(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、貼合わせレンズを有する正屈折力の第１レンズ群と、貼合わせレンズを有する正屈折力の第２レンズ群と、貼合わせレンズ群を有する負屈折力の第３レンズ群と、正屈折力の第４レンズ群と、負屈折力の第５レンズ群とから構成された顕微鏡対物レンズであって、
前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、及び前記第３レンズ群は、フッ化バリウムを含む少なくとも３種類以上の硝材から構成され、
前記顕微鏡対物レンズ全系の焦点距離をＦ、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、前記第５レンズ群の焦点距離をｆ５としたとき、以下の条件を満足することを特徴とする顕微鏡対物レンズ。
５＜｜ｆ３／Ｆ｜＜１５
１＜｜ｆ５／Ｆ｜＜１０
【請求項２】
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１としたとき、以下の条件を満足することを特徴とする請求項1又は２記載の顕微鏡対物レンズ。
１．５＜｜ｆ１／Ｆ｜＜５    
【請求項３】
前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４としたとき、以下の条件を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の顕微鏡対物レンズ。
３＜｜ｆ４／Ｆ｜＜４５    
【請求項４】
前記顕微鏡対物レンズの作動距離をＷ、最も物体側のレンズに入射する主光線の最大の高さをｈ、同焦点距離をｌとしたとき、以下の条件を満足することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の顕微鏡対物レンズ。
（Ｗ×ｈ）／（ｌ×Ｆ）＞０．０１
【請求項５】
前記第３レンズ群及び前記第４レンズ群の少なくとも１つの前記貼合わせレンズは、物体側から順に第１、第２及び第３レンズ成分からなる貼合わせレンズであることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項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、特に可視光と紫外光とを用いる顕微鏡対物レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、波長が約４００〜７５０ｎｍ域の可視光で試料を照明して観察する事のみならず、紫外光等の短波長の光で照明し、試料を観察、加工等するようになってきている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
可視光と紫外光とを併用して観察を行う顕微鏡の対物レンズは、可視光と紫外光との両方の光に対して同時に色収差が補正されていること、いわゆる色消しされていることが必要である。この場合、可視光と紫外光とに対して色消し条件を満足するために使用できる硝材が限られている。そのため、いわゆる同焦点を長くして、できる限り色消しをしているが、十分に色収差補正を行うことができずに問題である。
【０００４】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、可視光と紫外光、特に波長λ＝２６６ｎｍ近傍の光とでピントのずれを生ずることがないように色消しされ、良好に試料を観察できる顕微鏡用対物レンズを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために請求項１に係る発明は、物体側から順に、貼合わせレンズを有する正屈折力の第１レンズ群と、貼合わせレンズを有する正屈折力の第２レンズ群と、貼合わせレンズ群を有する負屈折力の第３レンズ群と、正屈折力の第４レンズ群と、負屈折力の第５レンズ群とから構成された顕微鏡対物レンズであって、前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、及び前記第３レンズ群は、フッ化バリウムを含む少なくとも３種類以上の硝材から構成され、前記顕微鏡対物レンズ全系の焦点距離をＦ、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、前記第５レンズ群の焦点距離をｆ５としたとき、以下の条件を満足する。
５＜｜ｆ３／Ｆ｜＜１５  （２）
１＜｜ｆ５／Ｆ｜＜１０  （４）
【０００６】
条件式（２）は、第３レンズ群Ｇ３の適切な焦点距離の範囲を規定している。
