JP5646304B2

JP5646304B2 - 顕微鏡対物レンズ

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Publication number: JP5646304B2
Application number: JP2010268696A
Authority: JP
Inventors: 康弘山脇
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2010-12-01
Filing date: 2010-12-01
Publication date: 2014-12-24
Anticipated expiration: 2030-12-01
Also published as: CN102486573B; CN102486573A; JP2012118340A

Description

本発明は、顕微鏡対物レンズに関する。

光学機器に用いられる対物レンズには、収差を良好に補正する性能とともに、コストを抑えて効率的に製造できる構成が求められている。一般に、対物レンズの組み立てなどの製造過程で生じる誤差（以降、製造誤差と記す。）による各レンズの偏心は、対物レンズの性能の劣化を引き起こす。このため、良好な収差性能を実現するためには、通常、心調整を伴う高精度の組み立てが必要であり、製造コストを抑制することが難しい。

例えば、特許文献１に開示される対物レンズは、第１レンズ群により収斂された光線を発散させるために、第２レンズ群として物体側に球欠の深い凹面を有する両凹レンズと両凸レンズとからなる負の屈折力の大きい接合レンズを含んで、構成されている。よって、第２レンズ群による光線の発散が大きくなりレンズの偏心に対する性能の劣化が大きい。このため、この対物レンズ本来の性能を発揮するためには、第２レンズ群に対して心調整を行う必要があり、製造コストを抑制することが難しい。

しかしながら、レンズの偏心に対する性能の劣化（以降、偏心敏感度と記す。）を抑えることができれば、良好な収差性能を実現するために必要な組み立ての精度を低く抑えることが可能であり、比較的低コストで対物レンズを製造することができる。このような対物レンズに関する技術は、例えば、特許文献２で開示されている。

特許文献２では、対物レンズを構成する各レンズ面に入射する光線の角度を適正な範囲に制限する技術が開示されている。特許文献２に開示される対物レンズによれば、特定のレンズ面に屈折力が集中することを防ぐことが可能であり、それにより、対物レンズの偏心敏感度を低下させることができる。

特公昭６１−３０２４６号公報特開２００２−３５０７２１号公報

ところで、特許文献２に例示される開示される対物レンズは、アライメント用の対物レンズである。アライメント用の対物レンズでは、顕微鏡対物レンズと異なり、比較的狭い特定の波長域に対してのみ良好に色収差が補正されればよく、また、像高が小さくてもよい。さらに、全長に関する制約も比較的緩やかである。

これに対して、顕微鏡内に配置される顕微鏡対物レンズの場合、全長に関する制約が厳しいため、所定の焦点距離を有し、且つ、良好に収差を補正するコンパクトな構成が必要である。また、広い波長域で良好に色収差を補正する性能や広い視野でのフラットネスも必要となる。このため、特許文献２に開示される技術を、顕微鏡対物レンズに適用することは困難である。

一般に、顕微鏡対物レンズでは、レンズ面に入射する光線の角度及びレンズの屈折率が大きくなり、偏心敏感度が高くなる。その結果、収差を良好に補正するためには、心調整を伴う高精度な組み立てが必要となり、収差を良好に補正する性能と偏心敏感度を抑えた組み立て効率の良い構成とを両立することが難しい。

以上のような実情を踏まえ、本発明では、組み立て効率の良く、且つ、収差を良好に補正する顕微鏡対物レンズを提供することを課題とする。

本発明の第１の態様は、顕微鏡対物レンズであって、物体側から順に、像側に凸面を向けた１つのレンズ成分からなる、正の屈折力を有する第１レンズ群と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ成分からなる、負の屈折力を有する第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、ｆ１を第１レンズ群の焦点距離とし、ｆ２を第２レンズ群の焦点距離とし、ｆ３を第３レンズ群の焦点距離とし、Ｆを顕微鏡対物レンズの焦点距離とするとき、以下の条件式
０．３＜ｆ１／Ｆ＜０．７
−３．５＜ｆ２／Ｆ＜ −２
２＜ｆ３／Ｆ＜５
を満たす顕微鏡対物レンズを提供する。

