WO2009041546A1

WO2009041546A1 - 対物レンズ

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Publication number: WO2009041546A1
Application number: PCT/JP2008/067373
Authority: WO
Inventors: Miwako Mandai
Original assignee: Nikon Corporation
Priority date: 2007-09-25
Filing date: 2008-09-18
Publication date: 2009-04-02
Also published as: EP2194412A4; JPWO2009041546A1; US7848027B2; EP2194412A1; US20100172034A1; CN101802676B; JP5458889B2; EP2194412B1; CN101802676A

Abstract

　対物レンズＯＬは、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、回折光学面Ｄが形成された回折光学素子ＧＤと、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３を有して構成し、第１レンズ群Ｇ１は、少なくとも１つ以上の接合レンズを有し、最も物体側のレンズ面が物体側に向かって凹面に形成され、第２レンズ群Ｇ２は、少なくとも１つ以上の接合レンズを有し、第３レンズ群Ｇ３は、少なくとも１つ以上の接合負レンズを有して構成される。また、この対物レンズＯＬは、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間で主光線が光軸と交わり、回折光学素子ＧＤは、この主光線と光軸が交わる位置の近傍に回折光学面Ｄが位置するように配置されて構成される。

Description

明細書対物レンズ技術分野

本発明は、顕微鏡等の光学系に用いられる対物レンズに関する。背景技術

顕微鏡を用いた観察では、試料の自然な色を観察する必要があり、高度に色収差が補正された対物レンズが望まれている。さらには、試料の取り扱いを容易にするため、できるだけ長い作動距離を有する対物レンズが要望されている。ところが、長い作動距離を確保しょうとすると、対物レンズ系の物体側の焦点距離を長く取らざるを得ず、また、像側に強い屈折力を持たせた負レンズ群を配置する必要があり、当然ながら色収差の悪化は避けられない。そのため、色収差を高度に補正するために、回折光学素子を用いた対物レンズが近年種々提案されている (例えば、特許第 3 3 1 2 0 5 7号公報参照)。

しかしながら、このような色収差が高度に補正された対物レンズは、例えばェ業用途に使用するためには、作動距離が不足しており、また、球面収差やコマ収差のうねりが大きいという課題があった。発明の開示

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、工業用途にも十分使用可能な長い作動距離を有し、且つ、色収差が高度に補正された対物レンズを提供することを目的とする。

本発明の課題を解決するために、本発明に係る対物レンズは、物体側より順に、正の屈折力を有する第 1レンズ群と、正の屈折力を有する第 2レンズ群と、回折光学面を有する回折光学素子と、負の屈折力を有する第 3レンズ群とを有してなり、第 1レンズ群は、少なくとも 1つ以上の接合レンズを有し、最も物体側のレンズ面が物体側に向かって凹面に形成され、第 2レンズ群は、少なくとも 1っ以上の接合レンズを有し、第 3レンズ群は、少なくとも 1つ以上の接合負レンズを有して構成される。また、この対物レンズは、第 2レンズ群と第 3レンズ群との間で主光線が光軸と交わり、回折光学素子は、この主光線と光軸が交わる位置の近傍にその回折光学面が位置するように配置される。そして、この対物レンズは、回折光学面における最大主光線高を hとし、実視野を φとし、第 2レンズ群と第 3レンズ群との光軸上の間隔を Lとし、全系の焦点距離を f aとし、回折光学面における最大有効半径を Hとし、開口数を NAとし、第 1レンズ群と第 2レンズ群との合成焦点距離を f 12とし、第 3レンズ群の焦点距離を f 3としたとき、次式

h < aXLX 0. 3

但し、 α = φΖ2Χ { 1/f a- (L/ f 12 - 1) / I f 3 I }

H < [H₃+ { / (2 X f a) +H₃Z I f 3 I } XL] X 0. 85

但し、 H₃= f a XNA

を満足するように構成される。

また、本発明に係る対物レンズは、第 1レンズ群及び第 2レンズ群に含まれる接合レンズの接合面の曲率半径を rとし、当該接合面の物体側の媒質の d線に対する屈折率を n 1とし、当該接合面の像側の媒質の d線に対する屈折率を n 2とし、当該接合面のパワーを Φとしたとき、次式

