JP5993250B2 - 液浸顕微鏡対物レンズ及びそれを用いた顕微鏡 - Google Patents

液浸顕微鏡対物レンズ及びそれを用いた顕微鏡 Download PDF

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Description

本発明は、液浸顕微鏡対物レンズ及びそれを用いた顕微鏡に関する。
近年、生物学や遺伝学の研究において、厚みのある生体標本を生きたまま、高い分解能で蛍光観察したいという要望が出てきている。この要望に応えるためには、顕微鏡対物レンズは、長い作動距離を有している必要がある。また、様々な生体標本を観察するためには、顕微鏡対物レンズは、広い観察範囲や、中程度あるいはそれ以下の倍率を有している必要がある。また、生体標本を高い分解能で観察するためには、顕微鏡対物レンズは、大きい開口数（高ＮＡ）を有している必要がある。
また、このような顕微鏡対物レンズは、共焦点レーザ走査型顕微鏡で用いられることが多い。そのため、顕微鏡対物レンズは、優れた結像性能を有している必要がある。特に、マルチカラー観察に用いられる顕微鏡対物レンズは、軸上色収差や軸外色収差が良好に補正されていることが必要である。
このような要求を満たす顕微鏡対物レンズとしては、液浸顕微鏡対物レンズがある。液浸顕微鏡対物レンズを使用する場合、液浸顕微鏡対物レンズとカバーガラスの間に、液浸媒質が介在する。具体的な液浸媒質としては、水（屈折率１．３３）、培養液（屈折率１．３３）、シリコーンオイル（屈折率１．４０）及びグリセリンと水の混合液（屈折率１．３３〜１．４７）等がある。
液浸顕微鏡対物レンズで生体標本の深部を観察すると、生体標本の屈折率（１．３３〜１．４５）と液浸媒質の屈折率との差により球面収差が発生することがある。この球面収差の発生量を低減するためには、生体標本の屈折率と液浸媒質の屈折率との差を小さくすることが望ましい。更に、球面収差は観察位置（深さ）によって変化するので、液浸顕微鏡対物レンズに補正環を設けることが望ましい。このようにすることで、球面収差を補正できる。
液浸顕微鏡対物レンズとしては、特許文献１〜５に開示された液浸顕微鏡対物レンズがある。
特開２０１０−２７１６９３号公報 特開２０１０−１６０４６５号公報 特開２００３−０１５０４７号公報 特開平１０−３３３０４４号公報 ドイツ特許公開１０２００５０２７４２３号公報
特許文献１に記載された液浸顕微鏡対物レンズでは、倍率、開口数及び作動距離が、それぞれ、３０倍、１．０５〜１．１、０．５３ｍｍ、或いは、４０倍、１．２、０．５３ｍｍである。この液浸顕微鏡対物レンズでは、液浸媒質として屈折率１．４０の浸液が用いられている。
特許文献２に記載された液浸顕微鏡対物レンズでは、倍率、開口数及び作動距離が、それぞれ、４０倍、１．１、０．６〜０．８ｍｍ、或いは、４０倍、１．１５、０．６３ｍｍである。この液浸顕微鏡対物レンズでは、液浸媒質として水が用いられている。
特許文献３に記載された液浸顕微鏡対物レンズでは、倍率、開口数及び作動距離が、それぞれ、４０倍、１．２、０．２ｍｍである。この液浸顕微鏡対物レンズでは、液浸媒質として水が用いられている。
特許文献４に記載された液浸顕微鏡対物レンズでは、倍率、開口数及び作動距離が、それぞれ、４０倍、１．１５、０．２４ｍｍである。この液浸顕微鏡対物レンズでは、液浸媒質として水が用いられている。
特許文献５に記載された液浸顕微鏡対物レンズでは、倍率、開口数及び作動距離が、それぞれ、４０倍、１．１〜１．２、０．２８ｍｍである。この液浸顕微鏡対物レンズでは、液浸媒質として水が用いられている。
特許文献１〜５に開示された液浸顕微鏡対物レンズは、作動距離が比較的長く、倍率は中程度であるが、開口数が十分に大きいとはいえない。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、作動距離が比較的長く、倍率が中程度でありながら、開口数が大きく、諸収差が十分に補正された液浸顕微鏡対物レンズ、及びそれを用いた顕微鏡を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の液浸顕微鏡対物レンズは、物体側から順に、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、第３レンズ群と、第４レンズ群と、第５レンズ群と、からなり、
第１レンズ群は、平凸レンズと物体側に凹面を向けたメニスカスレンズとが接合された接合レンズと、正の屈折力を持つ単レンズと、を含み、
第２レンズ群は、接合レンズからなり、
第３レンズ群は、少なくとも１つの接合レンズを含み、
第４レンズ群は、像側に凹面を向けたメニスカス形状であり、
第５レンズ群は、物体側に凹面を向けた負レンズと、正レンズと、を含み、正レンズは負レンズから離れた位置に配置され、
以下の条件式（１）を満足することを特徴とする。
１．７≦ｎｄLpG1 （１）
ここで、
ｎｄLpG1は、第１レンズ群において最も屈折率が高く、且つ、正の屈折力を持つ単レンズのｄ線に対する屈折率、
である。
また、物体側から順に、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、第３レンズ群と、第４レンズ群と、第５レンズ群と、からなり、
第１レンズ群は、平凸レンズと物体側に凹面を向けたメニスカスレンズとが接合された接合レンズと、正の屈折力を持つ単レンズと、を含み、
第２レンズ群は、接合レンズからなり、
第３レンズ群は、少なくとも１つの接合レンズを含み、
第４レンズ群は、像側に凹面を向けたメニスカス形状であり、
第５レンズ群は、物体側に凹面を向けた負レンズと、正レンズと、を含み、
以下の条件式（１）、（２）、（３−１）を満足することを特徴とする。
１．７≦ｎｄ LpG1 （１）
９≦Ｄ／ｆ≦１３ （２）
０．２８≦|Ｒ ceG1 ／ｆ|≦０．７ （３−１）
ここで、
ｎｄ LpG1 は、第１レンズ群において最も屈折率が高く、且つ、正の屈折力を持つ単レンズのｄ線に対する屈折率、
Ｄは、物体面から液浸顕微鏡対物レンズ最終面までの距離、
ｆは、液浸顕微鏡対物レンズ全系の焦点距離、
Ｒ ceG1 は、第１レンズ群の接合レンズの接合面における曲率半径、
である。
また、本発明の別の液浸顕微鏡対物レンズは、物体側から順に、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、第３レンズ群と、第４レンズ群と、第５レンズ群と、からなり、
第１レンズ群は、平凸レンズと物体側に凹面を向けたメニスカスレンズとが接合された接合レンズと、正の屈折力を持つ単レンズと、を含み、
第２レンズ群は、接合レンズからなり、
第３レンズ群は、少なくとも１つの接合レンズを含み、
第４レンズ群は、像側に凹面を向けたメニスカス形状であり、
第５レンズ群は、物体側に凹面を向けた負レンズと、正レンズと、を含み、
以下の条件式（２）、（３−１）、（４）を満足することを特徴とする。
９≦Ｄ／ｆ≦１３ （２）
０．２８≦|Ｒ ceG1 ／ｆ|≦０．７ （３−１）
０．７２≦Ｈ G5 ／Ｈ G2 ≦０．９ （４）
ここで、
Ｄは、物体面から液浸顕微鏡対物レンズ最終面までの距離、
ｆは、液浸顕微鏡対物レンズ全系の焦点距離、
Ｒ ceG1 は、第１レンズ群の接合レンズの接合面における曲率半径、
Ｈ G2 は、第２レンズ群から射出する軸上マージナル光線の光線高、
Ｈ G5 は、第５レンズ群から射出する軸上マージナル光線の光線高、
である。
また、本発明の顕微鏡は、光源と、照明光学系と、本体部と、観察光学系と、顕微鏡対物レンズを備える顕微鏡であって、顕微鏡対物レンズに上記の液浸顕微鏡対物レンズが用いられることを特徴とする。
