JPH043105A - 顕微鏡用対物レンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、紫外域、特に波長８００ｎ■以下の遠紫外
域においても使用可能な顕微鏡用対物レンズに関する。

（従来の技術とその課題） 従来から周知のように、顕微鏡において、その対物レン
ズの開口数（ＮＡ）が同一である場合には、波長が短く
なるにしたがって解像限界が上昇し、試料の細部にわた
って観察することができる。また、試料に紫外線を照射
した場合には、可視光線を照射した場合に比べ、より強
度の大きな蛍光が放出されることが多い。したがって、
顕微鏡により試料を観察して、より多くの情報を得るた
めに、紫外域においても使用することができる顕微鏡を
提供することが望まれる。そのためには、紫外域や遠紫
外域でも使用することができる対物レンズが必要となる
。

そこで、従来より紫外域や遠紫外域において使用可能な
対物レンズとして、例えば光波術］ンタクト誌Ｖｏ１．
２５　Ｎｏ、２（１９８７年２月）Ｐ、１３７に記載さ
れたものがあった。

この対物レンズは複数の石英製あるいは蛍石製レンズを
組合せて構成されたものである。そのため、この対物レ
ンズは紫外域や遠紫外域でも使用可能である。

しかしながら、この対物レンズでは、貼り合わせレンズ
が用いられており、その貼り合わせ面にはオプチカルコ
ンタクトが採用されている。その理由は、現時点におい
て、遠紫外線を透過する実用的な接着剤が存在しないか
らであり、レンズ接合面での全反射が無いようにするた
めには、接合面をオプチカルコンタクトするしか方法は
ないからである。したがって、この対物レンズでは、貼
り合わせ面を高精度に加工することが要求され、対物レ
ンズの製造コストが増大するという問題がある。

そこで、本願発明者は上記問題を解消した顕微鏡用対物
レンズを先の出願（特開平１−３１９７１９号公報およ
び特開平１−３１９７２０号公報で、以下、単に「先の
出願」と称する）において提案した。第１４図はこの提
案にかかる顕微鏡用対物レンズの１例を示す図である。

この提案例によれば、顕微鏡用対物レンズ８０は石英製
あるいは蛍石製のレンズ８１〜８３により構成されてい
る。そして、これらの第１ないし第３レンズ８１〜８３
は、同図に示すように、物体側（同図の左側）から像側
（同図の右側）にこの順序で所定の空気間隔をもって配
列されている。したがって、この顕微鏡用対物レンズ８
０は紫外域や遠紫外域において使用可能である。しかも
、各レンズ８１〜８３は相互に離隔されている、言い換
えればこの対物レンズ８０ては、貼り合わせ面が存在し
ない。その結果、この顕微鏡用対物レンズ８０では、オ
プチカルコンタクトが不要となり、上記問題が解消され
る。

ところで、第１４図に示す対物レンズ８０は、結像レン
ズ（その詳細な構成は後で述べる）と協働して、物体の
像を所定の結像倍率Ｍをもって結像レンズの焦点面に結
像するような構成をとっている。この時の結像倍率Ｍは
、結像レンズの焦点距離ｆ　と対物レンズ８０の焦点距
離ｔ１との比となる。すなわち、結像倍率Ｍは、 Ｍ−−ｆ２／ｆ１　　　　　・・・（１）となる。

また、顕微鏡では、通常結像レンズを固定しておき、対
物レンズを適当に交換して、結像倍率を変化させている
。したがって、結像倍率を変化させるためには、相互に
異なった焦点距離をもった対物レンズを用意する必要が
ある。

例えば、第１４図に示した対物レンズ８０を、ある対物
レンズと交換して結像倍率を（１０×Ｍ）倍にする場合
について考えてみる。

この場合、（１）式かられかるように、結像倍率を（１
０×Ｍ）倍にするためには、焦点距離が（ｆ１／１０）
の対物レンズを用意する必要がある。ここで、例えば対
物レンズ８０と同一のレンズ枚数で、しかも焦点距離が
（ｔ、／１０）の対物レンズを設計する場合には、各レ
ンズのバワ−を大きくする必要がある。しかし、各レン
ズのパワーを高めた場合、それにともなって、−数的に
は、収差が増大してしまう。特に、レンズを石英や蛍石
といった屈折率の低い硝材で形成した場合には、収差が
大きくなる傾向にある。また、パワーを大きくするため
には、各レンズの曲率を大きくしなければならない。そ
の結果、境界面で全反射してしまうといった問題も生じ
る。

これらの問題を解消するための１つの手段として、対物
レンズを構成するレンズの枚数を増やすという方法があ
る。すなわち、個々のレンズのパワーを比較的低く抑え
る一方、レンズの枚数を増やして、所定のパワーを確保
しようとするものである。しかしながら、レンズの枚数
が増大するにしたがって、対物レンズの構成が複雑にな
る。しかも、対物レンズのコストも増大する。

