(57)【要約】【課題】顕微鏡用液浸系コンデンサーレンズであって、全反射照明を可能にするために、ＮＡが１．４以上であっても十分に球面収差が補正されるようにする。【解決手段】光源側より順に正の第１レンズ群と、正の第２レンズ群と、正の第３レンズ群とよりなり、第１レンズ群が少なくとも一つの正の屈折力の接合レンズを有し、第３レンズ群が正の屈折力の接合レンズを有し、第３レンズ群の接合レンズの最も光源側レンズの屈折率をＮ１とした時、次の条件（１）を満足するようにした。（１）    Ｎ１＞１．７【選択図】            図１
2004325483.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源側から順に、正の屈折力を持つ第１レンズ群と、正の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群とよりなり、前記第１レンズ群が少なくとも一つの正の屈折力の接合レンズを有し、前記第３レンズ群が正の屈折力の接合レンズを有し、下記条件（１）を満足する顕微鏡用液浸系透過照明装置に用いられるコンデンサーレンズ。
（１）      Ｎ１＞１．７
ただし、Ｎ１は第３レンズ群の最も光源側のレンズの屈折率である。
【請求項２】
前記第３レンズ群を構成する接合レンズが凸レンズと平凹レンズまたは平凸レンズと平行平面板とを接合した構成である請求項１のコンデンサーレンズ。
【請求項３】
前記第３レンズ群の最も標本側のレンズの屈折率をＮ２、前記第３レンズ群の標本側に設けられた液浸油の屈折率をＮ３とする時、下記条件（２）を満足する請求項１または２のコンデンサーレンズ。
（２）      ｜Ｎ３−Ｎ２｜＞０．３
【請求項４】
前記第３レンズ群の接合レンズがメニスカスレンズと凸レンズを接合した構成である請求項１のコンデンサーレンズ。
【請求項５】
前記第３レンズ群の接合レンズの最も標本側のレンズの屈折率をＮ２、第３レンズ群の最も標本側の面の標本側に設けられた液浸油の屈折率をＮ３とした時、下記条件（３）を満足する請求項１または２のコンデンサーレンズ。
（３）      ｜Ｎ３−Ｎ２｜＜０．０１
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、顕微鏡用液浸系透過照明装置のコンデンサーレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年エバネッセント光を用いた全反射蛍光顕微鏡法が開発されている。この全反射型蛍光顕微鏡法は、カバーガラスの試料側の面にて全反射されるように照明光を入射し、全反射された照明光のエネルギーの試料側への浸み出しによる光（エバネッセント光）により試料を照明し、これにより発する蛍光を観察するものである。そのため全反射蛍光顕微鏡は、照明光として、標本側の細胞組織または媒質である水の屈折率の１．３３〜１．３７を超えるＮＡの照明光が必要になる。この全反射蛍光顕微鏡の照明方式には、大別して２通りの方法がある。
【０００３】
その一つは、図１１に示すような構成で対物レンズ１のＮＡを超えるところから照明光８を導入し、全反射させる落射型照明法である。尚図１１において、２は試料、３はカバーガラス、４は液浸油、１０は透過照明用コンデンサーである。
【０００４】
また他の方法は、図１２に示すように、スライドガラス（カバーガラス）３の裏に三角プリズム１１を貼りつけるか、油浸法でＮＡ１．４を超える角度で照明光を導入して全反射させるプリズム照明法である。（非特許文献参照）
【非特許文献】２００２年羊土社発行の「バイオイメージングでここまで理解る」、１０４〜１１３頁
【０００５】
前記の照明法のうち、落射型照明法は、対物レンズのＮＡが１．４〜１．４５あれば、照明装置における照明光の導入方法のみを工夫することにより、全反射を用いない通常の照明方法による観察が可能であり、両照明方法を切り換えての観察が可能である。
【０００６】
しかし、対物レンズのＮＡが大きいために、対物レンズの倍率が６０倍以上の高い倍率になり、作動距離（ＷＤ）も長くとれないため、標本上の視野が小さくなり、使用条件が制約される。
【０００７】
一方、プリズム照明法は、対物レンズの制約はないものの、照明光がプリズムにてさえぎられるために、コンデンサーレンズ１０を配置することができず、通常の照明方法により明視野にての標本の観察ができない。
【０００８】
また、プリズム照明法と通常の明視野の照明法とを切り換えて観察するために、プリズム１１とコンデンサーレンズ１０を切り換える方法では、標本を動かす可能性が高く、現実的ではない。
【０００９】
透過照明法コンデンサーレンズのＮＡが、１．４以上であれば、落射照明法と同様の方法で全反射照明による観察が可能であるが、従来のコンデンサーレンズのＮＡは、１．４未満である。正確には、従来のコンデンサーレンズは、ＮＡが１．３５程度である。（特許文献１、２、３参照）
