JP2018066912A - 対物レンズ - Google Patents

Abstract

【課題】色収差と像面湾曲を良好に補正した広視野で且つ高ＮＡを有する対物レンズを提供する。【解決手段】物点からの発散光線束を収斂光線束に変換する正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、第１レンズ群よりも像側に配置された、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２からなり、第１の負レンズＬ５を有し、ｄｏ１を第１の負レンズＬ５の光軸上の厚さとし、ｈｏ１を第１の負レンズＬ５の物体側のレンズ面における軸上マージナル光線高さとし、ｈｍｉｎを第２レンズ群Ｇ２における軸上マージナル光線高さの最小値とし、ｈｌを対物レンズ１の最も像側のレンズ面での軸上マージナル光線高さとし、Ｌを対物レンズ１の全長とし、ｆを対物レンズ１の焦点距離とするとき、次の条件式を満たす。0.005≦ｄｏ１／ｈｏ１≦0.1（１）、0.005≦ｈｍｉｎ／ｈｌ≦0.72（２）、10mm≦Ｌ≦100mm（３）、0.1≦Ｌ／ｆ≦31（４）【選択図】図１

Description

本発明は、対物レンズに関する。

近年、撮像素子の高画素化が著しく、顕微鏡分野においても、広視野と高分解能とを両立した観察及び画像取得が可能な顕微鏡装置への期待が高まっている。これに伴い、そのような顕微鏡装置の実現のため、倍率が中倍から低倍までの範囲内にある広視野で且つ高い開口数（以降、ＮＡと記す）を有する対物レンズが求められている。

従来技術における倍率が中倍から低倍までの範囲内にある高ＮＡを有する対物レンズは、例えば、特許文献１、特許文献２に記載されている。

独国特許出願公開第１０２００５０２７４２３号明細書 特開２００６−１１３４８６号公報

しかしながら、上述した特許文献１、２に記載された対物レンズは、色収差と像面湾曲の補正が十分ではない。

以上のような実情を踏まえ、本発明の一側面に係る目的は、色収差と像面湾曲を良好に補正した広視野で且つ高ＮＡを有する対物レンズを提供することである。

本発明の一態様に係る対物レンズは、物点からの発散光線束を収斂光線束に変換する、正の屈折力を有する第１レンズ群と、前記第１レンズ群よりも像側に配置された、負の屈折力を有する第２レンズ群からなり、前記対物レンズは、第１の負レンズを有する。その対物レンズは、ｄ_ｏ１を前記第１の負レンズの光軸上の厚さとし、ｈ_ｏ１を前記第１の負レンズの物体側のレンズ面における軸上マージナル光線高さとし、ｈ_ｍｉｎを前記第２レンズ群における軸上マージナル光線高さの最小値とし、ｈ_ｌを前記対物レンズの最も像側のレンズ面での軸上マージナル光線高さとし、Ｌを前記対物レンズの全長とし、ｆを前記対物レンズの焦点距離とするとき、以下の条件式を満たす。
0.005 ≦ ｄ_ｏ１／ｈ_ｏ１ ≦ 0.1 （１）
0.005 ≦ ｈ_ｍｉｎ／ｈ_ｌ ≦ 0.72 （２）
10mm ≦ Ｌ ≦ 100mm （３）
0.1 ≦ Ｌ／ｆ ≦31 （４）

上記の態様によれば、色収差と像面湾曲を良好に補正した広視野で且つ高ＮＡを有する対物レンズを提供することができる。

実施例１に係る対物レンズ１の断面図である。 結像レンズ１０の断面図である。 対物レンズ１と結像レンズ１０からなる光学系の収差図である。 実施例２に係る対物レンズ２の断面図である。 対物レンズ２と結像レンズ１０からなる光学系の収差図である。 実施例３に係る対物レンズ３の断面図である。 対物レンズ３と結像レンズ１０からなる光学系の収差図である。 実施例４に係る対物レンズ４の断面図である。 対物レンズ４と結像レンズ１０からなる光学系の収差図である。

本願の一実施形態に係る対物レンズについて説明する。本実施形態に係る対物レンズ（以降、単に対物レンズと記す）は、結像レンズと組み合わせて使用される無限遠補正型の顕微鏡対物レンズである。対物レンズは、乾燥系対物レンズであっても液浸対物レンズであってもよい。なお、対物レンズが液浸対物レンズである場合に使用される浸液は、標本内部の屈折率に近い屈折率を有する媒質であり、例えば、水、オイルなどである。

対物レンズは、物点からの発散光線束を収斂光線束に変換する正の屈折力を有する第１レンズ群と、第１レンズ群よりも像側に配置された負の屈折力を有する第２レンズ群からなる。第１レンズ群の最も像側のレンズ成分は、物点からの発散光線束を収斂光線束に変換し、その収斂光線束を出射するように作用する最も物体側のレンズ成分である。即ち、収斂光線束を出射するレンズ面が対物レンズ中に複数存在する場合には、それらのレンズ面のうちの最も物体側のレンズ面が第１レンズ群の最も像側のレンズ面である。第１レンズ群と第２レンズ群の境界は、上記の特徴によって特定することができる。

なお、本明細書において、光線束(pencil of light)とは、物体の一点（物点）から出射した光線の束のことである。また、レンズ成分とは、単レンズ、接合レンズを問わず、物点からの光線が通るレンズ面のうち物体側の面と像側の面の２つの面のみが空気（又は浸液）と接する一塊のレンズブロックのことである。

第１レンズ群は、物点からの発散光線束を収斂光線束に変換して、第２レンズ群に入射させる。第２レンズ群は、第１レンズ群からの収斂光線束を平行光線束に変換する。第１レンズ群が物点からの発散光線束を第１レンズ群で一旦収斂光線束に変換してから第２レンズ群に入射させることにより、第２レンズ群内部でのマージナル光線高さを第１レンズ群内部でのマージナル光線高さよりも低くすることができる。これにより、負の屈折力を有する第２レンズ群でペッツバール和を効果的に補正することが可能となり、その結果、広視野に渡り像面湾曲を良好に補正することが可能となっている。

対物レンズは、負レンズ（第１の負レンズと記す。）を含み、以下の条件式（１）を満たすように構成されている。
0.005 ≦ ｄ_ｏ１／ｈ_ｏ１ ≦ 0.1 （１）

但し、ｄ_ｏ１は第１の負レンズの光軸上の厚さである。ｈ_ｏ１は第１の負レンズの物体側のレンズ面における軸上マージナル光線高さである。なお、軸上マージナル光線とは、光軸上の物点からの発散光線束に含まれる、対物レンズの射出瞳の最も光軸から離れた位置（つまり、最も外側）を通過する光線のことである。

対物レンズが第１の負レンズを含むことで、軸上色収差の補正が可能となる。なお、軸上色収差をより効果的に補正するためには、第１の負レンズは、マージナル光線高さが高い領域に配置されることが望ましい。

条件式（１）は、主に、軸上色収差と倍率色収差を良好に補正するための条件式である。ｄ_ｏ１／ｈ_ｏ１が上限値を超えないことにより、第１の負レンズが厚くなりすぎることを防ぐことができる。また、第１の負レンズに入射するマージナル光線高さを十分に大きくすることができる。このため、対物レンズを所定の大きさを越えないように構成しながら、軸上色収差と倍率色収差を良好に補正することができる。また、ｄ_ｏ１／ｈ_ｏ１が下限値を下回らないことにより、第１の負レンズが薄くなりすぎることを防ぐことができる。このため、レンズ枠への接着時や組み立て時にレンズへ応力が掛かることによる収差発生を防ぐことができる。

