JP2002350734A

JP2002350734A - 液浸系顕微鏡対物レンズ

Info

Publication number: JP2002350734A
Application number: JP2001153324A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Fujimoto; 靖藤本
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2001-05-23
Filing date: 2001-05-23
Publication date: 2002-12-04
Anticipated expiration: 2021-05-23
Also published as: JP4098492B2

Abstract

(57)【要約】【課題】特殊なオイルを使用せず標準的オイルを用
いて、ＮＡ１．４を超える高開口数で、球面収差、色収
差、像面湾曲が良好に補正されたアポクロマート液浸系
顕微鏡対物レンズを実現する。【解決手段】物体側に凹面を向けた接合面を有する
平凸接合レンズからなる第１レンズ群と、少なくとも１
枚の正の単レンズを含む第２レンズ群と、少なくとも一
つの３枚接合レンズを含む第３レンズ群と、像側に強い
凹面を向けた負レンズを含む第４レンズ群と、物体側に
凹面を向けたメニスカス形状のレンズ群を含む第５レン
ズ群よりなり、次の条件（１）、（２）を満足するよう
にした。（１）０．６≦｜Ｒ₁₂／Ｒ₁₃｜≦１．４（２）０．７≦｜Ｒ₁₂／ｆ｜≦１．５

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
で、高開口数で、像面の平坦性が良く、アポクロマート
の性能をもつ液浸系顕微鏡対物レンズに関するものであ
る。特に開口数が１．４を超える液浸系顕微鏡対物レン
ズに関する。

【０００２】

【従来の技術】顕微鏡による観察では、より分解能の高
い観察が要求される。そのため、顕微鏡対物レンズにお
いて、高開口数（高いＮＡ）化による解像力の向上が必
要不可欠である。

【０００３】従来、顕微鏡対物レンズの高開口数化に関
する提案が多くなされている。その中で、液浸系顕微鏡
対物レンズは、標本あるいは標本を覆うカバーガラスと
対物レンズの第１面との間をオイルやグリセリンや水や
培養液等で満たし、これにより１を超えるような高開口
数を実現している。又、最近はエバネッセント照明によ
る蛍光観察によって、生体分子の観察が行なわれるよう
になり、これに適した顕微鏡対物レンズとして、一層高
い開口数を有する対物レンズが求められている。

【０００４】このような高開口数の大きな液浸系顕微鏡
対物レンズの従来例として次のようなものが知られてい
る。１．特開平７−２８１０９７号公報２．特公昭６０−３５０４６号公報（特開昭５４−１１
７５５号）３．特公平５−６７００４号公報（特開昭６１−２７５
８１３号）４．特開平６−１６０７２１号公報５．特開平７−２３００３９号公報６．特許第３１４０１１１号公報（特開平５−１４２４
７７号）７．米国特許明細書第３７００３１１号８．米国特許明細書第３７４６４２８号９．米国特許明細書第４３７３７８５号１０．特公昭４５−３６５４２号公報１１．特公昭５２−４４２１１号公報（特開昭５１−７
２３４３号）１２．特開平１１−８４２５４号公報１３．特開平１１−１７４３３９号公報１４．特開平１１−３５２４０６号公報１５．米国特許明細書第３５３７７７２号１６．米国特許明細書第３５９８４７４号１７．米国特許明細書第３６５９９２４号１８．米国特許明細書第４３７６５７０号１９．特公昭６０−３５０４８号公報（特開昭５４−７
９０５３号）２０．特開昭５０−１５１５４４号公報２１．特開昭５８−１９２０１３号公報２２．特開平９−１２７４２２号公報２３．特公平５−４０２８８号公報（特開昭５９−１５
５８２２号）２４．特公平６−４４１０２号公報（特開昭６１−２４
０２１８号）２５．特開平７−３５９８３号公報２６．特開２０００−３５５４１号公報２７．特開平７−２３００３９号公報２８．特開平１０−２７４７４２号公報２９．特開平１１−１７４３３９号公報

【０００５】前記従来例のうち従来例１には倍率が１０
０倍、開口数が１．６５という超高開口数の液浸系顕微
鏡対物レンズが記載されている。

【０００６】また、従来例２、３、４、５には、倍率が
１００倍で、開口数が１．４の液浸系顕微鏡対物レンズ
が記載されている。

【０００７】また、従来例６には、倍率が１００倍で、
開口数が１．３から１．３５の液浸系顕微鏡対物レンズ
が記載されている。

【０００８】また、従来例７〜従来例１４には、倍率が
１００倍で、開口数が１．３の液浸系顕微鏡対物レンズ
が記載されている。

【０００９】また、従来例１５〜従来例２２には、倍率
が１００倍で、開口数が１．２５の液浸系顕微鏡対物レ
ンズが記載されている。

【００１０】また、従来例２３〜従来例２６には、倍率
が６０倍で、開口数が１．４の液浸系顕微鏡対物レンズ
が記載されている。

【００１１】また、従来例２７には、倍率が４０倍で、
開口数が１．３５の液浸系顕微鏡対物レンズが記載され
ている。

【００１２】更に従来例２８、２９には、倍率が４０倍
で、開口数が１．３の液浸系顕微鏡対物レンズが記載さ
れている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来例のうち、従
来例１の特開平７−２８１０９７号公報に記載された対
物レンズを除くとＮＡは最大でも１．４である。そのた
め従来例１以外の従来例２〜２９の対物レンズは、一層
高い解像度による観察やエバネッセント照明による蛍光
観察を行なうのは困難である。また、これら従来例をも
とにＮＡ１．４を超える開口数の対物レンズを実現する
ことは困難である。

【００１４】一方、従来例１の特開平７−２８１０９７
号公報に記載された対物レンズは、ＮＡが１．６５と非
常に大である。しかし、この従来の対物レンズは、高屈
折率の特殊なオイルを使用することが必要条件であり、
このような特殊なオイルに最適化した設計の対物レンズ
である。

【００１５】そのため、屈折率ｎ_eが１．５１８でアッ
ベ数ν_eが４４の標準オイルを用いた場合、性能を発揮
することができない。前記のような高い屈折率の特殊オ
イルは入手が困難で高い価格であり、使い勝手にも問題
がある。

