JPH09281399A - 落射蛍光用対物レンズ系および該対物レンズ系を備えた落射蛍光顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 励起光を良好に透過させるとともに自己蛍光
の発生が少なく、且つ諸収差が良好に補正された落射蛍
光用対物レンズ系。 【解決手段】 標本側から順に、前方レンズ群と、後方
レンズ群とを備え、前方レンズ群を構成するレンズ成分
のうち少なくとも標本側に配置されたレンズ成分は、落
射蛍光用対物レンズ系を構成する他のレンズ成分と比較
して、励起光に対する透過率が実質的に大きく且つ励起
光に対する蛍光の発生が実質的に少ない所定の光学材料
で形成されている。そして、前方レンズ群と後方レンズ
群との間の光路中に供給された励起光を前方レンズ群を
介して標本に導き、前方レンズ群および後方レンズ群を
介した標本からの蛍光に基づいて標本の像を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は落射蛍光用対物レン
ズ系および該対物レンズ系を備えた落射蛍光顕微鏡に関
し、特に落射照明された励起光に対する標本からの蛍光
を観察する落射蛍光顕微鏡に用いられる対物レンズ系に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】顕微鏡の一種として、水銀ランプ等の光
源からの短い波長の励起光を標本上の観察視野領域に落
射照明し、標本から発する長い波長の蛍光を観察する落
射蛍光顕微鏡がある。なお、本明細書において、落射蛍
光顕微鏡に用いられ前方レンズ群と後方レンズ群とに分
けられる対物レンズを「落射蛍光用対物レンズ系」とい
う。

【０００３】従来の落射蛍光顕微鏡では、光源からの励
起光をダイクロイックミラーで対物レンズに向かって反
射し、対物レンズの像側の開口から光軸に沿って励起光
を標本に照射する。このように、従来の落射蛍光顕微鏡
では、標本を落射照明する際に、対物レンズ全体をコン
デンサーレンズとして用いている。励起光として近紫外
線が使用される場合、対物レンズを構成する光学材料と
して、近紫外線に対して十分な透過率を有し且つ近紫外
線に対する蛍光の発生（以下、「自己蛍光」という）が
十分少ない光学材料を選択する必要がある。これは、対
物レンズからの自己蛍光が落射蛍光顕微鏡の像面に達
し、観察目的である標本の蛍光像のコントラストを著し
く損なう恐れがあるからである。

【０００４】紫外線を良好に透過させる光学材料とし
て、蛍石および石英が知られている。なお、高純度の石
英は紫外線に対する蛍光の発生が非常に小さいが、蛍石
は紫外線に対して強い蛍光を発生することも知られてい
る。ただし、蛍石についても、自己蛍光の発生の少ない
特性を有する素材が開発されている。これに対し、従来
の光学ガラスは、自己蛍光の発生量がこれらの素材に対
して数倍以上に、多いものでは数千倍に達することが知
られている。したがって、高純度の石英や所定の特性を
有する蛍石だけを用いて対物レンズを構成すれば、紫外
線に対する透過率が良好で且つ自己蛍光の発生の少ない
対物レンズを実現することができる。ちなみに、石英の
方が蛍石よりも物理特性がはるかに安定しており、入手
も容易である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、紫外線
を良好に透過させる蛍石や石英は、屈折率がともに小さ
く、分散率が互いに近似している。このため、これら二
種類の光学材料だけを用いて、色収差などの諸収差が良
好に補正された開口数の大きな対物レンズを構成するこ
とは、非常に困難である。したがって、諸収差が良好に
補正された開口数の大きな対物レンズを構成するには、
分散の大きな蛍石や石英以外の光学材料を組み込まざる
を得ない。

【０００６】以上のように、従来の落射蛍光用対物レン
ズでは、励起光を良好に透過させるとともに自己蛍光の
発生を少なくするには、蛍石や石英を用いる必要があ
る。しかしながら、蛍石や石英だけで対物レンズを構成
すると、諸収差を良好に補正することができなかった。
一方、諸収差が良好に補正された対物レンズを構成する
ために分散の大きな光学材料を組み込むと、発生する自
己蛍光の総量が増加してしまうという不都合があった。

