JP2019003001A - 対物レンズ - Google Patents

Abstract

【課題】長い作動距離を有し、且つ、短波長域での収差を良好に補正する対物レンズを提供する。【解決手段】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、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２からなる。ＮＡｏｂを物体側の開口数とし、Ｄ０を物体面から最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離とし、Ｌを物体面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離とし、ＲＭＳｈをｈ線に対する軸上のＲＭＳ波面収差とし、λｈをｈ線の波長とするとき、対物レンズ１は、以下の条件式を満たす。0.2≦ＮＡｏｂ≦1（１）2.9mm≦Ｄ０×ＮＡｏｂ≦30mm（２）30mm≦Ｌ≦70mm（３）0.0001≦ＲＭＳｈ／λｈ≦0.035（４）【選択図】図１

Description

本明細書の開示は、対物レンズに関する。

近年、電子部品の３次元形状や表面粗さなどの計測では高い計測精度が求められている。従来から３次元計測に用いられる顕微鏡の１つとして知られている共焦点顕微鏡は、高さ方向にも精度の高い計測が可能であるという点で、３次元計測に好適である。

共焦点顕微鏡では、エアリーディスク径および焦点深度を小さくすることで、より高い測定精度が実現可能である。このため、計測には短い波長の光を用いることが望ましい。このような実情から、共焦点顕微鏡に用いられる対物レンズには、短い波長の光に対して良好な収差性能を達成することが望まれている。

従来技術において、h線およびそれ以下の短波長域で良好な収差性能を達成している対物レンズは、例えば、特許文献１に記載されている。

特開２００４−１１８０７２号公報

特許文献１に記載された対物レンズは、短い作動距離を有する。このため、特許文献１に記載の対物レンズを３次元計測用の顕微鏡に用いた場合には、計測作業における作業性について改善の余地がある。また、大きな凹凸を有する被検物への対応も難しい。

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、長い作動距離を有し、且つ、短波長域での収差を良好に補正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レンズ群からなる。この対物レンズは、ＮＡ_ｏｂを前記対物レンズの物体側の開口数とし、Ｄ０を物体面から前記対物レンズの最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離とし、Ｌを前記物体面から前記対物レンズの最も像側のレンズ面までの光軸上の距離とし、ＲＭＳ_ｈをｈ線に対する軸上のＲＭＳ波面収差とし、λ_ｈを前記ｈ線の波長とするとき、以下の条件式を満たす。
0.2 ≦ ＮＡ_ｏｂ≦ 1 （１）
2.9mm ≦ Ｄ０×ＮＡ_ｏｂ ≦30mm （２）
30mm ≦ Ｌ ≦ 70mm （３）
0.0001 ≦ ＲＭＳ_ｈ／λ_ｈ≦ 0.035 （４）

上記の態様によれば、長い作動距離を有し、且つ、短波長域での収差を良好に補正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。 対物レンズ１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、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、以下の条件式（１）から（４）を満たすように構成されている。
0.2 ≦ ＮＡ_ｏｂ≦ 1 （１）
2.9mm ≦ Ｄ０×ＮＡ_ｏｂ ≦30mm （２）
30mm ≦ Ｌ ≦ 70mm （３）
0.0001 ≦ ＲＭＳ_ｈ／λ_ｈ≦ 0.035 （４）

但し、ＮＡ_ｏｂは対物レンズの物体側の開口数である。Ｄ０は物体面から対物レンズの最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離である。Ｌは物体面から対物レンズの最も像側のレンズ面までの光軸上の距離である。ＲＭＳ_ｈはｈ線に対する軸上のＲＭＳ（Root Mean Square）波面収差である。λ_ｈはｈ線の波長である。なお、物体面とは、対物レンズへ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、対物レンズの物体側の焦点面である。ｈ線とは、404.65ｎｍのスペクトル線のことである。

条件式（１）は、十分な分解能を得るための条件式である。ＮＡ_ｏｂが上限値を超えないことにより、対物レンズに入射するマージナル光線の広がり角が大きくなりすぎることを防ぐことができる。これにより、主にコマ収差を十分に補正することが可能となり、十分な分解能を得ることができる。また、ＮＡ_ｏｂが下限値を下回らないことにより、エアリーディスク径を十分に小さくすることができる。また、焦点深度も小さくすることができるため、十分な分解能を得ることができる。

条件式（２）は、十分な分解能と計測時における高い作業性及び汎用性とを両立するための条件式である。Ｄ０×ＮＡ_ｏｂが上限値を超えないことにより、作動距離が開口数（NA）に対して大きくなりすぎることを防ぐことができる。このため、良好な収差性能を達成することが可能となり、その結果、十分な分解能を達成することができる。また、Ｄ０×ＮＡ_ｏｂが下限値を下回らないことにより、作業距離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、被検物への対物レンズの衝突を回避するために作業者が注意を払う必要性が低下するため、計測時における高い作業性を実現することができる。特に、開口数が小さい対物レンズは大きな凹凸を有する被検物を観察する用途で用いられることが一般的に多い。Ｄ０×ＮＡ_ｏｂが下限値を下回らないことにより、開口数が小さい対物レンズに対して十分に長い作動距離が確保される。このため、大きな凹凸を有する被検物であっても計測が可能となり、高い汎用性を実現することができる。

条件式（３）は、十分な分解能と計測時における高い作業性とを両立するための条件式である。Ｌが上限値を超えないことにより、対物レンズが大きくなりすぎることを防ぐことができる。このため、計測時における作業性を確保することができる。また、Ｌが下限値を下回らないことにより、対物レンズ内部に複数のレンズを効果的に配置することが可能となる。このため、所定の収差性能を達成することが可能となり、その結果、十分な分解能を実現することができる。

条件式（４）は、主に十分な分解能を得るための条件式である。ＲＭＳ_ｈ／λ_ｈが上限値を超えないことにより、対物レンズを備える顕微鏡の測定波長が短い場合であっても、像面の中心付近での収差が大きくなりすぎることがない。このため、十分な分解能を達成することが可能となる。また、ＲＭＳ_ｈ／λ_ｈが下限値を下回らないことにより、過剰な枚数のレンズを用いて対物レンズを大型化させることがなく、ＲＭＳ波面収差を良好に補正することが可能となる。このため、ＲＭＳ波面収差を良好に補正するためにコマ収差などの他の収差に対する要求を緩和する等の措置を講じる必要もない。このため、作業性と分解能のいずれも犠牲にすることなく、これらを両立することができる。

以上のように構成された対物レンズによれば、長い作動距離を有し、且つ、短波長域での収差を良好に補正することができる。

なお、対物レンズは、条件式（２）の代わりに下記の条件式（２−１）又は条件式（２−２）を満たすように構成されてもよい。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）又は条件式（３−２）を満たすように構成されてもよい。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）又は（４−２）を満たすように構成されてもよい。
3mm ≦ Ｄ０×ＮＡ_ｏｂ ≦15mm （２−１）
3.2mm ≦ Ｄ０×ＮＡ_ｏｂ ≦7mm （２−２）
35mm ≦ Ｌ ≦ 67mm （３−１）
40mm ≦ Ｌ ≦ 63mm （３−２）
0.0003 ≦ ＲＭＳ_ｈ／λ_ｈ≦ 0.025 （４−１）
0.0005 ≦ ＲＭＳ_ｈ／λ_ｈ≦ 0.02 （４−２）

