(57)【要約】【課題】  フレア光による色味が目立たないアスベスト観察用対物レンズを提供する。  【解決手段】  反射防止膜がレンズ面に形成された対物レンズと、遮光リングとを有するアスベスト分析用分散対物レンズであって、以下の式を満足することを特徴とするアスベスト分析用分散対物レンズ。  ０＜max（Xa,Ya,Za）−min（Xa,Ya,Za）＜０．８   （１）  ０．４＜Xa＋Ya＋Za＜４    （２）【選択図】  図１
2012150243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射防止膜がレンズ面に形成された対物レンズと、遮光リングとを有するアスベスト分析用分散対物レンズであって、
以下の式を満足することを特徴とするアスベスト分析用分散対物レンズ。
０＜max（Xa,Ya,Za）−min（Xa,Ya,Za）＜０．８   （１）
０．４＜Xa＋Ya＋Za＜４    （２）
ここで、
波長をλ、被分析物に照射される光の波長特性をＰ(λ)、前記対物レンズのレンズ面の数をＳ、添え字iを前記被分析物側からのレンズ面の第１番目〜第Ｓ番目、前記対物レンズの各レンズ面での波長に対する透過率特性をＴi(λ) 、前記対物レンズの各レンズ面に形成された反射防止膜の光軸近傍での波長に対する反射率特性をＲi(λ)、赤、緑、青に対応する波長の光に対する感度特性をｘ(λ),ｙ(λ),ｚ(λ)、積分領域を所定の波長領域としてXi,Yi,Zi及びXa,Ya,Zaを以下の式とし、
Xi = k∫Ｐ(λ) Ｔi (λ)Ri(λ) x(λ) dλ
Yi = k∫Ｐ(λ) Ｔi (λ)Ri(λ) y(λ) dλ
Zi = k∫Ｐ(λ) Ｔi (λ)Ri(λ) z(λ) dλ
k=100／[∫y(λ) dλ]
Xa=[Σ[i=1,S] Xi]/S
Ya=[Σ[i=1,S] Yi]/S
Za=[Σ[i=1,S] Zi]/S
∫x(λ) dλ=∫y(λ) dλ=∫z(λ) dλ、Ｐ(λ)＝１、Ｔi (λ) ＝１とする。
max（Xa,Ya,Za）は３値Xa,Ya,Zaうちの最大値、
min（Xa,Ya,Za）は３値Xa,Ya,Zaうちの最小値を夫々示す。
【請求項２】
前記対物レンズは、接合面以外の外面側レンズ面の半数より多くに多層膜の反射防止膜が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のアスベスト分析用分散対物レンズ。
【請求項３】
請求項１乃至２に記載のアスベスト分析用分散対物レンズと、
光源と、前記遮光リングと略共役な位置に配置されたリング状絞りと、
前記アスベスト分析用分散対物レンズからの光の偏光を制御するための偏光素子と、
前記アスベスト分析用分散対物レンズからの光を集光するための集光レンズと
を備えたことを特徴とするアスベスト分析用光学顕微鏡。
【請求項４】
前記集光レンズからの光を受光する受光素子を備えたことを特徴とする
請求項３に記載のアスベスト分析用光学顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アスベスト分析用分散対物レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
アスベストは、優れた耐熱性などの理由から建材関係に幅広く利用されていた。近年、建築物の解体の際などに飛散したアスベストが、人体に重大な疾患を引き起こし、社会問題となっている。そのため、大気中のアスベスト含有の有無を測定する必要がある。
【０００３】
従来知られている代表的なアスベスト観察法として、特許文献１に記載の分散染色法がある。分散染色法は、複数種類存在するアスベストの屈折率と、アスベストを浸す浸液の屈折率との差を利用してアスベストを判別する方法である。
【０００４】
