(57)【要約】【課題】本発明では、鏡枠の締め付け固定時に応力を光学素子に伝えないとともに、鏡枠間隔の調整も容易となる顕微鏡対物レンズを提供する。【解決手段】本発明の上記課題は、光軸を有する複数の光学素子と、前記複数の光学素子をそれぞれ少なくとも１つを保持する複数の鏡枠と、前記複数の鏡枠を順次積層して内部に配置する鏡胴を有し、前記鏡胴には複数の穴が貫かれ、前記鏡胴の外部から前記複数の穴を通して、前記複数の鏡枠の積層面の間に金属薄片を挿入することができることを特徴とする顕微鏡対物レンズによって解決される。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸を共有する複数の光学素子と、
前記複数の光学素子をそれぞれ少なくとも１つを保持する複数の鏡枠と、
前記複数の鏡枠を順次積層して内部に配置する鏡胴を有し、
前記鏡胴には複数の穴が貫かれ、
前記鏡胴の外部から前記複数の穴を通して、前記複数の鏡枠の積層面の間に金属薄片を挿入するようにしたことを特徴とする顕微鏡対物レンズ。
【請求項２】
前記複数の穴は鏡胴の円周方向に対して３分割された位置で光軸方向に整列されることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡対物レンズ。
【請求項３】
前記複数の穴は鏡胴の円周方向に対して３分割された位置に配置された光軸方向に長い溝であることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡対物レンズ。
【請求項４】
前記金属薄片は細い部分と広い部分を有し、前記細い部分を前記複数の穴のそれぞれに挿入することを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の顕微鏡対物レンズ。
【請求項５】
光軸を有する複数の光学素子と、
前記複数の光学素子をそれぞれ少なくとも１つを保持する複数の鏡枠と、
前記複数の鏡枠の間に金属薄片のみを挟むように構成された金属薄片付きワッシャーと、
前記複数の鏡枠と前記ワッシャーを順次積層して内部に配置する鏡胴を有し、
前記鏡胴の内壁には溝が彫られており、おのおのの前記金属薄片付きワッシャーの前記金属薄片の位置は光軸方向に整列することを特徴とする顕微鏡対物レンズ。
【請求項６】
前記金属薄片付きワッシャーは、輪環部よりも外側に前記金属薄片を配置し、
前記金属薄片の長さは前記鏡枠の積層面幅と前記鏡胴の前記溝の深さを加えたものにほぼ等しいことを特徴とする請求項５に記載の顕微鏡対物レンズ。
【請求項７】
前記金属薄片付きワッシャーは、輪環部よりも内側に前記金属薄片を配置し、
前記鏡胴の前記溝に嵌め組まれるガイド突起を前記輪環部の外側に備えることを特徴とする請求項５に記載の顕微鏡対物レンズ。
【請求項８】
前記金属薄片の厚さを選択的に交換する事によって、前記光学素子の配置を調節することを特徴とする請求項１から請求項７の何れかに記載の顕微鏡対物レンズの調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は顕微鏡対物レンズに関し、特に顕微鏡対物レンズ内で光学素子を固定する鏡枠の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの顕微鏡対物レンズは１０枚以上のレンズを組み合わせて構成されており、それらが適切な間隔で配置されることにより、本来の性能を発揮する。そのために個々のレンズはそれぞれが鏡枠（中枠）に固定され、それらが適切に配置されるように間隔調節され、鏡胴（外枠）の内に積層される。
【０００３】
この時、鏡胴内で鏡枠（中枠）を固定するために、鏡枠たちを前後から締め付けているのだが、この圧力が鏡枠内の光学素子に伝わってしまうと、光学素子に歪みをもたらすという問題になる。
【０００４】
光学素子の歪みには大きく分けて内部歪みと面歪みの２種類がある。内部歪みとは光学素子の内部の光学特性が歪みを持つことである。光学素子に使われる硝材は光学異方性を持たないように製造されている。それが応力を加えられることによって光学異方性を持ってしまうという性質がある。この現象は特に偏光観察を行うときに大きな問題となる。
【０００５】
面歪みとは応力が加わることによって光学素子の面が変形してしまうことである。光学素子の面精度が落ちてしまった場合、それは結像性能に係わる問題となる。
光学素子に応力が掛かってしまう大きな原因には、鏡枠形状の精度問題がある。鏡枠はいくら精巧に作っていても、表面には多少の凹凸や、全体形状の歪みを持ってしまっている。この鏡枠の精度の誤差が、固定圧力を掛けられたときに応力を発生させ、内部の光学素子を歪ませてしまうのである。
