液浸顕微鏡対物レンズ
【課題】標本の表面から深部まで明るく観察する、光学性能が良好な液浸顕微鏡対物レンズを提供する。
【解決手段】液浸顕微鏡対物レンズ１は、物体側から順に、物体からの光束を収斂光束にする正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、第１レンズ群よりも弱い屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、からなり、ＮＡを開口数とし、ｄ０を作動距離としたとき、以下の条件式３ｍｍ＜ＮＡ×ｄ０＜８ｍｍを満たすように構成される。
【解決手段】液浸顕微鏡対物レンズ１は、物体側から順に、物体からの光束を収斂光束にする正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、第１レンズ群よりも弱い屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、からなり、ＮＡを開口数とし、ｄ０を作動距離としたとき、以下の条件式３ｍｍ＜ＮＡ×ｄ０＜８ｍｍを満たすように構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液浸顕微鏡対物レンズに関し、特に、多光子励起に用いられる液浸顕微鏡対物レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、顕微鏡における蛍光観察の手段として、多光子励起を利用した蛍光観察法が注目されている。多光子励起とは、吸収波長のほぼ整数倍の波長を有する光を同時に蛍光体に照射することにより、本来の吸収波長による励起と同等な励起が引き起こされる現象である。
【０００３】
多光子励起現象は、非線形現象であり、例えば、２光子励起の場合は励起光の強度の２乗に比例した確率で生じる。一方で、顕微鏡の対物レンズにより励起光を集光させる場合、励起光の光密度は、焦点面からの距離の２乗に反比例して低くなる。このため、多光子励起現象は、焦点のごく近傍でのみ生じ、この部分からのみ蛍光が放射される。この性質により、多光子励起顕微鏡では、通常の共焦点顕微鏡で使われる共焦点ピンホールは必要とされない。また、焦点面でのみ励起現象が生じるために、標本内の蛍光の褪色も少ないという利点もある。
【０００４】
また、多光子励起で用いられる励起光は、一般に赤外光であり、通常使用される可視光などよりも長い波長を有する。一般に波長が長いほど光は散乱しにくいという性質（レイリー散乱）を有することから、生体標本のような散乱性標本を観察する場合であっても、赤外光により励起することで、励起光を標本のより深くまで到達させることができる。このため、多光子励起によれば、可視光などでは観察することができなかった生体の深部まで観察することが可能になる。しかも、赤外光は紫外光や可視光よりも光毒性が低いため、生体標本へのダメージを抑制することができる点でも好適である。
【０００５】
以上のように、多光子励起を利用した蛍光観察法は、多くのメリットを有しているため、非常に有効な蛍光観察法である。
その一方で、このような多光子励起を利用した蛍光観察法では、対物レンズに次のような技術的な要求が課せられる。
【０００６】
第一に、開口数が大きく、かつ適切に収差補正されていることである。多光子励起を生じさせるためには、一つの蛍光体に同時に複数の光子を衝突させなければならない。このため、対物レンズの焦点位置で非常に高い光子密度を実現する必要がある。従って、開口数が大きく、かつ適切に収差補正された対物レンズが必要である。より具体的には、励起光は赤外光であるので、赤外光の収差が補正されていることが重要である。
【０００７】
第二に、長い作動距離を有することである。多光子励起顕微鏡では、パッチクランプ法が利用されることが多いため、対物レンズの先端と標本との間に作業スペースを確保する必要がある。また、標本の深部を観察するためには、少なくともその深さ以上の対物レンズ先端から物体面までの距離が必要である。従って、対物レンズには、長い作動距離が要求される。
【０００８】
例えば、特許文献１では、作動距離の長い対物レンズが開示されている。また、特許文献２では、開口数が大きく、且つ、補正環を有する対物レンズが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−１８９７３２号公報
【特許文献２】特開２００３−１５０４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に開示される対物レンズ、特許文献２に開示される対物レンズのいずれも、上述した技術的な要求を十分に満たしているとは言い難い。
【００１１】
特許文献１及び特許文献２で開示される対物レンズは、いずれも十分な作動距離を有していない。このため、比較的長い作動距離を有する特許文献１に開示される対物レンズでさえ、標本を観察する深さが制限されてしまう。
【００１２】
以上のような実情を踏まえ、本発明では、標本の表面から深部まで明るく観察する、光学性能が良好な液浸顕微鏡対物レンズを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の態様は、物体側から順に、前記物体からの光束を収斂光束にする正の屈折力の第１レンズ群と、前記第１レンズ群よりも弱い屈折力の第２レンズ群と、第３レンズ群と、からなり、ＮＡを前記物体側の開口数とし、ｄ０を作動距離としたとき、以下の条件式を満たす液浸顕微鏡対物レンズを提供する。
３ｍｍ＜ＮＡ×ｄ０＜８ｍｍ
【００１４】
本発明の第２の態様は、第１の態様に記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、前記液浸顕微鏡対物レンズの倍率が３５倍以下であり、前記第３レンズ群が負の屈折力を有し、ｄ１を最も前記物体側のレンズ成分の肉厚としたとき、以下の条件式を満たす液浸顕微鏡対物レンズを提供する。
０．５＜ｄ０／ｄ１＜３
【００１５】
本発明の第３の態様は、第２の態様に記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、前記最も物体側のレンズ成分が接合レンズであり、ｎｄ１を前記接合レンズの前記物体側のレンズの屈折率とし、ｎｄ２を前記接合レンズの像側のレンズの屈折率としとき、以下の条件式を満たす液浸顕微鏡対物レンズを提供する。
０．３＜ｎｄ２−ｎｄ１＜１
【００１６】
本発明の第４の態様は、第２の態様または第３の態様に記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、前記第１レンズ群が複数の正の単レンズを含む液浸顕微鏡対物レンズを提供する。
【００１７】
本発明の第５の態様は、第２の態様から第４の態様のいずれか１つに記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、少なくとも８００ｎｍから１０００ｎｍの波長で収差が補正されており、９００ｎｍの波長において波面収差が波長の５％以内である液浸顕微鏡対物レンズを提供する。
【００１８】
本発明の第６の態様は、第３の態様から第５の態様のいずれか１つに記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、前記接合レンズの接合面の曲率をＲ１とし、前記接合レンズの像側の曲率をＲ２とするとき、以下の条件式を満たす液浸顕微鏡対物レンズを提供する。
１．０３＜ Ｒ１／Ｒ２ ＜１．４
【００１９】
本発明の第７の態様は、第３の態様または第４の態様に記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、前記接合レンズの接合面の曲率をＲ１とし、前記液浸顕微鏡対物レンズの全長をＬとするとき、以下の条件式を満たす液浸顕微鏡対物レンズを提供する。
−０．１９＜ Ｒ１／Ｌ ＜ −０．１１
【００２０】
本発明の第８の態様は、第２の態様から第７の態様のいずれか１つに記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、光軸に沿って移動可能なレンズ群を有し、Ｗｉを前記液浸顕微鏡対物レンズと当該液浸顕微鏡対物レンズの焦点位置の間にある媒質の各々の光軸方向の幅とし、ｎｉを前記媒質の各々の屈折率とし、Σ（Ｗｉ*ｎｉ）を前記液浸顕微鏡対物レンズと当該液浸顕微鏡対物レンズの焦点位置の間の光路長とし、ｆを前記液浸顕微鏡対物レンズの焦点距離とし、Ｎを前記媒質の数とするとき、以下の条件式を満たす液浸顕微鏡対物レンズを提供する。
【数１】
【００２１】
本発明の第９の態様は、第２の態様から第８の態様のいずれか１つに記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、β１を前記第１レンズ群の倍率とするとき、以下の条件式を満たす液浸顕微鏡対物レンズを提供する。
−０．５＜１／β１＜-０．１
【００２２】
本発明の第１０の態様は、第８の態様または第９の態様に記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、前記第２レンズ群は、前記第１レンズ群と前記第３レンズ群の間で光軸に沿って移動する移動群である液浸顕微鏡対物レンズを提供する。
【００２３】
本発明の第１１の態様は、第８の態様から第１０の態様のいずれか１つに記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、β２を前記第２レンズ群の倍率とするとき、以下の条件式を満たす液浸顕微鏡対物レンズを提供する。
０．２＜｜β２｜＜２
【００２４】
本発明の第１２の態様は、第８の態様から第１１の態様のいずれか１つに記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、ｆを前記液浸顕微鏡対物レンズの焦点距離とし、前記ｆ２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液浸顕微鏡対物レンズを提供する。
−０．１８＜ｆ／ｆ２＜０．１
【００２５】
本発明の第１３の態様は、第８の態様から第１２の態様のいずれか１つに記載の液浸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レンズ群が前記第１レンズ群に対して相対的に移動する液浸顕微鏡対物レンズを提供する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、標本の表面から深部まで明るく観察する、光学性能が良好な液浸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】
【００２７】
【図１】実施例１に係る液浸顕微鏡対物レンズの断面図である。
【図２Ａ】液浸顕微鏡対物レンズとその焦点位置の間の光路長の一例を説明するための図である。
【図２Ｂ】液浸顕微鏡対物レンズとその焦点位置の間の光路長の他の一例を説明するための図である。
【図２Ｃ】液浸顕微鏡対物レンズとその焦点位置の間の光路長のさらに他の一例を説明するための図である。
【図３】実施例１に係る結像レンズの断面図である。
【図４Ａ】図１に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合の収差図である。
【図４Ｂ】図１に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合の他の収差図である。
【図４Ｃ】図１に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合のさらに他の収差図である。
【図５】実施例２に係る液浸顕微鏡対物レンズの断面図である。
【図６Ａ】図５に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合の収差図である。
【図６Ｂ】図５に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合の他の収差図である。
【図６Ｃ】図５に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合のさらに他の収差図である。
【図７】実施例３に係る液浸顕微鏡対物レンズの断面図である。
【図８Ａ】図７に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合の収差図である。
【図８Ｂ】図７に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合の他の収差図である。
【図８Ｃ】図７に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合のさらに他の収差図である。
【図９】実施例４に係る液浸顕微鏡対物レンズの断面図である。
【図１０Ａ】図９に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合の収差図である。
【図１０Ｂ】図９に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合の他の収差図である。
【図１０Ｃ】図９に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合のさらに他の収差図である。
【図１１】実施例５に係る液浸顕微鏡対物レンズの断面図である。
【図１２Ａ】図１１に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合の収差図である。
【図１２Ｂ】図１１に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合の他の収差図である。
【図１２Ｃ】図１１に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合のさらに他の収差図である。
【図１３】実施例６に係る液浸顕微鏡対物レンズの断面図である。
【図１４Ａ】図１３に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合の収差図である。
【図１４Ｂ】図１３に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合の他の収差図である。
【図１４Ｃ】図１３に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合のさらに他の収差図である。
【図１５】実施例７に係る液浸顕微鏡対物レンズの断面図である。
【図１６Ａ】図１５に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合の収差図である。
【図１６Ｂ】図１５に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合の他の収差図である。
【図１６Ｃ】図１５に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合のさらに他の収差図である。
【図１７】実施例８に係る液浸顕微鏡対物レンズの断面図である。
【図１８Ａ】図１７に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合の収差図である。
【図１８Ｂ】図１７に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合の他の収差図である。
【図１８Ｃ】図１７に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合のさらに他の収差図である。
【図１９】実施例９に係る液浸顕微鏡対物レンズの断面図である。
【図２０Ａ】図１９に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合の収差図である。
【図２０Ｂ】図１９に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合の他の収差図である。
【図２０Ｃ】図１９に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合のさらに他の収差図である。
【図２１】実施例１０に係る液浸顕微鏡対物レンズの断面図である。
【図２２Ａ】図２１に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合の収差図である。
【図２２Ｂ】図２１に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合の他の収差図である。
【図２２Ｃ】図２１に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合のさらに他の収差図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
まず、本発明の各実施例に係る対物レンズに共通する構成について、図１を参照しながら、説明する。
【００２９】
対物レンズは、浸液を介して標本を観察する液浸顕微鏡対物レンズであって、物体側から順に、物体からの光束を収斂光束にする正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、第１レンズ群Ｇ１よりも弱い屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、第３のレンズ群Ｇ３と、を含んでいる。なお、対物レンズの最も物体側の面（面番号ｓ１）と標本面ＳＰの間は、高い開口数を実現するために不図示の浸液で満たされている。
【００３０】
対物レンズは、以上のように構成された上で、さらに、以下の条件式（１）を満たすように構成されている。ただし、ＮＡは対物レンズの物体側の開口数であり、ｄ０は物体面（標本面）に合焦する場合における対物レンズの第１面から物体面までの距離である作動距離である。
３ｍｍ＜ＮＡ×ｄ０＜８ｍｍ ・・・（１）
【００３１】
条件式（１）は、対物レンズの開口数と作動距離について規定した式である。条件式（１）を満たすことで、２光子励起を利用した蛍光観察法において、標本の深部を、十分な解像で、且つ、明るく高いコントラストで観察することができる。
【００３２】
条件式（１）の下限値を下回ると、対物レンズの第１面から物体面までの距離を十分に確保できず、標本内部の観察が困難となる。または、開口数が不足するため、十分な解像が得られず、明るく高いコントラストの画像が得られない。一方、条件式（１）の上限値を上回ると、限られた全長に収まるように設計される対物レンズでは、十分な解像で明るく高いコントラストを実現するための収差の補正が困難となる。
以上の構成及び条件を満たすことにより、標本を深くまで明るく観察する、光学性能が良好な液浸顕微鏡対物レンズを提供することができる。
【００３３】
以下、より好ましい対物レンズの構成、及び、満たすことが望ましい条件について説明する。
第１レンズ群Ｇ１は、図１に例示されるように、物体側に平面を向けた平凸レンズ（レンズＬ１）と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ（レンズＬ２）との接合レンズＣＬ１と、少なくとも１枚の正の屈折力を有する単レンズ（レンズＬ３、レンズＬ４）と、を含んでいてもよい。第１レンズ群Ｇ１には、単レンズが複数含まれることが望ましく、また、第１レンズ群の最も物体側に配置されるレンズ成分は、接合レンズであることが望ましい。
【００３４】
第１レンズ群Ｇ１は、接合レンズＣＬ１の像側に、正の屈折力を有する２枚の単レンズ（レンズＬ３、レンズＬ４）と、接合レンズＣＬ２と、を含んで構成されていることがより望ましい。特に接合レンズＣＬ２は、全体として正の屈折力を有し、正レンズ、負レンズ、正レンズを接合した３枚接合レンズであることが望ましい。
【００３５】
第２レンズ群Ｇ２は、図１に例示されるように、補正環によって移動させられる移動群であり、接合レンズＣＬ３を含んでいてもよい。なお、第２レンズ群Ｇ２は、第３レンズ群Ｇ３の移動に連動して、第１レンズ群Ｇ１に対して移動するように構成されてもよい。第２レンズ群Ｇ２は、第１レンズ群Ｇ１に比べて弱い屈折力を有し、さらに、いくつかの実施例では、第３レンズ群Ｇ３よりも弱い屈折力を有しても良い。第２レンズ群Ｇ２は、例えば、図１に例示されるように、負レンズ、正レンズ、負レンズからなる、全体として負の屈折力を有する３枚接合レンズ（接合レンズＣＬ３）を含んでいてもよい。
【００３６】
第３レンズ群Ｇ３は、負の屈折力を有することが望ましく、図１に例示されるように、物体側から順に、最も像側の面が像側に向けた凹面（面番号ｓ２０）である前側レンズ群（レンズＬ１１、レンズＬ１２、レンズＬ１３）と、最も物体側の面が物体側に向けた凹面（面番号ｓ２１）である後側レンズ群（レンズＬ１４、レンズＬ１５）と、を含んでいてもよい。また、第３レンズ群Ｇ３は、第１レンズ群Ｇ１に比べて弱い屈折力を有し、さらに、いくつかの実施例では、第２レンズ群Ｇ２よりも弱い屈折力を有しても良い。
【００３７】
対物レンズは、倍率が３５倍以下であることが望ましい。これにより、広い視野を確保することができるからである。例えば、多光子励起顕微鏡の場合、励起光は赤外光であり散乱の影響を受けにくいが、それによって放射される蛍光は可視光域（や紫外光）である。このため、検出対象である蛍光は標本によるレイリー散乱の影響を受けてしまう。このような場合であっても、対物レンズが広い視野を有することで、散乱した蛍光を無駄なく収集することができる。
【００３８】
また、対物レンズは、光軸ＡＸに沿って移動可能なレンズ群を有すること、つまり、補正環を有することが望ましい。例えば、標本の深部を観察する場合、標本自身の屈折率によって生じる収差が無視できなくなり、蛍光効率が悪化することがある。また、標本を観察する深さによって、対物レンズと焦点位置の間の媒質（例えば、浸液、カバーガラス、標本など）のバランスが変化し、この変化によっても収差が生じることがある。このような場合であっても、補正環を用いることで、それらを抑制することができる。
【００３９】
より具体的には、対物レンズは、不図示の補正環を有していて、補正環が操作されることにより、図１に例示されるように、第２レンズ群Ｇ２が第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３の間で光軸ＡＸに沿って移動する移動群として構成されていてもよい。また、補正環が操作されることにより、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３が第１レンズ群Ｇ１に対して相対的に移動するように構成されてもよい。
【００４０】
第２レンズ群が移動群である場合、対物レンズの第２レンズ群に含まれる接合レンズは、負レンズ、正レンズ、負レンズからなる、負の屈折力を有する３枚接合レンズであることが望ましい。球面収差の補正を行なう移動群では、移動による色収差の発生を調整するために、レンズ群を接合レンズとして構成することが望ましい。しかしながら、正レンズと負レンズからなる接合レンズ群では、適正な色収差と負の屈折率を両立することが難しい。移動群を正レンズと複数の負レンズとで構成されたレンズ群とすることで、適正な色収差と負の屈折率を両立することが可能となる。
【００４１】
以上のように構成された対物レンズは、第１レンズ群Ｇ１が最も物体側に浸液の屈折率に近い屈折率を有する平凸レンズ（レンズＬ１）を含むことで、浸液とレンズとの間で発生する収差を少なくして、高い開口数を可能としている。また、メニスカスレンズ（レンズＬ２）によりペッツバール和（Petzval Sum）が補正されるため像面湾曲も抑制される。その結果、対物レンズは、広い視野を確保することができる。さらに、第１レンズ群Ｇ１に含まれる正の屈折力を有する単レンズ（レンズＬ３、レンズＬ４）がメニスカスレンズ（レンズＬ２）から射出される発散光を、高次の球面収差やコマ収差の発生を最小限に抑えながら光線高を抑えることで、対物レンズは、長い作動距離と高開口数を両立することが出来る。つまり、最も物体側に平凸レンズ（レンズＬ１）とメニスカスレンズ（レンズＬ２）からなる接合レンズＣＬ１と、正の屈折力を有する単レンズ（レンズＬ３、レンズＬ４）を用いることで、対物レンズは広い視野を高い開口数を両立しながら、長い作動距離を確保することが可能になっている。
【００４２】
また、対物レンズは、第２レンズ群Ｇ２、または、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３が移動群として構成されることで、対物レンズから焦点位置ＦＰまでの光路長が変化した場合であっても、適切に収差を補正することができる。具体的には、標本面ＳＰに対して光軸方向に異なる距離に位置する観察面ＶＰを観察する場合、即ち、標本の深さ方向の異なる位置を観察する場合であっても、良好に収差が補正することができる。
【００４３】
また、対物レンズは、第３レンズ群Ｇ３が物体側から最も像側の面が像面に向けた凹面である前側レンズ群と最も物体側の面が物体側に向けた凹面である後側レンズ群を含むことで、主に軸外収差を補正しながら、第２レンズ群Ｇ２からの光を平行光に変換して射出することができる。従って、対物レンズは、無限遠補正型の対物レンズである。
【００４４】
対物レンズは、条件式（１）に加えて、さらに、以下の条件式（２）から条件式（９）を満たすように構成されることが望ましい。ただし、ｄ１は対物レンズの最も物体側のレンズ成分の肉厚である。ｎｄ１、ｎｄ２はそれぞれ、最も物体側のレンズ成分である接合レンズの物体側、像側のレンズの屈折率である。Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ、最も物体側のレンズ成分である接合レンズの接合面の曲率、像側の面の曲率である。Ｌは対物レンズの全長である。Ｗｉは対物レンズと対物レンズの焦点位置ＦＰとの間にある媒質の各々の光軸方向の幅であり、ｎｉは媒質の各々の屈折率である。また、
は対物レンズと対物レンズの焦点位置ＦＰとの間の光路長を示し、Ｎは対物レンズと対物レンズの焦点位置ＦＰとの間の媒質の数である。β１、β２はそれぞれ、第１レンズ群、第２レンズ群の倍率である。ｆ、ｆ２はそれぞれ、対物レンズ全体の焦点距離、第２レンズ群の焦点距離である。
０．５＜ｄ０／ｄ１＜３ ・・・（２）
０．３＜ｎｄ２−ｎｄ１＜１ ・・・（３）
１．０３＜ Ｒ１／Ｒ２ ＜１．４ ・・・（４）
−０．１９＜ Ｒ１／Ｌ ＜ −０．１１ ・・・（５）
【数２】
−０．５＜１／β１＜−０．１ ・・・（７）
０．２＜｜β２｜＜２ ・・・（８）
−０．１８＜ｆ／ｆ２＜０．１ ・・・（９）
【００４５】
条件式（２）は、作動距離と最も物体側の接合レンズ（以降、先玉レンズと記す。）の肉厚との関係を規定した式である。高開口数の対物レンズでは、作動距離が長くなることで光線高が高くなる。このため、高次収差と像面湾曲を良好に補正することが難しいが、条件式（２）を満たすことで、高次収差と像面湾曲を同時に良好に補正することができる。
【００４６】
条件式（２）の下限値を下回る場合には、先玉レンズ以降の光線高が高くなり、高次収差を補正し切れなくなる。このため、高い開口数を得ることが困難となる。一方、条件式（２）の上限値を上回ると、先玉レンズの肉厚が不足するため、ペッツバール和が大きくなり、その結果、先玉レンズで発生した像面湾曲により像面の平坦性を確保することが困難となる。
【００４７】
条件式（３）は、最も物体側の接合レンズ（先玉レンズ）を構成するレンズの屈折率差を規定した式である。長作動距離の対物レンズでは、特に低倍率の対物レンズにおいて、軸外の収差を良好に補正するためには、先玉レンズの接合面の曲面が緩やかになるように設計する必要がある。条件式（３）を満たすことで、そのような緩やかな曲面でありながら、ペッツバール和を小さく抑えることができる。
【００４８】
条件式（３）の下限値を下回る場合には、ペッツバール和を十分に補正できないため、コマ収差や像面湾曲の補正が困難となる。一方、条件式（３）の上限値を上回る場合には、先玉レンズを構成する像側のレンズに屈折率が高い硝材を用いることになる。屈折率の高い硝材は一般に自家蛍光が生じやすく短波長の透過率が低いため、この場合、良好な蛍光観察が困難となる。
【００４９】
条件式（４）は、最も物体側の接合レンズ（先玉レンズ）の接合面と最も像側の面との曲率の関係を規定した式である。条件式（４）を満たすことで、先玉レンズで生じる高次収差とペッツバール和とをバランス良く補正することができるため、先玉レンズ以降において、対物レンズ全体の高次収差とペッツバール和の補正が容易になる。
【００５０】
条件式（４）の下限値を下回る場合には、先玉レンズの像側での光線高が高くなる。このため、先玉レンズよりも像側にあるレンズで、高次収差を良好に補正することが困難となる。一方、条件式（４）の上限値を上回る場合には、先玉レンズの像側での光線高が低くなりすぎる。このため、先玉レンズよりも像側にあるレンズで、ペッツバール和を十分に補正することが困難となる。
【００５１】
条件式（５）は、最も物体側の接合レンズ（先玉レンズ）の接合面の曲率と対物レンズの全長との関係を規定した式である。全長の長い対物レンズであれば、レンズ枚数を増やすことが可能であり、光線高を高くすることも比較的容易である。このため、先玉レンズでペッツバール和の補正を十分に行わない場合であっても、対物レンズ全体としてペッツバール和を良好に補正することができる。その一方で、顕微鏡対物レンズの全長は制約なく選択することができるものではなく、最適な全長はある程度の範囲内に定まっている。条件式（５）を満たすことで、顕微鏡対物レンズの最適な全長において、対物レンズ全体でペッツバール和を良好に補正することができる。
