JP2009205063A

JP2009205063A - 顕微鏡用対物レンズ

Info

Publication number: JP2009205063A
Application number: JP2008049391A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Miyashita; 智裕宮下
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2008-02-29
Filing date: 2008-02-29
Publication date: 2009-09-10

Abstract

【課題】高い開口数を有し、諸収差が充分に補正され、像面が平坦で広い視野を持つ顕微鏡用対物レンズを提供する。
【解決手段】物体側より順に正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２とを有し、第１レンズ群Ｇ１は物体側より順に正屈折力の前群Ｇ１Ｆと負屈折力の後群Ｇ１Ｒとを有す。前群Ｇ１Ｆは、最も物体側のレンズ面が物体側に向かって凹面で、複数の接合レンズ成分を含み、複数の接合レンズ成分のうち最も物体側に位置する接合面が物体側に向かって凹面に形成される。後群Ｇ１Ｒは、少なくとも１つの像側に強い凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分と少なくとも１つの物体側に強い凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分とを有す。第２レンズ群Ｇ２は、少なくとも１つの正レンズと負レンズとからなる接合レンズ成分を有し、レンズ群Ｇ２の最も物体側に位置するレンズ成分が物体側に凹面を向けたメニスカス形状である。
【選択図】図１

Description

本発明は、顕微鏡用対物レンズに関する。

近年のＩＴ技術の進歩により、医療分野においてもデジタル化が進んでいる。従来、患者から採取した組織等をスライドガラスに固定して標本化し、これを顕微鏡により目視検査を行って診断等を行ってきた。しかしながら、近年では、標本全体を顕微鏡で撮影してコンピュータ上で１枚の大きな画像に合成したものをモニタ上で観察する、いわゆる標本のバーチャルスライド化が進んでいる。

このようなバーチャルスライドを用いることにより、例えば、患者のデータを電子カルテ上から参照できたり、インターネットやイントラネットを用いて離れた場所にいる病理医等にデータを転送し、同じ画像を見ながら議論を行ったりすることもできるようになる。よって、バーチャルスライドは、「テレパソロジー（遠隔診断）」として、特に北欧を中心に普及しつつある。

顕微鏡を用いてバーチャルスライドを作製する際には、通常、対物レンズには中倍程度（２０倍程度）のものを使い、顕微鏡用デジタルカメラには１／２型や２／３型撮像素子のものを使うことが多い。このような対物レンズやカメラを用いた撮影では、一回あたり標本上の０．４×０．４ｍｍ²程度の領域しか撮影することができない。しかしながら、一般的な組織標本は１０×１０ｍｍ²以上の面積であることが多く、標本全体を撮影するためには相当数の撮影を行う必要がある。この場合、すなわち一回あたりの撮影領域が０．４×０．４ｍｍ²であり、１０×１０ｍｍ²の大きさの標本を撮影した場合、２５×２５＝６２５回の撮影を行う必要がある。仮に一回当たりの撮影を１秒で行ったとしても、標本全体では６２５秒かかる計算となる。さらに、この撮影間隔の間に、標本が載置されているステージを駆動して静止させ、かつフォーカスも合わせる必要があり、現実的には上記のような条件で撮影を行うことは困難である。

そこで、より低倍レンズで撮影を行うと、撮影枚数を少なくすることができる反面、開口数が小さいために高解像度での撮影が難しく、逆に、より高解像度で撮影を行うと、高倍レンズが必要となる上に更なる撮影時間がかかってしまう。これらの問題は、既存の顕微鏡システムを流用しているために発生するものであり、開口数が大きく、より高視野にまで対応した対物レンズと、より大型の撮像素子とを組み合わせることで、画期的に短時間で高解像のバーチャルスライドを得ることは可能である。しかしながら、現在の時点では、既存顕微鏡と既存カメラを組み合わせて撮影することが多く、一般の病院等からの検査サンプルを検査する検査会社などでは、一日に検査するサンプル数が数千枚に及ぶことがあり、これらを全てバーチャルスライド化するため、現実的な時間で撮影を行うために、解像力の低い低倍レンズを使って撮影することが殆どであった。

このような顕微鏡に用いる対物レンズには、高い開口数と平坦な像面を持ち、視野周辺でも歪曲収差が充分に補正されていることが要求される。視野全域に亘って、歪曲収差が高度に補正された光学系としては、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。

特開平９−３３８０４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の光学系では、拡大倍率が１．５倍程度と低く、開口数も０．２３程度であり、バーチャルスライド用の顕微鏡用対物レンズとしては倍率および開口数がともに不足していた。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、広視野の画像を取得するために好適な、高い開口数を有し、諸収差が充分に補正されて高性能且つ像面が平坦で広い視野を持つ、顕微鏡用対物レンズを提供することを目的とする。

