JP2008122592A - 顕微鏡対物レンズ - Google Patents

Abstract

【課題】開口数０．６５程度で、高次球面収差を始め諸収差が良好に補正された顕微鏡対物レンズの提供。
【解決手段】物体側より順に、正の第１レンズ群Ｇ１と、正の第２レンズ群Ｇ２と、負の第３レンズ群Ｇ３とから構成され、Ｇ１が物体側に凹面を向けた正のメニスカスレンズＬ１を有し、Ｇ２が正レンズＬ３と負レンズＬ４との接合要素を有し、且つ、Ｇ２を構成するレンズの少なくとも一面に回折光学面Ｄが形成され、Ｇ３が像側に負レンズＬ１２、正レンズＬ１３、負レンズＬ１４をこの順に並べ、Ｇ２の正レンズのアッベ数をνｄｐ、負レンズのアッベ数をνｄｎ、正レンズのｄ線に対する屈折率をｎｄｐ、負レンズのｄ線に対する屈折率をｎｄｎ、正レンズと負レンズとの接合面の曲率半径をＲII、全系の焦点距離をｆ、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１としたとき、 νｄｐ − νｄｎ ＞ ３０ ９０ ＞ ＲII／（ｎｄｎ−ｎｄｐ） ４．０ ＜ ｆ１／ｆ ＜ ７．０を満足する。
【選択図】図１

Description

本発明は、顕微鏡対物レンズに関する。

従来１０ｍｍ程度の長い作動距離を有し、倍率５０倍程度の顕微鏡対物レンズは、開口数が０．５５程度のものが一般的であった（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−２０８９７６号公報

このような顕微鏡対物レンズに対し、工業用途などでは微細な回路等を検査する目的のため、更に大きな開口数を有する顕微鏡対物レンズへの要求が高くなっている。しかしながら、長い作動距離（１０ｍｍ程度）を確保したまま開口数を０．６５程度まで大きくすると、特に球面収差の色変化、色による差も含めた高次の曲がりが発生して補正が困難となるという課題がある。また、色変化を含めた球面収差を補正すると同時に、当然ながら、軸上の色収差、倍率の色収差、また、非点収差、歪曲収差等の基準波長に関わる収差も補正し、顕微鏡対物レンズに求められる性能を達成しなければならないという課題もある。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、倍率５０倍程度で、作動距離１０ｍｍ程度を有し、開口数０．６５程度の、色変化も含めた高次球面収差を始め諸収差が良好に補正された顕微鏡対物レンズを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために本発明に係る顕微鏡対物レンズは、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群とから構成される。このとき、第１レンズ群が、最も物体側に、物体側に凹面を向けた正のメニスカスレンズを有し、第２レンズ群が、正レンズと負レンズとを組み合わせてなる色消しレンズ要素を有し、且つ、第２レンズ群を構成するレンズの少なくとも一面に回折光学面が形成され、第３レンズ群が、最も像側に負レンズ、正レンズ、負レンズをこの順に並べ、全体として負の屈折力を有する色消しレンズ要素を有して構成される。そして、この顕微鏡対物レンズは、第２レンズ群に含まれる色消しレンズ要素を構成する正レンズのアッベ数をνｄｐとし、当該色消しレンズ要素を構成する負レンズのアッベ数をνｄｎとしたとき、次式
νｄｐ − νｄｎ ＞ ３０ （１）
を満足し、第２レンズ群に含まれる色消しレンズ要素を構成する正レンズのｄ線に対する屈折率をｎｄｐとし、当該色消しレンズ要素を構成する負レンズのｄ線に対する屈折率をｎｄｎとし、当該色消しレンズ要素の正レンズと負レンズとの接合面の曲率半径をＲIIとしたとき、次式
９０ ＞ ＲII／（ｎｄｎ−ｎｄｐ） ＞ ７０ （２）
を満足し、全系の焦点距離をｆとし、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１としたとき、次式
４．０ ＜ ｆ１／ｆ ＜ ７．０ （３）
を満足する。

