JP2009103768A - 結像レンズ及びそれを用いた顕微鏡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】広波長域で色収差が補正され、かつ、透過率の高い結像レンズを提供する。
【解決手段】被観察物体から発せられ、無限遠設計の顕微鏡対物レンズから射出される平行光束を受けて所定の位置に被観察物体の像を結像するための結像レンズＩＬを、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とから構成し、さらに、第１レンズ群Ｇ１を、正レンズ（例えば、両凸レンズＬ１）と負レンズ（例えば、負メニスカスレンズＬ２）とから構成する。そして、第１レンズ群Ｇ１を構成する正レンズ及び負レンズの硝材が所定のνｄｈｔ及び部分分散比Ｐｈｔの条件を満たし、さらに、全てのレンズの硝材の波長３４０ｎｍの光に対する透過率がガラス厚１０ｍｍあたり５０%以上であり、波長３６０ｎｍの光に対する透過率がガラス厚１０ｍｍあたり８０%以上であるように構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、無限遠設計の対物レンズによる像を結像するための結像レンズ及びそれを用いた顕微鏡装置に関する。

無限遠設計の対物レンズによる像を結像するための結像レンズとしては、諸収差が補正されたものが開発されている（例えば、特許文献１又は特許文献２参照）。近年、生物研究において蛍光観察が盛んに用いられている。特に、複数の異なる蛍光波長を持つ蛍光標識を用いて、複数のタンパク質の挙動を同時に観察する手法が盛んに用いられている。この際、蛍光標識の蛍光波長が近いと互いの波長域が重なり、どの蛍光標識から放出された蛍光か判別できなくなってしまう。従って、各々の蛍光標識の蛍光波長はある程度離れていることが望ましい。その結果、近赤外から近紫外まで様々な蛍光波長を持つ蛍光標識が用いられるようになり、それらを観察するための顕微鏡の光学系も広波長域に対応していることが要求されている。また、赤外光を用いることで細胞に与えるダメージを少なくした二光子励起蛍光観察や、分解能を向上させるために近紫外光を用いた蛍光観察も行われるようになってきており、顕微鏡にはそれらの波長域で収差が補正され、透過率も高い光学系が要求されており、この要求は対物レンズだけでなく、結像レンズにも要求されている。
特許第２５２１９５９号公報 特開平５−１１３５４０号公報

しかしながら、従来用いられている結像レンズにおいては、色収差が広波長域では十分に補正されていないという課題があり、また、透過率に関しては明記されていない。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、広波長域で色収差が補正され、かつ、透過率の高い結像レンズ及びそれを用いた顕微鏡装置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、被観察物体から発せられ、無限遠設計の顕微鏡対物レンズから射出される平行光束を受けて、所定の位置に被観察物体の像を結像するための本発明に係る結像レンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群とからなり、さらに、第１レンズ群は、正レンズ（例えば、実施形態における両凸レンズＬ１）と負レンズ（例えば、実施形態における負メニスカスレンズＬ２）とから構成される。ここで、第１レンズ群及び第２レンズ群を構成するレンズの硝材のｄ線に対する屈折率をｎｄとし、ｈ線に対する屈折率をｎｈとし、ｔ線に対する屈折率をｎｔとして、νｄｈｔ及び部分分散比Ｐｈｔを次式
νｄｈｔ ＝（ｎｄ−１）／（ｎｈ−ｎｔ）
Ｐｈｔ＝（ｎｈ−ｎｄ）／（ｎｄ−ｎｔ）
で定義し、第１レンズ群を構成する正レンズの硝材のνｄｈｔをνｄｈｔ１、ＰｈｔをＰｈｔ１とし、第１レンズ群を構成する負レンズの硝材のνｄｈｔをνｄｈｔ２、ＰｈｔをＰｈｔ２としたとき、次式
νdｈｔ１ ＞ ２４
νdｈｔ１−νdｈｔ２ ＞ ５
｜（Ｐｈｔ１−Ｐｈｔ２）／（νｄｈｔ１−νｄｈｔ２）｜ ＜ ０．０１５
の条件を満足し、かつ、第１レンズ群及び第２レンズ群を構成する全てのレンズの硝材の波長３４０ｎｍの光に対する透過率がガラス厚１０ｍｍあたり５０%以上であり、波長３６０ｎｍの光に対する透過率がガラス厚１０ｍｍあたり８０%以上であることを特徴とする。

このような本発明に係る結像レンズにおいて、第２レンズ群は、正レンズ（例えば、実施形態における正メニスカスレンズＬ４）と負レンズ（例えば、実施形態における負メニスカスレンズＬ３）とから構成され、この第２レンズ群を構成する正レンズの硝材のνｄｈｔをνｄｈｔ３、ＰｈｔをＰｈｔ３とし、第２レンズ群を構成する負レンズの硝材のνｄｈｔをνｄｈｔ４、ＰｈｔをＰｈｔ４としたとき、次式
νｄｈｔ３ ＞ ２０
νｄｈｔ３−νｄｈｔ４ ＞ ２
｜（Ｐｈｔ３−Ｐｈｔ４）／（νｄｈｔ３−νｄｈｔ４）｜ ＜ ０．０４５
の条件を満足することが好ましい。