【００５２】
条件式（５）の下限値を下回る場合には、全長に対して先玉レンズでのペッツバール和の補正が十分でないため、対物レンズ全体としてもペッツバール和を良好に補正することが困難となる。一方、条件式（５）の上限値を上回る場合には、先玉レンズでペッツバール和を十分に補正することができるが、先玉レンズ以降での光線高が高くなるため、他の収差を良好に補正することが困難となる。
【００５３】
条件式（６）は、対物レンズが良好な光学性能を維持しながら、許容することができる対物レンズと焦点位置ＦＰとの間の光路長の最大変化量を規定した式である。即ち、対物レンズが許容できる最も長い光路長と最も短い光路長の差を規定した式である。対物レンズで発生する収差量は、対物レンズと焦点位置ＦＰの間の光路長によっても変化するが、条件式（６）を満たすことで、補正環により移動群（第２レンズ群Ｇ２）を移動させることで収差を適切に補正することができるため、良好な光学性能を維持することができる。
【００５４】
条件式（６）の下限値を下回る場合には、許容できる光路長の変化が小さすぎるため、標本の深部の観察において、良好な観察性能を実現することが困難となる。なお、このような狭い許容範囲内の光路長差の変化であれば、補正環を有する従来の対物レンズでも補正することができる。一方、条件式（６）の上限値を上回ると、非常に大きな光路長差を良好に補正する必要があるため、補正環により移動群を移動させることによっては、適切な補正が困難となる。従って、十分な光学性能を実現することが難しい。
【００５５】
図２Ａ、図２Ｂ、及び図２Ｃは、液浸顕微鏡対物レンズとその焦点位置の間の光路長の一例を説明するための図である。以下、図２Ａから図２Ｃを参照しながら、条件式（６）で規定される光路長差の算出方法について説明する。
【００５６】
図２Ａは、対物レンズＯＢの焦点位置ＦＰが標本面ＳＰ上に位置する例、即ち、観察面ＶＰが標本面ＳＰ上に位置する例を示している。図２Ａでは、対物レンズＯＢと焦点位置ＦＰの間にある媒質は、浸液ＩＭのみである。従って、対物レンズＯＢと焦点位置ＦＰの間の光路長は、浸液ＩＭの光軸方向の幅Ｗ１と浸液ＩＭの屈折率ｎ１の積、即ち、Ｗ１*ｎ１として算出できる。
【００５７】
図２Ｂは、対物レンズＯＢの焦点位置ＦＰが標本面ＳＰの内部に位置する例、即ち、観察面ＶＰが標本面ＳＰ内部に位置する例を示している。図２Ｂでは、対物レンズＯＢと焦点位置ＦＰの間にある媒質は、浸液ＩＭと標本Ｓである。従って、対物レンズＯＢと焦点位置ＦＰの間の光路長は、浸液ＩＭの光軸方向の幅Ｗ１と浸液ＩＭの屈折率ｎ１の積と、焦点位置ＦＰまでの標本Ｓの光軸方向の幅Ｗ２と標本Ｓの屈折率ｎ２の積との和、即ち、Ｗ１*ｎ１＋Ｗ２*ｎ２として算出できる。
【００５８】
図２Ｃは、対物レンズＯＢの焦点位置ＦＰが標本面ＳＰの内部に位置する他の例を示している。図２Ｃでは、対物レンズＯＢと焦点位置ＦＰの間にある媒質は、浸液ＩＭとカバーガラスＣＧと標本Ｓである。従って、対物レンズＯＢと焦点位置ＦＰの間の光路長は、浸液ＩＭの光軸方向の幅Ｗ１と浸液ＩＭの屈折率ｎ１の積と、カバーガラスＣＧの光軸方向の幅Ｗ２とカバーガラスＣＧの屈折率ｎ２の積と、焦点位置ＦＰまでの標本Ｓの光軸方向の幅Ｗ３の標本Ｓの屈折率ｎ３の積との和、即ち、Ｗ１*ｎ１＋Ｗ２*ｎ２＋Ｗ３*ｎ３として算出できる。
【００５９】
図２Ａから図２Ｃの各々で算出される対物レンズＯＢと焦点位置ＦＰとの間の光路長が、条件式（６）を満している場合には、対物レンズＯＢは、第２レンズ群を補正環により移動させることで、良好な光学性能を常に維持することができる。従って、標本Ｓの表面から深部まで、より良好に観察することができる。
【００６０】
なお、図２Ａから図２Ｃでは、深さの異なる標本Ｓの位置を観察する場合、対物レンズＯＢと焦点位置ＦＰとの間に異なる数の媒質を介在させて観察する場合について例示したが、光路長が変化する要因については、特に限定されない。例えば、異なる屈折率の浸液を介在させて標本を観察する場合、異なる屈折率の標本を観察する場合、さらに、深さによって屈折率が異なる標本を観察する場合であっても、条件式（６）を満たしていれば、良好な光学性能を維持することができる。
【００６１】
条件式（７）は、第１レンズ群Ｇ１の倍率を規定した式である。条件式（７）を満たすことで、第１レンズ群Ｇ１からの光束は収斂光束となる。比較的弱い屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２であっても、収斂光束中を移動することにより、移動量当たりの球面収差の補正量を向上させることができる。従って、移動群として構成される第２レンズ群Ｇ２の移動量を抑えることが可能となり、その結果、大きな球面収差を補正することができる。
【００６２】
条件式（７）の下限値を下回る場合には、第１レンズ群Ｇ１の正の屈折力が強すぎるため、第１レンズ群Ｇ１での高次球面収差及び高次コマ収差の発生を抑制することが困難となる。一方、条件式（７）の上限値を上回ると、第１レンズ群Ｇ１からの光束が発散光束となるため、第２レンズ群Ｇ２を移動させても球面収差を十分に補正することが困難となる。
【００６３】
条件式（８）は、第２レンズ群Ｇ２の倍率の絶対値の範囲を規定した式である。条件式（８）を満たすことで、移動群の倍率が１倍または−１倍に近い値となる。このため、移動群が移動した場合であっても、結像位置の近軸的な位置がほとんど変化しないため、補正環による収差補正を比較的容易に行うことができる。
【００６４】
条件式（８）の下限値を下回る場合には、移動群の倍率が１倍または−１倍に近い値であっても、移動群の移動により移動群の倍率が変化することになる。このため、ピント位置の変動を抑えることが困難となる。一方、条件式（８）の上限値を上回る場合にも、同様に、移動群の倍率が１倍または−１倍に近い値であっても、移動群の移動により移動群の倍率が変化することになる。このため、ピント位置の変動を抑えることが困難となる。
【００６５】
条件式（９）は、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離と対物レンズ全体の焦点距離との関係を規定した式である。条件式（９）を満たすことで、移動群（第２レンズ群Ｇ２）の焦点距離が十分に長くなるため、移動群の移動による対物レンズの倍率の変化が小さくなり、その結果、移動群の移動量に起因するピント位置の変動を抑えることができる。
【００６６】
条件式（９）の下限値を下回る場合には、移動群の倍率が１倍または−１倍に近い値であっても、移動群の移動により移動群の倍率が変化することになる。このため、ピント位置の変動を抑えることが困難となる。一方、条件式（９）の上限値を上回る場合にも、同様に、移動群の倍率が１倍または−１倍に近い値であっても、移動群の移動により移動群の倍率が変化することになる。このため、ピント位置の変動を抑えることが困難となる。
【００６７】
なお、条件式（２）から条件式（９）は、条件式（１）と任意に組み合わせてもよい。また、各条件式は、上限値及び下限値のいずれか一方のみで限定しても良い。
【実施例１】
【００６８】
図１は、本実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの断面図である。図３は、本実施例に係る結像レンズの断面図である。
【００６９】
図１に例示される対物レンズ１は、液浸顕微鏡対物レンズであって、物体側から順に、物体からの光束を収斂光束にする正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１（レンズＬ１からレンズＬ７）と、接合レンズＣＬ３を含み、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２（レンズＬ８からレンズＬ１０）と、負の屈折力を有する第３のレンズ群Ｇ３（レンズＬ１１からレンズＬ１５）と、を含んでいる。
【００７０】
対物レンズ１と標本面ＳＰの間は、不図示の浸液で満たされている。また、図１では、対物レンズ１の焦点位置ＦＰが標本内部に位置し、対物レンズ１により観察面ＶＰが観察される例が示されている。
【００７１】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、正の屈折力を有する接合レンズＣＬ１と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズである単レンズ（レンズＬ３）と、両凸レンズである単レンズ（レンズＬ４）と、正の屈折力を有する３枚接合レンズ（接合レンズＣＬ２）から構成されている。
【００７２】
接合レンズＣＬ１は、物体側から順に、像側に凸面を向けた平凸レンズ（レンズＬ１）と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ（レンズＬ２）とから構成されている。また、接合レンズＣＬ２は、物体側から順に、両凸レンズ(レンズＬ５)と、物体側に凹面を向けた平凹レンズ（レンズＬ６）と、像側に凸面を向けた平凸レンズ（レンズＬ７）とから構成されている。
【００７３】
第２レンズ群Ｇ２は、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３の間で光軸ＡＸに沿って移動可能に構成された移動群であり、物体側から順に、両凹レンズである負レンズ（レンズＬ８）、両凸レンズである正レンズ（レンズＬ９）、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズである負レンズ（レンズＬ１０）からなる負の屈折力を有する３枚接合レンズ（接合レンズＣＬ３）で構成されている。なお、第２レンズ群Ｇ２の屈折力は、第１レンズ群Ｇ１の屈折力よりも小さい。
【００７４】
第３レンズ群Ｇ３は、全体として負の屈折力をもち、物体側から順に、最も像側の面（面番号ｓ２０）が像側に向けた凹面である負の屈折力を有する前側レンズ群（レンズＬ１１、レンズＬ１２、レンズＬ１３）と、最も物体側の面（面番号ｓ２１）が物体側に向けた凹面である負の屈折力を有する後側レンズ群（レンズＬ１４、レンズＬ１５）とから構成されている。
【００７５】
前側レンズ群は、物体側から順に、凹面を像側に向けたメニスカスレンズ（レンズＬ１１）と、凹面を像面側に向けたメニスカスレンズ（レンズＬ１２）と凹面を像面側に向けたメニスカスレンズ（レンズＬ１３）とを接合した接合レンズＣＬ４とからなる。
後側レンズ群は、物体側から順に、凹面を物体側に向けた平凹レンズ（レンズＬ１４）と、両凸レンズ（レンズＬ１５）とからなる。
【００７６】
図３に例示される結像レンズ１１は、物体側から順に、レンズＴＬ１及びレンズＴＬ２からなる接合レンズＣＴＬ１と、レンズＴＬ３及びレンズＴＬ４からなる接合レンズＣＴＬ２と、を含んで構成されている。
【００７７】
以下、本実施例に係る対物レンズ１及び結像レンズ１１の各種データについて記載する。
対物レンズ１の、第２状態の倍率βと、物体側の開口数ＮＡと、焦点距離ｆと、全長Ｌと、作動距離ｄ０と、最も物体側のレンズ成分の肉厚ｄ１は、それぞれ以下のとおりである。
β＝−２４．９８、 ＮＡ＝１．０、 ｆ＝７．２２３ｍｍ、 Ｌ＝７３．８１６ｍｍ、ｄ０＝４．０３６ｍｍ、 ｄ１＝６．２２２ｍｍ
【００７８】
また、対物レンズ１の第１レンズ群の焦点距離ｆ１及び倍率β１と、第２レンズ群の焦点距離ｆ２及び倍率β２と、第３レンズ群の焦点距離ｆ３は、それぞれ以下のとおりである。
ｆ１＝９．０５ｍｍ、 β１＝−５．２１３、
ｆ２＝−６３．７３７ｍｍ、 β２＝４．４５５、
ｆ３＝−１６７．９２７ｍｍ
また、結像レンズ１１の焦点距離ｆｔは、以下のとおりである。
ｆｔ＝１８０.４９９ｍｍ
【００７９】
対物レンズ１及び結像レンズ１１のレンズデータは、それぞれ以下のとおりである。
対物レンズ１
s r d nd vd
1 INF 2.5000 1.45852 67.83
2 -10.3591 3.7217 1.77250 49.60
3 -8.1150 0.2003
4 -20.7085 3.0458 1.56907 71.30
5 -11.9976 0.1998
6 35.6190 4.2045 1.56907 71.30
7 -35.6190 0.2005
8 51.8971 6.0695 1.49700 81.54
9 -15.3535 2.1000 1.67300 38.15
10 INF 3.7191 1.49700 81.54
11 -21.3761 da
12 -39.3962 2.0000 1.61340 44.27
13 14.5803 9.3164 1.43875 94.93
14 -10.9287 2.0500 1.74100 52.64
15 -21.2621 db
16 13.0526 4.8888 1.49700 81.54
17 62.3697 0.2000
18 14.3893 4.9710 1.49700 81.54
19 77.8199 2.2000 1.77250 49.60
20 6.5287 6.1712
21 -10.6452 2.2000 1.61340 44.27
22 INF 7.5351
23 104.6788 3.7831 1.67300 38.15
24 -24.3402
結像レンズ１１
s r d nd vd
25 68.7541 7.7321 1.48749 70.21
26 -37.5679 3.4742 1.80610 40.95
27 -102.8477 0.6973
28 84.3099 6.0238 1.83400 37.17
29 -50.7100 3.0298 1.64450 40.82
30 40.6619
【００８０】
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、ｖｄはｄ線に対するアッベ数を示す。なお、面番号ｓ１は、対物レンズ１の第１面（最も物体側の面）を示し、面番号ｓ２４は、対物レンズ１の最も像側の面を示している。面番号ｓ２５は、結像レンズ１１の第１面（最も物体側の面）を示し、面番号ｓ３０は、結像レンズ１１の最も像側の面を示している。なお、対物レンズ１と結像レンズ１１の間の間隔は、１１６．０９６ｍｍである。
【００８１】
さらに、面番号ｓ１１と面番号ｓ１２の間の面間隔ｄ１１及び面番号ｓ１５と面番号ｓ１６の間の面間隔ｄ１５は、第２レンズ群Ｇ２（接合レンズＣＬ３）の光軸方向に移動に応じて変化する可変値ｄａ、ｄｂである。可変値ｄａ、ｄｂは、対物レンズ１から焦点位置までの間の光路長の変化により変化する球面収差を適切に補正するために、補正環により調整される。
【００８２】
対物レンズ１から焦点位置ＦＰまでの間の媒質の状態と、補正環による球面収差の補正後の可変値ｄａ、ｄｂとの関係は、以下のとおりである。
第１状態 第２状態 第３状態
厚さ(mm) 平均屈折率 厚さ(mm) 平均屈折率 厚さ(mm) 平均屈折率
S 0 1.35103 2 1.3652 3.9128 1.38568
CG 0 1.51446 0 1.51446 0.17 1.51446
IM 3.9833 1.32782 2.0364 1.3589 0 1.37944
da 0.2342 − 1.2507 − 2.0504 −
db 2.3051 − 1.2886 − 0.4889 −
【００８３】
ここで、上記データは、左側から順に、標本面ＳＰを観察する場合、標本の内部（深さ２ｍｍ）を観察する場合、標本のより深い内部（深さ３．９１２８ｍｍ）を観察する場合の関係を例示されている。Ｓは標本を示し、ＣＧはカバーガラスを示し、ＩＭは浸液を示している。また、平均屈折率は９００ｎｍの光に対する平均屈折率を示している。カバーガラスＣＧは、標本のより深い内部（深さ３．９１２８ｍｍ）を観察する場合にのみ用いられている。
【００８４】
本実施例に係る対物レンズ１は、以下の式（Ａ１）から（Ａ９）で示されるように、条件式（８）除き、条件式（１）から（９）を満たしている。なお、式（Ａ１）から（Ａ９）はそれぞれ条件式（１）から（９）に対応している。
ＮＡ×ｄ０＝４．０３６ｍｍ ・・・（Ａ１）
ｄ０／ｄ１＝０．６５１ ・・・（Ａ２）
ｎｄ２−ｎｄ１＝０．３０６ ・・・（Ａ３）
Ｒ１／Ｒ２＝１．２７７ ・・・（Ａ４）
Ｒ１／Ｌ＝−０．１４０ ・・・（Ａ５）
【数３】
１／β１＝−０．１９２ ・・・（Ａ７）
｜β２｜＝４．４５５ ・・・（Ａ８）
ｆ／ｆ２＝−０．１１３ ・・・（Ａ９）
なお、λ＝９００ｎｍにおいて、波面収差は０．０１２λ（つまり、波長λの１．２％）である。
【００８５】
図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃは、本実施例に係る対物レンズ１と結像レンズ１１を組み合わせて用いた場合の収差図であり、像側の結像面での収差を示している。なお、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃの各々は、それぞれ、上述した設定で標本面ＳＰを観察する場合、標本の内部（深さ２ｍｍ）を観察する場合、標本のより深い内部（３．９１２８ｍｍ）を観察する場合の収差図である。また、図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃの各々には、左側から順に、（ａ）球面収差図、（ｂ）正弦条件違反量を示す図、（ｃ）非点収差図、（ｄ）歪曲収差図、（ｅ）コマ収差図が示されている。いずれも収差も良好に補正されていることが示されている。なお、非点収差図中の“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。
【実施例２】
【００８６】
図５は、本実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの断面図である。図５に例示される対物レンズ２は、液浸顕微鏡対物レンズであって、実施例１に係る対物レンズ１と同様のレンズ構成であるので詳細な説明は省略する。
【００８７】
対物レンズ２と標本面ＳＰの間は、不図示の浸液で満たされている。また、図５では、対物レンズ２の焦点位置ＦＰが標本内部に位置し、対物レンズ２によって観察面ＶＰが観察される例が示されている。
【００８８】
以下、本実施例に係る対物レンズ２の各種データについて記載する。
対物レンズ２の、第２状態の倍率βと、物体側の開口数ＮＡと、焦点距離ｆと、全長Ｌと、作動距離ｄ０と、最も物体側のレンズ成分の肉厚ｄ１は、それぞれ以下のとおりである。
β＝−２４．９８、 ＮＡ＝１．０、 ｆ＝７．２２３ｍｍ、 Ｌ＝７３．９６１ｍｍ、ｄ０＝４．０３６ｍｍ、 ｄ１＝６．３０２ｍｍ
【００８９】
また、対物レンズ２の第１レンズ群の焦点距離ｆ１及び倍率β１と、第２レンズ群の焦点距離ｆ２及び倍率β２と、第３レンズ群の焦点距離ｆ３は、それぞれ以下のとおりである。
ｆ１＝９．００１ｍｍ、 β１＝−４．９３６、
ｆ２＝−６０．５８７ｍｍ、 β２＝４．６８２、
ｆ３＝−１６７．２３６ｍｍ
【００９０】
対物レンズ２のレンズデータは、以下のとおりである。
対物レンズ２
s r d nd vd
1 INF 2.5000 1.45852 67.83
2 -10.3591 3.8017 1.77250 49.60
3 -8.1150 0.2026
4 -26.6221 3.1832 1.56907 71.30
5 -12.9210 0.2000
6 34.0995 4.3097 1.56907 71.30
7 -34.0995 0.2000
8 68.0280 5.9020 1.49700 81.54
9 -14.9981 2.1000 1.67300 38.15
10 INF 3.7468 1.49700 81.54
11 -20.8746 da
12 -29.8307 2.0000 1.61340 44.27
13 14.5426 9.2598 1.43875 94.93
14 -10.9368 2.0500 1.74100 52.64
15 -19.6665 db
16 13.1254 4.8429 1.49700 81.54
17 63.3527 0.2000
18 13.9196 5.0144 1.49700 81.54
19 70.2577 2.2000 1.77250 49.60
20 6.3985 6.1141
21 -10.4387 2.2000 1.61340 44.27
22 INF 7.5589
23 95.6591 3.7794 1.67300 38.15
24 -24.6815
【００９１】
対物レンズ２から焦点位置ＦＰまでの間の媒質の状態と、補正環による球面収差の補正後の可変値ｄａ、ｄｂとの関係は、以下のとおりである。
第１状態 第２状態 第３状態
厚さ(mm) 平均屈折率 厚さ(mm) 平均屈折率 厚さ(mm) 平均屈折率
S 0 1.35103 2 1.3652 4 1.38568
CG 0 1.51446 0 1.51446 0.17 1.51446
IM 3.976 1.32666 2.03 1.3589 0.0004 1.37944
da 0.3891 − 1.3439 − 2.0756 −
db 2.2067 − 1.2520 − 0.5203 −
【００９２】
ここで、上記データは、左側から順に、標本面ＳＰを観察する場合、標本の内部（深さ２ｍｍ）を観察する場合、標本のより深い内部（深さ４ｍｍ）を観察する場合の関係を例示されている。Ｓは標本を示し、ＣＧはカバーガラスを示し、ＩＭは浸液を示している。また、平均屈折率は、９００ｎｍの光に対する平均屈折率を示している。カバーガラスＣＧは、標本のより深い内部（深さ４ｍｍ）を観察する場合にのみ用いられている。
【００９３】
本実施例に係る対物レンズ２は、以下の式（Ｂ１）から（Ｂ９）で示されるように、条件式（８）除き、条件式（１）から（９）を満たしている。なお、式（Ｂ１）から（Ｂ９）はそれぞれ条件式（１）から（９）に対応している。
ＮＡ×ｄ０＝４．０３６ｍｍ ・・・（Ｂ１）
ｄ０／ｄ１＝０．６３１ ・・・（Ｂ２）
ｎｄ２−ｎｄ１＝０．３０６ ・・・（Ｂ３）
Ｒ１／Ｒ２＝１．２７７ ・・・（Ｂ４）
Ｒ１／Ｌ＝−０．１４０ ・・・（Ｂ５）
【数４】
１／β１＝−０．２０３ ・・・（Ｂ７）
｜β２｜＝４．６８２ ・・・（Ｂ８）
ｆ／ｆ２＝−０．１１９ ・・・（Ｂ９）
なお、λ＝９００ｎｍにおいて、波面収差は０．００９λ（つまり、波長λの０．９％）である。
【００９４】
図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃは、本実施例に係る対物レンズ２と図３に例示される結像レンズ１１を組み合わせて用いた場合の収差図であり、像側の結像面での収差を示している。なお、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃの各々は、それぞれ、上述した設定で標本面ＳＰを観察する場合、標本の内部（深さ２ｍｍ）を観察する場合、標本のより深い内部（４ｍｍ）を観察する場合の収差図である。また、図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃの各々には、左側から順に、（ａ）球面収差図、（ｂ）正弦条件違反量を示す図、（ｃ）非点収差図、（ｄ）歪曲収差図、（ｅ）コマ収差図が示されている。いずれも収差も良好に補正されていることが示されている。なお、非点収差図中の“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。また、対物レンズ２と結像レンズ１１の間の間隔は、１１６．００９ｍｍである。
【実施例３】
【００９５】
図７は、本実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの断面図である。図７に例示される対物レンズ３は、液浸顕微鏡対物レンズであって、実施例１に係る対物レンズ１と同様のレンズ構成であるので、詳細な説明は省略する。
【００９６】
対物レンズ３と標本面ＳＰの間は、不図示の浸液で満たされている。また、図７では、対物レンズ３の焦点位置ＦＰが標本内部に位置し、対物レンズ３によって観察面ＶＰが観察される例が示されている。
【００９７】
以下、本実施例に係る対物レンズ３の各種データについて記載する。
対物レンズ３、の第２状態の倍率βと、物体側の開口数ＮＡと、焦点距離ｆと、全長Ｌと、作動距離ｄ０と、の最も物体側のレンズ成分の肉厚ｄ１は、それぞれ以下のとおりである。
β＝−２４．９８、 ＮＡ＝０．９５、 ｆ＝７．２２３ｍｍ、 Ｌ＝７２．３３０ｍｍ、 ｄ０＝６．０３ｍｍ、 ｄ１＝５．０５８ｍｍ
【００９８】
また、対物レンズ３の第１レンズ群の焦点距離ｆ１及び倍率β１と、第２レンズ群の焦点距離ｆ２及び倍率β２と、第３レンズ群の焦点距離ｆ３は、それぞれ以下のとおりである。
ｆ１＝９．２９８ｍｍ、 β１＝−４．３２１、
ｆ２＝−４９．２３２ｍｍ、 β２＝６、
ｆ３＝−１８７．６４７ｍｍ
【００９９】
対物レンズ３のレンズデータは、以下のとおりである。
対物レンズ３
s r d nd vd
1 INF 2.5000 1.45852 67.83
2 -10.3591 2.5578 1.77250 49.60
3 -8.3631 0.2096
4 -75.0048 3.4190 1.56907 71.30
5 -16.6318 0.2990
6 36.0431 4.0187 1.56907 71.30
7 -36.0431 0.3197
8 76.8450 5.5288 1.49700 81.54
9 -15.4459 2.1000 1.67300 38.15
10 INF 3.4283 1.49700 81.54
11 -21.7765 da
12 -29.3326 2.0000 1.61340 44.27
13 14.7362 8.9160 1.43875 94.93
14 -10.9727 2.0500 1.74100 52.64
15 -21.2817 db
16 12.7915 4.7093 1.49700 81.54
17 57.2161 0.2000
18 12.9216 4.7594 1.49700 81.54
19 43.9842 2.2000 1.77250 49.60
20 6.2020 6.6686
21 -10.2589 2.2000 1.61340 44.27
22 INF 7.9886
23 109.6531 3.6576 1.67300 38.15
24 -24.8540
【０１００】
対物レンズ３から焦点位置ＦＰまでの間の媒質の状態と、補正環による球面収差の補正後の可変値ｄａ、ｄｂとの関係は、以下のとおりである。
第１状態 第２状態 第３状態
厚さ(mm) 平均屈折率 厚さ(mm) 平均屈折率 厚さ(mm) 平均屈折率
S 0 1.35103 3 1.3652 5.9241 1.38568
CG 0 1.51446 0 1.51446 0.17 1.51446
IM 5.9496 1.32782 3.03 1.3589 0 1.37944
da 0.3438 − 1.3465 − 2.124 −
db 2.2561 − 1.2533 − 0.4759 −
【０１０１】
ここで、上記データは、左側から順に、標本面ＳＰを観察する場合、標本の内部（深さ３ｍｍ）を観察する場合、標本のより深い内部（深さ５．９２４１ｍｍ）を観察する場合の関係を例示されている。Ｓは標本を示し、ＣＧはカバーガラスを示し、ＩＭは浸液を示している。また、平均屈折率は、９００ｎｍの光に対する平均屈折率を示している。カバーガラスＣＧは、標本のより深い内部（深さ５．９２４１ｍｍ）を観察する場合にのみ用いられている。
【０１０２】
本実施例に係る対物レンズ３は、以下の式（Ｃ１）から（Ｃ９）で示されるように、条件式（８）除き、条件式（１）から（９）を満たしている。なお、式（Ｃ１）から（Ｃ９）はそれぞれ条件式（１）から（９）に対応している。
ＮＡ×ｄ０＝５．７２９ｍｍ ・・・（Ｃ１）
ｄ０／ｄ１＝１．１７６ ・・・（Ｃ２）
ｎｄ２−ｎｄ１＝０．３０６ ・・・（Ｃ３）
Ｒ１／Ｒ２＝１．２３９ ・・・（Ｃ４）
Ｒ１／Ｌ＝−０．１４３ ・・・（Ｃ５）
【数５】
１／β１＝−０．２３１ ・・・（Ｃ７）
｜β２｜＝６ ・・・（Ｃ８）
ｆ／ｆ２＝−０．１４７ ・・・（Ｃ９）
なお、λ＝９００ｎｍにおいて、波面収差は０．００９λ（つまり、波長λの０．９％）である。
【０１０３】
図８Ａ、図８Ｂ及び図８Ｃは、本実施例に係る対物レンズ３と図３に例示される結像レンズ１１を組み合わせて用いた場合の収差図であり、像側の結像面での収差を示している。なお、図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃの各々は、それぞれ、上述した設定で標本面ＳＰを観察する場合、標本の内部（深さ３ｍｍ）を観察する場合、標本のより深い内部（５．９２４１ｍｍ）を観察する場合の収差図である。また、図８Ａ、図８Ｂ及び図８Ｃの各々には、左側から順に、（ａ）球面収差図、（ｂ）正弦条件違反量を示す図、（ｃ）非点収差図、（ｄ）歪曲収差図、（ｅ）コマ収差図が示されている。いずれも収差も良好に補正されていることが示されている。なお、非点収差図中の“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。また、対物レンズ３と結像レンズ１１の間の間隔は、１１５．６４ｍｍである。
【実施例４】
【０１０４】
