JP4633406B2

JP4633406B2 - 顕微鏡対物レンズ

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Publication number: JP4633406B2
Application number: JP2004248065A
Authority: JP
Inventors: 正洋坂倉; 靖藤本
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2004-08-27
Filing date: 2004-08-27
Publication date: 2011-02-16
Anticipated expiration: 2024-08-27
Also published as: JP2006065030A

Description

本発明は、顕微鏡対物レンズで、特に倍率が４０倍程度であって、可視域から近赤外域まで諸収差が良好に補正された乾燥系アポクロマート顕微鏡対物レンズに関するものである。

近年、生物関係の研究市場において、次のような要求がある。

まず、蛍光観察法においては、これまでよりも更に長い波長の蛍光色素を利用して、近赤外域での蛍光観察が行なわれるようになり、そのため、近赤外域での良好な結像性能を有する光学系が望まれている。

また、近赤外ＤＩＣ観察法が利用されるようになり、近赤外域での良好な結像性能が望まれている。

また２フォトン（ｐｈｏｔｏｎ）に代表されるようなマルチフォトン観察においては、標本を長波長光にて励起し、可視光にて観察するため、可視域の波長と近赤外域の波長とで標本上での焦点位置のずれの小さいことが望まれる。

更に、蛍光観察法と近赤外ＤＩＣ観察法の同時観察が行なわれることがあり、可視域の波長と近赤外域の波長とで、標本上での焦点位置のずれが小さいことが望まれている。

以上のような理由から、可視域から近赤外域まで諸収差が良好に補正されたアポクロマート顕微鏡対物レンズが望まれている。

従来、可視域から近赤外域まで諸収差を良好に補正するようにした対物レンズとして、下記文献に記載されたものが知られている。
特開昭６２−４９３１３号公報特公平７−１０４４８８号公報（特開平４−２６８１３号公報）特開平６−１７５０３４号公報特開平１１−１７４３３８号公報特開２００３−１６７１９９号公報上記文献のうち、文献１に記載された対物レンズは、倍率が５０倍でＮＡが０．５の対物レンズや、倍率が６０倍でＮＡが０．６の対物レンズである。

また、文献２に記載されている対物レンズは、倍率が５倍でＮＡが０．１４、倍率が１０倍でＮＡが０．２６、倍率が２０倍でＮＡが０．４、倍率が５０倍でＮＡが０．４２、倍率が１００倍でＮＡが０．５の対物レンズである。

また、文献３には、倍率が５０倍でＮＡが０．４５の対物レンズが記載されている。

また、文献４には、倍率が５倍でＮＡが０．１３、倍率が１０倍でＮＡが０．２１、倍率が２０倍でＮＡが０．３５、倍率が５０倍でＮＡが０．４、倍率が１００倍でＮＡが０．５の対物レンズが記載されている。

更に、文献５には倍率が１００倍でＮＡが０．７の対物レンズが記載されている。

これら従来例に記載されている対物レンズは、半導体ＩＣや液晶パネルの観察・検査のために用いられるものである。これら対物レンズは、ＹＡＧレーザー（１０６４ｎｍ）を用いた配線欠陥リペアのため近赤外線まで収差補正を行なっている。しかし、これら対物レンズは、観察対象が半導体ＩＣや液晶パネルであるために、作動距離が長く、そのためにＮＡが小になっている。それにより、高解像や明るい観察像を必要とする細胞や蛋白質やＤＮＡ等を観察する対物レンズとしては不向きである。

本発明は、高ＮＡであって、可視域から近赤外域まで、特にｔ線（λ＝１０１３．９８ｎｍ）近傍まで諸収差が良好に補正された顕微鏡対物レンズを提供するものである。

本発明の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正のメニスカスレンズからなる第１レンズ群と、複数の接合レンズを含み正の屈折力を有する第２レンズ群と、接合レンズからなる第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群とよりなり、第３レンズ群の接合レンズが正レンズと像側に凹面を向けた負レンズとよりなり、下記の条件（１）、（２）を満足することを特徴とする。
（１） ν_d（Ｌ１ｐ）＞７５
（２） −０．００５９≦｛θＣｔ（Ｌ１ｐ）−θＣｔ（Ｌ１ｎ）｝／
｛ν_d（Ｌ１ｐ）−ν_d（Ｌ１ｎ）｝≦−０．００１
ただし、ν_d（Ｌ１ｐ），ν_d（Ｌ１ｎ）は、夫々第３レンズ群中の接合レンズを構成する正レンズおよび像側に凹面を向けた負レンズのｄ線に対するアッベ数、θＣｔ（Ｌ１ｐ），θＣｔ（Ｌ１ｎ）は夫々第３レンズ群中の接合レンズを構成する正レンズおよび像側に凹面を向けた負レンズのｔ線における部分分散比θＣｔである。