また、このような本発明に係る結像レンズは、全系の焦点距離をｆＴとし、第1レンズ群の焦点距離をｆ１としたとき、次式
０．７ ＜ｆ１／ｆＴ ＜ ０．９
の条件を満足することが好ましい。

また、このような本発明に係る結像レンズは、第１レンズ群を構成する正レンズの焦点距離をｆ１ｎとし、第１レンズ群の焦点距離をｆ１としたとき、次式
−３ ＜ ｆ１ｎ／ｆ１ ＜ −０．５
の条件を満足することが好ましい。

また、このような本発明に係る結像レンズにおいて、第１レンズ群は、両凸レンズと負メニスカスレンズとが接合され、接合面が物体側に凹面を向けた接合レンズで構成され、この接合面の屈折力をφとしたとき、次式
０．００１０ ＜ φ ＜ ０．００３０
の条件を満足することが好ましい。

さらに、このような本発明に係る結像レンズにおいて、第２レンズ群の最も物体側の面は、物体側に凸であることが好ましい。

また、本発明に係る顕微鏡装置は、上述の結像レンズのいずれかを、第２対物レンズとして有して構成される。

本発明に係る結像レンズを以上のように構成すると、広波長域で色収差を良好に補正することができ、かつ、高い透過率を実現することができる。そして、当該結像レンズを第２対物レンズとして顕微鏡装置に用いれば、幅広い波長域において、高い解像力と高いコントラストで被観察物体を観察できる顕微鏡装置を実現することができる。

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。本発明に係る結像レンズは、顕微鏡等において、被観察物体から発せられ、無限遠設計の対物レンズから射出される平行光束を受けて、所定の位置に被観察物体の像を結像するものである。図１に示すように、結像レンズＩＬは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とから構成され、図示しない対物レンズから入射した光を像面Ｉに結像するように構成されている。ここで、第１レンズ群Ｇ１は、正レンズ（図１における両凸レンズＬ１）と負レンズ（図１における負メニスカスレンズＬ２）とから構成される。なお、この結像レンズＩＬにおいて、第１レンズ群Ｇ１は、後述する実施例で示すように、正レンズと負レンズとが接合された接合レンズとして構成されていても良いし、所定の空気間隔を有して配置されていても良い。

また、第２レンズ群Ｇ２は、後述する実施例で示すように、正レンズ（図１における正メニスカスレンズＬ４）と負レンズ（図１における負メニスカスレンズＬ３）とから構成しても良いし、負の単レンズ（図１７における負メニスカスレンズＬ３）で構成しても良く、さらに、正レンズと負レンズとから構成する場合は、接合レンズとして構成されていても良いし、所定の空気間隔を有して配置されていても良い。ここで、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側の面が物側に凹面を向けて形成されていると、軸外光線の上コマの入射角が大きくなりコマ収差が発生する。従って、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側の面は物体側に凸であることが望ましい。

それでは、このような本発明に係る結像レンズＩＬを構成するための条件について以下に説明する。まず、この結像レンズＩＬを構成するレンズの硝材のｄ線に対する屈折率をｎｄとし、ｈ線に対する屈折率をｎｈとし、ｔ線に対する屈折率をｎｔとして、次式（ａ）でνｄｈｔを定義し、次式（ｂ）で部分分散比Ｐｈｔを定義したとき、この結像レンズＩＬにおいて、第１レンズ群Ｇ１を構成する正レンズ（例えば両凸レンズＬ１）の硝材のνｄｈｔ１、部分分散比Ｐｈｔ１とし、第１レンズ群Ｇ１を構成する負レンズ（例えば負メニスカスレンズＬ２）の硝材のνｄｈｔ２、部分分散比Ｐｈｔ２とすると、本実施例に係る結像レンズＩＬは、次の条件式（１）〜（３）を満足するように構成される。

νdｈｔ１ ＞ ２４ （１）
νdｈｔ１−νdｈｔ２ ＞ ５ （２）
｜（Ｐｈｔ１−Ｐｈｔ２）／（νｄｈｔ１−νｄｈｔ２）｜ ＜ ０．０１５ （３）
但し、νｄｈｔ ＝（ｎｄ−１）／（ｎｈ−ｎｔ） （ａ）
Ｐｈｔ＝（ｎｈ−ｎｄ）／（ｎｄ−ｎｔ） （ｂ）