図９は、本実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの断面図である。図９に例示される対物レンズ４は、液浸顕微鏡対物レンズであって、実施例１に係る対物レンズ１と類似した構成であるが、第３レンズ群Ｇ３の構成が実施例１に係る対物レンズ１と異なっている。このため、ここでは、実施例１に係る対物レンズ１と異なる第３レンズ群Ｇ３の構成についてのみ説明する。
【０１０５】
第３レンズ群Ｇ３は、全体として負の屈折力をもち、物体側から順に、最も像側の面（面番号ｓ２０）が像側に向けた凹面である正の屈折力を有する前側レンズ群（レンズＬ１１、レンズＬ１２、レンズＬ１３）と、最も物体側の面（面番号ｓ２１）が物体側に向けた凹面である負の屈折力を有する後側レンズ群（レンズＬ１４、レンズＬ１５）とから構成されている。
【０１０６】
前側レンズ群は、物体側から順に、両凸レンズ（レンズＬ１１）と、両凸レンズ（レンズＬ１２）と両凹レンズ（レンズＬ１３）とを接合した接合レンズＣＬ４とからなる。
【０１０７】
後側レンズ群は、物体側から順に、凹面を物体側に向けた平凹レンズ（レンズＬ１４）と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ（レンズＬ１５）とからなる。
【０１０８】
対物レンズ４と標本面ＳＰの間は、不図示の浸液で満たされている。また、図９では、対物レンズ４の焦点位置ＦＰが標本内部に位置し、対物レンズ４によって観察面ＶＰが観察される例が示されている。
【０１０９】
以下、本実施例に係る対物レンズ４の各種データについて記載する。
対物レンズ４の、第２状態の倍率βと、物体側の開口数ＮＡと、焦点距離ｆと、全長Ｌと、作動距離ｄ０と、最も物体側のレンズ成分の肉厚ｄ１は、それぞれ以下のとおりである。
β＝−２４．９８、 ＮＡ＝０．９、 ｆ＝７．２２３ｍｍ、 Ｌ＝７１．４２９ｍｍ、 ｄ０＝８．０３ｍｍ、 ｄ１＝５．０００ｍｍ
【０１１０】
また、対物レンズ４の第１レンズ群の焦点距離ｆ１及び倍率β１と、第２レンズ群の焦点距離ｆ２及び倍率β２と、第３レンズ群の焦点距離ｆ３は、それぞれ以下のとおりである。
ｆ１＝９．９３９ｍｍ、 β１＝−３．４７９、
ｆ２＝−４０．５６６ｍｍ、 β２＝６．１９７、
ｆ３＝−１５５．９６７ｍｍ
【０１１１】
対物レンズ４のレンズデータは、以下のとおりである。
対物レンズ４
s r d nd vd
1 INF 2.5000 1.45852 67.83
2 -11.5000 2.5000 1.77250 49.60
3 -9.5926 0.2035
4 -142.7255 3.3474 1.56907 71.30
5 -20.2047 0.2030
6 40.3202 4.0947 1.56907 71.30
7 -40.3202 0.2128
8 49.8999 5.8110 1.49700 81.54
9 -17.6397 2.1000 1.67300 38.15
10 INF 3.1467 1.49700 81.54
11 -24.7988 da
12 -33.1242 2.0000 1.61340 44.27
13 14.2451 7.9613 1.43875 94.93
14 -11.8396 2.0500 1.74100 52.64
15 -26.2603 db
16 16.4118 4.4714 1.49700 81.54
17 -68.1763 0.2000
18 13.4958 5.3730 1.49700 81.54
19 -70.7767 2.2000 1.77250 49.60
20 6.7467 6.4060
21 -7.4984 2.2000 1.61340 44.27
22 INF 8.2700
23 -39.9265 3.6650 1.67300 38.15
24 -14.0048
【０１１２】
対物レンズ４から焦点位置ＦＰまでの間の媒質の状態と、補正環による球面収差の補正後の可変値ｄａ、ｄｂとの関係は、以下のとおりである。
第１状態 第２状態 第３状態
厚さ(mm) 平均屈折率 厚さ(mm) 平均屈折率 厚さ(mm) 平均屈折率
S 0 1.35103 4 1.3652 7.9385 1.38568
CG 0 1.51446 0 1.51446 0.17 1.51446
IM 7.9273 1.32782 4.03 1.3589 0.0003 1.37944
da 0.3589 − 1.2619 − 1.9483 −
db 2.1548 − 1.2518 − 0.5654 −
【０１１３】
ここで、上記データは、左側から順に、標本面ＳＰを観察する場合、標本の内部（深さ４ｍｍ）を観察する場合、標本のより深い内部（深さ７．９３８５ｍｍ）を観察する場合の関係を例示されている。Ｓは標本を示し、ＣＧはカバーガラスを示し、ＩＭは浸液を示している。また、平均屈折率は、９００ｎｍの光に対する平均屈折率を示している。カバーガラスＣＧは、標本のより深い内部（深さ７．９３８５ｍｍ）を観察する場合にのみ用いられている。
【０１１４】
本実施例に係る対物レンズ４は、以下の式（Ｄ１）から（Ｄ９）で示されるように、条件式（８）除き、条件式（１）から（９）を満たしている。なお、式（Ｄ１）から（Ｄ９）はそれぞれ条件式（１）から（９）に対応している。
ＮＡ×ｄ０＝７．２２７ｍｍ ・・・（Ｄ１）
ｄ０／ｄ１＝１．５８５ ・・・（Ｄ２）
ｎｄ２−ｎｄ１＝０．３０６ ・・・（Ｄ３）
Ｒ１／Ｒ２＝１．１９９ ・・・（Ｄ４）
Ｒ１／Ｌ＝−０．１６１ ・・・（Ｄ５）
【数６】
１／β１＝−０．２８７ ・・・（Ｄ７）
｜β２｜＝６．１９７ ・・・（Ｄ８）
ｆ／ｆ２＝−０．１７８ ・・・（Ｄ９）
なお、λ＝９００ｎｍにおいて、波面収差は０．００７λ（つまり、波長λの０．７％）である。
【０１１５】
図１０Ａ、図１０Ｂ及び図１０Ｃは、本実施例に係る対物レンズ４と図３に例示される結像レンズ１１を組み合わせて用いた場合の収差図であり、像側の結像面での収差を示している。なお、図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃの各々は、それぞれ、上述した設定で標本面ＳＰを観察する場合、標本の内部（深さ４ｍｍ）を観察する場合、標本のより深い内部（７．９３８５ｍｍ）を観察する場合の収差図である。また、図１０Ａ、図１０Ｂ及び図１０Ｃの各々には、左側から順に、（ａ）球面収差図、（ｂ）正弦条件違反量を示す図、（ｃ）非点収差図、（ｄ）歪曲収差図、（ｅ）コマ収差図が示されている。いずれも収差も良好に補正されていることが示されている。なお、非点収差図中の“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。また、対物レンズ４と結像レンズ１１の間の間隔は、１１５．５４１ｍｍである。
【実施例５】
【０１１６】
図１１は、本実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの断面図である。図１１に例示される対物レンズ５は、液浸顕微鏡対物レンズであって、実施例１に係る対物レンズ１と類似した構成であるが、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３の構成が実施例１に係る対物レンズ１と異なっている。このため、ここでは、実施例１に係る対物レンズ１と異なる第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３の構成についてのみ説明する。
【０１１７】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体からの光束を収斂光束にする正の屈折力を有する接合レンズＣＬ１と、両凸レンズである単レンズ（レンズＬ３）と、両凸レンズである単レンズ（レンズＬ４）と、正の屈折力を有する３枚接合レンズ（接合レンズＣＬ２）から構成されている。
【０１１８】
接合レンズＣＬ１は、物体側から順に、像側に凸面を向けた平凸レンズ（レンズＬ１）と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ（レンズＬ２）と、から構成されている。また、接合レンズＣＬ２は、物体側から順に、両凸レンズ(レンズＬ５)と両凹レンズ（レンズＬ６）と両凸レンズ（レンズＬ７）とから構成されている。
【０１１９】
第３レンズ群Ｇ３は、全体として正の屈折力をもち、物体側から順に、最も像側の面（面番号ｓ２０）が像側に向けた凹面である正の屈折力を有する前側レンズ群（レンズＬ１１、レンズＬ１２、レンズＬ１３）と、最も物体側の面（面番号ｓ２１）が物体側に向けた凹面である正の屈折力を有する後側レンズ群（レンズＬ１４、レンズＬ１５）とから構成されている。
【０１２０】
前側レンズ群は、物体側から順に、両凸レンズ（レンズＬ１１）と、両凸レンズ（レンズＬ１２）と両凹レンズ（レンズＬ１３）とを接合した接合レンズＣＬ４とからなる。
後側レンズ群は、物体側から順に、凹面を物体側に向けたメニスカスレンズ（レンズＬ１４）と、両凸レンズ（レンズＬ１５）とからなる。
【０１２１】
対物レンズ５と標本面ＳＰの間は、不図示の浸液で満たされている。また、図１１では、対物レンズ５の焦点位置ＦＰが標本内部に位置し、対物レンズ５によって観察面ＶＰが観察される例が示されている。
【０１２２】
以下、本実施例に係る対物レンズ５の各種データについて記載する。
対物レンズ５の、第２状態の倍率βと、物体側の開口数ＮＡと、焦点距離ｆと、全長Ｌと、作動距離ｄ０と、最も物体側のレンズ成分の肉厚ｄ１は、それぞれ以下のとおりである。
β＝−２４．９８、 ＮＡ＝１．０、 ｆ＝７．２２３ｍｍ、 Ｌ＝７５．８６０ｍｍ、 ｄ０＝４．０３ｍｍ、 ｄ１＝５．６３０ｍｍ
【０１２３】
また、対物レンズ５の第１レンズ群の焦点距離ｆ１及び倍率β１と、第２レンズ群の焦点距離ｆ２及び倍率β２と、第３レンズ群の焦点距離ｆ３は、それぞれ以下のとおりである。
ｆ１＝８．６２１ｍｍ、 β１＝−９．６３７、
ｆ２＝−６７．４７２ｍｍ、 β２＝−４．４８３、
ｆ３＝３０８．２８９ｍｍ
【０１２４】
対物レンズ５のレンズデータは、以下のとおりである。
対物レンズ５
s r d nd vd
1 INF 1.5400 1.45852 67.83
2 -7.4691 4.0897 1.77250 49.60
3 -7.3372 0.3000
4 155.1922 3.0213 1.56907 71.30
5 -26.5121 0.3000
6 54.1543 3.1138 1.56907 71.30
7 -44.3983 0.3000
8 34.3556 7.2572 1.49700 81.54
9 -17.2116 2.1000 1.67300 38.15
10 138.8923 3.2396 1.49700 81.54
11 -26.9797 da
12 -59.2926 2.0000 1.61340 44.27
13 14.0602 9.3195 1.43875 94.93
14 -12.1679 2.0000 1.74100 52.64
15 -25.1101 db
16 19.3230 5.7836 1.49700 81.54
17 -94.8819 0.1991
18 12.9797 7.9023 1.49700 81.54
19 -41.4538 2.2000 1.77250 49.60
20 6.5516 5.0255
21 -8.2007 2.2000 1.61340 44.27
22 -25.1520 8.3667
23 88.4682 3.6018 1.67300 38.15
24 -28.3992
【０１２５】
対物レンズ５から焦点位置ＦＰまでの間の媒質の状態と、補正環による球面収差の補正後の可変値ｄａ、ｄｂとの関係は、以下のとおりである。
第１状態 第２状態 第３状態
厚さ(mm) 平均屈折率 厚さ(mm) 平均屈折率 厚さ(mm) 平均屈折率
S 0 1.35103 2 1.35103 4 1.35103
IM 4.0014 1.32666 2.03 1.32666 0.0583 1.32666
da 0.4594 − 1 − 1.5672 −
db 1.5405 − 1 − 0.4327 −
【０１２６】
ここで、上記データは、左側から順に、標本面ＳＰを観察する場合、標本の内部（深さ２ｍｍ）を観察する場合、標本のより深い内部（深さ４ｍｍ）を観察する場合の関係を例示されている。Ｓは標本を示し、ＩＭは浸液を示している。また、平均屈折率は、９００ｎｍの光に対する平均屈折率を示している。
【０１２７】
本実施例に係る対物レンズ５は、以下の式（Ｅ１）から（Ｅ９）で示されるように、条件式（４）、（５）、（８）を除き、条件式（１）から（９）を満たしている。なお、式（Ｅ１）から（Ｅ９）はそれぞれ条件式（１）から（９）に対応している。
ＮＡ×ｄ０＝４．０３ｍｍ ・・・（Ｅ１）
ｄ０／ｄ１＝０．７１１ ・・・（Ｅ２）
ｎｄ２−ｎｄ１＝０．３０６ ・・・（Ｅ３）
Ｒ１／Ｒ２＝１．０１８ ・・・（Ｅ４）
Ｒ１／Ｌ＝−０．０９８ ・・・（Ｅ５）
【数７】
１／β１＝−０．１０４ ・・・（Ｅ７）
｜β２｜＝４．４８３ ・・・（Ｅ８）
ｆ／ｆ２＝−０．１０７ ・・・（Ｅ９）
なお、λ＝９００ｎｍにおいて、波面収差＝０．００５λ（つまり、波長λの０．５％）である。
【０１２８】
図１２Ａ、図１２Ｂ及び図１２Ｃは、本実施例に係る対物レンズ５と図３に例示される結像レンズ１１を組み合わせて用いた場合の収差図であり、像側の結像面での収差を示している。なお、図１２Ａ、図１２Ｂ、図１２Ｃの各々は、それぞれ、上述した設定で標本面ＳＰを観察する場合、標本の内部（深さ２ｍｍ）を観察する場合、標本のより深い内部（４ｍｍ）を観察する場合の収差図である。また、図１２Ａ、図１２Ｂ及び図１２Ｃの各々には、左側から順に、（ａ）球面収差図、（ｂ）正弦条件違反量を示す図、（ｃ）非点収差図、（ｄ）歪曲収差図、（ｅ）コマ収差図が示されている。いずれも収差も良好に補正されていることが示されている。なお、非点収差図中の“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。また、対物レンズ５と結像レンズ１１の間の間隔は、１１５．０ｍｍである。
【実施例６】
【０１２９】
図１３は、本実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの断面図である。図１３に例示される対物レンズ６は、液浸顕微鏡対物レンズであって、実施例１に係る対物レンズ１と同様のレンズ構成であるので詳細な説明は省略する。
【０１３０】
対物レンズ６と標本面ＳＰの間は、不図示の浸液で満たされている。また、図１３では、対物レンズ６の焦点位置ＦＰが標本面ＳＰに位置し、対物レンズ６によって標本面ＳＰが観察される例が示されている。
【０１３１】
以下、本実施例に係る対物レンズ６の各種データについて記載する。
対物レンズ６の、第２状態の倍率βと、物体側の開口数ＮＡと、焦点距離ｆと、全長Ｌと、作動距離ｄ０と、最も物体側のレンズ成分の肉厚ｄ１は、それぞれ以下のとおりである。
β＝−２４．９８、 ＮＡ＝１．０、 ｆ＝７．２２３ｍｍ、 Ｌ＝７３．９２４ｍｍ、 ｄ０＝４．０３０ｍｍ、 ｄ１＝６．１４０ｍｍ
【０１３２】
また、対物レンズ６の第１レンズ群の焦点距離ｆ１及び倍率β１と、第２レンズ群の焦点距離ｆ２及び倍率β２と、第３レンズ群の焦点距離ｆ３は、それぞれ以下のとおりである。
ｆ１＝８．３５８ｍｍ、 β１＝−４．８２９、
ｆ２＝−４９．０９８ｍｍ、 β２＝９．５１７、
ｆ３＝−３３３．２１３ｍｍ
【０１３３】
対物レンズ６のレンズデータは、以下のとおりである。
対物レンズ６
s r d nd vd
1 INF 2.5000 1.45182 67.83
2 -10.3591 3.6400 1.75821 49.60
3 -8.1150 0.2037
4 -17.0022 3.0261 1.56178 71.30
5 -11.2198 0.2026
6 35.9884 4.1116 1.56178 71.30
7 -35.9884 0.2108
8 39.0754 6.3096 1.49126 81.54
9 -15.4049 2.1000 1.65754 38.15
10 INF 3.7168 1.49126 81.54
11 -20.8957 da
12 -31.0852 2.0000 1.60085 44.27
13 16.0314 8.7791 1.43436 94.93
14 -11.0434 2.0500 1.72789 52.64
15 -22.3667 db
16 13.9178 4.9330 1.49126 81.54
17 157.3673 0.2000
18 13.4583 5.1563 1.49126 81.54
19 73.1642 2.2000 1.75821 49.60
20 6.3125 6.3256
21 -10.7600 2.2000 1.60085 44.27
22 INF 7.6919
23 86.2967 3.7305 1.65754 38.15
24 -25.8363
【０１３４】
対物レンズ６から焦点位置ＦＰまでの間の媒質の状態と、補正環による球面収差の補正後の可変値ｄａ、ｄｂとの関係は、以下のとおりである。
第１状態 第２状態 第３状態
厚さ(mm) 平均屈折率 厚さ(mm) 平均屈折率 厚さ(mm) 平均屈折率
IM 3.9824 1.32782 4.03 1.3589 4.0902 1.39728
da 0.4721 − 1.2500 − 2.1734 −
db 2.1641 − 1.3863 − 0.4628 −
【０１３５】
ここで、上記データは、左側から順に、屈折率１．３２７８２の浸液を介して標本面ＳＰを観察する場合、屈折率１．３５８９の浸液を介して標本面ＳＰを観察する場合、屈折率１．３９７２８の浸液を介して標本面ＳＰを観察する場合の関係を例示されている。ＩＭは浸液を示している。また、浸液の平均屈折率は、９００ｎｍの光に対する平均屈折率を示している。
【０１３６】
本実施例に係る対物レンズ６は、以下の式（Ｆ１）から（Ｆ９）で示されるように、条件式（８）を除き、条件式（１）から（９）を満たしている。なお、式（Ｆ１）から（Ｆ９）はそれぞれ条件式（１）から（９）に対応している。
ＮＡ×ｄ０＝４．０３０ｍｍ ・・・（Ｆ１）
ｄ０／ｄ１＝０．６５６ ・・・（Ｆ２）
ｎｄ２−ｎｄ１＝０．３０６ ・・・（Ｆ３）
Ｒ１／Ｒ２＝１．２７７ ・・・（Ｆ４）
Ｒ１／Ｌ＝−０．１４０ ・・・（Ｆ５）
【数８】
１／β１＝−０．２０７ ・・・（Ｆ７）
｜β２｜＝９．５１７ ・・・（Ｆ８）
ｆ／ｆ２＝−０．１４７ ・・・（Ｆ９）
なお、λ＝９００ｎｍにおいて、波面収差は０．０１１λ（つまり、波長λの１．１％）である。
【０１３７】
図１４Ａ、図１４Ｂ及び図１４Ｃは、本実施例に係る対物レンズ６と図３に例示される結像レンズ１１を組み合わせて用いた場合の収差図であり、像側の結像面での収差を示している。なお、図１４Ａ、図１４Ｂ、図１４Ｃの各々は、それぞれ、屈折率１．３２７８２の浸液を介して標本面ＳＰを観察する場合、屈折率１．３５８９の浸液を介して標本面ＳＰを観察する場合、屈折率１．３９７２８の浸液を介して標本面ＳＰを観察する場合の収差図である。また、図１４Ａ、図１４Ｂ及び図１４Ｃの各々には、左側から順に、（ａ）球面収差図、（ｂ）正弦条件違反量を示す図、（ｃ）非点収差図、（ｄ）歪曲収差図、（ｅ）コマ収差図が示されている。いずれも収差も良好に補正されていることが示されている。なお、非点収差図中の“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。また、対物レンズ６と結像レンズ１１の間の間隔は、１１７．０４６ｍｍである。
【実施例７】
【０１３８】
図１５は、本実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの断面図である。図１５に例示される対物レンズ７は、液浸顕微鏡対物レンズであって、物体側から順に、物体からの光束を収斂光束にする正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１（レンズＬ１からレンズＬ７）と、接合レンズＣＬ３を含み、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２（レンズＬ８からレンズＬ１０）と、負の屈折力を有する第３のレンズ群Ｇ３（レンズＬ１１からレンズＬ１５）と、を含んでいる。
【０１３９】
対物レンズ７と標本面ＳＰの間は、不図示の浸液で満たされている。また、図１５では、対物レンズ７の焦点位置ＦＰが標本面ＳＰに位置し、対物レンズ７により標本面ＳＰが観察される例が示されている。
【０１４０】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、正の屈折力を有する接合レンズＣＬ１と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズである単レンズ（レンズＬ３）と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズである単レンズ（レンズＬ４）と、正の屈折力を有する３枚接合レンズ（接合レンズＣＬ２）から構成されている。
【０１４１】
接合レンズＣＬ１は、物体側から順に、像側に凸面を向けた平凸レンズ（レンズＬ１）と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ（レンズＬ２）とから構成されている。また、接合レンズＣＬ２は、物体側から順に、両凸レンズ(レンズＬ５)と、両凹レンズ（レンズＬ６）と、両凸レンズ（レンズＬ７）とから構成されている。
【０１４２】
第２レンズ群Ｇ２は、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３の間で光軸ＡＸに沿って移動可能に構成された移動群であり、物体側から順に、像側に凹面を向けたメニスカスレンズである負レンズ（レンズＬ８）、両凸レンズである正レンズ（レンズＬ９）、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズである負レンズ（レンズＬ１０）からなる正の屈折力を有する３枚接合レンズ（接合レンズＣＬ３）で構成されている。なお、第２レンズ群Ｇ２の屈折力は、第１レンズ群Ｇ１の屈折力よりも小さく、また、第３レンズ群Ｇ３の屈折力よりも小さい。
【０１４３】
第３レンズ群Ｇ３は、全体として負の屈折力をもち、物体側から順に、最も像側の面（面番号ｓ２０）が像側に向けた凹面である負の屈折力を有する前側レンズ群（レンズＬ１１、レンズＬ１２、レンズＬ１３）と、最も物体側の面（面番号ｓ２１）が物体側に向けた凹面である負の屈折力を有する後側レンズ群（レンズＬ１４、レンズＬ１５）とから構成されている。
【０１４４】
前側レンズ群は、物体側から順に、凹面を像側に向けたメニスカスレンズ（レンズＬ１１）と、凹面を像面側に向けたメニスカスレンズ（レンズＬ１２）と凹面を像面側に向けたメニスカスレンズ（レンズＬ１３）とを接合した接合レンズＣＬ４とからなる。
後側レンズ群は、物体側から順に、凹面を物体側に向けた平凹レンズ（レンズＬ１４）と、像側に凸面を向けた平凸レンズ（レンズＬ１５）とからなる。
以下、本実施例に係る対物レンズ７の各種データについて記載する。
【０１４５】
対物レンズ７、の第２状態の倍率βと、物体側の開口数ＮＡと、焦点距離ｆと、全長Ｌと、作動距離ｄ０と、最も物体側のレンズ成分の肉厚ｄ１は、それぞれ以下のとおりである。
β＝−２４．９６６、 ＮＡ＝１．０、 ｆ＝７．２２３ｍｍ、 Ｌ＝７４．６４５ｍｍ、 ｄ０＝４．０５０ｍｍ、 ｄ１＝５．５００ｍｍ
【０１４６】
また、対物レンズ７の第１レンズ群の焦点距離ｆ１及び倍率β１と、第２レンズ群の焦点距離ｆ２及び倍率β２と、第３レンズ群の焦点距離ｆ３は、それぞれ以下のとおりである。
ｆ１＝９．８８５ｍｍ、 β１＝−７．１４６、
ｆ２＝７３７．１２２ｍｍ、 β２＝０．９８７、
ｆ３＝−５１．７３ｍｍ
【０１４７】
対物レンズ７のレンズデータは、以下のとおりである。
対物レンズ７
s r d nd vd
1 INF 2.5000 1.45852 67.80
2 -10.3750 3.0000 1.88300 40.76
3 -8.0000 0.4981
4 -19.2040 3.6242 1.59522 67.74
5 -13.0813 0.2090
6 -70.7151 3.5000 1.59522 67.74
7 -21.1529 0.1992
8 31.3815 7.1617 1.49700 81.54
9 -15.8639 2.1000 1.61336 44.49
10 35.4103 5.8534 1.49700 81.54
11 -22.6147 da
12 84.5524 2.0000 1.63775 42.41
13 13.0322 9.6433 1.43875 94.93
14 -11.2575 2.0500 1.61340 44.27
15 -26.9861 db
16 9.8836 3.4800 1.43875 94.93
17 13.6708 0.7000
18 10.4412 3.6198 1.49700 81.54
19 44.3375 2.2000 1.75500 52.32
20 5.7860 4.8000
21 -8.2762 2.2000 1.67300 38.15
22 INF 6.4103
23 INF 4.3726 1.67300 38.15
24 -16.5450
【０１４８】
対物レンズ７から焦点位置ＦＰまでの間の媒質の状態と、補正環による球面収差の補正後の可変値ｄａ、ｄｂとの関係は、以下のとおりである。
第１状態 第２状態 第３状態
厚さ(mm) 平均屈折率 厚さ(mm) 平均屈折率 厚さ(mm) 平均屈折率
S 0 1.35103 0 1.37787 3.8823 1.37787
CG 0 1.51446 0 1.51446 0.23 1.51446
IM 3.9152 1.32666 4.05 1.37172 0 1.37172
da 0.4998 − 2.6876 − 3.641 −
db 4.0232 − 1.8355 − 0.8823 −
【０１４９】
ここで、上記データは、左側から順に、屈折率１．３２６６６の浸液を介して標本面ＳＰを観察する場合、屈折率１．３７１７２の浸液を介して標本面ＳＰ、標本内部（深さ３．８８２３ｍｍ）を観察する場合の関係を例示されている。Ｓは標本を示し、ＣＧはガラスカバーを示し、ＩＭは浸液を示している。また、浸液の平均屈折率は、９００ｎｍの光に対する平均屈折率を示している。
【０１５０】
本実施例に係る対物レンズ７は、以下の式（Ｇ１）から（Ｇ９）で示されるように、条件式（１）から（９）を満たしている。なお、式（Ｇ１）から（Ｇ９）はそれぞれ条件式（１）から（９）に対応している。
ＮＡ×ｄ０＝４．０５０ｍｍ ・・・（Ｇ１）
ｄ０／ｄ１＝０．７３６ ・・・（Ｇ２）
ｎｄ２−ｎｄ１＝０．４３１ ・・・（Ｇ３）
Ｒ１／Ｒ２＝１．２９７ ・・・（Ｇ４）
Ｒ１／Ｌ＝−０．１３９ ・・・（Ｇ５）
【数９】
１／β１＝−０．１４０ ・・・（Ｇ７）
｜β２｜＝０．９８７ ・・・（Ｇ８）
ｆ／ｆ２＝０．０１０ ・・・（Ｇ９）
なお、λ＝９００ｎｍにおいて、波面収差は０．００２λ（つまり、波長λの０．２％）である。
【０１５１】
図１６Ａ、図１６Ｂ及び図１６Ｃは、本実施例に係る対物レンズ６と図３に例示される結像レンズ１１を組み合わせて用いた場合の収差図であり、像側の結像面での収差を示している。なお、図１６Ａ、図１６Ｂ、図１６Ｃの各々は、それぞれ、屈折率１．３２６６６の浸液を介して標本面ＳＰを観察する場合、屈折率１．３７１７２の浸液を介して標本面ＳＰを観察する場合、屈折率１．３７７８７の浸液を介して標本内部（深さ３．８８２３ｍｍ）を観察する場合の収差図である。また、図１６Ａ、図１６Ｂ及び図１６Ｃの各々には、左側から順に、（ａ）球面収差図、（ｂ）正弦条件違反量を示す図、（ｃ）非点収差図、（ｄ）歪曲収差図、（ｅ）コマ収差図が示されている。いずれも収差も良好に補正されていることが示されている。なお、非点収差図中の“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。また、対物レンズ７と結像レンズ１１の間の間隔は、８５．３０５ｍｍである。
【実施例８】
【０１５２】
図１７は、本実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの断面図である。図１７に例示される対物レンズ８は、液浸顕微鏡対物レンズであって、実施例７に係る対物レンズ７と類似した構成であるが、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３の構成が実施例７に係る対物レンズ７と異なっている。このため、ここでは、実施例７に係る対物レンズ７と異なる第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３の構成についてのみ説明する。
【０１５３】
なお、第２レンズ群Ｇ２の構成は実施例７に係る対物レンズ７と同様であるが、第２レンズ群Ｇ２は実施例７に係る対物レンズ７と異なり負の屈折力を有する。また、第２レンズ群Ｇ２の屈折力は、第１レンズ群Ｇ１の屈折力よりも小さく、また、第３レンズ群Ｇ３の屈折力よりも小さい。