【００１６】又、従来例１以外の従来例のうち、従来例
３つまり特公平５−６７００４号公報と従来例１２、１
３、１４、２１、２９の従来例である特開平１１−８４
２５４号公報、特開平１１−１７４３３９号公報、特開
平１１−３５２４０６号公報、特開昭５８−１９２０１
３号公報、特開平１１−１７４３３９号公報に記載され
ている液浸系対物レンズは、ペッツバール和を低減する
ことが難しい。また、ペッツバール和を更に補正しよう
とすると球面収差や色収差が補正不足になる。

【００１７】また、前記従来例２２の特開平９−１２７
４２２号公報に記載されている液浸系対物レンズは、オ
イルに接触する第１面が凹面であるために、気泡による
観察像の劣化やオイルの拭き残しの問題がある。

【００１８】また、前記従来例中の従来例７、８、９、
１５、１６、１８、２０、２２の米国特許明細書第３７
００３１１号、同第３７４６４２５号、同第４３７３７
８５号、同第３５３７７７２号、同第３５９８４７４
号、同第４３７６５７０号、特開昭５０−１５１５４４
号公報、特開平９−１２７４２２号公報に記載されてい
る液浸系対物レンズは、球面収差や色収差が補正不足で
ある。

【００１９】また、前記従来例中の従来例２、６、９、
１１、１８、１９、２３、２４、２５、２６、２７、２
８の特公昭６０−３５０４６号公報、特許第３１４０１
１１号公報、米国特許明細書第４３７３７８５号、特公
昭５２−４４２１１号公報、米国特許明細書第４３７６
５７０号、特公昭６０−３５０４８号公報、特公平５−
４０２８８号公報、特公平６−４４１０２号公報、特開
平７−３５９８３号公報、特開２０００−３５５４１号
公報、特開平７−２３００３９号公報、特開平１０−２
７４７４２号公報に記載されている液浸系対物レンズ
は、ペッツバール和を補正するために、埋め込みレンズ
の接合面の曲率をきつくし、強い負の屈折力を持つよう
にしている。しかし、高いＮＡの対物レンズを実現しよ
うとすると球面収差の補正が困難になり、また光線を受
ける有効径が不足するため好ましくない。

【００２０】また、前記の従来例５、８、１３、１５、
１６、１７、１８、１９、２０、２２、２７、２９の特
開平７−２３００３９号公報、米国特許明細書第４３７
４６４２８号、特開平１１−１７４３３９号公報、米国
特許明細書第３５３７７７２号、米国特許明細書第３５
９８４７４号、米国特許明細書第３６５９９２４号、米
国特許明細書第４３７６５７０号、特公昭６０−３５０
４８号公報、特開昭５０−１５１５４４号公報、特開平
９−１２７４２２号公報、特開平７−２３００３９号公
報、特開平１１−１７４３３９号公報に記載されている
液浸系対物レンズは、メニスカスレンズ群を最終群に一
つのみ持つレンズ系である。このように、最終群にメニ
スカス群を有する対物レンズは、このメニスカス群の凹
面がペッツバール和の補正に大きく寄与している。高い
ＮＡの対物レンズは、物体側の埋め込みレンズの接合面
によるペッツバール和の補正が不足しがちであるため、
後ろ側に配置したレンズ群の凹面により補正を補う必要
がある。しかし、メニスカス群が１個ではペッツバール
和を十分に補正しきれない。

【００２１】また従来例１０の特公昭４５−３６５４２
号公報に記載されている液浸系対物レンズは、レンズ系
の像側の近くに一つの両凹レンズをを配置し、この両凹
レンズに強いパワーを持たせて収差補正を行なうもので
ある。しかし一つの両凹レンズでは、光線高を上げ下げ
することができず、諸収差を良好に補正できない。

【００２２】また、従来例４の特開平６−１６０７２１
号公報に記載されている液浸系対物レンズは、ＮＡが
１．４であり、諸収差が良好に補正されているが、後に
示す本発明の対物レンズで規定する条件（１）を満足し
ないために、１．４を超えるＮＡにおいてはこの従来例
の構成のままでは十分良好な光学性能を得ることができ
ない。

【００２３】本発明は上記の問題点を鑑みてなされたも
ので、特殊なオイルを使用せず標準的なオイルを使用し
ても、ＮＡ１．４を超える高開口数で、球面収差、色収
差、像面湾曲が良好に補正された高開口数でアポクロマ
ート液浸系顕微鏡対物レンズを提供するものである。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明の液浸系顕微鏡対
物レンズは、物体側より順に、物体側に凹面を向けた接
合面を有する平凸接合レンズからなる第１レンズ群と、
少なくとも１枚の正の単レンズを含む第２レンズ群と、
少なくとも一つの３枚接合レンズを含む第３レンズ群
と、像側に強い凹面を向けた負レンズを含む第４レンズ
群と、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ群
を含む第５レンズ群からなり、次の条件（１）、（２）
を満足する。（１）０．６≦｜Ｒ₁₂／Ｒ₁₃｜≦１．４（２）０．７≦｜Ｒ₁₂／ｆ｜≦１．５ただし、Ｒ₁₂は第１レンズ群の接合面の曲率半径、Ｒ₁₃
は第１レンズ群の像側の面の曲率半径、ｆは対物レンズ
全系の焦点距離である。

【００２５】また、前記構成を基本構成とする本発明の
液浸系顕微鏡対物レンズにおいて、下記条件（３）を満
足することが好ましい。（３）｜ｆ₄／ｆ｜≦２０ただしｆ₄は第４レンズ群の焦点距離、ｆは全系の焦点
距離である。

【００２６】また、前記本発明の液浸系顕微鏡対物レン
ズにおいて、前記第５レンズ群に含まれる物体側に凹面
を向けたメニスカス形状のレンズ成分が負レンズと正レ
ンズの接合レンズであり、下記条件（５）を満足するこ
とが望ましい。（５） ν_d（Ｎ）−ν_d（Ｐ）≧１５ただしν_d（Ｎ）、ν_d（Ｐ）は夫々物体側に凹面を向け
たメニスカス形状のレンズ成分の負レンズおよび正レン
ズのアッベ数である。