対物レンズは、さらに、以下の条件式（２）を満たすように構成されている。
0.005 ≦ ｈ_ｍｉｎ／ｈ_ｌ ≦ 0.72 （２）

但し、ｈ_ｍｉｎは第２レンズ群における軸上マージナル光線高さの最小値である。ｈ_ｌを対物レンズの最も像側のレンズ面での軸上マージナル光線高さである。

条件式（２）は、主に、像面湾曲とコマ収差を良好に補正するための条件式である。ｈ_ｍｉｎ／ｈ_ｌが上限値を超えないことにより、第２レンズ群内部でのマージナル光線高さを射出瞳径よりも十分に小さくすることができる。そのため、第２レンズ群内部においてペッツバール和を効果的に補正することが可能となり、広視野に渡り像面湾曲を良好に補正することが可能となる。ｈ_ｍｉｎ／ｈ_ｌが下限値を下回らないことにより、第２レンズ群内部でのマージナル光線高さが小さくなりすぎることを防ぐことができる。このため、第２レンズ群が大きくなりすぎずに、かつ、対物レンズ終端部付近での光線束の発散が適度に抑えられるため、対物レンズ終端部で光線束を平行光に変換する際に、極端に強い正の屈折力を必要としない。従って、平行光に変換する際に生じるコマ収差を小さくすることができる。

なお、対物レンズは、条件式（１）と条件式（２）の両方を満たすことにより、軸外の収差性能を良好に補正することができる。このため、広視野にわたり高精細な観察が可能となる。

対物レンズは、さらに、以下の条件式（３）及び（４）を満たすように構成されている。
10mm ≦ Ｌ ≦ 100mm （３）
0.1 ≦ Ｌ／ｆ ≦31 （４）

但し、Ｌは対物レンズの全長である。ｆは対物レンズの焦点距離である。なお、対物レンズの全長とは、対物レンズの最も物体側のレンズ面から最も像側面までの光軸上の長さのことである。

条件式（３）は、対物レンズの全長に関する条件式である。条件式（３）を満たすように対物レンズを設計することで、対物レンズの同焦距離を所定の距離にすることが可能になる。また、Ｌが下限値を下回らないことにより、対物レンズの光学系が収差補正を行うのに十分な空間を持つことが可能となる。このため、色収差や像面湾曲などの諸収差を良好に補正することが可能となる。

条件式（４）は、所定の同焦距離を維持しながら広視野を確保するための条件式である。条件式（４）を満たすように対物レンズを設計することで、対物レンズの同焦距離が所定の距離を超えることなく、且つ、広視野での観察に対応することが可能となる。Ｌ／ｆが上限値を超えないことにより、対物レンズの同焦距離が所定の距離を超えないようにしながら、対物レンズの焦点距離が短くなり過ぎることを防ぐことができる。これにより、対物レンズと所定の焦点距離を有する結像レンズとの組み合わせである顕微鏡光学系の倍率が高くなりすぎることを防ぐことができる。このため、広視野の観察に対応することが可能となる。Ｌ／ｆが下限値を下回らないことにより、顕微鏡光学系の倍率が低くなりすぎることを防ぐことができる。このため、高精細な観察に対応することが可能となる。

以上のように構成された対物レンズによれば、色収差と像面湾曲を良好に補正しながら、広視野で且つ高ＮＡを有することができる。

なお、対物レンズは、条件式（１）の代わりに下記の条件式（１−１）乃至条件式（１−３）のいずれかを満たすように構成されてよい。また、対物レンズは、条件式（２）の代わりに下記の条件式（２−１）乃至条件式（２−３）のいずれかを満たすように構成されてよい。また、対物レンズは、条件式（３）の代わりに下記の条件式（３−１）乃至条件式（３−３）のいずれかを満たすように構成されてよい。また、対物レンズは、条件式（４）の代わりに下記の条件式（４−１）乃至条件式（４−３）のいずれかを満たすように構成されてよい。
0.01 ≦ ｄ_ｏ１／ｈ_ｏ１ ≦ 0.095 （１−１）
0.02 ≦ ｄ_ｏ１／ｈ_ｏ１ ≦ 0.087 （１−２）
0.03 ≦ ｄ_ｏ１／ｈ_ｏ１ ≦ 0.08 （１−３）
0.01 ≦ ｈ_ｍｉｎ／ｈ_ｌ ≦ 0.7 （２−１）
0.02 ≦ ｈ_ｍｉｎ／ｈ_ｌ ≦ 0.67 （２−２）
0.03 ≦ ｈ_ｍｉｎ／ｈ_ｌ ≦ 0.63 （２−３）
20mm ≦ Ｌ ≦ 85mm （３−１）
30mm ≦ Ｌ ≦ 65mm （３−２）
40mm ≦ Ｌ ≦ 50mm （３−３）
0.27 ≦ Ｌ／ｆ ≦31 （４−１）
1 ≦ Ｌ／ｆ ≦ 25 （４−２）
2.5 ≦ Ｌ／ｆ ≦20 （４−３）

以下、対物レンズの更に望ましい構成について説明する。
第１レンズ群は、最も物体側に配置された第１レンズ成分と、第１レンズ成分の像側に第１レンズ成分と隣り合って配置された第２レンズ成分と、を含むことが望ましい。ここで、第１レンズ成分は、物体側に凹面を向けた第１のメニスカスレンズを含んでいる。また、第２レンズ成分は、物体側に凹面を向けた正の屈折力を有する第２のメニスカスレンズを含んでいる。

マージナル光線高さが低い物体側付近の領域に、第１のメニスカスレンズを含む第１レンズ成分が配置されることで、ペッツバール和を効果的に補正することが可能となる。また、物体側に凹面を向けた正の屈折力を有する第２のメニスカスレンズを含む第２レンズ成分が第１レンズ成分と隣り合うように配置されることで、第２レンズ成分での球面収差やコマ収差の発生量を小さく抑えながら、光線束の発散を小さくすることができる。

対物レンズが液浸対物レンズである場合には、第１レンズ成分は、物体側に平面又は略平面を向けた平凸形状のレンズを有してもよい。対物レンズの最も物体側のレンズ面を平面又は略平面とすることで、浸液と対物レンズとの間に気泡を溜まりにくくすることが可能となる。

第１レンズ群は、３枚接合レンズからなる色消しレンズ成分（以降、第１の色消しレンズ成分と記す。）を含むことが望ましい。ここで、色消しレンズ成分とは、その色消しレンズ成分を構成する正レンズよりも負レンズの方が小さいアッベ数を有するレンズ成分のことである。つまり、負レンズが正レンズの硝材が有するアッベ数よりも小さいアッベ数を有する硝材からなるレンズ成分のことを指す。また、正レンズと負レンズが複数含まれる場合には、そのレンズ成分を構成する正レンズのアッベ数の最小値がそのレンズ成分を構成する負レンズのアッベ数の最大値よりも大きいレンズ成分のことを指す。

第１レンズ群が第１の色消しレンズ成分を含むことで、スペースを効率的に使用しながら効果的に色収差補正を行うことが可能となる。特に、マージナル光線高さが高い第１レンズ群に第１の色消しレンズ成分が含まれることで、より効果的な色収差補正が可能になる。また、マージナル光線高さが高いことにより必然的に大きな有効径を有することとなる領域において、レンズ成分が３枚接合の形態を取ることで、そのレンズ成分の剛性を強く保つことができる。

第１の色消しレンズ成分は、第１レンズ群の最も像側に配置されることが望ましい。その理由は、第１の色消しレンズ成分でのマージナル光線高さがより高くなり、色収差の補正効果がさらに高まるからである。

第１の色消しレンズ成分は、負レンズの両隣に正レンズを配置した構成を有すること、つまり、正負正の３枚接合レンズであることが望ましい。その理由は、負レンズの両レンズ面で色収差の補正作用がはたらくことになるため、より効率的に色収差を補正することが可能となるからである。

第１の色消しレンズ成分は、条件式（１）を満たす第１の負レンズを含むことが望ましい。その理由は、第１の負レンズがマージナル光線高さの高い領域に配置される第１の色消しレンズ成分に含まれることで、第１の負レンズによる軸上色収差の補正をより効果的に行うことが可能となるからである。

第２レンズ群は、第１レンズ群に近い領域に配置された、３枚接合レンズからなる色消しレンズ成分（以降、第２の色消しレンズ成分と記す。）を含むことが望ましい。なお、第１レンズ群に近い領域とは、具体的には、第１レンズ群の最も像側のレンズ面と第２の色消しレンズの最も物体側のレンズ面との光軸上の距離が第２の色消しレンズ成分の光軸上の厚さよりも小さいという条件を満たす領域のことである。

