CN103235404A

CN103235404A - 显微镜物镜

Info

Publication number: CN103235404A
Application number: CN2013100883823A
Authority: CN
Inventors: 渡士妙子; 宫川晶子
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2008-04-11
Filing date: 2009-04-08
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2029-04-08
Also published as: US9158102B2; US9134520B2; US20110102899A1; CN101999090A; US20150116830A1; EP3128355A1; EP2264506B1; EP2264506A4; CN103235405A; US8958154B2; EP3128355B1; US20150109673A1; EP2264506A1; CN103235405B; CN103235404B; CN101999090B; WO2009125778A1

Abstract

本发明的显微镜物镜（OL）从物体侧依次包括：具有正屈光力的第1透镜组（G1）；第2透镜组（G2）；和具有负屈光力的第3透镜组（G3）。第1透镜组（G1）包括：正透镜成分（L1），包含具有负屈光力的透镜面；和至少一个以上的具有正屈光力的复合透镜成分（CL11）。第2透镜组（G2）包括：具有衍射光学面（D）的衍射光学元件（GD），将由不同的光学材料构成的两个衍射元件要素（L6、L7）接合，并在其接合面上形成有衍射栅格槽；和至少一个以上的复合透镜成分（CL21）。第3透镜组（G3）包括至少一个以上的色校正透镜成分（CL31），且该第3透镜组（G3）的最靠向像侧的透镜面被配置成凹面朝向像侧。

Description

显微镜物镜

本申请是国际申请日为2009年4月8日、国际申请号为PCT/JP2009/057161、国家申请号为200980112811.8、发明名称为“显微镜物镜”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及显微镜物镜。

背景技术

现有的显微镜物镜，为了在各像差中良好地校正色差，需要多个复合透镜，此外为了校正二次光谱而需要使用异常分散玻璃，因此成本必然很高。近年来，提出了使用如下衍射光学元件（DOE）的透镜系统（例如参照专利文献1）：以高倍率、高数值孔径，不多用复合透镜、异常分散玻璃，便能校正各像差、尤其是包括二次光谱在内的色差。

专利文献1：JP特开平6-331898号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，在使用这种衍射光学元件的透镜系统中，尽管能用衍射光学元件校正色差，但存在以下问题：难以校正高视角下的彗差，视野周边部处的像性能低。

本发明鉴于这样的问题，其目的在于提供一种能够进行充分的色差校正且视野范围足够、各像差在其视野范围内被良好地校正的显微镜物镜。

用于解决问题的手段

为了解决上述问题，第1发明的显微镜物镜，从物体侧依次包括：具有正屈光力的第1透镜组；第2透镜组；和具有负屈光力的第3透镜组，第1透镜组包括：正透镜成分，位于最靠向物体侧，包含具有负屈光力的透镜面；和至少一个以上的通过合成而具有正屈光力的复合透镜成分，第2透镜组包括：具有衍射光学面的衍射光学元件，将由不同的光学材料构成的两个衍射元件要素接合，并在其接合面上形成有衍射栅格槽；和至少一个以上的复合透镜成分，第3透镜组包括至少一个以上的色校正透镜成分，且该第3透镜组的最靠向像侧的透镜面被配置成凹面朝向像侧。并且，在设全系的焦距为f、第1透镜组和第2透镜组的合成焦距为f12时，满足下式的条件

1.5≤｜f12/f｜≤2.5，

在设全系的焦距为f、第3透镜组的焦距为f3时，满足下式的条件

10≤｜f3/f｜≤20。

这种显微镜物镜优选，在设第1透镜组中设置的正透镜成分的具有负屈光力的面的曲率半径为r、该具有负屈光力的面的物体侧的介质相对于d线的折射率为n1、像侧的介质相对于d线的折射率为n2、从具有负屈光力的面的顶点到物体为止的光路长度为dR时，满足下式的条件

｜(n2-n1)/(r·dR)｜≤0.5，

在设全系的焦距为f、与在衍射光学面经过的最大视角对应的光束的主光线到光轴的高度为h时，满足下式的条件

0.1≤｜h/f｜。

其中，从轴外物点发出的光束的主光线，在通过从轴上物点射出的最大数值孔径（NA）的光线和第1透镜组内的适当的面的交点来限制从轴外物点射出的光束中、向最远离光轴的方向射出的光线，并通过从轴上物点射出的最大数值孔径的光线和第3透镜组内的适当的面的交点来限制向最靠近光轴的方向射出的光线时，成为该光束的中心光线。

此外，这种显微镜物镜优选，在设全系的焦距为f、第2透镜组的焦距为f2时，满足下式的条件

30≤｜f2/f｜。

此外，这种显微镜物镜优选，在设衍射光学元件中的衍射光学面的衍射栅格槽的数量为N、该衍射光学面的有效半径为H时，满足下式的条件

2≤N/H≤10。

其中，有效半径H通过从轴上物点射出的最大数值孔径的光线以及对从轴外物点射出的光束如下确定的该光束的最外侧的光线来确定：对于从轴外物点射出的光束中、向最远离光轴的方向射出的光线，通过从轴上物点射出的最大数值孔径的光线和第1透镜组内的适当的面的交点来限制，且对于向最靠近光轴的方向射出的光线，通过从轴上物点射出的最大数值孔径的光线和第3透镜组内的适当的面的交点来限制。

此外，为了解决上述问题，第2发明的显微镜物镜，从物体侧依次包括：具有正屈光力的第1透镜组；具有正屈光力的第2透镜组；和具有负屈光力的第3透镜组，第1透镜组：包括正透镜成分，位于最靠向物体侧，包含具有负屈光力的透镜面；和至少一个以上的通过合成而具有正屈光力的复合透镜成分，第2透镜组包括：具有衍射光学面的衍射光学元件，将由不同的光学材料构成的两个衍射元件要素接合，并在其接合面上形成有衍射栅格槽；和至少一个以上的复合成分，第3透镜组包括至少一个以上的通过合成而具有负屈光力的色校正透镜成分，且该第3透镜组的最靠向像侧的透镜面被配置成凹面朝向像侧。并且，在设第1透镜组中设置的正透镜成分的具有负屈光力的面的曲率半径为r、该具有负屈光力的面的物体侧的介质相对于d线的折射率为n1、像侧的介质相对于d线的折射率为n2、从具有负屈光力的面的顶点到物体为止在光轴上的距离为d0时，满足下式的条件

｜(n2-n1)/(r·d0)｜＜0.01，

0.05＜｜h/f｜。

这种显微镜物镜优选，在设全系的焦距为f、第1透镜组和第2透镜组的合成焦距为f12时，满足下式的条件

1.5≤｜f12/f｜≤4，

1≤｜f3/f｜≤3.5。

5≤｜f2/f｜。

2≤N/H≤10。

进而，为了解决上述问题，第3发明的显微镜物镜，从物体侧依次包括：具有正屈光力的第1透镜组；第2透镜组；和具有负屈光力的第3透镜组，第1透镜组包括正透镜成分，该正透镜成分位于最靠向物体侧，并包含具有负屈光力的透镜面，第2透镜组包括具有衍射光学面的衍射光学元件，该衍射光学元件将由不同的光学材料构成的两个衍射元件要素接合，并在其接合面上形成有衍射栅格槽，第3透镜组包括至少一个以上的、具有负屈光力的色校正透镜成分，且该第3透镜组的最靠向像侧的透镜面被配置成凹面朝向像侧。并且，在设第1透镜组中设置的正透镜成分所包含的具有负屈光力的透镜面中、在最靠向物体侧配置的具有负屈光力的透镜面的曲率半径为r、该具有负屈光力的透镜面的物体侧的介质相对于d线的折射率为n1、像侧的介质相对于d线的折射率为n2、从该具有负屈光力的透镜面的顶点到物体为止在光轴上的距离为d0时，满足下式的条件

｜(n2-n1)/(r·d0)｜≤0.1，

0.01≤｜h/f｜≤0.04，

在设第1透镜组和第2透镜组的合成焦距为f12时，满足下式的条件

1≤｜f12/f｜≤1.5。

此外，这种显微镜物镜优选，在设第2透镜组的焦距为f2时，满足下式的条件

10≤｜f2/f｜。

2≤N/H≤5。

进而，这种显微镜物镜优选，在设衍射光学元件中的两个衍射元件要素中折射率低且阿贝数小的衍射元件要素的材料相对于d线的折射率为nd1、相对于F线的折射率为nF1、相对于C线的折射率为nC1、衍射光学元件中的两个衍射元件要素中折射率高且阿贝数大的衍射元件要素的材料相对于d线的折射率为nd2、相对于F线的折射率为nF2、相对于C线的折射率为nC2时，满足下式的条件

nd1≤1.54

0.0145≤nF1-nC1

1.55≤nd2

nF2-nC2≤0.013。

发明效果

如上构成本发明的显微镜物镜时，可以提供一种能够进行充分的色差校正且视野范围足够、各像差在其视野范围内被良好地校正的显微镜物镜。

附图说明

图1是第1实施例的显微镜物镜的透镜构成图。

图2是上述第1实施例的显微镜物镜的各像差图。

图3是第2实施例的显微镜物镜的透镜构成图。

图4是上述第2实施例的显微镜物镜的各像差图。

图5是第3实施例的显微镜物镜的透镜构成图。

图6是上述第3实施例的显微镜物镜的各像差图。

图7是第4实施例的显微镜物镜的透镜构成图。

图8是上述第4实施例的显微镜物镜的各像差图。

图9是第5实施例的显微镜物镜的透镜构成图。

图10是上述第5实施例的显微镜物镜的各像差图。

图11是第6实施例的显微镜物镜的透镜构成图。

图12是上述第6实施例的显微镜物镜的各像差图。

图13是第7实施例的显微镜物镜的透镜构成图。

图14是上述第7实施例的显微镜物镜的各像差图。

图15是第8实施例的显微镜物镜的透镜构成图。

图16是上述第8实施例的显微镜物镜的各像差图。

图17是第9实施例的显微镜物镜的透镜构成图。

图18是上述第9实施例的显微镜物镜的各像差图。

图19是第10实施例的显微镜物镜的透镜构成图。

图20是上述第10实施例的显微镜物镜的各像差图。

图21是第11实施例的显微镜物镜的透镜构成图。

图22是上述第11实施例的显微镜物镜的各像差图。

图23是第12实施例的显微镜物镜的透镜构成图。

图24是上述第12实施例的显微镜物镜的各像差图。

图25是与上述显微镜物镜一起使用的成像透镜的透镜构成图。

标号说明

OL(OL1～OL12)…显微镜物镜；G1…第1透镜组；G2…第2透镜组；G3…第3透镜组；GD…衍射光学元件。

具体实施方式

[第1实施方式]