このような目的を達成するため、本発明の顕微鏡用対物レンズは、物体側より順に並んだ、正の屈折力を持つ第１レンズ群と、正の屈折力を持つ第２レンズ群とを有し、前記第１レンズ群は、物体側より順に並んだ、正の屈折力を持ち物体からの発散光束を収斂光束とする前群と、負の屈折力を持つ後群とを有し、前記第１レンズ群の前記前群は、最も物体側のレンズ面が物体側に向かって凹面に形成されているとともに、複数の接合レンズ成分を含んで構成され、該複数の接合レンズ成分のうち最も物体側に位置する接合面が物体側に向かって凹面に形成されており、前記第１レンズ群の前記後群は、少なくとも１つの像側に強い凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分と、少なくとも１つの物体側に強い凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分を有して構成され、前記第２レンズ群は、少なくとも１つの正レンズと負レンズとからなる接合レンズ成分を有するとともに、該レンズ群の最も物体側に位置するレンズ成分が物体側に凹面を向けたメニスカス形状もしくは物体側の面の曲率半径の絶対値の大きさが像側の面の曲率半径の絶対値の大きさよりも大きい形状であることを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、倍率が１５〜２０倍で、開口数が０．６５〜０．７５と大きく解像力が高く、かつ視野数５０ｍｍ程度と広い視野全域に亘って歪曲収差が充分に補正され、平坦な像面を持った顕微鏡用対物レンズを提供することができる。

以下、好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態の顕微鏡用対物レンズは、物体側より順に並んだ、正の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２とを有して構成されている。このように、本実施形態の対物レンズは、被検物体の拡大像を作るために強い正屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１の像側に、正の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２を配設する構成とすることで、歪曲収差の補正を高度に達成できるようになっている。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に並んだ、被検物体からの発散光束を収斂光束とするため、正の屈折力を持つ前群Ｇ１Ｆと、前群Ｇ１Ｆによって収斂光束に変換された被検物体からの光束を受けるため、負の屈折力を持つ後群Ｇ１Ｒとを有している。

前群Ｇ１Ｆは、高い開口数の光束に対して充分な収差補正を可能とするため、最も物体側のレンズ面が物体側に向かって凹面形状に形成されている。また、前群Ｇ１Ｆは、第１レンズ群Ｇ１の色収差を確実に補正するため、複数の接合レンズ成分を含んで構成されている。なお、この複数の接合レンズ成分は、他の収差とバランスを取りつつ、高ＮＡ光線の球面収差や軸外のコマ収差を適切に補正するため、最も物体側に位置する接合面が物体側に向かって凹面形状に形成されている。

後群Ｇ１Ｒは、少なくとも１つの像側に強い凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分と、少なくとも１つの物体側に強い凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分を有して構成されている。このように、後群Ｇ１Ｒは、レンズ群中に像側および物体側に強い凹面を向けた負の屈折力を持つ面を効果的に配置することにより、他の諸収差とバランスよく、適切にペッツバール和を補正することができ、広い視野全域に亘って像面の平坦性を確保することが可能となる。

第２レンズ群Ｇ２は、少なくとも１つの正レンズと負レンズとからなる接合レンズ成分を有して構成されている。このように、第２レンズ群Ｇ２に、接合レンズ成分、すなわち色消しレンズを配することにより、該レンズ群Ｇ２における色消しを確実に行うことができる。なお、第２レンズ群Ｇ２において、第１レンズ群Ｇ１からの光束を受けるに際し、高次の歪曲収差や非点収差を発生させないようにするため、最も物体側に位置するレンズ成分が、物体側に凹面を向けたメニスカス形状もしくは物体側の面の曲率半径の絶対値の大きさが像側の面の曲率半径の絶対値の大きさよりも大きい形状に形成されている。

本実施形態の対物レンズは、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２とし、レンズ全系の焦点距離をｆとしたとき、次式（１）の条件を満足することが好ましい。

１．５＜｜ｆ２／ｆ｜＜３．５ …（１）

上記条件式（１）は、主として歪曲収差を的確に補正するための条件である。広い視野に亘って歪曲収差を的確に補正するために、本実施形態に係る対物レンズにおいては、主たる屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１の像側と像面との間に、適切な屈折力を持った正レンズ群（本実施形態においては第２レンズ群Ｇ２）を配設する必要がある。したがって、条件式（１）は、レンズ全系の屈折力に対して第２レンズ群Ｇ２の担う、適切な屈折力の範囲を規定するものである。

上記条件式（１）の上限値を上回ると、レンズ全系の焦点距離ｆに対して第２レンズ群Ｇ２の持つ焦点距離ｆ２が長くなり、第２レンズ群Ｇ２の屈折力（焦点距離の逆数）が弱くなるので、歪曲収差は正に残存し、歪曲収差の良好な補正が難しくなる。一方、条件式（１）の下限値を下回ると、逆に第２レンズ群Ｇ２の担う屈折力が強くなりすぎ、歪曲収差に高次の曲がりが発生するなど、歪曲収差は適切に補正できなくなる。

また、本実施形態の対物レンズは、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側に配置されるレンズ成分において、最も物体側の曲率半径をＲｏとし、最も像側の曲率半径をＲｉとし、該レンズ成分の形状因子をＱとし、前記形状因子をＱ＝（Ｒｏ＋Ｒｉ）／（Ｒｏ−Ｒｉ）と定義するとき、次式（２）の条件を満足することが好ましい。

０．８＜Ｑ＜４．０ …（２）

上記条件式（２）は、歪曲収差や非点収差に高次の曲がりを生じさせないための条件である。この条件式（２）の上限値を上回ると、第１レンズ群Ｇ１から射出される光束の主光線を、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側の面が大きな入射角で受けることになり、歪曲収差や非点収差に高次の曲がりを生じる。一方、条件式（２）の下限値を下回ると、当該主光線の入射角がやはり大きくなり、視野周辺ほど大きな歪曲収差が発生し、好ましくない。