I Φ I < 0. 025

但し、 Φ= (η 2— η 1) / τ

を満足するよう構成されることが好ましい。

また、本発明に係る対物レンズは、全系の焦点距離 f aと第 3レンズ群の焦点距離 f 3とが、次式 1 < I f 3 / f a I < 5

を満足するように構成されることが好ましい。

本発明に係る対物レンズを以上のように構成すると、長い作動距離を有し、色収差が高度に補正された対物レンズを提供することができる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の第 1実施例に係る対物レンズのレンズ構成図である。

図 2は、上記第 1実施例に係る対物レンズの諸収差図である。

図 3は、本発明の第 2実施例に係る対物レンズのレンズ構成図である。

図 4は、上記第 2実施例に係る対物レンズの諸収差図である。

図 5は、本発明の第 3実施例に係る対物レンズのレンズ構成図である。

図 6は、上記第 3実施例に係る対物レンズの諸収差図である。発明の実施の形態

本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。まず、図 1を用いて、本発明に係る対物レンズの構成について説明する。この対物レンズ O Lは、物体側より順に、正の屈折力を有する第 1レンズ群 G l、正の屈折力を有する第 2レンズ群 G 2、及び、負の屈折力を有する第 3レンズ群 G 3を有し、第 2レンズ群 G 2と第 3レンズ群 G 3との間に回折光学素子 G Dが配設されて構成されている。

このような対物レンズ O Lにおいて、第 1レンズ群 G 1は、正レンズと負レンズとを接合してなる色消しレンズ（図 1におけるレンズ L 2 , L 3からなる接合レンズ）を少なくとも 1つ以上有しており、また、極力球面収差を発生させないために、最も物体側の面が、物体側に凹面を向けた正のメニスカスレンズ（図 1 におけるレンズ L 1 ) として構成されている。これは、高い開口数の光線に対しても、レンズ面に対する光線の入射角ができるだけ大きくならないようにするためである。

また、第 2レンズ群 G 2は、正レンズと負レンズとを接合してなる色消しレンズ（図 1におけるレンズ L 5， L 6, L 7からなる接合レンズとレンズ L 8， L 9からなる接合レンズ）を少なくとも 1つ以上有して構成されている。さらに、第 3レンズ群 G 3は、正レンズと負レンズとを接合してなる接合負レンズ（図 1 におけるレンズ L 14, L 15からなる接合レンズ）を少なくとも 1つ以上有して構成されている。

回折光学素子 GDは、光学ガラス L 10、それぞれ異なる樹脂材料から形成された 2個の光学部材 L 11, L 12、及び、光学ガラス L 13をこの順で接合し、光学部材 L 11, L 12の接合面に回折格子が形成されて構成されている（以下、この接合面を「回折光学面 D」と呼ぶ)。回折光学素子 GD (回折光学面 D) は、負の分散値（アッベ数 =— 3. 453) を有し、分散が大きく、また異常分散性 (部分分散比（ng— nF) / (nF-nC) =0. 2956) が強いため、強力な色収差補正能力を有している。光学ガラスのアッベ数は、通常 30〜80程度であるが、回折光学素子 GDのアッベ数は負の値を持っている。換言すると、回折光学素子 GDにおいては、長い波長の光ほど大きく曲がる。このため、通常の光学ガラスでは達成し得ない良好な色収差補正が可能となる。すなわち、本実施例に係る対物レンズ OLは、 EDガラスや蛍石等の高価な光学材料を多く用いず、樹脂により形成された負分散特性を有する回折光学素子を用いて、少ないレンズ枚数で構成するものである。なお、回折光学面 Dを形成する光学部材 L 11， L 12を樹脂とした利点は、通常の光学ガラスよりも簡単にモールドと紫外線硬化により回折格子が形成できる点にある。

ここで、第 1レンズ群 G1と第 3レンズ群 G 3とで光束を制限し、各物高から発する光束の中心を通る光線を主光線と定義すると、本実施例に係る対物レンズ OLは、第 2レンズ群 G 2と第 3レンズ群 G 3との間でこの主光線が光軸と交わるように構成されており、回折光学素子 GDは、その回折光学面 Dが、主光線が光軸と交わる位置の近傍に位置するように配置されている。

