JP4098492B2 - 液浸系顕微鏡対物レンズ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、顕微鏡対物レンズで、高開口数で、像面の平坦性が良く、アポクロマートの性能をもつ液浸系顕微鏡対物レンズに関するものである。特に開口数が１．４を超える液浸系顕微鏡対物レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
顕微鏡による観察では、より分解能の高い観察が要求される。そのため、 顕微鏡対物レンズにおいて、高開口数（高いＮＡ）化による解像力の向上が必要不可欠である。
【０００３】
従来、顕微鏡対物レンズの高開口数化に関する提案が多くなされている。その中で、液浸系顕微鏡対物レンズは、標本あるいは標本を覆うカバーガラスと対物レンズの第１面との間をオイルやグリセリンや水や培養液等で満たし、これにより１を超えるような高開口数を実現している。又、最近はエバネッセント照明による蛍光観察によって、生体分子の観察が行なわれるようになり、これに適した顕微鏡対物レンズとして、一層高い開口数を有する対物レンズが求められている。
【０００４】
このような高開口数の大きな液浸系顕微鏡対物レンズの従来例として次のようなものが知られている。
１．特開平７−２８１０９７号公報
２．特公昭６０−３５０４６号公報（特開昭５４−１１７５５号）
３．特公平５−６７００４号公報（特開昭６１−２７５８１３号）
４．特開平６−１６０７２１号公報
５．特開平７−２３００３９号公報
６．特許第３１４０１１１号公報（特開平５−１４２４７７号）
７．米国特許明細書第３７００３１１号
８．米国特許明細書第３７４６４２８号
９．米国特許明細書第４３７３７８５号
１０．特公昭４５−３６５４２号公報
１１．特公昭５２−４４２１１号公報（特開昭５１−７２３４３号）
１２．特開平１１−８４２５４号公報
１３．特開平１１−１７４３３９号公報
１４．特開平１１−３５２４０６号公報
１５．米国特許明細書第３５３７７７２号
１６．米国特許明細書第３５９８４７４号
１７．米国特許明細書第３６５９９２４号
１８．米国特許明細書第４３７６５７０号
１９．特公昭６０−３５０４８号公報（特開昭５４−７９０５３号）
２０．特開昭５０−１５１５４４号公報
２１．特開昭５８−１９２０１３号公報
２２．特開平９−１２７４２２号公報
２３．特公平５−４０２８８号公報（特開昭５９−１５５８２２号）
２４．特公平６−４４１０２号公報（特開昭６１−２４０２１８号）
２５．特開平７−３５９８３号公報
２６．特開２０００−３５５４１号公報
２７．特開平７−２３００３９号公報
２８．特開平１０−２７４７４２号公報
２９．特開平１１−１７４３３９号公報
【０００５】
前記従来例のうち従来例１には倍率が１００倍、開口数が１．６５という超高開口数の液浸系顕微鏡対物レンズが記載されている。
【０００６】
また、従来例２、３、４、５には、倍率が１００倍で、開口数が１．４の液浸系顕微鏡対物レンズが記載されている。
【０００７】
また、従来例６には、倍率が１００倍で、開口数が１．３から１．３５の液浸系顕微鏡対物レンズが記載されている。
【０００８】
また、従来例７〜従来例１４には、倍率が１００倍で、開口数が１．３の液浸系顕微鏡対物レンズが記載されている。
【０００９】
また、従来例１５〜従来例２２には、倍率が１００倍で、開口数が１．２５の液浸系顕微鏡対物レンズが記載されている。
【００１０】
また、従来例２３〜従来例２６には、倍率が６０倍で、開口数が１．４の液浸系顕微鏡対物レンズが記載されている。
【００１１】
また、従来例２７には、倍率が４０倍で、開口数が１．３５の液浸系顕微鏡対物レンズが記載されている。
【００１２】
更に従来例２８、２９には、倍率が４０倍で、開口数が１．３の液浸系顕微鏡対物レンズが記載されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来例のうち、従来例１の特開平７−２８１０９７号公報に記載された対物レンズを除くとＮＡは最大でも１．４である。そのため従来例１以外の従来例２〜２９の対物レンズは、一層高い解像度による観察やエバネッセント照明による蛍光観察を行なうのは困難である。また、これら従来例をもとにＮＡ１．４を超える開口数の対物レンズを実現することは困難である。
【００１４】
一方、従来例１の特開平７−２８１０９７号公報に記載された対物レンズは、ＮＡが１．６５と非常に大である。しかし、この従来の対物レンズは、高屈折率の特殊なオイルを使用することが必要条件であり、このような特殊なオイルに最適化した設計の対物レンズである。
【００１５】
そのため、屈折率ｎeが１．５１８でアッベ数νeが４４の標準オイルを用いた場合、性能を発揮することができない。前記のような高い屈折率の特殊オイルは入手が困難で高い価格であり、使い勝手にも問題がある。
【００１６】
又、従来例１以外の従来例のうち、従来例３つまり特公平５−６７００４号公報と従来例１２、１３、１４、２１、２９の従来例である特開平１１−８４２５４号公報、特開平１１−１７４３３９号公報、特開平１１−３５２４０６号公報、特開昭５８−１９２０１３号公報、特開平１１−１７４３３９号公報に記載されている液浸系対物レンズは、ペッツバール和を低減することが難しい。また、ペッツバール和を更に補正しようとすると球面収差や色収差が補正不足になる。
【００１７】
また、前記従来例２２の特開平９−１２７４２２号公報に記載されている液浸系対物レンズは、オイルに接触する第１面が凹面であるために、気泡による観察像の劣化やオイルの拭き残しの問題がある。
【００１８】
また、前記従来例中の従来例７、８、９、１５、１６、１８、２０、２２の米国特許明細書第３７００３１１号、同第３７４６４２５号、同第４３７３７８５号、同第３５３７７７２号、同第３５９８４７４号、同第４３７６５７０号、特開昭５０−１５１５４４号公報、特開平９−１２７４２２号公報に記載されている液浸系対物レンズは、球面収差や色収差が補正不足である。
【００１９】
また、前記従来例中の従来例２、６、９、１１、１８、１９、２３、２４、２５、２６、２７、２８の特公昭６０−３５０４６号公報、特許第３１４０１１１号公報、米国特許明細書第４３７３７８５号、特公昭５２−４４２１１号公報、米国特許明細書第４３７６５７０号、特公昭６０−３５０４８号公報、特公平５−４０２８８号公報、特公平６−４４１０２号公報、特開平７−３５９８３号公報、特開２０００−３５５４１号公報、特開平７−２３００３９号公報、特開平１０−２７４７４２号公報に記載されている液浸系対物レンズは、ペッツバール和を補正するために、埋め込みレンズの接合面の曲率をきつくし、強い負の屈折力を持つようにしている。しかし、高いＮＡの対物レンズを実現しようとすると球面収差の補正が困難になり、また光線を受ける有効径が不足するため好ましくない。
【００２０】
また、前記の従来例５、８、１３、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２２、２７、２９の特開平７−２３００３９号公報、米国特許明細書第４３７４６４２８号、特開平１１−１７４３３９号公報、米国特許明細書第３５３７７７２号、米国特許明細書第３５９８４７４号、米国特許明細書第３６５９９２４号、米国特許明細書第４３７６５７０号、特公昭６０−３５０４８号公報、特開昭５０−１５１５４４号公報、特開平９−１２７４２２号公報、特開平７−２３００３９号公報、特開平１１−１７４３３９号公報に記載されている液浸系対物レンズは、メニスカスレンズ群を最終群に一つのみ持つレンズ系である。このように、最終群にメニスカス群を有する対物レンズは、このメニスカス群の凹面がペッツバール和の補正に大きく寄与している。高いＮＡの対物レンズは、物体側の埋め込みレンズの接合面によるペッツバール和の補正が不足しがちであるため、後ろ側に配置したレンズ群の凹面により補正を補う必要がある。しかし、メニスカス群が１個ではペッツバール和を十分に補正しきれない。
【００２１】
また従来例１０の特公昭４５−３６５４２号公報に記載されている液浸系対物レンズは、レンズ系の像側の近くに一つの両凹レンズをを配置し、この両凹レンズに強いパワーを持たせて収差補正を行なうものである。しかし一つの両凹レンズでは、光線高を上げ下げすることができず、諸収差を良好に補正できない。
【００２２】
また、従来例４の特開平６−１６０７２１号公報に記載されている液浸系対物レンズは、ＮＡが１．４であり、諸収差が良好に補正されているが、後に示す本発明の対物レンズで規定する条件（１）を満足しないために、１．４を超えるＮＡにおいてはこの従来例の構成のままでは十分良好な光学性能を得ることができない。
【００２３】
本発明は上記の問題点を鑑みてなされたもので、特殊なオイルを使用せず標準的なオイルを使用しても、ＮＡ１．４を超える高開口数で、球面収差、色収差、像面湾曲が良好に補正された高開口数でアポクロマート液浸系顕微鏡対物レンズを提供するものである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明の液浸系顕微鏡対物レンズは、物体側より順に、物体側に凹面を向けた接合面を有する平凸接合レンズからなる第１レンズ群と、少なくとも１枚の正の単レンズを含む第２レンズ群と、少なくとも一つの３枚接合レンズを含む第３レンズ群と、像側に強い凹面を向けた負レンズを含む第４レンズ群と、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ群を含む第５レンズ群からなり、前記第５レンズ群に含まれる物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分が負レンズと正レンズの接合レンズであり、次の条件（１）、（２）、（４）、（５）を満足する。
（１） ０．６≦｜Ｒ12／Ｒ13｜≦１．４
（２） ０．７≦｜Ｒ12／ｆ｜≦１．５
（４） ｎ 2 −ｎ 1 ≧０．２
（５） ν d （Ｎ）−ν d （Ｐ）≧１５
ただし、Ｒ12は第１レンズ群の接合面の曲率半径、Ｒ13は第１レンズ群の像側の面の曲率半径、ｆは対物レンズ全系の焦点距離であり、ｎ 1 、ｎ 2 は夫々第１レンズ群の接合の物体側および像側のレンズのｄ線での屈折率であり、ν d （Ｎ）、ν d （Ｐ）は夫々物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分の負レンズおよび正レンズのアッベ数である。