【０００７】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、励起光を良好に透過させるとともに自己蛍光
の発生が少なく、且つ諸収差が良好に補正された落射蛍
光用対物レンズ系および該対物レンズ系を備えた落射蛍
光顕微鏡を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の第１発明においては、落射照明された励起
光に対する標本からの蛍光を観察する落射蛍光顕微鏡に
用いられ、前記標本からの蛍光に基づいて前記標本の像
を形成する落射蛍光用対物レンズ系において、前記標本
側から順に、前方レンズ群と、後方レンズ群とを備え、
前記前方レンズ群を構成するレンズ成分のうち少なくと
も前記標本側に配置されたレンズ成分は、前記落射蛍光
用対物レンズ系を構成する他のレンズ成分と比較して、
前記励起光に対する透過率が実質的に大きく且つ前記励
起光に対する蛍光の発生が実質的に少ない所定の光学材
料で形成され、前記前方レンズ群と前記後方レンズ群と
の間の光路中に供給された励起光を前記前方レンズ群を
介して前記標本に導き、前記前方レンズ群および前記後
方レンズ群を介した前記標本からの蛍光に基づいて前記
標本の像を形成することを特徴とする落射蛍光用対物レ
ンズ系を提供する。

【０００９】第１発明の好ましい態様によれば、前記前
方レンズ群と前記後方レンズ群との間の光路中には、前
記励起光を反射して前記標本に導くとともに、前記前方
レンズ群を介した前記標本からの蛍光を透過させるため
の半透過膜が設けられている。また、前記前方レンズ群
を構成するすべてのレンズ成分は、前記所定の光学材料
で形成されていることが好ましい。

【００１０】また、本発明の第２発明においては、励起
光で標本を落射照明し、前記励起光に対する前記標本か
らの蛍光に基づいて形成された前記標本の像を観察する
落射蛍光顕微鏡において、前方レンズ群と後方レンズ群
とを有する対物レンズ系と、前記前方レンズ群と前記後
方レンズ群との間の光路中に励起光を供給するための励
起光供給手段と、前記前方レンズ群と前記後方レンズ群
との間の光路中に配置され、前記励起光供給手段から供
給された励起光を反射して前記標本に導くとともに、前
記前方レンズ群を介した前記標本からの蛍光を透過させ
るための半透過膜とを備え、前記前方レンズ群を構成す
るレンズ成分のうち少なくとも前記標本側に配置された
レンズ成分は、前記落射蛍光用対物レンズ系を構成する
他のレンズ成分と比較して、前記励起光に対する透過率
が実質的に大きく且つ前記励起光に対する蛍光の発生が
実質的に少ない所定の光学材料で形成されていることを
特徴とする落射蛍光顕微鏡を提供する。

【００１１】第２発明の好ましい態様によれば、前記半
透過膜を介して入射する励起光を反射または吸収すると
ともに、前記半透過膜を介して入射する蛍光を透過させ
るための第２半透過膜と、前記励起光を反射すべき前記
半透過膜を透過して前記前方レンズ群と前記後方レンズ
群との間の光路から外に導かれた励起光を吸収するため
の吸収部材とをさらに備えている。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明では、対物レンズ系を、標
本側から順に、前方レンズ群と後方レンズ群とに分割し
ている。そして、前方レンズ群と後方レンズ群との間の
光路中に供給された励起光をたとえばダイクロイックミ
ラーのような半透過膜で反射し、反射した励起光を前方
レンズ群を介して標本に導き、前方レンズ群および後方
レンズ群を介した標本からの蛍光に基づいて標本の像を
形成する。なお、前方レンズ群を構成するレンズ成分の
うち少なくとも標本側に配置されたレンズ成分は、たと
えば高純度の石英のように、励起光に対する透過率が大
きく且つ励起光に対する蛍光の発生が少ない光学材料で
形成されている。

【００１３】このように、従来の対物レンズでは対物レ
ンズ全体がコンデンサーレンズの役割を担っていたのに
対し、本発明では前方レンズ群のみがコンデンサーレン
ズの役目を担っている。したがって、本発明において励
起光が透過する前方レンズ群のレンズ成分の体積の総量
は、従来技術において励起光が透過する対物レンズ系全
体のレンズ成分の体積の総量よりも小さい。さらに、上
述したように、前方レンズ群の大部分は、励起光に対す
る透過率が大きく且つ自己蛍光の発生が少ない光学材料
で形成されている。したがって、本発明の落射蛍光用対
物レンズ系では、励起光の透過が良好で、自己蛍光の発
生が少ない。