本発明の第２の態様は、第１の態様に記載の顕微鏡対物レンズにおいて、ｈ２１を第２レンズ群のメニスカスレンズ成分の物体側の最大光線高とし、ｒ２１を第２レンズ群のメニスカスレンズ成分の物体側の曲率半径とするとき、以下の条件式
−１＜ｈ２１／ｒ２１＜ −０．５
を満たす顕微鏡対物レンズを提供する。

本発明の第３の態様は、第１の態様または第２の態様に記載の顕微鏡対物レンズにおいて、ｒ２１を第２レンズ群のメニスカスレンズ成分の物体側の曲率半径とし、ｒ２２を第２レンズ群のメニスカスレンズ成分の像側の曲率半径とするとき、以下の条件式
０．３５＜ｒ２１／ｒ２２＜０．６
を満たす顕微鏡対物レンズを提供する。

本発明の第４の態様は、第１の態様乃至第３の態様のいずれか１つに記載の顕微鏡対物レンズにおいて、ｒ１１を第１レンズ群のレンズ成分の物体側の曲率半径とし、ｒ１２を第１レンズ群のレンズ成分の像側の曲率半径とするとき、以下の条件式
３＜ｒ１１／ｒ１２＜３０
を満たす顕微鏡対物レンズを提供する。

本発明の第５の態様は、第１の態様乃至第４の態様のいずれか１つに記載の顕微鏡対物レンズにおいて、第３レンズ群は、接合レンズからなる顕微鏡対物レンズを提供する。
本発明の第６の態様は、第１の態様乃至第５の態様のいずれか１つに記載の顕微鏡対物レンズにおいて、θ２ｉｎを第２レンズ群のメニスカスレンズ成分における入射面の法線を基準としたそのメニスカスレンズ成分に入射する軸上メリディオナル光線の入射角度とし、θ１ｉｎｏｕｔを第１レンズ群のレンズ成分における入射面の法線を基準としたそのレンズ成分に入射する軸上メリディオナル光線の入射角度と第１レンズ群のレンズ成分における射出面の法線を基準としたそのレンズ成分から射出する軸上メリディオナル光線の射出角度との和とするとき、以下の条件式
２５° ＜｜θ２ｉｎ｜＜３５°
５° ＜｜θ１ｉｎｏｕｔ｜＜３５°
を満たす顕微鏡対物レンズを提供する。

本発明によれば、組み立て効率が良く、且つ、収差を良好に補正する顕微鏡対物レンズを提供することができる。

本発明の一実施例に係る顕微鏡対物レンズの断面図である。本発明の他の一実施例に係る顕微鏡対物レンズの断面図である。実施例１に係る顕微鏡対物レンズの断面図である。実施例１に係る結像レンズの断面図である。図３に例示される顕微鏡対物レンズと図４に例示される結像レンズを組み合わせたときの収差図である。実施例２に係る顕微鏡対物レンズのレンズ成分の断面図である。図６に例示される顕微鏡対物レンズと図４に例示される結像レンズを組み合わせたときの収差図である。

まず、本発明の各実施例に係る顕微鏡対物レンズに共通する構成及び作用について説明する。
本発明の各実施例に係る顕微鏡対物レンズは、物体側から順に、像側に凸面を向けた１つのレンズ成分からなる、正の屈折力を有する第１レンズ群と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ成分からなる、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、を含んで構成されている。

なお、本明細書において、“レンズ成分”という用語は、単レンズ、接合レンズを問わず、一塊のレンズを意味する。従って、各レンズ成分は、他のレンズ成分と間隔をあけて配置されていて、他のレンズ成分から独立している。