条件式（１）は、第１レンズ群Ｇ１で生じる色収差を小さくするための条件である。第１レンズ群Ｇ１での色収差を抑えるためには、正レンズに低分散ガラスを用いることが望ましい。この条件式（１）の下限値を下回ると、色収差が大きくなってしまい好ましくない。

条件式（２）も、第１レンズ群Ｇ１で生じる色収差を小さくするための条件である。第１レンズ群Ｇ１において、正レンズで生じた色収差を負レンズで補正するためには、この負レンズに、正レンズより分散の大きなガラスを用いることが望ましい。この条件式（２）の下限値を下回ると、色収差が大きくなってしまい好ましくない。

条件式（３）は、第１レンズ群Ｇ１で生じる色収差の二次スペクトルを小さくするための条件である。この条件式（３）の上限値を上回ると、この第１レンズ群Ｇ１で生じる二次スペクトルが大きくなり、広波長域で色収差を焦点深度内に抑えることが困難になり好ましくない。

なお、この結像レンズＩＬを構成する全てのレンズの硝材は、波長３４０ｎｍの光に対する透過率がガラス厚１０ｍｍあたり５０%以上であり、波長３６０ｎｍの光に対する透過率がガラス厚１０ｍｍあたり８０%以上であるように構成されている。このように、すべてのレンズにおいて、透過率が低くなる近紫外域での透過率が高いガラスを用いることで、広波長域で透過率の高い結像レンズＩＬを実現することができる。

また、この結像レンズＩＬの第２レンズ群Ｇ２が、正レンズ（図１における両凸レンズＬ３）と負レンズ（図１における両凹レンズＬ４）とから構成される場合、正レンズ（例えば両凸レンズＬ３）の硝材の上記式（ａ）で定義されるνｄｈｔ３、上記式（ｂ）で定義される部分分散比Ｐｈｔ３とし、負レンズ（例えば両凹レンズＬ４）の硝材のνｄｈｔ４、部分分散比Ｐｈｔ４とすると、本実施例に係る結像レンズＩＬは、次の条件式（４）〜（６）を満足することが望ましい。

νｄｈｔ３ ＞ ２０ （４）
νｄｈｔ３−νｄｈｔ４ ＞ ２ （５）
｜（Ｐｈｔ３−Ｐｈｔ４）／（νｄｈｔ３−νｄｈｔ４）｜ ＜ ０．０４５ （６）

条件式（４）は、第２レンズ群Ｇ２で生じる色収差を小さくするための条件である。第２レンズ群Ｇ２での色収差を抑えるためには、正レンズに低分散ガラスを用いることが望ましい。この条件式（４）の下限値を下回ると、色収差が大きくなってしまい好ましくない。

条件式（５）も、第２レンズ群Ｇ２で生じる色収差を小さくするための条件である。第２レンズ群Ｇ２において、正レンズで生じた色収差を負レンズで補正するためには、この負レンズに、正レンズより分散の大きなガラスを用いることが望ましい。この条件式（５）の下限値を下回ると、色収差が大きくなってしまい好ましくない。

条件式（６）は、第２レンズ群Ｇ２で生じる色収差の二次スペクトルを小さくするための条件である。この条件式（６）の上限値を上回ると、この第２レンズ群Ｇ２で生じる二次スペクトルが大きくなり、広波長域で色収差を焦点深度内に抑えることが困難になり好ましくない。

また、この結像レンズＩＬは、全系の焦点距離をｆＴ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（７）を満足することが望ましい。

０．７ ＜ｆ１／ｆＴ ＜ ０．９ （７）

条件式（７）は、この結像レンズＩＬの入射瞳の位置が変化した際に生じる収差の変動を抑えるための条件である。対物レンズと結像レンズとの間には、落射照明光学系などを導入できるように所定の間隔が設けてある。顕微鏡対物レンズの射出瞳は一般的に対物レンズの内部にあるため、結像レンズを設計する際には結像レンズの最前面から所定の間隔を空けた位置に対物レンズの射出瞳、すなわちこの結像レンズの入射瞳があることを想定して収差補正を行う必要がある。さらに現在では、無限遠設計の対物レンズが用いられるようになったため、必要に応じて対物レンズと結像レンズとの間隔をさらに広げて、複数の落射照明光学系を導入することも可能とした顕微鏡装置が主流となっている。この際、結像レンズの最前面から対物レンズの射出瞳までの距離も広がる。対物レンズの射出瞳は結像レンズにとっては入射瞳になるので、結像レンズには、対物レンズの射出瞳の位置、すなわち結像レンズの入射瞳の位置から結像レンズの位置が離れても収差が変動しないことが要求される。入射瞳の位置が変化すると、軸外光線がこの結像レンズＩＬに入射する高さが変化するため、軸外収差が変動し、サジタル像面、及び、メリジオナル像面の位置が変化する。そのため、条件式（７）の下限値を下回ると、対物レンズの射出瞳が結像レンズＩＬから遠ざかった時にサジタル像面及びメリジオナル像面がアンダーになり好ましくない。一方、条件式（７）の上限値を上回ると、対物レンズの射出瞳が結像レンズＩＬから遠ざかった時にサジタル像面及びメリジオナル像面がオーバーになり好ましくない。