【００２７】本発明の顕微鏡対物レンズは、前述のよう
に物体側に凹面を向けた接合面を有する平凸レンズより
なる第１レンズ群と、少なくとも１枚の正の単レンズよ
りなる第２レンズ群と、少なくとも一つの３枚接合レン
ズを含む第３レンズ群と、像側に強い凹面を向けた負レ
ンズを含む第４レンズ群と、物体側に凹面を向けたメニ
スカス形状のレンズ群を含む第５レンズ群よりなり、条
件（１）、（２）を満足する。

【００２８】このように第１レンズ群を物体側に凹面を
向けた接合面をもつ接合レンズにし、この接合面の負の
屈折力によりペッツバール和を補正するようにした。ま
た、高ＮＡの対物レンズの場合、第１レンズ群の像側の
凸面は半球あるいは半球を少し超える球面にし、これに
よりこの凸面の曲率を不遊条件（アプラナテックな条
件）を満足するようにして球面収差やコマ収差の発生を
抑えるようにしている。

【００２９】次に、第２レンズ群は、正の屈折力を持
ち、光線の発散を小さくして第３レンズ群へ導くように
している。この第２レンズ群は、少なくとも１枚の正の
単レンズを有する必要があり、２枚または３枚の単レン
ズを用いてもよい。また、これら単レンズは、両凸レン
ズあるいは物体側に凹面を向けたメニスカスレンズが望
ましい。

【００３０】第３レンズ群は、接合レンズを含むように
して球面収差、色収差を補正するようにしている。本発
明のような高ＮＡのアポクロマート対物レンズは、２枚
接合レンズでは補正能力に限界があり、少なくとも一つ
の３枚接合レンズを用いる必要がある。更に３枚接合レ
ンズと複数の接合レンズと組み合わせにより、全体の収
差をバランスよく抑えることが可能になる。

【００３１】ここで用いる３枚接合レンズは、正レンズ
と負レンズと正レンズの組み合わせあるいは負レンズと
正レンズと負レンズの組み合わせが考えられる。このう
ち正レンズと負レンズと正レンズの３枚接合レンズは、
第２レンズ群に近い位置に配置されればより良好な補正
が可能になる。また、負レンズと正レンズと負レンズと
よりなる３枚接合レンズの場合、第４レンズ群に近い位
置に配置すれば、より良好な補正が可能になる。また、
二つ以上の３枚接合レンズを組み合わせて用いればより
高性能な対物レンズを実現し得る。

【００３２】また、第４レンズ群は、像側に強い凹面を
向けた負レンズ成分を含んでいる。負のレンズ成分は、
強い負の屈折力を持ち、ペッツバール和を補正すると共
に球面収差、コマ収差も良好に補正し得る。負のレンズ
成分は、像側に強い凹面を有する両凹レンズでもよく、
像側に強い凹面を有する平凹レンズ、像側に強い凹面を
有するメニスカスレンズでもよい。また単レンズでなく
像側に強い凹面を向けた接合メニスカスレンズでもよ
い。

【００３３】第５レンズ群は、物体側に凹面を向けたメ
ニスカス形状のレンズ成分を含むものである。この第５
レンズ群は、物体側の凹面の負の屈折力により、ペッツ
バール和を良好に補正すると共に諸収差を良好に補正す
る。また、この第５レンズ群に含まれるメニスカス形状
のレンズ成分により、対物レンズから射出される光線の
光線高や角度を調整する機能を有する。更にこのメニス
カス形状のレンズ成分を、正レンズと負レンズの接合レ
ンズにすることにより、倍率の色収差を補正し得る。

【００３４】また、第５レンズ群を物体側に凹面を向け
たメニスカスレンズを複数設けるようにしてもよい。具
体的には、第５レンズ群を物体側に凹面を向けたメニス
カス接合レンズと物体側に凹面を向けたメニスカスレン
ズとを組み合わされた構成にすればよい。このように複
数のメニスカス成分によって、コマ収差を補正し得る構
成になし得、諸収差を良好に補正し得るようになる。

【００３５】なお、本発明の顕微鏡対物レンズは、ＮＡ
１．４を超える高開口数にするために、前記条件
（１）、（２）を満足するようにした。

【００３６】条件（１）は、第１レンズ群の接合レンズ
の接合面の曲率半径と像側の凸面の曲率半径の比を規定
したもので、ＮＡが１．４を超える光線を捕捉するため
に必要な条件と実用的な作動距離を得るために必要な条
件である。

【００３７】条件（１）の下限よりも小さくなると接合
面の曲率がきつくなり、その結果、第１面の有効径を確
保できず、ＮＡ１．４以上の光線を捕捉できなくなる。
また条件（１）の上限を超えると前記接合レンズの像側
の凸面の曲率がきつくなる。そのため不遊条件を満足す
るためには作動距離を極端に短くしなければならず、実
用的な作動距離を得ることができない。

【００３８】条件（２）は、第１レンズ群の接合面の曲
率半径と対物レンズ全系の焦点距離の比を規定するもの
で、諸収差をバランスよく補正するための条件である。

【００３９】条件（２）の下限よりも小さくなると、接
合面の曲率がきつくなり、球面収差、コマ収差が悪化す
る。条件（２）の上限を超えると接合面の曲率が緩くな
りペッツバール和の補正量が不足し像面湾曲が悪化す
る。

【００４０】また、条件（１）の代わりに下記条件（１
−１）を満足することが望ましい。（１−１）０．７≦｜Ｒ₁₂／Ｒ₁₃｜≦１．０

【００４１】この条件（１−１）を満足すると、対物レ
ンズの第１面の有効径、作動距離、諸収差のバランスの
とれたレンズ系を実現し得る。

【００４２】次に、本発明の顕微鏡対物レンズの基本構
成のレンズ系で条件（１）、（２）に加えて第４レンズ
群が上記の条件（３）を満足することが望ましい。

【００４３】条件（３）の上限を超えると第４レンズ群
の負の屈折力が弱くなり、ペッツバール和の補正量が少
なくなり像面湾曲が劣化する。また、第４レンズ群で悪
化する像面湾曲を第５レンズ群で補正しようとすると諸
収差が悪化する。