以下、対物レンズの望ましい構成について説明する。
第１レンズ群は、少なくとも１つの接合レンズを含むことが望ましい。これは、短波長の光で計測を行う顕微鏡であっても、測定者が被検物の位置や姿勢を調整する際の作業性を考えると、対物レンズの色収差が可視の波長域において良好に補正されていることが望ましいからである。第１レンズ群が少なくとも１つの接合レンズを含むことにより、軸上色収差を良好に補正することができる。特に、第１レンズ群のマージナル光線高が高い領域に、即ち、第１レンズ群内のうちの像面に比較的近い領域に、接合レンズが配置されることが望ましい。このような配置では、より効果的に軸上色収差の補正をすることが可能である。

第２レンズ群は、少なくとも２つの接合レンズを含むことが望ましい。第１レンズ群が占める領域をなるべく小さくしながら、第１レンズ群での屈折力を大きくすることで、対物レンズの作動距離を十分に長くすることができる。しかしながら、このような構成では、第１レンズ群に含まれる接合レンズにより軸上色収差を十分に補正しきれないことがある。従って、第２レンズ群で大きく軸上色収差を補正することが望ましい。このため、第２レンズ群は少なくとも２つの接合レンズを含むことが望ましい。

第２レンズ群は、像側に凹面を向けたメニスカスレンズ成分を含むことが望ましい。上述したように第２レンズ群には収斂光線束が入射する。このため、像側に凹面を向けたメニスカスレンズ成分を配置することで、第２レンズ群は球面収差の発生を小さく抑えながら収斂光線束の収斂度合いを緩やかにすることができる。また、メニスカスレンズ成分の入射側のレンズ面である凸面での光線高よりも光線高が低くなる位置に、メニスカスレンズ成分のレンズである凹面が配置されることになるため、ペッツバール和を良好に補正することができる。

第２レンズ群に含まれる上記のメニスカスレンズ成分は、物体側から順に配置された、正レンズと負レンズからなる２枚接合レンズであることが望ましい。メニスカスレンズ成分が接合レンズであることで、色収差を良好に補正することができるからである。また、メニスカスレンズ成分でのペッツバール和の補正作用を考慮すると、そのメニスカスレンズ成分の厚さは厚いことが望ましい。この点においてもメニスカスレンズ成分は接合レンズであることが望ましい。メニスカスレンズ成分を接合レンズとして構成することで、対物レンズ内のスペースを効率的に利用しながらペッツバール和を補正することができるからである。

対物レンズは、以下の条件式（５）から条件式（８）の少なくとも１つを満たすように構成されることが望ましい。
-30 ≦ Ｒ_１１／（ｆ×ＮＡ_ｏｂ）≦ -1.5 （５）
1 ≦ （Ｒ_１１＋Ｒ_１２）／（Ｒ_１１−Ｒ_１２）≦ 10 （６）
-1 ≦ Ｄ_Ｕ１／Ｒ_１２ ≦ -0.36 （７）
0.3 ≦ Ｄ_Ｇ１／Ｄ_ＯＭ ≦ 0.91 （８）

但し、ｆは対物レンズの焦点距離である。Ｒ_１１は対物レンズに含まれる最も物体側に配置された第１レンズ成分の最も物体側のレンズ面の曲率半径である。Ｒ_１２は第１レンズ成分の最も像側のレンズ面の曲率半径である。Ｄ_Ｕ１は第１レンズ成分の最も物体側のレンズ面から第１レンズ成分の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離である。Ｄ_Ｇ１を第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から第１レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離である。Ｄ_ＯＭを物体面から第１レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離である。

条件式（５）は、対物レンズの作動距離を十分に大きくし、且つ、主に球面収差、コマ収差、及び、像面湾曲を良好に補正するための条件式である。Ｒ_１１／（ｆ×ＮＡ_ｏｂ）が上限値を超えないことにより、第１レンズ成分の物体側のレンズ面である凹面の曲率半径が小さくなりすぎず、作動距離が長い場合でも軸上及び軸外の光線群を十分に収斂することができる。このため、第１レンズ成分より像側に位置する光学系での球面収差とコマ収差の発生を小さく抑えることができる。特に焦点距離が長い低倍の対物レンズでは、大きな作動距離が求められることから、第１レンズ成分の物体側のレンズ面である凹面の曲率半径は大きいことが望ましい。また、Ｒ_１１／（ｆ×ＮＡ_ｏｂ）が下限値を下回らないことにより、第１レンズ成分の物体側のレンズ面である凹面の曲率半径が大きくなりすぎず、ペッツバール和を良好に補正することができる。また軸上及び軸外のマージナル光線のレンズ面に対する入射角および屈折角が大きくなりすぎることがないため、球面収差及びコマ収差も良好に補正することができる。

条件式（６）は、対物レンズの作動距離を十分に大きくし、且つ、主に球面収差、及び、コマ収差を良好に補正するための条件式である。（Ｒ_１１＋Ｒ_１２）／（Ｒ_１１−Ｒ_１２）が上限値を超えないことにより、第１レンズ成分の物体側のレンズ面である凹面の曲率半径が小さくなりすぎず、作動距離が長い場合でも軸上及び軸外の光線群を十分に収斂することができる。このため、第１レンズ成分の像側のレンズ面での球面収差とコマ収差の発生を小さく抑えることができる。また、（Ｒ_１１＋Ｒ_１２）／（Ｒ_１１−Ｒ_１２）が下限値を下回らないことにより、第１レンズ成分の物体側のレンズ面である凹面の曲率半径が大きくなりすぎず、軸上及び軸外のマージナル光線のレンズ面に対する入射角および屈折角が大きくなりすぎることがないため、球面収差及びコマ収差を良好に補正することができる。

条件式（７）は、対物レンズの作動距離を十分に大きくし、且つ、主に、球面収差と像面湾曲を良好に補正するための条件式である。Ｄ_Ｕ１／Ｒ_１２が上限値を超えないことにより、第１レンズ成分の厚さが小さくなりすぎることがないため、ペッツバール和を良好に補正することができる。また、第１レンズ成分の厚さが小さくなりすぎないことで、十分な剛性を確保することが可能であり、レンズの研磨及び保持により生じるレンズ面の変形を小さくすることができる。波長が短くなるほど、レンズ面の変形による収差の変動が大きくなることから、短波長での良好な収差性能を達成するためには、第１レンズの厚さが十分に大きいことが望ましい。また、Ｄ_Ｕ１／Ｒ_１２が下限値を下回らないことにより、第１レンズ成分の厚さが大きくなりすぎることがないため、作動距離が大きい場合でも第１レンズ成分の像側のレンズ面でのマージナル光線高が大きくなりすぎない。また、第１レンズ成分の像側のレンズ面である凸面の曲率半径が小さくなりすぎることがない。このため、第１レンズ成分の像側のレンズ面で発生する球面収差を小さくすることができる。

条件式（８）は、対物レンズの作動距離を十分に大きくし、且つ、主に球面収差を良好に補正するための条件式である。Ｄ_Ｇ１／Ｄ_ＯＭが上限値を超えないことにより、第１レンズ群が占める領域が大きくなりすぎず、且つ、作動距離を十分に大きくすることができる。このため、収斂光線束に変換された光のマージナル光線高を第２レンズ群で緩やかに小さくしながら諸収差を良好に補正することが可能となる。また、Ｄ_Ｇ１／Ｄ_ＯＭが下限値を下回らないことにより、第１レンズ群が占める領域が小さくなりすぎることがないため、第１レンズ群での球面収差の発生を小さく抑えることができる。