本発明によれば、作動距離が比較的長く、倍率が中程度でありながら、開口数が大きく、諸収差が十分に補正された液浸顕微鏡対物レンズ、及びそれを用いた顕微鏡を提供できる。
条件式（４）と（５）の要素値を説明する図である。 本発明の実施例１にかかる液浸顕微鏡対物レンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図である。 本発明の実施例２にかかる液浸顕微鏡対物レンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図である。 本発明の実施例３にかかる液浸顕微鏡対物レンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図である。 本発明の実施例４にかかる液浸顕微鏡対物レンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図である。 本発明の実施例５にかかる液浸顕微鏡対物レンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例１にかかる液浸顕微鏡対物レンズの収差図である。 実施例２にかかる液浸顕微鏡対物レンズの収差図である。 実施例３にかかる液浸顕微鏡対物レンズの収差図である。 実施例４にかかる液浸顕微鏡対物レンズの収差図である。 実施例５にかかる液浸顕微鏡対物レンズの収差図である。 結像レンズの断面図である。 本発明の液浸顕微鏡対物レンズを用いた顕微鏡の図である。
本実施形態の液浸顕微鏡対物レンズは、第１の基本構成と第２の基本構成のいずれか一方を備える。第１の基本構成を備える液浸顕微鏡対物レンズは、物体側から順に、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、第３レンズ群と、第４レンズ群と、第５レンズ群と、を有し、第１レンズ群は、平凸レンズと物体側に凹面を向けたメニスカスレンズとが接合された接合レンズと、正の屈折力を持つ単レンズと、を含み、第２レンズ群は、接合レンズからなり、第３レンズ群は、少なくとも１つの接合レンズを含み、第４レンズ群は、像側に凹面を向けたメニスカス形状であり、第５レンズ群は、物体側に凹面を向けた負レンズと、正レンズと、を含む。
また、第２の基本構成を備える液浸顕微鏡対物レンズは、物体側から順に、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、第３レンズ群と、第４レンズ群と、第５レンズ群と、を有し、第１レンズ群は、平凸レンズと物体側に凹面を向けたメニスカスレンズとが接合された接合レンズと、正の屈折力を持つ単レンズと、を含み、第２レンズ群は、接合レンズからなり、第３レンズ群は、少なくとも１つの接合レンズを含み、第４レンズ群は、像側に凹面を向けたメニスカス形状であり、第５レンズ群は、物体側に凹面を向けた負レンズと、正レンズと、を含み、正レンズは負レンズから離れた位置に配置されている。
第１及び第２の基本構成のいずれにおいても、液浸顕微鏡対物レンズ（以下、適宜、「対物レンズ」という）は、物体側から順に、第１レンズ群と、第２レンズ群と、第３レンズ群と、第４レンズ群と、第５レンズ群と、を備えている。なお、物体側とは標本側を意味する。
そして、第１レンズ群は、平凸レンズと物体側に凹面を向けたメニスカスレンズとが接合された接合レンズと、正の屈折力を持つ単レンズと、を含んでいる。なお、平凸レンズは、物体側に平面を向けて配置されている。
対物レンズの物体側開口数（以下、単に「開口数」という）を大きくすると、より大きな発散角（回折角）の光を、標本から対物レンズに入射させることができる。その結果、標本の微細構造を、より細かく観察することができる。しかしながら、発散角が大きい光は、第１レンズ群における光線高が高い。このような光線を第１レンズ群で急激に曲げると、第１レンズ群において高次収差が発生しやすくなる。
そこで、第１及び第２の基本構成では、第１レンズ群が、接合レンズと正の屈折力を持つ単レンズを含むことで、発散角が大きい光線を、これらのレンズで徐々に曲げるようにしている。このようにすることで、高次収差が大きく発生することを抑えている。なお、正の屈折力を持つ単レンズは１つでも良いが、２つでも良い。このようにすることで、収差の発生をさらに抑えつつ、発散角が大きい光線を曲げることができる。
そして、第２レンズ群と第３レンズ群の各々に、接合レンズを配置している。上記のように、第１レンズ群では、発散角が大きい光線を徐々に曲げるようにしている。そのため、第１レンズ群から出射する光束は、収斂光束になっていない。そこで、第２レンズ群と第３レンズ群で、発散光束を収斂光束に変えている。ここで、第２レンズ群と第３レンズ群の各々は接合レンズを含んでいるので、これらの接合レンズで、発散光束を収斂光束に変えることと、球面収差と色収差の補正を行うことができる。
なお、第２レンズ群は接合レンズからなる。この接合レンズは、３枚のレンズで構成しても良く、２枚のレンズで構成しても良い。接合レンズを２枚のレンズで構成する場合、接合レンズは２つであっても良い。また、第３レンズ群は、接合レンズを少なくとも１つ含む。接合レンズは、３枚のレンズで構成しても良く、２枚のレンズで構成しても良い。接合レンズを２枚のレンズで構成する場合、接合レンズは少なくとも２つであるのが良い。このようにすることで、球面収差や色収差の補正をより良く行なうことができる。
また、第４レンズ群は、像側に凹面を向けたメニスカス形状となっている。また、第５レンズ群は、物体側に凹面を向けた負レンズと、正レンズと、を含んでいる。第４レンズ群は、最も像側の面が像側に向けた凹面で、第５レンズ群は、最も物体側の面が物体側に向けた凹面であるので、第４レンズ群と第５レンズ群は、各々の凹面が向かい合うように配置されている。
第４レンズ群と第５レンズ群を、各々の凹面が向かい合うように配置することで、第４レンズ群と第５レンズ群のレンズ構成をガウスタイプに近づけることができる。ここで、第２レンズ群と第３レンズ群で発散光束が収斂光束に変えられているので、第４レンズ群と第５レンズ群の位置では、光線の高さが低くなっている。よって、第４レンズ群の凹面と第５レンズ群の凹面によって、ペッツバール和を小さくすることができる。
さらに、第２の基本構成では、第５レンズ群において、正レンズを、負レンズから離れた位置に配置している。このようにすることで、コマ収差を良好に補正することができる。
なお、第４レンズ群は、１枚の正レンズと１枚の負レンズを少なくとも有し、合計で２枚あるいは３枚のレンズで構成するのが好ましい。同様に、第５レンズ群は、１枚の正レンズと１枚の負レンズを少なくとも有し、合計で２枚あるいは３枚のレンズで構成するのが好ましい。このようにすることで、各種の収差の補正をより良く行なうことができる。
そして、第１実施形態の対物レンズは、第１の基本構成を備え、以下の条件式（１）、（２）、（３−１）を満足する。
１．７≦ｎｄLpG1 （１）
９≦Ｄ／ｆ≦１３ （２）
０．２８≦|ＲceG1／ｆ|≦０．７ （３−１）
ここで、
ｎｄLpG1は、第１レンズ群において最も屈折率が高く、且つ、正の屈折力を持つ単レンズのｄ線に対する屈折率、
Ｄは、物体面から液浸顕微鏡対物レンズ最終面までの距離、
ｆは、液浸顕微鏡対物レンズ全系の焦点距離、
ＲceG1は、第１レンズ群の接合レンズの接合面における曲率半径、
である。
条件式（１）を満足することで、第１レンズ群での収差の発生を抑えつつ、発散角が大きい光線を曲げることができる。発散角が大きい光線を曲げることで、第２レンズ群以降のレンズ群において、レンズ群を通過する光線の高さを下げることができる。その結果、光学系全体での色収差の発生を極力抑えながら、高次の球面収差と高次のコマ収差の発生を抑えることができる。
