JP2003075724A

JP2003075724A - 顕微鏡対物レンズ

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Publication number: JP2003075724A
Application number: JP2001265256A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Yamawaki; 康弘山脇; Eiji Chiyuusei; 英二中正
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2001-09-03
Filing date: 2001-09-03
Publication date: 2003-03-12
Anticipated expiration: 2021-09-03
Also published as: JP4033651B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高ＮＡでかつ作動距離の長い高倍率のセミ
アポクロマート級対物レンズを実現する。【解決手段】像側に凸面を向けた正レンズを少なく
とも２枚含む第１レンズ群と、正、負、正の３枚接合レ
ンズの第２レンズ群、正の第３レンズ群、接合メニスカ
スレンズからなり最も像側の面が像側に凹面である第４
レンズ群、最も像側の面が像側に凹面である接合メニス
カスレンズを含む第５レンズ群を備え、次の条件を満足
するようにした。（１）ｔ₅＋Ｄ＜ｔ₄ （２）０．２＜ｒ₄₂／ｒ₄₁＜０．７

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、開口数（ＮＡ）が
大きく作動距離が長い高倍率の対物レンズで、特にセミ
アポクロマート級の乾燥系顕微鏡対物レンズに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣ（集積回路）ウェハー等の標本を観
察するために用いられる顕微鏡対物レンズは、高倍率で
解像度が高くかつ長い作動距離を有することが必要であ
る。

【０００３】近年における半導体の集積度の上昇に伴
い、微細なパターンを高解像で観察する必要があり、か
つ安全性、操作性の面から操作時に標本が対物レンズに
当たるおそれのない程度の作動距離を有する必要があ
る。

【０００４】高倍率の顕微鏡対物レンズの従来例とし
て、例えば特開平４−４０４０９号、特開昭５９−２９
２１６号の各公報に記載されたものが知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例のうち、前
者の特開平４−４０４０９号公報に記載されている顕微
鏡対物レンズは、倍率が１００×でＮＡが０．８で作動
距離が４．７７ｍｍあるいは、倍率が１００×でＮＡが
０．７５で作動距離が５．３ｍｍである。

【０００６】しかし、この従来例のように、倍率が１０
０×の対物レンズにおいて、ＮＡが０．８では微細な構
造を観察するためには解像度が不十分である。

【０００７】また、後者の特開昭５９−２９２１６号公
報に記載されている対物レンズは、倍率が１００×で、
ＮＡが０．９５、作動距離が０．３４ｍｍである。

【０００８】この従来例の対物レンズは、作動距離が短
く、０．３４ｍｍであって、高倍の顕微鏡対物レンズと
しては不十分である。

【０００９】このようにこれら従来例は、前記のような
問題点を有している。

【００１０】本発明は、従来例の前記問題点に鑑みなさ
れたものであって、高ＮＡでかつ作動距離の長い高倍率
の対物レンズ、特にセミアポクロマート級顕微鏡対物レ
ンズを提供するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の顕微鏡対物レン
ズは、物体側から順に、像側に凸面を向けた正レンズを
少なくとも２枚含んでいる第１レンズ群と、正レンズと
負レンズと正レンズとを接合した３枚接合レンズからな
る第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群
と、接合メニスカスレンズからなり最も像側の面が像側
に向けられた凹面である第４レンズ群と、最も像側の面
が像側に向けられた凹面である接合メニスカスレンズを
含む第５レンズ群とを備えていて、下記の条件を満足す
ることを特徴とするものである。（１）ｔ₅＋Ｄ＜ｔ₄ （２）０．２＜ｒ₄₂／ｒ₄₁＜０．７ただし、ｔ₄は第４レンズ群の接合メニスカスレンズの
中心厚、ｔ₅は第５レンズ群の最も物体側の面から最も
像側の面までの距離、Ｄは第４レンズ群の接合メニスカ
スレンズと第５レンズ群との空気間隔、ｒ₄₁は第４レン
ズ群の接合レンズの最も物体側の面の曲率半径、ｒ₄₂は
第４レンズ群の接合レンズの最も像側の面の曲率半径で
ある。

【００１２】また、本発明の顕微鏡対物レンズは、上記
構成のレンズ系であって、下記の条件（３）を満足する
ことを特徴とする。（３）０．２＜ｔ₄／Ｌ＜０．４ただし、Ｌは物体面から対物レンズ全系の最も像側の面
までの距離である。

【００１３】更に本発明の顕微鏡対物レンズは、下記の
条件（４）を満足することを特徴とする。（４）３＜−ｆ₃₄／ｆ＜６０ただし、ｆ₃₄は第３レンズ群と第４レンズ群の合成焦点
距離、ｆは対物レンズ全系の焦点距離である。