また、本実施形態の対物レンズは、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１とし、第１レンズ群Ｇ１の後群Ｇ１Ｒの焦点距離をｆ１Ｒとしたとき、次式（３）の条件を満足することが好ましい。

４．０＜｜ｆ１Ｒ／ｆ１｜＜６．０ …（３）

上記条件式（３）は、第１レンズ群Ｇ１中、後群Ｇ１Ｒに与える適切な屈折力の範囲を規定するものである。この条件式（３）の上限値を上回ると、第１レンズ群Ｇ１全体に対して、後群Ｇ１Ｒが持つ負の屈折力が弱くなり、ペッツバール和が正に残存して像面の平坦化が図れなくなると同時に、作動距離の確保も困難となる。一方、条件式（３）の下限値を下回ると、逆に、第１レンズ群Ｇ１全体に対して、後群Ｇ１Ｒが持つ負の屈折力が強くなりすぎ、作動距離の確保やペッツバール和の補正には効果的であるものの、球面収差やコマ収差の高次の曲がりが生じて、補正困難となってしまう。

また、本実施形態の対物レンズは、第１レンズ群Ｇ１の前群Ｇ１Ｆの最も物体側に配置されたレンズ成分において、最も物体側の面の曲率半径をｒ１とし、物体から当該面までの軸上距離をｄ０とし、当該面の像側の硝材の基準波長に対する屈折率をｎとしたとき、次式（４）および（５）の条件を満足することが好ましい。

-2０＜ｒ１／ｄ０＜−１２ …（４）
１．８＜ｎ …（５）

第１レンズ群Ｇ１の前群Ｇ１Ｆの最も物体側に配置されたレンズ成分において、最も物体側の面は、第１レンズ群Ｇ１の後群Ｇ１Ｒの強い負の屈折力を持った凹面と共に、ペッツバール和を補正する役割を担う重要な面である。また、この最も物体側の面で大きな球面収差の発生を防止するため、当該面は物体側に凹面を向けた形状とする、いわゆるアプラナティックな面に近い面である必要がある。

上記条件式（４）は、前群Ｇ１Ｆの最も物体側の面の曲率半径ｒ１の取る範囲を、物体距離ｄ０に比して規定するものである。この条件式（４）の範囲から外れると、前群Ｇ１Ｆの最も物体側の面で発生する球面収差量が大きくなり、補正が困難となる。また、上記条件式（５）は、条件式（４）で規定された曲率半径を持つ面、即ち前群Ｇ１Ｆの最も物体側の面に適切な屈折力を与えるための条件である。なお、この前群Ｇ１Ｆの最も物体側の面の屈折力Ｐは、当該面の像側の硝材の屈折率をｎとし、物体側の媒質は空気なので屈折率を１．０としたとき、Ｐ＝（ｎ−１）／ｒ１で表される。なお、条件式（５）の下限値を下回ると、当該面の負の屈折力が不足してしまい、ペッツバール和の補正を効率良く行うことが難しい。すると、このペッツバール和の補正は、第１レンズ群Ｇ１の後群Ｇ１Ｒが負担することになってしまい、コマ収差の非対称成分や高次の球面収差が発生して、補正が困難となる。

以下、各実施例について、図面に基づいて説明する。

（第１実施例）
第１実施例について、図１、図２及び表１を用いて説明する。図１は、第１実施例に係る顕微鏡用対物レンズのレンズ構成を示す断面図である。図１に示すように、本実施例に係る顕微鏡用対物レンズは、物体側より順に並んだ、正の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２とを有して構成されている。第１レンズ群Ｇ１の物体側には、カバーガラスＣが配置されている（なお、被検物体とカバーガラスＣとは密着している）。また、像面はＩで示している。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に並んだ、正の屈折力を持ち被検物体からの発散光束を収斂光束とする前群Ｇ１Ｆと、前群Ｇ１Ｆによって収斂光束に変換された被検物体からの光束を受けるため、負の屈折力を持つ後群Ｇ１Ｒとを有する。

前群Ｇ１Ｆは、物体側から順に並んだ、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１と、平凸レンズＬ２と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４とからなり接合面が物体側に向かって凹面に形成されている接合レンズと、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ５と両凸レンズＬ６とからなる接合レンズと、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ７と両凸レンズＬ８とからなる接合レンズとを有して構成される。

後群Ｇ１Ｒは、物体側から順に並んだ、両凸レンズＬ９と両凹レンズＬ１０とからなり像側に強い凹面を向けたメニスカス形状の接合レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、両凹レンズＬ１２と両凸レンズとからなり物体側に強い凹面を向けたメニスカス形状の接合レンズとを有して構成される。

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正メニスカスレンズＬ１４と、両凸レンズＬ１５と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１６とからなる接合レンズとを有して構成される。

表１は、第１実施例に係る顕微鏡用対物レンズを構成する各レンズの諸元値を示している。表１に示す諸元の表において、ｍは光線の進行する方向に沿った物体側からのレンズ面の順序（以下、面番号と称する）を、ｒは各レンズの曲率半径を、ｄは各光学面から次の光学面（又は像面）までの光軸上の距離を、ｎｄはｄ線（波長587.6ｎｍ）に対する屈折率を、νｄはｄ線を基準としたアッベ数を示している。また、表中において、fは対物レンズ全系の焦点距離を、ＮＡは開口数を、βは倍率を、ＴＴは光学系の全長（物体面から像面までの軸上厚）を、Ｙは最大像高を、ｄｉｙは歪曲収差を、ｄ０は物体面から第１面までの光軸上の距離を表している。さらに、表中には、上記の条件式（１）〜（５）に対応する値も示している。

