WO2018207833A1 - 対物レンズ、光学系および顕微鏡 - Google Patents

対物レンズ、光学系および顕微鏡 Download PDF

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WO2018207833A1
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lens
positive
object side
negative
cemented
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PCT/JP2018/017969
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渡邊　勝也
杏菜 野中
Original Assignee
株式会社ニコン
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/02—Objectives
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/12—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having three components only
    • G02B9/14—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having three components only arranged + - +
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/33—Immersion oils, or microscope systems or objectives for use with immersion fluids
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/64—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having more than six components

Definitions

  • the present invention relates to an objective lens, an optical system, and a microscope.
  • the objective lens according to the first aspect includes a positive lens, a negative meniscus lens that is cemented with the positive lens and has a concave surface directed toward the object side, and a positive meniscus lens that has a concave surface directed toward the object side. And satisfies the following conditional expression: 2.03 ⁇ n1m ⁇ 2.30 20 ⁇ ⁇ 1m Where n1m: refractive index of the negative meniscus lens with respect to d-line, ⁇ 1m: Abbe number of the negative meniscus lens.
  • the optical system according to the second aspect includes the objective lens according to the first aspect and an imaging lens.
  • the microscope according to the third aspect includes the objective lens according to the first aspect.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating various aberrations of the immersion microscope objective lens according to the first example. It is sectional drawing which shows the structure of the immersion microscope objective lens which concerns on 2nd Example.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating various aberrations of the immersion microscope objective lens according to the second example. It is sectional drawing which shows the structure of the immersion microscope objective lens which concerns on 3rd Example.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating all aberrations of the immersion microscope objective lens according to the third example. It is sectional drawing which shows the structure of the immersion microscope objective lens which concerns on 4th Example.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating various aberrations of the immersion microscope objective lens according to the fourth example. It is sectional drawing which shows the structure of an imaging lens. It is a principal part schematic of the microscope provided with the immersion microscope objective lens.
  • an immersion microscope objective lens that has a wide field of view and a sufficient working distance while maintaining a relatively high numerical aperture and can obtain good optical performance up to the periphery of the field of view will be described.
  • the immersion microscope objective lens OL (1) shown in FIG. 1 has a plano-convex shape or a curvature on the object side (in a plane) arranged in order from the object side. It is configured to include a small positive lens L11, a negative meniscus lens L12 that is cemented with the positive lens L11 and has a concave surface facing the object side, and a positive meniscus lens L13 that has a concave surface facing the object side.
  • the immersion microscope objective lens OL according to the present embodiment may be the immersion microscope objective lens OL (2) shown in FIG. 3 or the immersion microscope objective lens OL (3) shown in FIG.
  • the immersion microscope objective lens OL (4) may be used.
  • Each of the immersion microscope objective lenses OL (2) to OL (4) shown in FIGS. 3, 5, and 7 is configured in the same manner as the immersion microscope objective lens OL (1) shown in FIG.
  • the most object side lens is often composed of a meniscus single lens with a concave surface having a relatively small radius of curvature facing the object side. This reduces the incident angle when a light beam having a large angle spreading from the object surface is incident on the lens closest to the object side, thereby suppressing the occurrence of aberrations such as spherical aberration.
  • the Petzval sum is reduced by the concave surface of the lens closest to the object side, which contributes to correction of field curvature.
  • the lens surface on the most object side must be a flat surface or a loose curved surface in order to facilitate cleaning of the tip and to prevent air bubbles from entering the immersion liquid.
  • the lens on the most object side is merely a plano-convex shape, the negative refractive power element that reduces the Petzval sum is lost.
  • a method in which a substantially plano-convex positive lens having a relatively low refractive index and a negative meniscus lens having a relatively high refractive index are bonded, and a negative refractive power is secured at the bonding surface. Can be considered. Thereby, it is possible to correct the curvature of field.
  • the effective diameter of the positive lens closest to the object is increased, so that it is difficult to sufficiently reduce the radius of curvature of the cemented surface.
  • the refractive power of the lens surface is determined by the refractive index difference before and after the lens surface and the radius of curvature of the lens surface. If the refractive index difference between the positive lens and the negative meniscus lens is increased, the amount of increase in the radius of curvature of the cemented surface can be offset. Since the refractive index of the conventional glass is about 2.0 at the maximum, there is a limit to increasing the refractive index difference between the positive lens and the negative meniscus lens.
  • the floating melting method By a new glass manufacturing method called the floating melting method, it is possible to vitrify even an unstable composition that has been difficult to vitrify until now. This makes it possible to produce a glass having a high refractive index but a relatively small dispersion and high transmittance even at a short wavelength. If such a high refractive index glass is used for a negative meniscus lens, the difference in refractive index between the positive lens and the negative meniscus lens increases, and the amount of increase in the radius of curvature of the cemented surface can be offset. Therefore, it becomes possible to reduce the Petzval sum.
  • the divergent light beam emitted from the object passes through the positive lens L11 and the negative meniscus lens L12 and is bent toward the convergence side in the positive meniscus lens L13. Since the positive meniscus lens L13 has a relatively large refractive power in order to suppress the divergence of the light beam, it is desirable that the positive meniscus lens L13 has a meniscus shape with a concave surface facing the object side so as not to generate a large aberration.
  • the immersion microscope objective lens OL satisfies the following conditional expressions (1) to (2).
  • n1m refractive index of the negative meniscus lens L12 with respect to the d-line
  • ⁇ 1m Abbe number of the negative meniscus lens L12.
  • Conditional expression (1) is a conditional expression for defining an appropriate refractive index of the glass material used for the negative meniscus lens L12.
  • the corresponding value of the conditional expression (1) is below the lower limit value, sufficient negative refractive power cannot be obtained at the cemented surface of the positive lens L11 and the negative meniscus lens L12 where the object side lens surface is in contact with the immersion liquid.
  • the lower limit value of conditional expression (1) may be preferably 2.05.
  • the upper limit value of conditional expression (1) may be preferably 2.20.
  • Conditional expression (2) is a conditional expression for defining an appropriate Abbe number of the glass material used for the negative meniscus lens L12.
  • the corresponding value of conditional expression (2) is below the lower limit value, the dispersion becomes too large, and the difference in field curvature and coma aberration color increases. For this reason, it becomes difficult to correct curvature of field and coma by the lenses after the negative meniscus lens L12.
  • the lower limit value of conditional expression (2) may be preferably 25.
  • the immersion microscope objective lens OL of the present embodiment may satisfy the following conditional expression (2A) instead of the above-described conditional expression (2).
  • Conditional expression (2A) is also a conditional expression for defining an appropriate Abbe number of the glass material used for the negative meniscus lens L12.
  • the corresponding value of the conditional expression (2A) is less than the lower limit value, the dispersion becomes too large, and the difference between the curvature of field and the color of coma increases. For this reason, it becomes difficult to correct curvature of field and coma by the lenses after the negative meniscus lens L12.
  • the lower limit value of conditional expression (2A) may be preferably 25.
  • conditional expression (2A) exceeds the upper limit value, it is difficult to vitrify as a glass material of the negative meniscus lens L12, and it becomes difficult to maintain stable quality.
  • the upper limit value of conditional expression (2A) may preferably be set to 35.
  • the immersion microscope objective lens OL of the present embodiment may satisfy the following conditional expression (3).
  • n1p is the refractive index of the positive lens L11 with respect to the d-line.
  • Conditional expression (3) is a conditional expression for defining an appropriate refractive index of the glass material used for the positive lens L11. If the corresponding value of the conditional expression (3) exceeds the upper limit value, sufficient negative refractive power cannot be obtained at the cemented surface between the positive lens L11 and the negative meniscus lens L12. As a result, the Petzval sum cannot be sufficiently reduced, and the flatness of the image plane is lowered, which is not preferable.
  • the upper limit value of conditional expression (3) is preferably 1.55, and more preferably 1.52.
  • conditional expression (3) If the corresponding value of conditional expression (3) is lower than the lower limit, the difference in refractive index from the immersion liquid becomes large, and high-order spherical aberration and coma are likely to occur due to refraction at the interface with the immersion liquid. Become.
  • the lower limit value of conditional expression (3) may be preferably 1.45.
  • the immersion microscope objective lens OL of the present embodiment may satisfy the following conditional expressions (4) to (5).
  • d0 the distance on the optical axis from the object to the lens surface on the object side of the positive lens L11
  • d1p thickness of the positive lens L11 on the optical axis
  • d1m thickness on the optical axis of the negative meniscus lens L12
  • r1c radius of curvature of the cemented surface between the positive lens L11 and the negative meniscus lens L12 when the object side convex is positive
  • r1m radius of curvature of the lens surface on the image side of the negative meniscus lens L12 when the object side convex is positive.
  • Conditional expression (4) is a conditional expression for defining an appropriate ratio between the radius of curvature of the joint surface between the positive lens L11 and the negative meniscus lens L12 and the distance from the object to the joint surface. If the corresponding value of conditional expression (4) exceeds the upper limit value, the radius of curvature of the cemented surface between the positive lens L11 and the negative meniscus lens L12 becomes too small to satisfy the effective diameter of the off-axis light beam in a wide field of view. Shading around the field of view. In order to ensure the effect of this embodiment, the upper limit value of conditional expression (4) may be preferably 1.3.
  • conditional expression (4) may preferably be set to 0.4.
  • Conditional expression (5) is a conditional expression for defining an appropriate ratio between the radius of curvature of the image-side lens surface of the negative meniscus lens L12 and the thickness on the optical axis of the negative meniscus lens L12. If the corresponding value of the conditional expression (5) exceeds the upper limit value, the radius of curvature of the image side lens surface of the negative meniscus lens L12 becomes large, and the light flux from the object becomes too wide. In order to suppress the spread of the light beam, it is necessary to reduce the radius of curvature of each lens surface of the positive meniscus lens L13, which makes it difficult to manufacture the positive meniscus lens L13. In order to ensure the effect of the present embodiment, the upper limit value of conditional expression (5) may be preferably 1.5.
  • conditional expression (5) If the corresponding value of conditional expression (5) is less than the lower limit, the radius of curvature of the image-side lens surface of the negative meniscus lens L12 becomes too small, making it difficult to correct particularly high-order components of coma and reducing the field of view. It becomes difficult to spread.
  • the lower limit value of conditional expression (5) may be preferably 0.9.
  • the immersion microscope objective lens OL of the present embodiment may satisfy the following conditional expressions (6) to (7).
  • Conditional expression (6) is a conditional expression related to the field of view and image brightness that can be observed with a microscope.
  • the corresponding value of the conditional expression (6) is less than the lower limit value, the magnification of the immersion microscope objective lens is inevitably high, and the field of view that can be observed is narrowed.
  • the lower limit value of conditional expression (6) is preferably 5.0, and more preferably 6.0.
  • conditional expression (6) exceeds the upper limit value, a bright image can be obtained with a wider field of view, but the immersion microscope objective lens becomes large and the same focal length as other immersion objective lenses can be maintained. It becomes difficult.