【０００６】
また、鏡枠は光学素子の位置を定めるという性質から、対物レンズの調整のときにも使われる。つまり、対物レンズを組み上げたときに、設計どおりの性能が達成されるように光学素子の位置を正確に調節するときにも利用される。例えば、鏡枠間にワッシャーを挟むなどすることにより、レンズ間隔の調節をする。このための技術としては特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００６−１８４４８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑み、鏡枠の締め付け固定時に応力を光学素子に伝えないとともに、鏡枠間隔の調整も容易となる顕微鏡対物レンズを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記課題は、光軸を有する複数の光学素子と、前記複数の光学素子をそれぞれ少なくとも１つを保持する複数の鏡枠と、前記複数の鏡枠を順次積層して内部に配置する鏡胴を有し、前記鏡胴には複数の穴が貫かれ、前記鏡胴の外部から前記複数の穴を通して、前記複数の鏡枠の積層面の間に金属薄片を挿入することができることを特徴とする顕微鏡対物レンズによって解決される。この構成による顕微鏡対物レンズでは、外部から金属薄片を抜き差しできるために鏡枠間隔の調整も容易であり、かつ鏡枠の歪みを光学素子に伝えない構成となっている。
【０００９】
このとき、前記複数の穴は鏡胴の円周方向に対して３分割された位置で光軸方向に整列されることが望ましい。また、前記複数の穴は鏡胴の円周方向に対して３分割された位置に配置されることも望ましい。この構成すれば鏡枠は金属薄片によって３点で支持されるので、幾何学的に安定的である。
【００１０】
さらに、前記金属薄片は細い部分と広い部分を有し、前記細い部分を前記複数の穴のそれぞれに挿入することが好ましい。顕微鏡対物レンズは小型であるので、当然ながら鏡枠の間に挟む金属薄片も小さい。作業性を考えると、挿入部分だけを小型にすることが好ましい。
【００１１】
また、光軸を有する複数の光学素子と、前記複数の光学素子をそれぞれ少なくとも１つを保持する複数の鏡枠と、前記複数の鏡枠の間に金属薄片のみを挟むように構成された金属薄片付きワッシャーと、前記複数の鏡枠と前記ワッシャーを順次積層して内部に配置する鏡胴を有し、前記鏡胴の内壁には溝が彫られており、おのおのの前記金属薄片付きワッシャーの前記金属薄片の位置は光軸方向に整列することを特徴とする顕微鏡対物レンズによっても本発明の課題は達成される。
【００１２】
特に、前記金属薄片付きワッシャーは、輪環部よりも外側に前記金属薄片を配置し、前記金属薄片の長さは前記鏡枠の積層面幅と前記鏡胴の前記溝の深さを加えたものにほぼ等しい形態が好ましい。
【００１３】
また、前記金属薄片付きワッシャーは、輪環部よりも内側に前記金属薄片を配置し、前記鏡胴の前記溝に嵌め組まれるガイド突起を前記輪環部の外側に備える形態も好ましい。
本発明の顕微鏡対物レンズでは、前記金属薄片の厚さを選択的に交換する事によって、前記光学素子の配置を調節することができる。この方法により、容易で正確なレンズ調整が実行できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、鏡枠の締め付け固定時に応力を光学素子に伝えないとともに、鏡枠間隔の調整も容易となる顕微鏡対物レンズが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下では、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
まず、図１を使って従来の方法による鏡枠間隔の調整を説明する。図１−１は鏡枠１と鏡枠１’の間にハク（箔、金属薄片）２を挟む方式である。図１−２は鏡枠１と鏡枠１’の間に金属部材（コマ）３を挟む方式である。図１−３は鏡枠１と鏡枠１’の少なくとも一方に段差４を付けて接点を減らす方式である。これらの方式は例えば半導体露光装置（ステッパー）の対物レンズのような大きなものでは有効に活用することができるが、顕微鏡の対物レンズでは大きさが小さすぎて利用することができなかった。例えば図１−２のコマを配置する構成では、コマの大きさが小さすぎて（半径１ｍｍ程度）、適切な場所に配置することがほぼ不可能である。
【００１６】
本発明では顕微鏡対物レンズでも上記と同様の機能を発揮する機構を提供する。