それでは、本発明に係る対物レンズ OLを構成するための条件について、以下に説明する。この対物レンズ OLは、回折光学素子 GDの回折光学面 Dにおける最大主光線高を hとし、第 2レンズ群 G 2と第 3レンズ群 G 3との光軸上の間隔を Lとし、この対物レンズ OLの全系の焦点距離を f aとし、第 1レンズ群 G 1 と第 2レンズ群 G 2との合成焦点距離を f 1 2とし、第 3レンズ群 G 3の焦点距離を f 3としたとき、実視野 Φを考慮して決定した次の条件式（1) を満足するように構成される。

h < aXLX O. 3 (1)

但し、 α = φΖ2 Χ { 1/ f a- (L/ f 1 2 - 1) / I f 3 I }

本実施例に係る対物レンズ O Lは、回折光学素子 G Dの回折光学面 Dにおける最大有効半径を Hとしたとき、開口数 N Aと実視野 φを考慮して決定した次の条件式（2) を満足するように構成される。

H < [Η₃+ {φ/ (2 X f a) +H₃Z I f 3 | } XL] X 0. 8 5 (2) 但し、 H₃ = f a XNA

回折光学素子 GDは、 2次スペクトルも含めた軸上色収差を主に補正し、倍率の色収差や球面収差の色変化の補正と微妙なバランスを取る必要がある。条件式 (1) は、回折光学素子 GDの回折光学面 Dにおける最大主光線高の条件を示している。本実施例に係る対物レンズ〇Lは、作動距離を長く取るため、軸上色収差の補正が難しく、回折光学素子 GDの回折光学面 Dでこの軸上色収差を重点的に補正するときに、軸外光に影響を与えずに補正するための条件である。一方、条件式（2) は回折光学素子 GDの回折光学面 Dを通る光線の最大有効径の条件を示している。有効径の大きいところに回折光学素子 GD (回折光学面 D) が配置されると、高次の球面収差やコマ収差が発生してしまうため、この条件式（2) を満足する必要がある。

また、本実施例に係る対物レンズ OLは、第 1レンズ群 G 1及び第 2レンズ群 G 2に含まれる接合レンズの接合面のパワーを Φとしたとき、次の条件式（3) を満足することが望ましい。ここで、接合面のパワー Φは、接合面の物体側の光学部材（第 1媒質）の d線（588n m) に対する屈折率を n 1とし、像側の光学部材（第 2媒質）の d線に対する屈折率を n 2とし、接合面の曲率半径を rとしたとき、次式（f) で定義される。

I Φ I < 0. 025 (3)

Φ = (n 2 -n 1) / τ ( f )

この条件式（3) は、第 1レンズ群 G1及び第 2レンズ群 G 2を構成する接合レンズの接合面におけるパワーの条件を示しており、この条件を超えると、色の球面収差やコマ収差が発生してしまう。

さらに、本実施例に係る対物レンズ OLは、全系の焦点距離 f aと第 3レンズ群 G3の焦点距離 f 3とが、次の条件式（4) を満足することが望ましい。

1 < I f 3/f a I < 5 (4)

この条件式（4) は、第 3レンズ群 G 3のパワーの条件を示しており、この下限を超えると、すなわち、第 3レンズ群 G 3のパワーが強くなると、さらに前群のパワーも強めなければならず、球面収差やコマ収差が悪化してしまう。反対に、この条件式（4) の上限を超えると、前群のパワーを弱めなければならず、前群と後群の間隔を大きく取る必要があり、同焦点性を考えると作動距離を長くすることができなくなる。

(実施例）

以下に、本発明に係る対物レンズ OLの 3つの実施例を示すが、各実施例において、回折光学素子 GDに形成された回折光学面 Dの位相差は、通常の屈折率と後述する非球面式（g) とを用いて行う超高屈折率法により計算した。超高屈折率法とは、非球面形状と回折光学面の格子ピッチとの間の一定の等価関係を利用するものであり、本実施例においては、回折光学面 Dを超高屈折率法のデータとして、すなわち、後述する非球面式（g)及びその係数により示している。なお、本実施例では収差特性の算出対象として、 d線、 g線、 C線及び F線を選んでいる。本実施例において用いられたこれら d線、 g線、 C線及び F線の波長と、各スぺクトル線に対して設定した超高屈折率法の計算に用いるための回折光学面 Dの屈折率の値を次の表 1に示す。