  • the upper limit value of conditional expression (6) is preferably 12.0, and more preferably 10.0.
  • Conditional expression (7) is a conditional expression for defining an appropriate working distance.
  • the lower limit value of conditional expression (7) is preferably 0.05, more preferably 0.06.
  • conditional expression (7) exceeds the upper limit value, when the immersion microscope objective lens is used for an inverted microscope or the like, it is difficult to hold the immersion liquid especially when the stage is largely moved, and the usability is reduced.
  • the upper limit value of conditional expression (7) is preferably 0.15, and more preferably 0.13.
  • the immersion microscope objective lens OL of the present embodiment includes a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a positive refractive power, and a negative refractive power, which are arranged in order from the object side. You may make it comprise from the 3rd lens group G3 which has.
  • the first lens group G1 includes the positive lens L11, the negative meniscus lens L12, and the positive meniscus lens L13, which are arranged in order from the object side.
  • the second lens group G2 has a role of gradually converting the light flux from the first lens group G1 that is still divergent into a convergent light flux while correcting aberrations.
  • the second lens group G2 includes at least two sets of cemented lenses. Since various aberrations such as spherical aberration and chromatic aberration still remain in the first lens group G1, these aberrations are mainly corrected by the cemented lens after the second lens group G2.
  • both the positive lens and the negative lens constituting the cemented lens of the second lens group G2 are made of a glass material having anomalous dispersion.
  • many glass materials for negative lenses having anomalous dispersion have a large dispersion.
  • the second lens group G2 requires a plurality of cemented lenses in order to correct primary chromatic aberration.
  • the cemented lens of the second lens group G2 it is also effective to use not only a cemented lens with two lenses but also a cemented lens with three lenses.
  • the third lens group G3 has a role of converting the convergent light beam from the second lens group G2 into a parallel light beam and guiding it to an imaging lens described later.
  • the third lens group G3 is disposed so as to face the image side of the first opposing negative lens L34 with the image-side lens surface facing the concave surface on the image side and the first opposing negative lens L34, and the object-side lens surface is the object side And a second opposing negative lens L35 having a concave surface on the side.
  • the first lens group G1 is arranged.
  • the Petzval sum can be reduced.
  • the third lens group G3 includes a second counter positive lens L36 that is cemented to the image side of the second counter negative lens L35 and the image side lens surface faces a concave surface on the object side. And the following conditional expressions (8) to (9) may be satisfied.
  • n3p the refractive index of the second opposing positive lens L36 with respect to the d-line
  • ⁇ 3p Abbe number of the second opposing positive lens L36.
  • Conditional expression (8) is a conditional expression for defining an appropriate refractive index of the glass material used for the second opposing positive lens L36 disposed on the most image side of the third lens group G3.
  • the lower limit value of conditional expression (8) may be preferably 1.80.
  • conditional expression (8) If the corresponding value of conditional expression (8) exceeds the upper limit value, the light transmittance on the short wavelength side is lowered, which is not preferable.
  • the upper limit value of conditional expression (8) is preferably 1.96, more preferably 1.92.
  • Conditional expression (9) is a conditional expression for defining an appropriate Abbe number of the glass material used for the second opposing positive lens L36. If the corresponding value of conditional expression (9) exceeds the upper limit value, it will be difficult to correct lateral chromatic aberration. In order to ensure the effect of the present embodiment, the upper limit value of conditional expression (9) may preferably be 40.
  • conditional expression (9) When the corresponding value of conditional expression (9) is below the lower limit, it is difficult to suppress the secondary spectrum of lateral chromatic aberration.
  • the lower limit value of conditional expression (9) may preferably be 30.
  • the third lens group G3 includes a first cemented lens, a second cemented lens, and a third cemented lens arranged in order from the object side.
  • the second cemented lens includes a first counter negative lens L34 and a first counter positive lens L33 cemented on the object side of the first counter negative lens L34.
  • the third cemented lens is a second counter negative lens L35.
  • the first opposed negative lens L34 and the second opposed negative surface having relatively strong refractive power opposed to each other at a position where the light beam is focused by the front and rear first opposed positive lenses L33 and L36.
  • the distance between the second lens group G2 and the third lens group G3 may be changed according to the thickness of the cover glass C.
  • the light flux converged by the second lens group G2 has a relatively large difference in height in the air gap between the second lens group G2 and the third lens group G3.
  • the air gap between the second lens group G2 and the third lens group G3 it functions as a so-called correction ring, and the spherical aberration that changes according to the thickness of the cover glass C can be corrected.
  • the cemented lens including the first counter negative lens L34 and the second counter negative lens L35, and the second lens group.
  • a first cemented lens may be arranged between G2.
  • the incident height of the light incident on the third lens group G3 does not become too low, and the spherical aberration is favorably corrected when the air interval between the second lens group G2 and the third lens group G3 is changed. be able to.
  • the glass material of the negative meniscus lens L12 (hereinafter referred to as the lens L12 glass for convenience of description) includes B 3+ , La 3+ , and optionally Nb as cation components.
  • Optical glass containing 5+ is used.
  • the lens L12 glass of the present embodiment contains B 3+ in a ratio of 10 cat% or more and 50 cat% or less as a ratio (expressed as cation%) to the total cation component contained in the glass.
  • the glass for lens L12 contains Nb 5+ in a ratio of 0 cat% or more and 40 cat% or less in a ratio to the whole cation component included in the glass.
  • the glass for lens L12 contains Nb 5+ , La 3+ , which is a rare earth ion, is a ratio of 40 cat% or more and 65 cat% or less, preferably 50 cat% or more and 65 cat% or less, based on the total cation component contained in the glass. It is contained in the following proportion, more preferably in the proportion of 54 cat% or more and 65 cat% or less.
  • the glass for lens L12 does not contain Nb 5+ , it contains La 3+ at a ratio of 40 cat% or more and 63 cat% or less, preferably 50 cat% or more and 63 cat% or less.
  • the lens L12 glass is a ratio of the total cation component contained in the glass, and the total ratio of B 3+ , La 3+ , and Nb 5 is 80 cat% or more and 100 cat% or less.
  • the cation% is the percentage of the number of any cation with respect to the total number of cations such as the number of B 3+ , the number of La 3+ , the number of Nb 5+ , etc. Is.
  • the cation percentage of La 3+ in the case of containing only B 3+ , La 3+ and Nb 5+ as the cation component is based on the sum of the number of B 3+ , the number of La 3+ and the number of Nb 5+ . It is the ratio of the number of La 3+ .
  • Such an optical glass can be manufactured by a floating melting method (see, for example, JP-A-2014-196236). Specifically, using a laser floating furnace, the sample is irradiated with a laser such as carbon dioxide gas to dissolve the sample, and the dissolved material is levitated by the fluid of the floating gas ejected from the nozzle, and then cooled and solidified. Can be manufactured.
  • a laser floating furnace using a laser floating furnace, the sample is irradiated with a laser such as carbon dioxide gas to dissolve the sample, and the dissolved material is levitated by the fluid of the floating gas ejected from the nozzle, and then cooled and solidified. Can be manufactured.
  • the levitation gas only needs to be able to levitate the sample, and can be appropriately selected and used from dry gas or the like in addition to an inert gas typified by air, nitrogen, oxygen, argon or the like according to the application.
  • the floating dissolution method is also called a containerless solidification method, in which a material is used without using a container such as a Pt alloy (Pt or platinum alloy, for example, Pt—Au, Pt—Au—Rh, etc.).
  • Pt alloy Pt or platinum alloy, for example, Pt—Au, Pt—Au—Rh, etc.
  • glass is obtained by heating and melting and then cooling and solidifying.
  • Such optical glass is not limited to the floating melting method, and can be manufactured even in a weightless state.
  • B 3+ is 20 cat%
  • La 3+ is 40 cat%
  • Nb 5+ is 40 cat%
  • the microscope according to the present embodiment includes the immersion microscope objective lens OL having the above-described configuration.
  • a microscope an immersion microscope
  • the microscope 100 includes a stand 101, a stage 111 attached to the base portion 102 of the stand 101, a lens barrel 121 attached to the arm portion 103 of the stand 101, and an imaging unit 131 connected to the lens barrel 121. It is configured.
  • an observation object (not shown) (biological sample or the like) held between the slide glass B and the cover glass C (numbering is omitted in FIG. 10) is placed.
  • a condenser lens 117 constituting the transmission illumination device 116 is attached to the lower side of the stage 111.
  • the above-described transmission illumination device 116, the transmission illumination light source 118, and the like are attached to the base portion 102 of the stand 101.
  • An objective lens 122 is attached to a revolver 126 provided below the lens barrel 121.
  • the immersion liquid is filled between the tip of the objective lens 122 and the cover glass C.
  • the immersion microscope objective lens OL according to this embodiment is used.
  • the lens barrel 121 is provided with an imaging lens 123 and a prism 124.
  • An imaging lens IL described later is used as the imaging lens 123 provided in the lens barrel 121.
  • the lens barrel 121 is provided with an epi-fluorescent device 127, an epi-fluorescent light source 128, an eyepiece 129, and the like.
  • the imaging unit 131 is provided with an imaging element 132.
  • the light from the observation object passes through the cover glass C and the immersion liquid, the objective lens 122, the imaging lens 123, and the prism 124, and reaches the image sensor 132.
  • the image of the observation object is formed on the imaging surface of the image sensor 132 by the imaging lens 123, and the image sensor 132 captures the image of the observation object.
  • the image of the observation object captured and acquired by the image sensor 132 is displayed on the monitor MT via the external computer PC.
  • the external computer PC can perform various types of image processing on the image data of the observation object captured and acquired by the image sensor 132.
  • the immersion microscope objective lens OL by mounting the immersion microscope objective lens OL according to the above-described embodiment, a microscope having a wide field of view and a sufficient working distance and good optical performance up to the periphery of the field of view. Can be obtained.
  • the microscope 100 may be an upright microscope or an inverted microscope.
  • the immersion microscope objective lens OL according to an example of the present embodiment will be described with reference to the drawings.
  • the immersion microscope objective lens OL according to each embodiment has an oil immersion (silicone oil) type design.
  • the refractive index of the cover glass to be used is ddB
  • the Abbe number with respect to the d-line is ⁇ dB
  • the thickness is tc
  • ndB 1.52439
  • ⁇ dB 54.3
  • tc 0.17 mm. .
  • FIG. 1, FIG. 3, FIG. 5, and FIG. 7 are cross-sectional views showing the configurations of immersion microscope objective lenses OL ⁇ OL (1) to OL (4) ⁇ according to the first to fourth embodiments.
  • each lens group is represented by a combination of symbol G and a number (or alphabet)
  • each lens is represented by a combination of symbol L and a number (or alphabet).
  • G and a number or alphabet
  • each lens is represented by a combination of symbol L and a number (or alphabet).