また、上記問題を解消するための別の手段としては、シ
ュワルツシルト（−８ｃｈｗａｒｚｃｈｊ　ｌｄ）型対
物レンズを用いるという方法がある。第１５図はシュワ
ルツシルト型対物レンズの一例を示す図であり、この対
物レンズ９０は、ＲＵＤＯＬＦ　ＫＩＮＧＳＬＡＫＥ著
”ＬＥＮＳ　ＤＥＳＩＧＮ　ＦＵＮＤＡＭＥＮＴＡＬＳ
”（ＡＣＡＤＥＭＩＣＰＲＥＳＳ　１９７８　）Ｐ、３
３３に記載されたものである。この対物レンズ９０は、
同図に示すように、凹状の球面ミラー９１と、凸状の球
面ミラー９２とで構成されている。この対物レンズ９０
では、両ミラー９１゜９２はほぼ同心で、しかも相互に
対向するように配置されている。また、その構成はシン
プルなものであるが、性能的にはその焦点距離を（ｆ１
／１０）にすることも可能である。

しかしながら、対物レンズ８０と上記対物レンズ９０と
ては、瞳の位置と物体位置を共に一致させることが困難
である。したがって、対物レンズ８０と上記対物レンズ
９０とを交換したときには、瞳の位置を固定している限
り、対物レンズ９０から物体までの距離を変えてやる必
要がある。すなわち対物レンズの交換後、ピントを合わ
せ直す必要が生じる。これは、顕微鏡の操作性を著しく
低下させるものであり、好ましいものではない。逆に、
物体位置を固定すると、瞳の位置が変わってしまうため
、固定した照明系ではその照明状態が変わってしまいや
はり好ましくない。

また、対物レンズの交換により瞳の大きさが変化したの
では、固定した照明系ではそのレンズ交換と同時に物体
を照明する光量が変化してしまうという不都合が生じる
。したがって、対物レンズの焦点距離を小さくすること
により結像倍率を高めても、対物レンズの瞳径が変化し
ないようにするためには、対物レンズの開口数を大きく
する必要がある。しかしながら、第１５図に示す対物レ
ンズ９０では、開口数の上限は０．７程度であり、それ
以上の開口数を有する対物レンズを提供することは、実
際には困難である。

なお、より大きな開口数を有する対物レンズとしては、
例えばＫＩＮＧＳＬＡＫＥ　　監修”ＡＰＰＬＩＥＤ　
０ＰＴＩＣ３ＡＮＤ　０ＰＩＣＡＬ　ＥＮＧＩＮＥＥＲ
ＩＮＧ　　ＩＩＩ”（ＡＣＡＤＥＭＩＣＰＲＥＳＳ１９
８５　）Ｐ、１７３に記載されたものがある。第１６図
はこの対物レンズの構成を示す図である。同図に示すよ
うに、この対物レンズ１００では、２枚の球面ミラー１
０１，１０２が設けられている。そして、両ミラー１０
１．１０２に対し物体側（同図の下側）に３枚のレンズ
１０３ａ、１０３ｂ。

１０３Ｃからなるレンズ群１０３が配置されるとともに
、像側（同図の上側）にレンズ１０４が配置されており
、その開口数は０７２となっている。

しかしながら、同図かられかるように、レンズ群１０Ｂ
では、レンズ１０３ａ、１０３ｂの貼り合せのためにオ
プチカルコンタクトが用いられており、上記と同様の問
題か生している。また、開口数（−〇。７２）も十分に
大きなものであるとは言えない。

したがって、対物レンズの交換によって結像倍率を（１
０×Ｍ）倍にする場合には、交換後の対物レンズが、 （１）焦点距離が対物レンズ８０の１／１０倍であり、
（２）対物レンズの交換後も、ピントを合わせ直す必要
のない、すなわち対物レンズ８０と同焦点となっており
、 （３）シかも、開口数が大きく、焦点距離が対物レンズ
８０の１／１０倍となったとしても瞳の大きさおよび位
置が対物レンズ８０のそれとほぼ等しい、という条件を
備えることが求められる。

（発明の目的） この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、上記
した先の出願にかかる対物レンズとは別の構成によって
、紫外域や遠紫外域において使用可能な顕微鏡用対物レ
ンズを低コストで提供することを第１の目的とする。

また、この発明は、結像レンズと協働して物体の像を所
定の結像倍率で結像レンズの焦点面上に結像する、先の
出願の対物レンズに対し、その焦点距離がほぼ１／１０
倍で、しかも同焦点になっており、瞳の大きさがほぼ等
しい顕微鏡用対物レンズを提供することを第２の目的と
する。

