WO2024247477A1 - アタッチメント光学系 - Google Patents

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    • G02B21/00—Microscopes
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Definitions

  • the present invention relates to an attachment optical system for a microscope.
  • the attachment optical system according to the present invention is an attachment optical system for a microscope that is detachably mounted between an objective lens that receives light from an object and converts it into parallel light, and an imaging lens that forms an image from the light from the objective lens, and has a first optical element with negative refractive power and a second optical element with positive refractive power.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a confocal fluorescence microscope.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the vicinity of a revolver in a confocal fluorescence microscope.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of an attachment optical system and an objective lens in the first example.
  • 5A to 5C are diagrams showing various aberrations of the attachment optical system according to the first example when silicone is used as the immersion liquid.
  • 6A to 6C are diagrams showing various aberrations of the attachment optical system according to the first example when glycerin is used as the immersion liquid.
  • 5A to 5C are diagrams showing various aberrations in the attachment optical system according to the first example when oil is used as the immersion liquid.
  • 5A to 5C are diagrams showing various aberrations in the attachment optical system according to the first example when water is used as the immersion liquid.
  • 6A to 6C are diagrams illustrating coma aberration of the attachment optical system according to the first example when silicone is used as the immersion liquid.
  • 6A to 6C are diagrams illustrating coma aberration of the attachment optical system according to the first example when glycerin is used as the immersion liquid.
  • 6A to 6C are diagrams illustrating coma aberration of the attachment optical system according to the first example when oil is used as the immersion liquid.
  • 6A to 6C are diagrams illustrating coma aberration of the attachment optical system according to the first example when water is used as the immersion liquid.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing the configuration of an attachment optical system and an objective lens in the second example.
  • 13A to 13C are diagrams showing various aberrations of the attachment optical system according to the second example when silicone is used as the immersion liquid.
  • 13A to 13C are diagrams showing various aberrations of the attachment optical system according to the second example when glycerin is used as the immersion liquid.
  • 13A to 13C are diagrams showing various aberrations in the attachment optical system according to the second example when oil is used as the immersion liquid.
  • 13A to 13C are diagrams showing various aberrations in the attachment optical system according to the second example when water is used as the immersion liquid.
  • 13A and 13B are diagrams illustrating coma aberration of the attachment optical system according to the second example when silicone is used as the immersion liquid.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing the configuration of an attachment optical system and an objective lens in the third example.
  • 13A to 13C are diagrams showing various aberrations in the attachment optical system according to the third example when observing an object at a water depth of 0.5 mm.
  • 13A to 13C are diagrams showing various aberrations in the attachment optical system according to the third example when observing an object at a depth of 2.5 mm underwater.
  • 13A to 13C are diagrams showing various aberrations in the attachment optical system according to the third example when observing an object at a depth of 3.5 mm.
  • 13A to 13C are diagrams illustrating coma aberration in the attachment optical system according to the third example when observing an object at a water depth of 0.5 mm.
  • 13A to 13C are diagrams illustrating coma aberration in the attachment optical system according to the third example when observing an object at a depth of 2.5 mm.
  • FIG. 13A to 13C are diagrams illustrating coma aberration in the attachment optical system according to the third example when observing an object at a depth of 3.5 mm.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing the configuration of an attachment optical system and an objective lens in the fourth example.
  • 13A to 13C are diagrams showing various aberrations of the attachment optical system according to the fourth example when silicone is used as the immersion liquid.
  • 13A to 13C are diagrams showing various aberrations of the attachment optical system according to the fourth example when glycerin is used as the immersion liquid.
  • 13A to 13C are diagrams showing various aberrations in the attachment optical system according to the fourth example when oil is used as the immersion liquid.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of an imaging lens.
  • the confocal fluorescence microscope 1 is configured to include an excitation light introduction section 2 that directs illumination laser light from a light source unit 6 onto a sample SA, a scanning device 3 that deflects the laser light focused on the sample SA to scan it over the sample SA, a photodetector 5 that detects a light intensity signal from the sample SA, and a focusing optical system 4 that directs light from the sample SA to the photodetector 5.
  • the light source unit 6 may be provided in the confocal fluorescence microscope 1, or may be provided separately from the confocal fluorescence microscope 1.
  • the light source unit 6 is configured to include a laser light source (not shown) and a beam diameter adjustment mechanism (not shown). The light source unit 6 oscillates laser light for illumination.
  • the excitation light introduction section 2 is composed of a collimator lens 21, a dichroic mirror 22, an imaging lens 23, and an objective lens 24.
  • the collimator lens 21 and the dichroic mirror 22 are arranged inside the microscope housing section 12 provided on the upper part of the lens barrel section 11 in the microscope main body 10.
  • the light source unit 6 and the microscope housing section 12 are connected by an optical fiber 69 using connectors C3 and C4.
  • the collimator lens 21 converts the laser light (light beam) emitted from the light source unit 6 into parallel light.
  • the dichroic mirror 22 reflects the laser light from the collimator lens 21 toward the sample SA.
  • the laser light reflected by the dichroic mirror 22 is focused on the sample SA by the imaging lens 23 and the objective lens 24.
  • the imaging lens 23 is arranged inside the lens barrel section 11 in the microscope main body 10.
  • the imaging lens 23 is also called a second objective lens.
  • the objective lens 24 is removably attached to the revolver 15 provided at the bottom of the lens barrel 11.
  • the objective lens 24 can be detachably attached to the revolver 15 together with the attachment optical system 25.
  • the attachment optical system 25 is detachably attached between the objective lens 24 and the imaging lens 23.
  • the imaging lens 23, the attachment optical system 25, and the objective lens 24 focus the laser light reflected by the dichroic mirror 22 on the sample SA.
  • the optical elements constituting the attachment optical system 25 are housed in a cylindrical optical element housing 26.
  • a first screw portion 27a is formed on one end side (the objective lens 24 side) of the optical element housing 26, and a second screw portion 27b is formed on the other end side (the opposite side to the objective lens 24 side) of the optical element housing 26.
  • the first screw portion 27a is a female screw that can be screwed into the screw portion (not shown) of the objective lens 24.
  • the second screw portion 27b is a male screw that can be screwed into a screw portion (not shown) of the revolver 15.
  • a correction collar 28 that is rotated to correct aberrations is provided on the side of the optical element housing 26.
  • the scanning device 3 is configured with a scanning mechanism (scanner) 31 and a scanning optical system 32.
  • the scanning device 3 is disposed between the dichroic mirror 22 and the imaging lens 23 inside the microscope housing 12.
  • the scanning mechanism (scanner) 31 is configured with, for example, a galvanometer mirror (not shown) or a resonant mirror (not shown).
  • the scanning mechanism (scanner) 31 deflects the incident laser light. In other words, the scanning mechanism (scanner) 31 deflects the laser light focused on the sample SA to scan the sample SA.
  • the scanning optical system 32 is an optical system provided between the scanning mechanism (scanner) 31 and the imaging lens 23.
  • the scanning optical system 32 is an optical system in which the focal position of the scanning optical system 32 is located on the imaging plane 13 (also called the primary image plane) that is conjugate with the sample SA (the scanning plane of the sample SA).
  • the focusing optical system 4 is composed of an objective lens 24, an imaging lens 23, a total reflection mirror 41, and a condensing lens 42.
  • the objective lens 24 receives the fluorescence generated by the sample SA and converts it into parallel light.
  • the imaging lens 23 focuses the fluorescence (parallel light) emitted from the objective lens 24 on the imaging surface 13 (primary image surface) to form an image.
  • the attachment optical system 25 is attached between the objective lens 24 and the imaging lens 23, the imaging lens 23 focuses the fluorescence from the objective lens 24 that has passed through the attachment optical system 25 on the imaging surface 13 to form an image.
  • the fluorescence from the sample SA that has passed through the imaging lens 23 is focused on the imaging surface 13, passes through the scanning device 3 and the dichroic mirror 22, and reaches the total reflection mirror 41.
  • the total reflection mirror 41 and the condensing lens 42 are arranged above the dichroic mirror 22 inside the microscope housing 12.
  • the total reflection mirror 41 reflects the fluorescence from the sample SA that has passed through the imaging lens 23.
  • the focusing lens 42 focuses the fluorescence reflected by the total reflection mirror 41 onto a light shielding plate 52 that has a pinhole 51 (aperture).
  • the light detection device 5 is configured with a light shielding plate 52 having a pinhole 51, an optical fiber 53, and a detection unit 55.
  • the optical fiber 53 is connected to the microscope housing 12 and the detection unit 55 using connectors C1 and C2.
  • Light (fluorescence) that has passed through the pinhole 51 is incident on the optical fiber 53.
  • the detection unit 55 detects the light (fluorescence) that has passed through the pinhole 51 and the optical fiber 53.
  • a processing unit 57 is electrically connected to the detection unit 55 via a cable 56.
  • the processing unit 57 performs image processing (of the sample SA) based on the detection signal detected by the detection unit 55, and the observation image of the sample SA obtained by the image processing of the processing unit 57 is displayed on a monitor (not shown).
  • the laser light from the scanning device 3 is once focused on the image plane 13 (primary image plane) and then focused again on the sample SA by the imaging lens 23 and the objective lens 24.
  • the attachment optical system 25 is attached between the objective lens 24 and the imaging lens 23
  • the laser light from the scanning device 3 is once focused on the image plane 13 and then focused again on the sample SA by the imaging lens 23, the attachment optical system 25, and the objective lens 24. That is, the scanning surface of the sample SA, the imaging surface 13, and the pinhole 51 are in a conjugate relationship with each other. Therefore, by configuring the light (fluorescence) to be focused on the sample SA by the imaging lens 23 and (the attachment optical system 25) and the objective lens 24, it becomes possible to pass the fluorescence generated on the scanning surface of the sample SA through the pinhole 51.
  • the confocal fluorescence microscope 1 has been described as an example of a microscope to which the attachment optical system according to this embodiment can be attached, the present invention is not limited to this.
  • the microscope to which the attachment optical system according to this embodiment can be attached may be a multiphoton excitation microscope, a super-resolution microscope, an observation microscope, etc.
  • the confocal fluorescence microscope 1 may be an upright microscope or an inverted microscope.
  • attachment optical system 25 that can be attached between the objective lens 24 and the imaging lens 23 of such a confocal fluorescence microscope 1, it is possible to use the attachment optical system AL described below. Also, as the objective lens 24 and the imaging lens 23 of such a confocal fluorescence microscope 1, it is possible to use the objective lens OL and the imaging lens IL described below.
  • the attachment optical system AL according to this embodiment will be described.
  • the attachment optical system AL (1) shown in FIG. 3 has a first optical element EL1 having a negative refractive power and a second optical element EL2 having a positive refractive power.
  • the attachment optical system AL according to this embodiment may be the attachment optical system AL(2) shown in FIG. 12, the attachment optical system AL(3) shown in FIG. 21, or the attachment optical system AL(4) shown in FIG. 28.
  • At least one of the first optical element EL1 and the second optical element EL2 may be movable along the optical axis. This allows for excellent correction of axial chromatic aberration that occurs depending on the refractive index and Abbe number of the sample or immersion liquid.
  • either one of the first optical element EL1 and the second optical element EL2 may be movable along the optical axis.
  • the first optical element EL1 and the second optical element EL2 may each be movable along the optical axis.
  • At least one of the first optical element EL1 and the second optical element EL2 may be movable in a direction perpendicular to the optical axis. This allows for good correction of aberrations due to decentering of the objective lens or the imaging lens (microscope).
  • either one of the first optical element EL1 and the second optical element EL2 may be movable in a direction perpendicular to the optical axis.
  • the first optical element EL1 and the second optical element EL2 may each be movable in a direction perpendicular to the optical axis.
  • the attachment optical system AL may satisfy the following conditional expression (1). 2 ⁇
  • fA focal length of the attachment optical system AL
  • TLA total length of the attachment optical system AL
  • Conditional formula (1) specifies the appropriate relationship between the focal length of the attachment optical system AL and the overall length of the attachment optical system AL.
  • conditional formula (1) specifies the appropriate relationship between the focal length of the attachment optical system AL and the overall length of the attachment optical system AL.
  • the overall magnification of the microscope does not change significantly even when the attachment optical system AL is attached, so that the fluctuation in the field of view range of the microscope due to the attachment optical system AL can be suppressed.
  • the effect of this embodiment can be made more certain by setting the lower limit of conditional formula (1) to 25, or even 100.
  • the effect of this embodiment can be made more certain by setting the upper limit of conditional formula (1) to 7000, 5000, 3000, or even 1500.
  • a first optical element EL1 and a second optical element EL2 may be arranged in this order from the objective lens OL side along the optical axis. This causes the light rays passing through the attachment optical system AL to move away from the optical axis, allowing for good correction of spherical aberration. It is also possible to correct aberrations (axial chromatic aberration and spherical aberration) that occur depending on the type of sample or immersion liquid.
