(57)【要約】【課題】対物レンズと結像レンズの間隔が大きくても良好な収差性能を安価に実現する技術を提供する。【解決手段】顕微鏡光学系１１は、無限遠補正型の対物レンズ１と結像レンズ１０を備える。結像レンズ１０は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ２１と、正レンズと負レンズからなる接合レンズである第２レンズ群Ｇ２２と、からなる。顕微鏡光学系１１は、Ｄを対物レンズ１の胴付面から結像レンズ１０の最も物体側にあるレンズ面までの距離とし、Ｆを結像レンズ１０の焦点距離とし、ＦＧ２を第２レンズ群Ｇ２２の焦点距離とするとき、以下の条件式を満たす。  0.3≦Ｄ／Ｆ≦0.7      （１）    5≦｜ＦＧ２／Ｆ｜    （２）【選択図】図５
2017097201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無限遠補正型の対物レンズと、
結像レンズと、を備え、
前記結像レンズは、物体側から順に、
正の屈折力を有する第１レンズ群と、
正レンズと負レンズからなる接合レンズである第２レンズ群と、からなり、
Ｄを前記対物レンズの胴付面から前記結像レンズの最も物体側にあるレンズ面までの距離とし、Ｆを前記結像レンズの焦点距離とし、ＦＧ２を前記第２レンズ群の焦点距離とするとき、以下の条件式
0.3≦Ｄ／Ｆ≦0.7      （１）
5≦｜ＦＧ２／Ｆ｜    （２）
を満たすことを特徴とする顕微鏡光学系。
【請求項２】
請求項１に記載の顕微鏡光学系において、
Ｌを前記第１レンズ群の最も像側にあるレンズ面から前記第２レンズ群の最も物体側にあるレンズ面までの距離とし、νｍｅａｎを前記正レンズのアッベ数と前記負レンズのアッベ数の平均値とするとき、以下の条件式
【数８】
2017097201.tif 000011
を満たすことを特徴とする顕微鏡光学系。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の顕微鏡光学系において、
Δνを前記正レンズのアッベ数と前記負レンズのアッベ数の差とするとき、以下の条件式
Ｌ／Ｆ≦0.6            （４）
Δν≦２０              （５）
を満たすことを特徴とする顕微鏡光学系。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の顕微鏡光学系において、
前記第２レンズ群の焦点距離が負の値である
ことを特徴とする顕微鏡光学系。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の顕微鏡光学系において、
ＰＲを前記対物レンズの射出瞳半径とし、ＣＨを最大像高位置に入射する主光線の前記第１レンズ群の最も物体側の面における光線高とするとき、以下の条件式
0.45＜ＣＨ／ＰＲ＜1.6   （６）
を満たすことを特徴とする顕微鏡光学系。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の顕微鏡光学系において、
Ｅ１を前記第１レンズ群の有効径とするとき、以下の条件式
0.06＜Ｅ１／Ｆ＜0.12    （７）
を満たすことを特徴とする顕微鏡光学系。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の顕微鏡光学系を備える
ことを特徴とする顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡光学系、及び、顕微鏡の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
顕微鏡光学系には、収差を良好に補正する性能とともに、コストを抑えて効率的に製造できる構成が求められている。顕微鏡光学系を比較的低コストで製造するためには、対物レンズを構成するレンズの枚数を少なくすることが有効である。
【０００３】
しかしながら、少ないレンズ枚数からなる対物レンズ単体で良好な収差性能を得ることは難しい。このため、対物レンズで発生した色収差と同等量の色収差を結像レンズで意図的に発生させることで、顕微鏡光学系全体で色収差を良好に補正するコンペンゼーション型の設計思想を採用した顕微鏡光学系が提案されている。そのような顕微鏡光学系は、例えば、特許文献１、特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１１８３４０号公報
【特許文献２】特開２０１１−１７５２３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、顕微鏡光学系は、対物レンズと結像レンズの間隔によって収差性能が変化し、対物レンズと結像レンズが所定間隔で配置されたときに最良の性能を発揮するように設計されている。対物レンズと結像レンズの間隔が大きいほど倍率色収差の補正が困難となることから、顕微鏡光学系の設計では、この所定間隔をあまり大きく設計しないのが通常である。
【０００６】
以上のような実情を踏まえ、本発明では、対物レンズと結像レンズの間隔が大きくても良好な収差性能を安価に実現する顕微鏡光学系及び顕微鏡を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、無限遠補正型の対物レンズと結像レンズを備える顕微鏡光学系を提供する。前記結像レンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、正レンズと負レンズからなる接合レンズである第２レンズ群と、からなる。前記顕微鏡光学系は、Ｄを前記対物レンズの胴付面から前記結像レンズの最も物体側にあるレンズ面までの距離とし、Ｆを前記結像レンズの焦点距離とし、ＦＧ２を前記第２レンズ群の焦点距離とするとき、以下の条件式を満たす。
0.3≦Ｄ／Ｆ≦0.7      （１）
5≦｜ＦＧ２／Ｆ｜    （２）
【０００８】
本発明の別の態様は、上記の顕微鏡光学系を備える顕微鏡を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、対物レンズと結像レンズの間隔が大きくても良好な収差性能を安価に実現する顕微鏡光学系及び顕微鏡を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る顕微鏡１００の構成を示した図である。
【図２】１０倍の対物レンズ１の断面図である。