また、この結像レンズＩＬは、第１レンズ群Ｇ１を構成する正レンズ（例えば、両凸レンズＬ１）の焦点距離をｆ１ｎ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（８）を満足することが望ましい。

−３ ＜ ｆ１ｎ／ｆ１ ＜ −０．５ （８）

条件式（８）は、収差補正のための条件である。この条件式（８）の下限値を下回ると、第１レンズ群Ｇ１を構成する負レンズのパワーが弱くなるため、この第１レンズ群Ｇ１で生じる色収差を十分に補正できなくなり好ましくない。反対に、この条件式（８）の上限値を上回ると、負レンズのパワーが過剰に強くなるため、高次のコマ収差が発生し、補正が困難になり好ましくない。

さらに、この結像レンズＩＬにおいて、第１レンズ群Ｇ１は、両凸レンズと負メニスカスレンズとが接合され、その接合面（図１における第３面）が物体側に凹面を向けた接合レンズで構成されることが望ましく、このような構成の場合は、この接合レンズの接合面の屈折力をφとしたとき、次の条件式（９）を満足することが望ましい。

０．００１０ ＜ φ ＜ ０．００３０ （９）

条件式（９）は、収差補正のための条件である。この条件式（９）の下限値を下回ると、接合面のパワーが弱くなるため、第１レンズ群Ｇ１で生じる色収差を十分に補正できなくなり好ましくない。反対に、条件式（９）の上限値を上回ると、接合面のパワーが過剰に強くなるため、高次のコマ収差が発生し、補正が困難になるため好ましくない。

以下に、本発明に係る結像レンズＩＬの５つの実施例を示す。

［第１実施例］
図１は、本発明の第１実施例に係る結像レンズＩＬ１の構成を示す図である。この結像レンズＩＬ１は、上述のように、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とから構成されている。第１レンズ群Ｇ１は、両凸レンズＬ１と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２とを接合した接合レンズで構成されており、第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４とを接合した接合レンズで構成されている。なお、この結像レンズＩＬ１の入射瞳は、図示しない対物レンズの射出瞳Ｐと一致するかその近傍に位置するように構成されている。

次の表１に、第１実施例の諸元の値を掲げる。この表１において、第１欄は物体側から光線の進行する方向に沿ったレンズ面の面番号を、第２欄は各レンズ面の曲率半径を、第３欄に示す面間隔は各光学面から次の光学面までの光軸上の距離を、第４欄は式（ａ）で表されるνｄｈｔを、第５欄に示すｎｄはｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率を、第６欄に示すＰｈｔは式（ｂ）で表される部分分散比を、第７欄に示す透過率１は波長３４０ｎｍの光に対するガラス厚１０ｍｍあたりの透過率を、また、第８欄に示す透過率２は波長３６０ｎｍの光に対するガラス厚１０ｍｍあたりの透過率をそれぞれ表している。なお、この表１に示す面番号１〜７は、図１に示す面番号１〜７に対応しており、第１面はこの第１実施例に係る結合レンズＩＬ１と共に用いられる対物レンズの射出瞳面を示している。また、曲率半径0.000は平面を示し、空気の屈折率1.000000は省略してある。さらに、この表１には上記条件式（１）〜（９）に対応する値、すなわち条件対応値も合わせて示している。ここで、以下のすべての諸元値において掲載されている焦点距離ｆＴ，ｆ１，ｆ１ｎ、曲率半径、面間隔その他の長さの単位は一般に「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、これに限られるものではない。なお、これらの符号の説明及び諸元表の説明は以降の実施例においても同様である。

（表１）
面番号 曲率半径 面間隔 νｄｈｔ ｎｄ Ｐｈｔ 透過率１ 透過率２
1 0.000 160.000
2 128.670 5.000 29.47 1.497820 1.494 80% 97%
3 -65.000 3.000 20.32 1.622801 1.537 75% 93%
4 -154.409 0.500
5 84.000 3.000 15.67 1.613397 1.611 75% 93%
6 47.000 3.000 20.32 1.622801 1.537 75% 93%
7 69.966 186.441

条件対応値
（１）νdｈｔ１＝29.5
（２）νｄｈｔ１−νｄｈｔ２＝9.1
（３）｜（Ｐｈｔ１−Ｐｈｔ２）／（νｄｈｔ１−νｄｈｔ２）｜＝0.00466
（４）νｄｈｔ３＝20.3
（５）νｄｈｔ３−νｄｈｔ４＝4.7
（６）｜（Ｐｈｔ３−Ｐｔｈ４）／（νｄｈｔ３−νｄｈｔ４）｜＝0.01604
（７）ｆ１／ｆＴ＝0.842
（８）ｆ１ｎ／ｆ１＝-1.084
（９）φ＝0.00192