【実施例１】
【００１７】
図２−１は本発明の実施の第１形態に利用されるハクの形状の例を表している。顕微鏡の鏡枠は非常に小さいので、鏡枠の間に挟む挿入部５とつまみ部６に分けて、大きさの異なる形状とすることによって、利便性と効果をともに備える。図２−１で示される例ではＴ字状の形状を例示している。このとき、顕微鏡の鏡枠の大きさを考えると、挿入部５の幅は３ｍｍ程度が望ましく、つまみ部６はラジオペンチや指で摘み易いように適切に大きく構成することが望ましい。また、ハク２の厚さは、複数種類揃えて鏡枠１の間隔調整に利用することが望ましい。
【００１８】
図３−１は本実施例を鏡枠１に挟んだ状態の対物レンズの断面図を模式的に表している。この図における例では、ハク２を対物レンズの外側から鏡枠１の間に挿入するために、斜め格子部の鏡胴１３には溝あるいは穴を開けてある。つまり、鏡枠１が小さいにもかかわらず、ハク２を適切な位置に容易に配置できる工夫がされている。なお、鏡枠１の円周方向に対するハク２を配置する個数は、３箇所にすることが好ましい。
【００１９】
図４は、上記のハク２の挿入を鏡胴１３の外側から見た概略図である。同図に示されるように、鏡枠１は鏡胴１３の内部に積層され、鏡胴１３の側面に開けられた溝からはその積層の様子が覗かれる。そこで、ハク２を溝を通して鏡枠１の間に挿入することができる。つまり、鏡枠１を組み直すことなく、間隔調整が行える。また、この溝は光軸方向に掘られているので、溝に沿ってハク２を挿入すればよいので、正確にハク２を配置できる。
【実施例２】
【００２０】
図２−２は本発明の実施の第２形態に利用されるワッシャーＡの形状の例を表している。実施例１で利用されるハクは扱いやすいように大きく作られているが、それでもまだ小さく扱いが困難である。そこで実施例１で示されたハク２を３つ結合した形態として、図２−２に示されたようなワッシャーＡ７が考えられる。
【００２１】
このワッシャーＡ７はハク２のつまみ部６を延ばして輪環部１０としたものと思える。つまりハク２と同様に挿入部８を持つ。さらにワッシャーＡ７が鏡枠間で回転してしまわないように、突起状のガイド部９が付けられている。このガイド部９を鏡胴に掘られた溝あるいは穴に嵌め合わせることによって、ワッシャーＡ７の角度を合わせる。
【００２２】
このワッシャーＡ７を鏡枠１の間に挟んだ状態の断面を模式的に表したものが図３−２である。この図に示されるように、ワッシャーＡ７は鏡胴１３と鏡枠１の間に配置され、挿入部８のみが鏡枠１の間に挟まれる構成をとる。このとき、ワッシャーＡ７は輪環状の形状をしているが、鏡枠１の間隔を３点で支持している。
【００２３】
上記のことを明確に示すために、断面図を用いて説明する。図６はワッシャーＡ７が鏡胴１３と鏡枠１の間に配置され、挿入部８のみが鏡枠１の間に挟まれる状態を断面から表した図である。鏡枠１には、ワッシャーＡ７の輪環部１０が挟まれないように、積層面に段差などがつけられて適度な空間を持っている。一方で、挿入部８は鏡枠１の積層面に挟まれるように構成され、ガイド部９は鏡胴１３に設けられた穴もしくは溝にはめ込まれて円周方向の位置を定める。
【００２４】
上記本実施の形態によっても実施例１と同様に鏡枠の締め付け固定時に応力を光学素子に伝えない効果をもつ。
【実施例３】
【００２５】
図２−３は本発明の実施の第３形態に利用されるワッシャーＢの形状の例を表している。この形状も実施例１におけるハクを３つ連ねたものと考えることができる。つまり、このワッシャーＢ１１もハク２のつまみ部６を延ばして輪環部１０としたものと思える。
【００２６】
この実施の形態では、実施例２とは違い、ガイド部を持たない。この実施例ではガイド部と挿入部を兼ね合わせるガイド挿入部１２を持つ。このガイド挿入部１２は鏡枠１の厚さを貫き鏡胴１３に到達するだけの長さを備えることによって両者を兼ね備える。
【００２７】
このワッシャーＢ１１を鏡枠１の間に挟んだ状態の断面を模式的に表したものが図３−３である。この図に示されるように、ワッシャーＢ１１は鏡枠１の内側に配置され、ガイド挿入部１２が鏡枠１の間を通って鏡胴１３に達する状態で配置される。このとき、鏡枠１とそれに支えられるレンズの周辺には空間が存在していて（図７を参照）輪環部１０は光路を遮らずに配置することができる。この構成により、ガイド挿入部１２は、ワッシャーＢ１１の角度を定めると共に、鏡枠１の間隔を３点で支えることができる。つまり、本実施の形態によっても実施例１と同様に鏡枠の締め付け固定時に応力を光学素子に伝えない効果をもつ。
【００２８】