条件式（２）の上限値を上回ると２次分散が大きくなり、第３レンズ群Ｇ３に屈折率の大きい硝材を使用した効果が無くなってしまい色収差を十分に補正できない。逆に、下限値を下回ると、第３レンズ群Ｇ３の屈折率差を含めた２次分散が上限値を上回った場合と逆の方向に大きくなってしまうので、第５レンズ群Ｇ５が１群の構成では収差を補正できなくなってしまう。
条件式（４）は、第５レンズ群Ｇ５の適切な焦点距離の範囲を規定しており、顕微鏡対物レンズ全系の色消しの釣り合いを整えるための条件である。条件式（４）の上限値を上回ると、色収差の補正が不十分となる。逆に、下限値を下回ると、色収差の補正が過剰となってしまう。
【０００７】
フッ化バリウムを含む少なくとも３種類以上の硝材から構成されることが好ましい。
波長が約４００〜７５０ｎｍの可視光と、波長が２６６ｎｍ近傍の紫外光とに対する透過率が高い硝材を用いる。両方の光に関し色消しとするため、少なくとも３種類以上の硝材を用い、このうちの１種類の硝材をフッ化バリウム（ＢａＦ２）とする。尚、フッ化バリウムは、潮解性が高いので、貼合わせレンズ内の空気に接しないレンズに用いることが望ましい。フッ化バリウム以外の硝材としては、石英、蛍石、フッ化リチウム等がある。
【０００８】
第１レンズ群の焦点距離をｆ１としたとき、
１．５＜｜ｆ１／Ｆ｜＜５  （１）を満足することが好ましい。
条件式（１）は、開口数と作動距離との適切な関係を維持しつつ、２次分散を小さくするための条件を規定している。条件式（１）の上限値を上回ると、顕微鏡対物レンズ全系における２次分散の釣り合いが悪化してしまう。逆に、下限値を下回ると、第１レンズ群Ｇ１が収差補正できる限界を超えてしまうため、他のレンズ群Ｇ２〜Ｇ５の形状が変化してしまい、良好な収差補正を行うことができない。尚、上限を３．２とすると更に良い結果が得られる。
【０００９】
第４レンズ群の焦点距離をｆ４としたとき、
３＜｜ｆ４／Ｆ｜＜４５    （３）を満足することが好ましい。
条件式（３）は、第４レンズ群Ｇ４の適切な焦点距離の範囲を規定している。
条件式（３）の上限値を上回ると２次分散が大きくなり、第４レンズ群Ｇ４に屈折率の大きい硝材を使用した効果が無くなってしまい色収差を十分に補正できない。逆に、下限値を下回ると、第４レンズ群Ｇ４の屈折率差を含めた２次分散を小さくする能力以上となってしまうので、後続するレンズ群で収差を補正できなくなってしまう。
【００１０】
顕微鏡対物レンズの作動距離をＷ、最も物体側のレンズに入射する主光線の最大の高さをｈ、同焦点距離をｌとしたとき、
（Ｗ×ｈ）／（ｌ×Ｆ）＞０．０１（５）を満足することが好ましい。
条件式（５）は、同焦点とＮ．Ａ．と作動距離との関係を示している。顕微鏡の対物レンズは、同焦点を同じにて、他の対物レンズとの互換性を良くしている。同焦点を長くすれば、作動距離も長くすることが出来る。条件式の下限値を下回ると、作動距離かＮ．Ａ．が小さくなってしまう。
【００１１】
また、本発明では、前記第３レンズ群Ｇ３及び前記第４レンズ群Ｇ４の少なくとも１つの前記貼合わせレンズは、物体側から順に第１レンズ成分、第２成分Ｌ３１又はＬ４１及び第３レンズ成分からなる貼合わせレンズであることが好ましい。
また、本発明では、以下の条件式（６）、（７）、
１．４５＜ｎ      （６）
７０＜ν＜９０    （７）
の各条件を満足することが望ましい。ここで、ｎは前記第２レンズ成分Ｌ３１又はＬ４１のｄ線（λ＝５８７．５６）に対する屈折率、νはアッベ数をそれぞれ表している。
【００１２】
条件式（６）は、第２レンズ成分Ｌ３１又はＬ４１の適切な屈折率の範囲を規定しており、２次分散を小さくするための条件である。条件式（６）の下限値を下回ると貼合わせレンズの貼合わせ面における屈折率差が小さくなってしまい、２次分散を小さくできない。
条件式（７）は、第２レンズ成分Ｌ３１又はＬ４１の適切なアッベ数の範囲を規定しており、２次分散を小さくするための条件である。条件式（７）の下限値を下回る、又は上限値を上回ると、十分に色収差の補正を行うことができない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
表１及び表２に、各実施形態にかかる顕微鏡対物レンズの諸元値を掲げる。両表において、ｆは焦点距離、Ｎ．Ａ．は開口数、Ｂは倍率、Ｗ．Ｄ．は作動距離をそれぞれ表している。また、面番号は物体側から数えたレンズ面の順番、ｒは曲率半径、ｄはレンズ面間隔、νｄはアッベ数、ｎｄはｄ線（λ＝５８７．５６）に対する屈折率をそれぞれ表している。
【００１４】
