JP2009134250A

JP2009134250A - 液浸系顕微鏡対物レンズ

Info

Publication number: JP2009134250A
Application number: JP2008192613A
Authority: JP
Inventors: Miwako Mandai; 三環子万袋
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2007-11-02
Filing date: 2008-07-25
Publication date: 2009-06-18
Anticipated expiration: 2028-07-25
Also published as: US20100202062A1; EP2211220A4; JP5445898B2; US7889433B2; EP2211220A1; WO2009057666A1

Abstract

【課題】倍率は６０倍程度で、高開口数で、色収差が可視域から近赤外域まで良好に補正された液浸系顕微鏡対物レンズを提供する。
【解決手段】カバープレートＣ側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とからなる液浸系顕微鏡対物レンズＯＬを、第１レンズ群Ｇ１は、少なくとも１枚以上の接合レンズを有し、第２レンズ群Ｇ２は、少なくとも２枚以上の色消しレンズを有し、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、像側に強い凹面を持つ色消しレンズＣＬ３１と、物体側に強い凹面を持つ色消しレンズＣＬ３２とを有して構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、液浸系顕微鏡に用いられる対物レンズに関する。

近年、従来の顕微鏡よりも更に長い波長での蛍光観察が行われるようになり、近赤外域までの良好な結像性能を有する光学系が望まれている。例えば、２フォトンのようなマルチフォトン観察においては、標本を長波長の照明光にて励起して可視光の蛍光を観察するため、可視域の波長と近赤外域の波長との色収差を良好に補正した顕微鏡対物レンズに対する要望が増えている。また、光ピンセットへの応用においても、可視域と近赤外域との色収差が良好に補正されている必要がある。従来、色収差の補正域が４００〜１０００ｎｍにわたる対物レンズとして、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。
特開２００６−０６５０３０号公報

しかしながら、蛍光観察では高解像で明るい観察像が必要とされているため、このような対物レンズに対しては開口数が大きいことが要求されており、従来の対物レンズではこの開口数が不足するという課題があった。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、倍率は６０倍程度で、高開口数（ＮＡ＝１．２５程度）で、色収差が可視域から近赤外域（ｔ線：λ=１０１３．９８ｎｍ）まで良好に補正された液浸系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、本発明に係る液浸系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レンズ群とを有し、第１レンズ群は、少なくとも１枚以上の接合レンズを有し、第２レンズ群は、正レンズと負レンズとを有してなる、少なくとも２つ以上の色消しレンズを有し、第３レンズ群は、物体側から順に、正レンズと負レンズとを有してなり、像側に強い凹面を持つ色消しレンズ（例えば、実施形態における接合レンズＣＬ３１）と、正レンズと負レンズとを有してなり、物体側に強い凹面を持つ色消しレンズ（例えば、実施形態における接合レンズＣＬ３２）とを有して構成される。そして、このような本発明に係る液浸系顕微鏡対物レンズは、第３レンズ群の最も像側に配置された色消しレンズを構成する正レンズ（例えば、実施形態における両凸レンズＬ１６）の硝材のｄ線に対する屈折率をｎ３２としたとき、次式
１．５ ≦ ｎ３２ ≦ １．６５
の条件を満足する。また、第３レンズ群の最も像側に配置された色消しレンズを構成する各レンズにおける硝材のｄ線に対する屈折率をｎｄとし、ｔ線に対する屈折率をｎｔとし、ｇ線に対する屈折率をｎｇとして、Ｐｔを次式
Ｐｔ＝（ｎｄ−ｎｔ）／（ｎｇ−ｎｄ）
で定義し、この第３レンズ群の最も像側に配置された色消しレンズを構成する負レンズ（例えば、実施形態における両凹レンズＬ１５）のＰｔをＰｔ３１とし、アッベ数をνｄ３１とし、第３レンズ群の最も像側に配置された色消しレンズを構成する正レンズのＰｔをＰｔ３２とし、アッベ数をνｄ３２として、ΔＰｔ３及びΔνｄ３を次式
ΔＰｔ３＝｜Ｐｔ３１−Ｐｔ３２｜
Δνｄ３＝｜νｄ３１−νｄ３２｜
で定義したとき、当該ΔＰｔ３及び当該Δνｄ３が、次式
０．００３５ ≦ ΔＰｔ３／Δνｄ３ ≦ ０．００６２
の条件を満足する。さらに、第３レンズ群を構成する色消しレンズのうち、最も像側に配置された色消しレンズの焦点距離をｆ３とし、全系の焦点距離をｆａとしたとき、次式
１５ ≦ ｜ｆ３／ｆａ｜
の条件を満足する。

このような本発明に係る液浸系顕微鏡対物レンズにおいて、第１レンズ群を構成する接合レンズのうちの１つ（例えば、実施形態における接合レンズＣＬ１１）は、当該第１レンズ群の最も物体側に配置され、物体側から順に、物体側に凹面を向けた第１メニスカスレンズ（例えば、実施形態における正メニスカスレンズＬ１）と物体側に凹面を向けた第２メニスカスレンズ（例えば、実施形態における負メニスカスレンズＬ２）とを貼り合わせて構成されることが好ましい。