このとき、第２レンズ群に含まれる色消しレンズ要素が、正レンズと負レンズとを接合してなることが好ましい。

このような本発明に係る顕微鏡対物レンズにおいて、第３レンズ群に含まれる色消しレンズ要素の焦点距離をｆｒとしたとき、次式
１．５ ＜ ｜ｆｒ／ｆ｜ ＜ ２．５ （４）
を満足することが好ましい。

また、第３レンズ群に含まれる色消しレンズ要素が、負レンズ、正レンズ、負レンズの接合レンズで構成されていることが好ましい。

さらに、回折光学面が、密着複層型回折光学素子で構成されていることが好ましい。

本発明に係る顕微鏡対物レンズを以上のように構成すると、倍率５０倍程度で、作動距離１０ｍｍ程度を持った、開口数０．６５程度の、色変化も含めた高次球面収差を始め諸収差が良好に補正された顕微鏡対物レンズを提供することができる。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。まず、図１を用いて、本発明に係る顕微鏡対物レンズの構成について説明する。この顕微鏡対物レンズは、物体Ｏ側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、および、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３から構成される。このような顕微鏡対物レンズにおいて、第１レンズ群Ｇ１には、極力球面収差を発生させないために、最も物体側に、物体Ｏに対して凹面を向けた正のメニスカスレンズ（図１におけるレンズＬ１）が設けられている。これは、高い開口数の光線に対しても、レンズ面に対する光線の入射角ができるだけ大きくならないようにするためである。また、第２レンズ群Ｇ２には、正レンズと負レンズとを組み合わせて構成される色消しレンズ要素（図１におけるレンズＬ３，Ｌ４）が設けられており、この第２レンズ群Ｇ２を構成するレンズのいずれかの面には回折光学面が形成されている（図１におけるレンズＬ４と光学素子Ｌ５の貼り合わせ面に形成された回折格子Ｄ）。なお、この色消しレンズ要素は図１に示すように接合されて構成されても良い。

さらに、第３レンズ群Ｇ３には、最も像側に負レンズ、正レンズ、負レンズをこの順に並べ、全体として負の屈折率を有する色消しレンズ要素（図１におけるレンズＬ１１〜Ｌ１３）を含んでいる。なお、この色消しレンズ要素は、この図１に示すように接合レンズで構成すると顕微鏡対物レンズの製造が容易になるが、これらのレンズＬ１１〜Ｌ１３は、分離して配置することも可能である。

このような顕微鏡対物レンズにおいて、長い作動距離を持ち、高い開口数を有するように構成すると、軸上の色収差、倍率の色収差およびその２次スペクトルに加えて、基準波長に対する球面収差のみならず、色による球面収差の変化や高次の曲がりおよびその色変化を十分に補正することが必要となる。本実施例においては、色収差を補正するために、上述のように第２レンズ群Ｇ２に設けた回折光学面の負分散特性に非球面効果を絡ませて、球面収差の色変化や高次の曲がりを補正するように構成している。このような回折光学面（回折格子Ｄ）は、通常は独立した素子として（すなわち、回折光学素子として）、平行平面板等に形成して用いることが一般的であるが、本実施例においては、レンズ面に（図１においては、レンズＬ４の像側のレンズ面に）直接、回折格子Ｄを形成している。具体的には、レンズＬ４の像側の面に、樹脂等で形成された光学素子Ｌ５を設け、このレンズＬ４と光学素子Ｌ５との境界面（接合面）に回折格子Ｄが形成されている。

このような長作動距離と高い開口数を有する顕微鏡対物レンズでは、レンズに対する小型化の要請が強く、全長に対する制約も厳しい。したがって、回折光学素子を独立した素子とせず、レンズ面に直接形成することにより小型化にも寄与させている。また、このように回折格子Ｄをレンズ面に直接形成することにより、色変化も含めて、最も球面収差の発生が大きい屈折面の近傍に配置することができるので、効率よく、色変化も含めた球面収差の補正に寄与させることができる。本実施例においては、最も球面収差の発生量が大きいレンズ、すなわち、物体面の中心から発する最も大きな開口数を有する光線が光軸から最も離れた位置を通過するレンズ（図１においては、第２レンズ群Ｇ２のレンズＬ４）のレンズ面に直接回折格子Ｄを形成し、回折光学面を構成している。