【００１４】また、上述したように、励起光は前方レン
ズ群と後方レンズ群との間に配置された半透過膜で反射
された後、前方レンズ群を介して標本に照射される。し
たがって、標本の表面や前方レンズ群を構成する各レン
ズ成分の表面で反射された励起光は、半透過膜に遮られ
て後方レンズ群に達することはない。このように、励起
光は後方レンズ群を通過することがないので、後方レン
ズ群には通常の光学材料を使用することができる。した
がって、前方レンズ群を介して諸収差を含んだ光線を、
後方レンズ群によって良好に補正することが可能とな
る。こうして、本発明によれば、励起光を良好に透過さ
せるとともに自己蛍光の発生が少なく、且つ諸収差が良
好に補正された落射蛍光用対物レンズ系および該対物レ
ンズ系を備えた落射蛍光顕微鏡を実現することができ
る。その結果、励起光に対して微弱な蛍光しか発生しな
いような標本についても、良好な落射蛍光観察が可能に
なる。

【００１５】なお、上述したように、本発明では、前方
レンズ群のみがコンデンサーレンズの役目を担ってい
る。この場合、前方レンズ群を構成するレンズ成分のう
ち特に標本側のレンズ成分では、絞られた励起光が通過
するので強い自己蛍光が発生する。また、標本側のレン
ズ成分は標本に近いため、標本側のレンズ成分からの自
己蛍光は標本と光学的に共役な像面に達し易い。このよ
うに、前方レンズ群を構成するレンズ成分のうち標本に
近いレンズ成分ほど、強い自己蛍光を発生するととも
に、発生した自己蛍光が像面に達し易い傾向がある。換
言すれば、後方レンズ群に近いレンズ成分では、自己蛍
光の発生の影響が小さい。したがって、前方レンズ群の
うち後方レンズ群に近いレンズ成分には、たとえば蛍石
のように、励起光に対する透過率は大きいがある程度自
己蛍光を発する光学材料を使用してもよいことになる。

【００１６】また、倍率色収差などの諸収差を良好に補
正するには、後方レンズ群に入射する光線は発散光線で
ある方が有利である。しかしながら、発散の程度が大き
いと、ダイクロイックミラーのような半透過膜の反射特
性が光線の入射角に応じて変化することがある。したが
って、前方レンズ群を介した光線は、光軸に対する光線
の傾きがたとえば５°以内のほぼ平行な発散光線である
のが好ましい。

【００１７】以下、本発明の実施例を、添付図面に基づ
いて説明する。図１は、本発明の実施例にかかる落射蛍
光顕微鏡の要部の構成を概略的に示す図である。図１の
落射蛍光顕微鏡は、たとえば紫外線のような励起光を供
給するための励起光供給手段である照明系Ａを備えてい
る。照明系Ａにおいて、光源１からの励起光は、コレク
タレンズ２によって集光されて一旦結像した後、リレー
レンズ３を介してダイクロイックミラーＤＭに入射す
る。なお、コレクタレンズ２とリレーレンズ３との間の
結像位置には開口絞りＡＳが配置され、リレーレンズ３
の後方には視野絞りＦＳが配置されている。

【００１８】ダイクロイックミラーＤＭにより反射され
た励起光は、対物レンズ系の前方レンズ群ＧＦを介し
て、標本の観察視野領域を落射照明する。標本と視野絞
りＦＳとは光学的に共役に位置決めされており、観察視
野領域は視野絞りＦＳの開口部の形状および大きさに依
存して規定される。なお、前方レンズ群ＧＦを構成する
レンズ成分は、たとえば高純度の石英のような、励起光
に対する透過率が大きく且つ自己蛍光の発生が少ない光
学材料で構成されている。光源１からの励起光に対する
標本からの蛍光は、対物レンズ系の前方レンズ群ＧＦに
よって集光された後、ダイクロイックミラーＤＭを透過
する。このように、ダイクロイックミラーＤＭは、光源
１からの励起光を反射し且つ標本からの蛍光を透過させ
る特性を有する。