【図３】４０倍の対物レンズ２の断面図である。
【図４】実施例１に係る結像レンズ１０の断面図である。
【図５】対物レンズ１と結像レンズ１０からなる顕微鏡光学系１１の断面図である。
【図６】対物レンズ２と結像レンズ１０からなる顕微鏡光学系１２の断面図である。
【図７】顕微鏡光学系１１の収差図である。
【図８】顕微鏡光学系１２の収差図である。
【図９】実施例２に係る結像レンズ２０の断面図である。
【図１０】対物レンズ１と結像レンズ２０からなる顕微鏡光学系２１の断面図である。
【図１１】対物レンズ２と結像レンズ２０からなる顕微鏡光学系２２の断面図である。
【図１２】顕微鏡光学系２１の収差図である。
【図１３】顕微鏡光学系２２の収差図である。
【図１４】実施例３に係る結像レンズ３０の断面図である。
【図１５】対物レンズ１と結像レンズ３０からなる顕微鏡光学系３１の断面図である。
【図１６】対物レンズ２と結像レンズ３０からなる顕微鏡光学系３２の断面図である。
【図１７】顕微鏡光学系３１の収差図である。
【図１８】顕微鏡光学系３２の収差図である。
【図１９】実施例４に係る結像レンズ４０の断面図である。
【図２０】対物レンズ１と結像レンズ４０からなる顕微鏡光学系４１の断面図である。
【図２１】対物レンズ２と結像レンズ４０からなる顕微鏡光学系４２の断面図である。
【図２２】顕微鏡光学系４１の収差図である。
【図２３】顕微鏡光学系４２の収差図である。
【図２４】実施例５に係る結像レンズ５０の断面図である。
【図２５】対物レンズ１と結像レンズ５０からなる顕微鏡光学系５１の断面図である。
【図２６】対物レンズ２と結像レンズ５０からなる顕微鏡光学系５２の断面図である。
【図２７】顕微鏡光学系５１の収差図である。
【図２８】顕微鏡光学系５２の収差図である。
【図２９】実施例６に係る結像レンズ６０の断面図である。
【図３０】対物レンズ１と結像レンズ６０からなる顕微鏡光学系６１の断面図である。
【図３１】対物レンズ２と結像レンズ６０からなる顕微鏡光学系６２の断面図である。
【図３２】顕微鏡光学系６１の収差図である。
【図３３】顕微鏡光学系６２の収差図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態に係る顕微鏡１００の構成を示した図である。顕微鏡１００は、無限遠補正型の対物レンズ（１０倍の対物レンズ１、４０倍の対物レンズ２）と結像レンズ３からなる、コンペンゼーション型の顕微鏡光学系を備える正立顕微鏡である。異なる倍率を有する対物レンズ１と対物レンズ２は、レボルバ９に装着されていて、レボルバ９の回転により光路上に選択的に配置される。顕微鏡１００は、さらに、ステージ８に配置された観察物体を目視観察するための接眼レンズ４と、観察物体を撮像するためのカメラ５と、観察物体を照明するための落射照明用の光源６と、透過照明用の光源７を備える。
【００１２】
図２は、１０倍の対物レンズ１の断面図である。対物レンズ１は、物体側から順に、像側に凸面を向けた１つのレンズ成分（レンズＬ１）からなる正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ成分（接合レンズＣＬ１）からなる負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、を含んでいる。第１レンズ群Ｇ１のレンズ成分は、物体側に凹面を向けた１つのメニスカスレンズ（レンズＬ１）から構成されている。また、第２レンズ群Ｇ２のメニスカスレンズ成分は、レンズＬ２とレンズＬ３からなる接合レンズＣＬ１であり、レンズＬ２及びレンズＬ３は、それぞれメニスカスレンズとして構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３のレンズ成分は、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である。
【００１３】
なお、本明細書において、“レンズ成分”とは、単レンズ、接合レンズを問わず、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。
【００１４】
対物レンズ１の焦点距離Ｆｏｂと、倍率βと、物体側の開口数ＮＡｏｂと、射出瞳径ＰＲは、それぞれ以下のとおりである。
Ｆｏｂ＝22.5mm、  β＝10、  ＮＡｏｂ＝0.25、ＰＲ＝5.8057mm
【００１５】
対物レンズ１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INFINITYは無限大（∞）を示している。
対物レンズ１
s            r            d           nd        νd
0(物体面) INFINITY       0.1700      1.52100    56.02
1         INFINITY       8.2786      
2         -28.3039       1.5307      1.72916    54.68
3          -6.4891       2.4971                     
4          -4.4792       4.0559      1.69895    30.13
5         -29.3512       5.5200      1.76200    40.10
6          -9.8266       4.9279                     
7         -82.0138       5.0000      1.74951    35.33
8          17.4594       2.6510      1.61800    63.33
9         -24.2343      10.4288 
10(胴付面) INFINITY        D         
【００１６】
ここで、sは面番号を、rは曲率半径（ｍｍ）を、dは面間隔（ｍｍ）を、ndはｄ線に対する屈折率を、νdはアッベ数を示す。なお、面番号s0,s1が示す面は、それぞれカバーガラスＣＧの物体側の面（物体面）、像側の面を示している。面番号s2,s9が示す面は、それぞれ対物レンズ１の第１面、最終面である。s10は、対物レンズ１の胴付面を示している。胴付面とは、対物レンズをレボルバに取り付ける際にレボルバに接する面であり、同焦点距離の基準となる面である。なお、面間隔d10は、胴付面から結像レンズの最も物体側にあるレンズ面（第１面）までの距離Dを示す。