なお、表１における面番号１〜２８（より詳しくは、面番号１および２がカバーガラスＣに、面番号３〜２８が本実施例の対物レンズＬ１〜Ｌ１６に相当）は、図１に示す面１〜２８に対応している。

本実施例では、第１レンズ群Ｇ１の前群Ｇ１Ｆは、最も物体側のレンズ面（すなわち面番号３）が物体側に向かって凹面に形成されているとともに、複数の接合レンズ成分を含んで構成され、該レンズ成分のうち最も物体側に位置する接合面（すなわち面番号８）が物体側に向かって凹面に形成されている。また、第１レンズ群Ｇ１の後群Ｇ１Ｒは、少なくとも１つの像側に強い凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分（例えばＬ９とＬ１０とからなる接合レンズ）と、少なくとも１つの物体側に強い凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分（例えばＬ１２とＬ１３とからなる接合レンズあるいはＬ１１）とを有して構成されている。また、第２レンズ群Ｇ２は、少なくとも１つの正レンズと負レンズとからなる接合レンズ成分（例えばＬ１５とＬ１６とからなる接合レンズ）を有するとともに、該レンズ群Ｇ２の最も物体側に位置するレンズ成分（すなわちＬ１４）が物体側に凹面を向けたメニスカス形状である。

なお、表中において、焦点距離ｆ、曲率半径ｒ、面間隔ｄ、その他の長さの単位は、一般に「ｍｍ」が使われている。但し、光学系は、比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、単位は「ｍｍ」に限定されることなく、他の適当な単位を用いることが可能である。また、表中において、曲率半径の「∞」は平面または開口を示し、空気の屈折率「1.00000」の記載は省略している。以上、表の説明は他の実施例においても同様であるため、他の実施例ではその説明を省略する。

（表１）
ｆ＝87.2，ＮＡ＝0.65，β＝-15，ＴＴ＝509.67，
Ｙ＝22.5，ｄｉｙ＝0.05％，ｄ０＝1.4
［レンズ諸元］
ｍｒｄｎｄ νｄ
物体面 0.00
１ ∞ 0.17 1.51633 64.1 カバーガラスＣ
２ ∞ 1.40
３ -26.938 25.00 1.80400 46.5 Ｌ１
４ -20.629 0.50
５ ∞ 9.00 1.74949 35.2 Ｌ２
６ -49.201 1.00
７ -372.050 8.50 1.43385 95.2 Ｌ３
８ -21.866 2.50 1.52682 51.3 Ｌ４
９ -100.000 4.00
１０ 75.607 2.50 1.61339 44.2 Ｌ５
１１ 32.667 9.00 1.49782 82.5 Ｌ６
１２ -45.000 5.00
１３ 136.882 2.50 1.61339 44.2 Ｌ７
１４ 18.393 9.50 1.49782 82.5 Ｌ８
１５ -250.787 1.00
１６ 21.176 10.00 1.49782 82.5 Ｌ９
１７ -34.821 10.00 1.52682 51.3 Ｌ10
１８ 12.196 5.00
１９ -18.156 5.00 1.80518 25.4 Ｌ11
２０ -36.566 5.00
２１ -20.480 4.00 1.54523 65.0 Ｌ12
２２ 100.000 8.00 1.51860 69.9 Ｌ13
２３ -28.576 70.00
２４ -418.957 12.00 1.75520 27.5 Ｌ14
２５ -128.563 3.00
２６ 260.896 15.00 1.69864 48.9 Ｌ15
２７ -57.291 5.00 1.67226 38.9 Ｌ16
２８ -1626.447 276.10
［レンズ群データ］
群番号群初面群焦点距離
Ｇ１３ 9.91
Ｇ２２４ 131
［条件式］
ｆ２＝131
ｆ＝87.2
Ｒｏ＝-418.957
Ｒｉ＝-128.563
ｆ１Ｒ＝-44.04
ｆ１＝9.91
ｒ１＝-26.938
ｄ０＝1.4
条件式（１）｜ｆ２／ｆ｜＝1.5
条件式（２）Ｑ＝（Ｒｏ＋Ｒｉ）／（Ｒｏ−Ｒｉ）＝1.885
条件式（３）｜ｆ１Ｒ／ｆ１｜＝4.446
条件式（４）ｒ１／ｄ０＝-19.241
条件式（５）ｎ＝1.74949

表１に示す諸元の表から、本実施例に係る顕微鏡用対物レンズでは、上記条件式（１）〜（５）を全て満たすことが分かる。

図２は、第１実施例に係る顕微鏡用対物レンズの諸収差図であり、（ａ）は球面収差、（ｂ）は非点収差、（ｃ）は倍率色収差、（ｄ）はコマ収差、（ｅ）は歪曲収差をそれぞれ示している。また、図２において、ＮＡは開口数を、ｙは像高（ｍｍ）を、実線はｄ線（波長５８７．６ｎｍ）を、破線はＣ線（波長６５６．３ｎｍ）を、一点鎖線はＦ線（波長４８６．１ｎｍ）を、二点鎖線はｇ線（波長４３５．８ｎｍ）をそれぞれ示している。また、非点収差図において、各波長とも実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面をそれぞれ示している。また、歪曲収差図は、基準波長としてのｄ線に対する収差を示している。以上の収差図の説明は、他の実施例においても同様とし、その説明を省略する。

