(57)【要約】【課題】  通常のオイルを使用する場合でも、その開口数ＮＡを１.４５より大きくできる液浸系顕微鏡対物レンズを提供する。【解決手段】  物体側から順に第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とを配置し、第１レンズ群に含まれる平凸レンズ１１とメニスカスレンズ１２との接合面１１ｂの曲率半径ｒ1、平凸レンズの中心厚ｄ1、平凸レンズの平面から物体面までの距離ｄA、カバーガラスの厚さｄB、平凸レンズの屈折率ｎ1、メニスカスレンズの屈折率ｎ2、全体の焦点距離ｆ、第３レンズ群の焦点距離ｆ3が、次の条件式を満足するように構成する。      √[|ｒ1|2−(|ｒ1|−ｄ1)2]−[５.１３×(ｄA−ｄB)＋０.７７５] ＞０      |ｒ1|＋１６.６７×(ｎ1−ｎ2)/ｎ1/ｎ2 ＜０      ０.１０＜|ｆ/ｆ3|＜０.１６【選択図】      図１
2006113486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、第１レンズ群と第２レンズ群と第３レンズ群とが配置された液浸系顕微鏡対物レンズであって、
前記第１レンズ群は、物体側に平面を向けた平凸レンズと像側に凸面を向けたメニスカスレンズとの接合レンズを含み、該接合レンズよりも像側に、正の屈折力を有する２つ以上の接合レンズを含み、
前記第２レンズ群は、１つ以上の接合レンズを含み、
前記第３レンズ群は、物体側から順に、像側に強い凹面を向けた接合メニスカスレンズと、物体側に強い凹面を向けた接合メニスカスレンズとを含み、
前記第１レンズ群に含まれる前記平凸レンズと前記メニスカスレンズとの接合面の曲率半径ｒ1、該平凸レンズの中心厚ｄ1、該平凸レンズの前記平面から物体面までの距離ｄA、前記平面と前記物体面との間に配置されるカバーガラスの厚さｄB、該平凸レンズの屈折率ｎ1、該メニスカスレンズの屈折率ｎ2、前記液浸系顕微鏡対物レンズの焦点距離ｆ、および、前記第３レンズ群の焦点距離ｆ3は、次の条件式を満足する
√[|ｒ1|2−(|ｒ1|−ｄ1)2]−[５.１３×(ｄA−ｄB)＋０.７７５] ＞０
|ｒ1|＋１６.６７×(ｎ1−ｎ2)/ｎ1/ｎ2 ＜０
０.１０＜|ｆ/ｆ3|＜０.１６
ことを特徴とする液浸系顕微鏡対物レンズ。
【請求項２】
請求項１に記載の液浸系顕微鏡対物レンズにおいて、
前記液浸系顕微鏡対物レンズの開口数ＮＡは、浸液の屈折率ｎ0に対して、次の条件式を満足する
ＮＡ≧０.９６５×ｎ0
ことを特徴とする液浸系顕微鏡対物レンズ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の液浸系顕微鏡対物レンズにおいて、
前記第２レンズ群と前記第３レンズ群とは、光軸方向に沿って一体的に移動可能な補正用のレンズ群であり、
前記液浸系顕微鏡対物レンズの焦点距離ｆと、前記補正用のレンズ群の焦点距離ｆｂとは、次の条件式を満足する
|ｆ/ｆｂ|≦０.２
ことを特徴とする液浸系顕微鏡対物レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、標本の液浸観察に用いられる液浸系顕微鏡対物レンズに関し、特に、全反射照明蛍光検鏡（TIRFM；total internal reflection fluorescence microscopy）に好適な液浸系顕微鏡対物レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
標本の液浸観察は、標本と液浸系顕微鏡対物レンズの先端との間を浸液（水やオイルなどの液体）で満たし、浸液の屈折率(＞１)に応じて液浸系顕微鏡対物レンズの開口数ＮＡを“１”より大きくすることによって、高い分解能で標本を観察する方法である。