以下，参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。首先，对高倍率的显微镜物镜的情况进行说明。图1是第1实施方式的显微镜物镜OL，从物体侧依次包括：具有正屈光力（折射力）的第1透镜组G1、第2透镜组G2和具有负屈光力的第3透镜组G3。

在这种显微镜物镜OL中，第1透镜组G1是用于使来自物体的发散光束接近平行光束的透镜组，因此，具有：正透镜成分（例如图1中的正凹凸透镜L1），包含具有负屈光力的透镜面；和至少一个以上的消色差透镜成分（图1中的复合透镜CL11），将正透镜和负透镜接合而成。另外，正透镜成分可以由单透镜构成，也可以由复合透镜构成。在此，当设正透镜成分中含有的具有负屈光力的透镜面（例如图1中的第1面）的曲率半径为r、该透镜面的物体侧的介质相对于d线的折射率为n1、像侧的介质相对于d线的折射率为n2、从物体到最靠向物体侧的透镜面（即图1中的第1面）的顶点为止的光路长度为dR时，满足以下的条件式（1）。

｜(n2-n1)/(r·dR)｜≤0.5 (1)

该条件式（1）用于规定第1透镜组G1中设置的上述正透镜成分所包含的上述具有负屈光力的透镜面的屈光力，若超过该条件式（1）的上限值，则难以进行珀兹伐和（Petzval sum）的校正，难以确保到高视角的像面平坦性。更优选的是，若使条件式（1）的上限值为0.4，则能够更良好地校正珀兹伐和。

此外，第2透镜组G2是用于接收从第1透镜组G1射出的大致平行光束、校正球面像差及色差的透镜组，尤其是为了校正色差，而设置了衍射光学元件GD。衍射光学元件GD具备将每1mm有数个～数百个细小的槽状或狭缝状的栅格结构形成为同心圆状的衍射光学面D，具有将入射到该衍射光学面D的光向由栅格间距（衍射栅格槽的间隔）和入射光的波长确定的方向衍射的性质。此外，衍射光学元件GD（衍射光学面D）具有负的分散值（在本申请的实施例中阿贝数=-3.453），分散大、且异常分散性（在本申请实施例中部分分散比(ng-nF)/(nF-nC)=0.2956）强，因此具有强力的色差校正能力。光学玻璃的阿贝数一般为30～80左右，但衍射光学元件的阿贝数具有负值。换言之，衍射光学元件GD的衍射光学面D的分散特性与一般的玻璃（折射光学元件）相反，具有以下性质：随着光的波长变短，折射率变小，越是长波长的光越是弯曲。因此，通过与一般的折射光学元件组合，获得很大的消色差效果。因此，通过利用衍射光学元件GD，可以良好地校正色差。

本实施方式的衍射光学元件GD是所谓“密合多层型衍射光学元件”，将由不同光学材料构成的两个衍射元件要素（例如图1的情况为光学部件L6、L7）接合，并在其接合面上设置衍射栅格槽，而构成衍射光学面D。因此，该衍射光学元件可以在包含g线～C线的宽波长区域内提高衍射效率。因此，本实施方式的显微镜物镜OL可以在宽波长区域内使用。另外，在透过型的衍射光学元件中利用一次衍射光时，衍射效率表示入射强度I0和一次衍射光的强度I1的比例η(=I1/I0×100[%])。

此外，粘合多层型衍射光学元件，与将形成有衍射栅格槽的两个衍射元件要素以使该衍射栅格槽彼此相对的方式靠近配置而成的所谓分离多层型衍射光学元件相比，可以使制造工序简化，因此具有量产效率好、相对于光线的入射角的衍射效率好的优点。因此，在利用了粘合多层型衍射光学元件的本实施方式的显微镜物镜OL中，容易制造，且衍射效率也好。

在此，设该显微镜物镜OL的全系的焦距为f、与在衍射光学面D经过的最大视角对应的光束的主光线到光轴的高度为h时，该衍射光学元件GD配置在满足以下的条件式（2）的位置上。

0.1≤｜h/f｜ (2)

在该图1的显微镜物镜OL中，对于从轴外物点发出的光束的主光线，通过从轴上物点射出的最大数值孔径的光线和第1透镜组G1内的透镜L2的像侧的面的交点，来限制从轴外物点射出的光束中、向最远离光轴的方向射出的光线，通过从轴上物点射出的最大数值孔径的光线和第3透镜组G3内的透镜L11的物体侧的面的交点，来限制向最靠近光轴的方向射出的光线，从而确定轴外光束，并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。

通过将衍射光学元件GD配置在满足该条件式（2）的位置上，可以使得该衍射光学元件GD的色差校正能力不仅对轴上色差的校正有效，而且对倍率色像差（倍率色差）的校正也有效。另外，为了不缩小该衍射光学元件GD的衍射栅格槽的最小间距，需要通过该第2透镜组G2的折射透镜在某程度上进行一次的消色差。因此，在该第二透镜组G2中需要设置至少一个以上的将正透镜和负透镜接合而成的消色差透镜成分（图1中的复合透镜成分CL21）。

第3透镜组G3是用于使从第二透镜组G2射出的收敛光束成为大致平行光束的透镜组。该第3透镜组G3至少包括一个具有负屈光力的色校正透镜成分（图1中的由双凸透镜L11及双凹透镜L12构成的复合透镜成分CL31）。进而，该第3透镜组G3的最靠向像侧配置的透镜的像侧的面被形成为在像侧凹陷的形状。由于第1透镜组G1及第2透镜组G2具有正屈光力，因此向第3透镜组G3入射的光束成为收敛光束。第3透镜组G3接收该收敛光束并在抑制球面像差及彗差的产生的同时将其变换为平行光束，这一点非常重要。第3透镜组G3的最靠向像侧的面是承担第3透镜组G3的负屈光力的大部分的面，通过用在像侧凹陷的面构成该面，可以使收敛光线相对于该最终面的入射角较小，能够切实抑制尤其是高次的彗差等的产生。另外，该色校正透镜成分不仅可以作为复合透镜构成，也可以由隔开不会大幅降低色差校正能力的程度的空气间隔而配置的多个透镜构成。

进而，该显微镜物镜OL在设全系的焦距为f、第1透镜组G1和第2透镜组G2的合成焦距为f12时，优选满足以下的条件式（3）。

1.5≤｜f12/f｜≤2.5 (3)

条件式（3）是用于确保高数值孔径的条件。若低于该条件式（1）的下限值，则与全系的焦距f相比，第1及第2透镜组G1、G2的合成焦距f12变短，难以确保数值孔径，并且难以校正球面像差。反之，若超过条件式（3）的上限值，则与全系的焦距f相比，第1及第2透镜组G1、G2的合成焦距f12变长，无法充分进行光线的会聚，从而存在全长变长的倾向，并且难以校正高视角下的各像差、色差的二次光谱。

此外，该显微镜物镜OL在设全系的焦距为f、第3透镜组G3的焦距为f3时，优选满足以下的条件式（4）。

10≤｜f3/f｜≤20 (4)

条件式（4）是用于良好地校正包含颜色的变化在内的球面像差、进而确保充分的视野的条件。若低于该条件式（4）的下限值，则与全系的焦距f相比，第3透镜组G3的焦距f3变短，在各色出现球面像差的偏差，并且产生高次的弯曲。反之，若超过条件式（4）的上限值，则与全系的焦距f相比，第3透镜组G3的焦距f3变长，球面像差的校正变得不足，并且难以确保像性能好的充分的视野。

衍射光学元件GD具有衍射栅格槽的厚度，因此即使是很小的入射角的变化，也会使得衍射效率大幅变化。即，若对衍射光学面D的入射角增大，则衍射效率明显下降，未闪耀的次数的光线成为闪光而呈现。因此，该显微镜物镜OL在设全系的焦距为f、第2透镜组G2的焦距为f2时，优选满足以下的条件式（5）。

30≤｜f2/f｜ (5)

条件式（5）是用于利用功率分配来控制向衍射光学元件GD的入射角的条件。若低于该条件式（5）的下限值，则与全系的焦距f相比，第2透镜组G2的焦距f2变短，该第2透镜组G2内的光线的折射角变大，向衍射光学元件GD的入射角变大。此外，在上述条件式（3）中规定了第1及第2透镜组G1、G2的合成焦距f12相对于全系的焦距f的范围，因此，若低于该条件式（5）的下限值，则第1透镜组G1的功率变弱，从第1透镜组G1产生的像差减少，第2透镜组G2中的像差、尤其是球面像差的产生变大，难以取得第1透镜组G1和第2透镜组G2的像差的平衡。

此外，该显微镜物镜OL，在设衍射光学元件GD中的衍射光学面D的衍射栅格槽的数量为N、该衍射光学面D的有效半径为H时，优选满足以下的条件式（6）。

2≤N/H≤10 (6)

在该图1的显微镜物镜OL中，有效半径H通过从轴上物点射出的最大数值孔径的光线以及对从轴外物点射出的光束如下确定的该光束的最外侧的光线来确定：对于从轴外物点射出的光束中、向最远离光轴的方向射出的光线，通过从轴上物点射出的最大数值孔径的光线和第1透镜组G1内的透镜L2的像侧的面的交点来限制，对于向最靠近光轴的方向射出的光线，通过从轴上物点射出的最大数值孔径的光线和第3透镜组G3内的透镜L11的物体侧的面的交点来限制。

条件式6是用于规定衍射光学面D的衍射栅格槽的数量N和有效半径H的适当的范围的条件式。若低于该条件式（6）的下限值，则当轴上色差在d线和g线进行消色差时，在C线和F线成为消色差不足（二次光谱）。另一方面，若超过条件式（6）的上限值，则当轴上色差在d线和g线消色差时，在C线和F线成为消色差过剩（二次光谱）。此外，形成于衍射光学元件GD的衍射栅格槽的最小间距宽度变小，难以确保制造上的精度。

进而，该显微镜物镜OL在设衍射光学元件GD中的两个衍射元件要素中折射率低且阿贝数小的一个衍射元件要素的材料相对于d线的折射率为nd1、相对于F线的折射率为nF1、相对于C线的折射率为nC1、设衍射光学元件中的两个衍射元件要素中折射率高且阿贝数大的一个衍射元件要素的材料相对于d线的折射率为nd2、相对于F线的折射率为nF2、相对于C线的折射率为nC2时，优选满足以下的条件式（7）～（10）。

nd1≤1.54 (7)