なお、この回折光学面は、いずれかのレンズ面に回折格子を形成した単層型として構成しても良いし、本実施例のように２個の光学素子（レンズＬ４と光学素子Ｌ５）に回折格子を形成してこれらを密着させた密着複層型として構成しても良いし、また、これらの回折格子の間に間隙を設けた分離複層型として構成しても良い。回折格子を複数重ねた複層型とすることにより、広い波長域で回折効率を大幅に向上させることができる。

それでは、本実施例に係る顕微鏡対物レンズを構成するための条件について、以下に説明する。この顕微鏡対物レンズは、第２レンズ群Ｇ２に含まれる色消しレンズ要素を構成する正レンズ（図１におけるレンズＬ４）のアッベ数をνｄｐとし、この色消しレンズ要素を構成する負レンズ（図１におけるレンズＬ３）のアッベ数をνｄｎとしたとき、次の条件式（１）を満足するように構成されている。また、上記正レンズのｄ線に対する屈折率をｎｄｐとし、負レンズのｄ線に対する屈折率をｎｄｎとし、この色消しレンズ要素の接合面の曲率半径をＲIIとしたとき、次の条件式（２）を満足するように構成されている。さらに、この顕微鏡対物レンズの全系の焦点距離をｆとし、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１としたとき、次の条件式（３）を満足するように構成されている。

νｄｐ − νｄｎ ＞ ３０ （１）
９０ ＞ ＲII／（ｎｄｎ−ｎｄｐ） ＞８０ （２）
４．０ ＜ ｆ１／ｆ ＜ ７．０ （３）

条件式（１）は、軸上の色収差および倍率の色収差の補正に関わる条件式である。この条件式（１）の範囲を外れると、色消しレンズ要素を構成する正レンズと負レンズとのアッベ数の差が小さくなり、同じ色消し効果を達成するためには、接合面の曲率半径を小さくする必要が生じ、軸上の色収差は補正できても他の諸収差に高次の曲がりが発生し、補正困難となってしまう。

条件式（２）は、上記条件式（１）で述べた色消しレンズ要素の接合面の曲率半径に関わる条件である。接合面の持つ屈折率は、その曲率半径と、正レンズの屈折率および負レンズの屈折率とで決まる。この条件式（２）の下限を下回ると、色消しレンズ要素を構成する両レンズの屈折率の差に比して接合面の曲率半径が小さくなり、球面収差、特に球面収差の色変化および高次の曲がりが発生して、補正困難となる。反対に、条件式（２）の上限を上回ると、前記両レンズの屈折率の差に比して接合面の曲率半径が大きくなり、球面収差および球面収差の色変化は大きく補正不足となり、補正困難となる。

条件式（３）は、十分な作動距離を確保しつつ、球面収差の補正を良好な範囲に保つための条件である。この条件式（３）の下限を下回ると、全系の焦点距離ｆに比べ、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離ｆ１が短くなり、作動距離の確保が困難になるとともに、球面収差に高次の曲がりが発生し補正が困難となる。反対に、条件式（３）の上限を上回ると、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離ｆ１が長くなり作動距離の確保は容易になるが、第２レンズ群Ｇ２での球面収差の発生を助長してしまい、バランスの良い球面収差の補正が困難となる。

また、本実施例においては、第３レンズ群Ｇ３に含まれる色消しレンズ要素の焦点距離をｆｒとしたとき、次の条件式（４）を満足することが好ましい。

１．５ ＜ ｜ｆｒ／ｆ｜ ＜ ２．５ （４）

条件式（４）は、上述の条件式（３）を補完し、十分な作動距離を確保しつつ、色変化も含めた良好な球面収差の補正を達成するための条件である。この条件式（４）の下限を下回ると、全系の焦点距離ｆに比べ、第３レンズ群Ｇ３に含まれる色消しレンズ要素の焦点距離ｆｒが短くなり、作動距離は確保し易くなるが、色変化を含めた球面収差に高次の曲がりを生じ、補正が困難となる。反対に、条件式（４）の上限を上回ると、第３レンズ群Ｇ３に含まれる色消しレンズ要素の焦点距離ｆｒが長くなり、作動距離の確保が困難になると同時に、球面収差は補正不足となってしまう。

