CN102971656B

CN102971656B - 显微镜物镜

Info

Publication number: CN102971656B
Application number: CN201180029629.3A
Authority: CN
Inventors: 渡士妙子; 高砂和浩
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2010-06-16
Filing date: 2011-06-13
Publication date: 2016-12-28
Anticipated expiration: 2031-06-13
Also published as: JPWO2011158778A1; EP2584391B1; EP2584391A4; CN102971656A; JP5614448B2; US20180081158A1; EP2584391A1; US20160238828A1; WO2011158778A1; US9366850B2; US20130135739A1; US10281703B2; US9851546B2

Abstract

提供一种显微镜物镜，能够使轴上和轴外的色像差被充分地修正，并且动作距离长。显微镜物镜(OL)从物体侧起依次具有：具有正折射力的第一透镜组(G1)；和具有负折射力的第二透镜组(G2)。另外，该显微镜物镜(OL)的第一透镜组(G1)具有衍射光学元件(GD)，该衍射光学元件(GD)具有衍射光学面(D)，该衍射光学元件(GD)与通过第一透镜组(G1)的光束的直径最大部分相比配置在像侧。

Description

显微镜物镜

技术领域

本发明涉及显微镜物镜。

背景技术

在显微镜观察中，为了容易处理试样，期望显微镜物镜具有尽可能长的动作距离。但是，为了确保长动作距离，就不得不将配置在物体侧的透镜组的焦距取得长，进而若考虑该透镜组的焦距则透镜能够配置的空间有限，难以进行各像差的修正，尤其是难以进行高阶球面像差及色像差的修正。因此，提出有使用了衍射光学元件(DOE)的透镜系统(例如，参照专利文献1)。由于使用了衍射光学元件，因此，能够高度地修正色像差，能够将基于透镜进行的修正集中于球面像差的修正。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平6-331898号公报

发明内容

然而，在这样的使用了衍射光学元件的透镜系统中，需要使轴上和轴外的色像差平衡，因此在衍射光学元件的配置上必需花费功夫。

本发明是鉴于这样的课题而研发的，其目的在于提供一种轴上和轴外的色像差被充分修正且动作距离长的显微镜物镜。

为了解决上述课题，本发明的第1技术方案的显微镜物镜的特征在于，从物体侧起依次具有：具有正折射力的第一透镜组；和具有负折射力的第二透镜组，第一透镜组具有衍射光学元件，该衍射光学元件具有衍射光学面，衍射光学元件与通过第一透镜组的光束的直径最大位置相比配置在像侧，当使通过第一透镜组的光束的最大直径为Φmax、通过衍射光学面的光束的最大直径为ΦDOE、第二透镜组的焦距为f2、整个系统的焦距为f时，满足下式的条件：

ΦDOE/Φmax＜0.76

0.65＜(-f2)/f＜2.0。

在这样的显微镜物镜中，优选的是，第一透镜组具有在最靠近物体侧配置的具有正折射力的透镜成分，当使从物体到第一透镜组的最靠近物体侧的透镜面的顶点为止的光轴上的距离为d0、从物体到最靠近像侧的透镜面的顶点为止的光轴上的距离为L时，满足下式的条件：

0.1＜d0/L＜0.6。

另外，这样的显微镜物镜优选的是，当使第一透镜组的最靠近物体侧的透镜成分的焦距为f11时，满足下式的条件：

1.2＜f11/f＜19.0。

另外，这样的显微镜物镜优选的是，当使第一透镜组的焦距为f1时，满足下式的条件：

0.5≤f1/f≤3.5。

另外，这样的显微镜物镜优选的是，第二透镜组的最靠近像侧的透镜面被配置成凹面朝向像侧。

另外，这样的显微镜物镜优选的是，主光线与光轴的相交位置与第二透镜组的最靠近像侧的透镜面相比位于物体侧。

另外，在这样的显微镜物镜中优选的是，第一透镜组包含至少一个接合正透镜。

另外，在这样的显微镜物镜中优选的是，关于第一透镜组中的至少一个接合正透镜，在使构成该接合正透镜的正透镜要素的介质的色散系数与负透镜要素的介质的色散系数的差的绝对值为Δv _d1时，所述差的绝对值中的至少一个满足下式的条件：

Δv_d1＞40。

另外，在这样的显微镜物镜中优选的是，第二透镜组包含至少一个接合负透镜。

另外，在这样的显微镜物镜中优选的是，关于第二透镜组中的至少一个接合负透镜，在使构成该接合负透镜的正透镜要素的介质的色散系数与负透镜要素的介质的色散系数的差的绝对值为Δv _d2时，所述差的绝对值中的至少一个满足下式的条件：

Δv_d2＞30。

另外，这样的显微镜物镜优选的是，在使第一透镜组的最靠近物体侧的透镜面的边缘光线高度为H、使第一透镜组的最靠近物体侧的透镜成分的轴上透镜厚度为d11时，满足下式的条件：

2＜H/d11＜3.6。

另外，在这样的显微镜物镜中优选的是，第一透镜组的最靠近物体侧的透镜面被配置成凹面朝向物体侧。

另外，这样的显微镜物镜优选的是，当使第一透镜组的在最靠近物体侧配置的透镜的介质的相对于d线的折射率为n1、使该透镜的最靠近物体侧的透镜面的曲率半径为r、使透镜的最靠近物体侧的透镜面的焦度φ用下式φ＝(n1-1)/r来定义、使在最靠近物体侧配置的透镜的最靠近物体侧的透镜面的有效半径为H1时，满足下式的条件：

0.05≤|φxH1|≤0.35。

另外，本发明的第2技术方案的显微镜物镜的特征在于，从物体侧起依次具有：具有正折射力的第一透镜组；和具有负折射力的第二透镜组，第一透镜组具有：配置在最靠近物体侧且具有正折射力的透镜成分；和具有衍射光学面的衍射光学元件，衍射光学元件与通过第一透镜组的光束的直径最大位置相比配置在像侧，当使从物体到第一透镜组的最靠近物体侧的透镜面的顶点为止的光轴上的距离为d0、从物体到最靠近像侧的透镜面的顶点为止的光轴上的距离为L、通过第一透镜组的光束的最大直径为Φmax、通过衍射光学面的光束的最大直径为ΦDOE时，满足下式的条件：

0.3＜d0/L＜0.6

ΦDOE/Φmax＜0.76。

另外，本发明的第3技术方案的显微镜物镜的特征在于，从物体侧起依次具有：具有正折射力的第一透镜组；和具有负折射力的第二透镜组，第一透镜组具有：配置在最靠近物体侧且具有正折射力的透镜成分；和具有衍射光学面的衍射光学元件，衍射光学元件与通过第一透镜组的光束的直径最大位置相比配置在像侧，当使第一透镜组的最靠近物体侧的透镜成分的焦距为f11、整个系统的焦距为f、通过第一透镜组的光束的最大直径为Φmax、通过衍射光学面的光束的最大直径为ΦDOE时，满足下式的条件：

2＜f11/f＜10.0

ΦDOE/Φmax＜0.5。

另外，本发明的第4技术方案的显微镜物镜的特征在于，从物体侧起依次具有：具有正折射力的第一透镜组；和具有负折射力的第二透镜组，第一透镜组具有：配置在最靠近物体侧且具有正折射力的透镜成分；和具有正折射力且具有衍射光学面的衍射光学元件，衍射光学元件与通过第一透镜组的光束的直径最大位置相比配置在像侧，当使第一透镜组的最靠近物体侧的透镜成分的焦距为f11、整个系统的焦距为f、通过第一透镜组的光束的最大直径为Φmax、通过衍射光学面的光束的最大直径为ΦDOE时，满足下式的条件：

