JP2017058539A - 顕微鏡対物レンズ及び顕微鏡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】収差が抑えられ、高い開口数と長い作動距離を確保し、長い焦点距離に適した顕微鏡対物レンズを提供する。
【解決手段】顕微鏡対物レンズＯＬ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、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、を有し、第１レンズ群Ｇ１は、最も物体側に、物体側のレンズ面の曲率半径が像面側のレンズ面よりも大きい第１レンズＬ１１と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１２とを接合した接合レンズＣＬ１１を有し、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、像面側に凹面を向けたメニスカスレンズ形状の第１接合レンズＣＬ３１と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ形状の第２接合レンズＣＬ３２と、を有し、所定の条件を満足する。
【選択図】図１

Description

本発明は、顕微鏡対物レンズまたは顕微鏡対物レンズを具備した顕微鏡装置に関する。

顕微鏡対物レンズにおいて、高い開口数（ＮＡ）を確保しようとすると、通常、レンズの全長が長くなってしまう。特に、焦点距離が長くなればなるほど、その全長が長くなる。一方、顕微鏡本体は、レボルバーとステージのクリアランスには上限があり、全長がそのクリアランスよりも長い場合は、顕微鏡本体に装着できなくなってしまう。また、厚さのあるディッシュの中の媒質中に漂う観察対象を観察できるようにするために、長い作動距離を持つ顕微鏡対物レンズが求められている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−０７５９８２号公報

そこで、作動距離を確保しつつ、全長を短くし、良好な像を形成することができる顕微鏡対物レンズが求められており、長い作動距離が必要な観察対象を観察できる顕微鏡装置が求められている。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、収差が抑えられ、高い開口数（ＮＡ）と長い作動距離を確保し、長い焦点距離に適した顕微鏡対物レンズ及び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、本発明に係る顕微鏡対物レンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、第３レンズ群と、を有し、第１レンズ群は、最も物体側に、物体側のレンズ面の曲率半径が像面側のレンズ面よりも大きい第１レンズと物体側に凹面を向けたメニスカスレンズとを接合した接合レンズを有し、第３レンズ群は、物体側から順に、像面側に凹面を向けたメニスカスレンズ形状の第１接合レンズと、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ形状の第２接合レンズと、を有し、次式の条件を満足することを特徴とする。
０．６０ ≦ ｜（ｎ２１−ｎ０）／ｒ１｜／（１／ｆ） ≦ ０．８５
０．６６ ≦ ｎ２１−ｎ０ ≦ ０．８５
但し、
ｎ２１：第２接合レンズの最も物体側にあるレンズの屈折率
ｎ０：第２接合レンズの最も物体側にあるレンズの物体側に接する媒質の屈折率
ｒ１：第２接合レンズの最も物体側にあるレンズの物体側のレンズ面の曲率半径
ｆ：全系の焦点距離

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、収差が抑えられ、高い開口数（ＮＡ）と長い作動距離を確保し、長い焦点距離に適したものを提供することができる。

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。 第１実施例に係る顕微鏡対物レンズの諸収差図である。 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。 第３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３実施例に係る顕微鏡対物レンズの諸収差図である。 第４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４実施例に係る顕微鏡対物レンズの諸収差図である。 第５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５実施例に係る顕微鏡対物レンズの諸収差図である。 第６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６実施例に係る顕微鏡対物レンズの諸収差図である。 第７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７実施例に係る顕微鏡対物レンズの諸収差図である。 第８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８実施例に係る顕微鏡対物レンズの諸収差図である。 上記顕微鏡対物レンズとともに用いられる結像レンズのレンズ構成図である。 上記顕微鏡対物レンズが具備された顕微鏡装置の概略構成図である。

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、本実施の形態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ＯＬ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、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３とを有して構成されている。

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、物体からの発散光束を平行光束へと近づけるためのレンズ群であり、発散光束が出射するレンズ群である。この第１レンズ群Ｇ１は、最も物体側に、物体側のレンズ面の曲率半径が像面側のレンズ面よりも大きい第１レンズＬ１１と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１２とを接合した接合レンズＣＬ１１を有している。例えば、図１では、このような第１レンズＬ１１として、平凸レンズが用いられている。

また、第２レンズ群Ｇ２は、第１レンズ群Ｇ１から出射した発散光束を集束光束にするためのレンズ群である。この第２レンズ群Ｇ２は、２つ以上の接合レンズを有していることが望ましい。

また、第３レンズ群Ｇ３は、第２レンズ群Ｇ２から出射した集束光束を略平行光束にして後述する結像レンズＩＬに導くためのレンズ群である。この第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、像面側に凹面を向けたメニスカスレンズ形状の第１接合レンズＣＬ３１と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ形状の第２接合レンズＣＬ３２と、から構成されている。

また、本実施形態に係る顕微鏡対物レンズＯＬは、以下に示す条件式（１）及び条件式（２）を満足することが望ましい。

０．６０ ≦ ｜（ｎ２１−ｎ０）／ｒ１｜／（１／ｆ） ≦ ０．８５ （１）
０．６６ ≦ ｎ２１−ｎ０ ≦ ０．８５ （２）
但し、
ｎ２１：第３レンズ群Ｇ３の第２接合レンズＣＬ３２の最も物体側にあるレンズの屈折率
ｎ０：第３レンズ群Ｇ３の第２接合レンズＣＬ３２の最も物体側にあるレンズの物体側に接する媒質の屈折率
ｒ１：第３レンズ群Ｇ３の第２接合レンズＣＬ３２の最も物体側にあるレンズの物体側のレンズ面の曲率半径
ｆ：全系の焦点距離

この顕微鏡対物レンズＯＬは、第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２で観察対象である物体からの光束を短い距離で収束させることで、全長を短くしている。すなわち、短い距離で、第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２を強い屈折力とすることにより、光線を曲げているため、球面収差量が大きくなっている。その球面収差を第３レンズ群Ｇ３で相殺するために、この第３レンズ群Ｇ３を構成する第２接合レンズＣＬ３２の入射面側にも強い屈折力が必要となる。そこで、本実施形態に係る顕微鏡対物レンズＯＬは、条件式（１）に示すように、第２接合レンズＣＬ３２の最も物体側にあるレンズの物体側のレンズ面（例えば、図１におけるレンズＬ３３の第２１面）に、この顕微鏡対物レンズＯＬの全体の屈折力に対して６５％以上の屈折力を持たせて、球面収差を相殺させ、全体の球面収差量を小さくすることができた。

一方、この顕微鏡対物レンズＯＬの開口数（ＮＡ）が大きいと、第３レンズ群Ｇ３の第２接合レンズＣＬ３２に入射する光線の光線高が高いため、入射面の曲率半径を小さくするとコマ収差が発生しやすくなる。そのため、屈折力を得ながら、曲率半径を大きくするため、第２接合レンズＣＬ３２の入射側の境界面（上述したレンズＬ３３の第２１面）の屈折率差を大きくして、大きな屈折力を得ている。