【００１９】ダイクロイックミラーＤＭを透過した蛍光
は、バリアフィルタＢＡに入射する。なお、バリアフィ
ルタＢＡは、ダイクロイックミラーＤＭと同様に、励起
光を反射または吸収し且つ蛍光を透過させる特性を有す
る。したがって、バリアフィルタＢＡを透過した蛍光
は、対物レンズ系の後方レンズ群ＧＲを介して、標本の
蛍光像（不図示）を形成する。蛍光像は、図示を省略し
た接眼レンズ系を介して拡大観察される。

【００２０】上述のように、ダイクロイックミラーＤＭ
は、励起光を反射する特性を有する。しかしながら、ダ
イクロイックミラーＤＭの反射特性の不完全さに起因し
て、図１中破線で示すように、光源１からの励起光がダ
イクロイックミラーＤＭを透過する可能性がある。ダイ
クロイックミラーＤＭを透過した励起光が鏡筒内壁に入
射すると、散乱されてフレアーとなり周囲の部材から蛍
光を発生させて、観察像のコントラストを低下させる要
因となる恐れがある。そこで、本実施例では、ダイクロ
イックミラーＤＭを透過した光源１からの励起光を反射
部材４で反射した後に、吸収部材５によって吸収してい
る。こうして、反射部材４および吸収部材５の作用によ
り、ダイクロイックミラーＤＭを透過した光源１からの
励起光がフレアーとなり、観察に有害な蛍光を発するの
を未然に防止することができる。

【００２１】また、ダイクロイックミラーＤＭで反射さ
れた励起光が前方レンズ群ＧＦを通過する際に、各レン
ズの表面で反射され、ダイクロイックミラーＤＭに再び
入射する。ダイクロイックミラーＤＭに再び入射した励
起光の大部分は反射されるが、ダイクロイックミラーＤ
Ｍの反射特性の不完全さに起因して一部の励起光がダイ
クロイックミラーＤＭを透過する可能性がある。ダイク
ロイックミラーＤＭを透過した励起光が後方レンズ群Ｇ
Ｒに入射すると、後方レンズ群ＧＲにおいて自己蛍光が
発生し、観察蛍光像のコントラストを低下させる要因と
なる恐れがある。

【００２２】そこで、本実施例では、ダイクロイックミ
ラーＤＭを透過した各レンズ表面からの励起光をバリア
フィルタＢＡで反射または吸収し、後方レンズ群ＧＲに
達しないように構成している。こうして、バリアフィル
タＢＡの作用により、ダイクロイックミラーＤＭを透過
した各レンズ表面からの励起光が後方レンズ群に入射す
るのを、ひいては後方レンズ群において自己蛍光が発生
するのを未然に防止することができる。なお、バリアフ
ィルタＢＡに代えて、後方レンズ群ＧＲの最も標本側の
面にダイクロイック膜を形成することもできる。

【００２３】このように、本実施例においては、励起光
は対物レンズ系の前方レンズ群ＧＦだけを通過して標本
を落射照明する。そして、前方レンズ群ＧＦは、たとえ
ば高純度の石英のように、励起光に対する透過率が大き
く且つ自己蛍光の発生が少ない光学材料で形成されてい
る。したがって、励起光の透過を良好にするとともに、
自己蛍光の発生を少なくすることができる。また、励起
光は対物レンズ系の後方レンズ群を通過することがない
ので、後方レンズ群に通常の光学材料を使用し、前方レ
ンズ群を介して諸収差を含んだ光線を後方レンズ群によ
って良好に補正することができる。こうして、本実施例
では、励起光に対して微弱な蛍光しか発生しないような
標本についても、良好な落射蛍光観察が可能になる。

【００２４】以下、数値実施例に基づいて、本発明の落
射蛍光用対物レンズ系の結像特性について検証する。各
数値実施例において、本発明の落射蛍光用対物レンズ系
は、標本側から順に、正の屈折力を有する前方レンズ群
ＧＦと、正の屈折力を有する後方レンズ群ＧＲとを備え
ている。

【００２５】〔数値実施例１〕図２は、本発明の数値実
施例１にかかる落射蛍光用対物レンズ系の構成を示す図
である。数値実施例１は、水浸式の対物レンズ系に本発
明を適用した例である。数値実施例１では、前方レンズ
群ＧＦを構成する４つのレンズ成分がすべて高純度の石
英で形成されている。また、カバーガラスも高純度の石
英で形成されている。

