面が近軸において凹面であり、第４レンズＬ４は、物体側面が近軸において凸面であることである。当該第２実施形態に係る顕微鏡用対物レンズ２０の構造形態を図５に示すため、相違点のみを以下に示す。
【0058】
表２は、本発明の第２実施形態に係る顕微鏡用対物レンズ２０の設計データを示す。
【0059】
【表2】
【0060】
図６、図７は、それぞれ波長４８６．１ｎｍ、５８７．６ｎｍ、６５６．３ｎｍ、５２０．０ｎｍ、４３５．０ｎｍ、７００．０ｎｍの光が第２実施形態に係る顕微鏡用対物レンズ２０を通過した後の倍率色収差及び軸上色収差を示す模式図である。図８は、波長５８７．６ｎｍの光が第２実施形態に係る顕微鏡用対物レンズ２０を通過した後の像面湾曲及び歪曲収差を示す模式図であり、図８の像面湾曲Ｓは、サジタル方向の像面湾曲であり、Ｔは、タンジェンシャル方向の像面湾曲である。
【0061】
表５に示すように、第２実施形態は、各条件式を満足する。
【0062】
本実施形態において、前記顕微鏡用対物レンズの入射瞳径は、１２．０００ｍｍであり、全視野像高は、１０．５００ｍｍであり、対角線方向の画角は、８．０２°であり、開口数ＮＡは、０．０４０００ｍｍであり、作動距離は、長く、その軸上、軸外色収差は、十分に補正され、且つ優れた光学特性を有する。
【0063】
（第３実施形態）
第３実施形態は、第１実施形態と基本的に同じであり、記号の意味も第１実施形態と同様であるため、相違点は、第３実施形態において、第４レンズＬ４は、射出瞳面が近軸において凹面であり、第４レンズＬ４は、物体側面が近軸において凸面であることである。当該第３実施形態に係る顕微鏡用対物レンズ３０の構造形態を図９に示すため、相違点のみを以下に示す。
第３実施形態は、第１実施形態と基本的に同じであり、記号の意味も第１実施形態と同様であるため、相違点は、第３実施形態において、第４レンズＬ４は、射出瞳面が近軸において凹面であり、第４レンズＬ４は、物体側面が近軸において凸面であることである。当該第３実施形態に係る顕微鏡用対物レンズ３０の構造形態を図９に示すため、相違点のみを以下に示す。
【0064】
表３は、本発明の第３実施形態に係る顕微鏡用対物レンズ３０の設計データを示す。
【0065】
【表3】
【0066】
図１０、図１１は、それぞれ波長４８６．１ｎｍ、５８７．６ｎｍ、６５６．３ｎｍ、５２０．０ｎｍ、４３５．０ｎｍ、７００．０ｎｍの光が第３実施形態に係る顕微鏡用対物レンズ３０を通過した後の倍率色収差及び軸上色収差を示す模式図である。図１２は、波長５８７．６ｎｍの光が第３実施形態に係る顕微鏡用対物レンズ３０を通過した後の像面湾曲及び歪曲収差を示す模式図であり、図１２の像面湾曲Ｓは、サジタル方向の像面湾曲であり、Ｔは、タンジェンシャル方向の像面湾曲である。
【0067】
表５に示すように、第３実施形態は、各条件式を満足する。
【0068】
本実施形態において、前記顕微鏡用対物レンズの入射瞳径は、１２．０００ｍｍであり、全視野像高は、１０．５００ｍｍであり、対角線方向の画角は、８．０２°であり、作動距離は、長く、開口数ＮＡは、０．０６８００ｍｍであり、その軸上、軸外色収差は、十分に補正され、且つ優れた光学特性を有する。
【0069】
（第４実施形態）
第４実施形態は、第１実施形態と基本的に同じであり、記号の意味も第１実施形態と同様であるため、相違点は、第４実施形態において、第４レンズＬ４は、射出瞳面が近軸において凹面であり、第４レンズＬ４は、物体側面が近軸において凸面であることである。当該第４実施形態に係る顕微鏡用対物レンズ４０の構造形式を図１３に示すため、相違点のみを以下に示す。
第４実施形態は、第１実施形態と基本的に同じであり、記号の意味も第１実施形態と同様であるため、相違点は、第４実施形態において、第４レンズＬ４は、射出瞳面が近軸において凹面であり、第４レンズＬ４は、物体側面が近軸において凸面であることである。当該第４実施形態に係る顕微鏡用対物レンズ４０の構造形式を図１３に示すため、相違点のみを以下に示す。
【0070】
表４は、本発明の第４実施形態に係る顕微鏡用対物レンズ４０の設計データを示す。
【0071】
【表4】
【0072】
図１４、図１５は、それぞれ波長４８６．１ｎｍ、５８７．６ｎｍ、６５６．３ｎｍ、５２０．０ｎｍ、４３５．０ｎｍ、７００．０ｎｍの光が第４実施形態に係る顕微鏡用対物レンズ４０を通過した後の倍率色収差及び軸上色収差を示す模式図である。図１６は、波長５８７．６ｎｍの光が第４実施形態に係る顕微鏡用対物レンズ４０を通過した後の像面湾曲及び歪曲収差を示す模式図であり、図１６の像面湾曲Ｓは、サジタル方向の像面湾曲であり、Ｔは、タンジェンシャル方向の像面湾曲である。
【0073】
表５に示すように、第４実施形態は、各条件式を満足する。
【0074】
本実施形態において、前記顕微鏡用対物レンズの入射瞳径は、１８．０００ｍｍであり、全視野像高は、１０．５００ｍｍであり、対角線方向の画角は、８．５１°であり、作動距離は、長く、開口数ＮＡは、０．０６３６６ｍｍであり、その軸上、軸外色収差は、十分に補正され、且つ優れた光学特性を有する。
【0075】
【表5】
【0076】
当業者であれば分かるように、上記各実施形態が本発明を実現するための具体的な実施形態であり、実際の応用において、本発明の要旨と範囲から逸脱しない限り、形式及び詳細に対する各種の変更は可能である。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】