図２に示す各収差図から明らかであるように、第１実施例に係る顕微鏡用対物レンズは、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能が確保されていることが分かる。

（第２実施例）
第２実施例について、図３、図４及び表２を用いて説明する。図３は、第２実施例に係る顕微鏡用対物レンズのレンズ構成を示す断面図である。図３に示すように、本実施例に係る顕微鏡用対物レンズは、物体側より順に並んだ、正の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２とを有して構成されている。第１レンズ群Ｇ１の物体側には、カバーガラスＣが配置されている（なお、被検物体とカバーガラスＣとは密着している）。また、像面はＩで示している。

前群Ｇ１Ｆは、物体側から順に並んだ、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２と、両凸レンズＬ３と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４とからなり接合面が物体側に向かって凹面に形成されている接合レンズと、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ７と平凸レンズＬ８とからなる接合レンズとを有して構成される。

後群Ｇ１Ｒは、物体側より順に並んだ、両凸レンズＬ９と両凹レンズＬ１０とからなり像側に強い凹面を向けたメニスカス形状の接合レンズと、両凹レンズＬ１１と両凸レンズＬ１２とからなり物体側に強い凹面を向けたメニスカス形状の接合レンズとを有して構成される。

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正メニスカスレンズＬ１３と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１４と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１５とからなる接合レンズと、像側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１６とを有して構成される。

表２は、第２実施例に係る顕微鏡用対物レンズを構成する各レンズの諸元値を示している。なお、表２における面番号１〜２８（より詳しくは、面番号１および２がカバーガラスＣに、面番号３〜２８が本実施例の対物レンズＬ１〜Ｌ１６に相当）は、図３に示す面１〜２８に対応している。さらに、表中には、上記の条件式（１）〜（５）に対応する値も示している。

本実施例では、第１レンズ群Ｇ１の前群Ｇ１Ｆは、最も物体側のレンズ面（すなわち面番号３）が物体側に向かって凹面に形成されているとともに、複数の接合レンズ成分を含んで構成され、該レンズ成分のうち最も物体側に位置する接合面（すなわち面番号８）が物体側に向かって凹面に形成されている。また、第１レンズ群Ｇ１の後群Ｇ１Ｒは、少なくとも１つの像側に強い凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分（例えばＬ９とＬ１０とからなる接合レンズ）と、少なくとも１つの物体側に強い凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分（例えばＬ１１とＬ１２とからなる接合レンズ）とを有して構成されている。また、第２レンズ群Ｇ２は、少なくとも１つの正レンズと負レンズとからなる接合レンズ成分（例えばＬ１４とＬ１５とからなる接合レンズ）を有するとともに、該レンズ群Ｇ２の最も物体側に位置するレンズ成分（すなわちＬ１３）が物体側に凹面を向けたメニスカス形状である。

（表２）
ｆ＝64.1，ＮＡ＝0.75，β＝-20，ＴＴ＝654.2，
Ｙ＝27.0，ｄｉｙ＝0.05％，ｄ０＝1.4
［レンズ諸元］
ｍｒｄｎｄ νｄ
物体面 0.00
１ ∞ 0.17 1.51630 64.1 カバーガラスＣ
２ ∞ 1.40
３ -25.390 25.00 1.80400 46.5 Ｌ１
４ -18.495 0.50
５ -117.105 9.00 1.74949 35.2 Ｌ２
６ -55.776 1.00
７ 299.886 12.00 1.43385 95.2 Ｌ３
８ -22.605 2.50 1.52682 51.3 Ｌ４
９ -104.256 4.00
１０ 73.961 2.50 1.61339 44.2 Ｌ５
１１ 32.436 12.00 1.49782 82.5 Ｌ６
１２ -50.000 5.00
１３ 77.735 2.50 1.61339 44.2 Ｌ７
１４ 19.907 12.00 1.49782 82.5 Ｌ８
１５ ∞ 1.00
１６ 22.767 10.00 1.49782 82.5 Ｌ９
１７ -263.677 10.00 1.52682 51.3 Ｌ10
１８ 12.932 10.00
１９ -19.366 7.00 1.66294 32.6 Ｌ11
２０ 25.282 13.50 1.75520 27.5 Ｌ12
２１ -152.871 163.83
２２ -273.955 12.00 1.75520 27.5 Ｌ13
２３ -156.389 3.00
２４ -680.249 18.00 1.55738 63.5 Ｌ14
２５ -78.654 5.00 1.75271 30.1 Ｌ15
２６ -226.598 5.00
２７ 153.903 10.00 1.75520 27.5 Ｌ16
２８ 393.505 296.30
［レンズ群データ］
群番号群初面群焦点距離
Ｇ１３ 8.8
Ｇ２２２ 191.8
［条件式］
ｆ２＝191.8
ｆ＝64.1
Ｒｏ＝-273.955
Ｒｉ＝-156.389
ｆ１Ｒ＝-40.15
ｆ１＝8.8
ｒ１＝-25.390
ｄ０＝1.4
条件式（１）｜ｆ２／ｆ｜＝3.0
条件式（２）Ｑ＝（Ｒｏ＋Ｒｉ）／（Ｒｏ−Ｒｉ）＝3.660
条件式（３）｜ｆ１Ｒ／ｆ１｜＝4.563
条件式（４）ｒ１／ｄ０＝-18.136
条件式（５）ｎ＝1.74949

