JPH09265044A

JPH09265044A - 長作動距離顕微鏡対物レンズ

Info

Publication number: JPH09265044A
Application number: JP8071954A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Kusaka; 日下健一
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1996-03-27
Filing date: 1996-03-27
Publication date: 1997-10-07
Anticipated expiration: 2016-03-27
Also published as: JP3600926B2

Abstract

(57)【要約】【課題】従来以上の長い作動距離を有しつつ、優れた
結像性能を有する中倍率程度の長作動距離顕微鏡対物レ
ンズ。【解決手段】複数の正屈折力単体レンズから構成さ
れ、物体からの光線を収斂光束に変換する第１レンズ群
Ｇ１と、物体側に凸面を向けた負の接合メニスカスレン
ズ成分を少なくとも１つ含み、全体で負の屈折力を持つ
第２レンズ群Ｇ２とからなり、３．４＜｜ｒ₁／（ｎ₁
−１）｜／ｆ，１．８＜｜ｆ_m／ｆ｜＜５，を満たす。
ただし、ｒ₁は第１レンズ群Ｇ１の最も物体側の正屈折
力単体レンズの物体側の曲率半径、ｎ₁はその最も物体
側の正屈折力単体レンズの屈折率、ｆはレンズ全系の焦
点距離、ｆ_mは第２レンズ群Ｇ２中の何れか１つの接合
メニスカスレンズの焦点距離である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、作動距離の長い中
倍率程度の顕微鏡対物レンズに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、生物顕微鏡、工業顕微鏡の対物レ
ンズは、長作動距離のものが求められることが多い。生
物顕微鏡では、標本を加熱ステージの中に入れて観察し
たいときに作動距離が必要となり、通常の対物レンズで
は観察することができない場合がある。また、標本の生
物細胞に直接針を刺して様々な操作をするときに、作動
距離が長くないと、十分な操作ができない場合がある。
工業顕微鏡においては、凹凸がある標本を見ることが多
いため、標本を保護するためにも作動距離は長い方がよ
い。また、凹凸の大きい標本の底面を観察したい場合や
標本を傾けて観察するような場合にも、対物レンズの作
動距離が必要になる。

【０００３】２０×程度の中倍率の対物レンズの場合、
凹凸のある標本の低部の観察等において作動距離が焦点
距離の２倍以上の２０ｍｍ程度のものが求められてい
る。中倍率の作動距離の長い対物レンズとしては、特開
昭６０−１４２１５号記載のものや、特開昭６４−６３
９１５号記載のものが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来例
には、作動距離が焦点距離の２倍以上の２０ｍｍ程度の
ものはなく、十分な操作性を満たす作動距離には不足し
ている。

【０００５】本発明は従来技術の上記問題に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、従来以上の長い作動距離
を有しつつ、優れた結像性能を有する長作動距離顕微鏡
対物レンズを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の長作動距離顕微鏡対物レンズは、物体から順に、複
数の正屈折力単体レンズから構成され、物体からの光線
を収斂光束に変換する第１レンズ群と、物体側に凸面を
向けた負の接合メニスカスレンズ成分を少なくとも１つ
含み、全体で負の屈折力を持つ第２レンズ群とからな
り、以下の条件を満足することを特徴とするものであ
る。３．４＜｜ｒ₁／（ｎ₁−１）｜／ｆ・・・（１）１．８＜｜ｆ_m／ｆ｜＜５・・・（２）ただし、ｒ₁は前記第１レンズ群の最も物体側の正屈折
力単体レンズの物体側の曲率半径、ｎ₁は前記の最も物
体側の正屈折力単体レンズの屈折率、ｆはレンズ全系の
焦点距離、ｆ_mは前記第２レンズ群中の何れか１つの接
合メニスカスレンズの焦点距離である。

【０００７】また、以下の条件を満足することが望まし
い。２．１＜｜ｆ_m／ｆ｜＜４．８・・・（２）’ また、第１レンズ群中の少なくとも１つの正屈折力単体
レンズのｄ線に対するアッべ数ν_dが以下の条件を満足
することが望ましい。

【０００８】 ν_d＞６２・・・（３）さらに、第２レンズ群に負レンズと正レンズと負レンズ
の３枚接合レンズを含むことが望ましい。また、その３
枚接合レンズは、物体側に凸面を向けていることが望ま
しい。

【０００９】また、その３枚接合レンズの何れか一方の
負レンズのｄ線に対するアッベ数をν_o、その３枚接合
レンズの正レンズのｄ線に対するアッべ数をν_tとする
とき、以下の条件を満たすことが望ましい。