1.2＜f11/f＜6.0或者15.0＜f11/f＜19.0

ΦDOE/Φmax＜0.76。

另外，本发明的第5技术方案的显微镜物镜的特征在于，从物体侧起依次具有：具有正折射力的第一透镜组；和具有负折射力的第二透镜组，第一透镜组具有衍射光学元件，该衍射光学元件具有正折射力且具有衍射光学面，衍射光学元件与通过第一透镜组的光束的直径最大位置相比配置在像侧，当使第一透镜组的焦距为f1、整个系统的焦距为f、通过第一透镜组的光束的最大直径为Φmax、通过衍射光学面的光束的最大直径为ΦDOE时，满足下式的条件：

0.5≤f1/f≤3.0

ΦDOE/Φmax＜0.76。

发明的效果

通过使本发明的显微镜物镜如上述那样构成，能够提供轴上和轴外的色像差被充分地修正且动作距离长的显微镜物镜。

附图文字

图1是第一实施例的显微镜物镜的透镜构成图。

图2是上述第一实施例的显微镜物镜的各像差图。

图3是第二实施例的显微镜物镜的透镜构成图。

图4是上述第二实施例的显微镜物镜的各像差图。

图5是第三实施例的显微镜物镜的透镜构成图。

图6是上述第三实施例的显微镜物镜的各像差图。

图7是第四实施例的显微镜物镜的透镜构成图。

图8是上述第四实施例的显微镜物镜的各像差图。

图9是第五实施例的显微镜物镜的透镜构成图。

图10是上述第五实施例的显微镜物镜的各像差图。

图11是第六实施例的显微镜物镜的透镜构成图。

图12是上述第六实施例的显微镜物镜的各像差图。

图13是第七实施例的显微镜物镜的透镜构成图。

图14是上述第七实施例的显微镜物镜的各像差图。

图15是第八实施例的显微镜物镜的透镜构成图。

图16是上述第八实施例的显微镜物镜的各像差图。

图17是第九实施例的显微镜物镜的透镜构成图。

图18是上述第九实施例的显微镜物镜的各像差图。

图19是与上述显微镜物镜一起使用的成像透镜的透镜构成图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的优选实施方式。首先，使用图1说明本实施方式的显微镜物镜的构成。该显微镜物镜OL从物体侧依次具有：具有正折射力的第一透镜组；和具有负折射力的第二透镜组。

在这样的显微镜物镜OL中，第一透镜组G1是用于使来自物体的发散光束聚光而成为收敛光束的透镜组。因此，该显微镜物镜OL在最靠近物体侧设置具有正折射力的透镜成分(例如，图1中为正弯月透镜(meniscus lens)L1，以下称为“第一透镜成分L1”)而构成。另外，该显微镜物镜OL的第一透镜组G1具有衍射光学元件GD以修正色像差。这里，衍射光学元件GD与通过第一透镜组G1的光束的直径最大位置相比配置在像侧。另外，为了修正色像差，第一透镜组G1具有至少一片接合正透镜，该接合正透镜的至少一个比所述衍射光学元件GD靠物体侧配置。另外，第一透镜成分L1可以由单透镜构成，也可以由接合透镜构成。

衍射光学元件GD具有由每mm数条至数百条的细槽状或狭缝状的格栅构造以同心圆状形成的衍射光学面D，并具有使入射到该衍射光学面D的光向由格栅间距(衍射格栅槽的间隔)和入射光波长确定的方向衍射的性质。另外，衍射光学元件GD(衍射光学面D)具有负的色散值(在后述的实施例中色散系数(阿贝数)＝-3.453)，色散大，并且异常色散性(在后述的实施例中，部分色散比(ng-nF)/(nF-nC)＝-0.2956)强，因此，具有强力的色像差修正能力。光学玻璃的色散系数通常为30～80左右，但如上所述，衍射光学元件的色散系数具有负值。换言之，衍射光学元件GD的衍射光学面D的色散特性与通常的玻璃(折射光学元件)相反，具有随着光的波长变短而折射率变小、越是长波长的光弯曲越大的性质。因此，通过与通常的折射光学元件进行组合，能够得到良好的消色效果。所以，通过使用衍射光学元件GD，能够实现通过通常的光学玻璃所无法达到的良好的色像差修正。

本实施方式的衍射光学元件GD是所谓的“紧密贴合多层型衍射光学元件”，通过接合由不同光学材料构成的2个衍射元件要素(例如，图1的情况下为光学部件L7、L8)并在其接合面上设置衍射格栅槽而构成衍射光学面D。因此，该衍射光学元件GD能够在从g线到包含C线在内的大波长区域提高衍射效率。所以，本实施方式的显微镜物镜OL能够在大波长区域使用。另外，衍射效率表示在透射型的衍射光学元件中利用1次衍射光时的、入射强度I0与一次衍射光的强度I1的比例η(＝I1/I0×100(％))。

另外，紧密贴合多层型衍射光学元件与所谓的分离式多层型衍射光学元件相比能够简化制造工序，因此，具有量产效率高、并且相对于光线入射角的衍射效率高的优点，其中，分离式多层型衍射光学元件是通过将形成有衍射格栅槽的2个衍射元件要素以使该衍射格栅槽彼此相对的方式接近配置而成。因此，对于利用了紧密贴合多层型衍射光学元件的本实施方式的显微镜物镜OL，制造容易，并且衍射效率也高。

这里，当使通过第一透镜组G1的光束的最大直径为Φmax，使通过衍射光学元件GD的衍射光学面D(图1中的第15面)的光束的最大直径为ΦDOE时，期望该显微镜物镜OL满足下述条件式(1)。

ΦDOE/Φmax＜0.76 (1)

条件式(1)示出了通过衍射光学元件GD的衍射光学面D的光线的最大有效直径的条件。若在有效直径大的位置配置衍射光学元件GD(衍射光学面D)，则会产生高阶球面像差和彗形像差，因此需要满足该条件式(1)。另外，通过将条件式(1)的上限值取为0.5，能够进一步发挥本发明的效果。

第二透镜组G2是使从第一透镜组G1出射的收敛光束成为大致平行光束的透镜组。该第二透镜组G2为了修正色像差而具有至少一片的接合负透镜(例如，图1中的接合负透镜CL21)。另外，该第二透镜组G2的最靠近像侧的透镜面(例如，图1中的第24面)以使凹面朝向像侧的方式配置。由于第一透镜组G1具有正的折射力，所以向第二透镜组G2入射的光束为收敛光束。第二透镜组G2接收所述收敛光束而抑制球面像差和彗形像差的发生并将其转换成平行光束，这是很重要的。因此，该第二透镜组G2的最靠近像侧的透镜面是承担第二透镜组G2的负折射力较多部分的面，通过使该面在像侧以凹面构成，能够使收敛光线相对于该最终面的入射角小，能够可靠地抑制发生特别是高阶的彗形像差等。

另外，在使第二透镜组G2的焦距为f2，使该显微镜物镜OL的整个系统的焦距为f时，期望该显微镜物镜OL满足下述条件式(2)。

0.65＜(-f2)/f＜2.0 (2)

条件式(2)是用于规定第二透镜组G2的焦距的式子。若第二透镜组G2的焦距f2变短到使得(-f2)/f低于该条件式(2)的下限值的程度，则该第二透镜组G2的各透镜面的曲率过大而导致发生高阶的彗形像差(色的彗形像差)，因此难以进行修正。相反，若第二透镜组G2的焦距f2变长到使得(-f2)/f高于条件式(2)的上限值，则第二透镜组G2的折射力变小，因此会致使像面弯曲和彗形像差的修正不足。

