JP2023087999A - 対物レンズ - Google Patents

Abstract

【課題】長い作動距離と広視野の仕様を満たし、且つ、視野周辺まで収差性能が良好に補正された対物レンズを提供する。【解決手段】対物レンズ１は、物体側から順に配置された、正の第１レンズ群Ｇ１と、凹面を互いに向かい合わせた一対のレンズ成分からなる第２レンズ群Ｇ２と、正の第３レンズ群Ｇ３からなる。一対のレンズ成分の各々は接合レンズである。対物レンズ１は、以下の条件式を満たす。０．２０≦ｄ２/Ｌ≦０．５・・・（１）但し、ｄ２は、一対のレンズ成分のうちの物体側のレンズ成分の最も像側の面から一対のレンズ成分のうちの像側のレンズ成分の最も物体側の面までの光軸上の距離である。Ｌは、対物レンズ１の最も物体側の面から対物レンズ１の最も像側の面までの光軸上の距離である。【選択図】図１

Description

本明細書の開示は、対物レンズに関する。

産業用途で用いられる対物レンズには、高い分解能を実現するために高い開口数（以降、ＮＡと記す。）が要求される。また、高いスループットを実現するため、広い視野とともに、凹凸のある被験物の場合でも対物レンズとの衝突リスクを回避しながら搬送速度を向上させるための長い作動距離（以降、ＷＤと記す。）も要求される。

特公昭５７－５２５６８号公報

例えば、特許文献１には、広い視野を有する低倍の対物レンズが開示されているが、この対物レンズは、ＷＤが短く、十分ではない。このような対物レンズの構成で長いＷＤを実現しようとすると、主に倍率色収差を良好に補正することが困難となる。その結果、広い視野の周辺部まで良好な解像度を実現することが難しい。

以上のような実情を踏まえ、本発明の一側面に係る目的は、長ＷＤと広視野の仕様を満たし、且つ、視野周辺まで収差性能が良好に補正された対物レンズを提供することである。

本発明の一態様に係る対物レンズは、物体側から順に配置された、正の屈折力を有する第１レンズ群と、凹面を互いに向かい合わせた一対のレンズ成分からなる第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、からなる。前記一対のレンズ成分の各々は、接合レンズである。前記対物レンズは、以下の条件式を満たす。
０．２０≦ｄ２/Ｌ≦０．５ ・・・（１）
但し、ｄ２は、前記一対のレンズ成分のうちの前記物体側のレンズ成分である第１レンズ成分の最も像側の面から前記一対のレンズ成分のうちの前記像側のレンズ成分である第２レンズ成分の最も前記物体側の面までの光軸上の距離である。Ｌは、前記対物レンズの最も前記物体側の面から前記対物レンズの最も前記像側の面までの光軸上の距離である。

上記の態様によれば、長ＷＤと広視野の仕様を満たし、且つ、視野周辺まで収差性能が良好に補正された対物レンズを提供することができる。

本発明の実施例１に係る対物レンズ１の断面図である。 結像レンズ１０の断面図である。 対物レンズ１と結像レンズ１０からなる光学系の収差図である。 本発明の実施例２に係る対物レンズ２の断面図である。 対物レンズ２と結像レンズ１０からなる光学系の収差図である。 本発明の実施例３に係る対物レンズ３の断面図である。 対物レンズ３と結像レンズ１０からなる光学系の収差図である。 本発明の実施例４に係る対物レンズ４の断面図である。 対物レンズ４と結像レンズ１０からなる光学系の収差図である。

本願の一実施形態に係る対物レンズについて説明する。本実施形態に係る対物レンズ（以降、単に対物レンズと記す）は、結像レンズと組み合わせて使用される無限遠補正型の顕微鏡対物レンズである。

対物レンズは、物体側から順に配置された、正の屈折力を有する第１レンズ群と、凹面を互いに向かい合わせた一対のレンズ成分からなる第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、からなる。即ち、一対のレンズ成分よりも物体側の構成が第１レンズ群であり、一対のレンズ成分よりも像側の構成が第３レンズ群である。なお、第２レンズ群は負の屈折力を有する。

なお、本明細書において、レンズ成分とは、単レンズ、接合レンズを問わず、物点からの光線が通るレンズ面のうち物体側の面と像側の面の２つの面のみが空気と接する一塊のレンズブロックのことをいう。即ち、１つの単レンズは１つのレンズ成分であり、１つの接合レンズも１つのレンズ成分である。一方で、空気を介して並べられた複数の単レンズや複数の接合レンズは１つのレンズ成分とは言わない。

対物レンズを構成する光学系のサイズには実質的に制限があり、所定のサイズ内に収めることが求められる。このような所定のサイズの光学系によって、広視野、即ち、低倍率の対物レンズを実現するためには、サイズを大きくすることなく焦点距離を長くすることが可能なテレフォトタイプの光学系を配置する構成を採用することが望ましい。しかし一方で、長ＷＤに加えて、顕微鏡対物レンズに求められる物体側のテレセントリック性を実現するためには、物体側に正の屈折力を持ったレンズ群を配置することが望ましい。これらを勘案すると、広視野且つ長ＷＤの対物レンズには、物体側と像側の各々に正の屈折力をもつレンズ群（第１レンズ群、第３レンズ群）を配置し、それらの間に負の屈折力を持つレンズ群（第２レンズ群）を配置する上記の構成を採用することが望ましい。