【００１０】 ν_t−ν_o＞３０・・・（４）また、第２レンズ群は、全て負の屈折力を持った接合レ
ンズで構成されていることが望ましい。

【００１１】また、以下のような構成においても、本発
明の長作動距離対物レンズは構成することができる。す
なわち、物体から順に、複数の正屈折力単体レンズから
構成され、正屈折力を有する第Ｉレンズ群、負の屈折力
を有する第IIレンズ群、負の屈折力を有する第III レン
ズ群、負の屈折力を有する第IVレンズ群により構成さ
れ、以下の条件を満たすことを特徴とする構成である。３．４＜｜ｒ₁／（ｎ₁−１）｜／ｆ・・・（１）ただし、ｒ₁は前記第Ｉレンズ群の最も物体側の正屈折
力単体レンズの物体側の曲率半径、ｎ₁は前記の最も物
体側の正屈折力単体レンズの屈折率、ｆはレンズ全系の
焦点距離である。

【００１２】また、第IIレンズ群は、負レンズと正レン
ズと負レンズの３枚接合レンズであることが望ましい。

【００１３】また、第IIレンズ群は、物体側に凸面を向
けたレンズであることが望ましい。

【００１４】また、その第IIレンズ群中の少なくとも１
つの負レンズのｄ線に対するアッべ数をν_o、その３枚
接合レンズの正レンズのｄ線に対するアッべ数をν_tと
するとき、以下の条件を満たすことが望ましい。

【００１５】 ν_t−ν_o＞３０・・・（４）また、第III レンズ群は、正レンズ、負レンズの接合レ
ンズであることが望ましい。

【００１６】また、第III レンズ群は、物体側に凸面を
向けたメニスカスレンズであることが望ましい。

【００１７】また、第IVレンズ群は、接合レンズを有す
ることが望ましい。

【００１８】さらに、以下の条件を満足することが望ま
しい。３＜｜ｆ_II／ｆ_b｜・・・（５）ただし、ｆ_IIは第IIレンズ群の焦点距離、ｆ_bは第IIレ
ンズ群から第IVレンズ群までの合成の焦点距離である。

【００１９】以下に、本発明において上記構成をとる理
由と作用について詳細に説明する。顕微鏡対物レンズの
同焦位置を一定とし、作動距離を長くするには、物体側
に正の屈折力を持つレンズ群を配置し、像側に強い負の
屈折力を持つレンズ群を配置する必要がある。一般に、
対物レンズの作動距離は長くなる程諸収差が急激に悪化
する。長作動距離の顕微鏡対物レンズは、この構成でな
るべく作動距離を長くしながら諸収差を良好に補正する
ことが必要になる。

【００２０】本発明の顕微鏡対物レンズは、物体から順
に、複数の正屈折力単体レンズから構成される第１レン
ズ群と、物体側に凸面を向けた負の接合メニスカスレン
ズ成分を少なくとも１つ含み、全体で負の屈折力を持つ
第２レンズ群とから構成される。

【００２１】第１レンズ群の最も物体側の正屈折力単体
レンズは、アプラナテックに近い面を２面構成すること
によって収差の発生を最小限に抑えながら、物体からの
発散光の光線高を下げている。また、それに続く正屈折
力の単体レンズにより光線を収斂光線に変化させる。

【００２２】第１レンズ群は単体レンズにより構成した
方がレンズの枚数を少なくすることができ、この結果、
作動距離を長くすることができる。第１レンズ群は単体
正レンズにより構成されるため、色収差が補正不足であ
るが、２０×程度の中倍率では、後に続く第２レンズ群
の接合レンズにより色収差を補正することが可能であ
る。

【００２３】上記の（１）式は、前記単体正レンズの屈
折力を規定したものである。この式の下限の３．４を越
えると、アプラナテックな条件から外れ、コマ収差、球
面収差が増大する。また、（１）式の範囲を越えると、
最も物体側の面の曲率半径が小さくなり、作動距離を大
きくすることが難しくなる。

【００２４】また、第２レンズ群は、少なくとも１つ物
体側に凸面を向けた負の接合メニスカスレンズ成分を含
み、全体で負の屈折力を持っている。物体からの光線は
第１レンズ群により収束光線になっているので、第２レ
ンズ群には少なくとも１つ物体側に凸面を向けた負のメ
ニスカスレンズを持つことが収差補正上有利である。ま
た、何れか１つの負のメニスカスレンズの焦点距離は上
記の（２）式を満たすことが必要である。（２）式の下
限の１．８を越えると、負のメニスカスレンズのパワー
が大きすぎてペッツバール和がマイナス方向に大きくな
り、コマ収差が補正できなくなる。（２）式の上限の５
を越えると、負のメニスカスレンズで負担する負のパワ
ーが小さくなり、その分を他のレンズが負担することに
なり、短波長の球面収差、コマ収差を補正することが困
難になる。また、対物レンズの作動距離をより長くする
ためには（２）’式を満たすことが望ましい。（２）’
式を満たすことで、長作動距離を確保しつつ、球面収
差、コマ収差を良好に補正することが可能となる。