  • the second optical element EL2 is one positive lens or one cemented lens having at least a positive lens, and may satisfy the following conditional expression (2). 35 ⁇ dP ⁇ 101...(2) where ⁇ dP is the Abbe number of the positive lens
  • Conditional formula (2) specifies an appropriate range for the Abbe number of the positive lens. By satisfying conditional formula (2), axial chromatic aberration and spherical aberration can be corrected well.
  • the effect of this embodiment can be made more certain by setting the lower limit of conditional formula (2) to 40, or even 45.
  • the effect of this embodiment can be made more certain by setting the upper limit of conditional formula (2) to 96, 90, or even 80.
  • the second optical element EL2 may be a single positive lens.
  • the first optical element EL1 is one negative lens or one cemented lens having at least a negative lens
  • the second optical element EL2 is one positive lens or one cemented lens having at least a positive lens, and may satisfy the following conditional expression (3). 0 ⁇ dP ⁇ dN ⁇ 30 (3) where ⁇ dP is the Abbe number of the positive lens, and ⁇ dN is the Abbe number of the negative lens.
  • Conditional formula (3) specifies the appropriate relationship between the Abbe number of the positive lens and the Abbe number of the negative lens. By satisfying conditional formula (3), axial chromatic aberration can be corrected satisfactorily. If the corresponding value of conditional formula (3) is outside the above range, the difference in Abbe number between the positive lens and the negative lens becomes too large, so that the aberration correction by the attachment optical system AL becomes excessive, making it difficult to correct axial chromatic aberration satisfactorily. Note that the effect of this embodiment can be made more certain by setting the upper limit value of conditional formula (3) to 25, 20, or even 15.
  • the second optical element EL2 may be a single positive lens.
  • the first optical element EL1 is a diffractive optical element having negative refractive power
  • the second optical element EL2 is a diffractive optical element having positive refractive power
  • a diffractive optical element having positive refractive power and a diffractive optical element having negative refractive power may be arranged along the optical axis in that order from the objective lens OL side. This makes it possible to effectively correct axial chromatic aberration that occurs depending on the refractive index and Abbe number of the sample or immersion liquid by utilizing the diffraction phenomenon.
  • the attachment optical system AL may satisfy the following conditional expression (4). 0.1 ⁇ A/TLA ⁇ 4.5 (4) where ⁇ A is the distance on the optical axis from the optical surface of the attachment optical system AL closest to the objective lens OL to the back focal position FP of the objective lens OL, and TLA is the total length of the attachment optical system AL.
  • Conditional formula (4) specifies the appropriate relationship between the axial distance from the optical surface in the attachment optical system AL closest to the objective lens OL to the back focal position FP of the objective lens OL and the overall length of the attachment optical system AL.
  • the back focal position FP of the objective lens OL may be located closer to the imaging lens IL than the optical surface in the attachment optical system AL closest to the objective lens OL.
  • the back focal position FP of the objective lens OL may be located closer to the objective lens OL than the optical surface in the attachment optical system AL closest to the objective lens OL.
  • the axial distance from the optical surface in the attachment optical system AL closest to the objective lens OL to the back focal position FP of the objective lens OL indicates the absolute value of the axial distance from the optical surface in the attachment optical system AL closest to the objective lens OL to the back focal position FP of the objective lens OL.
  • the attachment optical system AL may satisfy the following conditional expression (5). 0.05 ⁇ TLA/TLB ⁇ 0.75...(5)
  • TLA total length of attachment optical system AL
  • TLB total length of objective lens OL
  • Conditional formula (5) specifies the appropriate relationship between the overall length of the attachment optical system AL and the overall length of the objective lens OL.
  • the overall length of the attachment optical system AL is shortened, so that the change in the distance between the objective lens OL and the sample caused by the attachment optical system AL can be minimized. Therefore, an existing microscope can be used as a microscope to which the objective lens OL can be attached together with the attachment optical system AL.
  • the effect of this embodiment can be made more certain by setting the lower limit of conditional formula (5) to 0.1, or even 0.15.
  • the effect of this embodiment can be made more certain by setting the upper limit of conditional formula (5) to 0.6, or even 0.5.
  • the attachment optical system AL may be designed so that the total length of the objective lens OL is an integer multiple (for example, 2x, 3x, 4x, 5x, 6x, etc.) of the total length of the attachment optical system AL.
  • the ratio of the total length of the objective lens to the total length of the attachment optical system may be approximately an integer multiple. That is, in this embodiment, an integer multiple is a concept that includes approximately an integer multiple, and includes at least the range of the accuracy obtained in terms of manufacturing technology.
  • the ratio of the total length of the objective lens to the total length of the attachment optical system may be a (mathematical) integer multiple ⁇ 10% range, an integer multiple ⁇ 5% range, an integer multiple ⁇ 3% range, an integer multiple ⁇ 1% range, etc., which are included in the range of integer multiples in this embodiment as approximately integer multiples.
  • Figures 3, 12, 21, and 28 are optical path diagrams showing the configurations of the attachment optical system AL ⁇ AL(1)-AL(4) ⁇ and the objective lens OL ⁇ OL(1)-OL(4) ⁇ according to the first to fourth examples.
  • the optical elements are represented by a combination of the symbol L and a number (or alphabet).
  • lenses, etc. are represented using a combination of symbols and numbers independently for each example. Therefore, even if the same combination of symbols and numbers is used between examples, it does not mean that they have the same configuration.
  • Tables 1 to 4 are shown below, with Table 1 showing data on the various elements in the first embodiment, Table 2 showing data on the second embodiment, Table 3 showing data on the third embodiment, and Table 4 showing data on the fourth embodiment.
  • NA indicates the numerical aperture of the objective lens when the attachment optical system is attached.
  • ⁇ indicates the magnification of the objective lens when the attachment optical system is attached.
  • f indicates the focal length of the attachment optical system.
  • ⁇ indicates the pupil diameter of the attachment optical system.
  • TLA indicates the total length of the attachment optical system (the distance on the optical axis from the optical surface in the attachment optical system closest to the objective lens to the optical surface closest to the imaging lens).
  • TLB indicates the total length of the objective lens (the distance on the optical axis from the lens surface closest to the object side to the lens surface closest to the image side).
  • ⁇ A indicates the distance on the optical axis from the optical surface in the attachment optical system closest to the objective lens to the rear focal position of the objective lens.
  • the surface numbers indicate the order of the lens surfaces from the object side
  • R is the radius of curvature corresponding to each surface number (positive values are given for lens surfaces convex to the object side)
  • D is the lens thickness or air space on the optical axis corresponding to each surface number
  • ⁇ d is the Abbe number based on the d-line of the optical material corresponding to each surface number.
  • the " ⁇ " in the radius of curvature indicates a plane or an opening.
  • the refractive index of air, nd 1.00000, has been omitted. If the optical surface is a diffractive optical surface, an * is added to the surface number, and the paraxial radius of curvature is shown in the column for radius of curvature R.
  • phase coefficient of the diffractive optical surface calculated using the phase function method is shown in [Diffractive Optical Surface Data].
  • the reference wavelength of the phase coefficient is 587.6 nm.
  • the phase coefficient "E-n” indicates " ⁇ 10 -n ".
  • 1.234E-05 1.234 ⁇ 10 -5 .
  • the phase polynomial that determines the shape of the diffractive optical surface is expressed by the following mathematical formula (A).
  • the [Variable Distance Data] table shows the surface spacing at surface number i where the surface spacing in the [Lens Data] table is (Di).
  • the [Variable Distance Data] table also shows the surface spacing according to the type or depth of the immersion liquid.
  • ⁇ dM indicates the Abbe number based on the d line of the corresponding immersion liquid.
  • the focal length f, radius of curvature R, surface spacing D, and other lengths are generally given in "mm" unless otherwise specified, but this is not limited to the optical system, as the same optical performance can be obtained even when proportionally enlarged or reduced.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the attachment optical system and the objective lens according to the first embodiment.
  • the attachment optical system AL(1) according to the first embodiment is detachably attached between the objective lens OL(1) according to the first embodiment and the imaging lens (not shown in FIG. 3).
  • the objective lens OL(1) according to the first embodiment receives light from the object (sample SA) and converts it into parallel light.
  • Light (parallel light) from the objective lens OL(1) according to the first embodiment is incident on the attachment optical system AL(1) according to the first embodiment.
  • the space between the tip of the objective lens OL(1) according to the first embodiment and the cover glass CV that covers the object is filled with air.
  • the space between the cover glass CV and the object is filled with an immersion liquid M.
  • the immersion liquid M for example, silicone, glycerin, oil, water, etc. are used.
  • the objective lens OL(1) in the first embodiment is composed of first to eighth lenses L1 to L8 arranged in order from the object side along the optical axis.
  • the first lens L1, second lens L2, fifth lens L5, and eighth lens L8 are biconvex positive lenses.
  • the third lens L3, fourth lens L4, and seventh lens L7 are biconcave negative lenses.
  • the sixth lens L6 is a meniscus positive lens with its concave surface facing the object side.
  • the second lens L2 and the third lens L3 are cemented together.
  • the fourth lens L4 and the fifth lens L5 are cemented together.
  • the seventh lens L7 and the eighth lens L8 are cemented together.
  • the attachment optical system AL(1) according to the first embodiment is composed of a negative meniscus lens L11 with its concave surface facing the object side, and a positive meniscus lens L12 with its concave surface facing the object side, arranged in order from the object side (the objective lens OL(1) side) along the optical axis.
  • the negative lens L11 corresponds to the first optical element EL1 described above
  • the positive lens L12 corresponds to the second optical element EL2 described above.
  • the rear focal position FP of the objective lens OL(1) according to the first embodiment is disposed near the image side (imaging lens side) of the positive lens L12.
  • the negative lens L11 is configured to be able to move along the optical axis by rotating the correction collar 28 (see FIG. 2) around the optical axis according to the type and depth of the immersion liquid M, the thickness of the cover glass CV, etc.
  • Table 1 below lists the values of the attachment optical system and objective lens in the first embodiment. Note that the first surface is the object surface, and the second and eighteenth surfaces are virtual surfaces.
  • FIG. 4 is a diagram showing various aberrations (spherical aberration, field curvature, and distortion aberration) of the attachment optical system according to the first embodiment when silicone is used as the immersion liquid.
  • FIG. 5 is a diagram showing various aberrations of the attachment optical system according to the first embodiment when glycerin is used as the immersion liquid.
  • FIG. 6 is a diagram showing various aberrations of the attachment optical system according to the first embodiment when oil is used as the immersion liquid.
  • FIG. 7 is a diagram showing various aberrations of the attachment optical system according to the first embodiment when water is used as the immersion liquid.
  • FIG. 4 is a diagram showing various aberrations (spherical aberration, field curvature, and distortion aberration) of the attachment optical system according to the first embodiment when silicone is used as the immersion liquid.
  • FIG. 5 is a diagram showing various aberrations of the attachment optical system according to the first embodiment when glycerin is used as the immersion liquid.
  • FIG. 6 is a diagram showing various aberrations
  • FIG. 8 is a diagram showing coma aberration (meridional coma aberration and sagittal coma aberration) of the attachment optical system according to the first embodiment when silicone is used as the immersion liquid.
  • FIG. 9 is a diagram showing coma aberration of the attachment optical system according to the first embodiment when glycerin is used as the immersion liquid.
  • FIG. 10 is a diagram showing coma aberration of the attachment optical system according to the first embodiment when oil is used as the immersion liquid.
  • FIG. 11 shows the coma aberration of the attachment optical system in the first embodiment when water is used as the immersion liquid.
  • Each aberration diagram shows various aberrations when the objective lens and the imaging lens are combined with the attachment optical system.
  • the vertical axis indicates the value normalized with the maximum value of the entrance pupil radius set to 1
  • the horizontal axis indicates the aberration value [mm] for each light ray.
  • the solid line indicates the sagittal image surface for each wavelength
  • the dashed line indicates the meridional image surface for each wavelength.
  • the vertical axis indicates the image height [mm]
  • the horizontal axis indicates the aberration value [mm].
  • the vertical axis indicates the image height [mm]
  • the horizontal axis indicates the aberration ratio as a percentage (%).
  • Each coma aberration diagram shows the aberration value when the image height ratio RFH (Relative Field Height) is 0.00 to 1.00. Note that the same symbols as in this embodiment are used in the aberration diagrams of each embodiment shown below, and duplicate explanations will be omitted.
  • the attachment optical system of the first embodiment has excellent imaging performance, with various aberrations being well corrected depending on the type of immersion liquid.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing the configuration of the attachment optical system and the objective lens according to the second embodiment.
  • the attachment optical system AL(2) according to the second embodiment is detachably attached between the objective lens OL(2) according to the second embodiment and the imaging lens (not shown in FIG. 12).
  • the objective lens OL(2) according to the second embodiment receives light from the object (sample SA) and converts it into parallel light.
  • Light (parallel light) from the objective lens OL(2) according to the second embodiment is incident on the attachment optical system AL(2) according to the second embodiment.
  • the space between the tip of the objective lens OL(2) according to the second embodiment and the cover glass CV that covers the object is filled with air.