【００４４】また、条件（３）の代わりに下記条件（３
−１）を満足すればより好ましい。（３−１）｜ｆ₄／ｆ｜≦６

【００４５】条件（３−１）を満足すると第４レンズ群
の負の屈折力がより強くなり、全体として良好な諸収差
補正が可能になる。

【００４６】また、本発明の顕微鏡対物レンズにおい
て、前記条件（３）の代わりに、あるいは前記条件
（３）を満足したうえで次の条件（４）を満足すれば好
ましい。（４）ｎ₂−ｎ₁≧０．２ただし、ｎ₁は第１レンズ群の接合レンズの物体側のレ
ンズのｄ線での屈折率、ｎ₂は第１レンズ群の接合レン
ズの像側のレンズのｄ線での屈折率である。

【００４７】条件（４）の下限よりも小さくなると第１
レンズ群の接合面の負の屈折力が弱くなり、ペッツバー
ル和が良好に補正できなくなる。

【００４８】また、本発明の顕微鏡対物レンズにおい
て、前記条件（３）の代わりに、あるいは前記条件
（３）を満足したうえで第５レンズ群に含まれる物体側
に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分が負レンズ
と正レンズの接合レンズで、上記条件（５）を満足する
ことが望ましい。

【００４９】条件（５）は、倍率の色収差を補正するた
めのもので、第１レンズ群から第４レンズ群までのレン
ズにて発生する倍率の色収差を第５レンズ群の前記接合
レンズによって、補正するためのものである。つまり第
５レンズ群の接合レンズを、アッベ数の大きな負レンズ
とアッベ数の小さな正レンズとにて構成し、条件（５）
を満足するようにすることが望ましい。

【００５０】条件（５）の下限より小さくなると倍率の
色収差が補正不足になる。

【００５１】また、この条件（５）を満足することによ
り対物レンズの倍率の色収差が良好に補正されるように
した。なお、この対物レンズ以外の結像レンズや接眼レ
ンズや中間リレーレンズ等の光学系で倍率の色収差の補
正が不十分でこれを補う構成にする場合、条件（５）を
満足する必要はない。

【００５２】また、本発明の顕微鏡対物レンズにおい
て、前記条件（３）の代わり、あるいは条件（３）乃至
条件（５）を満足したうえで下記条件（６）を満足すれ
ば一層望ましい。（６）１≦｜ｆ₁／ｆ｜≦４ただし、ｆ₁は第１レンズ群の焦点距離、ｆは全系の焦
点距離である。

【００５３】条件（６）の下限よりも小さくなると、対
物レンズ全体のレンズ外径を小さくするためには有効で
あるが、第１レンズ群の屈折力が強くなりすぎ、第１レ
ンズ群で発生する諸収差が大になりすぎて他のレンズで
補正できなくなる。条件（６）の上限を超えると第１レ
ンズ群の屈折力が弱くなりすぎて第２レンズ群のレンズ
外径が大になり、その結果レンズの縁肉が足りなくなり
製造し得なくなる。

【００５４】前記の本発明の顕微鏡対物レンズにおい
て、使用する浸液としてｎ_d＝１．５〜１．５５、ν_d＝
４０〜５０の光学特性を有するオイルを用いることが望
ましい。

【００５５】このような標準オイルを使用することによ
りオイルの入手性や価格や使用勝手を問題としない最適
な対物レンズを構成し得る。つまり、現在、さまざまな
物体の液浸油が市販されており、それらの中で、比較的
使用しやすいオイルが前記光学特性のオイルつまりｄ線
に対する屈折率およびアッベ数が前記範囲内のオイルで
ある。

【００５６】また、本発明の顕微鏡対物レンズは、開口
数が１．３５以上で１．４６以下である。本発明は、前
述の通りＮＡ１．４を超える対物レンズを実現すること
を目的とするが、ＮＡ１．３５程度の対物レンズでも、
前述の構成にすることにより良好な光学性能のレンズ系
を構成できる。

【００５７】

【発明の実施の形態】本発明の顕微鏡対物レンズの実施
の形態を図示する実施例をもとに説明する。

【００５８】本発明の対物レンズの実施例１〜５は、図
１〜図５に示す通りで、下記データを有する。

【００５９】実施例１倍率60×，ＮＡ1.45，視野数26.5，ＷＤ0.268，全長79.06 ｒ₁＝∞ ｄ₁＝0.937 ｎ₁＝1.51633 ν₁＝64.15 ｒ₂＝-3.1834 ｄ₂＝4.768 ｎ₂＝1.83481 ν₂＝42.72 ｒ₃＝-4.1595 ｄ₃＝0.120 ｒ₄＝-33.5658 ｄ₄＝3.002 ｎ₃＝1.56907 ν₃＝71.30 ｒ₅＝-13.3571 ｄ₅＝0.180 ｒ₆＝45.0489 ｄ₆＝3.320 ｎ₄＝1.43875 ν₅＝94.99 ｒ₇＝-26.5875 ｄ₇＝0150 ｒ₈＝43.1923 ｄ₈＝8.231 ｎ₅＝1.43875 ν₅＝94.99 ｒ₉＝-10.7165 ｄ₉＝3.567 ｎ₆＝1.61340 ν₆＝43.84 ｒ₁₀＝32.8573 ｄ₁₀＝10.833 ｎ₇＝1.43875 ν₇＝94.97 ｒ₁₁＝-15.7411 ｄ₁₁＝0.150 ｒ₁₂＝44.7690 ｄ₁₂＝2.907 ｎ₈＝1.43875 ν₈＝94.99 ｒ₁₃＝-56.8362 ｄ₁₃＝0.200 ｒ₁₄＝57.3533 ｄ₁₄＝1.634 ｎ₉＝1.61340 ν₉＝43.84 ｒ₁₅＝11.6015 ｄ₁₅＝9.858 ｎ₁₀＝1.43875 ν₁₀＝94.97 ｒ₁₆＝-10.6852 ｄ₁₆＝1.400 ｎ₁₁＝1.61340 ν₁₁＝43.84 ｒ₁₇＝∞ ｄ₁₇＝0.200 ｒ₁₈＝9.9349 ｄ₁₈＝8.290 ｎ₁₂＝1.61700 ν₁₂＝62.80 ｒ₁₉＝-12.4635 ｄ₁₉＝1.946 ｎ₁₃＝1.61340 ν₁₃＝43.84 ｒ₂₀＝∞ ｄ₂₀＝2.340 ｒ₂₁＝-9.4112 ｄ₂₁＝1.758 ｎ₁₄＝1.51633 ν₁₄＝64.14 ｒ₂₂＝4.3688 ｄ₂₂＝2.849 ｒ₂₃＝-4.0430 ｄ₂₃＝3.295 ｎ₁₅＝1.67790 ν₁₅＝55.34 ｒ₂₄＝-13.1299 ｄ₂₄＝6.687 ｎ₁₆＝1.74000 ν₁₆＝28.30 ｒ₂₅＝-9.2627 Ｒ₁₂＝-3.1834 Ｒ₁₃＝-4.1595 ｆ＝3 ｆ₁＝6.543 ｆ₂＝19.016 ｆ₃＝15.886 ｆ₄＝-5.538 ｆ₅＝-69.669 ｜Ｒ₁₂／Ｒ₁₃｜＝0.765 ｜Ｒ₁₂／ｆ｜＝1.061 ｜ｆ₁／ｆ｜＝2.181 ｜ｆ₂／ｆ｜＝6.339 ｜ｆ₃／ｆ｜＝5.295 ｜ｆ₄／ｆ｜＝1.846 ｜ｆ₅／ｆ｜＝23.223 ｎ₂−ｎ₁＝0.318 ν_d（Ｎ）−ν_d（Ｐ）＝27.04