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）又は条件式（５−２）を満たすように構成されてもよい。また、対物レンズは、条件式（６）の代わりに下記の条件式（６−１）又は条件式（６−２）を満たすように構成されてもよい。また、対物レンズは、条件式（７）の代わりに下記の条件式（７−１）又は（７−２）を満たすように構成されてもよい。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）又は（８−２）を満たすように構成されてもよい。
-20 ≦ Ｒ_１１／（ｆ×ＮＡ_ｏｂ）≦ -2.5 （５−１）
-15 ≦ Ｒ_１１／（ｆ×ＮＡ_ｏｂ）≦ -3 （５−２）
1.3 ≦ （Ｒ_１１＋Ｒ_１２）／（Ｒ_１１−Ｒ_１２）≦ 7 （６−１）
1.5 ≦ （Ｒ_１１＋Ｒ_１２）／（Ｒ_１１−Ｒ_１２）≦ 5 （６−２）
-0.9 ≦ Ｄ_Ｕ１／Ｒ_１２ ≦ -0.4 （７−１）
-0.85 ≦ Ｄ_Ｕ１／Ｒ_１２ ≦ -0.44 （７−２）
0.35 ≦ Ｄ_Ｇ１／Ｄ_ＯＭ ≦ 0.87 （８−１）
0.4 ≦ Ｄ_Ｇ１／Ｄ_ＯＭ ≦ 0.84 （８−２）

以下、対物レンズの更に望ましい構成について説明する。
まず、対物レンズが高ＮＡ対物レンズである場合、即ち、以下の条件式（９）を満たす場合について説明する。
ＮＡ_ｏｂ ≧ 0.3 （９）

対物レンズは、最も像側に配置された、像側に凹面を向けたレンズ成分を含むことが望ましい。なお、以降では最も像側に配置されたレンズ成分を最終レンズ成分ともいう。開口数が大きい対物レンズで長い作動距離を実現しようとすると、第２レンズ群内の物体に近い領域でのマージナル光線高が大きくなる。また、第２レンズ群が占める領域を大きく確保することが難しい。このような状況下では、最終レンズ成分が像側に凹面を有することで、収斂光線束を平行光線束に変換する作用を最終レンズ成分に負わせることが可能となる。これにより、第２レンズ群の内部では、緩やかに光線高を小さくしていくことが可能となるため、球面収差の発生を抑えることができる。

第１レンズ群は、少なくとも１つの３枚接合レンズを含むことが望ましい。第１レンズ群が３枚接合のレンズを有していることで、所定の屈折力を持ちながらより良好に軸上色収差の補正をすることができる。開口数が大きいほど焦点深度は小さくなるため、軸上色収差補正の効果が顕著に生じ得る。このため、上記の構成は、高ＮＡ対物レンズにおいて特に効果的である。

第１レンズ群に含まれる少なくとも１つの３枚接合レンズの各々は、１枚の両凹レンズと、その両凹レンズの両側に配置された２枚の正レンズと、を含むことが望ましい。３枚接合レンズにおいて、色消し作用を持つ負レンズを両凹レンズとすることで、より大きな軸上色収差の補正が可能となる。また、両凹レンズの両側に正レンズを接合することで、３枚接合レンズに所定の屈折力を持たせることができる。

次に、対物レンズが更に高い開口数を有する高ＮＡ対物レンズである場合、即ち、以下の条件式（１０）を満たす場合について説明する。
ＮＡ_ｏｂ ≧ 0.62 （１０）

第２レンズ群は、少なくとも１つの３枚接合レンズを含むことが望ましい。第２レンズ群が３枚接合のレンズを有していることで、所定の屈折力を持ちながらより良好に軸上色収差の補正をすることができる。開口数が大きいほど焦点深度は小さくなるため、軸上色収差補正の効果が顕著に生じ得る。このため、上記の構成は、高ＮＡ対物レンズにおいて特に効果的である。

第２レンズ群に含まれる少なくとも１つの３枚接合レンズの各々は、１枚の両凸レンズと、その両凸レンズの両側に配置された２枚の負レンズと、を含むことが望ましい。接合レンズに用いられる高分散の負レンズは通常正レンズよりも大きな屈折率を有している。このため、３枚接合レンズの構成するレンズのうちの空気境界面を有する両側のレンズを負レンズとすることで、空気境界面の曲率半径を大きくすることができる。これにより、球面収差を小さくすることができる。また、開口数が大きいほど球面収差の抑制効果は顕著に生じ得る。このため、上記の構成は、高ＮＡ対物レンズにおいて特に効果的である。

第２レンズ群が像側に凹面を向けたメニスカスレンズ成分を含む場合には、対物レンズは、そのメニスカスレンズ成分と最終レンズ成分との間に配置された、負の屈折力を有する単レンズを含むことが望ましい。メニスカスレンズ成分と最終レンズ成分との間ではコマ収差の補正と非点収差の補正が相反しやすい。このような領域に負レンズを設けることで、コマ収差と非点収差をバランスよく補正することができる。また、負レンズが単レンズであれば、対物レンズの全長が長くなりすぎることを回避することができる。なお、上記の構成は、コマ収差と非点収差をよりバランスよく補正することが求められる高ＮＡ対物レンズにおいて特に望ましい。

対物レンズがメニスカスレンズ成分と最終レンズ成分との間に負の屈折力を有する単レンズを有する場合には、対物レンズは、以下の条件式（１１）を満たすように構成されることが望ましい。
-0.5 ≦（Ｒ_０１＋Ｒ_０２）／（Ｒ_０１−Ｒ_０２） ≦ 0.5 （１１）
但し、Ｒ_０１は単レンズの物体側のレンズ面の曲率半径である。Ｒ_０２は単レンズの像側のレンズ面の曲率半径である。

条件式（１１）は、コマ収差と非点収差をバランスよく補正するための条件式である。（Ｒ_０１＋Ｒ_０２）／（Ｒ_０１−Ｒ_０２）が上限値を超えないことにより単レンズの像側の凹面の曲率半径が小さくなり過ぎない。そのため、単レンズの像側の凹面に入射する軸外光線の入射角が大きくなりすぎない。従って、非点収差の発生を小さく抑えることができる。また、（Ｒ_０１＋Ｒ_０２）／（Ｒ_０１−Ｒ_０２）が下限値を下回らないことにより、単レンズの像側の凹面の曲率半径が大きくなり過ぎない。この単レンズが配置されている領域では像側の凹面は、第１レンズ群に配置されたレンズの凸面で発生するコマ収差を補正する作用がある。このため、（Ｒ_０１＋Ｒ_０２）／（Ｒ_０１−Ｒ_０２）が下限値を下回らないことによりコマ収差を良好に補正することができる。

なお、対物レンズは、条件式（１１）の代わりに下記の条件式（１１−１）又は条件式（１１−２）を満たすように構成されてもよい。
-0.5 ≦（Ｒ_０１＋Ｒ_０２）／（Ｒ_０１−Ｒ_０２） ≦ 0.3 （１１−１）
-0.5 ≦（Ｒ_０１＋Ｒ_０２）／（Ｒ_０１−Ｒ_０２） ≦ 0 （１１−２）