  • the space between the cover glass CV and the object is filled with an immersion liquid M.
  • the immersion liquid M for example, silicone, glycerin, oil, water, or the like is used.
  • the objective lens OL(2) in the second embodiment is composed of the first to eighth lenses L1 to L8.
  • the first to eighth lenses L1 to L8 have the same configuration as the first to eighth lenses L1 to L8 of the objective lens OL(1) in the first embodiment, and detailed description will be omitted.
  • the attachment optical system AL(2) in the second embodiment is composed of a cemented lens CL11, which is composed of a biconcave negative lens L11 and a meniscus positive lens L12 with a convex surface facing the object side, arranged in order from the object side (the objective lens OL(2) side) along the optical axis, and a biconvex positive lens L13.
  • the cemented lens CL11 having negative refractive power corresponds to the first optical element EL1 described above
  • the positive lens L13 corresponds to the second optical element EL2 described above.
  • the cemented lens CL11 is configured to be able to move along the optical axis by rotating the correction collar 28 (see FIG. 2) around the optical axis according to the type and depth of the immersion liquid M, the thickness of the cover glass CV, etc.
  • the rear focal position FP of the objective lens OL(2) in the second embodiment is located near the image side (imaging lens side) of the positive lens L13.
  • Table 2 below lists the values of the attachment optical system and objective lens in the second embodiment. Note that the first surface is the object surface, and the second and eighteenth surfaces are virtual surfaces.
  • FIG. 13 is a diagram showing various aberrations (spherical aberration, field curvature, and distortion aberration) of the attachment optical system according to the second embodiment when silicone is used as the immersion liquid.
  • FIG. 14 is a diagram showing various aberrations of the attachment optical system according to the second embodiment when glycerin is used as the immersion liquid.
  • FIG. 15 is a diagram showing various aberrations of the attachment optical system according to the second embodiment when oil is used as the immersion liquid.
  • FIG. 16 is a diagram showing various aberrations of the attachment optical system according to the second embodiment when water is used as the immersion liquid.
  • FIG. 17 is a diagram showing coma aberrations (meridional coma aberration and sagittal coma aberration) of the attachment optical system according to the second embodiment when silicone is used as the immersion liquid.
  • FIG. 18 is a diagram showing coma aberrations of the attachment optical system according to the second embodiment when glycerin is used as the immersion liquid.
  • FIG. 19 is a diagram showing coma aberrations of the attachment optical system according to the second embodiment when oil is used as the immersion liquid.
  • FIG. 20 shows the coma aberration of the attachment optical system in the second embodiment when water is used as the immersion liquid.
  • the attachment optical system of the second embodiment has excellent imaging performance, with various aberrations being well corrected depending on the type of immersion liquid.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view showing the configuration of the attachment optical system and the objective lens according to the third embodiment.
  • the attachment optical system AL(3) according to the third embodiment is detachably attached between the objective lens OL(3) according to the third embodiment and the imaging lens (not shown in FIG. 21).
  • the objective lens OL(3) according to the third embodiment receives light from the object (sample SA) and converts it into parallel light.
  • Light (parallel light) from the objective lens OL(3) according to the third embodiment is incident on the attachment optical system AL(3) according to the third embodiment.
  • the space between the tip of the objective lens OL(3) according to the third embodiment and the cover glass CV that covers the object is filled with air.
  • the space between the cover glass CV and the object is filled with immersion liquid M. Water is used as the immersion liquid M.
  • the objective lens OL(3) in the third embodiment is composed of first to eighth lenses L1 to L8 arranged in order from the object side along the optical axis.
  • the first lens L1, second lens L2, fifth lens L5, and eighth lens L8 are biconvex positive lenses.
  • the third lens L3, fourth lens L4, and seventh lens L7 are biconcave negative lenses.
  • the sixth lens L6 is a meniscus positive lens with its concave surface facing the object side.
  • the second lens L2 and the third lens L3 are cemented together.
  • the fourth lens L4 and the fifth lens L5 are cemented together.
  • the attachment optical system AL(3) according to the third embodiment has the same configuration as the attachment optical system AL(2) according to the second embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
  • the cemented lens CL11 having negative refractive power corresponds to the first optical element EL1 described above
  • the positive lens L13 corresponds to the second optical element EL2 described above.
  • the cemented lens CL11 is moved along the optical axis by rotating the correction ring 28 (see FIG. 2) around the optical axis according to the depth of the immersion liquid M. Specifically, when the depth of the immersion liquid M becomes deeper, the cemented lens CL11 is moved along the optical axis toward the object side (the objective lens OL(3) side) by rotating the correction ring 28 around the optical axis.
  • the rear focal position FP of the objective lens OL(3) in the third embodiment is located near the image side (imaging lens side) of the positive lens L13.
  • Table 3 lists the values of the attachment optical system and objective lens in the third embodiment. Note that surface 1 is the object surface, and surface 18 is the virtual surface.
  • FIG. 22 is a diagram showing various aberrations (spherical aberration, field curvature, and distortion aberration) of the attachment optical system according to the third embodiment when observing an object at a depth of 0.5 mm.
  • FIG. 23 is a diagram showing various aberrations of the attachment optical system according to the third embodiment when observing an object at a depth of 2.5 mm.
  • FIG. 24 is a diagram showing various aberrations of the attachment optical system according to the third embodiment when observing an object at a depth of 3.5 mm.
  • FIG. 25 is a diagram showing coma aberrations (meridional coma aberration and sagittal coma aberration) of the attachment optical system according to the third embodiment when observing an object at a depth of 0.5 mm.
  • FIG. 23 is a diagram showing various aberrations of the attachment optical system according to the third embodiment when observing an object at a depth of 2.5 mm.
  • FIG. 24 is a diagram showing various aberrations of the attachment optical system according to the third
  • FIG. 26 is a diagram showing coma aberrations of the attachment optical system according to the third embodiment when observing an object at a depth of 2.5 mm.
  • FIG. 27 is a diagram showing coma aberrations of the attachment optical system according to the third embodiment when observing an object at a depth of 3.5 mm.
  • the vertical axis indicates the object height [mm] and the horizontal axis indicates the aberration value [mm].
  • the vertical axis indicates the object height [mm] and the horizontal axis indicates the proportion of the aberration as a percentage (% value). From each aberration diagram, it can be seen that the attachment optical system of the third embodiment has excellent imaging performance, with various aberrations being well corrected according to the depth of the immersion liquid.
  • FIG. 28 is a cross-sectional view showing the configuration of the attachment optical system and the objective lens according to the fourth embodiment.
  • the attachment optical system AL(4) according to the fourth embodiment is detachably attached between the objective lens OL(4) according to the fourth embodiment and the imaging lens (not shown in FIG. 28).
  • the objective lens OL(4) according to the fourth embodiment receives light from the object (sample SA) and converts it into parallel light.
  • Light (parallel light) from the objective lens OL(4) according to the fourth embodiment is incident on the attachment optical system AL(4) according to the fourth embodiment.
  • the space between the tip of the objective lens OL(4) according to the fourth embodiment and the cover glass CV that covers the object is filled with air.
  • the space between the cover glass CV and the object is filled with an immersion liquid M.
  • silicone, glycerin, oil, water, etc. are used as the immersion liquid M.
  • the objective lens OL(4) in the fourth embodiment is composed of the first to eighth lenses L1 to L8.
  • the first to eighth lenses L1 to L8 have the same configuration as the first to eighth lenses L1 to L8 of the objective lens OL(1) in the first embodiment, and detailed description will be omitted.
  • the attachment optical system AL(4) in the fourth embodiment is composed of a diffractive optical element DL1 having positive refractive power and a diffractive optical element DL2 having negative refractive power, which are arranged in order from the object side (the objective lens OL(4) side) along the optical axis.
  • the diffractive optical element DL2 having negative refractive power corresponds to the first optical element EL1 described above
  • the diffractive optical element DL1 having positive refractive power corresponds to the second optical element EL2 described above.
  • the diffractive optical element DL1 having positive refractive power is configured to be able to move along the optical axis by rotating the correction collar 28 (see FIG. 2) around the optical axis depending on the type and depth of the immersion liquid M, the thickness of the cover glass CV, etc.
  • the diffractive optical element DL1 having positive refractive power is configured to include, in order from the object side (the objective lens OL(4) side) along the optical axis, a first parallel plate PP1, a first optical element element DE1 bonded to the first parallel plate PP1, a second optical element element DE2 bonded to the first optical element element DE1, and a second parallel plate PP2 bonded to the second optical element element DE2.
  • the first optical element element DE1 and the second optical element DE2 have different refractive indices, etc.
  • a ring-shaped diffractive optical surface (not shown) that constitutes a diffraction grating is formed at the interface between the first optical element element DE1 and the second optical element element DE2. In this way, the diffractive optical element DL1 having positive refractive power is a contact multi-layer type diffractive optical element.
  • the diffractive optical element DL2 having negative refractive power is configured to include, in order from the object side (the objective lens OL(4) side) along the optical axis, a third parallel plate PP3, a third optical element element DE3 bonded to the third parallel plate PP3, a fourth optical element element DE4 bonded to the third optical element element DE3, and a fourth parallel plate PP4 bonded to the fourth optical element element DE4.
  • the third optical element element DE3 and the fourth optical element element DE4 have different refractive indices, etc.
  • a ring-shaped diffractive optical surface (not shown) that constitutes a diffraction grating is formed at the interface between the third optical element element DE3 and the fourth optical element element DE4. In this way, the diffractive optical element DL2 having negative refractive power is also a contact multi-layer type diffractive optical element.
  • the rear focal position FP of the objective lens OL(4) in the fourth embodiment is disposed between the diffractive optical element DL1 having a positive refractive power and the diffractive optical element DL2 having a negative refractive power.
  • Table 4 lists the values of the attachment optical system and objective lens in the fourth embodiment. Note that the first surface is the object surface, and the second surface is a virtual surface. Additionally, the 20th and 25th surfaces are diffractive optical surfaces.
  • FIG. 29 is a diagram showing various aberrations (spherical aberration, field curvature, and distortion aberration) of the attachment optical system according to the fourth embodiment when silicone is used as the immersion liquid.
  • FIG. 30 is a diagram showing various aberrations of the attachment optical system according to the fourth embodiment when glycerin is used as the immersion liquid.
  • FIG. 31 is a diagram showing various aberrations of the attachment optical system according to the fourth embodiment when oil is used as the immersion liquid.
  • FIG. 32 is a diagram showing various aberrations of the attachment optical system according to the fourth embodiment when water is used as the immersion liquid.
  • FIG. 29 is a diagram showing various aberrations (spherical aberration, field curvature, and distortion aberration) of the attachment optical system according to the fourth embodiment when silicone is used as the immersion liquid.
  • FIG. 30 is a diagram showing various aberrations of the attachment optical system according to the fourth embodiment when glycerin is used as the immersion liquid.
  • FIG. 31 is a diagram showing various aberrations
  • FIG. 33 is a diagram showing coma aberration (meridional coma aberration and sagittal coma aberration) of the attachment optical system according to the fourth embodiment when silicone is used as the immersion liquid.
  • FIG. 34 is a diagram showing coma aberration of the attachment optical system according to the fourth embodiment when glycerin is used as the immersion liquid.
  • FIG. 35 is a diagram showing coma aberration of the attachment optical system according to the fourth embodiment when oil is used as the immersion liquid.
  • FIG. 36 shows the coma aberration of the attachment optical system in the fourth embodiment when water is used as the immersion liquid.
  • the vertical axis indicates the object height [mm] and the horizontal axis indicates the aberration value [mm].
  • the vertical axis indicates the object height [mm] and the horizontal axis indicates the proportion of the aberration as a percentage (% value). From each aberration diagram, it can be seen that the attachment optical system of the fourth embodiment has excellent imaging performance, with various aberrations being well corrected according to the type of immersion liquid.
  • the objective lens in each embodiment is an infinity correction type lens. Therefore, the attachment optical system in each embodiment is used in combination with an imaging lens that forms an image from the objective lens.
  • An example of an imaging lens used in combination with the attachment optical system will be described with reference to FIG. 37 and Table 5.
  • FIG. 37 is a cross-sectional view showing the configuration of an imaging lens used in combination with the attachment optical system in each embodiment.
  • the various aberration diagrams of the attachment optical system in each embodiment are when used in combination with the objective lens in each embodiment and this imaging lens.
  • FIG. 37 is composed of, in order from the object side, a cemented lens in which a biconvex positive lens L51 and a biconcave negative lens L52 are cemented together, and a cemented lens in which a biconvex positive lens L53 and a biconcave negative lens L54 are cemented together.
  • the imaging lens IL is arranged on the image side of the objective lens in each embodiment.
  • FIG. 37 also shows the entrance pupil plane Pu of the imaging lens IL.
  • Table 5 lists the values of the imaging lens' specifications.
  • f' indicates the focal length of the imaging lens.
  • the surface number, R, D, nd, and vd are the same as those explained in Tables 1 to 4 above.