(表 1)

波長屈折率（超高屈折率法による）

d線 587.562nm 10001

C線 656.273nm 11170.4255

F線 486.133nm 8274.7311

g線 435.835nm 7418.6853 各実施例において、非球面は、光軸に垂直な方向の高さを yとし、高さ yにおける各非球面の頂点の接平面から各非球面までの光軸に沿った距離（サグ量）を S (y) とし、基準球面の曲率半径（頂点曲率半径）を rとし、円錐係数をとし、 n次の非球面係数を Cnとしたとき、以下の数式（g) で表わされる。またこのとき、近軸曲率半径 Rは以下の

数式（h) で表される。

S (y) = (yVr) / {1+ (1 -K · y r²) ^1/2}

+ C₂- y²+C₄- y +C₆- y⁶+C₈- y⁸+C₁₀- y¹⁰+ · · · (g) = 1/ (1/r + 2 C₂) (h) なお、各実施例において、回折光学面が形成されたレンズ面には、表中の面番号の右側に *印を付しており、非球面式（g) は、この回折光学面の性能の諸元を示している。

また、以下の各実施例における対物レンズ OLは、無限遠補正型のものであり、表 2に示す諸元を有する結像レンズとともに使用される。なお、この表 2において、第 1欄 mは物体側からの各光学面の番号、第 2欄 rは各光学面の曲率半径、第 3欄 dは各光学面から次の光学面までの光軸上の距離、第 4欄' n dは d線に対する屈折率、そして、第 5欄レ dは d線に対するアッベ数を示している。この諸元表の説明は以降の実施例においても同様である。

(表 2)

m r d n d v d

1 75. 043 5. 1 1.623 57.0

2 -75. 043 2 1.750 35.2

3 1600. 58 7. 5

4 50. 256 5. 1 1.668 42.0

5 -84. 541 1. 8 1.613 44.4

6 36. 911 5. 5

(第 1実施例）

上述の説明で用いた図 1は、本発明に係る対物レンズ OLの第 1実施例を示している。この対物レンズ OL 1は、上述した通り、物体側より順に、正の屈折力を有する第 1レンズ群 Gl、正の屈折力を有する第 2レンズ群 G 2、及び、負の屈折力を有する第 3レンズ群 G 3を有し、第 2レンズ群 G 2と第 3レンズ群 G 3 との間に回折光学素子 GDが配設されている。第 1レンズ群 G 1は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ L 1、両凸レンズ L 2と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ L 3とをこの順で接合した接合レンズ、及び、両凸レンズ L 4 力構成される。また、第 2レンズ群 G 2は、両凸レンズ L 5と両凹レンズ L 6 と両凸レンズ L 7とをこの順で接合した接合レンズ、及び、両凸レンズ L 8と両凹レンズ L 9とをこの順で接合した接合レンズから構成される。さらに、第 3レンズ群 G 3は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ L 14と両凹レンズ L 15とを接合した接合レンズから構成される。

また、上述のように、回折光学素子 GDは、光学ガラス L 10、それぞれ異なる樹脂材料から形成された 2個の光学部材 L 1 1， L 12、及び、光学ガラス L 13がこの順で接合され、光学部材 L 1 1, L 12の接合面に回折格子（回折光学面 D) が形成されている。すなわち、この回折光学素子 GDは、密着複層型の回折光学素子である。

このように図 1に示した第 1実施例に係る対物レンズ OL 1の諸元を表 3に示す。なお、この表 3において、 f aは対物レンズ OL 1の全系の焦点距離を、 NAは開口数を、）3は倍率を、 d 0は物体から最初のレンズ（レンズ L 1) の頂点までの光軸上の距離をそれぞれ示している。また、第 1欄 mに示す各光学面の番号（右の *は回折光学面として形成されているレンズ面を示す）は、図 1に示した面番号 1〜23に対応している。また、第 2欄 rにおいて、回折光学面の場合は、ベースとなる非球面の基準となる球面の曲率半径を示している。さらに、この表 3には、上記条件式（1) 〜（4) に対応する値、すなわち、条件対応値も示している。これらの説明は以降の実施例においても同様である。