条件式（１）の下限値を下回ると、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られなくなる。
なお、条件式（１）に代えて、以下の条件式（１−１）を満足することが好ましい。
１．７≦ｎｄLpG1≦１．９５ （１−１）
条件式（１−１）の上限値を上回ると、第２レンズ群以降での光線高が下がりすぎるので、光学系全体での諸収差を十分に補正することが困難となる。条件式（１−１）の下限値についての技術的意義は、条件式（１）の上限値の下限値についての技術的意義と同じである。
また、広い観察視野を得るためには、倍率は中倍、あるいはそれ以下であることが好ましい。また、高い分解能で生体標本を観察するためには、開口数（ＮＡ）は大きいことが好ましい。条件式（２）を満足することで、倍率を中倍、あるいはそれ以下にすることができ、且つ、開口数を大きくすることができる。
条件式（２）の上限値を上回ると、開口数を大きくする点では有利となるが、倍率が大きくなりすぎるので、広い観察視野を得ることが難しくなる。条件式（２）の下限値を下回ると、倍率を小さくする点では有利となるが、開口数を大きくすることが難しくなる。また、光学系全体での球面収差の補正が困難となる。
本実施形態の対物レンズは、以下の条件式（３）を満足するものであるが、より高い光学性能を実現するために、条件式（３−１）を満足している。
|ＲceG1／ｆ|≦０．７ （３）
０．２８≦|ＲceG1／ｆ|≦０．７ （３−１）
条件式（３）を満足することで、作動距離を長くし、大きな開口数を得ることができる。また、光学系全体での諸収差をバランスよく補正することができる。なお、本実施形態の対物レンズでは、ＲceG1は、平凸レンズと物体側に凹面を向けたメニスカスレンズが接合されている。よって、ＲceG1は、平凸レンズと物体側に凹面を向けたメニスカスレンズの接合面における曲率半径になる。
条件式（３）の上限値を上回ると、接合面の曲率が小さくなる（曲率半径が大きくなる）。この場合、ペッツバール和の補正量が不足するので、光学系全体での像面湾曲が悪化する。
条件式（３−１）の上限値の技術的意義は、条件式（３）の上限値の技術的意義と同じである。条件式（３−１）の下限値を下回ると、接合面の曲率が大きくなる（曲率半径が小さくなる）。この場合、光学系全体での球面収差、コマ収差が悪化する。
なお、条件式（３−１）に代えて、以下の条件式（３−２）を満足することが好ましい。
０．３≦|ＲceG1／ｆ|≦０．６５ （３−２）
また、第２実施形態の対物レンズは、第１の基本構成を備え、以下の条件式（２）、（３−１）、（４）を満足する。
９≦Ｄ／ｆ≦１３ （２）
０．２８≦|ＲceG1／ｆ|≦０．７ （３−１）
０．７２≦ＨG5／ＨG2≦０．９ （４）
ここで、
Ｄは、物体面から液浸顕微鏡対物レンズ最終面までの距離、
ｆは、液浸顕微鏡対物レンズ全系の焦点距離、
ＲceG1は、第１レンズ群の接合レンズの接合面における曲率半径、
ＨG2は、第２レンズ群から射出する軸上マージナル光線の光線高、
ＨG5は、第５レンズ群から射出する軸上マージナル光線の光線高、
である。
条件式（２）と（３−１）の技術的意義は、第１実施形態の対物レンズの説明で述べたとおりである。また、本実施形態の対物レンズにおいても、条件式（３−１）に代えて、条件式（３−２）を満足することが好ましい。
条件式（４）は、第１レンズ群と第２レンズ群の屈折力を規定する条件式である。ＨG2とＨG5を図１に示す。条件式（４）を満足することで、倍率が中程度（例えば、３０倍〜５０倍程度）で、かつ、開口数が大きい対物レンズにおいて、光学系全体での諸収差を良好に補正することができる。なお、軸上マージナル光線は、軸上から出た光線のうち、対物レンズの開口数により決まる最も光線高の高い光線とする。
条件式（４）の上限値を上回ると、第１レンズ群と第２レンズ群の屈折力が大きくなるので、第３レンズ群以降で光線高が低くなる。そのため、光学系全体での像面湾曲やコマ収差を十分に補正することが困難となる。条件式（４）の下限値を下回ると、第１レンズ群の屈折力と第２レンズ群の屈折力が小さくなる。そのため、光学系全体での球面収差や軸上色収差を十分に補正することが困難となる。
なお、条件式（４）に代えて、以下の条件式（４−１）を満足することが好ましい。
０．７４≦ＨG5／ＨG2≦０．８５（４−１）
また、第３実施形態の対物レンズは、第２の基本構成を備え、以下の条件式（１）を満足する。
１．７≦ｎｄLpG1 （１）
ここで、
ｎｄLpG1は、第１レンズ群において最も屈折率が高く、且つ、正の屈折力を持つ単レンズのｄ線に対する屈折率、
である。
条件式（１）の技術的意義は、第１実施形態の対物レンズの説明で述べたとおりである。また、本実施形態の対物レンズにおいても、条件式（１）に代えて、条件式（１−１）を満足することが好ましい。
また、第３実施形態の対物レンズは、条件式（２）を満足することが好ましい。
条件式（２）の技術的意義は、第１実施形態の対物レンズの説明で述べたとおりである。
また、第３実施形態の対物レンズは、条件式（３−１）を満足することが好ましい。
条件式（３−１）の技術的意義は、第１実施形態の対物レンズの説明で述べたとおりである。また、本実施形態の対物レンズにおいても、条件式（３−１）に代えて、条件式（３−２）を満足することが好ましい。
また、第１実施形態及び第３実施形態の対物レンズの各々は、条件式（４）を満足することが好ましい。
条件式（４）の技術的意義は、第２実施形態の対物レンズの説明で述べたとおりである。また、本実施形態の対物レンズにおいても、条件式（４）に代えて、条件式（４−１）を満足することが好ましい。
また、上記の実施形態の対物レンズは、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
０．７≦ＨG4／ＨG2≦０．９ （５）
ここで、
ＨG2は、第２レンズ群から射出する軸上マージナル光線の光線高、
ＨG4は、第４レンズ群に入射する軸上マージナル光線の光線高、
である。
条件式（５）は、第２レンズ群における光線高と第４レンズ群における光線高を規定する条件式である。ＨG2とＨG4を図１に示す。条件式（５）を満足することで、光学系全体での球面収差や軸上色収差を良好に補正することができる。
条件式（５）の上限値を上回ると、光学系全体での球面収差や軸上色収差を良好に補正することが困難となる。条件式（５）の下限値を下回ると、光学系全体での像面湾曲やコマ収差を補正することが困難となる。
なお、条件式（５）に代えて、以下の条件式（５−１）を満足することが好ましい。
０．７３≦ＨG4／ＨG2≦０．８５ （５−１）
また、第１実施形態、第２実施形態及び第３実施形態の対物レンズの各々では、第３レンズ群は光軸方向に移動可能であり、以下の条件式（９）を満足することが好ましい。
|ｆG3／ｆ|≦１５０ （９）
ここで、
ｆG3は、第３レンズ群の焦点距離、
ｆは、液浸顕微鏡対物レンズ全系の焦点距離、
である。
生体標本の観察では、生体標本と対物レンズの間にカバーガラスが介在する。このカバーガラスの厚みには、ある程度のばらつきがある。そのため、基準（例えば、０．１７ｍｍ）とは異なる厚みのカバーガラスが用いられた場合、球面収差が発生する。また、標本や液浸媒質の温度が変化した場合や、生体標本の観察位置（深さ）を変化させた場合にも、球面収差が発生する。このように、様々な要因で球面収差が発生する。
そこで、本実施形態の対物レンズでは、図１に示すように、第３レンズ群を光軸方向に移動させることが好ましい。このようにすることで、球面収差を発生させることができる。ここで、第３レンズ群の移動による球面収差の発生量は、上記要因で発生する球面収差の発生量とほぼ同じである。また、第３レンズ群の移動による球面収差の発生方向は、上記要因で発生する球面収差の発生方向と逆になる。そのため、上記要因で発生した球面収差を、第３レンズ群の移動で打ち消すことができる。その結果、常に球面収差が良好に補正された状態を保つことができる。第３レンズ群の移動は、対物レンズに設けた補正環によって行なえば良い。