ここで、部分分散比θＣｔは次の式にて与えられる。

θＣｔ＝（ｎＣ−ｎｔ）／（ｎＦ−ｎＣ）
ここで、ｎＣ，ｎｔ，ｎＦは夫々Ｃ線、ｔ線、Ｆ線に対する屈折率である。また、ｇ線、Ｆ線、ｄ線、Ｃ線、Ａ’線、ｔ線の波長は、夫々４３５．８３５ｎｍ４８６．１３ｎｍ，５８７．５６ｎｍ，６５６．２７ｎｍ，７６８．１９ｎｍ，１０１３．９８ｎｍである。

本発明の顕微鏡対物レンズにおいて、第１レンズ群は、強い屈折力を持ち、物体からの発散光束を収束させる作用を持ち、物体側に凹面を向けた正のメニスカスレンズからなる。

また、第２レンズ群は、複数の接合レンズを含む。これら接合レンズにより主として軸上色収差を補正するようにしている。特に、可視域の軸上色収差を補正するためのものである。更にこの第２レンズ群は、全体として正の屈折力を持ち、これによって、第１レンズ群と第２レンズ群とで物体からの発散光束を収束光束に変換するものである。

また、第３レンズ群は、正レンズと像側に凹面を向けた負レンズとを接合させた接合レンズよりなる。この第３レンズ群の接合レンズにより可視域と、近赤外域（例えば７５０ｎｍから１０１４ｎｍ）の軸上色収差を補正するようにしている。

この第３レンズ群の接合レンズにより可視域での色収差を補正するためには、その補正に有利なガラスを選択する必要がある。そのための条件が条件（１）である。

この条件（１）の下限値の７５より下回ると、可視域での色収差が補正不足になる。

この条件（１）を満足する材料としては、例えばフツリン酸系ガラスやリン酸系ガラスや蛍石等がある。

更に、この第３レンズ群の接合レンズにより、近赤外域での色収差を補正するために設けたのが条件（２）である。通常、可視域のみの色収差を補正する目的をもって接合レンズを用いる場合、条件（２）にて規定する値は正になることが多い。

本発明は、第３レンズ群に条件（２）の値が負になる接合レンズを加えることによって、近赤外域での色収差を補正するようにした。

この条件（２）において、下限値の−０．００７を下回ると、近赤外域での色収差が補正過剰になるばかりでなく、この第３レンズ群の接合レンズを構成する正レンズと像側に凹面を向けた負レンズのアッベ数差が小になり、可視域での色収差の補正が十分行なえなくなる。また、条件（２）の上限値の０を超えると、可視域の色収差の補正にとっては有利であるが、近赤外域での色収差が補正不足になる。

更に、第４レンズ群は、全体として負の屈折力を有するレンズ群である。この負の第４レンズ群は、第１〜第３レンズ群により補正しきれなかった像面湾曲やコマ収差を補正する作用を有する。

本発明の顕微鏡対物レンズは、更に次の条件（３）、（４）、（５）、（６）を満足することが望ましい。
（３）１＜ｆ（Ｇ１）／ｆ＜４
（４）２．５＜ｆ＜５．５
（５） ν_d,ave（Ｇ２ｐ）−ν_d,ave（Ｇ２ｎ）＞２５
（６） ν_d,ave（Ｇ２ｐ）＞７５
ただし、ｆ（Ｇ１）は第１レンズ群の焦点距離、ｆは全系の焦点距離、ν_d,ave（Ｇ２ｐ）、ν_d,ave（Ｇ２ｎ）は夫々第２レンズ群中の接合レンズを構成する正レンズのｄ線におけるアッベ数の平均値、および第２レンズ群中の接合レンズを構成する負レンズのｄ線におけるアッベ数の平均値である。