このように、第１実施例では上記条件式（１）〜（９）を全て満たしており、また、この結像レンズＩＬ１を構成するすべてのレンズの透過率も上述した条件を満たしていることが分かる。図２にこの第１実施例におけるｔ線（λ＝１０１３．９８ｎｍ）、ｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）及びｈ線（λ＝４０４．６６ｎｍ）の光線に対する球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差、及び、コマ収差の諸収差図を示す。なお、縦軸は球面収差図では光軸からの高さＨの値を示し、非点収差図、歪曲収差図及び倍率色収差図では像高Ｙの値を示し、コマ収差図ではそれぞれ半画角ωの収差量を示している。また、非点収差図では、破線はメリジオナル像面を示し、実線はサジタル像面を示しており、球面収差図における破線は正弦条件を示している。以上の諸収差図の説明は以降の実施例においても同様である。この図２に示す各収差図から明らかなように、短波長側については、ｈ線の軸上色収差がｄ線の片側焦点深度０．３３以内に抑えられている。また、長波長側については、ｔ線の軸上色収差がｔ線の片側焦点深度０．５６以内に抑えられている。また、ｄ線に近い波長域での軸上色収差及び倍率色収差の補正を考慮すると、ｈ線、ｔ線の軸上色収差及び倍率色収差はともに正の値にすることが望ましい。

また、図３にこの第１実施例に係る結像レンズＩＬ１の透過率を示すが、広い波長領域で高い透過率が維持されていることが分かる。さらに、図４に、この結像レンズＩＬ１の最も物体側の面（図１における第２面）から対物レンズの射出瞳Ｐ（図１における第１面）までの距離を７０ｍｍ広げた際の諸収差図を示すが、収差の変動は小さく抑えられていることが分かる。

［第２実施例］
図５は、本発明の第２実施例に係る結像レンズＩＬ２の構成を示す図である。この結像レンズＩＬ２も、上述のように、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とから構成されている。第１レンズ群Ｇ１は、両凸レンズＬ１と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２とを接合した接合レンズで構成されており、第２レンズ群Ｇ２は、両凸レンズＬ３と両凹レンズＬ４とを接合した接合レンズで構成されている。なお、この結像レンズＩＬ２の入射瞳も、図示しない対物レンズの射出瞳Ｐと一致するかその近傍に位置するように構成されている。

次の表２に、第２実施例の諸元の値を掲げる。なお、この表２に示す面番号１〜７は、図５に示す面番号１〜７に対応しており、第１面はこの第２実施例に係る結合レンズＩＬ２と共に用いられる対物レンズの射出瞳面を示している。

（表２）
面番号 曲率半径 面間隔 νｄｈｔ ｎｄ Ｐｈｔ 透過率１ 透過率２
1 0.000 160.000
2 128.670 5.000 29.47 1.497820 1.494 80% 97%
3 -56.000 3.000 19.93 1.568829 1.537 64% 93%
4 -149.124 0.500
5 97.408 5.000 22.54 1.516800 1.423 95% 99%
6 -150.000 3.000 19.93 1.568829 1.537 64% 93%
7 83.883 183.994

条件対応値
（１）νdｈｔ１＝29.5
（２）νｄｈｔ１−νｄｈｔ２＝9.5
（３）｜（Ｐｈｔ１−Ｐｈｔ２）／（νｄｈｔ１−νｄｈｔ２）｜＝0.00452
（４）νｄｈｔ３＝22.5
（５）νｄｈｔ３−νｄｈｔ４＝2.6
（６）｜（Ｐｈｔ３−Ｐｔｈ４）／（νｄｈｔ３−νｄｈｔ４）｜＝0.04380
（７）ｆ１／ｆＴ＝0.786
（８）ｆ１ｎ／ｆ１＝-0.947
（９）φ＝0.00127

このように、第２実施例では上記条件式（１）〜（９）を全て満たしており、また、この結像レンズＩＬ２を構成するすべてのレンズの透過率も上述した条件を満たしていることが分かる。図６にこの第２実施例におけるｔ線、ｄ線及びｈ線の光線に対する球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差、及び、コマ収差の諸収差図を示す。この図２に示す各収差図から明らかなように、第１実施例と同様、短波長側から長波長側にかけて諸収差が良好に補正されていることが分かる。また、図７にこの第２実施例に係る結像レンズＩＬ２の透過率を示すが、広い波長領域で高い透過率が維持されていることが分かる。さらに、図８に、この結像レンズＩＬ２の最も物体側の面（図１における第２面）から対物レンズの射出瞳Ｐまでの距離を７０ｍｍ広げた際の諸収差図を示すが、収差の変動は小さく抑えられていることが分かる。