第２レンズ群が第１レンズ群に近い領域に配置された第２の色消しレンズ成分を含むことで、第２の色消しレンズ成分でのマージナル光線高さが高くなる。このため、第１の色消しレンズ成分と同様の効果を得ることができる。

第２の色消しレンズ成分は、第２レンズ群の最も物体側に配置されることが望ましい。その理由は、第２の色消しレンズ成分でのマージナル光線高さがより高くなり、色収差の補正効果がさらに高まるからである。

第２の色消しレンズ成分は、負レンズの両隣に正レンズを配置した構成、つまり、正負正の３枚接合レンズであってもよい。その理由は、負レンズの両レンズ面で色収差の補正作用がはたらくことになるため、より効率的に色収差を補正することが可能となるからである。また、第２の色消しレンズ成分は、正レンズの両隣に負レンズを配置した構成、つまり、負正負の３枚接合レンズであってもよく、特に、高いＮＡを有する対物レンズで球面収差やコマ収差を広い波長域に渡って補正する場合に好適である。その理由は、高分散の負レンズによって短波長域での球面収差やコマ収差が過剰に補正されることを避けることができるため、広い波長域での適度な球面収差補正が可能となるからである。

第２の色消しレンズ成分は、後述する第２の負レンズを含むことが望ましい。その理由は、第２の負レンズがマージナル光線高さの高い領域に配置される第２の色消しレンズ成分に含まれることで、第２の負レンズによる軸上色収差の補正をより効果的に行うことが可能となるからである。

対物レンズは、第１の負レンズとは異なる負レンズ（第２の負レンズと記す。）を含み、以下の条件式（５）を満たすように構成されることが望ましい。
0.005 ≦ ｄ_ｏ２／ｈ_ｏ２≦ 0.17 （５）

但し、ｄ_ｏ２は第２の負レンズの光軸上の厚さである。ｈ_ｏ２は第２の負レンズの物体側のレンズ面における軸上マージナル光線高さである。

対物レンズが第２の負レンズを含むことで、軸上色収差を更に良好に補正することが可能となる。軸上色収差をより効果的に補正するためには、第２の負レンズは、第１の負レンズと同様に、マージナル光線高さが高い領域に配置されることが望ましい。条件式（５）の意味するところは、対象が第１の負レンズではなく第２の負レンズである点を除き、条件式（１）と同様である。このため、条件式（５）についての説明を割愛する。

なお、対物レンズは、条件式（５）の代わりに下記の条件式（５−１）乃至条件式（５−３）のいずれかを満たすように構成されてよい。
0.01 ≦ ｄ_ｏ２／ｈ_ｏ２ ≦ 0.15 （５−１）
0.02 ≦ ｄ_ｏ２／ｈ_ｏ２ ≦ 0.12 （５−２）
0.03 ≦ ｄ_ｏ２／ｈ_ｏ２ ≦ 0.1 （５−３）

対物レンズは、正の屈折力を有するメニスカスレンズ（以降、第３のメニスカスレンズともいう。）を含み、以下の条件式（６）を満たすように構成されることが望ましい。
0.02 ≦ ｄ_ｍ１／ｈ_ｍ１≦ 0.45 （６）

但し、ｄ_ｍ１は正の屈折力を有するメニスカスレンズの光軸上の厚さである。ｈ_ｍ１は正の屈折力を有するメニスカスレンズの物体側のレンズ面における軸上マージナル光線高さである。

対物レンズが、発散光が入射する側に凹面を向けて配置された正の屈折力を有するメニスカスレンズを含むことで、段階的に光線束の発散を抑えることが可能であり、球面収差やコマ収差の発生量を小さくしながら発散光線を平行光または収斂光に変換することができる。

条件式（６）は、主に、球面収差とコマ収差を良好に補正するための条件式である。ｄ_ｍ１／ｈ_ｍ１が上限値を超えないことにより、メニスカスレンズを狭いスペースに配置することが可能となる。このため、対物レンズを所定の大きさを越えないように構成しながら、球面収差とコマ収差を良好に補正することができる。また、ｄ_ｍ１／ｈ_ｍ１が下限値を下回らないことにより、メニスカスレンズが薄くなりすぎることを防ぐことができる。このため、レンズ枠への接着時や組み立て時にレンズへ応力が掛かることによる収差発生を防ぐことができる。

条件式（６）を満たすメニスカスレンズは、第１レンズ群内に配置されても、第２レンズ群内に配置されても良い。球面収差をより良好に補正するためには、そのメニスカスレンズは第１レンズ群内であって第１の負レンズよりも物体側に配置されることが望ましい。その理由は、標本からの光線束が発散している第１の負レンズよりも物体側の領域にメニスカスレンズを配置することで、球面収差の発生量を抑える上述した効果がより顕著に生じ得るからである。また、コマ収差と像面湾曲をより良好に補正するためには、そのメニスカスレンズは第２レンズ群の像側付近の領域に配置されていることが望ましい。第２レンズ群内でのマージナル光線高さを小さくすると像面湾曲をより効果的に補正することが可能であるが、それ以降の光学系へ入射する際の光線束の発散が大きくなるため、コマ収差が大きくなりやすくなる。この点に関して、第２レンズ群の像側付近にメニスカスレンズを配置することで、コマ収差の発生量を小さく抑えながら光線束を平行光に段階的に変換することが可能となるため、コマ収差と像面湾曲の両方を良好に補正することができる。ここで、第２レンズ群の像側付近とは、マージナル光線高さが第２レンズ群内で最小になる位置よりも像側の領域のことを指す。

なお、対物レンズは、条件式（６）の代わりに下記の条件式（６−１）乃至条件式（６−３）のいずれかを満たすように構成されてよい。
0.05 ≦ ｄ_ｍ１／ｈ_ｍ１≦ 0.41 （６−１）
0.07 ≦ ｄ_ｍ１／ｈ_ｍ１≦ 0.35 （６−２）
0.1 ≦ ｄ_ｍ１／ｈ_ｍ１ ≦ 0.28 （６−３）

対物レンズは、以下の条件式（７）から（１３）を満たすように構成されることが望ましい。
2.3 ≦ （ｈ_ｍａｘ／ｆ）×ＮＡ_ｏｂ ≦ 6.5 （７）
0.7 ≦ ((ｈ_ｍａｘ-ｈ_ｍｉｎ)／ｆ)×ＮＡ_ｏｂ ≦ 3.6 （８）
-3 ≦ Ｒ_２１／Ｄ_ｏ２１ ≦ -0.8 （９）
3.3 ≦ (Ｒ_２１+Ｒ_２２)／(Ｒ_２１-Ｒ_２２) ≦ 100 （１０）
1.75 ≦ ｎ_１ ≦ 1.9 （１１）
0.88 ≦ ｎ_１／ｎ_２ ≦ 1.1 （１２）
0.1 ≦ （ｆ_１／ｆ）／ＮＡ_ｏｂ ≦ 2.5 （１３）

但し、ｈ_ｍａｘは対物レンズにおける軸上マージナル光線高さの最大値である。ＮＡ_ｏｂは対物レンズの開口数である。Ｒ_２１は第２のメニスカスレンズの物体側のレンズ面の曲率半径である。Ｒ_２２は第２のメニスカスレンズの像側のレンズ面の曲率半径である。Ｄ_ｏ２１は対物レンズの焦点面から第２のメニスカスレンズの物体側のレンズ面までの光軸上の距離である。ｎ_１は第１のメニスカスレンズの屈折率である。ｎ_２は第２のメニスカスレンズの屈折率である。ｆ_１は第１レンズ成分の焦点距離である。なお、対物レンズの焦点面とは、像側から平行光線束を入射したときの集光面のことであり、通常はカバーガラスの物体側の表面と一致しているため、物体面ともいう。