  • Conditional expression (1) 2 ⁇
  • Conditional expression (2) 35 ⁇ dP ⁇ 101
  • Conditional expression (3) 0 ⁇ dP ⁇ dN ⁇ 30
  • Conditional expression (4) 0.1 ⁇ A/TLA ⁇ 4.5
  • Conditional expression (5) 0.05 ⁇ TLA/TLB ⁇ 0.75
  • the second optical element EL2 is a single positive lens, but is not limited to this.
  • the second optical element EL2 may be a cemented lens having positive refractive power in which a positive lens and a negative lens are cemented together, or may be a cemented lens having at least a positive lens.
  • the negative lens L11 is configured to be movable along the optical axis, but this is not limited to the above.
  • the positive lens L12 may be configured to be movable along the optical axis, and the negative lens L11 and the positive lens L12 may each be configured to be movable along the optical axis.
  • the negative lens L11 may be configured to be movable not only in a direction along the optical axis, but also in a direction perpendicular to the optical axis.
  • the positive lens L12 may be configured to be movable in a direction perpendicular to the optical axis
  • the negative lens L11 and the positive lens L12 may each be configured to be movable in a direction perpendicular to the optical axis.
  • the cemented lens CL11 is configured to be movable along the optical axis, but this is not limited to the above.
  • the positive lens L13 may be configured to be movable along the optical axis, and the cemented lens CL11 and the positive lens L13 may each be configured to be movable along the optical axis.
  • the cemented lens CL11 may be configured to be movable not only in the direction along the optical axis, but also in a direction perpendicular to the optical axis.
  • the positive lens L13 may be configured to be movable in the direction perpendicular to the optical axis, and the cemented lens CL11 and the positive lens L13 may each be configured to be movable in the direction perpendicular to the optical axis.
  • the diffractive optical element DL1 having positive refractive power is configured to be movable along the optical axis, but this is not limited to the above.
  • the diffractive optical element DL2 having negative refractive power may be configured to be movable along the optical axis
  • the diffractive optical element DL1 having positive refractive power and the diffractive optical element DL2 having negative refractive power may each be configured to be movable along the optical axis.
  • the diffractive optical element DL1 having positive refractive power may be configured to be movable in a direction perpendicular to the optical axis, not limited to the direction along the optical axis.
  • the diffractive optical element DL2 having negative refractive power may be configured to be movable in a direction perpendicular to the optical axis
  • the diffractive optical element DL1 having positive refractive power and the diffractive optical element DL2 having negative refractive power may each be configured to be movable in a direction perpendicular to the optical axis.

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Abstract

アタッチメント光学系（ＡＬ）は、物体からの光を受けて平行光にする対物レンズ（ＯＬ）と、対物レンズ（ＯＬ）からの光を結像させる結像レンズとの間に着脱可能に装着される顕微鏡用のアタッチメント光学系であって、負の屈折力を有する第１の光学素子（ＥＬ１）と、正の屈折力を有する第２の光学素子（ＥＬ２）とを有している。

Description

アタッチメント光学系
　本発明は、顕微鏡用のアタッチメント光学系に関する。
　従来から、物体からの光を受けて平行光にする対物レンズと、対物レンズからの光を結像させる結像レンズとを有する顕微鏡が種々提案されている（例えば、特許文献１を参照）。このような顕微鏡では、諸収差を良好に補正することが求められている。
特開２００３－１９５１７５号公報
　本発明に係るアタッチメント光学系は、物体からの光を受けて平行光にする対物レンズと、前記対物レンズからの光を結像させる結像レンズとの間に着脱可能に装着される顕微鏡用のアタッチメント光学系であって、負の屈折力を有する第１の光学素子と、正の屈折力を有する第２の光学素子とを有する。
共焦点蛍光顕微鏡を示す概略構成図である。 共焦点蛍光顕微鏡におけるレボルバの近傍を示す模式図である。 第１実施例に係るアタッチメント光学系および対物レンズの構成を示す断面図である。 浸液としてシリコーンが用いられる場合の第１実施例に係るアタッチメント光学系の諸収差図である。 浸液としてグリセリンが用いられる場合の第１実施例に係るアタッチメント光学系の諸収差図である。 浸液としてオイルが用いられる場合の第１実施例に係るアタッチメント光学系の諸収差図である。 浸液として水が用いられる場合の第１実施例に係るアタッチメント光学系の諸収差図である。 浸液としてシリコーンが用いられる場合の第１実施例に係るアタッチメント光学系のコマ収差図である。 浸液としてグリセリンが用いられる場合の第１実施例に係るアタッチメント光学系のコマ収差図である。 浸液としてオイルが用いられる場合の第１実施例に係るアタッチメント光学系のコマ収差図である。 浸液として水が用いられる場合の第１実施例に係るアタッチメント光学系のコマ収差図である。 第２実施例に係るアタッチメント光学系および対物レンズの構成を示す断面図である。 浸液としてシリコーンが用いられる場合の第２実施例に係るアタッチメント光学系の諸収差図である。 浸液としてグリセリンが用いられる場合の第２実施例に係るアタッチメント光学系の諸収差図である。 浸液としてオイルが用いられる場合の第２実施例に係るアタッチメント光学系の諸収差図である。 浸液として水が用いられる場合の第２実施例に係るアタッチメント光学系の諸収差図である。 浸液としてシリコーンが用いられる場合の第２実施例に係るアタッチメント光学系のコマ収差図である。 浸液としてグリセリンが用いられる場合の第２実施例に係るアタッチメント光学系のコマ収差図である。 浸液としてオイルが用いられる場合の第２実施例に係るアタッチメント光学系のコマ収差図である。 浸液として水が用いられる場合の第２実施例に係るアタッチメント光学系のコマ収差図である。 第３実施例に係るアタッチメント光学系および対物レンズの構成を示す断面図である。 水深０．５ｍｍの物体を観察する場合の第３実施例に係るアタッチメント光学系の諸収差図である。 水深２．５ｍｍの物体を観察する場合の第３実施例に係るアタッチメント光学系の諸収差図である。 水深３．５ｍｍの物体を観察する場合の第３実施例に係るアタッチメント光学系の諸収差図である。 水深０．５ｍｍの物体を観察する場合の第３実施例に係るアタッチメント光学系のコマ収差図である。 水深２．５ｍｍの物体を観察する場合の第３実施例に係るアタッチメント光学系のコマ収差図である。 水深３．５ｍｍの物体を観察する場合の第３実施例に係るアタッチメント光学系のコマ収差図である。 第４実施例に係るアタッチメント光学系および対物レンズの構成を示す断面図である。 浸液としてシリコーンが用いられる場合の第４実施例に係るアタッチメント光学系の諸収差図である。 浸液としてグリセリンが用いられる場合の第４実施例に係るアタッチメント光学系の諸収差図である。 浸液としてオイルが用いられる場合の第４実施例に係るアタッチメント光学系の諸収差図である。 浸液として水が用いられる場合の第４実施例に係るアタッチメント光学系の諸収差図である。 浸液としてシリコーンが用いられる場合の第４実施例に係るアタッチメント光学系のコマ収差図である。 浸液としてグリセリンが用いられる場合の第４実施例に係るアタッチメント光学系のコマ収差図である。 浸液としてオイルが用いられる場合の第４実施例に係るアタッチメント光学系のコマ収差図である。 浸液として水が用いられる場合の第４実施例に係るアタッチメント光学系のコマ収差図である。 結像レンズの構成を示す断面図である。
　以下、本発明に係る好ましい実施形態について説明する。まず、本実施形態に係るアタッチメント光学系を装着可能な共焦点蛍光顕微鏡について説明する。図１に示すように、共焦点蛍光顕微鏡１は、光源ユニット６からの照明用レーザ光を試料ＳＡ上に導く励起光導入部２と、試料ＳＡ上に集光されるレーザ光を偏向して試料ＳＡ上で走査する走査装置３と、試料ＳＡからの光強度信号を検出する光検出装置５と、試料ＳＡからの光を光検出装置５に導く集光光学系４とを有して構成される。
　光源ユニット６は、共焦点蛍光顕微鏡１に設けられてもよく、共焦点蛍光顕微鏡１と別体に設けられてもよい。光源ユニット６は、レーザ光源（図示せず）およびビーム径調整機構（図示せず）等を有して構成される。光源ユニット６は、照明用レーザ光を発振させる。
　励起光導入部２は、コリメータレンズ２１と、ダイクロイックミラー２２と、結像レンズ２３と、対物レンズ２４とを有して構成される。コリメータレンズ２１およびダイクロイックミラー２２は、顕微鏡本体１０における鏡筒部１１の上部に設けられた顕微鏡筐体部１２の内部に配設される。なお、光源ユニット６と顕微鏡筐体部１２とは、コネクタＣ３，Ｃ４を用いて光ファイバ６９により接続されている。コリメータレンズ２１は、光源ユニット６から発振されたレーザ光（光束）を平行光に変換する。ダイクロイックミラー２２は、コリメータレンズ２１からのレーザ光を試料ＳＡに向けて反射する。結像レンズ２３と対物レンズ２４によって、ダイクロイックミラー２２で反射したレーザ光が試料ＳＡ上に集光される。結像レンズ２３は、顕微鏡本体１０における鏡筒部１１の内部に配設される。なお、結像レンズ２３は、第２対物レンズとも称される。対物レンズ２４は、鏡筒部１１の下部に設けられたレボルバ１５に着脱可能に取り付けられる。