第２レンズ群が像側に凹面を向けたメニスカスレンズ成分を含み、且つ、そのメニスカスレンズ成分が物体側から順に配置された正レンズと負レンズからなる２枚接合レンズである場合には、対物レンズは、以下の条件式（１２）から条件式（１５）の少なくとも１つを満たすように構成されることが望ましい。
-5 ≦ ν_Ｍ１−ν_Ｍ２ ≦ 60 （１２）
-0.01 ≦θ_Ｍ１−θ_Ｍ２ ≦ 0.15 （１３）
-0.2 ≦ ｎ_Ｍ２−ｎ_Ｍ１ ≦ 0.15 （１４）
-15 ≦ Ｌ／Ｒ_ＭＣ≦ -5 （１５）

但し、ν_Ｍ１はメニスカスレンズ成分である２枚接合レンズに含まれる正レンズのアッベ数である。ν_Ｍ２はその２枚接合レンズに含まれる負レンズのアッベ数である。θ_Ｍ１はその２枚接合レンズに含まれる正レンズの部分分散比である。θ_Ｍ２をその２枚接合レンズに含まれる負レンズの部分分散比である。ｎ_Ｍ１はその２枚接合レンズに含まれる正レンズのｈ線に対する屈折率である。ｎ_Ｍ２はその２枚接合レンズに含まれる負レンズのｈ線に対する屈折率である。Ｒ_ＭＣはその２枚接合レンズの接合面の曲率半径である。

条件式（１２）は、正レンズと負レンズのアッベ数差を規定した式である。ν_Ｍ１−ν_Ｍ２が上限値を超えないことにより、既存の材料を用いて後述する部分分散比の関係を満足することが可能となる。また、ν_Ｍ１−ν_Ｍ２が下限値を下回らないことにより、軸上色収差の発生を小さくすることができる。

条件式（１３）は、測定波長と可視域の両方における軸上色収差を良好に補正するための条件式である。一般的に光学系全体で可視域の軸上色収差を補正すると、ｈ線付近の測定波長では軸上色収差が過剰に補正された状態になる。θ_Ｍ１−θ_Ｍ２が上限値を超えないことにより、ｈ線付近の軸上色収差の過剰補正を抑えながら可視域の色収差を補正することが可能となる。また、θ_Ｍ１−θ_Ｍ２が下限値を下回らないことにより、既存の材料を用いて前述のアッベ数差の関係を満足することが可能となる。

条件式（１４）は、正レンズと負レンズのｈ線に対する屈折率差を規定した式である。ｎ_Ｍ２−ｎ_Ｍ１が上限値を越えず且つ下限値を下回らないことにより、接合面で発生する収差を小さく抑えながら、大きく色収差補正することが可能になる。また、ｎ_Ｍ２−ｎ_Ｍ１が下限値を下回らないことにより、可視域及びｈ線付近の軸上色収差を良好に補正しながら球面収差やコマ収差を小さくすることができる。

条件式（１５）は、物体面から対物レンズの最も像側のレンズ面までの光軸上の距離と接合面の曲率半径の比を規定した式である。Ｌ／Ｒ_ＭＣが上限値を越えないことにより、２枚接合レンズであるメニスカスレンズ成分の接合面を物体側に凹面とし、またその曲率半径を十分に小さくすることができる。このため、可視域およびｈ線付近の軸上色収差を良好に補正しながら球面収差やコマ収差を小さくすることができる。Ｌ／Ｒ_ＭＣが下限値を下回らないことにより、接合面での曲率半径が小さくなりすぎることがないため、メニスカスレンズ成分のレンズ形状を加工しやすい形状にすることができる。

なお、対物レンズは、条件式（１２）の代わりに下記の条件式（１２−１）又は条件式（１２−２）を満たすように構成されてもよい。また、条件式（１３）の代わりに下記の条件式（１３−１）又は条件式（１３−２）を満たすように構成されてもよい。また、条件式（１４）の代わりに下記の条件式（１４−１）又は条件式（１４−２）を満たすように構成されてもよい。また、条件式（１５）の代わりに下記の条件式（１５−１）又は条件式（１５−２）を満たすように構成されてもよい。
-3 ≦ ν_Ｍ１−ν_Ｍ２ ≦ 40 （１２−１）
0 ≦ ν_Ｍ１−ν_Ｍ２ ≦ 30 （１２−２）
-0.05 ≦θ_Ｍ１−θ_Ｍ２ ≦ 0.1 （１３−１）
0 ≦θ_Ｍ１−θ_Ｍ２ ≦ 0.05 （１３−２）
-0.15 ≦ ｎ_Ｍ２−ｎ_Ｍ１ ≦ 0.1 （１４−１）
-0.1 ≦ ｎ_Ｍ２−ｎ_Ｍ１ ≦ 0.02 （１４−２）
-12 ≦ Ｌ／Ｒ_ＭＣ≦ -6 （１５−１）
-10 ≦ Ｌ／Ｒ_ＭＣ≦ -7 （１５−２）

次に、対物レンズが低倍対物レンズである場合、即ち、以下の条件式（１６）を満たす場合について説明する。
ｆ ≧ 10 （１６）

対物レンズは、最も像側に配置された、像側に凸面を向けた正レンズを含むことが望ましい。また、正レンズは、その正レンズの物体側に配置されたレンズと接合されても良く、接合レンズを構成してもよい。一般的に対物レンズの倍率が低倍になるほど、より大きな作動距離が必要とされる。大きな作動距離を有する場合には、第１レンズ群の物体側面でのペッツバール補正が不十分になりやすい。このため、低倍対物レンズでは、像側に凸面を向けた正レンズを最も像側に配置して、第２レンズ群に含まれる像側に凹面を向けたメニスカスレンズ成分とガウス群を形成することが望ましい。これにより、ガウス群の内部でペッツバール和を良好に補正することが可能となるからである。また、低倍対物レンズは広い視野を有している。このため、ペッツバール和の補正によって生じる効果が大きいという点でも、上記構成は低倍対物レンズに好適である。

第１レンズ群は、２つのレンズ成分からなることが望ましい。第１レンズ群を２つ以下のレンズ成分で構成することで、第１レンズ群のスペースを小さくすることができるため、長い作動距離を確保することができる。ただし、第１レンズ群を単一のレンズ成分のみで構成すると第１レンズ群での収差の発生量が大きくなりすぎる。第１レンズ群を２つのレンズ成分で構成することで、長い作動距離と良好な収差補正を両立することができる。上記の構成は、対物レンズが８ｍｍ以上の長い作動距離を有する場合に特に好適である。

第１レンズ群に含まれる第１レンズ成分は、接合レンズであることが望ましい。最も物体面に近い領域に配置された第１レンズ成分が接合レンズであることで、倍率色収差を良好に補正することが可能となる。また、作動距離が長い低倍対物レンズでは、第１レンズ成分の内部でのマージナル光線高が大きくなることから、第１レンズ成分で軸上色収差も良好に補正することができる。さらに、低倍対物レンズは広い視野を有している。このため、倍率色収差の補正によって生じる効果が大きいという点でも、上記構成は低倍対物レンズに好適である。