【００１４】本発明の顕微鏡対物レンズは、前述のよう
な第１レンズ群〜第５レンズ群にて構成したもので、ま
ず第１レンズ群を像側に凸面を向けた正レンズを少なく
とも２枚含む構成にすることにより、物体からの高ＮＡ
の光線の開き角を徐々に小さくするようにした。更に第
２レンズ群、第３レンズ群により光束径が小さくなるよ
うに徐々に絞って収斂光束に変換するようにした。

【００１５】ところで、一般にレンズ系の倍率が高くな
ればなるほど、また作動距離が長くなればなるほど、レ
ンズ系の球面収差や色収差を補正するのが困難になる。
そこで、本発明のような高倍率で長い作動距離を有する
対物レンズでも、これら球面収差や色収差を良好に補正
する工夫が必要になる。

【００１６】本発明の対物レンズは、光線の高くなる第
２レンズ群に正レンズ、負レンズ、正レンズの３枚接合
レンズを用いることによって、球面収差、色収差の性能
を大幅に向上させるようにした。また、この３枚接合レ
ンズに異常分散性の硝材を用いれば、２次スペクトルを
極めて良好に補正することができるため好ましい。

【００１７】次に、第３レンズ群により収斂された光束
は、第４レンズ群に入射する。そして、第４レンズ群内
にて絞られた後に、その最も像側の面より光線が発散さ
れるように射出する。

【００１８】本発明の対物レンズは、作動距離を長くす
るために第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群に
大きな正の屈折力を持たせるようにした。そのため、こ
の３つのレンズ群におけるペッツバール和は正の値とな
り、像面湾曲が大きく発生する。この像面湾曲を良好に
補正するためには上記の値を相殺するような値を別のレ
ンズ群で発生させ、ペッツバール和を適正な値にコント
ロールする必要がある。そこで本発明の対物レンズで
は、上記群以外の群、即ち第４レンズ群に負の屈折力を
持たせるようにした。

【００１９】しかも、（１）この第４レンズ群を凹面が
像側に向いた接合メニスカスレンズの形状とする、
（２）中心厚が大きな接合レンズにする、（３）最も物
体側の面の曲率半径に比べて最も像側の面の曲率半径が
小さくなるようにする、という特徴と備えることによ
り、適切な大きさの負の屈折力が得られるようにした。

【００２０】そして、本発明では、上記第４レンズ群の
中心厚の望ましい範囲として、前記条件（１）を設け
た。つまりこの条件（１）に示すように、第４レンズ群
の中心厚ｔ₄を第４レンズ群と第５レンズ群の空気間隔
Ｄと第５レンズ群の中心厚ｔ₅との和よりも大きくする
ことで、十分な負の屈折力が得られるようにした。

【００２１】更に条件（２）に示すように、第４レンズ
群の最も物体側の面の曲率半径ｒ ₄₁と第４レンズ群の最
も像側の面の曲率半径ｒ₄₂との比（ｒ₄₂／ｒ₄₁）をとっ
たときに、その比がこの条件（２）を満足するように各
々の曲率半径を設定することで、負の屈折力を発生させ
て像面湾曲を良好に補正しつつ収斂光束を発散させて第
５レンズ群に導くようにした。

【００２２】条件（１）を満足しないと、つまり第４レ
ンズ群の中心厚ｔ₄が第５レンズ群の最も物体側の面か
ら最も像側の面までの距離ｔ₅と第４レンズ群から第５
レンズ群の間隔Ｄとの和よりも小さいと、第４レンズ群
の中心厚が小さくなるため、第４レンズ群の負の屈折力
が不足する。この結果、対物レンズの像面湾曲を十分に
補正し得なくなる。

【００２３】また、条件（２）の上限を上回ると、第４
レンズ群の最も像側の面の曲率半径が大きくなり、負の
屈折力が不足する。この結果、像面湾曲を十分補正し得
ない。また条件（２）の下限を下回ると、第４レンズ群
の像側の面の曲率半径が小さくなりすぎて、コマ収差が
発生する。

【００２４】なお、条件（２）を満足すると共に、第４
レンズ群の物体側の面の曲率半径ｒ₄₁が下記の範囲内で
あることが好ましい。５＜ｒ₄₁＜２００（ｍｍ）

【００２５】次に、本発明の対物レンズは第５レンズ群
により第４レンズ群を射出した光束を更に発散させるよ
うにした。ここで、発散するのは軸外光束の主光線であ
る。すなわち、軸外光束全体は平行光束のままで、光軸
から離れる方向に射出されている。

【００２６】上記のような作用を得るために、この第５
レンズ群は、その最も像側の面を像側に向いた凹面とし
ている。これによって、負の屈折力を発生させて軸外光
束を発散させるようにしている。しかも、この負の屈折
力によって、像面湾曲を良好に補正することができる。