【００２５】
また、前記構成を基本構成とする本発明の液浸系顕微鏡対物レンズにおいて、下記条件（３）を満足することが好ましい。
（３） ｜ｆ4／ｆ｜≦２０
ただしｆ4は第４レンズ群の焦点距離、ｆは全系の焦点距離である。
【００２６】
また、前記本発明の液浸系顕微鏡対物レンズにおいて、前記第５レンズ群に含まれる物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分が負レンズと正レンズの接合レンズであり、下記条件（５）を満足することが望ましい。
（５） νd（Ｎ）−νd（Ｐ）≧１５
ただしνd（Ｎ）、νd（Ｐ）は夫々物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分の負レンズおよび正レンズのアッベ数である。
【００２７】
本発明の顕微鏡対物レンズは、前述のように物体側に凹面を向けた接合面を有する平凸レンズよりなる第１レンズ群と、少なくとも１枚の正の単レンズよりなる第２レンズ群と、少なくとも一つの３枚接合レンズを含む第３レンズ群と、像側に強い凹面を向けた負レンズを含む第４レンズ群と、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ群を含む第５レンズ群よりなり、条件（１）、（２）を満足する。
【００２８】
このように第１レンズ群を物体側に凹面を向けた接合面をもつ接合レンズにし、この接合面の負の屈折力によりペッツバール和を補正するようにした。また、高ＮＡの対物レンズの場合、第１レンズ群の像側の凸面は半球あるいは半球を少し超える球面にし、これによりこの凸面の曲率を不遊条件（アプラナテックな条件）を満足するようにして球面収差やコマ収差の発生を抑えるようにしている。
【００２９】
次に、第２レンズ群は、正の屈折力を持ち、光線の発散を小さくして第３レンズ群へ導くようにしている。この第２レンズ群は、少なくとも１枚の正の単レンズを有する必要があり、２枚または３枚の単レンズを用いてもよい。また、これら単レンズは、両凸レンズあるいは物体側に凹面を向けたメニスカスレンズが望ましい。
【００３０】
第３レンズ群は、接合レンズを含むようにして球面収差、色収差を補正するようにしている。本発明のような高ＮＡのアポクロマート対物レンズは、２枚接合レンズでは補正能力に限界があり、少なくとも一つの３枚接合レンズを用いる必要がある。更に３枚接合レンズと複数の接合レンズと組み合わせにより、全体の収差をバランスよく抑えることが可能になる。
【００３１】
ここで用いる３枚接合レンズは、正レンズと負レンズと正レンズの組み合わせあるいは負レンズと正レンズと負レンズの組み合わせが考えられる。このうち正レンズと負レンズと正レンズの３枚接合レンズは、第２レンズ群に近い位置に配置されればより良好な補正が可能になる。また、負レンズと正レンズと負レンズとよりなる３枚接合レンズの場合、第４レンズ群に近い位置に配置すれば、より良好な補正が可能になる。また、二つ以上の３枚接合レンズを組み合わせて用いればより高性能な対物レンズを実現し得る。
【００３２】
また、第４レンズ群は、像側に強い凹面を向けた負レンズ成分を含んでいる。負のレンズ成分は、強い負の屈折力を持ち、ペッツバール和を補正すると共に球面収差、コマ収差も良好に補正し得る。負のレンズ成分は、像側に強い凹面を有する両凹レンズでもよく、像側に強い凹面を有する平凹レンズ、像側に強い凹面を有するメニスカスレンズでもよい。また単レンズでなく像側に強い凹面を向けた接合メニスカスレンズでもよい。
【００３３】
第５レンズ群は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分を含むものである。この第５レンズ群は、物体側の凹面の負の屈折力により、ペッツバール和を良好に補正すると共に諸収差を良好に補正する。また、この第５レンズ群に含まれるメニスカス形状のレンズ成分により、対物レンズから射出される光線の光線高や角度を調整する機能を有する。更にこのメニスカス形状のレンズ成分を、正レンズと負レンズの接合レンズにすることにより、倍率の色収差を補正し得る。
【００３４】
また、第５レンズ群を物体側に凹面を向けたメニスカスレンズを複数設けるようにしてもよい。具体的には、第５レンズ群を物体側に凹面を向けたメニスカス接合レンズと物体側に凹面を向けたメニスカスレンズとを組み合わされた構成にすればよい。このように複数のメニスカス成分によって、コマ収差を補正し得る構成になし得、諸収差を良好に補正し得るようになる。
【００３５】
なお、本発明の顕微鏡対物レンズは、ＮＡ１．４を超える高開口数にするために、前記条件（１）、（２）を満足するようにした。
【００３６】
条件（１）は、第１レンズ群の接合レンズの接合面の曲率半径と像側の凸面の曲率半径の比を規定したもので、ＮＡが１．４を超える光線を捕捉するために必要な条件と実用的な作動距離を得るために必要な条件である。
【００３７】
条件（１）の下限よりも小さくなると接合面の曲率がきつくなり、その結果、第１面の有効径を確保できず、ＮＡ１．４以上の光線を捕捉できなくなる。また条件（１）の上限を超えると前記接合レンズの像側の凸面の曲率がきつくなる。そのため不遊条件を満足するためには作動距離を極端に短くしなければならず、実用的な作動距離を得ることができない。
【００３８】
条件（２）は、第１レンズ群の接合面の曲率半径と対物レンズ全系の焦点距離の比を規定するもので、諸収差をバランスよく補正するための条件である。
【００３９】
条件（２）の下限よりも小さくなると、接合面の曲率がきつくなり、球面収差、コマ収差が悪化する。条件（２）の上限を超えると接合面の曲率が緩くなりペッツバール和の補正量が不足し像面湾曲が悪化する。
【００４０】
また、条件（１）の代わりに下記条件（１−１）を満足することが望ましい。
（１−１） ０．７≦｜Ｒ12／Ｒ13｜≦１．０
【００４１】
この条件（１−１）を満足すると、対物レンズの第１面の有効径、作動距離、諸収差のバランスのとれたレンズ系を実現し得る。
【００４２】
次に、本発明の顕微鏡対物レンズの基本構成のレンズ系で条件（１）、（２）に加えて第４レンズ群が上記の条件（３）を満足することが望ましい。
【００４３】
条件（３）の上限を超えると第４レンズ群の負の屈折力が弱くなり、ペッツバール和の補正量が少なくなり像面湾曲が劣化する。また、第４レンズ群で悪化する像面湾曲を第５レンズ群で補正しようとすると諸収差が悪化する。
【００４４】
また、条件（３）の代わりに下記条件（３−１）を満足すればより好ましい。
（３−１） ｜ｆ4／ｆ｜≦６
【００４５】
条件（３−１）を満足すると第４レンズ群の負の屈折力がより強くなり、全体として良好な諸収差補正が可能になる。
【００４６】
また、本発明の顕微鏡対物レンズにおいて、前記条件（３）の代わりに、あるいは前記条件（３）を満足したうえで次の条件（４）を満足すれば好ましい。
（４） ｎ2−ｎ1≧０．２
ただし、ｎ1は第１レンズ群の接合レンズの物体側のレンズのｄ線での屈折率、ｎ2は第１レンズ群の接合レンズの像側のレンズのｄ線での屈折率である。
【００４７】
条件（４）の下限よりも小さくなると第１レンズ群の接合面の負の屈折力が弱くなり、ペッツバール和が良好に補正できなくなる。
【００４８】
また、本発明の顕微鏡対物レンズにおいて、前記条件（３）の代わりに、あるいは前記条件（３）を満足したうえで第５レンズ群に含まれる物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分が負レンズと正レンズの接合レンズで、上記条件（５）を満足することが望ましい。
【００４９】
条件（５）は、倍率の色収差を補正するためのもので、第１レンズ群から第４レンズ群までのレンズにて発生する倍率の色収差を第５レンズ群の前記接合レンズによって、補正するためのものである。つまり第５レンズ群の接合レンズを、アッベ数の大きな負レンズとアッベ数の小さな正レンズとにて構成し、条件（５）を満足するようにすることが望ましい。
【００５０】
条件（５）の下限より小さくなると倍率の色収差が補正不足になる。
【００５１】
また、この条件（５）を満足することにより対物レンズの倍率の色収差が良好に補正されるようにした。なお、この対物レンズ以外の結像レンズや接眼レンズや中間リレーレンズ等の光学系で倍率の色収差の補正が不十分でこれを補う構成にする場合、条件（５）を満足する必要はない。
【００５２】
また、本発明の顕微鏡対物レンズにおいて、前記条件（３）の代わり、あるいは条件（３）乃至条件（５）を満足したうえで下記条件（６）を満足すれば一層望ましい。
（６） １≦｜ｆ1／ｆ｜≦４
ただし、ｆ1は第１レンズ群の焦点距離、ｆは全系の焦点距離である。
【００５３】
条件（６）の下限よりも小さくなると、対物レンズ全体のレンズ外径を小さくするためには有効であるが、第１レンズ群の屈折力が強くなりすぎ、第１レンズ群で発生する諸収差が大になりすぎて他のレンズで補正できなくなる。条件（６）の上限を超えると第１レンズ群の屈折力が弱くなりすぎて第２レンズ群のレンズ外径が大になり、その結果レンズの縁肉が足りなくなり製造し得なくなる。
【００５４】
前記の本発明の顕微鏡対物レンズにおいて、使用する浸液としてｎd＝１．５〜１．５５、νd＝４０〜５０の光学特性を有するオイルを用いることが望ましい。
【００５５】
このような標準オイルを使用することによりオイルの入手性や価格や使用勝手を問題としない最適な対物レンズを構成し得る。つまり、現在、さまざまな物体の液浸油が市販されており、それらの中で、比較的使用しやすいオイルが前記光学特性のオイルつまりｄ線に対する屈折率およびアッベ数が前記範囲内のオイルである。
【００５６】
また、本発明の顕微鏡対物レンズは、開口数が１．３５以上で１．４６以下である。本発明は、前述の通りＮＡ１．４を超える対物レンズを実現することを目的とするが、ＮＡ１．３５程度の対物レンズでも、前述の構成にすることにより良好な光学性能のレンズ系を構成できる。
【００５７】
【発明の実施の形態】
本発明の顕微鏡対物レンズの実施の形態を図示する実施例をもとに説明する。
【００５８】
本発明の対物レンズの実施例１〜５は、図１〜図５に示す通りで、下記データを有する。
【００５９】
実施例１