【０１５４】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体からの光束を収斂光束にする正の屈折力を有する接合レンズＣＬ１と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズである単レンズ（レンズＬ３）と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズである単レンズ（レンズＬ４）と、正の屈折力を有する３枚接合レンズ（接合レンズＣＬ２）から構成されている。
【０１５５】
接合レンズＣＬ１は、物体側から順に、像側に凸面を向けた平凸レンズ（レンズＬ１）と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ（レンズＬ２）と、から構成されている。また、接合レンズＣＬ２は、物体側から順に、両凸レンズ(レンズＬ５)と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ（レンズＬ６）と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ（レンズＬ７）とから構成されている。
【０１５６】
第３レンズ群Ｇ３は、全体として負の屈折力をもち、物体側から順に、最も像側の面（面番号ｓ２０）が像側に向けた凹面である負の屈折力を有する前側レンズ群（レンズＬ１１、レンズＬ１２、レンズＬ１３）と、最も物体側の面（面番号ｓ２１）が物体側に向けた凹面である負の屈折力を有する後側レンズ群（レンズＬ１４、レンズＬ１５）とから構成されている。
【０１５７】
前側レンズ群は、物体側から順に、像側に凹面を向けたメニスカスレンズ（レンズＬ１１）と、物体側に凸面を向けた平凸レンズ（レンズＬ１２）と像側に凹面を向けた平凹レンズ（レンズＬ１３）とを接合した接合レンズＣＬ４とからなる。
後側レンズ群は、物体側から順に、凹面を物体側に向けたメニスカスレンズ（レンズＬ１４）と、両凸レンズ（レンズＬ１５）とからなる。
【０１５８】
対物レンズ８と標本面ＳＰの間は、不図示の浸液で満たされている。また、図１７では、対物レンズ８の焦点位置ＦＰが標本面ＳＰに位置し、対物レンズ８により標本面ＳＰが観察される例が示されている。
【０１５９】
以下、本実施例に係る対物レンズ８の各種データについて記載する。
対物レンズ８の、第２状態の倍率βと、物体側の開口数ＮＡと、焦点距離ｆと、全長Ｌと、作動距離ｄ０と、最も物体側のレンズ成分の肉厚ｄ１は、それぞれ以下のとおりである。
β＝−２４．９６７、 ＮＡ＝１．０、 ｆ＝７．２２３ｍｍ、 Ｌ＝７４．６５０ｍｍ、 ｄ０＝４．０５０ｍｍ、 ｄ１＝５．５００ｍｍ
【０１６０】
また、対物レンズ８の第１レンズ群の焦点距離ｆ１及び倍率β１と、第２レンズ群の焦点距離ｆ２及び倍率β２と、第３レンズ群の焦点距離ｆ３は、それぞれ以下のとおりである。
ｆ１＝９．５４６ｍｍ、 β１＝−６．４４０、
ｆ２＝−２６５．２２ｍｍ、 β２＝１．４０１、
ｆ３＝−６６．４４ｍｍ
【０１６１】
対物レンズ８のレンズデータは、以下のとおりである。
対物レンズ８
s r d nd vd
1 INF 2.5000 1.45852 67.80
2 -10.1128 3.0000 1.88300 40.76
3 -8.0846 0.2102
4 -18.5025 3.7617 1.56907 71.30
5 -12.4272 0.2401
6 -153.9267 3.5000 1.56907 71.30
7 -21.2158 0.1996
8 37.8110 7.0340 1.49700 81.54
9 -15.1386 2.1000 1.63775 42.41
10 -362.3263 3.9190 1.49700 81.54
11 -21.7272 da
12 329.1815 2.0000 1.63775 42.41
13 14.2052 9.7556 1.43875 94.93
14 -11.0946 2.0500 1.63775 42.41
15 -26.6680 db
16 9.9952 3.7352 1.43875 94.93
17 15.7140 0.7000
18 12.1834 3.9812 1.49700 81.54
19 INF 2.2000 1.75500 52.32
20 6.4097 6.2448
21 -10.1357 2.2000 1.67300 38.15
22 -55.6084 7.5287
23 326.1667 3.6147 1.73800 32.26
24 -23.9229
【０１６２】
対物レンズ８から焦点位置ＦＰまでの間の媒質の状態と、補正環による球面収差の補正後の可変値ｄａ、ｄｂとの関係は、以下のとおりである。
第１状態 第２状態 第３状態
厚さ(mm) 平均屈折率 厚さ(mm) 平均屈折率 厚さ(mm) 平均屈折率
S 0 1.35103 0 1.37787 3.8662 1.37787
CG 0 1.51446 0 1.51446 0.23 1.51446
IM 3.9497 1.32666 4.05 1.37172 0 1.37172
da 0.5084 − 2.5537 − 3.449 −
db 3.6670 − 1.6216 − 0.7259 −
【０１６３】
ここで、上記データは、左側から順に、屈折率１．３２６６６の浸液を介して標本面ＳＰを観察する場合、屈折率１．３７１７２の浸液を介して標本面ＳＰ、標本の内部（深さ３．８６６２ｍｍ）を観察する場合の関係を例示されている。Ｓは標本を示し、ＣＧはカバーガラスを示し、ＩＭは浸液を示している。また、平均屈折率は、９００ｎｍの光に対する平均屈折率を示している。
【０１６４】
本実施例に係る対物レンズ８は、以下の式（Ｈ１）から（Ｈ９）で示されるように、条件式（１）から（９）を満たしている。なお、式（Ｈ１）から（Ｈ９）はそれぞれ条件式（１）から（９）に対応している。
ＮＡ×ｄ０＝４．０５０ｍｍ ・・・（Ｈ１）
ｄ０／ｄ１＝０．７３６ ・・・（Ｈ２）
ｎｄ２−ｎｄ１＝０．４３１ ・・・（Ｈ３）
Ｒ１／Ｒ２＝１．２５１ ・・・（Ｈ４）
Ｒ１／Ｌ＝−０．１３５ ・・・（Ｈ５）
【数１０】
１／β１＝−０．１５５ ・・・（Ｈ７）
｜β２｜＝１．４０１ ・・・（Ｈ８）
ｆ／ｆ２＝−０．０２７ ・・・（Ｈ９）
なお、λ＝９００ｎｍにおいて、波面収差は０．００２λ（つまり、波長λの０．２％）である。
【０１６５】
図１８Ａ、図１８Ｂ及び図１８Ｃは、本実施例に係る対物レンズ８と図３に例示される結像レンズ１１を組み合わせて用いた場合の収差図であり、像側の結像面での収差を示している。なお、図１８Ａ、図１８Ｂ、図１８Ｃの各々は、それぞれ、上述した設定で屈折率１．３２６６６の浸液を介して標本面ＳＰを観察する場合、屈折率１．３７１７２の浸液を介して標本面ＳＰ及び標本の内部（深さ３．８６６２ｍｍ）を観察する場合の収差図である。また、図１８Ａ、図１８Ｂ及び図１８Ｃの各々には、左側から順に、（ａ）球面収差図、（ｂ）正弦条件違反量を示す図、（ｃ）非点収差図、（ｄ）歪曲収差図、（ｅ）コマ収差図が示されている。いずれも収差も良好に補正されていることが示されている。なお、非点収差図中の“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。また、対物レンズ８と結像レンズ１１の間の間隔は、８５．３ｍｍである。
【実施例９】
【０１６６】
図１９は、本実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの断面図である。図１９に例示される対物レンズ９は、液浸顕微鏡対物レンズであって、実施例７に係る対物レンズ７と類似した構成であるが、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３の構成が実施例７に係る対物レンズ７と異なっている。このため、ここでは、実施例７に係る対物レンズ７と異なる第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３の構成についてのみ説明する。
【０１６７】
なお、第２レンズ群Ｇ２の構成は実施例７に係る対物レンズ７と同様であるが、第２レンズ群Ｇ２は実施例７に係る対物レンズ７と異なり負の屈折力を有する。また、第２レンズ群Ｇ２の屈折力は、第１レンズ群Ｇ１の屈折力よりも小さく、また、第３レンズ群Ｇ３の屈折力よりも小さい。
【０１６８】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体からの光束を収斂光束にする正の屈折力を有する接合レンズＣＬ１と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズである単レンズ（レンズＬ３）と、両凸レンズである単レンズ（レンズＬ４）と、正の屈折力を有する３枚接合レンズ（接合レンズＣＬ２）から構成されている。
【０１６９】
接合レンズＣＬ１は、物体側から順に、像側に凸面を向けた平凸レンズ（レンズＬ１）と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ（レンズＬ２）と、から構成されている。また、接合レンズＣＬ２は、物体側から順に、両凸レンズ(レンズＬ５)と両凹レンズ（レンズＬ６）と両凸レンズ（レンズＬ７）とから構成されている。
【０１７０】
第３レンズ群Ｇ３は、全体として負の屈折力をもち、物体側から順に、最も像側の面（面番号ｓ２０）が像側に向けた凹面である負の屈折力を有する前側レンズ群（レンズＬ１１、レンズＬ１２、レンズＬ１３）と、最も物体側の面（面番号ｓ２１）が物体側に向けた凹面である正の屈折力を有する後側レンズ群（レンズＬ１４、レンズＬ１５）とから構成されている。
【０１７１】
前側レンズ群は、物体側から順に、像側に凹面を向けたメニスカスレンズ（レンズＬ１１）と、物体側に凸面を向けた平凸レンズ（レンズＬ１２）と像側に凹面を向けた平凹レンズ（レンズＬ１３）とを接合した接合レンズＣＬ４とからなる。
後側レンズ群は、物体側から順に、凹面を物体側に向けた平凹レンズ（レンズＬ１４）と、両凸レンズ（レンズＬ１５）とからなる。
【０１７２】
対物レンズ９と標本面ＳＰの間は、不図示の浸液で満たされている。また、図１９では、対物レンズ９の焦点位置ＦＰが標本面ＳＰに位置し、対物レンズ９により標本面ＳＰが観察される例が示されている。
以下、本実施例に係る対物レンズ９の各種データについて記載する。
【０１７３】
対物レンズ９の、第２状態の倍率βと、物体側の開口数ＮＡと、焦点距離ｆと、全長Ｌと、作動距離ｄ０と、最も物体側のレンズ成分の肉厚ｄ１は、それぞれ以下のとおりである。
β＝−２４．９６８、 ＮＡ＝０．９、 ｆ＝７．２２３ｍｍ、 Ｌ＝７０．６５２ｍｍ、 ｄ０＝８．０５０ｍｍ、 ｄ１＝５．５００ｍｍ
【０１７４】
また、対物レンズ９の第１レンズ群の焦点距離ｆ１及び倍率β１と、第２レンズ群の焦点距離ｆ２及び倍率β２と、第３レンズ群の焦点距離ｆ３は、それぞれ以下のとおりである。
ｆ１＝１０．５８２ｍｍ、 β１＝−４．９９１、
ｆ２＝−１６７．４７ｍｍ、 β２＝１．３０７、
ｆ３＝−４７．１４ｍｍ
【０１７５】
対物レンズ９のレンズデータは、以下のとおりである。
対物レンズ９
s r d nd vd
1 INF 2.5000 1.45852 67.83
2 -10.8500 3.0000 1.88300 40.76
3 -10.2851 0.1989
4 -197.6772 3.0000 1.59522 67.74
5 -25.9034 0.2000
6 80.8945 3.5000 1.59522 67.74
7 -39.6508 0.2000
8 32.2978 6.2722 1.49700 81.54
9 -21.7424 2.1000 1.61336 44.49
10 20.9814 5.6711 1.49700 81.54
11 -32.0937 da
12 34.9285 2.0000 1.63775 42.41
13 10.4170 8.6264 1.43875 94.93
14 -11.0891 2.0500 1.61340 44.27
15 -69.2014 db
16 8.1874 2.0688 1.43875 94.93
17 10.0000 0.7000
18 10.2355 3.9477 1.49700 81.54
19 INF 2.2000 1.75500 52.32
20 5.6327 7.4170
21 -10.0270 2.2000 1.67300 38.15
22 INF 5.9561
23 374.3870 3.3294 1.67300 38.15
24 -16.7067
【０１７６】
対物レンズ９から焦点位置ＦＰまでの間の媒質の状態と、補正環による球面収差の補正後の可変値ｄａ、ｄｂとの関係は、以下のとおりである。
第１状態 第２状態 第３状態
厚さ(mm) 平均屈折率 厚さ(mm) 平均屈折率 厚さ(mm) 平均屈折率
S 0 1.35103 0 1.37787 7.9058 1.37787
CG 0 1.51446 0 1.51446 0.23 1.51446
IM 8.0500 1.32666 7.83 1.37172 0 1.37172
da 0.4992 − 2.3249 − 3.260 −
db 3.0147 − 1.1890 − 0.4996 −
【０１７７】
ここで、上記データは、左側から順に、屈折率１．３２６６６の浸液を介して標本面ＳＰを観察する場合、屈折率１．３７１７２の浸液を介して標本面ＳＰ、標本の内部（深さ７．９０５８ｍｍ）を観察する場合の関係を例示されている。Ｓは標本を示し、ＣＧはカバーガラスを示し、ＩＭは浸液を示している。また、平均屈折率は、９００ｎｍの光に対する平均屈折率を示している。
【０１７８】
本実施例に係る対物レンズ９は、以下の式（Ｊ１）から（Ｊ９）で示されるように、条件式（１）から（９）を満たしている。なお、式（Ｊ１）から（Ｊ９）はそれぞれ条件式（１）から（９）に対応している。
ＮＡ×ｄ０＝７．２４５ｍｍ ・・・（Ｊ１）
ｄ０／ｄ１＝１．４６４ ・・・（Ｊ２）
ｎｄ２−ｎｄ１＝０．４３１ ・・・（Ｊ３）
Ｒ１／Ｒ２＝１．０５５ ・・・（Ｊ４）
Ｒ１／Ｌ＝−０．１５４ ・・・（Ｊ５）
【数１１】
１／β１＝−０．２００ ・・・（Ｊ７）
｜β２｜＝１．３０７ ・・・（Ｊ８）
ｆ／ｆ２＝−０．０４３ ・・・（Ｊ９）
なお、λ＝９００ｎｍにおいて、波面収差は０．００５λ（つまり、波長λの０．５％）である。
【０１７９】
図２０Ａ、図２０Ｂ及び図２０Ｃは、本実施例に係る対物レンズ９と図３に例示される結像レンズ１１を組み合わせて用いた場合の収差図であり、像側の結像面での収差を示している。なお、図２０Ａ、図２０Ｂ、図２０Ｃの各々は、それぞれ、上述した設定で屈折率１．３２６６６の浸液を介して標本面ＳＰを観察する場合、屈折率１．３７１７２の浸液を介して標本面ＳＰ及び標本の内部（深さ７．９０５８ｍｍ）を観察する場合の収差図である。また、図２０Ａ、図２０Ｂ及び図２０Ｃの各々には、左側から順に、（ａ）球面収差図、（ｂ）正弦条件違反量を示す図、（ｃ）非点収差図、（ｄ）歪曲収差図、（ｅ）コマ収差図が示されている。いずれも収差も良好に補正されていることが示されている。なお、非点収差図中の“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。また、対物レンズ９と結像レンズ１１の間の間隔は、８４．０ｍｍである。
【実施例１０】
【０１８０】
図２１は、本実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの断面図である。図２１に例示される対物レンズ１０は、液浸顕微鏡対物レンズであって、実施例７に係る対物レンズ７と類似した構成であるが、第３レンズ群Ｇ３の構成が実施例７に係る対物レンズ７と異なっている。このため、ここでは、実施例７に係る対物レンズ７と異なる第３レンズ群Ｇ３の構成についてのみ説明する。
【０１８１】
なお、本実施例に係る対物レンズ１０は、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３が第１レンズ群Ｇ１に対して相対的に移動するように構成されている点も、実施例７に係る対物レンズ７と異なっている。即ち、対物レンズ１０の移動群は、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３である。
【０１８２】
第３レンズ群Ｇ３は、全体として負の屈折力をもち、物体側から順に、最も像側の面（面番号ｓ１８）が像側に向けた凹面である負の屈折力を有する前側レンズ群（レンズＬ１１、レンズＬ１２）と、最も物体側の面（面番号ｓ１９）が物体側に向けた凹面である負の屈折力を有する後側レンズ群（レンズＬ１３、レンズＬ１４）とから構成されている。
【０１８３】
前側レンズ群は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた平凸レンズ（レンズＬ１１）と像側に凹面を向けた平凹レンズ（レンズＬ１２）とを接合した接合レンズＣＬ４とからなる。
後側レンズ群は、物体側から順に、凹面を物体側に向けたメニスカスレンズ（レンズＬ１３）と、両凸レンズ（レンズＬ１４）とからなる。
【０１８４】
対物レンズ１０と標本面ＳＰの間は、不図示の浸液で満たされている。また、図２０では、対物レンズ１０の焦点位置ＦＰが標本面ＳＰに位置し、対物レンズ１０により標本面ＳＰが観察される例が示されている。
【０１８５】
以下、本実施例に係る対物レンズ１０の各種データについて記載する。
対物レンズ１０の、第２状態の倍率βと、物体側の開口数ＮＡと、焦点距離ｆと、全長Ｌと、作動距離ｄ０と、最も物体側のレンズ成分の肉厚ｄ１は、それぞれ以下のとおりである。
β＝−２４．９２５、 ＮＡ＝１．０、 ｆ＝７．２２３ｍｍ、 Ｌ＝７４．２６６ｍｍ、 ｄ０＝４．０５０ｍｍ、 ｄ１＝５．５００ｍｍ
【０１８６】
また、対物レンズ１０の第１レンズ群の焦点距離ｆ１及び倍率β１と、第２レンズ群の焦点距離ｆ２及び倍率β２と、第３レンズ群の焦点距離ｆ３は、それぞれ以下のとおりである。
ｆ１＝９．９４０ｍｍ、 β１＝−６．３４９、
ｆ２＝−１２５３．０２１９ｍｍ、 β２＝１．１３５、
ｆ３＝−４５．８８ｍｍ
【０１８７】
対物レンズ１０のレンズデータは、以下のとおりである。
対物レンズ１０
s r d nd vd
1 INF 2.5000 1.45852 67.83
2 -10.3750 3.0000 1.88300 40.76
3 -8.3477 0.5823
4 -19.9155 3.5561 1.59522 67.74
5 -12.7883 0.3252
6 -71.6703 3.5000 1.59522 67.74
7 -21.2213 0.2112
8 26.1543 7.6045 1.49700 81.54
9 -16.5372 2.1000 1.61336 44.49
10 42.2746 5.4845 1.49700 81.54
11 -23.7897 da
12 81.4545 2.0000 1.63775 42.41
13 11.6578 11.0848 1.43875 94.93
14 -10.3619 2.0500 1.61340 44.27
15 -26.5575 0.2000
16 9.3049 8.0416 1.49700 81.54
17 INF 2.2000 1.75500 52.32
18 5.6880 4.8000
19 -7.6918 2.2000 1.67300 38.15
20 -33.475 6.3477
21 1376.165 4.2146 1.67300 38.15
22 -17.2589
【０１８８】
対物レンズ１０から焦点位置ＦＰまでの間の媒質の状態と、補正環による球面収差の補正後の可変値ｄａとの関係は、以下のとおりである。
第１状態 第２状態 第３状態
厚さ(mm) 平均屈折率 厚さ(mm) 平均屈折率 厚さ(mm) 平均屈折率
S 0 1.35103 0 1.37787 3.8558 1.37787
CG 0 1.51446 0 1.51446 0.23 1.51446
IM 4.05 1.32666 3.97667 1.37172 0 1.37172
da 2.26328 − 0.49976 − 3.000 −
【０１８９】
ここで、上記データは、左側から順に、屈折率１．３２６６６の浸液を介して標本面ＳＰを観察する場合、屈折率１．３７１７２の浸液を介して標本面ＳＰ、標本の内部（深さ３．８５５８ｍｍ）を観察する場合の関係を例示されている。Ｓは標本を示し、ＣＧはカバーガラスを示し、ＩＭは浸液を示している。また、平均屈折率は、９００ｎｍの光に対する平均屈折率を示している。
【０１９０】
本実施例に係る対物レンズ１０は、以下の式（Ｋ１）から（Ｋ９）で示されるように、条件式（１）から（９）を満たしている。なお、式（Ｋ１）から（Ｋ９）はそれぞれ条件式（１）から（９）に対応している。
ＮＡ×ｄ０＝４．０５０ｍｍ ・・・（Ｋ１）
ｄ０／ｄ１＝０．７３６ ・・・（Ｋ２）
ｎｄ２−ｎｄ１＝０．４３１ ・・・（Ｋ３）
Ｒ１／Ｒ２＝１．２４３ ・・・（Ｋ４）
Ｒ１／Ｌ＝−０．１４０ ・・・（Ｋ５）
【数１２】
１／β１＝−０．１５７ ・・・（Ｋ７）
｜β２｜＝１．１３５ ・・・（Ｋ８）
ｆ／ｆ２＝−０．００５７ ・・・（Ｋ９）
なお、λ＝９００ｎｍにおいて、波面収差は０．００３λ（つまり、波長λの０．３％）である。
【０１９１】
図２２Ａ、図２２Ｂ及び図２２Ｃは、本実施例に係る対物レンズ１０と図３に例示される結像レンズ１１を組み合わせて用いた場合の収差図であり、像側の結像面での収差を示している。なお、図２２Ａ、図２２Ｂ、図２２Ｃの各々は、それぞれ、上述した設定で屈折率１．３２６６６の浸液を介して標本面ＳＰを観察する場合、屈折率１．３７１７２の浸液を介して標本面ＳＰ及び標本の内部（深さ３．８５５８ｍｍ）を観察する場合の収差図である。また、図２２Ａ、図２２Ｂ及び図２２Ｃの各々には、左側から順に、（ａ）球面収差図、（ｂ）正弦条件違反量を示す図、（ｃ）非点収差図、（ｄ）歪曲収差図、（ｅ）コマ収差図が示されている。いずれも収差も良好に補正されていることが示されている。なお、非点収差図中の“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。また、対物レンズ１０と結像レンズ１１の間の間隔は、８５．６４８ｍｍである。
【０１９２】
なお、使用する浸液の屈折率は、１．４８以下が望ましい。実施例１から実施例１０に例示される対物レンズの最も物体側のレンズ（レンズＬ１）は、いずれも屈折率が１．４５以下である。これにより生体標本の屈折率と浸液の屈折率との屈折率差を小さくして、屈折率差による球面収差の発生を最小限に抑え、生体標本の深部を観察しやすくすることができる。
【０１９３】
実施例１から実施例１０で例示されるように、各実施例に係る対物レンズは、いずれも、倍率３５倍以下、浸液の屈折率が１．４８以下で少なくとも赤外域での収差が補正された液浸顕微鏡対物レンズであり、上述した条件式（１）を満たしている。このため、広い視野で標本を深くまで明るく観察することが可能であり、良好な光学性能が実現されている。特に、励起光として赤外域の光を利用する多光子励起顕微鏡での利用に特に好適である。
【０１９４】
より具体的には、各実施例の収差図で示されるように、いずれも少なくとも８００ｎｍから１０００ｎｍの波長で収差が補正されており、９００ｎｍの波長において波面収差が波長の５％以内に抑えることができる。
【符号の説明】
【０１９５】
ＯＢ、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０・・・対物レンズ
１１・・・結像レンズ
ＡＸ・・・光軸
ＩＭ・・・浸液
ＦＰ・・・焦点位置
Ｓ・・・標本
ＳＰ・・・標本面
ＶＰ・・・観察面
ＦＰ・・・焦点位置
ＣＧ・・・カバーガラス
Ｇ１・・・第１レンズ群
Ｇ２・・・第２レンズ群
Ｇ３・・・第３レンズ群
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７、Ｌ８、Ｌ９、Ｌ１０、Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ１５、ＴＬ１、ＴＬ２、ＴＬ３、ＴＬ３・・・レンズ
ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３、ＣＬ４、ＣＴＬ１、ＣＴＬ２・・・接合レンズ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液浸顕微鏡対物レンズに関し、特に、多光子励起に用いられる液浸顕微鏡対物レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、顕微鏡における蛍光観察の手段として、多光子励起を利用した蛍光観察法が注目されている。多光子励起とは、吸収波長のほぼ整数倍の波長を有する光を同時に蛍光体に照射することにより、本来の吸収波長による励起と同等な励起が引き起こされる現象である。
【０００３】
多光子励起現象は、非線形現象であり、例えば、２光子励起の場合は励起光の強度の２乗に比例した確率で生じる。一方で、顕微鏡の対物レンズにより励起光を集光させる場合、励起光の光密度は、焦点面からの距離の２乗に反比例して低くなる。このため、多光子励起現象は、焦点のごく近傍でのみ生じ、この部分からのみ蛍光が放射される。この性質により、多光子励起顕微鏡では、通常の共焦点顕微鏡で使われる共焦点ピンホールは必要とされない。また、焦点面でのみ励起現象が生じるために、標本内の蛍光の褪色も少ないという利点もある。
【０００４】
また、多光子励起で用いられる励起光は、一般に赤外光であり、通常使用される可視光などよりも長い波長を有する。一般に波長が長いほど光は散乱しにくいという性質（レイリー散乱）を有することから、生体標本のような散乱性標本を観察する場合であっても、赤外光により励起することで、励起光を標本のより深くまで到達させることができる。このため、多光子励起によれば、可視光などでは観察することができなかった生体の深部まで観察することが可能になる。しかも、赤外光は紫外光や可視光よりも光毒性が低いため、生体標本へのダメージを抑制することができる点でも好適である。
【０００５】
以上のように、多光子励起を利用した蛍光観察法は、多くのメリットを有しているため、非常に有効な蛍光観察法である。
その一方で、このような多光子励起を利用した蛍光観察法では、対物レンズに次のような技術的な要求が課せられる。
【０００６】
第一に、開口数が大きく、かつ適切に収差補正されていることである。多光子励起を生じさせるためには、一つの蛍光体に同時に複数の光子を衝突させなければならない。このため、対物レンズの焦点位置で非常に高い光子密度を実現する必要がある。従って、開口数が大きく、かつ適切に収差補正された対物レンズが必要である。より具体的には、励起光は赤外光であるので、赤外光の収差が補正されていることが重要である。
【０００７】
第二に、長い作動距離を有することである。多光子励起顕微鏡では、パッチクランプ法が利用されることが多いため、対物レンズの先端と標本との間に作業スペースを確保する必要がある。また、標本の深部を観察するためには、少なくともその深さ以上の対物レンズ先端から物体面までの距離が必要である。従って、対物レンズには、長い作動距離が要求される。
【０００８】
例えば、特許文献１では、作動距離の長い対物レンズが開示されている。また、特許文献２では、開口数が大きく、且つ、補正環を有する対物レンズが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−１８９７３２号公報
【特許文献２】特開２００３−１５０４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に開示される対物レンズ、特許文献２に開示される対物レンズのいずれも、上述した技術的な要求を十分に満たしているとは言い難い。
【００１１】
特許文献１及び特許文献２で開示される対物レンズは、いずれも十分な作動距離を有していない。このため、比較的長い作動距離を有する特許文献１に開示される対物レンズでさえ、標本を観察する深さが制限されてしまう。
【００１２】
以上のような実情を踏まえ、本発明では、標本の表面から深部まで明るく観察する、光学性能が良好な液浸顕微鏡対物レンズを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の態様は、物体側から順に、前記物体からの光束を収斂光束にする正の屈折力の第１レンズ群と、前記第１レンズ群よりも弱い屈折力の第２レンズ群と、第３レンズ群と、からなり、ＮＡを前記物体側の開口数とし、ｄ０を作動距離としたとき、以下の条件式を満たす液浸顕微鏡対物レンズを提供する。
３ｍｍ＜ＮＡ×ｄ０＜８ｍｍ
【００１４】
本発明の第２の態様は、第１の態様に記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、前記液浸顕微鏡対物レンズの倍率が３５倍以下であり、前記第３レンズ群が負の屈折力を有し、ｄ１を最も前記物体側のレンズ成分の肉厚としたとき、以下の条件式を満たす液浸顕微鏡対物レンズを提供する。
０．５＜ｄ０／ｄ１＜３
【００１５】
本発明の第３の態様は、第２の態様に記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、前記最も物体側のレンズ成分が接合レンズであり、ｎｄ１を前記接合レンズの前記物体側のレンズの屈折率とし、ｎｄ２を前記接合レンズの像側のレンズの屈折率としとき、以下の条件式を満たす液浸顕微鏡対物レンズを提供する。