条件（３）は、本発明の対物レンズの第１レンズ群の屈折力を規定するものである。この第１レンズ群が十分な屈折力を持たないと、第１レンズ群より後ろのレンズ群での光線高が高くなりすぎ、それにより後群で発生する収差が増大する。そのために設けたのが条件（３）である。

この条件（３）において、上限値の４を超えると第１レンズ群の屈折力が弱くなり、後群での光線高が高くなり、後群での収差が増大する。また、下限値の１を下回ると、第１レンズ群の屈折力が強くなりすぎて、第１レンズ群で発生する収差が増大する。

条件（４）は、本発明の適用範囲を示すものである。即ち、本発明の顕微鏡対物レンズの全系の焦点距離を規定するもので、対物レンズの倍率の範囲を規定している。

条件（４）において、下限値の２．５を下回ると、対物レンズの倍率が大になりすぎて乾燥系対物レンズでは、ユーザーの要求を満たすことができなくなる。また、条件（４）において上限値の５．５を超えると、対物レンズの倍率が小になり、前記の本発明のレンズ構成をとることが困難になる。

前述のように、第１レンズ群の屈折力を強くした場合、第１レンズ群のレンズに高い屈折率のガラスを用いることが好ましい。しかし高い屈折率のガラスは、分散が大であり（アッベ数が小であり）、軸上色収差を発生し易い。

この第１レンズ群の軸上色収差の発生に合わせて、第２レンズ群中の接合レンズによる色収差の補正量を加減する必要がある。

以上の理由により、第２レンズ群にての軸上色収差の補正を効果的に行なうために設けたのが条件（５）、（６）である。

可視域での色収差を補正するためには、正レンズと負レンズのアッベ数が離れた値であることが望ましい。つまりアッベ数の差が大であることが望ましい。条件（５）の下限値の２５を下回ると正レンズと負レンズのアッベ数差が小になり、可視域での色収差の補正が困難になる。条件（６）を満足することによりｄ線、Ｃ線、Ｆ線の色収差を良好に補正できる。また、アッベ数が７５を超えるガラスは、ｇ線における異常分散性が大きいためｇ線の色収差も良好に補正できる。

このような、対物レンズにおいて、対物レンズ単体にて倍率の色収差を補正して、コンペンゼーションフリー顕微鏡システムにて使用する場合、第４レンズ群に少なくとも一つの正レンズを含むことが望ましい。そしてこの正レンズは下記条件（７）を満足することが望ましい。
（７） ν_d（Ｇ４ｐ）＜５０
この条件（７）は対物レンズの倍率の色収差を補正するためのもので、条件（７）の上限値の５０を超えると、対物レンズ全体の倍率の色収差の補正が困難になる。

勿論、コンペンゼーション顕微鏡システムにて本発明の対物レンズを用いる場合は、この条件（７）を満足しなくともよい。

このように、本発明の対物レンズは、可視域から近赤外域までの軸上色収差を良好に補正するようにしたもので、コンペンゼーションフリー顕微鏡システムでの使用も可能な構成である。そして前者の場合は、条件（７）を満足することが好ましい。