なお、以下の全ての諸元において掲載される曲率半径 r、面間隔 d、全系の焦点距離 f aその他長さの単位は、特記の無い場合、一般に「mm」が使われるが、光学系は比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、単位は「mm」に限定されることはなく、他の適当な単位を用いることもできる。

(表 3)

f a=4

NA = 0.55

)3=50

d 0=12.10 m r d n d v d

1 -18.980 2.78 1.903 35.7

2 -11.572 0.09

'9

I •09 0 9 •i 66 •0 i86"S- U

8 •8Z in •\ 6 •i S96" Z- \l

00 •81 oo oz

I • 9 Z19 •I 00 Ί oo 61

L • 8ZQ 'I OZ •0 oo *8l

000 •10001 00 •0 oo i,l

I •09 9Q Ί QZ •0 oo 91

\ • i-19 Ί 00 Ί oo 91

96 Ί Z69'U n

0 •8C •I 96 •0 n

9 8 86 Ί Π "8 l\

80 •0 09 'S - II

S 8 86 Ί 6 ' 01

819 8Z •I 0 8'8l- 6

9 86 Ί S9 •t 66Ζ· 8

91 •0 its'sz- I

S •Z8 86 Ί 00 ' U\ '601 9

Π •0 9

L •8Z 96A Ί Π Ί 020-91-

S "28 86 Ί 61 0l9'92l ε

01

£L£L90/800ZdT/13d 贿 600Z OAV 条件対応値

(1) 左辺 = 0.21、右辺 = 0.28

(2) 左辺 =5.78、右辺 =6.80

(3) I Φ 1 I =0.019, I Φ 2 I =0.006, I Φ 3 I =0.008, I Φ4 I =0.011

(4) I f 3/f a I =2.48 上記に示した表 3の条件対応値のうち、条件式（3) において、 Φ 1は第 4面のパワーを示し、 Φ 2は第 9面のパワーを示し、 3は第10面のパワーを示し、 Φ4は第 13面のパワーを示している。このように第 1実施例では上記条件式 (1) 〜（4) は全て満たされていることが分かる。図 2に、この第 1実施例における d線、 g線、 C線及び F線の光線に対する球面収差、倍率色収差、及び、コマ収差の諸収差図を示す。この諸収差図において、実線は d線を示し、点線は C線を示し、一点鎖線は F線を示し、二点鎖線は g線を示している。なお、球面収差図では最大口径に対する開口数 NAの値を示しており、コマ収差図は、像高 Yが 12. 5mmのとき、 9mmのとき、 6mmのとき、及び、 Ommのときを示している。以上の収差図の説明は他の実施例において同様である。この図 2に示す各収差図から明らかなように、第 1実施例では諸収差が良好に補正され、優れた結像性能が確保されていることがわかる。

(第 2実施例）

次に、第 2実施例として、図 3に示す対物レンズ OL 2について説明する。この図 3に示す対物レンズ〇L 2も、物体側より順に、正の屈折力を有する第 1レンズ群 Gl、正の屈折力を有する第 2レンズ群 G 2、及び、負の屈折力を有する第 3レンズ群 G 3を有し、第 2レンズ群 G 2と第 3レンズ群 G 3との間に回折光学素子 GDが配設されている。第 1レンズ群 G 1は、物体側に凹面を向けた平凹レンズし 2 1と像側に凸面を向けた平凸レンズ L 22とをこの順で接合した接合レンズ、及び、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ L 23から構成される。また、第 2レンズ群 G 2は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ L 2 4と両凸レンズ L 25とをこの順で接合した接合レンズ、及び、両凸レンズ L2 6と両凹レンズ L 27とをこの順で接合した接合レンズから構成される。さらに、第 3レンズ群 G 3は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ L 32と両凹レンズ L 33とをこの順で接合した接合レンズから構成される。

また、第 1実施例と同様に、回折光学素子 GDは、光学ガラス L28、それぞれ異なる樹脂材料から形成された 2個の光学部材 L 29， L 30、及び、光学ガラス L 31がこの順で接合され、光学部材 L 29， L 30の接合面に回折格子（回折光学面 D) が形成されている。