この条件式（１）の下限値を下回ると、第２接合レンズＣＬ３２の最も物体側にあるレンズの物体側のレンズ面の負の屈折力が不足してしまい、球面収差の相殺量やペッツバール和の低減が困難になる。なお、この条件式（１）による効果を確実にするために、この条件式（１）の下限値を０．６１にすることが望ましい。また、この条件式（１）による効果をさらに確実にするために、この条件式（１）の下限値を０．６２にすることが望ましい。また、この条件式（１）による効果をさらに確実にするために、この条件式（１）の下限値を０．６３にすることが望ましい。また、この条件式（１）による効果をさらに確実にするために、この条件式（１）の下限値を０．６４にすることが望ましい。また、この条件式（１）による効果をさらに確実にするために、この条件式（１）の下限値を０．６５にすることが望ましい。また、この条件式（１）による効果をさらに確実にするために、この条件式（１）の下限値を０．６６にすることが望ましい。また、この条件式（１）による効果をさらに確実にするために、この条件式（１）の下限値を０．６７にすることが望ましい。また、この条件式（１）による効果をさらに確実にするために、この条件式（１）の下限値を０．６８にすることが望ましい。また、この条件式（１）による効果をさらに確実にするために、この条件式（１）の下限値を０．６９にすることが望ましい。一方、条件式（１）の上限値を上回ると、第２接合レンズＣＬ３２の最も物体側にあるレンズの物体側のレンズ面で発生する球面収差量が大きくなってしまい結果的に球面収差量が大きくなってしまう。また、サグ量も増大するが故、全長が大きくなってしまう。なお、この条件式（１）による効果を確実にするために、この条件式（１）の上限値を０．８４にすることが望ましい。また、この条件式（１）による効果をさらに確実にするために、この条件式（１）の上限値を０．８３にすることが望ましい。また、この条件式（１）による効果をさらに確実にするために、この条件式（１）の上限値を０．８２にすることが望ましい。

また、条件式（２）の下限値を下回ると、負の屈折力を稼ぐために、第２接合レンズＣＬ３２の最も物体側にあるレンズの物体側のレンズ面の曲率半径が小さくなってしまうため、コマ収差が増大してしまう。なお、この条件式（２）による効果を確実にするために、この条件式（２）の下限値を０．６７にすることが望ましい。一方、条件式（２）の上限値を上回ると、第２接合レンズＣＬ３２の最も像面側に正レンズに用いる硝材との組み合わせが制限されることにより、第２接合レンズＣＬ３２による倍率色収差の相殺量が足りなくなり、結果的に倍率色収差の増大につながる。

また、第３レンズ群Ｇ３は、第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２(以下、「前群」と呼ぶ)で発生する色収差を相殺する機能も有する。第３レンズ群Ｇ３では広い波長域で色消し効果を狙うため２次色消しの機能をもつ必要がある。そのため、第１接合レンズＣＬ３１の物体側の正レンズ(例えば、図１におけるレンズＬ３１）は低屈折率／低分散の硝材を選択する一方、２次の色収差に見合った硝材を第１接合レンズＣＬ３１の像面側の負レンズ（例えば、図１におけるレンズＬ３２）に採用する必要がある。しかしながら、２次の色収差に見合った硝材の中に、１．６６を超えるような高い屈折率を有し、かつ適切な部分分散を持つ実用的な硝材は無いので、第１接合レンズＣＬ３１の像面側の負レンズの屈折率は結果的に大きな屈折率を与えることができない。そのため、第１接合レンズＣＬ３１の像面側の負レンズで像面湾曲を解消するべく大きな屈折力を持たせるのは、非常に困難である。

一方、第２接合レンズＣＬ３２では、倍率の色収差を解消するために、像面側の正レンズ（例えば、図１におけるレンズＬ３４）については、低屈折率／低分散の硝材を用い、物体側の負レンズ（例えば、図１におけるレンズＬ３３）については高屈折率／高分散の硝材を用いる。このとき、２次の色収差を相殺する機能については、第１接合レンズＣＬ３１で十分に相殺できる量を確保できているので、第２接合レンズＣＬ３２の物体側の負レンズについては、硝材を選択できる範囲が第１接合レンズＣＬ３１の像面側の負レンズに比べて広い。それゆえ、ここで高屈折率材料を選択し、サグ量が小さく屈折力の高い負レンズを採用することができるので、第２接合レンズＣＬ３２の物体側の負レンズの屈折力を（第１接合レンズＣＬ３１の像面側の負レンズの屈折力に比べ）大きくしながら、レンズ厚の増大を防ぐことで、全長を短いまま収差のバランス（前群の収差と第３レンズ群Ｇ３の収差との相殺）を取ることができる。

また、本実施形態に係る顕微鏡対物レンズＯＬは、以下に示す条件式（３）を満足することが望ましい。

０．９ ≦ ｆ１２／ｆ ＜ １．１ （３）
但し、
ｆ１２：第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２の合成焦点距離
ｆ：全系の焦点距離

条件式（３）は、第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２（前群）の合成焦点距離と全系の焦点距離との比を規定するものである。この条件式（３）を満足することにより、第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２でほぼ必要な屈折力を稼ぎ、第３レンズ群Ｇ３は収差補正用レンズ群となるようにして、主な機能を役割分担させることで、全体として、収差量の小さい光学系を構成することができる。この条件式（３）の下限値を下回ると、第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２の累積の球面収差量が大きくなるので、第３レンズ群Ｇ３で非常に大きな負の屈折力を有する光学面が必要となり、コマ収差の増大を抑えることが難しくなる。なお、この条件式（３）による効果を確実にするために、この条件式（３）の下限値を０．９１にすることが望ましい。また、この条件式（３）による効果をさらに確実にするために、この条件式（３）の下限値を０．９２にすることが望ましい。また、この条件式（３）による効果をさらに確実にするために、この条件式（３）の下限値を０．９３にすることが望ましい。また、この条件式（３）による効果をさらに確実にするために、この条件式（３）の下限値を０．９４にすることが望ましい。また、この条件式（３）による効果をさらに確実にするために、この条件式（３）の下限値を０．９５にすることが望ましい。一方、条件式（３）の上限値を上回ると、第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２で足りない屈折力を第３レンズ群Ｇ３で補う必要があるため、第３レンズ群Ｇ３で発生する球面収差量が大きくなり、結果的に全体の球面収差量が大きくなってしまう。なお、この条件式（３）による効果を確実にするために、この条件式（３）の上限値を１．０９にすることが望ましい。

また、本実施形態に係る顕微鏡対物レンズＯＬは、以下に示す条件式（４）を満足することが望ましい。

０．８０ ≦ ｜ｒ２／ｄ２｜ ≦ ０．９５ （４）
但し、
ｒ２：第１レンズ群Ｇ１の最も物体側に設けられた接合レンズＣＬ１１の最も像面側のレンズ面の曲率半径
ｄ２：物体面から第１レンズ群Ｇ１の最も物体側に設けられた接合レンズＣＬ１１の最も像面側のレンズ面までの光軸上の距離

条件式（４）は、第１レンズ群Ｇ１の最も物体側に設けられた接合レンズＣＬ１１の最も像面側のレンズ面（例えば、図１における第３面）の曲率半径と物体面から第１レンズ群Ｇ１の最も物体側に設けられた接合レンズＣＬ１１の最も像面側のレンズ面までの光軸上の距離との比を規定するものであり、第１レンズ群Ｇ１においても、強い正の屈折力を有することを示している。第１レンズ群Ｇ１の接合レンズＣＬ１１で強い正の屈折力を与えることで、観察対象の物体からの光線を屈折させるために必要な屈折力を与えることができる。一方、それに反して、球面収差量は増える傾向にあるが、その分は、上述したように、第３レンズ群Ｇ３で補正している。また、第１レンズ群Ｇ１の接合レンズＣＬ１１の最も像面側のレンズ面を通過する光線高は比較的低い位置なので、このレンズ面で生じるコマ収差量は他の屈折面よりも小さいので、全体のコマ収差量の増大を抑えることができる。