次に、各レンズ群の作用について説明する。
第１レンズ群は、その正の屈折力により、物体から放射された光線に対して収束させる方向に作用し、光線高を抑えた状態で光線を第２レンズ群に向けて射出する。第２レンズ群は、物体側に向けた凹面によりペッツパール和を小さくしてフラットネスを改善する。さらに、第２レンズ群は、メニスカスレンズ成分の像側の凸面により、射出角度を抑えて第３レンズ群に向けて射出する。第３レンズ群は、その正の屈折力により、無限遠補正された光束を結像レンズに向けて射出する。

なお、第３レンズ群は、色収差を良好に補正するために、接合レンズからなることが望ましい。

また、顕微鏡対物レンズは、下記の条件式を満たすように構成されている。
０．３＜ｆ１／Ｆ＜０．７・・・（１）
−４＜ｆ２／Ｆ＜ −１．６・・・（２）
２＜ｆ３／Ｆ＜５・・・（３）

但し、ｆ１は、第１レンズ群の焦点距離であり、ｆ２は、第２レンズ群の焦点距離であり、ｆ３は、第３レンズ群の焦点距離であり、Ｆは、顕微鏡対物レンズの焦点距離である。

条件式（１）は、第１レンズ群の屈折力を規定する式である。上限値を超えると第１レンズ群の屈折力が不足するため、第２レンズ群の物体側の面での光線高が高くなり、コマ収差が増加してしまう。一方、下限値を下回ると第１レンズ群の屈折力が大きくなりすぎるため、第１レンズ群の偏心敏感度が上昇してしまう。

条件式（２）は、第２レンズ群の屈折力を規定する式である。上限値を超えると第２レンズ群の屈折力が大きくなりすぎるため、コマ収差が増加してしまう。また、第２レンズ群の偏心敏感度が上昇してしまう。一方、下限値を下回ると第２レンズ群の負の屈折力が不足するため、ペッツバール和の負の成分が不足して、十分なフラットネスが確保できない。なお、顕微鏡対物レンズは、条件式（２）に加えて、条件式（２−１）を満たすように構成されることがより望ましい。
−３．５＜ｆ２／Ｆ＜ −２・・・（２−１）

条件式（３）は、第３レンズ群の屈折力を規定する式である。上限値を超えると第３レンズ群の屈折力が不足するため、第２レンズ群の像側の面の光線高を高くせざるを得ず、その結果、色収差が増加してしまう。一方、下限値を下回ると第３レンズ群の屈折力が大きくなりすぎるため、球面収差が増加してしまう。また、第３レンズ群の偏心敏感度が上昇してしまう。

以上の条件式を満たすことで、顕微鏡対物レンズは、偏心敏感度が低く抑えられるため、高い組み立て効率を実現し、且つ、収差を良好に補正することができる。また、これらの条件式を満たす顕微鏡対物レンズは、心調整が不要であるので、組み立て工数が削減される。また、組み立て難易度が低く、組み立てに高度な技術を必要としないため、高い組み立て効率とともに、製造コストの低下に寄与する。また、偏心敏感度が低いため、振動にも強く、耐衝撃性にも優れている。

また、顕微鏡対物レンズは、下記の条件式を満足することが望ましい。
−１＜ｈ２１／ｒ２１＜ −０．５・・・（４）
但し、ｈ２１は、第２レンズ群のメニスカスレンズ成分の物体側の最大光線高であり、ｒ２１は、第２レンズ群のメニスカスレンズ成分の物体側の曲率半径である。

なお、ここで最大光線高とは、軸上光線、軸外光線、主光線、マージナル光線を問わない任意の光線の最大光線高である。

条件式（４）は、第２レンズ群のメニスカスレンズ成分の物体側の面での球欠（最大光線高／曲率半径）を規定する式である。上限値を超えると、第２レンズ群の物体側の球欠が小さすぎるため、ペッツバール和の負の成分が不足して、十分なフラットネスが確保できない。一方、下限を下回ると、第２レンズ群の物体側の球欠が大きすぎるため、光線が大きく曲がり、コマ収差が増加してしまう。また、第２レンズ群の偏心敏感度も上昇してしまう。