倍率60×，ＮＡ1.45，視野数26.5，ＷＤ0.268，全長79.06
ｒ1＝∞ ｄ1＝0.937 ｎ1＝1.51633 ν1＝64.15
ｒ2＝-3.1834 ｄ2＝4.768 ｎ2＝1.83481 ν2＝42.72
ｒ3＝-4.1595 ｄ3＝0.120
ｒ4＝-33.5658 ｄ4＝3.002 ｎ3＝1.56907 ν3＝71.30
ｒ5＝-13.3571 ｄ5＝0.180
ｒ6＝45.0489 ｄ6＝3.320 ｎ4＝1.43875 ν5＝94.99
ｒ7＝-26.5875 ｄ7＝0150
ｒ8＝43.1923 ｄ8＝8.231 ｎ5＝1.43875 ν5＝94.99
ｒ9＝-10.7165 ｄ9＝3.567 ｎ6＝1.61340 ν6＝43.84
ｒ10＝32.8573 ｄ10＝10.833 ｎ7＝1.43875 ν7＝94.97
ｒ11＝-15.7411 ｄ11＝0.150
ｒ12＝44.7690 ｄ12＝2.907 ｎ8＝1.43875 ν8＝94.99
ｒ13＝-56.8362 ｄ13＝0.200
ｒ14＝57.3533 ｄ14＝1.634 ｎ9＝1.61340 ν9＝43.84
ｒ15＝11.6015 ｄ15＝9.858 ｎ10＝1.43875 ν10＝94.97
ｒ16＝-10.6852 ｄ16＝1.400 ｎ11＝1.61340 ν11＝43.84
ｒ17＝∞ ｄ17＝0.200
ｒ18＝9.9349 ｄ18＝8.290 ｎ12＝1.61700 ν12＝62.80
ｒ19＝-12.4635 ｄ19＝1.946 ｎ13＝1.61340 ν13＝43.84
ｒ20＝∞ ｄ20＝2.340
ｒ21＝-9.4112 ｄ21＝1.758 ｎ14＝1.51633 ν14＝64.14
ｒ22＝4.3688 ｄ22＝2.849
ｒ23＝-4.0430 ｄ23＝3.295 ｎ15＝1.67790 ν15＝55.34
ｒ24＝-13.1299 ｄ24＝6.687 ｎ16＝1.74000 ν16＝28.30
ｒ25＝-9.2627
Ｒ12＝-3.1834
Ｒ13＝-4.1595
ｆ＝3
ｆ1＝6.543
ｆ2＝19.016
ｆ3＝15.886
ｆ4＝-5.538
ｆ5＝-69.669
｜Ｒ12／Ｒ13｜＝0.765
｜Ｒ12／ｆ｜＝1.061
｜ｆ1／ｆ｜＝2.181
｜ｆ2／ｆ｜＝6.339
｜ｆ3／ｆ｜＝5.295
｜ｆ4／ｆ｜＝1.846
｜ｆ5／ｆ｜＝23.223
ｎ2−ｎ1＝0.318
νd（Ｎ）−νd（Ｐ）＝27.04
【００６０】
実施例２
倍率60×，ＮＡ1.45，視野数26.5，ＷＤ0.3336，全長79.06
ｒ1＝∞ ｄ1＝0.9277 ｎ1＝1.51633 ν1＝64.15
ｒ2＝-2.5997 ｄ2＝4.7803 ｎ2＝1.88300 ν2＝40.76
ｒ3＝-4.1930 ｄ3＝0.1200
ｒ4＝-31.5003 ｄ4＝2.9809 ｎ3＝1.49700 ν3＝81.54
ｒ5＝-14.3562 ｄ5＝0.1800
ｒ6＝56.5700 ｄ6＝3.3063 ｎ4＝1.43875 ν5＝94.99
ｒ7＝-23.0876 ｄ7＝0.1500
ｒ8＝32.2968 ｄ8＝7.8355 ｎ5＝1.43875 ν5＝94.99
ｒ9＝-11.0767 ｄ9＝3.5449 ｎ6＝1.61340 ν6＝43.84
ｒ10＝32.4476 ｄ10＝10.8203 ｎ7＝1.43875 ν7＝94.97
ｒ11＝-15.9299 ｄ11＝0.1500
ｒ12＝41.7240 ｄ12＝2.8975 ｎ8＝1.43875 ν8＝94.99
ｒ13＝-58.7245 ｄ13＝0.2000
ｒ14＝61.0080 ｄ14＝1.6280 ｎ9＝1.61340 ν9＝43.84
ｒ15＝10.9918 ｄ15＝9.8624 ｎ10＝1.43875 ν10＝94.97
ｒ16＝-10.4683 ｄ16＝1.4000 ｎ11＝1.61340 ν11＝43.84
ｒ17＝∞ ｄ17＝0.2000
ｒ18＝9.8926 ｄ18＝8.3410 ｎ12＝1.61700 ν12＝62.80
ｒ19＝-15.3805 ｄ19＝2.0052 ｎ13＝1.61340 ν13＝43.84
ｒ20＝67.0813 ｄ20＝2.3859
ｒ21＝-10.6151 ｄ21＝1.7789 ｎ14＝1.51633 ν14＝64.14
ｒ22＝4.3425 ｄ22＝3.1154
ｒ23＝-4.5988 ｄ23＝3.2826 ｎ15＝1.65160 ν15＝58.55
ｒ24＝29.5409 ｄ24＝6.6637 ｎ16＝1.72047 ν16＝34.71
ｒ25＝-9.9771
Ｒ12＝-2.5997
Ｒ13＝-4.193
ｆ＝3
ｆ1＝6.899
ｆ2＝21.638
ｆ3＝17.117
ｆ4＝-5.736
ｆ5＝-135.889
｜Ｒ12／Ｒ13｜＝0.62
｜Ｒ12／ｆ｜＝0.867
｜ｆ1／ｆ｜＝2.3
｜ｆ2／ｆ｜＝7.213
｜ｆ3／ｆ｜＝5.706
｜ｆ4／ｆ｜＝1.912
｜ｆ5／ｆ｜＝45.3
ｎ2−ｎ1＝0.367
νd（Ｎ）−νd（Ｐ）＝23.84
【００６１】
実施例３
倍率100×，ＮＡ1.45，視野数26.5，ＷＤ0.15，全長59.36
ｒ1＝∞ ｄ1＝0.5136 ｎ1＝1.51633 ν1＝64.15
ｒ2＝-1.9022 ｄ2＝2.7702 ｎ2＝1.75500 ν2＝53.32
ｒ3＝-2.3778 ｄ3＝0.2767
ｒ4＝-11.0234 ｄ4＝1.6727 ｎ3＝1.49700 ν3＝81.54
ｒ5＝-8.3960 ｄ5＝0.1321
ｒ6＝-11.5121 ｄ6＝2.0521 ｎ4＝1.49700 ν5＝81.54
ｒ7＝-6.7079 ｄ7＝0.1205
ｒ8＝24.2059 ｄ8＝5.8975 ｎ5＝1.43875 ν5＝94.97
ｒ9＝-6.8330 ｄ9＝1.2964 ｎ6＝1.74100 ν6＝52.64
ｒ10＝-61.2342 ｄ10＝5.6428 ｎ7＝1.43875 ν7＝94.99
ｒ11＝-10.0117 ｄ11＝0.2000
ｒ12＝20.1093 ｄ12＝3.0743 ｎ8＝1.43875 ν8＝94.99
ｒ13＝-41.8986 ｄ13＝0.2000
ｒ14＝25.0008 ｄ14＝0.7954 ｎ9＝1.75500 ν9＝52.32
ｒ15＝8.6458 ｄ15＝5.8479 ｎ10＝1.43875 ν10＝94.99
ｒ16＝-15.8080 ｄ16＝0.8000 ｎ11＝1.75500 ν11＝53.32
ｒ17＝-103.4152 ｄ17＝0.2000
ｒ18＝9.3938 ｄ18＝5.4070 ｎ12＝1.43875 ν12＝94.99
ｒ19＝-11.5986 ｄ19＝0.9404 ｎ13＝1.49831 ν13＝65.03
ｒ20＝19.4800 ｄ20＝0.3650
ｒ21＝5.2275 ｄ21＝4.2874 ｎ14＝1.43875 ν14＝94.99
ｒ22＝-134.2263 ｄ22＝3.3711 ｎ15＝1.75500 ν15＝52.32
ｒ23＝2.1276 ｄ23＝5.6898
ｒ24＝-3.1653 ｄ24＝4.3010 ｎ16＝1.61700 ν16＝62.80
ｒ25＝-9.1177 ｄ25＝3.1866 ｎ17＝1.72047 ν17＝34.71
ｒ26＝-6.8626
Ｒ12＝-1.9022
Ｒ13＝-2.3778
ｆ＝1.8
ｆ1＝3.923
ｆ2＝19.099
ｆ3＝15.468
ｆ4＝-7.817
ｆ5＝-87.065
｜Ｒ12／Ｒ13｜＝0.8
｜Ｒ12／ｆ｜＝1.057
｜ｆ1／ｆ｜＝2.179
｜ｆ2／ｆ｜＝10.611
｜ｆ3／ｆ｜＝8.593
｜ｆ4／ｆ｜＝4.34
｜ｆ5／ｆ｜＝48.37
ｎ2−ｎ1＝0.239
νd（Ｎ）−νd（Ｐ）＝28.09
【００６２】
実施例４
倍率100×，ＮＡ1.46，視野数26.5，ＷＤ0.12，全長55.68
ｒ1＝∞ ｄ1＝0.4300 ｎ1＝1.51633 ν1＝64.15
ｒ2＝-2.6201 ｄ2＝2.3292 ｎ2＝1.75500 ν2＝53.32
ｒ3＝-2.0961 ｄ3＝0.2902
ｒ4＝-7.3492 ｄ4＝1.7113 ｎ3＝1.49700 ν3＝81.54
ｒ5＝-5.0090 ｄ5＝0.1418
ｒ6＝-7.4615 ｄ6＝2.0939 ｎ4＝1.43875 ν5＝94.99
ｒ7＝-5.7833 ｄ7＝0.0886
ｒ8＝23.8466 ｄ8＝6.1229 ｎ5＝1.43875 ν5＝94.97
ｒ9＝-6.4974 ｄ9＝1.0529 ｎ6＝1.74100 ν6＝52.64
ｒ10＝152.1967 ｄ10＝5.6940 ｎ7＝1.43875 ν7＝94.99
ｒ11＝-9.2013 ｄ11＝0.2000
ｒ12＝18.6534 ｄ12＝2.9946 ｎ8＝1.43875 ν8＝94.99
ｒ13＝-49.5228 ｄ13＝0.2000
ｒ14＝25.5403 ｄ14＝0.9083 ｎ9＝1.75500 ν9＝52.32
ｒ15＝8.9552 ｄ15＝4.9934 ｎ10＝1.43875 ν10＝94.99
ｒ16＝-22.3958 ｄ16＝0.8000 ｎ11＝1.75500 ν11＝53.32
ｒ17＝-69.2435 ｄ17＝0.2000
ｒ18＝11.6158 ｄ18＝5.5069 ｎ12＝1.43875 ν12＝94.99
ｒ19＝-8.3558 ｄ19＝0.9391 ｎ13＝1.49831 ν13＝65.03
ｒ20＝18.6393 ｄ20＝0.3267
ｒ21＝4.8812 ｄ21＝4.3264 ｎ14＝1.43875 ν14＝94.99
ｒ22＝59.9864 ｄ22＝3.3401 ｎ15＝1.75500 ν15＝52.32
ｒ23＝1.8158 ｄ23＝3.3646
ｒ24＝-2.7070 ｄ24＝4.2178 ｎ16＝1.67790 ν16＝55.34
ｒ25＝-6.1657 ｄ25＝3.1169 ｎ17＝1.72047 ν17＝34.71
ｒ26＝-6.0905
Ｒ12＝-2.6201
Ｒ13＝-2.0961
ｆ＝1.8
ｆ1＝3.199
ｆ2＝16.618
ｆ3＝14.84
ｆ4＝-7.38
ｆ5＝-77.921
｜Ｒ12／Ｒ13｜＝1.25
｜Ｒ12／ｆ｜＝1.46
｜ｆ1／ｆ｜＝1.777
｜ｆ2／ｆ｜＝9.232
｜ｆ3／ｆ｜＝8.244
｜ｆ4／ｆ｜＝4.1
｜ｆ5／ｆ｜＝43.29
ｎ2−ｎ1＝0.239
νd（Ｎ）−νd（Ｐ）＝20.63