（目的を達成するための手段） 請求項１の発明は、上記目的を達成するために、ほぼ同
心で、しかも相互に対向して配置された凸状の第１球面
ミラーと凹状の第２球面ミラーと、物体側に向いた凹面
を有し、前記第１および第２球面ミラーよりも物体側に
配置された第１メニスカスレンズと、前記第１球面ミラ
ーよりも像側に所定の空気間隔をもって配列された複数
のレンズからなり、これら複数のレンズのうち最も像側
に位置するレンズが像側に凹面を向けた第２メニスカス
レンズであるレンズ群とを備えている。

また、請求項２の発明は、上記第１の目的をより良く達
成するために、請求項１の発明に加え、前記第１メニス
カスレンズおよび前記レンズ群を構成する前記複数のレ
ンズを、いずれも石英製あるいは蛍石製としている。

また、請求項３の発明は、結像レンズと協働して物体の
像を所定の結像倍率Ｍをもって結像面上に結像する対物
レンズと交換可能であり、しかも前記対物レンズに代え
て前記結像レンズと組合せて使用されたときに、結像倍
率がほぼ（１，Ｏｘ　Ｍ　）倍となる顕微鏡用対物レン
ズに向けられたものである。

そして、上記第２の目的を達成するために、ほぼ同心で
、しかも相互に対向して配置された凸状の第１球面ミラ
ーと凹状の第２球面ミラーと、物体側に向いた凹面を有
し、前記第１および第２球面ミラーよりも物体側に配置
された第１メニスカスレンズと、前記第１球面ミラーよ
りも像側に所定の空気間隔をもって配列された複数のレ
ンズからなり、これら複数のレンズのうち最も像側に位
置するレンズが像側に凹面を向けた第２メニスカスレン
ズであるレンズ群とを備えている。

（作用） 請求項１の発明によれば、オプチカルコンタクトなしに
、対物レンズが構成されている。したがって、当該対物
レンズを低コストで提供できる。

特に、第１メニスカスレンズおよびレンズ群を構成する
前記複数のレンズがいずれも石英製あるいは蛍石製であ
る場合には、紫外領域および遠紫外領域における透過率
が良好なものとなる。

また、請求項３の発明によれば、第１メニスカスレンズ
が第１および第２球面ミラーよりも物体側に配置されて
いる。したがって、開口数を大きくとる上で問題となる
収差がこの第１メニスカスレンズによって補正される。

また、第１メニスカスレンズはフィールドフラットナと
しても機能する。

一方、前記第１球面ミラーよりも像側にレンズ群が配置
されているので、当該対物レンズの瞳位置を、先の出願
の対物レンズと一致させながら同焦点にすることができ
る。すなわち、当該対物レンズの配置位置を適当に設定
することによって、当該対物レンズと、先の出願の対物
レンズとを同焦点にすることができる。ここで、仮に、
当該対物レンズが前記第１および第２球面ミラーたけて
構成されているとすれば、収差を犠牲にしないかぎり、
瞳位置を自由に選ぶことはできないか、この発明では、
レンズ群が前記第１球面ミラーよりも像側で、かつ瞳位
置よりもミラー側に配置されるために、所望の距離だけ
瞳位置を動かすことができ、瞳位置が先の出願のそれと
同一に保つことができる。

なお、単に当該対物レンズの瞳位置を一定に保つ目的の
みであれば、前記レンズ群の代わりに平行平板を配置す
ることでも可能であるが、所定のパワーを有するレンズ
群を配置することによって、前記第１メニスカスレンズ
の配置に伴なう収差の悪化を吸収するとともに、収差を
悪化させないで全系のパワーを大きくしている。

（実施例） Ａ、第１実施例 第１図はこの発明にかかる顕微鏡用対物レンズの第１実
施例を示す図である。同図に示すように、この対物レン
ズ１０はメニスカスレンズ１１と、凹状の球面ミラー１
２と、凸状の球面ミラー１３と、レンズ群１４とで構成
されている。この対物レンズ１０ては、両ミラー１２．
１３はほぼ同心で、しかも相互に対向するように配置さ
れている。

また、これら球面ミラー１２．１３に対し物体側（同図
の左側）に、メニスカスレンズ１１が配置されている。

なお、このメニスカスレンズ１１の凹面Ｓ１１は物体側
に向いている。

一方、球面ミラー１２．１３に対し像側（同図の右側）
には、レンズ群１４が配置されている。

このレンズ群１４では、レンズ１４ａ、１４ｂ。

］、４Ｃが物体側から像側にこの順序で所定の空気間隔
をもって配置されている。なお、最も像側に位置するレ
ンズ１４Ｃは、その四面Ｓ　　が像側４ｅ に向いたメニスカスレンズである。

