JP2000035542A - 顕微鏡対物レンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 工業顕微鏡での使用時の作業性の観点から十
分な作動距離を確保し、且つ十分な解像力を有する優れ
た結像性能を有し、顕微鏡対物レンズを提供すること。 【解決手段】 物体側より順に、物体側に凹面を向けた
１群のメニスカスレンズ成分より構成される第１レンズ
群Ｇ１と、正屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、複数の接合
レンズ成分を含み、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、最
も像側の面が像側に向いた凹面であり、負屈折力の第４
レンズ群Ｇ４とを備え、所定の条件を満足する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は顕微鏡対物レンズ、
特に中程度の倍率の工業顕微鏡対物レンズに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体ＩＣパターンの検査等
に工業顕微鏡がよく利用されている。そして、シリコン
ウェハ上のパターンを観察する際などは対物レンズとの
接触による被検物の破損等を防ぐため、ある程度十分な
作動距離が要求される。このため、作動距離に重点を置
いた長作動距離を特徴とする顕微鏡対物レンズが従来よ
り提案されている。例えば、２０倍程度の中倍率の顕微
鏡対物レンズの例として、特開平９−２６５０４４号公
報や特開昭６０−１４２１５号公報に開示されたレンズ
などが知られている。上記開示例による対物レンズは非
常に長い作動距離を有しているので、パッケージされた
チップのパターンなど大きい凹凸の構造を有する被検物
の低部の観察等に特に適している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、一般に長作動
距離と収差補正の両立は非常に困難であり、作動距離を
長くするためには解像力（ＮＡ）の面で妥協せざるを得
ない。上記開示例においても、ＮＡがそれぞれ０．３
５、０．４と小さくなっている。従って、上述のシリコ
ンウェハのようなほぼ平面の被検物を観察する場合は、
あまりに長い作動距離は必要がなく、却って解像力を損
してしまうことになる。

【０００４】また、ＮＡに重点を置いた２０倍程度の中
倍率の顕微鏡対物レンズとしては、例えば特開平 ９−
３３８１８号公報や特開昭５５−７９４０６号公報など
に開示されたレンズが提案されている。しかし、これら
の開示例では主に生物顕微鏡での使用を主目的としてい
るので、解像力に関するＮＡはそれぞれ０．５、０．６
５と大きいのだが、前者の開示例とは逆に作動距離がか
なり短く、作業性の観点において十分なスペックとは言
い難い。

【０００５】本発明は上記問題に鑑みてなされたもので
あり、工業顕微鏡での使用時の作業性の観点から十分な
作動距離を確保し、且つ十分な解像力を有する優れた結
像性能を有し、顕微鏡対物レンズを提供することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明では、物体側より順に、物体側
に凹面を向けた１群のメニスカスレンズ成分より構成さ
れる第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レン
ズ群Ｇ２と、複数の接合レンズ成分を含み、正の屈折力
を有する第３レンズ群Ｇ３と、最も像側の面が像側に向
いた凹面であり、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４
とを備え、顕微鏡対物レンズ全系の焦点距離をｆ、前記
顕微鏡対物レンズの軸上全長をＬ、前記第１レンズ群の
焦点距離をｆ１、前記第１レンズ群の最も物体側の凹面
の曲率半径をｒ１、前記第１レンズ群の軸上全長をＬ
１、前記第１レンズ群の最も像側の凸面のガラスの基準
波長であるｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）での屈折率をｎ
Ｇ１ｒとしたとき、 −０．１＜ｆ／ｆ１＜０．１ （１） ０．７２＜ｆ／｜ｒ１｜＜１．２５ （２） ０．２５＜Ｌ１／Ｌ＜０．５ （３） １．７５＜ｎＧ１ｒ （４） の各条件を満足することを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明における顕微鏡対物
レンズの構成について説明する。視野周辺まで優れた結
像性能を得るためには、像面湾曲を補正する際の必要条
件であるペッツバール和の補正が重要である。そこで、
先頭の前記第１レンズ群Ｇ１を物体側に凹面を向けた屈
折力の弱いメニスカスレンズ成分とすることで、球面収
差の発生を極力抑えると同時にペッツバール和を補正し
ている。また、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３は、色収
差及び球面収差等を良好に補正するために複数の接合レ
ンズ成分を有している。

