(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、像側に凸面を向けた正レンズを有し、固定された  第１レンズ群Ｇ１と、
負レンズと正レンズとを、物体側よりこの順に貼り合せた、貼合わせレンズから成り、  光軸方向に沿って移動可能な第２レンズ群Ｇ２と、
正レンズと負レンズとを、物体側よりこの順に貼り合せた正の屈折力の貼合わせレンズ  と、正レンズとを有し、固定された第３レンズ群Ｇ３と、
正レンズと負レンズとを、物体側よりこの順に貼り合せた負の屈折力の貼合わせレンズ  からなり、固定された第４レンズ群Ｇ４、
から構成され、以下の条件式を満足することを特徴とする、顕微鏡対物レンズ。
９  ＜  ｆ２／Ｆ  ＜  ２４          ・・・（１）
｜ｒ１１｜／Ｆ  ＜  ４              ・・・（２）
−１．１  ＜  ｒ１２／Ｆ  ＜  −０．８・・・（３）
０．０１  ＜  ｄ１２／Ｆ  ＜  ０．３  ・・・（４）
Ｆ：全系の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
ｒ１１：前記第１レンズ群Ｇ１の最も物体側の曲率半径
ｒ１２：前記第１レンズ群Ｇ１の最も像側の曲率半径
ｄ１２：前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間の距離
【請求項２】
前記第２レンズ群Ｇ２の前記負レンズの屈折率をｎ２１とし、前記第２レ    ンズ群Ｇ２の前記正レンズの屈折率をｎ２２とし、前記第３レンズ群Ｇ３の前記貼合    わせレンズの前記正レンズの屈折率をｎ３１とし、前記第３レンズ群Ｇ３の前記貼り    合わせレンズの前記負レンズの屈折率をｎ３２とするとき、
ｎ２１−ｎ２２  ＞  ０．１３    ・・・（５）
ｎ３２−ｎ３１  ＞  ０．２      ・・・（６）
の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡対物レンズ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、顕微鏡対物レンズに関し、特に、カバーガラスの厚さの変化に対応できる所謂、補正環付き顕微鏡対物レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、観察時に使用されるカバーガラスやシャーレ等の厚みで発生した球面収差を補正可能な顕微鏡対物レンズがある。これらの顕微鏡対物レンズは、カバーガラスからこの顕微鏡対物レンズの第１面までの距離である作動距離を長くするように設計されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の顕微鏡対物レンズでは、作動距離を長くするように設計すると、諸収差の補正が困難になるという欠点があった。
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、倍率が２０倍程度で、作動距離（以下Ｗ．Ｄ．とする）が充分長く、カバーガラスの厚さの変化に対応できる収差補正が可能な所謂、補正環付で、特に像面の平坦性の良好な、枚数の少ない顕微鏡対物レンズを提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、物体側から順に、像側に凸面を向けた正レンズを有し、固定された第１レンズ群Ｇ１と、負レンズと正レンズとを、物体側よりこの順に貼り合せた貼合わせレンズから成り、光軸方向に沿って移動可能な第２レンズ群Ｇ２と、正レンズと負レンズとを、物体側よりこの順に貼り合せた正の屈折力の貼合わせレンズと、正レンズとを有し、固定された第３レンズ群Ｇ３と、正レンズと負レンズとを、物体側よりこの順に貼り合せた負の屈折力の貼合わせレンズからなり、固定された第４レンズ群Ｇ４、から構成され、条件式
９  ＜  ｆ２／Ｆ  ＜  ２４          ・・・（１）
｜ｒ１１｜／Ｆ  ＜  ４              ・・・（２）
−１．１  ＜  ｒ１２／Ｆ  ＜  −０．８・・・（３）
０．０１  ＜  ｄ１２／Ｆ  ＜  ０．３  ・・・（４）