【００２５】第１レンズ群の少なくとも１つの正の単レ
ンズのｄ線に対するアッべ数は、（３）式を満たすこと
が望ましい。第１レンズ群で発生する色収差を少なくす
るためには、第１レンズ群の少なくとも１つのレンズを
（３）式を満たす低分散ガラスを用いる必要がある。
（３）式を満たさない場合には、色収差が補正不足にな
る。

【００２６】第２レンズ群は、第１レンズ群で補正不足
の色収差を補正するための負レンズ、正レンズ、負レン
ズにて構成される３枚接合レンズが必要である。第２レ
ンズ群は全体で負の屈折力を持つため、３枚接合レンズ
も負の屈折力を持つ負レンズ、正レンズ、負レンズの組
合せにより負の屈折力を負担することが望ましい。ま
た、この３枚接合レンズは第１レンズ群により収斂光束
に変換された光線中に配置されるため、物体側に凸面を
向けることによって、コマ収差の発生を小さく抑えるこ
とができる。

【００２７】この３枚接合レンズにより有効に色収差を
補正するには、（４）式を満たすことが望ましい。３枚
接合レンズの凹レンズと凸レンズのアッべ数の差を
（４）式のように大きくすることにより、色収差を小さ
くすることができる。（４）式の範囲を越えると、特に
短波長の球面収差を補正することができなくなる。

【００２８】また、第２レンズ群は全体として強い負の
パワーを持つ必要があるため、全て負のパワーを持つレ
ンズにより構成し、パワーを分散することが望ましい。
また、長作動距離の対物レンズでは、軸上の色収差、倍
率の色収差の補正が困難になるため、全ての群が接合レ
ンズで構成されていることが望ましい。

【００２９】本発明においては、レンズ系の群構成を４
群構成とすることもできる。長作動距離顕微鏡対物レン
ズは、前群に正のパワー、後群に負のパワーを持つこと
が必要であるが、この後群の強い負のパワーを第IIレン
ズ群、第III レンズ群、第IVレンズ群に分散して構成し
ている。強い負のパワーを３つの群に分散することによ
り、長作動距離を保ちながら各収差の発生を小さく抑え
ることができる。特に、強い正屈折力の第Ｉレンズ群で
発生する正のペッツバール和は、この３つの負の屈折力
を持つ群による補正が望ましい。

【００３０】本構成では、物体から発した発散光を正屈
折力を有する第Ｉレンズ群により収斂光束にし、それを
負屈折力を有する第IIレンズ群ないし第IVレンズ群によ
って徐々に収斂度を弱めて行き、第IVレンズ群を射出す
る光線、すなわち対物レンズを射出する光線が平行光に
なるようにする。

【００３１】すでに述べたように、第Ｉレンズ群の最も
物体側の単体正レンズにアプラナテックに近い面を２面
有することによって、球面収差、コマ収差を良好に補正
しながら物体からの発散光の光線高を下げている。

【００３２】この場合の条件式（１）は、第Ｉレンズ群
の単体正レンズの最も物体側のレンズ面の屈折力を対物
レンズの焦点距離で規格化したものである。条件式
（１）を満たすことによって、球面収差、コマ収差を良
好に補正することができる。

【００３３】また、第IIレンズ群を負レンズと正レンズ
と負レンズの３枚接合レンズとすることで、色収差を効
果的に補正することが可能となる。

【００３４】さらに、第IIレンズ群は収斂光束中にある
ため、物体側に凸面を向けることによって、コマ収差の
発生を小さく抑えることができる。

【００３５】また、第IIレンズ群の負レンズと正レンズ
のアッべ数は（４）式を満たすことが望ましい。（４）
式を満たすことによって、色収差を十分に補正すること
ができる。

【００３６】第III レンズ群は、正レンズと負レンズの
接合レンズとすることが望ましい。これによって、色収
差を効果的に補正することができる。

【００３７】さらに、第IIレンズ群射出後の光線は収斂
光束になっているため、第III レンズ群は物体側に凸面
を向けたメニスカスレンズとすることによって、コマ収
差の発生を小さく抑えることができる。

