(57)【要約】【課題】広視野に及ぶ高い解像力を有する撮像光学系、及び、その撮像光学系を備える顕微鏡システムを提供する。【解決手段】撮像光学系１０は、物体側から順に、対物レンズ１と、結像光学系１１と、撮像素子１２ａを含む。対物レンズ１は、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズ成分（接合レンズＣＬ１）を最も像側に配置した第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第２レンズ群Ｇ２と、からなる。撮像光学系１０は、以下の条件式を満たす。      4×106≦PXn≦1×1010                 （１）  但し、PXnは、撮像素子１２ａの撮像面１２ｓのうちe線に対するMTFが40%以上となる領域に含まれる画素の数である。e線に対するMTFは、空間周波数750×NAi[LP/mm]におけるMTFである。NAiは、撮像光学系１０の像側の開口数である。【選択図】図２
2019191274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像光学系であって、
物体側から順に、対物レンズと、結像光学系と、撮像素子を含み、
前記対物レンズは、
物体側に凸面を向けたメニスカスレンズ成分を最も像側に配置した第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第２レンズ群と、からなり、
以下の条件式を満たすことを特徴とする撮像光学系。  
4×106≦PXn≦1×1010                 （１）
但し、PXnは、前記撮像素子の撮像面のうちe線に対するMTFが40%以上となる領域に含まれる画素の数、e線に対するMTFは、空間周波数750×NAi[LP/mm]におけるMTF、NAiは、前記撮像光学系の像側の開口数である。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像光学系において、
以下の条件式を満たすことを特徴とする撮像光学系。  
400≦D/ε≦10000                 （２）
但し、Dは、前記撮像素子の対角長、εは、前記撮像面上で且つ光軸上におけるe線に対するエアリーディスク直径である。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の撮像光学系において、
前記第１レンズ群は、最も物体側に、像側に凸面を向けた第１レンズ成分を含み、
以下の条件式を満たすことを特徴とする撮像光学系。
1.5≦n1≦1.85                 （３）
但し、n1は、前記第１レンズ成分に含まれるレンズのe線に対する屈折率のうちの最も高い屈折率である。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の撮像光学系において、
前記第２レンズ群は、複数のレンズ成分を含む
ことを特徴とする撮像光学系。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の撮像光学系において、
３枚接合レンズを含み、
以下の条件式を満たすことを特徴とする撮像光学系。
0.5≦NAob                （４）
但し、NAobは、前記対物レンズの物体側の開口数である。
【請求項６】
請求項５に記載の撮像光学系において、
前記３枚接合レンズは、負レンズと、前記負レンズの両側に１つずつ配置された２つの正レンズと、からなる
ことを特徴とする撮像光学系。
【請求項７】
請求項３のいずれか１項に記載の撮像光学系において、
前記対物レンズは、液浸系の対物レンズであり、
以下の条件式を満たすことを特徴とする撮像光学系。
1≦NAob                  （５）
-0.2≦fob/f1≦0.43        （６）
但し、NAobは、前記対物レンズの物体側の開口数、fobは、前記対物レンズのe線に対する焦点距離、f1は、前記第１レンズ成分のe線に対する焦点距離である。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の撮像光学系において、
前記第２レンズ群は、最も物体側に、２群第１レンズ成分を含み、
以下の条件式を満たすことを特徴とする撮像光学系。
0.39≦(h2-h1)/t1≦0.7        （７）
但し、h1は、前記２群第１レンズ成分の物体側のレンズ面における軸上マージナル光線の高さ、h2は、前記２群第１レンズ成分の像側のレンズ面における軸上マージナル光線の高さ、t1は、前記２群第１レンズ成分の光軸上における厚さである。
【請求項９】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の撮像光学系において、
前記対物レンズは、乾燥系の対物レンズであり、
光軸に沿って移動可能な少なくとも１つのレンズ成分を含み、
以下の条件式を満たすことを特徴とする撮像光学系。
0.85≦NAob＜1                   （８）
但し、NAobは、前記対物レンズの物体側の開口数である。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の撮像光学系と、
前記撮像光学系で取得した複数の第１画像を繋ぎ合わせてバーチャルスライド画像を構築する画像構築部と、を含み、
以下の条件式を満たすことを特徴する顕微鏡システム。
3.3×106≦PXi≦1×1010                 （９）
但し、PXiは、前記複数の第１画像の１枚当たりの画素数である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書の開示は、撮像光学系、及び、顕微鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
顕微鏡分野では、接眼レンズを用いた目視観察に加えて、デジタルカメラで取得した顕微鏡画像の観察及び分析の利用が拡大している。また、高い解像度を有する複数の顕微鏡画像を繋ぎ合わせることで、広い領域に対応した顕微鏡画像（以降、バーチャルスライド画像と記す。）を構築する技術も利用されている。
【０００３】
このような技術は、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載される技術は、特に、診断箇所を見落とすことなく広範囲を高い分解能で観察する必要がある病理診断において、その利用が拡大している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１２１８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年では、広視野かつ、高精細な顕微鏡画像を取得したい、また、それらをつなぎ合わせて高い解像度を有し且つ広い範囲に対応したバーチャルスライド画像を短時間で構築したいという要請はますます強まっている。この要請に応えるため、従来よりも広い視野に及んで高い分解能を有する撮像光学系が求められる。
【０００６】
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、広視野に及ぶ高い分解能を有する撮像光学系、及び、その撮像光学系を備える顕微鏡システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る撮像光学系は、物体側から順に、対物レンズと、結像光学系と、撮像素子を含む。前記対物レンズは、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズ成分を最も像側に配置した第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第２レンズ群と、からなる。前記撮像光学系は、以下の条件式を満たす。
4×106≦PXn≦1×1010                 （１）
【０００８】
但し、PXnは、前記撮像素子の撮像面のうちe線に対するMTFが40%以上となる領域に含まれる画素の数である。e線に対するMTFは、空間周波数750×NAi[LP/mm]におけるMTFである。NAiは、前記撮像光学系の像側の開口数である。
【０００９】
本発明の一態様に係る顕微鏡システムは、上記の態様の撮像光学系と、前記撮像光学系で取得した複数の第１画像を繋ぎ合わせてバーチャルスライド画像を構築する画像構築部と、を含む。前記顕微鏡システムは、以下の条件式を満たす。
3.3×106≦PXi≦1×1010                 （９）
但し、PXiは、前記複数の第１画像の１枚当たりの画素数である。
【発明の効果】
【００１０】
上記の態様によれば、広視野に及ぶ高い分解能を有する撮像光学系、及び、その撮像光学系を備える顕微鏡システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態に係る顕微鏡システム１００の構成を示した図である。
【図２】撮像光学系１０の断面図である。
【図３】対物レンズ１の断面図である。
【図４】撮像光学系１０の収差図である。
【図５】撮像光学系２０の断面図である。
【図６】対物レンズ２の断面図である。
【図７】撮像光学系２０の収差図である。
【図８】撮像光学系３０の断面図である。
【図９】対物レンズ３の断面図である。
【図１０】撮像光学系３０の収差図である。
【図１１】撮像光学系４０の断面図である。
【図１２】対物レンズ４の断面図である。
【図１３】撮像光学系４０の収差図である。
【図１４】撮像光学系５０の断面図である。
【図１５】対物レンズ５の断面図である。
【図１６】撮像光学系５０の収差図である。
【図１７】撮像光学系６０の断面図である。
【図１８】対物レンズ６の断面図である。
【図１９】撮像光学系６０の収差図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、一実施形態に係る顕微鏡システム１００の構成を示した図である。顕微鏡システム１００は、デジタルカメラ１１２を含む顕微鏡本体と、コンピュータ１１８と、コンピュータ１１８に接続された入出力装置（ディスプレイ１１９ａ、キーボード１１９ｂ、及び、マウス１１９ｃ）を備えている。
【００１３】
顕微鏡本体は、例えば、蛍光顕微鏡であり、標本Ｓの顕微鏡画像を取得する撮像光学系１１０を含んでいる。撮像光学系１１０は、標本Ｓ側から順に、対物レンズ１０１と、結像光学系１１１と、撮像素子１１２ａを備えるデジタルカメラ１１２と、を含んでいる。顕微鏡本体は、さらに、標本Ｓを載置するステージ１１４と、光源１１５ａと、光源１１５ｂと、コンデンサ１１６と、接眼レンズ１１７を備えている。