第１表は、上記のように構成された対物レンズ１０のレ
ンズデータを示すものである。

第１表 なお、同表（および後で説明する第３ないし第７表）に
おいて、ｒ、は物体側から光線が通る順に数えてｉ番目
（ｉ−１〜１０）のレンズ面あるいは反射面の曲率半径
を、またｄｌは物体側から光線が通る順に数えてｉ番目
（ｉ−１〜９）の面と（ｉ＋１）番目の面との光軸上の
面間距離を示すものである。また、同表かられかるよう
に、メニスカスレンズ１１　１４ｃは石英製であり、レ
ンズ１４ａ、１４ｂは蛍石製である。

また、対物レンズ１０の焦点距離ｆは３．０であり、開
口数（ＮＡ）は５／６であり、像サイズは１０．６であ
る。

ところで、この対物レンズ１０は落射照明型顕微鏡に適
用することを考慮して、いわゆる無限遠補正系としてい
る。すなわち、以下に説明する結像レンズと組合せて、
物体の像を所定の結像面に結像するように構成されてい
る。

く結像レンズ〉 第２図は結像レンズの構成を示す図であり、先の出願に
おいて示された結像レンズと同一のものである。同図に
示すように、結像レンズ７０は、第１ないし第３レンズ
７１〜７３により構成されている。これら第１ないし第
３レンズ７１〜７３は、物体側（同図の左側）から像側
（同図の右側）へこの順序に所定の空気間隔をもって配
列されている。

第２表は、上記のように構成された結像レンズ７０のレ
ンズデータを示すものである。

第２表 なお、同表において、Ｒ，は物体側から数えてｉ番目（
ｉ−１〜６）のレンズ面の曲率半径を、またり、は物体
側から数えてｉ番目（ｉ−１〜５）のレンズ面と（ｉ＋
１）番目のレンズ面との光軸Ｚ上のレンズ面間距離を示
すものである。また、同表かられかるように、第ルンズ
７１は蛍石製であり、第２および第３レンズ７２．７３
は石英製である。また、この結像レンズ７ｏの焦点距離
ｆ′は３００である。

したがって、この結像レンズ７ｏと上記第１実施例にか
かる対物レンズ１ｏとからなる顕微鏡の結像倍率Ｍ′は
、 Ｍ’　−−ｆ　’　／　ｆ　−−１００／３．０−−１
００．０となる。

第３Ａ図および第３ｃ図は、それぞれ対物レンズ１０と
結像レンズ７ｏとを組合せたレンズ系の球面収差および
倍率色収差を示す図である。なお、両図（および後で説
明する第５Ａ図、第５ｃ図。

第７Ａ図、第７Ｃ図、第９Ａ図、第９ｃ図、第１１Ａ図
、第１１Ｃ図、第１３Ａ図、第１３Ｃ図）において、実
線Ａ、破線Ｂ、１点鎖線Ｃ，２点鎖線りはそれぞれ波長
２９８．０８（ｎｍ）、　２０２．５４（ｎｍ）、　３
９８．８４（ｎｓ）、　２５３．７０（ｎｍ）の光につ
いての結果を示している。

第３Ｂ図および第３Ｄ図は、それぞれ波長２９８゜０８
（ｎｍ）についての非点収差および歪曲収差を示す図で
ある。なお、第３Ｂ図（および後で説明する第５Ｂ図、
第７Ｂ図、第９Ｂ図、第１１Ｂ図、第１３Ｂ図）におい
て、実線Ｓはサジタル像面を、また破線Ｍはメリジオナ
ル像面を示している。

第３Ａ図および第３Ｃ図から、この対物レンズ１０によ
れば、紫外域および遠紫外域の光に対して収差が少ない
ことがわかる。したがって、この対物レンズ１０を紫外
域や遠紫外域において使用可能であることは明らかであ
る。また、第３Ｂ図および第３Ｄ図から、対物レンズ】
Ｏを用いたレンズ系の非点収差および歪曲収差も少ない
ことが明らかである。

Ｂ、第２実施例 第４図はこの発明にかかる顕微鏡用対物レンズの第２実
施例を示す図である。この第２実施例にかかる対物レン
ズ２０は、対物レンズ１０と同一の構成をとっている。