また、顕微鏡対物レンズは、下記の条件式を満足することが望ましい。
０．３５＜ｒ２１／ｒ２２＜０．６・・・（５）
但し、ｒ２１は、第２レンズ群のメニスカスレンズ成分の物体側の曲率半径であり、ｒ２２は、第２レンズ群のメニスカスレンズ成分の像側の曲率半径である。

条件式（５）は、第２レンズ群のメニスカスレンズ成分の像側の面に対する物体側の面の曲率半径の比を規定する式である。上限値を超えると像側の面（凸面）に対して物体側の面（凹面）が緩やかになりすぎるため、負の屈折力が低下する。従って、ペッツバール和の負の成分が不足して、十分なフラットネスが確保できない。一方、下限値を下回ると負の屈折力が大きくなりすぎるため、コマ収差が増加してしまう。また、第２レンズ群の偏心敏感度も上昇してしまう。

また、顕微鏡対物レンズは、下記の条件式を満足することが望ましい。
３＜ｒ１１／ｒ１２＜３０・・・（６）
但し、ｒ１１は、第１レンズ群のレンズ成分の物体側の曲率半径であり、ｒ１２は、第１レンズ群のレンズ成分の像側の曲率半径である。

条件式（６）は、第１レンズ群のレンズ成分の像側の面に対する物体側の面の曲率半径の比を規定する式である。上限値を超えると、正の屈折力が大きくなりすぎて、第１レンズ群の偏心敏感度が上昇してしまう。下限値を下回ると、屈折力が不足するため、光線を十分に収束させることができない。その結果、第２レンズ群の物体側の面での光線高が高くなるため、コマ収差が増加してしまう。

また、顕微鏡対物レンズは、下記の条件式を満足することが望ましい。
２５° ＜｜θ２ｉｎ｜＜３５° ・・・（７）
５° ＜｜θ１ｉｎｏｕｔ｜＜３５° ・・・（８）
但し、θ２ｉｎは、第２レンズ群のメニスカスレンズ成分における入射面の法線を基準とした当該メニスカスレンズ成分に入射する軸上メリディオナル光線の入射角度である。θ１ｉｎｏｕｔは、第１レンズ群のレンズ成分における入射面の法線を基準とした当該レンズ成分に入射する軸上メリディオナル光線の入射角度と、第１レンズ群のレンズ成分における射出面の法線を基準とした当該レンズ成分から射出する軸上メリディオナル光線の射出角度と、の和である。

条件式（７）は、第２レンズ群への入射光線の角度を規定する式である。上限値を超えると光線の入射角度が大きいすぎるため、入射面で曲がりすぎてコマ収差が増加してしまう。また、第２レンズ群の偏心敏感度も上昇してしまう。一方、下限値を下回ると光線が十分に曲がらないため、ペッツバール和の負の成分が不足して、十分なフラットネスが確保できない。

条件式（８）は、第１レンズ群のレンズ成分への入射角度と出射角度の和を規定する式である。上限値を超えるとレンズ成分での光線角度が大きくなるので、レンズ成分の偏心敏感度が大きくなる。一方、下限値を下回ると光線を十分に曲げることができないため、光線を収束させることができず、第２レンズ群の物体側の面での光線高が高くなり、コマ収差が増加してしまう。

なお、条件式（４）から条件式（８）の任意に組み合わせが、条件式（１）から条件式（３）を満たす顕微鏡対物レンズに適用されてもよい。
次に、組み立てられた顕微鏡対物レンズの構成と、顕微鏡対物レンズの組み立て手順について、図１を参照しながら説明する。

