显微镜物镜制造技术

一种显微镜物镜，从物体侧开始依次具有：包括凹面朝着物体侧的透镜元件的第一透镜组；包括第一正透镜元件和比该第一正透镜元件靠近像侧的第二正透镜元件、作为整体具有正光焦度的第二透镜组；作为整体具有负光焦度的第三透镜组。其中，所述第一正透镜元件和所述第二正透镜元件分别由同一光学材料制作，且分别具有相同的形状；第一正透镜元件的透镜面中曲率大的一方的透镜面和第二正透镜元件的透镜面中曲率大的一方相互面对面。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及显微镜中所用的物镜。更详细地说，涉及具有中高放大率的放大率范围(约10倍以上的放大率)、像面平坦的消色差透镜类或近复消色差类的显微镜物镜。以前，作为具有中高放大率的放大率范围的消色差类透镜，在中放大率范围中知道有里斯特型，在高放大率范围中知道有阿米奇型。作为比这些物镜还提高了像面平坦性的物镜，知道在中放大率范围中有三重透镜型、厄诺斯达型、双高斯型等，在高放大率范围中有将深凹面朝着物体侧的正齐明透镜配置在最靠近物体侧、并将凹面朝着像侧的厚凹凸透镜配置在最靠近像侧的类型和将正齐明透镜配置在最靠近物体侧并将具有相互对着的凹面的两组厚凹凸透镜组配置在最靠近像侧的类型等。由于在先有的显微镜物镜中重视光学性能，因此，构成物镜的各透镜元件的曲率半径、透镜中心厚度与玻璃种类各不相同。因此，在以往的显微镜物镜的制造中，将各透镜元件制作成曲率半径和透镜的中心厚度各不相同。另外，在制造以往的显微镜物镜时，由于需要准备多种玻璃，因此，不可避免地将提高成本。因此，本专利技术的目的在于提供一种可谋求维持良好的成像性能且大幅度降低成本的中放大率用显微镜物镜。为实现上述目的，本专利技术的显微镜物镜从物体侧开始依次具有包括凹面朝着物体侧的透镜元件的第一透镜组；包括第一正透镜元件和比该第一正透镜元件配置在更靠近像侧的第二正透镜元件、作为整体具有正光焦度的第二透镜组；和作为整体具有负光焦度的第三透镜组。其中，上述第一正透镜元件和上述第二正透镜元件是同一种玻璃，且形状相同(曲率半径及中心厚度分别相等)。此时，第一正透镜元件的曲率大的一方的透镜面和第二正透镜元件的曲率大的一方的透镜面相互面对面。本专利技术的其他目的、特征和优点通过参照附图的下述说明就可以明白。图1是本专利技术的第一实施例的显微镜物镜的透镜构成图2是本专利技术的第二实施例的显微镜物镜的透镜构成图；图3是本专利技术的第三实施例的显微镜物镜的透镜构成图；图4是本专利技术的第四实施例的显微镜物镜的透镜构成图；图5是本专利技术的第一实施例的显微镜物镜的像差图。图5(A)表示球面像差，图5(B)表示像散像差，图5(C)表示子午慧形像差，图5(D)表示畸变像差。图6是本专利技术的第二实施例的显微镜物镜的像差图。图6(A)表示球面像差，图6(B)表示像散像差，图6(C)表示子午慧形像差，图6(D)表示畸变像差。图7是本专利技术的第三实施例的显微镜物镜的像差图。图7(A)表示球面像差，图7(B)表示像散像差，图7(C)表示子午慧形像差，图7(D)表示畸变像差。图8是本专利技术的第四实施例的显微镜物镜的像差图。图8(A)表示球面像差，图8(B)表示像散像差，图8(C)表示子午慧形像差，图8(D)表示畸变像差。下面，参照附图说明本专利技术实施例的显微镜物镜的结构。图1是本专利技术第一实施例的显微镜物镜的光图。图1中，本专利技术实施例的显微镜物镜从物体侧开始顺序有包括凹面朝着物体侧的透镜元件的第一透镜组；包括第一正透镜元件和比该第一正透镜元件配置在靠近像侧的第二正透镜元件、作为整体具有正光焦度的第二透镜组；和作为整体具有负光焦度的第三透镜组。第一正透镜元件的物体侧透镜面的曲率半径为R1a、第一正透镜元件的像侧透镜面的曲率半径为R1b、第一正透镜元件的中心厚度为D1、构成第一正透镜元件的光学材料的折射率为N1、第二正透镜元件的物体侧透镜面的曲率半径为R2a、第二正透镜元件的像侧透镜面的曲率半径为R2b、第二正透镜元件的中心厚度为D2、构成第二正透镜元件的光学材料的折射率为N2时，显微镜物镜满足下述关系式(1)|R1a|＝|R2b|(2)|R1b|＝|R2a|(3) D1＝D2(4) N1＝N2(5) |R1a|＞|R1b|(6) |R2a|＜|R2b|另外，在本专利技术中，显微镜物镜为无限远类(将从对象发出的光改变为基本平行的光束)时，像侧是指将显微镜物镜夹在中间的与物体侧相反的一侧。