另外，在该显微镜物镜OL中，若该显微镜物镜OL的主光线与光轴相交的位置与第二透镜组G2的最靠近像侧的透镜面(例如，图1的情况下为第24面)相比位于物体侧，则通过该第二透镜组G2能够良好地修正像面弯曲及彗形像差。

但是，在该图1的显微镜物镜OL中，关于从轴外物点发出的光束的主光线，从轴外物点射出的光束中的、向最远离光轴的方向射出的光线由从轴上物点射出的最大开口数(NA)的光线与第一透镜组G1内的适当透镜面(例如，图1中透镜L1的像侧的面(第2面))的交点限制，向最靠近光轴的方向射出的光线由从轴上物点射出的最大开口数的光线与第二透镜组G2内的适当透镜面(例如，图1中透镜L14的物体侧的面(第21面))的交点限制，由此确定轴外光束，将从轴外物点发出的光束的主光线确定为该轴外光束的中心光线。

另外，在使从物体O(显微镜物镜OL的物体侧焦点面)到第一透镜组G1的最靠近物体侧的透镜面(例如，图1中的第1面)的、光轴上的距离为d0，使从物体O到整个系统的最靠近像侧的透镜面(例如，图1中的第24面)的、光轴上的距离为L时，期望该显微镜物镜OL满足下述的条件式(3)。

0.1＜d0/L＜0.6 (3)

条件式(3)是用于规定本实施方式的显微镜物镜OL的动作距离的式子。若低于该条件式(3)的下限值，则显微镜物镜OL与物体O的距离过窄，具有该显微镜物镜OL的显微镜装置的操作性差，因此不优选。另外，通过使条件式(3)的下限值为0.3，能够进一步发挥本发明的效果。相反，若高于条件公式(3)的上限值，则供透镜部分占用的空间(即，从该显微镜物镜OL的最靠近物体侧的面到最靠近像侧的面的空间)不足，因此能够配置的透镜的数量及厚度受到限制，难以修正球面像差和色像差。

另外，当使第一透镜组G1的最靠近物体侧的透镜成分即第一透镜成分L1的焦距为f11、使该显微镜物镜OL的整个系统的焦距为f时，期望该显微镜物镜OL满足下述的条件式(4)。

1.2＜f11/f＜19.0 (4)

条件式(4)是用于规定构成第一透镜组G1的第一透镜成分L1的焦距的式子。若第一透镜成分L1的焦距f11变短到使得f11/f低于该条件式(4)的下限值，则会产生高阶的球面像差，难以确保动作距离。另外，通过使条件式(4)的下限值为2，能够进一步发挥本发明的效果。相反，若第一透镜成分L1的焦距f11变长到使得f11/f高于该条件式(4)的上限值，则虽然容易确保动作距离，但是通过该第一透镜成分L1的光束的直径变大，无法利用其后的透镜成分有效地形成收敛光，第二透镜组G2的负担增大，因此难以良好地修正球面像差和彗形像差。另外，通过使条件式(4)的上限值为10.0，能够进一步发挥本发明的效果。此外，取代上述条件式(4)而使该显微镜物镜OL满足下述的条件式(4’)，也能够进一步发挥本发明的效果。

1.2＜f11/f＜6.0或15.0＜f11/f＜19.0

(4′)

另外，当使第一透镜组G1的焦距为f1、使该显微镜物镜OL的整个系统的焦距为f时，期望该显微镜物镜OL满足下述的条件式(5)。

0.5≤f1/f≤3.5 (5)

条件式(5)是用于在确保充分的动作距离的同时修正像差的条件。若低于该条件式(5)的下限值，则与整个系统的焦距f相比第一透镜组G1的焦距f1变短，难以进行高阶的球面像差和彗形像差的修正。相反，若高于条件式(5)的上限值，则与整个系统的焦距f相比，第一透镜组G1的焦距f1变长，光线的收敛不充分因而全长变长，难以确保充分的动作距离。另外，也难以确保像面的平坦性。此外，通过使条件式(5)的上限值为3.0，能够进一步发挥本发明的效果。

另外，在该显微镜物镜OL中，对于构成第一透镜组G1的接合正透镜中的至少一个，在使构成该接合正透镜的正透镜要素的介质的色散系数与负透镜要素的介质的色散系数的差的绝对值为Δv_d1时，期望其满足下述的条件式(6)。另外，在接合3片以上的透镜而成的接合正透镜的情况下，期望这些透镜的差的绝对值中的、某一个差的绝对值满足条件式(6)。

Δv_d1＞40 (6)

条件式(6)是关于对轴上的色像差及倍率的色像差的修正的式子。若超出该条件式(6)的范围，则构成作为消色透镜成分来起作用的接合正透镜的正透镜与负透镜的色散系数的差的绝对值变小，为了实现相同的消色效果，就需要减小接合面的曲率半径。这样一来，即使能够修正轴上的色像差也会产生其他像差的高阶像差，致使修正困难。

另外，在该显微镜物镜OL中，对于构成第二透镜组G2的接合负透镜中的至少一个，在使构成该接合负透镜的正透镜要素的介质的色散系数与负透镜要素的介质的色散系数的差的绝对值为Δv_d2时，期望其满足下述的条件式(7)。另外，在接合3片以上的透镜而成的接合负透镜的情况下，期望这些透镜的差的绝对值中的、某一个差的绝对值满足条件式(7)。

Δv_d2＞30 (7)

条件式(7)是关于对轴上的色像差、特别是倍率的色像差的修正的式子。若超出该条件式(7)的范围，则需要减小接合透镜的接合面的曲率半径，从而难以修正像面弯曲和彗形像差。

另外，在使第一透镜组G1的最靠近物体侧的透镜面(第1面)的边缘光线高度为H、使该第一透镜组G1的最靠近物体侧的透镜成分即第一透镜成分L1的轴上透镜厚度为d11时，期望该显微镜物镜OL满足下述的条件式(8)。

2＜H/d11＜3.6 (8)

条件式(8)是用于规定第一透镜成分L1的镜厚(轴上透镜厚度)的式子。为了增大动作距离，能够配置透镜的空间会受到限制，因此几乎无法使第一透镜组G1的第一透镜成分L1的镜厚增加。若高于该条件式(8)的上限值，则入射到第一透镜成分L1的边缘光线的入射高变高，因此会产生高阶的球面像差(色的球面像差)，导致难以通过第一透镜组G1的其他透镜成分和第二透镜组G2的透镜成分来修正这些像差。相反，若低于条件公式(8)的下限值，则第一透镜成分L1的镜厚过厚，导致用于配置比该第一透镜成分L1靠像侧的透镜成分(包括衍射光学元件GD和第二透镜组G2)的空间受到限制，因此，这些透镜成分没有设计的自由度，无法有效地进行像差修正。

另外，在使最靠近物体侧配置的透镜(图1中的正弯月透镜L1)的介质相对于d线的折射率为n1、将该透镜的最靠近物体侧的透镜面(第1面)的曲率半径定义为r、使该透镜的最靠近物体侧的透镜面的焦度(power、放大率)为φ、使最靠物体侧配置的透镜的最靠近物体侧的透镜面的有效半径为H1时，优选该显微镜物镜OL满足下述条件式(9)。

0.05≤|φ×H1|≤0.35 (9)

其中，φ＝(n1-1)/r

其中，在该图1的显微镜物镜OL中，有效半径H1通过如下确定的光束的最外侧的光线而确定，即：从轴上物点射出的最大开口数的光线及从轴外物点射出的光束中的、向最远离光轴的方向射出的光线由从轴上物点射出的最大开口数的光线与第一透镜组G1内的合适的透镜面(例如，图1中的透镜L1的位于像侧的面(第2面))的交点而限制，向最靠近光轴的方向射出的光线由从轴上物点射出的最大开口数的光线与第二透镜组G2内的合适的透镜面(例如，图1中的透镜L14的位于物体侧的面(第21面))的交点而限制，在此时确定所述光束的最外侧的光线。