【００１７】
図３は、４０倍の対物レンズ２の断面図である。対物レンズ２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成分（レンズＬ１）からなる正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、接合レンズ成分ＣＬ１（レンズＬ２、レンズＬ３）、接合レンズ成分ＣＬ２（レンズＬ４、レンズＬ５）、及び、接合レンズ成分ＣＬ３（レンズＬ６、レンズＬ７）からなる正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、像側に凹面を向けたメニスカスレンズ成分（レンズＬ８）からなる第３レンズ群Ｇ３と、を含んで構成されている。なお、第２レンズ群Ｇ２に含まれる各接合レンズ成分は、いずれも物体側から負レンズと正レンズから構成され、比較的弱い正の屈折力を有している。
【００１８】
対物レンズ２の焦点距離Ｆｏｂと、倍率βと、物体側の開口数ＮＡｏｂと、射出瞳径ＰＲは、それぞれ以下のとおりである。
Ｆｏｂ＝5.6mm、  β＝40、  ＮＡｏｂ＝0.65、ＰＲ＝4.7815mm
【００１９】
対物レンズ２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INFINITYは無限大（∞）を示している。
対物レンズ２
s            r            d           nd        νd
0(物体面) INFINITY       0.1700      1.52100    56.02
1         INFINITY       0.8047     
2          -4.1708       4.0868      1.77250    49.60
3          -3.5948       0.2268      
4        -183.5696       1.0488      1.61340    44.27
5          22.4457       1.8003      1.49700    81.54
6         -20.7144       0.9322      
7         -73.7234       1.1000      1.75520    27.51
8          17.4536       6.3976      1.49700    81.54
9         -11.0237       0.7387      
10          82.8076       1.2000      1.65412    39.68
11          13.1004       4.1929      1.43875    94.93
12         -15.6053      24.4665      
13           9.4818       4.2624      1.80518    25.42
14           7.2405      -6.3678       
15(胴付面) INFINITY        D        
【００２０】
面番号s2,s14が示す面は、それぞれ対物レンズ２の第１面、最終面である。s15は、対物レンズ２の胴付面を示している。なお、面間隔d15は、胴付面から結像レンズの最も物体側にあるレンズ面（第１面）までの距離Dを示す。
【００２１】
結像レンズ３は、対物レンズ１又は対物レンズ２との組み合わせで使用される、顕微鏡用の結像レンズである。結像レンズ３は、３枚２群構成を有し、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、正レンズと負レンズからなる接合レンズである第２レンズ群からなる。第１レンズ群は、単レンズからなる。
【００２２】
一般的に、対物レンズと結像レンズの間隔を広げると、軸外の光線はより高い光線高で結像レンズに入射することになり、結像レンズのレンズ面への入射角も大きくなる。これにより、短波長の光の屈折角と長波長の光の屈折角との差（屈折角差）が生じ、顕微鏡光学系が波長毎で異なる焦点距離を持つことになる。その結果、光が波長毎に異なる位置で集光し、倍率色収差が生じてしまう。この倍率色収差を補正するためには、波長毎の焦点距離を均一にする必要がある。なお、凸レンズ（正レンズ）には、短波長の光での焦点距離を長波長の光での焦点距離に対して相対的に短くし、長波長の光での焦点距離を短波長の光での焦点距離に対して相対的に大きくする作用がある。凹レンズ（負レンズ）はその逆である。
【００２３】
本実施形態に係る顕微鏡光学系では、結像レンズ３が正レンズと負レンズからなる接合レンズである第２レンズ群を有している。第２レンズ群の焦点距離が適切に設計されることで、第２レンズ群が結像レンズ３の第１レンズ群（より厳密には、対物レンズと、結像レンズ３の第１レンズ群）で発生した倍率色収差量に応じた屈折力を有することになるため、波長毎の焦点距離のばらつきが抑制される。従って、本実施形態に係る顕微鏡光学系によれば、第２レンズ群の焦点距離が適切に設計されることで、対物レンズと結像レンズの間隔が従来よりも大きい構成でも、顕微鏡光学系全体で良好な収差性能を実現することができる。
【００２４】
より具体的には、顕微鏡光学系は、良好な収差性能を実現するために、以下の条件式（１）及び（２）を満たすように構成されている。ここで、Ｄは対物レンズの胴付面から結像レンズ３の最も物体側にあるレンズ面までの距離であり、Ｆは結像レンズ３の焦点距離であり、ＦＧ２は結像レンズ３の第２レンズ群の焦点距離である。胴付面とは、レボルバ９に接する対物レンズの面のことであり、同焦点距離の基準となる面である。
0.3≦Ｄ／Ｆ≦0.7      （１）
5≦｜ＦＧ２／Ｆ｜    （２）
【００２５】