この条件式（４）の下限値を下回ると、第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２により必要な焦点距離を得るために必要なレンズ枚数が多くなり、延いては対物レンズの全長が長くなってしまう。なお、この条件式（４）による効果を確実にするために、この条件式（４）の下限値を０．８１にすることが望ましい。また、この条件式（４）による効果をさらに確実にするために、この条件式（４）の下限値を０．８２にすることが望ましい。また、この条件式（４）による効果をさらに確実にするために、この条件式（４）の下限値を０．８３にすることが望ましい。また、この条件式（４）による効果をさらに確実にするために、この条件式（４）の下限値を０．８４にすることが望ましい。また、この条件式（４）による効果をさらに確実にするために、この条件式（４）の下限値を０．８５にすることが望ましい。また、この条件式（４）による効果をさらに確実にするために、この条件式（４）の下限値を０．８６にすることが望ましい。一方、条件式（４）の上限値を上回ると、第１レンズ群Ｇ１で生じる球面収差量が大きくなり、他のレンズ群でその収差量を相殺しても十分に小さい収差量にすることが困難となる。なお、この条件式（４）による効果を確実にするために、この条件式（４）の上限値を０．９４にすることが望ましい。また、この条件式（４）による効果をさらに確実にするために、この条件式（４）の上限値を０．９３にすることが望ましい。また、この条件式（４）による効果をさらに確実にするために、この条件式（４）の上限値を０．９２にすることが望ましい。

また、本実施形態に係る顕微鏡対物レンズＯＬは、以下に示す条件式（５）を満足することが望ましい。

１．２０ ≦ Ｄ３／ｆ ≦ １．６５ （５）
但し、
Ｄ３：第３レンズ群Ｇ３の第１接合レンズＣＬ３１及び第２接合レンズＣＬ３２のレンズ厚の総和
ｆ：全系の焦点距離

条件式（５）は、第３レンズ群Ｇ３の第１接合レンズＣＬ３１及び第２接合レンズＣＬ３２のレンズ厚の総和と、全系の焦点距離との比を規定するものである。通常、コマ収差の補正のために第３レンズ群Ｇ３における凹面（第１接合レンズＣＬ３１の最も像面側の面及び第２接合レンズＣＬ３２の最も物体側の面）での光線高を低くし、凹面の曲率半径を小さくするため、第３レンズ群Ｇ３のレンズ総厚Ｄ３は長くする傾向にある。しかし、このレンズ総厚Ｄ３が長くなると全長が伸びてしまい、同焦点距離を確保することができなくなるため好ましくない。この条件式（５）の上限値を上回ると、第３レンズ群Ｇ３の凹面での光線高が低くなり、条件式（１）からこの凹面の屈折力が決まっているため、球面収差の補正不足やペッツバール和の軽減不足となる。一方、条件式（５）の下限値を下回ると、凹面での光線高が高くなり、球面収差やコマ収差が増大してしまう原因となる。なお、この条件式（５）による効果を確実にするために、この条件式（５）の下限値を１．２１にすることが望ましい。また、この条件式（５）による効果をさらに確実にするために、この条件式（５）の下限値を１．２２にすることが望ましい。また、この条件式（５）による効果をさらに確実にするために、この条件式（５）の下限値を１．２３にすることが望ましい。

また、本実施形態に係る顕微鏡対物レンズＯＬは、以下に示す条件式（６）を満足することが望ましい。

０．１４ ≦ ＮＡ×ｆ／ＴＬ ≦ ０．１６ （６）
但し、
ＮＡ：開口数
ＴＬ：全長
ｆ：全系の焦点距離

条件式（６）は、この顕微鏡対物レンズＯＬの開口数及び焦点距離と全長との関係を規定するものである。この条件式（６）の下限値を下回ると、明るさが不足し十分な解像が得られない。一方、条件式（６）の上限値を上回ると、この顕微鏡対物レンズＯＬの光学系で撮像できる明るさを越えてしまい、光学系内でけられてしまう。

また、本実施形態に係る顕微鏡対物レンズＯＬは、以下に示す条件式（７）を満足することが望ましい。

０．０１０ ≦ ＮＡ×ｄ０／ＴＬ ≦ ０．０２４ （７）
但し、
ＮＡ：開口数
ｄ０：物体から第１レンズ群Ｇ１の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離
ＴＬ：全長

条件式（７）は、この顕微鏡光学系ＯＬの開口数及び物体から第１レンズ群Ｇ１の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離と全長との関係を規定するものである。この条件式（７）の下限値を下回ると、作動距離が短くなり作業性の悪化や十分な深部観察ができなくなってしまう。また、条件式（７）の上限値を上回ると、光束の拡がりが大きくなり球面収差を十分に補正することができない。

また、本実施形態に係る顕微鏡対物レンズＯＬは、以下に示す条件式（８）及び条件式（９）を満足することが望ましい。

１．７５≦｜（Φ０＋Φ１−ｄ×Φ０×Φ１）／（１／ｆ）｜≦２．３０ （８）
１．６９ ≦ （ｎ１２＋ｎ２１）／２ ≦ １．８０ （９）
但し、
Φ０＝（ｎ０−ｎ１２）／ｒ０
Φ１＝（ｎ２１−ｎ０）／ｒ１
ｎ０：第１接合レンズＣＬ３１と第２接合レンズＣＬ３２との間の媒質の屈折率
ｎ１２：第１接合レンズＣＬ３１の像面側にあるレンズの媒質の屈折率
ｎ２１：第２接合レンズＣＬ３２の物体側にあるレンズの媒質の屈折率
ｒ０：第１接合レンズＣＬ３１の像面側にあるレンズの像面側のレンズ面の曲率半径
ｒ１：第２接合レンズＣＬ３２の物体側にあるレンズの物体側のレンズ面の曲率半径
ｄ：第１接合レンズＣＬ３１と第２接合レンズＣＬ３２との間の空気間隔
ｆ：全系の焦点距離

上述した条件式（１）では、第３レンズ群Ｇ３を構成する第１接合レンズＣＬ３１及び第２接合レンズＣＬ３２のうち、像面側に配置された第２接合レンズＣＬ３２の最も物体側の凹面の屈折力を規定しているが、この第１接合レンズＣＬ３１及び第２接合レンズＣＬ３２全体の負の屈折力としても比較的強い構成となっており、それに伴い、この第１接合レンズＣＬ３１及び第２接合レンズＣＬ３２を構成する負レンズの媒質の屈折率は高い値を持っている。これは、上述した条件式（１）と同様に、第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２で発生した収差を補正するためのものであり、特に、像面側の第２接合レンズＣＬ３２の屈折力がつよくなったことに起因するが、物体側の第１接合レンズＣＬ３１も同様に屈折力を維持するために屈折率を高くする必要がある。

条件式（８）は、第３レンズ群Ｇ３における、第１接合レンズＣＬ３１の最も像面側の凹面（例えば、図１における第２０面）及び第２接合レンズＣＬ３２の最も物体側の凹面（例えば、図１における第２１面）の合成での屈折力と、全系の屈折力との比を表す。この顕微鏡対物レンズＯＬが低倍で開口数（ＮＡ）が大きいと、第１接合レンズＣＬ３１及び第２接合レンズＣＬ３２に入射する光線もその光線高が高くなってしまう。それゆえ、入射面の曲率半径を小さくするとコマ収差が発生しやすくなる。そのため、屈折力を得ながら、曲率半径を大きくするため、条件式（２）のように第２接合レンズＣＬ３２の入射側の境界面の屈折率差を大きくする一方、第１接合レンズＣＬ３１の入射側の境界面の屈折率差についても、２次の色収差を補正できるような硝材の組み合わせの中で、極力大きくするようにして、第３レンズ群Ｇ３全体において大きな負の屈折力を得ている。この条件式（８）の下限値を下回ると、負の屈折力が不足してしまい、球面収差の相殺量やペッツバール和の低減が困難になる。なお、この条件式（８）による効果を確実にするために、この条件式（８）の下限値を１．７６にすることが望ましい。また、この条件式（８）による効果をさらに確実にするために、この条件式（８）の下限値を１．７７にすることが望ましい。一方、条件式（８）の上限値を上回ると、この面で発生する球面収差量が大きくなってしまい結果的に球面収差量が大きくなってしまう。また、サグ量も増大するため、全長が大きくなってしまう。なお、この条件式（８）による効果を確実にするために、この条件式（８）の上限値を２．２９にすることが望ましい。また、この条件式（８）による効果をさらに確実にするために、この条件式（８）の上限値を２．２８にすることが望ましい。また、この条件式（８）による効果をさらに確実にするために、この条件式（８）の上限値を２．２７にすることが望ましい。また、この条件式（８）による効果をさらに確実にするために、この条件式（８）の上限値を２．２６にすることが望ましい。