図３に分散対物レンズを用いた従来のアスベスト検査用光学顕微鏡を示す。光源１からの光はコリメータレンズ２によって平行光に変換され、後側焦点位置に配置されたリング絞り３のリング状開口部３ａを通り、前側焦点位置に配置されたコンデンサレンズ４で平行光を試料５に集光する。試料５はケーラー照明され、透過光（０次回折光、点線）及び１次以上の回折光（実線）が生じる。透過光はリング絞り３と共役な位置に配置された遮光リング７のリング状遮光部７ａによって遮光され、回折光のみが遮光リング７の開口部を透過する。回折光はアナライザ９で直線偏光成分のみが選択透過され、デポラライザ１０で直線偏光の偏光方向に依存する光学特性の差を等方的に解消した円偏光となり、一次像面１２に像を形成する。アスベストは観察された波長の合成色によって、その有無や種類の判別がなされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４２２９０００号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、分散対物レンズ内で透過光が２回反射したフレア光は遮光リング７のリング状遮光部７ａ以外の部分を透過するため完全に遮光ができない。そのため、結像面の背景にフレア光による色味が目立つ場合、アスベストの同定判断を誤る恐れがあった。
【０００７】
本発明は上記問題を鑑みてなされたものであり、比較的安価で、フレア光による色味が目立たないアスベスト分析用分散対物レンズの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のアスベスト分析用分散対物レンズは、反射防止膜がレンズ面に形成される対物レンズと、遮光リングとを有し、波長をλ、被分析物に照射された光の波長特性をＰ(λ)、前記対物レンズのレンズ面の数をＳ、添え字iを前記被分析物側からのレンズ面の第１番目〜第Ｓ番目、前記対物レンズの各レンズ面での波長に対する透過率特性をＴi(λ) 、前記対物レンズの各レンズ面に形成された反射防止膜の光軸近傍での波長に対する反射率特性をＲi(λ)、赤、緑、青に対応する波長の光に対する感度特性を夫々ｘ(λ),ｙ(λ),ｚ(λ)、積分領域を所定の波長領域としてXi,Yi,Zi及びXa,Ya,Zaを以下の式とし、
Xi = k∫Ｐ(λ)Ｔi (λ)Ri(λ) x(λ) dλ
Yi = k∫Ｐ(λ)Ｔi (λ)Ri(λ) y(λ) dλ
Zi = k∫Ｐ(λ)Ｔi (λ)Ri(λ) z(λ) dλ
k=100／[∫y(λ) dλ]
Xa=[Σ[i=1,S] Xi]/S
Ya=[Σ[i=1,S] Yi]/S
Za=[Σ[i=1,S] Zi]/S
∫x(λ) dλ=∫y(λ) dλ=∫z(λ) dλ、Ｐ(λ)＝１、Ｔi (λ) ＝１としたとき、
以下の式を満足する。
【０００９】
０＜max（Xa,Ya,Za）−min（Xa,Ya,Za）＜０．８   （１）
０．４＜Xa＋Ya＋Za＜４    （２）
ここで、max（Xa,Ya,Za）は３値Xa,Ya,Zaうちの最大値、min（Xa,Ya,Za）は３値Xa,Ya,Zaうちの最小値を夫々示す。
【００１０】
また、接合面以外の外面側レンズ面の半数より多くに多層膜の反射防止膜が形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、フレア光による色味が目立たないアスベスト分析用分散対物レンズを実現し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係るアスベスト分析用分散対物レンズを示す図である。
【図２】等色関数を示す図である。
【図３】分散対物レンズを用いた従来のアスベスト検査用光学顕微鏡を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図を用いて、実施形態を説明する。
【００１４】
図１に、本発明の実施形態に係るアスベスト分析用分散対物レンズを示す。
【００１５】
本発明の実施形態に係るアスベスト分析用分散対物レンズは、複数のレンズから構成され、各レンズの各面に反射防止膜を形成した対物レンズと、対物レンズの像側焦点位置に配置されたリング状遮光部を有する遮光リングとを有する。
【００１６】