表２に示す諸元の表から、本実施例に係る顕微鏡用対物レンズでは、上記条件式（１）〜（５）を全て満たすことが分かる。

図４は、第２実施例に係る顕微鏡用対物レンズの諸収差図であり、（ａ）は球面収差、（ｂ）は非点収差、（ｃ）は倍率色収差、（ｄ）はコマ収差、（ｅ）は歪曲収差をそれぞれ示している。図４に示す各収差図から明らかであるように、第２実施例に係る顕微鏡用対物レンズは、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能が確保されていることが分かる。

（第３実施例）
第３実施例について、図５、図６及び表３を用いて説明する。図５は、第３実施例に係る顕微鏡用対物レンズのレンズ構成を示す断面図である。図５に示すように、本実施例に係る顕微鏡用対物レンズは、物体側より順に並んだ、正の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２とを有して構成されている。像面はＩで示している。なお、本実施例においては、カバーガラスを使用せずに観察を行っている。

前群Ｇ１Ｆは、物体側から順に並んだ、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２と、両凸レンズＬ３と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４とからなり接合面が物体側に向かって凹面に形成されている接合レンズと、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ７と両凸レンズＬ８とからなる接合レンズとを有して構成される。

後群Ｇ１Ｒは、物体側より順に並んだ、両凸レンズＬ９と両凹レンズＬ１０とからなり像側に強い凹面を向けたメニスカス形状の接合レンズと、平凹レンズＬ１１と平凸レンズＬ１２とからなり物体側に強い凹面を向けたメニスカス形状の接合レンズとを有して構成される。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に並んだ、平凹レンズＬ１３と両凸レンズＬ１４とからなり、物体側の面の曲率半径の大きさが像側の面の曲率半径の大きさよりも大きい形状である接合レンズを有して構成される。

表３は、第３実施例に係る顕微鏡用対物レンズを構成する各レンズの諸元値を示している。なお、表３における面番号１〜２２（より詳しくは、面番号１〜２２が本実施例の対物レンズＬ１〜Ｌ１６に相当）は、図５に示す面１〜２２に対応している。さらに、表中には、上記の条件式（１）〜（５）に対応する値も示している。

本実施例では、第１レンズ群Ｇ１の前群Ｇ１Ｆは、最も物体側のレンズ面（すなわち面番号１）が物体側に向かって凹面に形成されているとともに、複数の接合レンズ成分を含んで構成され、該レンズ成分のうち最も物体側に位置する接合面（すなわち面番号６）が物体側に向かって凹面に形成されている。また、第１レンズ群Ｇ１の後群Ｇ１Ｒは、少なくとも１つの像側に強い凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分（例えばＬ９とＬ１０とからなる接合レンズ）と、少なくとも１つの物体側に強い凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分（例えばＬ１１とＬ１２とからなる接合レンズ）とを有して構成されている。また、第２レンズ群Ｇ２は、少なくとも１つの正レンズと負レンズとからなる接合レンズ成分（例えばＬ１３とＬ１４とからなる接合レンズ）を有するとともに、物体側の面（すなわち面番号２０）の曲率半径の大きさが像側の面（すなわち面番号２２）の曲率半径の大きさよりも大きい形状である。

（表３）
ｆ＝42.1，ＮＡ＝0.65，β＝-20，ＴＴ＝499.9，
Ｙ＝20.0，ｄｉｙ＝0.50％，ｄ０＝1.4，
［レンズ諸元］
ｍｒｄｎｄ νｄ
物体面 1.40 （カバーガラスなし）
１ -17.384 20.00 1.80400 46.5 Ｌ１
２ -18.903 0.50
３ -65.000 6.50 1.69011 33.5 Ｌ２
４ -26.218 0.50
５ 71.300 7.50 1.43385 95.2 Ｌ３
６ -20.655 2.50 1.52682 51.3 Ｌ４
７ -92.824 0.50
８ 150.000 2.50 1.61265 44.4 Ｌ５
９ 28.701 9.00 1.49782 82.5 Ｌ６
１０ -36.739 5.00
１１ 65.000 2.50 1.61265 44.4 Ｌ７
１２ 16.234 8.00 1.49782 82.5 Ｌ８
１３ 283.549 1.00
１４ 23.456 10.00 1.49782 82.5 Ｌ９
１５ -26.894 10.00 1.52682 51.3 Ｌ10
１６ 14.033 10.00
１７ -15.000 7.00 1.60949 37.5 Ｌ11
１８ ∞ 13.50 1.51860 69.9 Ｌ12
１９ -35.860 70.00
２０ ∞ 3.00 1.75520 27.5 Ｌ13
２１ 90.000 10.00 1.67875 31.5 Ｌ14
２２ -88.841 299.00
［レンズ群データ］
群番号群初面群焦点距離
Ｇ１１ 8.9
Ｇ２２０ 146.4
［条件式］
ｆ２＝146.4
ｆ＝42.1
Ｒｏ＝1×10^-17
Ｒｉ＝-88.841
ｆ１Ｒ＝-49.45
ｆ１＝8.9
ｒ１＝-17.384
ｄ０＝1.4
条件式（１）｜ｆ２／ｆ｜＝3.5
条件式（２）Ｑ＝（Ｒｏ＋Ｒｉ）／（Ｒｏ−Ｒｉ）＝1.000
条件式（３）｜ｆ１Ｒ／ｆ１｜＝5.556
条件式（４）ｒ１／ｄ０＝-12.417
条件式（５）ｎ＝1.69011