条件式（９）は、第３レンズ群の屈折力を規定する条件式である。条件式（９）を満足することで、球面収差が良好に補正された状態を保つことができる。
条件式（９）の上限値を上回ると、第３レンズ群の屈折力が小さくなる。そのため、第３レンズ群を移動させても、球面収差を十分に補正することが困難となる。
また、第４実施形態の対物レンズは、第２の基本構成を備え、以下の条件式（３）を満足する。
|ＲceG1／ｆ|≦０．７ （３）
ここで、
ＲceG1は、第１レンズ群の接合レンズの接合面における曲率半径、
ｆは、液浸顕微鏡対物レンズ全系の焦点距離、
である。
条件式（３）の技術的意義は、第１実施形態の対物レンズの説明で述べたとおりである。また、本実施形態の対物レンズにおいても、条件式（３）に代えて、条件式（３−１）を満足することが好ましい。更には、条件式（３−１）に代えて、条件式（３−２）を満足することが好ましい。
また、上記の実施形態の対物レンズの各々は、以下の条件式（６）を満足することが好ましい。
２５≦νｄLnG5-νｄLpG5≦６０ （６）
ここで、
νｄLnG5は、第５レンズ群の負レンズのアッベ数、
νｄLpG5は、第５レンズ群の正レンズのアッベ数、
である。
条件式（６）を満足することで、倍率の色収差を良好に補正することができる。対物レンズ単独で軸上色収差および倍率の色収差が補正できていると、対物レンズをコンペンゼーションフリー対物レンズとすることができる。コンペンゼーションフリー対物レンズでは、組み合わせるユニット、例えば、結像光学系や照明光学系を選択する際に、選択の自由度が増える。
条件式（６）の上限値を上回ると、倍率の色収差が補正過剰となる。条件式（６）の下限値を下回ると、倍率の色収差が補正不足となる。
なお、条件式（６）に代えて、以下の条件式（６−１）を満足することが好ましい。
３０≦νｄLnG5-νｄLpG5≦４５ （６−１）
また、上記の実施形態の対物レンズの各々は、以下の条件式（７）を満足することが好ましい。
１．６５≦ｎｄLpG5≦１．８５ （７）
ここで、
ｎｄLpG5は、第５レンズ群の正レンズのｄ線に対する屈折率、
である。
コマ収差を良好に補正するためには、屈折率が高い光学ガラスを用いる必要がある。条件式（７）を満足することで、コマ収差を良好に補正することができる。
なお、第５レンズ群の正レンズに用いる光学ガラスは、Ｎｂ２Ｏ５成分、或いは、Ｔａ２Ｏ５成分を含む光学ガラスであることが望ましい。これらの光学ガラスは、屈折率が高く色分散が大きいことに加えて、自家蛍光が小さく、紫外域での透過率が高い。よって、蛍光観察時にコントラストが高く明るい観察が可能である。
条件式（７）の上限値を上回っても、下限値を下回っても、コマ収差を良好に補正することが困難になる。
また、上記の実施形態の対物レンズの各々は、以下の条件式（８）を満足することが好ましい。
２５≦νｄLpG5≦４１ （８）
ここで、
νｄLpG5は、第５レンズ群の正レンズのアッベ数、
である。
倍率の色収差を良好に補正するためには、色分散が大きい（アッベ数νｄが小さい）光学ガラスを用いる必要がある。条件式（８）を満足することで、倍率の色収差を良好に補正することができる。
条件式（８）の上限値を上回っても、下限値を下回っても、倍率の色収差を良好に補正することが困難になる。
なお、第５レンズ群の正レンズは条件式（７）と（８）を満足すること、すなわち、屈折率が高く、且つ、色分散が大きい（アッベ数νｄが小さい）光学ガラスであることが好ましい。
また、本実施形態の顕微鏡は、光源と、照明光学系と、本体部と、観察光学系と、顕微鏡対物レンズを備える顕微鏡であって、顕微鏡対物レンズに上記の液浸顕微鏡対物レンズが用いられることを特徴とする。
以下に、本発明に係る液浸顕微鏡対物レンズの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
以下、本発明の液浸顕微鏡対物レンズの実施例１〜５について説明する。実施例１〜５にかかる液浸顕微鏡対物レンズの光学構成を示す光軸に沿う断面を、それぞれ図２〜６に示す。これらの断面図中、Ｇ１〜Ｇ５は各レンズ群、Ｌ１〜Ｌ１４は各レンズを示している。また、図１２は結像レンズの断面図である。
なお、実施例１〜５の液浸顕微鏡対物レンズは、無限遠補正の顕微鏡対物レンズである。無限遠補正の顕微鏡対物レンズでは、顕微鏡対物レンズから出射する光束が平行になるので、それ自体では結像しない。そのため、この平行光束は、例えば、図１２に示すような結像レンズで集光される。そして、平行光束が集光された位置に物体面（標本面）の像が形成される。この結像レンズを用いる場合、液浸顕微鏡対物レンズと結像レンズとの間隔は、５０ｍｍ以上、１７０ｍｍ以下であれば、いずれの間隔であっても良い。
また、それぞれの実施例において、物体面と液浸顕微鏡対物レンズの間には、物体面側から順に、カバーガラスとシリコーンオイルとが存在する。シリコーンオイルは液浸媒質である。カバーガラスとシリコーンオイルの屈折率とアッベ数は、それぞれ以下のとおりである。
ｎｄ νｄ
カバーガラス 1.521 56.02
シリコーンオイル 1.4041 51.9
シリコーンオイルの屈折率は、生体標本の屈折率（１．３３〜１．４５）に近いため、両者の屈折率差は小さい。そのため、生体標本の深部を観察する場合、シリコーンオイルを液浸媒質として用いると、球面収差の発生が低減される。その結果、生体標本の深部が鮮明に見えるという利点がある。また、シリコーンオイルは自家蛍光が少ないので、蛍光観察時の使用にも適している。また、シリコーンオイルは揮発しにくく、屈折率の変化が少ないため、長時間の観察の使用にも適している。一方、一般的に用いられているグリセリンや、グリセリンと水の混合液は、長時間の観察の使用には適さない。なぜなら、グリセリンは吸湿性を持つことから、時間とともに屈折率が変化するためである。
次に、実施例１にかかる対物レンズについて説明する。実施例１の対物レンズは、図２に示すように、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、第５レンズ群Ｇ５と、からなる。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、平凸正レンズＬ１と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３と、からなる。ここで、平凸正レンズＬ１と負メニスカスレンズＬ２とが接合されている。また、平凸正レンズＬ１は、物体側に平面を向けて配置されている。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸正レンズＬ４と、平凹負レンズＬ５と、平凸正レンズＬ６と、からなる。ここで、両凸正レンズＬ４、平凹負レンズＬ５及び平凸正レンズＬ６が接合されている。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ７と、両凸正レンズＬ８と、両凸正レンズＬ９と、両凹負レンズＬ１０と、からなる。ここで、負メニスカスレンズＬ７と両凸正レンズＬ８とが接合されている。また、両凸正レンズＬ９と両凹負レンズＬ１０とが接合されている。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と、からなる。ここで、正メニスカスレンズＬ１１と負メニスカスレンズＬ１２とが接合されている。第４レンズ群Ｇ４は、像側に凹面を向けたメニスカス形状になっている。