図１は、組み立てられた顕微鏡対物レンズの断面図の一例である。図１に例示される顕微鏡対物レンズ１は、すでに上述したように、光学部材として、カバーガラスＣＧが図示されている物体側から順に、像側に凸面を向けた１つのレンズ成分（レンズＬ１）からなる正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ成分（接合レンズＣＬ１）からなる負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、を含んで構成されている。

第２レンズ群Ｇ２に含まれるメニスカスレンズ成分は、レンズＬ２とレンズＬ３からなる接合レンズＣＬ１であり、レンズＬ２及びレンズＬ３は、いずれも物体側に凹面を向けたメニスカスレンズである。また、第３レンズ群Ｇ３は、レンズＬ４とレンズＬ５からなる接合レンズＣＬ２から構成されている。

さらに、顕微鏡対物レンズ１は、上記の光学部材の他に、第１レンズ群Ｇ１を保持する円筒形状の金属部材２と、金属部材２、第２レンズ群Ｇ２、及び第３レンズ群Ｇ３を保持する円筒形状の外筒３と、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３に含まれる各レンズ成分の間隔を確保するスペーサ４と、第３レンズ群Ｇ３をスペーサ４に押し付ける固定リング５と、を含んで構成されている。

顕微鏡対物レンズ１の組み立ては、金属部材２の外側面を外筒３の内側面に嵌合し、外筒３に金属部材２を保持させることから、開始される。次に、金属部材２に、第１レンズ群Ｇ１のレンズ成分（レンズＬ１）が接着される。その後、外筒３を立てて、第１レンズ群Ｇ１のレンズ成分（レンズＬ１）を底にした状態で、顕微鏡対物レンズ１内部に、残りのレンズ成分とスペーサ４が１つずつ順番に重ねられる。具体的には、第２レンズ群Ｇ２のメニスカスレンズ成分（接合レンズＣＬ１）、スペーサ４、第３レンズ群Ｇ３のレンズ成分（接合レンズＣＬ２）の順に重ねられる。これにより、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３の各レンズ成分の外側面は、外筒３の内側面に嵌合される。最後に、第３レンズ群Ｇ３のレンズ成分（接合レンズＣＬ２）が像側から固定リング５で固定され、組み立てを終了する。

なお、組み立てられた顕微鏡対物レンズの構成は、図１に例示される構成に限定されない。図２は、組み立てられた顕微鏡対物レンズの断面図の他の一例である。図２に例示されるように、顕微鏡対物レンズ６は、光学部材の他に、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、及び第３レンズ群Ｇ３を保持する円筒形状の外筒７と、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、及び第３レンズ群Ｇ３に含まれる各レンズ成分の間隔を確保するスペーサ８（スペーサ８ａ、スペーサ８ｂ）と、第３レンズ群Ｇ３をスペーサ８（スペーサ８ｂ）に押し付ける固定リング９と、を含んで構成されてもよい。なお、図２に例示される顕微鏡対物レンズ６の光学部材の構成は、第２レンズ群のメニスカスレンズ成分が単レンズ（レンズＬ２）から構成されている点が、図１に例示される顕微鏡対物レンズ１の構成と異なっている。

図２に例示される顕微鏡対物レンズ６は、第１レンズ群Ｇ１の外側面が第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間のスペーサ８ａの内側面に嵌合されている点、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間のスペーサ８ａの外側面が外筒７の内側面に嵌合されている点が、図１に例示される顕微鏡対物レンズ１と異なっている。なお、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３の各レンズ成分の外側面が外筒７の内側面に嵌合されている点は、図１に例示される顕微鏡対物レンズ１と同様である。

図１及び図２に例示される顕微鏡対物レンズによれば、偏心敏感度が低く抑えられるため組み立て効率の良く、且つ、収差を良好に補正することができる。
以下、各実施例について具体的に説明する。

図３は、本実施例に係る顕微鏡対物レンズの断面図である。図４は、本実施例に係る結像レンズの断面図である。なお、図３に例示される顕微鏡対物レンズ１の構成は、図１に例示される顕微鏡対物レンズ１のレンズ構成と同様である。