Ｆ：全系の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
ｒ１１：前記第１レンズ群Ｇ１の最も物体側の曲率半径
ｒ１２：前記第１レンズ群Ｇ１の最も像側の曲率半径
ｄ１２：前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間の距離
を満足することを特徴とする、顕微鏡対物レンズを提供する。
【０００５】
また、本発明の好ましい態様によれば、顕微鏡対物レンズは、前記第１レンズ群Ｇ１の最も物体側の曲率半径をｒ１１とし、最も像側の曲率半径をｒ１２とし、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間の距離をｄ１２とするとき、
｜ｒ１１｜／Ｆ＜４                      （２）
−１．１＜ｒ１２／Ｆ＜−０．８                （３）
０．０１＜ｄ１２／Ｆ＜０．３                  （４）
の条件を満足する。
【０００６】
本発明の更に好ましい態様によれば、顕微鏡対物レンズは、前記第２レンズ群の前記負レンズの屈折率をｎ２１とし、前記第２レンズ群の前記正レンズの屈折率をｎ２２とし、前記第３レンズ群の前記貼り合わせレンズの前記正レンズの屈折率をｎ３１とし、前記第３レンズ群の前記貼り合わせレンズの前記負レンズの屈折率をｎ３２とするとき、
ｎ２１−ｎ２２＞０．１３                  （５）
ｎ３２−ｎ３１＞０．２                    （６）
の条件を満足する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
上述のように構成された顕微鏡対物レンズを、以下に説明する。
先ず、第１レンズ群Ｇ１を、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズ成分で構成する。この構成によって、諸収差の発生をある程度抑えながら、発散光束をある程度収斂させる。
【０００８】
次に、ある程度収斂ぎみになった発散光束は、負レンズと正レンズとを貼り合わせた貼合わせレンズのみからなる第２レンズ群Ｇ２に入射する。ここで、負レンズと正レンズとの貼り合わせ面において球面収差を補正する。
第２レンズ群Ｇ２に続く第３レンズ群Ｇ３は、正屈折力であり、収斂光束に変換する機能を有する。ここで、第３レンズ群Ｇ３を、正レンズと負レンズとを貼り合わせた正の屈折力の貼合わせレンズと１枚の正レンズとで構成することにより、少ないレンズ枚数で諸収差の補正された正屈折力レンズとすることが可能になる。
【０００９】
第４レンズ群Ｇ４では、正レンズと負レンズとを貼り合わせた負の屈折力の貼合わせレンズという構成をとることにより、倍率色収差の補正を良好に行っている。
また、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４でおのおの負レンズを用いることにより、負のペッツバール値を発生させ、像面の平坦性が非常に良い顕微鏡対物レンズを達成している。
【００１０】
更に、本発明による顕微鏡対物レンズは、第２レンズ群Ｇ２が、光軸方向に移動可能である。この第２レンズ群Ｇ２を光軸方向に移動させることにより、第１レンズ群Ｇ１からの発散光束が第２レンズ群Ｇ２に入射する高さが変化するため、球面収差が補正可能となる。第１レンズ群Ｇ１、第３レンズ群Ｇ３或いは第４レンズ群Ｇ４を移動可能なレンズ群とせず、第２レンズ群Ｇ２を移動させることで、球面収差の補正を大きな範囲で他の収差に影響をあまり与えずに補正することができる。
【００１１】
そして、本発明では、条件（１）を満足する。条件（１）は、第２レンズ群Ｇ２（いわゆる補正環部）の適切な屈折力の配分を規定している。下限値を越えると、大きな球面収差が発生するため、厚いカバーガラスを用いることが困難になる。また、上限値を越えると、球面収差の発生量が極端に少なくなるため、薄いカバーガラスを用いることが困難になる。
【００１２】