【００３８】また、第IVレンズ群が接合レンズを有する
ことによって、色収差、中でも倍率の色収差を十分に補
正することが可能となる。

【００３９】また、（５）式は、第IIレンズ群ないし第
IVレンズ群の全体の負屈折力に対する第IIレンズ群の負
屈折力を規定したものである。（５）式の下限の３を越
えると、第IIレンズ群の負担する負の屈折力が強くなり
すぎ、短波長の球面収差、コマ収差を十分に補正するこ
とができなくなる。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の長作動距離顕微
鏡対物レンズの実施例１〜４について説明する。各実施
例のレンズデータは後記するが、図１〜図４はそれぞれ
実施例１〜４のレンズ構成を示す断面図である。

【００４１】実施例１の構成は、図１に断面図を示すよ
うに、第１レンズ群Ｇ１は、物体側に平面を向けた正の
平凸レンズと凸面を物体側に向けた正メニスカス単体レ
ンズとにより構成され、第１レンズ群Ｇ１は第Ｉレンズ
群Ｉと同じである。第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面
を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズと両凹レンズ
からなり、物体側に凸面を向けた負の３枚接合メニスカ
スレンズ、両凸レンズと両凹レンズからなり、物体側に
凸面を向けた負の接合メニスカスレンズ、両凹レンズと
両凸レンズからなり、物体側に凹面を向けた負の接合メ
ニスカスレンズにより構成されており、第２レンズ群Ｇ
２の３枚接合メニスカスレンズが第IIレンズ群IIを、物
体側に凸面を向けた負の接合メニスカスレンズが第III
レンズ群III を、物体側に凹面を向けた負の接合メニス
カスレンズが第IVレンズ群IVを構成している。

【００４２】実施例２の構成は、図２に断面図を示すよ
うに、第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凹面を向けた正メ
ニスカスレンズと正の両凸単体レンズとにより構成さ
れ、第１レンズ群Ｇ１は第Ｉレンズ群Ｉと同じである。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカ
スレンズと両凸レンズと物体側に凹面を向けた負メニス
カスレンズからなり、物体側に凸面を向けた負の３枚接
合レンズ、両凸レンズと両凹レンズからなり、物体側に
凸面を向けた負の接合メニスカスレンズ、両凸レンズと
両凹レンズからなり、物体側に凸面を向けた負の接合メ
ニスカスレンズにより構成されており、第２レンズ群Ｇ
２の３枚接合レンズが第IIレンズ群IIを、物体側に凸面
を向けた第１の負の接合メニスカスレンズが第III レン
ズ群III を、物体側に凸面を向けた第２の負の接合メニ
スカスレンズが第IVレンズ群IVを構成している。

【００４３】実施例３の構成は、図３に断面図を示すよ
うに、第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凹面を向けた正メ
ニスカスレンズと正の両凸単体レンズとにより構成さ
れ、第１レンズ群Ｇ１は第Ｉレンズ群Ｉと同じである。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカ
スレンズと両凸レンズと物体側に凹面を向けた負メニス
カスレンズからなり、物体側に凸面を向けた負の３枚接
合レンズ、両凸レンズと両凹レンズからなり、物体側に
凸面を向けた負の接合メニスカスレンズ、両凹レンズと
両凸レンズからなり、物体側に凹面を向けた負の接合メ
ニスカスレンズにより構成されており、第２レンズ群Ｇ
２の３枚接合レンズが第IIレンズ群IIを、物体側に凸面
を向けた負の接合メニスカスレンズが第III レンズ群II
I を、物体側に凹面を向けた負の接合メニスカスレンズ
第IVレンズ群IVを構成している。

【００４４】実施例４の構成は、図４に断面図を示すよ
うに、第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凹面を向けた正メ
ニスカスレンズと正の両凸単体レンズとにより構成さ
れ、第１レンズ群Ｇ１は第Ｉレンズ群Ｉと同じである。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカ
スレンズと両凸レンズと物体側に凹面を向けた負メニス
カスレンズからなり、物体側に凸面を向けた負の３枚接
合レンズ、両凸レンズと両凹レンズからなり、物体側に
凸面を向けた負の接合メニスカスレンズ、両凹レンズと
両凸レンズからなり、物体側に凹面を向けた負の接合メ
ニスカスレンズにより構成されており、第２レンズ群Ｇ
２の３枚接合レンズが第IIレンズ群IIを、物体側に凸面
を向けた負の接合メニスカスレンズが第III レンズ群II
I を、物体側に凹面を向けた負の接合メニスカスレンズ
第IVレンズ群IVを構成している。