さらに、第２レンズ群に負の屈折力を持たせながら収差を良好に補正するためには、第２レンズ群は、負の屈折力を持つ凹面を互いに向かい合わせた一対のレンズ成分であることが望ましい。第２群がこのようなコンセントリック又はそれに近い配置から大きく外れると、主にコマ収差を良好に補正することが困難になってしまう。

以上から、対物レンズは、凹面を互いに向かい合わせた一対のレンズ成分の両側に正の屈折力を有するレンズ群を配置する構成が望ましい。

また、対物レンズにおいて凹面を互いに向かい合わせた一対のレンズ成分の各々は、接合レンズである。一対のレンズ成分の各々を光学特性の異なるレンズを接合した接合レンズとして構成することで、色収差を十分に補正することが可能となる。

より詳細には、一対のレンズ成分のうち物体側に配置されたレンズ成分（以降、第１レンズ成分とも記す。）は、主に倍率色収差を良好に補正するために用いられるが、物体側に配置されたレンズ成分が接合レンズとして構成されていなければ、倍率色収差を効果的に補正することが困難である。また、一対のレンズ成分で倍率色収差と軸上色収差をバランスよく補正するためには、一対のレンズ成分のうち像側に配置されたレンズ成分（以降、第２レンズ成分とも記す。）では、倍率色収差の発生量を抑えつつ軸上色収差を補正する必要がある。像側に配置されたレンズ成分が配置される領域では、マージナル光線高さが高くなっているため、接合レンズとして構成することで軸上色収差を良好に補正することができる。さらに、像側に配置されたレンズ成分は、第３レンズ群よりも物体側に配置されているため、軸外光線高が小さい領域に位置しており、その結果、倍率色収差の発生量も小さく抑えることができる。

また、対物レンズは、以下の条件式（１）を満たすように構成されている。
０．２０≦ｄ２/Ｌ≦０．５ ・・・（１）
但し、ｄ２は、一対のレンズ成分のうちの物体側のレンズ成分（第１レンズ成分）の最も像側の面から一対のレンズ成分のうちの像側のレンズ成分（第２レンズ成分）の最も物体側の面までの光軸上の距離である。Ｌは、対物レンズの最も物体側の面から対物レンズの最も像側の面までの光軸上の距離である。

条件式（１）は、主に倍率色収差と軸上色収差を良好に補正するための条件式である。上述したとおり、第１レンズ成分を接合レンズとして構成することで倍率色収差の補正作用を大きくすることができ、第２レンズ成分を接合レンズとして構成することで軸上色収差を良好に補正することができる。

ｄ２/Ｌが下限値（０．２）を下回ると、一対のレンズ成分間の距離が短い距離に制限される。このため、軸上色収差を良好に補正しながら倍率色収差を良好に補正することが困難となる。ｄ２/Ｌが上限値（０．５）を上回ると、一対のレンズ成分間の距離が長くなりすぎるため、低倍率とテレセントリック性の両立が困難となる。また、第２レンズ成分を必要以上に像側に配置することになるため、倍率色収差の発生が大きくなりすぎてしまう。

以上のように構成された対物レンズによれば、長ＷＤと広視野の仕様を満たし、且つ、視野周辺まで良好に収差を補正することができる。

なお、対物レンズは、条件式（１）の代わりに下記の条件式（１－１）又は条件式（１－２）を満たすように構成されてもよい。
０．２２≦ｄ２/Ｌ≦０．４ ・・・（１－１）
０．２４≦ｄ２/Ｌ≦０．３５ ・・・（１－２）

以下、対物レンズの望ましい構成について説明する。
第１レンズ群は、所定のサイズで長ＷＤの対物レンズを実現するために、１枚の正レンズからなることが望ましい。また、第１レンズ群に必要以上の枚数のレンズを用いないことにより、製造コストを削減することができる。さらに、レンズ枚数を少なくすることで、製造誤差が発生し得る要素の数を少なくすることができるため、結果的に、製造誤差による収差の劣化を抑えることができる。

第３レンズ群は、所定のサイズで長い焦点距離の対物レンズを実現するために、１枚の正レンズからなることが望ましい。また、第３レンズ群に必要以上の枚数のレンズを用いないことにより、製造コストを削減することができる。さらに、レンズ枚数を少なくすることで、製造誤差が発生し得る要素の数を少なくすることができるため、結果的に、製造誤差による収差の劣化を抑えることができる。