また、液浸系顕微鏡対物レンズを用いた全反射照明蛍光検鏡も知られている（例えば特許文献１を参照）。これは、液浸系顕微鏡対物レンズと浸液とカバーガラスとを介して標本側に染み出たエバネッセント光により標本を照明し、標本からの蛍光を取り込むことによって、標本を観察する方法である。エバネッセント光は、標本とカバーガラスとの境界面で光を全反射させたときに発生する微弱光である。エバネッセント光を発生させるためには、標本とカバーガラスとの境界面に大きな角度（つまり臨界角以上）で照明光を入射させる必要があり、開口数ＮＡの大きな液浸系顕微鏡対物レンズが必要である。この全反射照明蛍光検鏡によれば、標本の境界面付近の情報のみを効率よく得ることができる。
【０００３】
そして、液浸系顕微鏡対物レンズの開口数ＮＡを大きくするため、一般的には、浸液の屈折率を上げることが望まれる。ちなみに、ｄ線(587ｎｍ)に対する水の屈折率は1.333、グリセリンの屈折率は1.473、オイルの屈折率は1.515である。したがって、この中で最も屈折率の高いオイルを浸液として用いれば、液浸系顕微鏡対物レンズの開口数ＮＡを大きくできる。さらに、開口数ＮＡを大きくするために、上記のオイル（屈折率1.515）よりも屈折率の高い特殊なオイルも開発されている。例えば特許文献１には、屈折率1.579程度のジェフニエーテルが例示されている。
【特許文献１】特開２００３−１５０４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、屈折率の高い特殊なオイルには多くの添加物が含まれる。このため、特殊なオイルを浸液として用い、標本の蛍光観察を行う場合、浸液中の添加物の自家蛍光に起因するノイズ成分が多くなってしまう。このノイズ成分が最も少ないオイルは、上記した屈折率1.515(ｄ線,23℃)の通常のオイルであるが、これでは開口数ＮＡが不足してしまう。通常のオイルを用いた場合、これまでに知られている液浸系顕微鏡対物レンズの最も大きな開口数ＮＡは１.４５である。
【０００５】
本発明の目的は、通常のオイルを使用する場合でも、その開口数ＮＡを１.４５より大きくできる液浸系顕微鏡対物レンズを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、物体側から順に、第１レンズ群と第２レンズ群と第３レンズ群とが配置された液浸系顕微鏡対物レンズであって、前記第１レンズ群は、物体側に平面を向けた平凸レンズと像側に凸面を向けたメニスカスレンズとの接合レンズを含み、該接合レンズよりも像側に、正の屈折力を有する２つ以上の接合レンズを含み、前記第２レンズ群は、１つ以上の接合レンズを含み、前記第３レンズ群は、物体側から順に、像側に強い凹面を向けた接合メニスカスレンズと、物体側に強い凹面を向けた接合メニスカスレンズとを含み、前記第１レンズ群に含まれる前記平凸レンズと前記メニスカスレンズとの接合面の曲率半径ｒ1、該平凸レンズの中心厚ｄ1、該平凸レンズの前記平面から物体面までの距離ｄA、前記平面と前記物体面との間に配置されるカバーガラスの厚さｄB、該平凸レンズの屈折率ｎ1、該メニスカスレンズの屈折率ｎ2、前記液浸系顕微鏡対物レンズの焦点距離ｆ、および、前記第３レンズ群の焦点距離ｆ3は、次の条件式(１)〜(３)を満足するものである。
【０００７】
√[|ｒ1|2−(|ｒ1|−ｄ1)2]−[５.１３×(ｄA−ｄB)＋０.７７５] ＞０  …(１)
|ｒ1|＋１６.６７×(ｎ1−ｎ2)/ｎ1/ｎ2 ＜０  …(２)
０.１０＜|ｆ/ｆ3|＜０.１６  …(３)
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の液浸系顕微鏡対物レンズにおいて、前記液浸系顕微鏡対物レンズの開口数ＮＡは、浸液の屈折率ｎ0に対して、次の条件式(４)を満足するものである。
【０００８】
ＮＡ≧０.９６５×ｎ0  …(４)
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の液浸系顕微鏡対物レンズにおいて、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群とは、光軸方向に沿って一体的に移動可能な補正用のレンズ群であり、前記液浸系顕微鏡対物レンズの焦点距離ｆと、前記補正用のレンズ群の焦点距離ｆｂとは、次の条件式(５)を満足するものである。