この図 3に示した第 2実施例に係る対物レンズ OL 2の諸元を表 4に示す。なお、表 4に示す面番号は図 3に示した面番号 1〜20と一致している。

(表 4)

f a =10

NA = 0.4

β = 20

d 0 = 16.20 m r d n d v d

1 -26.110 1.94 1.720 34.7

2 oo 4.80 1.835 42.7

3 -16.983 0.21

4 -164.215 3.31 1.603 65.4

5 -32.740 0.20

6 75.780 1.19 1.757 31.6

7 17.807 5.50 1.498 82.5 8 -52.955 1.00

9 18.485 5.50 1.498 82.5

1 -48.109 1.21 1.717 29.5

11 1988.395 3.00

12 oo 2.00 1.517 64.1

13 oo 0.20 1.557 50.2

14 oo 0.00 10001.000

15* oo 0.20 1.528 34.7

16 oo 2.00 1.517 64.1

17 oo 8.70

18 -369.424 3.02 1.785 25.7

19 -9.928 1.00 1.717 47.9

20 11.065 非球面データ

第 15面 K =l C₂=- 3.87597X 10"⁰⁸ C₄=2.81455X 10'¹⁴

C_fi=-7.25117X10"¹⁶ C_s=-1.14725X 10"¹⁸ 条件対応値

(1) 左辺 = 0.13、右辺 =0.29

(2) 左辺 = 7.26、右辺 =7.55

(3) I Φ 1 I =0、 I Φ 2 I =0.015、 Φ 3 I =0.005

(4) I f 3/f a = 1.66 上記に示した表 4の条件対応値のうち、条件式（3) において、 Φ 1は第 2面のパワーを示し、 Φ 2は第 7面のパワーを示し、 Φ 3は第 10面のパワーを示している。このように第 2実施例でも上記条件式（1 ) 〜（4 ) は全て満たされていることが分かる。図 4にこの第 2実施例に係る対物レンズ O L 2の球面収差、倍率色収差及びコマ収差の諸収差図を示す。この各収差図から明らかなように、この第 2実施例でも、収差が良好に補正され、優れた結像性能が確保されていることが分かる。

(第 3実施例）

さらに、第 3実施例として、図 5に示す対物レンズ O L 3について説明する。この図 5に示す対物レンズ O L 3も、物体側より順に、正の屈折力を有する第 1 レンズ群 G l、正の屈折力を有する第 2レンズ群 G 2、及び、負の屈折力を有する第 3レンズ群 G 3を有し、第 2レンズ群 G 2と第 3レンズ群 G 3との間に回折光学素子 G Dが配設されている。第 1レンズ群 G 1は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ L 4 1、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ L 4 2、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ L 4 3、及び、両凹レンズ L 4 4と両凸レンズ L 4 5とをこの順で接合した接合レンズから構成される。また、第 2レンズ群 G 2は、両凸レンズ L 4 6と両凹レンズ L 4 7と両凸レンズ L 4 8とをこの順で接合した接合レンズ、及び、両凸レンズ L 4 9と両凹レンズ L 5 0とをこの順で接合した接合レンズから構成される。さらに、第 3レンズ群 G 3は、両凹レンズ L 5 5と両凸レンズ L 5 6と両凹レンズ L 5 7とをこの順で接合した接合レンズから構成される。

また、第 1及び第 2実施例と同様に、回折光学素子 G Dは、光学ガラス L 5 1、それぞれ異なる樹脂材料から形成された 2個の光学部材 L 5 2， L 5 3、及び、光学ガラス L 5 4がこの順で接合され、光学部材 L 5 2 , L 5 3の接合面に回折格子（回折光学面 D) が形成されている。