また、対物レンズは、以下の条件式（２）から条件式（８）の少なくとも１つを満たすことが望ましい。
０．２２≦Ｒ_２１２/Ｌ≦０．３８ ・・・（２）
－１２≦Ｌ／Ｒ_２１ｃ≦－０．４ ・・・（３）
－２０≦ｆ／ｆ_Ｕ２１≦－０．５ ・・・（４）
－６≦ｆ／ｆ_Ｕ２２≦１ ・・・（５）
０．７≦Ｌ_１２／ｆ_Ｇ１≦２．１ ・・・（６）
０．２５≦ｄ１／Ｌ≦０．６５ ・・・（７）
０≦ｄ１／Ｌ≦０．０５ ・・・（８）
但し、Ｒ_２１２は、第１レンズ成分の最も像側の面の曲率半径である。Ｒ_２１ｃは、第１レンズ成分の接合面の曲率半径である。ｆ_Ｕ２１は、第１レンズ成分の焦点距離である。ｆ_Ｕ２２は、第２レンズ成分の焦点距離である。Ｌ_１２は、第１レンズ群の最も像側の面から第２レンズ成分の最も物体側の面までの光軸上の距離である。ｆ_Ｇ１は、第１レンズ群の焦点距離である。ｄ１は、第１レンズ群の最も像側の面から第２レンズ群の最も物体側の面までの光軸上の距離である。

条件式（２）は、主に像面湾曲を良好に補正するための条件式である。上述したとおり、第２レンズ群は凹面を向かい合わせた一対のレンズ成分からなり、これらの凹面はペッツバール和の補正作用を有する。Ｒ_２１２/Ｌが上限値（０．３８）を上回らないことにより、上述した凹面のうちの第１レンズ成分の凹面の曲率半径が大きくなりすぎることがないため、第１レンズ成分に十分なペッツバール和の補正作用を持たせることができる。これにより、光学系全体で像面湾曲を良好に補正することができる。また、Ｒ_２１２/Ｌが下限値（０．２２）を下回らないことにより、第１レンズ成分の凹面の曲率半径が小さくなりすぎることがないため、ペッツバール和が過剰に補正されることを避けることができる。これにより、光学系全体で像面湾曲を良好に補正することができる。

なお、本明細書において、レンズ面の曲率半径は、そのレンズ面の中心部分（光軸上の部分）が周辺部分（光軸外の部分）よりも物体側に位置する形状を有している場合に、正の値で表現し、そのレンズ面の中心部分（光軸上の部分）が周辺部分（光軸外の部分）よりも像側に位置する形状を有している場合に、負の値で表現する。即ち、曲率半径は、レンズ面の形状が物体側に凸形状を有する場合に正で、像側に凸形状を有する場合に負で、表現される。

条件式（３）は、主に倍率色収差を良好に補正するための条件式である。上述したとおり、一対のレンズ成分のうちの接合レンズとして構成された第１レンズ成分は、倍率色収差の補正作用を有している。さらに、第１レンズ成分の像側の面が凹面であるため、接合レンズとして構成された第レンズ成分の像側のレンズに負の屈折力を持たせて、且つ、その負の屈折力を有するレンズを高分散の硝材で構成することで、接合面での色収差補正効果を持たせることが望ましい。その場合、第１レンズ成分の接合面は物体側に向けた凹面（曲率半径が負）であることが望ましい。Ｌ／Ｒ_２１ｃが上限値（－０．４）を上回らないことにより、接合面の負の曲率半径の絶対値を十分に小さくして大きな負の屈折力を実現することができるため、第１レンズ成分での倍率色収差の補正作用を十分に大きくすることができる。その結果、光学系全体で倍率色収差を良好に補正するできることができる。また、Ｌ／Ｒ_２１ｃが下限値（－１２）を下回らないことにより、第１レンズ成分の接合面の曲率半径の絶対値が小さくなりすぎないため、接合レンズの各レンズが加工しづらくなることを避けることができる。

条件式（４）は、主に像面湾曲を良好に補正するための条件式である。上述したとおり、第２レンズ群は凹面を向かい合わせた一対のレンズ成分からなり、これらの凹面はペッツバール和の補正作用を有する。ｆ／ｆ_Ｕ２１が上限値（－０．５）を上回らないことにより、第１レンズ成分の負パワーが小さくなりすぎず、ペッツバール和を良好に補正することが可能となる。また、ｆ／ｆ_Ｕ２１が下限値（－２０）を下回らないことにより、第１レンズ成分の負パワーが大きくなりすぎることがないため、第１レンズ群に過剰な正パワーを必要とすることなく、テレセントリック性と長ＷＤを両立することが可能となる。その結果、第１群での非点収差等の収差発生も小さく抑えることができる。

条件式（５）は、主に像面湾曲を良好に補正するための条件式である。ｆ／ｆ_Ｕ２２が上限値（１）を上回らないことにより、第２レンズ成分が大きすぎる正パワーを有することがないため、ペッツバール和を良好に補正することが可能となる。また、ｆ／ｆ_Ｕ２２が下限値（－６）を下回らないことにより、光学系全体の中で比較的像に近い領域に配置されている第２レンズ成分が大きすぎる負パワーを有することがないため、テレフォトタイプのレンズ構成を実現しやすい。これにより、広視野と長ＷＤを両立しながた良好な収差補正が可能となる。