条件式(9)是用于规定第一透镜组G1的具有负折射力的面的折射力的式子。若低于该条件式(9)的下限值，则难以进行珀兹伐和(petzval sum)的修正，难以确保一直到大视角的像面平坦性。而且无法确保足够长的动作距离。相反，若高于条件式(9)的上限值，则会发生球面像差和彗形像差，难以通过后续的透镜组进行修正。

实施例

以下，示出了本实施方式的显微镜物镜OL的9个实施例，但在各实施例中，在衍射光学元件GD上形成的衍射光学面D的相位差通过使用通常的折射率和后述的非球面式(a)进行的超高折射率法来计算。所谓超高折射率法是指利用了非球面形状与衍射光学面的格栅间距之间的一定的等效关系的方法，在本实施例中，将衍射光学面D作为超高折射率法的数据，即通过后述的非球面式(a)及其系数示出。另外，在本实施例中，作为像差特性的计算对象，选择了d线、C线、F线以及g线。在本实施例中使用的这些d线、C线、F线以及g线的波长和对各光谱线设定的用于在超高折射率法的计算中使用的折射率的值，在下表1中示出。

(表1)

在各实施例中，关于非球面，在使与光轴垂直方向的高度为y，使从高度y中的各非球面的顶点的切平面到各非球面的、沿光轴的距离(sag量；下陷量)为S(y)，使基准球面的曲率半径(顶点曲率半径)为r，使圆锥常数为κ，使n阶的非球面系数为An时，非球面用下式(a)表示。此外，在以下的实施例中，“E-n”表示“×10^-n”。

S(y)＝(y2/r)/{1+(1-κ×y2/r2)1/2}+A2×y²+A4×y⁴+A6×y⁶+A8×y⁸+A10×y¹⁰ (a)

另外，在各实施例中，对于形成有衍射光学面的透镜面，在表中的面编号的右侧标记*，非球面式(a)表示该衍射光学面的性能规格。

另外，以下各实施例中的显微镜物镜OL1～OL9是无限远修正型，在图19所示的结构中，与具有表2所示的规格的成像透镜IL一起使用。另外，在该表2中，第一栏m表示从物体侧起的各光学面的编号，第二栏r表示各光学面的曲率半径，第三栏d表示从各光学面到下一光学面的光轴上的距离(面间隔)，第四栏nd表示相对于d线的折射率，第五栏vd表示色散系数。在此，空气的折射率1.00000省略。该规格表的说明在后面的实施例中也是同样的。

(表2)

另外，该成像透镜IL从物体侧依次由接合两凸透镜L21和两凹透镜L22而成的接合透镜、以及接合两凸透镜L23和两凹透镜L24而成的接合透镜构成。

[第一实施例]

在上述说明中使用的图1表示第一实施例的显微镜物镜OL1。该显微镜物镜OL1从物体侧依次由具有正折射力的第一透镜组G1和具有负折射力的第二透镜组G2构成。第一透镜组G1从物体侧依次具有：使凹面朝向物体侧的正弯月透镜L1、接合两凸透镜L2和使凹面朝向物体侧的负弯月透镜L3而成的接合正透镜CL11、两凸透镜L4、接合两凸透镜L5和两凹透镜L6以及使凸面朝向物体侧的正弯月透镜L7而成的接合正透镜CL12、以及平板形状的衍射光学元件GD。另外，第二透镜组G2从物体侧依次由接合两凸透镜L12和两凹透镜L13而成的接合负透镜CL21、以及接合两凹透镜L14、两凸透镜L15和两凹透镜L16而成的接合负透镜CL22构成。这里，第二透镜组G2的最靠近像侧的面(第24面)被配置成使凹面朝向像侧。另外，如上所述，本第一实施例中的限制用于确定轴外主光线及有效直径的轴外光束的透镜面为正弯月透镜L1的像侧的面(第2面)和两凹透镜L14的物体侧的面(第21面)。

另外，衍射光学元件GD由平板状的光学玻璃L8、分别由不同的树脂材料形成的2个光学部件L9、L10、以及平板状的光学玻璃L11依次接合而成，并且，在光学部件L9、L10的接合面上形成有衍射格栅槽(衍射光学面D)。即，该衍射光学元件GD是紧密贴合多层型的衍射光学元件。

像这样如图1所示的第一实施例的显微镜物镜OL1的规格在表3中示出。另外，在该表3中，f表示整个系统的焦距，NA表示开口数，β表示倍率，Φmax表示通过第一透镜组G1的光束的最大直径，ΦDOE表示通过衍射光学元件GD的衍射光学面D的光束的最大直径，d0表示从物体O到第一透镜组G1的最靠近物体侧的透镜面(第一透镜成分L1的第1面)的顶点为止的光轴上的距离，L表示从物体O到该显微镜物镜OL的最靠近像侧的透镜面(第24面)的顶点为止的光轴上的距离，f1表示第一透镜组G1的焦距，f11表示第一透镜组G1的最靠近物体侧的透镜成分(第一透镜成分L1)的焦距，f2表示第二透镜组G2的焦距，H表示第一透镜组G1的最靠近物体侧的透镜面的边缘光线高度，d11表示第一透镜组G1的最靠近物体侧的第一透镜成分L1的轴上透镜厚度，H1表示第一透镜组G1的最靠近物体侧的透镜面(第1面)的有效半径。另外，第一栏m所示的各光学面的编号(右边的*表示作为衍射光学面形成的透镜面)对应于图1所示的面编号1～24。另外，第二栏r中，曲面半径0.000表示平面。在衍射光学面的情况下，在第二栏r表示作为基础的、作为非球面的基准的球面的曲率半径，在超高折射率法中使用的数据作为非球面数据而在规格表内示出。再有，在该表3中还示出了与上述条件式(1)～(9)对应的值、即条件对应值。以上规格表的说明在后面的实施例中也是同样的。

另外，在以下所有的规格中记载的曲率半径、面间隔d、整个系统的焦距F、以及其他长度的单位在没有特别说明的情况下一般使用“mm”，但由于光学系统进行等比例放大或等比例缩小也能够得到同等的光学性能，所以单位不限定于“mm”，也能够使用其他合适的单位。

(表3)

f＝4

NA＝0.4

β＝50x

Φmax＝21.08

ΦDOE＝10.52

d0＝22.51

L＝63.88

f1＝13.24

f11＝35.5

f2＝-5.1

H＝9.66

d11＝3.40

H1＝9.66

衍射光学面数据

第15面κ＝1.0000 A2＝-5.55556E-08

A4＝-9.09401E-14 A6＝-3.06886E-12

A8＝1.72870E-15 A10＝0.00000E+00

条件对应值

(1)ΦDOE/Φmax＝0.499

(2)(-f2)/f＝1.275

(3)d0/L＝0.352

(4)f11/f＝8.875

(5)f1/f＝3.31

(6)Δv_d1＝47.8

(7)Δv_d2＝42.9

(8)H/d11＝2.84

(9)|φ×H1|＝0.056

另外，表3所示的条件对应值中的、条件式(6)的Δv_d1表示构成接合正透镜CL11的两凸透镜L2与负弯月透镜L3的色散系数的差的绝对值，条件式(7)的Δv_d2表示构成接合负透镜CL21的两凸透镜L12与负弯月透镜L13的色散系数的差的绝对值，条件式(8)的d11表示正弯月透镜L1的轴上透镜厚度(第1面的面间隔)，条件式(9)的φ表示第1面的焦度。如此可知，在第一实施例中满足所有的上述条件式(1)～(9)。