以下に、本発明に係る顕微鏡対物レンズの２つの実施例を示すが、各実施例において、第２レンズ群Ｇ２に形成された回折光学面の位相差は、通常の屈折率と後述する非球面式（５）とを用いて行う超高屈折率法により計算した。超高屈折率法とは、非球面形状と回折光学面の格子ピッチとの間の一定の等価関係を利用するものであり、本実施例においては、回折光学面を超高屈折率法のデータとして、すなわち、後述する非球面式（５）およびその係数より示している。なお、本実施例では収差特性の算出対象として、ｄ線、ｇ線、Ｃ線、および、Ｆ線を選んでいる。本実施例において用いられたこれらｄ線、Ｃ線、Ｆ線、および、ｇ線の波長と、各スペクトル線に対して設定した超高屈折率法の計算に用いられるための屈折率の値を下の表１に示す。

（表１）
波長 屈折率（超高屈折率法による）
ｄ線 587.562ｎｍ 10001
Ｃ線 656.273ｎｍ 11170.4255
Ｆ線 486.133ｎｍ 8274.7311
ｇ線 435.835ｎｍ 7418.6853

各実施例において、非球面は、光軸に垂直な方向の高さをｙとし、高さｙにおける各非球面の頂点の接平面から各非球面までの光軸に沿った距離（サグ量）をＳ（ｙ）とし、基準球面の曲率半径（頂点曲率半径）をｒとし、円錐係数をκとし、ｎ次の非球面係数をＣ_nとしたとき、以下の数式（５）で表される。またこのとき、近軸曲率半径Ｒは以下の数式（６）で表される。

Ｓ（ｙ）＝（ｙ²／ｒ）／｛１＋（１−κ・ｙ²／ｒ²）^1/2｝
＋Ｃ₂・ｙ²＋Ｃ₄・ｙ⁴＋Ｃ₆・ｙ⁶＋Ｃ₈・ｙ⁸＋Ｃ₁₀・ｙ¹⁰＋ ・・・ （５）
Ｒ＝１／（１／ｒ＋２Ｃ₂） ・・・ （６）

なお、各実施例において、回折光学面が形成されたレンズ面には、表中の面番号の右側に＊印を付しており、非球面式（５）は、この回折光学面の性能の諸元を示している。

また、各実施例における顕微鏡対物レンズは、無限遠補正型のものであり、図２に示す構成であって、表２に示す諸元を有する結像レンズとともに使用される。なお、この表２において、第１欄ｍは物体側からの各光学面の番号であって、図２に示した面番号１〜６に対応している。また、第２欄ｒは各光学面の曲率半径、第３欄ｄは各光学面から次の光学面までの光軸上の距離、さらに第４欄ｎｄ、第５欄ｎＣ、第６欄ｎＦ、および、第７欄ｎｇはそれぞれｄ線、Ｃ線、Ｆ線およびｇ線に対する屈折率を示している。この諸元表の説明は以降の実施例においても同様である。

（表２）
ｍ ｒ ｄ ｎｄ ｎＣ ｎＦ ｎｇ
1 75.04300 5.10000 1.6228010 1.6194930 1.6304130 1.6363910
2 -75.04300 2.00000 1.7495010 1.7432420 1.7645400 1.7769480
3 1600.58000 7.50000 1
4 50.25600 5.10000 1.6675510 1.6628450 1.6787530 1.6878890
5 -84.54100 1.80000 1.6126580 1.6085210 1.6223180 1.6300700
6 36.91100

なお、この結像レンズは、物体側から順に、両凸レンズＬ２１と両凹レンズＬ２２とを接合した接合レンズ、および、両凸レンズＬ２３と両凹レンズＬ２４とを接合した接合レンズから構成される。