【００２６】図２の落射蛍光用対物レンズ系において、
前方レンズ群ＧＦは、標本側から順に、標本側に凹面を
向けた正メニスカスレンズ、標本側に凹面を向けた正メ
ニスカスレンズ、標本側に凹面を向けた正メニスカスレ
ンズ、および両凸レンズから構成されている。また、後
方レンズ群ＧＲは、標本側から順に、標本側に凸面を向
けた負メニスカスレンズと両凸レンズとの接合正レン
ズ、両凸レンズと両凹レンズとの接合負レンズ、および
両凸レンズと両凹レンズとの接合負レンズから構成され
ている。

【００２７】次の表（１）に、本発明の数値実施例１の
諸元の値を掲げる。表（１）において、ＮＡは開口数
を、βは倍率をそれぞれ表している。また、カバーガラ
スの厚さは０．１７であり、カバーガラスと第１レンズ
面との間の間隔は０．１２５であり、その間は水で満た
されている。カバーガラスと標本との間も水で満たされ
ており、その間隔は０．１２である。ここで、水のｄ線
（λ＝５８７．６３ｍ）に対する屈折率は１．３３３０
６であり、水のアッベ数は５３．９８である。さらに、
左端の数字は物体側からの各レンズ面の順序を、ｒは各
レンズ面の曲率半径を、ｄは各レンズ面間隔を、ｎおよ
びνはそれぞれｄ線（λ＝５８７．６３ｍ）に対する屈
折率およびアッベ数を示している。

【００２８】

【表１】 ＮＡ＝１．１５ β ＝１００ ｒ ｄ ｎ ν 1 -2.961 2.00000 1.45847 67.8 ＧＦ 2 -1.453 0.05000 3 -6.030 2.20000 1.45847 67.8 4 -4.228 0.10000 5 -17.912 2.00000 1.45847 67.8 6 -7.526 0.10000 7 81.826 3.00000 1.45847 67.8 8 -10.528 14.00000 9 13.525 0.80000 1.67270 32.2 ＧＲ 10 6.378 4.50000 1.43388 95.2 11 -26.319 0.10000 12 5.126 3.99000 1.43388 95.2 13 -23.465 0.80000 1.67270 32.2 14 4.349 21.30000 15 33.011 4.52000 1.74077 27.6 16 -10.866 3.14000 1.51860 70.0 17 11.180

【００２９】図３は、数値実施例１における諸収差図で
ある。各収差図において、ＮＡは開口数を、ｙは像高
を、Ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）を、ＣはＣ線（λ
＝６５６．３ｎｍ）を、ＦはＦ線（λ＝４８６．１ｎ
ｍ）をそれぞれ示している。また、非点収差を示す収差
図において、破線はメリディオナル像面を、実線はサジ
タル像面をそれぞれ示している。各収差図から明らかな
ように、本数値実施例では、諸収差が良好に補正されて
いることがわかる。

【００３０】〔数値実施例２〕図４は、本発明の数値実
施例２にかかる落射蛍光用対物レンズ系の構成を示す図
である。数値実施例２は、水浸式の対物レンズ系に本発
明を適用した例である。数値実施例２では、前方レンズ
群ＧＦを構成する４つのレンズ成分のうち、標本側の３
つのレンズ成分が高純度の石英で、後方レンズ群側のレ
ンズ成分が蛍石で形成されている。また、カバーガラス
は高純度の石英で形成されている。

【００３１】図４の落射蛍光用対物レンズ系において、
前方レンズ群ＧＦは、標本側から順に、標本側に凹面を
向けた正メニスカスレンズ、標本側に凹面を向けた正メ
ニスカスレンズ、標本側に凹面を向けた正メニスカスレ
ンズ、および両凸レンズから構成されている。また、後
方レンズ群ＧＲは、標本側から順に、標本側に凸面を向
けた負メニスカスレンズと両凸レンズとの接合正レン
ズ、両凸レンズと両凹レンズとの接合負レンズ、および
両凸レンズと両凹レンズとの接合負レンズから構成され
ている。