したがって、ここでは、そのレンズ構成についての詳細
な説明は省略する。

第３表は、この対物レンズ２ｏのレンズデータを示すも
のである。

第３表 なお、同表かられかるように、レンズ２１，２４ｂ、２
４ｃは石英製であり、レンズ２４ａは蛍石製である。

また、対物レンズ１ｏの焦点距離ｆは３．０であり、開
口数（Ｎ＾）は５／６であり、像サイズは１０．６であ
る。

この対物レンズ２ｏについても、上記第１実施例と同様
に、いわゆる無限遠補正系とし、第２図に示す結像レン
ズ７ｏを組合せされる。したがって、この結像レンズ７
ｏと上記第２実施例にががる対物レンズ２ｏとからなる
顕微鏡の結像倍率Ｍ′　も、 Ｍ’　　−−ｆ　’　　／　ｆ　−−３００／３．０−
−１０（１，０となる。

第５Ａ図および第５ｃ図は、それぞれ対物レンズ２０と
結像レンズ７ｏとを組合せたレンズ系の球面収差および
倍率色収差を示す図である。また、第５Ｂ図および第５
Ｄ図は、それぞれ波長２９８．０６（ｎｍ）についての
非点収差および歪曲収差を示す図である。

第５Ａ図および第５ｃ図から、この対物レンズ２０によ
れば、紫外域および遠紫外域の光に対して収差が少ない
ことがわかる。したがって、この対物レンズ２ｏを紫外
域や遠紫外域において使用可能であることは明らがであ
る。また、第５８図および第５Ｄ図から、対物レンズ２
０を用いたレンズ系の非点収差および歪曲収差が少ない
ことが明らかである。

Ｃ１第３実施例 第６図はこの発明にかかる顕微鏡用対物レンズの第３実
施例を示す図である。この第３実施例にかかる対物レン
ズ３０も、対物レンズ１０と同一の構成をとっている。

したがって、ここでは、そのレンズ構成についての詳細
な説明は省略する。

第４表は、この対物レンズ３０のレンズデータを示すも
のである。

（以下余白） 第４表 なお、同表かられかるように、レンズ３４ｂ、３４Ｃは
石英製であり、レンズ３１．３４ａは蛍石製である。

また、対物レンズ１０の焦点距離ｆは３．０であり、開
口数（ＮＡ）は５７６であり、像サイズは１Ｏ０６であ
る。

この対物レンズ３０についても、上記第１および第２実
施例と同様に、いわゆる無限遠補正系とし、第２図に示
す結像レンズ７０を組合せされる。

したがって、この結像レンズ７０と上記第３実施例にか
かる対物レンズ３０とからなる顕微鏡の結像倍率Ｍ′　
も、 Ｍ’　−−ｆ　’　／　ｆ　−−３００／３．０−−１
００．０となる。

第７Ａ図および第７Ｃ図は、それぞれ対物レンズ３０と
結像レンズ７０とを組合せたレンズ系の球面収差および
倍率色収差を示す図である。また、第７Ｂ図および第７
Ｄ図は、それぞれ波長２９８．０６（ｎｍ）についての
非点収差および歪曲収差を示す図である。

第７Ａ図および第７Ｃ図から、この対物レンズ３０によ
れば、紫外域および遠紫外域の光に対して収差が少ない
ことがわかる。したがって、この対物レンズ３０を紫外
域や遠紫外域において使用可能であることは明らかであ
る。また、第７Ｂ図および第７Ｄ図から、対物レンズ３
０を用いたレンズ系の非点収差および歪曲収差が少ない
ことが明らかである。

Ｄ、第４実施例 第８図はこの発明にかかる顕微鏡用対物レンズの第４実
施例を示す図である。この第４実施例にかかる対物レン
ズ４０も、対物レンズ１０と同一の構成をとっている。

したがって、ここでは、そのレンズ構成についての詳細
な説明は省略する。

第５表は、この対物レンズ４０のレンズデータを示すも
のである。

（以下余白） 第５表 なお、同表かられかるように、レンズ４１は蛍石製、４
４ａ、４４ｂ、４４ｃは石英製である。

また、対物レンズ１０の焦点距Ｍｆは３．［ｌであり、
開口数（Ｎ＾）は５７６であり、像サイズはｌ０１８で
ある。

この対物レンズ４０についても、上記第１ないし第３実
施例と同様に、いわゆる無限遠補正系とし、第２図に示
す結像レンズ７０を組合せされる。

したがって、この結像レンズ７０と上記第４実施例にか
かる対物レンズ４０とからなる顕微鏡の結像倍率Ｍ′　
も、 Ｍ’　−−−ｆ　’　／　ｆ　−−３００７３，（１−
−１００，０となる。

第９Ａ図および第９Ｃ図は、それぞれ対物レンズ４０と
結像レンズ７０とを組合せたレンズ系の球面収差および
倍率色収差を示す図である。また、第９Ｂ図および第９
Ｄ図は、それぞれ波長２９８．０６（ｎｍ）についての
非点収差および歪曲収差を示す図である。