　また、図２に示すように、対物レンズ２４を、アタッチメント光学系２５とともに、レボルバ１５に着脱可能に取り付けることも可能である。これにより、アタッチメント光学系２５は、対物レンズ２４と結像レンズ２３との間に着脱可能に装着される。対物レンズ２４と結像レンズ２３との間にアタッチメント光学系２５が装着される場合、結像レンズ２３とアタッチメント光学系２５と対物レンズ２４によって、ダイクロイックミラー２２で反射したレーザ光が試料ＳＡ上に集光される。なお、アタッチメント光学系２５を構成する光学素子は、筒状に形成された光学素子筐体２６に収容されている。光学素子筐体２６の一端側（対物レンズ２４側）に第１のネジ部２７ａが形成され、光学素子筐体２６の他端側（対物レンズ２４側と反対側）に第２のネジ部２７ｂが形成される。第１のネジ部２７ａは、対物レンズ２４のネジ部（図示せず）と螺合可能な雌ネジである。第２のネジ部２７ｂは、レボルバ１５のネジ部（図示せず）と螺合可能な雄ネジである。また、光学素子筐体２６の側部に、収差補正のための回転操作が行われる補正環２８が設けられる。
　図１に示すように、走査装置３は、走査機構（スキャナ）３１と、走査光学系３２とを備えて構成される。走査装置３は、顕微鏡筐体部１２の内部におけるダイクロイックミラー２２と結像レンズ２３との間に配設される。走査機構（スキャナ）３１は、例えばガルバノミラー（図示せず）またはレゾナントミラー（図示せず）を有して構成される。走査機構（スキャナ）３１は、入射するレーザ光を偏向する。つまり、走査機構（スキャナ）３１は、試料ＳＡ上に集光されるレーザ光を偏向して試料ＳＡ上で走査する。走査光学系３２は、走査機構（スキャナ）３１と結像レンズ２３との間に設けられる光学系である。また、走査光学系３２は、走査光学系３２の焦点位置が試料ＳＡ（試料ＳＡの走査面）と共役な結像面１３（１次像面とも称される）に位置する光学系である。
　集光光学系４は、対物レンズ２４と、結像レンズ２３と、全反射ミラー４１と、集光レンズ４２とを備えて構成される。対物レンズ２４は、試料ＳＡで発生した蛍光を受けて平行光にする。結像レンズ２３は、対物レンズ２４から射出された蛍光（平行光）を一旦結像面１３（１次像面）に集光して結像させる。また、対物レンズ２４と結像レンズ２３との間にアタッチメント光学系２５が装着される場合、結像レンズ２３は、アタッチメント光学系２５を通過した対物レンズ２４からの蛍光を一旦結像面１３に集光して結像させる。これにより、結像レンズ２３を通過した試料ＳＡからの蛍光は、一旦結像面１３に集光し、走査装置３およびダイクロイックミラー２２を通って全反射ミラー４１に達する。全反射ミラー４１および集光レンズ４２は、顕微鏡筐体部１２の内部におけるダイクロイックミラー２２の上方に配設される。全反射ミラー４１は、結像レンズ２３を通過した試料ＳＡからの蛍光を反射させる。集光レンズ４２は、全反射ミラー４１で反射した蛍光を、ピンホール５１（開口）を有する遮光板５２上に集光する。
　光検出装置５は、ピンホール５１を有する遮光板５２と、光ファイバ５３と、検出ユニット５５とを備えて構成される。光ファイバ５３は、コネクタＣ１，Ｃ２を用いて顕微鏡筐体部１２と検出ユニット５５とに接続される。光ファイバ５３には、ピンホール５１を通過した光（蛍光）が入射する。検出ユニット５５は、ピンホール５１および光ファイバ５３を通過した光（蛍光）を検出する。検出ユニット５５には、ケーブル５６を介して処理ユニット５７が電気的に接続される。処理ユニット５７により検出ユニット５５で検出された検出信号に基づく（試料ＳＡの）画像処理が行われ、処理ユニット５７の画像処理により得られた試料ＳＡの観察画像が図示しないモニターに表示される。
　なお、走査装置３からのレーザ光は、一旦結像面１３（１次像面）に集光し、再度、結像レンズ２３と対物レンズ２４によって試料ＳＡ上に集光するように構成される。また、対物レンズ２４と結像レンズ２３との間にアタッチメント光学系２５が装着される場合、走査装置３からのレーザ光は、一旦結像面１３に集光し、再度、結像レンズ２３とアタッチメント光学系２５と対物レンズ２４によって試料ＳＡ上に集光するように構成される。すなわち、試料ＳＡの走査面、結像面１３、およびピンホール５１が互いに共役の関係にある。そのため、結像レンズ２３と（アタッチメント光学系２５と）対物レンズ２４によって試料ＳＡ上に集光するように構成されることで、試料ＳＡからの光（蛍光）のうち、試料ＳＡの走査面上で発生した蛍光をピンホール５１に通過させることが可能になる。
　本実施形態に係るアタッチメント光学系を装着可能な顕微鏡の一例として、共焦点蛍光顕微鏡１について説明したが、これに限られるものではない。例えば、本実施形態に係るアタッチメント光学系を装着可能な顕微鏡は、多光子励起顕微鏡や、超解像顕微鏡、観察顕微鏡等であってもよい。また、共焦点蛍光顕微鏡１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。
　このような共焦点蛍光顕微鏡１の対物レンズ２４と結像レンズ２３との間に装着可能なアタッチメント光学系２５として、以降で述べるアタッチメント光学系ＡＬを用いることが可能である。また、このような共焦点蛍光顕微鏡１の対物レンズ２４および結像レンズ２３として、以降で述べる対物レンズＯＬおよび結像レンズＩＬを用いることが可能である。
　次に、本実施形態に係るアタッチメント光学系ＡＬについて説明する。本実施形態に係るアタッチメント光学系ＡＬの一例として、図３に示すアタッチメント光学系ＡＬ（１）は、負の屈折力を有する第１の光学素子ＥＬ１と、正の屈折力を有する第２の光学素子ＥＬ２とを有している。対物レンズＯＬと結像レンズＩＬとの間に、本実施形態に係るアタッチメント光学系ＡＬを着脱可能に装着することで、１種類の対物レンズで複数種類の浸液に対応する場合に、浸液の種類に応じて発生する軸上色収差と球面収差を良好に補正することができる。また、対物レンズＯＬと結像レンズＩＬとの間に、本実施形態に係るアタッチメント光学系ＡＬを着脱可能に装着することで、浸液の深さに応じて発生する収差（軸上色収差や球面収差）を良好に補正することが可能になる。本実施形態に係るアタッチメント光学系ＡＬは、図１２に示すアタッチメント光学系ＡＬ（２）でも良く、図２１に示すアタッチメント光学系ＡＬ（３）でも良く、図２８に示すアタッチメント光学系ＡＬ（４）でも良い。
　本実施形態に係るアタッチメント光学系ＡＬにおいて、第１の光学素子ＥＬ１および第２の光学素子ＥＬ２のうち少なくとも一方が光軸に沿って移動可能であってもよい。これにより、試料または浸液の屈折率やアッベ数に応じて発生する軸上色収差を良好に補正することができる。なお、第１の光学素子ＥＬ１および第２の光学素子ＥＬ２のうちいずれか一方が光軸に沿って移動可能であってもよい。第１の光学素子ＥＬ１と第２の光学素子ＥＬ２とがそれぞれ光軸に沿って移動可能であってもよい。
　本実施形態に係るアタッチメント光学系ＡＬにおいて、第１の光学素子ＥＬ１および第２の光学素子ＥＬ２のうち少なくとも一方が光軸と垂直な方向に移動可能であってもよい。これにより、対物レンズや結像レンズ（顕微鏡）の偏芯に基づく収差を良好に補正することができる。なお、第１の光学素子ＥＬ１および第２の光学素子ＥＬ２のうちいずれか一方が光軸と垂直な方向に移動可能であってもよい。第１の光学素子ＥＬ１と第２の光学素子ＥＬ２とがそれぞれ光軸と垂直な方向に移動可能であってもよい。
　本実施形態に係るアタッチメント光学系ＡＬは、以下の条件式（１）を満足してもよい。
　２＜｜ｆＡ｜／ＴＬＡ＜１００００　・・・（１）
　但し、ｆＡ：アタッチメント光学系ＡＬの焦点距離
　　　　ＴＬＡ：アタッチメント光学系ＡＬの全長
　条件式（１）は、アタッチメント光学系ＡＬの焦点距離と、アタッチメント光学系ＡＬの全長との適切な関係を規定するものである。条件式（１）を満足することで、アタッチメント光学系ＡＬを装着しても顕微鏡の総合倍率が大きく変化しないため、アタッチメント光学系ＡＬの装着による顕微鏡の視野範囲の変動を抑えることができる。なお、条件式（１）の下限値を２５、さらに１００に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。条件式（１）の上限値を７０００、５０００、３０００、さらに１５００に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。
　本実施形態に係るアタッチメント光学系ＡＬにおいて、光軸に沿って対物レンズＯＬ側から順に、第１の光学素子ＥＬ１と、第２の光学素子ＥＬ２とが配置されてもよい。これにより、アタッチメント光学系ＡＬを通過する光線が光軸から離れるため、球面収差を良好に補正することができる。また、試料や浸液の種類に応じて発生する収差（軸上色収差や球面収差）を補正することが可能である。
　本実施形態に係るアタッチメント光学系ＡＬにおいて、第２の光学素子ＥＬ２は、１個の正レンズもしくは、少なくとも正レンズを有する１個の接合レンズであり、以下の条件式（２）を満足してもよい。
　３５＜νｄＰ＜１０１　・・・（２）
　但し、νｄＰ：正レンズのアッベ数
　条件式（２）は、正レンズのアッベ数について、適切な範囲を規定するものである。条件式（２）を満足することで、軸上色収差と球面収差を良好に補正することができる。なお、条件式（２）の下限値を４０、さらに４５に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。条件式（２）の上限値を９６、９０、さらに８０に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、第２の光学素子ＥＬ２は、１個の正レンズであってもよい。
　本実施形態に係るアタッチメント光学系ＡＬにおいて、第１の光学素子ＥＬ１は、１個の負レンズもしくは、少なくとも負レンズを有する１個の接合レンズであり、第２の光学素子ＥＬ２は、１個の正レンズもしくは、少なくとも正レンズを有する１個の接合レンズであり、以下の条件式（３）を満足してもよい。
　０≦νｄＰ－νｄＮ＜３０　・・・（３）
　但し、νｄＰ：正レンズのアッベ数
　　　　νｄＮ：負レンズのアッベ数
　条件式（３）は、正レンズのアッベ数と、負レンズのアッベ数との適切な関係を規定するものである。条件式（３）を満足することで、軸上色収差を良好に補正することができる。条件式（３）の対応値が上記範囲を外れてしまうと、正レンズと負レンズとのアッベ数の差が大きくなりすぎるため、アタッチメント光学系ＡＬによる収差補正が過剰となり、軸上色収差を良好に補正することが困難になる。なお、条件式（３）の上限値を２５、２０、さらに１５に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、第２の光学素子ＥＬ２は、１個の正レンズであってもよい。
　本実施形態に係るアタッチメント光学系ＡＬにおいて、第１の光学素子ＥＬ１は、負の屈折力を有する回折光学素子であり、第２の光学素子ＥＬ２は、正の屈折力を有する回折光学素子であり、光軸に沿って対物レンズＯＬ側から順に、正の屈折力を有する回折光学素子と、負の屈折力を有する回折光学素子とが配置されてもよい。これにより、回折現象を利用することで、試料または浸液の屈折率やアッベ数に応じて発生する軸上色収差を良好に補正することができる。
　本実施形態に係るアタッチメント光学系ＡＬは、以下の条件式（４）を満足してもよい。
　０．１＜δＡ／ＴＬＡ＜４．５　・・・（４）
　但し、δＡ：アタッチメント光学系ＡＬにおける対物レンズＯＬに最も近い光学面から対物レンズＯＬの後側焦点位置ＦＰまでの光軸上の距離
　　　　ＴＬＡ：アタッチメント光学系ＡＬの全長
　条件式（４）は、アタッチメント光学系ＡＬにおける対物レンズＯＬに最も近い光学面から対物レンズＯＬの後側焦点位置ＦＰまでの光軸上の距離と、アタッチメント光学系ＡＬの全長との適切な関係を規定するものである。なお、アタッチメント光学系ＡＬにおける対物レンズＯＬに最も近い光学面よりも結像レンズＩＬ側に、対物レンズＯＬの後側焦点位置ＦＰが配置されてもよい。アタッチメント光学系ＡＬにおける対物レンズＯＬに最も近い光学面よりも対物レンズＯＬ側に、対物レンズＯＬの後側焦点位置ＦＰが配置されてもよい。アタッチメント光学系ＡＬにおける対物レンズＯＬに最も近い光学面から対物レンズＯＬの後側焦点位置ＦＰまでの光軸上の距離は、アタッチメント光学系ＡＬにおける対物レンズＯＬに最も近い光学面から対物レンズＯＬの後側焦点位置ＦＰまでの光軸上の距離の絶対値を示すものである。条件式（４）を満足することで、倍率色収差を小さく抑えつつ、試料または浸液の屈折率やアッベ数に応じて発生する軸上色収差を良好に補正することができる。なお、条件式（４）の下限値を０．２、０．３、さらに０．５に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。条件式（４）の上限値を４、３．５、さらに３に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。
　本実施形態に係るアタッチメント光学系ＡＬは、以下の条件式（５）を満足してもよい。
　０．０５＜ＴＬＡ／ＴＬＢ＜０．７５　・・・（５）
　但し、ＴＬＡ：アタッチメント光学系ＡＬの全長
　　　　ＴＬＢ：対物レンズＯＬの全長
　条件式（５）は、アタッチメント光学系ＡＬの全長と、対物レンズＯＬの全長との適切な関係を規定するものである。条件式（５）を満足することで、アタッチメント光学系ＡＬの全長が短くなるため、アタッチメント光学系ＡＬの装着による対物レンズＯＬと試料との間隔の変化を最小限に抑えることができる。そのため、アタッチメント光学系ＡＬとともに対物レンズＯＬを取り付け可能な顕微鏡として、既存の顕微鏡を用いることができる。なお、条件式（５）の下限値を０．１、さらに０．１５に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。条件式（５）の上限値を０．６、さらに０．５に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。