【００６０】実施例２倍率60×，ＮＡ1.45，視野数26.5，ＷＤ0.3336，全長79.06 ｒ₁＝∞ ｄ₁＝0.9277 ｎ₁＝1.51633 ν₁＝64.15 ｒ₂＝-2.5997 ｄ₂＝4.7803 ｎ₂＝1.88300 ν₂＝40.76 ｒ₃＝-4.1930 ｄ₃＝0.1200 ｒ₄＝-31.5003 ｄ₄＝2.9809 ｎ₃＝1.49700 ν₃＝81.54 ｒ₅＝-14.3562 ｄ₅＝0.1800 ｒ₆＝56.5700 ｄ₆＝3.3063 ｎ₄＝1.43875 ν₅＝94.99 ｒ₇＝-23.0876 ｄ₇＝0.1500 ｒ₈＝32.2968 ｄ₈＝7.8355 ｎ₅＝1.43875 ν₅＝94.99 ｒ₉＝-11.0767 ｄ₉＝3.5449 ｎ₆＝1.61340 ν₆＝43.84 ｒ₁₀＝32.4476 ｄ₁₀＝10.8203 ｎ₇＝1.43875 ν₇＝94.97 ｒ₁₁＝-15.9299 ｄ₁₁＝0.1500 ｒ₁₂＝41.7240 ｄ₁₂＝2.8975 ｎ₈＝1.43875 ν₈＝94.99 ｒ₁₃＝-58.7245 ｄ₁₃＝0.2000 ｒ₁₄＝61.0080 ｄ₁₄＝1.6280 ｎ₉＝1.61340 ν₉＝43.84 ｒ₁₅＝10.9918 ｄ₁₅＝9.8624 ｎ₁₀＝1.43875 ν₁₀＝94.97 ｒ₁₆＝-10.4683 ｄ₁₆＝1.4000 ｎ₁₁＝1.61340 ν₁₁＝43.84 ｒ₁₇＝∞ ｄ₁₇＝0.2000 ｒ₁₈＝9.8926 ｄ₁₈＝8.3410 ｎ₁₂＝1.61700 ν₁₂＝62.80 ｒ₁₉＝-15.3805 ｄ₁₉＝2.0052 ｎ₁₃＝1.61340 ν₁₃＝43.84 ｒ₂₀＝67.0813 ｄ₂₀＝2.3859 ｒ₂₁＝-10.6151 ｄ₂₁＝1.7789 ｎ₁₄＝1.51633 ν₁₄＝64.14 ｒ₂₂＝4.3425 ｄ₂₂＝3.1154 ｒ₂₃＝-4.5988 ｄ₂₃＝3.2826 ｎ₁₅＝1.65160 ν₁₅＝58.55 ｒ₂₄＝29.5409 ｄ₂₄＝6.6637 ｎ₁₆＝1.72047 ν₁₆＝34.71 ｒ₂₅＝-9.9771 Ｒ₁₂＝-2.5997 Ｒ₁₃＝-4.193 ｆ＝3 ｆ₁＝6.899 ｆ₂＝21.638 ｆ₃＝17.117 ｆ₄＝-5.736 ｆ₅＝-135.889 ｜Ｒ₁₂／Ｒ₁₃｜＝0.62 ｜Ｒ₁₂／ｆ｜＝0.867 ｜ｆ₁／ｆ｜＝2.3 ｜ｆ₂／ｆ｜＝7.213 ｜ｆ₃／ｆ｜＝5.706 ｜ｆ₄／ｆ｜＝1.912 ｜ｆ₅／ｆ｜＝45.3 ｎ₂−ｎ₁＝0.367 ν_d（Ｎ）−ν_d（Ｐ）＝23.84