【００４５】以下に、各実施例のレンズデータを示す。
記号は、上記の他、ＮＡは開口数、ＷＤは作動距離、β
は倍率、ｆは焦点距離である。また、ｒ₁、ｒ₂…は物
体側から順に示した各レンズ面の曲率半径、ｄ₁、ｄ₂
…は物体側から順に示した各レンズ面間の間隔、ｎ_d1、
ｎ_d2…は物体側から順に示した各レンズのｄ線の屈折
率、ν_d1、ν_d2…は物体側から順に示した各レンズのア
ッべ数である。

【００４６】実施例１ＮＡ＝０．３５，ＷＤ＝２３．５，β＝−２０，ｆ＝９ｒ₁= ∞ ｄ₁= 2 ｎ_d1 =1.883 ν_d1 =40.78 ｒ₂= -23.925 ｄ₂= 0.081 ｒ₃= 11.480 ｄ₃= 4.19 ｎ_d2 =1.497 ν_d2 =81.61 ｒ₄= 288.350 ｄ₄= 0.261 ｒ₅= 14.882 ｄ₅= 0.9 ｎ_d3 =1.74 ν_d3 =31.71 ｒ₆= 6.573 ｄ₆= 6.41 ｎ_d4 =1.439 ν_d4 =94.97 ｒ₇= -9.688 ｄ₇= 0.9 ｎ_d5 =1.645 ν_d5 =40.82 ｒ₈= 41.483 ｄ₈= 0.075 ｒ₉= 5.852 ｄ₉= 4.39 ｎ_d6 =1.569 ν_d6 =71.3 ｒ₁₀= -12.433 ｄ₁₀= 0.88 ｎ_d7 =1.645 ν_d7 =40.82 ｒ₁₁= 5.852 ｄ₁₁= 2.562 ｒ₁₂= -6.450 ｄ₁₂= 0.69 ｎ_d8 =1.773 ν_d8 =49.60 ｒ₁₃= 5.712 ｄ₁₃= 2.66 ｎ_d9 =1.805 ν_d9 =25.43 ｒ₁₄= -12.895 （１）｜ｒ₁／（ｎ₁−１）｜／ｆ＝∞ （２）｜ｆ_m／ｆ｜＝３．４５，３．５６（３）ν_d ＝８１．６１（４）ν_t−ν_o ＝６３．２６，５４．１５（５）｜ｆ_II／ｆ_b｜＝３．４５。

【００４７】実施例２ＮＡ＝０．３５，ＷＤ＝２１．２２，β＝−２０，ｆ＝９ｒ₁= -33.509 ｄ₁= 2.00 ｎ_d1 =1.883 ν_d1 =40.78 ｒ₂= -17.307 ｄ₂= 0.20 ｒ₃= 13.101 ｄ₃= 4.50 ｎ_d2 =1.439 ν_d2 =94.97 ｒ₄= -52.009 ｄ₄= 0.22 ｒ₅= 14.940 ｄ₅= 1.51 ｎ_d3 =1.773 ν_d3 =49.60 ｒ₆= 8.406 ｄ₆= 6.95 ｎ_d4 =1.439 ν_d4 =94.97 ｒ₇= -9.829 ｄ₇= 1.3 ｎ_d5 =1.740 ν_d5 =31.71 ｒ₈= -64.774 ｄ₈= 0.08 ｒ₉= 9.565 ｄ₉= 4.13 ｎ_d6 =1.618 ν_d6 =63.39 ｒ₁₀= -9.748 ｄ₁₀= 0.90 ｎ_d7 =1.740 ν_d7 =31.71 ｒ₁₁= 7.465 ｄ₁₁= 3.00 ｒ₁₂= 116.490 ｄ₁₂= 2.00 ｎ_d8 =1.847 ν_d8 =23.78 ｒ₁₃= -5.404 ｄ₁₃= 1.00 ｎ_d9 =1.729 ν_d9 =54.68 ｒ₁₄= 10.451 （１）｜ｒ₁／（ｎ₁−１）｜／ｆ＝４．２２（２）｜ｆ_m／ｆ｜＝４．３，２．８３（３）ν_d ＝９４．９７（４）ν_t−ν_o ＝４５．３７，６３．２６（５）｜ｆ_II／ｆ_b｜＝１９．２３。