【０００８】また、ペッツバール和の補正に配慮した屈
折力の弱い前記第１レンズ群Ｇ１から射出したＮＡの大
きい光束を後続するレンズ群がそのまま受けたのでは、
色収差補正と高次の球面収差補正の両立が困難となって
しまう。そこで、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３
の間に適当な正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２を配
置している。この第２レンズ群Ｇ２の正の屈折力の作用
により第３レンズ群Ｇ３に入射する光束のＮＡをある程
度小さくし、第３レンズ群Ｇ３においてできるだけ高次
収差を発生させずに良好に収差補正できるようにしてい
る。

【０００９】また、第４レンズ群Ｇ４は、負の屈折力に
よって第１レンズ群Ｇ１とバランスよく分担してペッツ
バール和を補正している。さらに、最も像側の面を像側
に向けた凹面とすることで像面湾曲を良好に補正する構
成としている。

【００１０】また、本発明では以下の条件式（１）、 −０．１＜ｆ／ｆ１＜０．１ （１） を満足することが望ましい。ここで、ｆは顕微鏡対物レ
ンズ全系の焦点距離、ｆ１は第１レンズ群Ｇ１の焦点距
離をそれぞれ表している。

【００１１】条件式（１）は、第１レンズ群Ｇ１をある
程度弱い屈折力で構成する際の適正な屈折力の範囲を規
定している。条件式（１）の上限値を上回る場合は、第
１レンズ群Ｇ１の正屈折力が強くなるので、ペッツバー
ル和が補正不足となり、また像面の平坦性が保てなくな
ってしまう。逆に、条件式（１）の下限値を下回る場合
は、第１レンズ群Ｇ１の負屈折力が強くなるので、ペッ
ツバール和の補正には都合がよいが、第２レンズ群Ｇ２
の負担が大きくなるので球面収差やコマ収差の良好な補
正が困難となってしまう。

【００１２】また、本発明では、以下の条件式（２）、 ０．７２＜ｆ／｜ｒ１｜＜１．２５ （２） を満足することが望ましい。ここで、ｒ１は第１レンズ
群Ｇ１の最も物体側の凹面の曲率半径を表している。

【００１３】条件式（２）は、第１レンズ群Ｇ１の最も
物体側の面の適切な曲率の範囲を規定おり、ペッツバー
ル和の補正と、落射照明時の結像コントラスト低下の一
要因である反射光フレアノイズの低減とを両立させるた
めの条件である。工業顕微鏡では落射照明となるので対
物レンズ自身が照明光学系を兼ねることになる。その
際、対物レンズの各面によって照明光が反射して迷光と
なり観察視野に到達した場合はフレアノイズとして結像
コントラストを低下させてしまう。そこで、各面に反射
防止膜を施して反射率を低くする事、さらに各面で反射
した迷光を可能な限り視野外方向に反射させて視野内に
到達させないようにする事により効果的に結像コントラ
ストの低下を防ぐことができる。具体的には、光束に対
して各面が垂直入射の状態に近くなり過ぎないように光
学系を構成することで迷光の反射角をできるだけ大きく
なるようにする。

【００１４】条件式（２）の上限値を上回る場合は、曲
率半径が小さくなるのでペッツバール和の補正には都合
がよい。しかし、レンズ面が光束に対して垂直入射に近
い状態になり過ぎるので、フレアノイズが増大してしま
い結像コントラストを低下させてしまう。逆に、条件式
（２）の下限値を下回る場合は、曲率半径が大きくなる
のでフレアノイズの低減には都合がよい。しかし、ペッ
ツバール和の補正が極めて困難となり像面の平坦性が保
てなくなってしまう。

【００１５】また、本発明では以下の条件式（３）、 ０．２５＜Ｌ１／Ｌ＜０．５ （３） を満足することが望ましい。ここで、Ｌは顕微鏡対物レ
ンズの軸上全長、Ｌ１は第１レンズ群Ｇ１の軸上全長を
それぞれ表している。

【００１６】条件式（３）は、第１レンズ群Ｇ１の厚さ
の適正な範囲を規定している。第１レンズ群Ｇ１は、そ
の厚みをある程度大きくすることでメニスカスレンズ成
分の像側の凸面の曲率を弱くするようにして良好なペッ
ツバール和補正を実現している。