  • lenses and the like are represented using combinations of codes and numbers independently for each embodiment. For this reason, even if the combination of the same code
  • Tables 1 to 4 are shown below. Of these, Table 1 is the first embodiment, Table 2 is the second embodiment, Table 3 is the third embodiment, and Table 4 is each specification data in the fourth embodiment. It is a table
  • f indicates the focal length of the entire system of the immersion microscope objective lens OL
  • ⁇ indicates the magnification
  • NA indicates the object-side numerical aperture of the immersion microscope objective lens OL
  • D0 is the distance on the optical axis from the end surface of the cover glass to the lens surface (first surface described later) closest to the object side in the immersion microscope objective lens OL. Indicates.
  • the surface number indicates the order of the lens surfaces from the object side
  • R is a radius of curvature corresponding to each surface number (a positive value in the case of a lens surface convex on the object side).
  • D is the lens thickness or air spacing on the optical axis corresponding to each surface number
  • ⁇ d corresponds to each surface number.
  • the Abbe numbers based on the d-line of the glass material are shown.
  • the table of [variable distance data] in each example shows the surface distance Di to the next surface in the surface number i where the surface distance is “variable” in the table indicating [lens specifications]. For example, in the first embodiment, the surface distance D14 at the surface number 14 is shown. In the table of [variable interval data], the value of the variable interval corresponding to the thickness tc of the cover glass is shown.
  • the table corresponding to the conditional expressions (1) to (9) shows the values corresponding to the conditional expressions (1) to (9).
  • mm is generally used for the focal length f, curvature radius R, surface distance D, and other lengths, etc. unless otherwise specified, but the optical system is proportionally enlarged. Alternatively, the same optical performance can be obtained even by proportional reduction, and the present invention is not limited to this.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of an immersion microscope objective lens according to a first example of the present embodiment.
  • the immersion microscope objective lens OL (1) according to the first example includes a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a positive refractive power, arranged in order from the object side, The third lens group G3 having negative refractive power.
  • the first lens group G1 includes a cemented lens composed of a planoconvex positive lens L11 and a negative meniscus lens L12 having a concave surface facing the object side, and a positive meniscus lens L13 having a concave surface facing the object side, which are arranged in order from the object side. It consists of.
  • a cover glass C is disposed on the object side of the first lens group G1, and the space between the cover glass C and the positive lens L11 is filled with immersion liquid (oil).
  • the second lens group G2 includes a first cemented lens composed of a biconcave first negative lens L21 and a biconvex first positive lens L22 arranged in order from the object side, and a biconvex single lens.
  • the third lens group G3 includes, in order from the object side, a first cemented lens including a meniscus negative lens L31 having a convex surface facing the object side and a biconvex positive lens L32, and a biconvex first lens.
  • a second cemented lens composed of a counter positive lens L33 and a biconcave first counter negative lens L34, a meniscus second counter negative lens L35 having a concave surface facing the object side, and a meniscus shape having a concave surface facing the object side
  • a third cemented lens composed of the second opposing positive lens L36.
  • the immersion microscope objective lens OL (1) when the spherical aberration is corrected according to the thickness of the cover glass C, the first lens group G1 and the second lens group G2 are fixed, The three lens groups G3 are moved along the optical axis, and the distance between the second lens group G2 and the third lens group G3 is changed.
  • Table 1 below lists values of specifications of the immersion microscope objective lens according to the first example.
  • FIG. 2 is a diagram showing various aberrations (spherical aberration diagram, field curvature aberration diagram, distortion aberration diagram, magnification chromatic aberration diagram, and ray aberration diagram) of the immersion microscope objective lens according to the first example.
  • NA is the numerical aperture
  • B is the magnification
  • Y is the image height
  • the same reference numerals as those in this example are used, and redundant description is omitted.
  • the immersion microscope objective lens according to the first example has excellent imaging performance by properly correcting various aberrations.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the immersion microscope objective lens according to the second example of the present embodiment.
  • the immersion microscope objective lens OL (2) according to the second example includes a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a positive refractive power, arranged in order from the object side, The third lens group G3 having negative refractive power.
  • the first lens group G1 includes a cemented lens composed of a planoconvex positive lens L11 and a negative meniscus lens L12 having a concave surface facing the object side, and a positive meniscus lens L13 having a concave surface facing the object side, which are arranged in order from the object side. It consists of.
  • a cover glass C is disposed on the object side of the first lens group G1, and the space between the cover glass C and the positive lens L11 is filled with immersion liquid (oil).
  • the second lens group G2 includes, in order from the object side, a first positive lens L21 that is a single meniscus lens having a concave surface directed toward the object side, a second positive lens L22 having a biconvex shape, and an object side.
  • a first cemented lens composed of a meniscus first negative lens L23 having a concave surface, a biconvex third positive lens L24, a biconcave second negative lens L25, and a biconvex second lens
  • a second cemented lens including four positive lenses L26.
  • the third lens group G3 includes, in order from the object side, a first cemented lens including a meniscus negative lens L31 having a convex surface facing the object side and a biconvex positive lens L32, and a biconvex first lens.
  • a second cemented lens composed of a counter positive lens L33 and a biconcave first counter negative lens L34, a meniscus second counter negative lens L35 having a concave surface facing the object side, and a meniscus shape having a concave surface facing the object side
  • a third cemented lens composed of the second opposing positive lens L36.
  • the immersion microscope objective lens OL (2) when the spherical aberration is corrected according to the thickness of the cover glass C, the first lens group G1 and the second lens group G2 are fixed, The three lens groups G3 are moved along the optical axis, and the distance between the second lens group G2 and the third lens group G3 is changed.
  • Table 2 below lists values of specifications of the immersion microscope objective lens according to the second example.
  • FIG. 4 is a diagram showing various aberrations of the immersion microscope objective lens according to the second example. From the respective aberration diagrams, it is understood that the immersion microscope objective lens according to the second example has excellent imaging performance by satisfactorily correcting various aberrations.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of the immersion microscope objective lens according to the third example of the present embodiment.
  • the immersion microscope objective lens OL (3) according to the third example includes a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a positive refractive power, arranged in order from the object side, The third lens group G3 having negative refractive power.
  • the first lens group G1 includes a cemented lens composed of a planoconvex positive lens L11 and a negative meniscus lens L12 having a concave surface facing the object side, and a positive meniscus lens L13 having a concave surface facing the object side, which are arranged in order from the object side. It consists of.
  • a cover glass C is disposed on the object side of the first lens group G1, and the space between the cover glass C and the positive lens L11 is filled with immersion liquid (oil).
  • the second lens group G2 includes, in order from the object side, a first positive lens L21 that is a single meniscus lens having a concave surface directed toward the object side, a second positive lens L22 having a biconvex shape, and an object side.
  • a first cemented lens composed of a meniscus first negative lens L23 having a concave surface, a biconvex third positive lens L24, a biconcave second negative lens L25, and a biconvex second lens
  • the second cemented lens is composed of a fourth positive lens L26, and the fifth positive lens L27 is a biconvex single lens.
  • the third lens group G3 is arranged in order from the object side, and includes a first cemented lens including a meniscus negative lens L31 having a convex surface facing the object side and a biconvex positive lens L32, and a convex surface facing the object side.
  • the immersion microscope objective lens OL (3) when the spherical aberration is corrected according to the thickness of the cover glass C, the first lens group G1 and the second lens group G2 are fixed, The three lens groups G3 are moved along the optical axis, and the distance between the second lens group G2 and the third lens group G3 is changed.
  • Table 3 lists values of specifications of the immersion microscope objective lens according to the third example.
  • FIG. 6 is a diagram showing various aberrations of the immersion microscope objective lens according to the third example. From the respective aberration diagrams, it is understood that the immersion microscope objective lens according to the third example has excellent imaging performance by properly correcting various aberrations.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of the immersion microscope objective lens according to the fourth example of the present embodiment.
  • the immersion microscope objective lens OL (4) according to the fourth example includes a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a positive refractive power, arranged in order from the object side, The third lens group G3 having negative refractive power.
  • the first lens group G1 includes a cemented lens composed of a planoconvex positive lens L11 and a negative meniscus lens L12 having a concave surface facing the object side, and a positive meniscus lens L13 having a concave surface facing the object side, which are arranged in order from the object side. It consists of.
  • a cover glass C is disposed on the object side of the first lens group G1, and the space between the cover glass C and the positive lens L11 is filled with immersion liquid (oil).
  • the second lens group G2 includes a first cemented lens composed of a biconcave first negative lens L21 and a biconvex first positive lens L22 arranged in order from the object side, and a biconcave second.
  • Negative lens L23 and a second cemented lens made up of a biconvex second positive lens L24, a meniscus third negative lens L25 with a convex surface facing the object side, and a biconvex third positive lens And a third cemented lens made of L26.
  • the third lens group G3 includes a first cemented lens including a biconvex positive lens L31 and a biconcave negative lens L32, a biconvex first opposing positive lens L33, and both arranged in order from the object side.
  • a second cemented lens composed of a concave first opposing negative lens L34, a meniscus second opposing negative lens L35 having a concave surface facing the object side, and a meniscus second opposing positive lens having a concave surface facing the object side
  • a third cemented lens made of L36 made of L36.
  • the immersion microscope objective lens OL (4) when the spherical aberration is corrected according to the thickness of the cover glass C, the first lens group G1 and the second lens group G2 are fixed, The three lens groups G3 are moved along the optical axis, and the distance between the second lens group G2 and the third lens group G3 is changed.
  • Table 4 below lists values of specifications of the immersion microscope objective lens according to the fourth example.
  • FIG. 8 is a diagram showing various aberrations of the immersion microscope objective lens according to the fourth example. From the respective aberration diagrams, it is understood that the immersion microscope objective lens according to the fourth example has excellent imaging performance by properly correcting various aberrations.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an imaging lens used in combination with the immersion microscope objective lens according to each embodiment.
  • the various aberration diagrams of the immersion microscope objective lens according to each example are those used in combination with this imaging lens.
  • the imaging lens IL shown in FIG. 9 includes a first cemented lens composed of a biconvex first positive lens L91 and a biconcave first negative lens L92 arranged in order from the object side, and a biconvex shape.
  • the imaging lens IL is disposed on the image side of the immersion microscope objective lens according to each embodiment.
  • an immersion microscope objective lens that has a wide field of view and a sufficient working distance while maintaining a relatively high numerical aperture and can obtain good optical performance up to the periphery of the field of view is realized. be able to.
  • a large number of fields of view can be obtained as compared with the immersion microscope objective lens described in Patent Document 1 described above while realizing a high numerical aperture with respect to the working distance.
  • each of the above examples shows a specific example of the present embodiment, and the present embodiment is not limited thereto.