　また、本実施形態において、対物レンズＯＬの全長がアタッチメント光学系ＡＬの全長の整数倍（例えば、２倍、３倍、４倍、５倍、６倍等）となるように、アタッチメント光学系ＡＬが設計されてもよい。なお、現実の対物レンズおよびアタッチメント光学系において、対物レンズの全長とアタッチメント光学系の全長の比率を厳密に整数倍とすることは、製造技術上あるいは計測技術上、極めて困難である。そのため、本実施形態の趣旨を逸脱しない範囲で、対物レンズの全長とアタッチメント光学系の全長の比率は略整数倍であればよい。すなわち、本実施形態において、整数倍とは略整数倍を含む概念であり、少なくとも製造技術上の精度の範囲が得られる範囲までが含まれる。例えば、対物レンズの全長とアタッチメント光学系の全長の比率は、（数学的な）整数倍±１０％の範囲の倍率、整数倍±５％の範囲の倍率、整数倍±３％の範囲の倍率、整数倍±１％の範囲の倍率等であってもよく、これらは略整数倍として、本実施形態における整数倍の範囲に含まれる。
　以下、本実施形態に係るアタッチメント光学系ＡＬの実施例を図面に基づいて説明する。図３、図１２、図２１、および図２８は、第１～第４実施例に係るアタッチメント光学系ＡＬ｛ＡＬ（１）～ＡＬ（４）｝および対物レンズＯＬ｛ＯＬ（１）～ＯＬ（４）｝の構成を示す光路図である。これら図３、図１２、図２１、および図２８において、光学素子を符号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）、Ｃ線（波長λ＝656.3nm）、Ｆ線（波長λ＝486.1nm）、ｇ線（波長λ＝435.8nm）を選んでいる。
　［全体諸元］の表において、ＮＡは、アタッチメント光学系が装着された状態での対物レンズの開口数を示す。βは、アタッチメント光学系が装着された状態での対物レンズの倍率を示す。ｆは、アタッチメント光学系の焦点距離を示す。φは、アタッチメント光学系の瞳径を示す。ＴＬＡは、アタッチメント光学系の全長（アタッチメント光学系における対物レンズに最も近い光学面から結像レンズに最も近い光学面までの光軸上の距離）を示す。ＴＬＢは、対物レンズの全長（対物レンズにおける最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離）を示す。δＡは、アタッチメント光学系における対物レンズに最も近い光学面から対物レンズの後側焦点位置までの光軸上の距離を示す。
　［レンズデータ］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光学材料の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光学材料の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。光学面が回折光学面である場合には面番号に＊印を付して、曲率半径Ｒの欄には近軸曲率半径を示している。
　アタッチメント光学系が回折光学素子を有する場合、［回折光学面データ］において、位相関数法を用いて計算した回折光学面の位相係数を示す。位相係数の基準波長は５８７．６ｎｍとする。位相係数の「Ｅ-n」は、「×１０-n」を示す。例えば、1.234E-05＝1.234×10-5である。回折光学面の形状を決める位相多項式は、次の数式（Ａ）で表される。
　［可変間隔データ］の表には、［レンズデータ］の表において面間隔が（Ｄｉ）となっている面番号ｉでの面間隔を示す。また、［可変間隔データ］の表には、浸液の種類または深さに応じた面間隔を示す。なお、［可変間隔データ］の表において、ｎｄＭは、対応する浸液のｄ線（波長λ＝587.6nm）に対する屈折率を示す。νｄＭは、対応する浸液のｄ線を基準とするアッベ数を示す。
　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３～図１１および表１を用いて説明する。図３は、第１実施例に係るアタッチメント光学系および対物レンズの構成を示す断面図である。第１実施例に係るアタッチメント光学系ＡＬ（１）は、第１実施例に係る対物レンズＯＬ（１）と結像レンズ（図３では図示せず）との間に着脱可能に装着される。第１実施例に係る対物レンズＯＬ（１）は、物体（試料ＳＡ）からの光を受けて平行光にする。第１実施例に係るアタッチメント光学系ＡＬ（１）には、第１実施例に係る対物レンズＯＬ（１）からの光（平行光）が入射する。第１実施例に係る対物レンズＯＬ（１）の先端部と物体を覆うカバーガラスＣＶとの間は、空気で満たされている。また、カバーガラスＣＶと物体との間は、浸液Ｍで満たされている。浸液Ｍには、例えば、シリコーン、グリセリン、オイル、水等が用いられる。
　第１実施例に係る対物レンズＯＬ（１）は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、第１～第８レンズＬ１～Ｌ８から構成される。第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第５レンズＬ５、および第８レンズＬ８は、両凸形状の正レンズである。第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、および第７レンズＬ７は、両凹形状の負レンズである。第６レンズＬ６は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズである。また、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３とが接合される。第４レンズＬ４と第５レンズＬ５とが接合される。第７レンズＬ７と第８レンズＬ８とが接合される。
　第１実施例に係るアタッチメント光学系ＡＬ（１）は、光軸に沿って物体側（対物レンズＯＬ（１）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負レンズＬ１１と、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１２とから構成される。第１実施例において、負レンズＬ１１が前述の第１の光学素子ＥＬ１に相当し、正レンズＬ１２が前述の第２の光学素子ＥＬ２に相当する。正レンズＬ１２の像側（結像レンズ側）の近傍に、第１実施例に係る対物レンズＯＬ（１）の後側焦点位置ＦＰが配置される。また、浸液Ｍの種類や深さ、カバーガラスＣＶの厚さ等に応じて、補正環２８（図２を参照）を光軸回りに回転させることで、負レンズＬ１１を光軸に沿って移動させることができるように構成される。
　第１実施例において、シリコーンのｄ線（波長λ＝587.6nm）に対する屈折率は１．４０４１とする。グリセリンのｄ線（波長λ＝587.6nm）に対する屈折率は１．４７３８とする。オイルのｄ線（波長λ＝587.6nm）に対する屈折率は１．５１５０とする。水のｄ線（波長λ＝587.6nm）に対する屈折率は１．３３２６とする。カバーガラスＣＶのｄ線（波長λ＝587.6nm）に対する屈折率は１．５２４４とする。
　以下の表１に、第１実施例に係るアタッチメント光学系および対物レンズの諸元の値を掲げる。なお、第１面は物体面であり、第２面および第１８面は仮想面である。
（表１）
［全体諸元］
　　ＮＡ＝0.200　　　　　　　　　　　　β＝4.731
　　　ｆ＝-6999.947　　　　　　　　　　φ＝16.911
　ＴＬＡ＝5.843　　　　　　　　　　ＴＬＢ＝32.00
　　δＡ＝7.064
［レンズデータ］
　面番号　　　　Ｒ　　　　　Ｄ　　　　ｎｄ　　 　νｄ
　　1　　 　　　∞　　　　(D1)　 　（ｎｄＭ）　（νｄＭ）
　　2　　 　　　∞　　 　10.800　　（ｎｄＭ）　（νｄＭ）
　　3　　 　　　∞　　　　2.000　　　1.5244　　　54.3
　　4　　 　　　∞　　 　19.000
　　5　　 　　81.180　　　2.762　　　1.8040　　　46.6
　　6　　　　-28.510　　　0.200
　　7　　 　　19.709　　　6.427　　　1.5932　　　67.9
　　8　　　　-11.033　　　2.258　　　1.5481　　　45.8
　　9　　 　　12.498　　　4.417
　　10　　　　-7.790　　　1.000　　　1.7380　　　32.3
　　11　　　　42.222　　　6.661　　　1.4978　　　82.6
　　12　　 　-13.523　　　0.200
　　13　　 　-71.317　　　3.500　　　1.7408　　　27.7
　　14　　 　-15.666　　　0.200
　　15　　 　-23.138　　　1.000　　　1.6127　　　44.5
　　16　　　　52.277　　　3.376　　　1.4978　　　82.6
　　17　　 　-29.535　　　0.200
　　18　　　　　∞　　　　(D18)
　　19　　 　-43.191　　　1.000　　　1.5168　　　64.1
　　20　 　-1610.538　　　(D20)
　　21　　　-584.564　　　2.360　　　1.5168　　　64.1
　　22　　　-43.970　 　100.000
［可変間隔データ］
　　　　　　　　　D1　　　D18　　　D20　 　ｎｄＭ　νｄＭ
　シリコーン　　1.200　　4.457　　2.483　　1.4041　　52.0
　グリセリン　　1.743　　4.287　　2.652　　1.4738　　60.6
　オイル　　　　1.502　　2.486　　4.454　　1.5150　　43.1
　水　　　　　　0.952　　5.766　　1.174　　1.3326　　55.9
　図４は、浸液としてシリコーンが用いられる場合の第１実施例に係るアタッチメント光学系の諸収差（球面収差、像面湾曲、および歪曲収差）を示す図である。図５は、浸液としてグリセリンが用いられる場合の第１実施例に係るアタッチメント光学系の諸収差を示す図である。図６は、浸液としてオイルが用いられる場合の第１実施例に係るアタッチメント光学系の諸収差を示す図である。図７は、浸液として水が用いられる場合の第１実施例に係るアタッチメント光学系の諸収差を示す図である。図８は、浸液としてシリコーンが用いられる場合の第１実施例に係るアタッチメント光学系のコマ収差（メリジオナルコマ収差およびサジタルコマ収差）を示す図である。図９は、浸液としてグリセリンが用いられる場合の第１実施例に係るアタッチメント光学系のコマ収差を示す図である。図１０は、浸液としてオイルが用いられる場合の第１実施例に係るアタッチメント光学系のコマ収差を示す図である。図１１は、浸液として水が用いられる場合の第１実施例に係るアタッチメント光学系のコマ収差を示す図である。
　なお、各収差図は、アタッチメント光学系に対物レンズと結像レンズを組み合わせた状態での諸収差を示す。図４～図１１の各収差図において、ｄはｄ線（波長λ＝587.6nm）、ＣはＣ線（波長λ＝656.3nm）、ＦはＦ線（波長λ＝486.1nm）、ｇはｇ線（波長λ＝435.8nm）に対する諸収差をそれぞれ示す。球面収差図において、縦軸は入射瞳半径の最大値を１として規格化して示した値を示し、横軸は各光線における収差の値［ｍｍ］を示す。像面湾曲を示す収差図において、実線は各波長に対するサジタル像面を示し、破線は各波長に対するメリジオナル像面を示す。また、像面湾曲を示す収差図において、縦軸は像高［ｍｍ］を示し、横軸は収差の値［ｍｍ］を示す。歪曲収差図（ディストーション）において、縦軸は像高［ｍｍ］を示し、横軸は収差の割合を百分率（％値）で示す。各コマ収差図は、像高比ＲＦＨ（Relative　Field　Height）が０．００～１．００のときの収差の値を示す。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実施例に係るアタッチメント光学系は、浸液の種類に応じて諸収差が良好に補正され、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１２～図２０および表２を用いて説明する。図１２は、第２実施例に係るアタッチメント光学系および対物レンズの構成を示す断面図である。第２実施例に係るアタッチメント光学系ＡＬ（２）は、第２実施例に係る対物レンズＯＬ（２）と結像レンズ（図１２では図示せず）との間に着脱可能に装着される。第２実施例に係る対物レンズＯＬ（２）は、物体（試料ＳＡ）からの光を受けて平行光にする。第２実施例に係るアタッチメント光学系ＡＬ（２）には、第２実施例に係る対物レンズＯＬ（２）からの光（平行光）が入射する。第２実施例に係る対物レンズＯＬ（２）の先端部と物体を覆うカバーガラスＣＶとの間は、空気で満たされている。また、カバーガラスＣＶと物体との間は、浸液Ｍで満たされている。浸液Ｍには、例えば、シリコーン、グリセリン、オイル、水等が用いられる。
　第２実施例に係る対物レンズＯＬ（２）は、第１～第８レンズＬ１～Ｌ８から構成される。第１～第８レンズＬ１～Ｌ８は、第１実施例に係る対物レンズＯＬ（１）の第１～第８レンズＬ１～Ｌ８と同様の構成であり、詳細な説明を省略する。
　第２実施例に係るアタッチメント光学系ＡＬ（２）は、光軸に沿って物体側（対物レンズＯＬ（２）側）から順に並んだ、両凹形状の負レンズＬ１１と物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１２とが接合された接合レンズＣＬ１１と、両凸形状の正レンズＬ１３とから構成される。第２実施例において、負の屈折力を有する接合レンズＣＬ１１が前述の第１の光学素子ＥＬ１に相当し、正レンズＬ１３が前述の第２の光学素子ＥＬ２に相当する。また、浸液Ｍの種類や深さ、カバーガラスＣＶの厚さ等に応じて、補正環２８（図２を参照）を光軸回りに回転させることで、接合レンズＣＬ１１を光軸に沿って移動させることができるように構成される。
　第２実施例において、シリコーンのｄ線（波長λ＝587.6nm）に対する屈折率は１．４０４１とする。グリセリンのｄ線（波長λ＝587.6nm）に対する屈折率は１．４７３８とする。オイルのｄ線（波長λ＝587.6nm）に対する屈折率は１．５１５０とする。水のｄ線（波長λ＝587.6nm）に対する屈折率は１．３３２６とする。カバーガラスＣＶのｄ線（波長λ＝587.6nm）に対する屈折率は１．５２４４とする。また、正レンズＬ１３の像側（結像レンズ側）の近傍に、第２実施例に係る対物レンズＯＬ（２）の後側焦点位置ＦＰが配置される。
　以下の表２に、第２実施例に係るアタッチメント光学系および対物レンズの諸元の値を掲げる。なお、第１面は物体面であり、第２面および第１８面は仮想面である。
（表２）
［全体諸元］