表３に示す諸元の表から、本実施例に係る顕微鏡用対物レンズでは、上記条件式（１）〜（５）を全て満たすことが分かる。

図６は、第３実施例に係る顕微鏡用対物レンズの諸収差図であり、（ａ）は球面収差、（ｂ）は非点収差、（ｃ）は倍率色収差、（ｄ）はコマ収差、（ｅ）は歪曲収差をそれぞれ示している。

図６に示す各収差図から明らかであるように、第３実施例に係る顕微鏡用対物レンズは、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能が確保されていることが分かる。

（第４実施例）
第４実施例について、図７、図８及び表４を用いて説明する。図７は、第４実施例に係る顕微鏡用対物レンズのレンズ構成を示す断面図である。図７に示すように、本実施例に係る顕微鏡用対物レンズは、物体側より順に並んだ、正の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２とを有して構成されている。第１レンズ群Ｇ１の物体側には、カバーガラスＣが配置されている（なお、被検物体とカバーガラスＣとは密着している）。また、像面はＩで示している。

前群Ｇ１Ｆは、物体側から順に並んだ、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４とからなり接合面が物体側に向かって凹面に形成されている接合レンズと、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ５と両凸レンズＬ６とからなる接合レンズと、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ７と両凹レンズＬ８とからなる接合レンズとを有して構成される。

後群Ｇ１Ｒは、物体側から順に並んだ、両凸レンズＬ９と両凹レンズＬ１０とからなり像側に強い凹面を向けたメニスカス形状の接合レンズと、両凹レンズＬ１１と両凸レンズ１２とからなり物体側に強い凹面を向けたメニスカス形状の接合レンズとを有して構成される。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に並んだ、両凹レンズＬ１３と両凸レンズＬ１４とからなり物体側に凹面を向けたメニスカス形状の接合レンズと、像側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１５と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１６とを有して構成される。

表４は、第４実施例に係る顕微鏡用対物レンズを構成する各レンズの諸元値を示している。なお、表４における面番号１〜２８（より詳しくは、面番号１および２がカバーガラスＣに、面番号３〜２８が本実施例の対物レンズＬ１〜Ｌ１６に相当）は、図７に示す面１〜２８に対応している。さらに、表中には、上記の条件式（１）〜（５）に対応する値も示している。

本実施例では、第１レンズ群Ｇ１の前群Ｇ１Ｆは、最も物体側のレンズ面（すなわち面番号３）が物体側に向かって凹面に形成されているとともに、複数の接合レンズ成分を含んで構成され、該レンズ成分のうち最も物体側に位置する接合面（すなわち面番号８）が物体側に向かって凹面に形成されている。また、第１レンズ群Ｇ１の後群Ｇ１Ｒは、少なくとも１つの像側に強い凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分（例えばＬ９とＬ１０とからなる接合レンズ）と、少なくとも１つの物体側に強い凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分（例えばＬ１１とＬ１２とからなる接合レンズ）とを有して構成されている。また、第２レンズ群Ｇ２は、少なくとも１つの正レンズと負レンズとからなる接合レンズ成分（例えばＬ１３とＬ１４とからなる接合レンズ）を有するとともに、該レンズ群Ｇ２の最も物体側に位置するレンズ成分（すなわちＬ１３とＬ１４とからなる接合レンズ）が物体側に凹面を向けたメニスカス形状である。

物体側の面の曲率半径の大きさが像側の面の曲率半径の大きさよりも大きい形状である

（表４）
ｆ＝49.6，ＮＡ＝0.65，β＝-20，ＴＴ＝600.00
Ｙ＝24.0，ｄｉｙ＝0.10％，ｄ０＝1.4
［レンズ諸元］
ｍｒｄｎｄ νｄ
物体面 0.00
１ ∞ 0.17 1.51633 64.1 カバーガラスＣ
２ ∞ 1.40
３ -24.062 23.00 1.80400 46.5 Ｌ１
４ -20.611 0.50
５ -164.214 6.50 1.74949 35.3 Ｌ２
６ -37.227 0.50
７ -447.075 8.50 1.43385 95.2 Ｌ３
８ -20.816 2.50 1.52682 51.3 Ｌ４
９ -100.000 0.50
１０ 85.557 2.50 1.61339 44.2 Ｌ５
１１ 35.000 9.00 1.49782 82.5 Ｌ６
１２ -41.531 5.00
１３ 151.399 2.50 1.61339 44.2 Ｌ７
１４ 20.000 8.00 1.49782 82.5 Ｌ８
１５ -136.702 1.00
１６ 21.927 10.00 1.49782 82.5 Ｌ９
１７ -56.026 10.00 1.52682 51.3 Ｌ10
１８ 14.188 10.00
１９ -14.986 7.00 1.61339 44.2 Ｌ11
２０ 25.500 13.50 1.51860 69.9 Ｌ12
２１ -36.667 70.00
２２ -129.913 3.00 1.75520 27.5 Ｌ13
２３ 583.095 10.00 1.74949 35.2 Ｌ14
２４ -75.490 3.00
２５ 77.221 7.00 1.51633 64.1 Ｌ15
２６ 80.777 8.00
２７ -691.502 8.00 1.75520 27.5 Ｌ16
２８ -268.997 368.93
［レンズ群データ］
群番号群初面群焦点距離
Ｇ１３ 9.7
Ｇ２２２ 148.67
［条件式］
ｆ２＝148.6
ｆ＝49.6
Ｒｏ＝-129.913
Ｒｉ＝-75.49
ｆ１Ｒ＝-49.57
ｆ１＝9.7
ｒ１＝-24.062
ｄ０＝1.4
条件式（１）｜ｆ２／ｆ｜＝3.0
条件式（２）Ｑ＝（Ｒｏ＋Ｒｉ）／（Ｒｏ−Ｒｉ）＝3.774
条件式（３）｜ｆ１Ｒ／ｆ１｜＝5.110
条件式（４）ｒ１／ｄ０＝-17.187
条件式（５）ｎ＝1.74949