【０００９】
|ｆ/ｆｂ|≦０.２  …(５)
【発明の効果】
【００１０】
本発明の液浸系顕微鏡対物レンズによれば、通常のオイルを使用する場合でも、その開口数ＮＡを１.４５より大きくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を詳細に説明する。
（第１実施形態）
第１実施形態の液浸系顕微鏡対物レンズ１０は、図１に示す通り、物体側（図の左方）から順に、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と、負の屈折力を有する第３レンズ群とが配置された３群構成の光学系である。
【００１２】
第１レンズ群Ｇ１は、最も物体側に、平凸レンズ１１と正のメニスカスレンズ１２との接合レンズ(１１,１２)を含む。平凸レンズ１１は、物体側に平面を向けて像側に凸面を向けている。メニスカスレンズ１２は、物体側に凹面を向けて像側に凸面を向けている。接合レンズ(１１,１２)は、正の屈折力を有する。
また、この接合レンズ(１１,１２)よりも像側には、像側に凸面を向けた正のメニスカスレンズ１３と、正の屈折力を有する３つの接合レンズ(１４,１５),(１６,１７),(１８,１９)とが配置されている。接合レンズ(１４,１５)は、負のレンズ１４と正のレンズ１５とを貼り合わせたものであり、像側に凸面を向けている。接合レンズ(１６,１７)は、負のメニスカスレンズ１６と正のレンズ１７とを貼り合わせたものである。接合レンズ(１８,１９)は、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズ１８と正のレンズ１９とを貼り合わせたものである。
【００１３】
第２レンズ群Ｇ２は、負の屈折力を有する１つの接合レンズ(２０,２１)を含む。この接合レンズ(２０,２１)は、正のレンズ２０と負のレンズ２１とを貼り合わせたものであり、物体側に凸面を向けている。
第３レンズ群Ｇ３は、負の屈折力を有する２つの接合レンズ(２２,２３),(２４,２５)を含む。物体側の接合レンズ(２２,２３)は、正のレンズ２２と負のレンズ２３とを貼り合わせた接合メニスカスレンズであり、像側に強い凹面を向けている。像側の接合レンズ(２４,２５)は、負のレンズ２４と正のレンズ２５とを貼り合わせた接合メニスカスレンズであり、物体側に強い凹面を向けている。第３レンズ群Ｇ３は、ガウスタイプのレンズ群である。
【００１４】
第１実施形態の液浸系顕微鏡対物レンズ１０を用いた全反射照明蛍光検鏡（TIRFM）によって標本（生体細胞など）を観察する場合、標本の液浸系顕微鏡対物レンズ１０側には、図２に示す通り、カバーガラス１０Ａが配置される。図２は、液浸系顕微鏡対物レンズ１０の先端付近を拡大した図である。
また、カバーガラス１０Ａと液浸系顕微鏡対物レンズ１０の先端（平凸レンズ１１の物体側の平面１１ａ）との間は、浸液１０Ｂで満たされる。浸液１０Ｂは、通常のオイルである。通常のオイルは、ｄ線(587ｎｍ)に対する屈折率ｎｄ＝1.515（23℃）であり、自家蛍光の最も少ない油浸液である。
【００１５】
ここで、平凸レンズ１１の平面１１ａから物体面（標本とカバーガラス１０Ａとの境界面）までの距離をｄAとし、カバーガラスの厚さをｄBとすると、液浸系顕微鏡対物レンズ１０の作動距離ｄ0は「ｄ0＝ｄA−ｄB」と表される。本実施形態では、使用するカバーガラス１０Ａのｄ線(587ｎｍ)に対する屈折率ｎｄ＝1.5221、アッベ数νｄ＝58.8、厚さｄB＝0.17(ｍｍ)とする。
【００１６】
また、第１実施形態の液浸系顕微鏡対物レンズ１０では、先玉の平凸レンズ１１と浸液１０Ｂとの境界面（平面１１ａ）で球面収差が発生しないようにするため、平凸レンズ１１の屈折率ｎｄ＝1.518とし、浸液１０Ｂの屈折率ｎｄ＝1.515とほぼ等しくする。