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Abstract

対物レンズ（ＯＬ）は、物体側から順に並んだ、正レンズ（Ｌ１１）と、正レンズ（Ｌ１１）と接合され物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ（Ｌ１２）と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ（Ｌ１３）とを有し、以下の条件式を満足する。　２．０３≦ｎ１ｍ≦２．３０　２０≦ν１ｍ　但し、ｎ１ｍ：負メニスカスレンズ（Ｌ１２）のｄ線に対する屈折率、　ν１ｍ：負メニスカスレンズ（Ｌ１２）のアッベ数。

Description

対物レンズ、光学系および顕微鏡
　本発明は、対物レンズ、光学系および顕微鏡に関する。
　生物分野での光学顕微鏡の用途は、従来の細胞や組織切片等にホルムアルデヒド等で化学処理を施した所謂固定標本の観察に加え、近年では生きている状態での細胞の形態や挙動の変化を捉える生体試料の観察の重要度が高まっている。生体試料の観察では、広い視野と、高い開口数と、十分に長い作動距離が要望されており、これらの要望に応えるための液浸顕微鏡対物レンズが考案されている（例えば、特許文献１を参照）。
特開２０１０－２７１６９３号公報
　第１の態様に係る対物レンズは、物体側から順に並んだ、正レンズと、前記正レンズと接合され物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズとを有し、以下の条件式を満足する。
　２．０３≦ｎ１ｍ≦２．３０
　２０≦ν１ｍ
　但し、ｎ１ｍ：前記負メニスカスレンズのｄ線に対する屈折率、
　　　　ν１ｍ：前記負メニスカスレンズのアッベ数。
　第２の態様に係る光学系は、第１の態様の対物レンズと、結像レンズとを備える。
　第３の態様に係る顕微鏡は、第１の態様の対物レンズを備える。
第１実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの構成を示す断面図である。 第１実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの諸収差図である。 第２実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの構成を示す断面図である。 第２実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの諸収差図である。 第３実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの構成を示す断面図である。 第３実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの諸収差図である。 第４実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの構成を示す断面図である。 第４実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの諸収差図である。 結像レンズの構成を示す断面図である。 液浸顕微鏡対物レンズを備えた顕微鏡の要部概略図である。
　以下、本実施形態の液浸顕微鏡対物レンズ、顕微鏡について図を参照して説明する。本実施形態では、比較的高い開口数を維持しつつ、広い視野と十分な作動距離を有して、視野の周辺部まで良好な光学性能が得られる液浸顕微鏡対物レンズについて説明する。
　本実施形態に係る液浸顕微鏡対物レンズＯＬの一例として、図１に示す液浸顕微鏡対物レンズＯＬ（１）は、物体側から順に並んだ、平凸形状もしくは、物体側の曲率が（平面に近い程度に）小さい正レンズＬ１１と、正レンズＬ１１と接合され物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１３とを有して構成される。本実施形態に係る液浸顕微鏡対物レンズＯＬは、図３に示す液浸顕微鏡対物レンズＯＬ（２）でも良く、図５に示す液浸顕微鏡対物レンズＯＬ（３）でも良く、図７に示す液浸顕微鏡対物レンズＯＬ（４）でも良い。なお、図３、図５、および図７に示す液浸顕微鏡対物レンズＯＬ（２）～ＯＬ（４）の各レンズは、図１に示す液浸顕微鏡対物レンズＯＬ（１）と同様に構成される。
　一般に、ドライタイプの高ＮＡ対物レンズでは、最も物体側のレンズが、物体側に比較的小さな曲率半径の凹面を向けたメニスカス形状の単レンズで構成されていることが多い。これにより、物体面から広がる大きな角度の光束が最も物体側のレンズに入射する際の入射角を小さくして、球面収差等の収差の発生を抑えている。また、最も物体側のレンズの凹面によってペッツバール和を減少させて、像面湾曲の補正に寄与している。
　一方、液浸系の対物レンズでは、先端部の清掃を容易にするため、また、浸液への気泡の混入を防ぐため、最も物体側のレンズ面が平面あるいは緩い曲面で構成されていることが多い。最も物体側のレンズの形状を略平凸形状としたのみでは、ペッツバール和を減少させる負の屈折力の要素が失われる。これに対し、相対的に低い屈折率を有する略平凸形状の正レンズと、相対的に高い屈折率を有する負メニスカスレンズとを接合し、その接合面で負の屈折力を確保するという方法が考えられる。これにより、像面湾曲を補正することが可能である。本実施形態のように、視野を広くし、作動距離を長くしようとすると、最も物体側の正レンズの有効径が大きくなるため、接合面の曲率半径を十分に小さくすることが困難になる。レンズ面の屈折力は、レンズ面の前後の屈折率差と、レンズ面の曲率半径で決まる。正レンズと負メニスカスレンズとの屈折率差を大きくすれば、接合面の曲率半径が大きくなった分を相殺することができる。従来のガラスの屈折率は、最高でも２．０程度であるため、正レンズと負メニスカスレンズとの屈折率差を大きくするのにも限界があった。
　浮遊溶解法と称される新しいガラスの製法により、これまでガラス化が困難であった不安定な組成でもガラス化することができる。これにより、高屈折率でありながら、分散が比較的小さく、短波長でも透過率の高いガラスを製造することが可能になりつつある。このような高屈折率のガラスを負メニスカスレンズに用いるようにすれば、正レンズと負メニスカスレンズとの屈折率差が大きくなり、接合面の曲率半径が大きくなった分を相殺することができるため、ペッツバール和を減少させることが可能になる。
　本実施形態に係る液浸顕微鏡対物レンズＯＬにおいて、物体から射出された発散光束は、正レンズＬ１１と、負メニスカスレンズＬ１２を透過し、正メニスカスレンズＬ１３において収束する側に曲げられる。正メニスカスレンズＬ１３は、光束の発散を抑えるために比較的大きな屈折力を有するため、大きな収差を発生させないように、物体側に凹面を向けたメニスカス形状であることが望ましい。
　上記構成の下、本実施形態に係る液浸顕微鏡対物レンズＯＬは、次の条件式（１）～（２）を満足する。
　２．０３≦ｎ１ｍ≦２．３０　・・・（１）
　２０≦ν１ｍ　・・・（２）
　但し、ｎ１ｍ：負メニスカスレンズＬ１２のｄ線に対する屈折率、
　　　　ν１ｍ：負メニスカスレンズＬ１２のアッベ数。
　条件式（１）は、負メニスカスレンズＬ１２に用いられる硝材の適切な屈折率を規定するための条件式である。条件式（１）の対応値が下限値を下回ると、物体側のレンズ面が浸液に接する正レンズＬ１１と負メニスカスレンズＬ１２との接合面において、十分な負の屈折力が得られなくなる。その結果、ペッツバール和を十分に減少させることができなくなり、像面の平坦性が低下するので好ましくない。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（１）の下限値を好ましくは２．０５としてもよい。
　条件式（１）の対応値が上限値を上回ると、負メニスカスレンズＬ１２における像側のレンズ面での正の屈折力が強くなりすぎて、正レンズＬ１１と負メニスカスレンズＬ１２との接合面での負の屈折力を相殺する形となる。その結果、ペッツバール和を減少させる効果が弱まり、像面の平坦性が低下するので好ましくない。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（１）の上限値を好ましくは２．２０としてもよい。
　条件式（２）は、負メニスカスレンズＬ１２に用いられる硝材の適切なアッベ数を規定するための条件式である。条件式（２）の対応値が下限値を下回ると、分散が大きくなりすぎて、像面湾曲やコマ収差の色による差が大きくなる。そのため、負メニスカスレンズＬ１２以降のレンズによって、像面湾曲やコマ収差を補正することが困難になる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（２）の下限値を好ましくは２５としてもよい。
　本実施形態の液浸顕微鏡対物レンズＯＬは、上述の条件式（２）に代えて、次の条件式（２Ａ）を満足してもよい。
　２０≦ν１ｍ≦４０　・・・（２Ａ）
　条件式（２Ａ）も、負メニスカスレンズＬ１２に用いられる硝材の適切なアッベ数を規定するための条件式である。条件式（２Ａ）の対応値が下限値を下回ると、分散が大きくなりすぎて、像面湾曲やコマ収差の色による差が大きくなる。そのため、負メニスカスレンズＬ１２以降のレンズによって、像面湾曲やコマ収差を補正することが困難になる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（２Ａ）の下限値を好ましくは２５としてもよい。
　条件式（２Ａ）の対応値が上限値を上回ると、負メニスカスレンズＬ１２の硝材としてガラス化することが難しく、安定した品質を保つことが困難になる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（２Ａ）の上限値を好ましくは３５としてもよい。
　本実施形態の液浸顕微鏡対物レンズＯＬは、次の条件式（３）を満足してもよい。
　１．４０≦ｎ１ｐ≦１．６０　・・・（３）
　但し、ｎ１ｐ：正レンズＬ１１のｄ線に対する屈折率。
　条件式（３）は、正レンズＬ１１に用いられる硝材の適切な屈折率を規定するための条件式である。条件式（３）の対応値が上限値を上回ると、正レンズＬ１１と負メニスカスレンズＬ１２との接合面において、十分な負の屈折力が得られなくなる。その結果、ペッツバール和を十分に減少させることができなくなり、像面の平坦性が低下するので好ましくない。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（３）の上限値を好ましくは１．５５とし、より好ましくは１．５２としてもよい。
　条件式（３）の対応値が下限値を下回ると、浸液との屈折率差が大きくなり、浸液との界面での屈折の影響により、高次の球面収差やコマ収差が発生しやすくなる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（３）の下限値を好ましくは１．４５としてもよい。
　本実施形態の液浸顕微鏡対物レンズＯＬは、次の条件式（４）～（５）を満足してもよい。
　０．３＜（ｄ０+ｄ１ｐ）／（－ｒ１ｃ）＜１．８　・・・（４）
　０．８＜（－ｒ１ｍ）／ｄ１ｍ＜１．７　・・・（５）
　但し、ｄ０：物体から正レンズＬ１１の物体側のレンズ面までの光軸上の距離、
　　　　ｄ１ｐ：正レンズＬ１１の光軸上の厚さ、
　　　　ｄ１ｍ：負メニスカスレンズＬ１２の光軸上の厚さ、
　　　　ｒ１ｃ：物体側に凸の場合を正としたときの正レンズＬ１１と負メニスカスレンズＬ１２との接合面の曲率半径、
　　　　ｒ１ｍ：物体側に凸の場合を正としたときの負メニスカスレンズＬ１２の像側のレンズ面の曲率半径。
　条件式（４）は、正レンズＬ１１と負メニスカスレンズＬ１２との接合面の曲率半径と、物体から当該接合面までの距離との適切な比率を規定するための条件式である。条件式（４）の対応値が上限値を上回ると、正レンズＬ１１と負メニスカスレンズＬ１２との接合面の曲率半径が小さくなりすぎて、広い視野での軸外光束の有効径を満たせなくなり、視野周辺でのシェーディングの要因となる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（４）の上限値を好ましくは１．３としてもよい。
　条件式（４）の対応値が下限値を下回ると、正レンズＬ１１と負メニスカスレンズＬ１２との接合面の曲率半径が大きくなりすぎて、ペッツバール和を十分に減少させることができなくなり、像面湾曲や非点収差の補正が困難になる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（４）の下限値を好ましくは０．４としてもよい。
　条件式（５）は、負メニスカスレンズＬ１２の像側のレンズ面の曲率半径と、負メニスカスレンズＬ１２の光軸上の厚さとの適切な比率を規定するための条件式である。条件式（５）の対応値が上限値を上回ると、負メニスカスレンズＬ１２の像側のレンズ面の曲率半径が大きくなり、物体からの光束が広がりすぎてしまう。光束の広がりを抑えようとすると、正メニスカスレンズＬ１３の各レンズ面の曲率半径を小さくする必要があり、正メニスカスレンズＬ１３の作製が困難になる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（５）の上限値を好ましくは１．５としてもよい。