第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、両凹負レンズＬ１３と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１４と、からなる。ここで、両凹負レンズＬ１３と正メニスカスレンズＬ１４とは接合されておらず、両者は離れて配置されている。
次に、実施例２にかかる対物レンズについて説明する。実施例２の対物レンズは、図３に示すように、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、第５レンズ群Ｇ５と、からなる。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、平凸正レンズＬ１と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３と、からなる。ここで、平凸正レンズＬ１と負メニスカスレンズＬ２とが接合されている。また、平凸正レンズＬ１は、物体側に平面を向けて配置されている。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸正レンズＬ４と、平凹負レンズＬ５と、平凸正レンズＬ６と、からなる。ここで、両凸正レンズＬ４、平凹負レンズＬ５及び平凸正レンズＬ６が接合されている。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凹負レンズＬ７と、両凸正レンズＬ８と、両凸正レンズＬ９と、両凹負レンズＬ１０と、からなる。ここで、両凹負レンズＬ７と両凸正レンズＬ８とが接合されている。また、両凸正レンズＬ９と両凹負レンズＬ１０とが接合されている。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、両凸正レンズＬ１１と、両凹負レンズＬ１２と、からなる。ここで、両凸正レンズＬ１１と両凹負レンズＬ１２とが接合されている。第４レンズ群Ｇ４は、像側に凹面を向けたメニスカス形状になっている。
第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、両凹負レンズＬ１３と、平凸正レンズＬ１４と、からなる。ここで、両凹負レンズＬ１３と平凸正レンズＬ１４とは接合されておらず、両者は離れて配置されている。
次に、実施例３にかかる対物レンズについて説明する。実施例３の対物レンズは、図４に示すように、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、第５レンズ群Ｇ５と、からなる。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、平凸正レンズＬ１と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３と、からなる。ここで、平凸正レンズＬ１と負メニスカスレンズＬ２とが接合されている。また、平凸正レンズＬ１は、物体側に平面を向けて配置されている。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸正レンズＬ４と、平凹負レンズＬ５と、平凸正レンズＬ６と、からなる。ここで、両凸正レンズＬ４、平凹負レンズＬ５及び平凸正レンズＬ６が接合されている。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凹負レンズＬ７と、両凸正レンズＬ８と、両凸正レンズＬ９と、両凹負レンズＬ１０と、からなる。ここで、両凹負レンズＬ７と両凸正レンズＬ８とが接合されている。また、両凸正レンズＬ９と両凹負レンズＬ１０とが接合されている。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、両凸正レンズＬ１１と、両凹負レンズＬ１２と、からなる。ここで、両凸正レンズＬ１１と両凹負レンズＬ１２とが接合されている。第４レンズ群Ｇ４は、像側に凹面を向けたメニスカス形状になっている。
第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１３と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１４と、からなる。ここで、負メニスカスレンズＬ１３と正メニスカスレンズＬ１４とは接合されておらず、両者は離れて配置されている。
次に、実施例４にかかる対物レンズについて説明する。実施例４の対物レンズは、図５に示すように、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、第５レンズ群Ｇ５と、からなる。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、平凸正レンズＬ１と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３と、からなる。ここで、平凸正レンズＬ１と負メニスカスレンズＬ２とが接合されている。また、平凸正レンズＬ１は、物体側に平面を向けて配置されている。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸正レンズＬ４と、両凹負レンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、からなる。ここで、両凸正レンズＬ４、両凹負レンズＬ５及び両凸正レンズＬ６が接合されている。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ７と、両凸正レンズＬ８と、両凹負レンズＬ９と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１０と、からなる。ここで、負メニスカスレンズＬ７、両凸正レンズＬ８及び両凹負レンズＬ９が接合されている。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、からなる。ここで、正メニスカスレンズＬ１１と負メニスカスレンズＬ１２とが接合されている。第４レンズ群Ｇ４は、像側に凹面を向けたメニスカス形状になっている。
第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１３と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１４と、からなる。ここで、負メニスカスレンズＬ１３と正メニスカスレンズＬ１４とは接合されておらず、両者は離れて配置されている。
次に、実施例５にかかる対物レンズについて説明する。実施例５の対物レンズは、図６に示すように、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、第５レンズ群Ｇ５と、からなる。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、平凸正レンズＬ１と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３と、からなる。ここで、平凸正レンズＬ１と負メニスカスレンズＬ２とが接合されている。また、平凸正レンズＬ１は、物体側に平面を向けて配置されている。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸正レンズＬ４と、平凹負レンズＬ５と、平凸正レンズＬ６と、からなる。ここで、両凸正レンズＬ４、平凹負レンズＬ５及び平凸正レンズＬ６が接合されている。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ７と、両凸正レンズＬ８と、両凸正レンズＬ９と、両凹負レンズＬ１０と、からなる。ここで、負メニスカスレンズＬ７と両凸正レンズＬ８とが接合されている。また、両凸正レンズＬ９と両凹負レンズＬ１０とが接合されている。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、両凸正レンズＬ１１と、両凹負レンズＬ１２と、からなる。ここで、両凸正レンズＬ１１と両凹負レンズＬ１２とが接合されている。第４レンズ群Ｇ４は、像側に凹面を向けたメニスカス形状になっている。