【００３２】次の表（２）に、本発明の数値実施例２の
諸元の値を掲げる。表（２）において、ＮＡは開口数
を、βは倍率をそれぞれ表している。また、カバーガラ
スの厚さは０．１７であり、カバーガラスと第１レンズ
面との間の間隔は０．１２５であり、その間は水で満た
されている。カバーガラスと標本との間も水で満たされ
ており、その間隔は０．１２である。ここで、水のｄ線
（λ＝５８７．６３ｍ）に対する屈折率は１．３３３０
６であり、水のアッベ数は５３．９８である。さらに、
左端の数字は物体側からの各レンズ面の順序を、ｒは各
レンズ面の曲率半径を、ｄは各レンズ面間隔を、ｎおよ
びνはそれぞれｄ線（λ＝５８７．６３ｍ）に対する屈
折率およびアッベ数を示している。

【００３３】

【表２】 ＮＡ＝１．１５ β ＝１００ ｒ ｄ ｎ ν 1 -2.974 2.00000 1.45847 67.8 ＧＦ 2 -1.453 0.05000 3 -5.194 2.20000 1.45847 67.8 4 -4.033 0.10000 5 -16.676 2.00000 1.45847 67.8 6 -6.974 0.10000 7 77.183 3.00000 1.43388 95.2 8 -11.021 14.00000 9 13.702 0.80000 1.67270 32.2 ＧＲ 10 6.761 4.50000 1.43388 95.2 11 -28.931 0.10000 12 5.604 3.99000 1.49782 82.5 13 -50.978 0.80000 1.67270 32.2 14 4.801 21.30000 15 31.609 4.52000 1.74077 27.6 16 -11.355 3.14000 1.51860 70.0 17 10.391

【００３４】図５は、数値実施例２における諸収差図で
ある。各収差図において、ＮＡは開口数を、ｙは像高
を、Ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）を、ＣはＣ線（λ
＝６５６．３ｎｍ）を、ＦはＦ線（λ＝４８６．１ｎ
ｍ）をそれぞれ示している。また、非点収差を示す収差
図において、破線はメリディオナル像面を、実線はサジ
タル像面をそれぞれ示している。各収差図から明らかな
ように、本数値実施例では、諸収差が良好に補正されて
いることがわかる。

【００３５】〔数値実施例３〕図６は、本発明の数値実
施例３にかかる落射蛍光用対物レンズ系の構成を示す図
である。数値実施例３は、乾燥式の対物レンズ系に本発
明を適用した例である。数値実施例３では、前方レンズ
群ＧＦを構成する３つのレンズ成分がすべて高純度の石
英で形成されている。また、カバーガラスも高純度の石
英で形成されている。

【００３６】図６の落射蛍光用対物レンズ系において、
前方レンズ群ＧＦは、標本側から順に、標本側に凹面を
向けた正メニスカスレンズ、標本側に凹面を向けた正メ
ニスカスレンズ、および両凸レンズから構成されてい
る。また、後方レンズ群ＧＲは、標本側から順に、両凸
レンズと両凹レンズと両凸レンズとの接合正レンズ、お
よび両凸レンズと両凹レンズとの接合負レンズから構成
されている。

【００３７】次の表（３）に、本発明の数値実施例３の
諸元の値を掲げる。表（３）において、ＮＡは開口数
を、βは倍率をそれぞれ表している。また、カバーガラ
スの厚さは０．１７であり、カバーガラスと第１レンズ
面との空気間隔は１．９である。さらに、左端の数字は
物体側からの各レンズ面の順序を、ｒは各レンズ面の曲
率半径を、ｄは各レンズ面間隔を、ｎおよびνはそれぞ
れｄ線（λ＝５８７．６３ｍ）に対する屈折率およびア
ッベ数を示している。

【００３８】

【表３】 ＮＡ＝０．５５ β ＝３０ ｒ ｄ ｎ ν 1 -3.88426 3.90000 1.458504 67.85 ＧＦ 2 -4.38198 0.10000 3 -13.85216 2.50000 1.458504 67.85 4 -8.08739 0.10000 5 362.83524 2.00000 1.458504 67.85 6 -10.94821 14.00000 7 15.60344 2.99000 1.433880 95.25 ＧＲ 8 -14.53413 1.00000 1.672700 32.17 9 12.12449 2.99797 1.433880 95.25 10 -24.99801 23.00287 11 15.63934 5.50087 1.723421 37.90 12 -14.99958 2.13894 1.563840 60.69 13 7.87014 197.01410