　条件式（５）の対応値が下限値を下回ると、負メニスカスレンズＬ１２の像側のレンズ面の曲率半径が小さくなりすぎて、コマ収差の特に高次成分の補正が困難になり、視野を広げることが難しくなる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（５）の下限値を好ましくは０．９としてもよい。
　本実施形態の液浸顕微鏡対物レンズＯＬは、次の条件式（６）～（７）を満足してもよい。
　４．０＜ＮＡ×ｆ＜１５．０　・・・（６）
　０．０３＜ｄ０／ｆ＜０．２０　・・・（７）
　但し、ｆ：液浸顕微鏡対物レンズＯＬの焦点距離、
　　　　ＮＡ：液浸顕微鏡対物レンズＯＬの物体側開口数、
　　　　ｄ０：物体から正レンズＬ１１の物体側のレンズ面までの光軸上の距離。
　条件式（６）は、顕微鏡により観察可能な視野と像の明るさに関する条件式である。条件式（６）の対応値が下限値を下回ると、液浸顕微鏡対物レンズの倍率が必然的に高くなり、観察できる視野が狭くなる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（６）の下限値を好ましくは５．０とし、より好ましくは６．０としてもよい。
　条件式（６）の対応値が上限値を上回ると、より広い視野で明るい像が得られるが、液浸顕微鏡対物レンズが大きくなり、他の液浸対物レンズと同じ焦点距離を維持することが困難になる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（６）の上限値を好ましくは１２．０とし、より好ましくは１０．０としてもよい。
　条件式（７）は、適切な作動距離を規定するための条件式である。条件式（７）の対応値が下限値を下回ると、厚みのある試料の内部を観察するための十分な作動距離が得られなくなる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（７）の下限値を好ましくは０．０５とし、より好ましくは０．０６としてもよい。
　条件式（７）の対応値が上限値を上回ると、液浸顕微鏡対物レンズを倒立顕微鏡等に用いた場合、特にステージを大きく動かしたときに浸液を保持することが難しく、使い勝手が低下する。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（７）の上限値を好ましくは０．１５とし、より好ましくは０．１３としてもよい。
　本実施形態の液浸顕微鏡対物レンズＯＬは、物体側から順に並んだ、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、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とから構成されるようにしてもよい。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に並んだ、前述の正レンズＬ１１と、前述の負メニスカスレンズＬ１２と、前述の正メニスカスレンズＬ１３とから構成される。
　第２レンズ群Ｇ２は、まだ発散状態にある第１レンズ群Ｇ１からの光束を収差補正しながら徐々に収斂光束へと変換する役割を持つ。第２レンズ群Ｇ２は、少なくとも２組の接合レンズを有して構成される。第１レンズ群Ｇ１では、球面収差、色収差等の諸収差がまだ残存している状態であるため、第２レンズ群Ｇ２以降の接合レンズによって、主にこれらの収差の補正がなされている。
　なお、色収差に関しては、２波長で色収差を補正するだけでなく、２次スペクトルの発生もできる限り抑制しなければならない。そのため、第２レンズ群Ｇ２の接合レンズを構成する正レンズと負レンズはともに、異常分散性を有する硝材で構成されることが望ましい。しかし、異常分散性を有する負レンズの硝材は、分散の大きいものが多くは存在しない。そのため、第２レンズ群Ｇ２には、１次の色収差を補正するためにも複数の接合レンズが必要となる。また、第２レンズ群Ｇ２の接合レンズとして、２枚接合の接合レンズに限らず、３枚接合の接合レンズを使用することも有効である。
　第３レンズ群Ｇ３は、第２レンズ群Ｇ２からの収斂光束を平行光束に変換して、後述の結像レンズに導く役割を持つ。第３レンズ群Ｇ３は、像側のレンズ面が像側に凹面を向けた第１対向負レンズＬ３４と、第１対向負レンズＬ３４の像側に対向して配置され物体側のレンズ面が物体側に凹面を向けた第２対向負レンズＬ３５とを有して構成される。第３レンズ群Ｇ３において、比較的屈折力の強い凹面を対向させた所謂ガウスタイプのレンズ（第１対向負レンズＬ３４と第２対向負レンズＬ３５）を配置することで、第１レンズ群Ｇ１の補完的に、ペッツバール和を減少させることができる。
　本実施形態の液浸顕微鏡対物レンズＯＬにおいて、第３レンズ群Ｇ３は、第２対向負レンズＬ３５の像側に接合され像側のレンズ面が物体側に凹面を向けた第２対向正レンズＬ３６を有し、次の条件式（８）～（９）を満足してもよい。
　１．７０≦ｎ３ｐ≦２．００　・・・（８）
　２５≦ν３ｐ≦４５　・・・（９）
　但し、ｎ３ｐ：第２対向正レンズＬ３６のｄ線に対する屈折率、
　　　　ν３ｐ：第２対向正レンズＬ３６のアッベ数。
　条件式（８）は、第３レンズ群Ｇ３の最も像側に配置される第２対向正レンズＬ３６に用いられる硝材の適切な屈折率を規定するための条件式である。条件式（８）の対応値が下限値を下回る条件で、同じ屈折力を維持するためには、第２対向正レンズＬ３６の曲率半径を小さくする必要がある。その結果、コマ収差が発生しやすくなり、第１対向負レンズＬ３４および第２対向負レンズＬ３５によりペッツバール和を減少させることも難しくなる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（８）の下限値を好ましくは１．８０としてもよい。
　条件式（８）の対応値が上限値を上回ると、短波長側の光の透過率が低下するので好ましくない。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（８）の上限値を好ましくは１．９６とし、より好ましくは１．９２としてもよい。
　条件式（９）は、第２対向正レンズＬ３６に用いられる硝材の適切なアッベ数を規定するための条件式である。条件式（９）の対応値が上限値を上回ると、倍率色収差を補正することが困難になる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（９）の上限値を好ましくは４０としてもよい。
　条件式（９）の対応値が下限値を下回ると、倍率色収差の２次スペクトルを抑えることが困難になる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（９）の下限値を好ましくは３０としてもよい。
　本実施形態の液浸顕微鏡対物レンズＯＬにおいて、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に並んだ、第１の接合レンズと、第２の接合レンズと、第３の接合レンズとからなり、第２の接合レンズは、第１対向負レンズＬ３４と、第１対向負レンズＬ３４の物体側に接合された第１対向正レンズＬ３３とからなり、第３の接合レンズは、第２対向負レンズＬ３５と、第２対向負レンズＬ３５の像側に接合された第２対向正レンズＬ３６とからなるようにしてもよい。第３レンズ群Ｇ３において、前後の第１対向正レンズＬ３３と第２対向正レンズＬ３６によって光束が絞られるところに、比較的屈折力の強い凹面を対向させた第１対向負レンズＬ３４と第２対向負レンズＬ３５を配置することで、第１レンズ群Ｇ１の補完的に、ペッツバール和を減少させることができる。
　本実施形態の液浸顕微鏡対物レンズＯＬにおいて、カバーガラスＣの厚さに応じて第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が変化するようにしてもよい。第２レンズ群Ｇ２によって収斂された光束は、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔において、比較的光束の高低差が大きくなる。第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔を変化させることにより、所謂補正環として機能し、カバーガラスＣの厚さに応じて変化する球面収差を補正することができる。なお、前述したように、第３レンズ群Ｇ３において、第１対向負レンズＬ３４および第２対向負レンズＬ３５を含む接合レンズ（第２の接合レンズおよび第３の接合レンズ）と、第２レンズ群Ｇ２との間に、第１の接合レンズが配置されるようにしてもよい。これにより、第３レンズ群Ｇ３に入射する光線の入射高が低くなりすぎず、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔を変化させた際に、球面収差を良好に補正することができる。
　本実施形態の液浸顕微鏡対物レンズＯＬにおいて、負メニスカスレンズＬ１２の硝材（以下、説明の便宜上、レンズＬ１２用ガラスと称する）は、カチオン成分として、Ｂ3+、Ｌａ3+、及び任意にＮｂ5+を含有する光学ガラスが用いられる。例えば、本実施形態のレンズＬ１２用ガラスは、ガラスに含まれるカチオン成分全体に対する割合（カチオン％表示）で、Ｂ3+を１０ｃａｔ％以上５０ｃａｔ％以下の割合で含有する。レンズＬ１２用ガラスは、ガラスに含まれるカチオン成分全体に対する割合で、Ｎｂ5+を０ｃａｔ％以上４０ｃａｔ％以下の割合で含有する。レンズＬ１２用ガラスは、Ｎｂ5+を含有する場合、ガラスに含まれるカチオン成分全体に対する割合で、希土類イオンであるＬａ3+を４０ｃａｔ％以上６５ｃａｔ％以下の割合で、好ましくは５０ｃａｔ％以上６５ｃａｔ％以下の割合で、より好ましくは５４ｃａｔ％以上６５ｃａｔ％以下の割合で含有する。一方、レンズＬ１２用ガラスは、Ｎｂ5+を含有しない場合、Ｌａ3+を４０ｃａｔ％以上６３ｃａｔ％以下の割合で含有し、好ましくは５０ｃａｔ％以上６３ｃａｔ％以下の割合で含有する。レンズＬ１２用ガラスは、ガラスに含まれるカチオン成分全体に対する割合で、Ｂ3+、Ｌａ3+、及びＮｂ5の合計の割合が８０ｃａｔ％以上１００ｃａｔ％以下である。
　なお、カチオン％（ｃａｔ％）とは、Ｂ3+の個数、Ｌａ3+の個数、Ｎｂ5+の個数等のカチオンの個数の合計に対する、いずれかのカチオンの個数の割合を％で示したものである。例えば、カチオン成分としてＢ3+とＬａ3+とＮｂ5+のみを含む場合のＬａ3+のカチオン％とは、Ｂ3+の個数とＬａ3+の個数とＮｂ5+の個数の合計に対するＬａ3+の個数の割合である。このような光学ガラスの原料として、例えば、Ｂ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5等、ガラスの作製条件に応じて上記のカチオン成分を含有する酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩等の公知材料から選択することができる。このような光学ガラスは、浮遊溶解法により製造することができる（例えば、特開２０１４－１９６２３６号公報を参照）。具体的には、レーザー浮遊炉を用いて、炭酸ガス等のレーザーを試料に照射して試料を溶解させ、その溶解物をノズルから噴出された浮上ガスの流体により浮上させた後、冷却固化させて製造することができる。浮上ガスは、試料を浮上させることができればよく、用途に合わせて、空気、窒素、酸素、アルゴン等に代表される不活性ガスのほか、乾燥空気等から適宜選択して用いることができる。浮遊溶解法とは、無容器凝固法とも称され、Ｐｔ合金（Ｐｔまたは白金合金であり、例えば、Ｐｔ－Ａｕ、Ｐｔ－Ａｕ－Ｒｈ等が用いられる）等の容器を用いずに、材料を加熱溶解した後、冷却固化させて、ガラスを得る方法である。なお、このような光学ガラスは、浮遊溶解法に限らず、無重力の状態においても作製することが可能である。
　レンズＬ１２用ガラスの具体例として、例えば、Ｂ3+を１０ｃａｔ％とし、Ｌａ3+を６０ｃａｔ％とし、Ｎｂ5+を３０ｃａｔ％とした場合、上述の浮遊溶解法により、ｎ１ｍ＝２．１２０４０、ν１ｍ＝２６．１２のレンズＬ１２用ガラスを得ることができる。Ｂ3+を２０ｃａｔ％とし、Ｌａ3+を４０ｃａｔ％とし、Ｎｂ5+を４０ｃａｔ％とした場合、上述の浮遊溶解法により、ｎ１ｍ＝２．１７００５、ν１ｍ＝２１．７３のレンズＬ１２用ガラスを得ることができる。Ｂ3+を２０ｃａｔ％とし、Ｌａ3+を６０ｃａｔ％とし、Ｎｂ5+を２０ｃａｔ％とした場合、上述の浮遊溶解法により、ｎ１ｍ＝２．０５０１３、ν１ｍ＝３０．２５のレンズＬ１２用ガラスを得ることができる。このように、上述のガラスに含まれるカチオン成分全体に対する割合の範囲内で、Ｂ3+、Ｌａ3+、及びＮｂ5等の割合を適宜調整することにより、後述の第１～第４実施例で例示するような高い屈折率を有するレンズＬ１２用ガラスを得ることができる。