【００１４】
対物レンズ１０１は、結像光学系１１１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。結像光学系１１１は、対物レンズ１０１から出射した無限遠光線束を収斂し、撮像素子１１２ａの撮像面１１２ｓに標本Ｓの光学像を形成する。
【００１５】
結像光学系１１１は、一般的な180ｍｍから200ｍｍ程度の焦点距離を有する結像レンズ単体であってもよい。また、結像光学系１１１は、その結像レンズが形成した像を拡大、縮小倍するアダプタ光学系と、その結像レンズと、を結合したものであっても良い。
【００１６】
デジタルカメラ１１２は、入射した光を電気信号に変換する撮像素子１１２ａを含んでいる。デジタルカメラ１１２は、標本Ｓを撮影することによって顕微鏡画像の画像データを生成し、コンピュータ１１８へ出力する。
【００１７】
ステージ１１４は、例えば、電動ステージである。また、ステージ１１４は、電動ステージ限らず、手動ステージであってもよい。
【００１８】
光源１１５ａは、落射照明用の光源である。光源１１５ａは、例えば、水銀ランプ、キセノンランプなどのランプ光源である。光源１１５ｂは、透過照明用の光源であり、顕微鏡本体の後方に取り付けられている。顕微鏡本体がレーザ走査型顕微鏡である場合には、光源１１５ａ及び光源１１５ｂの各々は、レーザ光源であってもよい。
【００１９】
コンデンサ１１６は、照明光を標本Ｓに照射するコンデンサレンズを含んでいる。光路上に配置されるコンデンサは、ターレットに装着された複数のコンデンサから顕微鏡法及び／又は照明範囲に応じて選択されてもよい。
【００２０】
接眼レンズ１１７は、顕微鏡本体の３眼鏡筒に装着されている。
【００２１】
なお、図１に示す顕微鏡本体は、正立顕微鏡であるが、顕微鏡本体は、倒立顕微鏡であってもよい。また、顕微鏡本体は、蛍光顕微鏡に限らず、明視野、暗視野、微分干渉、位相差観察法などの任意の検鏡法に対応しても良い。
【００２２】
コンピュータ１１８は、例えば、プロセッサとメモリを備える標準的なコンピュータであり、顕微鏡本体と通信可能に接続されている。コンピュータ１１８は、プロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することで、撮像光学系１１０で取得した複数の顕微鏡画像を繋ぎ合わせてバーチャルスライド画像を構築する画像構築部として機能する。
【００２３】
より詳細には、コンピュータ１１８は、ステージ１１４を制御することで、対物レンズ１０１に対する標本Ｓの相対的な位置を変更する。さらに、デジタルカメラ１１２を制御することで、変更後の位置で標本Ｓの顕微鏡画像を取得する。このとき、変更前後の視野が互いに一部で重複するように、ステージ１１４を制御する。この制御を繰り返して複数の顕微鏡画像を取得する。コンピュータ１１８は、その後、複数の顕微鏡画像間の位置合わせ処理を行うことで繋ぎ合わせ位置を決定し、最後に、繋ぎ合わせ位置で複数の顕微鏡画像を繋ぎ合わせる。これにより、標本Ｓの広範囲に対応するバーチャルスライド画像が構築される。  
【００２４】
また、コンピュータ１１８は、デジタルカメラ１１２に対して撮像範囲を指定してもよい。つまり、デジタルカメラ１１２は、撮像素子１１２ａに含まれる画素のうち収差が良好に補正されている光軸に比較的近い領域にある画素のみを使用して顕微鏡画像を取得してもよい。これにより、中心から周辺まで高い画質を有する顕微鏡画像を得ることが可能となるため、顕微鏡画像をつなぎ合わせて構築されるバーチャルスライド画像についても画像全域で高い画質を実現することができる。
【００２５】
ディスプレイ１１９ａは、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（OLED）ディスプレイ、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイなどである。ディスプレイ１１９ａは、コンピュータ１１８から入力される映像信号に基づいて映像を表示する。
【００２６】
キーボード１１９ｂ及びマウス１１９ｃは、顕微鏡システム１００の利用者が直接操作する装置であり、利用者の操作に応じた操作信号をコンピュータ１１８へ出力する。
【００２７】
以上のように構成された顕微鏡システム１００では、撮像光学系１１０が広視野に及ぶ高い分解能を有している。このため、１回の撮影で、広い範囲を画像化して高い解像度を有する顕微鏡画像を取得することが可能であり、バーチャルスライド画像の構築に要する撮影回数を少なくすることができる。従って、短時間で高画質のバーチャルスライド画像を得ることができる。
【００２８】
以下、本願の一実施形態に係る撮像光学系１１０について詳細に説明する。
撮像光学系１１０は、上述したように、物体側から順に、対物レンズ１０１と、結像光学系１１１と、撮像素子１１２ａを含んでいる。
【００２９】
対物レンズ１０１は、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズ成分を最も像側に配置した第１レンズ群と、第１レンズ群よりも像側に配置された第２レンズ群と、からなる。より詳細には、第１レンズ群の最も像側に配置されたメニスカスレンズ成分は、レンズ外径を光軸上の厚さで除した値が4以下という特徴を有している。なお、メニスカスレンズ成分が接合レンズである場合には、メニスカスレンズ成分の外径とは、メニスカスレンズ成分を構成する最も像側のレンズの外径をいうものとする。また、レンズ外径を光軸上の厚さで除した値が4以下であるメニスカスレンズ成分が複数存在する場合、第１レンズ群の最も像側に配置されたメニスカスレンズ成分は、それらのメニスカスレンズ成分のうちの最も像側にあるメニスカスレンズ成分のことをいう。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。
【００３０】
第１レンズ群は、物点からの発散光線束に第１レンズ群内で収斂作用を与える。そして、第１レンズ群は、第１レンズ群の最も像側に配置されたメニスカスレンズ成分の内部で、光線束のマージナル光線の高さを低くして、メニスカスレンズ成分の凹面から第２レンズ群へ向けて光線束を出射する。さらに、第２レンズ群は、第１レンズ群からの光線束を平行光線束に変換する。これにより、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、広視野全体において像面湾曲を良好に補正することが可能となっている。
【００３１】
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。
【００３２】
結像光学系１１１は、全体として正の屈折力を有し、少なくとも１つの正の屈折力を有するレンズ成分を含んでいる。対物レンズ１０１と結像光学系１１１が無限遠補正光学系を構成することで、対物レンズ１０１と結像光学系１１１の間に略平行光が通過する空間を形成することができる。このため、良好な収差性能を維持しながら、必要に応じて、対物レンズ１０１と結像光学系１１１の間の光路中に、光学フィルタ、ダイクロイックミラーなどの光学部品を挿入することができる。
【００３３】
撮像素子１１２ａは、固体撮像素子であり、複数の画素を有している。解像度の高い画像を得るためには、撮像素子１１２ａの画素数は、少なくとも400万画素以上であることが望ましい。
【００３４】
撮像光学系１１０は、以下の条件式を満たす。
4×106≦PXn≦1×1010                 （１）
【００３５】
但し、PXnは、撮像素子１１２ａの撮像面１１２ｓのうちe線に対するMTFが40%以上となる領域に含まれる画素の数である。なお、e線に対するMTFは、空間周波数750×NAi[LP/mm]におけるMTFであり、より詳細には、サジタル方向のMTFとメリディオナル方向のMTFの小さい方である。また、NAiは、撮像光学系１１０の像側の開口数である。
【００３６】
より詳細には、撮像光学系１１０は、標本Ｓが、対物レンズ１０１に像側から平行光を入射させたときにRMS波面収差が最小となる対物レンズ１０１の物体側の軸上位置に配置されていて、且つ、撮像素子１１２ａは、撮像面１１２ｓが空間周波数750×NAi[LP/mm]におけるMTFが最大となる位置に位置するように配置されているときに、条件式（１）を満たすことが望ましい。
【００３７】
条件式（１）を満たすことで、標本Ｓの広範囲に対応する高い解像度を有する顕微鏡画像を取得することができる。
【００３８】
所定の周波数でサンプリング可能な画素ピッチを維持しながらPXnが条件式（１）の下限値を下回ると、十分な分解能で顕微鏡画像を取得することができる撮像範囲が小さくなってしまう。また、それらの画像からバーチャルスライド画像を構築する場合、そのために必要な顕微鏡画像の枚数が増加してしまうため、バーチャルスライド画像の構築に時間がかかってしまう。一方で、PXnが条件式（１）の上限値を上回ると、撮像素子１１２ａの画素数が多くなりすぎるため、画像取得に時間がかかってしまう。また、撮像素子のサイズを所定範囲内に維持しながらPXnが条件式（１）の上限値を上回ると、１画素当たりの受光面積が小さくなりすぎる。このため、画質が低下してしまう。
【００３９】
以上のように構成された撮像光学系１１０によれば、広視野に及ぶ高い分解能を実現することが可能であり、標本Ｓの広範囲に対応する高解像度の顕微鏡画像を取得することができる。また、顕微鏡システム１００によれば、撮像光学系１１０で取得した顕微鏡画像を用いることで、高画質のバーチャルスライド画像を短時間で構築することができる。
【００４０】
なお、撮像光学系１１０は、条件式（１）の代わりに条件式（１−１）、条件式（１−２）、又は条件式（１−３）を満たすことが望ましい。
5.2×106≦PXn≦1×109                 （１−１）
7.5×106≦PXn≦1×109                 （１−２）
1.1×107≦PXn≦5×108                 （１−３）
【００４１】
撮像光学系１１０は、さらに、以下の条件式を満たすことが望ましい。
400≦D/ε≦10000                 （２）
【００４２】
但し、Dは、撮像素子１１２ａの対角長である。εは、撮像面１１２ｓ上で且つ光軸上におけるe線に対するエアリーディスク直径である。
【００４３】