更に、本発明では、条件（２）から（４）を満足する。条件（２）は、この顕微鏡対物レンズの像面の平坦性に大きく関与している。第１レンズ群G１の最も物体側の面は、この顕微鏡対物レンズの中で大きな屈折作用を有している。そのため、ここの面の曲率半径を適正化することにより、ペッツバール和を大きく補正することができ、その結果、像面を平坦にすることが可能になる。また、この条件は、第１レンズ群G１で軸上色収差や球面収差を補正過剰気味にして、第２レンズ群G２で良好に球面収差の補正がきくような範囲を示している。ここで、もし、この条件の上限値を上回ると、第１レンズ群G１での収差補正量が大きくなりすぎ、第２レンズ群G２で良好に球面収差の補正を行うことが不可能になる。
【００１３】
条件（３）は、条件（２）同様に、第１レンズ群Ｇ１で軸上色収差や球面収差を補正過剰気味にして、第２レンズ群Ｇ２で良好に球面収差の補正がきくような範囲を示している。ここで、もし、この条件の下限値を下回ると、第１レンズ群Ｇ１での収差補正が大きくなりすぎ、第２レンズ群Ｇ２で良好に球面収差の補正を行うことが不可能になる。また、この条件の上限値を上回ると、第レンズ群の最も像側の面での屈折作用が無くなるため、第２レンズ群Ｇ２で良好に球面収差の補正ができなくなる。
【００１４】
条件（４）は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔の適切な値を示している。下限値を越えると、第２レンズ群Ｇ２に入射する光線が光軸に近くなり過ぎ、カバーガラスの厚いものにしか球面収差補正の役割を果たさなくなる。また、上限値を越えると、第２レンズ群Ｇ２に入射する光線が光軸から離れた方向に行き過ぎ、カバーガラスの薄いものにしか球面収差補正の役割を果たさなくなる。
【００１５】
また、本発明では、条件（５）及び（６）を満たすことが好ましい。条件（５）および（６）は、高次の色収差を補正するための範囲を示すもので、それぞれの下限値を越すと、良好な色収差補正を行うことが出来ない。
【００１６】
【実施例】
図１及び図２は、それぞれ本発明による第１実施例及び第２実施例のレンズ構成図である。各実施例は、物体側から順に、像側に凸面を向けた正レンズのみからなる第１レンズ群Ｇ１と、負レンズと正レンズとを貼り合わせた貼合わせレンズからなる第２レンズ群Ｇ２と、正レンズと負レンズとを貼り合わせた正の屈折力の貼合わせレンズと正レンズと有する第３レンズ群Ｇ３と、正レンズと負レンズとを貼り合わせた負の屈折力の貼合わせレンズからなる第４レンズ群Ｇ４と、から構成されている。ここで、第２レンズ群Ｇ２は光軸方向に移動可能で、カバーガラスの厚さに起因する球面収差を補正することが可能である。
【００１７】
以下に、第１実施例及び第２実施例の諸元値を表１及び表４に掲げる。各実施例の諸元表中のｆは焦点距離、Ｎ．Ａ．は開口数、Ｂは倍率、Ｗ．Ｄ．は作動距離を表す。そして、左端の数字は物体側からの順序を表し、ｒはレンズ面の曲率半径、ｄはレンズ面間隔、ｎはｄ線（λ＝ 587.6nm）に対する屈折率、Abbeはアッベ数を表す。
【００１８】
また、表２及び表５は、それぞれ第１実施例及び第２実施例のカバーガラス厚変化による第２レンズ群Ｇ２の前後の面間隔の変化を表した表である。表３及び表６は、それぞれ第１実施例及び第２実施例の条件対応値である。
尚、以下に示す各実施例は、紫外線をある程度透過する硝材を用いているので、蛍光顕微鏡用の顕微鏡対物レンズとしても使用可能である。
〔第１実施例〕
【００１９】
【表１】
F = 10mm, N.A.= 0.45, B = -20.0, W.D.= 8.7〜7.6
r        d     Abbe      n
１    -36.02     3.95   60.6    1.5638      Ｇ１
２     -9.05    可変
３    -99.51     1.0    41.4    1.5750      Ｇ２
４     16.93     3.9    95.5    1.4338
５    -20.50    可変
６     79.17     2.5    82.5    1.4978      Ｇ３
７    -20.50     0.2
８     22.50     3.8    95.5    1.4338
９    -22.50     1.0    32.1    1.6727
１０    128.91    16.9