このとき、第１レンズ群の最も物体側に配置された接合レンズを構成する第１メニスカスレンズの物体側の面の曲率半径をｒ１とし、当該第１メニスカスレンズが含まれる接合レンズの焦点距離をｆ１としたとき、次式
０．２ ≦ ｜ｒ１／ｆ１｜ ≦ ４．５
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液浸系顕微鏡対物レンズは、第３レンズ群を構成する色消しレンズのうち、像側に強い凹面を持つ色消しレンズの当該凹面のパワーをΦ１とし、物体側に強い凹面を持つ色消しレンズの当該凹面のパワーをΦ２としたとき、次式
０．２５ ≦ ｜Φ１＋Φ２｜ ≦ ０．３５
の条件を満足することが好ましい。ちなみに、面パワーΦは、当該面の前後の屈折率をｎ，ｎ′とし、当該面の曲率半径をｒとしたとき、
Φ＝（ｎ′−ｎ）／ｒ
と定義される。

なお、特に説明はしていないが、本発明における基本的なレンズ系の諸元である焦点距離やパワーは基準波長ｄ線に対する値である。

本発明に係る液浸系顕微鏡対物レンズを以上のように構成すると、倍率６０倍程度で、ＮＡ＝１．２５程度と、高開口数で可視域から近赤外域にわたる広い波長域での諸収差を良好に補正することができる。

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、本発明に係る液浸系顕微鏡対物レンズ（以下、「顕微鏡対物レンズＯＬ」と呼ぶ）の構成について説明する。この顕微鏡対物レンズＯＬは、カバープレートＣの下に試料（物体）を載置し、先端部を浸液に浸した状態でこの試料を観察する顕微鏡に用いられる対物レンズであって、物体側（カバープレートＣ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、及び、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ＯＬにおいて、第１レンズ群Ｇ１は、物体から出た発散光を収束させるレンズ群であり、少なくとも１枚以上の接合レンズを有して構成される（図１の場合、接合レンズＣＬ１１，ＣＬ１２の２枚を有している）。特に、この第１レンズ群Ｇ１を構成する接合レンズのうち接合レンズＣＬ１１は、当該第１レンズ群Ｇ１の最も物体側（すなわち、この顕微鏡対物レンズＯＬの最も物体側）に配置され、物体側から順に、物体側に凹面を向けた第１メニスカスレンズ（正メニスカスレンズ）Ｌ１と物体側に凹面を向けた第２メニスカスレンズ（負メニスカスレンズ）Ｌ２とを貼り合わせて構成されている。この第１メニスカスレンズＬ１は物体側に弱い凹面を向けた正メニスカスレンズで構成されているため、この凹面に入射する光線の入射角をできるだけ大きくならないようにして、第１メニスカスレンズＬ１と浸液との境界面（図１における第１面）で発生する高次の球面収差を効果的に低減させることができる。また、第１メニスカスレンズＬ１と第２メニスカスレンズＬ２との接合面（図１における第２面）には強い負の屈折力が与えられるため、ペッツバール和が効果的に低減される。

第２レンズ群Ｇ２は、第１レンズ群Ｇ１で収束させた光線をさらに収束させて収束光にするレンズ群であり、正レンズと負レンズとを有してなる少なくとも２つ以上の色消しレンズを有して構成される（図１の場合、色消しレンズＣＬ２１，ＣＬ２２，ＣＬ２３の３枚を有している）。これらの色消しレンズのうち、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側に配置された色消しレンズＣＬ２１は、光束の径が最も大きくなる位置の近傍に配置され、主に色の球面収差を補正する機能を有し、また、残りの色消しレンズＣＬ２２，ＣＬ２３は、主に２次スペクトルまでを考慮して軸上色収差を補正する機能を有している。

第３レンズ群Ｇ３は、第２レンズ群Ｇ２で収束させた収束光を平行光にするレンズ群であり、物体側から順に、正レンズと負レンズとをこの順に並べて構成した像側に強い凹面を持つ色消しレンズＣＬ３１と、負レンズと正レンズとをこの順に並べて構成した物体側に強い凹面を持つ色消しレンズＣＬ３２とから構成されるいわゆるガウスタイプである。この第３レンズ群Ｇ３は、２枚の色消しレンズＣＬ３１，ＣＬ３２により、球面収差及び色収差を補正するのに加えて、第１レンズ群Ｇ１で低減しきれなかったペッツバール和を低減させて全体として像面湾曲を補正するように構成されている。

それではこのような顕微鏡対物レンズＯＬを構成するための条件について、以下に説明する。まず、この顕微鏡対物レンズＯＬは、第３レンズ群Ｇ３の最も像側に配置された色消しレンズＣＬ３２を構成する正レンズ（図１においては、両凸レンズＬ１６）の硝材のｄ線に対する屈折率をｎ３２としたとき、次に示す条件式（１）を満足するように構成される。

１．５ ≦ ｎ３２ ≦ １．６５（１）

条件式（１）は、第３レンズ群Ｇ３の最も像側に配置された色消しレンズＣＬ３２を構成する正レンズの屈折率の条件である。この条件式（１）の上限値を上回ると、色消しレンズＣＬ３２を構成する負レンズ（図１においては、両凹レンズＬ１５）との屈折率差が大きくなり過ぎ、色のコマ収差が大きく出てしまい好ましくない。反対にこの条件式（１）の下限値を下回ると、ペッツバール和が大きくなってしまい、像の平坦性が悪化してしまうため好ましくない。