図２及び図４は、各実施形態に掛かる顕微鏡対物レンズの諸収差図である。球面収差図において、ＣはＣ線（λ＝６５６．２８ｎｍ）、Ｄはｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）、ＦはＦ線（λ＝４８６．１３ｎｍ）、２６６はλ＝２６６ｎｍの光線に対する収差をそれぞれ示している。また、非点収差図、コマ収差図、歪曲収差図はｄ線に対するものであり、非点収差図において、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している。
の符号を用いる。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態にかかる顕微鏡対物レンズの構成を示す図である。ここで、第３レンズ群Ｇ３の少なくとも１つの貼合わせレンズは、物体側から順に第１レンズ成分、第２レンズ成分Ｌ３１（フッ化バリウム）及び第３レンズ成分からなる貼合わせレンズである。さらに、第４レンズ群Ｇ４の少なくとも１つの貼合わせレンズは、物体側から順に第１レンズ成分、第２レンズ成分Ｌ４１（フッ化バリウム）及び第３レンズ成分からなる貼合わせレンズである。
【００１５】
【表１】
ｆ＝４ｍｍ
Ｎ．Ａ．＝０．５
Ｂ＝−５０倍
Ｗ．Ｄ＝５ｍｍ
面番号    ｒ      ｄ      νｄ      ｎｄ
1       -24      0.9       67.8     1.45850   Ｇ１
2        15      3.3       95.2     1.43385
3       -7.4     0.2
4      -100      2.4       95.2     1.43385
5       -9.5     0.2
6     -124.5     0.9       67.8     1.45850   Ｇ２
7        9.8     3.7       95.2     1.43385
8      -16.8     0.8
9        40      2.9       95.2      1.43385
10      -10      1         67.8      1.45850
11        9.7    3.5       95.2      1.43385
12      -15      0.7
13      -12      1         67.8      1.45850   Ｇ３
14       10.5    2.2       95.2      1.43385
15      100      0.2
16       33      2.7       95.2      1.43385
17       -9.8    1.4       81.6      1.47460   Ｌ３１
18       10.5    2.5       95.2      1.43385
19      -41.3    0.2
20       14      2.6       95.2      1.43385   Ｇ４
21      -14.8    1.9       81.6      1.47460   Ｌ４１
22        7      2         67.8      1.45850
23       20     16.7
24      900      1         95.2      1.43385   Ｇ５
25       4.1     2.8       67.8      1.45850
26      -4.1     1         95.2      1.43385
27       7.2
（条件対応値）
（１）ｆ１／Ｆ＝３．０
（２）ｆ３／Ｆ＝９．２
（３）ｆ４／Ｆ＝４０．１
（４）ｆ５／Ｆ＝５．４
（５）（Ｗ×ｈ）／（ｌ×Ｆ）＝０．０６
（６）ｎ＝１．４７４６０
（７）ν＝８１．６
図２は本実施形態の顕微鏡対物レンズの諸収差を表す図である。図から明らかなように、良好に諸収差が補正されていることがわかる。
【００１６】
（第２実施形態）
図３は、第２実施形態にかかる顕微鏡対物レンズの構成を示す図である。ここで、第３レンズ群Ｇ３の少なくとも１つの貼合わせレンズは、物体側から順に第１レンズ成分、第２レンズ成分Ｌ３１（フッ化バリウム）及び第３レンズ成分からなる貼合わせレンズである。さらに、第４レンズ群Ｇ４の少なくとも１つの貼合わせレンズは、物体側から順に第１レンズ成分、第２レンズ成分Ｌ４１（フッ化バリウム）及び第３レンズ成分からなる貼合わせレンズである。表２に、本実施形態にかかる顕微鏡対物レンズの諸元値を掲げる。
【００１７】
【表２】
ｆ＝４ｍｍ