この図 5に示した第 3実施例に係る対物レンズ〇L 3の諸元を表 5に示す。なお、表 5に示す面番号は図 5に示した面番号 1〜2 6と一致している。

(表 5 ) 8^ Ί 0Γ0 oo *0Z

000 Ί0001 00 '0 oo 61

Α99Ί 0 0 oo 81 ι · 119Ί 00 oo l\

88 Ί Oif 98 91

9'9 08'l 6·0 698.91- 91

9"Z8 86 Ί 89 ' 90ΊΙ n

81 ·0 ■•81- 21

S 8 86f 1 0 '9 898-91 l\

99'l 8fl O O'Zl- \\ "Z8 86f I if S \wn 01 oro 6

9"Z8 86 I U'9 U9.9I 8

1 " '\ 096 '8 I

ΪΓ0 ZI6'6l- 9

9^8 86 I i e Uf 6ΖΪ- 9

91 ·0 8^'il- ε09·ϊ 067 I l ·0Ζ- C

Π ·0 IC8*9- I

S88"l SL'Z 160.6- \

P ^ P u P j

0 P

001 =ϋ

8'0 = VN

1 =

C.C.90/800Zdf/X3d 贿 600Z OAV 21 oo 2.00 1.517 64.1

22 oo 10.95

23 -12.648 0.98 1. 744 44.8

24 4.497 2.47 1. 755 27.5

25 -3.748 0.96 1. 624 47.1

26 4.851 非球面データ

第 20面 K =l C₂=-3.87597X 10-°⁸ C₄=-6.36546X 10"¹³

C₆=3.74049X 10"¹⁵ C₈=7.79187X 10—¹⁸ 条件対応値

(1) 左辺 =0.18、右辺 =0.24

(2) 左辺 =5.36、右辺 =6.05

(3) Ι Φ 1 1 =0.008、 I Φ 2 I =0.009, I Φ 3 I =0.009, I Φ 4

I =0.018

(4) I f 3/ f a I =3.10 上記に示した表 5の条件対応値のうち、条件式（3) において、 Φ 1は第 8面のパワーを示し、 Φ 2は第 1 1面のパワーを示し、 Φ 3は第 1 2面のパワーを示し、 Φ4は第 1 5面のパワーを示している。このように第 3実施例でも上記条件式（1) 〜（4) は全て満たされていることが分かる。図 6にこの第 3実施例に係る対物レンズ OL 3の球面収差、倍率色収差及びコマ収差の諸収差図を示す。この各収差図から明らかなように、この第 3実施例でも、収差が良好に補正され、優れた結像性能が確保されていることが分かる。

Claims

請求の範囲

1. 物体側より順に、正の屈折力を有する第 1レンズ群と、正の屈折力を有する第 2レンズ群と、回折光学面を有する回折光学素子と、負の屈折力を有する第 3レンズ群とを有してなり、

前記第 1レンズ群は、少なくとも 1つ以上の接合レンズを有し、最も物体側のレンズ面が物体側に向かって凹面に形成され、

前記第 2レンズ群は、少なくとも 1つ以上の接合レンズを有し、

前記第 3レンズ群は、少なくとも 1つ以上の接合負レンズを有し、

前記第 2レンズ群と前記第 3レンズ群との間で主光線が光軸と交わり、前記回折光学素子は、前記主光線と光軸が交わる位置の近傍に前記回折光学面が位置するように配置され、

前記回折光学面における最大主光線高を hとし、実視野を φとし、前記第 2レンズ群と前記第 3レンズ群との光軸上の間隔を Lとし、全系の焦点距離を f aとし、前記回折光学面における最大有効半径を Hとし、開口数を N Aとし、前記第 1レンズ群と前記第 2レンズ群との合成焦点距離を f 12とし、前記第 3レンズ群の焦点距離を f 3としたとき、次式

h < aXLX 0. 3

但し、 α = φΖ2Χ { 1/ f a - (L/ f 12 - 1) / I f 3 I }

H < [H₃+ { / (2 X f a) +H₃Z I f 3 I } XL] X 0. 85

但し、 H₃= f aXNA

を満足するように構成された対物レンズ。

2. 前記全系の焦点距離 f aと前記第 3レンズ群の焦点距離 f 3とが、次式 1 く I f 3/ f a I く 5

を満足するように構成された請求項 1に記載の対物レンズ。

3. 前記第 1レンズ群及び前記第 2レンズ群に含まれる前記接合レンズの接合面の曲率半径を rとし、当該接合面の物体側の媒質の d線に対する屈折率を n 1 とし、当該接合面の像側の媒質の d線に対する屈折率を n 2とし、当該接合面のパワーを Φとしたとき、次式

I Φ I < 0. 025

但し、 Φ= (n 2— n 1) Zr

を満足するよう構成された請求項 1に記載の対物レンズ。

4. 前記全系の焦点距離 f aと前記第 3レンズ群の焦点距離 f 3とが、次式 1 < I f 3/f a I < 5

を満足するように構成された請求項 3に記載の対物レンズ。