また、この顕微鏡対物レンズＯＬは、第３レンズ群Ｇ３の最も像側に配置された色消しレンズＣＬ３２を構成する各レンズにおける硝材のｄ線に対する屈折率をｎｄとし、ｔ線に対する屈折率をｎｔとし、ｇ線に対する屈折率をｎｇとして、次式（ａ）でＰｔを定義し、このＰｔに対してさらに、第３レンズ群Ｇ３の最も像側に配置された色消しレンズＣＬ３２を構成する負レンズ（両凹レンズＬ１５）のＰｔをＰｔ３１とし、アッベ数をνｄ３１とし、正レンズ（両凸レンズＬ１６）のＰｔをＰｔ３２とし、アッベ数をνｄ３２として、ΔＰｔ３を次式（ｂ）で定義し、Δνｄ３を次式（ｃ）で定義したとき、これらのΔＰｔ３及びΔνｄ３が次に示す条件式（２）を満足するように構成される。

０．００３５ ≦ ΔＰｔ３／Δνｄ３ ≦ ０．００６２（２）
但し、Ｐｔ＝（ｎｄ−ｎｔ）／（ｎｇ−ｎｄ）（ａ）
ΔＰｔ３＝｜Ｐｔ３１−Ｐｔ３２｜（ｂ）
Δνｄ３＝｜νｄ３１−νｄ３２｜（ｃ）

条件式（２）は、この顕微鏡対物レンズＯＬにおいて、広範囲にわたる色収差を補正するための条件である。この条件式（２）の上限値を上回ると、近赤外域での色収差が補正過剰になってしまい好ましくなく、反対にこの条件式（２）の下限値を下回ると、近赤外域での色収差が補正不足になってしまい好ましくない。

さらに、この顕微鏡対物レンズＯＬは、第３レンズ群Ｇ３を構成する色消しレンズのうち、最も像側に配置された色消しレンズＣＬ３２の焦点距離をｆ３とし、この顕微鏡対物レンズＯＬの全系の焦点距離をｆａとしたとき、次に示す条件式（３）を満足するように構成される。

１５ ≦ ｜ｆ３／ｆａ｜（３）

条件式（３）は、この顕微鏡対物レンズＯＬの全系の焦点距離に対する第３レンズ群Ｇ３を構成する最も像側の色消しレンズＣＬ３２の焦点距離を規定するための条件である。この条件式（３）の下限値を下回ると、物体側に配置された色消しレンズＣＬ３１の像側の凹面から出射した光線の、最も像側に配置されているこの色消しレンズＣＬ３２の物体側の強い凹面に入射する角度がきつくなり、高次のコマ収差が補正できなくなるため好ましくない。

また、この顕微鏡対物レンズＯＬは、第１レンズ群Ｇ１の最も物体側に配置された接合レンズＣＬ１１を構成する第１メニスカスレンズ（正メニスカスレンズＬ１）の物体側の面の曲率半径をｒ１とし、当該接合レンズＣＬ１１の焦点距離をｆ１としたとき、次に示す条件式（４）を満足するように構成される。

０．２ ≦ ｜ｒ１／ｆ１｜ ≦ ４．５（４）

条件式（４）は、第１レンズ群Ｇ１において最も物体側に配置される接合レンズＣＬ１１を構成する第１メニスカスレンズＬ１の物体側の面（すなわち、浸液に浸る第１面）の曲率半径を規定するための条件である。この条件式（４）の上限値を上回ると、物体からの光束の入射角が大きくなりすぎて、後群のレンズで高次の球面収差を補正することが困難になってしまい好ましくない。反対にこの条件式（４）の下限値を下回ると、浸液中の泡や異物がこの第１メニスカスレンズＬ１の物体側の面で囲まれる空間内に入り込んでしまい、これらを取り除くことが困難となってしまう。なお、さらに優れた結像性能を得るためには、条件式（４）の下限値を０．３とし、上限値を２とすることが好ましい。

また、この顕微鏡対物レンズＯＬは、第３レンズ群Ｇ３を構成する色消しレンズのうち、像側に強い凹面を持つ色消しレンズＣＬ３１の当該凹面（図１における第２１面）のパワーをΦ１とし、物体側に強い凹面を持つ色消しレンズＣＬ３２の当該凹面（図１における第２２面）のパワーをΦ２としたとき、次に示す条件式（５）を満足するように構成される。

０．２５ ≦ ｜Φ１＋Φ２｜ ≦ ０．３５（５）

条件式（５）は、第３レンズ群Ｇ３を構成するガウスタイプの色消しレンズ群の対向する凹面のパワーを規定するための条件である。この条件式（５）の上限値を上回ると、この第３レンズ群Ｇ３において高次のコマ収差が発生してしまい、補正困難となり好ましくない。反対にこの条件式（５）の下限値を下回ると、この第３レンズ群Ｇ３でペッツバール和を補正することができず、像の平坦化が悪化してしまい好ましくない。

以下に、本発明に係る顕微鏡対物レンズＯＬの７つの実施例を示すが、本実施例に係る顕微鏡対物レンズＯＬは無限遠補正型のものであるため、図１５に示す構成であって、以下の表１に示す諸元を有する結像レンズＩＬとともに使用される。なお、この表１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１５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、第４欄ｎｄはｄ線に対する屈折率、そして、第５欄νｄはアッベ数を示している。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１）
ｍｒｄｎｄ νｄ
1 75.043 5.1 1.62280 57.0
2 -75.043 2 1.74950 35.2
3 1600.58 7.5
4 50.256 5.1 1.66755 42.0
5 -84.541 1.8 1.61266 44.4
6 36.911

なお、この結像レンズＩＬ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、及び、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。