［第３実施例］
図９は、本発明の第３実施例に係る結像レンズＩＬ３の構成を示す図である。この結像レンズＩＬ３も、上述のように、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とから構成されている。第１レンズ群Ｇ１は、両凸レンズＬ１と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２とを接合した接合レンズで構成されており、第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４とから構成されている。なお、この結像レンズＩＬ３の入射瞳も、図示しない対物レンズの射出瞳Ｐと一致するかその近傍に位置するように構成されている。

次の表３に、第３実施例の諸元の値を掲げる。なお、この表３に示す面番号１〜８は、図９に示す面番号１〜８に対応しており、第１面はこの第３実施例に係る結合レンズＩＬ３と共に用いられる対物レンズの射出瞳面を示している。

（表３）
面番号 曲率半径 面間隔 νｄｈｔ ｎｄ Ｐｈｔ 透過率１ 透過率２
1 0.000 160.000
2 210.000 5.000 24.59 1.592400 1.566 90% 98%
3 -45.500 3.000 19.14 1.713000 1.510 68% 87%
4 -122.832 0.500
5 84.000 3.000 15.67 1.613397 1.611 75% 93%
6 50.000 3.000
7 44.722 3.000 22.54 1.516800 1.423 95% 99%
8 65.041 187.000

条件対応値
（１）νｄｈｔ１＝24.6
（２）νｄｈｔ１−νｄｈｔ２＝5.5
（３）｜（Ｐｈｔ１−Ｐｈｔ２）／（νｄｈｔ１−νｄｈｔ２）｜＝0.01018
（４）νｄｈｔ３＝22.5
（５）νｄｈｔ３−νｄｈｔ４＝6.9
（６）｜（Ｐｈｔ３−Ｐｈｔ４）／（νｄｈｔ３−νｄｈｔ４）｜＝0.02744
（７）ｆ１／ｆＴ＝0.841
（８）ｆ１ｎ／ｆ１＝-0.613
（９）φ＝0.00265

このように、第３実施例では上記条件式（１）〜（９）を全て満たしており、また、この結像レンズＩＬ３を構成するすべてのレンズの透過率も上述した条件を満たしていることが分かる。図１０にこの第３実施例におけるｔ線、ｄ線及びｈ線の光線に対する球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差、及び、コマ収差の諸収差図を示す。この図１０に示す各収差図から明らかなように、第１実施例と同様、短波長側から長波長側にかけて諸収差が良好に補正されていることが分かる。また、図１１にこの第３実施例に係る結像レンズＩＬ３の透過率を示すが、広い波長領域で高い透過率が維持されていることが分かる。さらに、図１２に、この結像レンズＩＬ３の最も物体側の面（図１における第２面）から対物レンズの射出瞳Ｐまでの距離を７０ｍｍ広げた際の諸収差図を示すが、収差の変動は小さく抑えられていることが分かる。

［第４実施例］
図１３は、本発明の第４実施例に係る結像レンズＩＬ４の構成を示す図である。この結像レンズＩＬ４も、上述のように、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とから構成されている。第１レンズ群Ｇ１は、両凸レンズＬ１と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２とから構成されており、第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４とを接合した接合レンズから構成されている。なお、この結像レンズＩＬ４の入射瞳も、図示しない対物レンズの射出瞳Ｐと一致するかその近傍に位置するように構成されている。

次の表４に、第４実施例の諸元の値を掲げる。なお、この表４に示す面番号１〜８は、図１３に示す面番号１〜８に対応しており、第１面はこの第３実施例に係る結合レンズＩＬ３と共に用いられる対物レンズの射出瞳面を示している。ここで、この第４実施例における結像レンズＩＬ４は、第１レンズ群Ｇ１が接合レンズで構成されていないため、条件式（９）は適用されない。

（表４）
面番号 曲率半径 面間隔 νｄｈｔ ｎｄ Ｐｈｔ 透過率１ 透過率２
1 0.000 160.000
2 128.597 5.000 29.47 1.497820 1.494 80% 97%
3 -112.000 2.000
4 -94.582 3.000 14.06 1.654115 1.684 47% 83%
5 -144.659 0.500
6 84.000 3.000 15.67 1.613397 1.611 75% 93%
7 48.000 3.000 20.83 1.612720 1.516 72% 94%
8 70.594 183.363

条件対応値
（１）νｄｈｔ１＝29.5
（２）νｄｈｔ１−νｄｈｔ２＝15.4
（３）｜（Ｐｈｔ１−Ｐｈｔ２）／（νｄｈｔ１−νｄｈｔ２）｜＝0.01229
（４）νｄｈｔ３＝20.8
（５）νｄｈｔ３−νｄｈｔ４＝5.2
（６）｜（Ｐｈｔ３−Ｐｈｔ４）／（νｄｈｔ３−νｄｈｔ４）｜＝0.01849
（７）ｆ１／ｆＴ＝0.844
（８）ｆ１ｎ／ｆ１＝-2.534