以上述べた本発明の対物レンズを備えた光学顕微鏡あるいは光学観察装置は、標本の高解像で明るい観察が可能であり、細胞その他の観察にとって有効である。

本発明の顕微鏡対物レンズは、高ＮＡであって、可視域から近赤外域まで色収差をはじめ球面収差、非点収差、コマ収差の諸収差が良好に補正されている。

次に、本発明の顕微鏡対物レンズの実施の形態を、図示する実施例にもとづいて説明する。

本発明の顕微鏡対物レンズの実施例１は、図１に示す通りの構成のレンズ系である。

即ち、実施例１の対物レンズは、物体側より順に、物体側に凹面を向けた正レンズ（ｒ₁〜ｒ₂）よりなる第１レンズ群Ｇ１（ｒ₁〜ｒ₂）と、正レンズ（ｒ₃〜ｒ₄）と接合レンズ（ｒ₅〜ｒ₇）と接合レンズ（ｒ₈〜ｒ₁₀）と正レンズ（ｒ₁₁〜ｒ₁₂）と接合レンズ（ｒ₁₃〜ｒ₁₅）とからなる第２レンズ群Ｇ２（ｒ₃〜ｒ₁₅）と、正レンズＬ１ｐ（ｒ₁₆〜ｒ₁₇）と像側に凹面を向けた負レンズＬ１ｎ（ｒ₁₇〜ｒ₁₈）とを接合した接合レンズＬ１（ｒ₁₆〜ｒ₁₈）とよりなる第３レンズ群Ｇ３（ｒ₁₆〜ｒ₁₈）と、負レンズ（ｒ₁₉〜ｒ₂₀）とメニスカス正レンズ（ｒ₂₁〜ｒ₂₂）とからなる第４レンズ群（ｒ₁₉〜ｒ₂₂）Ｇ４とより構成されている。

この実施例１のデータは下記の通りである。
ｆ＝４．５、β＝４０×、ＮＡ＝０．９、視野数＝２６．５、ＷＤ＝０．４
ｒ₁ ＝-2.4258 ｄ₁ ＝3.3998 ｎ₁ ＝1.75500 ν₁ ＝52.32
ｒ₂ ＝-3.0554 ｄ₂ ＝0.1440
ｒ₃ ＝19.0258 ｄ₃ ＝1.7643 ｎ₂ ＝1.43875 ν₂ ＝94.93
ｒ₄ ＝-14.6149 ｄ₄ ＝1.4500
ｒ₅ ＝98.658２ｄ₅ ＝1.5000 ｎ₃ ＝1.61336 ν₃ ＝44.49
ｒ₆ ＝9.5704 ｄ₆ ＝4.9892 ｎ₄ ＝1.43875 ν₄ ＝94.93
ｒ₇ ＝-8.6960 ｄ₇ ＝0.7549
ｒ₈ ＝∞ ｄ₈ ＝1.6500 ｎ₅ ＝1.61336 ν₅ ＝44.49
ｒ₉ ＝9.0817 ｄ₉ ＝4.9932 ｎ₆ ＝1.43875 ν₆ ＝94.93
ｒ₁₀＝-11.3411 ｄ₁₀＝0.3034
ｒ₁₁＝43.4784 ｄ₁₁＝1.3013 ｎ₇ ＝1.43875 ν₇ ＝94.93
ｒ₁₂＝-53.3240 ｄ₁₂＝0.4450
ｒ₁₃＝15.3649 ｄ₁₃＝1.5000 ｎ₈ ＝1.61336 ν₈ ＝44.49
ｒ₁₄＝8.8689 ｄ₁₄＝2.5874 ｎ₉ ＝1.43875 ν₉ ＝94.93
ｒ₁₅＝-265.4354 ｄ₁₅＝0.2546
ｒ₁₆＝13.1997 ｄ₁₆＝3.2789 ｎ₁₀ ＝1.49700 ν₁₀ ＝81.54
ｒ₁₇＝-7.6651 ｄ₁₇＝1.0000 ｎ₁₁ ＝1.48749 ν₁₁ ＝70.23
ｒ₁₈＝6.6201 ｄ₁₈＝2.5000
ｒ₁₉＝-4.5365 ｄ₁₉＝1.0000 ｎ₁₂ ＝1.61336 ν₁₂ ＝44.49
ｒ₂₀＝∞ ｄ₂₀＝2.5333
ｒ₂₁＝-8.9090 ｄ₂₁＝2.1500 ｎ₁₃ ＝1.73800 ν₁₃ ＝32.26
ｒ₂₂＝-6.2338

ν_d（Ｌ１ｐ）＝８１．５４
ν_d（Ｌ１ｎ）＝７０．２３
θＣｔ（Ｌ１ｐ）＝０．８２５８
θＣｔ（Ｌ１ｎ）＝０．８９２４
ｆ（Ｇ１）＝１１．７８４
ｆ＝４．５
ν_d,ave（Ｇ２ｐ）＝９４．９３
ν_d,ave（Ｇ２ｎ）＝４４．４９
ν_d（Ｇ４ｐ）＝３２．２６