第９Ａ図および第９Ｃ図から、この対物レンズ４０によ
れば、紫外域および遠紫外域の光に対して収差が少ない
ことがわかる。したがって、この対物レンズ４０を紫外
域や遠紫外域において使用可能であることは明らかであ
る。また、第９Ｂ図および第９Ｄ図から、対物レンズ４
０を用いたレンズ系の非点収差および歪曲収差が少ない
ことが明らかである。

Ｅ、第５実施例 第１０図はこの発明にかかる顕微鏡用対物レンズの第５
実施例を示す図である。同図に示すように、この対物レ
ンズ５０はメニスカスレンズ５１と、凹状の球面ミラー
５２と、凸状の球面ミラー５３と、レンズ群５４とで構
成されている。この対物レンズ５０では、両法面ミラー
５２．５３はほぼ同心で、しかも相互に対向するように
配置されている。また、これら球面ミラー５２５３に対
し物体側（同図の左側）に、メニスカスレンズ５１が配
置されている。なお、このメニスカスレンズ５１の凹面
Ｓ５１は物体側に向いている。

一方、球面ミラー５３に対し像側（同図の右側）には、
レンズ群５４が配置されている。このレンズ群５４では
、レンズ５４ａ〜５４ｅが物体側がら像側にこの順序で
所定の空気間隔をもって配置されている。なお、最も像
側に位置するレンズ５４ｅは、その凹面Ｓ　　が像側に
向いたメニスヵ４ｅ スレンズである。

第６表は、上記のように構成された対物レンズ５０のレ
ンズデータを示すものである。

第６表 なお、同表かられかるように、レンズ５１．５４ｂ、５
４ｄは石英製であり、レンズ５４ａ、５４Ｃ，５４ｅは
蛍石製である。

また、対物レンズ５０の焦点距離ｆは３（１０／１０８
（−２，７８）であり、開口数（ＮＡ）は０．９０であ
り、像サイズは１０．６である。

この対物レンズ５０についても、上記第１ないし第４実
施例と同様に、いわゆる無限遠補正系とし、第２図に示
す結像レンズ７０を組合せされる。

したがって、この結像レンズ７０と上記第５実施例にか
かる対物レンズ５０とからなる顕微鏡の結像倍率Ｍ′は
、 Ｍ’　−−ｆ　’　／　ｆ　−−１０８，０となる。

第１１Ａ図および第１１Ｃ図は、それぞれ対物レンズ５
０と結像レンズ７０とを組合せたレンズ系の球面収差お
よび倍率色収差を示す図である。

また、第１１Ｂ図および第１１Ｄ図は、それぞれ波長２
９８．ＯＢ（ｎｍ）についての非点収差および歪曲収差
を示す図である。

第１１Ａ図および第１１Ｃ図から、この対物レンズ５０
によれば、紫外域および遠紫外域の光に対して収差が少
ないことがわかる。したがって、この対物レンズ５０を
紫外域や遠紫外域において使用可能であることは明らか
である。また、第１１Ｂ図および第１１．　Ｄ図から、
対物レンズ５０を用いたレンズ系の非点収差および歪曲
収差が少ないことが明らかである。

Ｆ、第６実施例 第１２図はこの発明にかかる顕微鏡用対物レンズの第６
実施例を示す図である。同図に示すように、この対物レ
ンズ６０はメニスカスレンズ６１と、凹状の球面ミラー
６２と、凸状の球面ミラー６３と、レンズ群６４とで構
成されている。この対物レンズ６０では、両球面ミラー
６２．６３はほぼ同心で、しかも相互に対向するように
配置されている。また、これら球面ミラー６２．６３に
対し物体側（同図の左側）に、メニスカスレンズ６１が
配置されている。なお、このメニスカスレンズ６１の凹
面Ｓ６１は物体側に向いている。

一方、球面ミラー６３に対し像側（同図の右側）には、
レンズ群６４が配置されている。このレンズ群６４では
、レンズ６４ａ〜６４ｆが物体側から像側にこの順序で
所定の空気間隔をもって配置されている。なお、最も像
側に位置するレンズ６４ｆは、その凹面Ｓ　　が像側に
向いたメニスカ４ｆ スレンズである。