条件式（１）は、観察に使用する対物レンズと結像レンズ３の間隔を結像レンズ３の焦点距離との関係で規定した式である。Ｄ／Ｆが上限値を超えると、入射瞳位置（対物レンズの射出瞳位置）が結像レンズ３の第１レンズ群から遠くなりすぎる。このため、第１レンズ群に入射する際の軸外の光線高が極端に高くなり、倍率色収差だけでなく、球面収差、軸外光線のコマ収差及び非点収差が大きくなる。さらに、結像レンズ３の外径も大きくなるため、製造性も低下する。一方、Ｄ／Ｆが下限値を下回ると、入射瞳位置が結像レンズ３の第１レンズ群に近くなりすぎる。このため、第１レンズ群に入射する際の軸外の光線高が十分に高くならず、軸外光線のコマ収差及び非点収差を良好に補正することが困難となる。さらに、接眼レンズが所定の高さにあることを前提にすると、対物レンズと結像レンズ３の間隔が小さすぎるため、観察対象を設置するステージ８の位置が高くなり、顕微鏡１００の操作性が低下する。
【００２６】
条件式（２）は、第２レンズ群の焦点距離と結像レンズ３の焦点距離との比を規定する式である。｜ＦＧ２／Ｆ｜が下限値を下回ると、結像レンズ３の屈折力に対して第２レンズ群の正の屈折力又は負の屈折力が占める割合が大きくなりすぎる。その結果、結像レンズ３単独で生じる倍率色収差が大きくなりすぎてしまい、対物レンズで生じた色収差を打ち消しあうことができなくなる。それに加えて、ペッツバール和も大きくなるため、像面湾曲、コマ収差が悪化してしまう。一般的に屈折力を有するレンズの位置を変化させると各収差が変化する。｜ＦＧ２／Ｆ｜が下限値を下回ると、第２レンズ群の屈折力が大きいため、第２レンズ群が偏心したときに色収差以外の他の収差が悪化してしまう。
【００２７】
さらに、本実施形態に係る顕微鏡光学系は、コンペンゼーション型の設計思想で設計されているため、対物レンズを構成するレンズの枚数を大幅に減らすことが可能であり、コンペンゼーションフリー型の設計思想で設計された顕微鏡光学系に比べて低コストで製造可能である。従って、本実施形態に係る顕微鏡光学系によれば、対物レンズと結像レンズの間隔が大きくても良好な収差性能を安価に実現することができる。
【００２８】
以下、顕微鏡光学系の更に望ましい構成について説明する。
結像レンズ３の第２レンズ群の焦点距離は、負の値であることが望ましい。結像レンズ３では、正の屈折力を有する第１レンズ群において、短波長の光では光線の屈折角が相対的に大きくなり、短波長の光での焦点距離が相対的に小さくなる。長波長の光では屈折角が相対的に小さくなり、長波長の光での焦点距離が相対的に大きくなる。その結果、第１レンズ群では、短波長の光に対して負の倍率色収差が生じ、長波長の光で正の倍率色収差が生じる。これは、対物レンズでも同様であるので、結像レンズ３全体では、第１レンズ群で発生した倍率色収差とは反対向きの倍率色収差を発生させることが望ましい。尚、中間長（つまり、対物レンズと結像レンズ３の間の距離）が長いほど、第１レンズ群での光線高が高くなるため、第１レンズ群でより大きな倍率色収差が発生することになる。このため、中間長が長い場合には、第２レンズ群の屈折力を負にして、結像レンズ３の短波長側の焦点距離を長波長側の焦点距離より大きくすることが特に望ましい。これにより、第１レンズ群で生じた倍率色収差を補正することができる。
【００２９】
また、第２レンズ群の屈折力を負にし、且つ、第２レンズ群のペッツバール和を小さくするためには、負レンズの屈折率を正レンズの屈折率よりも大きくすることが望ましい。さらに、色収差を補正するためには、高分散の負レンズと低分散の正レンズの組み合わせが望ましい。従って、第２レンズ群は、ガラスマップ上の右上の領域（アッベ数が小で、屈折率が大）に該当する硝材からなる負レンズと、ガラスマップ上の左下の領域（アッベ数が大で、屈折率が小）に該当する硝材からなる正レンズと、からなることが望ましい。
【００３０】
顕微鏡光学系は、下記の条件式（３）から条件式（７）を満足することが望ましい。ここで、Ｌは結像レンズ３の第１レンズ群の最も像側にあるレンズ面から結像レンズ３の第２レンズ群の最も物体側にあるレンズ面までの距離である。νｍｅａｎは第２レンズ群の正レンズのアッベ数と第２レンズ群の負レンズのアッベ数の平均値である。Δνは第２レンズ群の正レンズのアッベ数と第２レンズ群の負レンズのアッベ数の差である。ＰＲは対物レンズの射出瞳半径である。ＣＨは像面の最大像高位置に入射する主光線の第１レンズ群の最も物体側の面における光線高である。Ｅ１は結像レンズ３の第１レンズ群の有効径である。なお、第１レンズ群の有効径とは、結像に寄与する光線の第１レンズ群における最大光線高の２倍である。
【数１】
2017097201.tif 000003
Ｌ／Ｆ≦0.6            （４）
Δν≦２０              （５）
0.45＜ＣＨ／ＰＲ＜1.6   （６）
0.06＜Ｅ１／Ｆ＜0.12    （７）
【００３１】
条件式（３）は、結像レンズ３で生じる倍率色収差量を規定する式である。
2017097201.tif 000004
が条件式（３）に示す範囲外の値を有すると、結像レンズ３単独で生じる倍率色収差が大きくなり、対物レンズで生じた色収差と打消しあうことができなくなる。
【００３２】
条件式（４）は、結像レンズ３のレンズ群間の距離を規定する式である。Ｌ／Ｆが上限値を超えると、結像レンズ３の第２レンズ群に入射する際の軸外の光線高が極端に高くなる。このため、結像レンズ３で生じる倍率色収差が大きくなりすぎてしまう。
【００３３】
条件式（５）は、結像レンズ３の接合レンズを構成する正レンズと負レンズのアッベ数差を規定する式である。条件式（２）を満たした結像レンズ３では、接合レンズを構成する正レンズの屈折力と負レンズの屈折力の絶対値が近い値となる。このため、Δνが上限値を超えると、条件式（４）で規定された結像レンズ３のレンズ群間隔に依存して発生する倍率色収差を接合レンズが過剰に補正してしまう。
【００３４】
条件式（６）は、第１レンズ群での主光線の光線高と対物レンズの射出瞳半径の比を規定する式である。レンズに入射する主光線高が高いほど、異なる波長の主光線間で生じる角度ずれが大きくなり、発生する倍率色収差も大きくなる。また、結像レンズ３の第２レンズ群の屈折力は小さいため、結像レンズ３の第１レンズ群における光線高と第２レンズ群における光線高はおよそ同じである。この様な条件下では、ＣＨ／ＰＲが上限値を上回ると、対物レンズ１で生じた倍率色収差を結像レンズ３で補正しきれず補正不足となる。一方、ＣＨ／ＰＲが下限値を下回ると、対物レンズ１で生じた倍率色収差を結像レンズ３で過剰に補正してしまい、色収差が残ってしまう。
【００３５】
さらに、条件式（６）を満たすことで、軸外の主光線の光線高も適切な範囲に収まることになるため、結像レンズ３でコマ収差を良好に補正することが可能となる。ＣＨ／ＰＲが上限値を上回ると、軸外光束の上側マージナル光線の曲がりが急峻になるため、軸外コマ収差が著しく悪化してしまう。一方、ＣＨ／ＰＲが下限値を下回ると、軸外光束の下側マージナル光線の曲がりが緩やかになるため、軸外コマ収差が第１レンズ群でのコマ収差の補正が不十分になる。