条件式（２）を満たすことで、標本Ｓの広範囲に対応する高い解像度を有する顕微鏡画像を取得することができる。
【００４４】
D/εが条件式（２）の下限値を下回ると、対物レンズ１０１の開口数又はデジタルカメラ１１２の撮像可能範囲の少なくとも一方が小さくなりすぎてしまう。このため、標本Ｓの広範囲に対応する高い解像度を有する顕微鏡画像を取得することが困難になる。一方で、D/εが条件式（２）の上限値を上回ると、開口数に対して撮像可能範囲が大きくなりすぎてしまう。このため、撮像素子の周辺部にまで良好な収差特性を維持することが困難になる。
【００４５】
対物レンズ１０１の第１レンズ群は、最も物体側に、像側に凸面を向けた第１レンズ成分を含むことが望ましく、さらに、撮像光学系１１０は、以下の条件式を満たすことが望ましい。
1.5≦n1≦1.85                 （３）
【００４６】
但し、n1は、第１レンズ成分に含まれるレンズのe線に対する屈折率のうちの最も高い屈折率である。
【００４７】
条件式（３）を満たすことで、対物レンズにおいて球面収差が良好に補正され、且つ、短波長での高分解能の蛍光観察が可能となる。一般的に屈折率が高い光学材料は、短波長に対する吸収率が高く及び自家蛍光が多く発生する。このため、短波長域の励起光を用いた蛍光観察において、SN比を大きくするためには、屈折率が高すぎない材料を用いることが好ましい。
【００４８】
n1が条件式（３）の上限値を上回らないことで、SN比が高い蛍光画像が得られ、高分解能の蛍光観察および構造解析が可能となる。また、n1が条件式（３）の下限値を下回らないことで、第１レンズ成分での球面収差の発生を小さく抑えながら、第１レンズ成分から出射する光線の発散を小さく抑えることができる。このため、対物レンズ全体で球面収差を良好に補正することが可能となる。
【００４９】
対物レンズ１０１の第２レンズ群は、複数のレンズ成分を含むことが望ましい。対物レンズでは、一般的に、像面に近いレンズ成分でコマ収差を大きく補正する。第２レンズ群が複数のレンズ成分を含むことで、それらのレンズ成分の間隔を調整することが可能となる。このため、レンズの厚さ、曲率半径などについての製造誤差によるコマ収差の変動分を、第２レンズ群のレンズ成分の間隔を調整することで適切に補償することが可能となる。
【００５０】
また、対物レンズ１０１は、３枚接合レンズを含み、撮像光学系１１０は、以下の条件式を満たすことが望ましい。但し、NAobは、対物レンズ１０１の物体側の開口数である。
0.5≦NAob                （４）
【００５１】
条件式（４）を満たす高い開口数を有する対物レンズの焦点深度は短い。このため、より精度の高い色収差補正が要求される。対物レンズ１０１が３枚接合レンズを含むことで、３枚接合レンズを色消しレンズ成分として機能させることができるため、対物レンズ１０１内のスペースを有効に使いながら効果的に色収差補正をすることが可能となる。また、色消しレンズ成分はマージナル光線の高さが高い領域に配置されることにより、十分に作用するが、そのような領域に配置した場合、必然的にレンズ径が大きくなってしまう。色消しレンズ成分が３枚接合レンズであることで、レンズ径が大きくなってもレンズ成分の剛性を強く保つことが可能となる。
【００５２】
上記の３枚接合レンズは、負レンズと、その負レンズの両側に１つずつ配置された２つの正レンズと、からなることが望ましい。即ち、３枚接合レンズは、物体側から順に配置された、正レンズ、負レンズ、正レンズからなることが望ましい。
【００５３】
３枚接合レンズを正負正の３枚接合レンズとすることで、負レンズの両側のレンズ面に色収差を補正する作用を持たせることが可能となる。このため、３枚接合レンズでより効果的に色収差を補正することができる。
【００５４】
また、対物レンズ１０１は、条件式（５）を満たす液浸系の対物レンズであってもよく、その場合、撮像光学系１１０は、条件式（６）を満たすことが望ましい。但し、fobは、対物レンズ１０１のe線に対する焦点距離である。f1は、第１レンズ成分のe線に対する焦点距離である。
1≦NAob                  （５）
-0.2≦fob/f1≦0.43        （６）
【００５５】
条件式（５）を満たす高い開口数を有する液浸系の対物レンズでは、球面収差の発生を特に小さく抑えながら、光線の発散を抑える必要がある。条件式（６）を満たすことで、対物レンズ１０１は、ペッツバール和をより良好に補正しながら、球面収差及び軸上色収差を効果的に補正することが可能になる。
【００５６】
fob/f1が条件式（６）の下限値を下回らないことで、第１レンズ成分から出射する光線束の発散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、第１レンズ成分よりも像側に配置された光学系（以降、第２レンズ成分以降の光学系と記す。）における軸上マージナル光線の高さが高くなりすぎることがないため、球面収差と軸上色収差を良好に補正することが可能となる。また、fob/f1が条件式（６）の上限値を上回らないことで、第２レンズ成分以降の光学系において、軸上マージナル光線の高さの高低差をつけやすくなる。このため、ペッツバール和を良好に補正することが可能となる。特に、液浸系の対物レンズでは、最も物体側のレンズ面が浸液と接するため屈折率差が小さくなり、その結果、ペッツバール和を第１レンズ成分で大きく補正することができない。このため、第２レンズ成分以降の光学系でペッツバール和を補正することが望ましい。
【００５７】
なお、撮像光学系１１０は、条件式（６）の代わりに条件式（６−１）又は条件式（６−２）を満たすことが望ましい。
-0.1≦fob/f1≦0.38        （６−１）
0≦fob/f1≦0.34           （６−２）
【００５８】
また、対物レンズ１０１の第２レンズ群は、最も物体側に２群第１レンズ成分を含み、撮像光学系１１０は、以下の条件式を満たすことが望ましい。
0.39≦(h2-h1)/t1≦0.7        （７）
【００５９】
但し、h1は、２群第１レンズ成分の物体側のレンズ面における軸上マージナル光線の高さである。h2は、２群第１レンズ成分の像側のレンズ面における軸上マージナル光線の高さである。t1は、２群第１レンズ成分の光軸上における厚さである。
【００６０】
条件式（７）を満たすことで、対物レンズにおいてコマ収差と像面湾曲が良好に補正される。より具体的には、(h2-h1)/t1が条件式（７）の下限値を下回らないことで、２群第１レンズ成分の内部でマージナル光線の高さを大きく変化させることができる。このため、像面湾曲を十分に補正することが可能であり、その結果、周辺部まで高い解像力を維持することができる。また、(h2-h1)/t1が条件式（７）の上限値を上回らないことで、２群第１レンズ成分の物体側（入射側）レンズ面と像側（出射側）レンズ面での光線の屈折角が大きくなりすぎることを防ぐことができる。このため、高次の球面収差、及び、コマ収差の発生を抑制することが可能であり、その結果、周辺部まで高い解像力を維持することができる。
【００６１】
なお、撮像光学系１１０は、条件式（７）の代わりに条件式（７−１）を満たすことが望ましい。
0.43≦(h2-h1)/t1≦0.6        （７−１）
【００６２】
また、対物レンズ１０１は、条件式（８）を満たす乾燥系の対物レンズであってもよく、その場合、光軸に沿って移動可能な少なくとも１つのレンズ成分を含むことが望ましい。
0.85≦NAob＜1                   （８）
【００６３】
条件式（８）を満たす高い開口数を有する乾燥系の対物レンズでは、カバーガラスの厚さ及び屈折率のわずかな変化に対して球面収差が大きく変動してしまう。光軸に沿って移動可能な少なくとも１つのレンズ成分（以降、移動レンズ成分と記す）を含むことで、球面収差の変動を移動レンズ成分の移動によって補償することが可能となる。
【００６４】
以上のように構成された撮像光学系１１０を備える顕微鏡システム１００は、以下の条件式を満たすことが望ましい。
3.3×106≦PXi≦1×1010                 （９）
【００６５】
但し、PXiは、コンピュータ１１８がバーチャルスライド画像を構築するときに繋ぎ合わせる、撮像光学系１１０で取得した複数の顕微鏡画像（以降、第１画像と記す。）の１枚当たりの画素数である。なお、コンピュータ１１８がデジタルカメラ１１２に対して撮像範囲を指定したときには、PXiは、その撮像範囲に対応する画素数である。また、コンピュータ１１８がデジタルカメラ１１２が取得した顕微鏡画像の一部分を切り出して繋ぎあわせ処理を行う場合には、その切り出された顕微鏡画像の一部分に対応する画素数である。
【００６６】
条件式（９）を満たすことで、バーチャルスライド画像を短時間で構築することができる。より具体的には、PXiが条件式（９）の下限値を下回らないことで、撮像範囲を大きくすることができるため、バーチャルスライド画像を構築するために必要な画像取得枚数を少なくすることが可能となり、その結果、短時間でバーチャルスライド画像を構築することが可能となる。また、PXiが条件式（９）の上限値を上回らないことで、撮像素子１１２ａの画素数が多くなりすぎることがないため、１枚の画像取得に時間がかかり過ぎることがない。
【００６７】
また、対物レンズは、上述したいずれかの条件式を単独で用いても、自由に組み合わせて用いてもよく、どのような組み合わせであっても十分な効果を奏する。また、上述した条件式の上限値、下限値をそれぞれ単独に変更して新たな条件式を作成してもよく、その場合であっても、同様の効果を奏する。
【００６８】
以下、上述した撮像光学系１１０の実施例について具体的に説明する。
【００６９】
［実施例１］
図２は、本実施例に係る撮像光学系１０の断面図である。図３は、本実施例に係る対物レンズ１の断面図である。図２に示すように、撮像光学系１０は、物体側から順に、対物レンズ１と、結像光学系１１と、撮像素子１２ａを含んでいる。
【００７０】
対物レンズ１は、図３に示すように、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズ成分を最も像側に配置した第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第２レンズ群Ｇ２と、からなる。なお、対物レンズ１は、乾燥系の顕微鏡対物レンズである。