図３に例示される顕微鏡対物レンズ１は、物体側から順に、像側に凸面を向けた１つのレンズ成分（レンズＬ１）からなる正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ成分（接合レンズＣＬ１）からなる負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、を含んでいる。

第１レンズ群Ｇ１のレンズ成分は、物体側に凹面を向けた１つのメニスカスレンズ（レンズＬ１）から構成されている。また、第２レンズ群Ｇ２のメニスカスレンズ成分は、レンズＬ２とレンズＬ３からなる接合レンズＣＬ１であり、レンズＬ２及びレンズＬ３は、それぞれメニスカスレンズとして構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３のレンズ成分は、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からなる接合レンズＣＬ２であり、主に色収差の補正に寄与する。

図４に例示される結像レンズ１０は、単レンズ（レンズＴＬ１）から構成されている。
以下、本実施例に係る顕微鏡対物レンズ１及び結像レンズ１０の各種データについて記載する。

顕微鏡対物レンズ１の焦点距離Ｆと、倍率βと、物体側の開口数ＮＡは、それぞれ以下のとおりである。
Ｆ＝２２．５ｍｍ、 β＝１０、ＮＡ＝０．２５
また、結像レンズ１０の焦点距離Ｆｔは、以下のとおりである。
Ｆｔ＝２２５ｍｍ

顕微鏡対物レンズ１及び結像レンズ１０のレンズデータは、それぞれ以下のとおりである。
顕微鏡対物レンズ１
s r d nd vd
0(物体面)INFINITY 0.1700 1.52100 56.02
1 INFINITY 8.2786
2 -28.3039 1.5307 1.72916 54.68
3 -6.4891 2.4971
4 -4.4792 4.0559 1.69895 30.13
5 -29.3512 5.5200 1.76200 40.10
6 -9.8266 4.9279
7 -82.0138 5.0000 1.74951 35.33
8 17.4594 2.6510 1.61800 63.33
9 -24.2343 70.3688
結像レンズ１０
s r d nd vd
10 163.4770 5.0000 1.48749 70.23
11 -330.0000

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、ｖｄはｄ線に対するアッベ数を示す。なお、面番号ｓ０、ｓ１が示す面は、それぞれカバーガラスＣＧの物体側の面（物体面）、像側の面を示している。従って、顕微鏡対物レンズ１の第１面は、面番号ｓ２が示す面である。また、面間隔ｄ９は、顕微鏡対物レンズ１と結像レンズ１０の間の間隔を示している。

本実施例に係る顕微鏡対物レンズ１は、以下の式（Ａ１）から（Ａ８）で示されるように、条件式（１）から（８）を満たしている。なお、式（Ａ１）から（Ａ８）はそれぞれ条件式（１）から（８）に対応している。
ｆ１／Ｆ＝０．５・・・（Ａ１）
ｆ２／Ｆ＝−３．１９・・・（Ａ２）
ｆ３／Ｆ＝４．４５・・・（Ａ３）
ｈ２１／ｒ２１＝２．４５／−４．４７９２＝−０．５５・・・（Ａ４）
ｒ２１／ｒ２２＝０．４６・・・（Ａ５）
ｒ１１／ｒ１２＝４．３６・・・（Ａ６）
｜θ２ｉｎ｜＝３０．９５° ・・・（Ａ７）
｜θ１ｉｎｏｕｔ｜＝２９．５６° ・・・（Ａ８）