【００１７】条件式（３）の上限値を上回る場合は、第
１レンズ群Ｇ１が厚くなるので近軸光線高が必要以上に
大きくなり過ぎてしまう。この場合ペッツバール和の補
正には都合がよいが、結像倍率を整えるために第２レン
ズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３の正屈折力と、第４レンズ
群Ｇ４の負屈折力をそれぞれ強くせざるを得ないので球
面収差やコマ収差の良好な補正が困難となってしまう。
逆に、条件式（３）の下限値を下回る場合は、第１レン
ズ群Ｇ１の厚さが小さくなるので像側凸面での近軸光線
高が小さくなり過ぎてしまう。このため、像側凸面を弱
い曲率で構成することができず、ペッツバール和を良好
に補正することが困難となる。

【００１８】また、本発明は以下の条件式（４）、 １．７５＜ｎＧ１ｒ （４） を満足することが望ましい。ここで、ｎＧ１ｒは第１レ
ンズ群Ｇ１の最も像側の凸面のガラスの基準波長である
ｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）の屈折率を表している。

【００１９】条件式（４）は、第１レンズ群Ｇ１の最も
像側の像側に向けた凸面のガラスの基準波長（ｄ線）で
の屈折率ｎＧ１ｒの下限を規定している。条件式（４）
の下限値を下回る場合は、第１レンズ群Ｇ１の像側凸面
のガラスの屈折率ｎＧ１ｒが低くなるのでメニスカスレ
ンズ成分の像側の凸面を弱い曲率で構成することができ
ない。このため、ペッツバール和を良好に補正すること
が困難となる。

【００２０】また、本発明では以下の条件式（５）、 ０．５＜ｆ／｜ｒＧ４ｒ｜＜１．２５ （５） を満足することが望ましい。ここで、ｒＧ４ｒは第４レ
ンズ群Ｇ４の最も像側の像側に向けた凹面の曲率半径を
表している。

【００２１】条件式（５）は、ペッツバール和補正と諸
収差補正の両立をより良好に達成するための条件であ
る。条件式（５）の上限値を上回る場合は、第４レンズ
群Ｇ４の最も像側の像側に向けた凹面の曲率が強くなっ
てしまうので、コマ収差の良好な補正が極めて困難とな
る。逆に、条件式（５）の下限値を下回る場合は、第４
レンズ群Ｇ４の最も像側の像側に向けた凹面の曲率が弱
くなってしまうので、ペッツバール和を良好に補正する
ことが困難になる。

【００２２】また、本発明では、以下の条件式（６）、 ０．２＜Ｄ３４／Ｌ＜０．５ （６） を満足することが望ましい。ここで、Ｄ３４は第３レン
ズ群Ｇ３の最も像側の面と第４レンズ群Ｇ４の最も物体
側の面との軸上空気間隔を表している。条件式（６）の
上限値を上回る場合は、Ｄ３４が長くなるので第３レン
ズ群Ｇ３のスペース取り分が不十分となり、貼り合せ面
の曲率を適当に強くすることができない。このため、色
収差や球面収差等を良好に補正することが困難となる。
逆に、条件式（６）の下限値を下回る場合は、Ｄ３４が
短くなるので、結像倍率を整えるために第２レンズ群Ｇ
２、第３レンズ群Ｇ３の正屈折力と、第４レンズ群Ｇ４
の負屈折力とをそれぞれ強くする必要がある。このた
め、ペッツバール和は補正できるが、球面収差やコマ収
差の良好な補正が困難となってしまう。

【００２３】また、本発明では、以下の条件式（７）、 ０．２＜ｆ／｜ｆ４｜＜０．６ （７） を満足することが望ましい。ここで、ｆ４は第４レンズ
群Ｇ４の焦点距離を表している。

【００２４】条件式（７）は、第４レンズ群Ｇ４の焦点
距離の適切な範囲を規定している。条件式（７）の上限
値を上回る場合は、第４レンズ群Ｇ４の負屈折力が強く
なるのでコマ収差を良好に補正するのが困難となる。逆
に、条件式（７）の下限値を下回る場合は、第４レンズ
群Ｇ４の負の屈折力が弱くなるのでペッツバール和を良
好に補正することが困難となる。

【００２５】また、本発明では、以下の条件式（８）、 −０．１＜ｆ／ｒＧ４ｆ＜０．１ （８） を満足することが望ましい。ここで、ｒＧ４ｆは第４レ
ンズ群Ｇ４の最も物体側の面の曲率半径を表している。