【００３６】
条件式（７）は、結像レンズ３の焦点距離に対する有効径の比を規定する式である。条件式（７）を満たすことで、主に軸上光束の射出ＮＡに対する軸外光束の射出ＮＡの劣化を低減することができる。Ｅ１／Ｆが下限値を下回ると、結像レンズ３の第１レンズ群で径が足りず、軸外光束の射出ＮＡが著しく劣化してしまう。このため、像高の高い部分の光量が少なくなり、光量のムラが生じてしまう。一方、Ｅ１／Ｆが上限値を上回ると、光束が通らない部分ができるほどレンズが大きくなってしまう。このため、レンズの加工精度が低下してしまう。また、レンズ枠の加工も困難になる。
以下、上述した顕微鏡光学系の実施例について具体的に説明する。
【００３７】
［実施例１］
図４は、実施例１に係る結像レンズ１０の断面図である。図５は、対物レンズ１と結像レンズ１０からなる顕微鏡光学系１１の断面図である。図６は、対物レンズ２と結像レンズ１０からなる顕微鏡光学系１２の断面図である。なお、本実施例に係る顕微鏡は、結像レンズ３の代わりに結像レンズ１０を備える点が、図１に示す顕微鏡１００と異なる。その他の構成は、顕微鏡１００と同様である。
【００３８】
結像レンズ１０は、対物レンズ１又は対物レンズ２との組み合わせで使用される、顕微鏡用の結像レンズである。結像レンズ１０は、図４に示すように、３枚２群構成を有し、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ２１と、正レンズ（レンズＬ２２）と負レンズ（レンズＬ２３）からなる接合レンズＣＬ２１である第２レンズ群Ｇ２２からなる。レンズＬ２２及びレンズＬ２３は、ともに、像側に凹面を向けたメニスカスレンズである。第１レンズ群Ｇ２１は、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ（レンズＬ２１）であり、単レンズからなる。
【００３９】
結像レンズ１０の各種データは、以下のとおりである。なお、基準波長はｄ線（５８７．５６ｎｍ）である。
Ｆ＝225mm、ＦＧ２＝1436.1388mm、Ｌ＝38.7829mm、νｍｅａｎ＝50.955、Δν＝7.45
【００４０】
結像レンズ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INFINITYは無限大（∞）を示している。
結像レンズ１０
s            r            d           nd        νd
21        -236.3927       5.0000      1.51633    64.14
22         -90.6706      38.7829      
23          43.2002       4.0000      1.72916    54.68
24          88.8999       4.0000      1.67003    47.23
25          39.7479     176.6471
【００４１】
面番号s21,s25が示す面は、それぞれ結像レンズ１０の第１面、最終面である。なお、面間隔d25は、結像レンズ１０の最も像側にあるレンズ面（最終面）から像面ＩＰまでの距離を示す
【００４２】
顕微鏡光学系１１の各種データは、以下のとおりである。なお、ＮＡＩは像側の開口数であり、ＩＭ．Ｈは像高である。
Ｄ＝67.5mm、ＮＡＩ＝0.025、ＩＭ．Ｈ＝10mm、ＣＨ＝2.8153mm、Ｅ１＝18.8mm
【００４３】
顕微鏡光学系１２の各種データは、以下のとおりである。
Ｄ＝67.5mm、ＮＡＩ＝0.01625、ＩＭ．Ｈ＝10mm、ＣＨ＝3.45117mm、Ｅ１＝13.8mm  
【００４４】
顕微鏡光学系１１、顕微鏡光学系１２は、以下で示されるように、条件式（１）から条件式（７）を満たしている。
（１）Ｄ／Ｆ＝0.3
（２）｜ＦＧ２／Ｆ｜＝6.382839
【数２】
2017097201.tif 000005
（４）Ｌ／Ｆ＝0.172
（５）Δν＝7.45
（６）ＣＨ／ＰＲ＝0.4849   （顕微鏡光学系１１）  
（６）ＣＨ／ＰＲ＝0.7218   （顕微鏡光学系１２）
（７）Ｅ１／Ｆ＝0.084   （顕微鏡光学系１１）
（７）Ｅ１／Ｆ＝0.061   （顕微鏡光学系１２）
【００４５】
図７は、顕微鏡光学系１１の収差図であり、図８は、顕微鏡光学系１２の収差図である。いずれも、物体面における収差図である。図７（ａ）、図８（ａ）は球面収差図である。図７（ｂ）、図８（ｂ）は非点収差図である。図７（ｃ）、図８（ｃ）は歪曲収差図である。図７（ｄ）、図８（ｄ）は倍率色収差図である。図７（ｅ）、図８（ｅ）はコマ収差図である。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。
【００４６】
［実施例２］
図９は、実施例２に係る結像レンズ２０の断面図である。図１０は、対物レンズ１と結像レンズ２０からなる顕微鏡光学系２１の断面図である。図１１は、対物レンズ２と結像レンズ２０からなる顕微鏡光学系２２の断面図である。なお、本実施例に係る顕微鏡は、結像レンズ３の代わりに結像レンズ２０を備える点が、図１に示す顕微鏡１００と異なる。その他の構成は、顕微鏡１００と同様である。
【００４７】
結像レンズ２０は、対物レンズ１又は対物レンズ２との組み合わせで使用される、顕微鏡用の結像レンズである。結像レンズ２０は、図９に示すように、３枚２群構成を有し、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ２１と、正レンズ（レンズＬ２２）と負レンズ（レンズＬ２３）からなる接合レンズＣＬ２１である第２レンズ群Ｇ２２からなる。レンズＬ２２は両凸レンズであり、レンズＬ２３は両凹レンズである。第１レンズ群Ｇ２１は、物体側に凸面を向けた平凸レンズ（レンズＬ２１）であり、単レンズからなる。第２レンズ群Ｇ２２の焦点距離は、負の値である。
【００４８】
結像レンズ２０の各種データは、以下のとおりである。なお、基準波長はｄ線（５８７．５６ｎｍ）である。
Ｆ＝225mm、ＦＧ２＝-3680.4729mm、Ｌ＝118.9243mm、νｍｅａｎ＝44.54、Δν＝7.56
【００４９】
結像レンズ２０のレンズデータは、以下のとおりである。