条件式（７）は、主に、像面湾曲を良好に補正するための条件式である。条件式（７）を条件式（２）とともに満たすことで、対物レンズを所定の大きさを越えないように構成しながら、像面湾曲を良好に補正することができる。（ｈ_ｍａｘ／ｆ）×ＮＡ_ｏｂが上限値を超えないことにより、マージナル光線高さが高くなりすぎることを防ぐことができるため、球面収差やコマ収差などの諸収差の発生量を小さくすることが可能となる。また、（ｈ_ｍａｘ／ｆ）×ＮＡ_ｏｂが下限値を下回らないことにより、第１レンズ群で十分なマージナル光線高さを確保できるため、第２レンズ群でのマージナル光線高さを相対的に小さくすることができる。そのため、像面湾曲をより効果的に補正することが可能となる。

条件式（８）は、主に、像面湾曲を良好に補正するための条件式である。条件式（８）を満たすことで、対物レンズを所定の大きさを越えないように構成しながら、像面湾曲を良好に補正することができる。((ｈ_ｍａｘ-ｈ_ｍｉｎ)／ｆ)×ＮＡ_ｏｂが上限値を超えないことにより、第２レンズ群内部でのマージナル光線高さを十分に低くすることができる。これにより、第２群レンズでペッツバール和を効果的に補正することが可能となり、その結果、広視野に渡り像面湾曲を良好に補正することが可能となる。また、((ｈ_ｍａｘ-ｈ_ｍｉｎ)／ｆ)×ＮＡ_ｏｂが下限値を下回らないことにより、第２レンズ群内部でのマージナル光線高さが低くなりすぎることを防ぐことができる。このため、第２レンズ群が大きくなりすぎることを防ぐことができる。これに伴い、対物レンズ終端部付近での光線束の発散が適度に抑えられるため、対物レンズ終端部で光線束を平行光に変換する際に、極端に強い正の屈折力を必要としない。従って、平行光に変換する際に生じるコマ収差を小さくすることができる。

条件式（９）は、主に、球面収差、軸上色収差、コマ収差を良好に補正するための条件式である。条件式（９）を満たすことで、これらの収差を良好に補正することが可能となる。Ｒ_２１／Ｄ_ｏ２１が上限値を超えないことにより、第２のメニスカスレンズの物体側のレンズ面の負の曲率半径の絶対値が小さくなりすぎることを防ぐことができる。これにより、第２のメニスカスレンズへの光線の入射角が大きくなりすぎることを防ぐことができるため、球面収差やコマ収差の発生を抑制することが可能となる。また、Ｒ_２１／Ｄ_ｏ２１が下限値を下回らないことにより、第２のメニスカスレンズの物体側のレンズ面で光線束がさらに発散することを避けることができる。このため、それ以降の光学系での光線高さが高くなりすぎず、それ以降の光学系での球面収差やコマ収差の発生を抑制することが可能となる。

条件式（１０）は、主に、球面収差、軸上色収差、コマ収差を良好に補正するための条件式である。条件式（１０）を満たすことで、これらの収差を良好に補正することが可能となる。なお、(Ｒ_２１+Ｒ_２２)／(Ｒ_２１-Ｒ_２２)は、第２のメニスカスレンズのシェーピングファクターを表している。(Ｒ_２１+Ｒ_２２)／(Ｒ_２１-Ｒ_２２)が上限値を超えないことにより、第２のメニスカスレンズが過剰に湾曲した形状を有することを避けることができるため、レンズ枠への接着時や組み立て時にレンズへ応力が掛かることによる収差発生を防ぐことができる。また、 (Ｒ_２１+Ｒ_２２)／(Ｒ_２１-Ｒ_２２)が下限値を下回らないことにより、第２のメニスカスレンズが物体側に凹面を向けた十分に湾曲したメニスカス形状をすることになる。このため、第２のメニスカスレンズへの光線の入射角が大きくなりすぎることを防ぐことができるため、球面収差やコマ収差の発生を抑制することが可能となる。

条件式（１１）は、主に、高次の球面収差、高次のコマ収差、倍率色収差を良好に補正するための条件式である。条件式（１１）を満たすことで、これらの収差を良好に補正することが可能となる。一般に、屈折率の高い硝材は高分散を有している。これを考慮すると、ｎ_１が上限値を超えないことにより、高分散硝材を物体側に配置することを避けることができるため、倍率色収差の発生を小さくすることができる。また、ｎ_１が下限値を下回らないことにより、第１レンズ成分の像側のレンズ面の曲率半径を小さくしすぎることなく所定の正の屈折力が得ることができる。このため、光学系全体での高次の球面収差、高次のコマ収差の発生を抑えることができる。さらに、対物レンズが液浸対物レンズの場合には、第１のメニスカスレンズの物体側のレンズ面における屈折率差を大きくすることができるため、効果的にペッツバール和を補正することが可能となる。

条件式（１２）は、第１のメニスカスレンズと第２のメニスカスレンズの屈折率比の範囲を規定した条件式である。条件式（１２）を満たすことで、第１のメニスカスレンズと第２のメニスカスレンズが類似した光学特性を有する硝材により構成される。このため、第１のメニスカスレンズと第２のメニスカスレンズが有する光線の発散を抑える作用を、これら２枚のレンズにバランスよく分散して持たせることが可能となる。その結果、諸収差を良好に補正することが可能となる。

条件式（１３）は、主に、球面収差、軸上色収差、コマ収差を良好に補正するための条件式である。条件式（１３）を満たすことで、これらの収差を良好に補正することが可能となる。（ｆ_１／ｆ）／ＮＡ_ｏｂが上限値を超えないことにより、第１レンズ成分の屈折力が弱くなりすぎることを防ぐことが可能であり、第１レンズ成分から射出される光線束の発散を十分に小さくすることができる。そのため、それ以降の光学系へ入射する際の光線高さが高くなりすぎることを防ぐことができる。その結果、高ＮＡの対物レンズにおいても球面収差やコマ収差を良好に補正することが可能となる。また、（ｆ_１／ｆ）／ＮＡ_ｏｂが下限値を下回らないことにより、第１レンズ成分の屈折力が強くなりすぎることを防ぐことができる。そのため、それ以降の光学系での光線高さが低くなりすぎることを防ぐことが可能となり、それ以降の光学系で軸上色収差を効果的に補正することができる。

なお、対物レンズは、条件式（７）の代わりに下記の条件式（７−１）乃至条件式（７−３）のいずれかを満たすように構成されてよい。また、対物レンズは、条件式（８）の代わりに下記の条件式（８−１）乃至条件式（８−３）のいずれかを満たすように構成されてよい。また、対物レンズは、条件式（９）の代わりに下記の条件式（９−１）乃至条件式（９−３）のいずれかを満たすように構成されてよい。また、対物レンズは、条件式（１０）の代わりに下記の条件式（１０−１）乃至条件式（１０−３）のいずれかを満たすように構成されてよい。また、対物レンズは、条件式（１３）の代わりに下記の条件式（１３−１）乃至条件式（１３−３）のいずれかを満たすように構成されてよい。
2.7 ≦ ｈ_ｍａｘ／ＮＡ_ｏｂ ≦ 6 （７−１）
3.5 ≦ ｈ_ｍａｘ／ＮＡ_ｏｂ ≦ 5 （７−２）
4 ≦ ｈ_ｍａｘ／ＮＡ_ｏｂ ≦ 4.5 （７−３）
1.4 ≦ ((ｈ_ｍａｘ-ｈ_ｍｉｎ)／ｆ)×ＮＡ_ｏｂ ≦ 3.4 （８−１）
2.3 ≦ ((ｈ_ｍａｘ-ｈ_ｍｉｎ)／ｆ)×ＮＡ_ｏｂ ≦ 3.2 （８−２）
2.5 ≦ ((ｈ_ｍａｘ-ｈ_ｍｉｎ)／ｆ)×ＮＡ_ｏｂ ≦ 3 （８−３）
-2.67 ≦ Ｒ_２１／Ｄ_ｏ２１ ≦ -1 （９−１）
-2.34 ≦ Ｒ_２１／Ｄ_ｏ２１ ≦ -1.1 （９−２）
-2.18 ≦ Ｒ_２１／Ｄ_ｏ２１ ≦ -1.2 （９−３）
3.6 ≦ (Ｒ_２１+Ｒ_２２)／(Ｒ_２１-Ｒ_２２) ≦ 80 （１０−１）
4.4 ≦ (Ｒ_２１+Ｒ_２２)／(Ｒ_２１-Ｒ_２２) ≦ 50 （１０−２）
5.5 ≦ (Ｒ_２１+Ｒ_２２)／(Ｒ_２１-Ｒ_２２) ≦ 25 （１０−３）
0.3 ≦ （ｆ_１／ｆ）／ＮＡ_ｏｂ ≦ 2 （１３−１）
0.7 ≦ （ｆ_１／ｆ）／ＮＡ_ｏｂ ≦ 1.7 （１３−２）
1 ≦ （ｆ_１／ｆ）／ＮＡ_ｏｂ ≦ 1.3 （１３−３）