【００４８】実施例３ＮＡ＝０．３５，ＷＤ＝２１．６，β＝−２０，ｆ＝９ｒ₁= -126.867 ｄ₁= 1.94 ｎ_d1 =1.883 ν_d1 =40.78 ｒ₂= -23.553 ｄ₂= 0.2 ｒ₃= 13.501 ｄ₃= 4.24 ｎ_d2 =1.439 ν_d2 =94.97 ｒ₄= -73.654 ｄ₄= 0.34 ｒ₅= 15.570 ｄ₅= 1.4 ｎ_d3 =1.740 ν_d3 =31.71 ｒ₆= 8.024 ｄ₆= 6.87 ｎ_d4 =1.439 ν_d4 =94.97 ｒ₇= -10.284 ｄ₇= 1.13 ｎ_d5 =1.645 ν_d5 =40.82 ｒ₈= -92.433 ｄ₈= 0.25 ｒ₉= 6.541 ｄ₉= 4.51 ｎ_d6 =1.569 ν_d6 =71.30 ｒ₁₀= -73.888 ｄ₁₀= 0.86 ｎ_d7 =1.740 ν_d7 =31.71 ｒ₁₁= 4.063 ｄ₁₁= 2.52 ｒ₁₂= -7.617 ｄ₁₂= 0.72 ｎ_d8 =1.773 ν_d8 =49.60 ｒ₁₃= 5.480 ｄ₁₃= 2.74 ｎ_d9 =1.805 ν_d9 =25.43 ｒ₁₄= -16.110 （１）｜ｒ₁／（ｎ₁−１）｜／ｆ＝１６（２）｜ｆ_m／ｆ｜＝２．５４（３）ν_d ＝９４．９７（４）ν_t−ν_o ＝６３．２６，５４．６５（５）｜ｆ_II／ｆ_b｜＝１６９．１。

【００４９】実施例４ＮＡ＝０．３５，ＷＤ＝２１．２６，β＝−２０，ｆ＝９ｒ₁= -64.448 ｄ₁= 1.76 ｎ_d1 =1.883 ν_d1 =40.78 ｒ₂= -21.175 ｄ₂= 0.20 ｒ₃= 13.692 ｄ₃= 4.25 ｎ_d2 =1.569 ν_d2 =71.30 ｒ₄= -87.078 ｄ₄= 0.16 ｒ₅= 19.334 ｄ₅= 1.40 ｎ_d3 =1.719 ν_d3 =33.52 ｒ₆= 7.353 ｄ₆= 7.06 ｎ_d4 =1.439 ν_d4 =94.97 ｒ₇= -8.747 ｄ₇= 1.13 ｎ_d5 =1.645 ν_d5 =40.82 ｒ₈= -116.357 ｄ₈= 0.29 ｒ₉= 6.103 ｄ₉= 4.12 ｎ_d6 =1.569 ν_d6 =71.30 ｒ₁₀= -22.289 ｄ₁₀= 0.86 ｎ_d7 =1.645 ν_d7 =40.82 ｒ₁₁= 3.952 ｄ₁₁= 2.77 ｒ₁₂= -13.406 ｄ₁₂= 1.10 ｎ_d8 =1.773 ν_d8 =49.60 ｒ₁₃= 4.961 ｄ₁₃= 2.69 ｎ_d9 =1.805 ν_d9 =25.43 ｒ₁₄= -56.640 （１）｜ｒ₁／（ｎ₁−１）｜／ｆ＝８．１１（２）｜ｆ_m／ｆ｜＝４．５（３）ν_d ＝７１．３０（４）ν_t−ν_o ＝６１．４５，５４．１５（５）｜ｆ_II／ｆ_b｜＝４．６９。

【００５０】上記実施例１〜４は何れも対物レンズから
の射出光が平行光束となる無限遠補正型の対物レンズで
あり、これら単体では結像しない。そこで、例えば以下
に示すレンズデータを有し、図５にレンズ断面を示す結
像レンズと組み合わせて使用される。ただし、レンズデ
ータ中、ｒ₁'、ｒ₂'…は物体側から順に示した各レンズ
面の曲率半径、ｄ₁'、ｄ₂'…は物体側から順に示した各
レンズ面間の間隔、ｎ_d1' 、ｎ_d2' …は物体側から順に
示した各レンズのｄ線の屈折率、ν_d1' 、ν_d2' …は物
体側から順に示した各レンズのアッベ数である。

【００５１】ｒ₁'= 68.754 ｄ₁'= 7.732 ｎ_d1'=1.487 ν_d1'=70.2 ｒ₂'= -37.567 ｄ₂'= 3.474 ｎ_d2'=1.806 ν_d2'=40.9 ｒ₃'= -102.847 ｄ₃'= 0.697 ｒ₄'= 84.309 ｄ₄'= 6.023 ｎ_d3'=1.834 ν_d3'=37.1 ｒ₅'= -50.710 ｄ₅'= 3.029 ｎ_d4'=1.644 ν_d4'=40.8 ｒ₆'= 40.661 。