首先说明本专利技术的基本结构。在本专利技术的显微镜物镜中，凹面朝着第一透镜组中的物体侧的透镜元件具有将在第一透镜组中发生的球面像差抑制到最小限度的功能和发生负的玻兹瓦尔和从而提高像面平坦性的功能。另外，第二透镜组具有正光焦度。在本专利技术中，第二透镜组中的第一及第二正透镜元件同时满足上述关系式(1)～(6)。条件式(1)～(4)意味着本专利技术的显微镜物镜的第二透镜组中的两个正透镜(第一及第二正透镜元件)都由相同的透镜元件构成。因此，在制造本专利技术的显微镜物镜时，只制作一种正透镜元件就能够得到构成显微镜物镜的透镜元件中的两个透镜元件。这样，在制作显微镜物镜时，就可以减少应准备的玻璃材料的种类。另外，由于能够使透镜的曲率及中心厚度一致，所以，通过减少应准备的透镜加工夹具和减少总工时，从而可以大幅度降低成本。另外，条件式(1)～(4)中的等号的意义还包括制造误差的部分。并且，条件式(5)和(6)意味着在第一及第二正透镜元件中，将曲率大的透镜面相互面对面配置。这样就分散了第二透镜组中各透镜面承担的光焦度。不满足条件式(5)和(6)时，就难以修正由第二透镜组发生的球面像差和慧形像差。第三透镜组在整体上具有负光焦度，有助于提高朝着第一透镜组中的物体侧的凹面的平坦性，同时可以提高像的平坦性。另外，设第二透镜组中的第一正透镜元件的阿贝数为νd1、第二透镜组中的第二正透镜元件的阿贝数为νd2时，最好本专利技术的显微镜物镜构成为满足如下条件式(7)及(8)(7) νd1≥62(8) νd2≥62这些条件式(7)及(8)是用于抑制第一透镜组及第二透镜组上发生的轴向色像差及放大率色像差的，低于这些条件式(7)及(8)的下限时，显微镜物镜整体的轴向色像差及放大率色像差就修正不足，因此是不希望的。另外，设入射到第一正透镜元件的物体侧透镜面上的近轴光线的换算倾角为αin、入射到第一正透镜元件的物体侧透镜面上的近轴光线的入射高度为hin、从第二正透镜元件的像侧透镜面出射的近轴光线的入射高度为hout、从第三透镜组出射的近轴光线的入射高度为hend时，最好本专利技术的显微镜物镜，满足下述各条件(9)----1<αoutαin<-0.15]]>(10)---|hinhend|>1]]>(11)---|houthend|>1]]>换算倾角是近轴光线与光轴所成的角度乘以该光线所属的媒介的折射率的值。在共立出版发行、松居吉哉著的《透镜设计方法》一书的第20页记载了该换算倾角。上述条件式(9)规定了由第二透镜组中的第一正透镜元件与第二正透镜元件所夹的透镜组的横向放大率。这里，低于第一条件式(9)的下限时，第二透镜组整体的光焦度就太高，所以，球面像差明显地修正不足，因此是不希望的。这里，如果想过度校正负球面像差的话，则第二透镜组中各透镜面的曲率就变得太大，所以，将发生外向性的慧形像差，进而由于短波长的球面像差变得修正过剩，所以是不希望的。另一方面，在超过条件式(9)的上限时，由于第二透镜组整体的光焦度变得太弱，不能充分地使来自第一透镜组的发像散束成为收敛光束，因此是不希望的。在这种情况下，将发生内向性的慧形像差，进而将不能确保像面的平坦性，所以是不希望的。条件式(10)及(11)涉及第二透镜组与第三透镜组的光焦本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种显微镜物镜，其特征在于，物体侧依次具有：包括凹面朝着物体侧的透镜元件的第一透镜组１；包括第一正透镜元件和比该第一正透元件配置在靠近像侧的第二正透镜元件、作为整体具有正光焦度的第二透镜；和作为整体具有负光焦度的第三透镜组；满足下述 条件：｜Ｒ１ａ｜＝｜Ｒ２ｂ｜，｜Ｒ１ｂ｜＝｜Ｒ２ａ｜，Ｄ１＝Ｄ２，Ｎ１＝Ｎ２，｜Ｒ１ａ｜＞｜Ｒ１ｂ｜，｜Ｒ２ａ｜＜｜Ｒ２ｂ｜其中，Ｒ１ａ为所述第一正透镜元件的物体侧透镜面的曲率半径；Ｒ１ｂ为所述第一正透镜元件 的像侧透镜面的曲率半径；Ｄ１为所述第一正透镜元件的中心厚度；Ｎ１为构成所述第一正透镜元件的光学材料的折射率；Ｒ２ａ为所述第二正透镜元件的物体侧透镜面的曲率半径；Ｒ２ｂ为所述第二正透镜元件的物体像侧透镜面的曲率半径；Ｄ２为 所述第二正透镜元件的中心厚度；Ｎ２为构成所述第二正透镜元件的光学材料的折射率。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：山广知彦，末永丰，
申请(专利权)人：株式会社尼康，
类型：发明
国别省市：JP[日本]