(57)【要約】【解決手段】両レンズ間の焦点距離の比が−０．４＜（ｆ１／ｆ２）＜−０．１の範囲にあって、全体の屈折力１／ｆ１＋１／ｆ２が０より大きいという、正の屈折力ｆ１を持つ第１のレンズＬ１と負の屈折力ｆ２を持つ第２のレンズＬ２、直径ｄ３、ｄ４と焦点距離ｆ３、ｆ４の比がそれぞれ、０．３よりは大きくて０．６よりは小さい、すなわち、０．３＜ｄ３／ｆ３＜０．６、    ０．３＜ｄ４／ｆ４＜０．６という要求を満たしている２つの収束レンズＬ３とＬ４、および発散レンズＬ５が先頭グループのほうに向いていて、Ｌ５とＬ６の焦点距離の比ｆ５／ｆ６が−０．５〜−２のあいだ、すなわち、−０．５＜ｆ５／ｆ６＜−２である発散レンズＬ５と収集レンズＬ６を構成素子として持つ高開口数の対物レンズ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両レンズ間の焦点距離の比が−０．４＜（ｆ１／ｆ２）＜−０．１の範囲にあって、全体の屈折力（１／ｆ１）＋（１／ｆ２）が０より大きいという、正の屈折力ｆ１を持つ第１のレンズＬ１と負の屈折力ｆ２を持つ第２のレンズＬ２、
直径ｄ３、ｄ４と焦点距離ｆ３、ｆ４の比がそれぞれ、０．３よりは大きくて０．６よりは小さい、すなわち：
０．３＜（ｄ３／ｆ３）＜０．６、    ０．３＜（ｄ４／ｆ４）＜０．６
という要求を満たしている２つの収束レンズＬ３とＬ４、および
発散レンズＬ５が先頭グループの方に向いていて、Ｌ５とＬ６の焦点距離の比ｆ５／ｆ６が−０．５から−２のあいだ、すなわち、
−０．５＜（ｆ５／ｆ６）＜−２
である発散レンズＬ５と収集レンズＬ６、
を構成素子として持つ高開口数の対物レンズ。
【請求項２】
全体としては正の屈折力を持ち、それぞれの個別屈折力が正／負／正の順序になっている、好ましくは３つの接合レンズＬ７、Ｌ８、Ｌ９から成るもう１つのグループに続いて、主に視野誤差の補正作用をする、一部接合された、好ましくは５つのまた別なレンズＬ１０、Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４が配置されている、請求項１に記載の対物レンズ。
【請求項３】
Ｌ１１とＬ１２の間およびＬ１２とＬ１３の間に空隙が存在する、請求項２に記載の対物レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開口数はマイクロ対物レンズの性能を表わす重要基準の１つである。これは、半開口角の正弦と液浸法適用液の屈折率との積である。
【背景技術】
【０００２】
特に、境界層の蛍光を観察するために全反射が利用される、いわゆるＴＩＲＦ（内部蛍光全反射）法の場合では開口角が重要である。全反射（ＴＩＲＦ）による蛍光励起の場合、対物レンズは水性試料環境の中で利用される。コリメートされた光は、開口数＞１．３８に相当する対物レンズひとみ内の特定位置に集束する。この開口数は、カバーガラス／水の境界における全反射臨界角を越えている。すなわち、入射光は境界面での全反射によってはね返される。その場合、境界層を越えた直ぐのところに、水中侵入深度が光波長の長さレベルでしかない、いわゆるエベネッセント波が発生する。それによって、物体からの深度選択的蛍光励起が界面層の間近なところで可能になる。
【特許文献１】ＵＳ特許５，６５９，４２５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
これまでに公表された特許公報によると、標準液浸の適用された顕微鏡対物レンズにおいて開口数が１．４を大きく越えた例はない。特許文献によると、高開口型装置が液浸用液の屈折率（ｎ＝約１．７８）を通じてこれ（＞１．４）を実現している（ＵＳ特許５，６５９，４２５）。
しかし、この種の液浸用液はかなり欠点があるので（有毒、不均質）、実際には稀にしか適用されない。その上、余分な費用をもたらし、カバーガラス材の屈折率も適合させねばならない。
【０００４】
本発明の課題は、高い開口数と簡易な構造を持つ対物レンズを実現させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、簡易な構造で驚くほど大きな開口角を実現する。すなわち、開口数と油浸用油屈折率（標準油浸用油では約１．５）との商が他のマイクロ対物レンズによる場合よりも上回っている。
【発明の効果】
【０００６】
標準液浸液（ｎ［５４６ｎｍ］＝１．５２）のもとでは、開口数は軸方向で約１．４５、視野辺縁域（２ｙ’＝２０ｍｍ）でもなお約１．４３ある。この高い開口によって、良好な細部分解および高い光強度など、大きな利点を得ることができる。