0.0145≤nF1-nC1 (8)

1.55≤nd2 (9)

nF2-nC2≤0.013 (10)

条件式（7）～（10）分别规定构成衍射光学元件GD的两个衍射元件要素的材质的折射率以及相对于F线和C线的分散（nF-nC）。通过满足这些条件式，能够以更好的性能使不同的两个衍射元件要素紧密接合而形成衍射光学面D，从而可以在从g线到C线的宽波长区域中实现90%以上的衍射效率。另外，作为这种光学材料的树脂的例子，例如在JP特愿2004-367607号公报、JP特愿2005-237573号公报等中记载。若超出各条件式（7）～（10）的上限值或下限值，则本实施方式的消色差透镜系统中的衍射光学元件GD难以在宽波长区域获得90%以上的衍射效率，难以维持密合多层型衍射光学元件的优点。

[第二实施方式]

接下来，对具有长动作距离的显微镜物镜的情况进行说明。图11是第2实施方式的显微镜物镜OL，从物体侧依次包括：具有正屈光力的第1透镜组G1、具有正屈光力的第2透镜组G2和具有负屈光力的第3透镜组G3。

在这种显微镜物镜OL中，第1透镜组G1是用于使来自物体的发散光束接近平行光束的透镜组，因此，具有：正透镜成分（例如图11中的正凹凸透镜L1），包含具有负屈光力的透镜面；和至少一个以上的消色差透镜成分（图11中的复合透镜CL11），将正透镜和负透镜接合而成。另外，正透镜成分可以由单透镜构成，也可以由复合透镜构成。在此，当设正透镜成分中含有的具有负屈光力的透镜面（例如图11中的第1面）的曲率半径为r、该透镜面的物体侧的介质相对于d线的折射率为n1、像侧的介质相对于d线的折射率为n2、从物体到该透镜面（例如图11中最靠向物体侧的透镜面即第1面）的顶点为止在光轴上的距离为d0时，满足以下的条件式（1）。

｜(n2-n1)/(r·d0)｜＜0.01 (1)

该条件式（1）用于规定第1透镜组G1中设置的上述正透镜成分所包含的上述具有负屈光力的透镜面的屈光力，若超过该条件式（1）的上限值，则难以进行珀兹伐和的校正，难以确保到高视角为止的像面平坦性。而且无法确保足够长的动作距离。更优选的是，若使条件式（1）的上限值为0.008，则能够更良好地校正珀兹伐和。

此外，第2透镜组G2是用于接收从第1透镜组G1射出的大致平行光束、校正球面像差及色差的透镜组，尤其是为了校正色差，而设置了衍射光学元件GD。

本实施方式的衍射光学元件GD是所谓“密合多层型衍射光学元件”，将由不同光学材料构成的两个衍射元件要素（例如图11的情况为光学部件L6、L7）接合，并在其接合面上设置衍射栅格槽，而构成衍射光学面D。因此，该衍射光学元件可以在包含g线～C线的宽波长区域内提高衍射效率。因此，本实施方式的显微镜物镜OL可以在宽波长区域内使用。另外，在透过型的衍射光学元件中利用一次衍射光时，衍射效率表示入射强度I0和一次衍射光的强度I1的比例η(=I1/I0×100[%])。

在此，设该显微镜物镜OL的全系的焦距为f、与在衍射光学面D（图11中的第10面）经过的最大视角对应的光束的主光线到光轴的高度为h时，该衍射光学元件GD配置在满足以下的条件式（2）的位置上。

0.05＜｜h/f｜ (2)

在该图11的显微镜物镜OL中，对于从轴外物点发出的光束的主光线，通过从轴上物点射出的最大数值孔径的光线和第1透镜组G1内的透镜L1的物体侧的面的交点，来限制从轴外物点射出的光束中、向最远离光轴的方向射出的光线，通过从轴上物点射出的最大数值孔径的光线和第3透镜组G3内的透镜L12的像侧的面的交点，来限制向最靠近光轴的方向射出的光线，从而确定轴外光束，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。

通过将衍射光学元件GD配置在满足该条件式（2）的位置上，可以使得该衍射光学元件GD的色差校正能力不仅对轴上色差的校正有效，而且对倍率色像差的校正也有效。另外，为了不缩小该衍射光学元件GD的衍射栅格槽的最小间距，需要通过该第2透镜组G2的折射透镜在某程度上进行一次的消色差。因此，在该第二透镜组G2中需要设置至少一个以上的将正透镜和负透镜接合而成的消色差透镜成分（图11中的复合透镜成分CL21）。

第3透镜组G3是用于使从第二透镜组G2射出的收敛光束成为大致平行光束的透镜组。该第3透镜组至少包括一个具有负屈光力的色校正透镜成分（例如图11中的由正凹凸透镜L11及双凹透镜L12构成的复合透镜成分CL31）。进而，该第3透镜组G3的最靠向像侧配置的透镜的像侧的面（例如图1中的第18面）被形成为朝向像侧凹陷的形状。由于第1透镜组G1及第2透镜组G2具有正屈光力，因此向第3透镜组G3入射的光束成为收敛光束。第3透镜组G3起到以下的作用：接收该收敛光束并在抑制球面像差及彗差的产生的同时将其变换为平行光束。第3透镜组G3的最靠向像侧的面是承担第3透镜组G3的负屈光力的大部分的面，通过用向像侧凹陷的面构成该面，可以使收敛光线相对于该最终面的入射角较小，能够切实抑制尤其是高次的彗差等的产生。另外，该色校正透镜成分不仅可以作为复合透镜构成，也可以由隔开不会大幅降低色差校正能力的程度的空气间隔而配置的多个透镜构成。

1.5≤｜f12/f｜≤4 (3)

条件式（3）是用于确保充分的动作距离并且确保充分的数值孔径的条件。若低于该条件式（3）的下限值，则与全系的焦距f相比，第1及第2透镜组G1、G2的合成焦距f12变短，难以确保数值孔径，并且难以校正球面像差。反之，若超过条件式（3）的上限值，则与全系的焦距f相比，第1及第2透镜组G1、G2的合成焦距f12变长，无法充分进行光线的会聚，从而存在全长变长的倾向，并且难以校正高视角下的各像差、色差的二次光谱。

1≤｜f3/f｜≤3.5 (4)

条件式（4）是用于良好地校正包含颜色的变化在内的球面像差、进而确保充分的视野的条件。若低于该条件式（4）的下限值，则与全系的焦距f相比，第3透镜组G3的焦距f3变短，在各色出现球面像差的偏差，并且产生高次的弯曲。反之，若超过条件式（4）的上限值，则与全系的焦距f相比，第3透镜组G3的焦距f3变长，球面像差的校正变得不足，并且难以确保成像性能好的充分的视野。

5≤｜f2/f｜ (5)

2≤N/H≤10 (6)

在该图11的显微镜物镜OL中，有效半径H通过从轴上物点射出的最大数值孔径的光线以及对从轴外物点射出的光束如下确定的该光束的最外侧的光线来确定：对于从轴外物点射出的光束中、向最远离光轴的方向射出的光线，通过从轴上物点射出的最大数值孔径的光线和第1透镜组G1内的透镜L1的物体侧的面的交点来限制，对于向最靠近光轴的方向射出的光线，通过从轴上物点射出的最大数值孔径的光线和第3透镜组G3内的透镜L12的像侧的面的交点来限制。

条件式（6）是用于规定衍射光学面D的衍射栅格槽的数量N和有效半径H的适当的范围的条件式。若低于该条件式（6）的下限值，则当轴上色差在d线和g线进行消色差时，在C线和F线成为消色差不足（二次光谱）。另一方面，若超过条件式（6）的上限值，则当轴上色差在d线和g线消色差时，在C线和F线成为消色差过剩（二次光谱）。此外，形成于衍射光学元件GD的衍射栅格槽的最小间距宽度变小，难以确保制造上的精度。

nd1≤1.54 (7)

0.0145≤nF1-nC1 (8)

1.55≤nd2 (9)

nF2-nC2≤0.013 (10)

条件式（7）～（10）分别规定构成衍射光学元件GD的两个衍射元件要素的材质的折射率以及相对于F线和C线的分散（nF-nC）。通过满足这些条件式，能够以更好的性能使不同的两个衍射元件要素紧密接合而形成衍射光学面D，从而可以在从g线到C线的宽波长区域中实现90%以上的衍射效率。若超出各条件式（7）～（10）的上限值或下限值，则本实施方式的消色差透镜系统中的衍射光学元件GD难以在宽波长区域获得90%以上的衍射效率，难以维持密合多层型衍射光学元件的优点。

[第三实施方式]

最后，对低倍率的显微镜物镜的情况进行说明。图19是第3实施方式的显微镜物镜OL，从物体侧依次包括：具有正屈光力的第1透镜组G1、第2透镜组G2和具有负屈光力的第3透镜组G3。

在这种显微镜物镜OL中，第1透镜组G1是用于使来自物体的发散光束接近平行光束的透镜组，因此，具有正透镜成分（例如图19中的正凹凸透镜L1），位于最靠向物体侧，包含具有负屈光力的透镜面。另外，正透镜成分可以由单透镜构成，也可以由复合透镜构成。在此，当设正透镜成分中含有的具有负屈光力的透镜面中、最靠向物体侧配置的具有负屈光力的透镜面（例如图19中的第1面）的曲率半径为r、该透镜面的物体侧的介质相对于d线的折射率为n1、像侧的介质相对于d线的折射率为n2、从物体到该透镜面的顶点为止在光轴上的距离为d0时，满足以下的条件式（1）。

｜(n2-n1)/(r·d0)｜≤0.1 (1)

该条件式（1）用于规定第1透镜组G1中设置的上述正透镜成分所包含的具有负屈光力的透镜面的屈光力，若超过该条件式（1）的上限值，则难以进行珀兹伐和的校正，难以确保到高视角为止的像面平坦性。

此外，第2透镜组G2是用于接收从第1透镜组G1射出的大致平行光束、校正色差的透镜组，为了校正该色差，而设置了衍射光学元件GD。

本实施方式的衍射光学元件GD是所谓“密合多层型衍射光学元件”，将由不同光学材料构成的两个衍射元件要素（例如图19的情况为光学部件L7、L8）接合，并在其接合面上设置衍射栅格槽，而构成衍射光学面D。因此，该衍射光学元件可以在包含g线～C线的宽波长区域内提高衍射效率。因此，本实施方式的显微镜物镜OL可以在宽波长区域内使用。另外，在透过型的衍射光学元件中利用一次衍射光时，衍射效率表示入射强度I0和一次衍射光的强度I1的比例η(=I1/I0×100[%])。