このように、第４実施例では上記条件式（１）〜（８）を満たしており、また、この結像レンズＩＬ４を構成するすべてのレンズの透過率も上述した条件を満たしていることが分かる。図１４にこの第４実施例におけるｔ線、ｄ線及びｈ線の光線に対する球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差、及び、コマ収差の諸収差図を示す。この図１４に示す各収差図から明らかなように、第１実施例と同様、短波長側から長波長側にかけて諸収差が良好に補正されていることが分かる。また、図１５にこの第４実施例に係る結像レンズＩＬ４の透過率を示すが、広い波長領域で高い透過率が維持されていることが分かる。さらに、図１６に、この結像レンズＩＬ４の最も物体側の面（図１における第２面）から対物レンズの射出瞳Ｐまでの距離を７０ｍｍ広げた際の諸収差図を示すが、収差の変動は小さく抑えられていることが分かる。

［第５実施例］
図１７は、本発明の第５実施例に係る結像レンズＩＬ５の構成を示す図である。この結像レンズＩＬ５も、上述のように、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とから構成されている。第１レンズ群Ｇ１は、両凸レンズＬ１と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２とを接合した接合レンズで構成されており、第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３で構成されている。なお、この結像レンズＩＬ５の入射瞳も、図示しない対物レンズの射出瞳Ｐと一致するかその近傍に位置するように構成されている。

次の表５に、第５実施例の諸元の値を掲げる。なお、この表５に示す面番号１〜６は、図１７に示す面番号１〜６に対応しており、第１面はこの第３実施例に係る結合レンズＩＬ３と共に用いられる対物レンズの射出瞳面を示している。ここで、この第５実施例における結像レンズＩＬ５は、第２レンズ群Ｇ２が単レンズ（負メニスカスレンズＬ３）で構成されているため、条件式（４）〜（６）は適用されない。

（表５）
面番号 曲率半径 面間隔 νｄｈｔ ｎｄ Ｐｈｔ 透過率１ 透過率２
1 0.000 160.000
2 150.000 5.000 29.47 1.497820 1.494 80% 97%
3 -62.000 3.000 15.67 1.613397 1.611 75% 93%
4 -135.473 0.500
5 85.000 3.000 22.54 1.516800 1.423 95% 99%
6 70.927 194.803

条件対応値
（１）νｄｈｔ１＝29.5
（２）νｄｈｔ１−νｄｈｔ２＝13.8
（３）｜（Ｐｈｔ１−Ｐｈｔ２）／（νｄｈｔ１−νｄｈｔ２）｜＝0.00850
（７）ｆ１／ｆＴ＝0.842
（８）ｆ１ｎ／ｆ１＝-1.125
（９）φ＝0.00186

このように、第５実施例では上記条件式（１）〜（３）、（７）〜（９）を満たしており、また、この結像レンズＩＬ５を構成するすべてのレンズの透過率も上述した条件を満たしていることが分かる。図１８にこの第５実施例におけるｔ線、ｄ線及びｈ線の光線に対する球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差、及び、コマ収差の諸収差図を示す。この図１８に示す各収差図から明らかなように、第１実施例と同様、短波長側から長波長側にかけて諸収差が良好に補正されていることが分かる。また、図１９にこの第５実施例に係る結像レンズＩＬ５の透過率を示すが、広い波長領域で高い透過率が維持されていることが分かる。さらに、図２０に、この結像レンズＩＬ５の最も物体側の面（図１における第２面）から対物レンズの射出瞳Ｐまでの距離を７０ｍｍ広げた際の諸収差図を示すが、収差の変動は小さく抑えられていることが分かる。

本発明の第１実施例に係る結像レンズの構成を示すレンズ構成図である。 上記第１実施例に係る結像レンズの諸収差図である。 上記第１実施例に係る結像レンズにおける、波長と透過率の関係を示すグラフである。 上記第１実施例において物体側の面から入射瞳までの距離を７０ｍｍ広げた際の諸収差図である。 本発明の第２実施例に係る結像レンズの構成を示すレンズ構成図である。 上記第２実施例に係る結像レンズの諸収差図である。 上記第２実施例に係る結像レンズにおける、波長と透過率の関係を示すグラフである。 上記第２実施例において物体側の面から入射瞳までの距離を７０ｍｍ広げた際の諸収差図である。 本発明の第３実施例に係る結像レンズの構成を示すレンズ構成図である。 上記第３実施例に係る結像レンズの諸収差図である。 上記第３実施例に係る結像レンズにおける、波長と透過率の関係を示すグラフである。 上記第３実施例において物体側の面から入射瞳までの距離を７０ｍｍ広げた際の諸収差図である。 本発明の第４実施例に係る結像レンズの構成を示すレンズ構成図である。 上記第４実施例に係る結像レンズの諸収差図である。 上記第４実施例に係る結像レンズにおける、波長と透過率の関係を示すグラフである。 上記第４実施例において物体側の面から入射瞳までの距離を７０ｍｍ広げた際の諸収差図である。 本発明の第５実施例に係る結像レンズの構成を示すレンズ構成図である。 上記第５実施例に係る結像レンズの諸収差図である。 上記第５実施例に係る結像レンズにおける、波長と透過率の関係を示すグラフである。 上記第５実施例において物体側の面から入射瞳までの距離を７０ｍｍ広げた際の諸収差図である。