（１） ν_d（Ｌ１ｐ）＝８１．５４
（２）｛θＣｔ（Ｌ１ｐ）−θＣｔ（Ｌ１ｎ）｝／
｛ν_d（Ｌ１ｐ）−ν_d（Ｌ１ｎ）｝＝−０．００５９
（３）ｆ（Ｇ１）／ｆ＝２．６２
（４）ｆ＝４．５
（５） ν_d,ave（Ｇ２ｐ）−ν_d,ave（Ｇ２ｎ）＝５０．４４
（６） ν_d,ave（Ｇ２ｐ）＝９４．９３
（７） ν_d（Ｇ４ｐ）＝３２．２６

ただしｒ₁ ，ｒ₂ ，・・・はレンズ各面の曲率半径、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線に対する屈折率、ν₁ ，ν₂ ，・・・は各レンズのｄ線に対するアッベ数である。尚、ｒ，ｄ等の長さの単位はmmである。

この実施例１にて使用するガラスは、紫外域での透過率に優れ、自家蛍光が少ない特徴を有する。したがって、蛍光観察に最適な構成である。

本発明の実施例２の対物レンズは、図２に示すような構成で、実施例１と同様のレンズ構成である。
即ち、この実施例２の対物レンズは、物体側より順に、物体側に凹面を向けた正レンズ（ｒ₁〜ｒ₂）よりなる第１レンズ群Ｇ１と、正レンズ（ｒ₃〜ｒ₄）と負レンズ（ｒ₅〜ｒ₆）と正レンズ（ｒ₆〜ｒ₇）とを貼り合わせた接合レンズ（ｒ₅〜ｒ₇）と負レンズ（ｒ₈〜ｒ₉）と正レンズ（ｒ₉〜ｒ₁₀）を貼り合わせた接合レンズ（ｒ₈〜ｒ₁₀）と正レンズ（ｒ₁₁〜ｒ₁₂）と負のメニスカスレンズ（ｒ₁₃〜ｒ₁₄）と正レンズ（ｒ₁₄〜ｒ₁₅）とを貼り合わせた接合レンズ（ｒ₁₃〜ｒ₁₅）からなる第２レンズ群Ｇ２と、正レンズＬ１ｐ（ｒ₁₆〜ｒ₁₇）と像側に凹面を向けた負レンズＬ１ｎ（ｒ₁₇〜ｒ₁₈）とを接合した接合レンズＬ１（ｒ₁₆〜ｒ₁₈）とよりなる第３レンズ群Ｇ３と、負レンズ（ｒ₁₉〜ｒ₂₀）と正のメニスカスレンズ（ｒ₂₁〜ｒ₂₂）とからなる第４レンズ群Ｇ４とにて構成されている。

この本発明の実施例２のデータは下記の通りである。
ｆ＝４．５、β＝４０×、ＮＡ＝０．９、視野数＝２６．５、ＷＤ＝０．４
ｒ₁ ＝-2.4507 ｄ₁ ＝3.3854 ｎ₁ ＝1.75500 ν₁ ＝52.32
ｒ₂ ＝-3.0451 ｄ₂ ＝0.1440
ｒ₃ ＝19.1818 ｄ₃ ＝1.7157 ｎ₂ ＝1.43875 ν₂ ＝94.93
ｒ₄ ＝-15.4123 ｄ₄ ＝1.5000
ｒ₅ ＝110.5711 ｄ₅ ＝1.5000 ｎ₃ ＝1.61336 ν₃ ＝44.49
ｒ₆ ＝9.8202 ｄ₆ ＝4.9260 ｎ₄ ＝1.43875 ν₄ ＝94.93
ｒ₇ ＝-8.7137 ｄ₇ ＝0.7549
ｒ₈ ＝∞ ｄ₈ ＝1.6500 ｎ₅ ＝1.61336 ν₅ ＝44.49
ｒ₉ ＝9.1509 ｄ₉ ＝5.0836 ｎ₆ ＝1.43875 ν₆ ＝94.93
ｒ₁₀＝-11.0503 ｄ₁₀＝0.3034
ｒ₁₁＝41.6145 ｄ₁₁＝1.3951 ｎ₇ ＝1.43875 ν₇ ＝94.93
ｒ₁₂＝-45.9757 ｄ₁₂＝0.4450
ｒ₁₃＝15.5065 ｄ₁₃＝1.5000 ｎ₈ ＝1.61336 ν₈ ＝44.49
ｒ₁₄＝9.2864 ｄ₁₄＝2.4509 ｎ₉ ＝1.43875 ν₉ ＝94.93
ｒ₁₅＝∞ ｄ₁₅＝0.2546
ｒ₁₆＝12.1180 ｄ₁₆＝3.2775 ｎ₁₀ ＝1.49700 ν₁₀ ＝81.54
ｒ₁₇＝-7.8019 ｄ₁₇＝1.0000 ｎ₁₁ ＝1.51633 ν₁₁ ＝64.14
ｒ₁₈＝6.4412 ｄ₁₈＝2.5000
ｒ₁₉＝-4.5107 ｄ₁₉＝1.0000 ｎ₁₂ ＝1.61336 ν₁₂ ＝44.49
ｒ₂₀＝∞ ｄ₂₀＝2.4370
ｒ₂₁＝-8.9051 ｄ₂₁＝2.1500 ｎ₁₃ ＝1.73800 ν₁₃ ＝32.26
ｒ₂₂＝-6.1329