また、以下の実施例においては、浸液としてｎｄ＝１．３３２６、νｄ＝５５．９の水を使用し、カバーガラスＣは、厚さｔ＝０．１７、ｎｄ＝１．５２４４、νｄ＝５４．３を基準として設計されている。

［第１実施例］
上述の説明で用いた図１は、本発明の第１実施例に係る顕微鏡対物レンズＯＬ１を示している。この顕微鏡対物レンズＯＬ１は上述した通り、物体側、すなわちカバープレートＣ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、及び、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３から構成される。第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ（第１メニスカスレンズ）Ｌ１と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ（第２メニスカスレンズ）Ｌ２とを接合した接合レンズＣＬ１１、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３、及び、両凹レンズＬ４と両凸レンズＬ５とを接合した接合レンズＣＬ１２から構成される。また、第２レンズ群Ｇ２は、両凹レンズＬ６と両凸レンズＬ７とを接合した色消しレンズＣＬ２１、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ８と両凸レンズＬ９とを接合した色消しレンズＣＬ２２、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１０と両凸レンズＬ１１と両凹レンズＬ１２とを接合した色消しレンズＣＬ２３から構成される。さらに、第３レンズ群Ｇ３は、両凸レンズＬ１３と両凹レンズＬ１４とを接合した色消しレンズＣＬ３１、及び、両凹レンズＬ１５と両凸レンズＬ１６とを接合した色消しレンズＣＬ３２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ＯＬ１の諸元を表２に示す。この表２において、ｆは全系の焦点距離を、ＮＡは開口数を、βは倍率を、ｄ0はカバーガラスＣから最初のレンズ（正メニスカスレンズＬ１）の物体側の面（第１面）の頂点までの光軸上の距離をそれぞれ示している。なお、第１欄ｍに示す各光学面の番号は、図１に示した面番号１〜２４に対応している。また、この表２には上記条件式（１）〜（５）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。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焦点距離ｆ、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、光学系は比例拡大また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２）
ｆ＝3.33
ＮＡ＝1.25
β=60X
ｄ0＝0.25

ｍｒｄｎｄ νｄ
1 -10.000 0.63 1.45850 67.8
2 -1.051 2.82 1.83481 42.7
3 -2.921 0.10
4 -12.431 2.75 1.59240 68.3
5 -6.681 0.15
6 -63.897 1.00 1.51742 52.4
7 13.457 8.85 1.49782 82.5
8 -11.960 0.20
9 -636.078 1.00 1.81600 46.6
10 17.160 9.05 1.43385 95.2
11 -13.417 0.20
12 17.111 1.20 1.75500 52.3
13 11.170 6.90 1.43385 95.2
14 -26.536 0.60
15 27.985 1.10 1.81600 46.6
16 20.792 4.50 1.43385 95.2
17 -13.585 1.00 1.81600 46.6
18 46.225 0.20
19 7.409 5.90 1.49782 82.5
20 -28.987 4.60 1.64000 60.1
21 3.708 2.90
22 -4.496 4.40 1.60300 65.4
23 36.446 3.70 1.57501 41.5
24 -7.761

（条件対応値）
（１）ｎ３２＝1.57501
（２）ΔＰｔ３／Δνｄ３＝0.0041
（３）｜ｆ３／ｆａ｜＝29.2
（４）｜ｒ１／ｆ１｜＝0.61
（５）｜Φ１＋Φ２｜＝0.31

このように、第１実施例では上記条件式（１）〜（５）は全て満たされ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（１０１３．９８ｎｍ）、ｄ線（５８７．５６２０ｎｍ）、Ｆ線（４８６．１３３０ｎｍ）及びｇ線（４３５．８３５０ｎｍ）の光線に対する球面収差、非点収差、及び、コマ収差の諸収差図を示す。なお、球面収差図では、開口数ＮＡの値を示し、非点収差図では像高Ｙの値を示し、コマ収差図では像高Ｙが１１ｍｍのとき、６ｍｍのとき、及び、０ｍｍのときを示している。また、球面収差図とコマ収差図においては、破線はｔ線を示し、実線はｄ線を示し、一点鎖線はＦ線を示し、二点鎖線はｇ線を示しており、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、本第１実施例では、可視域から近赤外域まで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３に示す顕微鏡対物レンズＯＬ２について説明する。この図３に示す顕微鏡対物レンズＯＬ２も、カバーガラスＣ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、及び、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３から構成される。第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ（第１メニスカスレンズ）Ｌ１と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ（第２メニスカスレンズ）Ｌ２とを接合した接合レンズＣＬ１１、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３、及び、両凹レンズＬ４と両凸レンズＬ５とを接合した接合レンズＣＬ１２から構成される。また、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Ｌ６と両凸レンズＬ７とを接合した色消しレンズＣＬ２１、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ８と両凸レンズＬ９とを接合した色消しレンズＣＬ２２、及び、両凸レンズＬ１１と両凹レンズＬ１２とを接合した色消しレンズＣＬ２３から構成される。さらに、第３レンズ群Ｇ３は、両凸レンズＬ１３と両凹レンズＬ１４とを接合した色消しレンズＣＬ３１、及び、両凹レンズＬ１５と両凸レンズＬ１６とを接合した色消しレンズＣＬ３２から構成される。

このように、図３に示した第２実施例に係る顕微鏡対物レンズＯＬ２の諸元を表３に示す。なお、第１欄ｍに示す各光学面の番号は、図３に示した面番号１〜２３に対応している。