０．３＜ｎｄ２−ｎｄ１＜１
【００１６】
本発明の第４の態様は、第２の態様または第３の態様に記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、前記第１レンズ群が複数の正の単レンズを含む液浸顕微鏡対物レンズを提供する。
【００１７】
本発明の第５の態様は、第２の態様から第４の態様のいずれか１つに記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、少なくとも８００ｎｍから１０００ｎｍの波長で収差が補正されており、９００ｎｍの波長において波面収差が波長の５％以内である液浸顕微鏡対物レンズを提供する。
【００１８】
本発明の第６の態様は、第３の態様から第５の態様のいずれか１つに記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、前記接合レンズの接合面の曲率をＲ１とし、前記接合レンズの像側の曲率をＲ２とするとき、以下の条件式を満たす液浸顕微鏡対物レンズを提供する。
１．０３＜ Ｒ１／Ｒ２ ＜１．４
【００１９】
本発明の第７の態様は、第３の態様または第４の態様に記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、前記接合レンズの接合面の曲率をＲ１とし、前記液浸顕微鏡対物レンズの全長をＬとするとき、以下の条件式を満たす液浸顕微鏡対物レンズを提供する。
−０．１９＜ Ｒ１／Ｌ ＜ −０．１１
【００２０】
本発明の第８の態様は、第２の態様から第７の態様のいずれか１つに記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、光軸に沿って移動可能なレンズ群を有し、Ｗｉを前記液浸顕微鏡対物レンズと当該液浸顕微鏡対物レンズの焦点位置の間にある媒質の各々の光軸方向の幅とし、ｎｉを前記媒質の各々の屈折率とし、Σ（Ｗｉ*ｎｉ）を前記液浸顕微鏡対物レンズと当該液浸顕微鏡対物レンズの焦点位置の間の光路長とし、ｆを前記液浸顕微鏡対物レンズの焦点距離とし、Ｎを前記媒質の数とするとき、以下の条件式を満たす液浸顕微鏡対物レンズを提供する。
【数１】
【００２１】
本発明の第９の態様は、第２の態様から第８の態様のいずれか１つに記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、β１を前記第１レンズ群の倍率とするとき、以下の条件式を満たす液浸顕微鏡対物レンズを提供する。
−０．５＜１／β１＜-０．１
【００２２】
本発明の第１０の態様は、第８の態様または第９の態様に記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、前記第２レンズ群は、前記第１レンズ群と前記第３レンズ群の間で光軸に沿って移動する移動群である液浸顕微鏡対物レンズを提供する。
【００２３】
本発明の第１１の態様は、第８の態様から第１０の態様のいずれか１つに記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、β２を前記第２レンズ群の倍率とするとき、以下の条件式を満たす液浸顕微鏡対物レンズを提供する。
０．２＜｜β２｜＜２
【００２４】
本発明の第１２の態様は、第８の態様から第１１の態様のいずれか１つに記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、ｆを前記液浸顕微鏡対物レンズの焦点距離とし、前記ｆ２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液浸顕微鏡対物レンズを提供する。
−０．１８＜ｆ／ｆ２＜０．１
【００２５】
本発明の第１３の態様は、第８の態様から第１２の態様のいずれか１つに記載の液浸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レンズ群が前記第１レンズ群に対して相対的に移動する液浸顕微鏡対物レンズを提供する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、標本の表面から深部まで明るく観察する、光学性能が良好な液浸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】
【００２７】
【図１】実施例１に係る液浸顕微鏡対物レンズの断面図である。
【図２Ａ】液浸顕微鏡対物レンズとその焦点位置の間の光路長の一例を説明するための図である。
【図２Ｂ】液浸顕微鏡対物レンズとその焦点位置の間の光路長の他の一例を説明するための図である。
【図２Ｃ】液浸顕微鏡対物レンズとその焦点位置の間の光路長のさらに他の一例を説明するための図である。
【図３】実施例１に係る結像レンズの断面図である。
【図４Ａ】図１に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合の収差図である。
【図４Ｂ】図１に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合の他の収差図である。
【図４Ｃ】図１に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合のさらに他の収差図である。
【図５】実施例２に係る液浸顕微鏡対物レンズの断面図である。
【図６Ａ】図５に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合の収差図である。
【図６Ｂ】図５に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合の他の収差図である。
【図６Ｃ】図５に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合のさらに他の収差図である。
【図７】実施例３に係る液浸顕微鏡対物レンズの断面図である。
【図８Ａ】図７に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合の収差図である。
【図８Ｂ】図７に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合の他の収差図である。
【図８Ｃ】図７に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合のさらに他の収差図である。
【図９】実施例４に係る液浸顕微鏡対物レンズの断面図である。
【図１０Ａ】図９に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合の収差図である。
【図１０Ｂ】図９に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合の他の収差図である。
【図１０Ｃ】図９に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合のさらに他の収差図である。
【図１１】実施例５に係る液浸顕微鏡対物レンズの断面図である。
【図１２Ａ】図１１に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合の収差図である。
【図１２Ｂ】図１１に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合の他の収差図である。
【図１２Ｃ】図１１に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合のさらに他の収差図である。
【図１３】実施例６に係る液浸顕微鏡対物レンズの断面図である。
【図１４Ａ】図１３に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合の収差図である。
【図１４Ｂ】図１３に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合の他の収差図である。
【図１４Ｃ】図１３に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合のさらに他の収差図である。
【図１５】実施例７に係る液浸顕微鏡対物レンズの断面図である。
【図１６Ａ】図１５に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合の収差図である。
【図１６Ｂ】図１５に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合の他の収差図である。
【図１６Ｃ】図１５に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合のさらに他の収差図である。
【図１７】実施例８に係る液浸顕微鏡対物レンズの断面図である。
【図１８Ａ】図１７に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合の収差図である。
【図１８Ｂ】図１７に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合の他の収差図である。
【図１８Ｃ】図１７に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合のさらに他の収差図である。
【図１９】実施例９に係る液浸顕微鏡対物レンズの断面図である。
【図２０Ａ】図１９に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合の収差図である。
【図２０Ｂ】図１９に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合の他の収差図である。
【図２０Ｃ】図１９に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合のさらに他の収差図である。
【図２１】実施例１０に係る液浸顕微鏡対物レンズの断面図である。
【図２２Ａ】図２１に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合の収差図である。
【図２２Ｂ】図２１に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合の他の収差図である。
【図２２Ｃ】図２１に例示される液浸顕微鏡対物レンズと図３に例示される結像レンズを組み合わせて用いた場合のさらに他の収差図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
まず、本発明の各実施例に係る対物レンズに共通する構成について、図１を参照しながら、説明する。
【００２９】
対物レンズは、浸液を介して標本を観察する液浸顕微鏡対物レンズであって、物体側から順に、物体からの光束を収斂光束にする正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、第１レンズ群Ｇ１よりも弱い屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、第３のレンズ群Ｇ３と、を含んでいる。なお、対物レンズの最も物体側の面（面番号ｓ１）と標本面ＳＰの間は、高い開口数を実現するために不図示の浸液で満たされている。
【００３０】
対物レンズは、以上のように構成された上で、さらに、以下の条件式（１）を満たすように構成されている。ただし、ＮＡは対物レンズの物体側の開口数であり、ｄ０は物体面（標本面）に合焦する場合における対物レンズの第１面から物体面までの距離である作動距離である。
３ｍｍ＜ＮＡ×ｄ０＜８ｍｍ ・・・（１）
【００３１】
条件式（１）は、対物レンズの開口数と作動距離について規定した式である。条件式（１）を満たすことで、２光子励起を利用した蛍光観察法において、標本の深部を、十分な解像で、且つ、明るく高いコントラストで観察することができる。
【００３２】
条件式（１）の下限値を下回ると、対物レンズの第１面から物体面までの距離を十分に確保できず、標本内部の観察が困難となる。または、開口数が不足するため、十分な解像が得られず、明るく高いコントラストの画像が得られない。一方、条件式（１）の上限値を上回ると、限られた全長に収まるように設計される対物レンズでは、十分な解像で明るく高いコントラストを実現するための収差の補正が困難となる。
以上の構成及び条件を満たすことにより、標本を深くまで明るく観察する、光学性能が良好な液浸顕微鏡対物レンズを提供することができる。
【００３３】
以下、より好ましい対物レンズの構成、及び、満たすことが望ましい条件について説明する。
第１レンズ群Ｇ１は、図１に例示されるように、物体側に平面を向けた平凸レンズ（レンズＬ１）と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ（レンズＬ２）との接合レンズＣＬ１と、少なくとも１枚の正の屈折力を有する単レンズ（レンズＬ３、レンズＬ４）と、を含んでいてもよい。第１レンズ群Ｇ１には、単レンズが複数含まれることが望ましく、また、第１レンズ群の最も物体側に配置されるレンズ成分は、接合レンズであることが望ましい。
【００３４】
第１レンズ群Ｇ１は、接合レンズＣＬ１の像側に、正の屈折力を有する２枚の単レンズ（レンズＬ３、レンズＬ４）と、接合レンズＣＬ２と、を含んで構成されていることがより望ましい。特に接合レンズＣＬ２は、全体として正の屈折力を有し、正レンズ、負レンズ、正レンズを接合した３枚接合レンズであることが望ましい。
【００３５】
第２レンズ群Ｇ２は、図１に例示されるように、補正環によって移動させられる移動群であり、接合レンズＣＬ３を含んでいてもよい。なお、第２レンズ群Ｇ２は、第３レンズ群Ｇ３の移動に連動して、第１レンズ群Ｇ１に対して移動するように構成されてもよい。第２レンズ群Ｇ２は、第１レンズ群Ｇ１に比べて弱い屈折力を有し、さらに、いくつかの実施例では、第３レンズ群Ｇ３よりも弱い屈折力を有しても良い。第２レンズ群Ｇ２は、例えば、図１に例示されるように、負レンズ、正レンズ、負レンズからなる、全体として負の屈折力を有する３枚接合レンズ（接合レンズＣＬ３）を含んでいてもよい。
【００３６】
第３レンズ群Ｇ３は、負の屈折力を有することが望ましく、図１に例示されるように、物体側から順に、最も像側の面が像側に向けた凹面（面番号ｓ２０）である前側レンズ群（レンズＬ１１、レンズＬ１２、レンズＬ１３）と、最も物体側の面が物体側に向けた凹面（面番号ｓ２１）である後側レンズ群（レンズＬ１４、レンズＬ１５）と、を含んでいてもよい。また、第３レンズ群Ｇ３は、第１レンズ群Ｇ１に比べて弱い屈折力を有し、さらに、いくつかの実施例では、第２レンズ群Ｇ２よりも弱い屈折力を有しても良い。
【００３７】
対物レンズは、倍率が３５倍以下であることが望ましい。これにより、広い視野を確保することができるからである。例えば、多光子励起顕微鏡の場合、励起光は赤外光であり散乱の影響を受けにくいが、それによって放射される蛍光は可視光域（や紫外光）である。このため、検出対象である蛍光は標本によるレイリー散乱の影響を受けてしまう。このような場合であっても、対物レンズが広い視野を有することで、散乱した蛍光を無駄なく収集することができる。
【００３８】
また、対物レンズは、光軸ＡＸに沿って移動可能なレンズ群を有すること、つまり、補正環を有することが望ましい。例えば、標本の深部を観察する場合、標本自身の屈折率によって生じる収差が無視できなくなり、蛍光効率が悪化することがある。また、標本を観察する深さによって、対物レンズと焦点位置の間の媒質（例えば、浸液、カバーガラス、標本など）のバランスが変化し、この変化によっても収差が生じることがある。このような場合であっても、補正環を用いることで、それらを抑制することができる。
【００３９】
より具体的には、対物レンズは、不図示の補正環を有していて、補正環が操作されることにより、図１に例示されるように、第２レンズ群Ｇ２が第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３の間で光軸ＡＸに沿って移動する移動群として構成されていてもよい。また、補正環が操作されることにより、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３が第１レンズ群Ｇ１に対して相対的に移動するように構成されてもよい。
【００４０】
第２レンズ群が移動群である場合、対物レンズの第２レンズ群に含まれる接合レンズは、負レンズ、正レンズ、負レンズからなる、負の屈折力を有する３枚接合レンズであることが望ましい。球面収差の補正を行なう移動群では、移動による色収差の発生を調整するために、レンズ群を接合レンズとして構成することが望ましい。しかしながら、正レンズと負レンズからなる接合レンズ群では、適正な色収差と負の屈折率を両立することが難しい。移動群を正レンズと複数の負レンズとで構成されたレンズ群とすることで、適正な色収差と負の屈折率を両立することが可能となる。
【００４１】
以上のように構成された対物レンズは、第１レンズ群Ｇ１が最も物体側に浸液の屈折率に近い屈折率を有する平凸レンズ（レンズＬ１）を含むことで、浸液とレンズとの間で発生する収差を少なくして、高い開口数を可能としている。また、メニスカスレンズ（レンズＬ２）によりペッツバール和（Petzval Sum）が補正されるため像面湾曲も抑制される。その結果、対物レンズは、広い視野を確保することができる。さらに、第１レンズ群Ｇ１に含まれる正の屈折力を有する単レンズ（レンズＬ３、レンズＬ４）がメニスカスレンズ（レンズＬ２）から射出される発散光を、高次の球面収差やコマ収差の発生を最小限に抑えながら光線高を抑えることで、対物レンズは、長い作動距離と高開口数を両立することが出来る。つまり、最も物体側に平凸レンズ（レンズＬ１）とメニスカスレンズ（レンズＬ２）からなる接合レンズＣＬ１と、正の屈折力を有する単レンズ（レンズＬ３、レンズＬ４）を用いることで、対物レンズは広い視野を高い開口数を両立しながら、長い作動距離を確保することが可能になっている。
【００４２】
また、対物レンズは、第２レンズ群Ｇ２、または、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３が移動群として構成されることで、対物レンズから焦点位置ＦＰまでの光路長が変化した場合であっても、適切に収差を補正することができる。具体的には、標本面ＳＰに対して光軸方向に異なる距離に位置する観察面ＶＰを観察する場合、即ち、標本の深さ方向の異なる位置を観察する場合であっても、良好に収差が補正することができる。
【００４３】
また、対物レンズは、第３レンズ群Ｇ３が物体側から最も像側の面が像面に向けた凹面である前側レンズ群と最も物体側の面が物体側に向けた凹面である後側レンズ群を含むことで、主に軸外収差を補正しながら、第２レンズ群Ｇ２からの光を平行光に変換して射出することができる。従って、対物レンズは、無限遠補正型の対物レンズである。
【００４４】
対物レンズは、条件式（１）に加えて、さらに、以下の条件式（２）から条件式（９）を満たすように構成されることが望ましい。ただし、ｄ１は対物レンズの最も物体側のレンズ成分の肉厚である。ｎｄ１、ｎｄ２はそれぞれ、最も物体側のレンズ成分である接合レンズの物体側、像側のレンズの屈折率である。Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ、最も物体側のレンズ成分である接合レンズの接合面の曲率、像側の面の曲率である。Ｌは対物レンズの全長である。Ｗｉは対物レンズと対物レンズの焦点位置ＦＰとの間にある媒質の各々の光軸方向の幅であり、ｎｉは媒質の各々の屈折率である。また、
は対物レンズと対物レンズの焦点位置ＦＰとの間の光路長を示し、Ｎは対物レンズと対物レンズの焦点位置ＦＰとの間の媒質の数である。β１、β２はそれぞれ、第１レンズ群、第２レンズ群の倍率である。ｆ、ｆ２はそれぞれ、対物レンズ全体の焦点距離、第２レンズ群の焦点距離である。
０．５＜ｄ０／ｄ１＜３ ・・・（２）
０．３＜ｎｄ２−ｎｄ１＜１ ・・・（３）
１．０３＜ Ｒ１／Ｒ２ ＜１．４ ・・・（４）
−０．１９＜ Ｒ１／Ｌ ＜ −０．１１ ・・・（５）
【数２】
−０．５＜１／β１＜−０．１ ・・・（７）
０．２＜｜β２｜＜２ ・・・（８）
−０．１８＜ｆ／ｆ２＜０．１ ・・・（９）
【００４５】
条件式（２）は、作動距離と最も物体側の接合レンズ（以降、先玉レンズと記す。）の肉厚との関係を規定した式である。高開口数の対物レンズでは、作動距離が長くなることで光線高が高くなる。このため、高次収差と像面湾曲を良好に補正することが難しいが、条件式（２）を満たすことで、高次収差と像面湾曲を同時に良好に補正することができる。
【００４６】
条件式（２）の下限値を下回る場合には、先玉レンズ以降の光線高が高くなり、高次収差を補正し切れなくなる。このため、高い開口数を得ることが困難となる。一方、条件式（２）の上限値を上回ると、先玉レンズの肉厚が不足するため、ペッツバール和が大きくなり、その結果、先玉レンズで発生した像面湾曲により像面の平坦性を確保することが困難となる。
【００４７】
条件式（３）は、最も物体側の接合レンズ（先玉レンズ）を構成するレンズの屈折率差を規定した式である。長作動距離の対物レンズでは、特に低倍率の対物レンズにおいて、軸外の収差を良好に補正するためには、先玉レンズの接合面の曲面が緩やかになるように設計する必要がある。条件式（３）を満たすことで、そのような緩やかな曲面でありながら、ペッツバール和を小さく抑えることができる。
【００４８】
条件式（３）の下限値を下回る場合には、ペッツバール和を十分に補正できないため、コマ収差や像面湾曲の補正が困難となる。一方、条件式（３）の上限値を上回る場合には、先玉レンズを構成する像側のレンズに屈折率が高い硝材を用いることになる。屈折率の高い硝材は一般に自家蛍光が生じやすく短波長の透過率が低いため、この場合、良好な蛍光観察が困難となる。
【００４９】
条件式（４）は、最も物体側の接合レンズ（先玉レンズ）の接合面と最も像側の面との曲率の関係を規定した式である。条件式（４）を満たすことで、先玉レンズで生じる高次収差とペッツバール和とをバランス良く補正することができるため、先玉レンズ以降において、対物レンズ全体の高次収差とペッツバール和の補正が容易になる。
【００５０】
条件式（４）の下限値を下回る場合には、先玉レンズの像側での光線高が高くなる。このため、先玉レンズよりも像側にあるレンズで、高次収差を良好に補正することが困難となる。一方、条件式（４）の上限値を上回る場合には、先玉レンズの像側での光線高が低くなりすぎる。このため、先玉レンズよりも像側にあるレンズで、ペッツバール和を十分に補正することが困難となる。
【００５１】
条件式（５）は、最も物体側の接合レンズ（先玉レンズ）の接合面の曲率と対物レンズの全長との関係を規定した式である。全長の長い対物レンズであれば、レンズ枚数を増やすことが可能であり、光線高を高くすることも比較的容易である。このため、先玉レンズでペッツバール和の補正を十分に行わない場合であっても、対物レンズ全体としてペッツバール和を良好に補正することができる。その一方で、顕微鏡対物レンズの全長は制約なく選択することができるものではなく、最適な全長はある程度の範囲内に定まっている。条件式（５）を満たすことで、顕微鏡対物レンズの最適な全長において、対物レンズ全体でペッツバール和を良好に補正することができる。
【００５２】
条件式（５）の下限値を下回る場合には、全長に対して先玉レンズでのペッツバール和の補正が十分でないため、対物レンズ全体としてもペッツバール和を良好に補正することが困難となる。一方、条件式（５）の上限値を上回る場合には、先玉レンズでペッツバール和を十分に補正することができるが、先玉レンズ以降での光線高が高くなるため、他の収差を良好に補正することが困難となる。
【００５３】
条件式（６）は、対物レンズが良好な光学性能を維持しながら、許容することができる対物レンズと焦点位置ＦＰとの間の光路長の最大変化量を規定した式である。即ち、対物レンズが許容できる最も長い光路長と最も短い光路長の差を規定した式である。対物レンズで発生する収差量は、対物レンズと焦点位置ＦＰの間の光路長によっても変化するが、条件式（６）を満たすことで、補正環により移動群（第２レンズ群Ｇ２）を移動させることで収差を適切に補正することができるため、良好な光学性能を維持することができる。
【００５４】
条件式（６）の下限値を下回る場合には、許容できる光路長の変化が小さすぎるため、標本の深部の観察において、良好な観察性能を実現することが困難となる。なお、このような狭い許容範囲内の光路長差の変化であれば、補正環を有する従来の対物レンズでも補正することができる。一方、条件式（６）の上限値を上回ると、非常に大きな光路長差を良好に補正する必要があるため、補正環により移動群を移動させることによっては、適切な補正が困難となる。従って、十分な光学性能を実現することが難しい。
【００５５】
図２Ａ、図２Ｂ、及び図２Ｃは、液浸顕微鏡対物レンズとその焦点位置の間の光路長の一例を説明するための図である。以下、図２Ａから図２Ｃを参照しながら、条件式（６）で規定される光路長差の算出方法について説明する。
【００５６】
図２Ａは、対物レンズＯＢの焦点位置ＦＰが標本面ＳＰ上に位置する例、即ち、観察面ＶＰが標本面ＳＰ上に位置する例を示している。図２Ａでは、対物レンズＯＢと焦点位置ＦＰの間にある媒質は、浸液ＩＭのみである。従って、対物レンズＯＢと焦点位置ＦＰの間の光路長は、浸液ＩＭの光軸方向の幅Ｗ１と浸液ＩＭの屈折率ｎ１の積、即ち、Ｗ１*ｎ１として算出できる。
【００５７】
図２Ｂは、対物レンズＯＢの焦点位置ＦＰが標本面ＳＰの内部に位置する例、即ち、観察面ＶＰが標本面ＳＰ内部に位置する例を示している。図２Ｂでは、対物レンズＯＢと焦点位置ＦＰの間にある媒質は、浸液ＩＭと標本Ｓである。従って、対物レンズＯＢと焦点位置ＦＰの間の光路長は、浸液ＩＭの光軸方向の幅Ｗ１と浸液ＩＭの屈折率ｎ１の積と、焦点位置ＦＰまでの標本Ｓの光軸方向の幅Ｗ２と標本Ｓの屈折率ｎ２の積との和、即ち、Ｗ１*ｎ１＋Ｗ２*ｎ２として算出できる。
【００５８】
図２Ｃは、対物レンズＯＢの焦点位置ＦＰが標本面ＳＰの内部に位置する他の例を示している。図２Ｃでは、対物レンズＯＢと焦点位置ＦＰの間にある媒質は、浸液ＩＭとカバーガラスＣＧと標本Ｓである。従って、対物レンズＯＢと焦点位置ＦＰの間の光路長は、浸液ＩＭの光軸方向の幅Ｗ１と浸液ＩＭの屈折率ｎ１の積と、カバーガラスＣＧの光軸方向の幅Ｗ２とカバーガラスＣＧの屈折率ｎ２の積と、焦点位置ＦＰまでの標本Ｓの光軸方向の幅Ｗ３の標本Ｓの屈折率ｎ３の積との和、即ち、Ｗ１*ｎ１＋Ｗ２*ｎ２＋Ｗ３*ｎ３として算出できる。
【００５９】
図２Ａから図２Ｃの各々で算出される対物レンズＯＢと焦点位置ＦＰとの間の光路長が、条件式（６）を満している場合には、対物レンズＯＢは、第２レンズ群を補正環により移動させることで、良好な光学性能を常に維持することができる。従って、標本Ｓの表面から深部まで、より良好に観察することができる。
【００６０】
なお、図２Ａから図２Ｃでは、深さの異なる標本Ｓの位置を観察する場合、対物レンズＯＢと焦点位置ＦＰとの間に異なる数の媒質を介在させて観察する場合について例示したが、光路長が変化する要因については、特に限定されない。例えば、異なる屈折率の浸液を介在させて標本を観察する場合、異なる屈折率の標本を観察する場合、さらに、深さによって屈折率が異なる標本を観察する場合であっても、条件式（６）を満たしていれば、良好な光学性能を維持することができる。
【００６１】
条件式（７）は、第１レンズ群Ｇ１の倍率を規定した式である。条件式（７）を満たすことで、第１レンズ群Ｇ１からの光束は収斂光束となる。比較的弱い屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２であっても、収斂光束中を移動することにより、移動量当たりの球面収差の補正量を向上させることができる。従って、移動群として構成される第２レンズ群Ｇ２の移動量を抑えることが可能となり、その結果、大きな球面収差を補正することができる。
【００６２】
条件式（７）の下限値を下回る場合には、第１レンズ群Ｇ１の正の屈折力が強すぎるため、第１レンズ群Ｇ１での高次球面収差及び高次コマ収差の発生を抑制することが困難となる。一方、条件式（７）の上限値を上回ると、第１レンズ群Ｇ１からの光束が発散光束となるため、第２レンズ群Ｇ２を移動させても球面収差を十分に補正することが困難となる。
【００６３】
条件式（８）は、第２レンズ群Ｇ２の倍率の絶対値の範囲を規定した式である。条件式（８）を満たすことで、移動群の倍率が１倍または−１倍に近い値となる。このため、移動群が移動した場合であっても、結像位置の近軸的な位置がほとんど変化しないため、補正環による収差補正を比較的容易に行うことができる。
【００６４】
条件式（８）の下限値を下回る場合には、移動群の倍率が１倍または−１倍に近い値であっても、移動群の移動により移動群の倍率が変化することになる。このため、ピント位置の変動を抑えることが困難となる。一方、条件式（８）の上限値を上回る場合にも、同様に、移動群の倍率が１倍または−１倍に近い値であっても、移動群の移動により移動群の倍率が変化することになる。このため、ピント位置の変動を抑えることが困難となる。
【００６５】