【００７１】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、両凸レンズであるレンズＬ１と、接合レンズＣＬ１とを含んでいる。レンズＬ１は、対物レンズ１の第１レンズ成分である。接合レンズＣＬ１は、２枚接合レンズであり、物体側から順に配置された、両凸レンズであるレンズＬ２と、両凹レンズであるレンズＬ３からなる。接合レンズＣＬ１は、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズ成分である。
【００７２】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、接合レンズＣＬ２と、接合レンズＣＬ３と、両凸レンズであるレンズＬ８と、を含んでいる。接合レンズＣＬ２は、２枚接合レンズであり、物体側から順に配置された、両凹レンズであるレンズＬ４と、両凸レンズであるレンズＬ５からなる。接合レンズＣＬ２は、対物レンズ１の２群第１レンズ成分である。接合レンズＣＬ３は、２枚接合レンズであり、物体側から順に配置された、両凹レンズであるレンズＬ６と、両凸レンズであるレンズＬ７からなる。
【００７３】
結像光学系１１は、図２に示すように、物体側から順に配置された、接合レンズＣＴＬ１と、接合レンズＣＴＬ２と、を含んでいる。接合レンズＣＴＬ１は、両凸レンズであるレンズＴＬ１と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＴＬ２と、からなる。接合レンズＣＴＬ２は、両凸レンズであるレンズＴＬ３と、両凹レンズであるレンズＴＬ４と、からなる。
【００７４】
撮像光学系１０の各種データは、以下のとおりである。ここで、fTLは結像光学系１１の焦点距離である。fG1は、対物レンズ１の第１レンズ群のe線に対する焦点距離である。fG2は、対物レンズ１の第２レンズ群のe線に対する焦点距離である。βは、撮像光学系１０の倍率である。Φ1は、第１レンズ群Ｇ１の最も像側に配置されたメニスカスレンズ成分である接合レンズＣＬ１に含まれ、接合レンズＣＬ１を構成する最も像側に配置された両凹レンズＬ３の外径である。
【００７５】
NAob=0.160, NAi=0.040, |β|=4, fob=45.000 mm, fTL=180mm, fG1=21.637mm, fG2=56.531mm, f1=21.069mm, n1=1.51825, h1=2.78mm, h2=4.475mm, t1=5.5mm, D=26mm,ε=0.017mm,Φ1=9mm, PXn=7.7×106, PXi=7.4×106,
【００７６】
撮像光学系１０に含まれる撮像素子１２ａの各種データは、以下のとおりである。ここで、SH、SV、SDは、それぞれ、撮像素子１２ａの縦方向の長さ、横方向の長さ、対角長である。NH、NV、NDは、それぞれ、撮像素子１２ａの縦方向の画素数、横方向の画素数、総画素数である。Pは画素ピッチである。
SH=20.8mm,SV=15.6mm,SD=25.6mm,NH=3200,NV=2400,ND=7.7×106,P=6.5μm
【００７７】
撮像光学系１０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。
撮像光学系１０
s     r         d        ne          νd  
0    INF       0.170    1.52626     54.41
1    INF      13.244           
2   20.4097    3.268    1.51825     64.14
3  -22.1977    8.021           
4    9.8755    3.090    1.43986     94.66
5  -10.1728    1.733    1.51825     64.14
6    7.3477    2.746           
7   -5.7177    2.523    1.75844     52.32
8   36.266     2.977    1.43986     94.66
9   -8.5226    0.471           
10  -20.1257    1.561    1.48915     70.23
11   20.4365    3.897    1.43986     94.66
12  -18.1858    0.301           
13  185.9612    3.570    1.49846     81.54
14  -14.0427  119.000           
15   68.7541    7.732    1.48915     70.21
16  -37.5679    3.474    1.81077     40.95
17 -102.8477    0.697           
18   84.3099    6.024    1.83932     37.17
19  -50.71      3.030    1.64825     40.82
20   40.6619  156.927           
21  INF
【００７８】
ここで、sは面番号を、rは曲率半径(mm)を、dは面間隔(mm)を、neはe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s0,s1が示す面は、それぞれ物体面(カバーガラスＣＧの物体側の面)、カバーガラスＣＧの像側の面である。面番号s2,s14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、最も像側のレンズ面である。面番号s15,s20が示す面は、それぞれ結像光学系１１の最も物体側のレンズ面、最も像側のレンズ面である。面番号s21が示す面は、撮像素子１２ａの撮像面である。
【００７９】
撮像光学系１０は、以下で示されるように、条件式（１）から条件式（３）及び条件式（９）を満たしている。
（１）                    PXn =7.7×106
（２）                    D/ε=1561
（３）                    n1=1.51825
（４）、（５）、（８）    NAob =0.160
（６）                    fob/f1=2.136
（７）                    (h2-h1)/t1=0.31
（９）                    PXi =7.4×106
【００８０】
図４は、図２に示す撮像光学系１０の収差図であり、撮像素子１２ａの像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）は像高比0.6（像高7.80 mm）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。
【００８１】
［実施例２］
図５は、本実施例に係る撮像光学系２０の断面図である。図６は、本実施例に係る対物レンズ２の断面図である。図５に示すように、撮像光学系２０は、物体側から順に、対物レンズ２と、結像光学系１１と、撮像素子１２ｂを含んでいる。なお、結像光学系１１については、実施例１と同様である。
【００８２】
対物レンズ２は、図６に示すように、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズ成分を最も像側に配置した第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第２レンズ群Ｇ２と、からなる。なお、対物レンズ２は、乾燥系の顕微鏡対物レンズである。
【００８３】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ１と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ２と、両凸レンズであるレンズＬ３と、接合レンズＣＬ１と、接合レンズＣＬ２と、を含んでいる。
【００８４】
レンズＬ１は、対物レンズ２の第１レンズ成分である。接合レンズＣＬ１は、３枚接合レンズであり、物体側から順に配置された、両凸レンズであるレンズＬ４と、両凹レンズであるレンズＬ５と、両凸レンズであるレンズＬ６と、からなる。接合レンズＣＬ２は、２枚接合レンズであり、物体側から順に配置された、両凸レンズであるレンズＬ７と、両凹レンズであるレンズＬ８と、からなる。接合レンズＣＬ２は、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズ成分である。
【００８５】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ９と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ１０と、を含んでいる。レンズＬ９は、対物レンズ２の２群第１レンズ成分である。
【００８６】
撮像光学系２０の各種データは、以下のとおりである。ここで、Φ1は、第１レンズ群Ｇ１の最も像側に配置されたメニスカスレンズ成分である接合レンズＣＬ２に含まれ、接合レンズＣＬ２を構成する最も像側に配置された両凹レンズＬ８の外径である。
NAob= 0.800, NAi= 0.040, |β|= 20, fob= 9.000 mm, fTL= 180mm, fG1= 5.805mm, fG2= 109.708mm, f1= 36.36mm, n1= 1.77621, h1= 4.843mm, h2= 6.193mm, t1= 2.646mm, D= 22mm,ε= 0.017mm,Φ1=13mm, PXn=1.1×107, PXi=8.9×106
【００８７】
撮像光学系２０に含まれる撮像素子１２ｂの各種データは、以下のとおりである。
SH=17.6mm,SV=13.2mm,SD=22.0mm,NH=3910,NV=2932,ND=1.15×107,P=4.5μm
【００８８】
撮像光学系２０のレンズデータは、以下のとおりである。
撮像光学系２０
s     r         d        ne          νd
0    INF       0.170    1.52626     54.41
1    INF       1.220             
2   -4.0367    5.316    1.77621     49.6
3   -5.5638    0.278             
4   -8.3753    3.921    1.43986     94.66
5   -7.3726    0.296             