条件式（６）は、主に非点収差とコマ収差を良好に補正するための条件式である。物体側のテレセントリック性を保ちながら、凹面を向かい合わせた一対のレンズ成分での非点収差とコマ収差の発生量を小さくするためには、物体側から平行光を入射したときの第１レンズ群の焦点位置が第２レンズ群中に位置するように構成されることが望ましい。Ｌ_１２／ｆ_Ｇ１が上限値（２．１）を上回らないことにより、上述した焦点位置が第２レンズ成分を基準として物体側に近づきすぎないため、第２レンズ成分での軸外主光線の屈折角を小さくすることができる。これにより、非点収差とコマ収差を小さく抑えることができる。また、Ｌ_１２／ｆ_Ｇ１が下限値（０．７）を下回らないことにより、上述した焦点位置が第２レンズ成分を基準として像側に遠ざかりすぎないため、第１レンズ成分での軸外主光線の屈折角を小さくすることができる。これにより、非点収差とコマ収差を小さく抑えることができる。

条件式（７）は、超低倍率の対物レンズを実現するときに、主に高次のコマ収差を良好に補正するための条件式である。なお、超低倍率の対物レンズとはｆ／ＴＬ＞１を満たすものをいう。ここで、ｆは対物レンズの焦点距離であり、ＴＬは物体面から対物レンズの最も像側のレンズ面までの光軸上の距離である。長ＷＤとテレセントリック性を保ちながら、焦点距離を長くするためには、第１レンズ群で軸外光線を内向きに屈折させて、その軸外光線高を十分に小さくして第２レンズ群に入射させる必要がある。ｄ１／Ｌが下限値（０．２５）を下回らないことにより、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔を十分に確保することができるため、第１レンズ群で必要以上に大きく屈折しなくても第２レンズ群に入射する軸外光線の光線高さを小さくすることができる。このため、第１レンズ群でのコマ収差の発生量を小さくすることができる。第１レンズ群とそれ以降のレンズ群では軸外光線高さが大きく異なっている。このため、第１レンズ群での低次のコマ収差を第１レンズ群以降のレンズ群で補正すると高次のコマ収差が残存してしまいやすいが、上述したとおり第１レンズ群でのコマ収差の発生量を小さくすることができるため、光学系全体での高次のコマ収差を良好に補正することが可能である。また、ｄ１／Ｌが上限値（０．６５）を上回らないことにより、第２群を物体に近づけて配置することができるため、上述した理由と同じ理由で、倍率色収差を良好に補正することができる。

条件式（８）は、超長ＷＤの対物レンズを実現するときに、主に倍率色収差を良好に補正するための条件式である。なお、超長ＷＤの対物レンズとはＷＤ／ＴＬ＞０．３を満たすものをいう。ここで、ＷＤは対物レンズの作動距離であり、ＴＬは物体面から対物レンズの最も像側のレンズ面までの光軸上の距離である。ｄ１／Ｌが上限値（０．０５）を上回らないことにより、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔を十分に小さくすることができるため、所定のＷＤを保ちながら、第２レンズ群を物体側に配置することができる。これにより、第２レンズ群に十分に大きな倍率色収差の補正作用を持たせることが可能となり、光学系全体で倍率色収差を良好に補正することができる。ｄ１／Ｌが下限値（０）を下回ることは構造上不可能である。

なお、対物レンズは、条件式（２）の代わりに下記の条件式（２－１）又は条件式（２－２）を満たすように構成されてもよい。また、対物レンズは、条件式（３）の代わりに下記の条件式（３－１）又は条件式（３－２）を満たすように構成されてもよい。また、対物レンズは、条件式（４）の代わりに下記の条件式（４－１）又は条件式（４－２）を満たすように構成されてもよい。また、対物レンズは、条件式（５）の代わりに下記の条件式（５－１）又は条件式（５－２）を満たすように構成されてもよい。また、対物レンズは、条件式（６）の代わりに下記の条件式（６－１）又は条件式（６－２）を満たすように構成されてもよい。また、対物レンズは、条件式（７）の代わりに下記の条件式（７－１）又は条件式（７－２）を満たすように構成されてもよい。また、対物レンズは、条件式（８）の代わりに下記の条件式（８－１）又は条件式（８－２）を満たすように構成されてもよい。
０．２３≦Ｒ_２１２/Ｌ≦０．３５ ・・・（２－１）
０．２４≦Ｒ_２１２/Ｌ≦０．３２ ・・・（２－２）
－９．６≦Ｌ／Ｒ_２１ｃ≦－０．６ ・・・（３－１）
－６．５≦Ｌ／Ｒ_２１ｃ≦－０．９ ・・・（３－２）
－１６≦ｆ／ｆ_Ｕ２１≦－２．８ ・・・（４－１）
－１３≦ｆ／ｆ_Ｕ２１≦－５．６ ・・・（４－２）
－５≦ｆ／ｆ_Ｕ２２≦０．５ ・・・（５－１）
－４≦ｆ／ｆ_Ｕ２２≦－０．５ ・・・（５－２）
０．７５≦Ｌ_１２／ｆ_Ｇ１≦１．８ ・・・（６－１）
０．８≦Ｌ_１２／ｆ_Ｇ１≦１．６ ・・・（６－２）
０．３０≦ｄ１／Ｌ≦０．５５ ・・・（７－１）
０．３５≦ｄ１／Ｌ≦０．４５ ・・・（７－２）
０≦ｄ１／Ｌ≦０．０４ ・・・（８－１）
０≦ｄ１／Ｌ≦０．０２ ・・・（８－２）