在图2中示出该第一实施例中的相对于d线、C线、F线以及g线的光线的球面像差、像散差、倍率色像差以及彗形像差的各像差图。这些像差图中的、球面像差图表示相对于开口数NA的像差量，像散差图及倍率色像差表示相对于像高Y的像差量。另外，在球面像差图、倍率色像差图以及彗形像差图中，实线表示d线，虚线表示C线，单点划线表示F线，双点划线表示g线。再有，在像散差图中，实线表示相对于各波长的光线的弧矢像面，虚线表示相对于各波长的光线的子午像面。这些各像差图的说明在后面的实施例中也是同样的。另外，本第一实施例到第五实施例的彗形像差图表示像高Y为12.5mm时、9.0mm时、6.0mm时以及0mm时的像差量。从该图2所示的各像差图明确可知，在第一实施例中各像差被良好地修正，能够确保优秀的成像性能。

[第二实施例]

接着，作为第二实施例，对图3所示的显微镜物镜OL2进行说明。该图3所示的显微镜物镜OL2也是从物体侧依次由具有正折射力的第一透镜组G1和具有负折射力的第二透镜组G2构成。第一透镜组G1从物体侧起依次包括：凹面朝向物体侧的正弯月透镜L1、接合两凸透镜L2和凹面朝向物体侧的负弯月透镜L3而成的接合正透镜CL11、两凸透镜L4、接合两凸透镜L5和两凹透镜L6以及凸面朝向物体侧的正弯月透镜L7而成的接合正透镜CL12、接合两凸透镜L8和两凹透镜L9而成的接合正透镜L13、以及平板形状的衍射光学元件GD。另外，第二透镜组G2由从物体侧起依次接合两凹透镜L14、两凸透镜L15以及两凹透镜L16而成的接合负透镜CL21构成。这里，第二透镜组G2的最靠近像侧的面(第24面)被配置成凹面朝向像侧。另外，如前所述，本第二实施例的限定用于确定轴外主光线及有效直径的轴外光束的透镜面为正弯月透镜L1的像侧的面(第2面)和两凹透镜L14的物体侧的面(第21面)。

另外，衍射光学元件GD由平板状的光学玻璃L10、分别由不同的树脂材料形成的2个光学部件L11、L12以及平板状的光学玻璃L13按顺序接合而成，并且，在光学部件L11、L12的接合面上形成有衍射格栅槽(衍射光学面D)。即，该衍射光学元件GD是紧密贴合多层型的衍射光学元件。

该图3所示的第二实施例的显微镜物镜OL2的规格在表4中示出。另外，表4所示的面编号与图3所示的面编号1～24一致。

(表4)

f＝4

NA＝0.45

β＝50x

Φmax＝22.97

ΦDOE＝8.39

d0＝21.2

L＝63.95

f1＝11.419

f11＝35.8

f2＝-6.1

H＝10.43

d11＝3.00

H1＝10.43

衍射光学面数据

第18面κ＝1.0000 A2＝-9.09091E-08

A4＝-1.17370E-13 A6＝-5.03090E-12

A8＝4.70330E-14 A10＝0.00000E+00

条件对应值

(1)ΦDOE/Φmax＝0.365

(2)(-f2)/f＝1.525

(3)d0/L＝0.332

(4)f11/f＝8.95

(5)f1/f＝2.855

(6)Δv_d1＝47.2

(7)Δ_d2＝26.5

(8)H/d11＝3.48

(4)|φ×H1|＝0.074

另外，表4所示的条件对应值中的、条件式(6)的Δv_d1表示构成接合正透镜CL11的两凸透镜L2与负弯月透镜L3的色散系数的差的绝对值，条件式(7)的Δv_d2表示构成接合负透镜CL21的两凸透镜L15与两凹透镜L16的色散系数的差的绝对值，条件式(8)的d11表示正弯月透镜L1的轴上透镜厚度(第1面的面间隔)，条件式(9)的φ表示第1面的焦度。如此可知，在第二实施例中满足上述条件式(1)～(9)。另外，在图4中示出该第二实施例中的相对于d线、C线、F线以及g线的光线的球面像差、像散差、倍率色像差以及彗形像差的各像差图。从该图4所示的各像差图明确可知，在第二实施例中各像差被良好地修正，能够确保优秀的成像性能。

[第三实施例]

接着，作为第三实施例，对图5所示的显微镜物镜OL3进行说明。该图5所示的显微镜物镜OL3也是从物体侧依次由具有正折射力的第一透镜组G1和具有负折射力的第二透镜组G2构成。第一透镜组G1从物体侧起依次包括：凹面朝向物体侧的正弯月透镜L1、接合两凸透镜L2和凹面朝向物体侧的负弯月透镜L3而成的接合透镜CL11、接合两凸透镜L4和两凹透镜L5以及两凸透镜L6而成的接合透镜CL12、接合凸面朝向物体侧的负弯月透镜L7和两凸透镜L8以及两凹透镜L9而成的接合透镜CL13、以及平板形状的衍射光学元件GD。另外，第二透镜组G2由从物体侧起依次接合凹面朝向物体侧的正弯月透镜L14、两凸透镜L15而成的接合负透镜CL21构成。这里，第二透镜组G2的最靠近像侧的面(第22面)被配置成凹面朝向像侧。另外，如前所述，本第三实施例的限定用于确定轴外主光线及有效直径的轴外光束的透镜面为正弯月透镜L1的像侧的面(第2面)和正弯月透镜L14的物体侧的面(第20面)。

该图5所示的第三实施例的显微镜物镜OL3的规格在表5中示出。另外，表5所示的面编号与图5所示的面编号1～22一致。

(表5)

f＝4

NA＝0.40

β＝50x

Φmax＝18.93

ΦDOE＝7.53

d0＝20.5

L＝64.3

f1＝11.435

f11＝31.5

f2＝-7.7

H＝8.7

d11＝2.9

H1＝8.7

衍射光学面数据

第17面κ＝1.0000 A2＝-6.25000E-08

A4＝3.43765E-11 A6＝-5.81951E-19

A8＝-3.38276E-20 A10＝0.00000E+00

条件对应值

(1)ΦDOE/Φmax＝0.398

(2)(-f2)/f＝1.925

(3)d0/L＝0.319

(4)f11/f＝7.875

(5)f1/f＝2.859

(6)Δv_d1＝47.2

(7)Δv_d2＝40.1

(8)H/d11＝3.00

(9)|φ×H1|＝0.097

另外，表5所示的条件对应值中的、条件式(6)的Δv_d1表示构成接合正透镜CL11的两凸透镜L2与负弯月透镜L3的色散系数的差的绝对值，条件式(7)的Δv_d2表示构成接合负透镜CL21的正弯月透镜L14与两凹透镜L15的色散系数的差的绝对值，条件式(8)的d11表示正弯月透镜L1的轴上透镜厚度(第1面的面间隔)，条件式(9)的φ表示第1面的焦度。如此可知，在第三实施例中满足所有的上述条件式(1)～(9)。另外，在图6中示出该第三实施例中的相对于d线、C线、F线以及g线的光线的球面像差、像散差、倍率色像差以及彗形像差的各像差图。从该图6所示的各像差图明确可知，在第三实施例中各像差被良好地修正，能够确保优秀的成像性能。

[第四实施例]