ν_d（Ｌ１ｐ）＝８１．５４
ν_d（Ｌ１ｎ）＝６４．１４
θＣｔ（Ｌ１ｐ）＝０．８２５８
θＣｔ（Ｌ１ｎ）＝０．８６８７
ｆ（Ｇ１）＝１１．４６７
ｆ＝４．５
ν_d,ave（Ｇ２ｐ）＝９４．９３
ν_d,ave（Ｇ２ｎ）＝４４．４９
ν_d（Ｇ４ｐ）＝３２．２６

（１） ν_d（Ｌ１ｐ）＝８１．５４
（２）｛θＣｔ（Ｌ１ｐ）−θＣｔ（Ｌ１ｎ）｝／
｛ν_d（Ｌ１ｐ）−ν_d（Ｌ１ｎ）｝＝−０．００２５
（３）ｆ（Ｇ１）／ｆ＝２．５５
（４）ｆ＝４．５
（５） ν_d,ave（Ｇ２ｐ）−ν_d,ave（Ｇ２ｎ）＝５０．４４
（６） ν_d,ave（Ｇ２ｐ）＝９４．９３
（７） ν_d（Ｇ４ｐ）＝３２．２６
この実施例２の対物レンズで使用するガラスも、すべて紫外域での透過率が優れていて、自家蛍光の少ない特徴を有する。

したがって、この実施例２は、蛍光観察に最適な対物レンズである。

本発明の実施例３の対物レンズは、図３に示すような構成で、実施例１と同様のレンズ構成である。

即ち、この実施例３は、物体側より順に、物体側に凹面を向けた正レンズ（ｒ₁〜ｒ₂）よりなる第１レンズ群Ｇ１と、正レンズ（ｒ₃〜ｒ₄）と接合レンズ（ｒ₅〜ｒ₇）と接合レンズ（ｒ₈〜ｒ₁₀）と正レンズ（ｒ₁₁〜ｒ₁₂）と接合レンズ（ｒ₁₃〜ｒ₁₅）からなる第２レンズ群Ｇ２と、正レンズＬ１ｐ（ｒ₁₆〜ｒ₁₇）と像側に凹面を向けた負レンズＬ１ｎ（ｒ₁₇〜ｒ₁₈）とを接合した接合レンズＬ１とよりなる第３レンズ群Ｇ３と、負レンズ（ｒ₁₉〜ｒ₂₀）と正のメニスカスレンズ（ｒ₂₁〜ｒ₂₂）とからなる第４レンズ群Ｇ４とにて構成されている。