結像レンズ２０
s            r            d           nd        νd
21         169.7403       5.0000      1.72916    54.68
22         INFINITY     118.9243      
23          48.7656       4.0000      1.66672    48.32
24        -204.0993       4.0000      1.88300    40.76
25          64.2714      96.5057 
【００５０】
顕微鏡光学系２１の各種データは、以下のとおりである。
Ｄ＝112.5mm、ＮＡＩ＝0.025、ＩＭ．Ｈ＝10mm、ＣＨ＝4.83339mm、Ｅ１＝22.4mm
【００５１】
顕微鏡光学系２２の各種データは、以下のとおりである。
Ｄ＝112.5mm、ＮＡＩ＝0.01625、ＩＭ．Ｈ＝10mm、ＣＨ＝5.4721mm、Ｅ１＝17.6mm  
【００５２】
顕微鏡光学系２１、顕微鏡光学系２２は、以下で示されるように、条件式（１）から条件式（７）を満たしている。
（１）Ｄ／Ｆ＝0.500
（２）｜ＦＧ２／Ｆ｜＝16.35766
【数３】
2017097201.tif 000006
（４）Ｌ／Ｆ＝0.529
（５）Δν＝7.56
（６）ＣＨ／ＰＲ＝0.8325   （顕微鏡光学系２１）  
（６）ＣＨ／ＰＲ＝1.1444   （顕微鏡光学系２２）
（７）Ｅ１／Ｆ＝0.100   （顕微鏡光学系２１）
（７）Ｅ１／Ｆ＝0.078   （顕微鏡光学系２２）
【００５３】
図１２は、顕微鏡光学系２１の収差図であり、図１３は、顕微鏡光学系２２の収差図である。いずれも、物体面における収差図である。図１２（ａ）、図１３（ａ）は球面収差図である。図１２（ｂ）、図１３（ｂ）は非点収差図である。図１２（ｃ）、図１３（ｃ）は歪曲収差図である。図１２（ｄ）、図１３（ｄ）は倍率色収差図である。図１２（ｅ）、図１３（ｅ）はコマ収差図である。
【００５４】
［実施例３］
図１４は、実施例３に係る結像レンズ３０の断面図である。図１５は、対物レンズ１と結像レンズ３０からなる顕微鏡光学系３１の断面図である。図１６は、対物レンズ２と結像レンズ３０からなる顕微鏡光学系３２の断面図である。なお、本実施例に係る顕微鏡は、結像レンズ３の代わりに結像レンズ３０を備える点が、図１に示す顕微鏡１００と異なる。その他の構成は、顕微鏡１００と同様である。
【００５５】
結像レンズ３０は、対物レンズ１又は対物レンズ２との組み合わせで使用される、顕微鏡用の結像レンズである。結像レンズ３０は、図１４に示すように、３枚２群構成を有し、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ２１と、正レンズ（レンズＬ２２）と負レンズ（レンズＬ２３）からなる接合レンズＣＬ２１である第２レンズ群Ｇ２２からなる。レンズＬ２２は両凸レンズであり、レンズＬ２３は両凹レンズである。第１レンズ群Ｇ２１は、像側に凸面を向けた平凸レンズ（レンズＬ２１）であり、単レンズからなる。第２レンズ群Ｇ２２の焦点距離は、負の値である。
【００５６】
結像レンズ３０の各種データは、以下のとおりである。なお、基準波長はｄ線（５８７．５６ｎｍ）である。
Ｆ＝225mm、ＦＧ２＝-1273.3892mm、Ｌ＝134.9963mm、νｍｅａｎ＝45.82、Δν＝10.120
【００５７】
結像レンズ３０のレンズデータは、以下のとおりである。
結像レンズ３０
s            r            d           nd        νd
21         INFINITY       5.0000      1.52249    59.84
22        -119.4976     134.9963      
23          36.7792       4.0000      1.65844    50.88
24        -245.2091       4.0000      1.88300    40.76
25          45.6407      80.4337  
【００５８】
顕微鏡光学系３１の各種データは、以下のとおりである。
Ｄ＝157.5mm、ＮＡＩ＝0.025、ＩＭ．Ｈ＝10mm、ＣＨ＝6.84681mm、Ｅ１＝26.8mm
【００５９】
顕微鏡光学系３２の各種データは、以下のとおりである。
Ｄ＝157.5mm、ＮＡＩ＝0.01625、ＩＭ．Ｈ＝10mm、ＣＨ＝7.48613mm、Ｅ１＝21.8mm
【００６０】
顕微鏡光学系３１、顕微鏡光学系３２は、以下で示されるように、条件式（１）から条件式（７）を満たしている。
（１）Ｄ／Ｆ＝0.700
（２）｜ＦＧ２／Ｆ｜＝5.659507
【数４】
2017097201.tif 000007
（４）Ｌ／Ｆ＝0.600
（５）Δν＝10.120
（６）ＣＨ／ＰＲ＝1.1793   （顕微鏡光学系３１）  
（６）ＣＨ／ＰＲ＝1.5656   （顕微鏡光学系３２）
（７）Ｅ１／Ｆ＝0.119   （顕微鏡光学系３１）
（７）Ｅ１／Ｆ＝0.097   （顕微鏡光学系３２）
【００６１】
図１７は、顕微鏡光学系３１の収差図であり、図１８は、顕微鏡光学系３２の収差図である。いずれも、物体面における収差図である。図１７（ａ）、図１８（ａ）は球面収差図である。図１７（ｂ）、図１８（ｂ）は非点収差図である。図１７（ｃ）、図１８（ｃ）は歪曲収差図である。図１７（ｄ）、図１８（ｄ）は倍率色収差図である。図１７（ｅ）、図１８（ｅ）はコマ収差図である。
【００６２】
［実施例４］
図１９は、実施例４に係る結像レンズ４０の断面図である。図２０は、対物レンズ１と結像レンズ４０からなる顕微鏡光学系４１の断面図である。図２１は、対物レンズ２と結像レンズ４０からなる顕微鏡光学系４２の断面図である。なお、本実施例に係る顕微鏡は、結像レンズ３の代わりに結像レンズ４０を備える点が、図１に示す顕微鏡１００と異なる。その他の構成は、顕微鏡１００と同様である。
【００６３】