符号の説明

ＩＬ（ＩＬ１〜ＩＬ５） 結像レンズ Ｇ１ 第１レンズ群 Ｇ２ 第２レンズ群
Ｌ１ 両凸レンズ（正レンズ） Ｌ２ 負メニスカスレンズ（負レンズ）
Ｌ３ 負メニスカスレンズ（負レンズ） Ｌ４ 正メニスカスレンズ（正レンズ）

Claims (7)

1. 被観察物体から発せられ、無限遠設計の顕微鏡対物レンズから射出される平行光束を受けて、所定の位置に前記被観察物体の像を結像するための結像レンズであって、
   物体側から順に、
   正の屈折力を有する第1レンズ群と、
   負の屈折力を有する第２レンズ群とからなり、
   前記第１レンズ群は、正レンズと負レンズとから構成され、
   前記第１レンズ群及び前記第２レンズ群を構成するレンズの硝材のｄ線に対する屈折率をｎｄとし、ｈ線に対する屈折率をｎｈとし、ｔ線に対する屈折率をｎｔとして、νｄｈｔ及び部分分散比Ｐｈｔを次式
   νｄｈｔ ＝（ｎｄ−１）／（ｎｈ−ｎｔ）
   Ｐｈｔ＝（ｎｈ−ｎｄ）／（ｎｄ−ｎｔ）
   で定義し、
   前記第１レンズ群を構成する前記正レンズの硝材の前記νｄｈｔをνｄｈｔ１、前記ＰｈｔをＰｈｔ１とし、前記第１レンズ群を構成する前記負レンズの硝材の前記νｄｈｔをνｄｈｔ２、前記ＰｈｔをＰｈｔ２としたとき、次式
   νdｈｔ１ ＞ ２４
   νdｈｔ１−νdｈｔ２ ＞ ５
   ｜（Ｐｈｔ１−Ｐｈｔ２）／（νｄｈｔ１−νｄｈｔ２）｜ ＜ ０．０１５
   の条件を満足し、かつ、
   前記第１レンズ群及び前記第２レンズ群を構成する全てのレンズの硝材の波長３４０ｎｍの光に対する透過率がガラス厚１０ｍｍあたり５０%以上であり、波長３６０ｎｍの光に対する透過率がガラス厚１０ｍｍあたり８０%以上であることを特徴とする結像レンズ。
2. 前記第２レンズ群は、正レンズと負レンズとから構成され、前記第２レンズ群を構成する前記正レンズの硝材の前記νｄｈｔをνｄｈｔ３、前記ＰｈｔをＰｈｔ３とし、前記第２レンズ群を構成する前記負レンズの硝材の前記νｄｈｔをνｄｈｔ４、前記ＰｈｔをＰｈｔ４としたとき、次式
   νｄｈｔ３ ＞ ２０
   νｄｈｔ３−νｄｈｔ４ ＞ ２
   ｜（Ｐｈｔ３−Ｐｈｔ４）／（νｄｈｔ３−νｄｈｔ４）｜ ＜ ０．０４５
   の条件を満足する請求項１に記載の結像レンズ。
3. 全系の焦点距離をｆＴとし、前記第1レンズ群の焦点距離をｆ１としたとき、次式
   ０．７ ＜ｆ１／ｆＴ ＜ ０．９
   の条件を満足する請求項１または２に記載の結像レンズ。
4. 前記第１レンズ群を構成する前記正レンズの焦点距離をｆ１ｎとし、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１としたとき、次式
   −３ ＜ ｆ１ｎ／ｆ１ ＜ −０．５
   の条件を満足する請求項１〜３いずれか一項に記載の結像レンズ。
5. 前記第１レンズ群は、両凸レンズと負メニスカスレンズとが接合され、接合面が物体側に凹面を向けた接合レンズで構成され、前記接合面の屈折力をφとしたとき、次式
   ０．００１０ ＜ φ ＜ ０．００３０
   の条件を満足する請求項１〜４いずれか一項に記載の結像レンズ。
6. 前記第２レンズ群の最も物体側の面は、物体側に凸である請求項１〜５いずれか一項に記載の結像レンズ。
7. 請求項１〜６いずれか一項に記載の結像レンズを、第２対物レンズとして有してなる顕微鏡装置。

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