最も像側に配置された像側に凸面を向けた正レンズが対物レンズに含まれている場合には、対物レンズは、以下の条件式（１７）を満たすように構成されることが望ましい。
63 ≦ ν_Ｅ ≦ 100 （１７）
但し、ν_Ｅは最も像側に配置された正レンズのアッベ数である。

条件式（１７）は、軸上色収差を良好に補正するための条件式である。低倍対物レンズは開口数に対して射出瞳径が大きくなるため、射出端付近でのマージナル光線高が大きくなる。正レンズが条件式（１７）を満たす低分散のレンズであることで、軸上色収差の発生量を小さく抑えることができる。

なお、対物レンズは、条件式（１７）の代わりに下記の条件式（１７−１）又は条件式（１７−２）を満たすように構成されてよい。
66 ≦ ν_Ｅ ≦ 95 （１７−１）
72 ≦ ν_Ｅ ≦ 90 （１７−２）

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、無限遠補正型の顕微鏡対物レンズである。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。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に配置された、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１（第１レンズ成分）と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ２と、接合レンズＣＬ１と、接合レンズＣＬ２と、からなる。

接合レンズＣＬ１は、３枚接合レンズである。接合レンズＣＬ１は、１枚の両凹レンズＬ４と、両凹レンズＬ４の両側に配置された２枚の正レンズ（レンズＬ３、レンズＬ５）と、からなる。レンズＬ３及びレンズＬ５は、それぞれ両凸レンズである。接合レンズＣＬ２は、２枚接合レンズである。接合レンズＣＬ２は、物体側に配置された両凸レンズＬ６と、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、両凸レンズＬ８と、接合レンズＣＬ３と、接合レンズＣＬ４と、両凹レンズＬ１４と、接合レンズＣＬ５からなる。

接合レンズＣＬ３は、３枚接合レンズである。接合レンズＣＬ３は、１枚の両凸レンズＬ１０と、両凸レンズＬ１０の両側に配置された２枚の負レンズ（レンズＬ９、レンズＬ１１）と、からなる。レンズＬ９は像側に凹面を向けたメニスカスレンズであり、レンズＬ１１は両凹レンズである。接合レンズＣＬ４は、２枚接合レンズである。接合レンズＣＬ４は、像側に凹面を向けたメニスカスレンズ成分であり、物体側に配置された正レンズである両凸レンズＬ１２と、像側に配置された負レンズである両凹レンズＬ１３からなる。ここで、レンズＬ１２にはOHARA社ガラスS-NPH1を用い、レンズＬ１３にはOHARA社ガラスS-LAH60を用いている。接合レンズＣＬ５は、２枚接合レンズである。接合レンズＣＬ５は、物体側に配置された両凸レンズＬ１５と、像側に配置された両凹レンズＬ１６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 nh νd
1 INF 4.429
2 -12.2098 2.992 1.92092 40.76
3 -6.6905 0.2
4 -80.5661 1.957 1.87397 37.16
5 -15.84 0.1
6 24.8421 4.877 1.44645 94.93
7 -10.5784 0.677 1.68331 39.68
8 16.466 4.53 1.44645 94.93
9 -16.7623 0.1
10 19.9743 4.76 1.44645 94.93
11 -13.61 0.5 1.68331 39.68
12 -91.6085 0.2
13 28.0489 3.255 1.44645 94.93
14 -18.5445 0.2
15 11.2838 0.705 1.77951 32.26
16 6.0918 5.71 1.44645 94.93
17 -8.6094 0.985 1.77951 32.26
18 263.4436 2.148
19 6.3095 2.352 1.87658 22.76
20 -17.4626 0.885 1.87397 37.16
21 3.7424 3.633
22 -4.4327 0.627 1.60535 61.14
23 12.9237 0.799
24 9.4311 1 1.87658 22.76
25 -18.0882 0.5 1.58604 56.36
26 10.2697

ここで、sは面番号を、rは曲率半径(mm)を、dは面間隔(mm)を、nhはｈ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は物体面を示している。面番号s2,s26が示す面は、それぞれ対物レンズ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。

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は対物レンズと焦点距離１８０ｍｍの結像レンズとを組み合わせたときの倍率、ＦＩＹは最大物体高、ｆ_Ｕ１は第１レンズ成分の焦点距離である。その他のパラメータは、上述したとおりである。
β=100.0, ＦＩＹ=0.09mm, ＮＡ_ｏｂ=0.8, ＲＭＳ_ｈ／λ_ｈ=0.007, Ｄ０=4.429mm, Ｌ=48.122mm, ｆ=1.8mm, Ｒ_１１=-12.2098mm, Ｒ_１２=-6.6905mm, Ｄ_Ｕ１=2.992mm, ｆ_Ｕ１=12.756mm, Ｄ_ＯＭ=25.123mm, Ｄ_Ｇ１=20.694mm, Ｒ_０１=-4.4327mm, Ｒ_０２=12.9237mm, ν_Ｍ１=22.76, ν_Ｍ２=37.16, θ_Ｍ１=0.637, θ_Ｍ２=0.578, ｎ_Ｍ１=1.87658, ｎ_Ｍ２=1.87397, Ｒ_ＭＣ=-17.4626mm, ｆ_Ｇ１=7.668mm, ｆ_Ｇ２=-27.988mm, ν_Ｅ=該当なし

対物レンズ１は、以下に示すように、条件式（１）から条件式（１１）、条件式（１３）、条件式（１４）を満たしている。
（１） ＮＡ_ｏｂ= 0.8
（２） Ｄ０×ＮＡ_ｏｂ= 3.543mm
（３） Ｌ= 48.122mm
（４） ＲＭＳ_ｈ／λ_ｈ= 0.007
（５） Ｒ_１１／（ｆ×ＮＡ_ｏｂ）= -8.479
（６） （Ｒ_１１＋Ｒ_１２）／（Ｒ_１１−Ｒ_１２）= 3.424
（７） Ｄ_Ｕ１／Ｒ_１２= -0.447
（８） Ｄ_Ｇ１／Ｄ_ＯＭ= 0.824
（９） ＮＡ_ｏｂ= 0.8
（１０） ＮＡ_ｏｂ= 0.8
（１１）（Ｒ_０１＋Ｒ_０２）／（Ｒ_０１−Ｒ_０２）=-0.489
（１２） ν_Ｍ１−ν_Ｍ２=-14.4
（１３） θ_Ｍ１−θ_Ｍ２=0.059
（１４） ｎ_Ｍ２−ｎ_Ｍ１=-0.00261
（１５） Ｌ／Ｒ_ＭＣ=-2.756
（１６） ｆ=1.8mm
（１７） 該当なし

図２は、対物レンズ１の収差図であり、像側から無限遠光束を入射したときの物体面における収差を示している。図２（ａ）は球面収差図であり、図２（ｂ）は正弦条件違反量を示す図であり、図２（ｃ）は非点収差図であり、図２（ｄ）は最大物体高の7割（0.06mm）の位置におけるコマ収差図である。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。これらの記載は、以降の実施例でも同様である。図２に示されるように、対物レンズ１では、短波長域（ｈ線）での収差が良好に補正されている。

［実施例２］
図３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、無限遠補正型の顕微鏡対物レンズである。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。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に配置された、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１（第１レンズ成分）と、接合レンズＣＬ１と、からなる。