【００３９】図７は、数値実施例３における諸収差図で
ある。各収差図において、ＮＡは開口数を、ｙは像高
を、Ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）を、ＣはＣ線（λ
＝６５６．３ｎｍ）を、ＦはＦ線（λ＝４８６．１ｎ
ｍ）をそれぞれ示している。また、非点収差を示す収差
図において、破線はメリディオナル像面を、実線はサジ
タル像面をそれぞれ示している。各収差図から明らかな
ように、本数値実施例では、諸収差が良好に補正されて
いることがわかる。

【００４０】〔数値実施例４〕図８は、本発明の数値実
施例４にかかる落射蛍光用対物レンズ系の構成を示す図
である。数値実施例４は、乾燥式の対物レンズ系に本発
明を適用した例である。数値実施例４では、前方レンズ
群ＧＦを構成する３つのレンズ成分がすべて高純度の石
英で形成されている。また、カバーガラスも高純度の石
英で形成されている。

【００４１】図８の落射蛍光用対物レンズ系において、
前方レンズ群ＧＦは、標本側から順に、標本側に凹面を
向けた正メニスカスレンズ、標本側に凹面を向けた正メ
ニスカスレンズ、および両凸レンズから構成されてい
る。また、後方レンズ群ＧＲは、標本側から順に、両凸
レンズと両凹レンズと両凸レンズとの接合正レンズ、お
よび両凸レンズと両凹レンズとの接合負レンズから構成
されている。

【００４２】次の表（４）に、本発明の数値実施例４の
諸元の値を掲げる。表（４）において、ＮＡは開口数
を、βは倍率をそれぞれ表している。また、カバーガラ
スの厚さは０．１７であり、カバーガラスと第１レンズ
面との空気間隔は３．０である。さらに、左端の数字は
物体側からの各レンズ面の順序を、ｒは各レンズ面の曲
率半径を、ｄは各レンズ面間隔を、ｎおよびνはそれぞ
れｄ線（λ＝５８７．６３ｍ）に対する屈折率およびア
ッベ数を示している。

【００４３】

【表４】 ＮＡ＝０．５ β ＝２０ ｒ ｄ ｎ ν 1 -5.61316 3.50000 1.458470 67.8 ＧＦ 2 -5.02660 0.10000 3 -40.18072 2.50000 1.458470 67.8 4 -9.19259 0.10000 5 22.56930 2.00000 1.458470 67.8 6 -20.41608 14.00000 7 36.79404 2.50000 1.497820 82.5 ＧＲ 8 -22.81308 0.80000 1.717360 29.5 9 10.56917 2.50000 1.433880 95.2 10 -18.87742 23.20000 11 81.94171 2.50000 1.756920 31.6 12 -22.78129 1.00000 1.568829 56.0 13 72.35572 202.12944

【００４４】図９は、数値実施例４における諸収差図で
ある。各収差図において、ＮＡは開口数を、ｙは像高
を、Ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）を、ＣはＣ線（λ
＝６５６．３ｎｍ）を、ＦはＦ線（λ＝４８６．１ｎ
ｍ）をそれぞれ示している。また、非点収差を示す収差
図において、破線はメリディオナル像面を、実線はサジ
タル像面をそれぞれ示している。各収差図から明らかな
ように、本数値実施例では、諸収差が良好に補正されて
いることがわかる。

【００４５】

【効果】以上説明したように、本発明によれば、励起光
を良好に透過させるとともに自己蛍光の発生が少なく、
且つ諸収差が良好に補正された落射蛍光用対物レンズ系
および該対物レンズ系を備えた落射蛍光顕微鏡を実現す
ることができる。その結果、励起光に対して微弱な蛍光
しか発生しないような標本についても、良好な落射蛍光
観察が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかる落射蛍光顕微鏡の要部
の構成を概略的に示す図である。

【図２】本発明の数値実施例１にかかる落射蛍光用対物
レンズ系の構成を示す図である。

【図３】数値実施例１における諸収差図である。

【図４】本発明の数値実施例２にかかる落射蛍光用対物
レンズ系の構成を示す図である。

【図５】数値実施例２における諸収差図である。

【図６】本発明の数値実施例３にかかる落射蛍光用対物
レンズ系の構成を示す図である。

【図７】数値実施例３における諸収差図である。

【図８】本発明の数値実施例４にかかる落射蛍光用対物
レンズ系の構成を示す図である。

【図９】数値実施例４における諸収差図である。

【符号の説明】

１ 光源 ２ コレクタレンズ ３ リレーレンズ ４ 反射部材 ５ 吸収部材 ＡＳ 開口絞り ＦＳ 視野絞り ＤＭ ダイクロイックミラー ＢＡ バリアフィルタ ＧＦ 前方レンズ群 ＧＲ 後方レンズ群