在此，设该显微镜物镜OL的全系的焦距为f、与在衍射光学面D（图19中的第12面）经过的最大视角对应的光束的主光线到光轴的高度为h时，该衍射光学元件GD配置在满足以下的条件式（2）的位置上。

0.01≤｜h/f｜≤0.04 (2)

在该图19的显微镜物镜OL中，对于从轴外物点发出的光束的主光线，通过从轴上物点射出的最大数值孔径的光线和第1透镜组G1内的透镜L3的物体侧的面的交点，来限制从轴外物点射出的光束中、向最远离光轴的方向射出的光线，通过从轴上物点射出的最大数值孔径的光线和第3透镜组G3内的透镜L11的物体侧的面的交点，来限制向最靠近光轴的方向射出的光线，从而确定轴外光束，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。

通过将衍射光学元件GD配置在满足该条件式（2）的位置上，可以使得该衍射光学元件GD的色差校正能力不仅对轴上色差的校正有效，而且对倍率色像差的校正也有效。由于在低倍下倍率色像差的校正并不困难，因此为了更有效地校正轴上色差，重要的是取得恰好也有助于倍率色像差的校正这样的平衡，条件式（2）表示考虑了这些的范围。

第3透镜组G3是用于使从第二透镜组G2射出的收敛光束成为大致平行光束的透镜组。该第3透镜组至少包括一个具有负屈光力的色校正透镜成分（例如图19中的由双凸透镜L11及双凹透镜L12构成的复合透镜成分CL31）。进而，该第3透镜组G3的最靠向像侧配置的透镜的像侧的面（例如图19中的第18面）被形成为朝向像侧凹陷的形状。由于通过第1透镜组G1及第2透镜组G2的合成而具有正屈光力，因此向第3透镜组G3入射的光束成为收敛光束。第3透镜组G3重要的是接收该收敛光束并在抑制球面像差及彗差的产生的同时将其变换为平行光束。第3透镜组G3的最靠向像侧的面是承担第3透镜组G3的负屈光力的大部分的面，通过用向像侧凹陷的面构成该面，可以使收敛光线相对于该最终面的入射角较小，能够切实抑制尤其是高次的彗差等的产生。另外，该色校正透镜成分不仅可以作为复合透镜构成，也可以由隔开不会大幅降低色差校正能力的程度的空气间隔而配置的多个透镜构成。

1≤｜f12/f｜≤1.5 (3)

条件式（3）是用于确保充分的动作距离并且确保充分的数值孔径（NA）的条件。若低于该条件式（3）的下限值，则与全系的焦距f相比，第1及第2透镜组G1、G2的合成焦距f12变短，难以确保充分的数值孔径，并且难以校正球面像差。反之，若超过条件式（3）的上限值，则与全系的焦距f相比，第1及第2透镜组G1、G2的合成焦距f12变长，无法充分进行光线的会聚，从而存在全长变长的倾向，并且难以校正高视角下的各像差、色差的二次光谱。

10≤｜f2/f｜ (5)

2≤N/H≤5 (6)

在该图19的显微镜物镜OL中，有效半径H通过从轴上物点射出的最大数值孔径的光线以及对从轴外物点射出的光束如下确定的该光束的最外侧的光线来确定：对于从轴外物点射出的光束中、向最远离光轴的方向射出的光线，通过从轴上物点射出的最大数值孔径的光线和第1透镜组G1内的透镜L3的物体侧的面的交点来限制，对于向最靠近光轴的方向射出的光线，通过从轴上物点射出的最大数值孔径的光线和第3透镜组G3内的透镜L11的物体侧的面的交点来限制。

nd1≤1.54 (7)

0.0145≤nF1-nC1 (8)

1.55≤nd2 (9)

nF2-nC2≤0.013 (10)

条件式（7）～（10）分别规定构成衍射光学元件GD的两个衍射元件要素的材质、即两个不同的紫外线固化树脂的折射率以及相对于F线和C线的分散（nF-nC）。通过满足这些条件式，能够以更好的性能使不同的两个衍射元件要素紧密接合而形成衍射光学面D，从而可以在从g线到C线的宽波长区域中实现90%以上的衍射效率。若超出各条件式（7）～（10）的上限值或下限值，则本实施方式的消色差透镜系统中的衍射光学元件GD难以在宽波长区域获得90%以上的衍射效率，难以维持密合多层型衍射光学元件的优点。

实施例

以下表示本实施方式的显微镜物镜OL的12个实施例，第1～第5实施例对应于第1实施方式，第6～第9实施例对应于第2实施方式，第10～第12实施例对应于第3实施方式。在以下的各实施例中，形成于衍射光学元件GD的衍射光学面D的相位差，通过利用通常的折射率和后述的非球面式（11）进行的超高折射率法来计算。超高折射率法利用非球面形状和衍射光学面的栅格间距间的一定的等价关系，在本实施例中，将衍射光学面D作为超高折射率法的数据、即通过后述非球面式（11）及其系数来表示。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线及g线。本实施例中使用的这些d线、C线、F线及g线的波长以及对各光谱线设定的用于超高折射率法的计算的折射率的值如以下的表1所示。

(表1)

在各实施例中，对于非球面，设与光轴垂直的方向上的高度为y，设在该高度y处从各非球面顶点的切平面到各非球面为止沿光轴的距离(下陷量)为S(y)，设基准球面的曲率半径(顶点曲率半径)为r，设圆锥常数为κ，设n次的非球面系数为An时，由以下公式(11)表示。另外，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 (11)

另外，在各实施例中，对于形成有衍射光学面的透镜面，在表中的面序号的右侧附有*符号，非球面式（11）表示该衍射光学面的性能的参数。

此外，以下的各实施例中的显微镜物镜OL1～OL12为无限远校正型，使用图25所示的构成，并使用具有表2所示的参数的成像透镜IL。另外，在该表2中，第1栏m表示自物体侧的各光学面的序号，第2栏r表示各光学面的曲率半径，第3栏d表示从各光学面到下一光学面在光轴上的距离（面间隔），第4栏nd表示对d线的折射率，第5栏υd表示阿贝数。其中，省略了空气的折射率1.00000。该参数表的说明在以后的实施例中也相同。

(表2)

另外，该成像透镜IL从物体侧依次由以下透镜构成：将双凸透镜L21和双凹透镜L22接合而成的复合透镜；以及将双凸透镜L23和双凹透镜L24接合而成的复合透镜。

[第1实施例]

上述说明中使用的图1表示第1实施例的显微镜物镜OL1。该显微镜物镜OL1是干燥系的物镜，从物体侧开始依次由具有正屈光力的第1透镜组G1、具有正屈光力的第2透镜组G2和具有负屈光力的第3透镜组G3构成。第1透镜组G1从物体侧依次包括：凹面朝向物体侧的正凹凸透镜L1；双凸透镜L2；以及将凸面朝向物体侧的负凹凸透镜L3和双凸透镜L4接合而成的复合透镜成分（消色差透镜成分）CL11。此外，第2透镜组G2从物体侧依次包括：含有衍射光学面D的衍射光学元件GD；以及将凸面朝向物体侧的负凹凸透镜L9和双凸透镜L10接合而成的复合透镜成分（消色差透镜成分）CL21。进而，第3透镜组G3由从物体侧依次将双凸透镜L11和双凹透镜L12接合而成的复合透镜成分CL31构成。这样一来，在该第1实施例中，构成第3透镜组G3的色校正透镜成分CL31构成为将两个透镜接合而成的复合透镜成分。

此外，衍射光学元件GD将平板状的光学玻璃L5、由各自不同的树脂材料形成的平板状的两个光学部件L6、L7以及平板状的光学玻璃L8依次接合，并在光学部件L6、L7的接合面上形成有衍射栅格槽（衍射光学面D）。即，该衍射光学元件GD为密合多层型的衍射光学元件。

这样在图1中示出的第1实施例的显微镜物镜OL1的参数在表3中示出。另外，在该表3中，f表示显微镜物镜OL1的全系的焦距，NA表示数值孔径，β表示倍率。此外，在该第1实施例、第2实施例、第3实施例及第6实施例以后，d0表示从标本到最靠向物体侧的最初的透镜（透镜L1）的最靠向物体侧的透镜面（第1面）的顶点为止在光轴上的距离。此外，dR表示从位于第1透镜组G1的最靠向物体侧并具有负屈光力的透镜面的顶点到物体为止的光路长度，该具有负屈光力的透镜面在该第1实施例、第2实施例、第3实施例及第6实施例以后为第1面。此外，h表示与在衍射光学面D经过的最大视角对应的光束的主光线到光轴的高度，f1表示第1透镜组G1的焦距，f2表示第2透镜组G2的焦距，f12表示第1及第2透镜组G1、G2的合成焦距，f3表示第3透镜组G3的焦距，N表示衍射光学元件GD中的衍射光学面D的衍射栅格槽的数量，H表示该衍射光学面的有效半径。如上所述本第1实施例的用于对轴外主光线以及决定有效径的轴外光束进行限制的透镜面，为双凸透镜L2的像侧的面（第4面）和双凸透镜L11的物体侧的面（第17面）。

第1栏m所示的各光学面的序号（右侧的*表示作为衍射光学面形成的透镜面），对应于图1所示的面序号1～19。此外，在第2栏r中，曲率半径0.000表示平面。此外，在衍射光学面的情况下，在第2栏r中示出作为基础的非球面的基准的球面的曲率半径，用于超高折射率法的数据作为非球面数据示出在各参数表内。进而，在该表3中还示出了与上述条件式（1）～（10）对应的值、即条件对应值。这些参数表的说明在以后的实施例中也相同。

另外，下面所有的各参数中记载的曲率半径r、面间隔d、全系的焦距f以及其他长度的单位如无特殊记载则一般采用“mm”，然而由于成比例地放大或者成比例地缩小光学系统也能够得到同等的光学性能，因此单位并不限定于“mm”也可以使用其他适当的单位。