接合レンズＣＬ１は、２枚接合レンズである。接合レンズＣＬ１は、物体側に配置された両凸レンズＬ２と、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Ｌ３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ＣＬ２と、接合レンズＣＬ３と、接合レンズＣＬ４と、接合レンズＣＬ５からなる。

接合レンズＣＬ２は、２枚接合レンズである。接合レンズＣＬ２は、物体側に配置された物体側に平面を向けた平凹レンズＬ４と、像側に配置された両凸レンズＬ５からなる。接合レンズＣＬ３は、２枚接合レンズである。接合レンズＣＬ３は、物体側に配置された両凸レンズＬ６と、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Ｌ７からなる。接合レンズＣＬ４は、２枚接合レンズである。接合レンズＣＬ４は、像側に凹面を向けたメニスカスレンズ成分であり、物体側に配置された正レンズである両凸レンズＬ８と、像側に配置された負レンズである両凹レンズＬ９からなる。ここで、レンズＬ８にはOHARA社ガラスS-FPL51を用い、レンズＬ９にはOHARA社ガラスS-FSL5を用いている。接合レンズＣＬ５は、２枚接合レンズである。接合レンズＣＬ５は、物体側に配置された物体側に平面を向けた平凸レンズＬ１０と、像側に配置された両凹レンズＬ１１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。なお、面番号s1は物体面を示している。面番号s2,s18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
s r d nh νd
1 INF 5.593
2 -25.6575 3.941 1.84619 46.62
3 -8.338 0.4
4 14.3452 6.122 1.44645 94.93
5 -8.5948 1.5 1.58604 56.36
6 -15.2733 0.4
7 INF 1.4 1.7958 40.1
8 9.1992 5.038 1.44645 94.93
9 -16.0599 0.3
10 21.1726 4.432 1.44645 94.93
11 -9.2601 1.3 1.68331 39.68
12 -38.588 0.3
13 11.5352 6.27 1.50721 81.54
14 -6.3486 5.149 1.49898 70.23
15 7.054 1.823
16 INF 3.222 1.87658 22.76
17 -5.4477 1 1.79918 49.6
18 10.0271

対物レンズ２の各種データは、以下のとおりである。
β=49.6, ＦＩＹ=0.18mm, ＮＡ_ｏｂ=0.60, ＲＭＳ_ｈ／λ_ｈ=0.013, Ｄ０=5.593mm, Ｌ=48.187mm, ｆ=3.628mm, Ｒ_１１=-25.6575mm, Ｒ_１２=-8.338mm, Ｄ_Ｕ１=3.941mm, ｆ_Ｕ１=13.219mm, Ｄ_ＯＭ=17.555mm, Ｄ_Ｇ１=11.963mm, Ｒ_０１=該当なし, Ｒ_０２=該当なし, ν_Ｍ１=81.54, ν_Ｍ２=70.23, θ_Ｍ１=0.538, θ_Ｍ２=0.53, ｎ_Ｍ１=1.50721, ｎ_Ｍ２=1.49898, Ｒ_ＭＣ=-6.3486mm, ｆ_Ｇ１=8.522mm, ｆ_Ｇ２=-36.895mm, ν_Ｅ=該当なし

対物レンズ２は、以下に示すように、条件式（１）から条件式（１０）、条件式（１２）から条件式（１５）を満たしている。
（１） ＮＡ_ｏｂ= 0.60
（２） Ｄ０×ＮＡ_ｏｂ= 3.356mm
（３） Ｌ= 48.187mm
（４） ＲＭＳ_ｈ／λ_ｈ= 0.013
（５） Ｒ_１１／（ｆ×ＮＡ_ｏｂ）= -11.787
（６） （Ｒ_１１＋Ｒ_１２）／（Ｒ_１１−Ｒ_１２）= 1.963
（７） Ｄ_Ｕ１／Ｒ_１２= -0.473
（８） Ｄ_Ｇ１／Ｄ_ＯＭ= 0.681
（９） ＮＡ_ｏｂ= 0.6
（１０） ＮＡ_ｏｂ= 0.6
（１１） 該当なし
（１２） ν_Ｍ１−ν_Ｍ２= 11.31
（１３） θ_Ｍ１−θ_Ｍ２= 0.008
（１４） ｎ_Ｍ２−ｎ_Ｍ１= -0.00823
（１５） Ｌ／Ｒ_ＭＣ= -7.590
（１６） ｆ=3.628mm
（１７） 該当なし

図４は、対物レンズ２の収差図であり、像側から無限遠光束を入射したときの物体面における収差を示している。図４（ａ）は球面収差図であり、図４（ｂ）は正弦条件違反量を示す図であり、図４（ｃ）は非点収差図であり、図４（ｄ）は最大物体高の７割（0.13mm）の位置におけるコマ収差図である。図４に示されるように、対物レンズ２では、短波長域（ｈ線）での収差が良好に補正されている。

［実施例３］
図５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、無限遠補正型の顕微鏡対物レンズである。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。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に配置された、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１（第１レンズ成分）と、接合レンズＣＬ１と、接合レンズＣＬ２と、からなる。

接合レンズＣＬ１は、２枚接合レンズである。接合レンズＣＬ１は、物体側に配置された物体側に平面を向けた平凹レンズＬ２と、像側に配置された両凸レンズＬ３からなる。接合レンズＣＬ２は、２枚接合レンズである。接合レンズＣＬ２は、物体側に配置された両凸レンズＬ４と、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Ｌ５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、接合レンズＣＬ４からなる。

接合レンズＣＬ３は、２枚接合レンズである。接合レンズＣＬ３は、像側に凹面を向けたメニスカスレンズ成分であり、物体側に配置された両凸レンズＬ６と、像側に配置された両凹レンズＬ７からなる。ここで、レンズＬ６にはOHARA社ガラスS-PHM52を用い、レンズＬ７にはOHARA社ガラスS-NBH53を用いている。接合レンズＣＬ４は、２枚接合レンズである。接合レンズＣＬ４は、物体側に配置された両凸レンズＬ８と、像側に配置された両凹レンズＬ９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。なお、面番号s1は物体面を示している。面番号s2,s15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
s r d nh νd
1 INF 7.113
2 -15.5202 9.164 1.92092 40.76
3 -11.0918 0.3
4 INF 1.6 1.75777 34.71
5 18.2347 4.151 1.50721 81.54
6 -20.2882 0.3
7 31.4591 3.283 1.50721 81.54
8 -20.2522 1.7 1.77951 32.26
9 -80.42 0.3
10 11.507 6.642 1.63451 63.33
11 -14.6577 2.641 1.77951 32.26
12 8.8141 3.068
13 23.2103 3.8 1.86494 25.42
14 -8.253 1.15 1.63756 44.27
15 9.7217

対物レンズ３の各種データは、以下のとおりである。
β=19.9, ＦＩＹ=0.45mm, ＮＡ_ｏｂ=0.45, ＲＭＳ_ｈ／λ_ｈ=0.003, Ｄ０=7.113mm, Ｌ=45.212mm, ｆ=9.062mm, Ｒ_１１=-15.5202mm, Ｒ_１２=-11.0918mm, Ｄ_Ｕ１=9.164mm, ｆ_Ｕ１=21.189mm, Ｄ_ＯＭ=27.611mm, Ｄ_Ｇ１=20.498mm, Ｒ_０１=該当なし, Ｒ_０２=該当なし, ν_Ｍ１=63.33, ν_Ｍ２=32.26, θ_Ｍ１=0.544, θ_Ｍ２=0.59, ｎ_Ｍ１=1.63451, ｎ_Ｍ２=1.77951, Ｒ_ＭＣ=-14.6577mm, ｆ_Ｇ１=13.726mm, ｆ_Ｇ２=-77.11mm, ν_Ｅ=該当なし