【特許文献１】特開昭４９−６６１４７号
【特許文献２】特公昭６１−１００５４号
【特許文献３】特開平６−２２２２７０号
【００１０】
したがって、従来の高ＮＡのコンデンサーレンズを用いた照明装置でも、実際には、ＮＡが１．３５程度までしか光線が通っていない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ＮＡが１．４以上であって、十分に球面収差が補正されており、全反射照明が可能な顕微鏡用液浸系コンデンサーレンズを提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のコンデンサーレンズは、光源側から順に、正の屈折力を持つ第１レンズ群と、正の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群とを備え、第１レンズ群が少なくとも一つの正の屈折力の接合レンズを有し、第３レンズ群が正の屈折力の接合レンズを有していて、下記条件（１）を満足することを特徴とする。
（１）      Ｎ１＞１．７
ただし、Ｎ１は第３レンズ群の最も光源側のレンズの屈折率である。
【００１３】
本発明のコンデンサーレンズは、ＮＡ１．４５の開口数を実現するために、いずれも正の屈折力を持つ三つのレンズ群にて構成した。そのうち第１レンズ群は、色収差を良好に補正するために接合レンズを含むようにした。また、第２レンズ群にて光線を収斂させた上で、第３レンズ群でＮＡ１．４５まで球面収差を補正して集光させている。そのために、第３レンズ群を接合レンズにして、屈折率差を使って球面収差を補正するようにした。
【００１４】
このような構成の本発明のコンデンサーレンズは、後に示す実施例のように、ＮＡが１．４５の開口数を持つようにし得る。そして、液浸油の屈折率が１．５２であると、角度が７２．５度となり、ＮＡが１．３５の従来の高いＮＡのコンデンサーレンズを用いた場合に、角度が６２．６度であるのに比べて大である。そして、本発明のコンデンサーレンズは、前記の通りの構成であって、入射する平行光を球面収差を小さくして集光させるために、条件（１）を満足するようにした。これにより、第３レンズ群の最も光源側のレンズの空気接触面の屈折力を強くでき、この面の曲率半径を緩くすることが可能になり、したがって、球面収差の発生を小さくできる。
【００１５】
この条件（１）の下限値の１．７を下回ると球面収差が補正不足になり、ＮＡ１．４５の光線が標本まで届かなくなるか、正弦条件違反量が増えて標本上でＮＡ１．４５の光線が７２．４度よりも小さい角度になり、実質上ＮＡが小さくなり、使用に耐えなくなる。
【００１６】
また、本発明のコンデンサーレンズにおいて、第３レンズ群の接合レンズを凸レンズと平凹レンズにて構成するかあるいは凸レンズ（平凸レンズ）と平行平面板とにて構成することが好ましい。
【００１７】
そして、接合レンズの標本側のレンズの屈折率Ｎ２が液浸油の屈折率より高くなるようにすることにより、急峻な角度の光線の球面収差の補正を可能にした。更にこの接合レンズの標本側のレンズの屈折率をＮ２、液浸油の屈折率をＮ３とする時、下記条件（２）を満足することが望ましい。
（２）      ｜Ｎ３−Ｎ２｜＞０．３
【００１８】
この条件（２）において｜Ｎ３−Ｎ２｜の値が０．３より小さいと球面収差が補正不足になる。
【００１９】
更に、本発明のコンデンサーレンズにおいて、第３レンズ群の接合レンズをメニスカスレンズと凸レンズ（平凸レンズ）とを接合した構成にしてもよい。
【００２０】
このように、第３レンズ群の接合レンズをメニスカスレンズと凸レンズとにて構成した場合、この第３レンズ群の標本側のレンズ群である凸レンズの屈折率をＮ２とすると、次の条件（３）を満足することが望ましい。
（３）      ｜Ｎ３−Ｎ２｜＜０．０１
【００２１】
この接合レンズの凸レンズと液浸油との境界面は、球面収差の補正には寄与せず、接合レンズの空気接触面と接合面とが球面収差の補正に寄与する。
【００２２】
もし、｜Ｎ３−Ｎ２｜が０．０１よりも大になると、第３レンズ群の接合レンズの凸レンズと液浸油との境界面において、球面収差が発生し、これを十分補正し得なくなる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の顕微鏡用液浸系透過照明装置のコンデンサーレンズの実施の形態について述べる。
【００２４】
本発明のコンデンサーレンズは、顕微鏡用液浸系透過照明装置に使用されるもので、まず、その照明装置の概要を図１０にもとづいて簡単に説明する。
【００２５】
図１０において、１は対物レンズ、２は標本、３はカバーガラス、４は液浸油、５はコンデンサーレンズ、６は容器、７は通常の照明光、８は全反射照明光、９は蛍光または明視野照明光である。
【００２６】
この照明装置によれば、通常の照明光７による照明と、ＮＡが１．４〜１．４５の全反射照明光８による照明が行なわれる。
【００２７】
