顕微鏡用対物レンズ及びそれを備えた顕微鏡装置
【課題】小型、軽量で、安価な、デジタルズームに使用可能な顕微鏡用対物レンズを提供する。
【解決手段】物体側から順に、正パワーの前群と、正パワーの後群とからなり、前群が、物体側から順に、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ成分の第１レンズ群と、少なくとも２つのレンズ成分からなる正パワーの第２レンズ群と、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズ成分の負パワーの第３レンズ群とからなり、後群が、物体側から順に、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ成分の負パワーの第４レンズ群と、正パワーの第５レンズ群とからなり、以下の条件式を満足する。１．７５＜ｎ1、１．７５＜ｎ2、０．５＜ＮＡ＜０．７、１４＜Ｆ＜２２、但し、ｎ1は第１レンズ群内の最も高屈折率のレンズの屈折率、ｎ2は第５レンズ群内の最も高屈折率のレンズの屈折率、ＮＡは開口数、Ｆは全系の焦点距離。
【解決手段】物体側から順に、正パワーの前群と、正パワーの後群とからなり、前群が、物体側から順に、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ成分の第１レンズ群と、少なくとも２つのレンズ成分からなる正パワーの第２レンズ群と、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズ成分の負パワーの第３レンズ群とからなり、後群が、物体側から順に、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ成分の負パワーの第４レンズ群と、正パワーの第５レンズ群とからなり、以下の条件式を満足する。１．７５＜ｎ1、１．７５＜ｎ2、０．５＜ＮＡ＜０．７、１４＜Ｆ＜２２、但し、ｎ1は第１レンズ群内の最も高屈折率のレンズの屈折率、ｎ2は第５レンズ群内の最も高屈折率のレンズの屈折率、ＮＡは開口数、Ｆは全系の焦点距離。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡用対物レンズ及びそれを備えた顕微鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、製造した工業製品の検査や病理専門医による細胞診断のため標本の観察を行う場合、まず、１０倍程度の低倍率の対物レンズを用いて広い範囲を観察して詳細な観察を要する部位を探知し、その後、４０倍程度の高倍率の対物レンズを用いてその部位を拡大して詳細に観察するといった手法がとられている。
【０００３】
そのような手法に用いられる顕微鏡装置の一つとしては、光学顕微鏡がある。しかし、一般に用いられているレボルバに対物レンズを複数装着したタイプの光学顕微鏡では、頻繁に観察倍率を切り替えるような場合には、その切り替え操作が煩雑になるという問題があった。そこで、そのような問題を解決するために、レボルバの不要なズーム機能を有する対物レンズが提案されている（特許文献１参照。）。
【０００４】
また、他の顕微鏡装置としては、バーチャルスライド作製装置がある。このようなバーチャルスライド作製装置用の対物レンズは、１０倍程度の倍率を有する対物レンズに４０倍程度の倍率を有する対物レンズと同程度の開口数を持たせたものである（特許文献２、３参照。）。そのような対物レンズにより形成される像を画素数の高いＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）などの撮像素子で撮影すれば、１０倍〜４０倍の中間倍率の画像もデジタルズームにより容易に観察することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４５７６４０２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１１７７０５号公報
【特許文献３】特開２００８−１８５９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載されているようなズーム機能を有する対物レンズは、全長が６５ｍｍ以上あり、また、ズームカム機構を備えたものであるため、径方向の大きさも大きく、重量も重く、さらには、高価であるという問題があった。
【０００７】
また、病理専門医が行う細胞診断のため標本の観察は未だ光学顕微鏡による肉眼観察が主流であり、バーチャルスライド作製装置は高価であるという問題があった。