接着，作为第四实施例，对图7所示的显微镜物镜OL4进行说明。该图7所示的显微镜物镜OL4也是从物体侧依次由具有正折射力的第一透镜组G1和具有负折射力的第二透镜组G2构成。第一透镜组G1从物体侧起依次包括：凹面朝向物体侧的正弯月透镜L1、平面朝向物体侧的平凸透镜L2、接合两凸透镜L3和凹面朝向物体侧的负弯月透镜L4而成的接合透镜CL11、接合两凸透镜L5和两凹透镜L6以及两凸透镜L7而成的接合透镜CL12、接合两凸透镜L8和两凹透镜L9而成的接合透镜CL13、以及平板形状的衍射光学元件GD。另外，第二透镜组G2从物体侧起依次由接合凸面朝向物体侧的负弯月透镜L14、两凸透镜L15以及两凹透镜L16而成的接合负透镜CL21、接合两凹透镜L17和两凸透镜L18以及两凹透镜L19而成的接合负透镜CL22构成。这里，第二透镜组G2的最靠近像侧的面(第29面)被配置成凹面朝向像侧。另外，如前所述，本第四实施例中的限制用于确定轴外主光线及有效直径的轴外光束的透镜面为正弯月透镜L1的像侧的面(第2面)和两凹透镜L17的物体侧的面(第25面)。

另外，衍射光学元件GD由平板状的光学玻璃L10、分别由不同的树脂材料形成的2个光学部件L11、L12以及平板状的光学玻璃L13按顺序接合而成，在光学部件L11、L12的接合面上形成有衍射格栅槽(衍射光学面D)。即，该衍射光学元件GD是紧密贴合多层型的衍射光学元件。

该图7所示的第四实施例的显微镜物镜OL4的规格在表6中示出。另外，表6所示的面编号与图7所示的面编号1～28一致。

(表6)

f＝2

NA＝0.60

β＝100x

Φmax＝20.98

ΦDOE＝11.32

d0＝12.18

L＝63.9

f1＝11.633

f11＝37.5

f2＝-3.5

H＝7.8

d11＝3.2

H1＝7.8

衍射光学面数据

第18面κ＝0.0000 A2＝-4.11668E-08.

A4＝-8.52212E-11 A6＝-7.60013E-14

A8＝-3.05264E-17 A10＝0.00000E+00

条件对应值

(1)ΦDOE/Φmax＝0.540

(2)(-f2)/f＝1.75

(3)d0/L＝0.191

(4)f11/f＝18.75

(5)f1/f＝5.817

(6)Δv_d1＝44.6

(7)Δv_d2＝62.8

(8)H/d11＝2.44

(9)|φ×H1|＝0.319

另外，表6所示的条件对应值中的、条件式(6)的Δv_d1表示构成接合正透镜CL13的两凸透镜L8与两凹透镜L9的色散系数的差的绝对值，条件式(7)的Δv_d2表示构成接合负透镜CL21的两凸透镜L15与两凹透镜L16的色散系数的差的绝对值，条件式(8)的d11表示正弯月透镜L1的轴上透镜厚度(第1面的面间隔)，条件式(9)的φ表示第1面的焦度。如此可知，在第四实施例中满足所有的上述条件式(1)～(9)。另外，在图8中示出该第四实施例中的相对于d线、C线、F线以及g线的光线的球面像差、像散差、倍率色像差以及彗形像差的各像差图。从该图8所示的各像差图明确可知，在第四实施例中各像差被良好地修正，能够确保优秀的成像性能。

[第五实施例]

接着，作为第五实施例，对图9所示的显微镜物镜OL5进行说明。该图9所示的显微镜物镜OL5也是从物体侧依次由具有正折射力的第一透镜组G1和具有负折射力的第二透镜组G2构成。第一透镜组G1从物体侧起依次包括：凹面朝向物体侧的正弯月透镜L1、凹面朝向物体侧的正弯月透镜L2、接合两凸透镜L3和两凹透镜L4以及两凸透镜L5而成的接合透镜CL11、接合两凸透镜L6和凹面朝向物体侧的负弯月透镜L7而成的接合透镜CL12、接合两凸透镜L8和两凹透镜L9而成的接合透镜CL13、以及平板形状的衍射光学元件GD。另外，第二透镜组G2从物体侧起依次由接合凸面朝向物体侧的负弯月透镜L14、两凸透镜L15以及两凹透镜L16而成的接合负透镜CL21、和接合两凹透镜L17和两凸透镜L18以及两凹透镜L19而成的接合负透镜CL22构成。这里，第二透镜组G2的最靠近像侧的面(第29面)被配置出凹面朝向像侧。另外，如前所述，本第五实施例的限制用于确定轴外主光线及有效直径的轴外光束的透镜面为正弯月透镜L1的像侧的面(第2面)和两凹透镜L17的物体侧的面(第25面)。

该图9所示的第五实施例的显微镜物镜OL5的规格在表7中示出。另外，表7所示的面编号与图9所示的面编号1～28一致。

(表7)

f＝2

NA＝0.60

β＝100x

Φmax＝20.79

ΦDOE＝11.88

d0＝12.18

L＝63.7

f1＝11.76

f11＝33.7

f2＝-3.8

H＝7.86

d11＝3.2

H1＝7.86

衍射光学面数据

第18面κ＝0.0000 A2＝-6.66667E-08.

A4＝8.55266E-12 A6＝-7.13250E-14

A8＝8.32008E-18 A10＝0.00000E+00

条件对应值

(1)ΦDOE/Φmax＝0.571

(2)(-f2)/f＝1.9

(3)d0/L＝0.191

(4)f11/f＝16.85

(5)f1/f＝5.88

(6)Δv _d1＝44.6

(7)Δv_d2＝61.3

(8)H/d11＝2.46

(9)|φ×H1|＝0.302

另外，表7所示的条件对应值中的、条件式(6)的v_d1表示构成接合正透镜CL13的两凸透镜L8与两凹透镜L9的色散系数的差的绝对值，条件式(7)的Δv_d2表示构成接合负透镜CL21的两凸透镜L15与两凹透镜L16的色散系数的差的绝对值，条件式(8)的d11表示正弯月透镜L1的轴上透镜厚度(第1面的面间隔)，条件式(9)的φ表示第1面的焦度。如此可知，在第五实施例中满足所有的上述条件式(1)～(9)。另外，在图10中示出该第五实施例中的相对于d线、C线、F线以及g线的光线的球面像差、像散差、倍率色像差以及彗形像差的各像差图。从该图10所示的各像差图明确可知，在第五实施例中各像差被良好地修正，能够确保优秀的成像性能。

[第六实施例]

接着，作为第六实施例，对图11所示的显微镜物镜OL6进行说明。该显微镜物镜OL6也是从物体侧依次由具有正折射力的第一透镜组G1和具有负折射力的第二透镜组G2构成。第一透镜组G1从物体侧起依次包括：两凸透镜L1、接合凸面朝向物体侧的负弯月透镜L2和两凸透镜L3而成的接合正透镜CL11、接合两凸透镜L4和凹面朝向物体侧的负弯月透镜L5而成的接合正透镜CL12、以及具有正折射力的衍射光学元件GD。另外，第二透镜组G2从物体侧起依次由接合两凸透镜L10和两凹透镜L11而成的接合负透镜CL21、及接合凹面朝向物体侧的正弯月透镜L12和两凹透镜L13而成的接合负透镜CL22构成。这里，第二透镜组G2的最靠近像侧的面(第20面)被配出成凹面朝向像侧。另外，如前所述，本第六实施例的限制用于确定轴外主光线及有效直径的轴外光束的透镜面为正凸透镜L1的像侧的面(第2面)和正弯月透镜L12的物体侧的面(第18面)。

另外，衍射光学元件GD由平板状的光学玻璃L6、分别由不同的树脂材料形成的2个光学部件L7、L8以及平板状的光学玻璃L9按顺序接合而成，在光学部件L7、L8的接合面上形成有衍射格栅槽(衍射光学面D)。即，该衍射光学元件GD是紧密贴合多层型的衍射光学元件。