【００５２】この場合、実施例１〜４の対物レンズと図
５の結像レンズの間の間隔は５０ｍｍ〜１７０ｍｍの間
の何れの位置でもよいが、この間隔を１２０ｍｍとした
場合の実施例１〜４の収差図をそれぞれ図６〜図９に示
す。ただし、これら収差図において、（ａ）は球面収
差、（ｂ）は非点収差、（ｃ）は歪曲収差、（ｄ）はコ
マ収差を示す。これら収差図中、ＩＨは像高を示す。な
お、上記間隔が５０ｍｍ〜１７０ｍｍの間で１２０ｍｍ
以外の位置においてもほぼ同様の収差状況を示す。

【００５３】以上の本発明の長作動距離顕微鏡対物レン
ズは例えば次のように構成することができる。〔１〕物体から順に、複数の正屈折力単体レンズから
構成され、物体からの光線を収斂光束に変換する第１レ
ンズ群と、物体側に凸面を向けた負の接合メニスカスレ
ンズ成分を少なくとも１つ含み、全体で負の屈折力を持
つ第２レンズ群とからなり、以下の条件を満足すること
を特徴とする長作動距離顕微鏡対物レンズ。３．４＜｜ｒ₁／（ｎ₁−１）｜／ｆ・・・（１）１．８＜｜ｆ_m／ｆ｜＜５・・・（２）ただし、ｒ₁は前記第１レンズ群の最も物体側の正屈折
力単体レンズの物体側の曲率半径、ｎ₁は前記の最も物
体側の正屈折力単体レンズの屈折率、ｆはレンズ全系の
焦点距離、ｆ_mは前記第２レンズ群中の何れか１つの接
合メニスカスレンズの焦点距離である。

【００５４】〔２〕以下の条件を満足することを特徴
とする上記〔１〕記載の長作動距離顕微鏡対物レンズ。２．１＜｜ｆ_m／ｆ｜＜４．８・・・（２）’ 。

【００５５】〔３〕前記第１レンズ群中の少なくとも
１つの正屈折力単体レンズのｄ線に対するアッべ数ν_d
が以下の条件を満足することを特徴とする上記〔１〕記
載の長作動距離顕微鏡対物レンズ。 ν_d＞６２・・・（３）。

【００５６】〔４〕前記第２レンズ群に負レンズと正
レンズと負レンズの３枚接合レンズが含まれることを特
徴とする上記〔１〕記載の長作動距離顕微鏡対物レン
ズ。

【００５７】〔５〕前記３枚接合レンズは、物体側に
凸面を向けていることを特徴とする上記〔４〕記載の長
作動距離顕微鏡対物レンズ。

【００５８】〔６〕前記３枚接合レンズの何れか一方
の負レンズのｄ線に対するアッベ数をν_o、前記３枚接
合レンズの正レンズのｄ線に対するアッべ数をν_tとす
るとき、以下の条件を満たすことを特徴とする上記
〔４〕記載の長作動距離顕微鏡対物レンズ。 ν_t−ν_o＞３０・・・（４）。

【００５９】〔７〕前記第２レンズ群は、全て負の屈
折力を持った接合レンズで構成されていることを特徴と
する上記〔１〕記載の長作動距離顕微鏡対物レンズ。

【００６０】〔８〕物体から順に、複数の正屈折力単
体レンズから構成され、正屈折力を有する第Ｉレンズ
群、負の屈折力を有する第IIレンズ群、負の屈折力を有
する第III レンズ群、負の屈折力を有する第IVレンズ群
により構成され、以下の条件を満たすことを特徴とする
長作動距離顕微鏡対物レンズ。３．４＜｜ｒ₁／（ｎ₁−１）｜／ｆ・・・（１）ただし、ｒ₁は前記第Ｉレンズ群の最も物体側の正屈折
力単体レンズの物体側の曲率半径、ｎ₁は前記の最も物
体側の正屈折力単体レンズの屈折率、ｆはレンズ全系の
焦点距離である。

【００６１】

〔９〕前記第IIレンズ群は、負レンズと
正レンズと負レンズの３枚接合レンズであることを特徴
とする上記〔８〕記載の長作動距離顕微鏡対物レンズ。

【００６２】〔１０〕前記第IIレンズ群は、物体側に
凸面を向けたレンズであることを特徴とする上記〔８〕
記載の長作動距離顕微鏡対物レンズ。

【００６３】〔１１〕前記第IIレンズ群中の少なくと
も１つの負レンズのｄ線に対するアッべ数をν_o、前記
３枚接合レンズの正レンズのｄ線に対するアッべ数をν
_tとするとき、以下の条件を満たすことを特徴とする上
記