以下、上述した対物レンズの実施例について説明する。
［実施例１］
図１は、本実施例に係る対物レンズ１の断面図である。対物レンズ１は、物点からの発散光線束を収斂光線束に変換する、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、第１レンズ群Ｇ１よりも像側に配置された、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２からなる顕微鏡用の液浸対物レンズである。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に配置された、物体側に平面を向けた接合レンズＣＬ１（第１レンズ成分）と、物体側に凹面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズＬ３（第２レンズ成分）と、接合レンズＣＬ２と、からなる。

最も物体側に配置された接合レンズＣＬ１は、第１レンズ成分であり、物体側に平面を向けた平凸レンズＬ１と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ２（第１のメニスカスレンズ）からなる。メニスカスレンズＬ３（第２のメニスカスレンズ、第３のメニスカスレンズ）は、接合レンズＣＬ１の像側に接合レンズＣＬ１と隣り合って配置された第２レンズ成分であり、正の屈折力を有している。接合レンズＣＬ２は、正負正の３枚接合レンズからなる第１の色消しレンズ成分であり、両凸レンズＬ４と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ５（第１の負レンズ）と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ６からなる。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に配置された、接合レンズＣＬ３と、両凸レンズＬ１０と、像側に凹面を向けたメニスカス形状を有する接合レンズＣＬ４と、物体側に凹面を向けたメニスカス形状を有する接合レンズＣＬ５からなる。

接合レンズＣＬ３は、負正負の３枚接合レンズからなる第２の色消しレンズ成分であり、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ７（第２の負レンズ）と、両凸レンズＬ８と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ９からなる。接合レンズＣＬ３は、第１レンズ群Ｇ１の近くに、より具体的には、第１レンズ群Ｇ１の最も像側のレンズ面ｓ１２と接合レンズＣＬ３の最も物体側のレンズ面ｓ１３との光軸上の距離が接合レンズＣＬ３の光軸上の厚さよりも小さくなる位置に、配置されている。接合レンズＣＬ４は、両凸レンズＬ１１と両凹レンズＬ１２からなる。接合レンズＣＬ５は、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１３と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１４からなる。

対物レンズ１のレンズデータは、以下のとおりである。なお、レンズデータ中のINFは無限大（∞）を示している。
対物レンズ１
s r d nd νd
1 INF 0
2 INF 0.17 1.52397 54.41
3 INF 0.152 1.51495 41
4 INF 0.756 1.51633 64.14
5 -3.0323 3.649 1.883 40.76
6 -3.3067 0.1
7 -10 1.306 1.883 40.76
8 -7.6719 0.15
9 13.0236 7.376 1.43875 94.93
10 -8.042 0.573 1.738 32.26
11 -28.0828 3.659 1.43875 94.93
12 -10.2544 0.311
13 45.4925 0.565 1.63775 42.41
14 14.4615 7.275 1.43875 94.93
15 -7.8092 0.564 1.63775 42.41
16 -32.0204 0.25
17 12.2183 5.141 1.43875 94.93
18 -24.5259 0.15
19 6.3796 5.386 1.43875 94.93
20 -12.7768 0.578 1.63775 42.41
21 3.7146 4.272
22 -3.3463 4.361 1.7725 49.6
23 -11.08 2.719 1.7847 26.29
24 -7.3475

ここで、sは面番号を、rは曲率半径(mm)を、dは面間隔(mm)を、ndはｄ線に対する屈折率を、νdはアッベ数を示す。これらの記号は、以降の実施例でも同様である。なお、面番号s1,s2は物体面且つカバーガラスＣＧの物体側の表面を示している。面番号s3,s4,s24が示す面は、それぞれカバーガラスＣＧの像側の表面、対物レンズ１の最も物体側のレンズ面、対物レンズ１の最も像側のレンズ面である。屈折率nd3は、浸液ＩＭの屈折率を示している。また、例えば、面間隔d1は、面番号s1が示す面から面番号s2が示す面までの光軸上の距離を示している。

対物レンズ１の各種データは、以下のとおりである。なお、βは対物レンズの倍率、ＦＮは視野数、ＷＤは作動距離である。その他のパラメータは、上述したとおりである。

β＝60、ＦＮ＝22、ＷＤ＝0.152mm、ｄ_ｏ１＝0.573mm、ｈ_ｏ１＝6.942mm、ｈ_ｍｉｎ＝2.363mm、ｈ_ｌ＝4.37mm、Ｌ＝49.139mm、ｆ＝3mm、ｄ_ｏ２＝0.565mm、ｈ_ｏ２＝7.314mm、ｄ_ｍ１＝1.306mm、ｈ_ｍ１＝5.024mm、ｈ_ｍａｘ＝8.072mm、ＮＡ_ｏｂ＝1.5、Ｒ_２１＝-10mm、Ｄ_ｏ２１＝4.827mm、Ｒ_２２＝-7.6719mm、ｎ_１＝1.883、ｎ_２＝1.883、ｆ_１＝4.792mm

対物レンズ１は、以下に示すように、条件式（１）から条件式（１３）を満たしている。
（１）ｄ_ｏ１／ｈ_ｏ１＝0.083
（２）ｈ_ｍｉｎ／ｈ_ｌ＝0.54
（３）Ｌ＝49.139mm
（４）Ｌ／ｆ＝16.4
（５）ｄ_ｏ２／ｈ_ｏ２＝0.077
（６）ｄ_ｍ１／ｈ_ｍ１＝0.26
（７）（ｈ_ｍａｘ／ｆ）×ＮＡ_ｏｂ＝4.04
（８）((ｈ_ｍａｘ-ｈ_ｍｉｎ)／ｆ)×ＮＡ_ｏｂ＝2.85
（９）Ｒ_２１／Ｄ_ｏ２１＝-2.07
（１０）(Ｒ_２１+Ｒ_２２)／(Ｒ_２１-Ｒ_２２)＝7.59
（１１）ｎ_１＝1.883
（１２）ｎ_１／ｎ_２＝1
（１３）（ｆ_１／ｆ）／ＮＡ_ｏｂ＝1.06

図２は、対物レンズ１と組み合わせて使用される結像レンズ１０の断面図である。結像レンズ１０は、無限遠補正型の対物レンズと組み合わせて物体の拡大像を形成する顕微鏡結像レンズである。結像レンズ１０は、両凸レンズＬ１と、両凸レンズの像側に配置された物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ２と、からなる接合レンズＣＬ１である。結像レンズ１０は、対物レンズ１の最も像側のレンズ面s24から結像レンズ１０の最も物体側のレンズ面s1までの光軸上の距離が133mmになるように、配置されている。なお、結像レンズ１０の焦点距離は180mmである。

結像レンズ１０のレンズデータは、以下のとおりである。
結像レンズ１０
s r d nd νd
1 193.123 5.5 1.48749 70.23
2 -61.238 4.6 1.72047 34.71
3 -105.391