以下、上述した対物レンズの実施例について具体的に説明する。
［実施例１］
図１は、本実施例に係る対物レンズ１の断面図である。対物レンズ１は、顕微鏡対物レンズであって、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、各々が接合レンズである凹面を互いに向かい合わせた一対のレンズ成分からなる第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、からなる。

第１レンズ群Ｇ１は、単レンズからなり、単レンズは、両凸レンズであるレンズＬ１である。第２レンズ群は、接合レンズＣＬ１と接合レンズＣＬ２からなる。接合レンズＣＬ１と接合レンズＣＬ２は、凹面を互いに向かい合わせて配置された一対のレンズ成分である。接合レンズＣＬ１は、２枚接合レンズであり、物体側から順に配置された、両凸レンズであるレンズＬ２と、両凹レンズであるレンズＬ３からなる。接合レンズＣＬ２は、２枚接合レンズであり、物体側から順に配置された、両凹レンズであるレンズＬ４と、両凸レンズであるレンズＬ５からなる。第３レンズ群Ｇ３は、単レンズからなり、単レンズは、両凸レンズであるレンズＬ６である。

対物レンズ１の各種データは、以下のとおりである。なお、βは、対物レンズ１を結像レンズ１０と組み合わせたときの倍率である。ＮＡ_ｏｂは、対物レンズ１の物体側の開口数である。ｆ、ｆ_Ｇ１、ｆ_Ｇ２、ｆ_Ｇ３は、それぞれ対物レンズの焦点距離、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離、第３レンズ群Ｇ３の焦点距離である。その他のパラメータは上述したとおりである。
ＮＡ_ｏｂ＝0.08、β＝2.5、ｆ＝71.962ｍｍ、ｆ_Ｇ１＝22.476ｍｍ、ｆ_Ｇ２＝-6.898ｍｍ、ｆ_Ｇ３＝21.721ｍｍ、ＴＬ＝49.12ｍｍ、ＷＤ＝12.539ｍｍ、Ｌ＝36.581ｍｍ、ｄ１＝13.657ｍｍ、ｄ２＝9.869ｍｍ、Ｌ_１２＝26.519ｍｍ、ｆ_Ｕ２１＝-7.809ｍｍ、ｆ_Ｕ２２＝-78.090ｍｍ、Ｒ_２１２＝9.2794ｍｍ、Ｒ_２１ｃ＝-6.4679ｍｍ

対物レンズ１のレンズデータは、以下のとおりである。なお、レンズデータ中のINFは無限大（∞）を示している。
対物レンズ１
s r d nd νd
1 INF 12.539
2 28.8854 2.578 1.65412 39.68
3 -28.8854 13.657
4 127.4825 2.093 1.43875 94.66
5 -6.4679 0.900 1.75500 52.32
6 9.2794 9.869
7 -16.9117 1.200 1.75500 52.32
8 30.8327 3.000 1.43875 94.66
9 -11.8529 0.250
10 100.5080 3.033 1.49700 81.54
11 -11.9734 110.000

ここで、sは面番号を、rは曲率半径(mm)を、dは面間隔(mm)を、ndはd線に対する屈折率を、νdはアッベ数を示す。これらの記号は、以降の実施例でも同様である。なお、面番号s1が示す面は、標本面である。面番号s2,s11が示す面は、それぞれ対物レンズ１の最も物体側のレンズ面、最も像側のレンズ面である。また、例えば、面間隔d1は、面番号s1が示す面から面番号s2が示す面までの光軸上の距離を示している。なお、面間隔d11は、面番号s11が示す面から結像レンズまでの光軸上の距離（１１０ｍｍ）を示している。

対物レンズ１は、以下で示されるように、条件式（１）から（７）を満たしている。
（１）ｄ２/Ｌ＝0.270
（２）Ｒ_２１２/Ｌ＝0.254
（３）Ｌ／Ｒ_２１ｃ＝-5.656
（４）ｆ／ｆ_Ｕ２１＝-9.215
（５）ｆ／ｆ_Ｕ２２＝-0.922
（６）Ｌ_１２／ｆ_Ｇ１＝1.180
（７）（８）ｄ１／Ｌ＝0.373 （ｆ／ＴＬ＝1.465、ＷＤ／ＴＬ＝0.255）

図２は、対物レンズ１と組み合わせて使用される結像レンズ１０の断面図である。結像レンズ１０は、無限遠補正型の対物レンズと組み合わせて物体の拡大像を形成する顕微鏡結像レンズである。結像レンズ１０は、両凸レンズであるレンズＴＬ１と、両凸レンズの像側に配置された物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＴＬ２と、からなる接合レンズＣＴＬ１である。結像レンズ１０は、対物レンズ１の最も像側のレンズ面（面番号s11）から結像レンズ１０の最も物体側のレンズ面（面番号s1）までの光軸上の距離が110mmになるように、配置されている。なお、結像レンズ１０の焦点距離は180mmである。