（表３）
ｆ＝3.34
ＮＡ＝1.25
β＝60X
ｄ0＝0.25

ｍｒｄｎｄ νｄ
1 -13.293 0.63 1.45850 67.8
2 -1.051 2.83 1.83481 42.7
3 -2.927 0.05
4 -13.015 2.67 1.59240 68.3
5 -6.524 0.14
6 -72.774 1.00 1.54814 45.8
7 13.020 8.99 1.49782 82.5
8 -11.217 0.18
9 42.698 0.99 1.81600 46.6
10 14.629 8.00 1.43385 95.2
11 -18.586 0.20
12 20.648 1.21 1.75500 52.3
13 10.401 8.00 1.43385 95.2
14 -17.395 0.64
15 26.041 5.32 1.43385 95.2
16 -13.260 1.00 1.81600 46.6
17 22.681 0.19
18 7.101 5.90 1.49782 82.5
19 -46.414 4.61 1.69350 53.2
20 3.836 2.89
21 -4.589 4.38 1.48749 70.4
22 21.679 3.67 1.63930 44.9
23 -9.306

（条件対応値）
（１）ｎ３２＝1.63930
（２）ΔＰｔ３／Δνｄ３＝0.0062
（３）｜ｆ３／ｆａ｜＝37.0
（４）｜ｒ１／ｆ１｜＝0.88
（５）｜Φ１＋Φ２｜＝0.29

このように、第２実施例では上記条件式（１）〜（５）は全て満たされていることが分かる。図４に、この第２実施例における諸収差図を示す。この図４に示す各収差図から明らかなように、本第２実施例では、可視域から近赤外域まで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３実施例］
次に第３実施例として、図５に示す顕微鏡対物レンズＯＬ３について説明する。この図５に示す顕微鏡対物レンズＯＬ３も、カバーガラスＣ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、及び、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３から構成される。第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ（第１メニスカスレンズ）Ｌ１と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ（第２メニスカスレンズ）Ｌ２とを接合した接合レンズＣＬ１１、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３、及び、両凹レンズＬ４と両凸レンズＬ５とを接合した接合レンズＣＬ１２から構成される。また、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Ｌ６と両凸レンズＬ７とを接合した色消しレンズＣＬ２１、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ８と両凸レンズＬ９とを接合した色消しレンズＣＬ２２、及び、両凸レンズＬ１１と両凹レンズＬ１２とを接合した色消しレンズＣＬ２３から構成される。さらに、第３レンズ群Ｇ３は、両凸レンズＬ１３と両凹レンズＬ１４とを接合した色消しレンズＣＬ３１、及び、両凹レンズＬ１５と両凸レンズＬ１６とを接合した色消しレンズＣＬ３２から構成される。

このように、図５に示した第３実施例に係る顕微鏡対物レンズＯＬ３の諸元を表４に示す。なお、第１欄ｍに示す各光学面の番号は、図５に示した面番号１〜２３に対応している。

（表４）
ｆ＝=3.33
ＮＡ＝1.25
β＝60X
ｄ0＝0.25

ｍｒｄｎｄ νｄ
1 -13.783 0.63 1.45850 67.8
2 -1.050 2.85 1.83481 42.7
3 -2.925 0.05
4 -12.352 2.67 1.59240 68.3
5 -6.646 0.14
6 -56.736 1.00 1.54814 45.8
7 13.489 8.99 1.49782 82.5
8 -11.020 0.18
9 44.941 0.99 1.81600 46.6
10 15.100 8.00 1.43385 95.2
11 -18.935 0.20
12 20.796 1.21 1.72916 54.7
13 10.260 8.00 1.43385 95.2
14 -16.715 0.64
15 24.965 5.32 1.43385 95.2
16 -12.440 1.00 1.81600 46.6
17 23.205 0.19
18 7.019 5.89 1.49782 82.5
19 -50.391 4.60 1.69350 53.2
20 3.826 2.89
21 -4.525 4.38 1.53172 48.8
22 59.115 3.67 1.62004 36.3
23 -8.316

（条件対応値）
（１）ｎ３２＝1.62004
（２）ΔＰｔ３／Δνｄ３＝0.0055
（３）｜ｆ３／ｆａ｜＝82.9
（４）｜ｒ１／ｆ１｜＝0.95
（５）｜Φ１＋Φ２｜＝0.30

このように、第３実施例では上記条件式（１）〜（５）は全て満たされていることが分かる。図６に、この第３実施例における諸収差図を示す。この図６に示す各収差図から明らかなように、本第３実施例では、可視域から近赤外域まで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４実施例］
次に、第４実施例として、図７に示す顕微鏡対物レンズＯＬ４について説明する。この図７に示す顕微鏡対物レンズＯＬ４も、カバーガラスＣ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、及び、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３から構成される。第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ（第１メニスカスレンズ）Ｌ１と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ（第２メニスカスレンズ）Ｌ２とを接合した接合レンズＣＬ１１、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３、及び、両凹レンズＬ４と両凸レンズＬ５とを接合した接合レンズＣＬ１２から構成される。また、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Ｌ６と両凸レンズＬ７とを接合した色消しレンズＣＬ２１、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ８と両凸レンズＬ９とを接合した色消しレンズＣＬ２２、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１０と両凸レンズＬ１１と両凹レンズＬ１２とを接合した色消しレンズＣＬ２３から構成される。さらに、第３レンズ群Ｇ３は、両凸レンズＬ１３と両凹レンズＬ１４とを接合した色消しレンズＣＬ３１、及び、両凹レンズＬ１５と両凸レンズＬ１６とを接合した色消しレンズＣＬ３２から構成される。