第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、両凹負レンズＬ１３と、両凸正レンズＬ１４と、からなる。ここで、両凹負レンズＬ１３と両凸正レンズＬ１４とは接合されておらず、両者は離れて配置されている。
次に、上記各実施例の液浸顕微鏡対物レンズを構成する光学部材の数値データを掲げる。なお、各実施例の数値データにおいて、ｒ１、ｒ２、…は各レンズ面の曲率半径、ｄ１、ｄ２、…は各レンズの肉厚または空気間隔、ｎｄ１、ｎｄ２、…は各レンズのｄ線での屈折率、νｄ１、νｄ２、…は各レンズのアッべ数、ＮＡは開口数、ｆは液浸顕微鏡対物レンズ全系の焦点距離、βは倍率、ＷＤは作動距離を示している。なお、倍率βは、後述の結像レンズ（焦点距離１８０ｍｍ）と組み合わせたときの倍率である。また、作動距離ＷＤはカバーガラス面から第１レンズ群Ｇ１のレンズＬ１までの距離であって、カバーガラスの厚みが０．１７ｍｍの時の距離である。
また、物体面から第１面（ｒ１）まではカバーガラスであって、各種データにおけるｄＣＧはカバーガラスの厚みである。また、第１面（ｒ１）から第２面（ｒ２）までは液浸媒質の層であって、液浸媒質はシリコーンオイルである。
数値実施例１
単位ｍｍ
ＮＡ＝１．２５、ｆ＝４．５ｍｍ、β＝−４０、ＷＤ＝０．３２ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物体面 ∞ 0.1700 1.52100 56.02
1 ∞ 0.3200 1.40409 51.90
2 ∞ 0.4000 1.45852 67.83
3 -1.3950 3.5322 1.88300 40.76
4 -3.4321 0.1500
5 -9.2837 4.3116 1.77250 49.60
6 -6.8665 0.2000
7 14.0638 6.5471 1.43875 94.93
8 -10.0223 0.7870 1.63775 42.41
9 ∞ 3.0478 1.43875 94.93
10 -13.7747 0.5576
11 82.2850 0.8000 1.63775 42.41
12 8.4060 7.0315 1.43875 94.93
13 -17.2089 0.1100
14 19.0254 4.1463 1.43875 94.93
15 -15.0822 0.8000 1.63775 42.41
16 28.8443 0.3816
17 7.9233 5.2019 1.59522 67.74
18 67.1939 1.1359 1.73800 32.26
19 5.8075 3.9126
20 -5.1016 1.2220 1.51633 64.14
21 57.9651 1.4240
22 -95.4820 3.7470 1.73800 32.26
23 -9.3550

各種データ
ｄＣＧ d1 d10 d16
0.13 0.3566 0.3114 0.6277
0.17 0.3200 0.5576 0.3816
0.19 0.3017 0.6891 0.2500
数値実施例２
単位ｍｍ
ＮＡ＝１．２５、ｆ＝４．５ｍｍ、β＝−４０、ＷＤ＝０．３２ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物体面 ∞ 0.1700 1.52100 56.02
1 ∞ 0.3200 1.40409 51.90
2 ∞ 0.4000 1.45852 67.83
3 -1.7624 3.5046 1.88300 40.76
4 -3.4091 0.1500
5 -8.6778 4.2881 1.77250 49.60
6 -6.7497 0.2000
7 12.2212 6.5471 1.43875 94.93
8 -10.6549 0.8065 1.63775 42.41
9 ∞ 2.7190 1.43875 94.93
10 -15.8169 0.5512
11 -69.1532 0.8126 1.63775 42.41
12 8.8683 6.8298 1.43875 94.93
13 -16.1332 0.1100
14 18.0216 4.2625 1.43875 94.93
15 -17.4364 0.8000 1.63775 42.41
16 81.1488 0.3717
17 7.5273 5.2170 1.59522 67.74
18 -33.8266 1.1546 1.73800 32.26
19 5.4120 4.0761
20 -4.8305 1.2559 1.51633 64.14
21 35.7961 1.4367
22 ∞ 3.7849 1.73800 32.26
23 -9.4770

各種データ
ｄＣＧ d1 d10 d16
0.13 0.3559 0.3224 0.6004
0.17 0.3200 0.5512 0.3717
0.19 0.3021 0.6728 0.2500
数値実施例３
単位ｍｍ
ＮＡ＝１．２５、ｆ＝４．５ｍｍ、β＝−４０、ＷＤ＝０．３２ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物体面 ∞ 0.1700 1.52100 56.02
1 ∞ 0.3200 1.40409 51.90
2 ∞ 0.2476 1.45852 67.83
3 -1.4962 3.5501 1.88300 40.76
4 -3.2760 0.1500
5 -9.5679 4.2848 1.71299 53.87
6 -6.6319 0.2000
7 11.4309 6.8168 1.43875 94.93
8 -10.1207 0.8415 1.63775 42.41
9 ∞ 2.5617 1.43875 94.93
10 -15.1568 0.5524
11 -62.2065 0.8521 1.63775 42.41
12 8.0070 6.8291 1.43875 94.93
13 -15.8534 0.1100
14 19.6335 3.1256 1.43875 94.93
15 -23.2331 0.8000 1.63775 42.41
16 132.0697 0.3481
17 7.6700 5.1853 1.59522 67.74
18 -39.8916 1.1362 1.73800 32.26
19 5.4212 3.8032
20 -4.8225 1.6221 1.51633 64.14
21 -74.7927 1.6836
22 -30.0611 4.5478 1.80000 29.84
23 -10.1150

各種データ
ｄＣＧ d1 d10 d16
0.13 0.3560 0.3726 0.5280
0.17 0.3200 0.5524 0.3481
0.19 0.3021 0.6506 0.2500
数値実施例４
単位ｍｍ
ＮＡ＝１．２５、ｆ＝４．５ｍｍ、β＝−４０、ＷＤ＝０．３２ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物体面 ∞ 0.1700 1.52100 56.02
1 ∞ 0.3200 1.40409 51.90
2 ∞ 0.4400 1.45852 67.83
3 -1.4746 3.7200 1.88300 40.76
4 -3.7818 0.1000