【００６３】
実施例５
倍率100×，ＮＡ1.45，視野数26.5，ＷＤ0.3495，全長71.79
ｒ1＝∞ ｄ1＝0.9342 ｎ1＝1.51823 ν1＝58.90
ｒ2＝-2.4290 ｄ2＝3.6909 ｎ2＝1.88300 ν2＝40.76
ｒ3＝-3.4700 ｄ3＝0.0351
ｒ4＝-7.8678 ｄ4＝3.7462 ｎ3＝1.56907 ν3＝71.30
ｒ5＝-7.4187 ｄ5＝0.1000
ｒ6＝-100.4069 ｄ6＝4.4454 ｎ4＝1.49700 ν5＝81.54
ｒ7＝-13.7937 ｄ7＝0.1000
ｒ8＝-81.5532 ｄ8＝2.0000 ｎ5＝1.61340 ν5＝43.84
ｒ9＝24.6284 ｄ9＝10.6561 ｎ6＝1.43875 ν6＝94.99
ｒ10＝-15.8943 ｄ10＝0.1500
ｒ11＝28.0758 ｄ11＝2.0000 ｎ7＝1.61340 ν7＝43.84
ｒ12＝13.3127 ｄ12＝10.0462 ｎ8＝1.43875 ν8＝94.99
ｒ13＝-27.6812 ｄ13＝0.1000
ｒ14＝17.5337 ｄ14＝1.7126 ｎ9＝1.61340 ν9＝43.84
ｒ15＝9.9079 ｄ15＝9.5764 ｎ10＝1.43875 ν10＝94.99
ｒ16＝-20.9643 ｄ16＝1.8170 ｎ11＝1.61340 ν11＝43.84
ｒ17＝16.7072 ｄ17＝0.1500
ｒ18＝10.5261 ｄ18＝5.1727 ｎ12＝1.56907 ν12＝71.30
ｒ19＝-8.5091 ｄ19＝7.6552 ｎ13＝1.61340 ν13＝43.84
ｒ20＝4.0745 ｄ20＝3.4152
ｒ21＝-3.9836 ｄ21＝1.0000 ｎ14＝1.65844 ν14＝50.88
ｒ22＝8.0247 ｄ22＝3.4000 ｎ15＝1.80518 ν15＝25.42
ｒ23＝-9.6006
Ｒ12＝-2.429
Ｒ13＝-3.47
ｆ＝1.8
ｆ1＝6.009
ｆ2＝18.956
ｆ3＝24.793
ｆ4＝-26.059
ｆ5＝-33.312
｜Ｒ12／Ｒ13｜＝0.7
｜Ｒ12／ｆ｜＝1.349
｜ｆ1／ｆ｜＝3.338
｜ｆ2／ｆ｜＝10.531
｜ｆ3／ｆ｜＝13.774
｜ｆ4／ｆ｜＝14.477
｜ｆ5／ｆ｜＝18.507
ｎ2−ｎ1＝0.365
νd（Ｎ）−νd（Ｐ）＝25.46
ただし、ｒ1、ｒ2、・・・は各レンズ面の曲率半径、ｄ1、ｄ2、・・・は各レンズの肉厚および空気間隔、ｎ1、ｎ2、・・・は各レンズのｄ線の屈折率、ν1、ν2、・・・は各レンズのアッベ数である。
【００６４】
図１は、本発明の実施例１の断面図である。実施例１は、図１において示すように、埋め込みレンズを有する半球状の平凸レンズの第１レンズ群Ｇ１と、物体側に凹面を向けた正のメニスカスレンズと正の両凸レンズからなり、全体で正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、正、負、正の３枚接合レンズと両凸レンズと負、正、負の３枚接合レンズと、正、負の接合レンズからなる正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、像側に強い凹面を向けた両凹レンズよりなり、強い負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、物体側に凹面を向けたメニスカス接合レンズよりなり、弱い負の屈折力をもつ第５レンズ群Ｇ５よりなる。
【００６５】
実施例２は、図２に示す通りの構成で、実施例１と同様の構成の対物レンズである。
【００６６】
実施例３は、図３に示す通りの構成で、第２レンズ群Ｇ２が２枚の正のメニスカスレンズよりなり、第４レンズ群Ｇ４が正レンズと負レンズよりなる接合レンズである点で実施例１と相違する。
【００６７】
実施例４は、図４に示す通りの構成で、実施例３と類似の構成である。
【００６８】
実施例５は、図５に示す通りの構成である。この実施例は、第３レンズ群Ｇ３が負レンズと正レンズの接合レンズ２枚と、負レンズと正レンズと負レンズの３枚接合レンズとよりなる点で他の実施例と相違する。
【００６９】
前記の実施例１〜５は、いずれも次に示すようなカバーガラスおよびオイルを用いている。
【００７０】
カバーガラス ｄ＝0.17ｍｍ、ｎｄ＝1.521、アッベ数νｄ＝56.02
オイル ｎｄ＝1.51548、νｄ＝43.1
【００７１】
またこれら実施例１〜５は、いずれも無限遠設計の対物レンズである。そのために例えば図１１に示す通りの構成で下記データを有する結像レンズと共に用いられる。
Ｒ1＝68.7541 Ｄ1＝7.7321 Ｎ1＝1.48749 Ｖ1＝70.20
Ｒ2＝-37.5679 Ｄ2＝3.4742 Ｎ2＝1.80610 Ｖ2＝40.95
Ｒ3＝-102.8477 Ｄ3＝0.6973
Ｒ4＝84.3099 Ｄ4＝6.0238 Ｎ3＝1.83400 Ｖ3＝37.16
Ｒ5＝-50.7100 Ｄ5＝3.0298 Ｎ4＝1.64450 Ｖ4＝40.82
Ｒ6＝40.6619
ただし、Ｒ1、Ｒ2、・・・は結像レンズ各面の曲率半径、Ｄ1、Ｄ2、・・・は結像レンズの肉厚およびレンズ間隔、Ｎ1、Ｎ2、・・・は結像レンズの各レンズのｄ線の屈折率、Ｖ1、Ｖ2、・・・は結像レンズの各レンズのアッベ数である。
【００７２】
この結像レンズは、実施例１〜５の対物レンズから間隔５０ｍｍ〜１７０ｍｍの間のいずれの位置に配置してもよい。
【００７３】
これら実施例１、２、３、４、５は、夫々図６、７、８、９、１０に示す通りの収差状況で、いずれも諸収差が良好に補正されている。（ａ）は球面収差、（ｂ）は非点収差、（ｃ）は歪曲収差を示す。特に球面収差、色収差、像面湾曲が良好に補正されている。なお図６〜１０は、いずれも対物レンズから１２０ｍｍ間隔を置いて図１１に示す結像レンズを配置して結像させた時のものである。
【００７４】
本発明は、以上述べた通り、特許請求の範囲に記載する構成のほか、下記各項に記載する構成も発明の目的を達成し得る。
【００７５】
（１） 特許請求の範囲の請求項１、２または３に記載する対物レンズで、ｄ線の屈折率ｎdおよびアッベ数νdが夫々ｎd＝１．５〜１．５５、νd＝４０〜５０であるオイルを油浸液を使用することを特徴とする液浸系顕微鏡対物レンズ。
【００７６】
（２） 特許請求の範囲の請求項１、２または３あるいは前記の（１）の項に記載する対物レンズで、開口数が１．３５以上、１．４６以下であることを特徴とする液浸系顕微鏡対物レンズ。
【００７７】
（３） 特許請求の範囲の請求項１、２または３あるいは前記の（１）または（２）の項に記載する対物レンズで、条件（１）の代わりに下記条件（１−１）を満足することを特徴とする液浸系顕微鏡対物レンズ。
（１−１） ０．７≦｜Ｒ12／Ｒ13｜≦１．０
【００７８】
（４） 特許請求の範囲の請求項１、２または３あるいは前記の（１）、（２）または（３）の項に記載する対物レンズで、第１レンズ群の接合の物体側および像側のｄ線の屈折率ｎ1、ｎ2が下記条件（４）を満足することを特徴とする液浸系顕微鏡対物レンズ。
（４） ｎ2−ｎ1≧０．２
【００７９】
（５） 特許請求の範囲の請求項１、２または３あるいは前記の（１）、（２）、（３）または（４）の項に記載する対物レンズで、第１レンズ群の焦点距離ｆ1が下記条件（６）を満足することを特徴とする液浸系顕微鏡対物レンズ。
（６） １≦｜ｆ1／ｆ｜≦４
ただし、ｆは全系の焦点距離である。
【００８０】
（６） 特許請求の範囲の請求項２に記載する対物レンズで、条件（３）の代わりに下記条件（３−１）を満足することを特徴とする液浸系顕微鏡対物レンズ。
（３−１） ｜ｆ4／ｆ｜≦６
【００８１】
【発明の効果】
本発明は、特殊なオイルを使用せず標準的なオイルを使用しても、ＮＡ１．４を超える高開口数で、球面収差、色収差、像面湾曲が良好に補正された高開口数でアポクロマート液浸系顕微鏡対物レンズを実現し得るという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１の断面図
【図２】 本発明の実施例２の断面図
【図３】 本発明の実施例３の断面図
【図４】 本発明の実施例４の断面図
【図５】 本発明の実施例５の断面図
【図６】 本発明の実施例１の収差曲線図
【図７】 本発明の実施例２の収差曲線図
【図８】 本発明の実施例３の収差曲線図
【図９】 本発明の実施例４の収差曲線図
【図１０】 本発明の実施例５の収差曲線図
【図１１】 本発明の対物レンズと共に用いられる結像レンズの一例を示す断面図
【発明の属する技術分野】
本発明は、顕微鏡対物レンズで、高開口数で、像面の平坦性が良く、アポクロマートの性能をもつ液浸系顕微鏡対物レンズに関するものである。特に開口数が１．４を超える液浸系顕微鏡対物レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
顕微鏡による観察では、より分解能の高い観察が要求される。そのため、 顕微鏡対物レンズにおいて、高開口数（高いＮＡ）化による解像力の向上が必要不可欠である。
【０００３】
従来、顕微鏡対物レンズの高開口数化に関する提案が多くなされている。その中で、液浸系顕微鏡対物レンズは、標本あるいは標本を覆うカバーガラスと対物レンズの第１面との間をオイルやグリセリンや水や培養液等で満たし、これにより１を超えるような高開口数を実現している。又、最近はエバネッセント照明による蛍光観察によって、生体分子の観察が行なわれるようになり、これに適した顕微鏡対物レンズとして、一層高い開口数を有する対物レンズが求められている。
【０００４】
このような高開口数の大きな液浸系顕微鏡対物レンズの従来例として次のようなものが知られている。
１．特開平７−２８１０９７号公報
２．特公昭６０−３５０４６号公報（特開昭５４−１１７５５号）
３．特公平５−６７００４号公報（特開昭６１−２７５８１３号）
４．特開平６−１６０７２１号公報
５．特開平７−２３００３９号公報
６．特許第３１４０１１１号公報（特開平５−１４２４７７号）
７．米国特許明細書第３７００３１１号
８．米国特許明細書第３７４６４２８号
９．米国特許明細書第４３７３７８５号
１０．特公昭４５−３６５４２号公報
１１．特公昭５２−４４２１１号公報（特開昭５１−７２３４３号）