　本実施形態の顕微鏡は、上述した構成の液浸顕微鏡対物レンズＯＬを備えて構成される。その具体例として、本実施形態に係る液浸顕微鏡対物レンズＯＬを備えた顕微鏡（液浸顕微鏡）を図１０に基づいて説明する。この顕微鏡１００は、スタンド１０１と、スタンド１０１のベース部１０２に取り付けられたステージ１１１と、スタンド１０１のアーム部１０３に取り付けられた鏡筒１２１と、鏡筒１２１に連結された撮像部１３１とを有して構成される。ステージ１１１上には、スライドガラスＢとカバーガラスＣ（図１０においては付番を省略する）の間に保持された不図示の観察物体（生物試料等）が載置される。ステージ１１１の下側には、透過照明装置１１６を構成するコンデンサレンズ１１７が取り付けられる。なお、スタンド１０１のベース部１０２には、ステージ１１１の他、上述の透過照明装置１１６と、透過照明用光源１１８等が取り付けられる。
　鏡筒１２１の下方に設けられたレボルバ１２６に、対物レンズ１２２が取り付けられる。対物レンズ１２２の先端部とカバーガラスＣとの間に、浸液が満たされるようになっている。鏡筒１２１の下方に取り付けられる対物レンズ１２２として、本実施形態に係る液浸顕微鏡対物レンズＯＬが用いられる。鏡筒１２１には、結像レンズ１２３と、プリズム１２４が設けられる。鏡筒１２１に設けられる結像レンズ１２３として、後述の結像レンズＩＬが用いられる。なお、鏡筒１２１には、落射蛍光装置１２７と、落射蛍光用光源１２８と、接眼レンズ１２９等が取り付けられる。撮像部１３１には、撮像素子１３２が設けられる。
　このような顕微鏡１００において、観察物体からの光は、カバーガラスＣおよび浸液と、対物レンズ１２２と、結像レンズ１２３およびプリズム１２４を透過して、撮像素子１３２へ到達する。結像レンズ１２３により、観察物体の像が撮像素子１３２の撮像面上に結像され、撮像素子１３２が観察物体の像を撮像する。撮像素子１３２により撮像取得された観察物体の画像は、外部のコンピュータＰＣを介してモニターＭＴに表示される。外部のコンピュータＰＣは、撮像素子１３２により撮像取得された観察物体の画像データに対して種々の画像処理を行うことができる。このような構成によれば、上記実施形態に係る液浸顕微鏡対物レンズＯＬを搭載することにより、広い視野と十分な作動距離を有して、視野の周辺部まで良好な光学性能が得られる顕微鏡を得ることが可能になる。なお、顕微鏡１００は、正立顕微鏡であってもよく、倒立顕微鏡であってもよい。
　以下、本実施形態の実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズＯＬを図面に基づいて説明する。各実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズＯＬは、油浸（シリコーンオイル）タイプの設計となっている。使用する浸液（オイル）のｄ線（波長λ＝587.56nm）に対する屈折率をｎｄＡとし、ｄ線を基準とするアッベ数をνｄＡとすると、ｎｄＡ＝1.404074、νｄＡ＝51.96であるものとする。使用するカバーガラスのｄ線に対する屈折率をｎｄＢとし、ｄ線を基準とするアッベ数をνｄＢとし、厚さをｔｃとすると、ｎｄＢ＝1.52439、νｄＢ＝54.3、ｔｃ＝0.17mmであるものとする。
　図１、図３、図５、図７は、第１～第４実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズＯＬ｛ＯＬ（１）～ＯＬ（４）｝の構成を示す断面図である。これら図１、図３、図５、図７において、各レンズ群を符号Ｇと数字（もしくはアルファベット）の組み合わせにより、各レンズを符号Ｌと数字（もしくはアルファベット）の組み合わせにより、それぞれ表している。この場合において、符号、数字の種類および数が大きくなって煩雑化するのを防止するため、実施例毎にそれぞれ独立して符号と数字の組み合わせを用いてレンズ等を表している。このため、実施例間で同一の符号と数字の組み合わせが用いられていても、同一の構成であることを意味するものでは無い。
　以下に表１～表４を示すが、この内、表１は第１実施例、表２は第２実施例、表３は第３実施例、表４は第４実施例における各諸元データを示す表である。各実施例では収差特性の算出対象として、ｄ線（波長λ＝587.6nm）、ｇ線（波長λ＝435.8nm）、Ｃ線（波長λ＝656.3nm）、Ｆ線（波長λ＝486.1nm）を選んでいる。
　［全体諸元］の表において、ｆは液浸顕微鏡対物レンズＯＬの全系の焦点距離を示し、βは倍率を示す。ＮＡは液浸顕微鏡対物レンズＯＬの物体側開口数を示し、Ｄ０はカバーガラスの端面から液浸顕微鏡対物レンズＯＬにおける最も物体側のレンズ面（後述の第１面）までの光軸上の距離を示す。
　［レンズ諸元］の表において、面番号は物体側からのレンズ面の順序を示し、Ｒは各面番号に対応する曲率半径（物体側に凸のレンズ面の場合を正の値としている）、Ｄは各面番号に対応する光軸上のレンズ厚もしくは空気間隔、ｎｄは各面番号に対応する硝材のｄ線（波長λ＝587.6nm）に対する屈折率、νｄは各面番号に対応する硝材のｄ線を基準とするアッベ数を、それぞれ示す。曲率半径の「∞」は平面又は開口を示す。また、空気の屈折率ｎｄ＝1.00000の記載は省略している。
　各実施例の［可変間隔データ］の表は、［レンズ諸元］を示す表において面間隔が「可変」となっている面番号ｉにおける次の面までの面間隔Ｄｉを示す。例えば、第１実施例では、面番号１４での面間隔Ｄ１４を示す。なお、［可変間隔データ］の表において、カバーガラスの厚さｔｃに対応した可変間隔の値を示す。
　［条件式対応値］の表には、上記の条件式（１）～（９）に対応する値を示す。
　以下、全ての諸元値において、掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径Ｒ、面間隔Ｄ、その他の長さ等は、特記のない場合一般に「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、これに限られるものではない。
　ここまでの表の説明は全ての実施例において共通であり、以下での重複する説明は省略する。
　（第１実施例）
　第１実施例について、図１～図２および表１を用いて説明する。図１は、本実施形態の第１実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの構成を示す断面図である。第１実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズＯＬ（１）は、物体側から順に並んだ、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、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とから構成される。
　第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に並んだ、平凸形状の正レンズＬ１１および物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１２からなる接合レンズと、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１３とから構成される。第１レンズ群Ｇ１の物体側にはカバーガラスＣが配置されており、カバーガラスＣと正レンズＬ１１との間は浸液（オイル）で満たされている。
　第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に並んだ、両凹形状の第１の負レンズＬ２１および両凸形状の第１の正レンズＬ２２からなる第１の接合レンズと、両凸形状の単レンズである第２の正レンズＬ２３と、両凸形状の第３の正レンズＬ２４、両凹形状の第２の負レンズＬ２５、および両凸形状の第４の正レンズＬ２６からなる第２の接合レンズとから構成される。
　第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ３１および両凸形状の正レンズＬ３２からなる第１の接合レンズと、両凸形状の第１対向正レンズＬ３３および両凹形状の第１対向負レンズＬ３４からなる第２の接合レンズと、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の第２対向負レンズＬ３５および物体側に凹面を向けたメニスカス形状の第２対向正レンズＬ３６からなる第３の接合レンズとから構成される。第１実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズＯＬ（１）では、カバーガラスＣの厚さに応じて球面収差を補正する際、第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２が固定されて、第３レンズ群Ｇ３が光軸に沿って移動し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が変化するように構成される。例えば、カバーガラスＣの厚さが設定（ｔｃ＝0.17mm）よりも薄い場合、球面収差を補正するために、第３レンズ群Ｇ３を光軸に沿って物体側へ移動させ、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔を小さくする。
　以下の表１に、第１実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの諸元の値を掲げる。
（表１）
［全体諸元］
　ｆ＝8
　β＝-25倍
　ＮＡ＝1.05
　Ｄ０＝1.0
［レンズ諸元］
　面番号　　　Ｒ　　　　　Ｄ　　　　ｎｄ　　　　νｄ
　　1　　 　　∞　　　　　1　　　　1.458504　 　67.85
　　2　　　　-1.6917　　　4.6　　　2.10465　　　26.82
　　3　　　　-5.8782　　　0.2
　　4　　 　-19.7986　　　3.7　　　1.65844　　　50.84
　　5　　　　-9.5255　　　0.2
　　6　　　-340.9344　　　1.2　　　1.60311　　　60.69
　　7　　　　23.1069　　　6.3　　　1.433852　 　95.25
　　8　　 　-18.1464　　　0.2
　　9　　　　28.0616　　　4.2　　　1.49782　　　82.57
　　10　 　-110.9233　　　0.2
　　11　　 　46.4149　　　5.5　　　1.49782　　　82.57
　　12　　　-22.0759　　　1.2　　　1.552981　 　55.07
　　13　　 　17.3694　　　6.7　　　1.43425　　　95.02
　　14　　　-26.3871　　　D14（可変）
　　15　　　170.9939　　　1　　　　1.80000　　　29.84
　　16　　 　15.3018　　　4.5　　　1.433852　 　95.25
　　17　　　-65.1090　　　0.2
　　18　　 　11.3951　　　5.6　　　1.49782　　　82.57
　　19　　　-32.9665　　　1.9　　　1.73211　　　46.18
　　20　　 　10.2318　　　7.9
　　21　　 　-8.1158　　　1.3　　　1.48749　　　70.31
　　22　　　-48.0409　　　3.75　 　1.85026　　　32.35
　　23　　　-13.3821
［可変間隔データ］
　　tc　　　　　0.11　　　　　0.17　　　　　0.23
　　D14　　 　　1.331　　 　　1.400　　 　　1.472
［条件式対応値］
　条件式（１）　ｎ１ｍ＝2.10465
　条件式（２），（２Ａ）　ν１ｍ＝26.818
　条件式（３）　ｎ１ｐ＝1.458504
　条件式（４）　（ｄ０+ｄ１ｐ）／（－ｒ１ｃ）＝1.18224
　条件式（５）　（－ｒ１ｍ）／ｄ１ｍ＝1.27786
　条件式（６）　ＮＡ×ｆ＝8.4
　条件式（７）　ｄ０／ｆ＝0.125
　条件式（８）　ｎ３ｐ＝1.85026
　条件式（９）　ν３ｐ＝32.353
　図２は、第１実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの諸収差図（球面収差図、像面湾曲収差図、歪曲収差図、倍率色収差図、および光線収差図）である。図２の各収差図において、ＮＡは開口数、Ｂは倍率、Ｙは像高を示し、ｄはｄ線（波長λ＝587.6nm）、ｇはｇ線（波長λ＝435.8nm）、ＣはＣ線（波長λ＝656.3nm）、ＦはＦ線（波長λ＝486.1nm）に対する諸収差をそれぞれ示す。なお、以下に示す各実施例の収差図においても、本実施例と同様の符号を用い、重複する説明は省略する。
　各収差図より、第１実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズは、諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有していることがわかる。
（第２実施例）
　第２実施例について、図３～図４および表２を用いて説明する。図３は、本実施形態の第２実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの構成を示す断面図である。第２実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズＯＬ（２）は、物体側から順に並んだ、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、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とから構成される。