【００２７】高倍率の対物レンズでは、低倍率の対物レ
ンズに比べると、レンズ群によって絞られたときの光束
径が小さい。更に、作動距離が長くなればなるほど、ま
た、ＮＡが大になればなるほど、光束が絞られる位置が
像側にシフトする傾向がある。そこで、本発明では、光
束が絞られる位置の近くにある第５レンズ群の最も像側
の面を、像側に向けた凹面にしている。このようにする
ことで、ここで負の屈折作用が得られ、所定の位置に所
定の高さの像が形成されるように軸外光束を発散させる
ことができる。

【００２８】以上の理由から第５レンズ群は前述の通り
の構成にした。

【００２９】本発明の顕微鏡対物レンズにおいて、前記
条件（３）を満足すればより好ましい。

【００３０】また、本発明の対物レンズにおいて前記条
件（４）を満足すれば好ましい。

【００３１】更に条件（３）、（４）共に満足すれば一
層好ましい。

【００３２】条件（３）は、対物レンズの全長Ｌに対す
る第４レンズ群の中心厚ｔ₄の比を規定したもので、こ
の条件（３）を満足することにより第４レンズ群が、ペ
ッツバール和をより適正にコントロールする屈折力を得
ることになり、より良好に像面湾曲を補正し得る。

【００３３】条件（３）の上限を上回ると、第４レンズ
群に続くレンズ群を配置する空間を確保することが困難
になる。

【００３４】条件（３）の下限を下回ると、第４レンズ
群の負の屈折力が不足し、像面湾曲を良好に補正するこ
とが困難になる。

【００３５】尚、前記条件（３）における全長Ｌの値
は、次の範囲内であることが好ましい。２５＜Ｌ＜１２０（ｍｍ）

【００３６】条件（４）は、第３レンズ群、第４レンズ
群の合成焦点距離ｆ₃₄を対物レンズ全体の焦点距離ｆに
より規格化した値を規定したものである。この条件
（４）を満足することにより、ペッツバール和を適正な
値にコントロールするように第３レンズ群と第４レンズ
群の屈折力を持つようにすることができ、像面湾曲をよ
り良好に補正し得るようになる。

【００３７】条件（４）の上限を上回ると、第４レンズ
の負の屈折力が不足し、像面湾曲を良好に補正すること
が困難になる。

【００３８】条件（４）の下限を下回ると、第４レンズ
群の負の屈折力が過剰になり、コマ収差が悪化する。

【００３９】尚ｆの値は下記範囲内であることが好まし
い。０．４＜ｆ＜６

【００４０】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を実施例
をもとに述べる。

【００４１】本発明の顕微鏡対物レンズの実施例１〜実
施例７は図１〜７に示す通りで、夫々下記データを有す
る。

【００４２】実施例１ＮＡ＝０．８、ＷＤ＝１．６、β＝−５０、ｆ＝３．６ｒ₁＝-3.6 ｄ₁＝5.2 ｎ₁＝1.88300 ν₁＝40.76 ｒ₂＝-5.0 ｄ₂＝0.9 ｒ₃＝-37.8 ｄ₃＝2.7 ｎ₂＝1.61800 ν₂＝63.33 ｒ₄＝-11.8 ｄ₄＝0.1 ｒ₅＝16.3 ｄ₅＝4.4 ｎ₃＝1.49700 ν₃＝81.54 ｒ₆＝-12.7 ｄ₆＝1.4 ｎ₄＝1.65412 ν₄＝39.68 ｒ₇＝14.3 ｄ₇＝5.9 ｎ₅＝1.43875 ν₅＝94.99 ｒ₈＝-14.4 ｄ₈＝0.1 ｒ₉＝23.6 ｄ₉＝0.8 ｎ₆＝1.65412 ν₆＝39.68 ｒ₁₀＝10.8 ｄ₁₀＝3.8 ｎ₇＝1.49700 ν₇＝81.54 ｒ₁₁＝-27.0 ｄ₁₁＝0.1 ｒ₁₂＝14.1 ｄ₁₂＝3.6 ｎ₈＝1.49700 ν₈＝81.54 ｒ₁₃＝-10.7 ｄ₁₃＝7.8 ｎ₉＝1.74951 ν₉＝35.33 ｒ₁₄＝6.0 ｄ₁₄＝3.6 ｒ₁₅＝23.0 ｄ₁₅＝3.2 ｎ₁₀＝1.75520 ν₁₀＝27.51 ｒ₁₆＝-5.1 ｄ₁₆＝1.3 ｎ₁₁＝1.65844 ν₁₁＝50.88 ｒ₁₇＝16.7 （１）ｔ₅＋Ｄ＜ｔ₄ （２）ｒ₄₂／ｒ₄₁＝０．４３（３）ｔ₄／Ｌ＝０．２５（４） −ｆ₃₄／ｆ＝９．８４