(表3)

f=4.005

NA=0.8

β=50x

d0=1.71

dR=1.71

h=0.69

f1=7.862

f2=140.481

f12=7.456

f3=-45.026

N=41

H=6.89

衍射光学面数据

第11面 κ=1.0000 A2=-4.99472E-08 A4=1.32542E-13

A6=-2.23241E-16 A8=-1.44998E-18 A10=0.00000E-00

条件对应值

(1)｜(n2-n1)/(r·dR)｜=0.178

(2)｜h/f｜=0.17

(3)｜f12/f｜=1.86

(4)｜f3/f｜=11.2

(5)｜f2/f｜=35.1

(6)N/H=6.0

(7)nd1=1.528

(8)nF1-nC1=0.0152

(9)nd2=1.557

(10)nF2-nC2=0.0111

另外，表3所示的条件对应值中，条件式（1）是根据第1面的曲率半径r和其前后的介质对d线的折射率n1、n2计算出的值。此外，条件式（7）、（8）相当于第11面的值，条件式（9）、（10）相当于第9面的值。由此可知，在第1实施例中全部满足上述条件式（1）～（10）。图2表示该第1实施例中的对d线、C线、F线及g线的光线的球面像差、像散、倍率色像差及彗差的各像差图。这些像差图中，球面像差图表示相对于数值孔径A的像差量，像散图及倍率色像差图表示相对于像高Y的像差量，彗差图表示像高Y为12.6mm时、9.0mm时、6.0mm时及0mm时的像差量。此外，在球面像差图、倍率色像差图及彗差图中，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。进而，在像散图中，实线表示对各波长的矢状像面，虚线表示对各波长的子午像面。这些各像差图的说明在以后的实施例中也相同。由该图2所示的各像差图可知，在该第1实施例中对各像差进行了良好的校正，确保了优良的成像性能。

[第2实施例]

接下来，作为第2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也是干燥系的物镜，从物体侧开始依次由具有正屈光力的第1透镜组G1、具有负屈光力的第2透镜组G2和具有负屈光力的第3透镜组G3构成。第1透镜组G1从物体侧依次包括：凹面朝向物体侧的正凹凸透镜L1；凹面朝向物体侧的正凹凸透镜L2；以及将凸面朝向物体侧的负凹凸透镜L3和双凸透镜L4接合而成的复合透镜成分（消色差透镜成分）CL11。此外，第2透镜组G2由从物体侧依次将含有衍射光学面D的双凸透镜形状的衍射光学元件GD、双凹透镜L9和双凸透镜L10接合而成的复合透镜成分（消色差透镜成分）CL21构成。进而，第3透镜组G3由从物体侧依次将双凸透镜L11和双凹透镜L12接合而成的复合透镜成分CL31构成。这样一来，在该第2实施例中，构成第3透镜组G3的色校正透镜成分CL31构成为将两个透镜接合而成的复合透镜成分。另外，在本第2实施例中，第2透镜组G2的屈光力为负，这是由于，第1透镜组G1的正屈光力非常强，因此在第1透镜组G1射出的光束成为足够的收敛光束。此外，本第2实施例中对轴外主光线以及决定有效径的轴外光束进行限制的透镜面，为正凹凸透镜L2的像侧的面（第4面）和双凸透镜L11的物体侧的面（第16面）。

此外，该第2实施例的衍射光学元件GD也是密合多层型的衍射光学元件，将凸面朝向物体侧的平凸透镜L5、由各自不同的树脂材料形成的两个光学部件L6、L7以及凸面朝向像侧的平凸透镜L8依次接合，并在光学部件L6、L7的接合面上形成有衍射栅格槽（衍射光学面D）。

该图3所示的第2实施例的显微镜物镜OL2的参数在表4中示出。另外，表4中的面序号与图3所示的面序号1～18一致。

(表4)

f=3.967

NA=0.8

β=50x

d0=1.71

dR=1.71

h=0.71

f1=7.289

f2=-306.768

f12=7.265

f3=-50.628

N=22

H=6.62

衍射光学面数据

第11面 κ=1.0000 A2=-2.92088E-08 A4=1.20938E-13

A6=-1.83902E-16 A8=-3.40027E-19 A10=0.00000E-00

条件对应值

(1)｜(n2-n1)/(r·dR)｜=0.194

(2)｜h/f｜=0.18

(3)｜f12/f｜=1.83

(4)｜f3/f｜=12.8

(5)｜f2/f｜=77.3

(6)N/H=3.3

(7)nd1=1.528

(8)nF1-nC1=0.0152

(9)nd2=1.557

(10)nF2-nC2=0.0111

另外，表4所示的条件对应值中，条件式（1）是根据第1面的曲率半径r和其前后的介质对d线的折射率n1、n2计算出的值。此外，条件式（7）、（8）相当于第11面的值，条件式（9）、（10）相当于第9面的值。由此可知，在第2实施例中全部满足上述条件式（1）～（10）。图4表示该第2实施例的显微镜物镜OL2的球面像差、像散、倍率色像差及彗差的各像差图。另外，该图4所示的彗差图表示像高Y为12.8mm时、9.0mm时、6.0mm时及0mm时的像差量。由该各像差图可知，在该第2实施例中也对各像差进行了良好的校正，确保了优良的成像性能。

[第3实施例]

接下来，作为第3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也是干燥系的物镜，从物体侧开始依次由具有正屈光力的第1透镜组G1、具有负屈光力的第2透镜组G2和具有负屈光力的第3透镜组G3构成。第1透镜组G1从物体侧依次包括：凹面朝向物体侧的正凹凸透镜L1；凹面朝向物体侧的正凹凸透镜L2；以及将凸面朝向物体侧的负凹凸透镜L3和双凸透镜L4接合而成的复合透镜成分（消色差透镜成分）CL11。此外，第2透镜组G2由从物体侧依次将含有衍射光学面D的双凸透镜形状的衍射光学元件GD、双凹透镜L9和双凸透镜L10接合而成的复合透镜成分（消色差透镜成分）CL21构成。进而，第3透镜组G3从物体侧依次包括双凸透镜L11和双凹透镜L12。这样一来，在该第3实施例中，构成第3透镜组G3的色校正透镜成分CL31由隔开了空气间隔的两个透镜构成。另外，在本第3实施例中，第2透镜组G2具有负屈光力，其理由与第2实施例中的理由相同。此外，本第3实施例中对轴外主光线以及决定有效径的轴外光束进行限制的透镜面，为正凹凸透镜L2的像侧的面（第4面）和双凹透镜L12的物体侧的面（第18面）。

此外，该第3实施例的衍射光学元件GD也是密合多层型的衍射光学元件，将凸面朝向物体侧的平凸透镜L5、由各自不同的树脂材料形成的两个光学部件L6、L7以及凸面朝向像侧的平凸透镜L8依次接合，并在光学部件L6、L7的接合面上形成有衍射栅格槽（衍射光学面D）。

该图5所示的第3实施例的显微镜物镜OL3的参数在表5中示出。另外，表5中的面序号与图5所示的面序号1～19一致。

(表5)

f=4.018

NA=0.8

β=50x

d0=1.71

dR=1.71

h=0.56

f1=7.541

f2=-243.716

f12=7.545

f3=-60.190

N=63

H=7.16

衍射光学面数据

第11面 κ=1.0000 A2=-7.15155E-08 A4=2.36388E-14

A6=-3.33620E-16 A8=-2.96788E-19 A10=0.00000E-00

条件对应值

(1)｜(n2-n1)/(r·dR)｜=0.183

(2)｜h/f｜=0.14

(3)｜f12/f｜=1.88

(4)｜f3/f｜=15.0

(5)｜f2/f｜=60.7

(6)N/H=8.8

(7)nd1=1.528

(8)nF1-nC1=0.0152

(9)nd2=1.557

(10)nF2-nC2=0.0111

另外，表5所示的条件对应值中，条件式（1）是根据第1面的曲率半径r和其前后的介质对d线的折射率n1、n2计算出的值。此外，条件式（7）、（8）相当于第11面的值，条件式（9）、（10）相当于第9面的值。由此可知，在第3实施例中全部满足上述条件式（1）～（10）。图6表示该第3实施例的显微镜物镜OL3的球面像差、像散、倍率色像差及彗差的各像差图。另外，该图6所示的彗差图表示像高Y为12.8mm时、9.0mm时、6.0mm时及0mm时的像差量。由该各像差图可知，在该第3实施例中也对像差进行了良好的校正，确保了优良的成像性能。

[第4实施例]

接下来，作为第4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是液体浸渍系的物镜，用于在盖板C下载置标本（物体）、在将前端部浸渍到浸渍液中的状态下观察该标本的显微镜中，从物体侧开始依次由具有正屈光力的第1透镜组G1、具有正屈光力的第2透镜组G2和具有负屈光力的第3透镜组G3构成。第1透镜组G1从物体侧依次包括：将物体侧形成为平面的平凸透镜L1和凹面朝向物体侧的负凹凸透镜L2接合而成的复合透镜成分CL11；凹面朝向物体侧的正凹凸透镜L3；以及将双凹透镜L4和双凸透镜L5接合而成的复合透镜成分（消色差透镜成分）CL12。此外，第2透镜组G2从物体侧依次包括：将凸面朝向物体侧的负凹凸透镜L6和双凸透镜L7接合而成的复合透镜成分（消色差透镜成分）CL21；以及含有衍射光学面D的衍射光学元件GD。进而，第3透镜组G3由从物体侧依次将双凸透镜L12和双凹透镜L13接合而成的复合透镜成分CL31构成。这样一来，在该第4实施例中，构成第3透镜组G3的色校正透镜成分CL31构成为将两个透镜接合而成的复合透镜成分。另外，在本第4实施例中，对轴外主光线以及决定有效径的轴外光束进行限制的透镜面，为正凹凸透镜L3的像侧的面（第5面）和双凸透镜L12的物体侧的面（第18面）。

此外，该第4实施例的衍射光学元件GD也是密合多层型的衍射光学元件，将平板状的光学玻璃L8、由各自不同的树脂材料形成的平板状的两个光学部件L9、L10以及平板状的光学玻璃L11依次接合，并在光学部件L9、L10的接合面上形成有衍射栅格槽（衍射光学面D）。

该图7所示的第4实施例的显微镜物镜OL4的参数在表6中示出。另外，在使用盖板C的该第4实施例以及下一第5实施例中，d0表示除去盖板C的厚度的、从物体（标本）到最靠向物体侧的最初的透镜（透镜L1）的最靠向物体侧的透镜面（第1面）的顶点在光轴上的距离，dR表示除去了盖板C的厚度的、从第2面的顶点到物体为止的光路长度。在此，盖板C的厚度为0.17mm，对d线的折射率为1.52216，阿贝数为58.8，浸渍液对d线的折射率为1.51536，阿贝数为41.4。另外，表6所示的面序号与图7所示的面序号1～20一致。