波長をλ、被分析物に照射される照明光の波長特性をＰ(λ)、対物レンズのレンズ面の数をＳ、添え字iを被分析物側からのレンズ面の第１番目〜第Ｓ番目とし、各レンズ面での波長に対する透過率特性をＴi(λ) 、対物レンズの各レンズ面に形成された反射防止膜の光軸近傍での波長に対する反射率特性をＲi(λ)、赤、緑、青に対応する波長の光に対する目の感度特性を夫々ｘ(λ),ｙ(λ),ｚ(λ)、積分領域を所定の波長領域としてXi,Yi,Zi及びXa,Ya,Zaを以下の式とし、
Xi = k∫Ｐ(λ)Ｔi(λ)Ri(λ) x(λ) dλ
Yi = k∫Ｐ(λ)Ｔi(λ)Ri(λ) y(λ) dλ
Zi = k∫Ｐ(λ)Ｔi(λ)Ri(λ) z(λ) dλ
k=100／[∫y(λ) dλ]
Xa=[Σ[i=1,S] Xi]/S
Ya=[Σ[i=1,S] Yi]/S
Za=[Σ[i=1,S] Zi]/S
∫x(λ) dλ=∫y(λ) dλ=∫z(λ) dλ、Ｐ(λ)＝１、Ｔi(λ) ＝１としたとき、
以下の式を満足する。
【００１７】
０＜max（Xa,Ya,Za）−min（Xa,Ya,Za）＜０．８   （１）
０．４＜Xa＋Ya＋Za＜４    （２）
ここで、max（Xa,Ya,Za）は３値Xa,Ya,Zaうちの最大値、min（Xa,Ya,Za）は３値Xa,Ya,Zaのうちの最小値を夫々示す。
【００１８】
赤、緑、青に対応する波長の光に対する目の感度特性ｘ(λ),ｙ(λ),ｚ(λ)は、図２の等色関数が基準となる。図２の等色関数は、CIE（Commission Internationale de l'Eclairage）により規定されている人間の目に対する感度値に基づく感度曲線である。  ここでは２°視野の曲線を示したが、他の角度視野の曲線を基準としてもよい。実線がｘ(λ)、点線がｙ(λ)、一点破線がｚ(λ)に夫々対応する。感度特性ｘ(λ),ｙ(λ),ｚ(λ)を夫々所定の割合で混ぜ合わせることで、多波長の光を含む多色光の色味を表現できる。
【００１９】
各レンズ面で反射したフレア光のスペクトルは各レンズ面の反射率によって特徴付けられ、Xi,Yi,Ziは混ぜ合わせる割合が重み付けされた感度特性ｘ(λ),ｙ(λ),ｚ(λ)を夫々積分している。Xi,Yi,Ziの何れかが他の２値よりも十分に大きい場合、その値が大きい波長に対応する色が強く感じられる。条件式（１）及び（２）では、Xi,Yi,Ziの平均値Xa,Ya,Zaを使用する。
【００２０】
また、対物レンズを透過した光によって得られる像を直接目視して観察しても良く、受光素子や不図示の光学素子等を介して観察しても良い。受光素子や不図示の光学素子等を介して像を観察する場合、受光素子の感度特性等の観察する像の色味に対する影響を配慮してXi,Yi,Ziを導出してもよい。
【００２１】
条件式（１）は、Xa,Ya,Zaのうちの最大値と最小値との差の範囲を規定している。下限値である０となった場合は、観察される色が白色となる。上限を上回った場合は特定の色が強く見えて色味が目立つため、条件式（１）の値はより小さいほうが好ましい。特に、高倍、高NAの対物レンズでは、十分に色味を抑える必要がある。よって、さらに条件式（１'）を満たしていることが望ましい。
【００２２】
０＜max（Xa,Ya,Za）−min（Xa,Ya,Za）＜０．５   （１'）
条件式（２）は、Xa,Ya,Zaの総和の範囲を規定している。下限を下回るためには、反射防止効果が十分に高い膜を多用することになり、製造コストが大幅に高くなる。上限を上回り総和の値が大きいほど、フレア光量が多くコントラストが低下する。そのため、さらに条件式（２'）を満たしていることが望ましい。
【００２３】
０．６５＜Xa＋Ya＋Za＜３  （２'）
実施形態に係るアスベスト分析用分散対物レンズは、被分析物上のカバーガラスＧ側から順に、両凹負レンズＬ１と両凸正レンズＬ２との接合レンズ、両凸正レンズＬ３、両凹負レンズＬ４と両凸正レンズＬ５との接合レンズ、遮光リングIで構成される。
【００２４】
実施形態に係る対物レンズは、以下のデータを有する。データの左端の数字は被分析物側から数えたレンズ面の番号、ｒはレンズ面の曲率半径、ｄはレンズ面の間隔、ｎ及びνはｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率とアッベ数を夫々示している。
【００２５】