【００４３】実施例２ＮＡ＝０．８、ＷＤ＝１．６、β＝−５０、ｆ＝３．６ｒ₁＝-3.9 ｄ₁＝5.4 ｎ₁＝1.88300 ν₁＝40.76 ｒ₂＝-5.3 ｄ₂＝0.8 ｒ₃＝-14.6 ｄ₃＝4.4 ｎ₂＝1.61800 ν₂＝63.33 ｒ₄＝-10.0 ｄ₄＝0.1 ｒ₅＝15.0 ｄ₅＝5.0 ｎ₃＝1.49700 ν₃＝81.54 ｒ₆＝-18.8 ｄ₆＝5.7 ｎ₄＝1.65412 ν₄＝39.68 ｒ₇＝12.2 ｄ₇＝6.4 ｎ₅＝1.43875 ν₅＝94.99 ｒ₈＝-16.7 ｄ₈＝0.1 ｒ₉＝29.2 ｄ₉＝2.8 ｎ₆＝1.49700 ν₆＝81.54 ｒ₁₀＝-54.7 ｄ₁₀＝0.1 ｒ₁₁＝21.5 ｄ₁₁＝3.7 ｎ₇＝1.49700 ν₇＝81.54 ｒ₁₂＝-11.8 ｄ₁₂＝13.6 ｎ₈＝1.74951 ν₈＝35.33 ｒ₁₃＝9.4 ｄ₁₃＝5.3 ｒ₁₄＝16.1 ｄ₁₄＝5 ｎ₉＝1.75520 ν₉＝27.51 ｒ₁₅＝-7.9 ｄ₁₅＝3.1 ｎ₁₀＝1.65844 ν₁₀＝50.88 ｒ₁₆＝10.3 （１）ｔ₅＋Ｄ＜ｔ₄ （２）ｒ₄₂／ｒ₄₁＝０．４４（３）ｔ₄／Ｌ＝０．２９（４） −ｆ₃₄／ｆ＝５．６１

【００４４】実施例３ＮＡ＝０．８、ＷＤ＝１．８３、β＝−５０、ｆ＝３．６ｒ₁＝-3.7476 ｄ₁＝5.7655 ｎ₁＝1.88300 ν₁＝40.76 ｒ₂＝-5.3567 ｄ₂＝0.1000 ｒ₃＝-24.6402 ｄ₃＝4.0723 ｎ₂＝1.56907 ν₂＝71.30 ｒ₄＝-11.8460 ｄ₄＝0.1000 ｒ₅＝17.7584 ｄ₅＝5.2957 ｎ₃＝1.49700 ν₃＝81.54 ｒ₆＝-10.1902 ｄ₆＝5.2632 ｎ₄＝1.61340 ν₄＝43.84 ｒ₇＝153.0677 ｄ₇＝5.3588 ｎ₅＝1.43875 ν₅＝94.99 ｒ₈＝-13.8887 ｄ₈＝0.1000 ｒ₉＝67.9967 ｄ₉＝3.1772 ｎ₆＝1.49700 ν₆＝81.54 ｒ₁₀＝-11.6046 ｄ₁₀＝2.1418 ｎ₇＝1.74000 ν₇＝31.71 ｒ₁₁＝-44.7200 ｄ₁₁＝0.1000 ｒ₁₂＝21.3445 ｄ₁₂＝3.7026 ｎ₈＝1.49700 ν₈＝81.54 ｒ₁₃＝-11.5324 ｄ₁₃＝18.7552 ｎ₉＝1.74951 ν₉＝35.33 ｒ₁₄＝7.0687 ｄ₁₄＝1.0897 ｒ₁₅＝12.8754 ｄ₁₅＝5.0000 ｎ₁₀＝1.74000 ν₁₀＝28.30 ｒ₁₆＝-4.8008 ｄ₁₆＝1.1132 ｎ₁₁＝1.65844 ν₁₁＝50.88 ｒ₁₇＝17.4918 （１）ｔ₅＋Ｄ＜ｔ₄ （２）ｒ₄₂／ｒ₄₁＝０．３３（３）ｔ₄／Ｌ＝０．３７（４） −ｆ₃₄／ｆ＝３．２３