6   30.0778    3.701    1.43986     94.66
7  -18.1688    2.218             
8   18.2379    7.051    1.43986     94.66
9  -13.3079    1.500    1.64132     42.41
10   12.5928    5.289    1.43986     94.66
11  -15.1109    0.497             
12   10.8229    4.943    1.43986     94.66
13  -18.5       1.500    1.64132     42.41
14    8.2723    5.000             
15   -6.3912    2.646    1.74435     52.64
16  -10.7265    0.731             
17  -20.9997    3.049    1.74341     32.26
18  -11.4968  119.000             
19   68.7541    7.732    1.48915     70.21
20  -37.5679    3.474    1.81077     40.95
21 -102.8477    0.697             
22   84.3099    6.024    1.83932     37.17
23  -50.71      3.030    1.64825     40.82
24   40.6619  156.927           
25  INF  
【００８９】
なお、面番号s0,s1が示す面は、それぞれ物体面(カバーガラスＣＧの物体側の面)、カバーガラスＣＧの像側の面である。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、最も像側のレンズ面である。面番号s19,s24が示す面は、それぞれ結像光学系１１の最も物体側のレンズ面、最も像側のレンズ面である。面番号s25が示す面は、撮像素子１２ｂの撮像面である。
【００９０】
撮像光学系２０は、以下で示されるように、条件式（５）及び条件式（８）を除き、条件式（１）から条件式（９）を満たしている。
（１）                    PXn =1.1×107
（２）                    D/ε=1321
（３）                    n1=1.77621
（４）、（５）、（８）    NAob =0.800
（６）                    fob/f1=0.248
（７）                    (h2-h1)/t1=0.51
（９）                    PXi =8.9×106
【００９１】
図７は、図５に示す撮像光学系２０の収差図であり、撮像素子１２ｂの像面における収差を示している。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す図であり、図７（ｃ）は非点収差図であり、図７（ｄ）は像高比0.6（像高6.60 mm）の位置におけるコマ収差図である。
【００９２】
［実施例３］
図８は、本実施例に係る撮像光学系３０の断面図である。図９は、本実施例に係る対物レンズ３の断面図である。図８に示すように、撮像光学系３０は、物体側から順に、対物レンズ３と、結像光学系１１と、撮像素子１２ｃを含んでいる。なお、結像光学系１１については、実施例１と同様である。
【００９３】
対物レンズ３は、図９に示すように、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズ成分を最も像側に配置した第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第２レンズ群Ｇ２と、からなる。なお、対物レンズ３は、乾燥系の顕微鏡対物レンズである。
【００９４】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ１と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ２と、接合レンズＣＬ１と、接合レンズＣＬ２と、接合レンズＣＬ３と、接合レンズＣＬ４と、を含んでいる。なお、接合レンズＣＬ１は、光軸に沿って移動可能な移動レンズ成分である。
【００９５】
レンズＬ１は、対物レンズ３の第１レンズ成分である。接合レンズＣＬ１は、２枚接合レンズであり、物体側から順に配置された、両凹レンズであるレンズＬ３と、両凸レンズであるレンズＬ４と、からなる。接合レンズＣＬ２は、２枚接合レンズであり、物体側から順に配置された、像側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ５と、両凸レンズであるレンズＬ６と、からなる。接合レンズＣＬ３は、３枚接合レンズであり、物体側から順に配置された、両凸レンズであるレンズＬ７と、両凹レンズであるレンズＬ８と、両凸レンズであるレンズＬ９と、からなる。接合レンズＣＬ４は、２枚接合レンズであり、物体側から順に配置された、両凸レンズであるレンズＬ１０と、両凹レンズであるレンズＬ１１と、からなる。接合レンズＣＬ４は、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズ成分である。
【００９６】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ１２と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ１３と、を含んでいる。レンズＬ１２は、対物レンズ３の２群第１レンズ成分である。
【００９７】
撮像光学系３０の各種データは、以下のとおりである。ここで、Φ1は、第１レンズ群Ｇ１の最も像側に配置されたメニスカスレンズ成分である接合レンズＣＬ４に含まれ、接合レンズＣＬ４の最も像側に配置された両凹レンズＬ１１の外径である。
NAob= 0.945, NAi= 0.024, |β|= 40, fob= 4.500 mm, fTL= 180mm, fG1= 2.688mm, fG2= 64.133mm, f1= 10.117mm, n1= 1.77621, h1= 2.942mm, h2= 3.562mm, t1= 1.541mm, D= 26mm,ε= 0.028mm,Φ1= 7mm, PXn=6.5×106, PXi=5.8×106
【００９８】
撮像光学系３０に含まれる撮像素子１２ｃの各種データは、以下のとおりである。
SH=20.8mm,SV=15.6mm,SD=26.0mm,NH=2970,NV=2230,ND=6.6×106,P=7μm
【００９９】
撮像光学系３０のレンズデータは、以下のとおりである。
撮像光学系３０
s     r         d        ne          νd
0    INF        t       1.52626     54.41
1    INF        D1                
2   -3.0339    3.681    1.77621     49.6
3   -3.3487    0.200             
4   -7.2937    2.241    1.57098     71.3
5   -5.5255     D5                
6  -45.764     1.200    1.64132     42.41
7   12.7782    3.875    1.43986     94.66
8  -14.198      D8                
9   71.1197    1.500    1.61664     44.49
10   15.0477    6.788    1.43986     94.66
11  -10.4578    0.300                 
12   11.6236    6.847    1.43986     94.66
13  -10.3782    1.550    1.48915     70.23
14    6.6859    4.219    1.43986     94.66
15  -32.513     0.300                 
16   13.9497    4.787    1.49846     81.54
17   -6.1667    1.000    1.88815     40.76
18    7.744     3.857                 
19   -4.5391    1.541    1.51825     64.14
20   -9.3597    0.873                
21  -12.8369    2.219    1.7434      32.33
22   -7.2219  119.000                 
23   68.7541    7.732    1.48915     70.21
24  -37.5679    3.474    1.81077     40.95
25 -102.8477    0.697                 
26   84.3099    6.024    1.83932     37.17
27  -50.71      3.030    1.64825     40.82
28   40.6619  156.927                 
29  INF
【０１００】
なお、面番号s0,s1が示す面は、それぞれ物体面(カバーガラスＣＧの物体側の面)、カバーガラスＣＧの像側の面である。面番号s2,s22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、最も像側のレンズ面である。面番号s23,s28が示す面は、それぞれ結像光学系１１の最も物体側のレンズ面、最も像側のレンズ面である。面番号s29が示す面は、撮像素子１２ｃの撮像面である。
【０１０１】
面番号s0と面番号s1の間の面間隔tは、カバーガラスＣＧの厚さであり、カバーガラスＣＧに応じて変化する可変量である。面番号s1と面番号s2の間の面間隔D1は、カバーガラスＣＧと対物レンズ３の間の空気間隔であり、カバーガラスＣＧに応じて変化する可変量である。面番号s5と面番号s6の間の面間隔D5と面番号s8と面番号s9の間の面間隔D8は、それぞれ移動レンズ成分と移動レンズ成分に隣接するレンズ成分との間の空気間隔であり、移動レンズ成分の位置に応じて変化する可変量である。移動レンズ成分の位置は、例えばカバーガラスＣＧの厚さに応じて調整される。