さらに、第１実施形態の液浸系顕微鏡対物レンズ１０では、その開口数ＮＡを１.４５より大きくするため、平凸レンズ１１とメニスカスレンズ１２との接合面１１ｂ（図１）の曲率半径ｒ1を大きくすることにより、接合面１１ｂを緩い形状とする。ちなみに、開口数ＮＡはｎ×sinθで決まる。通常のオイル（ｎ＝1.515）では屈折率ｎが大きくないため、角度θを大きくする必要がある。角度θを大きくした場合、周縁部の光線がケラれないようにするためには、接合面１１ｂを緩い形状とする。具体的には、上記の作動距離ｄ0（＝ｄA−ｄB）と平凸レンズ１１の中心厚ｄ1に対し、接合面１１ｂの曲率半径ｒ1が、次の条件式(１)を満足するように構成する。
【００１７】
√[|ｒ1|2−(|ｒ1|−ｄ1)2]−[５.１３×(ｄA−ｄB)＋０.７７５] ＞０  …(１)
条件式(１)を満足しない場合には、平凸レンズ１１の平面１１ａにおいて、大きなＮＡの光束の有効径を確保することができなくなってしまう。条件式(１)を満足するのであれば、接合面１１ｂを緩い形状とすることによって、大きなＮＡの光束の有効径を確保できる。この条件式(１)は、接合面１１ｂの曲率半径ｒ1の下限値を決めるためのものである。なお、条件式(１)の左辺は０.２よりも大きい値とすることが好ましい。
【００１８】
ところが、第１実施形態の液浸系顕微鏡対物レンズ１０では、接合面１１ｂにおける強い負の屈折力によってペッツバール和を大きく減少させる必要がある。このため、上記の条件式(１)を満たす範囲で接合面１１ｂの形状が緩くなり過ぎる（つまり接合面１１ｂの曲率半径ｒ1が大きくなり過ぎる）と、ペッツバール和を十分に減少させることができなくなってしまう。
【００１９】
また、接合面１１ｂにおけるペッツバール和の減少の不足分は、ガウスタイプの第３レンズ群Ｇ３の負の屈折力を調整することにより、ある程度は補うことができる。しかし、それにも限界がある。
そこで、接合面１１ｂの曲率半径ｒ1の上限値を決めるため、第１実施形態の液浸系顕微鏡対物レンズ１０では、平凸レンズ１１の屈折率ｎ1とメニスカスレンズ１２の屈折率ｎ2とに対し、曲率半径ｒ1が、次の条件式(２)を満足するように構成する。
【００２０】
|ｒ1|＋１６.６７×(ｎ1−ｎ2)/ｎ1/ｎ2 ＜０  …(２)
条件式(２)を満足しない場合、接合面１１ｂの曲率半径ｒ1が大きくなり過ぎてペッツバール和を十分に減少させることができず、その不足分を第３レンズ群Ｇ３の負の屈折力によって補うこともできない。条件式(２)を満足するのであれば、接合面１１ｂを緩い形状とすることによって、ペッツバール和を全体的に低減可能となる。なお、条件式(２)の左辺は−０.２よりも小さい値とすることが好ましい。
【００２１】
さらに、第１実施形態の液浸系顕微鏡対物レンズ１０では、その全体の焦点距離ｆと第３レンズ群Ｇ３の焦点距離ｆ3とが、次の条件式(３)を満足するように構成する。この条件式(３)は、第３レンズ群Ｇ３の負の屈折力の大きさを規定するものである。
０.１０＜|ｆ/ｆ3|＜０.１６  …(３)
第３レンズ群Ｇ３の負の屈折力が小さくて条件式(３)を満足しない場合には、上記の接合面１１ｂで十分に減少できなかったペッツバール和を補うことができず、ペッツバール和が全体的に大きくなってしまう。逆に、第３レンズ群Ｇ３の負の屈折力が大きくて条件式(３)を満足しない場合は、色のコマ収差やサジタル方向のコマ収差が悪化してしまう。条件式(３)を満足するのであれば、ペッツバール和を全体的に低減しつつ、コマ収差を良好な状態に保つこともできる。
【００２２】
このように、第１実施形態の液浸系顕微鏡対物レンズ１０では、上記した条件式(１)〜(３)を満足することにより、平凸レンズ１１とメニスカスレンズ１２との接合面１１ｂを緩い形状としつつ、大きなＮＡの光束の有効径を確保することもでき、ペッツバール和を全体的に低減することもできる。したがって、浸液１０Ｂとして自家蛍光の少ない通常のオイル（屈折率ｎｄ＝1.515，23℃）を使用する場合でも、その開口数ＮＡを１.４５より大きくすることができる。
【００２３】
液浸系顕微鏡対物レンズ１０の開口数ＮＡは、浸液１０Ｂの屈折率ｎ0に対して、次の条件式(４)を満足している。この条件式(４)の屈折率ｎ0に、上記した通常のオイルの屈折率ｎｄ＝1.515を代入すると、右辺は1.46となる。この場合、条件式(４)はＮＡ≧1.46となる。