【００２６】条件式（８）は、落射照明の際の反射フレ
アノイズの低減と良好な像面湾曲の補正とを良好に両立
させるための条件である。条件式（８）の上限値を上回
る場合は、第４レンズ群Ｇ４の最も物体側の面が物体側
に向けた強い曲率の凸面となってしまうので、落射照明
光の反射迷光の反射角が小さくなる。このため、フレア
ノイズが増大し結像コントラストを大きく低下させてし
まう。逆に、条件式（８）の下限値を下回る場合は、第
４レンズ群Ｇ４の最も物体側の面が物体側に向けた強い
曲率の凹面となってしまう。このため、反射フレアノイ
ズの低減には都合がよいが、像面湾曲を良好に補正する
ことが困難となってしまう。

【００２７】

【実施例】以下、添付図面に基づいて本発明の数値実施
例を説明する。 （第１実施例）図１は本発明の第１実施例にかかる顕微
鏡対物レンズの構成を示す図である。本実施例の顕微鏡
対物レンズは、物体側に凹面を向けた負メニスカスレン
ズと物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズとの正の
屈折力を有する接合レンズ成分Ｌ１１の１群で構成され
ている第１レンズ群Ｇ１と、像側により強い曲率を有す
る両凸単レンズ成分Ｌ２１の１群で構成されている第２
レンズ群Ｇ２と、物体側より順に、物体側に凸面を向け
た負メニスカスレンズと両凸レンズとの接合レンズ成分
Ｌ３１と、両凸レンズと物体側に凹面を向けた負メニス
カスレンズとの接合レンズ成分Ｌ３２との２群より構成
されている第３レンズ群Ｇ３と、両凸レンズと両凹レン
ズとの接合レンズ成分Ｌ４１の１群で構成されている第
４レンズ群Ｇ４とを備えている。

【００２８】以下の表１に本実施例の諸元値を掲げる。
表において、ｆは顕微鏡対物レンズ全系の焦点距離（単
位：ｍｍ）、ＮＡは開口数、βは後述する結像レンズと
組み合わせたときの倍率、ｄｏは物体面と対物レンズ第
１面との軸上間隔（単位：ｍｍ）をそれぞれ表してい
る。また、左端の数字は物体側からの各レンズ面の順
序、ｒは各レンズ面の曲率半径（単位：ｍｍ）、ｄは各
レンズ面間隔（単位：ｍｍ）、ｎはｄ線（λ＝５８７．
６ｎｍ）に対する屈折率、νはアッベ数をそれぞれ示し
ている。なお、以下全ての実施形態において同様の符号
を用いる。

【００２９】

【表１】 ｆ ＝ ９．９８４ Ｎ．Ａ．＝ ０．４５ β ＝−２０．０３０ ｄｏ ＝ ４．６６ ｒ ｄ ｎｄ νｄ 1 -10.2121 10.40 1.83481 42.723 2 -45.0520 5.00 1.90265 35.724 3 -17.1192 0.201 4 970.5200 3.20 1.49782 82.516 5 -19.7944 0.20 1 6 80.5860 1.20 1.72151 29.235 7 18.7884 4.70 1.48563 85.198 8 -30.5486 0.20 1 9 23.9931 4.40 1.48563 85.198 10 -23.9931 1.50 1.72151 29.235 11 -339.8457 14.50 1 12 246.1973 2.70 1.84666 23.776 13 -14.5912 1.30 1.61266 44.405 14 10.8860 （条件対応値） （１）ｆ／ｆ１ ＝０．０４８ （２）ｆ／｜ｒ１｜ ＝０．９７８ （３）Ｌ１／Ｌ ＝０．３１１ （４）ｎＧ１ｒ ＝１．９０２６５ （５）ｆ／｜ｒＧ４ｒ｜＝０．９１７ （６）Ｄ３４／Ｌ ＝０．２９３ （７）ｆ／｜ｆ４｜ ＝０．３５７ （８）ｆ／ｒＧ４ｆ ＝０．０４１

【００３０】図２は本実施例における諸収差図である。
各収差図において、ＮＡは開口数、Ｙは像高、ｄはｄ線
（λ＝５８７．６ｎｍ）、ＣはＣ線（λ＝６５６．３ｎ
ｍ）、ＦはＦ線（λ＝４８６．１ｎｍ）、ｇはｇ線（λ
＝４３５．８ｎｍ）をそれぞれ示している。また、非点
収差図および、歪曲収差図は基準波長としてのｄ線に対
する収差を示している。さらに、非点収差図において、
実線はサジタル像面を、破線はメリディオナル像面をそ
れぞれ示している。また、コマ収差図は像高Ｙ＝９ｍｍ
におけるコマ収差を示している。なお、以下全ての実施
形態において同様の符号を用いる。各収差図から明らか
なように、諸収差が良好に補正されていることがわか
る。