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 落射照明された励起光に対する標本から
   の蛍光を観察する落射蛍光顕微鏡に用いられ、前記標本
   からの蛍光に基づいて前記標本の像を形成する落射蛍光
   用対物レンズ系において、 前記標本側から順に、前方レンズ群と、後方レンズ群と
   を備え、 前記前方レンズ群を構成するレンズ成分のうち少なくと
   も前記標本側に配置されたレンズ成分は、前記落射蛍光
   用対物レンズ系を構成する他のレンズ成分と比較して、
   前記励起光に対する透過率が実質的に大きく且つ前記励
   起光に対する蛍光の発生が実質的に少ない所定の光学材
   料で形成され、 前記前方レンズ群と前記後方レンズ群との間の光路中に
   供給された励起光を前記前方レンズ群を介して前記標本
   に導き、前記前方レンズ群および前記後方レンズ群を介
   した前記標本からの蛍光に基づいて前記標本の像を形成
   することを特徴とする落射蛍光用対物レンズ系。
2. 【請求項２】 前記前方レンズ群と前記後方レンズ群と
   の間の光路中には、前記励起光を反射して前記標本に導
   くとともに、前記前方レンズ群を介した前記標本からの
   蛍光を透過させるための半透過膜が設けられていること
   を特徴とする請求項１に記載の落射蛍光用対物レンズ
   系。
3. 【請求項３】 前記前方レンズ群を構成するすべてのレ
   ンズ成分は、前記所定の光学材料で形成されていること
   を特徴とする請求項１または２に記載の落射蛍光用対物
   レンズ系。
4. 【請求項４】 前記所定の光学材料は、純度の高い石英
   であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項
   に記載の落射蛍光用対物レンズ系。
5. 【請求項５】 前記半透過膜を介して入射する励起光を
   反射または吸収するとともに、前記半透過膜を介して入
   射する蛍光を透過させるための第２半透過膜をさらに備
   えていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１
   項に記載の落射蛍光用対物レンズ系。
6. 【請求項６】 前記励起光を反射すべき前記半透過膜を
   透過して前記前方レンズ群と前記後方レンズ群との間の
   光路から外に導かれた励起光を吸収するための吸収部材
   をさらに備えていることを特徴とする請求項２乃至５の
   いずれか１項に記載の落射蛍光用対物レンズ系。
7. 【請求項７】 前記前方レンズ群は、前記標本からの蛍
   光光線をほぼ平行な発散光線に変換することを特徴とす
   る請求項１乃至６のいずれか１項に記載の落射蛍光用対
   物レンズ系。
8. 【請求項８】 励起光で標本を落射照明し、前記励起光
   に対する前記標本からの蛍光に基づいて形成された前記
   標本の像を観察する落射蛍光顕微鏡において、 前方レンズ群と後方レンズ群とを有する対物レンズ系
   と、 前記前方レンズ群と前記後方レンズ群との間の光路中に
   励起光を供給するための励起光供給手段と、 前記前方レンズ群と前記後方レンズ群との間の光路中に
   配置され、前記励起光供給手段から供給された励起光を
   反射して前記標本に導くとともに、前記前方レンズ群を
   介した前記標本からの蛍光を透過させるための半透過膜
   とを備え、 前記前方レンズ群を構成するレンズ成分のうち少なくと
   も前記標本側に配置されたレンズ成分は、前記落射蛍光
   用対物レンズ系を構成する他のレンズ成分と比較して、
   前記励起光に対する透過率が実質的に大きく且つ前記励
   起光に対する蛍光の発生が実質的に少ない所定の光学材
   料で形成されていることを特徴とする落射蛍光顕微鏡。
9. 【請求項９】 前記半透過膜を介して入射する励起光を
   反射または吸収するとともに、前記半透過膜を介して入
   射する蛍光を透過させるための第２半透過膜と、 前記励起光を反射すべき前記半透過膜を透過して前記前
   方レンズ群と前記後方レンズ群との間の光路から外に導
   かれた励起光を吸収するための吸収部材とをさらに備え
   ていることを特徴とする請求項８に記載の落射蛍光顕微
   鏡。