条件式（９）は、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離と対物レンズ全体の焦点距離との関係を規定した式である。条件式（９）を満たすことで、移動群（第２レンズ群Ｇ２）の焦点距離が十分に長くなるため、移動群の移動による対物レンズの倍率の変化が小さくなり、その結果、移動群の移動量に起因するピント位置の変動を抑えることができる。
【００６６】
条件式（９）の下限値を下回る場合には、移動群の倍率が１倍または−１倍に近い値であっても、移動群の移動により移動群の倍率が変化することになる。このため、ピント位置の変動を抑えることが困難となる。一方、条件式（９）の上限値を上回る場合にも、同様に、移動群の倍率が１倍または−１倍に近い値であっても、移動群の移動により移動群の倍率が変化することになる。このため、ピント位置の変動を抑えることが困難となる。
【００６７】
なお、条件式（２）から条件式（９）は、条件式（１）と任意に組み合わせてもよい。また、各条件式は、上限値及び下限値のいずれか一方のみで限定しても良い。
【実施例１】
【００６８】
図１は、本実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの断面図である。図３は、本実施例に係る結像レンズの断面図である。
【００６９】
図１に例示される対物レンズ１は、液浸顕微鏡対物レンズであって、物体側から順に、物体からの光束を収斂光束にする正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１（レンズＬ１からレンズＬ７）と、接合レンズＣＬ３を含み、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２（レンズＬ８からレンズＬ１０）と、負の屈折力を有する第３のレンズ群Ｇ３（レンズＬ１１からレンズＬ１５）と、を含んでいる。
【００７０】
対物レンズ１と標本面ＳＰの間は、不図示の浸液で満たされている。また、図１では、対物レンズ１の焦点位置ＦＰが標本内部に位置し、対物レンズ１により観察面ＶＰが観察される例が示されている。
【００７１】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、正の屈折力を有する接合レンズＣＬ１と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズである単レンズ（レンズＬ３）と、両凸レンズである単レンズ（レンズＬ４）と、正の屈折力を有する３枚接合レンズ（接合レンズＣＬ２）から構成されている。
【００７２】
接合レンズＣＬ１は、物体側から順に、像側に凸面を向けた平凸レンズ（レンズＬ１）と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ（レンズＬ２）とから構成されている。また、接合レンズＣＬ２は、物体側から順に、両凸レンズ(レンズＬ５)と、物体側に凹面を向けた平凹レンズ（レンズＬ６）と、像側に凸面を向けた平凸レンズ（レンズＬ７）とから構成されている。
【００７３】
第２レンズ群Ｇ２は、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３の間で光軸ＡＸに沿って移動可能に構成された移動群であり、物体側から順に、両凹レンズである負レンズ（レンズＬ８）、両凸レンズである正レンズ（レンズＬ９）、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズである負レンズ（レンズＬ１０）からなる負の屈折力を有する３枚接合レンズ（接合レンズＣＬ３）で構成されている。なお、第２レンズ群Ｇ２の屈折力は、第１レンズ群Ｇ１の屈折力よりも小さい。
【００７４】
第３レンズ群Ｇ３は、全体として負の屈折力をもち、物体側から順に、最も像側の面（面番号ｓ２０）が像側に向けた凹面である負の屈折力を有する前側レンズ群（レンズＬ１１、レンズＬ１２、レンズＬ１３）と、最も物体側の面（面番号ｓ２１）が物体側に向けた凹面である負の屈折力を有する後側レンズ群（レンズＬ１４、レンズＬ１５）とから構成されている。
【００７５】
前側レンズ群は、物体側から順に、凹面を像側に向けたメニスカスレンズ（レンズＬ１１）と、凹面を像面側に向けたメニスカスレンズ（レンズＬ１２）と凹面を像面側に向けたメニスカスレンズ（レンズＬ１３）とを接合した接合レンズＣＬ４とからなる。
後側レンズ群は、物体側から順に、凹面を物体側に向けた平凹レンズ（レンズＬ１４）と、両凸レンズ（レンズＬ１５）とからなる。
【００７６】
図３に例示される結像レンズ１１は、物体側から順に、レンズＴＬ１及びレンズＴＬ２からなる接合レンズＣＴＬ１と、レンズＴＬ３及びレンズＴＬ４からなる接合レンズＣＴＬ２と、を含んで構成されている。
【００７７】
以下、本実施例に係る対物レンズ１及び結像レンズ１１の各種データについて記載する。
対物レンズ１の、第２状態の倍率βと、物体側の開口数ＮＡと、焦点距離ｆと、全長Ｌと、作動距離ｄ０と、最も物体側のレンズ成分の肉厚ｄ１は、それぞれ以下のとおりである。
β＝−２４．９８、 ＮＡ＝１．０、 ｆ＝７．２２３ｍｍ、 Ｌ＝７３．８１６ｍｍ、ｄ０＝４．０３６ｍｍ、 ｄ１＝６．２２２ｍｍ
【００７８】
また、対物レンズ１の第１レンズ群の焦点距離ｆ１及び倍率β１と、第２レンズ群の焦点距離ｆ２及び倍率β２と、第３レンズ群の焦点距離ｆ３は、それぞれ以下のとおりである。
ｆ１＝９．０５ｍｍ、 β１＝−５．２１３、
ｆ２＝−６３．７３７ｍｍ、 β２＝４．４５５、
ｆ３＝−１６７．９２７ｍｍ
また、結像レンズ１１の焦点距離ｆｔは、以下のとおりである。
ｆｔ＝１８０.４９９ｍｍ
【００７９】
対物レンズ１及び結像レンズ１１のレンズデータは、それぞれ以下のとおりである。
対物レンズ１
s r d nd vd
1 INF 2.5000 1.45852 67.83
2 -10.3591 3.7217 1.77250 49.60
3 -8.1150 0.2003
4 -20.7085 3.0458 1.56907 71.30
5 -11.9976 0.1998
6 35.6190 4.2045 1.56907 71.30
7 -35.6190 0.2005
8 51.8971 6.0695 1.49700 81.54
9 -15.3535 2.1000 1.67300 38.15
10 INF 3.7191 1.49700 81.54
11 -21.3761 da
12 -39.3962 2.0000 1.61340 44.27
13 14.5803 9.3164 1.43875 94.93
14 -10.9287 2.0500 1.74100 52.64
15 -21.2621 db
16 13.0526 4.8888 1.49700 81.54
17 62.3697 0.2000
18 14.3893 4.9710 1.49700 81.54
19 77.8199 2.2000 1.77250 49.60
20 6.5287 6.1712
21 -10.6452 2.2000 1.61340 44.27
22 INF 7.5351
23 104.6788 3.7831 1.67300 38.15
24 -24.3402
結像レンズ１１
s r d nd vd
25 68.7541 7.7321 1.48749 70.21
26 -37.5679 3.4742 1.80610 40.95
27 -102.8477 0.6973
28 84.3099 6.0238 1.83400 37.17
29 -50.7100 3.0298 1.64450 40.82
30 40.6619
【００８０】
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、ｖｄはｄ線に対するアッベ数を示す。なお、面番号ｓ１は、対物レンズ１の第１面（最も物体側の面）を示し、面番号ｓ２４は、対物レンズ１の最も像側の面を示している。面番号ｓ２５は、結像レンズ１１の第１面（最も物体側の面）を示し、面番号ｓ３０は、結像レンズ１１の最も像側の面を示している。なお、対物レンズ１と結像レンズ１１の間の間隔は、１１６．０９６ｍｍである。
【００８１】
さらに、面番号ｓ１１と面番号ｓ１２の間の面間隔ｄ１１及び面番号ｓ１５と面番号ｓ１６の間の面間隔ｄ１５は、第２レンズ群Ｇ２（接合レンズＣＬ３）の光軸方向に移動に応じて変化する可変値ｄａ、ｄｂである。可変値ｄａ、ｄｂは、対物レンズ１から焦点位置までの間の光路長の変化により変化する球面収差を適切に補正するために、補正環により調整される。
【００８２】
対物レンズ１から焦点位置ＦＰまでの間の媒質の状態と、補正環による球面収差の補正後の可変値ｄａ、ｄｂとの関係は、以下のとおりである。
第１状態 第２状態 第３状態
厚さ(mm) 平均屈折率 厚さ(mm) 平均屈折率 厚さ(mm) 平均屈折率
S 0 1.35103 2 1.3652 3.9128 1.38568
CG 0 1.51446 0 1.51446 0.17 1.51446
IM 3.9833 1.32782 2.0364 1.3589 0 1.37944
da 0.2342 − 1.2507 − 2.0504 −
db 2.3051 − 1.2886 − 0.4889 −
【００８３】
ここで、上記データは、左側から順に、標本面ＳＰを観察する場合、標本の内部（深さ２ｍｍ）を観察する場合、標本のより深い内部（深さ３．９１２８ｍｍ）を観察する場合の関係を例示されている。Ｓは標本を示し、ＣＧはカバーガラスを示し、ＩＭは浸液を示している。また、平均屈折率は９００ｎｍの光に対する平均屈折率を示している。カバーガラスＣＧは、標本のより深い内部（深さ３．９１２８ｍｍ）を観察する場合にのみ用いられている。
【００８４】
本実施例に係る対物レンズ１は、以下の式（Ａ１）から（Ａ９）で示されるように、条件式（８）除き、条件式（１）から（９）を満たしている。なお、式（Ａ１）から（Ａ９）はそれぞれ条件式（１）から（９）に対応している。
ＮＡ×ｄ０＝４．０３６ｍｍ ・・・（Ａ１）
ｄ０／ｄ１＝０．６５１ ・・・（Ａ２）
ｎｄ２−ｎｄ１＝０．３０６ ・・・（Ａ３）
Ｒ１／Ｒ２＝１．２７７ ・・・（Ａ４）
Ｒ１／Ｌ＝−０．１４０ ・・・（Ａ５）
【数３】
１／β１＝−０．１９２ ・・・（Ａ７）
｜β２｜＝４．４５５ ・・・（Ａ８）
ｆ／ｆ２＝−０．１１３ ・・・（Ａ９）
なお、λ＝９００ｎｍにおいて、波面収差は０．０１２λ（つまり、波長λの１．２％）である。
【００８５】
図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃは、本実施例に係る対物レンズ１と結像レンズ１１を組み合わせて用いた場合の収差図であり、像側の結像面での収差を示している。なお、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃの各々は、それぞれ、上述した設定で標本面ＳＰを観察する場合、標本の内部（深さ２ｍｍ）を観察する場合、標本のより深い内部（３．９１２８ｍｍ）を観察する場合の収差図である。また、図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃの各々には、左側から順に、（ａ）球面収差図、（ｂ）正弦条件違反量を示す図、（ｃ）非点収差図、（ｄ）歪曲収差図、（ｅ）コマ収差図が示されている。いずれも収差も良好に補正されていることが示されている。なお、非点収差図中の“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。
【実施例２】
【００８６】
図５は、本実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの断面図である。図５に例示される対物レンズ２は、液浸顕微鏡対物レンズであって、実施例１に係る対物レンズ１と同様のレンズ構成であるので詳細な説明は省略する。
【００８７】
対物レンズ２と標本面ＳＰの間は、不図示の浸液で満たされている。また、図５では、対物レンズ２の焦点位置ＦＰが標本内部に位置し、対物レンズ２によって観察面ＶＰが観察される例が示されている。
【００８８】
以下、本実施例に係る対物レンズ２の各種データについて記載する。
対物レンズ２の、第２状態の倍率βと、物体側の開口数ＮＡと、焦点距離ｆと、全長Ｌと、作動距離ｄ０と、最も物体側のレンズ成分の肉厚ｄ１は、それぞれ以下のとおりである。
β＝−２４．９８、 ＮＡ＝１．０、 ｆ＝７．２２３ｍｍ、 Ｌ＝７３．９６１ｍｍ、ｄ０＝４．０３６ｍｍ、 ｄ１＝６．３０２ｍｍ
【００８９】
また、対物レンズ２の第１レンズ群の焦点距離ｆ１及び倍率β１と、第２レンズ群の焦点距離ｆ２及び倍率β２と、第３レンズ群の焦点距離ｆ３は、それぞれ以下のとおりである。
ｆ１＝９．００１ｍｍ、 β１＝−４．９３６、
ｆ２＝−６０．５８７ｍｍ、 β２＝４．６８２、
ｆ３＝−１６７．２３６ｍｍ
【００９０】
対物レンズ２のレンズデータは、以下のとおりである。
対物レンズ２
s r d nd vd
1 INF 2.5000 1.45852 67.83
2 -10.3591 3.8017 1.77250 49.60
3 -8.1150 0.2026
4 -26.6221 3.1832 1.56907 71.30
5 -12.9210 0.2000
6 34.0995 4.3097 1.56907 71.30
7 -34.0995 0.2000
8 68.0280 5.9020 1.49700 81.54
9 -14.9981 2.1000 1.67300 38.15
10 INF 3.7468 1.49700 81.54
11 -20.8746 da
12 -29.8307 2.0000 1.61340 44.27
13 14.5426 9.2598 1.43875 94.93
14 -10.9368 2.0500 1.74100 52.64
15 -19.6665 db
16 13.1254 4.8429 1.49700 81.54
17 63.3527 0.2000
18 13.9196 5.0144 1.49700 81.54
19 70.2577 2.2000 1.77250 49.60
20 6.3985 6.1141
21 -10.4387 2.2000 1.61340 44.27
22 INF 7.5589
23 95.6591 3.7794 1.67300 38.15
24 -24.6815
【００９１】
対物レンズ２から焦点位置ＦＰまでの間の媒質の状態と、補正環による球面収差の補正後の可変値ｄａ、ｄｂとの関係は、以下のとおりである。
第１状態 第２状態 第３状態
厚さ(mm) 平均屈折率 厚さ(mm) 平均屈折率 厚さ(mm) 平均屈折率
S 0 1.35103 2 1.3652 4 1.38568
CG 0 1.51446 0 1.51446 0.17 1.51446
IM 3.976 1.32666 2.03 1.3589 0.0004 1.37944
da 0.3891 − 1.3439 − 2.0756 −
db 2.2067 − 1.2520 − 0.5203 −
【００９２】
ここで、上記データは、左側から順に、標本面ＳＰを観察する場合、標本の内部（深さ２ｍｍ）を観察する場合、標本のより深い内部（深さ４ｍｍ）を観察する場合の関係を例示されている。Ｓは標本を示し、ＣＧはカバーガラスを示し、ＩＭは浸液を示している。また、平均屈折率は、９００ｎｍの光に対する平均屈折率を示している。カバーガラスＣＧは、標本のより深い内部（深さ４ｍｍ）を観察する場合にのみ用いられている。
【００９３】
本実施例に係る対物レンズ２は、以下の式（Ｂ１）から（Ｂ９）で示されるように、条件式（８）除き、条件式（１）から（９）を満たしている。なお、式（Ｂ１）から（Ｂ９）はそれぞれ条件式（１）から（９）に対応している。
ＮＡ×ｄ０＝４．０３６ｍｍ ・・・（Ｂ１）
ｄ０／ｄ１＝０．６３１ ・・・（Ｂ２）
ｎｄ２−ｎｄ１＝０．３０６ ・・・（Ｂ３）
Ｒ１／Ｒ２＝１．２７７ ・・・（Ｂ４）
Ｒ１／Ｌ＝−０．１４０ ・・・（Ｂ５）
【数４】
１／β１＝−０．２０３ ・・・（Ｂ７）
｜β２｜＝４．６８２ ・・・（Ｂ８）
ｆ／ｆ２＝−０．１１９ ・・・（Ｂ９）
なお、λ＝９００ｎｍにおいて、波面収差は０．００９λ（つまり、波長λの０．９％）である。
【００９４】
図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃは、本実施例に係る対物レンズ２と図３に例示される結像レンズ１１を組み合わせて用いた場合の収差図であり、像側の結像面での収差を示している。なお、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃの各々は、それぞれ、上述した設定で標本面ＳＰを観察する場合、標本の内部（深さ２ｍｍ）を観察する場合、標本のより深い内部（４ｍｍ）を観察する場合の収差図である。また、図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃの各々には、左側から順に、（ａ）球面収差図、（ｂ）正弦条件違反量を示す図、（ｃ）非点収差図、（ｄ）歪曲収差図、（ｅ）コマ収差図が示されている。いずれも収差も良好に補正されていることが示されている。なお、非点収差図中の“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。また、対物レンズ２と結像レンズ１１の間の間隔は、１１６．００９ｍｍである。
【実施例３】
【００９５】
図７は、本実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの断面図である。図７に例示される対物レンズ３は、液浸顕微鏡対物レンズであって、実施例１に係る対物レンズ１と同様のレンズ構成であるので、詳細な説明は省略する。
【００９６】
対物レンズ３と標本面ＳＰの間は、不図示の浸液で満たされている。また、図７では、対物レンズ３の焦点位置ＦＰが標本内部に位置し、対物レンズ３によって観察面ＶＰが観察される例が示されている。
【００９７】
以下、本実施例に係る対物レンズ３の各種データについて記載する。
対物レンズ３、の第２状態の倍率βと、物体側の開口数ＮＡと、焦点距離ｆと、全長Ｌと、作動距離ｄ０と、の最も物体側のレンズ成分の肉厚ｄ１は、それぞれ以下のとおりである。
β＝−２４．９８、 ＮＡ＝０．９５、 ｆ＝７．２２３ｍｍ、 Ｌ＝７２．３３０ｍｍ、 ｄ０＝６．０３ｍｍ、 ｄ１＝５．０５８ｍｍ
【００９８】
また、対物レンズ３の第１レンズ群の焦点距離ｆ１及び倍率β１と、第２レンズ群の焦点距離ｆ２及び倍率β２と、第３レンズ群の焦点距離ｆ３は、それぞれ以下のとおりである。
ｆ１＝９．２９８ｍｍ、 β１＝−４．３２１、
ｆ２＝−４９．２３２ｍｍ、 β２＝６、
ｆ３＝−１８７．６４７ｍｍ
【００９９】
対物レンズ３のレンズデータは、以下のとおりである。
対物レンズ３
s r d nd vd
1 INF 2.5000 1.45852 67.83
2 -10.3591 2.5578 1.77250 49.60
3 -8.3631 0.2096
4 -75.0048 3.4190 1.56907 71.30
5 -16.6318 0.2990
6 36.0431 4.0187 1.56907 71.30
7 -36.0431 0.3197
8 76.8450 5.5288 1.49700 81.54
9 -15.4459 2.1000 1.67300 38.15
10 INF 3.4283 1.49700 81.54
11 -21.7765 da
12 -29.3326 2.0000 1.61340 44.27
13 14.7362 8.9160 1.43875 94.93
14 -10.9727 2.0500 1.74100 52.64
15 -21.2817 db
16 12.7915 4.7093 1.49700 81.54
17 57.2161 0.2000
18 12.9216 4.7594 1.49700 81.54
19 43.9842 2.2000 1.77250 49.60
20 6.2020 6.6686
21 -10.2589 2.2000 1.61340 44.27
22 INF 7.9886
23 109.6531 3.6576 1.67300 38.15
24 -24.8540
【０１００】
対物レンズ３から焦点位置ＦＰまでの間の媒質の状態と、補正環による球面収差の補正後の可変値ｄａ、ｄｂとの関係は、以下のとおりである。
第１状態 第２状態 第３状態
厚さ(mm) 平均屈折率 厚さ(mm) 平均屈折率 厚さ(mm) 平均屈折率
S 0 1.35103 3 1.3652 5.9241 1.38568
CG 0 1.51446 0 1.51446 0.17 1.51446
IM 5.9496 1.32782 3.03 1.3589 0 1.37944
da 0.3438 − 1.3465 − 2.124 −
db 2.2561 − 1.2533 − 0.4759 −
【０１０１】
ここで、上記データは、左側から順に、標本面ＳＰを観察する場合、標本の内部（深さ３ｍｍ）を観察する場合、標本のより深い内部（深さ５．９２４１ｍｍ）を観察する場合の関係を例示されている。Ｓは標本を示し、ＣＧはカバーガラスを示し、ＩＭは浸液を示している。また、平均屈折率は、９００ｎｍの光に対する平均屈折率を示している。カバーガラスＣＧは、標本のより深い内部（深さ５．９２４１ｍｍ）を観察する場合にのみ用いられている。
【０１０２】
本実施例に係る対物レンズ３は、以下の式（Ｃ１）から（Ｃ９）で示されるように、条件式（８）除き、条件式（１）から（９）を満たしている。なお、式（Ｃ１）から（Ｃ９）はそれぞれ条件式（１）から（９）に対応している。
ＮＡ×ｄ０＝５．７２９ｍｍ ・・・（Ｃ１）
ｄ０／ｄ１＝１．１７６ ・・・（Ｃ２）
ｎｄ２−ｎｄ１＝０．３０６ ・・・（Ｃ３）
Ｒ１／Ｒ２＝１．２３９ ・・・（Ｃ４）
Ｒ１／Ｌ＝−０．１４３ ・・・（Ｃ５）
【数５】
１／β１＝−０．２３１ ・・・（Ｃ７）
｜β２｜＝６ ・・・（Ｃ８）
ｆ／ｆ２＝−０．１４７ ・・・（Ｃ９）
なお、λ＝９００ｎｍにおいて、波面収差は０．００９λ（つまり、波長λの０．９％）である。
【０１０３】
図８Ａ、図８Ｂ及び図８Ｃは、本実施例に係る対物レンズ３と図３に例示される結像レンズ１１を組み合わせて用いた場合の収差図であり、像側の結像面での収差を示している。なお、図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃの各々は、それぞれ、上述した設定で標本面ＳＰを観察する場合、標本の内部（深さ３ｍｍ）を観察する場合、標本のより深い内部（５．９２４１ｍｍ）を観察する場合の収差図である。また、図８Ａ、図８Ｂ及び図８Ｃの各々には、左側から順に、（ａ）球面収差図、（ｂ）正弦条件違反量を示す図、（ｃ）非点収差図、（ｄ）歪曲収差図、（ｅ）コマ収差図が示されている。いずれも収差も良好に補正されていることが示されている。なお、非点収差図中の“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。また、対物レンズ３と結像レンズ１１の間の間隔は、１１５．６４ｍｍである。
【実施例４】
【０１０４】
図９は、本実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの断面図である。図９に例示される対物レンズ４は、液浸顕微鏡対物レンズであって、実施例１に係る対物レンズ１と類似した構成であるが、第３レンズ群Ｇ３の構成が実施例１に係る対物レンズ１と異なっている。このため、ここでは、実施例１に係る対物レンズ１と異なる第３レンズ群Ｇ３の構成についてのみ説明する。
【０１０５】
第３レンズ群Ｇ３は、全体として負の屈折力をもち、物体側から順に、最も像側の面（面番号ｓ２０）が像側に向けた凹面である正の屈折力を有する前側レンズ群（レンズＬ１１、レンズＬ１２、レンズＬ１３）と、最も物体側の面（面番号ｓ２１）が物体側に向けた凹面である負の屈折力を有する後側レンズ群（レンズＬ１４、レンズＬ１５）とから構成されている。
【０１０６】
前側レンズ群は、物体側から順に、両凸レンズ（レンズＬ１１）と、両凸レンズ（レンズＬ１２）と両凹レンズ（レンズＬ１３）とを接合した接合レンズＣＬ４とからなる。
【０１０７】
後側レンズ群は、物体側から順に、凹面を物体側に向けた平凹レンズ（レンズＬ１４）と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ（レンズＬ１５）とからなる。
【０１０８】
対物レンズ４と標本面ＳＰの間は、不図示の浸液で満たされている。また、図９では、対物レンズ４の焦点位置ＦＰが標本内部に位置し、対物レンズ４によって観察面ＶＰが観察される例が示されている。
【０１０９】
以下、本実施例に係る対物レンズ４の各種データについて記載する。
対物レンズ４の、第２状態の倍率βと、物体側の開口数ＮＡと、焦点距離ｆと、全長Ｌと、作動距離ｄ０と、最も物体側のレンズ成分の肉厚ｄ１は、それぞれ以下のとおりである。
β＝−２４．９８、 ＮＡ＝０．９、 ｆ＝７．２２３ｍｍ、 Ｌ＝７１．４２９ｍｍ、 ｄ０＝８．０３ｍｍ、 ｄ１＝５．０００ｍｍ
【０１１０】
また、対物レンズ４の第１レンズ群の焦点距離ｆ１及び倍率β１と、第２レンズ群の焦点距離ｆ２及び倍率β２と、第３レンズ群の焦点距離ｆ３は、それぞれ以下のとおりである。
ｆ１＝９．９３９ｍｍ、 β１＝−３．４７９、
ｆ２＝−４０．５６６ｍｍ、 β２＝６．１９７、
ｆ３＝−１５５．９６７ｍｍ
【０１１１】
対物レンズ４のレンズデータは、以下のとおりである。
対物レンズ４
s r d nd vd
1 INF 2.5000 1.45852 67.83
2 -11.5000 2.5000 1.77250 49.60
3 -9.5926 0.2035
4 -142.7255 3.3474 1.56907 71.30
5 -20.2047 0.2030
6 40.3202 4.0947 1.56907 71.30
7 -40.3202 0.2128
8 49.8999 5.8110 1.49700 81.54
9 -17.6397 2.1000 1.67300 38.15
10 INF 3.1467 1.49700 81.54
11 -24.7988 da
12 -33.1242 2.0000 1.61340 44.27
13 14.2451 7.9613 1.43875 94.93
14 -11.8396 2.0500 1.74100 52.64
15 -26.2603 db
16 16.4118 4.4714 1.49700 81.54
17 -68.1763 0.2000
18 13.4958 5.3730 1.49700 81.54
19 -70.7767 2.2000 1.77250 49.60
20 6.7467 6.4060
21 -7.4984 2.2000 1.61340 44.27
22 INF 8.2700
23 -39.9265 3.6650 1.67300 38.15
24 -14.0048
【０１１２】
対物レンズ４から焦点位置ＦＰまでの間の媒質の状態と、補正環による球面収差の補正後の可変値ｄａ、ｄｂとの関係は、以下のとおりである。
第１状態 第２状態 第３状態
厚さ(mm) 平均屈折率 厚さ(mm) 平均屈折率 厚さ(mm) 平均屈折率
S 0 1.35103 4 1.3652 7.9385 1.38568
CG 0 1.51446 0 1.51446 0.17 1.51446
IM 7.9273 1.32782 4.03 1.3589 0.0003 1.37944
da 0.3589 − 1.2619 − 1.9483 −
db 2.1548 − 1.2518 − 0.5654 −
【０１１３】
ここで、上記データは、左側から順に、標本面ＳＰを観察する場合、標本の内部（深さ４ｍｍ）を観察する場合、標本のより深い内部（深さ７．９３８５ｍｍ）を観察する場合の関係を例示されている。Ｓは標本を示し、ＣＧはカバーガラスを示し、ＩＭは浸液を示している。また、平均屈折率は、９００ｎｍの光に対する平均屈折率を示している。カバーガラスＣＧは、標本のより深い内部（深さ７．９３８５ｍｍ）を観察する場合にのみ用いられている。
【０１１４】
本実施例に係る対物レンズ４は、以下の式（Ｄ１）から（Ｄ９）で示されるように、条件式（８）除き、条件式（１）から（９）を満たしている。なお、式（Ｄ１）から（Ｄ９）はそれぞれ条件式（１）から（９）に対応している。
ＮＡ×ｄ０＝７．２２７ｍｍ ・・・（Ｄ１）
ｄ０／ｄ１＝１．５８５ ・・・（Ｄ２）
ｎｄ２−ｎｄ１＝０．３０６ ・・・（Ｄ３）
Ｒ１／Ｒ２＝１．１９９ ・・・（Ｄ４）
Ｒ１／Ｌ＝−０．１６１ ・・・（Ｄ５）
【数６】
１／β１＝−０．２８７ ・・・（Ｄ７）
｜β２｜＝６．１９７ ・・・（Ｄ８）
ｆ／ｆ２＝−０．１７８ ・・・（Ｄ９）
なお、λ＝９００ｎｍにおいて、波面収差は０．００７λ（つまり、波長λの０．７％）である。
【０１１５】
図１０Ａ、図１０Ｂ及び図１０Ｃは、本実施例に係る対物レンズ４と図３に例示される結像レンズ１１を組み合わせて用いた場合の収差図であり、像側の結像面での収差を示している。なお、図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃの各々は、それぞれ、上述した設定で標本面ＳＰを観察する場合、標本の内部（深さ４ｍｍ）を観察する場合、標本のより深い内部（７．９３８５ｍｍ）を観察する場合の収差図である。また、図１０Ａ、図１０Ｂ及び図１０Ｃの各々には、左側から順に、（ａ）球面収差図、（ｂ）正弦条件違反量を示す図、（ｃ）非点収差図、（ｄ）歪曲収差図、（ｅ）コマ収差図が示されている。いずれも収差も良好に補正されていることが示されている。なお、非点収差図中の“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。また、対物レンズ４と結像レンズ１１の間の間隔は、１１５．５４１ｍｍである。