【００３１】（第２実施例）図３は、本発明の第２実施
例にかかる顕微鏡対物レンズの構成を示す図である。本
実施例の顕微鏡対物レンズは、物体側に凹面を向けた負
メニスカスレンズと物体側に凹面を向けた正メニスカス
レンズとの正の屈折力を有する接合レンズ成分Ｌ１１の
１群で構成されている第１レンズ群Ｇ１と、像側により
強い曲率を有する両凸単レンズ成分Ｌ２１の１群で構成
されている第２レンズ群Ｇ２はと、物体側より順に、物
体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズと
の接合レンズ成分Ｌ３１と、両凸レンズと物体側に凹面
を向けた負メニスカスレンズとの接合レンズ成分Ｌ３２
との２群より構成されている第３レンズ群Ｇ３と、両凸
レンズと両凹レンズとの接合レンズ成分Ｌ４１の１群で
構成されている第４レンズ群Ｇ４とを備えている。表２
に本実施例の諸元値を掲げる。

【００３２】

【表２】 ｆ ＝ １０．００４ Ｎ．Ａ．＝ ０．４５ β ＝−１９．９９０ ｄｏ ＝ ４．６６ ｒ ｄ ｎｄ νｄ 1 -9.8000 10.40 1.80454 39.613 2 -39.6744 5.00 1.90265 35.724 3 -16.9058 0.20 1 4 970.0000 3.00 1.49782 82.516 5 -20.4192 0.20 1 6 69.7714 1.20 1.74000 28.192 7 18.8863 4.70 1.49782 82.516 8 -33.5151 0.20 1 9 25.7699 4.20 1.49782 82.516 10 -25.0293 1.20 1.74000 28.192 11 -196.7195 14.45 1 12 327.6510 2.70 1.84666 23.815 13 -14.5316 1.30 1.61266 44.405 14 10.8165 （条件対応値） （１）ｆ／ｆ１ ＝０．０４９ （２）ｆ／｜ｒ１｜ ＝１．０２１ （３）Ｌ１／Ｌ ＝０．３１６ （４）ｎＧ１ｒ ＝１．９０２６５ （５）ｆ／｜ｒＧ４ｒ｜＝０．９２５ （６）Ｄ３４／Ｌ ＝０．２９６ （７）ｆ／｜ｆ４｜ ＝０．３７０ （８）ｆ／ｒＧ４ｆ ＝０．０３１

【００３３】図４は、本実施例の顕微鏡対物レンズの諸
収差を示す図である。各収差図から明らかなように、諸
収差が良好に補正されていることがわかる。

【００３４】（第３実施例）図５は、本発明の第３実施
例にかかる顕微鏡対物レンズの構成を示す図である。本
実施例の顕微鏡対物レンズは、物体側に凹面を向けた正
の屈折力を有するメニスカス単レンズ成分Ｌ１１の１群
で構成されている第１レンズ群Ｇ１と、像側により強い
曲率を有する両凸単レンズ成分Ｌ２１の１群で構成され
ている第２レンズ群Ｇ２と、物体側より順に、物体側に
凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズとの接合
レンズ成分Ｌ３１と、両凸レンズと物体側に凹面を向け
た負メニスカスレンズとの接合レンズ成分Ｌ３２との２
群より構成されている第３レンズ群Ｇ３と、両凸レンズ
と両凹レンズとの接合レンズ成分Ｌ４１の１群で構成さ
れている第４レンズ群Ｇ４とを備えている。表３に本実
施例の諸元の値を掲げる。