(表6)

f=1.990

NA=1.25

β=100x

d0=0.174

dR=0.871

h=0.46

f1=4.374

f2=88.548

f12=4.672

f3=-30.152

N=23

H=5.27

衍射光学面数据

第15面 κ=1.0000 A2=-5.00000E-08 A4=3.64816E-14

A6=-1.91386E-16 A8=-5.33683E-19 A10=0.00000E-00

条件对应值

(1)｜(n2-n1)/(r·dR)｜=0.350

(2)｜h/f｜=0.23

(3)｜f12/f｜=2.35

(4)｜f3/f｜=15.2

(5)｜f2/f｜=44.5

(6)N/H=4.4

(7)nd1=1.528

(8)nF1-nC1=0.0152

(9)nd2=1.557

(10)nF2-nC2=0.0111

另外，表6所示的条件对应值中，条件式（1）是根据第2面的曲率半径r和其前后的介质对d线的折射率n1、n2计算出的值。此外，条件式（7）、（8）相当于第15面的值，条件式（9）、（10）相当于第13面的值。由此可知，在第4实施例中全部满足上述条件式（1）～（10）。图8表示该第4实施例的显微镜物镜OL4的球面像差、像散、倍率色像差及彗差的各像差图。另外，该图8所示的彗差图表示像高Y为11.1mm时、8.0mm时、5.0mm时及0mm时的像差量。由该各像差图可知，在该第4实施例中也对像差进行了良好的校正，确保了优良的成像性能。

[第5实施例]

接下来，作为第5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也是液体浸渍系的物镜，用于在盖板C下载置标本（物体）、在将前端部浸渍到浸渍液中的状态下观察该标本的显微镜中，从物体侧开始依次由具有正屈光力的第1透镜组G1、具有正屈光力的第2透镜组G2和具有负屈光力的第3透镜组G3构成。第1透镜组G1从物体侧依次包括：将物体侧形成为平面的平凸透镜L1和凹面朝向物体侧的负凹凸透镜L2接合而成的复合透镜成分CL11；凹面朝向物体侧的正凹凸透镜L3；以及将凸面朝向物体侧的负凹凸透镜L4和双凸透镜L5接合而成的复合透镜成分（消色差透镜成分）CL12。此外，第2透镜组G2从物体侧依次包括：将凸面朝向物体侧的负凹凸透镜L6和双凸透镜L7接合而成的复合透镜成分（消色差透镜成分）CL21；以及含有衍射光学面D的衍射光学元件GD。进而，第3透镜组G3由从物体侧依次将凸面朝向物体侧的负凹凸透镜L12、双凸透镜L13和双凹透镜L14接合而成的复合透镜成分CL31构成。这样一来，在该第5实施例中，构成第3透镜组G3的色校正透镜成分CL31构成为将三个透镜接合而成的复合透镜成分。另外，在本第5实施例中，对轴外主光线以及决定有效径的轴外光束进行限制的透镜面，为正凹凸透镜L3的像侧的面（第5面）和负凹凸透镜L12的物体侧的面（第18面）。

此外，该第5实施例的衍射光学元件GD也是密合多层型的衍射光学元件，将平板状的光学玻璃L8、由各自不同的树脂材料形成的平板状的两个光学部件L9、L10以及平板状的光学玻璃L11依次接合，并在光学部件L9、L10的接合面上形成有衍射栅格槽（衍射光学面D）。

该图9所示的第5实施例的显微镜物镜OL5的参数在表7中示出。另外，表7所示的面序号与图9所示的面序号1～21一致。

(表7)

f=1.989

NA=1.25

β=100x

d0=0.174

dR=0.871

h=0.43

f1=4.322

f2=101.572

f12=4.650

f3=-30.092

N=25

H=5.26

衍射光学面数据

第15面 κ=1.0000 A2=-5.23715E-08 A4=2.66577E-13

A6=-2.84237E-16 A8=-3.93947E-18 A10=0.00000E-00

条件对应值

(1)｜(n2-n1)/(r·dR)｜=0.350

(2)｜h/f｜=0.22

(3)｜f12/f｜=2.34

(4)｜f3/f｜=15.1

(5)｜f2/f｜=51.1

(6)N/H=4.8

(7)nd1=1.528

(8)nF1-nC1=0.0152

(9)nd2=1.557

(10)nF2-nC2=0.0111

另外，表7所示的条件对应值中，条件式（1）是根据第2面的曲率半径r和其前后的介质对d线的折射率n1、n2计算出的值。此外，条件式（7）、（8）相当于第15面的值，条件式（9）、（10）相当于第13面的值。由此可知，在第5实施例中全部满足上述条件式（1）～（10）。图10表示该第5实施例的显微镜物镜OL5的球面像差、像散、倍率色像差及彗差的各像差图。另外，该图10所示的彗差图表示像高Y为11.1mm时、8.0mm时、5.0mm时及0mm时的像差量。由该各像差图可知，在该第5实施例中也对像差进行了良好的校正，确保了优良的成像性能。

[第6实施例]

接下来，作为第6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是干燥系的物镜，从物体侧开始依次由具有正屈光力的第1透镜组G1、具有正屈光力的第2透镜组G2和具有负屈光力的第3透镜组G3构成。第1透镜组G1从物体侧依次包括：凹面朝向物体侧的正凹凸透镜L1；以及将双凸透镜L2和凹面朝向物体侧的负凹凸透镜L3接合而成的复合透镜成分（消色差透镜成分）CL11。此外，第2透镜组G2从物体侧依次包括：凸面朝向物体侧的负凹凸透镜L4；含有衍射光学面D且凸面朝向物体侧的正凹凸形状的衍射光学元件GD；以及将双凸透镜L9和双凹透镜L10接合而成的复合透镜成分（消色差透镜成分）CL21。进而，第3透镜组G3由从物体侧依次将凹面朝向物体侧的正凹凸透镜L11和双凹透镜L12接合而成的复合透镜成分CL31构成。这样一来，在该第6实施例中，构成第3透镜组G3的色校正透镜成分CL31构成为将两个透镜接合而成的复合透镜成分。另外，在本第6实施例中，对轴外主光线以及决定有效径的轴外光束进行限制的透镜面，为正凹凸透镜L1的物体侧的面（第1面）和双凹透镜L12的像侧的面（第18面）。

此外，衍射光学元件GD将凸面朝向物体侧的平凸透镜L5、由各自不同的树脂材料形成的两个光学部件L6、L7以及凹面朝向像侧的平凹透镜L8依次接合，并在光学部件L6、L7的接合面上形成有衍射栅格槽（衍射光学面D）。即，该衍射光学元件GD是密合多层型的衍射光学元件。

这样在图11中示出的第6实施例的显微镜物镜OL6的参数在表8中示出。另外，表8中的面序号与图11所示的面序号1～18对应。

(表8)

f=10.076

NA=0.35

β=20x

d0=25.95

h=0.54

f1=23.106

f2=52.842

f12=16.215

f3=-12.744

N=39

H=9.11

衍射光学面数据

第10面 κ=1.0000 A2=-2.77779E-08 A4=5.65073E-14

A6=-2.12592E-16 A8=-1.96429E-19 A10=0.00000E+00

条件对应值

(1)｜(n2-n1)/(r·d0)｜=0.00029

(2)｜h/f｜=0.054

(3)｜f12/f｜=1.61

(4)｜f3/f｜=1.27

(5)｜f2/f｜=5.24

(6)N/H=4.28

(7)nd1=1.52760

(8)nF1-nC1=0.015

(9)nd2=1.55690

(10)nF2-nC2=0.011

另外，表8所示的条件对应值中，条件式（1）是根据第1面的曲率半径r和其前后的介质对d线的折射率n1、n2计算出的值。此外，条件式（7）、（8）相当于第10面的值，条件式（9）、（10）相当于第8面的值。由此可知，在第6实施例中全部满足上述条件式（1）～（10）。图12表示该第6实施例的显微镜物镜OL6相对于d线、C线、F线及g线的球面像差、像散、倍率色像差及彗差的各像差图。另外，该图12所示的彗差图表示像高Y为12.4mm时、9.0mm时、6.0mm时及0mm时的像差量。由该各像差图可知，在该第6实施例中也对各像差进行了良好的校正，确保了优良的成像性能。

[第7实施例]

接下来，作为第7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也是干燥系的物镜，从物体侧开始依次由具有正屈光力的第1透镜组G1、具有正屈光力的第2透镜组G2和具有负屈光力的第3透镜组G3构成。第1透镜组G1从物体侧依次包括：凹面朝向物体侧的正凹凸透镜L1；以及将双凸透镜L2和凹面朝向物体侧的负凹凸透镜L3接合而成的复合透镜成分（消色差透镜成分）CL11。此外，第2透镜组G2从物体侧依次包括：将双凸透镜L4、双凹透镜L5和含有衍射光学面D的双凸透镜形状的衍射光学元件GD接合而成的复合透镜成分（消色差透镜成分）CL21；以及将凸面朝向物体侧的负凹凸透镜L10、双凸透镜L11和双凹透镜L12接合而成的复合透镜成分（消色差透镜成分）CL22。进而，第3透镜组G3由从物体侧依次将凹面朝向物体侧的正凹凸透镜L13和双凹透镜L14接合而成的复合透镜成分CL31构成。这样一来，在该第7实施例中，构成第3透镜组G3的色校正透镜成分CL31构成为将两个透镜接合而成的复合透镜成分。另外，在本第7实施例中，对轴外主光线以及决定有效径的轴外光束进行限制的透镜面，为正凹凸透镜L1的像侧的面（第2面）和正凹凸透镜L13的物体侧的面（第18面）。

此外，该第7实施例的衍射光学元件GD也是密合多层型的衍射光学元件，将凸面朝向物体侧的平凸透镜L6、由各自不同的树脂材料形成的两个光学部件L7、L8以及凸面朝向像侧的平凸透镜L9依次接合，并在光学部件L7、L8的接合面上形成有衍射栅格槽（衍射光学面D）。