这样图11所示的第六实施例的显微镜物镜OL6的规格在表8中示出。

(表8)

f＝10

NA＝0.30

β＝20x

Φmax＝19.98

ΦDOE＝13.56

d0＝30.66

L＝63.56

f1＝15.1

f11＝31.15

f2＝-8.1

H＝9.84

d11＝3.60

H1＝9.84

衍射光学面数据

第12面κ＝1.0000 A2＝-5.50000E-08

A4＝3.45643E-10 A6＝-6.04217E-12

A8＝4.24525E-14 A10＝0.00000E+00

条件对应值

(1)ΦDOE/Φmax＝0.679

(2)(-f2)/f＝0.809

(3)d0/L＝0.481

(4)f11/f＝3.12

(5)f1/f＝1.51

(6)Δv_d1＝56.93

(7)Δv_d2＝36.91

(8)H/d11＝2.73

(9)|φ×H1|＝0.085

另外，表8所示的条件对应值中的、条件式(6)的Δv_d1表示构成接合正透镜CL11的负弯月透镜L2与两凸透镜L3的色散系数的差的绝对值，条件式(7)的Δv_d2表示构成接合负透镜CL22的负弯月透镜L12与两凹透镜L13的色散系数的差的绝对值，条件式(8)的d11表示两凸透镜L1的轴上透镜厚度(第1面的面间隔)，条件式(9)的φ表示第1面的焦度。如此可知，在第六实施例中满足所有的上述条件式(1)～(9)。另外，在图12中示出该第六实施例中的显微镜物镜OL6的相对于d线、C线、F线以及g线的光线的球面像差、像散差、畸变像差、倍率色像差以及彗形像差的各像差图。另外，本第六实施例到第九实施例的彗形像差图表示像高Y为12.5mm时、10.0mm时、6.5mm时、4.0mm时以及0.0mm时的像差量。从该图12所示的各像差图明确可知，在第六实施例中各像差被良好地修正，能够确保优秀的成像性能。

[第七实施例]

接着，作为第七实施例，对图13所示的显微镜物镜OL7进行说明。该图13所示的显微镜物镜OL7也是从物体侧依次由具有正折射力的第一透镜组G1和具有负折射力的第二透镜组G2构成。第一透镜组G1从物体侧起依次包括：两凸透镜L1、接合两凸透镜L2和凹面朝向物体侧的负弯月透镜L3而成的接合正透镜CL11、凸面朝向物体侧的正弯月透镜L4、以及具有正折射力的衍射光学元件GD。另外，第二透镜组G2由从物体侧起依次接合凹面朝向物体侧的正弯月透镜L9和两凹透镜L10而成的接合负透镜CL21构成。这里，第二透镜组G2的最靠近像侧的面(第16面)被配置成凹面朝向像侧。另外，如前所述，本第七实施例中的限制用于确定轴外主光线及有效直径的轴外光束的透镜面为两凸透镜L1的像侧的面(第2面)和正凹透镜L10的像侧的面(第16面)。

另外，衍射光学元件GD由平板状的光学玻璃L5、分别由不同的树脂材料形成的2个光学部件L6、L7以及平板状的光学玻璃L8按顺序接合而成，在光学部件L6、L7的接合面上形成有衍射格栅槽(衍射光学面D)。即，该衍射光学元件GD也是紧密贴合多层型的衍射光学元件。

该图13所示的第七实施例的显微镜物镜OL7的规格在表9中示出。另外，表9所示的面编号与图13所示的面编号1～16一致。

(表9)

f＝20

NA＝0.2

β＝10x

Φmax＝15.78

ΦDOE＝11.86

d0＝37.68

L＝63.43

f1＝16.54

f11＝29.13

f2＝-14.11

H＝7.85

d11＝3.00

H1＝7.85

衍射光学面数据

第11面κ＝1.0000 A2＝-4.93877E-08

A4＝3.00805E-12 A6＝-3.35037E-19

A8＝-1.66824E-15 A10＝0.00000E+00

条件对应值

(1)ΦDOE/Φmax＝0.752

(2)(-f2)/f＝0.706

(3)d0/L＝0.594

(4)f11/f＝1.46

(5)f1/f＝0.827

(6)Δv_d1＝41.6

(7)Δv_d2＝34.8

(8)H/d11＝2.62

(9)|φ×H1|＝0.112

另外，表9所示的条件对应值中的、条件式(6)的Δv_d1表示构成接合正透镜CL11的两凸透镜L2与负弯月透镜L3的色散系数的差的绝对值，条件式(7)的Δv_d2表示构成接合负透镜CL21的正弯月透镜L9与两凹透镜L10的色散系数的差的绝对值，条件式(8)的d11表示两凸透镜L1的轴上透镜厚度(第1面的面间隔)，条件式(9)的φ表示第1面的焦度。如此可知，在第七实施例中满足所有的上述条件式(1)～(9)。在图14中示出该第七实施例的显微镜物镜OL7的球面像差、像散差、畸变像差、倍率色像差以及彗形像差的各像差图。从该图14所示的各像差图明确可知，在第七实施例中各像差被良好地修正，能够确保优秀的成像性能。

[第八实施例]

接着，作为第八实施例，对图15所示的显微镜物镜OL8进行说明。该图15所示的显微镜物镜OL8也是从物体侧依次由具有正折射力的第一透镜组G1和具有负折射力的第二透镜组G2构成。第一透镜组G1从物体侧起依次包括：两凸透镜L1、接合两凸透镜L2和凹面朝向物体侧的负弯月透镜L3而成的接合正透镜CL11、接合凸面朝向物体侧的负弯月透镜L4和凸面朝向物体侧的正弯月透镜L5 而成的接合正透镜CL12、接合两凸透镜L6和两凹透镜L7而成的接合负透镜CL13、以及具有正折射力的衍射光学元件GD。另外，第二透镜组G2由从物体侧起依次接合凹面朝向物体侧的正弯月透镜L12和两凹透镜L13而成的接合负透镜CL21构成。这里，第二透镜组G2的最靠近像侧的面(第20面)被配置成凹面朝向像侧。另外，如前所述，本第八实施例的限制用于确定轴外主光线及有效直径的轴外光束的透镜面为两凸透镜L1的像侧的面(第2面)和正弯月透镜L12的物体侧的面(第18面)。

另外，衍射光学元件GD由平板状的光学玻璃L8、分别由不同的树脂材料形成的2个光学部件L9、L10以及平板状的光学玻璃L11按顺序接合而成，在光学部件L9、L10的接合面上形成有衍射格栅槽(衍射光学面D)。即，该衍射光学元件GD也是紧密贴合多层型的衍射光学元件。

该图15所示的第八实施例的显微镜物镜OL8的规格在表10中示出。另外，表10所示的面编号与图15所示的面编号1～20一致。

(表10)

f＝10

NA＝0.3

β＝20x

Φmax＝19.9

ΦDOE＝8.82

d0＝30.6

L＝63.7

f1＝14.49

f11＝33.43

f2＝-10.27

H＝9.78

d11＝3.68

H1＝9.78

衍射光学面数据

第15面κ＝1.0000 A2＝-5.70000E-08

A4＝1.01149E-09 A6＝-4.05811E-11

A8＝4.84818E-13 A10＝0.00000E+00

条件对应值

(1)ΦDOE/Φmax＝0.443

(2)(-f2)/f＝1.027

(3)d0/L＝0.48

(4)f11/f＝3.343

(5)f1/f＝1.449

(6)Δv_d1＝53.0

(7)Δv_d2＝36.31

(8)H/d11＝2.66

(9)|φ×H1|＝0.062

另外，表10所示的条件对应值中的、条件式(6)的Δv_d1表示构成接合正透镜CL11的两凸透镜L2与负弯月透镜L3的色散系数的差的绝对值，条件式(7)的Δv_d2表示构成接合负透镜CL21的正弯月透镜L12与两凹透镜L13的色散系数的差的绝对值，条件式(8)的d11表示两凸透镜L1的轴上透镜厚度(第1面的面间隔)，条件式(9)的φ表示第1面的焦度。如此可知，在第八实施例中满足所有的上述条件式(1)～(9)。在图16中示出该第八实施例的显微镜物镜OL8的球面像差、像散差、畸变像差、倍率色像差以及彗形像差的各像差图。从该图16所示的各像差图明确可知，在第八实施例中各像差被良好地修正，能够确保优秀的成像性能。