【０００８】
さらには、バーチャルスライド作製装置用の対物レンズを通常の光学顕微鏡に組み込んで観察を行おうとしても、バーチャルスライド作製装置用の対物レンズは高価であり、また、そもそも全長が８５ｍｍ以上と長いため通常の光学顕微鏡に組み込むこと自体が非常に困難であるという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、全長が短く、径方向の大きさも小さく、重量も軽く、安価な、デジタルズームに使用可能な顕微鏡用対物レンズを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明の顕微鏡用対物レンズは、物体側から順に、正の屈折力を持つ前群と、正の屈折力を持つ後群と、からなる顕微鏡用対物レンズにおいて、前記前群が、物体側から順に、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されている第１レンズ群と、少なくとも２つのレンズ成分により構成されていて正の屈折力を持つ第２レンズ群と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されていて負の屈折力を持つ第３レンズ群と、からなり、前記後群が、物体側から順に、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されていて負の屈折力を持つ第４レンズ群と、正の屈折力を持つ第５レンズ群と、からなり、以下の条件式を満足することを特徴とする。
１．７５＜ｎ1
１．７５＜ｎ2
０．５＜ＮＡ＜０．７
１４＜Ｆ＜２２
但し、ｎ1は前記第１レンズ群を構成するレンズのうち最も屈折率の高いレンズの屈折率、ｎ2は前記第５レンズ群を構成するレンズのうち最も屈折率の高いレンズの屈折率、ＮＡは開口数、Ｆは全系の焦点距離である。
【００１１】
また、本発明の顕微鏡用対物レンズは、以下の条件式を満足することが好ましい。
Ｄ＜５０
０．２５＜（ｈ2−ｈ1）／Ｆ＜０．４
但し、Ｄは物体面から最も像側のレンズ面までの距離、ｈ2は前記後群の最も像側の面を通過する際のマージナル光線の高さ、ｈ1は前記後群の最も物体側の面を通過する際のマージナル光線の高さである。
【００１２】
また、本発明の顕微鏡用対物レンズは、以下の条件式を満足することが好ましい。
４．５＜Ｄ／Ｆf
但し、Ｄは物体面から最も像側のレンズ面までの距離、Ｆfは前記前群の焦点距離である。
【００１３】
また、本発明の顕微鏡用対物レンズは、以下の条件式を満足することが好ましい。
５０≦Ｄ＜６５
０．１９＜（ｈ2−ｈ1）／Ｆ＜０．３
但し、Ｄは物体面から最も像側のレンズ面までの距離、ｈ2は前記後群の最も像側の面を通過する際のマージナル光線の高さ、ｈ1は前記後群の最も物体側の面を通過する際のマージナル光線の高さである。
【００１４】
また、本発明の顕微鏡用対物レンズは、以下の条件式を満足することが好ましい。
５＜Ｄ／Ｆf
但し、Ｄは物体面から最も像側のレンズ面までの距離、Ｆfは前記前群の焦点距離である。
【００１５】
また、上記の目的を達成するために、本発明の顕微鏡装置は、上記いずれかの顕微鏡用対物レンズと、前記顕微鏡用対物レンズから出射された光が入射する結像レンズと、前記結像レンズにより形成された像を撮影する固体撮像素子と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の顕微鏡装置は、有効撮像領域に対する前記固体撮像素子の画素数が１０００万画素以上であることが好ましい。
【００１７】
また、本発明の顕微鏡装置は、前記結像レンズと前記固体撮像素子との間に配置された光路分割手段を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、全長が短く、径方向の大きさも小さく、重量も軽く、安価な、デジタルズームに使用可能な顕微鏡用対物レンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例１に係る顕微鏡装置の光学系及びカバーガラスの構成並びに光路を示す光軸に沿う断面図である。
【図２】図１に示した顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスの構成並びに光路を示す光軸に沿う断面図である。
【図３】図１に示した顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスを構成するレンズの詳細を示す光軸に沿う断面図である。