１２．特開平１１−８４２５４号公報
１３．特開平１１−１７４３３９号公報
１４．特開平１１−３５２４０６号公報
１５．米国特許明細書第３５３７７７２号
１６．米国特許明細書第３５９８４７４号
１７．米国特許明細書第３６５９９２４号
１８．米国特許明細書第４３７６５７０号
１９．特公昭６０−３５０４８号公報（特開昭５４−７９０５３号）
２０．特開昭５０−１５１５４４号公報
２１．特開昭５８−１９２０１３号公報
２２．特開平９−１２７４２２号公報
２３．特公平５−４０２８８号公報（特開昭５９−１５５８２２号）
２４．特公平６−４４１０２号公報（特開昭６１−２４０２１８号）
２５．特開平７−３５９８３号公報
２６．特開２０００−３５５４１号公報
２７．特開平７−２３００３９号公報
２８．特開平１０−２７４７４２号公報
２９．特開平１１−１７４３３９号公報
【０００５】
前記従来例のうち従来例１には倍率が１００倍、開口数が１．６５という超高開口数の液浸系顕微鏡対物レンズが記載されている。
【０００６】
また、従来例２、３、４、５には、倍率が１００倍で、開口数が１．４の液浸系顕微鏡対物レンズが記載されている。
【０００７】
また、従来例６には、倍率が１００倍で、開口数が１．３から１．３５の液浸系顕微鏡対物レンズが記載されている。
【０００８】
また、従来例７〜従来例１４には、倍率が１００倍で、開口数が１．３の液浸系顕微鏡対物レンズが記載されている。
【０００９】
また、従来例１５〜従来例２２には、倍率が１００倍で、開口数が１．２５の液浸系顕微鏡対物レンズが記載されている。
【００１０】
また、従来例２３〜従来例２６には、倍率が６０倍で、開口数が１．４の液浸系顕微鏡対物レンズが記載されている。
【００１１】
また、従来例２７には、倍率が４０倍で、開口数が１．３５の液浸系顕微鏡対物レンズが記載されている。
【００１２】
更に従来例２８、２９には、倍率が４０倍で、開口数が１．３の液浸系顕微鏡対物レンズが記載されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来例のうち、従来例１の特開平７−２８１０９７号公報に記載された対物レンズを除くとＮＡは最大でも１．４である。そのため従来例１以外の従来例２〜２９の対物レンズは、一層高い解像度による観察やエバネッセント照明による蛍光観察を行なうのは困難である。また、これら従来例をもとにＮＡ１．４を超える開口数の対物レンズを実現することは困難である。
【００１４】
一方、従来例１の特開平７−２８１０９７号公報に記載された対物レンズは、ＮＡが１．６５と非常に大である。しかし、この従来の対物レンズは、高屈折率の特殊なオイルを使用することが必要条件であり、このような特殊なオイルに最適化した設計の対物レンズである。
【００１５】
そのため、屈折率ｎeが１．５１８でアッベ数νeが４４の標準オイルを用いた場合、性能を発揮することができない。前記のような高い屈折率の特殊オイルは入手が困難で高い価格であり、使い勝手にも問題がある。
【００１６】
又、従来例１以外の従来例のうち、従来例３つまり特公平５−６７００４号公報と従来例１２、１３、１４、２１、２９の従来例である特開平１１−８４２５４号公報、特開平１１−１７４３３９号公報、特開平１１−３５２４０６号公報、特開昭５８−１９２０１３号公報、特開平１１−１７４３３９号公報に記載されている液浸系対物レンズは、ペッツバール和を低減することが難しい。また、ペッツバール和を更に補正しようとすると球面収差や色収差が補正不足になる。
【００１７】
また、前記従来例２２の特開平９−１２７４２２号公報に記載されている液浸系対物レンズは、オイルに接触する第１面が凹面であるために、気泡による観察像の劣化やオイルの拭き残しの問題がある。
【００１８】
また、前記従来例中の従来例７、８、９、１５、１６、１８、２０、２２の米国特許明細書第３７００３１１号、同第３７４６４２５号、同第４３７３７８５号、同第３５３７７７２号、同第３５９８４７４号、同第４３７６５７０号、特開昭５０−１５１５４４号公報、特開平９−１２７４２２号公報に記載されている液浸系対物レンズは、球面収差や色収差が補正不足である。
【００１９】
また、前記従来例中の従来例２、６、９、１１、１８、１９、２３、２４、２５、２６、２７、２８の特公昭６０−３５０４６号公報、特許第３１４０１１１号公報、米国特許明細書第４３７３７８５号、特公昭５２−４４２１１号公報、米国特許明細書第４３７６５７０号、特公昭６０−３５０４８号公報、特公平５−４０２８８号公報、特公平６−４４１０２号公報、特開平７−３５９８３号公報、特開２０００−３５５４１号公報、特開平７−２３００３９号公報、特開平１０−２７４７４２号公報に記載されている液浸系対物レンズは、ペッツバール和を補正するために、埋め込みレンズの接合面の曲率をきつくし、強い負の屈折力を持つようにしている。しかし、高いＮＡの対物レンズを実現しようとすると球面収差の補正が困難になり、また光線を受ける有効径が不足するため好ましくない。
【００２０】
また、前記の従来例５、８、１３、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２２、２７、２９の特開平７−２３００３９号公報、米国特許明細書第４３７４６４２８号、特開平１１−１７４３３９号公報、米国特許明細書第３５３７７７２号、米国特許明細書第３５９８４７４号、米国特許明細書第３６５９９２４号、米国特許明細書第４３７６５７０号、特公昭６０−３５０４８号公報、特開昭５０−１５１５４４号公報、特開平９−１２７４２２号公報、特開平７−２３００３９号公報、特開平１１−１７４３３９号公報に記載されている液浸系対物レンズは、メニスカスレンズ群を最終群に一つのみ持つレンズ系である。このように、最終群にメニスカス群を有する対物レンズは、このメニスカス群の凹面がペッツバール和の補正に大きく寄与している。高いＮＡの対物レンズは、物体側の埋め込みレンズの接合面によるペッツバール和の補正が不足しがちであるため、後ろ側に配置したレンズ群の凹面により補正を補う必要がある。しかし、メニスカス群が１個ではペッツバール和を十分に補正しきれない。
【００２１】
また従来例１０の特公昭４５−３６５４２号公報に記載されている液浸系対物レンズは、レンズ系の像側の近くに一つの両凹レンズをを配置し、この両凹レンズに強いパワーを持たせて収差補正を行なうものである。しかし一つの両凹レンズでは、光線高を上げ下げすることができず、諸収差を良好に補正できない。
【００２２】
また、従来例４の特開平６−１６０７２１号公報に記載されている液浸系対物レンズは、ＮＡが１．４であり、諸収差が良好に補正されているが、後に示す本発明の対物レンズで規定する条件（１）を満足しないために、１．４を超えるＮＡにおいてはこの従来例の構成のままでは十分良好な光学性能を得ることができない。
【００２３】
本発明は上記の問題点を鑑みてなされたもので、特殊なオイルを使用せず標準的なオイルを使用しても、ＮＡ１．４を超える高開口数で、球面収差、色収差、像面湾曲が良好に補正された高開口数でアポクロマート液浸系顕微鏡対物レンズを提供するものである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明の液浸系顕微鏡対物レンズは、物体側より順に、物体側に凹面を向けた接合面を有する平凸接合レンズからなる第１レンズ群と、少なくとも１枚の正の単レンズを含む第２レンズ群と、少なくとも一つの３枚接合レンズを含む第３レンズ群と、像側に強い凹面を向けた負レンズを含む第４レンズ群と、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ群を含む第５レンズ群からなり、前記第５レンズ群に含まれる物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分が負レンズと正レンズの接合レンズであり、次の条件（１）、（２）、（４）、（５）を満足する。
（１） ０．６≦｜Ｒ12／Ｒ13｜≦１．４
（２） ０．７≦｜Ｒ12／ｆ｜≦１．５
（４） ｎ 2 −ｎ 1 ≧０．２
（５） ν d （Ｎ）−ν d （Ｐ）≧１５
ただし、Ｒ12は第１レンズ群の接合面の曲率半径、Ｒ13は第１レンズ群の像側の面の曲率半径、ｆは対物レンズ全系の焦点距離であり、ｎ 1 、ｎ 2 は夫々第１レンズ群の接合の物体側および像側のレンズのｄ線での屈折率であり、ν d （Ｎ）、ν d （Ｐ）は夫々物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分の負レンズおよび正レンズのアッベ数である。
【００２５】
また、前記構成を基本構成とする本発明の液浸系顕微鏡対物レンズにおいて、下記条件（３）を満足することが好ましい。
（３） ｜ｆ4／ｆ｜≦２０
ただしｆ4は第４レンズ群の焦点距離、ｆは全系の焦点距離である。
【００２６】
また、前記本発明の液浸系顕微鏡対物レンズにおいて、前記第５レンズ群に含まれる物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分が負レンズと正レンズの接合レンズであり、下記条件（５）を満足することが望ましい。
（５） νd（Ｎ）−νd（Ｐ）≧１５
ただしνd（Ｎ）、νd（Ｐ）は夫々物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分の負レンズおよび正レンズのアッベ数である。
【００２７】
本発明の顕微鏡対物レンズは、前述のように物体側に凹面を向けた接合面を有する平凸レンズよりなる第１レンズ群と、少なくとも１枚の正の単レンズよりなる第２レンズ群と、少なくとも一つの３枚接合レンズを含む第３レンズ群と、像側に強い凹面を向けた負レンズを含む第４レンズ群と、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ群を含む第５レンズ群よりなり、条件（１）、（２）を満足する。
【００２８】
このように第１レンズ群を物体側に凹面を向けた接合面をもつ接合レンズにし、この接合面の負の屈折力によりペッツバール和を補正するようにした。また、高ＮＡの対物レンズの場合、第１レンズ群の像側の凸面は半球あるいは半球を少し超える球面にし、これによりこの凸面の曲率を不遊条件（アプラナテックな条件）を満足するようにして球面収差やコマ収差の発生を抑えるようにしている。