図３は、対物レンズ１と結像レンズ１０からなる光学系の収差図であり、対物レンズ１と結像レンズ１０が形成する像面における収差を示している。図３（ａ）は球面収差図であり、図３（ｂ）は正弦条件違反量を示した図であり、図３（ｃ）は非点収差図であり、図３（ｄ）はコマ収差図である。なお、図中の“Ｍ”はメリディオナル成分、“Ｓ”はサジタル成分を示している。図３に示されるように、本実施例では、広い視野に渡って収差が良好に補正されている。

［実施例２］
図４は、本実施例に係る対物レンズ２の断面図である。対物レンズ２は、物点からの発散光線束を収斂光線束に変換する、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、第１レンズ群Ｇ１よりも像側に配置された、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２からなる顕微鏡用の液浸対物レンズである。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に配置された、物体側に平面を向けた接合レンズＣＬ１（第１レンズ成分）と、物体側に凹面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズＬ３（第２レンズ成分）と、接合レンズＣＬ２と、からなる。

最も物体側に配置された接合レンズＣＬ１は、第１レンズ成分であり、物体側に平面を向けた平凸レンズＬ１と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ２（第１のメニスカスレンズ）からなる。メニスカスレンズＬ３（第２のメニスカスレンズ、第３のメニスカスレンズ）は、接合レンズＣＬ１の像側に接合レンズＣＬ１と隣り合って配置された第２レンズ成分であり、正の屈折力を有している。接合レンズＣＬ２は、正負正の３枚接合レンズからなる第１の色消しレンズ成分であり、両凸レンズＬ４と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ５（第１の負レンズ）と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ６からなる。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に配置された、接合レンズＣＬ３と、両凸レンズＬ１０と、像側に凹面を向けたメニスカス形状を有する接合レンズＣＬ４と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１３と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１４からなる。

接合レンズＣＬ３は、負正負の３枚接合レンズからなる第２の色消しレンズ成分であり、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ７（第２の負レンズ）と、両凸レンズＬ８と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ９からなる。接合レンズＣＬ３は、第１レンズ群Ｇ１の近くに、より具体的には、第１レンズ群Ｇ１の最も像側のレンズ面ｓ１２と接合レンズＣＬ３の最も物体側のレンズ面ｓ１３との光軸上の距離が接合レンズＣＬ３の光軸上の厚さよりも小さくなる位置に、配置されている。接合レンズＣＬ４は、両凸レンズＬ１１と両凹レンズＬ１２からなる。

対物レンズ２のレンズデータは、以下のとおりである。
対物レンズ２
s r d nd νd
1 INF 0
2 INF 0.17 1.52397 54.41
3 INF 0.143 1.51495 41
4 INF 0.6 1.51633 64.14
5 -2.9657 4.088 1.883 40.76
6 -3.4989 0.1
7 -10 1.597 1.883 40.76
8 -7.2578 0.15
9 12.6465 7.37 1.43875 94.93
10 -8.042 0.523 1.738 32.26
11 -75.5769 4.357 1.43875 94.93
12 -10.1926 0.283
13 45.2348 0.523 1.63775 42.41
14 14.1108 6.542 1.43875 94.93
15 -8.2794 0.475 1.63775 42.41
16 -48.0863 0.25
17 12.1423 4.759 1.43875 94.93
18 -34.4139 0.15
19 6.4418 5.523 1.43875 94.93
20 -13.6512 0.597 1.63775 42.41
21 3.8526 4.37
22 -3.4655 3.461 1.7725 49.6
23 -10.3549 0.5
24 -12 2.536 1.80518 25.42
25 -7.3961

面番号s4,s25が示す面は、それぞれ対物レンズ２の最も物体側のレンズ面、対物レンズ２の最も像側のレンズ面である。

対物レンズ２の各種データは、以下のとおりである。
β＝60、ＦＮ＝22、ＷＤ＝0.143mm、ｄ_ｏ１＝0.523mm、ｈ_ｏ１＝6.858mm、ｈ_ｍｉｎ＝2.519mm、ｈ_ｌ＝4.532mm、Ｌ＝48.755mm、ｆ＝3.003mm、ｄ_ｏ２＝0.523mm、ｈ_ｏ２＝7.181mm、ｄ_ｍ１＝1.597mm、ｈ_ｍ１＝5.258mm、ｈ_ｍａｘ＝7.973mm、ＮＡ_ｏｂ＝1.5、Ｒ_２１＝-10mm、Ｄ_ｏ２１＝5.101mm、Ｒ_２２＝-7.2578mm、ｎ_１＝1.883、ｎ_２＝1.883、ｆ_１＝5.09mm

対物レンズ２は、以下に示すように、条件式（１）から条件式（１３）を満たしている。
（１）ｄ_ｏ１／ｈ_ｏ１＝0.076
（２）ｈ_ｍｉｎ／ｈ_ｌ＝0.56
（３）Ｌ＝48.755mm
（４）Ｌ／ｆ＝16.2
（５）ｄ_ｏ２／ｈ_ｏ２＝0.073
（６）ｄ_ｍ１／ｈ_ｍ１＝0.30
（７）（ｈ_ｍａｘ／ｆ）×ＮＡ_ｏｂ＝3.98
（８）((ｈ_ｍａｘ-ｈ_ｍｉｎ)／ｆ)×ＮＡ_ｏｂ＝2.72
（９）Ｒ_２１／Ｄ_ｏ２１＝-1.96
（１０）(Ｒ_２１+Ｒ_２２)／(Ｒ_２１-Ｒ_２２)＝6.29
（１１）ｎ_１＝1.883
（１２）ｎ_１／ｎ_２＝1
（１３）（ｆ_１／ｆ）／ＮＡ_ｏｂ＝1.13

図５は、対物レンズ２と結像レンズ１０からなる光学系の収差図であり、対物レンズ２と結像レンズ１０が形成する像面における収差を示している。なお、結像レンズ１０は、対物レンズ２の最も像側のレンズ面s25から結像レンズ１０の最も物体側のレンズ面s1までの光軸上の距離が133mmになるように、配置されている。図５（ａ）は球面収差図であり、図５（ｂ）は正弦条件違反量を示した図であり、図５（ｃ）は非点収差図であり、図５（ｄ）はコマ収差図である。図５に示されるように、本実施例では、広い視野に渡って収差が良好に補正されている。

［実施例３］
図６は、本実施例に係る対物レンズ３の断面図である。対物レンズ３は、物点からの発散光線束を収斂光線束に変換する、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、第１レンズ群Ｇ１よりも像側に配置された、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２からなる顕微鏡用の液浸対物レンズである。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に配置された、物体側に平面を向けた接合レンズＣＬ１（第１レンズ成分）と、物体側に凹面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズＬ３（第２レンズ成分）と、両凸レンズＬ４と、接合レンズＣＬ２と、からなる。

最も物体側に配置された接合レンズＣＬ１は、第１レンズ成分であり、物体側に平面を向けた平凸レンズＬ１と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ２（第１のメニスカスレンズ）からなる。メニスカスレンズＬ３（第２のメニスカスレンズ、第３のメニスカスレンズ）は、接合レンズＣＬ１の像側に接合レンズＣＬ１と隣り合って配置された第２レンズ成分であり、正の屈折力を有している。接合レンズＣＬ２は、正負正の３枚接合レンズからなる第１の色消しレンズ成分であり、両凸レンズＬ５と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ６（第１の負レンズ）と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ７からなる。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に配置された、接合レンズＣＬ３と、両凸レンズＬ１１と、像側に凹面を向けたメニスカス形状を有する接合レンズＣＬ４と、物体側に凹面を向けたメニスカス形状を有する接合レンズＣＬ５からなる。

接合レンズＣＬ３は、負正負の３枚接合レンズからなる第２の色消しレンズ成分であり、像側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ８（第２の負レンズ）と、両凸レンズＬ９と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１０からなる。接合レンズＣＬ３は、第１レンズ群Ｇ１の近くに、より具体的には、第１レンズ群Ｇ１の最も像側のレンズ面ｓ１４と接合レンズＣＬ３の最も物体側のレンズ面ｓ１５との光軸上の距離が接合レンズＣＬ３の光軸上の厚さよりも小さくなる位置に、配置されている。接合レンズＣＬ４は、両凸レンズＬ１２と両凹レンズＬ１３からなる。接合レンズＣＬ５は、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１４と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１５からなる。