このように、図７に示した第４実施例に係る顕微鏡対物レンズＯＬ４の諸元を表５に示す。なお、第１欄ｍに示す各光学面の番号は、図７に示した面番号１〜２４に対応している。

（表５）
ｆ＝3.33
ＮＡ＝1.25
β＝60X
ｄ0＝0.25

ｍｒｄｎｄ νｄ
1 -18.647 0.63 1.45850 67.8
2 -1.099 2.87 1.83481 42.7
3 -2.960 0.13
4 -11.989 2.76 1.59240 68.3
5 -6.596 0.15
6 -53.172 1.00 1.54814 45.8
7 14.965 8.85 1.49782 82.5
8 -12.104 0.20
9 178.398 1.00 1.81600 46.6
10 18.015 8.50 1.43385 95.2
11 -13.725 0.20
12 15.567 1.20 1.72916 54.7
13 10.456 6.80 1.43385 95.2
14 -35.194 0.60
15 33.649 1.10 1.81600 46.6
16 18.234 4.50 1.43385 95.2
17 -12.837 1.00 1.81600 46.6
18 59.127 0.20
19 7.590 5.90 1.49782 82.5
20 -28.943 4.59 1.64000 60.1
21 3.940 2.90
22 -4.497 4.40 1.48749 70.4
23 19.348 3.70 1.56732 42.8
24 -8.913

（条件対応値）
（１）ｎ３２＝1.56732
（２）ΔＰｔ３／Δνｄ３＝0.0059
（３）｜ｆ３／ｆａ｜＝88.3
（４）｜ｒ１／ｆ１｜＝1.46
（５）｜Φ１＋Φ２｜＝0.27

このように、第４実施例では上記条件式（１）〜（５）は全て満たされていることが分かる。図８に、この第４実施例における諸収差図を示す。この図８に示す各収差図から明らかなように、本第４実施例では、可視域から近赤外域まで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５実施例］
次に、第５実施例として、図９に示す顕微鏡対物レンズＯＬ５について説明する。この図９に示す顕微鏡対物レンズＯＬ５も、カバーガラスＣ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、及び、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３から構成される。第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ（第１メニスカスレンズ）Ｌ１と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ（第２メニスカスレンズ）Ｌ２とを接合した接合レンズＣＬ１１、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３、及び、両凹レンズＬ４と両凸レンズＬ５とを接合した接合レンズＣＬ１２から構成される。また、第２レンズ群Ｇ２は、両凹レンズＬ６と両凸レンズＬ７とを接合した色消しレンズＣＬ２１、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ８と両凸レンズＬ９とを接合した色消しレンズＣＬ２２、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１０と両凸レンズＬ１１と両凹レンズＬ１２とを接合した色消しレンズＣＬ２３から構成される。さらに、第３レンズ群Ｇ３は、両凸レンズＬ１３と両凹レンズＬ１４とを接合した色消しレンズＣＬ３１、及び、両凹レンズＬ１５と両凸レンズＬ１６とを所定の空気間隔を空けて配置した色消しレンズＣＬ３２から構成される。

このように、図９に示した第５実施例に係る顕微鏡対物レンズＯＬ５の諸元を表６に示す。なお、第１欄ｍに示す各光学面の番号は、図９に示した面番号１〜２５に対応している。

（表６）
ｆ＝3.33
ＮＡ＝1.25
β＝60X
ｄ0＝0.25

ｍｒｄｎｄ νｄ
1 -11.000 0.63 1.45850 67.8
2 -1.051 2.82 1.83481 42.7
3 -2.914 0.10
4 -12.431 2.72 1.59240 68.3
5 -6.681 0.17
6 -66.400 1.05 1.51742 52.4
7 13.340 8.84 1.49782 82.5
8 -12.027 0.18
9 -455.651 0.99 1.81600 46.6
10 17.147 9.03 1.43385 95.2
11 -13.157 0.17
12 16.911 1.13 1.75500 52.3
13 10.745 6.80 1.43385 95.2
14 -29.213 0.52
15 29.830 1.07 1.81600 46.6
16 20.985 4.49 1.43385 95.2
17 -15.194 1.06 1.81600 46.6
18 58.993 0.28
19 7.549 5.98 1.49782 82.5
20 -44.321 4.41 1.65160 58.5
21 3.775 2.87
22 -4.494 2.50 1.61800 63.3
23 235.350 0.71
24 1093.290 3.02 1.59551 39.2
25 -7.185

（条件対応値）
（１）ｎ３２＝1.59551
（２）ΔＰｔ３／Δνｄ３＝0.0038
（３）｜ｆ３／ｆａ｜＝32.6
（４）｜ｒ１／ｆ１｜＝0.71
（５）｜Φ１＋Φ２｜＝0.31