【００２９】
次に、第２レンズ群は、正の屈折力を持ち、光線の発散を小さくして第３レンズ群へ導くようにしている。この第２レンズ群は、少なくとも１枚の正の単レンズを有する必要があり、２枚または３枚の単レンズを用いてもよい。また、これら単レンズは、両凸レンズあるいは物体側に凹面を向けたメニスカスレンズが望ましい。
【００３０】
第３レンズ群は、接合レンズを含むようにして球面収差、色収差を補正するようにしている。本発明のような高ＮＡのアポクロマート対物レンズは、２枚接合レンズでは補正能力に限界があり、少なくとも一つの３枚接合レンズを用いる必要がある。更に３枚接合レンズと複数の接合レンズと組み合わせにより、全体の収差をバランスよく抑えることが可能になる。
【００３１】
ここで用いる３枚接合レンズは、正レンズと負レンズと正レンズの組み合わせあるいは負レンズと正レンズと負レンズの組み合わせが考えられる。このうち正レンズと負レンズと正レンズの３枚接合レンズは、第２レンズ群に近い位置に配置されればより良好な補正が可能になる。また、負レンズと正レンズと負レンズとよりなる３枚接合レンズの場合、第４レンズ群に近い位置に配置すれば、より良好な補正が可能になる。また、二つ以上の３枚接合レンズを組み合わせて用いればより高性能な対物レンズを実現し得る。
【００３２】
また、第４レンズ群は、像側に強い凹面を向けた負レンズ成分を含んでいる。負のレンズ成分は、強い負の屈折力を持ち、ペッツバール和を補正すると共に球面収差、コマ収差も良好に補正し得る。負のレンズ成分は、像側に強い凹面を有する両凹レンズでもよく、像側に強い凹面を有する平凹レンズ、像側に強い凹面を有するメニスカスレンズでもよい。また単レンズでなく像側に強い凹面を向けた接合メニスカスレンズでもよい。
【００３３】
第５レンズ群は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分を含むものである。この第５レンズ群は、物体側の凹面の負の屈折力により、ペッツバール和を良好に補正すると共に諸収差を良好に補正する。また、この第５レンズ群に含まれるメニスカス形状のレンズ成分により、対物レンズから射出される光線の光線高や角度を調整する機能を有する。更にこのメニスカス形状のレンズ成分を、正レンズと負レンズの接合レンズにすることにより、倍率の色収差を補正し得る。
【００３４】
また、第５レンズ群を物体側に凹面を向けたメニスカスレンズを複数設けるようにしてもよい。具体的には、第５レンズ群を物体側に凹面を向けたメニスカス接合レンズと物体側に凹面を向けたメニスカスレンズとを組み合わされた構成にすればよい。このように複数のメニスカス成分によって、コマ収差を補正し得る構成になし得、諸収差を良好に補正し得るようになる。
【００３５】
なお、本発明の顕微鏡対物レンズは、ＮＡ１．４を超える高開口数にするために、前記条件（１）、（２）を満足するようにした。
【００３６】
条件（１）は、第１レンズ群の接合レンズの接合面の曲率半径と像側の凸面の曲率半径の比を規定したもので、ＮＡが１．４を超える光線を捕捉するために必要な条件と実用的な作動距離を得るために必要な条件である。
【００３７】
条件（１）の下限よりも小さくなると接合面の曲率がきつくなり、その結果、第１面の有効径を確保できず、ＮＡ１．４以上の光線を捕捉できなくなる。また条件（１）の上限を超えると前記接合レンズの像側の凸面の曲率がきつくなる。そのため不遊条件を満足するためには作動距離を極端に短くしなければならず、実用的な作動距離を得ることができない。
【００３８】
条件（２）は、第１レンズ群の接合面の曲率半径と対物レンズ全系の焦点距離の比を規定するもので、諸収差をバランスよく補正するための条件である。
【００３９】
条件（２）の下限よりも小さくなると、接合面の曲率がきつくなり、球面収差、コマ収差が悪化する。条件（２）の上限を超えると接合面の曲率が緩くなりペッツバール和の補正量が不足し像面湾曲が悪化する。
【００４０】
また、条件（１）の代わりに下記条件（１−１）を満足することが望ましい。
（１−１） ０．７≦｜Ｒ12／Ｒ13｜≦１．０
【００４１】
この条件（１−１）を満足すると、対物レンズの第１面の有効径、作動距離、諸収差のバランスのとれたレンズ系を実現し得る。
【００４２】
次に、本発明の顕微鏡対物レンズの基本構成のレンズ系で条件（１）、（２）に加えて第４レンズ群が上記の条件（３）を満足することが望ましい。
【００４３】
条件（３）の上限を超えると第４レンズ群の負の屈折力が弱くなり、ペッツバール和の補正量が少なくなり像面湾曲が劣化する。また、第４レンズ群で悪化する像面湾曲を第５レンズ群で補正しようとすると諸収差が悪化する。
【００４４】
また、条件（３）の代わりに下記条件（３−１）を満足すればより好ましい。
（３−１） ｜ｆ4／ｆ｜≦６
【００４５】
条件（３−１）を満足すると第４レンズ群の負の屈折力がより強くなり、全体として良好な諸収差補正が可能になる。
【００４６】
また、本発明の顕微鏡対物レンズにおいて、前記条件（３）の代わりに、あるいは前記条件（３）を満足したうえで次の条件（４）を満足すれば好ましい。
（４） ｎ2−ｎ1≧０．２
ただし、ｎ1は第１レンズ群の接合レンズの物体側のレンズのｄ線での屈折率、ｎ2は第１レンズ群の接合レンズの像側のレンズのｄ線での屈折率である。
【００４７】
条件（４）の下限よりも小さくなると第１レンズ群の接合面の負の屈折力が弱くなり、ペッツバール和が良好に補正できなくなる。
【００４８】
また、本発明の顕微鏡対物レンズにおいて、前記条件（３）の代わりに、あるいは前記条件（３）を満足したうえで第５レンズ群に含まれる物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分が負レンズと正レンズの接合レンズで、上記条件（５）を満足することが望ましい。
【００４９】
条件（５）は、倍率の色収差を補正するためのもので、第１レンズ群から第４レンズ群までのレンズにて発生する倍率の色収差を第５レンズ群の前記接合レンズによって、補正するためのものである。つまり第５レンズ群の接合レンズを、アッベ数の大きな負レンズとアッベ数の小さな正レンズとにて構成し、条件（５）を満足するようにすることが望ましい。
【００５０】
条件（５）の下限より小さくなると倍率の色収差が補正不足になる。
【００５１】
また、この条件（５）を満足することにより対物レンズの倍率の色収差が良好に補正されるようにした。なお、この対物レンズ以外の結像レンズや接眼レンズや中間リレーレンズ等の光学系で倍率の色収差の補正が不十分でこれを補う構成にする場合、条件（５）を満足する必要はない。
【００５２】
また、本発明の顕微鏡対物レンズにおいて、前記条件（３）の代わり、あるいは条件（３）乃至条件（５）を満足したうえで下記条件（６）を満足すれば一層望ましい。
（６） １≦｜ｆ1／ｆ｜≦４
ただし、ｆ1は第１レンズ群の焦点距離、ｆは全系の焦点距離である。
【００５３】
条件（６）の下限よりも小さくなると、対物レンズ全体のレンズ外径を小さくするためには有効であるが、第１レンズ群の屈折力が強くなりすぎ、第１レンズ群で発生する諸収差が大になりすぎて他のレンズで補正できなくなる。条件（６）の上限を超えると第１レンズ群の屈折力が弱くなりすぎて第２レンズ群のレンズ外径が大になり、その結果レンズの縁肉が足りなくなり製造し得なくなる。
【００５４】
前記の本発明の顕微鏡対物レンズにおいて、使用する浸液としてｎd＝１．５〜１．５５、νd＝４０〜５０の光学特性を有するオイルを用いることが望ましい。
【００５５】
このような標準オイルを使用することによりオイルの入手性や価格や使用勝手を問題としない最適な対物レンズを構成し得る。つまり、現在、さまざまな物体の液浸油が市販されており、それらの中で、比較的使用しやすいオイルが前記光学特性のオイルつまりｄ線に対する屈折率およびアッベ数が前記範囲内のオイルである。
【００５６】
また、本発明の顕微鏡対物レンズは、開口数が１．３５以上で１．４６以下である。本発明は、前述の通りＮＡ１．４を超える対物レンズを実現することを目的とするが、ＮＡ１．３５程度の対物レンズでも、前述の構成にすることにより良好な光学性能のレンズ系を構成できる。
【００５７】
【発明の実施の形態】
本発明の顕微鏡対物レンズの実施の形態を図示する実施例をもとに説明する。
【００５８】
本発明の対物レンズの実施例１〜５は、図１〜図５に示す通りで、下記データを有する。
【００５９】
実施例１
倍率60×，ＮＡ1.45，視野数26.5，ＷＤ0.268，全長79.06
ｒ1＝∞ ｄ1＝0.937 ｎ1＝1.51633 ν1＝64.15
ｒ2＝-3.1834 ｄ2＝4.768 ｎ2＝1.83481 ν2＝42.72
ｒ3＝-4.1595 ｄ3＝0.120
ｒ4＝-33.5658 ｄ4＝3.002 ｎ3＝1.56907 ν3＝71.30
ｒ5＝-13.3571 ｄ5＝0.180
ｒ6＝45.0489 ｄ6＝3.320 ｎ4＝1.43875 ν5＝94.99
ｒ7＝-26.5875 ｄ7＝0150
ｒ8＝43.1923 ｄ8＝8.231 ｎ5＝1.43875 ν5＝94.99
ｒ9＝-10.7165 ｄ9＝3.567 ｎ6＝1.61340 ν6＝43.84
ｒ10＝32.8573 ｄ10＝10.833 ｎ7＝1.43875 ν7＝94.97
ｒ11＝-15.7411 ｄ11＝0.150
ｒ12＝44.7690 ｄ12＝2.907 ｎ8＝1.43875 ν8＝94.99
ｒ13＝-56.8362 ｄ13＝0.200
ｒ14＝57.3533 ｄ14＝1.634 ｎ9＝1.61340 ν9＝43.84
ｒ15＝11.6015 ｄ15＝9.858 ｎ10＝1.43875 ν10＝94.97
ｒ16＝-10.6852 ｄ16＝1.400 ｎ11＝1.61340 ν11＝43.84
ｒ17＝∞ ｄ17＝0.200
ｒ18＝9.9349 ｄ18＝8.290 ｎ12＝1.61700 ν12＝62.80
ｒ19＝-12.4635 ｄ19＝1.946 ｎ13＝1.61340 ν13＝43.84
ｒ20＝∞ ｄ20＝2.340
ｒ21＝-9.4112 ｄ21＝1.758 ｎ14＝1.51633 ν14＝64.14
ｒ22＝4.3688 ｄ22＝2.849
ｒ23＝-4.0430 ｄ23＝3.295 ｎ15＝1.67790 ν15＝55.34