１１     30.50     2.8    36.2    1.6200      Ｇ４
１２    -12.44     1.8    51.3    1.5268
１３     11.59
【００２０】
【表２】
0003724521.tif 000002
【００２１】
【表３】
0003724521.tif 000003
【００２２】
【表４】
0003724521.tif 000004
【００２３】
【表５】
0003724521.tif 000005
【００２４】
【表６】
条件対応値
（１）        ｆ2 ／Ｆ＝23.1
（２）    ｜ｒ11｜／Ｆ＝3.70
（３）        ｒ12／Ｆ＝-0.89
（４）        ｄ12／Ｆ＝0.06（カバーガラス厚 2  ）
0.15（               1.2）
0.29（               0  ）
（５）      ｎ21−ｎ22＝0.186
（６）      ｎ32−ｎ31＝0.238
図３は第１実施例でカバーガラス厚が０のときの諸収差図を示し、図４は第１実施例でカバーガラス厚が１．２のときの諸収差図を示し、図５は第１実施例でカバーガラス厚が２のときの諸収差図を示している。また、図６は第２実施例でカバーガラス厚が０のときの諸収差図を示し、図７は第２実施例でカバーガラス厚が１．２のときの諸収差図を示し、図８は第２実施例でカバーガラス厚が２のときの諸収差図を示している。ここで、球面収差図中において、実線はｄ線を示し、点線はＣ線を示し、一点鎖線はＦ線を示し、二点鎖線はｇ線を示している。非点収差図中においては、メリジオナル像面を破線で、サジッタル像面を実線で示す。
【００２５】
以上のように、各実施例において、レンズの構成枚数が少ないにもかかわらず、像高１１にわたり、諸収差、特に像面の平坦性の良好な顕微鏡対物レンズが達成された。
尚、上記各実施例の顕微鏡対物レンズは、図９及び表７に示す結像レンズと組み合わせて用いられる。
【００２６】
【表７】
0003724521.tif 000006
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、倍率が２０倍程度で、Ｗ．Ｄ．が充分長く、カバーガラスの厚さの変化に対応できる収差補正が可能な所謂、補正環付で、特に像面の平坦性の良好な、枚数の少ない顕微鏡対物レンズを提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による第１実施例のレンズ構成図である。
【図２】図２は、本発明による第２実施例のレンズ構成図である。
【図３】図３は、カバーガラス厚が０のときの第１実施例の顕微鏡対物レンズによる諸収差図である。
【図４】図４は、カバーガラス厚が１．２のときの第１実施例の顕微鏡対物レンズによる諸収差図である。
【図５】図５は、カバーガラス厚が２のときの第１実施例の顕微鏡対物レンズによる諸収差図である。
【図６】図６は、カバーガラス厚が０のときの第２実施例の顕微鏡対物レンズによる諸収差図である。
【図７】図７は、カバーガラス厚が１．２のときの第２実施例の顕微鏡対物レンズによる諸収差図である。
【図８】図８は、カバーガラス厚が２のときの第２実施例の顕微鏡対物レンズによる諸収差図である。
【図９】図９は、各実施例で用いた結像レンズのレンズの構成である。
【符号の説明】
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
ｒ１        第１面
ｒ２        第２面
ｄ２        第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔
【図１】
0003724521.tif 000007
【図２】
0003724521.tif 000008
【図３】
0003724521.tif 000009
【図４】
0003724521.tif 000010
【図５】
0003724521.tif 000011
【図６】
0003724521.tif 000012
【図７】
0003724521.tif 000013
【図８】
0003724521.tif 000014
【図９】
0003724521.tif 000015