結像レンズ４０は、対物レンズ１又は対物レンズ２との組み合わせで使用される、顕微鏡用の結像レンズである。結像レンズ４０は、図１９に示すように、３枚２群構成を有し、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ２１と、正レンズ（レンズＬ２２）と負レンズ（レンズＬ２３）からなる接合レンズＣＬ２１である第２レンズ群Ｇ２２からなる。レンズＬ２２は像側に凸面を向けた平凸レンズであり、レンズＬ２３は物体側に凹面を向けたメニスカスレンズである。第１レンズ群Ｇ２１は、物体側に凸面を向けた平凸レンズ（レンズＬ２１）であり、単レンズからなる。第２レンズ群Ｇ２２の焦点距離は、負の値である。
【００６４】
結像レンズ４０の各種データは、以下のとおりである。なお、基準波長はｄ線（５８７．５６ｎｍ）である。
Ｆ＝225mm、ＦＧ２＝-1846.6116 mm、Ｌ＝16.2808 mm、νｍｅａｎ＝54.855、Δν＝8.090
【００６５】
結像レンズ４０のレンズデータは、以下のとおりである。
結像レンズ４０
s            r            d           nd        νd
21         115.3180       5.0000      1.57135    52.95
22         INFINITY      16.2808      
23         INFINITY       4.0000      1.51823    58.90
24         -59.6001       4.0000      1.69350    50.81
25        -291.0643     199.1492    
【００６６】
顕微鏡光学系４１の各種データは、以下のとおりである。
Ｄ＝67.5mm、ＮＡＩ＝0.025、ＩＭ．Ｈ＝10mm、ＣＨ＝2.81852mm、Ｅ１＝18.4mm
【００６７】
顕微鏡光学系４２の各種データは、以下のとおりである。
Ｄ＝67.5mm、ＮＡＩ＝0.01625、ＩＭ．Ｈ＝10mm、ＣＨ＝3.45536mm、Ｅ１＝13.6mm  
【００６８】
顕微鏡光学系４１、顕微鏡光学系４２は、以下で示されるように、条件式（１）から条件式（７）を満たしている。
（１）Ｄ／Ｆ＝0.300
（２）｜ＦＧ２／Ｆ｜＝8.20716
【数５】
2017097201.tif 000008
（４）Ｌ／Ｆ＝0.072
（５）Δν＝8.090
（６）ＣＨ／ＰＲ＝0.4855   （顕微鏡光学系４１）  
（６）ＣＨ／ＰＲ＝0.7227   （顕微鏡光学系４２）
（７）Ｅ１／Ｆ＝0.082   （顕微鏡光学系４１）
（７）Ｅ１／Ｆ＝0.060   （顕微鏡光学系４２）
【００６９】
図２２は、顕微鏡光学系４１の収差図であり、図２３は、顕微鏡光学系４２の収差図である。いずれも、物体面における収差図である。図２２（ａ）、図２３（ａ）は球面収差図である。図２２（ｂ）、図２３（ｂ）は非点収差図である。図２２（ｃ）、図２３（ｃ）は歪曲収差図である。図２２（ｄ）、図２３（ｄ）は倍率色収差図である。図２２（ｅ）、図２３（ｅ）はコマ収差図である。
【００７０】
［実施例５］
図２４は、実施例５に係る結像レンズ５０の断面図である。図２５は、対物レンズ１と結像レンズ５０からなる顕微鏡光学系５１の断面図である。図２６は、対物レンズ２と結像レンズ５０からなる顕微鏡光学系５２の断面図である。なお、本実施例に係る顕微鏡は、結像レンズ３の代わりに結像レンズ５０を備える点が、図１に示す顕微鏡１００と異なる。その他の構成は、顕微鏡１００と同様である。
【００７１】
結像レンズ５０は、対物レンズ１又は対物レンズ２との組み合わせで使用される、顕微鏡用の結像レンズである。結像レンズ５０は、図２４に示すように、３枚２群構成を有し、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ２１と、正レンズ（レンズＬ２２）と負レンズ（レンズＬ２３）からなる接合レンズＣＬ２１である第２レンズ群Ｇ２２からなる。レンズＬ２２は両凸レンズであり、レンズＬ２３は両凹レンズである。第１レンズ群Ｇ２１は、像側に凹面を向けたメニスカスレンズ（レンズＬ２１）であり、単レンズからなる。第２レンズ群Ｇ２２の焦点距離は、負の値である。
【００７２】
結像レンズ５０の各種データは、以下のとおりである。なお、基準波長はｄ線（５８７．５６ｎｍ）である。
Ｆ＝225mm、ＦＧ２＝-14593.3599mm、Ｌ＝129.1876mm、νｍｅａｎ＝62.88、Δν＝14.70
【００７３】
結像レンズ５０のレンズデータは、以下のとおりである。
結像レンズ５０
s            r            d           nd        νd
21          65.5542       5.0000      1.54814    45.79
22         127.8419     129.1876      
23          34.0475       4.0000      1.48749    70.23
24         -52.4098       4.0000      1.69680    55.53
25          61.8930      86.2424   
【００７４】
顕微鏡光学系５１の各種データは、以下のとおりである。
Ｄ＝112.5mm、ＮＡＩ＝0.025、ＩＭ．Ｈ＝10mm、ＣＨ＝4.84156mm、Ｅ１＝22.2mm
【００７５】
顕微鏡光学系５１の各種データは、以下のとおりである。
Ｄ＝112.5mm、ＮＡＩ＝0.01625、ＩＭ．Ｈ＝10mm、ＣＨ＝5.48251mm、Ｅ１＝17.4mm
【００７６】
顕微鏡光学系５１、顕微鏡光学系５２は、以下で示されるように、条件式（１）から条件式（７）を満たしている。
（１）Ｄ／Ｆ＝0.500
（２）｜ＦＧ２／Ｆ｜＝64.859378
【数６】
2017097201.tif 000009
（４）Ｌ／Ｆ＝0.574
（５）Δν＝14.70
（６）ＣＨ／ＰＲ＝0.8339   （顕微鏡光学系５１）  
（６）ＣＨ／ＰＲ＝1.1466   （顕微鏡光学系５２）
（７）Ｅ１／Ｆ＝0.099   （顕微鏡光学系５１）
（７）Ｅ１／Ｆ＝0.077   （顕微鏡光学系５２）
【００７７】
図２７は、顕微鏡光学系５１の収差図であり、図２８は、顕微鏡光学系５２の収差図である。いずれも、物体面における収差図である。図２７（ａ）、図２８（ａ）は球面収差図である。図２７（ｂ）、図２８（ｂ）は非点収差図である。図２７（ｃ）、図２８（ｃ）は歪曲収差図である。図２７（ｄ）、図２８（ｄ）は倍率色収差図である。図２７（ｅ）、図２８（ｅ）はコマ収差図である。