【００６１】実施例３倍率100×，ＮＡ1.45，視野数26.5，ＷＤ0.15，全長59.36 ｒ₁＝∞ ｄ₁＝0.5136 ｎ₁＝1.51633 ν₁＝64.15 ｒ₂＝-1.9022 ｄ₂＝2.7702 ｎ₂＝1.75500 ν₂＝53.32 ｒ₃＝-2.3778 ｄ₃＝0.2767 ｒ₄＝-11.0234 ｄ₄＝1.6727 ｎ₃＝1.49700 ν₃＝81.54 ｒ₅＝-8.3960 ｄ₅＝0.1321 ｒ₆＝-11.5121 ｄ₆＝2.0521 ｎ₄＝1.49700 ν₅＝81.54 ｒ₇＝-6.7079 ｄ₇＝0.1205 ｒ₈＝24.2059 ｄ₈＝5.8975 ｎ₅＝1.43875 ν₅＝94.97 ｒ₉＝-6.8330 ｄ₉＝1.2964 ｎ₆＝1.74100 ν₆＝52.64 ｒ₁₀＝-61.2342 ｄ₁₀＝5.6428 ｎ₇＝1.43875 ν₇＝94.99 ｒ₁₁＝-10.0117 ｄ₁₁＝0.2000 ｒ₁₂＝20.1093 ｄ₁₂＝3.0743 ｎ₈＝1.43875 ν₈＝94.99 ｒ₁₃＝-41.8986 ｄ₁₃＝0.2000 ｒ₁₄＝25.0008 ｄ₁₄＝0.7954 ｎ₉＝1.75500 ν₉＝52.32 ｒ₁₅＝8.6458 ｄ₁₅＝5.8479 ｎ₁₀＝1.43875 ν₁₀＝94.99 ｒ₁₆＝-15.8080 ｄ₁₆＝0.8000 ｎ₁₁＝1.75500 ν₁₁＝53.32 ｒ₁₇＝-103.4152 ｄ₁₇＝0.2000 ｒ₁₈＝9.3938 ｄ₁₈＝5.4070 ｎ₁₂＝1.43875 ν₁₂＝94.99 ｒ₁₉＝-11.5986 ｄ₁₉＝0.9404 ｎ₁₃＝1.49831 ν₁₃＝65.03 ｒ₂₀＝19.4800 ｄ₂₀＝0.3650 ｒ₂₁＝5.2275 ｄ₂₁＝4.2874 ｎ₁₄＝1.43875 ν₁₄＝94.99 ｒ₂₂＝-134.2263 ｄ₂₂＝3.3711 ｎ₁₅＝1.75500 ν₁₅＝52.32 ｒ₂₃＝2.1276 ｄ₂₃＝5.6898 ｒ₂₄＝-3.1653 ｄ₂₄＝4.3010 ｎ₁₆＝1.61700 ν₁₆＝62.80 ｒ₂₅＝-9.1177 ｄ₂₅＝3.1866 ｎ₁₇＝1.72047 ν₁₇＝34.71 ｒ₂₆＝-6.8626 Ｒ₁₂＝-1.9022 Ｒ₁₃＝-2.3778 ｆ＝1.8 ｆ₁＝3.923 ｆ₂＝19.099 ｆ₃＝15.468 ｆ₄＝-7.817 ｆ₅＝-87.065 ｜Ｒ₁₂／Ｒ₁₃｜＝0.8 ｜Ｒ₁₂／ｆ｜＝1.057 ｜ｆ₁／ｆ｜＝2.179 ｜ｆ₂／ｆ｜＝10.611 ｜ｆ₃／ｆ｜＝8.593 ｜ｆ₄／ｆ｜＝4.34 ｜ｆ₅／ｆ｜＝48.37 ν_d（Ｎ）−ν_d（Ｐ）＝28.09

【００６２】実施例４倍率100×，ＮＡ1.46，視野数26.5，ＷＤ0.12，全長55.68 ｒ₁＝∞ ｄ₁＝0.4300 ｎ₁＝1.51633 ν₁＝64.15 ｒ₂＝-2.6201 ｄ₂＝2.3292 ｎ₂＝1.75500 ν₂＝53.32 ｒ₃＝-2.0961 ｄ₃＝0.2902 ｒ₄＝-7.3492 ｄ₄＝1.7113 ｎ₃＝1.49700 ν₃＝81.54 ｒ₅＝-5.0090 ｄ₅＝0.1418 ｒ₆＝-7.4615 ｄ₆＝2.0939 ｎ₄＝1.43875 ν₅＝94.99 ｒ₇＝-5.7833 ｄ₇＝0.0886 ｒ₈＝23.8466 ｄ₈＝6.1229 ｎ₅＝1.43875 ν₅＝94.97 ｒ₉＝-6.4974 ｄ₉＝1.0529 ｎ₆＝1.74100 ν₆＝52.64 ｒ₁₀＝152.1967 ｄ₁₀＝5.6940 ｎ₇＝1.43875 ν₇＝94.99 ｒ₁₁＝-9.2013 ｄ₁₁＝0.2000 ｒ₁₂＝18.6534 ｄ₁₂＝2.9946 ｎ₈＝1.43875 ν₈＝94.99 ｒ₁₃＝-49.5228 ｄ₁₃＝0.2000 ｒ₁₄＝25.5403 ｄ₁₄＝0.9083 ｎ₉＝1.75500 ν₉＝52.32 ｒ₁₅＝8.9552 ｄ₁₅＝4.9934 ｎ₁₀＝1.43875 ν₁₀＝94.99 ｒ₁₆＝-22.3958 ｄ₁₆＝0.8000 ｎ₁₁＝1.75500 ν₁₁＝53.32 ｒ₁₇＝-69.2435 ｄ₁₇＝0.2000 ｒ₁₈＝11.6158 ｄ₁₈＝5.5069 ｎ₁₂＝1.43875 ν₁₂＝94.99 ｒ₁₉＝-8.3558 ｄ₁₉＝0.9391 ｎ₁₃＝1.49831 ν₁₃＝65.03 ｒ₂₀＝18.6393 ｄ₂₀＝0.3267 ｒ₂₁＝4.8812 ｄ₂₁＝4.3264 ｎ₁₄＝1.43875 ν₁₄＝94.99 ｒ₂₂＝59.9864 ｄ₂₂＝3.3401 ｎ₁₅＝1.75500 ν₁₅＝52.32 ｒ₂₃＝1.8158 ｄ₂₃＝3.3646 ｒ₂₄＝-2.7070 ｄ₂₄＝4.2178 ｎ₁₆＝1.67790 ν₁₆＝55.34 ｒ₂₅＝-6.1657 ｄ₂₅＝3.1169 ｎ₁₇＝1.72047 ν₁₇＝34.71 ｒ₂₆＝-6.0905 Ｒ₁₂＝-2.6201 Ｒ₁₃＝-2.0961 ｆ＝1.8 ｆ₁＝3.199 ｆ₂＝16.618 ｆ₃＝14.84 ｆ₄＝-7.38 ｆ₅＝-77.921 ｜Ｒ₁₂／Ｒ₁₃｜＝1.25 ｜Ｒ₁₂／ｆ｜＝1.46 ｜ｆ₁／ｆ｜＝1.777 ｜ｆ₂／ｆ｜＝9.232 ｜ｆ₃／ｆ｜＝8.244 ｜ｆ₄／ｆ｜＝4.1 ｜ｆ₅／ｆ｜＝43.29 ｎ₂−ｎ₁＝0.239 ν_d（Ｎ）−ν_d（Ｐ）＝20.63