（第１実施例）
上述の説明で用いた図１は、本発明に係る顕微鏡対物レンズの第１実施例を示している。この顕微鏡対物レンズは上述したとおり、物体Ｏ側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、および、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３から構成されている。第１レンズ群Ｇ１は、物体Ｏ側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１、および、物体Ｏ側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２から構成されている。また、第２レンズ群Ｇ２は、物体Ｏ側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３と物体Ｏ側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４とを接合し、この正メニスカスレンズＬ４の像側の面に樹脂等からなる光学部材Ｌ５を形成してこのレンズＬ４と光学部材Ｌ５との接合面に回折格子Ｄを形成した接合レンズ（色消しレンズ要素）、および、両凸レンズＬ６から構成される。さらに、第３レンズ群Ｇ３は、物体Ｏ側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ７と両凸レンズＬ８と物体Ｏ側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ９とを接合した接合レンズ、両凸レンズＬ１０と両凹レンズＬ１１とを接合した接合レンズ、および、両凹レンズＬ１２と両凸レンズＬ１３と両凹レンズＬ１４とを接合した接合レンズ（色消しレンズ要素）から構成される。

このように図１に示した第１実施例に係る顕微鏡対物レンズの諸元を表３に示す。この表３において、ＷＤは作動距離、ｄ0は物体Ｏから第１面までの光軸上の距離、ＮＡは開口数、βは倍率を示す。また、第１欄ｍに示す各光学面の番号（右の＊は回折光学面として形成されているレンズ面を示す）は、図１に示した面番号１〜２２に対応している。また、第２欄ｒにおいて、回折光学面の場合は、ベースとなる非球面の基準となる球面の曲率半径を示している。また、表には前記条件式（１）〜（４）に対応する値、すなわち、条件対応値も示している。以上の表の説明は他の実施例においても同様である。

また、以下の全ての諸元において掲載される曲率半径ｒ、面間隔ｄその他長さの単位は、特記の無い場合、一般に「ｍｍ」が使われるが、光学系は比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、単位は「ｍｍ」に限定されることはなく、他の適当な単位を用いることもできる。

（表３）
ＷＤ＝10（ｄ0＝12.6）
ＮＡ＝0.65
β＝-50.0

ｍ ｒ ｄ ｎｄ ｎＣ ｎＦ ｎｇ
1 -15.67809 4.00000 1.8348100 1.8289700 1.8485100 1.8595300
2 -12.11077 0.20000 1
3 -110.87279 3.70000 1.7725000 1.7678000 1.7833700 1.7919700
4 -28.46421 0.20000 1
5 37.63187 2.00000 1.8466600 1.8364900 1.8721000 1.8941900
6 20.23779 6.40000 1.5908700 1.5879800 1.5974600 1.6026000
7* 800.00000 0.00000 10001.0000 11170.4255 8724.7311 7418.6853
8 800.00000 0.20000 1.5538900 1.5496800 1.5642200 1.5728400
9 799.58517 0.20000 1
10 34.27164 5.00000 1.6030010 1.6001850 1.6094030 1.6143720
11 -73.63406 0.20000 1
12 27.61428 1.50000 1.7552000 1.7473000 1.7747500 1.7915000
13 13.82560 6.40000 1.4338520 1.4324640 1.4370190 1.4394770
14 -45.11702 1.00000 1.6133970 1.6092480 1.6231050 1.6309110
15 2441.65798 0.20000 1
16 14.69621 5.00000 1.4978200 1.4959800 1.5020130 1.5052650
17 -111.40652 5.30000 1.7495050 1.7432590 1.7644730 1.7768150
18 14.23628 4.50000 1
19 -19.89999 1.30000 1.7725000 1.7678000 1.7833700 1.7919700
20 14.76991 2.80000 1.8466600 1.8364900 1.8721000 1.8941900
21 -7.40807 1.20000 1.7340000 1.7296800 1.7439400 1.7517600
22 7.34242

非球面データ
第７面 κ＝1.0000 Ｃ₂＝-4.21199×10^-8 Ｃ₄＝9.78612×10^-12
Ｃ₆＝1.14878×10^-13 Ｃ₈＝-3.42242×10^-16 Ｃ₁₀＝0.000000