このように、第５実施例では上記条件式（１）〜（５）は全て満たされていることが分かる。図１０に、この第５実施例における諸収差図を示す。この図１０に示す各収差図から明らかなように、本第５実施例では、可視域から近赤外域まで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６実施例］
次に、第６実施例として、図１１に示す顕微鏡対物レンズＯＬ６について説明する。この図１１に示す顕微鏡対物レンズＯＬ６も、カバーガラスＣ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、及び、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３から構成される。第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ（第１メニスカスレンズ）Ｌ１と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ（第２メニスカスレンズ）Ｌ２とを接合した接合レンズＣＬ１１、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３、及び、両凹レンズＬ４と両凸レンズＬ５とを接合した接合レンズＣＬ１２から構成される。また、第２レンズ群Ｇ２は、両凹レンズＬ６と両凸レンズＬ７とを接合した色消しレンズＣＬ２１、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ８と両凸レンズＬ９とを接合した色消しレンズＣＬ２２、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１０と両凸レンズＬ１１と両凹レンズＬ１２とを接合した色消しレンズＣＬ２３から構成される。さらに、第３レンズ群Ｇ３は、両凸レンズＬ１３と両凹レンズＬ１４とを接合した色消しレンズＣＬ３１、及び、両凹レンズＬ１５と両凸レンズＬ１６とを接合した色消しレンズＣＬ３２から構成される。

このように、図１１に示した第６実施例に係る顕微鏡対物レンズＯＬ６の諸元を表７に示す。なお、第１欄ｍに示す各光学面の番号は、図１１に示した面番号１〜２４に対応している。

（表７）
ｆ＝3.36
ＮＡ＝1.25
β＝60X
ｄ0＝0.25

ｍｒｄｎｄ νｄ
1 -10.008 0.60 1.45850 67.8
2 -1.120 3.00 1.83481 42.7
3 -3.092 0.10
4 -11.893 3.10 1.59240 68.3
5 -6.601 0.10
6 -61.840 1.00 1.51742 52.4
7 13.200 9.05 1.49782 82.5
8 -12.655 0.20
9 -541.810 1.00 1.81600 46.6
10 19.000 8.40 1.43385 95.2
11 -14.078 0.20
12 18.411 1.20 1.71300 53.9
13 10.900 7.40 1.43385 95.2
14 -25.231 0.60
15 22.770 1.15 1.81600 46.6
16 17.650 4.10 1.43385 95.2
17 -16.499 1.00 1.81600 46.6
18 40.229 0.20
19 7.049 5.75 1.43425 95.0
20 -27.649 4.60 1.62041 60.3
21 3.816 2.90
22 -4.522 4.40 1.60300 65.4
23 20.900 3.70 1.57501 41.5
24 -7.856

（条件対応値）
（１）ｎ３２＝1.57501
（２）ΔＰｔ３／Δνｄ３＝0.0041
（３）｜ｆ３／ｆａ｜＝24.9
（４）｜ｒ１／ｆ１｜＝0.58
（５）｜Φ１＋Φ２｜＝0.30

このように、第６実施例では上記条件式（１）〜（５）は全て満たされていることが分かる。図１２に、この第６実施例における諸収差図を示す。この図１２に示す各収差図から明らかなように、本第６実施例では、可視域から近赤外域まで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７実施例］
最後に、第７実施例として、図１３に示す顕微鏡対物レンズＯＬ７について説明する。この図１３に示す顕微鏡対物レンズＯＬ７も、カバーガラスＣ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、及び、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３から構成される。第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ（第１メニスカスレンズ）Ｌ１と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ（第２メニスカスレンズ）Ｌ２とを接合した接合レンズＣＬ１１、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３、及び、両凹レンズＬ４と両凸レンズＬ５とを接合した接合レンズＣＬ１２から構成される。また、第２レンズ群Ｇ２は、両凹レンズＬ６と両凸レンズＬ７とを接合した色消しレンズＣＬ２１、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ８と両凸レンズＬ９とを接合した色消しレンズＣＬ２２、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１０と両凸レンズＬ１１と両凹レンズＬ１２とを接合した色消しレンズＣＬ２３から構成される。さらに、第３レンズ群Ｇ３は、両凸レンズＬ１３と両凹レンズＬ１４とを接合した色消しレンズＣＬ３１、及び、両凹レンズＬ１５と両凸レンズＬ１６とを接合した色消しレンズＣＬ３２から構成される。

このように、図１３に示した第７実施例に係る顕微鏡対物レンズＯＬ７の諸元を表８に示す。なお、第１欄ｍに示す各光学面の番号は、図１３に示した面番号１〜２４に対応している。

（表８）
ｆ＝3.33
ＮＡ＝1.25
β＝60X
ｄ0＝0.25

ｍｒｄｎｄ νｄ
1 -10.008 0.60 1.45850 67.8
2 -1.261 3.05 1.83481 42.7
3 -3.135 0.10
4 -11.668 3.22 1.56907 71.3
5 -6.486 0.10
6 -69.996 1.02 1.51742 52.4
7 12.900 8.30 1.49782 82.5
8 -13.549 0.20
9 -137.906 1.00 1.81600 46.6
10 21.954 8.60 1.43385 95.2
11 -13.653 0.20
12 17.921 1.17 1.73400 51.5
13 10.941 7.80 1.43385 95.2
14 -24.949 0.60
15 23.338 1.08 1.81600 46.6
16 15.460 4.29 1.43385 95.2
17 -16.030 1.01 1.81600 46.6
18 73.530 0.20
19 7.213 5.49 1.43425 95.0
20 -30.803 4.41 1.60300 65.4
21 4.080 2.95
22 -4.655 4.70 1.62280 57.1
23 35.888 3.40 1.59270 35.3
24 -8.534

（条件対応値）
（１）ｎ３２＝1.59270
（２）ΔＰｔ３／Δνｄ３＝0.0052
（３）｜ｆ３／ｆａ｜＝16.2
（４）｜ｒ１／ｆ１｜＝0.76
（５）｜Φ１＋Φ２｜＝0.28