図５は、本実施例に係る顕微鏡対物レンズ１と結像レンズ１０を組み合わせて用いた場合の収差図であり、像側の結像面での収差を示している。図５（ａ）は球面収差図であり、図５（ｂ）は非点収差図であり、図５（ｃ）はコマ収差図であり、図５（ｄ）は倍率色収差図であり、図５（ｅ）は歪曲収差図である。いずれも収差も良好に補正されていることが示されている。なお、図中の“Ｃ”はＣ線、“ｄ”はｄ線、“Ｆ”はＦ線、“ｇ”はｇ線、“ＮＡ”は顕微鏡対物レンズ１１の物体側の開口数、“ＩＭＨ”は像高（ｍｍ）を示している。また、“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６は、本実施例に係る顕微鏡対物レンズの断面図である。なお、図６に例示される顕微鏡対物レンズ６の構成は、図２に例示される顕微鏡対物レンズ６のレンズ構成と同様である。

図６に例示される顕微鏡対物レンズ６は、物体側から順に、像側に凸面を向けた１つのレンズ成分（レンズＬ１）からなる正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ成分（レンズＬ２）からなる負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、を含んでいる。

第１レンズ群Ｇ１のレンズ成分は、物体側に凹面を向けた１つのメニスカスレンズ（レンズＬ１）から構成されている。また、第２レンズ群Ｇ２のメニスカスレンズ成分は、単レンズからなり、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ（レンズＬ２）から構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３のレンズ成分は、両凹レンズであるレンズＬ３と両凸レンズであるレンズＬ４からなる接合レンズＣＬ１であり、主に色収差の補正に寄与する。

また、本実施例では、実施例１と同様に、図４に例示される結像レンズ１０が用いられる。
以下、本実施例に係る顕微鏡対物レンズ６の各種データについて記載する。

顕微鏡対物レンズ６の焦点距離Ｆと、倍率βと、物体側の開口数ＮＡは、それぞれ以下のとおりである。
Ｆ＝２２．５ｍｍ、 β＝１０、ＮＡ＝０．２５

顕微鏡対物レンズ６のレンズデータは、それぞれ以下のとおりである。
顕微鏡対物レンズ６
s r d nd vd
0(物体面) INFINITY 0.1700 1.52100 56.02
1 INFINITY 5.7069
2 -73.4193 4.2418 1.60311 60.64
3 -6.1644 4.2186
4 -4.0505 7.6266 1.74077 27.79
5 -8.2139 0.8595
6 -76.9999 3.4647 1.75520 27.51
7 15.7604 7.6998 1.60300 65.44
8 -19.8548 71.0122

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、ｖｄはｄ線に対するアッベ数を示す。なお、面番号ｓ０、ｓ１が示す面は、それぞれカバーガラスＣＧの物体側の面（物体面）、像側の面を示している。従って、顕微鏡対物レンズ１の第１面は、面番号ｓ２が示す面である。また、面間隔ｄ８は、顕微鏡対物レンズ６と結像レンズ１０の間の間隔を示している。

本実施例に係る顕微鏡対物レンズ１は、以下の式（Ｂ１）から（Ｂ８）で示されるように、条件式（１）から（８）を満たしている。なお、式（Ｂ１）から（Ｂ８）はそれぞれ条件式（１）から（８）に対応している。
ｆ１／Ｆ＝０．４８・・・（Ｂ１）
ｆ２／Ｆ＝−２．１８・・・（Ｂ２）
ｆ３／Ｆ＝３．１４・・・（Ｂ３）
ｈ２１／ｒ２１＝２．５１／−４．０５０５＝−０．６２・・・（Ｂ４）
ｒ２１／ｒ２２＝０．４９・・・（Ｂ５）
ｒ１１／ｒ１２＝１１．８８・・・（Ｂ６）
｜θ２ｉｎ｜＝３２．３° ・・・（Ｂ７）
｜θ１ｉｎｏｕｔ｜＝３０．９５° ・・・（Ｂ８）