結像レンズ１０のレンズデータは、以下のとおりである。
結像レンズ１０
s r d nd νd
1 193.123 5.5 1.48749 70.23
2 -61.238 4.6 1.72047 34.71
3 -105.391

図３は、対物レンズ１と結像レンズ１０からなる光学系の収差図であり、対物レンズ１と結像レンズ１０が光学像を形成する像面における収差を示している。図３（ａ）は球面収差図である。図３（ｂ）は正弦条件違反量を示した図である。図３（ｃ）は非点収差図である。図３（ｄ）は像高比７割（像高9.28mm）でのコマ収差図である。なお、図中の“Ｍ”はメリディオナル成分、“Ｓ”はサジタル成分を示している。図３に示されるように、本実施例では、広い視野に渡って収差が良好に補正されている。

［実施例２］
図４は、本実施例に係る対物レンズ２の断面図である。対物レンズ２は、顕微鏡対物レンズであって、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、各々が接合レンズである凹面を互いに向かい合わせた一対のレンズ成分からなる第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、からなる。

第１レンズ群Ｇ１は、単レンズからなり、単レンズは、両凸レンズであるレンズＬ１である。第２レンズ群は、接合レンズＣＬ１と接合レンズＣＬ２からなる。接合レンズＣＬ１と接合レンズＣＬ２は、凹面を互いに向かい合わせて配置された一対のレンズ成分である。接合レンズＣＬ１は、２枚接合レンズであり、物体側から順に配置された、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ２と、両凹レンズであるレンズＬ３からなる。接合レンズＣＬ２は、２枚接合レンズであり、物体側から順に配置された、両凹レンズであるレンズＬ４と、両凸レンズであるレンズＬ５からなる。第３レンズ群Ｇ３は、単レンズからなり、単レンズは、両凸レンズであるレンズＬ６である。

対物レンズ２の各種データは、以下のとおりである。
ＮＡ_ｏｂ＝0.06、β＝2.25、ｆ＝80ｍｍ、ｆ_Ｇ１＝19.729ｍｍ、ｆ_Ｇ２＝-6.519ｍｍ、ｆ_Ｇ３＝26.469ｍｍ、ＴＬ＝51.02ｍｍ、ＷＤ＝11.609ｍｍ、Ｌ＝39.411ｍｍ、ｄ１＝10.020ｍｍ、ｄ２＝17.120ｍｍ、Ｌ_１２＝29.831ｍｍ、ｆ_Ｕ２１＝-7.744ｍｍ、ｆ_Ｕ２２＝-96.232ｍｍ、Ｒ_２１２＝10.1833ｍｍ、Ｒ_２１ｃ＝-7.4434ｍｍ

対物レンズ２のレンズデータは、以下のとおりである。
対物レンズ２
s r d nd νd
1 INF 11.609
2 25.1944 3.042 1.65412 39.68
3 -25.1944 10.020
4 -77.8135 1.792 1.43875 94.66
5 -7.4434 0.900 1.77250 49.60
6 10.1833 17.120
7 -22.6363 1.200 1.75500 52.32
8 37.7249 3.000 1.43875 94.66
9 -15.4462 0.250
10 83.5544 2.087 1.49700 81.54
11 -15.4841 110.000

対物レンズ２は、以下で示されるように、条件式（１）から（７）を満たしている。
（１）ｄ２/Ｌ＝0.434
（２）Ｒ_２１２/Ｌ＝0.258
（３）Ｌ／Ｒ_２１ｃ＝-5.295
（４）ｆ／ｆ_Ｕ２１＝-10.331
（５）ｆ／ｆ_Ｕ２２＝-0.831
（６）Ｌ_１２／ｆ_Ｇ１＝1.512
（７）（８）ｄ１／Ｌ＝0.254 （ｆ／ＴＬ＝1.568、ＷＤ／ＴＬ＝0.228）

図５は、対物レンズ２と結像レンズ１０からなる光学系の収差図であり、対物レンズ２と結像レンズ１０が光学像を形成する像面における収差を示している。図５（ａ）は球面収差図である。図５（ｂ）は正弦条件違反量を示した図である。図５（ｃ）は非点収差図である。図５（ｄ）は像高比７割（像高9.27mm）でのコマ収差図である。図５に示されるように、本実施例では、広い視野に渡って収差が良好に補正されている。

［実施例３］
図６は、本実施例に係る対物レンズ３の断面図である。対物レンズ３は、顕微鏡対物レンズであって、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、各々が接合レンズである凹面を互いに向かい合わせた一対のレンズ成分からなる第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、からなる。

第１レンズ群Ｇ１は、単レンズからなり、単レンズは、両凸レンズであるレンズＬ１である。第２レンズ群は、接合レンズＣＬ１と接合レンズＣＬ２からなる。接合レンズＣＬ１と接合レンズＣＬ２は、凹面を互いに向かい合わせて配置された一対のレンズ成分である。接合レンズＣＬ１は、２枚接合レンズであり、物体側から順に配置された、両凸レンズであるレンズＬ２と、両凹レンズであるレンズＬ３からなる。接合レンズＣＬ２は、２枚接合レンズであり、物体側から順に配置された、両凹レンズであるレンズＬ４と、両凸レンズであるレンズＬ５からなる。第３レンズ群Ｇ３は、単レンズからなり、単レンズは、両凸レンズであるレンズＬ６である。