【００７８】
［実施例６］
図２９は、実施例６に係る結像レンズ６０の断面図である。図３０は、対物レンズ１と結像レンズ６０からなる顕微鏡光学系６１の断面図である。図３１は、対物レンズ２と結像レンズ６０からなる顕微鏡光学系６２の断面図である。なお、本実施例に係る顕微鏡は、結像レンズ３の代わりに結像レンズ６０を備える点が、図１に示す顕微鏡１００と異なる。その他の構成は、顕微鏡１００と同様である。
【００７９】
結像レンズ６０は、対物レンズ１又は対物レンズ２との組み合わせで使用される、顕微鏡用の結像レンズである。結像レンズ６０は、図２９に示すように、３枚２群構成を有し、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ２１と、正レンズ（レンズＬ２２）と負レンズ（レンズＬ２３）からなる接合レンズＣＬ２１である第２レンズ群Ｇ２２からなる。レンズＬ２２は両凸レンズであり、レンズＬ２３は両凹レンズである。第１レンズ群Ｇ２１は、物体側に凸面を向けた平凸レンズ（レンズＬ２１）であり、単レンズからなる。第２レンズ群Ｇ２２の焦点距離は、負の値である。
【００８０】
結像レンズ６０の各種データは、以下のとおりである。なお、基準波長はｄ線（５８７．５６ｎｍ）である。
Ｆ＝225mm、ＦＧ２＝-5590.6003 mm、Ｌ＝117.8395 mm、νｍｅａｎ＝60.52、Δν＝19.42
【００８１】
結像レンズ６０のレンズデータは、以下のとおりである。
結像レンズ６０
s            r            d           nd        νd
21         121.0107       5.0000      1.51823    58.90
22         INFINITY     117.8395      
23          42.0346       4.0000      1.48749    70.23
24        -100.4839       4.0000      1.69350    50.81
25          67.0196      97.5905
【００８２】
顕微鏡光学系６１の各種データは、以下のとおりである。
Ｄ＝157.5mm、ＮＡＩ＝0.025、ＩＭ．Ｈ＝10mm、ＣＨ＝6.86114mm、Ｅ１＝26.4mm
【００８３】
顕微鏡光学系６１の各種データは、以下のとおりである。
Ｄ＝157.5mm、ＮＡＩ＝0.01625、ＩＭ．Ｈ＝10mm、ＣＨ＝7.50253mm、Ｅ１＝21.6mm  
【００８４】
顕微鏡光学系６１、顕微鏡光学系６２は、以下で示されるように、条件式（１）から条件式（７）を満たしている。
（１）Ｄ／Ｆ＝0.524
（２）｜ＦＧ２／Ｆ｜＝24.84711
【数７】
2017097201.tif 000010
（４）Ｌ／Ｆ＝0.700
（５）Δν＝19.42
（６）ＣＨ／ＰＲ＝1.1818   （顕微鏡光学系６１）  
（６）ＣＨ／ＰＲ＝1.5691   （顕微鏡光学系６２）
（７）Ｅ１／Ｆ＝0.117   （顕微鏡光学系６１）
（７）Ｅ１／Ｆ＝0.096   （顕微鏡光学系６２）
【００８５】
図３２は、顕微鏡光学系６１の収差図であり、図３３は、顕微鏡光学系６２の収差図である。いずれも、物体面における収差図である。図３２（ａ）、図３３（ａ）は球面収差図である。図３２（ｂ）、図３３（ｂ）は非点収差図である。図３２（ｃ）、図３３（ｃ）は歪曲収差図である。図３２（ｄ）、図３３（ｄ）は倍率色収差図である。図３２（ｅ）、図３３（ｅ）はコマ収差図である。
【符号の説明】
【００８６】
１、２                                対物レンズ
３                                    結像レンズ
４                                    接眼レンズ
５                                    カメラ
６、７                                光源
８                                    ステージ
９                                    レボルバ
１０、２０、３０、４０、５０、６０    結像レンズ
１１、１２、２１、２２、３１、３２、４１、４２、５１、５２、６１、６２
顕微鏡光学系
１００                                顕微鏡
ＣＧ                                  カバーガラス
ＩＰ                                  像面
【図１】
2017097201.tif 000012
【図２】
2017097201.tif 000013
【図３】
2017097201.tif 000014
【図４】
2017097201.tif 000015
【図５】
2017097201.tif 000016
【図６】
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【図７】
2017097201.tif 000018
【図８】
2017097201.tif 000019
【図９】
2017097201.tif 000020
【図１０】
2017097201.tif 000021
【図１１】
2017097201.tif 000022
【図１２】
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【図１３】
2017097201.tif 000024
【図１４】
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【図１５】
2017097201.tif 000026
【図１６】
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【図１７】
2017097201.tif 000028
【図１８】
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【図１９】
2017097201.tif 000030
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
2017097201.tif 000044