【実施例５】
【０１１６】
図１１は、本実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの断面図である。図１１に例示される対物レンズ５は、液浸顕微鏡対物レンズであって、実施例１に係る対物レンズ１と類似した構成であるが、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３の構成が実施例１に係る対物レンズ１と異なっている。このため、ここでは、実施例１に係る対物レンズ１と異なる第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３の構成についてのみ説明する。
【０１１７】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体からの光束を収斂光束にする正の屈折力を有する接合レンズＣＬ１と、両凸レンズである単レンズ（レンズＬ３）と、両凸レンズである単レンズ（レンズＬ４）と、正の屈折力を有する３枚接合レンズ（接合レンズＣＬ２）から構成されている。
【０１１８】
接合レンズＣＬ１は、物体側から順に、像側に凸面を向けた平凸レンズ（レンズＬ１）と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ（レンズＬ２）と、から構成されている。また、接合レンズＣＬ２は、物体側から順に、両凸レンズ(レンズＬ５)と両凹レンズ（レンズＬ６）と両凸レンズ（レンズＬ７）とから構成されている。
【０１１９】
第３レンズ群Ｇ３は、全体として正の屈折力をもち、物体側から順に、最も像側の面（面番号ｓ２０）が像側に向けた凹面である正の屈折力を有する前側レンズ群（レンズＬ１１、レンズＬ１２、レンズＬ１３）と、最も物体側の面（面番号ｓ２１）が物体側に向けた凹面である正の屈折力を有する後側レンズ群（レンズＬ１４、レンズＬ１５）とから構成されている。
【０１２０】
前側レンズ群は、物体側から順に、両凸レンズ（レンズＬ１１）と、両凸レンズ（レンズＬ１２）と両凹レンズ（レンズＬ１３）とを接合した接合レンズＣＬ４とからなる。
後側レンズ群は、物体側から順に、凹面を物体側に向けたメニスカスレンズ（レンズＬ１４）と、両凸レンズ（レンズＬ１５）とからなる。
【０１２１】
対物レンズ５と標本面ＳＰの間は、不図示の浸液で満たされている。また、図１１では、対物レンズ５の焦点位置ＦＰが標本内部に位置し、対物レンズ５によって観察面ＶＰが観察される例が示されている。
【０１２２】
以下、本実施例に係る対物レンズ５の各種データについて記載する。
対物レンズ５の、第２状態の倍率βと、物体側の開口数ＮＡと、焦点距離ｆと、全長Ｌと、作動距離ｄ０と、最も物体側のレンズ成分の肉厚ｄ１は、それぞれ以下のとおりである。
β＝−２４．９８、 ＮＡ＝１．０、 ｆ＝７．２２３ｍｍ、 Ｌ＝７５．８６０ｍｍ、 ｄ０＝４．０３ｍｍ、 ｄ１＝５．６３０ｍｍ
【０１２３】
また、対物レンズ５の第１レンズ群の焦点距離ｆ１及び倍率β１と、第２レンズ群の焦点距離ｆ２及び倍率β２と、第３レンズ群の焦点距離ｆ３は、それぞれ以下のとおりである。
ｆ１＝８．６２１ｍｍ、 β１＝−９．６３７、
ｆ２＝−６７．４７２ｍｍ、 β２＝−４．４８３、
ｆ３＝３０８．２８９ｍｍ
【０１２４】
対物レンズ５のレンズデータは、以下のとおりである。
対物レンズ５
s r d nd vd
1 INF 1.5400 1.45852 67.83
2 -7.4691 4.0897 1.77250 49.60
3 -7.3372 0.3000
4 155.1922 3.0213 1.56907 71.30
5 -26.5121 0.3000
6 54.1543 3.1138 1.56907 71.30
7 -44.3983 0.3000
8 34.3556 7.2572 1.49700 81.54
9 -17.2116 2.1000 1.67300 38.15
10 138.8923 3.2396 1.49700 81.54
11 -26.9797 da
12 -59.2926 2.0000 1.61340 44.27
13 14.0602 9.3195 1.43875 94.93
14 -12.1679 2.0000 1.74100 52.64
15 -25.1101 db
16 19.3230 5.7836 1.49700 81.54
17 -94.8819 0.1991
18 12.9797 7.9023 1.49700 81.54
19 -41.4538 2.2000 1.77250 49.60
20 6.5516 5.0255
21 -8.2007 2.2000 1.61340 44.27
22 -25.1520 8.3667
23 88.4682 3.6018 1.67300 38.15
24 -28.3992
【０１２５】
対物レンズ５から焦点位置ＦＰまでの間の媒質の状態と、補正環による球面収差の補正後の可変値ｄａ、ｄｂとの関係は、以下のとおりである。
第１状態 第２状態 第３状態
厚さ(mm) 平均屈折率 厚さ(mm) 平均屈折率 厚さ(mm) 平均屈折率
S 0 1.35103 2 1.35103 4 1.35103
IM 4.0014 1.32666 2.03 1.32666 0.0583 1.32666
da 0.4594 − 1 − 1.5672 −
db 1.5405 − 1 − 0.4327 −
【０１２６】
ここで、上記データは、左側から順に、標本面ＳＰを観察する場合、標本の内部（深さ２ｍｍ）を観察する場合、標本のより深い内部（深さ４ｍｍ）を観察する場合の関係を例示されている。Ｓは標本を示し、ＩＭは浸液を示している。また、平均屈折率は、９００ｎｍの光に対する平均屈折率を示している。
【０１２７】
本実施例に係る対物レンズ５は、以下の式（Ｅ１）から（Ｅ９）で示されるように、条件式（４）、（５）、（８）を除き、条件式（１）から（９）を満たしている。なお、式（Ｅ１）から（Ｅ９）はそれぞれ条件式（１）から（９）に対応している。
ＮＡ×ｄ０＝４．０３ｍｍ ・・・（Ｅ１）
ｄ０／ｄ１＝０．７１１ ・・・（Ｅ２）
ｎｄ２−ｎｄ１＝０．３０６ ・・・（Ｅ３）
Ｒ１／Ｒ２＝１．０１８ ・・・（Ｅ４）
Ｒ１／Ｌ＝−０．０９８ ・・・（Ｅ５）
【数７】
１／β１＝−０．１０４ ・・・（Ｅ７）
｜β２｜＝４．４８３ ・・・（Ｅ８）
ｆ／ｆ２＝−０．１０７ ・・・（Ｅ９）
なお、λ＝９００ｎｍにおいて、波面収差＝０．００５λ（つまり、波長λの０．５％）である。
【０１２８】
図１２Ａ、図１２Ｂ及び図１２Ｃは、本実施例に係る対物レンズ５と図３に例示される結像レンズ１１を組み合わせて用いた場合の収差図であり、像側の結像面での収差を示している。なお、図１２Ａ、図１２Ｂ、図１２Ｃの各々は、それぞれ、上述した設定で標本面ＳＰを観察する場合、標本の内部（深さ２ｍｍ）を観察する場合、標本のより深い内部（４ｍｍ）を観察する場合の収差図である。また、図１２Ａ、図１２Ｂ及び図１２Ｃの各々には、左側から順に、（ａ）球面収差図、（ｂ）正弦条件違反量を示す図、（ｃ）非点収差図、（ｄ）歪曲収差図、（ｅ）コマ収差図が示されている。いずれも収差も良好に補正されていることが示されている。なお、非点収差図中の“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。また、対物レンズ５と結像レンズ１１の間の間隔は、１１５．０ｍｍである。
【実施例６】
【０１２９】
図１３は、本実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの断面図である。図１３に例示される対物レンズ６は、液浸顕微鏡対物レンズであって、実施例１に係る対物レンズ１と同様のレンズ構成であるので詳細な説明は省略する。
【０１３０】
対物レンズ６と標本面ＳＰの間は、不図示の浸液で満たされている。また、図１３では、対物レンズ６の焦点位置ＦＰが標本面ＳＰに位置し、対物レンズ６によって標本面ＳＰが観察される例が示されている。
【０１３１】
以下、本実施例に係る対物レンズ６の各種データについて記載する。
対物レンズ６の、第２状態の倍率βと、物体側の開口数ＮＡと、焦点距離ｆと、全長Ｌと、作動距離ｄ０と、最も物体側のレンズ成分の肉厚ｄ１は、それぞれ以下のとおりである。
β＝−２４．９８、 ＮＡ＝１．０、 ｆ＝７．２２３ｍｍ、 Ｌ＝７３．９２４ｍｍ、 ｄ０＝４．０３０ｍｍ、 ｄ１＝６．１４０ｍｍ
【０１３２】
また、対物レンズ６の第１レンズ群の焦点距離ｆ１及び倍率β１と、第２レンズ群の焦点距離ｆ２及び倍率β２と、第３レンズ群の焦点距離ｆ３は、それぞれ以下のとおりである。
ｆ１＝８．３５８ｍｍ、 β１＝−４．８２９、
ｆ２＝−４９．０９８ｍｍ、 β２＝９．５１７、
ｆ３＝−３３３．２１３ｍｍ
【０１３３】
対物レンズ６のレンズデータは、以下のとおりである。
対物レンズ６
s r d nd vd
1 INF 2.5000 1.45182 67.83
2 -10.3591 3.6400 1.75821 49.60
3 -8.1150 0.2037
4 -17.0022 3.0261 1.56178 71.30
5 -11.2198 0.2026
6 35.9884 4.1116 1.56178 71.30
7 -35.9884 0.2108
8 39.0754 6.3096 1.49126 81.54
9 -15.4049 2.1000 1.65754 38.15
10 INF 3.7168 1.49126 81.54
11 -20.8957 da
12 -31.0852 2.0000 1.60085 44.27
13 16.0314 8.7791 1.43436 94.93
14 -11.0434 2.0500 1.72789 52.64
15 -22.3667 db
16 13.9178 4.9330 1.49126 81.54
17 157.3673 0.2000
18 13.4583 5.1563 1.49126 81.54
19 73.1642 2.2000 1.75821 49.60
20 6.3125 6.3256
21 -10.7600 2.2000 1.60085 44.27
22 INF 7.6919
23 86.2967 3.7305 1.65754 38.15
24 -25.8363
【０１３４】
対物レンズ６から焦点位置ＦＰまでの間の媒質の状態と、補正環による球面収差の補正後の可変値ｄａ、ｄｂとの関係は、以下のとおりである。
第１状態 第２状態 第３状態
厚さ(mm) 平均屈折率 厚さ(mm) 平均屈折率 厚さ(mm) 平均屈折率
IM 3.9824 1.32782 4.03 1.3589 4.0902 1.39728
da 0.4721 − 1.2500 − 2.1734 −
db 2.1641 − 1.3863 − 0.4628 −
【０１３５】
ここで、上記データは、左側から順に、屈折率１．３２７８２の浸液を介して標本面ＳＰを観察する場合、屈折率１．３５８９の浸液を介して標本面ＳＰを観察する場合、屈折率１．３９７２８の浸液を介して標本面ＳＰを観察する場合の関係を例示されている。ＩＭは浸液を示している。また、浸液の平均屈折率は、９００ｎｍの光に対する平均屈折率を示している。
【０１３６】
本実施例に係る対物レンズ６は、以下の式（Ｆ１）から（Ｆ９）で示されるように、条件式（８）を除き、条件式（１）から（９）を満たしている。なお、式（Ｆ１）から（Ｆ９）はそれぞれ条件式（１）から（９）に対応している。
ＮＡ×ｄ０＝４．０３０ｍｍ ・・・（Ｆ１）
ｄ０／ｄ１＝０．６５６ ・・・（Ｆ２）
ｎｄ２−ｎｄ１＝０．３０６ ・・・（Ｆ３）
Ｒ１／Ｒ２＝１．２７７ ・・・（Ｆ４）
Ｒ１／Ｌ＝−０．１４０ ・・・（Ｆ５）
【数８】
１／β１＝−０．２０７ ・・・（Ｆ７）
｜β２｜＝９．５１７ ・・・（Ｆ８）
ｆ／ｆ２＝−０．１４７ ・・・（Ｆ９）
なお、λ＝９００ｎｍにおいて、波面収差は０．０１１λ（つまり、波長λの１．１％）である。
【０１３７】
図１４Ａ、図１４Ｂ及び図１４Ｃは、本実施例に係る対物レンズ６と図３に例示される結像レンズ１１を組み合わせて用いた場合の収差図であり、像側の結像面での収差を示している。なお、図１４Ａ、図１４Ｂ、図１４Ｃの各々は、それぞれ、屈折率１．３２７８２の浸液を介して標本面ＳＰを観察する場合、屈折率１．３５８９の浸液を介して標本面ＳＰを観察する場合、屈折率１．３９７２８の浸液を介して標本面ＳＰを観察する場合の収差図である。また、図１４Ａ、図１４Ｂ及び図１４Ｃの各々には、左側から順に、（ａ）球面収差図、（ｂ）正弦条件違反量を示す図、（ｃ）非点収差図、（ｄ）歪曲収差図、（ｅ）コマ収差図が示されている。いずれも収差も良好に補正されていることが示されている。なお、非点収差図中の“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。また、対物レンズ６と結像レンズ１１の間の間隔は、１１７．０４６ｍｍである。
【実施例７】
【０１３８】
図１５は、本実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの断面図である。図１５に例示される対物レンズ７は、液浸顕微鏡対物レンズであって、物体側から順に、物体からの光束を収斂光束にする正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１（レンズＬ１からレンズＬ７）と、接合レンズＣＬ３を含み、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２（レンズＬ８からレンズＬ１０）と、負の屈折力を有する第３のレンズ群Ｇ３（レンズＬ１１からレンズＬ１５）と、を含んでいる。
【０１３９】
対物レンズ７と標本面ＳＰの間は、不図示の浸液で満たされている。また、図１５では、対物レンズ７の焦点位置ＦＰが標本面ＳＰに位置し、対物レンズ７により標本面ＳＰが観察される例が示されている。
【０１４０】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、正の屈折力を有する接合レンズＣＬ１と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズである単レンズ（レンズＬ３）と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズである単レンズ（レンズＬ４）と、正の屈折力を有する３枚接合レンズ（接合レンズＣＬ２）から構成されている。
【０１４１】
接合レンズＣＬ１は、物体側から順に、像側に凸面を向けた平凸レンズ（レンズＬ１）と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ（レンズＬ２）とから構成されている。また、接合レンズＣＬ２は、物体側から順に、両凸レンズ(レンズＬ５)と、両凹レンズ（レンズＬ６）と、両凸レンズ（レンズＬ７）とから構成されている。
【０１４２】
第２レンズ群Ｇ２は、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３の間で光軸ＡＸに沿って移動可能に構成された移動群であり、物体側から順に、像側に凹面を向けたメニスカスレンズである負レンズ（レンズＬ８）、両凸レンズである正レンズ（レンズＬ９）、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズである負レンズ（レンズＬ１０）からなる正の屈折力を有する３枚接合レンズ（接合レンズＣＬ３）で構成されている。なお、第２レンズ群Ｇ２の屈折力は、第１レンズ群Ｇ１の屈折力よりも小さく、また、第３レンズ群Ｇ３の屈折力よりも小さい。
【０１４３】
第３レンズ群Ｇ３は、全体として負の屈折力をもち、物体側から順に、最も像側の面（面番号ｓ２０）が像側に向けた凹面である負の屈折力を有する前側レンズ群（レンズＬ１１、レンズＬ１２、レンズＬ１３）と、最も物体側の面（面番号ｓ２１）が物体側に向けた凹面である負の屈折力を有する後側レンズ群（レンズＬ１４、レンズＬ１５）とから構成されている。
【０１４４】
前側レンズ群は、物体側から順に、凹面を像側に向けたメニスカスレンズ（レンズＬ１１）と、凹面を像面側に向けたメニスカスレンズ（レンズＬ１２）と凹面を像面側に向けたメニスカスレンズ（レンズＬ１３）とを接合した接合レンズＣＬ４とからなる。
後側レンズ群は、物体側から順に、凹面を物体側に向けた平凹レンズ（レンズＬ１４）と、像側に凸面を向けた平凸レンズ（レンズＬ１５）とからなる。
以下、本実施例に係る対物レンズ７の各種データについて記載する。
【０１４５】
対物レンズ７、の第２状態の倍率βと、物体側の開口数ＮＡと、焦点距離ｆと、全長Ｌと、作動距離ｄ０と、最も物体側のレンズ成分の肉厚ｄ１は、それぞれ以下のとおりである。
β＝−２４．９６６、 ＮＡ＝１．０、 ｆ＝７．２２３ｍｍ、 Ｌ＝７４．６４５ｍｍ、 ｄ０＝４．０５０ｍｍ、 ｄ１＝５．５００ｍｍ
【０１４６】
また、対物レンズ７の第１レンズ群の焦点距離ｆ１及び倍率β１と、第２レンズ群の焦点距離ｆ２及び倍率β２と、第３レンズ群の焦点距離ｆ３は、それぞれ以下のとおりである。
ｆ１＝９．８８５ｍｍ、 β１＝−７．１４６、
ｆ２＝７３７．１２２ｍｍ、 β２＝０．９８７、
ｆ３＝−５１．７３ｍｍ
【０１４７】
対物レンズ７のレンズデータは、以下のとおりである。
対物レンズ７
s r d nd vd
1 INF 2.5000 1.45852 67.80
2 -10.3750 3.0000 1.88300 40.76
3 -8.0000 0.4981
4 -19.2040 3.6242 1.59522 67.74
5 -13.0813 0.2090
6 -70.7151 3.5000 1.59522 67.74
7 -21.1529 0.1992
8 31.3815 7.1617 1.49700 81.54
9 -15.8639 2.1000 1.61336 44.49
10 35.4103 5.8534 1.49700 81.54
11 -22.6147 da
12 84.5524 2.0000 1.63775 42.41
13 13.0322 9.6433 1.43875 94.93
14 -11.2575 2.0500 1.61340 44.27
15 -26.9861 db
16 9.8836 3.4800 1.43875 94.93
17 13.6708 0.7000
18 10.4412 3.6198 1.49700 81.54
19 44.3375 2.2000 1.75500 52.32
20 5.7860 4.8000
21 -8.2762 2.2000 1.67300 38.15
22 INF 6.4103
23 INF 4.3726 1.67300 38.15
24 -16.5450
【０１４８】
対物レンズ７から焦点位置ＦＰまでの間の媒質の状態と、補正環による球面収差の補正後の可変値ｄａ、ｄｂとの関係は、以下のとおりである。
第１状態 第２状態 第３状態
厚さ(mm) 平均屈折率 厚さ(mm) 平均屈折率 厚さ(mm) 平均屈折率
S 0 1.35103 0 1.37787 3.8823 1.37787
CG 0 1.51446 0 1.51446 0.23 1.51446
IM 3.9152 1.32666 4.05 1.37172 0 1.37172
da 0.4998 − 2.6876 − 3.641 −
db 4.0232 − 1.8355 − 0.8823 −
【０１４９】
ここで、上記データは、左側から順に、屈折率１．３２６６６の浸液を介して標本面ＳＰを観察する場合、屈折率１．３７１７２の浸液を介して標本面ＳＰ、標本内部（深さ３．８８２３ｍｍ）を観察する場合の関係を例示されている。Ｓは標本を示し、ＣＧはガラスカバーを示し、ＩＭは浸液を示している。また、浸液の平均屈折率は、９００ｎｍの光に対する平均屈折率を示している。
【０１５０】
本実施例に係る対物レンズ７は、以下の式（Ｇ１）から（Ｇ９）で示されるように、条件式（１）から（９）を満たしている。なお、式（Ｇ１）から（Ｇ９）はそれぞれ条件式（１）から（９）に対応している。
ＮＡ×ｄ０＝４．０５０ｍｍ ・・・（Ｇ１）
ｄ０／ｄ１＝０．７３６ ・・・（Ｇ２）
ｎｄ２−ｎｄ１＝０．４３１ ・・・（Ｇ３）
Ｒ１／Ｒ２＝１．２９７ ・・・（Ｇ４）
Ｒ１／Ｌ＝−０．１３９ ・・・（Ｇ５）
【数９】
１／β１＝−０．１４０ ・・・（Ｇ７）
｜β２｜＝０．９８７ ・・・（Ｇ８）
ｆ／ｆ２＝０．０１０ ・・・（Ｇ９）
なお、λ＝９００ｎｍにおいて、波面収差は０．００２λ（つまり、波長λの０．２％）である。
【０１５１】
図１６Ａ、図１６Ｂ及び図１６Ｃは、本実施例に係る対物レンズ６と図３に例示される結像レンズ１１を組み合わせて用いた場合の収差図であり、像側の結像面での収差を示している。なお、図１６Ａ、図１６Ｂ、図１６Ｃの各々は、それぞれ、屈折率１．３２６６６の浸液を介して標本面ＳＰを観察する場合、屈折率１．３７１７２の浸液を介して標本面ＳＰを観察する場合、屈折率１．３７７８７の浸液を介して標本内部（深さ３．８８２３ｍｍ）を観察する場合の収差図である。また、図１６Ａ、図１６Ｂ及び図１６Ｃの各々には、左側から順に、（ａ）球面収差図、（ｂ）正弦条件違反量を示す図、（ｃ）非点収差図、（ｄ）歪曲収差図、（ｅ）コマ収差図が示されている。いずれも収差も良好に補正されていることが示されている。なお、非点収差図中の“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。また、対物レンズ７と結像レンズ１１の間の間隔は、８５．３０５ｍｍである。
【実施例８】
【０１５２】
図１７は、本実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの断面図である。図１７に例示される対物レンズ８は、液浸顕微鏡対物レンズであって、実施例７に係る対物レンズ７と類似した構成であるが、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３の構成が実施例７に係る対物レンズ７と異なっている。このため、ここでは、実施例７に係る対物レンズ７と異なる第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３の構成についてのみ説明する。
【０１５３】
なお、第２レンズ群Ｇ２の構成は実施例７に係る対物レンズ７と同様であるが、第２レンズ群Ｇ２は実施例７に係る対物レンズ７と異なり負の屈折力を有する。また、第２レンズ群Ｇ２の屈折力は、第１レンズ群Ｇ１の屈折力よりも小さく、また、第３レンズ群Ｇ３の屈折力よりも小さい。
【０１５４】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体からの光束を収斂光束にする正の屈折力を有する接合レンズＣＬ１と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズである単レンズ（レンズＬ３）と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズである単レンズ（レンズＬ４）と、正の屈折力を有する３枚接合レンズ（接合レンズＣＬ２）から構成されている。
【０１５５】
接合レンズＣＬ１は、物体側から順に、像側に凸面を向けた平凸レンズ（レンズＬ１）と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ（レンズＬ２）と、から構成されている。また、接合レンズＣＬ２は、物体側から順に、両凸レンズ(レンズＬ５)と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ（レンズＬ６）と物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ（レンズＬ７）とから構成されている。
【０１５６】
第３レンズ群Ｇ３は、全体として負の屈折力をもち、物体側から順に、最も像側の面（面番号ｓ２０）が像側に向けた凹面である負の屈折力を有する前側レンズ群（レンズＬ１１、レンズＬ１２、レンズＬ１３）と、最も物体側の面（面番号ｓ２１）が物体側に向けた凹面である負の屈折力を有する後側レンズ群（レンズＬ１４、レンズＬ１５）とから構成されている。
【０１５７】
前側レンズ群は、物体側から順に、像側に凹面を向けたメニスカスレンズ（レンズＬ１１）と、物体側に凸面を向けた平凸レンズ（レンズＬ１２）と像側に凹面を向けた平凹レンズ（レンズＬ１３）とを接合した接合レンズＣＬ４とからなる。
後側レンズ群は、物体側から順に、凹面を物体側に向けたメニスカスレンズ（レンズＬ１４）と、両凸レンズ（レンズＬ１５）とからなる。
【０１５８】
対物レンズ８と標本面ＳＰの間は、不図示の浸液で満たされている。また、図１７では、対物レンズ８の焦点位置ＦＰが標本面ＳＰに位置し、対物レンズ８により標本面ＳＰが観察される例が示されている。
【０１５９】
以下、本実施例に係る対物レンズ８の各種データについて記載する。
対物レンズ８の、第２状態の倍率βと、物体側の開口数ＮＡと、焦点距離ｆと、全長Ｌと、作動距離ｄ０と、最も物体側のレンズ成分の肉厚ｄ１は、それぞれ以下のとおりである。
β＝−２４．９６７、 ＮＡ＝１．０、 ｆ＝７．２２３ｍｍ、 Ｌ＝７４．６５０ｍｍ、 ｄ０＝４．０５０ｍｍ、 ｄ１＝５．５００ｍｍ
【０１６０】
また、対物レンズ８の第１レンズ群の焦点距離ｆ１及び倍率β１と、第２レンズ群の焦点距離ｆ２及び倍率β２と、第３レンズ群の焦点距離ｆ３は、それぞれ以下のとおりである。
ｆ１＝９．５４６ｍｍ、 β１＝−６．４４０、
ｆ２＝−２６５．２２ｍｍ、 β２＝１．４０１、
ｆ３＝−６６．４４ｍｍ
【０１６１】
対物レンズ８のレンズデータは、以下のとおりである。
対物レンズ８
s r d nd vd
1 INF 2.5000 1.45852 67.80
2 -10.1128 3.0000 1.88300 40.76
3 -8.0846 0.2102
4 -18.5025 3.7617 1.56907 71.30
5 -12.4272 0.2401
6 -153.9267 3.5000 1.56907 71.30
7 -21.2158 0.1996
8 37.8110 7.0340 1.49700 81.54
9 -15.1386 2.1000 1.63775 42.41
10 -362.3263 3.9190 1.49700 81.54
11 -21.7272 da
12 329.1815 2.0000 1.63775 42.41
13 14.2052 9.7556 1.43875 94.93
14 -11.0946 2.0500 1.63775 42.41
15 -26.6680 db
16 9.9952 3.7352 1.43875 94.93
17 15.7140 0.7000
18 12.1834 3.9812 1.49700 81.54
19 INF 2.2000 1.75500 52.32
20 6.4097 6.2448
21 -10.1357 2.2000 1.67300 38.15
22 -55.6084 7.5287
23 326.1667 3.6147 1.73800 32.26
24 -23.9229
【０１６２】
対物レンズ８から焦点位置ＦＰまでの間の媒質の状態と、補正環による球面収差の補正後の可変値ｄａ、ｄｂとの関係は、以下のとおりである。
第１状態 第２状態 第３状態
厚さ(mm) 平均屈折率 厚さ(mm) 平均屈折率 厚さ(mm) 平均屈折率
S 0 1.35103 0 1.37787 3.8662 1.37787
CG 0 1.51446 0 1.51446 0.23 1.51446
IM 3.9497 1.32666 4.05 1.37172 0 1.37172
da 0.5084 − 2.5537 − 3.449 −
db 3.6670 − 1.6216 − 0.7259 −
【０１６３】
ここで、上記データは、左側から順に、屈折率１．３２６６６の浸液を介して標本面ＳＰを観察する場合、屈折率１．３７１７２の浸液を介して標本面ＳＰ、標本の内部（深さ３．８６６２ｍｍ）を観察する場合の関係を例示されている。Ｓは標本を示し、ＣＧはカバーガラスを示し、ＩＭは浸液を示している。また、平均屈折率は、９００ｎｍの光に対する平均屈折率を示している。
【０１６４】
本実施例に係る対物レンズ８は、以下の式（Ｈ１）から（Ｈ９）で示されるように、条件式（１）から（９）を満たしている。なお、式（Ｈ１）から（Ｈ９）はそれぞれ条件式（１）から（９）に対応している。
ＮＡ×ｄ０＝４．０５０ｍｍ ・・・（Ｈ１）
ｄ０／ｄ１＝０．７３６ ・・・（Ｈ２）
ｎｄ２−ｎｄ１＝０．４３１ ・・・（Ｈ３）
Ｒ１／Ｒ２＝１．２５１ ・・・（Ｈ４）
Ｒ１／Ｌ＝−０．１３５ ・・・（Ｈ５）
【数１０】
１／β１＝−０．１５５ ・・・（Ｈ７）
｜β２｜＝１．４０１ ・・・（Ｈ８）
ｆ／ｆ２＝−０．０２７ ・・・（Ｈ９）
なお、λ＝９００ｎｍにおいて、波面収差は０．００２λ（つまり、波長λの０．２％）である。
【０１６５】