対物レンズ３の各種データは、以下のとおりである。
ＮＡ_ｏｂ＝0.15、β＝5、ｆ＝36ｍｍ、ｆ_Ｇ１＝20.539ｍｍ、ｆ_Ｇ２＝-10.046ｍｍ、ｆ_Ｇ３＝17.683ｍｍ、ＴＬ＝48.838ｍｍ、ＷＤ＝20.289ｍｍ、Ｌ＝28.549ｍｍ、ｄ１＝0.200ｍｍ、ｄ２＝7.807ｍｍ、Ｌ_１２＝18.373ｍｍ、ｆ_Ｕ２１＝-34.214ｍｍ、ｆ_Ｕ２２＝-12.876ｍｍ、Ｒ_２１２＝7.2915ｍｍ、Ｒ_２１ｃ＝-15.6126ｍｍ

対物レンズ３のレンズデータは、以下のとおりである。
対物レンズ３
s r d nd νd
1 INF 20.289
2 25.0411 1.847 1.72916 54.68
3 -36.1028 0.200
4 10.4061 5.707 1.43875 94.66
5 -15.6126 4.660 1.61340 44.27
6 7.2915 7.807
7 -5.5361 1.500 1.80400 46.53
8 24.6954 3.133 1.43875 94.66
9 -7.6813 0.535
10 102.0044 3.160 1.51823 58.90
11 -9.9620 110.000

対物レンズ３は、以下で示されるように、条件式（１）から（６）及び（８）を満たしている。
（１）ｄ２/Ｌ＝0.273
（２）Ｒ_２１２/Ｌ＝0.255
（３）Ｌ／Ｒ_２１ｃ＝-1.829
（４）ｆ／ｆ_Ｕ２１＝-1.052
（５）ｆ／ｆ_Ｕ２２＝-2.796
（６）Ｌ_１２／ｆ_Ｇ１＝0.895
（７）（８）ｄ１／Ｌ＝0.007 （ｆ／ＴＬ＝0.737、ＷＤ／ＴＬ＝0.415）

図７は、対物レンズ３と結像レンズ１０からなる光学系の収差図であり、対物レンズ３と結像レンズ１０が光学像を形成する像面における収差を示している。図７（ａ）は球面収差図である。図７（ｂ）は正弦条件違反量を示した図である。図７（ｃ）は非点収差図である。図７（ｄ）は像高比７割（像高9.27mm）でのコマ収差図である。図７に示されるように、本実施例では、広い視野に渡って収差が良好に補正されている。

［実施例４］
図８は、本実施例に係る対物レンズ４の断面図である。対物レンズ４は、顕微鏡対物レンズであって、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、各々が接合レンズである凹面を互いに向かい合わせた一対のレンズ成分からなる第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、からなる。

第１レンズ群Ｇ１は、単レンズからなり、単レンズは、両凸レンズであるレンズＬ１である。第２レンズ群は、接合レンズＣＬ１と接合レンズＣＬ２からなる。接合レンズＣＬ１と接合レンズＣＬ２は、凹面を互いに向かい合わせて配置された一対のレンズ成分である。接合レンズＣＬ１は、２枚接合レンズであり、物体側から順に配置された、両凸レンズであるレンズＬ２と、両凹レンズであるレンズＬ３からなる。接合レンズＣＬ２は、２枚接合レンズであり、物体側から順に配置された、両凹レンズであるレンズＬ４と、両凸レンズであるレンズＬ５からなる。第３レンズ群Ｇ３は、単レンズからなり、単レンズは、両凸レンズであるレンズＬ６である。

対物レンズ４の各種データは、以下のとおりである。
ＮＡ_ｏｂ＝0.13、β＝4、ｆ＝45ｍｍ、ｆ_Ｇ１＝21.547ｍｍ、ｆ_Ｇ２＝-11.001ｍｍ、ｆ_Ｇ３＝21.071ｍｍ、ＴＬ＝50.011ｍｍ、ＷＤ＝16.31ｍｍ、Ｌ＝33.701ｍｍ、ｄ１＝0.300ｍｍ、ｄ２＝12.552ｍｍ、Ｌ_１２＝21.342ｍｍ、ｆ_Ｕ２１＝-36.799ｍｍ、ｆ_Ｕ２２＝-16.932ｍｍ、Ｒ_２１２＝8.0645ｍｍ、Ｒ_２１ｃ＝-17.3049ｍｍ

対物レンズ４のレンズデータは、以下のとおりである。
対物レンズ４
s r d nd νd
1 INF 16.310
2 26.3865 1.533 1.88300 40.76
3 -66.3467 0.300
4 11.8701 5.159 1.43875 94.66
5 -17.3049 3.331 1.57501 41.50
6 8.0645 12.552
7 -7.3760 3.224 1.80400 46.53
8 29.1238 2.564 1.43875 94.66
9 -9.5667 1.001
10 85.5752 4.037 1.51823 58.90
11 -12.3154 110.000