対物レンズ３のレンズデータは、以下のとおりである。
対物レンズ３
s r d nd νd
1 INF 0
2 INF 0.17 1.52397 54.41
3 INF 0.144 1.51495 41
4 INF 0.667 1.51633 64.14
5 -2.8462 3.705 1.883 40.76
6 -3.2561 0.1
7 -10 0.924 1.883 40.76
8 -8.8357 0.15
9 49.7862 1.2 1.883 40.76
10 -132.2999 0.15
11 16.1699 6.797 1.43875 94.93
12 -8.042 0.474 1.738 32.26
13 -30.4208 3.517 1.43875 94.93
14 -10.5162 0.366
15 36.573 0.502 1.63775 42.41
16 11.4502 7.533 1.43875 94.93
17 -8.6066 0.485 1.63775 42.41
18 -27.1528 0.249
19 10.3799 5.468 1.43875 94.93
20 -35.9049 0.15
21 7.0141 5.038 1.43875 94.93
22 -10.4018 0.57 1.63775 42.41
23 4.175 4.018
24 -3.1086 4.346 1.7725 49.6
25 -9.9919 2.737 1.7847 26.29
26 -7.1561

面番号s4,s26が示す面は、それぞれ対物レンズ３の最も物体側のレンズ面、対物レンズ３の最も像側のレンズ面である。

対物レンズ３の各種データは、以下のとおりである。
β＝60、ＦＮ＝22、ＷＤ＝0.144mm、ｄ_ｏ１＝0.474mm、ｈ_ｏ１＝6.895mm、ｈ_ｍｉｎ＝2.336mm、ｈ_ｌ＝4.507mm、Ｌ＝49.143mm、ｆ＝3.001mm、ｄ_ｏ２＝0.502mm、ｈ_ｏ２＝7.549mm、ｄ_ｍ１＝0.924mm、ｈ_ｍ１＝4.883mm、ｈ_ｍａｘ＝8.009mm、ＮＡ_ｏｂ＝1.5、Ｒ_２１＝-10mm、Ｄ_ｏ２１＝4.786mm、Ｒ_２２＝-8.8357mm、ｎ_１＝1.883、ｎ_２＝1.883、ｆ_１＝4.737mm

対物レンズ３は、以下に示すように、条件式（１）から条件式（１３）を満たしている。
（１）ｄ_ｏ１／ｈ_ｏ１＝0.069
（２）ｈ_ｍｉｎ／ｈ_ｌ＝0.52
（３）Ｌ＝49.143mm
（４）Ｌ／ｆ＝16.4
（５）ｄ_ｏ２／ｈ_ｏ２＝0.066
（６）ｄ_ｍ１／ｈ_ｍ１＝0.19
（７）（ｈ_ｍａｘ／ｆ）×ＮＡ_ｏｂ＝4.00
（８）((ｈ_ｍａｘ-ｈ_ｍｉｎ)／ｆ)×ＮＡ_ｏｂ＝2.84
（９）Ｒ_２１／Ｄ_ｏ２１＝-2.09
（１０）(Ｒ_２１+Ｒ_２２)／(Ｒ_２１-Ｒ_２２)＝16.18
（１１）ｎ_１＝1.883
（１２）ｎ_１／ｎ_２＝1
（１３）（ｆ_１／ｆ）／ＮＡ_ｏｂ＝1.05

図７は、対物レンズ３と結像レンズ１０からなる光学系の収差図であり、対物レンズ３と結像レンズ１０が形成する像面における収差を示している。なお、結像レンズ１０は、対物レンズ３の最も像側のレンズ面s26から結像レンズ１０の最も物体側のレンズ面s1までの光軸上の距離が133mmになるように、配置されている。図７（ａ）は球面収差図であり、図７（ｂ）は正弦条件違反量を示した図であり、図７（ｃ）は非点収差図であり、図７（ｄ）はコマ収差図である。図７に示されるように、本実施例では、広い視野に渡って収差が良好に補正されている。

［実施例４］
図８は、本実施例に係る対物レンズ４の断面図である。対物レンズ４は、物点からの発散光線束を収斂光線束に変換する、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、第１レンズ群Ｇ１よりも像側に配置された、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２からなる顕微鏡用の液浸対物レンズである。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に配置された、物体側に平面を向けた接合レンズＣＬ１（第１レンズ成分）と、物体側に凹面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズＬ３（第２レンズ成分）と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ４と、接合レンズＣＬ２と、からなる。

最も物体側に配置された接合レンズＣＬ１は、第１レンズ成分であり、物体側に平面を向けた平凸レンズＬ１と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ２（第１のメニスカスレンズ）からなる。メニスカスレンズＬ３（第２のメニスカスレンズ）は、接合レンズＣＬ１の像側に接合レンズＣＬ１と隣り合って配置された第２レンズ成分であり、正の屈折力を有している。接合レンズＣＬ２は、正負正の３枚接合レンズからなる第１の色消しレンズ成分であり、両凸レンズＬ５と、両凹レンズＬ６（第１の負レンズ）と、両凸レンズＬ７からなる。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に配置された、接合レンズＣＬ３と、像側に凹面を向けたメニスカス形状を有する接合レンズＣＬ４と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１３と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１４（第３のメニスカスレンズ）と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１５からなる。

接合レンズＣＬ３は、正負正の３枚接合レンズからなる第２の色消しレンズ成分であり、両凸レンズＬ８と、両凹レンズＬ９（第２の負レンズ）と、両凸レンズＬ１０からなる。接合レンズＣＬ３は、第１レンズ群Ｇ１の近くに、より具体的には、第１レンズ群Ｇ１の最も像側のレンズ面ｓ１４と接合レンズＣＬ３の最も物体側のレンズ面ｓ１５との光軸上の距離が接合レンズＣＬ３の光軸上の厚さよりも小さくなる位置に、配置されている。接合レンズＣＬ４は、両凸レンズＬ１１と両凹レンズＬ１２からなる。

対物レンズ４のレンズデータは、以下のとおりである。
対物レンズ４
s r d nd νd
1 INF 0
2 INF 0.17 1.52397 54.41
3 INF 0.157 1.51495 41
4 INF 0.6 1.51633 64.14
5 -1.02 2.631 1.883 40.76
6 -3.9162 0.15
7 -5.7317 2.935 1.883 40.76
8 -4.9331 0.15
9 -2928.3365 3.75 1.56907 71.3
10 -12.1444 0.15
11 20.6252 5.875 1.43875 94.93
12 -12.0683 0.8 1.673 38.15
13 21.5942 5.284 1.56907 71.3
14 -15.7804 0.2
15 18.4334 3.762 1.43875 94.93
16 -21.3625 0.7 1.63775 42.41
17 8.5254 4.314 1.43875 94.93
18 -50.5554 0.15
19 7.1635 5.372 1.56907 71.3
20 -18.2659 1 1.63775 42.41
21 4.4581 4.233
22 -4.2567 3.119 1.883 40.76
23 -11.442 0.748
24 -11.142 1.42 1.72916 54.68
25 -8.595 0.15
26 -13.348 1.691 1.84666 23.88
27 -9.52

面番号s4,s27が示す面は、それぞれ対物レンズ４の最も物体側のレンズ面、対物レンズ４の最も像側のレンズ面である。

対物レンズ４の各種データは、以下のとおりである。
β＝40、ＦＮ＝26.5、ＷＤ＝0.157mm、ｄ_ｏ１＝0.7mm、ｈ_ｏ１＝7.684mm、ｈ_ｍｉｎ＝3.381mm、ｈ_ｌ＝6.183mm、Ｌ＝49.185mm、ｆ＝4.504mm、ｄ_ｏ２＝0.8mm、ｈ_ｏ２＝8.324mm、ｄ_ｍ１＝1.42mm、ｈ_ｍ１＝5.343mm、ｈ_ｍａｘ＝8.882mm、ＮＡ_ｏｂ＝1.38、Ｒ_２１＝-5.7317mm、Ｄ_ｏ２１＝3.708mm、Ｒ_２２＝-4.9331mm、ｎ_１＝1.883、ｎ_２＝1.883、ｆ_１＝-48.223mm