条件式（９）は、第１接合レンズＣＬ３１の最も像面側の凹面及び第２接合レンズＣＬ３２の最も物体側の凹面を有する媒質（第１接合レンズＣＬ３１の側のレンズの媒質、及び、第２接合レンズＣＬ３２の物体側のレンズの媒質）の屈折率の平均値を規定している。第１接合レンズＣＬ３１の最も像面側の凹面と第２接合レンズＣＬ３２の最も物体側の凹面は同様の役割を担っているため、平均値で考える必要がある。この条件式（９）の下限値を下回ると、負の屈折力を稼ぐために、第１接合レンズＣＬ３１の最も像面側の凹面もしくは第２接合レンズＣＬ３２の最も物体側の凹面の曲率半径が小さくなってしまうため、コマ収差が増大してしまう。なお、条件式（９）の上限値を上回ると、第１接合レンズＣＬ３１もしくは第２接合レンズＣＬ３２による色収差の相殺量が足りなくなり、結果的に色収差の増大につながる。

なお、以上で説明した条件及び構成は、それぞれが上述した効果を発揮するものであり、全ての条件及び構成を満たすものに限定されることはなく、いずれかの条件又は構成、或いは、いずれかの条件又は構成の組み合わせを満たすものでも、上述した効果を得ることが可能である。

また、本実施形態に係る顕微鏡対物レンズは、後述するように、カバーガラスの下（正立顕微鏡の場合）または上（倒立顕微鏡の場合）に観察対象を載置し、先端部を浸液に浸した状態でこの観察対象を観察する顕微鏡に用いられる液浸系の対物レンズであって、カバーガラスの厚さ（例えば、０．１７ｍｍ）と屈折率が予め決められた値であるとして設計されている。そのため、カバーガラスの厚みに誤差があるときに、このカバーガラスによって発生する収差（特に球面収差）を補正するために、顕微鏡対物レンズＯＬを構成する一部のレンズ（又はレンズ群）を光軸に沿って移動させることで、この収差を補正する補正環が設けられている。

また、本実施形態では、３群構成の顕微鏡対物レンズＯＬを示したが、以上の構成条件等は、４群、５群等の他の群構成にも適用可能である。また、最も物体側にレンズまたはレンズ群を追加した構成や、最も像面側にレンズまたはレンズ群を追加した構成でも構わない。

また、本実施の形態に係る顕微鏡対物レンズＯＬを以下に示すような顕微鏡装置に用いることが好ましい。その顕微鏡装置を図１８に示す。本顕微鏡装置１００で観察する観察対象を具備する標本１８０をステージ１７０に載置する。このステージ１７０はＺ駆動機構１７１を有し、顕微鏡対物レンズＯＬの光軸方向に沿って、標本を顕微鏡対物レンズＯＬに対して相対的に移動することができる。これらステージ１７０やＺ駆動機構１７１は、本体部１２０により支持されている。なお、顕微鏡対物レンズＯＬはターレット１６２に装備される。また、ステージ１７０に対して、顕微鏡対物レンズＯＬとは反対側に透過照明用照明ユニット２２０が配置され、この透過照明用照明ユニット２２０はコラム２２１に支持されている。コラム２２１は本体部１２０により支持される。また、本顕微鏡装置１００は、本体部１２０の中に落射照明用ハーフミラーユニット２７０と図示されていない偏向ミラー及びリレー光学系を有している。なお、図中の１点鎖線は、本体部１２０内を伝搬する落射照明光の光線の経路及び観察対象からの散乱光の経路を示している。

ところで、顕微鏡対物レンズＯＬで集光された観察対象からの散乱光は、落射照明用ハーフミラーユニット２７０を透過し、図示されていない偏向ミラー及びリレー光学系を介して接眼レンズを備えた接眼鏡筒１１０に導かれる。この接眼鏡筒１１０から観察者が観察対象の顕微鏡像を観察することができる。

また、落射照明用照明ユニット２１０も本体部１２０に固定され、落射照明用照明ユニット２１０からの照明光は落射照明用ハーフミラーユニット２７０に導かれ、顕微鏡対物レンズＯＬに向けて反射する。

このような顕微鏡装置１００では、ステージ１７０の上方に透過照明用照明ユニット２２０があり、下方には顕微鏡対物レンズＯＬが配置されている。そのため、ステージ１７０の許容ストローク量はこれら透過照明用照明ユニット２２０と顕微鏡対物レンズＯＬとが干渉しない程度のストローク量しか得られない。このような顕微鏡装置１００に対して、上述の本実施の形態に係る顕微鏡対物レンズＯＬが好適である。

このように本実施の形態では、標本を載置するステージに対して、一方の側に照明光学系が設けられ、他方の側に顕微鏡対物レンズが設けられた顕微鏡装置において、本実施の形態の顕微鏡対物レンズＯＬを備えることが好ましい。

また、接眼鏡筒１１０の代わりに、顕微鏡対物レンズＯＬで集光された光束から観察対象の像を形成する結像光学系及びカメラを装着し、顕微鏡像をカメラで撮影できるようにしてもよい。

以下に、本実施の形態に係る顕微鏡対物レンズＯＬの８つの実施例を示す。各実施例における顕微鏡対物レンズＯＬ１〜ＯＬ８は、無限遠補正型のものであり、図１７に示す構成であって、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を、第２欄ｒは各光学面の曲率半径を、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（面間隔）を、第４欄νｄはｄ線（波長λ＝５８７．５６２ｎｍ）に対するアッベ数を、第５欄ｎｄはｄ線に対する屈折率をそれぞれ示している。ここで、空気の屈折率１．０００００は省略している。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）
ｍ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
1 128.670 5.0 82.56 1.49782
2 -65.000 3.0 57.03 1.62280
3 -154.409 0.5
4 84.000 3.0 44.27 1.61340
5 48.000 3.0 57.03 1.62280
6 70.000

なお、この結像レンズＩＬは、物体側から順に、両凸レンズＬ４１と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４２とを接合した接合レンズ、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４３と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４４とを接合した接合レンズで構成されている。

［第１実施例］
上述の説明で用いた図１は、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、カバーガラスＣの下（正立顕微鏡の場合）または上（倒立顕微鏡の場合）に観察対象（物体）を載置し、先端部を浸液に浸した状態でこの観察対象を観察する顕微鏡に用いられる液浸系の対物レンズであって、物体側より順に、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とを有して構成されている。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に平面を向けた平凸レンズＬ１１と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１２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Ｌ１３、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１４と両凸レンズＬ１５とを接合した接合レンズで構成されている。また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸レンズＬ２１、両凸レンズＬ２２と両凹レンズＬ２３と両凸レンズＬ２４とを接合した接合レンズ、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２５と両凸レンズＬ２６とを接合した接合レンズで構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３２とが接合され、全体として負の屈折力を有し、像面側に凹面を向けたメニスカスレンズ形状の第１接合レンズＣＬ３１、及び、両凹レンズＬ３３と両凸レンズＬ３４とが接合され、全体として物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ形状の第２接合レンズＣＬ３２で構成されている。