【図４】図１に示した顕微鏡装置の結像レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図５】図１に示した顕微鏡装置の結像レンズを構成するレンズの詳細を示す光軸に沿う断面図である。
【図６】図１に示した顕微鏡装置の光学系及びカバーガラスによる収差曲線図であり、（ａ）は球面収差、（ｂ）は像面湾曲収差（非点隔差）、（ｃ）は歪曲収差、（ｄ）は軸外横収差（コマ収差、倍率色収差）を示している。
【図７】実施例２に係る顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスの構成並びに光路を示す光軸に沿う断面図である。
【図８】図７に示した顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスを構成するレンズの詳細を示す光軸に沿う断面図である。
【図９】図７に示した顕微鏡装置の光学系及びカバーガラスによる収差曲線図であり、（ａ）は球面収差、（ｂ）は像面湾曲収差（非点隔差）、（ｃ）は歪曲収差、（ｄ）は軸外横収差（コマ収差、倍率色収差）を示している。
【図１０】実施例３に係る顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスの構成並びに光路を示す光軸に沿う断面図である。
【図１１】図１０に示した顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスを構成するレンズの詳細を示す光軸に沿う断面図である。
【図１２】図１０に示した顕微鏡装置の光学系及びカバーガラスによる収差曲線図であり、（ａ）は球面収差、（ｂ）は像面湾曲収差（非点隔差）、（ｃ）は歪曲収差、（ｄ）は軸外横収差（コマ収差、倍率色収差）を示している。
【図１３】実施例４に係る顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスの構成並びに光路を示す光軸に沿う断面図である。
【図１４】図１３に示した顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスを構成するレンズの詳細を示す光軸に沿う断面図である。
【図１５】図１３に示した顕微鏡装置の光学系及びカバーガラスによる収差曲線図であり、（ａ）は球面収差、（ｂ）は像面湾曲収差（非点隔差）、（ｃ）は歪曲収差、（ｄ）は軸外横収差（コマ収差、倍率色収差）を示している。
【図１６】実施例５に係る顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスの構成並びに光路を示す光軸に沿う断面図である。
【図１７】図１６に示した顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスを構成するレンズの詳細を示す光軸に沿う断面図である。
【図１８】図１６に示した顕微鏡装置の光学系及びカバーガラスによる収差曲線図であり、（ａ）は球面収差、（ｂ）は像面湾曲収差（非点隔差）、（ｃ）は歪曲収差、（ｄ）は軸外横収差（コマ収差、倍率色収差）を示している。
【図１９】実施例６に係る顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスの構成並びに光路を示す光軸に沿う断面図である。
【図２０】図１９に示した顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスを構成するレンズの詳細を示す光軸に沿う断面図である。
【図２１】図１９に示した顕微鏡装置の光学系の収差曲線図であり、（ａ）は球面収差、（ｂ）は像面湾曲収差（非点隔差）、（ｃ）は歪曲収差、（ｄ）は軸外横収差（コマ収差、倍率色収差）を示している。
【図２２】実施例７に係る顕微鏡装置の光学系及びカバーガラスによる構成及び光路を示す光軸に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の顕微鏡用対物レンズ及びそれを用いた顕微鏡装置の実施例の説明に先立ち、本発明の作用効果を説明する。なお、本発明の作用効果を具体的に説明するに際しては、本発明の実施形態についても具体的な例を示して説明することになる。しかし、それらの例示される態様は、後述する実施例の場合と同様に、あくまでも本発明に含まれる態様のうちの一部に過ぎず、実際には、数多くのバリエーションが存在する。したがって、本発明は、それらの例示される態様に限定されるものではない。
【００２１】