5 -7.6275 3.3311 1.88300 40.76
6 -6.2942 0.1000
7 12.1532 7.1087 1.43875 94.93
8 -10.0598 0.7998 1.63775 42.41
9 59.1496 3.9699 1.43875 94.93
10 -14.2179 0.4732
11 15.3439 1.5000 1.63775 42.41
12 6.3285 7.9557 1.43875 94.93
13 -18.2564 0.8000 1.73800 32.26
14 51.1906 0.1000
15 20.2965 1.5341 1.43875 94.93
16 284.6979 0.4924
17 6.9188 5.2227 1.59522 67.74
18 1300.9897 1.2086 1.73800 32.26
19 4.4627 5.3859
20 -5.3716 1.0814 1.48749 70.23
21 -29.1795 0.8000
22 -132.8007 3.2468 1.80000 29.84
23 -10.5635

各種データ
ｄＣＧ d1 d10 d16
0.13 0.3568 0.2551 0.7105
0.17 0.3200 0.4732 0.4924
0.19 0.3016 0.5897 0.3758
数値実施例５
単位ｍｍ
ＮＡ＝１．２５、ｆ＝４．５ｍｍ、β＝−４０、ＷＤ＝０．３２ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物体面 ∞ 0.1700 1.52100 56.02
1 ∞ 0.3200 1.40409 51.90
2 ∞ 0.7336 1.45852 67.83
3 -2.9249 3.7791 1.88300 40.76
4 -3.7532 0.1500
5 -9.3280 4.4924 1.71299 53.87
6 -7.5419 0.2000
7 13.6308 6.9099 1.43875 94.93
8 -11.1019 0.8003 1.63775 42.41
9 ∞ 2.9601 1.43875 94.93
10 -15.9762 0.5221
11 388.1079 0.8008 1.63775 42.41
12 9.3142 5.9155 1.43875 94.93
13 -23.9435 0.1100
14 15.4499 3.9671 1.43875 94.93
15 -19.6742 0.8000 1.63775 42.41
16 45.7017 0.4065
17 7.5970 5.3517 1.59522 67.74
18 -37.3263 1.2132 1.73800 32.26
19 5.4050 4.0438
20 -4.9750 0.8173 1.51633 64.14
21 23.7696 1.5858
22 150.2185 3.8112 1.73800 32.26
23 -9.6243

各種データ
ｄＣＧ d1 d10 d16
0.13 0.3554 0.2133 0.7154
0.17 0.3200 0.5221 0.4065
0.19 0.3022 0.6787 0.2500
結像レンズ
単位ｍｍ
面番号 r d nd νd
1 68.7541 7.7321 1.48749 70.23
2 -37.5679 3.4742 1.80610 40.92
3 -102.8477 0.6973
4 84.3099 6.0238 1.83400 37.16
5 -50.7100 3.0298 1.64450 40.82
6 40.6619

焦点距離 180
図７〜１１は、実施例１〜５にかかる液浸顕微鏡対物レンズの収差図である。各実施例の収差図は、液浸顕微鏡対物レンズと結像レンズとの間隔を１２０ｍｍとした場合の図である。これらの収差図において、”ＩＭ．Ｈ”は像高である。また、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ、球面収差（ＳＡ）、正弦条件違反量（ＯＳＣ）、非点収差（ＡＳ）、横のコマ収差（ＤＹＹ）を示している。横のコマ収差（ＤＹＹ）は、ＩＭ．Ｈ５．５時の場合である。なお、コマ収差（ＤＹＹ）における縦軸は開口比である。
次に、各実施例における条件式（１）〜（９）の値を掲げる。
条件式 実施例１ 実施例２ 実施例３ 実施例４ 実施例５
(1)ndLpG1 1.77250 1.77250 1.71299 1.88300 1.71299
(2)D/f 11.1 11.1 11.1 11.1 11.1
(3)|RceG1/f| 0.310 0.392 0.333 0.328 0.650
(4)HG5/HG2 0.742 0.802 0.852 0.747 0.742
(5)HG4/HG2 0.740 0.814 0.834 0.782 0.778
(6)νdLnG5-νdLpG5 31.88 31.88 34.3 40.39 31.88
(7)ndLpG5 1.73800 1.73800 1.80000 1.80000 1.73800
(8)νdLpG5 32.26 32.26 29.84 29.84 32.26
(9)|fG3/f| 94.42 31.02 26.37 129.92 31.98
また、条件式（１）〜（６）の要素値を掲げる。
要素 実施例１ 実施例２ 実施例３ 実施例４ 実施例５
f 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5
D 49.936 49.768 49.738 49.86 49.86
RceG1 -1.3950 -1.7624 -1.4962 -1.4746 -2.9249
HG2 7.558 6.985 6.585 7.599 7.559
HG4 5.592 5.690 5.498 5.940 5.882
HG5 5.608 5.601 5.610 5.679 5.606
νdLnG5 64.14 64.14 64.14 70.23 64.14
νdLpG5 32.26 32.26 29.84 29.84 32.26
fG3 424.87 139.57 118.64 584.65 143.919
図１３は、本実施形態の顕微鏡を示す図である。図１３には、顕微鏡の一例として、レーザ走査型鏡焦点顕微鏡の外観構成例が示されている。図１３に示すように、顕微鏡１０は、本体１、対物レンズ２、レボルバ３、対物レンズ上下機構４、ステージ５、落射照明装置６、観察鏡筒７、共焦点スキャナー８を有する。また、顕微鏡１０には画像処理装置２０が接続され、この画像処理装置２０に画像表示装置２１が接続されている。本実施形態の顕微鏡では、この対物レンズ２に、本実施形態の液浸顕微鏡対物レンズが用いられている。
ステージ５は本体１に設けられている。このステージ５の上に、試料９が載置される。また、本体の１上方に、落射照明装置６が設けられている。この、落射照明装置６によって、照明光が試料９に照射される。試料９からの光は、対物レンズ２を通過して観察鏡筒７に到達する。ユーザは、観察鏡筒７を介して、試料９を観察することができる。
また、本体１の後方（紙面右側）には、レーザ光源（不図示）と共焦点スキャナー８が設けられている。レーザ光源と共焦点スキャナー８は、ファイバ（不図示）で接続されている。共焦点スキャナー８は、ガルバノスキャナー、ピンホール、及び光検出素子などが内部に配置されている。レーザ光源からの光は、共焦点スキャナー８を通過後、対物レンズ２に入射する。対物レンズ２は、ステージ５の下方に位置している。よって、下方からも試料９の照明が行なわれる。
試料９からの光（反射光や蛍光）は、対物レンズ２を通過後、共焦点スキャナー８のピンホールを介して、光検出素子で検出される。これにより、共焦点観察ができる。共焦点観察では、試料９の断面像を得ることができる。