[第九实施例]

接着，作为第九实施例，对图17所示的显微镜物镜OL9进行说明。该图17所示的显微镜物镜OL9也是从物体侧依次由具有正折射力的第一透镜组G1和具有负折射力的第二透镜组G2构成。第一透镜组G1从物体侧起依次包括：两凸透镜L1、接合两凸透镜L2和凹面朝向物体侧的负弯月透镜L3而成的接合正透镜CL11、接合凸面朝向物体侧的负弯月透镜L4和凸面朝向物体侧的正弯月透镜L5 而成的接合正透镜CL12、接合两凸透镜L6和两凹透镜L7而成的接合负透镜CL13、以及具有正折射力的衍射光学元件GD。另外，第二透镜组G2从物体侧起依次由接合凹面朝向物体侧的负弯月透镜L12和凹面朝向物体侧的正弯月透镜L13以及两凹透镜L14而成的接合负透镜CL21构成。这里，第二透镜组G2的最靠近像侧的面(第21面)被配置成凹面朝向像侧。另外，如前所述，本第九实施例的限制用于确定轴外主光线及有效直径的轴外光束的透镜面为两凸透镜L1的像侧的面(第2面)和负弯月透镜L12的物体侧的面(第18面)。

衍射光学元件GD由平板状的光学玻璃L8、分别由不同的树脂材料形成的2个光学部件L9、L10以及平板状的光学玻璃L 11按顺序接合而成，在光学部件L9、L10的接合面上形成有衍射格栅槽(衍射光学面D)。即，该衍射光学元件GD也是紧密贴合多层型的衍射光学元件。

该图17所示的第九实施例的显微镜物镜OL9的规格在表11中示出。另外，表11所示的面编号与图17所示的面编号1～21一致。

(表11)

f＝10

NA＝0.3

β＝20x

Φmax＝20.08

ΦDOE＝9.24

d0＝31.35

L＝63.45

f1＝14.6

f11＝34.88

f2＝-9.19

H＝9.88

d11＝2.80

H1＝9.88

衍射光学面数据

第15面κ＝1.0000 A2＝6.25000E-08

A4＝3.55000E-14 A6＝-3.14000E-16

A8＝2.13000E-19 A10＝0.00000E+00

条件对应值

(1)ΦDOE/Φmax＝0.460

(2)(-f2)/f＝0.919

(3)d0/L＝0.494

(4)f11/f＝3.488

(5)f1/f＝1.46

(6)Δv_d1＝53.83

(7)Δv_d2＝33.56

(8)H/d11＝3.53

(9)|φ×H1|＝0.010

另外，表11所示的条件对应值中的、条件式(6)的Δv_d1表示构成接合正透镜CL11的两凸透镜L2与负弯月透镜L3的色散系数的差的绝对值，条件式(7)的Δv_d2表示构成接合负透镜CL21的负弯月透镜L12与正弯月透镜L13的色散系数的差的绝对值，条件式(8)的d11表示两凸透镜L1的轴上透镜厚度(第1面的面间隔)，条件式(9)的φ表示第1面的焦度。如此可知，在第九实施例中满足上述条件式(1)～(8)。在图18中示出该第九实施例的显微镜物镜OL9的球面像差、像散差、畸变像差、倍率色像差以及彗形像差的各像差图。从该图18所示的各像差图明确可知，在第九实施例中各像差被良好地修正，能够确保优秀的成像性能。

附图标记说明

OL(OL1～OL9)显微镜物镜

G1第一透镜组G2第二透镜组GD衍射光学元件

CL11接合正透镜CL21接合负透镜

Claims

1.一种显微镜物镜，其特征在于，从物体侧起依次具有：

具有正折射力的第一透镜组；和

具有负折射力的第二透镜组，

所述第一透镜组具有衍射光学元件，该衍射光学元件具有衍射光学面，

所述衍射光学元件与通过所述第一透镜组的光束的直径最大位置相比配置在像侧，

所述第一透镜组具有在最靠近物体侧配置的具有正折射力的透镜成分，

当使通过所述第一透镜组的光束的最大直径为Φmax、通过所述衍射光学面的光束的最大直径为ΦDOE、所述第二透镜组的焦距为f2、整个系统的焦距为f、从物体到所述第一透镜组的最靠近物体侧的透镜面的顶点为止的光轴上的距离为d0、从物体到最靠近像侧的透镜面的顶点为止的光轴上的距离为L、所述第一透镜组的最靠近物体侧的所述透镜成分的焦距为f11时，满足下式的条件：

ΦDOE/Φmax＜0.76

0.65＜(－f2)/f＜2.0

0.1＜d0/L＜0.6

1.2＜f11/f＜19.0。

2.如权利要求1所述的显微镜物镜，其特征在于，

当使所述第一透镜组的焦距为f1时，满足下式的条件：

0.5≤f1/f≤3.5。

3.如权利要求1所述的显微镜物镜，其特征在于，所述第二透镜组的最靠近像侧的透镜面被配置成凹面朝向像侧。

4.如权利要求3所述的显微镜物镜，其特征在于，

主光线和光轴的相交位置与所述第二透镜组的所述最靠近像侧的透镜面相比位于物体侧。

5.如权利要求1所述的显微镜物镜，其特征在于，

所述第一透镜组包含至少一个接合正透镜。

6.如权利要求5所述的显微镜物镜，其特征在于，

关于所述第一透镜组中的至少一个接合正透镜，在使构成所述接合正透镜的正透镜要素的介质的色散系数与负透镜要素的介质的色散系数的差的绝对值为Δν_d1时，所述差的绝对值中的至少一个满足下式的条件：

Δν_d1＞40。

7.如权利要求1所述的显微镜物镜，其特征在于，

所述第二透镜组包含至少一个接合负透镜。

8.如权利要求7所述的显微镜物镜，其特征在于，

关于所述第二透镜组中的至少一个接合负透镜，在使构成所述接合负透镜的正透镜要素的介质的色散系数与负透镜要素的介质的色散系数的差的绝对值为Δν_d2时，所述差的绝对值中的至少一个满足下式的条件：

Δν_d2＞30。

9.如权利要求1所述的显微镜物镜，其特征在于，

在使所述第一透镜组的最靠近物体侧的透镜面的边缘光线高度为H、使所述第一透镜组的最靠近物体侧的透镜成分的轴上透镜厚度为d11时，满足下式的条件：

2＜H/d11＜3.6。

10.如权利要求1所述的显微镜物镜，其特征在于，

所述第一透镜组的最靠近物体侧的透镜面被配置成凹面朝向物体侧。

11.如权利要求1所述的显微镜物镜，其特征在于，

当使所述第一透镜组的在最靠近物体侧配置的透镜的介质的相对于d线的折射率为n1、使该透镜的所述最靠近物体侧的透镜面的曲率半径为r、使该透镜的所述最靠近物体侧的透镜面的焦度φ用下式φ＝(n1－1)/r来定义、使在所述最靠近物体侧配置的透镜的所述最靠近物体侧的透镜面的有效半径为H1时，满足下式的条件：

0.05≤|φ×H1|≤0.35。