表４に示す諸元の表から、本実施例に係る顕微鏡用対物レンズでは、上記条件式（１）〜（５）を全て満たすことが分かる。

図８は、第４実施例に係る顕微鏡用対物レンズの諸収差図であり、（ａ）は球面収差、（ｂ）は非点収差、（ｃ）は倍率色収差、（ｄ）はコマ収差、（ｅ）は歪曲収差をそれぞれ示している。

図８に示す各収差図から明らかであるように、第４実施例に係る顕微鏡用対物レンズは、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能が確保されていることが分かる。

なお、本発明を分かりやすくするために、実施形態の構成要件を付して説明したが、本発明がこれに限定されるものではないことは言うまでもない。

第１実施例に係る顕微鏡用対物レンズの構成を示す断面図である。第１実施例に係る顕微鏡用対物レンズの諸収差図であり、（ａ）は球面収差図、（ｂ）は非点収差図、（ｃ）は倍率色収差図、（ｄ）はコマ収差図、（ｅは歪曲収差図である。第２実施例に係る顕微鏡用対物レンズの構成を示す断面図である。第２実施例に係る顕微鏡用対物レンズの諸収差図であり、（ａ）は球面収差図、（ｂ）は非点収差図、（ｃ）は倍率色収差図、（ｄ）はコマ収差図、（ｅ）は歪曲収差図である。第３実施例に係る顕微鏡用対物レンズの構成を示す断面図である。第３実施例に係る顕微鏡用対物レンズの諸収差図であり、（ａ）は球面収差図、（ｂ）は非点収差図、（ｃ）は倍率色収差図、（ｄ）はコマ収差図、（ｅ）は歪曲収差図である。第４実施例に係る顕微鏡用対物レンズの構成を示す断面図である。第４実施例に係る顕微鏡用対物レンズの諸収差図であり、（ａ）は球面収差図、（ｂ）は非点収差図、（ｃ）は倍率色収差図、（ｄ）はコマ収差図、（ｅ）は歪曲収差図である。

符号の説明

Ｇ１第１レンズ群
Ｇ１Ｆ前群
Ｇ１Ｒ後群
Ｇ２第２レンズ群
Ｉ像面

Claims

物体側より順に並んだ、正の屈折力を持つ第１レンズ群と、正の屈折力を持つ第２レンズ群とを有し、
前記第１レンズ群は、物体側より順に並んだ、正の屈折力を持ち物体からの発散光束を収斂光束とする前群と、負の屈折力を持つ後群とを有し、
前記第１レンズ群の前記前群は、最も物体側のレンズ面が物体側に向かって凹面に形成されているとともに、複数の接合レンズ成分を含んで構成され、該複数の接合レンズ成分のうち最も物体側に位置する接合面が物体側に向かって凹面に形成されており、
前記第１レンズ群の前記後群は、少なくとも１つの像側に強い凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分と、少なくとも１つの物体側に強い凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分とを有して構成され、
前記第２レンズ群は、少なくとも１つの正レンズと負レンズとからなる接合レンズ成分を有するとともに、該レンズ群の最も物体側に位置するレンズ成分が物体側に凹面を向けた形状、もしくは物体側の面の曲率半径の絶対値の大きさが像側の面の曲率半径の絶対値の大きさよりも大きい形状であることを特徴とする顕微鏡用対物レンズ。
前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とし、レンズ全系の焦点距離をｆとしたとき、次式
１．５＜｜ｆ２／ｆ｜＜３．５
の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡用対物レンズ。
前記第２レンズ群の最も物体側に配置されるレンズ成分において、最も物体側の曲率半径をＲｏとし、最も像側の曲率半径をＲｉとし、該レンズ成分の形状因子をＱとし、前記形状因子をＱ＝（Ｒｏ＋Ｒｉ）／（Ｒｏ−Ｒｉ）と定義するとき、次式
０．８＜Ｑ＜４．０
の条件を満足することを特徴とする請求項２に記載の顕微鏡用対物レンズ。
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、前記第１レンズ群の後群の焦点距離をｆ１Ｒとしたとき、次式
４．０＜｜ｆ１Ｒ／ｆ１｜＜６．０
の条件を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の顕微鏡用対物レンズ。
前記第１レンズ群の前記前群の最も物体側に配置されたレンズ成分において、最も物体側の面の曲率半径をｒ１とし、物体から当該面までの軸上距離をｄ０とし、当該面の像側の硝材の基準波長に対する屈折率をｎとしたとき、次式
-2０＜ｒ１／ｄ０＜−１２
１．８＜ｎ
の条件を満足することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の顕微鏡用対物レンズ。