　　ＮＡ＝0.200　　　　　　　　　　　　β＝4.857
　　　ｆ＝2704.038　　　　 　　　　　　φ＝16.470
　ＴＬＡ＝6.987　　　　　　　　　　ＴＬＢ＝32.00
　　δＡ＝9.404
［レンズデータ］
　面番号　　　　Ｒ　　　　　Ｄ　　　　ｎｄ　　 　νｄ
　　1　　 　　　∞　　　　(D1)　 　（ｎｄＭ）　（νｄＭ）
　　2　　 　　　∞　　 　10.800　　（ｎｄＭ）　（νｄＭ）
　　3　　 　　　∞　　　　2.000　　　1.5244　　　54.3
　　4　　 　　　∞　　 　19.000
　　5　　 　　81.180　　　2.762　　　1.8040　　　46.6
　　6　　　　-28.510　　　0.200
　　7　　 　　19.709　　　6.427　　　1.5932　　　67.9
　　8　　　　-11.033　　　2.258　　　1.5481　　　45.8
　　9　　 　　12.498　　　4.417
　　10　　　　-7.790　　　1.000　　　1.7380　　　32.3
　　11　　　　42.222　　　6.661　　　1.4978　　　82.6
　　12　　 　-13.523　　　0.200
　　13　　 　-71.317　　　3.500　　　1.7408　　　27.7
　　14　　 　-15.666　　　0.200
　　15　　 　-23.138　　　1.000　　　1.6127　　　44.5
　　16　　　　52.277　　　3.376　　　1.4978　　　82.6
　　17　　 　-29.535　　　0.200
　　18　　　　　∞　　　　(D18)
　　19　　　-146.966　　　1.016　　　1.6584　　　50.8
　　20　　　　74.971　　　1.402　　　1.6180　　　63.3
　　21　　　　92.777　　　(D21)
　　22　　　　93.046　　　3.082　　　1.7340　　　51.5
　　23　　　-188.384　　100.000
［可変間隔データ］
　　　　　　　　　D1　　　D18　　　D21　 　ｎｄＭ　νｄＭ
　シリコーン　　0.004　　3.313　　1.487　　1.4041　　52.0
　グリセリン　　0.507　　3.215　　1.584　　1.4738　　60.6
　オイル　　　　0.311　　1.790　　3.009　　1.5150　　43.1
　水　　　 　　-0.334　　4.001　　0.800　　1.3326　　55.9
　図１３は、浸液としてシリコーンが用いられる場合の第２実施例に係るアタッチメント光学系の諸収差（球面収差、像面湾曲、および歪曲収差）を示す図である。図１４は、浸液としてグリセリンが用いられる場合の第２実施例に係るアタッチメント光学系の諸収差を示す図である。図１５は、浸液としてオイルが用いられる場合の第２実施例に係るアタッチメント光学系の諸収差を示す図である。図１６は、浸液として水が用いられる場合の第２実施例に係るアタッチメント光学系の諸収差を示す図である。図１７は、浸液としてシリコーンが用いられる場合の第２実施例に係るアタッチメント光学系のコマ収差（メリジオナルコマ収差およびサジタルコマ収差）を示す図である。図１８は、浸液としてグリセリンが用いられる場合の第２実施例に係るアタッチメント光学系のコマ収差を示す図である。図１９は、浸液としてオイルが用いられる場合の第２実施例に係るアタッチメント光学系のコマ収差を示す図である。図２０は、浸液として水が用いられる場合の第２実施例に係るアタッチメント光学系のコマ収差を示す図である。
　各収差図より、第２実施例に係るアタッチメント光学系は、浸液の種類に応じて諸収差が良好に補正され、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２１～図２７および表３を用いて説明する。図２１は、第３実施例に係るアタッチメント光学系および対物レンズの構成を示す断面図である。第３実施例に係るアタッチメント光学系ＡＬ（３）は、第３実施例に係る対物レンズＯＬ（３）と結像レンズ（図２１では図示せず）との間に着脱可能に装着される。第３実施例に係る対物レンズＯＬ（３）は、物体（試料ＳＡ）からの光を受けて平行光にする。第３実施例に係るアタッチメント光学系ＡＬ（３）には、第３実施例に係る対物レンズＯＬ（３）からの光（平行光）が入射する。第３実施例に係る対物レンズＯＬ（３）の先端部と物体を覆うカバーガラスＣＶとの間は、空気で満たされている。また、カバーガラスＣＶと物体との間は、浸液Ｍで満たされている。浸液Ｍには、水が用いられている。
　第３実施例に係る対物レンズＯＬ（３）は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、第１～第８レンズＬ１～Ｌ８から構成される。第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第５レンズＬ５、および第８レンズＬ８は、両凸形状の正レンズである。第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、および第７レンズＬ７は、両凹形状の負レンズである。第６レンズＬ６は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズである。また、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３とが接合される。第４レンズＬ４と第５レンズＬ５とが接合される。
　第３実施例に係るアタッチメント光学系ＡＬ（３）は、第２実施例に係るアタッチメント光学系ＡＬ（２）と同様の構成であり、詳細な説明を省略する。第３実施例において、負の屈折力を有する接合レンズＣＬ１１が前述の第１の光学素子ＥＬ１に相当し、正レンズＬ１３が前述の第２の光学素子ＥＬ２に相当する。また、浸液Ｍの深さに応じて、補正環２８（図２を参照）を光軸回りに回転させることで、接合レンズＣＬ１１を光軸に沿って移動させる。具体的には、浸液Ｍの深さがより深くなると、補正環２８を光軸回りに回転させることで、接合レンズＣＬ１１を光軸に沿って物体側（対物レンズＯＬ（３）側）へ移動させる。
　第３実施例において、水のｄ線（波長λ＝587.6nm）に対する屈折率は１．３３２６とする。カバーガラスＣＶのｄ線（波長λ＝587.6nm）に対する屈折率は１．５２４４とする。また、正レンズＬ１３の像側（結像レンズ側）の近傍に、第３実施例に係る対物レンズＯＬ（３）の後側焦点位置ＦＰが配置される。
　以下の表３に、第３実施例に係るアタッチメント光学系および対物レンズの諸元の値を掲げる。なお、第１面は物体面であり、第１８面は仮想面である。
（表３）
［全体諸元］
　　ＮＡ＝0.200　　　　　　　　　　　　β＝3.911
　　　ｆ＝3140.5　　　　　 　　　　　　φ＝20.455
　ＴＬＡ＝6.614　　　　　　　　　　ＴＬＢ＝33.86
　　δＡ＝17.251
［レンズデータ］
　面番号　　　　Ｒ　　　　　Ｄ　　　　ｎｄ　　 　νｄ
　　1　　 　　　∞　　　　(D1)　 　　1.3326　　　55.9
　　2　　 　　　∞　　　　1.000　　　1.5244　　　54.3
　　3　　 　　　∞　　　　(D3)
　　4　　 　3353.400　　　2.701　　　1.8040　　　46.6
　　5　　　　-20.954　　　2.252
　　6　　 　　17.610　　　4.043　　　1.6030　　　65.4
　　7　　 　-145.072　　　1.000　　　1.5481　　　45.5
　　8　　 　　12.312　　　4.848
　　9　　 　　-7.474　　　2.119　　　1.7380　　　32.3
　　10　　　　37.508　　　5.134　　　1.4978　　　82.6
　　11　　 　-12.221　　　0.200
　　12　　 　-37.834　　　3.969　　　1.7408　　　27.7
　　13　　 　-13.138　　　0.401
　　14　　 　-15.898　　　1.000　　　1.6127　　　44.5
　　15　　　　53.834　　　1.001
　　16　　　　57.265　　　5.189　　　1.4978　　　82.6
　　17　　 　-20.426　　　2.000
　　18　　　　　∞　　　　(D18)
　　19　　　-146.966　　　1.016　　　1.6584　　　50.8
　　20　　　　74.971　　　1.402　　　1.6180　　　63.3
　　21　　　　92.777　　　(D21)
　　22　　　　93.046　　　3.082　　　1.7340　　　51.5
　　23　　　-188.384　　100.000
［可変間隔データ］
　　　　　　　　　D1　　　　D3　　　 D18　　 　D21
　水深0.5　　 　0.500　　28.500　 　7.386　 　1.114
　水深2.5　　 　2.500　　26.500　 　6.015　 　2.484
　水深3.5　　 　3.500　　25.500　 　5.342　 　3.158
　図２２は、水深０．５ｍｍの物体を観察する場合の第３実施例に係るアタッチメント光学系の諸収差（球面収差、像面湾曲、および歪曲収差）を示す図である。図２３は、水深２．５ｍｍの物体を観察する場合の第３実施例に係るアタッチメント光学系の諸収差を示す図である。図２４は、水深３．５ｍｍの物体を観察する場合の第３実施例に係るアタッチメント光学系の諸収差を示す図である。図２５は、水深０．５ｍｍの物体を観察する場合の第３実施例に係るアタッチメント光学系のコマ収差（メリジオナルコマ収差およびサジタルコマ収差）を示す図である。図２６は、水深２．５ｍｍの物体を観察する場合の第３実施例に係るアタッチメント光学系のコマ収差を示す図である。図２７は、水深３．５ｍｍの物体を観察する場合の第３実施例に係るアタッチメント光学系のコマ収差を示す図である。
　なお、第３実施例では、像面湾曲を示す収差図において、縦軸は物体高［ｍｍ］を示し、横軸は収差の値［ｍｍ］を示す。歪曲収差図（ディストーション）において、縦軸は物体高［ｍｍ］を示し、横軸は収差の割合を百分率（％値）で示す。各収差図より、第３実施例に係るアタッチメント光学系は、浸液の深さに応じて諸収差が良好に補正され、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２８～図３６および表４を用いて説明する。図２８は、第４実施例に係るアタッチメント光学系および対物レンズの構成を示す断面図である。第４実施例に係るアタッチメント光学系ＡＬ（４）は、第４実施例に係る対物レンズＯＬ（４）と結像レンズ（図２８では図示せず）との間に着脱可能に装着される。第４実施例に係る対物レンズＯＬ（４）は、物体（試料ＳＡ）からの光を受けて平行光にする。第４実施例に係るアタッチメント光学系ＡＬ（４）には、第４実施例に係る対物レンズＯＬ（４）からの光（平行光）が入射する。第４実施例に係る対物レンズＯＬ（４）の先端部と物体を覆うカバーガラスＣＶとの間は、空気で満たされている。また、カバーガラスＣＶと物体との間は、浸液Ｍで満たされている。浸液Ｍには、例えば、シリコーン、グリセリン、オイル、水等が用いられる。
　第４実施例に係る対物レンズＯＬ（４）は、第１～第８レンズＬ１～Ｌ８から構成される。第１～第８レンズＬ１～Ｌ８は、第１実施例に係る対物レンズＯＬ（１）の第１～第８レンズＬ１～Ｌ８と同様の構成であり、詳細な説明を省略する。
　第４実施例に係るアタッチメント光学系ＡＬ（４）は、光軸に沿って物体側（対物レンズＯＬ（４）側）から順に並んだ、正の屈折力を有する回折光学素子ＤＬ１と、負の屈折力を有する回折光学素子ＤＬ２とから構成される。第４実施例において、負の屈折力を有する回折光学素子ＤＬ２が前述の第１の光学素子ＥＬ１に相当し、正の屈折力を有する回折光学素子ＤＬ１が前述の第２の光学素子ＥＬ２に相当する。また、浸液Ｍの種類や深さ、カバーガラスＣＶの厚さ等に応じて、補正環２８（図２を参照）を光軸回りに回転させることで、正の屈折力を有する回折光学素子ＤＬ１を光軸に沿って移動させることができるように構成される。
　正の屈折力を有する回折光学素子ＤＬ１は、光軸に沿って物体側（対物レンズＯＬ（４）側）から順に並んだ、第１の平行平板ＰＰ１と、第１の平行平板ＰＰ１と接合される第１の光学素子要素ＤＥ１と、第１の光学素子要素ＤＥ１と接合される第２の光学素子要素ＤＥ２と、第２の光学素子要素ＤＥ２と接合される第２の平行平板ＰＰ２とを有して構成される。第１の光学素子要素ＤＥ１と第２の光学素子要素ＤＥ２とは、互いに屈折率等が異なる。第１の光学素子要素ＤＥ１と第２の光学素子要素ＤＥ２との界面に、回折格子を構成する輪帯状の回折光学面（図示せず）が形成される。このように、正の屈折力を有する回折光学素子ＤＬ１は、密着複層型の回折光学素子である。
　負の屈折力を有する回折光学素子ＤＬ２は、光軸に沿って物体側（対物レンズＯＬ（４）側）から順に並んだ、第３の平行平板ＰＰ３と、第３の平行平板ＰＰ３と接合される第３の光学素子要素ＤＥ３と、第３の光学素子要素ＤＥ３と接合される第４の光学素子要素ＤＥ４と、第４の光学素子要素ＤＥ４と接合される第４の平行平板ＰＰ４とを有して構成される。第３の光学素子要素ＤＥ３と第４の光学素子要素ＤＥ４とは、互いに屈折率等が異なる。第３の光学素子要素ＤＥ３と第４の光学素子要素ＤＥ４との界面に、回折格子を構成する輪帯状の回折光学面（図示せず）が形成される。このように、負の屈折力を有する回折光学素子ＤＬ２も、密着複層型の回折光学素子である。
　第４実施例において、シリコーンのｄ線（波長λ＝587.6nm）に対する屈折率は１．４０４１とする。グリセリンのｄ線（波長λ＝587.6nm）に対する屈折率は１．４７３８とする。オイルのｄ線（波長λ＝587.6nm）に対する屈折率は１．５１５０とする。水のｄ線（波長λ＝587.6nm）に対する屈折率は１．３３２６とする。カバーガラスＣＶのｄ線（波長λ＝587.6nm）に対する屈折率は１．５２４４とする。また、正の屈折力を有する回折光学素子ＤＬ１と、負の屈折力を有する回折光学素子ＤＬ２との間に、第４実施例に係る対物レンズＯＬ（４）の後側焦点位置ＦＰが配置される。