该图13所示的第7实施例的显微镜物镜OL7的参数在表9中示出。另外，表9所示的面序号与图13所示的面序号1～20一致。

(表9)

f=4.005

NA=0.45

β=50x

d0=17.83

h=0.54

f1=19.146

f2=51.432

f12=12.025

f3=-7.889

N=25

H=8.25

衍射光学面数据

第11面 κ=1.0000 A2=-2.12762E-08 A4=6.05843E-14

A6=-1.82066E-16 A8=-1.96429E-19 A10=0.00000E+00

条件对应值

(1)｜(n2-n1)/(r·d0)｜=0.00076

(2)｜h/f｜=0.14

(3)｜f12/f｜=3.00

(4)｜f3/f｜=1.97

(5)｜f2/f｜=12.84

(6)N/H=3.03

(7)nd1=1.52760

(8)nF1-nC1=0.015

(9)nd2=1.55690

(10)nF2-nC2=0.011

另外，表9所示的条件对应值中，条件式（1）是根据第1面的曲率半径r和其前后的介质对d线的折射率n1、n2计算出的值。此外，条件式（7）、（8）相当于第11面的值，条件式（9）、（10）相当于第9面的值。由此可知，在第7实施例中全部满足上述条件式（1）～（10）。图14表示该第7实施例的显微镜物镜OL7的球面像差、像散、倍率色像差及彗差的各像差图。另外，该图14所示的彗差图表示像高Y为12.5mm时、9.0mm时、6.0mm时及0mm时的像差量。由该各像差图可知，在该第7实施例中也对像差进行了良好的校正，确保了优良的成像性能。

[第8实施例]

接下来，作为第8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也是干燥系的物镜，从物体侧开始依次由具有正屈光力的第1透镜组G1、具有正屈光力的第2透镜组G2和具有负屈光力的第3透镜组G3构成。第1透镜组G1从物体侧依次包括：凹面朝向物体侧的正凹凸透镜L1；凹面朝向物体侧的正凹凸透镜L2；以及将双凸透镜L3和凹面朝向物体侧的负凹凸透镜L4接合而成的复合透镜成分（消色差透镜成分）CL11。此外，第2透镜组G2从物体侧依次包括：将含有衍射光学面D的双凸透镜形状的衍射光学元件GD、双凹透镜L9和凸面朝向物体侧的正凹凸透镜L10接合而成的复合透镜成分（消色差透镜成分）CL21；将双凸透镜L11和双凹透镜L12接合而成的复合透镜CL22；以及将凸面朝向物体面侧的负凹凸透镜L13、双凸透镜L14和双凹透镜L15接合而成的复合透镜成分（消色差透镜成分）CL23。进而，第3透镜组G3由从物体侧依次将双凹透镜L16、双凸透镜L17和双凹透镜L18接合而成的复合透镜组CL31构成。这样一来，在该第8实施例中，构成第3透镜组G3的色校正透镜成分CL31构成为将三个透镜接合而成的复合透镜成分。另外，在本第8实施例中，对轴外主光线以及决定有效径的轴外光束进行限制的透镜面，为正凹凸透镜L1的像侧的面（第2面）和双凹透镜L16的物体侧的面（第23面）。

此外，该第8实施例的衍射光学元件GD也是密合多层型的衍射光学元件，将凸面朝向物体侧的平凸透镜L5、由各自不同的树脂材料形成的两个光学部件L6、L7以及凸面朝向像侧的平凸透镜L8依次接合，并在光学部件L6、L7的接合面上形成有衍射栅格槽（衍射光学面D）。

该图15所示的第8实施例的显微镜物镜OL8的参数在表10中示出。另外，表10所示的面序号与图15所示的面序号1～26一致。

(表10)

f=2.003

NA=0.7

β=100x

d0=8.824

h=0.84

f1=12.897

f2=117.192

f12=7.192

f3=-6.687

N=43

H=10.04

衍射光学面数据

第11面 κ=1.0000 A2=-2.50000E-08 A4=6.08882E-14

A6=-2.46978E-16 A8=-1.96414E-19 A10=0.00000E+00

条件对应值

(1)｜(n2-n1)/(r·d0)｜=0.0074

(2)｜h/f｜=0.42

(3)｜f12/f｜=3.59

(4)｜f3/f｜=3.34

(5)｜f2/f｜=58.51

(6)N/H=4.28

(7)nd1=1.52760

(8)nF1-nC1=0.015

(9)nd2=1.55690

(10)nF2-nC2=0.011

另外，表10所示的条件对应值中，条件式（1）是根据第1面的曲率半径r和其前后的介质对d线的折射率n1、n2计算出的值。此外，条件式（7）、（8）相当于第11面的值，条件式（9）、（10）相当于第9面的值。由此可知，在第8实施例中全部满足上述条件式（1）～（10）。图16表示该第8实施例的显微镜物镜OL8的球面像差、像散、倍率色像差及彗差的各像差图。另外，该图16所示的彗差图表示像高Y为12.5mm时、9.0mm时、6.0mm时及0mm时的像差量。由该各像差图可知，在该第8实施例中也对像差进行了良好的校正，确保了优良的成像性能。

[第9实施例]

接下来，作为第9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也是干燥系的物镜，从物体侧开始依次由具有正屈光力的第1透镜组G1、具有正屈光力的第2透镜组G2和具有负屈光力的第3透镜组G3构成。第1透镜组G1从物体侧依次包括：凹面朝向物体侧的正凹凸透镜L1；以及将双凸透镜L2和凹面朝向物体侧的负凹凸透镜L3接合而成的复合透镜成分（消色差透镜成分）CL11。此外，第2透镜组G2从物体侧依次包括：将双凸透镜L4、双凹透镜L5和双凸透镜L6接合而成的复合透镜成分（消色差透镜成分）CL21；含有衍射光学面D的平板形状的衍射光学元件GD；以及将凸面朝向物体侧的负凹凸透镜L11、双凸透镜L12和双凹透镜L13接合而成的复合透镜成分（消色差透镜成分）CL22。进而，第3透镜组G3由从物体侧依次将凹面朝向物体侧的正凹凸透镜L14和双凹透镜L15接合而成的复合透镜成分CL31构成。这样一来，在该第9实施例中，构成第3透镜组G3的色校正透镜成分CL31构成为将两个透镜接合而成的复合透镜成分。另外，在本第9实施例中，对轴外主光线以及决定有效径的轴外光束进行限制的透镜面，为正凹凸透镜L1的像侧的面（第2面）和正凹凸透镜L14的物体侧的面（第20面）。

此外，该第9实施例的衍射光学元件GD也是密合多层型的衍射光学元件，将平板状的光学玻璃L7、由各自不同的树脂材料形成的平板状的两个光学部件L8、L9以及平板状的光学玻璃L10依次接合，并在光学部件L8、L9的接合面上形成有衍射栅格槽（衍射光学面D）。

该图17所示的第9实施例的显微镜物镜OL9的参数在表11中示出。另外，表11所示的面序号与图17所示的面序号1～22一致。

(表11)

f=4.014

NA=0.45

β=50x

d0=17.83

h=0.48

f1=18.136

f2=74.682

f12=11.633

f3=-8.683

N=61

H=7.6

衍射光学面数据

第13面 κ=1.0000 A2=-6.24941E-08 A4=1.04769E-13

A6=-1.68555E-16 A8=-1.96387E-19 A10=0.00000E+00

条件对应值

(1)｜(n2-n1)/(r·d0)｜=0.00079

(2)｜h/f｜=0.12

(3)｜f12/f｜=2.90

(4)｜f3/f｜=2.16

(5)｜f2/f｜=18.61

(6)N/H=8.03

(7)nd1=1.52760

(8)nF1-nC1=0.015

(9)nd2=1.55690

(10)nF2-nC2=0.011

另外，表11所示的条件对应值中，条件式（1）是根据第1面的曲率半径r和其前后的介质对d线的折射率n1、n2计算出的值。此外，条件式（7）、（8）相当于第13面的值，条件式（9）、（10）相当于第11面的值。由此可知，在第9实施例中全部满足上述条件式（1）～（10）。图18表示该第9实施例的显微镜物镜OL9的球面像差、像散、倍率色像差及彗差的各像差图。另外，该图18所示的彗差图表示像高Y为12.5mm时、9.0mm时、6.0mm时及0mm时的像差量。由该各像差图可知，在该第9实施例中也对像差进行了良好的校正，确保了优良的成像性能。

[第10实施例]

接下来，作为第10实施例对图19所示的显微镜物镜OL10进行说明。该图19所示的显微镜物镜OL10也是干燥系的物镜，从物体侧开始依次由具有正屈光力的第1透镜组G1、具有负屈光力的第2透镜组G2和具有负屈光力的第3透镜组G3构成。第1透镜组G1从物体侧依次包括：凹面朝向物体侧的正凹凸透镜（正透镜成分）L1；凹面朝向物体侧的正凹凸透镜L2；以及将双凸透镜L3、双凹透镜L4和双凸透镜L5接合而成的复合透镜成分（消色差透镜成分）CL11。此外，第2透镜组G2由从物体侧依次将双凸透镜形状的衍射光学元件GD和双凹透镜L10接合而成的复合透镜成分CL21构成。进而，第3透镜组G3由从物体侧依次将双凸透镜L11和双凹透镜L12接合而成的复合透镜成分（色校正透镜成分）CL31构成。在此，在该第1实施例中，位于第1透镜组G1的最靠向物体侧的正透镜成分（正凹凸透镜L1）具备一个具有负屈光力的透镜面（第1面），此外，第3透镜组G3的最靠向像侧的透镜面（第18面）被配置成凹面朝向像侧。另外，在本第10实施例中，对轴外主光线以及决定有效径的轴外光束进行限制的透镜面，为双凸透镜L3的物体侧的面（第5面）和双凸透镜L11的物体侧的面（第16面）。

此外，该第10实施例的衍射光学元件GD将凸面朝向物体侧的平凸透镜L6、由各自不同的树脂材料形成的两个光学部件L7、L8以及凸面朝向像侧的平凸透镜L9依次接合，并在光学部件L7、L8的接合面上形成有衍射栅格槽（衍射光学面D）。即，衍射光学元件GD是密合多层型的衍射光学元件。

该图19所示的第10实施例的显微镜物镜OL10的参数在表12中示出。另外，在该表12中，d0如上所述表示从标本（物体）到最靠向物体侧的正透镜成分（正凹凸透镜L1）所包含的具有负屈光力的透镜面中最靠向物体侧的具有负屈光力的透镜面（第1面）的顶点为止在光轴上的距离。在该第10实施例中，构成为利用厚度为0.170mm、对d线的折射率为1.52216、阿贝数为58.8的盖板玻璃来观察物体（标本）。因此，上述d0除去了该盖板玻璃的厚度。此外，表12所示的面序号与图19所示的面序号1～18一致。