ｒ24＝-13.1299 ｄ24＝6.687 ｎ16＝1.74000 ν16＝28.30
ｒ25＝-9.2627
Ｒ12＝-3.1834
Ｒ13＝-4.1595
ｆ＝3
ｆ1＝6.543
ｆ2＝19.016
ｆ3＝15.886
ｆ4＝-5.538
ｆ5＝-69.669
｜Ｒ12／Ｒ13｜＝0.765
｜Ｒ12／ｆ｜＝1.061
｜ｆ1／ｆ｜＝2.181
｜ｆ2／ｆ｜＝6.339
｜ｆ3／ｆ｜＝5.295
｜ｆ4／ｆ｜＝1.846
｜ｆ5／ｆ｜＝23.223
ｎ2−ｎ1＝0.318
νd（Ｎ）−νd（Ｐ）＝27.04
【００６０】
実施例２
倍率60×，ＮＡ1.45，視野数26.5，ＷＤ0.3336，全長79.06
ｒ1＝∞ ｄ1＝0.9277 ｎ1＝1.51633 ν1＝64.15
ｒ2＝-2.5997 ｄ2＝4.7803 ｎ2＝1.88300 ν2＝40.76
ｒ3＝-4.1930 ｄ3＝0.1200
ｒ4＝-31.5003 ｄ4＝2.9809 ｎ3＝1.49700 ν3＝81.54
ｒ5＝-14.3562 ｄ5＝0.1800
ｒ6＝56.5700 ｄ6＝3.3063 ｎ4＝1.43875 ν5＝94.99
ｒ7＝-23.0876 ｄ7＝0.1500
ｒ8＝32.2968 ｄ8＝7.8355 ｎ5＝1.43875 ν5＝94.99
ｒ9＝-11.0767 ｄ9＝3.5449 ｎ6＝1.61340 ν6＝43.84
ｒ10＝32.4476 ｄ10＝10.8203 ｎ7＝1.43875 ν7＝94.97
ｒ11＝-15.9299 ｄ11＝0.1500
ｒ12＝41.7240 ｄ12＝2.8975 ｎ8＝1.43875 ν8＝94.99
ｒ13＝-58.7245 ｄ13＝0.2000
ｒ14＝61.0080 ｄ14＝1.6280 ｎ9＝1.61340 ν9＝43.84
ｒ15＝10.9918 ｄ15＝9.8624 ｎ10＝1.43875 ν10＝94.97
ｒ16＝-10.4683 ｄ16＝1.4000 ｎ11＝1.61340 ν11＝43.84
ｒ17＝∞ ｄ17＝0.2000
ｒ18＝9.8926 ｄ18＝8.3410 ｎ12＝1.61700 ν12＝62.80
ｒ19＝-15.3805 ｄ19＝2.0052 ｎ13＝1.61340 ν13＝43.84
ｒ20＝67.0813 ｄ20＝2.3859
ｒ21＝-10.6151 ｄ21＝1.7789 ｎ14＝1.51633 ν14＝64.14
ｒ22＝4.3425 ｄ22＝3.1154
ｒ23＝-4.5988 ｄ23＝3.2826 ｎ15＝1.65160 ν15＝58.55
ｒ24＝29.5409 ｄ24＝6.6637 ｎ16＝1.72047 ν16＝34.71
ｒ25＝-9.9771
Ｒ12＝-2.5997
Ｒ13＝-4.193
ｆ＝3
ｆ1＝6.899
ｆ2＝21.638
ｆ3＝17.117
ｆ4＝-5.736
ｆ5＝-135.889
｜Ｒ12／Ｒ13｜＝0.62
｜Ｒ12／ｆ｜＝0.867
｜ｆ1／ｆ｜＝2.3
｜ｆ2／ｆ｜＝7.213
｜ｆ3／ｆ｜＝5.706
｜ｆ4／ｆ｜＝1.912
｜ｆ5／ｆ｜＝45.3
ｎ2−ｎ1＝0.367
νd（Ｎ）−νd（Ｐ）＝23.84
【００６１】
実施例３
倍率100×，ＮＡ1.45，視野数26.5，ＷＤ0.15，全長59.36
ｒ1＝∞ ｄ1＝0.5136 ｎ1＝1.51633 ν1＝64.15
ｒ2＝-1.9022 ｄ2＝2.7702 ｎ2＝1.75500 ν2＝53.32
ｒ3＝-2.3778 ｄ3＝0.2767
ｒ4＝-11.0234 ｄ4＝1.6727 ｎ3＝1.49700 ν3＝81.54
ｒ5＝-8.3960 ｄ5＝0.1321
ｒ6＝-11.5121 ｄ6＝2.0521 ｎ4＝1.49700 ν5＝81.54
ｒ7＝-6.7079 ｄ7＝0.1205
ｒ8＝24.2059 ｄ8＝5.8975 ｎ5＝1.43875 ν5＝94.97
ｒ9＝-6.8330 ｄ9＝1.2964 ｎ6＝1.74100 ν6＝52.64
ｒ10＝-61.2342 ｄ10＝5.6428 ｎ7＝1.43875 ν7＝94.99
ｒ11＝-10.0117 ｄ11＝0.2000
ｒ12＝20.1093 ｄ12＝3.0743 ｎ8＝1.43875 ν8＝94.99
ｒ13＝-41.8986 ｄ13＝0.2000
ｒ14＝25.0008 ｄ14＝0.7954 ｎ9＝1.75500 ν9＝52.32
ｒ15＝8.6458 ｄ15＝5.8479 ｎ10＝1.43875 ν10＝94.99
ｒ16＝-15.8080 ｄ16＝0.8000 ｎ11＝1.75500 ν11＝53.32
ｒ17＝-103.4152 ｄ17＝0.2000
ｒ18＝9.3938 ｄ18＝5.4070 ｎ12＝1.43875 ν12＝94.99
ｒ19＝-11.5986 ｄ19＝0.9404 ｎ13＝1.49831 ν13＝65.03
ｒ20＝19.4800 ｄ20＝0.3650
ｒ21＝5.2275 ｄ21＝4.2874 ｎ14＝1.43875 ν14＝94.99
ｒ22＝-134.2263 ｄ22＝3.3711 ｎ15＝1.75500 ν15＝52.32
ｒ23＝2.1276 ｄ23＝5.6898
ｒ24＝-3.1653 ｄ24＝4.3010 ｎ16＝1.61700 ν16＝62.80
ｒ25＝-9.1177 ｄ25＝3.1866 ｎ17＝1.72047 ν17＝34.71
ｒ26＝-6.8626
Ｒ12＝-1.9022
Ｒ13＝-2.3778
ｆ＝1.8
ｆ1＝3.923
ｆ2＝19.099
ｆ3＝15.468
ｆ4＝-7.817
ｆ5＝-87.065
｜Ｒ12／Ｒ13｜＝0.8
｜Ｒ12／ｆ｜＝1.057
｜ｆ1／ｆ｜＝2.179
｜ｆ2／ｆ｜＝10.611
｜ｆ3／ｆ｜＝8.593
｜ｆ4／ｆ｜＝4.34
｜ｆ5／ｆ｜＝48.37
ｎ2−ｎ1＝0.239
νd（Ｎ）−νd（Ｐ）＝28.09
【００６２】
実施例４
倍率100×，ＮＡ1.46，視野数26.5，ＷＤ0.12，全長55.68
ｒ1＝∞ ｄ1＝0.4300 ｎ1＝1.51633 ν1＝64.15
ｒ2＝-2.6201 ｄ2＝2.3292 ｎ2＝1.75500 ν2＝53.32
ｒ3＝-2.0961 ｄ3＝0.2902
ｒ4＝-7.3492 ｄ4＝1.7113 ｎ3＝1.49700 ν3＝81.54
ｒ5＝-5.0090 ｄ5＝0.1418
ｒ6＝-7.4615 ｄ6＝2.0939 ｎ4＝1.43875 ν5＝94.99
ｒ7＝-5.7833 ｄ7＝0.0886
ｒ8＝23.8466 ｄ8＝6.1229 ｎ5＝1.43875 ν5＝94.97
ｒ9＝-6.4974 ｄ9＝1.0529 ｎ6＝1.74100 ν6＝52.64
ｒ10＝152.1967 ｄ10＝5.6940 ｎ7＝1.43875 ν7＝94.99
ｒ11＝-9.2013 ｄ11＝0.2000
ｒ12＝18.6534 ｄ12＝2.9946 ｎ8＝1.43875 ν8＝94.99
ｒ13＝-49.5228 ｄ13＝0.2000
ｒ14＝25.5403 ｄ14＝0.9083 ｎ9＝1.75500 ν9＝52.32
ｒ15＝8.9552 ｄ15＝4.9934 ｎ10＝1.43875 ν10＝94.99
ｒ16＝-22.3958 ｄ16＝0.8000 ｎ11＝1.75500 ν11＝53.32
ｒ17＝-69.2435 ｄ17＝0.2000
ｒ18＝11.6158 ｄ18＝5.5069 ｎ12＝1.43875 ν12＝94.99
ｒ19＝-8.3558 ｄ19＝0.9391 ｎ13＝1.49831 ν13＝65.03
ｒ20＝18.6393 ｄ20＝0.3267
ｒ21＝4.8812 ｄ21＝4.3264 ｎ14＝1.43875 ν14＝94.99
ｒ22＝59.9864 ｄ22＝3.3401 ｎ15＝1.75500 ν15＝52.32
ｒ23＝1.8158 ｄ23＝3.3646
ｒ24＝-2.7070 ｄ24＝4.2178 ｎ16＝1.67790 ν16＝55.34
ｒ25＝-6.1657 ｄ25＝3.1169 ｎ17＝1.72047 ν17＝34.71
ｒ26＝-6.0905
Ｒ12＝-2.6201
Ｒ13＝-2.0961
ｆ＝1.8
ｆ1＝3.199
ｆ2＝16.618
ｆ3＝14.84
ｆ4＝-7.38
ｆ5＝-77.921
｜Ｒ12／Ｒ13｜＝1.25
｜Ｒ12／ｆ｜＝1.46
｜ｆ1／ｆ｜＝1.777
｜ｆ2／ｆ｜＝9.232
｜ｆ3／ｆ｜＝8.244
｜ｆ4／ｆ｜＝4.1
｜ｆ5／ｆ｜＝43.29
ｎ2−ｎ1＝0.239
νd（Ｎ）−νd（Ｐ）＝20.63
【００６３】
実施例５
倍率100×，ＮＡ1.45，視野数26.5，ＷＤ0.3495，全長71.79
ｒ1＝∞ ｄ1＝0.9342 ｎ1＝1.51823 ν1＝58.90
ｒ2＝-2.4290 ｄ2＝3.6909 ｎ2＝1.88300 ν2＝40.76
ｒ3＝-3.4700 ｄ3＝0.0351
ｒ4＝-7.8678 ｄ4＝3.7462 ｎ3＝1.56907 ν3＝71.30
ｒ5＝-7.4187 ｄ5＝0.1000
ｒ6＝-100.4069 ｄ6＝4.4454 ｎ4＝1.49700 ν5＝81.54
ｒ7＝-13.7937 ｄ7＝0.1000
ｒ8＝-81.5532 ｄ8＝2.0000 ｎ5＝1.61340 ν5＝43.84
ｒ9＝24.6284 ｄ9＝10.6561 ｎ6＝1.43875 ν6＝94.99
ｒ10＝-15.8943 ｄ10＝0.1500
ｒ11＝28.0758 ｄ11＝2.0000 ｎ7＝1.61340 ν7＝43.84
ｒ12＝13.3127 ｄ12＝10.0462 ｎ8＝1.43875 ν8＝94.99
ｒ13＝-27.6812 ｄ13＝0.1000
ｒ14＝17.5337 ｄ14＝1.7126 ｎ9＝1.61340 ν9＝43.84
ｒ15＝9.9079 ｄ15＝9.5764 ｎ10＝1.43875 ν10＝94.99
ｒ16＝-20.9643 ｄ16＝1.8170 ｎ11＝1.61340 ν11＝43.84
ｒ17＝16.7072 ｄ17＝0.1500
ｒ18＝10.5261 ｄ18＝5.1727 ｎ12＝1.56907 ν12＝71.30
ｒ19＝-8.5091 ｄ19＝7.6552 ｎ13＝1.61340 ν13＝43.84
ｒ20＝4.0745 ｄ20＝3.4152
ｒ21＝-3.9836 ｄ21＝1.0000 ｎ14＝1.65844 ν14＝50.88