　以下の表４に、第４実施例に係るアタッチメント光学系および対物レンズの諸元の値を掲げる。なお、第１面は物体面であり、第２面は仮想面である。また、第２０面および第２５面は回折光学面である。
（表４）
［全体諸元］
　　ＮＡ＝0.200　　　　　　　　　　　　β＝5.016
　　　ｆ＝-39566.881　　　　 　　　　　φ＝16.746
　ＴＬＡ＝14.900　　　　　　 　　　ＴＬＢ＝32.00
　　δＡ＝9.731
［レンズデータ］
　面番号　　　　Ｒ　　　　　Ｄ　　　　ｎｄ　　 　νｄ
　　1　　 　　　∞　　　　(D1)　 　（ｎｄＭ）　（νｄＭ）
　　2　　 　　　∞　　　　1.870　　（ｎｄＭ）　（νｄＭ）
　　3　　 　　　∞　　　　2.000　　　1.5244　　　54.3
　　4　　 　　　∞　　　　(D4)
　　5　　 　　81.180　　　2.762　　　1.8040　　　46.6
　　6　　　　-28.510　　　0.200
　　7　　 　　19.709　　　6.427　　　1.5932　　　67.9
　　8　　　　-11.033　　　2.258　　　1.5481　　　45.8
　　9　　 　　12.498　　　4.417
　　10　　　　-7.790　　　1.000　　　1.7380　　　32.3
　　11　　　　42.222　　　6.661　　　1.4978　　　82.6
　　12　　 　-13.523　　　0.200
　　13　　 　-71.317　　　3.500　　　1.7408　　　27.7
　　14　　 　-15.666　　　0.200
　　15　　 　-23.138　　　1.000　　　1.6127　　　44.5
　　16　　　　52.277　　　3.376　　　1.4978　　　82.6
　　17　　 　-29.535　　　(D17)
　　18　　　　　∞　　　　1.000　　　1.5168　　　64.1
　　19　　　　　∞　　　　0.100　　　1.5571　　　49.7
　　20*　　 　　∞　　　　0.100　　　1.5278　　　33.4
　　21　　　　　∞　　　　1.000　　　1.5168　　　64.1
　　22　　　　　∞　　　　(D22)
　　23　　　　　∞　　　　1.000　　　1.5168　　　64.1
　　24　　　　　∞　　　　0.100　　　1.5571　　　49.7
　　25*　　 　　∞　　　　0.100　　　1.5278　　　33.4
　　26　　　　　∞　　　　1.000　　　1.5168　　　64.1
　　27　　　　　∞　　　100.000
［回折光学面データ］
　第２０面
　回折次数＝-1
　項　　　　　第２０面係数
　C2　　　　　1.0513E-04
　C4　　　　　4.1567E-07
　C6　　 　　-2.7587E-09
　第２５面
　回折次数＝-1
　項　　　　　第２５面係数
　C2　　 　　-1.1806E-04
　C4　　 　　-3.6187E-07
　C6　　　　　2.4757E-09
［可変間隔データ］
　　　　　　　　　D1　　 　D4　　　D17　　 　D22　　　ｎｄＭ　νｄＭ
　シリコーン　　0.790　　17.070　　2.400　　10.600　　1.4041　　52.0
　グリセリン　　1.290　　17.130　　2.680　　10.320　　1.4738　　60.6
　オイル　　 　-2.070　　19.570　　2.670　　10.330　　1.5150　　43.1
　水　　　　　　1.870　　15.820　　2.500　　10.500　　1.3326　　55.9
　図２９は、浸液としてシリコーンが用いられる場合の第４実施例に係るアタッチメント光学系の諸収差（球面収差、像面湾曲、および歪曲収差）を示す図である。図３０は、浸液としてグリセリンが用いられる場合の第４実施例に係るアタッチメント光学系の諸収差を示す図である。図３１は、浸液としてオイルが用いられる場合の第４実施例に係るアタッチメント光学系の諸収差を示す図である。図３２は、浸液として水が用いられる場合の第４実施例に係るアタッチメント光学系の諸収差を示す図である。図３３は、浸液としてシリコーンが用いられる場合の第４実施例に係るアタッチメント光学系のコマ収差（メリジオナルコマ収差およびサジタルコマ収差）を示す図である。図３４は、浸液としてグリセリンが用いられる場合の第４実施例に係るアタッチメント光学系のコマ収差を示す図である。図３５は、浸液としてオイルが用いられる場合の第４実施例に係るアタッチメント光学系のコマ収差を示す図である。図３６は、浸液として水が用いられる場合の第４実施例に係るアタッチメント光学系のコマ収差を示す図である。
　なお、第４実施例では、像面湾曲を示す収差図において、縦軸は物体高［ｍｍ］を示し、横軸は収差の値［ｍｍ］を示す。歪曲収差図（ディストーション）において、縦軸は物体高［ｍｍ］を示し、横軸は収差の割合を百分率（％値）で示す。各収差図より、第４実施例に係るアタッチメント光学系は、浸液の種類に応じて諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。
　各実施例に係る対物レンズは、無限遠補正型のレンズである。そのため、各実施例に係るアタッチメント光学系は、対物レンズからの光を結像させる結像レンズと組み合わせて使用される。そこで、アタッチメント光学系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３７および表５を用いて説明する。図３７は、各実施例に係るアタッチメント光学系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。各実施例に係るアタッチメント光学系の諸収差図は、各実施例に係る対物レンズおよび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３７に示す結像レンズＩＬは、物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ５１と両凹形状の負レンズＬ５２とが接合された接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ５３と両凹形状の負レンズＬ５４とが接合された接合レンズと、から構成される。結像レンズＩＬは、各実施例に係る対物レンズの像側に配置される。また、図３７に、結像レンズＩＬの入射瞳面Ｐｕを示す。
　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、ｆ´は、結像レンズの焦点距離を示す。［レンズデータ］の表において、面番号、Ｒ、Ｄ、ｎｄ、およびνｄは、前述の表１～表４の説明で示したものと同じである。
（表５）
［全体諸元］
　　　ｆ´＝200
［レンズデータ］
　面番号　　　　Ｒ　　　　　Ｄ　　　　ｎｄ　　 　νｄ
　　1　　 　　75.043　　　5.100　　　1.6228　　　57.03
　　2　　　　-75.043　　　2.000　　　1.7495　　　35.19
　　3　　 　1600.580　　　7.500
　　4　　 　　50.256　　　5.100　　　1.6676　　　41.96
　　5　　　　-84.541　　　1.800　　　1.6127　　　44.40
　　6　　 　　36.911　　168.438
　次に、［条件式対応値］の表を下記に示す。この表には、各条件式（１）～（５）に対応する値を、全実施例（第１～第４実施例）について纏めて示す。
　条件式（１）　　２＜｜ｆＡ｜／ＴＬＡ＜１００００
　条件式（２）　　３５＜νｄＰ＜１０１
　条件式（３）　　０≦νｄＰ－νｄＮ＜３０
　条件式（４）　　０．１＜δＡ／ＴＬＡ＜４．５
　条件式（５）　　０．０５＜ＴＬＡ／ＴＬＢ＜０．７５
　［条件式対応値］（第１～第４実施例）
　条件式　　　第１実施例　第２実施例　第３実施例　第４実施例
　（１）　　　1197.993　 　386.994　 　474.851　　2655.495
　（２）　　　　64.1　　　　51.5　　　　51.5　　　　　―
　（３）　　 　　0.0　　　 　0.7　　　 　0.7　　　　　―
　（４）　　 　　1.209　　 　1.346　　 　2.608　　 　0.653
　（５）　　 　　0.183　　 　0.218　　 　0.195　　 　0.466
　上記各実施例によれば、浸液の種類に応じて発生する軸上色収差と球面収差を補正することが可能なアタッチメント光学系を実現することができる。
　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。
　上述の第１～第３実施例において、第２の光学素子ＥＬ２は、１個の正レンズであるが、これに限られるものではない。例えば、第２の光学素子ＥＬ２は、正レンズと負レンズとが接合された正の屈折力を有する接合レンズであってもよく、少なくとも正レンズを有する１個の接合レンズであってもよい。
　上述の第１実施例において、負レンズＬ１１が光軸に沿って移動可能に構成されているが、これに限られるものではない。例えば、正レンズＬ１２が光軸に沿って移動可能に構成されてもよく、負レンズＬ１１と正レンズＬ１２とがそれぞれ光軸に沿って移動可能に構成されてもよい。なお、負レンズＬ１１は、光軸に沿った方向に限らず、光軸と垂直な方向へ移動可能に構成されてもよい。また、正レンズＬ１２が光軸と垂直な方向へ移動可能に構成されてもよく、負レンズＬ１１と正レンズＬ１２とがそれぞれ光軸と垂直な方向へ移動可能に構成されてもよい。
　上述の第２、第３実施例において、接合レンズＣＬ１１が光軸に沿って移動可能に構成されているが、これに限られるものではない。例えば、正レンズＬ１３が光軸に沿って移動可能に構成されてもよく、接合レンズＣＬ１１と正レンズＬ１３とがそれぞれ光軸に沿って移動可能に構成されてもよい。なお、接合レンズＣＬ１１は、光軸に沿った方向に限らず、光軸と垂直な方向へ移動可能に構成されてもよい。また、正レンズＬ１３が光軸と垂直な方向へ移動可能に構成されてもよく、接合レンズＣＬ１１と正レンズＬ１３とがそれぞれ光軸と垂直な方向へ移動可能に構成されてもよい。
　上述の第４実施例において、正の屈折力を有する回折光学素子ＤＬ１が光軸に沿って移動可能に構成されているが、これに限られるものではない。例えば、負の屈折力を有する回折光学素子ＤＬ２が光軸に沿って移動可能に構成されてもよく、正の屈折力を有する回折光学素子ＤＬ１と負の屈折力を有する回折光学素子ＤＬ２とがそれぞれ光軸に沿って移動可能に構成されてもよい。なお、正の屈折力を有する回折光学素子ＤＬ１は、光軸に沿った方向に限らず、光軸と垂直な方向へ移動可能に構成されてもよい。また、負の屈折力を有する回折光学素子ＤＬ２が光軸と垂直な方向へ移動可能に構成されてもよく、正の屈折力を有する回折光学素子ＤＬ１と負の屈折力を有する回折光学素子ＤＬ２とがそれぞれ光軸と垂直な方向へ移動可能に構成されてもよい。
　ＡＬ　アタッチメント光学系
　ＯＬ　対物レンズ　　　　　　　　　　　ＩＬ　結像レンズ

Claims (10)

  1. 　物体からの光を受けて平行光にする対物レンズと、前記対物レンズからの光を結像させる結像レンズとの間に着脱可能に装着される顕微鏡用のアタッチメント光学系であって、
    　負の屈折力を有する第１の光学素子と、正の屈折力を有する第２の光学素子とを有するアタッチメント光学系。
  2. 　前記第１の光学素子および前記第２の光学素子のうち少なくとも一方が光軸に沿って移動可能である請求項１に記載のアタッチメント光学系。
  3. 　前記第１の光学素子および前記第２の光学素子のうち少なくとも一方が光軸と垂直な方向に移動可能である請求項１に記載のアタッチメント光学系。
  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アタッチメント光学系。
    　２＜｜ｆＡ｜／ＴＬＡ＜１００００
    　但し、ｆＡ：前記アタッチメント光学系の焦点距離
    　　　　ＴＬＡ：前記アタッチメント光学系の全長
  5. 　光軸に沿って前記対物レンズ側から順に、前記第１の光学素子と、前記第２の光学素子とが配置される請求項１～４のいずれか一項に記載のアタッチメント光学系。
  6. 　前記第２の光学素子は、１個の正レンズもしくは、少なくとも正レンズを有する１個の接合レンズであり、
    　以下の条件式を満足する請求項５に記載のアタッチメント光学系。
    　３５＜νｄＰ＜１０１
    　但し、νｄＰ：前記正レンズのアッベ数
  7. 　前記第１の光学素子は、１個の負レンズもしくは、少なくとも負レンズを有する１個の接合レンズであり、
    　前記第２の光学素子は、１個の正レンズもしくは、少なくとも正レンズを有する１個の接合レンズであり、
    　以下の条件式を満足する請求項５または６に記載のアタッチメント光学系。
    　０≦νｄＰ－νｄＮ＜３０
    　但し、νｄＰ：前記正レンズのアッベ数
    　　　　νｄＮ：前記負レンズのアッベ数
  8. 　前記第１の光学素子は、負の屈折力を有する回折光学素子であり、
    　前記第２の光学素子は、正の屈折力を有する回折光学素子であり、
    　光軸に沿って前記対物レンズ側から順に、前記正の屈折力を有する回折光学素子と、前記負の屈折力を有する回折光学素子とが配置される請求項１～４のいずれか一項に記載のアタッチメント光学系。
  9. 　以下の条件式を満足する請求項１～８のいずれか一項に記載のアタッチメント光学系。
    　０．１＜δＡ／ＴＬＡ＜４．５
    　但し、δＡ：前記アタッチメント光学系における前記対物レンズに最も近い光学面から前記対物レンズの後側焦点位置までの光軸上の距離
    　　　　ＴＬＡ：前記アタッチメント光学系の全長
  10. 　以下の条件式を満足する請求項１～９のいずれか一項に記載のアタッチメント光学系。
    　０．０５＜ＴＬＡ／ＴＬＢ＜０．７５
    　但し、ＴＬＡ：前記アタッチメント光学系の全長
    　　　　ＴＬＢ：前記対物レンズの全長
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