対物レンズ４は、以下で示されるように、条件式（１）から（６）及び（８）を満たしている。
（１）ｄ２/Ｌ＝0.372
（２）Ｒ_２１２/Ｌ＝0.239
（３）Ｌ／Ｒ_２１ｃ＝-1.947
（４）ｆ／ｆ_Ｕ２１＝-1.223
（５）ｆ／ｆ_Ｕ２２＝-2.658
（６）Ｌ_１２／ｆ_Ｇ１＝0.990
（７）（８）ｄ１／Ｌ＝0.009 （ｆ／ＴＬ＝0.900、ＷＤ／ＴＬ＝0.326）

図９は、対物レンズ４と結像レンズ１０からなる光学系の収差図であり、対物レンズ４と結像レンズ１０が光学像を形成する像面における収差を示している。図９（ａ）は球面収差図である。図９（ｂ）は正弦条件違反量を示した図である。図９（ｃ）は非点収差図である。図９（ｄ）は像高比７割（像高9.27mm）でのコマ収差図である。図９に示されるように、本実施例では、広い視野に渡って収差が良好に補正されている。

１、２、３、４ ・・・対物レンズ
１０ ・・・結像レンズ
Ｇ１ ・・・第１レンズ群
Ｇ２ ・・・第２レンズ群
Ｌ１～Ｌ６、ＴＬ１、ＴＬ２ ・・・レンズ
ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＴＬ１ ・・・接合レンズ

Claims (10)

1. 対物レンズであって、物体側から順に配置された、
   正の屈折力を有する第１レンズ群と、
   凹面を互いに向かい合わせた一対のレンズ成分からなる第２レンズ群と、
   正の屈折力を有する第３レンズ群と、からなり、
   前記一対のレンズ成分の各々は、接合レンズであり、
   以下の条件式を満たすことを特徴とする対物レンズ。
   ０．２０≦ｄ２/Ｌ≦０．５ ・・・（１）
   但し、ｄ２は、前記一対のレンズ成分のうちの前記物体側のレンズ成分である第１レンズ成分の最も像側の面から前記一対のレンズ成分のうちの前記像側のレンズ成分である第２レンズ成分の最も前記物体側の面までの光軸上の距離である。Ｌは、前記対物レンズの最も前記物体側の面から前記対物レンズの最も前記像側の面までの光軸上の距離である。
2. 請求項１に記載の対物レンズにおいて、
   前記第１レンズ群は、１枚の正レンズからなる
   ことを特徴とする対物レンズ。
3. 請求項１又は請求項２に記載の対物レンズにおいて、
   前記第３レンズ群は、１枚の正レンズからなる
   ことを特徴とする対物レンズ。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の対物レンズにおいて、
   以下の条件式を満たすことを特徴とする対物レンズ。
   ０．２２≦Ｒ_２１２/Ｌ≦０．３８ ・・・（２）
   但し、Ｒ_２１２は、前記第１レンズ成分の最も前記像側の面の曲率半径である。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の対物レンズにおいて、
   以下の条件式を満たすことを特徴とする対物レンズ。
   －１２≦Ｌ／Ｒ_２１ｃ≦－０．４ ・・・（３）
   但し、Ｒ_２１ｃは、前記第１レンズ成分の接合面の曲率半径である。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の対物レンズにおいて、
   以下の条件式を満たすことを特徴とする対物レンズ。
   －２０≦ｆ／ｆ_Ｕ２１≦－０．５ ・・・（４）
   但し、ｆ_Ｕ２１は、前記第１レンズ成分の焦点距離である。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の対物レンズにおいて、
   以下の条件式を満たすことを特徴とする対物レンズ。
   －６≦ｆ／ｆ_Ｕ２２≦１ ・・・（５）
   但し、ｆ_Ｕ２２は、前記第２レンズ成分の焦点距離である。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の対物レンズにおいて、
   以下の条件式を満たすことを特徴とする対物レンズ。
   ０．７≦Ｌ_１２／ｆ_Ｇ１≦２．１ ・・・（６）
   但し、Ｌ_１２は、前記第１レンズ群の最も前記像側の面から前記第２レンズ成分の最も前記物体側の面までの光軸上の距離である。ｆ_Ｇ１は、前記第１レンズ群の焦点距離である。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の対物レンズにおいて、
   以下の条件式を満たすことを特徴とする対物レンズ。
   ０．２５≦ｄ１／Ｌ≦０．６５ ・・・（７）
   但し、ｄ１は、前記第１レンズ群の最も前記像側の面から前記第２レンズ群の最も前記物体側の面までの光軸上の距離である。
10. 請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の対物レンズにおいて、
    以下の条件式を満たすことを特徴とする対物レンズ。
    ０≦ｄ１／Ｌ≦０．０５ ・・・（８）
    但し、ｄ１は、前記第１レンズ群の最も前記像側の面から前記第２レンズ群の最も前記物体側の面までの光軸上の距離である。

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