【００６３】実施例５倍率100×，ＮＡ1.45，視野数26.5，ＷＤ0.3495，全長71.79 ｒ₁＝∞ ｄ₁＝0.9342 ｎ₁＝1.51823 ν₁＝58.90 ｒ₂＝-2.4290 ｄ₂＝3.6909 ｎ₂＝1.88300 ν₂＝40.76 ｒ₃＝-3.4700 ｄ₃＝0.0351 ｒ₄＝-7.8678 ｄ₄＝3.7462 ｎ₃＝1.56907 ν₃＝71.30 ｒ₅＝-7.4187 ｄ₅＝0.1000 ｒ₆＝-100.4069 ｄ₆＝4.4454 ｎ₄＝1.49700 ν₅＝81.54 ｒ₇＝-13.7937 ｄ₇＝0.1000 ｒ₈＝-81.5532 ｄ₈＝2.0000 ｎ₅＝1.61340 ν₅＝43.84 ｒ₉＝24.6284 ｄ₉＝10.6561 ｎ₆＝1.43875 ν₆＝94.99 ｒ₁₀＝-15.8943 ｄ₁₀＝0.1500 ｒ₁₁＝28.0758 ｄ₁₁＝2.0000 ｎ₇＝1.61340 ν₇＝43.84 ｒ₁₂＝13.3127 ｄ₁₂＝10.0462 ｎ₈＝1.43875 ν₈＝94.99 ｒ₁₃＝-27.6812 ｄ₁₃＝0.1000 ｒ₁₄＝17.5337 ｄ₁₄＝1.7126 ｎ₉＝1.61340 ν₉＝43.84 ｒ₁₅＝9.9079 ｄ₁₅＝9.5764 ｎ₁₀＝1.43875 ν₁₀＝94.99 ｒ₁₆＝-20.9643 ｄ₁₆＝1.8170 ｎ₁₁＝1.61340 ν₁₁＝43.84 ｒ₁₇＝16.7072 ｄ₁₇＝0.1500 ｒ₁₈＝10.5261 ｄ₁₈＝5.1727 ｎ₁₂＝1.56907 ν₁₂＝71.30 ｒ₁₉＝-8.5091 ｄ₁₉＝7.6552 ｎ₁₃＝1.61340 ν₁₃＝43.84 ｒ₂₀＝4.0745 ｄ₂₀＝3.4152 ｒ₂₁＝-3.9836 ｄ₂₁＝1.0000 ｎ₁₄＝1.65844 ν₁₄＝50.88 ｒ₂₂＝8.0247 ｄ₂₂＝3.4000 ｎ₁₅＝1.80518 ν₁₅＝25.42 ｒ₂₃＝-9.6006 Ｒ₁₂＝-2.429 Ｒ₁₃＝-3.47 ｆ＝1.8 ｆ₁＝6.009 ｆ₂＝18.956 ｆ₃＝24.793 ｆ₄＝-26.059 ｆ₅＝-33.312 ｜Ｒ₁₂／Ｒ₁₃｜＝0.7 ｜Ｒ₁₂／ｆ｜＝1.349 ｜ｆ₁／ｆ｜＝3.338 ｜ｆ₂／ｆ｜＝10.531 ｜ｆ₃／ｆ｜＝13.774 ｜ｆ₄／ｆ｜＝14.477 ｜ｆ₅／ｆ｜＝18.507 ｎ₂−ｎ₁＝0.365 ν_d（Ｎ）−ν_d（Ｐ）＝25.46 ただし、ｒ₁、ｒ₂、・・・は各レンズ面の曲率半径、ｄ
₁、ｄ₂、・・・は各レンズの肉厚および空気間隔、
ｎ₁、ｎ₂、・・・は各レンズのｄ線の屈折率、ν ₁、
ν₂、・・・は各レンズのアッベ数である。

【００６４】図１は、本発明の実施例１の断面図であ
る。実施例１は、図１において示すように、埋め込みレ
ンズを有する半球状の平凸レンズの第１レンズ群Ｇ１
と、物体側に凹面を向けた正のメニスカスレンズと正の
両凸レンズからなり、全体で正の屈折力の第２レンズ群
Ｇ２と、正、負、正の３枚接合レンズと両凸レンズと
負、正、負の３枚接合レンズと、正、負の接合レンズか
らなる正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、像側に強い凹
面を向けた両凹レンズよりなり、強い負の屈折力を有す
る第４レンズ群Ｇ４と、物体側に凹面を向けたメニスカ
ス接合レンズよりなり、弱い負の屈折力をもつ第５レン
ズ群Ｇ５よりなる。

【００６５】実施例２は、図２に示す通りの構成で、実
施例１と同様の構成の対物レンズである。

【００６６】実施例３は、図３に示す通りの構成で、第
２レンズ群Ｇ２が２枚の正のメニスカスレンズよりな
り、第４レンズ群Ｇ４が正レンズと負レンズよりなる接
合レンズである点で実施例１と相違する。

【００６７】実施例４は、図４に示す通りの構成で、実
施例３と類似の構成である。

【００６８】実施例５は、図５に示す通りの構成であ
る。この実施例は、第３レンズ群Ｇ３が負レンズと正レ
ンズの接合レンズ２枚と、負レンズと正レンズと負レン
ズの３枚接合レンズとよりなる点で他の実施例と相違す
る。