【００３５】

【表３】 ｆ ＝ ９．９９９ Ｎ．Ａ．＝ ０．４５ β ＝−２０．０００ ｄｏ ＝ ４．６６ ｒ ｄ ｎｄ νｄ 1 -10.3500 15.50 1.90265 35.724 2 -16.8688 0.20 1 3 980.0000 3.20 1.49782 82.516 4 -19.5156 0.20 1 5 80.0377 1.20 1.72151 29.235 6 18.1455 4.70 1.48563 85.198 7 -36.6669 0.20 1 8 24.5908 4.40 1.48563 85.198 9 -24.5908 1.50 1.69895 30.127 10 -141.3118 14.50 1 11 260.2140 2.70 1.84666 23.776 12 -14.9152 1.30 1.61266 44.405 13 10.8550 （条件対応値） （１）ｆ／ｆ１ ＝０．０４３ （２）ｆ／｜ｒ１｜ ＝０．９６６ （３）Ｌ１／Ｌ ＝０．３１３ （４）ｎＧ１ｒ ＝１．９０２６５ （５）ｆ／｜ｒＧ４ｒ｜＝０．９２１ （６）Ｄ３４／Ｌ ＝０．２９２ （７）ｆ／｜ｆ４｜ ＝０．３６４ （８）ｆ／ｒＧ４ｆ ＝０．０３８

【００３６】図６は本実施例の顕微鏡対物レンズの諸収
差を示す図である。各収差図から明らかなように、諸収
差が良好に補正されていることがわかる。

【００３７】（第４実施例）図７は、本発明の第４実施
例にかかる顕微鏡対物レンズの構成を示す図である。本
実施例の顕微鏡対物レンズは、物体側に凹面を向けた負
メニスカスレンズと物体側に凹面を向けた正メニスカス
レンズとの負の屈折力を有する接合レンズ成分Ｌ１１の
１群で構成されている第１レンズ群Ｇ１と、物体側に凹
面を向けた正の屈折力を有するメニスカス単レンズ成分
Ｌ２１の１群で構成されている第２レンズ群Ｇ２と、物
体側より順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレン
ズと両凸レンズとの接合レンズ成分Ｌ３１と、両凸レン
ズと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズとの接合
レンズ成分Ｌ３２との２群より構成されている第３レン
ズ群Ｇ３と、両凸レンズと両凹レンズとの接合レンズ成
分Ｌ４１の１群で構成されている第４レンズ群Ｇ４とを
備えている。表４に本実施例の諸元の値を掲げる。

【００３８】

【表４】 ｆ ＝ ９．９９９ Ｎ．Ａ．＝ ０．４５ β ＝−２０．０００ ｄｏ ＝ ４．６６ ｒ ｄ ｎｄ νｄ 1 -10.2300 10.40 1.90265 35.724 2 -60.0000 5.00 1.86994 39.816 3 -17.2738 0.20 1 4 -236.5107 3.20 1.49782 82.516 5 -17.7804 0.20 1 6 65.6003 1.20 1.71736 29.463 7 20.9972 4.70 1.48563 85.198 8 -34.2792 0.20 1 9 22.6294 4.40 1.48563 85.198 10 -22.6294 1.50 1.75692 31.623 11 -159.7712 13.35 1 12 284.9314 2.70 1.84666 23.776 13 -14.8000 1.30 1.61266 44.405 14 10.5049 （条件対応値） （１）ｆ／ｆ１ ＝−０．０１０ （２）ｆ／｜ｒ１｜ ＝ ０．９７７ （３）Ｌ１／Ｌ ＝ ０．３１９ （４）ｎＧ１ｒ ＝ １．８６９９４ （５）ｆ／｜ｒＧ４ｒ｜＝ ０．９５２ （６）Ｄ３４／Ｌ ＝ ０．２７６ （７）ｆ／｜ｆ４｜ ＝ ０．３８５ （８）ｆ／ｒＧ４ｆ ＝ ０．０３５

【００３９】図８は本実施例の顕微鏡対物レンズの諸収
差を示す図である。各収差図から明らかなように、諸収
差が良好に補正されていることがわかる。

【００４０】（第５実施例）図９は本発明の第５実施例
にかかる顕微鏡対物レンズの構成を示す図である。本実
施例の顕微鏡対物レンズは、物体側に凹面を向けた負メ
ニスカスレンズと物体側に凹面を向けた正メニスカスレ
ンズとの正の屈折力を有する接合レンズ成分Ｌ１１の１
群で構成されている第１レンズ群Ｇ１と、像側により強
い曲率を有する両凸単レンズ成分Ｌ２１の１群で構成さ
れている第２レンズ群Ｇ２と、物体側より順に、物体側
に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズとの接
合レンズ成分Ｌ３１と、両凸レンズと物体側に凹面を向
けた負メニスカスレンズとの接合レンズ成分Ｌ３２との
２群より構成されている第３レンズ群Ｇ３と、物体側に
凹面を向けた正メニスカスレンズと両凹レンズとの接合
レンズ成分Ｌ４１の１群で構成されている第４レンズ群
Ｇ４とを備えている。表５に本発明の第５実施例の諸元
の値を掲げる。