なお、以下の全ての諸元値において掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径ｒ、その他の長さの単位は一般に「ｍｍ」が使われる。しかし光学系は、比例拡大又は縮小しても同等の光学性能が得られるため、これに限られるものではない。また、単位は「ｍｍ」に限定されることなく他の適当な単位を用いることもできる。さらに、これらの記号は、以降の他の実施例においても同様とし説明を省略する。
【００２６】
r          d      n      ν
Ｒ１  -11.0354       2.95   1.81   25.5
Ｒ２   20.1005       5.35   1.66   50.8
Ｒ３  -11.5397       0.60
Ｒ４   42.0030       2.55   1.80   39.6
Ｒ５  -42.0030      17.45
Ｒ６  -53.5290       1.85   1.81   39.6
Ｒ７   19.3005       3.10   1.62   54.0
Ｒ８  -19.3005       2.5
合成焦点距離ｆ ＝２０．０
ＮＡ＝０．２５
倍率β ＝１０×
作動距離ＷＤ＝６．５０３
実施形態に係るアスベスト分析用分散対物レンズの各外面側レンズ面に所定の反射防止膜を形成した種々の例について説明する。
【００２７】
実施例１は、レンズ面Ｒ１、Ｒ４、Ｒ５に反射防止膜３を形成し、レンズ面Ｒ３に反射防止膜４を形成し、レンズ面Ｒ６に反射防止膜１を形成し、レンズ面Ｒ８に反射防止膜２を形成している。反射防止膜の構成は後述の通りである。Xi,Yi,Ziの積分範囲は、３６０ｎｍ〜７００ｎｍとした。Xa,Ya,Zaの値から、条件式（１）及び（２）は、下記となり望ましい範囲内となる。
【００２８】
(Xa,Ya,Za) = (0.44,0.39,1.00)
条件式(1) 0.61
条件式(2) 1.84
実施例２は、レンズ面Ｒ１、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６に反射防止膜３を形成し、レンズ面Ｒ３及びＲ８に反射防止膜４を形成し、全てのレンズ面に４層の多層膜を形成している。反射防止膜の構成は後述の通りである。Xi,Yi,Ziの積分範囲は、３６０ｎｍ〜７００ｎｍとした。Xa,Ya,Zaの値から、条件式（１）及び（２）は、下記となり望ましい範囲内となる。
【００２９】
(Xa,Ya,Za) = (0.31,0.31,0.46)
条件式(1) 0.15
条件式(2) 1.07
実施例３は、レンズ面Ｒ１、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６に反射防止膜５を形成し、レンズ面Ｒ３及びＲ８に反射防止膜６を形成し、全てのレンズ面に７層の多層膜が形成している。反射防止膜の構成は後述の通りである。Xi,Yi,Ziの積分範囲は、３６０ｎｍ〜７００ｎｍとした。Xa,Ya,Zaの値から、条件式（１）及び（２）は、下記となり望ましい範囲内となる。
【００３０】
(Xa,Ya,Za) = (0.22,0.23,0.24)
条件式(1) 0.011
条件式(2) 0.69
以下に、実施例１〜３の比較のため、次に比較例を示す。
【００３１】
比較例１は、レンズ面Ｒ１、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６に反射防止膜１を形成し、レンズ面Ｒ３及びＲ８に反射防止膜２を形成し、全ての外面側レンズ面に単層膜を形成している。条件式は下記の値となり範囲外となり、青のフレア光量が多く青味が目立つ像となる。
【００３２】
(Xa,Ya,Za) = (0.62,0.46,2.10)
条件式(1) 1.64→範囲外
条件式(2) 3.17
比較例２は、レンズ面R1及びR5に反射防止膜３を形成し、レンズ面R3に反射防止膜４を形成し、レンズ面Ｒ４及びＲ６に反射防止膜１を形成し、レンズ面R８に反射防止膜２を形成している。反射防止膜を形成した６面の外面側レンズ面のうち３面（半数）に単層膜の反射防止膜を形成し、うち３面（半数）に多層膜の反射防止膜を形成した。条件式は下記の値となり範囲外となり、青のフレア光量が多く青味が目立つ像となる。