(表12)

f=10.030

NA=0.75

β=20x

d0=1.426

h=0.234

f1=11.913

f2=-2083.794

f12=11.339

f3=-842.747

N=25

H=9.43

衍射光学面数据

第12面 κ=1.0000 A2=-1.6667E-08 A4=3.83938E-14

A6=-1.86752E-16 A8=-6.20047E-19 A10=0.00000E+00

条件对应值

(1)｜(n2-n1)/(r·dR)｜=0.098

(2)｜h/f｜=0.02

(3)｜f12/f｜=1.1

(4)—

(5)｜f2/f｜=207.7

(6)N/H=2.7

(7)nd1=1.528

(8)nF1-nC1=0.0152

(9)nd2=1.557

(10)nF2-nC2=0.0111

另外，表12所示的条件对应值中，条件式（1）是根据第1面的曲率半径r、其前后的介质对d线的折射率n1、n2以及从物体到第1面为止在光轴上的距离d0而计算出的值。此外，条件式（7）、（8）相当于第12面的值，条件式（9）、（10）相当于第10面的值。由此可知，在第10实施例中全部满足上述条件式（1）～（10）。图20表示该第10实施例的显微镜物镜OL10对d线、C线、F线及g线的球面像差、像散、倍率色像差及彗差的各像差图。另外，该图20所示的彗差图表示像高Y为12.5mm时、9.0mm时、6.0mm时及0mm时的像差量（第11实施例及第12实施例也相同）。由该图20所示的各像差图可知，在该第10实施例中也对各像差进行了良好的校正，确保了优良的成像性能。

[第11实施例]

接下来，作为第11实施例对图21所示的显微镜物镜OL11进行说明。该图21所示的显微镜物镜OL11也是干燥系的物镜，从物体侧开始依次由具有正屈光力的第1透镜组G1、具有正屈光力的第2透镜组G2和具有负屈光力的第3透镜组G3构成。第1透镜组G1从物体侧依次包括：将凹面朝向物体侧的负凹凸透镜L1和凹面朝向物体侧的正凹凸透镜L2接合而成的复合透镜成分（正透镜成分）CL11；双凸透镜L3；以及将凸面朝向物体侧的负凹凸透镜L4和双凸透镜L5接合而成的复合透镜成分CL12。此外，第2透镜组G2从物体侧依次包括：含有衍射光学面D的平板形状的衍射光学元件GD；以及将双凸透镜L10和凹面朝向物体侧的负凹凸透镜L11接合而成的复合透镜成分CL21。进而，第3透镜组G3由从物体侧依次将凹面朝向物体侧的正凹凸透镜L12和双凹透镜L13接合而成的复合透镜成分（色校正透镜成分）CL31构成。在此，在该第2实施例中，位于第1透镜组G1的最靠向物体侧的正透镜成分（复合透镜成分CL11）具备两个具有负屈光力的透镜面（第1面及第2面），此外，第3透镜组G3的最靠向像侧的透镜面（第20面）被配置成凹面朝向像侧。另外，在本第11实施例中，对轴外主光线以及决定有效径的轴外光束进行限制的透镜面，为正凹凸透镜L2的像侧的面（第3面）和正凹凸透镜L12的物体侧的面（第18面）。

此外，该第11实施例的衍射光学元件GD也是密合多层型的衍射光学元件，将平板状的光学玻璃L6、由各自不同的树脂材料形成的两个光学部件L7、L8以及平板状的光学玻璃L9依次接合，并在光学部件L7、L8的接合面上形成有衍射栅格槽（衍射光学面D）。

该图21所示的第11实施例的显微镜物镜OL11的参数在表13中示出。另外，表13所示的面序号与图21所示的面序号1～20一致。

(表13)

f=9.962

NA=0.45

β=20x

d0=5.561

h=0.336

f1=15.459

f2=116.019

f12=13.404

f3=-36.215

N=26

H=7.89

衍射光学面数据

第12面 κ=1.0000 A2=-2.50000E-08 A4=1.32542E-13

A6=-2.23241E-16 A8=-1.44998E-18 A10=0.00000E+00

条件对应值

(1)｜(n2-n1)/(r·d0)｜=0.008

(2)｜h/f｜=0.03

(3)｜f12/f｜=1.3

(4)—

(5)｜f2/f｜=11.6

(6)N/H=3.3

(7)nd1=1.528

(8)nF1-nC1=0.0152

(9)nd2=1.557

(10)nF2-nC2=0.0111

另外，表13所示的条件对应值中，条件式（1）是根据第1面的曲率半径r、其前后的介质对d线的折射率n1、n2以及从物体到第1面为止在光轴上的距离d0而计算出的值。此外，条件式（7）、（8）相当于第12面的值，条件式（9）、（10）相当于第10面的值。由此可知，在第11实施例中全部满足上述条件式（1）～（10）。图22表示该第11实施例的显微镜物镜OL11的球面像差、像散、倍率色像差及彗差的各像差图。由该各像差图可知，在该第11实施例中也对像差进行了良好的校正，确保了优良的成像性能。

[第12实施例]

最后，作为第12实施例对图23所示的显微镜物镜OL12进行说明。该图23所示的显微镜物镜OL12也是干燥系的物镜，从物体侧开始依次由具有正屈光力的第1透镜组G1、具有正屈光力的第2透镜组G2和具有负屈光力的第3透镜组G3构成。第1透镜组G1从物体侧依次包括：将双凹透镜L1和双凸透镜L2接合而成的复合透镜成分（正透镜成分）CL11；以及将双凸透镜L3。此外，第2透镜组G2由平板形状的衍射光学元件GD构成。进而，第3透镜组G3由从物体侧依次将双凸透镜L8和双凹透镜L9接合而成的复合透镜成分（色校正透镜成分）CL31构成。在此，在该第3实施例中，位于第1透镜组G1的最靠向物体侧的正透镜成分（复合透镜成分CL11）具备两个具有负屈光力的透镜面（第1面及第2面），此外，第3透镜组G3的最靠向像侧的透镜面（第14面）被配置成凹面朝向像侧。另外，在本第12实施例中，对轴外主光线以及决定有效径的轴外光束进行限制的透镜面，为双凸透镜L2的像侧的面（第3面）和双凹透镜L9的像侧的面（第14面）。

此外，该第12实施例的衍射光学元件GD也是密合多层型的衍射光学元件，将平板状的光学玻璃L4、由各自不同的树脂材料形成的两个光学部件L5、L6以及平板状的光学玻璃L7依次接合，并在光学部件L5、L6的接合面上形成有衍射栅格槽（衍射光学面D）。

该图23所示的第12实施例的显微镜物镜OL12的参数在表14中示出。另外，表14所示的面序号与图23所示的面序号1～14一致。

(表14)

f=20.015

NA=0.25

β=10x

d0=11.600

h=0.381

f1=24.397

f2=1200.063

f12=23.824

f3=-2110.168

N=27

H=6.15

衍射光学面数据

第9面 κ=1.0000 A2=-4.16667E-08 A4=1.32746E-13

A6=-2.17799E-16 A8=-1.31199E-18 A10=0.00000E+00

条件对应值

(1)｜(n2-n1)/(r·d0)｜=0.003

(2)｜h/f｜=0.02

(3)｜f12/f｜=1.2

(4)—

(5)｜f2/f｜=60.0

(6)N/H=4.4

(7)nd1=1.528

(8)nF1-nC1=0.0152

(9)nd2=1.557

(10)nF2-nC2=0.0111

另外，表14所示的条件对应值中，条件式（1）是根据第1面的曲率半径r、其前后的介质对d线的折射率n1、n2以及从物体到第1面为止在光轴上的距离d0而计算出的值。此外，条件式（7）、（8）相当于第9面的值，条件式（9）、（10）相当于第7面的值。由此可知，在第12实施例中全部满足上述条件式（1）～（10）。图24表示该第12实施例的显微镜物镜OL10的球面像差、像散、倍率色像差及彗差的各像差图。由该像差图可知，在该第12实施例中也对各像差进行了良好的校正，确保了优良的成像性能。

Claims

1.一种显微镜物镜，其特征在于，

从物体侧依次包括：具有正屈光力的第1透镜组；第2透镜组；和具有负屈光力的第3透镜组，

上述第1透镜组包括：正透镜成分，位于最靠向物体侧，包含具有负屈光力的透镜面；和至少一个以上的通过合成而具有正屈光力的复合透镜成分，

上述第2透镜组包括：具有衍射光学面的衍射光学元件，将由不同的光学材料构成的两个衍射元件要素接合，并在其接合面上形成有衍射栅格槽；和至少一个以上的复合透镜成分，

上述第3透镜组包括至少一个以上的色校正透镜成分，且该第3透镜组的最靠向像侧的透镜面被配置成凹面朝向像侧，

在设全系的焦距为f、上述第1透镜组和上述第2透镜组的合成焦距为f12时，满足下式的条件

1.5≤｜f12/f｜≤2.5，

在设全系的焦距为f、上述第3透镜组的焦距为f3时，满足下式的条件

10≤｜f3/f｜≤20。

2.根据权利要求1所述的显微镜物镜，其中，

在设上述第1透镜组中设置的上述正透镜成分的上述具有负屈光力的透镜面的曲率半径为r、该具有负屈光力的透镜面的物体侧的介质相对于d线的折射率为n1、像侧的介质相对于d线的折射率为n2、从上述具有负屈光力的透镜面的顶点到物体为止的光路长度为dR时，满足下式的条件

｜(n2-n1)/(r·dR)｜≤0.5，

在设全系的焦距为f、与在上述衍射光学面经过的最大视角对应的光束的主光线到光轴的高度为h时，满足下式的条件

0.1≤｜h/f｜。

3.根据权利要求1或2所述的显微镜物镜，其中，

在设全系的焦距为f、上述第2透镜组的焦距为f2时，满足下式的条件

30≤｜f2/f｜。

4.根据权利要求1所述的显微镜物镜，其中，

在设上述衍射光学元件中的上述衍射光学面的衍射栅格槽的数量为N、该衍射光学面的有效半径为H时，满足下式的条件

2≤N/H≤10。

5.根据权利要求1所述的显微镜物镜，其中，

在设上述衍射光学元件中的上述两个衍射元件要素中折射率低且阿贝数小的上述衍射元件要素的材料相对于d线的折射率为nd1、相对于F线的折射率为nF1、相对于C线的折射率为nC1、上述衍射光学元件中的上述两个衍射元件要素中折射率高且阿贝数大的上述衍射元件要素的材料相对于d线的折射率为nd2、相对于F线的折射率为nF2、相对于C线的折射率为nC2时，满足下式的条件

nd1≤1.54

0.0145≤nF1-nC1

1.55≤nd2

nF2-nC2≤0.013。