条件対応値
ｆ＝4.0
ｆ１＝22.124
ｆｒ＝-7.92
（１）νｄｐ−νｄｎ＝38.55
（２）ＲII／（ｎｄｎ−ｎｄｐ）＝79.12
（３）ｆ１／ｆ＝5.53
（４）｜ｆｒ／ｆ｜＝1.98

このように、第１実施例では上記条件式（１）〜（４）は全て満たされていることが分かる。図３にこの第１実施例の球面収差、非点収差、倍率色収差、コマ収差（メリディオナル像面、サジタル像面）、および、歪曲収差の諸収差図を示す。各収差図において、ＮＡは開口数を、Ｙは像高をそれぞれ示している。なお、球面収差図では最大口径に対する開口数の値、非点収差図と歪曲収差図では像高の最大値をそれぞれ示し、コマ収差図では各像高の値を示す。以上の収差図の説明は他の実施例においても同様である。この図３に示す各収差図から明らかなように、第１実施例では、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能が確保されていることが分かる。

（第２実施例）
次に第２実施例として、図４に示す顕微鏡対物レンズについて説明する。この図４に示す顕微鏡対物レンズも、物体Ｏ側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、および、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３から構成されている。第１レンズ群Ｇ１は、物体Ｏ側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１、および、物体Ｏ側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３２から構成されている。また、第２レンズ群Ｇ２は、物体Ｏ側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３３と物体Ｏ側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３４とを接合し、この正メニスカスレンズＬ３４の像側の面に樹脂等からなる光学部材Ｌ３５を形成してこれらの接合面に回折格子Ｄを形成した接合レンズ（色消しレンズ要素）、および、両凸レンズＬ３６から構成される。さらに、第３レンズ群Ｇ３は、両凸レンズＬ３７と両凹レンズＬ３８とを接合した接合レンズ、両凸レンズＬ３９と両凹レンズＬ４０とを接合した接合レンズ、および、両凹レンズＬ４１と両凸レンズＬ４２と両凹レンズＬ４３とを接合した接合レンズ（色消しレンズ要素）から構成される。

この図４に示した第２実施例に係る顕微鏡対物レンズの諸元を表４に示す。なお、表４に示す面番号は図４に示した面番号１〜２１と一致している。

（表４）
ＷＤ＝10（ｄ0＝12.6）
ＮＡ＝0.65
β＝-50.0

ｍ ｒ ｄ ｎｄ ｎＣ ｎＦ ｎｇ
1 -17.29402 4.00000 1.8348100 1.8289700 1.8485100 1.8595300
2 -12.49173 0.20000 1
3 -172.48757 4.20000 1.7725000 1.7678000 1.7833700 1.7919700
4 -26.34486 0.20000 1
5 53.90100 2.00000 1.8466600 1.8364900 1.8721000 1.8941900
6 18.81096 6.90000 1.5908700 1.5879800 1.5974600 1.6026000
7* 800.00000 0.00000 10001.0000 11170.4255 8724.7311 7418.6853
8 800.00000 0.20000 1.5538900 1.5496800 1.5642200 1.5728400
9 799.58517 0.20000 1
10 39.26110 5.50000 1.6030010 1.6001850 1.6094030 1.6143720
11 -47.34473 0.20000 1
12 24.25996 5.50000 1.4338520 1.4324640 1.4370190 1.4394770
13 -52.09798 1.50000 1.7552000 1.7473000 1.7747500 1.7915000
14 156.24067 0.20000 1
15 18.94247 5.50000 1.4978200 1.4959800 1.5020130 1.5052650
16 -101.75396 4.80000 1.7495050 1.7432590 1.7644730 1.7768150
17 12.15880 4.70000 1
18 -32.06269 1.30000 1.7725000 1.7678000 1.7833700 1.7919700
19 52.87896 3.00000 1.8466600 1.8364900 1.8721000 1.8941900
20 -5.91964 1.20000 1.7335000 1.7291560 1.7435140 1.7514030
21 6.79547