　第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に並んだ、平凸形状の正レンズＬ１１および物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１２からなる接合レンズと、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１３とから構成される。第１レンズ群Ｇ１の物体側にはカバーガラスＣが配置されており、カバーガラスＣと正レンズＬ１１との間は浸液（オイル）で満たされている。
　第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に並んだ、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の単レンズである第１の正レンズＬ２１と、両凸形状の第２の正レンズＬ２２および物体側に凹面を向けたメニスカス形状の第１の負レンズＬ２３からなる第１の接合レンズと、両凸形状の第３の正レンズＬ２４、両凹形状の第２の負レンズＬ２５、および両凸形状の第４の正レンズＬ２６からなる第２の接合レンズとから構成される。
　第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ３１および両凸形状の正レンズＬ３２からなる第１の接合レンズと、両凸形状の第１対向正レンズＬ３３および両凹形状の第１対向負レンズＬ３４からなる第２の接合レンズと、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の第２対向負レンズＬ３５および物体側に凹面を向けたメニスカス形状の第２対向正レンズＬ３６からなる第３の接合レンズとから構成される。第２実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズＯＬ（２）では、カバーガラスＣの厚さに応じて球面収差を補正する際、第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２が固定されて、第３レンズ群Ｇ３が光軸に沿って移動し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が変化するように構成される。例えば、カバーガラスＣの厚さが設定（ｔｃ＝0.17mm）よりも薄い場合、球面収差を補正するために、第３レンズ群Ｇ３を光軸に沿って物体側へ移動させ、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔を小さくする。
　以下の表２に、第２実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの諸元の値を掲げる。
（表２）
［全体諸元］
　ｆ＝8
　β＝-25倍
　ＮＡ＝1.1
　Ｄ０＝0.6
［レンズ諸元］
　面番号　　　Ｒ　　　　　Ｄ　　　　ｎｄ　　　　νｄ
　　1　　 　　∞　　　　　0.8　　　1.458504　 　67.85
　　2　　　　-1.4415　　　3.75　 　2.16121　　　25.83
　　3　　　　-5.2189　　　0.2
　　4　　 　-12.0414　　　3.5　　　1.59319　　　67.90
　　5　　　　-7.5676　　　0.2
　　6　　　-238.8473　　　4.2　　　1.49782　　　82.57
　　7　　 　-14.3660　　　0.2
　　8　　　　31.6700　　　6　　　　1.433852　 　95.25
　　9　　 　-16.9703　　　1.1　　　1.6968　　 　55.52
　　10　　　-36.7883　　　0.3
　　11　　 　28.6744　　　5.7　　　1.49782　　　82.57
　　12　　　-23.2638　　　1.2　　　1.552981　 　55.07
　　13　　 　15.2502　　　6.4　　　1.43425　　　95.02
　　14　　　-28.4525　　　D14（可変）
　　15　　 　64.1476　　　1.1　　　1.83481　　　42.73
　　16　　 　12.1897　　　5.4　　　1.433852　 　95.25
　　17　　　-35.3961　　　0.2
　　18　　 　11.6946　　　4.95　 　1.49782　　　82.57
　　19　　　-51.7642　　　2　　　　1.73211　　　46.18
　　20　　 　11.0936　　　7.2
　　21　　 　-8.4881　　　3.9　　　1.48749　　　70.31
　　22　　　-33.2658　　　3.6　　　1.90265　　　35.73
　　23　　　-15.0939
［可変間隔データ］
　　tc　　　　　0.11　　　　　0.17　　　　　0.23
　　D14　　 　　1.200　　 　　1.300　　 　　1.410
［条件式対応値］
　条件式（１）　ｎ１ｍ＝2.16121
　条件式（２），（２Ａ）　ν１ｍ＝25.827
　条件式（３）　ｎ１ｐ＝1.458504
　条件式（４）　（ｄ０+ｄ１ｐ）／（－ｒ１ｃ）＝0.97121
　条件式（５）　（－ｒ１ｍ）／ｄ１ｍ＝1.39169
　条件式（６）　ＮＡ×ｆ＝8.8
　条件式（７）　ｄ０／ｆ＝0.075
　条件式（８）　ｎ３ｐ＝1.90265
　条件式（９）　ν３ｐ＝35.726
　図４は、第２実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの諸収差図である。各収差図より、第２実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズは、諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有していることがわかる。
（第３実施例）
　第３実施例について、図５～図６および表３を用いて説明する。図５は、本実施形態の第３実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの構成を示す断面図である。第３実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズＯＬ（３）は、物体側から順に並んだ、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、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とから構成される。
　第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に並んだ、平凸形状の正レンズＬ１１および物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１２からなる接合レンズと、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１３とから構成される。第１レンズ群Ｇ１の物体側にはカバーガラスＣが配置されており、カバーガラスＣと正レンズＬ１１との間は浸液（オイル）で満たされている。
　第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に並んだ、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の単レンズである第１の正レンズＬ２１と、両凸形状の第２の正レンズＬ２２および物体側に凹面を向けたメニスカス形状の第１の負レンズＬ２３からなる第１の接合レンズと、両凸形状の第３の正レンズＬ２４、両凹形状の第２の負レンズＬ２５、および両凸形状の第４の正レンズＬ２６からなる第２の接合レンズと、両凸形状の単レンズである第５の正レンズＬ２７とから構成される。
　第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ３１および両凸形状の正レンズＬ３２からなる第１の接合レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１対向正レンズＬ３３および物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１対向負レンズＬ３４からなる第２の接合レンズと、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の第２対向負レンズＬ３５および物体側に凹面を向けたメニスカス形状の第２対向正レンズＬ３６からなる第３の接合レンズとから構成される。第３実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズＯＬ（３）では、カバーガラスＣの厚さに応じて球面収差を補正する際、第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２が固定されて、第３レンズ群Ｇ３が光軸に沿って移動し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が変化するように構成される。例えば、カバーガラスＣの厚さが設定（ｔｃ＝0.17mm）よりも薄い場合、球面収差を補正するために、第３レンズ群Ｇ３を光軸に沿って物体側へ移動させ、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔を小さくする。
　以下の表３に、第３実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの諸元の値を掲げる。
（表３）
［全体諸元］
　ｆ＝10
　β＝-20倍
　ＮＡ＝1.0
　Ｄ０＝0.8
［レンズ諸元］
　面番号　　　Ｒ　　　　　Ｄ　　　　ｎｄ　　　　νｄ
　　1　　 　　∞　　　　　0.8　　　1.458504　 　67.85
　　2　　　　-1.6917　　　5.1　　　2.07141　　　31.51
　　3　　　　-6.6973　　　0.2
　　4　　 　-15.7704　　　3　　　　1.49782　　　82.57
　　5　　　　-9.2937　　　0.2
　　6　　　-139.9761　　　3.6　　　1.56907　　　71.31
　　7　　 　-16.2567　　　0.2
　　8　　　　32.7855　　　5.15　 　1.49782　　　82.57
　　9　　 　-20.2957　　　1　　　　1.552981　 　55.07
　　10　 -14076.0352　　　0.2
　　11　　 　28.1230　　　5　　　　1.49782　　　82.57
　　12　　　-27.2959　　　1.2　　　1.552981　 　55.07
　　13　　 　15.8237　　　5.5　　　1.43425　　　95.02
　　14　　　-44.6855　　　0.2
　　15　　 　73.2814　　　2.3　　　1.45600　　　91.36
　　16　　　-94.0194　　　D16（可変）
　　17　　　200.0000　　　1　　　　1.816　　　　46.62
　　18　　 　12.5824　　　5.3　　　1.433852　 　95.25
　　19　　　-42.7005　　　0.2
　　20　　 　13.0672　　　4.3　　　1.49782　　　82.57
　　21　　 　68.9365　　　1.5　　　1.673　　　　38.15
　　22　　 　12.1997　　　8.8
　　23　　　-10.3253　　　2　　　　1.517417　 　52.43
　　24　　　-73.7506　　　4.5　　　1.90265　　　35.73
　　25　　　-17.0332
［可変間隔データ］
　　tc　　　　　0.11　　　　　0.17　　　　　0.23
　　D16　　 　　1.750　　 　　1.800　　 　　1.851
［条件式対応値］
　条件式（１）　ｎ１ｍ＝2.07141
　条件式（２），（２Ａ）　ν１ｍ＝31.511
　条件式（３）　ｎ１ｐ＝1.458504
　条件式（４）　（ｄ０+ｄ１ｐ）／（－ｒ１ｃ）＝0.94579
　条件式（５）　（－ｒ１ｍ）／ｄ１ｍ＝1.3132
　条件式（６）　ＮＡ×ｆ＝10
　条件式（７）　ｄ０／ｆ＝0.080
　条件式（８）　ｎ３ｐ＝1.90265
　条件式（９）　ν３ｐ＝35.726
　図６は、第３実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの諸収差図である。各収差図より、第３実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズは、諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有していることがわかる。
（第４実施例）