【００４５】実施例４ＮＡ＝０．８、ＷＤ＝１．６、β＝−５０、ｆ＝３．６ｒ₁＝-3.8418 ｄ₁＝5.5808 ｎ₁＝1.88300 ν₁＝40.76 ｒ₂＝-5.2560 ｄ₂＝0.1000 ｒ₃＝-11.4872 ｄ₃＝2.5961 ｎ₂＝1.56907 ν₂＝71.30 ｒ₄＝-9.4032 ｄ₄＝0.1000 ｒ₅＝15.4358 ｄ₅＝5.9817 ｎ₃＝1.49700 ν₃＝81.54 ｒ₆＝-12.9016 ｄ₆＝4.7661 ｎ₄＝1.61340 ν₄＝43.84 ｒ₇＝13.0107 ｄ₇＝4.8596 ｎ₅＝1.43875 ν₅＝94.99 ｒ₈＝-16.8638 ｄ₈＝0.1000 ｒ₉＝32.6622 ｄ₉＝2.8767 ｎ₆＝1.49700 ν₆＝81.54 ｒ₁₀＝-21.8786 ｄ₁₀＝4.4305 ｎ₇＝1.74000 ν₇＝31.71 ｒ₁₁＝-27.0791 ｄ₁₁＝0.1000 ｒ₁₂＝19.8975 ｄ₁₂＝4.4349 ｎ₈＝1.49700 ν₈＝81.54 ｒ₁₃＝-11.4576 ｄ₁₃＝17.4591 ｎ₉＝1.74951 ν₉＝35.33 ｒ₁₄＝7.6447 ｄ₁₄＝1.9017 ｒ₁₅＝20.5025 ｄ₁₅＝4.9773 ｎ₁₀＝1.74000 ν₁₀＝28.30 ｒ₁₆＝-5.2091 ｄ₁₆＝1.1000 ｎ₁₁＝1.65844 ν₁₁＝50.88 ｒ₁₇＝18.8906 （１）ｔ₅＋Ｄ＜ｔ₄ （２）ｒ₄₂／ｒ₄₁＝０．３８（３）ｔ₄／Ｌ＝０．３７（４） −ｆ₃₄／ｆ＝５９．８６

【００４６】実施例５ＮＡ＝０．９、ＷＤ＝２．２２、β＝−１００、ｆ＝１．８ｒ₁＝-3.1119 ｄ₁＝2.0650 ｎ₁＝1.88300 ν₁＝40.76 ｒ₂＝-3.0993 ｄ₂＝0.1500 ｒ₃＝52.5461 ｄ₃＝2.9386 ｎ₂＝1.56907 ν₂＝71.30 ｒ₄＝-10.5706 ｄ₄＝0.2502 ｒ₅＝8.9064 ｄ₅＝4.3025 ｎ₃＝1.43875 ν₃＝94.97 ｒ₆＝-16.6272 ｄ₆＝1.1000 ｎ₄＝1.65412 ν₄＝39.68 ｒ₇＝8.1678 ｄ₇＝4.5516 ｎ₅＝1.43875 ν₅＝94.99 ｒ₈＝-11.4269 ｄ₈＝0.2009 ｒ₉＝26.5455 ｄ₉＝4.0740 ｎ₆＝1.43875 ν₆＝94.99 ｒ₁₀＝-6.3141 ｄ₁₀＝1.1482 ｎ₇＝1.72047 ν₇＝34.71 ｒ₁₁＝-15.6801 ｄ₁₁＝0.2001 ｒ₁₂＝10.2646 ｄ₁₂＝5.1822 ｎ₈＝1.43875 ν₈＝94.99 ｒ₁₃＝-6.6203 ｄ₁₃＝6.8421 ｎ₉＝1.72047 ν₉＝34.71 ｒ₁₄＝7.0860 ｄ₁₄＝5.2617 ｒ₁₅＝6.5201 ｄ₁₅＝3.9994 ｎ₁₀＝1.80518 ν₁₀＝25.42 ｒ₁₆＝-10.4987 ｄ₁₆＝0.9255 ｎ₁₁＝1.77250 ν₁₁＝49.60 ｒ₁₇＝4.6082 （１）ｔ₅＋Ｄ＜ｔ₄ （２）ｒ₄₂／ｒ₄₁＝０．６９（３）ｔ₄／Ｌ＝０．２６（４） −ｆ₃₄／ｆ＝１４．９８