【００４１】

【表５】 ｆ ＝ １０．０２４ Ｎ．Ａ．＝ ０．４５ β ＝−１９．９５０ ｄｏ ＝ ４．６６ ｒ ｄ ｎｄ νｄ 1 -10.2121 10.40 1.83481 42.723 2 -45.0520 5.00 1.90265 35.724 3 -17.1433 0.20 1 4 970.5200 3.20 1.49782 82.516 5 -19.9448 0.20 1 6 57.4440 1.20 1.72151 29.235 7 16.9268 4.70 1.48563 85.198 8 -30.6447 0.20 1 9 25.8748 4.40 1.48563 85.198 10 -25.8748 1.50 1.72151 29.235 11 -970.5200 14.50 1 12 -299.2455 2.70 1.80518 25.346 13 -13.6121 1.3 1.55200 49.712 14 10.74386 （条件対応値） （１）ｆ／ｆ１ ＝ ０．０４７ （２）ｆ／｜ｒ１｜ ＝ ０．９８２ （３）Ｌ１／Ｌ ＝ ０．３１１ （４）ｎＧ１ｒ ＝ １．９０２６５ （５）ｆ／｜ｒＧ４ｒ｜＝ ０．９３３ （６）Ｄ３４／Ｌ ＝ ０．２９３ （７）ｆ／｜ｆ４｜ ＝ ０．３５０ （８）ｆ／ｒＧ４ｆ ＝−０．０３３

【００４２】図１０は本実施例の顕微鏡対物レンズの諸
収差を示す図である。各収差図から明らかなように、諸
収差が良好に補正されていることがわかる。

【００４３】また、上記各実施例においては、第３レン
ズ群Ｇ３を、物体側より順に物体側に凸面を向けた負メ
ニスカスレンズと両凸レンズとの接合レンズ成分Ｌ３１
と、両凸レンズと物体側に凹面を向けた負メニスカスレ
ンズとの接合レンズ成分Ｌ３２との２群の接合レンズ成
分で構成している。この順序で貼り合せ面を配置するこ
とで色収差並びに球面収差を良好に補正するとともにコ
マ収差の良好な補正を達成している。

【００４４】また、第１レンズ群Ｇ１の最も像側の凸面
に、基準波長での屈折率が１．８０以上のガラスを使用
することで、十分にペッツバール和を補正したうえで良
好なコマ収差も補正できる。

【００４５】また、第２レンズ群Ｇ２は、収差補正の観
点のみならば屈折力を分担させるため複数のレンズ成分
で構成してもよい。しかし、落射照明での使用を考慮す
れば、フレアノイズ低減の観点より、その反射迷光発生
の要因であるレンズ面そのものをできるだけ少なく構成
した方が好ましいので、第２レンズ群Ｇ２を単レンズ成
分Ｌ２１のみで構成している。

【００４６】また、上記各実施例の顕微鏡対物レンズ
は、工業顕微鏡での使用を主目的にしているため、物体
面と対物レンズとの間に何も存在しないが、カバーガラ
スを光路に挿入した場合でもカバーガラスで発生する球
面収差との収差補正マッチングは第３レンズ群Ｇ３等で
容易に対応できる。したがって、本発明は生物顕微鏡等
に対しても比較的作動距離の長い対物レンズとして適用
できることは明らかである。

【００４７】また、上記各実施例の顕微鏡対物レンズは
無限遠系設計されているので、対物レンズの像側に結像
レンズを配置し、対物レンズと結像レンズとを組み合わ
せて用いる。表６に結像レンズの諸元値を掲げる。

【００４８】

【表６】 ｒ ｄ ｎｄ νｄ 1 75.0430 5.10 1.62280 57.033 2 -75.0430 2.00 1.74950 35.191 3 1600.5800 7.50 1 4 50.2560 5.10 1.66755 41.963 5 -84.5410 1.80 1.61266 44.405 6 36.9110

【００４９】上記各実施例の諸収差図は、対物レンズと
結像レンズとの軸上空気間隔が１４０ｍｍの場合の諸収
差図である。ただし、これに限られるものではなく軸上
空気間隔がある程度変化しても、収差の変動がほとんど
ない。