この本発明の実施例３のデータは下記の通りである。
ｆ＝４．５、β＝４０×、ＮＡ＝０．９、視野数＝２６．５、ＷＤ＝０．３５
ｒ₁ ＝-2.7877 ｄ₁ ＝3.6194 ｎ₁ ＝1.75500 ν₁ ＝52.32
ｒ₂ ＝-3.1784 ｄ₂ ＝0.1440
ｒ₃ ＝24.3523 ｄ₃ ＝2.1594 ｎ₂ ＝1.43875 ν₂ ＝94.93
ｒ₄ ＝-7.4618 ｄ₄ ＝1.5000
ｒ₅ ＝-12.9699 ｄ₅ ＝1.5000 ｎ₃ ＝1.61336 ν₃ ＝44.49
ｒ₆ ＝10.2384 ｄ₆ ＝4.0803 ｎ₄ ＝1.43875 ν₄ ＝94.93
ｒ₇ ＝-12.4906 ｄ₇ ＝0.7549
ｒ₈ ＝∞ ｄ₈ ＝1.6500 ｎ₅ ＝1.61336 ν₅ ＝44.49
ｒ₉ ＝22.2287 ｄ₉ ＝5.1206 ｎ₆ ＝1.43875 ν₆ ＝94.93
ｒ₁₀＝-11.0409 ｄ₁₀＝0.3034
ｒ₁₁＝213.8028 ｄ₁₁＝4.5976 ｎ₇ ＝1.43875 ν₇ ＝94.93
ｒ₁₂＝-23.7385 ｄ₁₂＝0.4450
ｒ₁₃＝19.0260 ｄ₁₃＝1.5000 ｎ₈ ＝1.61336 ν₈ ＝44.49
ｒ₁₄＝10.8403 ｄ₁₄＝4.4434 ｎ₉ ＝1.43875 ν₉ ＝94.93
ｒ₁₅＝-29.6553 ｄ₁₅＝0.2546
ｒ₁₆＝10.2000 ｄ₁₆＝4.2897 ｎ₁₀ ＝1.43875 ν₁₀ ＝94.93
ｒ₁₇＝-7.5925 ｄ₁₇＝1.0000 ｎ₁₁ ＝1.51633 ν₁₁ ＝64.14
ｒ₁₈＝6.1718 ｄ₁₈＝3.4508
ｒ₁₉＝-4.7034 ｄ₁₉＝1.0000 ｎ₁₂ ＝1.61336 ν₁₂ ＝44.49
ｒ₂₀＝∞ ｄ₂₀＝2.6201
ｒ₂₁＝-8.3897 ｄ₂₁＝2.1500 ｎ₁₃ ＝1.73800 ν₁₃ ＝32.26
ｒ₂₂＝-6.1280

ν_d（Ｌ１ｐ）＝９４．９３
ν_d（Ｌ１ｎ）＝６４．１４
θＣｔ（Ｌ１ｐ）＝０．８３７３
θＣｔ（Ｌ１ｎ）＝０．８６８７
ｆ（Ｇ１）＝１０．０６１
ｆ＝４．５
ν_d,ave（Ｇ２ｐ）＝９４．９３
ν_d,ave（Ｇ２ｎ）＝４４．４９
ν_d（Ｇ４ｐ）＝３２．２６

（１） ν_d（Ｌ１ｐ）＝９４．９３
（２）｛θＣｔ（Ｌ１ｐ）−θＣｔ（Ｌ１ｎ）｝／
｛ν_d（Ｌ１ｐ）−ν_d（Ｌ１ｎ）｝＝−０．００１
（３）ｆ（Ｇ１）／ｆ＝２．２４
（４）ｆ＝４．５
（５） ν_d,ave（Ｇ２ｐ）−ν_d,ave（Ｇ２ｎ）＝５０．４４
（６） ν_d,ave（Ｇ２ｐ）＝９４．９３
（７） ν_d（Ｇ４ｐ）＝３２．２６
この実施例３の対物レンズは、使用するガラスが紫外域での透過率が優れていて、自家蛍光の少ない材料であり、そのため、この実施例３の対物レンズは、蛍光観察に最適なレンズ系である。

以上述べた実施例１、２、３は、データに示すように条件（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）のいずれも満足する。

また、実施例１、２、３はいずれも倍率βが４０倍で、ＮＡが０．９で高ＮＡの対物レンズである。

以上述べた本発明の実施例１、２、３の対物レンズは、いずれも対物レンズより射出する光線が平行光束の無限遠補正型であり、それ自体では結像しない。そのため、例えば図７に示すような構成で、下記データを有する結像レンズと組み合わせて用いられる。
Ｆ＝１８０
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
ここで、Ｒ₁ ，Ｒ₂ ，・・・Ｒ₆は結像レンズの各レンズ面の曲率半径、Ｄ₁ ，Ｄ₂ ，・・・Ｄ₅ は結像レンズの各レンズの肉厚および空気間隔、Ｎ₁ ，Ｎ₂ ，Ｎ₃ ，Ｎ₄は結像レンズの各レンズの屈折率、Ｖ₁ ，Ｖ₂ ，Ｖ₃ ，Ｖ₄は結像レンズの各レンズのアッベ数、Ｆは結像レンズの焦点距離である。