この第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。なお、この表２において、全体諸元に示すｆは顕微鏡対物レンズＯＬ１の全系の焦点距離を、ＮＡは開口数を、βは倍率を、ｄ０はカバーガラスＣの厚さを除く、物体（観察対象）から最も物体側にある最初のレンズ（レンズＬ１１）の最も物体側のレンズ面（第１面）の頂点までの光軸上の距離を、ＴＬは全長を、ｆ１２は第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２の合成焦点距離をそれぞれ示している。なお、カバーガラスＣまたはスライドガラスＣは、厚さ０．１７ｍｍ、ｄ線に対する屈折率１．５２４３９、アッベ数５４．２９であり、浸液は、ｄ線に対する屈折率１．３３２５５、アッベ数５５．８９である。また、レンズデータの符号は上述した結像レンズＩＬと同じである。なお、曲率半径０．０００は平面を示している。また、レンズ群焦点距離は、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３の各々の始面と焦点距離を示している。また、条件式対応値は、上述した条件式（１）〜（９）の値を示している。

ここで、以下の全ての諸元値において掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径ｒ、面間隔ｄ、その他長さの単位は一般に「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、これに限られるものではない。また、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２）第１実施例
［全体諸元］
ｆ＝10
ＮＡ＝0.95
β＝20x
ｄ０＝1.06
ＴＬ＝63.98
ｆ１２＝9.82

［レンズデータ］
ｍ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
1 0.000 1.0 67.85 1.45850
2 -1.901 6.8 40.76 1.88300
3 -7.750 0.2
4 -71.995 3.0 65.44 1.60300
5 -17.100 0.2
6 87.799 1.2 49.26 1.74320
7 26.174 4.9 95.25 1.43385
8 -23.927 0.2
9 48.219 4.4 82.57 1.49782
10 -37.807 0.3
11 49.228 3.2 82.57 1.49782
12 -43.153 1.2 53.21 1.69350
13 21.400 6.2 95.02 1.43425
14 -24.558 0.2
15 40.229 1.2 42.72 1.83481
16 12.549 6.5 95.02 1.43425
17 -39.060 1.8
18 10.751 4.9 82.57 1.49782
19 45.256 1.2 46.62 1.81600
20 9.791 6.9
21 -10.409 2.3 54.61 1.72916
22 92.148 5.0 39.59 1.80440
23 -14.530

［レンズ群焦点距離］
レンズ群 始面 焦点距離
第１レンズ群 1 16.958
第２レンズ群 9 31.613
第３レンズ群 18 -98.009

［条件式対応値］
（１）｜（ｎ２１−ｎ０）／ｒ１｜／（１／ｆ）＝0.701
（２）ｎ２１−ｎ０＝0.729
（３）ｆ１２／ｆ＝0.98
（４）｜ｒ２／ｄ２｜＝0.875
（５）Ｄ３／ｆ＝1.340
（６）ＮＡ×ｆ／ＴＬ＝0.148
（７）ＮＡ×ｄ０／ＴＬ＝0.0157
（８）｜（Φ１＋Φ２−ｄ×Φ１×Φ２）／（１／ｆ）｜＝1.937
（９）（ｎ１２＋ｎ２１）／２＝1.773

このように、この第１実施例では上記条件式（１）〜（９）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ｄ線、Ｃ線（λ＝６５６．２７３ｎｍ）、Ｆ線（λ＝４８６．１３３ｎｍ）及びｇ線（λ＝４３５．８３５ｎｍ）の光線に対する球面収差、非点収差、倍率色収差、メリジオナルコマ収差、サジタルコマ収差、及び、像面湾曲の各収差図を示す。これらの収差図のうち、球面収差図は開口数ＮＡに対する収差量を示し、非点収差図及び倍率色収差図、及び、像面湾曲図は像高Ｙに対する収差量を示し、メリジオナル及びサジタルコマ収差図は像高Ｙが１１．０ｍｍのとき、９．０ｍｍのとき、６．０ｍｍのとき、及び、０．０ｍｍのときの収差量を示している。また、球面収差図、倍率色収差図、並びに、メリジオナル及びサジタルコマ収差図において、実線はｄ線を示し、破線はＣ線を示し、一点鎖線はＦ線を示し、二点鎖線はｇ線を示している。さらに、非点収差図において、実線は各波長に対するサジタル像面を示し、破線は各波長に対するメリジオナル像面を示している。これらの諸収差図の説明は以降の実施例においても同じである。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］
図３は、第２実施例に係る顕微鏡対物レンズＯＬ２を示している。この顕微鏡対物レンズＯＬ２は、カバーガラスＣの下（正立顕微鏡の場合）または上（倒立顕微鏡の場合）に観察対象（物体）を載置し、先端部を浸液に浸した状態でこの観察対象を観察する顕微鏡に用いられる液浸系の対物レンズであって、物体側より順に、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とを有して構成されている。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に平面を向けた平凸レンズＬ１１と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１２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Ｌ１３、及び、両凸レンズＬ１４と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１５とを接合した接合レンズで構成されている。また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸レンズＬ２１、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２２と両凸レンズＬ２３とを接合した接合レンズ、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２４と両凸レンズＬ２５とを接合した接合レンズで構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３２とが接合され、全体として負の屈折力を有し、像面側に凹面を向けたメニスカスレンズ形状の第１接合レンズＣＬ３１、及び、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３３と物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３４とが接合され、全体として物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ形状の第２接合レンズＣＬ３２で構成されている。

この第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。

（表３）第３実施例
［全体諸元］
ｆ＝10
ＮＡ＝0.90
β＝20x
ｄ０＝0.85
ＴＬ＝63.67
ｆ１２＝9.87

［レンズデータ］
ｍ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
1 0.000 0.9 67.85 1.45850
2 -1.801 7.3 46.62 1.81600
3 -8.054 0.2
4 -238.499 4.7 65.44 1.60300
5 -13.105 0.3
6 50.000 6.3 95.25 1.43385
7 -13.188 1.2 46.62 1.81600
8 -30.209 0.3
9 84.756 3.4 82.52 1.49782
10 -76.809 0.3
11 49.699 1.2 44.27 1.61340
12 18.516 6.5 95.25 1.43385
13 -24.272 0.3
14 73.134 1.1 46.62 1.81600
15 12.522 6.3 95.25 1.43385
16 -36.233 1.5
17 11.437 5.4 82.52 1.49782
18 74.720 1.7 55.52 1.69680
19 9.772 6.5
20 -9.601 2.2 53.21 1.69350
21 -150.000 5.2 39.61 1.80440
22 -14.108

［レンズ群焦点距離］
レンズ群 始面 焦点距離
第１レンズ群 1 12.960
第２レンズ群 9 41.299
第３レンズ群 17 -137.172

［条件式対応値］
（１）｜（ｎ２１−ｎ０）／ｒ１｜／（１／ｆ）＝0.722
（２）ｎ２１−ｎ０＝0.694
（３）ｆ１２／ｆ＝0.99
（４）｜ｒ２／ｄ２｜＝0.890
（５）Ｄ３／ｆ＝1.450
（６）ＮＡ×ｆ／ＴＬ＝0.141
（７）ＮＡ×ｄ０／ＴＬ＝0.0120
（８）｜（Φ１＋Φ２−ｄ×Φ１×Φ２）／（１／ｆ）｜＝1.770
（９）（ｎ１２＋ｎ２１）／２＝1.695