図７は、本実施例に係る顕微鏡対物レンズ６と図４に例示される結像レンズ１０を組み合わせて用いた場合の収差図であり、像側の結像面での収差を示している。図７（ａ）は球面収差図であり、図７（ｂ）は非点収差図であり、図７（ｃ）はコマ収差図であり、図７（ｄ）は倍率色収差図であり、図７（ｅ）は歪曲収差図である。いずれも収差も良好に補正されていることが示されている。なお、図中の“Ｃ”はＣ線、“ｄ”はｄ線、“Ｆ”はＦ線、“ｇ”はｇ線、“ＮＡ”は顕微鏡対物レンズ６の物体側の開口数、“ＩＭＨ”は像高（ｍｍ）を示している。また、“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。

１、６・・・顕微鏡対物レンズ、２・・・金属部材、３、７・・・外筒、４、８、８ａ、８ｂ・・・スペーサ、５、９・・・固定リング、１０・・・結像レンズ、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、ＴＬ１・・・レンズ、ＣＬ１、ＣＬ２・・・接合レンズ、Ｇ１・・・第１レンズ群、Ｇ２・・・第２レンズ群、Ｇ３・・・第３レンズ群、ＣＧ・・・カバーガラス

Claims

顕微鏡対物レンズであって、物体側から順に、
像側に凸面を向けた１つのレンズ成分からなる、正の屈折力を有する第１レンズ群と、
物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ成分からなる、負の屈折力を有する第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、
ｆ１を前記第１レンズ群の焦点距離とし、ｆ２を前記第２レンズ群の焦点距離とし、ｆ３を前記第３レンズ群の焦点距離とし、Ｆを前記顕微鏡対物レンズの焦点距離とするとき、以下の条件式
０．３＜ｆ１／Ｆ＜０．７
−３．５＜ｆ２／Ｆ＜ −２
２＜ｆ３／Ｆ＜５
を満たすことを特徴とする顕微鏡対物レンズ。
請求項１に記載の顕微鏡対物レンズにおいて、
ｈ２１を前記第２レンズ群の前記メニスカスレンズ成分の物体側の最大光線高とし、ｒ２１を前記第２レンズ群の前記メニスカスレンズ成分の物体側の曲率半径とするとき、以下の条件式
−１＜ｈ２１／ｒ２１＜ −０．５
を満たすことを特徴とする顕微鏡対物レンズ。
請求項１または請求項２に記載の顕微鏡対物レンズにおいて、
ｒ２１を前記第２レンズ群の前記メニスカスレンズ成分の物体側の曲率半径とし、ｒ２２を前記第２レンズ群の前記メニスカスレンズ成分の像側の曲率半径とするとき、以下の条件式
０．３５＜ｒ２１／ｒ２２＜０．６
を満たすことを特徴とする顕微鏡対物レンズ。
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の顕微鏡対物レンズにおいて、
ｒ１１を前記第１レンズ群の前記レンズ成分の物体側の曲率半径とし、ｒ１２を前記第１レンズ群の前記レンズ成分の像側の曲率半径とするとき、以下の条件式
３＜ｒ１１／ｒ１２＜３０
を満たすことを特徴とする顕微鏡対物レンズ。
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の顕微鏡対物レンズにおいて、
前記第３レンズ群は、接合レンズからなることを特徴とする顕微鏡対物レンズ。
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の顕微鏡対物レンズにおいて、
θ２ｉｎを前記第２レンズ群の前記メニスカスレンズ成分における入射面の法線を基準とした当該メニスカスレンズ成分に入射する軸上メリディオナル光線の入射角度とし、θ１ｉｎｏｕｔを前記第１レンズ群の前記レンズ成分における入射面の法線を基準とした当
該レンズ成分に入射する軸上メリディオナル光線の入射角度と前記第１レンズ群の前記レンズ成分における射出面の法線を基準とした当該レンズ成分から射出する軸上メリディオナル光線の射出角度との和とするとき、以下の条件式
２５° ＜｜θ２ｉｎ｜＜３５°
５° ＜｜θ１ｉｎｏｕｔ｜＜３５°
を満たすことを特徴とする顕微鏡対物レンズ。