【０００７】
上記性能面の明白な長所は、下記特徴を持つ光学的構造によって達成される：
すなわち、当該対物レンズは、Ａを開口数、ｎを波長５４６ｎｍにおける液浸液の屈折率としたとき、Ａ／ｎ＞０．９３８の条件を満たす高開口数を有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１には本発明に基づく対物レンズが模式図で描かれており、図２には最前方レンズ群（先頭グループ）が拡大図示されている。先頭グループは、正の屈折力ｆ１で低い屈折率（ｎ［５４６ｎｍ］＜１．６）を持つレンズＬ１と、それをくるみ込むように接合している負の屈折力ｆ２で高い屈折率（ｎ［５４６ｎｍ］＞１．７）を持つレンズＬ２とから成っている。両レンズの焦点距離の比は−０．４＜（焦点距離ｆ１“＋”／焦点距離ｆ２“−”）＜−０．１の範囲にある。グループ全体の屈折力は正である。
【０００９】
開口角の縮小のために、先頭グループに続いて２つの収集レンズＬ３、Ｌ４が配置されているが、それらの直径ｄ３、ｄ４と焦点距離ｆ３、ｆ４の比はそれぞれ、０．３よりは大きくて０．６よりは小さいという要求を満たしている。
【００１０】
それに続くグループは発散レンズＬ５と収集レンズＬ６から成っていて、発散レンズは先頭グループの方に向いている。両レンズの焦点距離の比ｆ５：ｆ６は−０．５〜−２の間である。このグループ全体の屈折力は正である。
【００１１】
続いてのグループは、それぞれの焦点距離がｆ７＞０、ｆ８＜０、ｆ９＞０で全体の屈折力が正である３つの接合レンズＬ７、Ｌ８、Ｌ９から構成されているが、さらにそれらに続いて、主として視野誤差の補正作用をする、一部接合されたレンズＬ１０、Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４が配置されている。Ｌ１１とＬ１２の間およびＬ１２とＬ１３の間には空隙が存在する。
【００１２】
鏡筒レンズのデータに関する下記例は別な例で置き換えることもできるが、これは無限遠に修正照準された対物レンズ内の残存誤差（例えば色収差）の補正に利用される。利用者は、それ以外の別な鏡筒レンズでも、それに対する修正が当該対物レンズの修正要求に反しない方向にあるのなら、当該対物レンズと組み合わせることができる。
当該対物レンズは、軸方向および２ｙ’＝２０ｍｍの画像フィールドに到るまで高度な光学的修正が達成される。開口数は倍率１００倍として１．４５である。
波長Ｃ’とＦ’間に色収差が存在し、他方残存２次スペクトルは焦点深度の領域内にある。
歪みは最小限度である。
【００１３】
一設計例におけるシステムデータ
上で説明したマイクロ対物レンズは厚さ０．１７ｍｍのカバーガラスで修正されている。カバーガラスとレンズ面１との間の距離は０．１２ｍｍである。
【００１４】
表１
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【００１５】
表２
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【００１６】
許容誤差：
半径の許容誤差（適合域）＜４ニュートン環
厚みおよび間隔の偏差＜０．０６ｍｍ
最大屈折率偏差＋／−０．０００５
【００１７】
図３には変調伝達関数が描かれている（軸点、波長５４６ｎｍ）。
変調伝達関数（ＭＴＦ）は、光学システムの性能分析および性能表示のための国際認定基準である。これは、多数のペア・ラインがどの程度のコントラストで分解されるかの指標である。横軸はｍｍ当りのペア・ライン数、縦軸はコントラストなし０〜１（完全なコントラスト）に到るまでのコントラスト状態を示している。分解能は開口数に大きく依存するので、表示されたＭＴＦは本発明による対物レンズが極めて大きな開口を有していることを証明している。表示のデータは中間像の軸点に関する値である。物体空間での分解ペア・ライン数は１００倍（結像倍率）になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に基づく対物レンズの模式図
【図２】物体空間と最前面レンズの図解
【図３】変調伝達関数
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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