【００６９】前記の実施例１〜５は、いずれも次に示す
ようなカバーガラスおよびオイルを用いている。

【００７０】カバーガラスｄ＝0.17ｍｍ、ｎｄ＝1.521、アッベ数νｄ＝56.02 オイルｎｄ＝1.51548、νｄ＝43.1

【００７１】またこれら実施例１〜５は、いずれも無限
遠設計の対物レンズである。そのために例えば図１１に
示す通りの構成で下記データを有する結像レンズと共に
用いられる。Ｒ₁＝68.7541 Ｄ₁＝7.7321 Ｎ₁＝1.48749 Ｖ₁＝70.20 Ｒ₂＝-37.5679 Ｄ₂＝3.4742 Ｎ₂＝1.80610 Ｖ₂＝40.95 Ｒ₃＝-102.8477 Ｄ₃＝0.6973 Ｒ₄＝84.3099 Ｄ₄＝6.0238 Ｎ₃＝1.83400 Ｖ₃＝37.16 Ｒ₅＝-50.7100 Ｄ₅＝3.0298 Ｎ₄＝1.64450 Ｖ₄＝40.82 Ｒ₆＝40.6619 ただし、Ｒ₁、Ｒ₂、・・・は結像レンズ各面の曲率半
径、Ｄ₁、Ｄ₂、・・・は結像レンズの肉厚およびレンズ
間隔、Ｎ₁、Ｎ₂、・・・は結像レンズの各レンズのｄ線
の屈折率、Ｖ₁、Ｖ₂、・・・は結像レンズの各レンズの
アッベ数である。

【００７２】この結像レンズは、実施例１〜５の対物レ
ンズから間隔５０ｍｍ〜１７０ｍｍの間のいずれの位置
に配置してもよい。

【００７３】これら実施例１、２、３、４、５は、夫々
図６、７、８、９、１０に示す通りの収差状況で、いず
れも諸収差が良好に補正されている。（ａ）は球面収
差、（ｂ）は非点収差、（ｃ）は歪曲収差を示す。特に
球面収差、色収差、像面湾曲が良好に補正されている。
なお図６〜１０は、いずれも対物レンズから１２０ｍｍ
間隔を置いて図１１に示す結像レンズを配置して結像さ
せた時のものである。

【００７４】本発明は、以上述べた通り、特許請求の範
囲に記載する構成のほか、下記各項に記載する構成も発
明の目的を達成し得る。

【００７５】（１）特許請求の範囲の請求項１、２ま
たは３に記載する対物レンズで、ｄ線の屈折率ｎ_dおよ
びアッベ数ν_dが夫々ｎ_d＝１．５〜１．５５、ν_d＝４
０〜５０であるオイルを油浸液を使用することを特徴と
する液浸系顕微鏡対物レンズ。

【００７６】（２）特許請求の範囲の請求項１、２ま
たは３あるいは前記の（１）の項に記載する対物レンズ
で、開口数が１．３５以上、１．４６以下であることを
特徴とする液浸系顕微鏡対物レンズ。

【００７７】（３）特許請求の範囲の請求項１、２ま
たは３あるいは前記の（１）または（２）の項に記載す
る対物レンズで、条件（１）の代わりに下記条件（１−
１）を満足することを特徴とする液浸系顕微鏡対物レン
ズ。（１−１）０．７≦｜Ｒ₁₂／Ｒ₁₃｜≦１．０

【００７８】（４）特許請求の範囲の請求項１、２ま
たは３あるいは前記の（１）、（２）または（３）の項
に記載する対物レンズで、第１レンズ群の接合の物体側
および像側のｄ線の屈折率ｎ₁、ｎ₂が下記条件（４）を
満足することを特徴とする液浸系顕微鏡対物レンズ。（４）ｎ₂−ｎ₁≧０．２

【００７９】（５）特許請求の範囲の請求項１、２ま
たは３あるいは前記の（１）、（２）、（３）または
（４）の項に記載する対物レンズで、第１レンズ群の焦
点距離ｆ₁が下記条件（６）を満足することを特徴とす
る液浸系顕微鏡対物レンズ。（６）１≦｜ｆ₁／ｆ｜≦４ただし、ｆは全系の焦点距離である。

【００８０】（６）特許請求の範囲の請求項２に記載
する対物レンズで、条件（３）の代わりに下記条件（３
−１）を満足することを特徴とする液浸系顕微鏡対物レ
ンズ。（３−１）｜ｆ₄／ｆ｜≦６

【００８１】

【発明の効果】本発明は、特殊なオイルを使用せず標準
的なオイルを使用しても、ＮＡ１．４を超える高開口数
で、球面収差、色収差、像面湾曲が良好に補正された高
開口数でアポクロマート液浸系顕微鏡対物レンズを実現
し得るという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の断面図

【図２】本発明の実施例２の断面図

【図３】本発明の実施例３の断面図

【図４】本発明の実施例４の断面図

【図５】本発明の実施例５の断面図

【図６】本発明の実施例１の収差曲線図

【図７】本発明の実施例２の収差曲線図

【図８】本発明の実施例３の収差曲線図

【図９】本発明の実施例４の収差曲線図

【図１０】本発明の実施例５の収差曲線図

【図１１】本発明の対物レンズと共に用いられる結像
レンズの一例を示す断面図

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体側より順に、物体側に凹面を向け
た接合面を有する平凸接合レンズからなる第１レンズ群
と、少なくとも１枚の正の単レンズを含む第２レンズ群
と、少なくとも一つの３枚接合レンズを含む第３レンズ
群と、像側に強い凹面を向けた負レンズを含む第４レン
ズ群と、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ
群を含む第５レンズ群からなり、次の条件（１）、
（２）を満足する液浸系顕微鏡対物レンズ。（１）０．６≦｜Ｒ₁₂／Ｒ₁₃｜≦１．４（２）０．７≦｜Ｒ₁₂／ｆ｜≦１．５ただし、Ｒ₁₂は第１レンズ群の接合面の曲率半径、Ｒ₁₃
は第１レンズ群の像側の面の曲率半径、ｆは対物レンズ
全系の焦点距離である。
【請求項２】下記条件（３）を満足する請求項１の
液浸系顕微鏡対物レンズ。（３）｜ｆ₄／ｆ｜≦２０ただしｆ₄は第４レンズ群の焦点距離、ｆは全系の焦点
距離である。
【請求項３】前記第５レンズ群に含まれる物体側に
凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分が負レンズと
正レンズの接合レンズであり、下記条件（５）を満足す
る請求項１または２の液浸系顕微鏡対物レンズ。（５） ν_d（Ｎ）−ν_d（Ｐ）≧１５ただしν_d（Ｎ）、ν_d（Ｐ）は夫々物体側に凹面を向け
たメニスカス形状のレンズ成分の負レンズおよび正レン
ズのアッベ数である。