【００５０】図１１は、結像レンズの構成を示す図であ
る。各実施例の顕微鏡対物レンズと組み合わせて使用さ
れる結像レンズは、物体側から順に両凸レンズと両凹レ
ンズとの接合レンズ成分Ｇ５と、両凸レンズと両凹レン
ズとの接合レンズ成分Ｇ６とから構成されている。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば作
業性の観点からも十分な作動距離を確保しつつ、且つ十
分な解像力を有し、また落射照明時の反射フレアノイズ
の低減も考慮された高い結像性能を有する中倍率程度の
顕微鏡対物レンズを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例にかかる顕微鏡対物レンズ
の構成を示す図である。

【図２】第１実施例における諸収差図である。

【図３】本発明の第２実施例にかかる顕微鏡対物レンズ
の構成を示す図である。

【図４】第２実施例における諸収差図である。

【図５】本発明の第３実施例にかかる顕微鏡対物レンズ
の構成を示す図である。

【図６】第３実施例における諸収差図である。

【図７】本発明の第４実施例にかかる顕微鏡対物レンズ
の構成を示す図である。

【図８】第４実施例における諸収差図である。

【図９】本発明の第５実施例にかかる顕微鏡対物レンズ
の構成を示す図である。

【図１０】第５実施例における諸収差図である。

【図１１】結像レンズの構成を示す図である。

【符号の説明】

Ｇ１ 第１レンズ群 Ｇ２ 第２レンズ群 Ｇ３ 第３レンズ群 Ｇ４ 第４レンズ群

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物体側より順に、物体側に凹面を向けた
   １群のメニスカスレンズ成分より構成される第１レンズ
   群と、 正の屈折力を有する第２レンズ群と、 複数の接合レンズ成分を含み、正の屈折力を有する第３
   レンズ群と、 最も像側の面が像側に向いた凹面であり、負の屈折力を
   有する第４レンズ群とを備え、 顕微鏡対物レンズ全系の焦点距離をｆ、 前記顕微鏡対物レンズの軸上全長をＬ、 前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、 前記第１レンズ群の最も物体側の凹面の曲率半径をｒ
   １、 前記第１レンズ群の軸上全長をＬ１、 前記第１レンズ群の最も像側の凸面のガラスのｄ線（λ
   ＝５８７．６ｎｍ）での屈折率をｎＧ１ｒとしたとき、 −０．１＜ｆ／ｆ１＜０．１ （１） ０．７２＜ｆ／｜ｒ１｜＜１．２５ （２） ０．２５＜Ｌ１／Ｌ＜０．５ （３） １．７５＜ｎＧ１ｒ （４） の各条件を満足することを特徴とする顕微鏡対物レン
   ズ。
2. 【請求項２】 前記第４レンズ群の最も像側の像側に向
   けた凹面の曲率半径をｒＧ４ｒとしたとき、 ０．５＜ｆ／｜ｒＧ４ｒ｜＜１．２５ （５） の条件を満足することを特徴とする請求項１記載の顕微
   鏡対物レンズ。
3. 【請求項３】 前記第３レンズ群の最も像側の面と前記
   第４レンズ群の最も物体側の面との軸上空気間隔をＤ３
   ４としたとき、 ０．２＜Ｄ３４／Ｌ＜０．５ （６） の条件を満足することを特徴とする請求項１又は２記載
   の顕微鏡対物レンズ。
4. 【請求項４】 前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４とし
   たとき、 ０．２＜ｆ／｜ｆ４｜＜０．６ （７） の条件を満足することを特徴とする請求項１、２又は３
   記載の顕微鏡対物レンズ。
5. 【請求項５】 前記第４レンズ群で最も物体側の面の曲
   率半径をｒＧ４ｆとしたとき、 −０．１＜ｆ／ｒＧ４ｆ＜０．１ （８） の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至４のい
   ずれか１項に記載の顕微鏡対物レンズ。
6. 【請求項６】 前記第３レンズ群は、物体側より順に、
   物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズ
   との接合レンズ成分と、両凸レンズと物体側に凹面を向
   けた負メニスカスレンズとの接合レンズ成分との２群の
   接合レンズ成分からなることを特徴とする請求項１乃至
   ５のいずれか１項に記載の顕微鏡対物レンズ。