ＮＡ≧０.９６５×ｎ0  …(４)
つまり、条件式(４)を満足するような液浸系顕微鏡対物レンズ１０では、浸液１０Ｂとして通常のオイル（屈折率ｎｄ＝1.515）を使用する場合でも、その開口数ＮＡを１.４５より大きくすることができる。そして、条件式(４)を満足するような大きなＮＡの軸上光束をケラれることなく透過させることができる。全反射照明蛍光検鏡（TIRFM）による標本の観察では、条件式(４)を満足するような大きなＮＡの軸上光束が標本に対する照明光として用いられる。
【００２４】
また、第１実施形態の液浸系顕微鏡対物レンズ１０において、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とは、光軸方向に沿って一体的に移動可能な補正用のレンズ群（補正環）として用いることができる。
このとき、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との合成の焦点距離（すなわち補正環(Ｇ２,Ｇ３)の焦点距離ｆｂ）が、液浸系顕微鏡対物レンズ１０の全体の焦点距離ｆに対して次の条件式(５)を満足する範囲で、補正環(Ｇ２,Ｇ３)を動かすことが好ましい。条件式(５)は、補正環(Ｇ２,Ｇ３)の適切な屈折力を規定するものである。
【００２５】
|ｆ/ｆｂ|≦０.２  …(５)
条件式(５)を満足しない場合には、補正環(Ｇ２,Ｇ３)を動かしたときに、ピント位置の変動が大きくなってしまう。条件式(５)を満足するのであれば、ピント位置の変動を小さく抑えつつ、補正環(Ｇ２,Ｇ３)を動かすことができる。補正環(Ｇ２,Ｇ３)を動かす際、第１レンズ群Ｇ１は固定しておく。このため、補正環(Ｇ２,Ｇ３)の移動に応じて、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の空気間隔ｄHを変え、液浸系顕微鏡対物レンズ１０の収差の変動を補正することができる。
【００２６】
ここで、液浸系顕微鏡対物レンズ１０の使用環境の温度は、観察方法によって異なり、例えば通常の顕微鏡観察では約23℃である。全反射照明蛍光検鏡（TIRFM）は生体細胞の観察に用いられることが多く、この場合、約37℃である。また、この温度変化に応じて浸液１０Ｂ（通常のオイル）の温度も変化し、その屈折率ｎ0も変化する。例えば、浸液１０Ｂの30℃における屈折率ｎ0は、ｄ線に対する屈折率ｎｄ＝1.51299、Ｃ線(656ｎｍ)に対する屈折率ｎＣ＝1.50931、Ｆ線(486ｎｍ)に対する屈折率ｎＦ＝1.52192、ｇ線(436ｎｍ)に対する屈折率ｎｇ＝1.52930である。そして、この30℃における屈折率ｎ0に対し、23℃と37℃では、±2.8×10-3だけ変化する。
【００２７】
このように浸液１０Ｂの屈折率ｎ0が変化してしまうと、液浸系顕微鏡対物レンズ１０の先端（平凸レンズ１１の平面１１ａ）から物体面までの光路長が変化することになり、液浸系顕微鏡対物レンズ１０の諸収差が変動して、像劣化の原因となる。また、カバーガラス１０Ａの厚さｄBの製造誤差も、同様の光路長の変化を引き起こすため、高開口数である液浸系顕微鏡対物レンズ１０にとっては像劣化の原因となり得る。
【００２８】
そのため、補正環(Ｇ２,Ｇ３)の移動に応じて、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の空気間隔ｄHを変化させることにより、浸液１０Ｂの屈折率ｎ0の変化やカバーガラス１０Ａの厚さｄBの製造誤差などによって発生する諸収差の変動（像劣化）を補正することができる。上記した条件式(５)を満足する場合、ピント位置の変動を小さく抑えつつ、諸収差の変動を補正できる。
【００２９】
次に、上記の具体的な構成のレンズデータを表１に例示する。
【００３０】
【表１】
2006113486.tif 000003
【００３１】
表１において、液浸系顕微鏡対物レンズ１０の全体諸元のうち、ｆは焦点距離、ＮＡは開口数、βは倍率、ｄ0は作動距離を表している。また、面番号の１〜２３は、物体側から順に付したレンズ面の番号であり、第１面〜第１４面は第１レンズ群Ｇ１の各レンズ面、第１５面〜第１７面は第２レンズ群Ｇ２の各レンズ面、第１８面〜第２３面は第３レンズ群Ｇ３の各レンズ面に対応する。