対物レンズ３は、以下に示すように、条件式（１）から条件式（１０）、条件式（１２）、条件式（１４）を満たしている。
（１） ＮＡ_ｏｂ= 0.45
（２） Ｄ０×ＮＡ_ｏｂ= 3.201mm
（３） Ｌ= 45.212mm
（４） ＲＭＳ_ｈ／λ_ｈ= 0.003
（５） Ｒ_１１／（ｆ×ＮＡ_ｏｂ）= -3.806
（６） （Ｒ_１１＋Ｒ_１２）／（Ｒ_１１−Ｒ_１２）= 6.009
（７） Ｄ_Ｕ１／Ｒ_１２= -0.826
（８） Ｄ_Ｇ１／Ｄ_ＯＭ= 0.742
（９） ＮＡ_ｏｂ= 0.45
（１０） ＮＡ_ｏｂ= 0.45
（１１） 該当なし
（１２） ν_Ｍ１−ν_Ｍ２= 31.07
（１３） θ_Ｍ１−θ_Ｍ２= -0.046
（１４） ｎ_Ｍ２−ｎ_Ｍ１= 0.145
（１５） Ｌ／Ｒ_ＭＣ= -3.085
（１６） ｆ=9.062mm
（１７） 該当なし

図６は、対物レンズ３の収差図であり、像側から無限遠光束を入射したときの物体面における収差を示している。図６（ａ）は球面収差図であり、図６（ｂ）は正弦条件違反量を示す図であり、図６（ｃ）は非点収差図であり、図６（ｄ）は最大物体高のおよそ７割（0.32mm）の位置におけるコマ収差図である。図６に示されるように、対物レンズ３では、短波長域（ｈ線）での収差が良好に補正されている。

［実施例４］
図７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、無限遠補正型の顕微鏡対物レンズである。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。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に配置された、接合レンズＣＬ１（第１レンズ成分）と、両凸レンズＬ３からなる。

接合レンズＣＬ１は、２枚接合レンズである。接合レンズＣＬ１は、物体側に配置された両凹レンズＬ１と、像側に配置された両凸レンズＬ２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ＣＬ２と、接合レンズＣＬ３と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ８からなる。

接合レンズＣＬ２は、２枚接合レンズである。接合レンズＣＬ２は、像側に凹面を向けたメニスカスレンズ成分であり、物体側に配置された両凸レンズＬ４と、像側に配置された両凹レンズＬ５からなる。ここで、レンズＬ４にはOHARA社ガラスS-FPM2を用い、レンズＬ５にはOHARA社ガラスS-NBH5を用いている。接合レンズＣＬ３は、２枚接合レンズである。接合レンズＣＬ３は、物体側に配置された像側に平面を向けた平凹レンズＬ６と、像側に配置された物体側に平面を向けた平凸レンズＬ７からなる。メニスカスレンズＬ８は、最も像側に配置された、像側に凸面を向けた正レンズである。

対物レンズ４のレンズデータは、以下のとおりである。なお、面番号s1は物体面を示している。面番号s2,s14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
s r d nh νd
1 INF 10.842
2 -46.9153 1.5 1.81687 44.2
3 22.3568 6.03 1.44645 94.93
4 -13.2323 0.5
5 21.6414 4 1.58258 71.3
6 -21.6428 1.674
7 12.0569 7.14 1.61009 67.74
8 -12.0689 2.6 1.68331 39.68
9 7.2322 4.48
10 -5.4488 1.45 1.52977 64.14
11 INF 4.76 1.61009 67.74
12 -11.3098 0.42
13 -23.1836 1.95 1.50721 81.54
14 -13.0205

対物レンズ４の各種データは、以下のとおりである。
β=10.0, ＦＩＹ=0.9mm, ＮＡ_ｏｂ=0.30, ＲＭＳ_ｈ／λ_ｈ=0.001, Ｄ０=10.842mm, Ｌ=47.346mm, ｆ=17.968mm, Ｒ_１１=-46.9153mm, Ｒ_１２=-13.2323mm, Ｄ_Ｕ１=7.53mm, ｆ_Ｕ１=207.5mm, Ｄ_ＯＭ=22.872mm, Ｄ_Ｇ１=12.03mm, Ｒ_０１=該当なし, Ｒ_０２=該当なし, ν_Ｍ１=67.74, ν_Ｍ２=39.68, θ_Ｍ１=0.544, θ_Ｍ２=0.574, ｎ_Ｍ１=1.52977, ｎ_Ｍ２=1.61009, Ｒ_ＭＣ=∞mm, ｆ_Ｇ１=15.495 mm, ｆ_Ｇ２=-90.52 mm, ν_Ｅ=81.54

対物レンズ４は、以下に示すように、条件式（１）から条件式（９）、条件式（１２）、条件式（１４）、条件式（１６）、条件式（１７）を満たしている。
（１） ＮＡ_ｏｂ= 0.30
（２） Ｄ０×ＮＡ_ｏｂ= 3.253mm
（３） Ｌ= 47.346mm
（４） ＲＭＳ_ｈ／λ_ｈ= 0.001
（５） Ｒ_１１／（ｆ×ＮＡ_ｏｂ）= -8.703
（６） （Ｒ_１１＋Ｒ_１２）／（Ｒ_１１−Ｒ_１２）= 1.786
（７） Ｄ_Ｕ１／Ｒ_１２= -0.569
（８） Ｄ_Ｇ１／Ｄ_ＯＭ= 0.526
（９） ＮＡ_ｏｂ= 0.3
（１０） ＮＡ_ｏｂ= 0.3
（１１） 該当なし
（１２） ν_Ｍ１−ν_Ｍ２= 28.06
（１３） θ_Ｍ１−θ_Ｍ２= -0.03
（１４） ｎ_Ｍ２−ｎ_Ｍ１= 0.08032
（１５） Ｌ／Ｒ_ＭＣ= 0
（１６） ｆ=17.968mm
（１７） ν_Ｅ=81.54

図８は、対物レンズ４の収差図であり、像側から無限遠光束を入射したときの物体面における収差を示している。図８（ａ）は球面収差図であり、図８（ｂ）は正弦条件違反量を示す図であり、図８（ｃ）は非点収差図であり、図８（ｄ）は最大物体高の７割（0.63mm）の位置におけるコマ収差図である。図８に示されるように、対物レンズ４では、短波長域（ｈ線）での収差が良好に補正されている。

１、２、３、４ 対物レンズ
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群

Claims (23)