　第４実施例について、図７～図８および表４を用いて説明する。図７は、本実施形態の第４実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの構成を示す断面図である。第４実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズＯＬ（４）は、物体側から順に並んだ、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、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とから構成される。
　第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に並んだ、平凸形状の正レンズＬ１１および物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１２からなる接合レンズと、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１３とから構成される。第１レンズ群Ｇ１の物体側にはカバーガラスＣが配置されており、カバーガラスＣと正レンズＬ１１との間は浸液（オイル）で満たされている。
　第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に並んだ、両凹形状の第１の負レンズＬ２１および両凸形状の第１の正レンズＬ２２からなる第１の接合レンズと、両凹形状の第２の負レンズＬ２３および両凸形状の第２の正レンズＬ２４からなる第２の接合レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第３の負レンズＬ２５および両凸形状の第３の正レンズＬ２６からなる第３の接合レンズとから構成される。
　第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ３１および両凹形状の負レンズＬ３２からなる第１の接合レンズと、両凸形状の第１対向正レンズＬ３３および両凹形状の第１対向負レンズＬ３４からなる第２の接合レンズと、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の第２対向負レンズＬ３５および物体側に凹面を向けたメニスカス形状の第２対向正レンズＬ３６からなる第３の接合レンズとから構成される。第４実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズＯＬ（４）では、カバーガラスＣの厚さに応じて球面収差を補正する際、第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２が固定されて、第３レンズ群Ｇ３が光軸に沿って移動し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が変化するように構成される。例えば、カバーガラスＣの厚さが設定（ｔｃ＝0.17mm）よりも薄い場合、球面収差を補正するために、第３レンズ群Ｇ３を光軸に沿って物体側へ移動させ、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔を小さくする。
　以下の表４に、第４実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの諸元の値を掲げる。
（表４）
［全体諸元］
　ｆ＝5
　β＝-40倍
　ＮＡ＝1.25
　Ｄ０＝0.32
［レンズ諸元］
　面番号　　　Ｒ　　　　　Ｄ　　　　ｎｄ　　　　νｄ
　　1　　 　　∞　　　　　0.39　 　1.458504　 　67.85
　　2　　　　-1.7124　　　4.5　　　2.07141　　　31.51
　　3　　　　-4.8286　　　0.2
　　4　　　　-7.9258　　　2.88　 　1.673　　　　38.15
　　5　　　　-6.9675　　　0.2
　　6　　　-191.2221　　　1.03　 　1.61266　　　44.46
　　7　　　　30.4248　　　6.08　 　1.456　　　　91.36
　　8　　 　-13.4399　　　0.2
　　9　　　-541.5427　　　1　　　　1.673　　　　38.15
　　10　　 　26.6111　　　7.94　 　1.433852　 　95.25
　　11　　　-15.0000　　　0.2
　　12　　 　41.1338　　　1　　　　1.73211　　　46.18
　　13　　 　13.4781　　　7.91　 　1.433852　 　95.25
　　14　　　-21.8423　　　D14（可変）
　　15　　 　18.2759　　　4.69　 　1.43385　　　95.25
　　16　　　-33.5297　　　1　　　　1.73211　　　46.18
　　17　　 　25.4598　　　0.2
　　18　　　　9.8794　　　5.33　 　1.456　　　　91.36
　　19　 　-214.1266　　　7.98　 　1.76684　　　46.78
　　20　　　　6.4885　　　5.06
　　21　　 　-6.2365　　　1.47　 　1.59349　　　67.02
　　22　　-2114.1228　　　3.55　 　1.834　　　　37.18
　　23　　　-10.0340
［可変間隔データ］
　　tc　　　　　0.13　　　　　0.17　　　　　0.19
　　D14　　 　　0.810　　 　　0.410　　 　　0.200
［条件式対応値］
　条件式（１）　ｎ１ｍ＝2.07141
　条件式（２），（２Ａ）　ν１ｍ＝31.511
　条件式（３）　ｎ１ｐ＝1.458504
　条件式（４）　（ｄ０+ｄ１ｐ）／（－ｒ１ｃ）＝0.41462
　条件式（５）　（－ｒ１ｍ）／ｄ１ｍ＝1.07302
　条件式（６）　ＮＡ×ｆ＝6.25
　条件式（７）　ｄ０／ｆ＝0.064
　条件式（８）　ｎ３ｐ＝1.834
　条件式（９）　ν３ｐ＝37.184
　図８は、第４実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの諸収差図である。各収差図より、第４実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズは、諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有していることがわかる。
　各実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズは、無限遠系補正型のレンズであるため、物体の像を結像させる結像レンズと組み合わせた有限遠補正光学系の態様で使用される。そこで、液浸顕微鏡対物レンズと組み合わせて使用される結像レンズの一例について、図９および表５を用いて説明する。図９は、各実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズと組み合わせて使用される結像レンズの構成を示す断面図である。各実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの諸収差図は、この結像レンズと組み合わせて使用したときのものである。図９に示す結像レンズＩＬは、物体側から順に並んだ、両凸形状の第１の正レンズＬ９１および両凹形状の第１の負レンズＬ９２からなる第１の接合レンズと、両凸形状の第２の正レンズＬ９３および両凹形状の第２の負レンズＬ９４からなる第２の接合レンズとから構成される。結像レンズＩＬは、各実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの像側に配置される。
　以下の表５に、結像レンズの諸元の値を掲げる。なお、［全体諸元］の表において、ｆｉは結像レンズの全系の焦点距離を示す。
（表５）
［全体諸元］
　fi＝200
［レンズ諸元］
　面番号　　　Ｒ　　　　　Ｄ　　　　ｎｄ　　　　νｄ
　　1　　　　75.0430　　　5.1　　　1.622801　 　57.03
　　2　　 　-75.0430　　　2　　　　1.749501　 　35.19
　　3　　　1600.5800　　　7.5
　　4　　　　50.2560　　　5.1　　　1.667551　 　41.96
　　5　　 　-84.5410　　　1.8　　　1.612658　 　44.41
　　6　　　　36.9110
　上記各実施例によれば、比較的高い開口数を維持しつつ、広い視野と十分な作動距離を有して、視野の周辺部まで良好な光学性能が得られる液浸顕微鏡対物レンズを実現することができる。例えば、上記各実施例によれば、作動距離に対して高い開口数を実現しつつ、上述した特許文献１に記載の液浸顕微鏡対物レンズと比較して大きい視野数を得ることができる。
　ここで、上記各実施例は本実施形態の一具体例を示しているものであり、本実施形態はこれらに限定されるものではない。
　Ｇ１　第１レンズ群　　　　　　　　　　Ｇ２　第２レンズ群
　Ｇ３　第３レンズ群
Ｌ１１　正レンズ　　　　　　　　　　　Ｌ１２　負メニスカスレンズ
Ｌ１３　正メニスカスレンズ

Claims (11)

  1. 　物体側から順に並んだ、正レンズと、前記正レンズと接合され物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズとを有し、
    　以下の条件式を満足する対物レンズ。
    　２．０３≦ｎ１ｍ≦２．３０
    　２０≦ν１ｍ
    　但し、ｎ１ｍ：前記負メニスカスレンズのｄ線に対する屈折率、
    　　　　ν１ｍ：前記負メニスカスレンズのアッベ数。
  2. 　以下の条件式を満足する請求項１に記載の対物レンズ。
    　２０≦ν１ｍ≦４０
  3. 　以下の条件式を満足する請求項１または２に記載の対物レンズ。
    　１．４０≦ｎ１ｐ≦１．６０
    　但し、ｎ１ｐ：前記正レンズのｄ線に対する屈折率。
  4. 　以下の条件式を満足する請求項１～３のいずれか一項に記載の対物レンズ。
    　０．３＜（ｄ０+ｄ１ｐ）／（－ｒ１ｃ）＜１．８
    　０．８＜（－ｒ１ｍ）／ｄ１ｍ＜１．７
    　但し、ｄ０：物体から前記正レンズの物体側のレンズ面までの光軸上の距離、
    　　　　ｄ１ｐ：前記正レンズの光軸上の厚さ、
    　　　　ｄ１ｍ：前記負メニスカスレンズの光軸上の厚さ、
    　　　　ｒ１ｃ：物体側に凸の場合を正としたときの前記正レンズと前記負メニスカスレンズとの接合面の曲率半径、
    　　　　ｒ１ｍ：物体側に凸の場合を正としたときの前記負メニスカスレンズの像側のレンズ面の曲率半径。
  5. 　以下の条件式を満足する請求項１～４のいずれか一項に記載の対物レンズ。
    　４．０＜ＮＡ×ｆ＜１５．０
    　０．０３＜ｄ０／ｆ＜０．２０
    　但し、ｆ：前記対物レンズの焦点距離、
    　　　　ＮＡ：前記対物レンズの物体側開口数、
    　　　　ｄ０：物体から前記正レンズの物体側のレンズ面までの光軸上の距離。
  6. 　物体側から順に並んだ、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、負の屈折力を有する第３レンズ群とからなり、
    　前記第１レンズ群は、物体側から順に並んだ、前記正レンズと、前記負メニスカスレンズと、前記正メニスカスレンズとからなり、
    　前記第２レンズ群は、少なくとも２組の接合レンズを有し、
    　前記第３レンズ群は、像側のレンズ面が像側に凹面を向けた第１対向負レンズと、前記第１対向負レンズの像側に対向して配置され物体側のレンズ面が物体側に凹面を向けた第２対向負レンズとを有する請求項１～５のいずれか一項に記載の対物レンズ。
  7. 　前記第３レンズ群は、前記第２対向負レンズの像側に接合され像側のレンズ面が物体側に凹面を向けた第２対向正レンズを有し、
    　以下の条件式を満足する請求項６に記載の対物レンズ。
    　１．７０≦ｎ３ｐ≦２．００
    　２５≦ν３ｐ≦４５
    　但し、ｎ３ｐ：前記第２対向正レンズのｄ線に対する屈折率、
    　　　　ν３ｐ：前記第２対向正レンズのアッベ数。
  8. 　前記第３レンズ群は、物体側から順に並んだ、第１の接合レンズと、第２の接合レンズと、第３の接合レンズとからなり、
    　前記第２の接合レンズは、前記第１対向負レンズと、前記第１対向負レンズの物体側に接合された第１対向正レンズとからなり、
    　前記第３の接合レンズは、前記第２対向負レンズと、前記第２対向負レンズの像側に接合された第２対向正レンズとからなる請求項６または７に記載の対物レンズ。
  9. 　カバーガラスの厚さに応じて前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化する請求項６～８のいずれか一項に記載の対物レンズ。
  10. 　請求項１～９のいずれか一項に記載の対物レンズと、結像レンズとを備える光学系。
  11. 　請求項１～９のいずれか一項に記載の対物レンズを備える顕微鏡。
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