【０１０２】
これらの可変量の関係は以下のとおりである。
t(カバーガラス厚)     0.17       0.11       0.23
D1                    0.411      0.441      0.382 
D5                    0.766      1.178      0.330 
D8                    0.742      0.330      1.178
【０１０３】
撮像光学系３０は、以下で示されるように、条件式（５）及び条件式（６）を除き、条件式（１）から条件式（９）を満たしている。
（１）                    PXn =6.5×106
（２）                    D/ε=992
（３）                    n1=1.77621
（４）、（５）、（８）    NAob =0.945
（６）                    fob/f1=0.445
（７）                    (h2-h1)/t1=0.40
（９）                    PXi =5.8×106
【０１０４】
図１０は、図８に示す撮像光学系３０の収差図であり、撮像素子１２ｃの像面における収差を示している。図１０（ａ）は球面収差図であり、図１０（ｂ）は正弦条件違反量を示す図であり、図１０（ｃ）は非点収差図であり、図１０（ｄ）は像高比0.6（像高7.80 mm）の位置におけるコマ収差図である。
【０１０５】
［実施例４］
図１１は、本実施例に係る撮像光学系４０の断面図である。図１２は、本実施例に係る対物レンズ４の断面図である。図１１に示すように、撮像光学系４０は、物体側から順に、対物レンズ４と、結像光学系１１と、撮像素子１２ｄを含んでいる。なお、結像光学系１１については、実施例１と同様である。
【０１０６】
対物レンズ４は、図１２に示すように、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズ成分を最も像側に配置した第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第２レンズ群Ｇ２と、からなる。なお、対物レンズ４は、液浸系の顕微鏡対物レンズである。
【０１０７】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、接合レンズＣＬ１と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ３と、両凸レンズであるレンズＬ４と、接合レンズＣＬ２と、接合レンズＣＬ３と、像側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ１１と、接合レンズＣＬ４と、を含んでいる。
【０１０８】
接合レンズＣＬ１は、対物レンズ４の第１レンズ成分である。接合レンズＣＬ１は、２枚接合レンズであり、物体側から順に配置された、物体側に平面を向けた平凸レンズであるレンズＬ１と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ２と、からなる。接合レンズＣＬ２は、３枚接合レンズであり、物体側から順に配置された、両凸レンズであるレンズＬ５と、両凹レンズであるレンズＬ６と、両凸レンズであるレンズＬ７と、からなる。接合レンズＣＬ３は、３枚接合レンズであり、物体側から順に配置された、像側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ８と、両凸レンズであるレンズＬ９と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ１０と、からなる。接合レンズＣＬ４は、２枚接合レンズであり、物体側から順に配置された、像側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ１２と、像側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ１３と、からなる。接合レンズＣＬ４は、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズ成分である。
【０１０９】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凹レンズであるレンズＬ１４と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ１５と、を含んでいる。レンズＬ１４は、対物レンズ４の２群第１レンズ成分である。
【０１１０】
撮像光学系４０の各種データは、以下のとおりである。ここで、Φ1は、第１レンズ群Ｇ１の最も像側に配置されたメニスカスレンズ成分である接合レンズＣＬ４に含まれ、接合レンズＣＬ４を構成する最も像側に配置されたメニスカスレンズＬ１３の外径である。
NAob= 1.410, NAi= 0.023, |β|= 60, fob= 2.999mm, fTL= 180mm, fG1= 2.511mm, fG2= -27.949mm, f1= 9.544mm, n1= 1.83945, h1= 2.409mm, h2= 2.639mm, t1= 0.5mm, D= 22mm,ε= 0.028mm,Φ1= 11.5mm, PXn=5.5×106, PXi=5.5×106
【０１１１】
撮像光学系４０に含まれる撮像素子１２ｄの各種データは、以下のとおりである。
SH=20.8mm,SV=15.6mm,SD=22.0mm,NH=2708,NV=2030,ND=5.5×106,P=6.5μm
【０１１２】
撮像光学系４０のレンズデータは、以下のとおりである。
撮像光学系４０
s     r         d        ne          νd
0    INF       0.17     1.52626     54.41
1    INF       0.18     1.51793     41
2    INF       0.540    1.51825     64.14
3   -1.319     5.348    1.83945     42.73
4   -4.1166    0.150             
5  -78.3319    1.963    1.57098     71.3
6  -14.9285    0.150            
7   18.406     3.895    1.43986     94.66
8  -25.3193    0.150             
9   31.1937    5.046    1.43986     94.66
10  -11.9163    0.500    1.64132     42.41
11   16.5897    5.162    1.43986     94.66
12  -12.8588    0.150             
13   38.1374    0.500    1.64132     42.41
14    8.9209    7.020    1.43986     94.66
15   -7.4439    0.500    1.61664     44.49
16  -71.7589    0.150             
17   11.8705    2.165    1.57098     71.3
18   96.6908    0.150           
19    6.2225    3.339    1.57098     71.3
20   21.2446    3.016    1.83945     42.73
21    3.3871    2.7792            
22   -4.4975    0.5      1.77621     49.6
23   15.9215    2.0396            
24 -160.5239    4.056    1.74341     32.26
25   -7.7872  119.000            
26   68.7541    7.732    1.48915     70.21
27  -37.5679    3.474    1.81077     40.95
28 -102.8477    0.697             
29   84.3099    6.024    1.83932     37.17
30  -50.71      3.030    1.64825     40.82
31   40.6619  156.927             
32  INF
【０１１３】
なお、面番号s0,s1が示す面は、それぞれ物体面(カバーガラスＣＧの物体側の面)、カバーガラスＣＧの像側の面である。面番号s2,s25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、最も像側のレンズ面である。面番号s26,s31が示す面は、それぞれ結像光学系１１の最も物体側のレンズ面、最も像側のレンズ面である。面番号s32が示す面は、撮像素子１２ｄの撮像面である。
【０１１４】
撮像光学系４０は、以下で示されるように、条件式（１）から条件式（９）を満たしている。
（１）                    PXn =5.5×106
（２）                    D/ε=776
（３）                    n1= 1.83945
（４）、（５）、（８）    NAob =1.410
（６）                    fob/f1=0.314
（７）                    (h2-h1)/t1=0.46
（９）                    PXi =5.5×106
【０１１５】
図１３は、図１１に示す撮像光学系４０の収差図であり、撮像素子１２ｄの像面における収差を示している。図１３（ａ）は球面収差図であり、図１３（ｂ）は正弦条件違反量を示す図であり、図１３（ｃ）は非点収差図であり、図１３（ｄ）は像高比0.6（像高6.60 mm）の位置におけるコマ収差図である。
【０１１６】