図１８Ａ、図１８Ｂ及び図１８Ｃは、本実施例に係る対物レンズ８と図３に例示される結像レンズ１１を組み合わせて用いた場合の収差図であり、像側の結像面での収差を示している。なお、図１８Ａ、図１８Ｂ、図１８Ｃの各々は、それぞれ、上述した設定で屈折率１．３２６６６の浸液を介して標本面ＳＰを観察する場合、屈折率１．３７１７２の浸液を介して標本面ＳＰ及び標本の内部（深さ３．８６６２ｍｍ）を観察する場合の収差図である。また、図１８Ａ、図１８Ｂ及び図１８Ｃの各々には、左側から順に、（ａ）球面収差図、（ｂ）正弦条件違反量を示す図、（ｃ）非点収差図、（ｄ）歪曲収差図、（ｅ）コマ収差図が示されている。いずれも収差も良好に補正されていることが示されている。なお、非点収差図中の“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。また、対物レンズ８と結像レンズ１１の間の間隔は、８５．３ｍｍである。
【実施例９】
【０１６６】
図１９は、本実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの断面図である。図１９に例示される対物レンズ９は、液浸顕微鏡対物レンズであって、実施例７に係る対物レンズ７と類似した構成であるが、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３の構成が実施例７に係る対物レンズ７と異なっている。このため、ここでは、実施例７に係る対物レンズ７と異なる第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３の構成についてのみ説明する。
【０１６７】
なお、第２レンズ群Ｇ２の構成は実施例７に係る対物レンズ７と同様であるが、第２レンズ群Ｇ２は実施例７に係る対物レンズ７と異なり負の屈折力を有する。また、第２レンズ群Ｇ２の屈折力は、第１レンズ群Ｇ１の屈折力よりも小さく、また、第３レンズ群Ｇ３の屈折力よりも小さい。
【０１６８】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体からの光束を収斂光束にする正の屈折力を有する接合レンズＣＬ１と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズである単レンズ（レンズＬ３）と、両凸レンズである単レンズ（レンズＬ４）と、正の屈折力を有する３枚接合レンズ（接合レンズＣＬ２）から構成されている。
【０１６９】
接合レンズＣＬ１は、物体側から順に、像側に凸面を向けた平凸レンズ（レンズＬ１）と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ（レンズＬ２）と、から構成されている。また、接合レンズＣＬ２は、物体側から順に、両凸レンズ(レンズＬ５)と両凹レンズ（レンズＬ６）と両凸レンズ（レンズＬ７）とから構成されている。
【０１７０】
第３レンズ群Ｇ３は、全体として負の屈折力をもち、物体側から順に、最も像側の面（面番号ｓ２０）が像側に向けた凹面である負の屈折力を有する前側レンズ群（レンズＬ１１、レンズＬ１２、レンズＬ１３）と、最も物体側の面（面番号ｓ２１）が物体側に向けた凹面である正の屈折力を有する後側レンズ群（レンズＬ１４、レンズＬ１５）とから構成されている。
【０１７１】
前側レンズ群は、物体側から順に、像側に凹面を向けたメニスカスレンズ（レンズＬ１１）と、物体側に凸面を向けた平凸レンズ（レンズＬ１２）と像側に凹面を向けた平凹レンズ（レンズＬ１３）とを接合した接合レンズＣＬ４とからなる。
後側レンズ群は、物体側から順に、凹面を物体側に向けた平凹レンズ（レンズＬ１４）と、両凸レンズ（レンズＬ１５）とからなる。
【０１７２】
対物レンズ９と標本面ＳＰの間は、不図示の浸液で満たされている。また、図１９では、対物レンズ９の焦点位置ＦＰが標本面ＳＰに位置し、対物レンズ９により標本面ＳＰが観察される例が示されている。
以下、本実施例に係る対物レンズ９の各種データについて記載する。
【０１７３】
対物レンズ９の、第２状態の倍率βと、物体側の開口数ＮＡと、焦点距離ｆと、全長Ｌと、作動距離ｄ０と、最も物体側のレンズ成分の肉厚ｄ１は、それぞれ以下のとおりである。
β＝−２４．９６８、 ＮＡ＝０．９、 ｆ＝７．２２３ｍｍ、 Ｌ＝７０．６５２ｍｍ、 ｄ０＝８．０５０ｍｍ、 ｄ１＝５．５００ｍｍ
【０１７４】
また、対物レンズ９の第１レンズ群の焦点距離ｆ１及び倍率β１と、第２レンズ群の焦点距離ｆ２及び倍率β２と、第３レンズ群の焦点距離ｆ３は、それぞれ以下のとおりである。
ｆ１＝１０．５８２ｍｍ、 β１＝−４．９９１、
ｆ２＝−１６７．４７ｍｍ、 β２＝１．３０７、
ｆ３＝−４７．１４ｍｍ
【０１７５】
対物レンズ９のレンズデータは、以下のとおりである。
対物レンズ９
s r d nd vd
1 INF 2.5000 1.45852 67.83
2 -10.8500 3.0000 1.88300 40.76
3 -10.2851 0.1989
4 -197.6772 3.0000 1.59522 67.74
5 -25.9034 0.2000
6 80.8945 3.5000 1.59522 67.74
7 -39.6508 0.2000
8 32.2978 6.2722 1.49700 81.54
9 -21.7424 2.1000 1.61336 44.49
10 20.9814 5.6711 1.49700 81.54
11 -32.0937 da
12 34.9285 2.0000 1.63775 42.41
13 10.4170 8.6264 1.43875 94.93
14 -11.0891 2.0500 1.61340 44.27
15 -69.2014 db
16 8.1874 2.0688 1.43875 94.93
17 10.0000 0.7000
18 10.2355 3.9477 1.49700 81.54
19 INF 2.2000 1.75500 52.32
20 5.6327 7.4170
21 -10.0270 2.2000 1.67300 38.15
22 INF 5.9561
23 374.3870 3.3294 1.67300 38.15
24 -16.7067
【０１７６】
対物レンズ９から焦点位置ＦＰまでの間の媒質の状態と、補正環による球面収差の補正後の可変値ｄａ、ｄｂとの関係は、以下のとおりである。
第１状態 第２状態 第３状態
厚さ(mm) 平均屈折率 厚さ(mm) 平均屈折率 厚さ(mm) 平均屈折率
S 0 1.35103 0 1.37787 7.9058 1.37787
CG 0 1.51446 0 1.51446 0.23 1.51446
IM 8.0500 1.32666 7.83 1.37172 0 1.37172
da 0.4992 − 2.3249 − 3.260 −
db 3.0147 − 1.1890 − 0.4996 −
【０１７７】
ここで、上記データは、左側から順に、屈折率１．３２６６６の浸液を介して標本面ＳＰを観察する場合、屈折率１．３７１７２の浸液を介して標本面ＳＰ、標本の内部（深さ７．９０５８ｍｍ）を観察する場合の関係を例示されている。Ｓは標本を示し、ＣＧはカバーガラスを示し、ＩＭは浸液を示している。また、平均屈折率は、９００ｎｍの光に対する平均屈折率を示している。
【０１７８】
本実施例に係る対物レンズ９は、以下の式（Ｊ１）から（Ｊ９）で示されるように、条件式（１）から（９）を満たしている。なお、式（Ｊ１）から（Ｊ９）はそれぞれ条件式（１）から（９）に対応している。
ＮＡ×ｄ０＝７．２４５ｍｍ ・・・（Ｊ１）
ｄ０／ｄ１＝１．４６４ ・・・（Ｊ２）
ｎｄ２−ｎｄ１＝０．４３１ ・・・（Ｊ３）
Ｒ１／Ｒ２＝１．０５５ ・・・（Ｊ４）
Ｒ１／Ｌ＝−０．１５４ ・・・（Ｊ５）
【数１１】
１／β１＝−０．２００ ・・・（Ｊ７）
｜β２｜＝１．３０７ ・・・（Ｊ８）
ｆ／ｆ２＝−０．０４３ ・・・（Ｊ９）
なお、λ＝９００ｎｍにおいて、波面収差は０．００５λ（つまり、波長λの０．５％）である。
【０１７９】
図２０Ａ、図２０Ｂ及び図２０Ｃは、本実施例に係る対物レンズ９と図３に例示される結像レンズ１１を組み合わせて用いた場合の収差図であり、像側の結像面での収差を示している。なお、図２０Ａ、図２０Ｂ、図２０Ｃの各々は、それぞれ、上述した設定で屈折率１．３２６６６の浸液を介して標本面ＳＰを観察する場合、屈折率１．３７１７２の浸液を介して標本面ＳＰ及び標本の内部（深さ７．９０５８ｍｍ）を観察する場合の収差図である。また、図２０Ａ、図２０Ｂ及び図２０Ｃの各々には、左側から順に、（ａ）球面収差図、（ｂ）正弦条件違反量を示す図、（ｃ）非点収差図、（ｄ）歪曲収差図、（ｅ）コマ収差図が示されている。いずれも収差も良好に補正されていることが示されている。なお、非点収差図中の“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。また、対物レンズ９と結像レンズ１１の間の間隔は、８４．０ｍｍである。
【実施例１０】
【０１８０】
図２１は、本実施例に係る液浸顕微鏡対物レンズの断面図である。図２１に例示される対物レンズ１０は、液浸顕微鏡対物レンズであって、実施例７に係る対物レンズ７と類似した構成であるが、第３レンズ群Ｇ３の構成が実施例７に係る対物レンズ７と異なっている。このため、ここでは、実施例７に係る対物レンズ７と異なる第３レンズ群Ｇ３の構成についてのみ説明する。
【０１８１】
なお、本実施例に係る対物レンズ１０は、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３が第１レンズ群Ｇ１に対して相対的に移動するように構成されている点も、実施例７に係る対物レンズ７と異なっている。即ち、対物レンズ１０の移動群は、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３である。
【０１８２】
第３レンズ群Ｇ３は、全体として負の屈折力をもち、物体側から順に、最も像側の面（面番号ｓ１８）が像側に向けた凹面である負の屈折力を有する前側レンズ群（レンズＬ１１、レンズＬ１２）と、最も物体側の面（面番号ｓ１９）が物体側に向けた凹面である負の屈折力を有する後側レンズ群（レンズＬ１３、レンズＬ１４）とから構成されている。
【０１８３】
前側レンズ群は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた平凸レンズ（レンズＬ１１）と像側に凹面を向けた平凹レンズ（レンズＬ１２）とを接合した接合レンズＣＬ４とからなる。
後側レンズ群は、物体側から順に、凹面を物体側に向けたメニスカスレンズ（レンズＬ１３）と、両凸レンズ（レンズＬ１４）とからなる。
【０１８４】
対物レンズ１０と標本面ＳＰの間は、不図示の浸液で満たされている。また、図２０では、対物レンズ１０の焦点位置ＦＰが標本面ＳＰに位置し、対物レンズ１０により標本面ＳＰが観察される例が示されている。
【０１８５】
以下、本実施例に係る対物レンズ１０の各種データについて記載する。
対物レンズ１０の、第２状態の倍率βと、物体側の開口数ＮＡと、焦点距離ｆと、全長Ｌと、作動距離ｄ０と、最も物体側のレンズ成分の肉厚ｄ１は、それぞれ以下のとおりである。
β＝−２４．９２５、 ＮＡ＝１．０、 ｆ＝７．２２３ｍｍ、 Ｌ＝７４．２６６ｍｍ、 ｄ０＝４．０５０ｍｍ、 ｄ１＝５．５００ｍｍ
【０１８６】
また、対物レンズ１０の第１レンズ群の焦点距離ｆ１及び倍率β１と、第２レンズ群の焦点距離ｆ２及び倍率β２と、第３レンズ群の焦点距離ｆ３は、それぞれ以下のとおりである。
ｆ１＝９．９４０ｍｍ、 β１＝−６．３４９、
ｆ２＝−１２５３．０２１９ｍｍ、 β２＝１．１３５、
ｆ３＝−４５．８８ｍｍ
【０１８７】
対物レンズ１０のレンズデータは、以下のとおりである。
対物レンズ１０
s r d nd vd
1 INF 2.5000 1.45852 67.83
2 -10.3750 3.0000 1.88300 40.76
3 -8.3477 0.5823
4 -19.9155 3.5561 1.59522 67.74
5 -12.7883 0.3252
6 -71.6703 3.5000 1.59522 67.74
7 -21.2213 0.2112
8 26.1543 7.6045 1.49700 81.54
9 -16.5372 2.1000 1.61336 44.49
10 42.2746 5.4845 1.49700 81.54
11 -23.7897 da
12 81.4545 2.0000 1.63775 42.41
13 11.6578 11.0848 1.43875 94.93
14 -10.3619 2.0500 1.61340 44.27
15 -26.5575 0.2000
16 9.3049 8.0416 1.49700 81.54
17 INF 2.2000 1.75500 52.32
18 5.6880 4.8000
19 -7.6918 2.2000 1.67300 38.15
20 -33.475 6.3477
21 1376.165 4.2146 1.67300 38.15
22 -17.2589
【０１８８】
対物レンズ１０から焦点位置ＦＰまでの間の媒質の状態と、補正環による球面収差の補正後の可変値ｄａとの関係は、以下のとおりである。
第１状態 第２状態 第３状態
厚さ(mm) 平均屈折率 厚さ(mm) 平均屈折率 厚さ(mm) 平均屈折率
S 0 1.35103 0 1.37787 3.8558 1.37787
CG 0 1.51446 0 1.51446 0.23 1.51446
IM 4.05 1.32666 3.97667 1.37172 0 1.37172
da 2.26328 − 0.49976 − 3.000 −
【０１８９】
ここで、上記データは、左側から順に、屈折率１．３２６６６の浸液を介して標本面ＳＰを観察する場合、屈折率１．３７１７２の浸液を介して標本面ＳＰ、標本の内部（深さ３．８５５８ｍｍ）を観察する場合の関係を例示されている。Ｓは標本を示し、ＣＧはカバーガラスを示し、ＩＭは浸液を示している。また、平均屈折率は、９００ｎｍの光に対する平均屈折率を示している。
【０１９０】
本実施例に係る対物レンズ１０は、以下の式（Ｋ１）から（Ｋ９）で示されるように、条件式（１）から（９）を満たしている。なお、式（Ｋ１）から（Ｋ９）はそれぞれ条件式（１）から（９）に対応している。
ＮＡ×ｄ０＝４．０５０ｍｍ ・・・（Ｋ１）
ｄ０／ｄ１＝０．７３６ ・・・（Ｋ２）
ｎｄ２−ｎｄ１＝０．４３１ ・・・（Ｋ３）
Ｒ１／Ｒ２＝１．２４３ ・・・（Ｋ４）
Ｒ１／Ｌ＝−０．１４０ ・・・（Ｋ５）
【数１２】
１／β１＝−０．１５７ ・・・（Ｋ７）
｜β２｜＝１．１３５ ・・・（Ｋ８）
ｆ／ｆ２＝−０．００５７ ・・・（Ｋ９）
なお、λ＝９００ｎｍにおいて、波面収差は０．００３λ（つまり、波長λの０．３％）である。
【０１９１】
図２２Ａ、図２２Ｂ及び図２２Ｃは、本実施例に係る対物レンズ１０と図３に例示される結像レンズ１１を組み合わせて用いた場合の収差図であり、像側の結像面での収差を示している。なお、図２２Ａ、図２２Ｂ、図２２Ｃの各々は、それぞれ、上述した設定で屈折率１．３２６６６の浸液を介して標本面ＳＰを観察する場合、屈折率１．３７１７２の浸液を介して標本面ＳＰ及び標本の内部（深さ３．８５５８ｍｍ）を観察する場合の収差図である。また、図２２Ａ、図２２Ｂ及び図２２Ｃの各々には、左側から順に、（ａ）球面収差図、（ｂ）正弦条件違反量を示す図、（ｃ）非点収差図、（ｄ）歪曲収差図、（ｅ）コマ収差図が示されている。いずれも収差も良好に補正されていることが示されている。なお、非点収差図中の“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。また、対物レンズ１０と結像レンズ１１の間の間隔は、８５．６４８ｍｍである。
【０１９２】
なお、使用する浸液の屈折率は、１．４８以下が望ましい。実施例１から実施例１０に例示される対物レンズの最も物体側のレンズ（レンズＬ１）は、いずれも屈折率が１．４５以下である。これにより生体標本の屈折率と浸液の屈折率との屈折率差を小さくして、屈折率差による球面収差の発生を最小限に抑え、生体標本の深部を観察しやすくすることができる。
【０１９３】
実施例１から実施例１０で例示されるように、各実施例に係る対物レンズは、いずれも、倍率３５倍以下、浸液の屈折率が１．４８以下で少なくとも赤外域での収差が補正された液浸顕微鏡対物レンズであり、上述した条件式（１）を満たしている。このため、広い視野で標本を深くまで明るく観察することが可能であり、良好な光学性能が実現されている。特に、励起光として赤外域の光を利用する多光子励起顕微鏡での利用に特に好適である。
【０１９４】
より具体的には、各実施例の収差図で示されるように、いずれも少なくとも８００ｎｍから１０００ｎｍの波長で収差が補正されており、９００ｎｍの波長において波面収差が波長の５％以内に抑えることができる。
【符号の説明】
【０１９５】
ＯＢ、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０・・・対物レンズ
１１・・・結像レンズ
ＡＸ・・・光軸
ＩＭ・・・浸液
ＦＰ・・・焦点位置
Ｓ・・・標本
ＳＰ・・・標本面
ＶＰ・・・観察面
ＦＰ・・・焦点位置
ＣＧ・・・カバーガラス
Ｇ１・・・第１レンズ群
Ｇ２・・・第２レンズ群
Ｇ３・・・第３レンズ群
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７、Ｌ８、Ｌ９、Ｌ１０、Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ１５、ＴＬ１、ＴＬ２、ＴＬ３、ＴＬ３・・・レンズ
ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３、ＣＬ４、ＣＴＬ１、ＣＴＬ２・・・接合レンズ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、
前記物体からの光束を収斂光束にする正の屈折力の第１レンズ群と、
前記第１レンズ群よりも弱い屈折力の第２レンズ群と、
第３レンズ群と、からなり、
ＮＡを前記物体側の開口数とし、ｄ０を作動距離としたとき、以下の条件式
３ｍｍ＜ＮＡ×ｄ０＜８ｍｍ
を満たすことを特徴とする液浸顕微鏡対物レンズ。
【請求項２】
請求項１に記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、
前記液浸顕微鏡対物レンズの倍率が３５倍以下であり、
前記第３レンズ群が負の屈折力を有し、
ｄ１を最も前記物体側のレンズ成分の肉厚としたとき、以下の条件式
０．５＜ｄ０／ｄ１＜３
を満たすことを特徴とする液浸顕微鏡対物レンズ。
【請求項３】
請求項２に記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、
前記最も物体側のレンズ成分が接合レンズであり、
ｎｄ１を前記接合レンズの前記物体側のレンズの屈折率とし、ｎｄ２を前記接合レンズの像側のレンズの屈折率としとき、以下の条件式
０．３＜ｎｄ２−ｎｄ１＜１
を満たすことを特徴とする液浸顕微鏡対物レンズ。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、
前記第１レンズ群が複数の正の単レンズを含む
ことを特徴とする液浸顕微鏡対物レンズ。
【請求項５】
請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、
少なくとも８００ｎｍから１０００ｎｍの波長で収差が補正されており、
９００ｎｍの波長において波面収差が波長の５％以内である
ことを特徴とする液浸顕微鏡対物レンズ。
【請求項６】
請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、
前記接合レンズの接合面の曲率をＲ１とし、前記接合レンズの像側の曲率をＲ２とするとき、以下の条件式
１．０３＜ Ｒ１／Ｒ２ ＜１．４
を満たすことを特徴とする液浸顕微鏡対物レンズ。
【請求項７】
請求項３または請求項４に記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、
前記接合レンズの接合面の曲率をＲ１とし、前記液浸顕微鏡対物レンズの全長をＬとするとき、以下の条件式
−０．１９＜ Ｒ１／Ｌ ＜ −０．１１
を満たすことを特徴とする液浸顕微鏡対物レンズ。
【請求項８】
請求項２から請求項７のいずれか１項に記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、
光軸に沿って移動可能なレンズ群を有し、
Ｗｉを前記液浸顕微鏡対物レンズと当該液浸顕微鏡対物レンズの焦点位置の間にある媒質の各々の光軸方向の幅とし、ｎｉを前記媒質の各々の屈折率とし、Σ（Ｗｉ*ｎｉ）を前記液浸顕微鏡対物レンズと当該液浸顕微鏡対物レンズの焦点位置の間の光路長とし、ｆを前記液浸顕微鏡対物レンズの焦点距離とし、Ｎを前記媒質の数とするとき、以下の条件式
【数１３】
を満たすことを特徴とする液浸顕微鏡対物レンズ。
【請求項９】
請求項２から請求項８のいずれか１項に記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、
β１を前記第１レンズ群の倍率とするとき、以下の条件式
−０．５＜１／β１＜-０．１
を満たすことを特徴とする液浸顕微鏡対物レンズ。
【請求項１０】
請求項８または請求項９に記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、
前記第２レンズ群は、前記第１レンズ群と前記第３レンズ群の間で光軸に沿って移動する移動群である
ことを特徴とする液浸顕微鏡対物レンズ。
【請求項１１】
請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、
β２を前記第２レンズ群の倍率とするとき、以下の条件式
０．２＜｜β２｜＜２
を満たすことを特徴とする液浸顕微鏡対物レンズ。
【請求項１２】
請求項８から請求項１１のいずれか１項に記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、
ｆを前記液浸顕微鏡対物レンズの焦点距離とし、前記ｆ２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
−０．１８＜ｆ／ｆ２＜０．１
を満たすことを特徴とする液浸顕微鏡対物レンズ。
【請求項１３】
請求項８から請求項１２のいずれか１項に記載の液浸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レンズ群が前記第１レンズ群に対して相対的に移動することを特徴とする液浸顕微鏡対物レンズ。
【請求項１】
物体側から順に、
前記物体からの光束を収斂光束にする正の屈折力の第１レンズ群と、
前記第１レンズ群よりも弱い屈折力の第２レンズ群と、
第３レンズ群と、からなり、
ＮＡを前記物体側の開口数とし、ｄ０を作動距離としたとき、以下の条件式
３ｍｍ＜ＮＡ×ｄ０＜８ｍｍ
を満たすことを特徴とする液浸顕微鏡対物レンズ。
【請求項２】
請求項１に記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、
前記液浸顕微鏡対物レンズの倍率が３５倍以下であり、
前記第３レンズ群が負の屈折力を有し、
ｄ１を最も前記物体側のレンズ成分の肉厚としたとき、以下の条件式
０．５＜ｄ０／ｄ１＜３
を満たすことを特徴とする液浸顕微鏡対物レンズ。
【請求項３】
請求項２に記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、
前記最も物体側のレンズ成分が接合レンズであり、
ｎｄ１を前記接合レンズの前記物体側のレンズの屈折率とし、ｎｄ２を前記接合レンズの像側のレンズの屈折率としとき、以下の条件式
０．３＜ｎｄ２−ｎｄ１＜１
を満たすことを特徴とする液浸顕微鏡対物レンズ。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、
前記第１レンズ群が複数の正の単レンズを含む
ことを特徴とする液浸顕微鏡対物レンズ。
【請求項５】
請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、
少なくとも８００ｎｍから１０００ｎｍの波長で収差が補正されており、
９００ｎｍの波長において波面収差が波長の５％以内である
ことを特徴とする液浸顕微鏡対物レンズ。
【請求項６】
請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、
前記接合レンズの接合面の曲率をＲ１とし、前記接合レンズの像側の曲率をＲ２とするとき、以下の条件式
１．０３＜ Ｒ１／Ｒ２ ＜１．４
を満たすことを特徴とする液浸顕微鏡対物レンズ。
【請求項７】
請求項３または請求項４に記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、
前記接合レンズの接合面の曲率をＲ１とし、前記液浸顕微鏡対物レンズの全長をＬとするとき、以下の条件式
−０．１９＜ Ｒ１／Ｌ ＜ −０．１１
を満たすことを特徴とする液浸顕微鏡対物レンズ。
【請求項８】
請求項２から請求項７のいずれか１項に記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、
光軸に沿って移動可能なレンズ群を有し、
Ｗｉを前記液浸顕微鏡対物レンズと当該液浸顕微鏡対物レンズの焦点位置の間にある媒質の各々の光軸方向の幅とし、ｎｉを前記媒質の各々の屈折率とし、Σ（Ｗｉ*ｎｉ）を前記液浸顕微鏡対物レンズと当該液浸顕微鏡対物レンズの焦点位置の間の光路長とし、ｆを前記液浸顕微鏡対物レンズの焦点距離とし、Ｎを前記媒質の数とするとき、以下の条件式
【数１３】
を満たすことを特徴とする液浸顕微鏡対物レンズ。
【請求項９】
請求項２から請求項８のいずれか１項に記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、
β１を前記第１レンズ群の倍率とするとき、以下の条件式
−０．５＜１／β１＜-０．１
を満たすことを特徴とする液浸顕微鏡対物レンズ。
【請求項１０】
請求項８または請求項９に記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、
前記第２レンズ群は、前記第１レンズ群と前記第３レンズ群の間で光軸に沿って移動する移動群である
ことを特徴とする液浸顕微鏡対物レンズ。
【請求項１１】
請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、
β２を前記第２レンズ群の倍率とするとき、以下の条件式
０．２＜｜β２｜＜２
を満たすことを特徴とする液浸顕微鏡対物レンズ。
【請求項１２】
請求項８から請求項１１のいずれか１項に記載の液浸顕微鏡対物レンズにおいて、
ｆを前記液浸顕微鏡対物レンズの焦点距離とし、前記ｆ２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
−０．１８＜ｆ／ｆ２＜０．１
を満たすことを特徴とする液浸顕微鏡対物レンズ。
【請求項１３】
請求項８から請求項１２のいずれか１項に記載の液浸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レンズ群が前記第１レンズ群に対して相対的に移動することを特徴とする液浸顕微鏡対物レンズ。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図５】
【図７】
【図９】
【図１１】
【図１３】
【図１５】
【図１７】
【図１９】
【図２１】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１２Ｃ】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１４Ｃ】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１６Ｃ】
【図１８Ａ】
【図１８Ｂ】
【図１８Ｃ】
【図２０Ａ】
【図２０Ｂ】
【図２０Ｃ】
【図２２Ａ】
【図２２Ｂ】
【図２２Ｃ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図５】
【図７】
【図９】
【図１１】
【図１３】
【図１５】
【図１７】
【図１９】
【図２１】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１２Ｃ】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１４Ｃ】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１６Ｃ】
【図１８Ａ】
【図１８Ｂ】
【図１８Ｃ】
【図２０Ａ】
【図２０Ｂ】
【図２０Ｃ】
【図２２Ａ】
【図２２Ｂ】
【図２２Ｃ】
【公開番号】特開２０１２−１１８５０９（Ｐ２０１２−１１８５０９Ａ）
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１７４６１（Ｐ２０１１−２１７４６１）
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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