〔９〕記載の長作動距離顕微鏡対物レンズ。 ν_t−ν_o＞３０・・・（４）。

【００６４】〔１２〕前記第III レンズ群は、正レン
ズ、負レンズの接合レンズであることを特徴とする上記
〔８〕記載の長作動顕微鏡対物レンズ。

【００６５】〔１３〕前記第III レンズ群は、物体側
に凸面を向けたメニスカスレンズであることを特徴とす
る上記〔８〕記載の長作動距離顕微鏡対物レンズ。

【００６６】〔１４〕前記第IVレンズ群は、接合レン
ズを有することを特徴とする上記〔８記載の長作動距離
顕微鏡対物レンズ。

【００６７】〔１５〕さらに、以下の条件を満足する
ことを特徴とする上記〔８〕記載の長作動距離顕微鏡対
物レンズ。３＜｜ｆ_II／ｆ_b｜・・・（５）ただし、ｆ_IIは前記第IIレンズ群の焦点距離、ｆ_bは前
記第IIレンズ群から第IVレンズ群までの合成の焦点距離
である。

【００６８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の顕微鏡対物レンズは、従来以上の長い作動距離を有し
つつ、優れた結像性能を有する中倍率程度の生物顕微
鏡、工業顕微鏡に適したレンズ系である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の顕微鏡対物レンズの実施例１のレンズ
断面図である。

【図２】実施例２のレンズ断面図である。

【図３】実施例３のレンズ断面図である。

【図４】実施例４のレンズ断面図である。

【図４】各実施例の顕微鏡対物レンズと共に用いる結像
レンズの１例のレンズ断面図である。

【図６】実施例１の球面収差、非点収差、歪曲収差、コ
マ収差を示す収差図である。

【図７】実施例２の球面収差、非点収差、歪曲収差、コ
マ収差を示す収差図である。

【図８】実施例３の球面収差、非点収差、歪曲収差、コ
マ収差を示す収差図である。

【図９】実施例４の球面収差、非点収差、歪曲収差、コ
マ収差を示す収差図である。

【符号の説明】

Ｇ１…第１レンズ群Ｇ２…第２レンズ群Ｉ …第Ｉレンズ群 II …第IIレンズ群 III …第III レンズ群 IV …第IVレンズ群

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【手続補正書】

【提出日】平成８年７月１５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図２】実施例２のレンズ断面図である。

【図３】実施例３のレンズ断面図である。

【図４】実施例４のレンズ断面図である。

【図５】各実施例の顕微鏡対物レンズと共に用いる結像
レンズの１例のレンズ断面図である。

【符号の説明】Ｇ１…第１レンズ群Ｇ２…第２レンズ群Ｉ …第Ｉレンズ群 II …第IIレンズ群 III …第III レンズ群 IV …第IVレンズ群

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体から順に、複数の正屈折力単体レン
ズから構成され、物体からの光線を収斂光束に変換する
第１レンズ群と、物体側に凸面を向けた負の接合メニス
カスレンズ成分を少なくとも１つ含み、全体で負の屈折
力を持つ第２レンズ群とからなり、以下の条件を満足す
ることを特徴とする長作動距離顕微鏡対物レンズ。３．４＜｜ｒ₁／（ｎ₁−１）｜／ｆ・・・（１）１．８＜｜ｆ_m／ｆ｜＜５・・・（２）ただし、ｒ₁は前記第１レンズ群の最も物体側の正屈折
力単体レンズの物体側の曲率半径、ｎ₁は前記の最も物
体側の正屈折力単体レンズの屈折率、ｆはレンズ全系の
焦点距離、ｆ_mは前記第２レンズ群中の何れか１つの接
合メニスカスレンズの焦点距離である。
【請求項２】以下の条件を満足することを特徴とする
請求項１記載の長作動距離顕微鏡対物レンズ。２．１＜｜ｆ_m／ｆ｜＜４．８・・・（２）’
【請求項３】物体から順に、複数の正屈折力単体レン
ズから構成され、正屈折力を有する第Ｉレンズ群、負の
屈折力を有する第IIレンズ群、負の屈折力を有する第II
I レンズ群、負の屈折力を有する第IVレンズ群により構
成され、以下の条件を満たすことを特徴とする長作動距
離顕微鏡対物レンズ。３．４＜｜ｒ₁／（ｎ₁−１）｜／ｆ・・・（１）ただし、ｒ₁は前記第Ｉレンズ群の最も物体側の正屈折
力単体レンズの物体側の曲率半径、ｎ₁は前記の最も物
体側の正屈折力単体レンズの屈折率、ｆはレンズ全系の
焦点距離である。