［実施例５］
図１４は、本実施例に係る撮像光学系５０の断面図である。図１５は、本実施例に係る対物レンズ５の断面図である。図１４に示すように、撮像光学系５０は、物体側から順に、対物レンズ５と、結像光学系１３と、撮像素子１２ｅを含んでいる。
【０１１７】
対物レンズ５は、図１５に示すように、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズ成分を最も像側に配置した第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第２レンズ群Ｇ２と、からなる。なお、対物レンズ５は、液浸系の顕微鏡対物レンズである。
【０１１８】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、接合レンズＣＬ１と、両凸レンズであるレンズＬ３と、両凸レンズであるレンズＬ４と、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と、を含んでいる。
【０１１９】
接合レンズＣＬ１は、対物レンズ５の第１レンズ成分である。接合レンズＣＬ１は、２枚接合レンズであり、物体側から順に配置された、物体側に平面を向けた平凸レンズであるレンズＬ１と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ２と、からなる。接合レンズＣＬ２は、３枚接合レンズであり、物体側から順に配置された、両凸レンズであるレンズＬ５と、両凹レンズであるレンズＬ６と、両凸レンズであるレンズＬ７と、からなる。接合レンズＣＬ３は、３枚接合レンズであり、物体側から順に配置された、像側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ８と、両凸レンズであるレンズＬ９と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ１０と、からなる。接合レンズＣＬ４は、２枚接合レンズであり、物体側から順に配置された、両凸レンズであるレンズＬ１１と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ１２と、からなる。接合レンズＣＬ５は、２枚接合レンズであり、物体側から順に配置された、両凸レンズであるレンズＬ１３と、両凹レンズであるレンズＬ１４と、からなる。接合レンズＣＬ５は、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズ成分である。
【０１２０】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凹レンズであるレンズＬ１５と、接合レンズＣＬ６と、を含んでいる。レンズＬ１５は、対物レンズ５の２群第１レンズ成分である。接合レンズＣＬ６は、２枚接合レンズであり、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であるレンズＬ１６と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＬ１７と、からなる。
【０１２１】
結像光学系１３は、図１４に示すように、物体側から順に配置された、接合レンズＣＴＬ１と、接合レンズＣＴＬ２と、像側に平面を向けた平凸レンズであるレンズＴＬ５と、像側に凹面を向けたメニスカスレンズであるレンズＴＬ６と、を含んでいる。接合レンズＣＴＬ１と接合レンズＣＴＬ２は、実施例１の結像光学系１１と同様である。
【０１２２】
撮像光学系５０の各種データは、以下のとおりである。ここで、fTLは結像光学系１３の焦点距離である。Φ1は、第１レンズ群Ｇ１の最も像側に配置されたメニスカスレンズ成分である接合レンズＣＬ５に含まれ、接合レンズＣＬ５を構成する最も像側に配置された両凹レンズＬ１４の外径である。
NAob= 1.453, NAi= 0.019, |β|= 75, fob= 1.800mm, fTL= 135mm, fG1= 2.048mm, fG2= -12.116mm, f1= 4.191mm, n1= 1.80811, h1= 1.341mm, h2= 1.429mm, t1= 1mm, D= 17.5mm,ε= 0.034mm,Φ1= 7mm, PXn=5.9×106, PXi=5.9×106
【０１２３】
撮像光学系５０に含まれる撮像素子１２ｅの各種データは、以下のとおりである。
SH=14.0mm,SV=10.5mm,SD=17.5mm,NH=2800,NV=2100,ND=5.9×106,P=5μm
【０１２４】
撮像光学系５０のレンズデータは、以下のとおりである。
撮像光学系５０
s     r         d        ne          νd
0    INF       0.17     1.52626     54.41 
1    INF       0.15     1.51793     41.00 
2    INF       0.490    1.51825     64.14 
3   -2.5256    3.245    1.80811     46.53 
4   -2.758     0.150               
5   57.0411    2.739    1.57098     71.30 
6  -15.1633    0.150               
7   26.7162    2.064    1.43986     94.66 
8  -34.6539    0.150               
9   12.0693    5.530    1.43986     94.66 
10   -9.3615    1.300    1.64132     42.41 
11   12.289     4.960    1.43986     94.66 
12  -10.2507    0.150               
13   38.3223    1.200    1.75844     52.32 
14   12.9929    4.935    1.43986     94.66 
15   -6.7513    1.100    1.75844     52.32 
16  -13.8019    0.150               
17   12.8304    3.778    1.43986     94.66 
18   -8.0374    1.000    1.75844     52.32 
19  -28.8995    0.150               
20    5.1902    5.3476   1.57098     71.30 
21  -10.1104    1        1.64132     42.41 
22    2.3315    1.7              
23   -3.3075    1        1.75844     52.32 
24   16.1481    1.1              
25   -5.4713    1        1.51825     64.14 
26  -22.079     4.3375   1.7434      32.33 
27   -5.8878  119
28   68.7541    7.732    1.48915     70.21
29  -37.5679    3.474    1.81077     40.95
30 -102.8477    0.697               
31   84.3099    6.024    1.83932     37.17
32  -50.71      3.030    1.64825     40.82
33   40.6619   89.682               
34   55.4119    5.370    1.48915     70.23
35    INF       5.770               
36  252.1187    3.120    1.67765     32.1
37   82.9177   36.659      
38  INF
【０１２５】
なお、面番号s0,s1が示す面は、それぞれ物体面(カバーガラスＣＧの物体側の面)、カバーガラスＣＧの像側の面である。面番号s2,s27が示す面は、それぞれ対物レンズ５の最も物体側のレンズ面、最も像側のレンズ面である。面番号s28,s37が示す面は、それぞれ結像光学系１３の最も物体側のレンズ面、最も像側のレンズ面である。面番号s38が示す面は、撮像素子１２ｅの撮像面である。
【０１２６】
撮像光学系５０は、以下で示されるように、条件式（７）を除き、条件式（１）から条件式（９）を満たしている。
（１）                    PXn =5.9×106
（２）                    D/ε=509
（３）                    n1= 1.80811
（４）、（５）、（８）    NAob =1.453
（６）                    fob/f1=0.429
（７）                    (h2-h1)/t1=0.09
（９）                    PXi =5.9×106
【０１２７】
図１６は、図１４に示す撮像光学系５０の収差図であり、撮像素子１２ｅの像面における収差を示している。図１６（ａ）は球面収差図であり、図１６（ｂ）は正弦条件違反量を示す図であり、図１６（ｃ）は非点収差図であり、図１６（ｄ）は像高比0.6（像高5.25 mm）の位置におけるコマ収差図である。
【０１２８】
［実施例６］
図１７は、本実施例に係る撮像光学系６０の断面図である。図１８は、本実施例に係る対物レンズ６の断面図である。図１７に示すように、撮像光学系６０は、物体側から順に、対物レンズ６と、結像光学系１３と、撮像素子１２ｆを含んでいる。なお、結像光学系１３については、実施例５と同様である。
【０１２９】
対物レンズ６は、図１８に示すように、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズ成分を最も像側に配置した第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第２レンズ群Ｇ２と、からなる。なお、対物レンズ６は、乾燥系の顕微鏡対物レンズである。