ｒ22＝8.0247 ｄ22＝3.4000 ｎ15＝1.80518 ν15＝25.42
ｒ23＝-9.6006
Ｒ12＝-2.429
Ｒ13＝-3.47
ｆ＝1.8
ｆ1＝6.009
ｆ2＝18.956
ｆ3＝24.793
ｆ4＝-26.059
ｆ5＝-33.312
｜Ｒ12／Ｒ13｜＝0.7
｜Ｒ12／ｆ｜＝1.349
｜ｆ1／ｆ｜＝3.338
｜ｆ2／ｆ｜＝10.531
｜ｆ3／ｆ｜＝13.774
｜ｆ4／ｆ｜＝14.477
｜ｆ5／ｆ｜＝18.507
ｎ2−ｎ1＝0.365
νd（Ｎ）−νd（Ｐ）＝25.46
ただし、ｒ1、ｒ2、・・・は各レンズ面の曲率半径、ｄ1、ｄ2、・・・は各レンズの肉厚および空気間隔、ｎ1、ｎ2、・・・は各レンズのｄ線の屈折率、ν1、ν2、・・・は各レンズのアッベ数である。
【００６４】
図１は、本発明の実施例１の断面図である。実施例１は、図１において示すように、埋め込みレンズを有する半球状の平凸レンズの第１レンズ群Ｇ１と、物体側に凹面を向けた正のメニスカスレンズと正の両凸レンズからなり、全体で正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、正、負、正の３枚接合レンズと両凸レンズと負、正、負の３枚接合レンズと、正、負の接合レンズからなる正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、像側に強い凹面を向けた両凹レンズよりなり、強い負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、物体側に凹面を向けたメニスカス接合レンズよりなり、弱い負の屈折力をもつ第５レンズ群Ｇ５よりなる。
【００６５】
実施例２は、図２に示す通りの構成で、実施例１と同様の構成の対物レンズである。
【００６６】
実施例３は、図３に示す通りの構成で、第２レンズ群Ｇ２が２枚の正のメニスカスレンズよりなり、第４レンズ群Ｇ４が正レンズと負レンズよりなる接合レンズである点で実施例１と相違する。
【００６７】
実施例４は、図４に示す通りの構成で、実施例３と類似の構成である。
【００６８】
実施例５は、図５に示す通りの構成である。この実施例は、第３レンズ群Ｇ３が負レンズと正レンズの接合レンズ２枚と、負レンズと正レンズと負レンズの３枚接合レンズとよりなる点で他の実施例と相違する。
【００６９】
前記の実施例１〜５は、いずれも次に示すようなカバーガラスおよびオイルを用いている。
【００７０】
カバーガラス ｄ＝0.17ｍｍ、ｎｄ＝1.521、アッベ数νｄ＝56.02
オイル ｎｄ＝1.51548、νｄ＝43.1
【００７１】
またこれら実施例１〜５は、いずれも無限遠設計の対物レンズである。そのために例えば図１１に示す通りの構成で下記データを有する結像レンズと共に用いられる。
Ｒ1＝68.7541 Ｄ1＝7.7321 Ｎ1＝1.48749 Ｖ1＝70.20
Ｒ2＝-37.5679 Ｄ2＝3.4742 Ｎ2＝1.80610 Ｖ2＝40.95
Ｒ3＝-102.8477 Ｄ3＝0.6973
Ｒ4＝84.3099 Ｄ4＝6.0238 Ｎ3＝1.83400 Ｖ3＝37.16
Ｒ5＝-50.7100 Ｄ5＝3.0298 Ｎ4＝1.64450 Ｖ4＝40.82
Ｒ6＝40.6619
ただし、Ｒ1、Ｒ2、・・・は結像レンズ各面の曲率半径、Ｄ1、Ｄ2、・・・は結像レンズの肉厚およびレンズ間隔、Ｎ1、Ｎ2、・・・は結像レンズの各レンズのｄ線の屈折率、Ｖ1、Ｖ2、・・・は結像レンズの各レンズのアッベ数である。
【００７２】
この結像レンズは、実施例１〜５の対物レンズから間隔５０ｍｍ〜１７０ｍｍの間のいずれの位置に配置してもよい。
【００７３】
これら実施例１、２、３、４、５は、夫々図６、７、８、９、１０に示す通りの収差状況で、いずれも諸収差が良好に補正されている。（ａ）は球面収差、（ｂ）は非点収差、（ｃ）は歪曲収差を示す。特に球面収差、色収差、像面湾曲が良好に補正されている。なお図６〜１０は、いずれも対物レンズから１２０ｍｍ間隔を置いて図１１に示す結像レンズを配置して結像させた時のものである。
【００７４】
本発明は、以上述べた通り、特許請求の範囲に記載する構成のほか、下記各項に記載する構成も発明の目的を達成し得る。
【００７５】
（１） 特許請求の範囲の請求項１、２または３に記載する対物レンズで、ｄ線の屈折率ｎdおよびアッベ数νdが夫々ｎd＝１．５〜１．５５、νd＝４０〜５０であるオイルを油浸液を使用することを特徴とする液浸系顕微鏡対物レンズ。
【００７６】
（２） 特許請求の範囲の請求項１、２または３あるいは前記の（１）の項に記載する対物レンズで、開口数が１．３５以上、１．４６以下であることを特徴とする液浸系顕微鏡対物レンズ。
【００７７】
（３） 特許請求の範囲の請求項１、２または３あるいは前記の（１）または（２）の項に記載する対物レンズで、条件（１）の代わりに下記条件（１−１）を満足することを特徴とする液浸系顕微鏡対物レンズ。
（１−１） ０．７≦｜Ｒ12／Ｒ13｜≦１．０
【００７８】
（４） 特許請求の範囲の請求項１、２または３あるいは前記の（１）、（２）または（３）の項に記載する対物レンズで、第１レンズ群の接合の物体側および像側のｄ線の屈折率ｎ1、ｎ2が下記条件（４）を満足することを特徴とする液浸系顕微鏡対物レンズ。
（４） ｎ2−ｎ1≧０．２
【００７９】
（５） 特許請求の範囲の請求項１、２または３あるいは前記の（１）、（２）、（３）または（４）の項に記載する対物レンズで、第１レンズ群の焦点距離ｆ1が下記条件（６）を満足することを特徴とする液浸系顕微鏡対物レンズ。
（６） １≦｜ｆ1／ｆ｜≦４
ただし、ｆは全系の焦点距離である。
【００８０】
（６） 特許請求の範囲の請求項２に記載する対物レンズで、条件（３）の代わりに下記条件（３−１）を満足することを特徴とする液浸系顕微鏡対物レンズ。
（３−１） ｜ｆ4／ｆ｜≦６
【００８１】
【発明の効果】
本発明は、特殊なオイルを使用せず標準的なオイルを使用しても、ＮＡ１．４を超える高開口数で、球面収差、色収差、像面湾曲が良好に補正された高開口数でアポクロマート液浸系顕微鏡対物レンズを実現し得るという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１の断面図
【図２】 本発明の実施例２の断面図
【図３】 本発明の実施例３の断面図
【図４】 本発明の実施例４の断面図
【図５】 本発明の実施例５の断面図
【図６】 本発明の実施例１の収差曲線図
【図７】 本発明の実施例２の収差曲線図
【図８】 本発明の実施例３の収差曲線図
【図９】 本発明の実施例４の収差曲線図
【図１０】 本発明の実施例５の収差曲線図
【図１１】 本発明の対物レンズと共に用いられる結像レンズの一例を示す断面図
Claims (6)
- 物体側より順に、物体側に凹面を向けた接合面を有する平凸接合レンズからなる第１レンズ群と、少なくとも１枚の正の単レンズを含む第２レンズ群と、少なくとも一つの３枚接合レンズを含む第３レンズ群と、像側に強い凹面を向けた負レンズを含む第４レンズ群と、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ群を含む第５レンズ群からなり、前記第５レンズ群に含まれる物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分が負レンズと正レンズの接合レンズであり、次の条件（１）、（２）、（４）、（５）を満足する液浸系顕微鏡対物レンズ。
（１） ０．６≦｜Ｒ12／Ｒ13｜≦１．４
（２） ０．７≦｜Ｒ12／ｆ｜≦１．５
（４） ｎ 2 −ｎ 1 ≧０．２
（５） ν d （Ｎ）−ν d （Ｐ）≧１５
ただし、Ｒ12は第１レンズ群の接合面の曲率半径、Ｒ13は第１レンズ群の像側の面の曲率半径、ｆは対物レンズ全系の焦点距離であり、ｎ 1 、ｎ 2 は夫々第１レンズ群の接合の物体側および像側のレンズのｄ線での屈折率であり、ν d （Ｎ）、ν d （Ｐ）は夫々第５レンズ群に含まれ、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分の負レンズおよび正レンズのアッベ数である。 - ｄ線の屈折率ｎdおよびアッベ数νdが夫々ｎd＝１．５〜１．５５、νd＝４０〜５０であるオイルを油浸液として使用する液浸系顕微鏡対物レンズであって、物体側より順に、物体側に凹面を向けた接合面を有する平凸接合レンズからなる第１レンズ群と、少なくとも１枚の正の単レンズを含む第２レンズ群と、少なくとも一つの３枚接合レンズを含む第３レンズ群と、像側に強い凹面を向けた負レンズを含む第４レンズ群と、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ群を含む第５レンズ群からなり、前記第５レンズ群に含まれる物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分が負レンズと正レンズの接合レンズであり、次の条件（１）、（２）、（５）を満足する液浸系顕微鏡対物レンズ。
（１） ０．６≦｜Ｒ12／Ｒ13｜≦１．４
（２） ０．７≦｜Ｒ12／ｆ｜≦１．５
（５） νd（Ｎ）−νd（Ｐ）≧１５
ただし、Ｒ12は第１レンズ群の接合面の曲率半径、Ｒ13は第１レンズ群の像側の面の曲率半径、ｆは対物レンズ全系の焦点距離であり、νd（Ｎ)、νd（Ｐ）は夫々第５レンズ群に含まれ、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分の負レンズおよび正レンズのアッベ数である。 - 下記条件（３）を満足する請求項１記載の液浸系顕微鏡対物レンズ。
（３） ｜ｆ4／ｆ｜≦２０
ただしｆ4は第４レンズ群の焦点距離、ｆは全系の焦点距離である。 - 下記条件（３）を満足する請求項２記載の液浸系顕微鏡対物レンズ。
（３） ｜ｆ4／ｆ｜≦２０ - 下記条件（４）を満足する請求項２記載の液浸系顕微鏡対物レンズ。
（４） ｎ2−ｎ1≧０．２
ただし、ｎ1、ｎ2は夫々第１レンズ群の接合の物体側および像側のレンズのｄ線での屈折率である。 - ｄ線の屈折率ｎdおよびアッベ数νdが夫々ｎd＝１．５〜１．５５、νd＝４０〜５０であるオイルを油浸液を使用することを特徴とする請求項３記載の液浸系対物レンズ。
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