このように、この第２実施例では上記条件式（１）〜（９）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ｄ線、Ｃ線、Ｆ線及びｇ線の光線に対する球面収差、非点収差、倍率色収差、メリジオナルコマ収差、サジタルコマ収差、及び、像面湾曲の各収差図を示す。この図４に示す各収差図から明らかなように、第２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３実施例］
図５は、第３実施例に係る顕微鏡対物レンズＯＬ３を示している。この顕微鏡対物レンズＯＬ３は、カバーガラスＣの下（正立顕微鏡の場合）または上（倒立顕微鏡の場合）に観察対象（物体）を載置し、先端部を浸液に浸した状態でこの観察対象を観察する顕微鏡に用いられる液浸系の対物レンズであって、物体側より順に、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とを有して構成されている。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に平面を向けた平凸レンズＬ１１と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１２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Ｌ１３、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１４と両凸レンズＬ１５とを接合した接合レンズで構成されている。また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸レンズＬ２１と両凹レンズＬ２２と両凸レンズＬ２３とを接合した接合レンズ、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２４と両凸レンズＬ２５とを接合した接合レンズで構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３２とが接合され、全体として負の屈折力を有し、像面側に凹面を向けたメニスカスレンズ形状の第１接合レンズＣＬ３１、及び、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３３と物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３４とが接合され、全体として物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ形状の第２接合レンズＣＬ３２で構成されている。

この第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。

（表４）第３実施例
［全体諸元］
ｆ＝10
ＮＡ＝0.90
β＝20x
ｄ０＝1.55
ＴＬ＝63.47
ｆ１２＝9.75

［レンズデータ］
ｍ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
1 0.000 1.0 67.85 1.45850
2 -2.380 7.8 40.76 1.88300
3 -8.999 0.2
4 -135.734 3.5 65.44 1.60300
5 -15.188 0.2
6 57.749 1.2 51.51 1.73400
7 22.750 5.5 95.02 1.43425
8 -22.318 0.3
9 22.930 6.5 82.57 1.49782
10 -19.900 1.2 53.21 1.69350
11 23.000 5.8 95.02 1.43425
12 -22.372 0.3
13 38.191 1.2 42.72 1.83481
14 11.489 5.8 95.02 1.43425
15 -56.791 1.8
16 10.573 4.9 82.52 1.49782
17 36.594 1.2 46.62 1.81600
18 9.578 6.8
19 -9.418 1.6 55.52 1.69680
20 -211.237 5.0 39.59 1.80440
21 -13.099

［レンズ群焦点距離］
レンズ群 始面 焦点距離
第１レンズ群 1 11.904
第２レンズ群 9 64.170
第３レンズ群 16 -128.912

［条件式対応値］
（１）｜（ｎ２１−ｎ０）／ｒ１｜／（１／ｆ）＝0.740
（２）ｎ２１−ｎ０＝0.697
（３）ｆ１２／ｆ＝0.98
（４）｜ｒ２／ｄ２｜＝0.869
（５）Ｄ３／ｆ＝1.270
（６）ＮＡ×ｆ／ＴＬ＝0.142
（７）ＮＡ×ｄ０／ＴＬ＝0.0220
（８）｜（Φ１＋Φ２−ｄ×Φ１×Φ２）／（１／ｆ）｜＝2.020
（９）（ｎ１２＋ｎ２１）／２＝1.756

このように、この第３実施例では上記条件式（１）〜（９）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ｄ線、Ｃ線、Ｆ線及びｇ線の光線に対する球面収差、非点収差、倍率色収差、メリジオナルコマ収差、サジタルコマ収差、及び、像面湾曲の各収差図を示す。この図６に示す各収差図から明らかなように、第３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４実施例］
図７は、第４実施例に係る顕微鏡対物レンズＯＬ４を示している。この顕微鏡対物レンズＯＬ４は、カバーガラスＣの下（正立顕微鏡の場合）または上（倒立顕微鏡の場合）に観察対象（物体）を載置し、先端部を浸液に浸した状態でこの観察対象を観察する顕微鏡に用いられる液浸系の対物レンズであって、物体側より順に、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とを有して構成されている。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に平面を向けた平凸レンズＬ１１と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１２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Ｌ１３、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１４と両凸レンズＬ１５とを接合した接合レンズで構成されている。また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸レンズＬ２１と両凹レンズＬ２２と両凸レンズＬ２３とを接合した接合レンズ、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２４と両凸レンズＬ２５とを接合した接合レンズで構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３２とが接合され、全体として負の屈折力を有し、像面側に凹面を向けたメニスカスレンズ形状の第１接合レンズＣＬ３１、及び、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３３と物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３４とが接合され、全体として物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ形状の第２接合レンズＣＬ３２で構成されている。

この第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。

（表５）第４実施例
［全体諸元］
ｆ＝10
ＮＡ＝0.95
β＝20x
ｄ０＝1.55
ＴＬ＝63.81
ｆ１２＝9.93

［レンズデータ］
ｍ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
1 0.000 1.2 67.85 1.45850
2 -2.542 7.1 40.76 1.88300
3 -8.500 0.2
4 -76.420 2.9 65.44 1.60300
5 -15.218 0.2
6 104.191 1.2 51.51 1.73400
7 24.673 6.0 95.25 1.43385
8 -18.068 0.2
9 21.717 7.0 82.57 1.49782
10 -27.765 1.2 53.21 1.69350
11 29.153 5.4 95.02 1.43425
12 -26.824 0.2
13 41.785 1.2 42.72 1.83481
14 11.755 6.3 95.02 1.43425
15 -38.708 1.8
16 10.796 4.6 82.52 1.49782
17 58.125 1.6 46.62 1.81600
18 9.899 7.6
19 -9.305 1.2 57.35 1.67000
20 -79.115 5.0 39.59 1.80440
21 -12.956

［レンズ群焦点距離］
レンズ群 始面 焦点距離
第１レンズ群 1 12.516
第２レンズ群 9 49.712
第３レンズ群 16 -111.885

［条件式対応値］
（１）｜（ｎ２１−ｎ０）／ｒ１｜／（１／ｆ）＝0.720
（２）ｎ２１−ｎ０＝0.670
（３）ｆ１２／ｆ＝0.99
（４）｜ｒ２／ｄ２｜＝0.863
（５）Ｄ３／ｆ＝1.240
（６）ＮＡ×ｆ／ＴＬ＝0.149
（７）ＮＡ×ｄ０／ＴＬ＝0.0231
（８）｜（Φ１＋Φ２−ｄ×Φ１×Φ２）／（１／ｆ）｜＝1.995
（９）（ｎ１２＋ｎ２１）／２＝1.743

このように、この第４実施例では上記条件式（１）〜（９）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ｄ線、Ｃ線、Ｆ線及びｇ線の光線に対する球面収差、非点収差、倍率色収差、メリジオナルコマ収差、サジタルコマ収差、及び、像面湾曲の各収差図を示す。この図８に示す各収差図から明らかなように、第４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５実施例］
図９は、第５実施例に係る顕微鏡対物レンズＯＬ５を示している。この顕微鏡対物レンズＯＬ５は、カバーガラスＣの下（正立顕微鏡の場合）または上（倒立顕微鏡の場合）に観察対象（物体）を載置し、先端部を浸液に浸した状態でこの観察対象を観察する顕微鏡に用いられる液浸系の対物レンズであって、物体側より順に、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とを有して構成されている。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に平面を向けた平凸レンズＬ１１と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１２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Ｌ１３、両凹レンズＬ１４と両凸レンズＬ１５とを接合した接合レンズ、及び、両凸レンズＬ１６で構成されている。また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸レンズＬ２１と両凹レンズＬ２２と両凸レンズＬ２３とを接合した接合レンズ、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２４と両凸レンズＬ２５とを接合した接合レンズで構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３２とが接合され、全体として負の屈折力を有し、像面側に凹面を向けたメニスカスレンズ形状の第１接合レンズＣＬ３１、及び、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３３と物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３４とが接合され、全体として物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ形状の第２接合レンズＣＬ３２で構成されている。