【０１３０】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、接合レンズＣＬ１と、両凸レンズであるレンズＬ３と、両凸レンズであるレンズＬ４と、接合レンズＣＬ２と、を含んでいる。
【０１３１】
接合レンズＣＬ１は、対物レンズ６の第１レンズ成分である。接合レンズＣＬ１は、２枚接合レンズであり、物体側から順に配置された、両凹レンズであるレンズＬ１と、両凸レンズであるレンズＬ２と、からなる。接合レンズＣＬ２は、２枚接合レンズであり、物体側から順に配置された、両凸レンズであるレンズＬ５と、両凹レンズであるレンズＬ６と、からなる。接合レンズＣＬ２は、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズ成分である。
【０１３２】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、接合レンズＣＬ３と、両凸レンズであるレンズＬ９と、を含んでいる。接合レンズＣＬ３は、対物レンズ６の２群第１レンズ成分である。接合レンズＣＬ３は、２枚接合レンズであり、物体側から順に配置された、両凹レンズであるレンズＬ７と、両凸レンズであるレンズＬ８と、からなる。
【０１３３】
撮像光学系６０の各種データは、以下のとおりである。ここで、Φ1は、第１レンズ群Ｇ１の最も像側に配置されたメニスカスレンズ成分である接合レンズＣＬ２に含まれ、接合レンズＣＬ２を構成する最も像側に配置された両凹レンズＬ６の外径である。
NAob= 0.400, NAi= 0.053, |β|= 8, fob= 18.000mm, fTL= 135mm, fG1= 9.911mm, fG2= 88.412mm, f1= -51.239mm, n1= 1.61664, h1= 3.93mm, h2= 6.448mm, t1= 7.07mm, D= 17.5mm,ε=0.012mm,Φ1= 12mm, PXn=1.6×107, PXi=1.6×107
【０１３４】
撮像光学系６０に含まれる撮像素子１２ｆの各種データは、以下のとおりである。
SH=14.0mm,SV=10.5mm,SD=17.5mm,NH=4668,NV=3500,ND=1.63×107,P=3μm
【０１３５】
撮像光学系６０のレンズデータは、以下のとおりである。
撮像光学系６０
s     r         d        ne          νd
0    INF       0.170    1.52626     54.41
1    INF       3.712             
2   -8.3986    4.221    1.61664     44.49
3   12.1766    3.480    1.49846     81.54
4  -10.5755    0.200               
5  125.8891    2.810    1.43986     94.66
6  -18.6353    0.201               
7   14.7946    4.481    1.43986     94.66
8  -18.4565    1.687               
9   12.8039    4.810    1.43986     94.66
10   -9.1339    4.490    1.51825     64.14
11    7.2434    5.711               
12   -5.268     2.900    1.51825     64.14
13   70.4239    4.170    1.43986     94.66
14  -10.1954    0.226               
15  199.538     3.530    1.43986     94.66
16  -13.7504  119             
17   68.7541    7.732    1.48915     70.21
18  -37.5679    3.474    1.81077     40.95
19 -102.8477    0.697               
20   84.3099    6.024    1.83932     37.17
21  -50.71      3.030    1.64825     40.82
22   40.6619   89.682               
23   55.4119    5.370    1.48915     70.23
24    INF       5.770            
25  252.1187    3.120    1.67765     32.1
26   82.9177   36.659      
27  INF
【０１３６】
なお、面番号s0,s1が示す面は、それぞれ物体面(カバーガラスＣＧの物体側の面)、カバーガラスＣＧの像側の面である。面番号s2,s16が示す面は、それぞれ対物レンズ６の最も物体側のレンズ面、最も像側のレンズ面である。面番号s17,s26が示す面は、それぞれ結像光学系１３の最も物体側のレンズ面、最も像側のレンズ面である。面番号s27が示す面は、撮像素子１２ｆの撮像面である。
【０１３７】
撮像光学系６０は、以下で示されるように、条件式（１）から条件式（３）、及び、条件式（９）を満たしている。
（１）                    PXn =1.6×107
（２）                    D/ε=1401
（３）                    n1= 1.61664
（４）、（５）、（８）    NAob =0.400
（６）                    fob/f1=-0.351
（７）                    (h2-h1)/t1=0.36
（９）                    PXi =1.6×107
【０１３８】
図１９は、図１７に示す撮像光学系６０の収差図であり、撮像素子１２ｆの像面における収差を示している。図１９（ａ）は球面収差図であり、図１９（ｂ）は正弦条件違反量を示す図であり、図１９（ｃ）は非点収差図であり、図１９（ｄ）は像高比0.6（像高5.25 mm）の位置におけるコマ収差図である。
【符号の説明】
【０１３９】
１、２、３、４、５、６、１０１                                  対物レンズ
１０、２０、３０、４０、５０、６０、１１０                      撮像光学系
１１、１３、１１１                                              結像光学系
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ、１１２ａ        撮像素子
１１２                                                          デジタルカメラ
１１２ｓ                                                        撮像面
１１４                                                          ステージ
１１５ａ、１１５ｂ                                              光源
１１６                                                          コンデンサ
１１７                                                          接眼レンズ
１１８                                                          コンピュータ
１１９ａ                                                        ディスプレイ
１１９ｂ                                                        キーボード
１１９ｃ                                                        マウス
ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３、ＣＬ４、ＣＬ５、ＣＬ６、                  
ＣＴＬ１、ＣＴＬ２                                              接合レンズ
Ｇ１                                                            第１レンズ群
Ｇ２                                                            第２レンズ群
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７、Ｌ８、Ｌ９、
Ｌ１０、Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ１５、Ｌ１６、Ｌ１７
ＴＬ１、ＴＬ２、ＴＬ３、ＴＬ４、ＴＬ５、ＴＬ６                  レンズ
【図１】
2019191274.tif 000003
【図２】
2019191274.tif 000004
【図３】
2019191274.tif 000005
【図４】
2019191274.tif 000006
【図５】
2019191274.tif 000007
【図６】
2019191274.tif 000008
【図７】
2019191274.tif 000009
【図８】
2019191274.tif 000010
【図９】
2019191274.tif 000011
【図１０】
2019191274.tif 000012
【図１１】
2019191274.tif 000013
【図１２】
2019191274.tif 000014
【図１３】
2019191274.tif 000015
【図１４】
2019191274.tif 000016
【図１５】
2019191274.tif 000017
【図１６】
2019191274.tif 000018
【図１７】
2019191274.tif 000019
【図１８】
2019191274.tif 000020
【図１９】
2019191274.tif 000021