【００４７】実施例６ＮＡ＝０．９、ＷＤ＝２．３５、β＝−１００、ｆ＝１．８ｒ₁＝-3.4139 ｄ₁＝2.2619 ｎ₁＝1.88300 ν₁＝40.76 ｒ₂＝-3.3512 ｄ₂＝0.1000 ｒ₃＝-151.9739 ｄ₃＝2.4000 ｎ₂＝1.49700 ν₂＝81.54 ｒ₄＝-13.7350 ｄ₄＝0.1500 ｒ₅＝46.2860 ｄ₅＝2.5000 ｎ₃＝1.49700 ν₃＝81.54 ｒ₆＝-23.2376 ｄ₆＝0.2519 ｒ₇＝12.7983 ｄ₇＝4.4991 ｎ₄＝1.43875 ν₄＝94.99 ｒ₈＝-15.1003 ｄ₈＝3.5000 ｎ₅＝1.65412 ν₅＝39.68 ｒ₉＝12.4128 ｄ₉＝3.7029 ｎ₆＝1.43875 ν₆＝94.99 ｒ₁₀＝-16.8032 ｄ₁₀＝0.2019 ｒ₁₁＝37.1152 ｄ₁₁＝1.0000 ｎ₇＝1.72047 ν₇＝34.71 ｒ₁₂＝9.5213 ｄ₁₂＝5.5612 ｎ₈＝1.43875 ν₈＝94.99 ｒ₁₃＝-19.9075 ｄ₁₃＝0.2019 ｒ₁₄＝13.6521 ｄ₁₄＝9.8137 ｎ₉＝1.43875 ν₉＝94.99 ｒ₁₅＝-5.7604 ｄ₁₅＝14.0863 ｎ₁₀＝1.65412 ν₁₀＝39.68 ｒ₁₆＝5.8977 ｄ₁₆＝1.4753 ｒ₁₇＝6.6821 ｄ₁₇＝5.8577 ｎ₁₁＝1.76182 ν₁₁＝26.52 ｒ₁₈＝-6.8215 ｄ₁₈＝2.0763 ｎ₁₂＝1.75500 ν₁₂＝52.32 ｒ₁₉＝7.4792 （１）ｔ₅＋Ｄ＜ｔ₄ （２）ｒ₄₂／ｒ₄₁＝０．４３（３）ｔ₄／Ｌ＝０．３９（４） −ｆ₃₄／ｆ＝１３．２４

【００４８】実施例７ＮＡ＝０．９、ＷＤ＝２．３９、β＝−１００、ｆ＝１．８ｒ₁＝-3.1908 ｄ₁＝3.0220 ｎ₁＝1.88300 ν₁＝40.76 ｒ₂＝-3.7955 ｄ₂＝0.1581 ｒ₃＝-102.7375 ｄ₃＝4.0412 ｎ₂＝1.61800 ν₂＝63.33 ｒ₄＝-17.1233 ｄ₄＝0.2549 ｒ₅＝20.0257 ｄ₅＝5.9489 ｎ₃＝1.49700 ν₃＝81.54 ｒ₆＝-10.1419 ｄ₆＝3.0000 ｎ₄＝1.65412 ν₄＝39.68 ｒ₇＝144.9116 ｄ₇＝3.6847 ｎ₅＝1.43875 ν₅＝94.99 ｒ₈＝-13.9790 ｄ₈＝0.1000 ｒ₉＝44.0297 ｄ₉＝2.5000 ｎ₆＝1.43875 ν₆＝94.99 ｒ₁₀＝-35.1751 ｄ₁₀＝0.2048 ｒ₁₁＝34.0107 ｄ₁₁＝2.2000 ｎ₇＝1.61340 ν₇＝44.27 ｒ₁₂＝10.8494 ｄ₁₂＝6.4172 ｎ₈＝1.43875 ν₈＝94.99 ｒ₁₃＝-9.0000 ｄ₁₃＝2.8000 ｎ₉＝1.72047 ν₉＝34.71 ｒ₁₄＝-26.6138 ｄ₁₄＝0.2047 ｒ₁₅＝42.7344 ｄ₁₅＝9.7653 ｎ₁₀＝1.43875 ν₁₀＝94.99 ｒ₁₆＝-8.2473 ｄ₁₆＝13.4229 ｎ₁₁＝1.61340 ν₁₁＝44.27 ｒ₁₇＝8.9383 ｄ₁₇＝1.9378 ｒ₁₈＝8.8985 ｄ₁₈＝7.5000 ｎ₁₂＝1.80518 ν₁₂＝25.42 ｒ₁₉＝-13.0790 ｄ₁₉＝6.1000 ｎ₁₃＝1.77250 ν₁₃＝49.60 ｒ₂₀＝5.6434 （１）ｔ₅＋Ｄ＜ｔ₄ （２）ｒ₄₂／ｒ₄₁＝０．２１（３）ｔ₄／Ｌ＝０．３１（４） −ｆ₃₄／ｆ＝３７．５６ただし、ｒ₁、ｒ₂、・・・はレンズ各面の曲率半径、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。またＮＡは
開口数、ＷＤは作動距離、βは倍率である。尚、上記デ
ータにおいて、ｆ，ｒ，ｄ等の長さの単位はｍｍであ
る。

【００４９】上記実施例において、実施例１は図１に示
す構成のレンズ系で、像側に凸面を向けた正レンズ２枚
よりなる第１レンズ群Ｇ１と、両凸レンズと両凹レンズ
と両凸レンズとを接合した３枚接合レンズの第２レンズ
群Ｇ２と、像側に凹面を向けた負のメニスカスレンズと
両凸レンズとを接合した接合レンズよりなる正の屈折力
の第３レンズ群Ｇ３と、両凸レンズと両凹レンズを接合
した接合メニスカスレンズよりなる第４レンズ群Ｇ４
と、両凸レンズと両凹レンズを接合した像側に向かって
凹面をなす接合メニスカスレンズの第５レンズ群Ｇ５と
より構成されている。