【００３２】
レンズ面の曲率半径(ｒ)のマイナス(−)は、レンズ面が像側に向けて凸状であることを表す。面間隔(ｄ)は、光軸上でのレンズ厚または空気間隔である。ｎｄ,νｄは、各レンズに使用した硝材のｄ線に対する屈折率,アッベ数である。
上記の焦点距離,曲率半径,面間隔、その他の長さの単位は、一般に[ｍｍ]である。しかし、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ため、長さの単位は[ｍｍ]に限られるものではない。
【００３３】
また、上記した条件式(１)〜(３),(５)に対応する値は次の通りである。
（１）の左辺   ＝  0.23
（２）の左辺   ＝−0.42
（３）|ｆ/ｆ3| ＝  0.13
（５）|ｆ/ｆｂ|＝  0.13
なお、第１実施形態の液浸系顕微鏡対物レンズ１０は、無限遠系のレンズである。このため、液浸系顕微鏡対物レンズ１０を使用する際、その後段には、結像レンズを配置することが必要となる。結像レンズは、第２対物レンズとして機能する。このような結像レンズとしては、例えば図３に示す構成が考えられる。図３に示す結像レンズ３０は、物体側から順に、正のレンズ３１と負のレンズ３２との接合レンズと、正のレンズ３３と負のレンズ３４との接合レンズとが配置された２群構成である。結像レンズ３０の具体的な構成のレンズデータを表２に示す。
【００３４】
【表２】
2006113486.tif 000004
【００３５】
次に、表１のレンズデータに基づく液浸系顕微鏡対物レンズ１０の諸収差（球面収差,非点収差,倍率色収差,コマ収差）を図４〜図６に示す。図４〜図６の諸収差は、図３の結像レンズ３０と組み合わせた場合のデータである。液浸系顕微鏡対物レンズ１０と結像レンズ３０との空気間隔を例えば150ｍｍ程度とした。ただし、この空気間隔が多少変化しても収差の変動はほとんどないと考えられる。
【００３６】
また、図４〜図６の各々は、浸液１０Ｂの温度が23℃，30℃，37℃の場合の諸収差を表している。図４〜図６の球面収差,倍率色収差,コマ収差において、実線はｄ線（587.6nm）、点線はＣ線(656.3nm)、一点鎖線はＦ線(486.1nm)、二点鎖線はｇ線(435.8nm)をそれぞれ示す。また、図４〜図６の非点収差において、実線はサジタル像面、破線はメリジオナル像面をそれぞれ示す。結像性能は、標本から発生する観察光のＮＡ＝1.45で評価した。
【００３７】
表１のレンズデータと図４〜図６の諸収差から分かるように、第１実施形態の液浸系顕微鏡対物レンズ１０は、浸液１０Ｂの温度（23℃〜37℃）にわたって諸収差が良好に補正されている。したがって、液浸系顕微鏡対物レンズ１０を用いた通常の顕微鏡観察（約23℃）でも、全反射照明蛍光検鏡（TIRFM,約37℃）でも、良好な収差状態で標本の観察を行うことができる。また、カバーガラス１０Ａの厚さｄBの製造誤差があっても、良好な収差状態で標本の観察を行うことができる。
【００３８】
さらに、第１実施形態の液浸系顕微鏡対物レンズ１０では、浸液１０Ｂとして通常のオイルを使用しつつ開口数ＮＡを１.４５より大きくすることができるため、標本の屈折率がｎｄ＝1.33〜1.38の場合に限らず、ｎｄ＝1.45の場合でも、全反射照明蛍光検鏡（TIRFM）による観察が可能となる。また、開口数ＮＡを１.４５より大きくすることで、全反射照明の入射光領域を拡大できる利点もある。さらに、液浸系顕微鏡対物レンズ１０を通常の顕微鏡観察に用いる場合、高開口数による高解像度の観察が可能となる。何れにしても、浸液１０Ｂとして通常のオイルを用いるため、浸液１０Ｂの自家蛍光に起因するノイズ成分の少ない鮮明な標本像を観察できる。
（第２実施形態）
第２実施形態の液浸系顕微鏡対物レンズ４０は、図７に示す通り、図１の液浸系顕微鏡対物レンズ１０と同様の３群構成である。
【００３９】