以下では、上記の実施例に共通の事項について説明する。図５は本発明の実施に利用される鏡胴１３の形態の例を幾つか挙げている。
図５−１は鏡胴１３の側面に鏡胴を貫く穴を開ける例である。この穴は鏡胴１３の円周を３分割する位置に光軸に沿う方向に配列されることが望ましい。また、光軸方向に関する穴１４の間隔は鏡枠１の間隔に合わせて穿つようにする。
【００２９】
この図５−１に示される鏡胴１３は、実施例１に示されるようなハクと合わせることも可能であるし、実施例２や実施例３に示されるようなワッシャー型でも可能である。ただし、ワッシャー型である場合は、ある程度の弾力性をもつ素材で製作して、少し歪ませながら鏡胴１３の中に入れる。
【００３０】
図５−２は鏡胴１３の内側の側面に溝１５を彫る例である。この溝１５は鏡胴１３の円周を３分割する位置に光軸に沿って彫られることが望ましい。溝１５は鏡胴１３の開口端まで彫ってあることが考えられるが、彫っていなくても構わない。ただし、開口端まで彫っていない場合はある程度の弾力性をもつ素材で製作されたワッシャーを利用する。
【００３１】
この図５−２に示される鏡胴１３は、実施例１に示されるようなハクと合わせることができないが、実施例２や実施例３に示されるようなワッシャー型では好適に機能する。
図５−３は鏡胴１３の側面に鏡胴を貫通する溝１６を彫る例である。この溝１６は鏡胴１３の円周を３分割する位置に光軸に沿って彫られることが望ましい。溝１６は鏡胴１３の開口端まで彫ってあることが考えられるが、彫っていなくても構わない。なお、開口端まで彫っていない場合が図４で図示されている形態である。
【００３２】
この図５−３に示される鏡胴１３は、実施例１に示されるようなハクと合わせることも可能であるし、実施例２や実施例３に示されるようなワッシャー型でも可能である。ただし、開口端まで溝１６が彫っていない場合はある程度の弾力性をもつ素材で製作されたワッシャーを利用して、少し歪ませながら鏡胴１３の中に入れる。
【００３３】
図７は本発明の実施による顕微鏡対物レンズの断面を示した模式図である。この図に示される実施例では、鏡胴１３に溝１６を開けてハク２を鏡枠１の間に挿入した構成を示している。なお、同図は顕微鏡対物レンズの光軸と溝１６を含む面による断面図である。
【００３４】
図７に示されるように、レンズ１７は鏡枠１に支えられた状態で鏡胴１３の中に配置される。このとき、鏡枠１は互いに積層されて鏡胴１３の中に格納されることによってレンズ１７の間隔を定めている。また、鏡枠１の積層面の間には溝１６を通して挿入されたハク２が挟まれている。
【００３５】
このハク２の厚さを調節することによって鏡枠１の間隔や傾きを調節することができるので、すなわちレンズの間隔および傾きを調節することができる。このとき、ハク２を鏡胴１３の外から抜き差しすることができる構成は有効に機能している。
【００３６】
なお、図７に示されるハク２は鏡胴１３からはみ出た部分（つまみ部６）を切除したものである。すべての調節を終えた状態では鏡胴１３からはみ出た部分は無用であり、利用者にとっては危険でもある。よって最終的には鏡胴１３からはみ出た部分を切除することが望ましい。
【００３７】
以上のように、本発明の実施によれば、顕微鏡対物レンズ内の光学素子への応力を減らす働きをするだけではなく、レンズの調整にも利用できるので、光学性能が整った顕微鏡対物レンズが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】従来技術を説明する図である。
【図２】本発明の実施に使われるハクとワッシャーの形態図である。
【図３】本発明の実施による対物レンズの光軸横断方向の断面図である。
【図４】本発明の実施のハクの挿入を鏡胴の外側から見た概略図である。
【図５】本発明の実施に使われる鏡胴の形態例である。
【図６】本発明の実施による対物レンズの光軸方向の断面図である。
【図７】本発明の実施による対物レンズの光軸方向の断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１・・・鏡枠
２・・・ハク
３・・・コマ
４・・・段差
５・・・挿入部
６・・・つまみ部
７・・・ワッシャーＡ
８・・・挿入部
９・・・ガイド部
１０・・・輪環部
１１・・・ワッシャーＢ
１２・・・ガイド挿入部
１３・・・鏡胴
１４・・・穴
１５・・・溝
１６・・・溝
１７・・・レンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図６】
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