第７表は、上記のように構成された対物レンズ６０のレ
ンズデータを示すものである。

（以下余白） 第７表 なお、同表かられかるように、レンズ６１．６４ａ、６
４　ｂ、６４　ｄ、６４　ｅ、６４　ｆは石英製であり
、レンズ６４ｃは蛍石製である。

また、対物レンズ６０の焦点距離ｆは８００／１０８（
−２，７８）であり、開口数（ＮＡ）は０．９（ｌであ
り、像サイズは１０，６である。

この対物レンズ６０についても、上記第１ないし第５実
施例と同様に、いわゆる無限遠補正系とし、第２図に示
す結像レンズ７０を組合せされる。

したがって、この結像レンズ７０と上記第６実施例にか
かる対物レンズ６０とからなる顕微鏡の結像倍率Ｍ′は
、 Ｍ’　−−ｆ　’　／　ｆ　−−１０８，０となる。

第１１Ａ図および第１１Ｃ図は、それぞれ対物レンズ６
０と結像レンズ７０とを組合せたレンズ系の球面収差お
よび倍率色収差を示す図である。

また、第１１Ｂ図および第１１Ｄ図は、それぞれ波長２
９８．ＯＢ（ｎｍ）についての非点収差および歪曲収差
を示す図である。

第１１Ａ図および第１１Ｃ図から、この対物レンズ６０
によれば、紫外域および遠紫外域の光に対して収差が少
ないことがわかる。したがって、この対物レンズ６０を
紫外域や遠紫外域において使用可能であることは明らか
である。また、第１１Ｂ図および第１１Ｄ図から、対物
レンズ６０を用いたレンズ系の非点収差および歪曲収差
が少ないことが明らかである。

Ｇ、第１ないし第６実施例の効果 以上のように、第１ないし第６実施例にかかる対物レン
ズ１０，２０，３０，４０，５０．６０は紫外域や遠紫
外域において使用可能であり、これらの波長領域におい
て優れた特性を有している。

また、いずれの実施例においても、オプチカルコンタク
トの必要はなく、対物レンズを低コストで提供すること
ができる。

なお、上記においては、特に説明しなかったが、いずれ
の実施例も、可視域および赤外域においてもいずれの収
差も少なく、各対物レンズ１０，２０．３０，４０，５
０．６０を赤外域から遠紫外域の範囲において使用可能
であることが確認された。

ところで、本願発明者が先に開示した対物レンズ８０（
第１４図）は結像レンズ７０（第２図）と組合されて、
結像倍率Ｍが一１０倍のレンズ系を構成している。すな
わち、対物レンズ８ｏの焦点距離は３０である。これに
対して、上記対物レンズ１０，２０．３０．４０の焦点
距離はいずれも８．０である。したがって、結像レンズ
７ｏを固定しておき、例えば第１実施例の対物レンズ１
゜を対物レンズ８０と交換することによって、結像倍率
Ｍを一１０倍から一１００倍に変化させることができる
。また、上記対物レンズ５０．６０の焦点距離はいずれ
も２．７８である。したがって、上記と同様に、例えば
対物レンズ５０を対物レンズ８０と交換することによっ
て、結像倍率を一１０倍から一１０８倍に変化させるこ
とができる。

しかも、対物レンズ１０．２０，３０，４０゜５０．６
０はいずれも対物レンズ８０と同焦点になっている。そ
の結果、対物レンズの交換（例えば、対物レンズ８０か
ら対物レンズ１ｏへの交換）後も、ピントを合わせ直す
必要がなくなり、顕微鏡の操作性が向上する。

その上、各対物レンズ１０，２０，３０，４０５０．６
０の瞳の位置および大きさは対物レンズ８０とほぼ同程
度となっている。したがって、レンズ交換によっても、
物体を照明する光量に大きな変化は認められず、良好な
状態で物体の観察を行うことができる。

すなわち、上記実施例にかかる対物レンズ１０゜２０．
３０，４０，５０．６０はいずれも本願の第２の目的に
合致する対物レンズといえる。

（発明の効果） 以上のように、請求項１の発明によれば、ほぼ同心で、
しかも相互に対向して配置された凸状の第１球面ミラー
と凹状の第２球面ミラーを設けている。そして、第１メ
ニスカスレンズを前記第１および第２球面ミラーよりも
物体側に配置する一方、像側に所定の空気間隔をもって
配列された複数のレンズからなるレンズ群を配置してい
るので、当該対物レンズを紫外域や遠紫外域において使
用することができる。また、当該対物レンズでは、オプ
チカルコンタクトの必要がなくなり、当該対物レンズを
安価に提供することができる。

請求項２の発明では、請求項１の発明に加え、前記第１
メニスカスレンズおよび前記レンズ群を構成する前記複
数のレンズを、いずれも石英製あるいは蛍石製としてい
るために、紫外領域および遠紫外領域における透過率を
良好なものとすることができる。