この第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。

（表６）第５実施例
［全体諸元］
ｆ＝10
ＮＡ＝1.00
β＝20x
ｄ０＝0.65
ＴＬ＝63.83
ｆ１２＝9.55

［レンズデータ］
ｍ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
1 0.000 1.0 67.85 1.45850
2 -1.901 6.8 40.76 1.88300
3 -7.371 0.2
4 -144.200 2.3 65.44 1.60300
5 -18.056 0.2
6 -462.353 1.2 49.26 1.74320
7 24.751 4.9 95.25 1.43385
8 -21.013 0.2
9 49.573 6.0 82.57 1.49782
10 -33.053 0.2
11 37.468 3.3 82.57 1.49782
12 -89.669 1.2 53.21 1.69350
13 24.530 6.2 95.25 1.43385
14 -24.594 0.2
15 51.232 1.2 42.72 1.83481
16 12.688 6.7 95.02 1.43425
17 -28.786 0.5
18 10.587 4.5 82.57 1.49782
19 37.397 1.2 46.62 1.81600
20 9.472 7.3
21 -9.604 2.7 54.61 1.72916
22 -387.144 5.3 39.59 1.80440
23 -14.091

［レンズ群焦点距離］
レンズ群 始面 焦点距離
第１レンズ群 1 10.526
第２レンズ群 11 56.212
第３レンズ群 18 -82.783

［条件式対応値］
（１）｜（ｎ２１−ｎ０）／ｒ１｜／（１／ｆ）＝0.759
（２）ｎ２１−ｎ０＝0.729
（３）ｆ１２／ｆ＝0.95
（４）｜ｒ２／ｄ２｜＝0.872
（５）Ｄ３／ｆ＝1.370
（６）ＮＡ×ｆ／ＴＬ＝0.157
（７）ＮＡ×ｄ０／ＴＬ＝0.0102
（８）｜（Φ１＋Φ２−ｄ×Φ１×Φ２）／（１／ｆ）｜＝2.098
（９）（ｎ１２＋ｎ２１）／２＝1.773

このように、この第５実施例では上記条件式（１）〜（９）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ｄ線、Ｃ線、Ｆ線及びｇ線の光線に対する球面収差、非点収差、倍率色収差、メリジオナルコマ収差、サジタルコマ収差、及び、像面湾曲の各収差図を示す。この図１０に示す各収差図から明らかなように、第５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６実施例］
図１１は、第６実施例に係る顕微鏡対物レンズＯＬ６を示している。この顕微鏡対物レンズＯＬ６は、カバーガラスＣの下（正立顕微鏡の場合）または上（倒立顕微鏡の場合）に観察対象（物体）を載置し、先端部を浸液に浸した状態でこの観察対象を観察する顕微鏡に用いられる液浸系の対物レンズであって、物体側より順に、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とを有して構成されている。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に平面を向けた平凸レンズＬ１１と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１２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Ｌ１３、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１４と両凸レンズＬ１５とを接合した接合レンズで構成されている。また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２１と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２２と両凸レンズＬ２３とを接合した接合レンズ、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２４と両凸レンズＬ２５とを接合した接合レンズで構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３２とが接合され、全体として負の屈折力を有し、像面側に凹面を向けたメニスカスレンズ形状の第１接合レンズＣＬ３１、及び、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３３と物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３４とが接合され、全体として物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ形状の第２接合レンズＣＬ３２で構成されている。

この第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。

（表７）第６実施例
［全体諸元］
ｆ＝8
ＮＡ＝1.10
β＝25x
ｄ０＝0.75
ＴＬ＝59.47
ｆ１２＝8.68

［レンズデータ］
ｍ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
1 0.000 1.0 67.85 1.45850
2 -2.040 5.7 40.76 1.88300
3 -6.560 0.2
4 -35.789 3.2 71.31 1.56907
5 -11.483 0.2
6 71.352 2.0 44.27 1.61340
7 22.857 6.5 95.25 1.43385
8 -19.584 0.2
9 23.789 2.2 82.57 1.49782
10 43.143 1.2 44.27 1.61340
11 17.770 6.6 95.02 1.43425
12 -33.082 0.2
13 33.551 1.2 42.72 1.83481
14 11.479 7.2 95.02 1.43425
15 -25.452 0.2
16 8.789 4.5 82.52 1.49782
17 25.025 1.0 42.72 1.83481
18 7.191 7.8
19 -7.774 1.5 38.15 1.67300
20 -19.435 6.0 29.57 1.71736
21 -11.470

［レンズ群焦点距離］
レンズ群 始面 焦点距離
第１レンズ群 1 10.282
第２レンズ群 9 32.421
第３レンズ群 16 -50.610

［条件式対応値］
（１）｜（ｎ２１−ｎ０）／ｒ１｜／（１／ｆ）＝0.693
（２）ｎ２１−ｎ０＝0.673
（３）ｆ１２／ｆ＝1.09
（４）｜ｒ２／ｄ２｜＝0.881
（５）Ｄ３／ｆ＝1.625
（６）ＮＡ×ｆ／ＴＬ＝0.148
（７）ＮＡ×ｄ０／ＴＬ＝0.0139
（８）｜（Φ１＋Φ２−ｄ×Φ１×Φ２）／（１／ｆ）｜＝2.248
（９）（ｎ１２＋ｎ２１）／２＝1.754

このように、この第６実施例では上記条件式（１）〜（９）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ｄ線、Ｃ線、Ｆ線及びｇ線の光線に対する球面収差、非点収差、倍率色収差、メリジオナルコマ収差、サジタルコマ収差、及び、像面湾曲の各収差図を示す。この図１２に示す各収差図から明らかなように、第６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７実施例］
図１３は、第７実施例に係る顕微鏡対物レンズＯＬ７を示している。この顕微鏡対物レンズＯＬ７は、カバーガラスＣの下（正立顕微鏡の場合）または上（倒立顕微鏡の場合）に観察対象（物体）を載置し、先端部を浸液に浸した状態でこの観察対象を観察する顕微鏡に用いられる液浸系の対物レンズであって、物体側より順に、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とを有して構成されている。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に平面を向けた平凸レンズＬ１１と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１２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Ｌ１３、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１４と両凸レンズＬ１５とを接合した接合レンズで構成されている。また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸レンズＬ２１と両凹レンズＬ２２と両凸レンズＬ２３とを接合した接合レンズ、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２４と両凸レンズＬ２５とを接合した接合レンズで構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３２とが接合され、全体として負の屈折力を有し、像面側に凹面を向けたメニスカスレンズ形状の第１接合レンズＣＬ３１、及び、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３３と物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３４とが接合され、全体として物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ形状の第２接合レンズＣＬ３２で構成されている。

この第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。

（表８）第７実施例
［全体諸元］
ｆ＝10
ＮＡ＝0.90
β＝20x
ｄ０＝1.55
ＴＬ＝63.47
ｆ１２＝9.80

［レンズデータ］
ｍ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
1 0.000 1.0 67.85 1.45850
2 -2.380 7.8 40.76 1.88300
3 -9.025 0.2
4 -112.132 3.5 65.44 1.60300
5 -15.052 0.2
6 57.749 1.2 51.51 1.73400
7 22.750 5.5 95.02 1.43425
8 -22.328 0.3
9 22.770 6.5 82.57 1.49782
10 -20.063 1.2 53.21 1.69350
11 23.000 5.8 95.25 1.43385
12 -21.929 0.3
13 38.375 1.2 42.72 1.83481
14 11.453 5.8 95.02 1.43425
15 -58.253 1.8
16 10.866 4.9 82.52 1.49782
17 24.185 1.2 46.62 1.81600
18 9.666 6.8
19 -9.415 1.6 49.62 1.77250
20 -50.262 5.0 37.16 1.83400
21 -12.800