非球面データ
第７面 κ＝1.0000 Ｃ₂＝-4.42857×10^-8 Ｃ₄＝2.67428×10^-11
Ｃ₆＝5.31939×10^-14 Ｃ₈＝-1.16635×10^-15 Ｃ₁₀＝0.000000

条件対応値
ｆ＝4.0
ｆ１＝19.423
ｆｒ＝-8.60
（１）νｄｐ−νｄｎ＝38.55
（２）ＲII／（ｎｄｎ−ｎｄｐ）＝73.54
（３）ｆ１／ｆ＝4.85
（４）｜ｆｒ／ｆ｜＝2.15

このように、第２実施例でも上記条件式（１）〜（４）は全て満たされていることが分かる。図５に、この第２実施例に係る顕微鏡対物レンズの球面収差、非点収差、倍率色収差、コマ収差（メリディオナル像面、サジタル像面）、および、歪曲収差の諸収差図を示す。この各収差図から明らかなように、この第２実施例でも、収差が良好に補正され、優れた結像性能が確保されていることが分かる。

本発明の第１実施例に係る顕微鏡対物レンズのレンズ構成図である。 本発明に係る顕微鏡対物レンズとともに使用される結像レンズのレンズ構成を示す図である。 第１実施例に係る顕微鏡対物レンズの諸収差図である。 本発明の第２実施例に係る顕微鏡対物レンズのレンズ構成図である。 第２実施例に係る顕微鏡対物レンズの諸収差図である。

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
Ｌ１ 正メニスカスレンズ Ｌ３，Ｌ４ 色消しレンズ要素
Ｌ１２〜Ｌ１４ 色消しレンズ要素 Ｄ 回折格子（回折光学面）

Claims (5)

1. 物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群とからなり、
   前記第１レンズ群が、最も物体側に、物体側に凹面を向けた正のメニスカスレンズを有し、
   前記第２レンズ群が、正レンズと負レンズとを組み合わせてなる色消しレンズ要素を有し、且つ、前記第２レンズ群を構成するレンズの少なくとも一面に回折光学面が形成され、
   前記第３レンズ群が、最も像側に負レンズ、正レンズ、負レンズをこの順に並べ、全体として負の屈折力を有する色消しレンズ要素を有して構成され、
   前記第２レンズ群に含まれる前記色消しレンズ要素を構成する前記正レンズのアッベ数をνｄｐとし、当該色消しレンズ要素を構成する前記負レンズのアッベ数をνｄｎとしたとき、次式
   νｄｐ − νｄｎ ＞ ３０ （１）
   を満足し、
   前記第２レンズ群に含まれる前記色消しレンズ要素を構成する前記正レンズのｄ線に対する屈折率をｎｄｐとし、当該色消しレンズ要素を構成する前記負レンズのｄ線に対する屈折率をｎｄｎとし、当該色消しレンズ要素の前記正レンズと前記負レンズとの接合面の曲率半径をＲIIとしたとき、次式
   ９０ ＞ ＲII／（ｎｄｎ−ｎｄｐ） ＞ ７０ （２）
   を満足し、
   全系の焦点距離をｆとし、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１としたとき、次式
   ４．０ ＜ ｆ１／ｆ ＜ ７．０ （３）
   を満足する顕微鏡対物レンズ。
2. 前記第２レンズ群に含まれる前記色消しレンズ要素が、前記正レンズと前記負レンズとを接合してなる請求項１に記載の顕微鏡対物レンズ。
3. 前記第３レンズ群に含まれる前記色消しレンズ要素の焦点距離をｆｒとしたとき、次式
   １．５ ＜ ｜ｆｒ／ｆ｜ ＜ ２．５ （４）
   を満足する請求項１または２に記載の顕微鏡対物レンズ。
4. 前記第３レンズ群に含まれる前記色消しレンズ要素が、前記負レンズ、前記正レンズ、前記負レンズの接合レンズで構成されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の顕微鏡対物レンズ。
5. 前記回折光学面が、密着複層型回折光学素子で構成されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の顕微鏡対物レンズ。

Images