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、
   ＮＡ_ｏｂを前記対物レンズの物体側の開口数とし、Ｄ０を物体面から前記対物レンズの最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離とし、Ｌを前記物体面から前記対物レンズの最も像側のレンズ面までの光軸上の距離とし、ＲＭＳ_ｈをｈ線に対する軸上のＲＭＳ波面収差とし、λ_ｈを前記ｈ線の波長とするとき、以下の条件式
   0.2 ≦ ＮＡ_ｏｂ≦ 1 （１）
   2.9mm ≦ Ｄ０×ＮＡ_ｏｂ ≦30mm （２）
   30mm ≦ Ｌ ≦ 70mm （３）
   0.0001 ≦ ＲＭＳ_ｈ／λ_ｈ≦ 0.035 （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、
   ｆを前記対物レンズの焦点距離とし、Ｒ_１１を前記対物レンズに含まれる最も物体側に配置された第１レンズ成分の最も物体側のレンズ面の曲率半径とするとき、以下の条件式
   -30 ≦ Ｒ_１１／（ｆ×ＮＡ_ｏｂ）≦ -1.5 （５）
   を満たすことを特徴とする対物レンズ。
3. 請求項１または請求項２に記載の対物レンズにおいて、
   Ｒ_１１を前記対物レンズに含まれる最も物体側に配置された第１レンズ成分の最も物体側のレンズ面の曲率半径とし、Ｒ_１２を前記第１レンズ成分の最も像側のレンズ面の曲率半径とするとき、以下の条件式
   1 ≦ （Ｒ_１１＋Ｒ_１２）／（Ｒ_１１−Ｒ_１２）≦ 10 （６）
   を満たすことを特徴とする対物レンズ。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の対物レンズにおいて、
   Ｄ_Ｕ１を前記対物レンズに含まれる最も物体側に配置された第１レンズ成分の最も物体側のレンズ面から前記第１レンズ成分の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離とし、Ｒ_１２を前記第１レンズ成分の最も像側のレンズ面の曲率半径とするとき、以下の条件式
   -1 ≦ Ｄ_Ｕ１／Ｒ_１２ ≦ -0.36 （７）
   を満たすことを特徴とする対物レンズ。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の対物レンズにおいて、
   Ｄ_Ｇ１を前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から前記第１レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離とし、Ｄ_ＯＭを前記物体面から前記第１レンズ群の最も像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
   0.3 ≦ Ｄ_Ｇ１／Ｄ_ＯＭ ≦ 0.91 （８）
   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のいずれか１項に記載の対物レンズにおいて、
   前記第１レンズ群は、少なくとも１つの接合レンズを含む
   ことを特徴とする対物レンズ。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の対物レンズにおいて、
   前記第２レンズ群は、少なくとも２つの接合レンズを含む
   ことを特徴とする対物レンズ。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の対物レンズにおいて、
   前記第２レンズ群は、像側に凹面を向けたメニスカスレンズ成分を含む
   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、
   前記メニスカスレンズ成分は、物体側から順に配置された、正レンズと負レンズからなる２枚接合レンズである
   ことを特徴とする対物レンズ。
10. 請求項８又は請求項９に記載の対物レンズにおいて、
    以下の条件式
    ＮＡ_ｏｂ ≧ 0.3 （９）
    を満たし、
    最も像側に配置された、像側に凹面を向けたレンズ成分を含む
    ことを特徴とする対物レンズ。
11. 請求項１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、
    前記第１レンズ群は、少なくとも１つの３枚接合レンズを含む
    ことを特徴とする対物レンズ。
12. 請求項１１に記載の対物レンズにおいて、
    前記第１レンズ群に含まれる前記少なくとも１つの３枚接合レンズの各々は、
    １枚の両凹レンズと、
    前記両凹レンズの両側に配置された２枚の正レンズと、を含む
    ことを特徴とする対物レンズ。
13. 請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の対物レンズにおいて、
    以下の条件式
    ＮＡ_ｏｂ ≧ 0.62 （１０）
    を満たし、
    前記第２レンズ群は、少なくとも１つの３枚接合レンズを含む
    ことを特徴とする対物レンズ。
14. 請求項１３に記載の対物レンズにおいて、
    前記第２レンズ群に含まれる前記少なくとも１つの３枚接合レンズの各々は、
    １枚の両凸レンズと、
    前記両凸レンズの両側に配置された２枚の負レンズと、を含む
    ことを特徴とする対物レンズ。
15. 請求項８に記載の対物レンズにおいて、
    以下の条件式
    ＮＡ_ｏｂ ≧ 0.62 （１０）
    を満たし、
    最も像側に配置されたレンズ成分と前記第２レンズ群に含まれる前記メニスカスレンズ成分との間に配置された、負の屈折力を有する単レンズを含む
    ことを特徴とする対物レンズ。
16. 請求項１５に記載の対物レンズにおいて、
    Ｒ_０１を前記単レンズの物体側のレンズ面の曲率半径とし、Ｒ_０２を前記単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
    -0.5 ≦（Ｒ_０１＋Ｒ_０２）／（Ｒ_０１−Ｒ_０２） ≦ 0.5 （１１）
    を満たすことを特徴とする対物レンズ。
17. 請求項９に記載の対物レンズにおいて、
    ν_Ｍ１を前記２枚接合レンズに含まれる前記正レンズのアッベ数とし、ν_Ｍ２を前記２枚接合レンズに含まれる前記負レンズのアッベ数とし、θ_Ｍ１を前記２枚接合レンズに含まれる前記正レンズの部分分散比とし、θ_Ｍ２を前記２枚接合レンズに含まれる前記負レンズの部分分散比とするとき、
    -5 ≦ ν_Ｍ１−ν_Ｍ２ ≦ 60 （１２）
    -0.01 ≦θ_Ｍ１−θ_Ｍ２ ≦ 0.15 （１３）
    を満たすことを特徴とする対物レンズ。
18. 請求項９又は請求項１７に記載の対物レンズにおいて、
    ｎ_Ｍ１を前記２枚接合レンズに含まれる前記正レンズの前記ｈ線に対する屈折率とし、ｎ_Ｍ２を前記２枚接合レンズに含まれる前記負レンズの前記ｈ線に対する屈折率とするとき、
    -0.2 ≦ ｎ_Ｍ２−ｎ_Ｍ１ ≦ 0.15 （１４）
    を満たすことを特徴とする対物レンズ。
19. 請求項９、請求項１７又は請求項１８に記載の対物レンズにおいて、
    Ｒ_ＭＣを前記２枚接合レンズの接合面の曲率半径とするとき、
    -15 ≦ Ｌ／Ｒ_ＭＣ≦ -5 （１５）
    を満たすことを特徴とする対物レンズ。
20. 請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の対物レンズにおいて、
    前記対物レンズに含まれる最も物体側に配置された第１レンズ成分は、接合レンズである
    ことを特徴とする対物レンズ。
21. 請求項１乃至請求項９のいずれか１項、又は、請求項２０に記載の対物レンズにおいて、
    前記第１レンズ群は、２つのレンズ成分からなる
    ことを特徴とする対物レンズ。
22. 請求項１乃至請求項９のいずれか１項、請求項２０又は請求項２１に記載の対物レンズにおいて、
    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
    ｆ ≧ 10 （１６）
    を満たし、
    最も像側に配置された、像側に凸面を向けた正レンズを含む
    ことを特徴とする対物レンズ。
23. 請求項２２に記載の対物レンズにおいて、
    ν_Ｅを前記最も像側に配置された前記正レンズのアッベ数とするとき、以下の条件式
    63 ≦ ν_Ｅ ≦ 100 （１７）
    を満たすことを特徴とする対物レンズ。

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