【００３３】
(Xa,Ya,Za) = (0.46,0.38,1.28)
条件式(1) 0.89→範囲外
条件式(2) 2.12
そのため、少なくとも全ての外面側レンズ面の半数より多くのレンズ面に多層膜の反射防止膜を形成している方が、フレア光による色味をより防ぐことが可能である。
【００３４】
[反射防止膜の構成]
レンズ面に形成する反射防止膜１〜６のデータを以下に示す。各膜の屈折率をｎ、各膜の厚さをｄとする。反射防止膜１と反射防止膜２及び反射防止膜３と反射防止膜４は、基板の屈折率のみが異なり、膜の構成は同一である。
反射防止膜１：単層膜
設計基準波長λc=600nm
材質の屈折率ｎ＝1.38
光学的膜厚0.25
基板の屈折率1.8
反射防止膜２：単層膜
設計基準波長λc=600nm
材質の屈折率ｎ＝1.38
光学的膜厚0.25
基板の屈折率1.65
反射防止膜３：多層膜
設計基準波長λc=550nm
空気面から順に材質を記載。
【００３５】
材質の屈折率ｎ,    光学的膜厚(λc=１とした時の値)
第１層  ｎ１=1.38, ｎ１*ｄ１=0.25
第２層  ｎ２=2.20, ｎ２*ｄ２=0.25
第３層  ｎ３=2.43, ｎ３*ｄ３=0.25
第４層  ｎ４=1.90, ｎ４*ｄ４=0.25
基板の屈折率1.8
反射防止膜４：多層膜
設計基準波長λc=550nm
空気面から順に材質を記載。
【００３６】
材質の屈折率ｎ,    光学的膜厚(λc=1とした時の値)
第１層  ｎ１=1.38, ｎ１*ｄ１=0.25
第２層  ｎ２=2.20, ｎ２*ｄ２=0.25
第３層  ｎ３=2.43, ｎ３*ｄ３=0.25
第４層  ｎ４=1.90, ｎ４*ｄ４=0.25
基板の屈折率1.65
反射防止膜５：多層膜
設計基準波長λc=500nm
空気面から順に材質を記載。
【００３７】
材質の屈折率ｎ,    光学的膜厚(λc=1とした時の値)
第１層  ｎ１=1.38, ｎ１*ｄ１=0.28
第２層  ｎ２=2.12, ｎ２*ｄ２=0.14
第３層  ｎ３=1.65, ｎ３*ｄ３=0.07
第４層  ｎ４=2.12, ｎ４*ｄ４=0.29
第５層  ｎ２=1.65, ｎ２*ｄ２=0.08
第６層  ｎ３=2.12, ｎ３*ｄ３=0.12
第７層  ｎ４=1.65, ｎ４*ｄ４=0.06
基板の屈折率1.88
反射防止膜６：多層膜
設計基準波長λc=500nm
空気面から順に材質を記載。
【００３８】
材質の屈折率ｎ,    光学的膜厚(λc=1とした時の値)
第１層  ｎ１=1.38, ｎ１*ｄ１=0.27
第２層  ｎ２=2.12, ｎ２*ｄ２=0.14
第３層  ｎ３=1.65, ｎ３*ｄ３=0.06
第４層  ｎ４=2.12, ｎ４*ｄ４=0.28
第５層  ｎ２=1.65, ｎ２*ｄ２=0.10
第６層  ｎ３=2.12, ｎ３*ｄ３=0.07
第７層  ｎ４=1.65, ｎ４*ｄ４=0.21
基板の屈折率1.62
以上のように、本発明を分かりやすくするため実施形態の構成要件を付して説明したが、本発明がこれに限定されるものではないことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３９】
Ｇ          カバーガラス
Ｌ１〜５    レンズ
Ｒ１〜８    レンズ面
Ｉ、７      遮光リング
１          光源
２          コリメータレンズ
３          リング絞り
３ａ        リング状開口部
４          コンデンサレンズ
５          試料
６          対物レンズ
７ａ        リング状遮光部
８          アスベスト分析用分散対物レンズ
９          アナライザ
１０        デポライザ
１１        結像レンズ
１２        一次像面
【図１】
2012150243.tif 000003
【図２】
2012150243.tif 000004
【図３】
2012150243.tif 000005