レボルバ３には、対物レンズ上下機構４が接続されている。対物レンズ上下機構４は、対物レンズ２（レボルバ３）を、光軸方向に移動させることができる。試料９の光軸方向の断面像を複数得る場合は、対物レンズ上下機構４によって対物レンズ２を移動させればよい。
共焦点スキャナー８で得られた信号は、画像処理装置２０に送信される。画像処理装置２０で信号処理が行なわれ、試料９の画像が画像表示装置２１で表示される。
上記の例では、本実施形態の液浸顕微鏡対物レンズを、レーザ走査型鏡焦点顕微鏡に用いている。しかしながら、本実施形態の液浸顕微鏡対物レンズを、例えば、従来の（非走査型の）倒立側顕微鏡や正立型顕微鏡に用いることもできる。
なお、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変形例をとることができる。
以上のように、本発明は、作動距離が比較的長く、倍率が中程度でありながら、開口数が大きく、諸収差が十分に補正された液浸顕微鏡対物レンズ、及びそれを用いた顕微鏡に適している。
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｇ４ 第４レンズ群
Ｇ５ 第５レンズ群
１ 本体
２ 対物レンズ
３ レボルバ
４ 対物レンズ上下機構
５ ステージ
６ 落射照明装置
７ 観察鏡筒
８ 共焦点スキャナー
９ 試料
１０ 顕微鏡
２０ 画像処理装置
２１ 画像表示装置

Claims (9)

  1. 物体側から順に、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、第３レンズ群と、第４レンズ群と、第５レンズ群と、からなり、
    前記第１レンズ群は、平凸レンズと物体側に凹面を向けたメニスカスレンズとが接合された接合レンズと、正の屈折力を持つ単レンズと、を含み、
    前記第２レンズ群は、接合レンズからなり、
    前記第３レンズ群は、少なくとも１つの接合レンズを含み、
    前記第４レンズ群は、像側に凹面を向けたメニスカス形状であり、
    前記第５レンズ群は、物体側に凹面を向けた負レンズと、正レンズと、を含み、前記正レンズは前記負レンズから離れた位置に配置され、
    以下の条件式（１）を満足することを特徴とする液浸顕微鏡対物レンズ。
    １．７≦ｎｄLpG1 （１）
    ここで、
    ｎｄLpG1は、前記第１レンズ群において最も屈折率が高く、且つ、正の屈折力を持つ単レンズのｄ線に対する屈折率、
    である。
  2. 以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１に記載の液浸顕微鏡対物レンズ。
    ９≦Ｄ／ｆ≦１３ （２）
    ここで、
    Ｄは、物体面から前記液浸顕微鏡対物レンズ最終面までの距離、
    ｆは、前記液浸顕微鏡対物レンズ全系の焦点距離、
    である。
  3. 以下の条件式（３−１）を満足することを特徴とする請求項２に記載の液浸顕微鏡対物レンズ。
    ０．２８≦|ＲceG1／ｆ|≦０．７ （３−１）
    ここで、
    ＲceG1は、前記第１レンズ群の接合レンズの接合面における曲率半径、
    ｆは、前記液浸顕微鏡対物レンズ全系の焦点距離、
    である。
  4. 以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項３に記載の液浸顕微鏡対物レンズ。
    ０．７２≦ＨG5／ＨG2≦０．９ （４）
    ここで、
    ＨG2は、前記第２レンズ群から射出する軸上マージナル光線の光線高、
    ＨG5は、前記第５レンズ群から射出する軸上マージナル光線の光線高、
    である。
  5. 以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求４に記載の液浸顕微鏡対物レンズ。
    ０．７≦ＨG4／ＨG2≦０．９ （５）
    ここで、
    ＨG2は、前記第２レンズ群から射出する軸上マージナル光線の光線高、
    ＨG4は、前記第４レンズ群に入射する軸上マージナル光線の光線高、
    である。
  6. 前記第３レンズ群は光軸方向に移動可能であり、
    以下の条件式（９）を満足することを特徴とする請求項５に記載の液浸顕微鏡対物レンズ。
    |ｆG3／ｆ|≦１５０ （９）
    ここで、
    ｆG3は、前記第３レンズ群の焦点距離、
    ｆは、前記液浸顕微鏡対物レンズ全系の焦点距離、
    である。
  7. 物体側から順に、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、第３レンズ群と、第４レンズ群と、第５レンズ群と、からなり、
    前記第１レンズ群は、平凸レンズと物体側に凹面を向けたメニスカスレンズとが接合された接合レンズと、正の屈折力を持つ単レンズと、を含み、
    前記第２レンズ群は、接合レンズからなり、
    前記第３レンズ群は、少なくとも１つの接合レンズを含み、
    前記第４レンズ群は、像側に凹面を向けたメニスカス形状であり、
    前記第５レンズ群は、物体側に凹面を向けた負レンズと、正レンズと、を含み、
    以下の条件式（１）、（２）、（３−１）を満足することを特徴とする液浸顕微鏡対物レンズ。
    １．７≦ｎｄLpG1 （１）
    ９≦Ｄ／ｆ≦１３ （２）
    ０．２８≦|ＲceG1／ｆ|≦０．７ （３−１）
    ここで、
    ｎｄLpG1は、前記第１レンズ群において最も屈折率が高く、且つ、正の屈折力を持つ単レンズのｄ線に対する屈折率、
    Ｄは、物体面から前記液浸顕微鏡対物レンズ最終面までの距離、
    ｆは、前記液浸顕微鏡対物レンズ全系の焦点距離、
    ＲceG1は、前記第１レンズ群の接合レンズの接合面における曲率半径、
    である。
  8. 物体側から順に、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、第３レンズ群と、第４レンズ群と、第５レンズ群と、からなり、
    前記第１レンズ群は、平凸レンズと物体側に凹面を向けたメニスカスレンズとが接合された接合レンズと、正の屈折力を持つ単レンズと、を含み、
    前記第２レンズ群は、接合レンズからなり、
    前記第３レンズ群は、少なくとも１つの接合レンズを含み、
    前記第４レンズ群は、像側に凹面を向けたメニスカス形状であり、
    前記第５レンズ群は、物体側に凹面を向けた負レンズと、正レンズと、を含み、
    以下の条件式（２）、（３−１）、（４）を満足することを特徴とする液浸顕微鏡対物レンズ。
    ９≦Ｄ／ｆ≦１３ （２）
    ０．２８≦|ＲceG1／ｆ|≦０．７ （３−１）
    ０．７２≦ＨG5／ＨG2≦０．９ （４）
    ここで、
    Ｄは、物体面から前記液浸顕微鏡対物レンズ最終面までの距離、
    ｆは、前記液浸顕微鏡対物レンズ全系の焦点距離、
    ＲceG1は、前記第１レンズ群の接合レンズの接合面における曲率半径、
    ＨG2は、前記第２レンズ群から射出する軸上マージナル光線の光線高、
    ＨG5は、前記第５レンズ群から射出する軸上マージナル光線の光線高、
    である。
  9. 光源と、照明光学系と、本体部と、観察光学系と、顕微鏡対物レンズを備える顕微鏡であって、
    前記顕微鏡対物レンズに請求項１〜８のいずれか１項に記載の液浸顕微鏡対物レンズが用いられることを特徴とする顕微鏡。
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