Ｎ．Ａ．＝０．５
Ｂ＝−５０倍
Ｗ．Ｄ＝５ｍｍ
面番号      ｒ    ｄ      νｄ        ｎｄ
1         -64.8   1.2      67.8       1.45850   Ｇ１
2           9.1   3.3      95.2       1.43385
3          -6.6   0.2
4         150.8   2.5      95.2       1.43385
5          -9.8   0.2
6        -45.1    1        67.8       1.45850    Ｇ２
7           7.6   4.5      95.2       1.43385
8         -16.1   0.2
9          24.2   3.5      95.2       1.43385    Ｇ３
10        -10.9   1        81.6       1.47460    Ｌ３１
11          7.6   3.4      95.2       1.43385
12        -17.0   0.7
13         -8.4   1        67.8       1.45850
14          6.4   2.5      95.2       1.43385
15         80.2   0.2
16          8.9   2.8      95.2       1.43385    Ｇ４
17         -9.3   1.0      81.6       1.47460    Ｌ４１
18          6.9   2.7      95.2       1.43385
19         43.2  14.8
20        -15.7   1        95.2       1.43385    Ｇ５
21         18.8   2        67.8       1.45850
22        -11.1   0.2
23        -31.8   1.5      67.8       1.45850
24         -9.8   1        95.2       1.43385
25          9
（条件対応値）
（１）ｆ１／Ｆ＝２．５
（２）ｆ３／Ｆ＝１０．０
（３）ｆ４／Ｆ＝７．９
（４）ｆ５／Ｆ＝５．５
（５）（Ｗ×ｈ）／（ｌ×Ｆ）＝０．０６
（６）ｎ＝１．４７４６０
（７）ν＝８１．６
図４は本実施形態の顕微鏡対物レンズの諸収差を表す図である。諸収差図から明らかなように、良好に諸収差が補正されていることがわかる。
【００１８】
また、上記各実施形態の顕微鏡対物レンズは無限遠補正型レンズであり、以下の表３に諸元値を示す結像レンズと組み合わせて、約１５０ｍｍほど間隔をあけて用いられる。また、図５に結像レンズの構成を示す。
【００１９】
【表３】
0004496568.tif 000002
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の顕微鏡対物レンズは、倍率が５０倍程度で、可視光と波長２６６ｎｍ近傍の光とで十分色収差が補正され、開口数Ｎ．Ａ．に対し作動距離Ｗ．Ｄ．が十分長くレンズ、特にセミアポクロマート顕微鏡対物レンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態のレンズ構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態のレンズの諸収差を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態のレンズ構成を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態のレンズの諸収差を示す図である。
【図５】結像レンズの構成を示す図である。
【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
Ｇ５  第５レンズ群
Ｌ３１  第３レンズ群Ｇ３の貼合わせレンズの第２レンズ成分
Ｌ４１  第４レンズ群Ｇ４の貼合わせレンズの第２レンズ成分
【図１】
0004496568.tif 000003
【図２】
0004496568.tif 000004
【図３】
0004496568.tif 000005
【図４】
0004496568.tif 000006
【図５】
0004496568.tif 000007