この図において、コンデンサーレンズ５は、前述の本発明のコンデンサーレンズである。
【００２８】
この本発明のコンデンサーレンズの実施例は、次の通りである。つまり、図１乃至図３に示すような構成で、次に記載するデータを有する実施例である。
【００２９】
実施例１
2004325483.tif 000003
【００３０】
実施例２
2004325483.tif 000004
【００３１】
実施例３
2004325483.tif 000005
【００３２】
実施例４
2004325483.tif 000006
【００３３】
実施例５
2004325483.tif 000007
【００３４】
実施例６
2004325483.tif 000008
ただし、ｒ１、ｒ２、・・・は光源側より標本側へ照明光が進む方向に示したレンズ各面の曲率半径、ｄ１、ｄ２、・・・は同様に順次示した面間隔（空気間隔およびレンズの肉厚）、ｎ１、ｎ２、・・・は同じ順序に示した各レンズのｄ線に対する屈折率、ν１、ν２、・・・はｄ線に対するアッベ数である。尚、ｒ１、ｒ２、・・・、ｄ１、ｄ２、・・・等の長さの単位はｍｍである。
【００３５】
上記実施例のうち、実施例１は、図１に示す通りの構成である。つまり、実施例１のコンデンサーレンズは、光源側（図面左側）より順に、正レンズと負レンズとを接合した接合レンズ二つ（ｒ１〜ｒ３）、（ｒ４〜ｒ６）よりなる第１レンズ群Ｇ１と、正レンズ（ｒ７〜ｒ８）よりなる第２レンズ群Ｇ２と、平凸レンズと平行平面板とを接合した接合レンズ（ｒ９〜ｒ１１）よりなる第３レンズ群Ｇ３とよりなる。またＣはカバーガラス（ｒ１２〜ｒ１３）で、第３レンズ群Ｇ３の最も標本側の面ｒ１１とカバーガラスＣとの間に液浸油Ｌが設けられている。
【００３６】
この実施例１のコンデンサーレンズは、条件（１）、（２）を満足する。
【００３７】
また、実施例２、３は、いずれも図２に示す構成のコンデンサーレンズである。この実施例２、３は、第３レンズ群Ｇ３が両凸レンズと平凹レンズを接合した接合レンズよりなる点で、実施例１のコンデンサーレンズと相違する。
【００３８】
この実施例２、３は、条件（１）、（２）を満足する。
【００３９】
更に、実施例４、５、６は、いずれも図３に示す通りの構成のコンデンサーレンズである。
【００４０】
この実施例４、５、６のコンデンサーレンズは、第３レンズ群Ｇ３が、メニスカスレンズと平凸レンズを接合した接合レンズである点で、実施例１又は実施例２、３のいずれとも相違する。
【００４１】
また、第３レンズ群Ｇ３の接合レンズがメニスカスレンズと平凸レンズにて構成したので、条件（２）の代わりに条件（３）を満足する。つまり、データに示すようにこれら実施例４、５、６は、いずれも条件（１）、（３）を満足する。
【００４２】
以上の各実施例のコンデンサーレンズは、夫々図４〜９に示す通りの収差状況（球面収差）であり、いずれもＮＡ１．４５まで良好に補正されている。
【００４３】
したがって、全反射照明法による照明を行なうコンデンサーレンズとして有効に利用し得る。また、図１０に示すように通常照明光７による明視野の観察と、ＮＡの大きい全反射照明光８による蛍光観察とを行なう顕微鏡用照明装置に使用するコンデンサーレンズとして有効である。
【００４４】
【発明の効果】
本発明のコンデンサーレンズは、ＮＡが１．４以上で十分良好に球面収差が補正されており、全反射照明が行なえる顕微鏡液浸系照明装置に使用し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコンデンサーレンズの実施例１の構成を示す図
【図２】本発明のコンデンサーレンズの実施例２、３の構成を示す図
【図３】本発明のコンデンサーレンズの実施例４〜６の構成を示す図
【図４】本発明の実施例１の収差曲線図
【図５】本発明の実施例２の収差曲線図
【図６】本発明の実施例３の収差曲線図
【図７】本発明の実施例４の収差曲線図
【図８】本発明の実施例５の収差曲線図
【図９】本発明の実施例６の収差曲線図
【図１０】本発明のコンデンサーレンズを用いた全反射型蛍光顕微鏡の１例を示す図
【図１１】全反射型照明法の１例を示す図
【図１２】全反射型照明法の他の例を示す図
【図１】
2004325483.tif 000009
【図２】
2004325483.tif 000010
【図３】
2004325483.tif 000011
【図４】
2004325483.tif 000012
【図５】
2004325483.tif 000013
【図６】
2004325483.tif 000014
【図７】
2004325483.tif 000015
【図８】
2004325483.tif 000016
【図９】
2004325483.tif 000017
【図１０】
2004325483.tif 000018
【図１１】
2004325483.tif 000019
【図１２】
2004325483.tif 000020