【００５０】また実施例２は、図２に示すように、像側
に凸面を向けた単体の正のメニスカスレンズ２枚よりな
る第１レンズ群Ｇ１と、両凸レンズと両凹レンズと両凸
レンズとを接合した３枚接合レンズの第２レンズ群Ｇ２
と、両凸単レンズ１枚よりなる第３レンズ群Ｇ３と、両
凸レンズと両凹レンズを接合した像側に凹面を向けた接
合メニスカスレンズよりなる第４レンズ群Ｇ４と、両凸
レンズと両凹レンズを接合した像側に凹面を向けた接合
メニスカスレンズの第５レンズ群Ｇ５とにて構成されて
いる。

【００５１】実施例３は、図３に示すように、像側に凸
面を向けたメニスカス単レンズ２枚よりなる第１レンズ
群Ｇ１と、両凸レンズと両凹レンズと両凸レンズを接合
した３枚接合レンズよりなる第２レンズ群Ｇ２と、両凸
レンズと物体側に凹面を向けた負のメニスカスレンズを
接合した正の屈折力を有する接合レンズの第３レンズ群
Ｇ３と、両凸レンズと両凹レンズとを接合した像側に凹
面を向けた接合メニスカスレンズの第４レンズ群Ｇ４
と、両凸レンズと両凹レンズを接合した像側に凹面を向
けた接合メニスカスレンズの第５レンズ群Ｇ５とより構
成されている。

【００５２】実施例４は図４に示すように、像側に凸面
を向けたメニスカス単レンズ２枚の第１レンズ群Ｇ１
と、両凸レンズと両凹レンズと両凸レンズを接合した３
枚接合レンズの第２レンズ群Ｇ２と、両凸レンズと物体
側に凹面を向けた負のメニスカスレンズとを接合した接
合レンズで正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、両
凸レンズと両凹レンズを接合した像側に凹面を向けた接
合メニスカスレンズよりなる第４レンズ群Ｇ４と、両凸
レンズと両凹レンズを接合した像側に凹面を向けた接合
メニスカスレンズの第５レンズ群Ｇ５とより構成されて
いる。

【００５３】実施例５は、図５に示すように、像側に凸
面を向けたメニスカス単レンズと両凸レンズよりなる第
１レンズ群Ｇ１と、両凸レンズと両凹レンズと両凸レン
ズを接合した３枚接合レンズの第２レンズ群Ｇ２と、両
凸レンズと物体側に凹面を向けた負のメニスカスレンズ
とを接合した接合レンズよりなり正の屈折力を有する第
３レンズ群Ｇ３と、両凸レンズと両凹レンズを接合した
像側に凹面を向けた接合メニスカスレンズの第４レンズ
群Ｇ４と、両凸レンズと両凹レンズとを接合した像側に
凹面を向けた接合メニスカスレンズの第５レンズ群Ｇ５
とより構成されている。

【００５４】実施例６は、図６に示すように、像側に凸
面を向けたメニスカス単レンズと両凸レンズ２枚とより
なる第１レンズ群Ｇ１と、両凸レンズと両凹レンズと両
凸レンズとを接合した３枚接合レンズの第２レンズ群
と、像側に凹面を向けた負のメニスカスレンズと両凸レ
ンズとを接合した接合レンズよりなり正の屈折力を有す
る第３レンズ群Ｇ３と、両凸レンズと両凹レンズを接合
した像側に凹面を向けた接合メニスカスレンズよりなる
第４レンズ群Ｇ４と、両凸レンズと両凹レンズとを接合
した像側に凹面を向けた接合メニスカスレンズの第５レ
ンズ群Ｇ５とにて構成されている。

【００５５】実施例７は、図７に示すように、像側に凸
面を向けたメニスカス単レンズ２枚よりなる第１レンズ
群Ｇ１と、両凸レンズと両凹レンズと両凸レンズを接合
した３枚接合レンズの第２レンズ群Ｇ２と、両凸単レン
ズと、像側に凹面を向けた負のメニスカスレンズと両凸
レンズと物体側に凹面を向けた負のメニスカスレンズと
を接合した３枚接合レンズとよりなり正の屈折力を有す
る第３レンズ群Ｇ３と、両凸レンズと両凹レンズを接合
した接合レンズで像側に凹面を向けた接合メニスカスレ
ンズの第４レンズ群Ｇ４と、両凸レンズと両凹レンズを
接合した接合メニスカスレンズで像側に凹面を向けた第
５レンズ群Ｇ５とにより構成されている。