このように、第７実施例では上記条件式（１）〜（５）は全て満たされていることが分かる。図１４に、この第７実施例における諸収差図を示す。この図１４に示す各収差図から明らかなように、本第７実施例では、可視域から近赤外域まで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。

本発明の第１実施例に係る液浸系顕微鏡対物レンズのレンズ構成図である。第１実施例に係る液浸系顕微鏡対物レンズの諸収差図である。本発明の第２実施例に係る液浸系顕微鏡対物レンズのレンズ構成図である。第２実施例に係る液浸系顕微鏡対物レンズの諸収差図である。本発明の第３実施例に係る液浸系顕微鏡対物レンズのレンズ構成図である。第３実施例に係る液浸系顕微鏡対物レンズの諸収差図である。本発明の第４実施例に係る液浸系顕微鏡対物レンズのレンズ構成図である。第４実施例に係る液浸系顕微鏡対物レンズの諸収差図である。本発明の第５実施例に係る液浸系顕微鏡対物レンズのレンズ構成図である。第５実施例に係る液浸系顕微鏡対物レンズの諸収差図である。本発明の第６実施例に係る液浸系顕微鏡対物レンズのレンズ構成図である。第６実施例に係る液浸系顕微鏡対物レンズの諸収差図である。本発明の第７実施例に係る液浸系顕微鏡対物レンズのレンズ構成図である。第７実施例に係る液浸系顕微鏡対物レンズの諸収差図である。上記液浸系顕微鏡対物レンズと共に用いられる結像レンズのレンズ構成図である。

符号の説明

ＯＬ（ＯＬ１〜ＯＬ７）液浸系顕微鏡対物レンズ
Ｇ１第１レンズ群Ｇ２第２レンズ群Ｇ３第３レンズ群
ＣＬ１１接合レンズＬ１正メニスカスレンズ（第１メニスカスレンズ）
Ｌ２負メニスカスレンズ（第２メニスカスレンズ）
ＣＬ３１，ＣＬ３２色消しレンズ
Ｌ１５両凹レンズ（負レンズ）Ｌ１６両凸レンズ（正レンズ）

Claims

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レンズ群とを有し、
前記第１レンズ群は、少なくとも１枚以上の接合レンズを有し、
前記第２レンズ群は、正レンズと負レンズとを有してなる少なくとも２つ以上の色消しレンズを有し、
前記第３レンズ群は、物体側から順に、正レンズと負レンズとを有してなり、像側に強い凹面を持つ色消しレンズと、正レンズと負レンズとを有してなり、物体側に強い凹面を持つ色消しレンズとを有して構成され、
前記第３レンズ群の最も像側に配置された前記色消しレンズを構成する正レンズの硝材のｄ線に対する屈折率をｎ３２としたとき、次式
１．５ ≦ ｎ３２ ≦ １．６５
の条件を満足し、
前記第３レンズ群の最も像側に配置された前記色消しレンズを構成する各レンズにおける硝材のｄ線に対する屈折率をｎｄとし、ｔ線に対する屈折率をｎｔとし、ｇ線に対する屈折率をｎｇとして、Ｐｔを次式
Ｐｔ＝（ｎｄ−ｎｔ）／（ｎｇ−ｎｄ）
で定義し、前記第３レンズ群の最も像側に配置された前記色消しレンズを構成する負レンズの前記ＰｔをＰｔ３１とし、アッベ数をνｄ３１とし、前記第３レンズ群の最も像側に配置された前記色消しレンズを構成する正レンズの前記ＰｔをＰｔ３２とし、アッベ数をνｄ３２として、ΔＰｔ３及びΔνｄ３を次式
ΔＰｔ３＝｜Ｐｔ３１−Ｐｔ３２｜
Δνｄ３＝｜νｄ３１−νｄ３２｜
で定義したとき、当該ΔＰｔ３及び当該Δνｄ３が、次式
０．００３５ ≦ ΔＰｔ３／Δνｄ３ ≦ ０．００６２
の条件を満足し、
前記第３レンズ群を構成する前記色消しレンズのうち、最も像側に配置された前記色消しレンズの焦点距離をｆ３とし、全系の焦点距離をｆａとしたとき、次式
１５ ≦ ｜ｆ３／ｆａ｜
の条件を満足する液浸系顕微鏡対物レンズ。
前記第１レンズ群を構成する前記接合レンズのうちの１つは、当該第１レンズ群の最も物体側に配置され、物体側から順に、物体側に凹面を向けた第１メニスカスレンズと物体側に凹面を向けた第２メニスカスレンズとを貼り合わせて構成された請求項１に記載の液浸系顕微鏡対物レンズ。
前記第１レンズ群の最も物体側に配置された前記接合レンズを構成する前記第１メニスカスレンズの物体側の面の曲率半径をｒ１とし、当該第１メニスカスレンズが含まれる前記接合レンズの焦点距離をｆ１としたとき、次式
０．２ ≦ ｜ｒ１／ｆ１｜ ≦ ４．５
の条件を満足する請求項２に記載の液浸系顕微鏡対物レンズ。
前記第３レンズ群を構成する前記色消しレンズのうち、
像側に強い凹面を持つ前記色消しレンズの当該凹面のパワーをΦ１とし、
物体側に強い凹面を持つ前記色消しレンズの当該凹面のパワーをΦ２としたとき、次式
０．２５ ≦ ｜Φ１＋Φ２｜ ≦ ０．３５
の条件を満足する請求項１〜３いずれか一項に記載の液浸系顕微鏡対物レンズ。