第１レンズ群Ｇ１は、平凸レンズ４１とメニスカスレンズ４２との接合レンズ(４１,４２)、正のメニスカスレンズ４３、正の屈折力を有する２つの接合レンズ(４４,４５),(４６〜４８)からなる。接合レンズ(４４,４５)は、負のメニスカスレンズ４４と正のレンズ４５とを貼り合わせたものである。接合レンズ(４６〜４８)は、正のレンズ４６と負のレンズ４７と正のレンズ４８とを貼り合わせたものである。
【００４０】
第２レンズ群Ｇ２は、２つの接合レンズ(４９,５０),(５１〜５３)からなる。接合レンズ(４９,５０)は、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズ４９と正のレンズ５０とを貼り合わせたものであり、正の屈折力を有する。接合レンズ(５１〜５３)は、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズ５１と正のレンズ５２と負のレンズ５３とを貼り合わせたものであり、全体として物体側に凸面を向け、負の屈折力を有する。
【００４１】
第３レンズ群Ｇ３は、負の屈折力を有する２つの接合レンズ(５４,５５),(５６,５７)からなる。接合レンズ(５４,５５)は、正のレンズ５４と負のレンズ５５とを貼り合わせた接合メニスカスレンズであり、像側に強い凹面を向けている。接合レンズ(５６,５７)は、負のレンズ５６と正のレンズ５７とを貼り合わせた接合メニスカスレンズであり、物体側に強い凹面を向けている。第３レンズ群Ｇ３は、ガウスタイプのレンズ群である。
【００４２】
第２実施形態の液浸系顕微鏡対物レンズ４０でも、上記した条件式(１)〜(３)を満足することにより、平凸レンズ４１とメニスカスレンズ４２との接合面４１ｂを緩い形状としつつ、大きなＮＡの光束の有効径を確保することもでき、ペッツバール和を全体的に低減することもできる。したがって、浸液１０Ｂとして自家蛍光の少ない通常のオイル（屈折率ｎｄ＝1.515，23℃）を使用する場合でも、その開口数ＮＡを１.４５より大きくすることができる。
【００４３】
また、液浸系顕微鏡対物レンズ４０も、浸液１０Ｂの屈折率ｎ0に対して、上記した条件式(４)を満足している。このため、浸液１０Ｂとして通常のオイル（屈折率ｎｄ＝1.515）を使用する場合でも、条件式(４)を満足するような大きなＮＡの軸上光束をケラれることなく透過させることができる。全反射照明蛍光検鏡（TIRFM）による標本の観察では、条件式(４)を満足するような大きなＮＡの軸上光束が標本に対する照明光として用いられる。
【００４４】
さらに、液浸系顕微鏡対物レンズ４０の補正環(Ｇ２,Ｇ３)の移動に応じて、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の空気間隔ｄHを変させることにより、浸液１０Ｂの屈折率ｎ0の変化やカバーガラス１０Ａの厚さｄBの製造誤差などによって発生する諸収差の変動（像劣化）を補正することができる。上記した条件式(５)を満足する場合、ピント位置の変動を小さく抑えつつ、諸収差の変動を補正できる。
【００４５】
上記の具体的な構成のレンズデータを表３に例示する。表３は、上記した表１と同様であるため、その補足説明を省略する。
【００４６】
【表３】
2006113486.tif 000005
【００４７】
また、上記した条件式(１)〜(３),(５)に対応する値は次の通りである。
（１）の左辺   ＝  0.42
（２）の左辺   ＝−0.34
（３）|ｆ/ｆ3| ＝  0.15
（５）|ｆ/ｆｂ|＝  0.04
さらに、表３のレンズデータに基づく液浸系顕微鏡対物レンズ４０の諸収差（球面収差,非点収差,倍率色収差,コマ収差）を図８〜図１０に示す。図８〜図１０は、上記した図４〜図６と同様であるため、その補足説明を省略する。
【００４８】
表３のレンズデータと図８〜図１０の諸収差から分かるように、第２実施形態の液浸系顕微鏡対物レンズ４０は、浸液１０Ｂの温度（23℃〜37℃）にわたって諸収差が良好に補正されている。したがって、液浸系顕微鏡対物レンズ４０を用いた通常の顕微鏡観察（約23℃）でも、全反射照明蛍光検鏡（TIRFM,約37℃）でも、良好な収差状態で標本の観察を行うことができる。また、カバーガラス１０Ａの厚さｄBの製造誤差があっても、良好な収差状態で標本の観察を行うことができる。