この結像レンズを各実施例と組み合わせて使用する場合、対物レンズと結像レンズとの間隔が５０ｍｍ〜１７０ｍｍになる位置に結像レンズを配置して使用する。

本発明の前記実施例１、２、３に１２０ｍｍ離して結像レンズを配置した時の各実施例の収差状況は、それぞれ図４、図５、図６に示す通りである。

これら図に示すように、実施例１、２、３の対物レンズは、いずれも可視域から近赤外域まで色収差をはじめとする諸収差が良好に補正されている。

また、本発明の対物レンズは、前記文献等の従来の可視域から近赤外域までの波長に対して使用可能の対物レンズで、ＮＡ＝０．９の高いＮＡを有し、明るく解像度の高い対物レンズである。

本発明の顕微鏡対物レンズは、蛍光観察やＤＩＣ観察等に用いるもので、倍率が４０倍程度で可視域から近赤外域まで収差が良好に補正されている。しかも、高いＮＡを有し、したがって、細胞、蛋白質、ＤＮＡの観察にも適している。

本発明の実施例１の対物レンズの構成を示す図本発明の実施例２の対物レンズの構成を示す図本発明の実施例３の対物レンズの構成を示す図本発明の実施例１の収差曲線図本発明の実施例２の収差曲線図本発明の実施例３の収差曲線図本発明の対物レンズと共に用いられる結像レンズの１例の構成を示す図

Claims

物体側から順に、物体側に凹面を向けた正のメニスカスレンズからなる第１レンズ群と、複数の接合レンズを含み正の屈折力を有する第２レンズ群と、正レンズと像側に凹面を向けた負レンズとより構成される接合レンズよりなる第３レンズ群と、負の屈折力を持つ第４レンズ群とよりなり、下記条件（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）を満足する顕微鏡対物レンズ。
（１） ν_d（Ｌ１ｐ）＞７５
（２） −０．００５９≦｛θＣｔ（Ｌ１ｐ）−θＣｔ（Ｌ１ｎ）｝／
｛ν_d（Ｌ１ｐ）−ν_d（Ｌ１ｎ）｝≦−０．００１
（３）１＜ｆ（Ｇ１）／ｆ＜４
（４）２．５＜ｆ＜５．５
（５） ν _d,ave （Ｇ２ｐ）−ν _d,ave （Ｇ２ｎ）＞２５
（６） ν _d,ave （Ｇ２ｐ）＞７５
ただし、ν_d（Ｌ１ｐ），ν_d（Ｌ１ｎ）は、夫々前記第３レンズ群の接合レンズを構成する正レンズおよび像側に凹面を向けた負レンズのｄ線に対するアッベ数、θＣｔ（Ｌ１ｐ），θＣｔ（Ｌ１ｎ）は夫々前記第３レンズ群の接合レンズを構成する正レンズおよび像側に凹面を向けた負レンズのｔ線における部分分散比θＣｔ、ｆ（Ｇ１）は第１レンズ群の焦点距離、ｆは全系の焦点距離、ν _d,ave （Ｇ２ｐ）は第２レンズ群中の接合レンズを構成する正レンズのｄ線におけるアッベ数の平均値、ν _d,ave （Ｇ２ｎ）は第２レンズ群中の接合レンズを構成する負レンズのｄ線におけるアッベ数の平均値である。
ここで、部分分散比θＣｔは下記の式にて与えられる。
θＣｔ＝（ｎＣ−ｎｔ）／（ｎＦ−ｎＣ）
前記第４レンズ群が、少なくとも一つの正レンズを含み、該正レンズが以下条件（７）を満足する請求項１に記載の顕微鏡対物レンズ。
（７） ν_d（Ｇ４ｐ）＜５０
請求項１、請求項２のいずれかに記載の対物レンズを用いた光学顕微鏡あるいは光学観察装置。