請求項３の発明によれば、ほぼ同心で、しかも相互に対
向して配置された凸状の第１球面ミラーと凹状の第２球
面ミラーを適当に組合わせて、当該対物レンズの焦点距
離を先の出願の対物レンズの約１／１０としているので
、結像倍率をほぼ（１０ｘ　Ｍ　）倍とすることができ
る。しかも、当該対物レンズの配置位置を適当に設定す
ることによって、当該対物レンズと、先の出願の対物レ
ンズとを同焦点とすることができる。また、第１メニス
カスレンズを前記第１および第２球面ミラーよりも物体
側に配置しているために、開口数を大きくすることがで
きる。また、像側にレンズ群を配置しているために、所
定距離だけ瞳位置を調整することができ、先の出願の瞳
位置と一致させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明にかかる顕微鏡用対物レンズの第１
実施例を示す図であり、 第２図は、結像レンズの構成を示す図であり、第３Ａ図
、第３Ｂ図、第３Ｃ図および第３Ｄ図は、それぞれ第１
図に示す対物レンズと上記結像レンズとを組合せたレン
ズ系の球面収差、非点収差１倍率色収差および歪曲収差
を示す図であり、第４図は、この発明にかかる顕微鏡用
対物レンズの第２実施例を示す図であり、 第５Ａ図、第５Ｂ図、第５Ｃ図および第５Ｄ図は、それ
ぞれ第４図に示す対物レンズと上記結像レンズとを組合
せたレンズ系の球面収差、非点収差１倍率色収差および
歪曲収差を示す図であり、第６図は、この発明にかかる
顕微鏡用対物レンズの第３実施例を示す図であり、 第７Ａ図、第７Ｂ図、第７Ｃ図および第７Ｄ図は、それ
ぞれ第６図に示す対物レンズと上記結像レンズとを組合
せたレンズ系の球面収差、非点収差１倍率色収差および
歪曲収差を示す図であり、第８図は、この発明にかかる
顕微鏡用対物レンズの第４実施例を示す図であり、 第９Ａ図、第９Ｂ図、第９Ｃ図および第９Ｄ図は、それ
ぞれ第８図に示す対物レンズと上記結像レンズとを組合
せたレンズ系の球面収差、非点収差１倍率色収差および
歪曲収差を示す図であり、第１０図は、この発明にかか
る顕微鏡用対物レンズの第５実施例を示す図であり、 第１１Ａ図、第１１Ｂ図、第１１Ｃ図および第１１Ｄ図
は、それぞれ第１０図に示す対物レンズと上記結像レン
ズとを組合せたレンズ系の球面収差、非点収差１倍率色
収差および歪曲収差を示す図であり、 第１２図は、この発明にかかる顕微鏡用対物レンズの第
６実施例を示す図であり、 第１３Ａ図、第１３Ｂ図１第１３Ｃ図および第１３Ｄ図
は、それぞれ第１２図に示す対物レンズと上記結像レン
ズとを組合せたレンズ系の球面収差、非点収差１倍率色
収差および歪曲収差を示す図であり、 第１４図ないし第１６図は、それぞれ従来の顕微鏡用対
物レンズの構成を示す図である。 ７０・・・結像レンズ、 ８０・・・対物レンズ、

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ほぼ同心で、しかも相互に対向して配置された凸
   状の第１球面ミラーと凹状の第２球面ミラーと、 物体側に向いた凹面を有し、前記第１および第２球面ミ
   ラーよりも物体側に配置された第１メニスカスレンズと
   、 前記第１球面ミラーよりも像側に所定の空気間隔をもっ
   て配列された複数のレンズからなり、これら複数のレン
   ズのうち最も像側に位置するレンズが像側に凹面を向け
   た第２メニスカスレンズであるレンズ群とを備えたこと
   を特徴とする顕微鏡用対物レンズ。
2. （２）前記第１メニスカスレンズおよび前記レンズ群を
   構成する前記複数のレンズがいずれも石英製あるいは蛍
   石製である請求項１記載の顕微鏡用対物レンズ。
3. （３）結像レンズと協働して物体の像を所定の結像倍率
   Ｍをもって結像面上に結像する対物レンズと交換可能で
   あり、しかも前記対物レンズに代えて前記結像レンズと
   組合せて使用されたときに、結像倍率がほぼ（１０×Ｍ
   ）倍となる顕微鏡用対物レンズであって、 ほぼ同心で、しかも相互に対向して配置された凸状の第
   １球面ミラーと凹状の第２球面ミラーと、物体側に向い
   た凹面を有し、前記第１および第２球面ミラーよりも物
   体側に配置された第１メニスカスレンズと、 前記第１球面ミラーよりも像側に所定の空気間隔をもっ
   て配列された複数のレンズからなり、これら複数のレン
   ズのうち最も像側に位置するレンズが像側に凹面を向け
   た第２メニスカスレンズであるレンズ群とを備えたこと
   を特徴とする顕微鏡用対物レンズ。
4. （４）前記第１メニスカスレンズおよび前記レンズ群を
   構成する前記複数のレンズがいずれも石英製あるいは蛍
   石製である請求項３記載の顕微鏡用対物レンズ。