対物レンズ４は、以下に示すように、条件式（１）から条件式（１２）を満たしている。
（１）ｄ_ｏ１／ｈ_ｏ１＝0.091
（２）ｈ_ｍｉｎ／ｈ_ｌ＝0.55
（３）Ｌ＝49.185mm
（４）Ｌ／ｆ＝10.9
（５）ｄ_ｏ２／ｈ_ｏ２＝0.096
（６）ｄ_ｍ１／ｈ_ｍ１＝0.27
（７）（ｈ_ｍａｘ／ｆ）×ＮＡ_ｏｂ＝2.72
（８）((ｈ_ｍａｘ-ｈ_ｍｉｎ)／ｆ)×ＮＡ_ｏｂ＝1.69
（９）Ｒ_２１／Ｄ_ｏ２１＝-1.55
（１０）(Ｒ_２１+Ｒ_２２)／(Ｒ_２１-Ｒ_２２)＝13.35
（１１）ｎ_１＝1.883
（１２）ｎ_１／ｎ_２＝1
（１３）（ｆ_１／ｆ）／ＮＡ_ｏｂ＝-7.76

図９は、対物レンズ４と結像レンズ１０からなる光学系の収差図であり、対物レンズ４と結像レンズ１０が形成する像面における収差を示している。なお、結像レンズ１０は、対物レンズ４の最も像側のレンズ面s27から結像レンズ１０の最も物体側のレンズ面s1までの光軸上の距離が133mmになるように、配置されている。図９（ａ）は球面収差図であり、図９（ｂ）は正弦条件違反量を示した図であり、図９（ｃ）は非点収差図であり、図９（ｄ）はコマ収差図である。図９に示されるように、本実施例では、広い視野に渡って収差が良好に補正されている。

１、２、３、４・・・対物レンズ、１０・・・結像レンズ、Ｇ１・・・第１レンズ群、Ｇ２・・・第２レンズ群、ＣＧ・・・カバーガラス、ＩＭ・・・浸液

Claims (12)

1. 対物レンズであって、
   物点からの発散光線束を収斂光線束に変換する、正の屈折力を有する第１レンズ群と、
   前記第１レンズ群よりも像側に配置された、負の屈折力を有する第２レンズ群からなり、
   前記対物レンズは、第１の負レンズを有し、
   ｄ_ｏ１を前記第１の負レンズの光軸上の厚さとし、ｈ_ｏ１を前記第１の負レンズの物体側のレンズ面における軸上マージナル光線高さとし、ｈ_ｍｉｎを前記第２レンズ群における軸上マージナル光線高さの最小値とし、ｈ_ｌを前記対物レンズの最も像側のレンズ面での軸上マージナル光線高さとし、Ｌを前記対物レンズの全長とし、ｆを前記対物レンズの焦点距離とするとき、以下の条件式
   0.005 ≦ ｄ_ｏ１／ｈ_ｏ１ ≦ 0.1 （１）
   0.005 ≦ ｈ_ｍｉｎ／ｈ_ｌ ≦ 0.72 （２）
   10mm ≦ Ｌ ≦ 100mm （３）
   0.1 ≦ Ｌ／ｆ ≦ 31 （４）
   を満たすことを特徴とする対物レンズ。
2. 請求項１に記載の対物レンズにおいて、
   前記対物レンズは、前記第１の負レンズとは異なる第２の負レンズを有し、
   ｄ_ｏ２を前記第２の負レンズの光軸上の厚さとし、ｈ_ｏ２を前記第２の負レンズの物体側のレンズ面における軸上マージナル光線高さとするとき、以下の条件式
   0.005 ≦ ｄ_ｏ２／ｈ_ｏ２≦ 0.17 （５）
   を満たすことを特徴とする対物レンズ。
3. 請求項１又は請求項２に記載の対物レンズにおいて、
   前記第１レンズ群は、３枚接合レンズからなる第１の色消しレンズ成分を含む
   ことを特徴とする対物レンズ。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれ１項に記載の対物レンズにおいて、
   前記第２レンズ群は、３枚接合レンズからなる第２の色消しレンズ成分を含み、
   前記第１レンズ群の最も像側のレンズ面と前記第２の色消しレンズ成分の最も物体側のレンズ面との光軸上の距離は、前記第２の色消しレンズ成分の光軸上の厚さよりも小さい
   ことを特徴とする対物レンズ。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれ１項に記載の対物レンズにおいて、
   前記対物レンズは、正の屈折力を有するメニスカスレンズを含み、
   ｄ_ｍ１を前記メニスカスレンズの光軸上の厚さとし、ｈ_ｍ１を前記メニスカスレンズの物体側のレンズ面における軸上マージナル光線高さとするとき、以下の条件式
   0.02 ≦ ｄ_ｍ１／ｈ_ｍ１≦ 0.45 （６）
   を満たすことを特徴とする対物レンズ。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれ１項に記載の対物レンズにおいて、
   ｈ_ｍａｘを前記対物レンズにおける軸上マージナル光線高さの最大値とし、ＮＡ_ｏｂを前記対物レンズの開口数とするとき、以下の条件式
   2.3 ≦ （ｈ_ｍａｘ／ｆ）×ＮＡ_ｏｂ ≦ 6.5 （７）
   を満たすことを特徴とする対物レンズ。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれ１項に記載の対物レンズにおいて、
   ｈ_ｍａｘを前記対物レンズにおける軸上マージナル光線高さの最大値とし、ＮＡ_ｏｂを前記対物レンズの開口数とするとき、以下の条件式
   0.7 ≦ ((ｈ_ｍａｘ-ｈ_ｍｉｎ)／ｆ)×ＮＡ_ｏｂ ≦ 3.6 （８）
   を満たすことを特徴とする対物レンズ。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれ１項に記載の対物レンズにおいて、
   前記第１レンズ群は、最も物体側に配置された第１レンズ成分と、前記第１レンズ成分の像側に前記第１レンズ成分と隣り合って配置された第２レンズ成分と、を含み、
   前記第１レンズ成分は、物体側に凹面を向けた第１のメニスカスレンズを含み、
   前記第２レンズ成分は、物体側に凹面を向けた正の屈折力を有する第２のメニスカスレンズを含む
   ことを特徴とする対物レンズ。
9. 請求項８に記載の対物レンズにおいて、
   Ｒ_２１を前記第２のメニスカスレンズの物体側のレンズ面の曲率半径とし、Ｄ_ｏ２１を前記対物レンズの焦点面から前記第２のメニスカスレンズの物体側のレンズ面までの光軸上の距離とするとき、以下の条件式
   -3 ≦ Ｒ_２１／Ｄ_ｏ２１ ≦ -0.8 （９）
   を満たすことを特徴とする対物レンズ。
10. 請求項８または請求項９に記載の対物レンズにおいて、
    Ｒ_２１を前記第２のメニスカスレンズの物体側のレンズ面の曲率半径とし、Ｒ_２２を前記第２のメニスカスレンズの像側のレンズ面の曲率半径とするとき、以下の条件式
    3.3 ≦ (Ｒ_２１+Ｒ_２２)／(Ｒ_２１-Ｒ_２２) ≦ 100 （１０）
    を満たすことを特徴とする対物レンズ。
11. 請求項８乃至請求項１０のいずれか１項に記載の対物レンズにおいて、
    ｎ_１を前記第１のメニスカスレンズの屈折率とするとき、以下の条件式
    1.75 ≦ ｎ_１ ≦ 1.9 （１１）
    を満たすことを特徴とする対物レンズ。
12. 請求項８乃至請求項１１のいずれか１項に記載の対物レンズにおいて、
    ｎ_１を前記第１のメニスカスレンズの屈折率とし、ｎ_２を前記第２のメニスカスレンズの屈折率とするとき、以下の条件式
    0.88 ≦ ｎ_１／ｎ_２ ≦ 1.1 （１２）
    を満たすことを特徴とする対物レンズ。