［レンズ群焦点距離］
レンズ群 始面 焦点距離
第１レンズ群 1 12.064
第２レンズ群 9 63.419
第３レンズ群 16 -131.837

［条件式対応値］
（１）｜（ｎ２１−ｎ０）／ｒ１｜／（１／ｆ）＝0.820
（２）ｎ２１−ｎ０＝0.773
（３）ｆ１２／ｆ＝0.98
（４）｜ｒ２／ｄ２｜＝0.872
（５）Ｄ３／ｆ＝1.270
（６）ＮＡ×ｆ／ＴＬ＝0.142
（７）ＮＡ×ｄ０／ＴＬ＝0.0220
（８）｜（Φ１＋Φ２−ｄ×Φ１×Φ２）／（１／ｆ）｜＝2.136
（９）（ｎ１２＋ｎ２１）／２＝1.794

このように、この第７実施例では上記条件式（１）〜（９）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ｄ線、Ｃ線、Ｆ線及びｇ線の光線に対する球面収差、非点収差、倍率色収差、メリジオナルコマ収差、サジタルコマ収差、及び、像面湾曲の各収差図を示す。この図１４に示す各収差図から明らかなように、第７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８実施例］
図１５は、第８実施例に係る顕微鏡対物レンズＯＬ８を示している。この顕微鏡対物レンズＯＬ８は、カバーガラスＣの下（正立顕微鏡の場合）または上（倒立顕微鏡の場合）に観察対象（物体）を載置し、先端部を浸液に浸した状態でこの観察対象を観察する顕微鏡に用いられる液浸系の対物レンズであって、物体側より順に、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とを有して構成されている。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に平面を向けた平凸レンズＬ１１と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１２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Ｌ１３、及び、両凸レンズＬ１４と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１５とを接合した接合レンズで構成されている。また、第２レンズ群Ｇ２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、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２３と両凸レンズＬ２４とを接合した接合レンズ、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２５と両凸レンズＬ２６とを接合した接合レンズで構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３２とが接合され、全体として負の屈折力を有し、像面側に凹面を向けたメニスカスレンズ形状の第１接合レンズＣＬ３１、及び、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３３と物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３４とが接合され、全体として物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ形状の第２接合レンズＣＬ３２で構成されている。

この第８実施例に係る顕微鏡対物レンズＯＬ８の諸元を表９に示す。

（表９）第８実施例
［全体諸元］
ｆ＝10
ＮＡ＝0.95
β＝20x
ｄ０＝1.09
ＴＬ＝63.15
ｆ１２＝9.62

［レンズデータ］
ｍ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
1 0.000 1.0 70.31 1.48749
2 -1.950 7.0 42.72 1.83481
3 -8.446 0.1
4 -32.369 3.5 65.44 1.60300
5 -11.170 0.2
6 41.174 5.5 95.25 1.43385
7 -14.400 1.4 46.62 1.81600
8 -20.994 1.3
9 22.088 3.5 95.02 1.43425
10 -334.697 1.2 53.97 1.61720
11 113.025 1.7
12 160.956 1.0 44.27 1.61340
13 15.700 5.9 95.02 1.43425
14 -36.164 0.7
15 34.108 1.0 46.62 1.81600
16 11.500 5.9 95.02 1.43425
17 -34.351 0.1
18 10.000 4.9 95.25 1.43385
19 639.880 1.0 53.21 1.69350
20 9.508 6.9
21 -9.400 4.3 55.52 1.69680
22 -99.025 3.8 39.61 1.80440
23 -14.100

［レンズ群焦点距離］
レンズ群 始面 焦点距離
第１レンズ群 1 11.301
第２レンズ群 9 48.824
第３レンズ群 18 -92.141

［条件式対応値］
（１）｜（ｎ２１−ｎ０）／ｒ１｜／（１／ｆ）＝0.741
（２）ｎ２１−ｎ０＝0.697
（３）ｆ１２／ｆ＝0.96
（４）｜ｒ２／ｄ２｜＝0.929
（５）Ｄ３／ｆ＝1.400
（６）ＮＡ×ｆ／ＴＬ＝0.150
（７）ＮＡ×ｄ０／ＴＬ＝0.0164
（８）｜（Φ１＋Φ２−ｄ×Φ１×Φ２）／（１／ｆ）｜＝1.844
（９）（ｎ１２＋ｎ２１）／２＝1.695

このように、この第８実施例では上記条件式（１）〜（９）は全て満たされていることが分かる。

図１６に、この第８実施例におけるｄ線、Ｃ線、Ｆ線及びｇ線の光線に対する球面収差、非点収差、倍率色収差、メリジオナルコマ収差、サジタルコマ収差、及び、像面湾曲の各収差図を示す。この図１６に示す各収差図から明らかなように、第８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。

ＯＬ（ＯＬ１〜ＯＬ８） 顕微鏡対物レンズ
Ｇ１ 第１レンズ群 ＣＬ１１ 接合レンズ Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群 ＣＬ３１ 第１接合レンズ ＣＬ３２ 第２接合レンズ

Claims (7)

1. 物体側から順に、
   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、
   第３レンズ群と、を有し、
   前記第１レンズ群は、最も物体側に、物体側のレンズ面の曲率半径が像面側のレンズ面よりも大きい第１レンズと物体側に凹面を向けたメニスカスレンズとを接合した接合レンズを有し、
   前記第３レンズ群は、物体側から順に、
   像面側に凹面を向けたメニスカスレンズ形状の第１接合レンズと、
   物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ形状の第２接合レンズと、を有し、
   次式の条件を満足することを特徴とする顕微鏡対物レンズ。
   ０．６０ ≦ ｜（ｎ２１−ｎ０）／ｒ１｜／（１／ｆ） ≦ ０．８５
   ０．６６ ≦ ｎ２１−ｎ０ ≦ ０．８５
   但し、
   ｎ２１：前記第２接合レンズの最も物体側にあるレンズの屈折率
   ｎ０：前記第２接合レンズの最も物体側にあるレンズの物体側に接する媒質の屈折率
   ｒ１：前記第２接合レンズの最も物体側にあるレンズの物体側のレンズ面の曲率半径
   ｆ：全系の焦点距離
2. 次式の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡対物レンズ。
   ０．９ ≦ ｆ１２／ｆ ＜ １．１
   但し、
   ｆ１２：前記第１レンズ群及び前記第２レンズ群の合成焦点距離
   ｆ：全系の焦点距離
3. 次式の条件を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の顕微鏡対物レンズ。
   ０．８０ ≦ ｜ｒ２／ｄ２｜ ≦ ０．９５
   但し、
   ｒ２：前記第１レンズ群の前記接合レンズの最も像面側のレンズ面の曲率半径
   ｄ２：物体面から前記第１レンズ群の前記接合レンズの最も像面側のレンズ面までの光軸上の距離
4. 次式の条件を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の顕微鏡対物レンズ。
   １．２０ ≦ Ｄ３／ｆ ≦ １．６５
   但し、
   Ｄ３：前記第３レンズ群の前記第１接合レンズ及び前記第２接合レンズのレンズ厚の総和
   ｆ：全系の焦点距離
5. 次式の条件を満足することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の顕微鏡対物レンズ。
   ０．１４ ≦ ＮＡ×ｆ／ＴＬ ≦ ０．１６
   但し、
   ＮＡ：開口数
   ＴＬ：全長
   ｆ：全系の焦点距離
6. 次式の条件を満足することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の顕微鏡対物レンズ。
   ０．０１０ ≦ ＮＡ×ｄ０／ＴＬ ≦ ０．０２４
   但し、
   ＮＡ：開口数
   ｄ０：物体から前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離
   ＴＬ：全長
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の顕微鏡対物レンズと、
   前記顕微鏡対物レンズの物体側に配置された観察対象を配置するステージと、
   前記ステージを挟んで、前記顕微鏡対物レンズが設けられている側の反対側に配置された照明ユニットと、を有することを特徴とする顕微鏡装置。

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