【００４９】
さらに、第２実施形態の液浸系顕微鏡対物レンズ４０では、浸液１０Ｂとして通常のオイルを使用しつつ開口数ＮＡを１.４５より大きくすることができるため、標本の屈折率がｎｄ＝1.33〜1.38の場合に限らず、ｎｄ＝1.45の場合でも、全反射照明蛍光検鏡（TIRFM）による観察が可能となる。また、開口数ＮＡを１.４５より大きくすることで、全反射照明の入射光領域を拡大できる利点もある。さらに、液浸系顕微鏡対物レンズ４０を通常の顕微鏡観察に用いる場合、高開口数による高解像度の観察が可能となる。何れにしても、浸液１０Ｂとして通常のオイルを用いるため、浸液１０Ｂの自家蛍光に起因するノイズ成分の少ない鮮明な標本像を観察できる。
（変形例）
なお、上記した実施形態では、第１レンズ群Ｇ１が、最も物体側の接合レンズ（図１では接合レンズ(１１,１２)、図７では接合レンズ(４１,４２)）の後段に、正のメニスカスレンズと、３つ（または２つ）の接合レンズとを配置したが、本発明はこれに限定されない。最も物体側の接合レンズの後段に配置される接合レンズ（正の屈折力）の数は４つ以上でも構わない。つまり、最も物体側の接合レンズの後段に正の屈折力を有する２つ以上の接合レンズを含む場合であれば、本発明を適用できる。さらに、正のメニスカスレンズを省略してもよいし、その代わりに他のレンズを配置してもよい。
【００５０】
また、上記した実施形態では、第２レンズ群Ｇ２が、１つ（または２つ）の接合レンズを含む例で説明したが、本発明はこれに限定されない。第２レンズ群Ｇ２が３つ以上の接合レンズを含む場合であれば本発明を適用できる。
さらに、上記した実施形態では、液浸系顕微鏡対物レンズの開口数ＮＡが１.５の例で説明した（表１,表３）が、本発明はこれに限定されない。開口数ＮＡが１.４５より大きい場合であれば、本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】液浸系顕微鏡対物レンズ１０の構成図である。
【図２】液浸系顕微鏡対物レンズ１０の先端付近を拡大した図である。
【図３】第２対物レンズとして機能する結像レンズ３０の構成図である。
【図４】液浸系顕微鏡対物レンズ１０の諸収差を示す図である（浸液23℃）。
【図５】液浸系顕微鏡対物レンズ１０の諸収差を示す図である（浸液30℃）。
【図６】液浸系顕微鏡対物レンズ１０の諸収差を示す図である（浸液37℃）。
【図７】液浸系顕微鏡対物レンズ４０の構成図である。
【図８】液浸系顕微鏡対物レンズ４０の諸収差を示す図である（浸液23℃）。
【図９】液浸系顕微鏡対物レンズ４０の諸収差を示す図である（浸液30℃）。
【図１０】液浸系顕微鏡対物レンズ４０の諸収差を示す図である（浸液37℃）。
【符号の説明】
【００５２】
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
１０，４０  液浸系顕微鏡対物レンズ
１０Ａ  カバーガラス
１０Ｂ  浸液（通常のオイル）
１１ｂ，４１ｂ  接合面
３０  結像レンズ                                                                                
【図１】
2006113486.tif 000006
【図２】
2006113486.tif 000007
【図３】
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【図４】
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【図５】
2006113486.tif 000010
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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