【００５６】本発明の上記実施例の対物レンズは、いず
れも無限遠設計のレンズ系であり、したがって、例えば
図１５に示すような構成で下記データを有する結像レン
ズをその像側に配置して用いられる。ｒ’₁＝68.754 ｄ’₁＝7.732 ｎ’₁＝1.487 ν’₁＝70.2 ｒ’₂＝-37.567 ｄ’₂＝3.474 ｎ’₂＝1.806 ν’₂＝40.9 ｒ’₃＝-102.847 ｄ’₃＝0.697 ｒ’₄＝84.309 ｄ’₄＝6.023 ｎ’₃＝1.834 ν’₃＝37.1 ｒ’₅＝-50.710 ｄ’₅＝3.029 ｎ’₄＝1.644 ν’₄＝40.8 ｒ’₆＝40.661ただし、ｒ’₁、ｒ’₂、・・・は結像レ
ンズの曲率半径、ｄ’₁、ｄ’₂、・・・は結像レンズの
各レンズの肉厚および空気間隔、ｎ’₁、ｎ’₂、・・・
は結像レンズの各レンズの屈折率、ν’₁、ν’₂、・・
・は結像レンズの各レンズのアッベ数である。

【００５７】実施例１〜７に上記結像レンズを配置する
場合の対物レンズから結像レンズまでの距離は５０ｍｍ
から１７０ｍｍの間であればいずれでもよい。

【００５８】図８〜図１４は、前記実施例１〜７の対物
レンズに前記図１５の結像レンズを対物レンズの最も像
側の面より１１９ｍｍの間隔をおいて配置して結像した
時の収差図を示す。これら収差図中ＩＨは像高である。
尚対物レンズの最も像側の距離が前記の１１９ｍｍ以外
の値であっても５０ｍｍ〜１７０ｍｍの間の距離であれ
ば図示するものとほぼ同じ収差状況である。

【００５９】この収差図より明らかなように、これらの
実施例の対物レンズは、諸収差が良好に補正されてい
る。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の顕微鏡対
物レンズは、倍率が高く、作動距離が長く、しかも高解
像で見えが良い、ＩＣウエハー標本等の観察に適したレ
ンズ系である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の対物レンズの断面図

【図２】本発明の実施例２の対物レンズの断面図

【図３】本発明の実施例３の対物レンズの断面図

【図４】本発明の実施例４の対物レンズの断面図

【図５】本発明の実施例５の対物レンズの断面図

【図６】本発明の実施例６の対物レンズの断面図

【図７】本発明の実施例７の対物レンズの断面図

【図８】本発明の実施例１の収差曲線図

【図９】本発明の実施例２の収差曲線図

【図１０】本発明の実施例３の収差曲線図

【図１１】本発明の実施例４の収差曲線図

【図１２】本発明の実施例５の収差曲線図

【図１３】本発明の実施例６の収差曲線図

【図１４】本発明の実施例７の収差曲線図

【図１５】本発明の対物レンズと共に用いられる結像
レンズの断面図

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H087 KA09 LA01 NA15 PA02 PA06 PA07 PA16 PA19 PB04 PB10 PB11 PB12 PB13 QA03 QA06 QA12 QA21 QA26 QA39 QA41 QA46

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体側から順に、像側に凸面を向けた
正レンズを少なくとも２枚含む第１レンズ群と、正レン
ズ、負レンズ、正レンズの３枚接合レンズからなる第２
レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、接合
メニスカスレンズからなり最も像側の面が像側に向けら
れた凹面である第４レンズ群と、最も像側の面が像側に
向けられた凹面である接合メニスカスレンズを含む第５
レンズ群を備え、次の条件を満足することを特徴とする
顕微鏡対物レンズ。（１）ｔ₅＋Ｄ＜ｔ₄ （２）０．２＜ｒ₄₂／ｒ₄₁＜０．７ただし、ｔ₄は第４レンズ群の接合メニスカスレンズの
中心厚、ｔ₅は第５レンズ群の最も物体側の面から最も
像側の面までの距離、Ｄは第４レンズ群の接合メニスカ
スレンズと第５レンズ群との空気間隔、ｒ₄₁は第４レン
ズ群の接合レンズの最も物体側の面の曲率半径、ｒ₄₂は
第４レンズ群の接合レンズの最も像側の面の曲率半径で
ある。
【請求項２】物体面から対物レンズ全系の最も像側
の面までの距離をＬ、第４レンズ群の接合メニスカスレ
ンズの中心厚をｔ₄とした時、下記の条件（３）を満足
する請求項１の顕微鏡対物レンズ。（３）０．２＜ｔ₄／Ｌ＜０．４
【請求項３】前記第３レンズ群と第４レンズ群の合
成焦点距離をｆ₃₄、全系の焦点距離をｆとした時、下記
の条件（４）を満足する請求項１または２の顕微鏡対物
レンズ。（４）３＜−ｆ₃₄／ｆ＜６０