本発明の顕微鏡用対物レンズは、物体側から順に、正の屈折力を持つ前群と、正の屈折力を持つ後群と、からなる顕微鏡用対物レンズにおいて、前群が、物体側から順に、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されている第１レンズ群と、少なくとも２つのレンズ成分により構成されていて正の屈折力を持つ第２レンズ群と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されていて負の屈折力を持つ第３レンズ群と、からなり、後群が、物体側から順に、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されていて負の屈折力を持つ第４レンズ群と、正の屈折力を持つ第５レンズ群と、からなり、以下の条件式を満足するように構成する。
１．７５＜ｎ1 （１）
１．７５＜ｎ2 （２）
０．５＜ＮＡ＜０．７ （３）
１４＜Ｆ＜２２ （４）
但し、ｎ1は第１レンズ群を構成するレンズのうち最も屈折率の高いレンズの屈折率、ｎ2は第５レンズ群を構成するレンズのうち最も屈折率の高いレンズの屈折率、ＮＡは開口数、Ｆは全系の焦点距離である。
【００２２】
本発明の顕微鏡用対物レンズは、このような５群からなるレンズ構成とするとともに、条件式（１）、（２）を満足するように構成しているため、従来のバーチャルスライド作製装置用の対物レンズに比べて、対物レンズを構成するレンズ成分を減らすことができ、対物レンズの小型化、軽量化、低コスト化を実現することができる。加えて、条件式（３）、（４）を満足するように構成しているため、諸収差を抑えつつ必要な倍率を確保して、デジタルズームに使用可能な像を得ることができ、ズーム機能を有する対物レンズのようにズームカム機構などを必要としなくなる。なお、レンズ成分とは、１枚の接合レンズ又は１枚の単レンズを意味するものである。
【００２３】
なお、条件式（１）、（２）を満足することにより、その条件式を満足するレンズの曲率半径を大きくしつつ、コマ収差の発生を抑え、形成する像の平坦性を十分に確保することができる。この条件式（１）、（２）の下限値を下回ると、発生するコマ収差を対物レンズ全体で補正したとしても、他の収差が悪化し、さらには、形成する像の平坦性が許容できない程度に低下してしまう。
【００２４】
また、条件式（３）の下限値を下回ると、解像力が不足してしまう。一方、上限値を上回ると、標本上のカバーガラスの厚みが公差の範囲内であっても、大きな球面収差が発生してしまう。
【００２５】
また、条件式（４）の下限値を下回ると、従来の１０倍程度の低倍率を有する光学顕微鏡用の対物レンズほど観察視野を確保することができない。一方、上限値を上回ると、デジタルズームによっても４０倍程度の高倍率の画像にすることが困難になる。
【００２６】
また、本発明の顕微鏡用対物レンズは、以下の条件式を満足するように構成することが好ましい。
Ｄ＜５０ （５−１）
０．２５＜（ｈ2−ｈ1）／Ｆ＜０．４ （６−１）
もしくは、以下の条件式を満足するように構成することが好ましい。
５０≦Ｄ＜６５ （５−２）
０．１９＜（ｈ2−ｈ1）／Ｆ＜０．３ （６−２）
但し、Ｄは物体面から最も像側のレンズ面までの距離、ｈ2は後群の最も像側の面を通過する際のマージナル光線の高さ、ｈ1は後群の最も物体側の面を通過する際のマージナル光線の高さである。
【００２７】
対物レンズの全長が、条件式（５−１）を満足する場合、すなわち、対物レンズの物体面から最も像側のレンズ面までの距離が５０ｍｍ以下である場合には条件式（６−１）を満足するように構成し、条件式（５−２）を満足する場合、すなわち、対物レンズの物体面から最も像側のレンズ面までの距離が５０ｍｍ以上、かつ、６５ｍｍ以下である場合には条件式（６−２）を満足するように構成することにより、ペッツバール和を改善し、有効視野における像の平坦性を向上させることができる。なお、「物体面から最も像側のレンズ面までの距離」である「Ｄ」とは、カバーガラスの厚さ、ワーキングディスタンス（ＷＤ）、対物レンズ全長の総和であり、具体的には、カバーガラスの物体側の面（物体面）から対物レンズの最も像側のレンズ面までの距離である。
【００２８】
なお、条件式（６−１）、（６−１）の下限値を下回ると、後群の最も物体側のレンズ面である凹面の負の屈折力が弱くなり、ペッツバール和が大きくなるため、像面湾曲が大きくなり、像の平坦性を向上させることができない。一方、上限値を上回ると、前群の第２レンズ群を通過する際のマージナル光線の高さが低くなり、ペッツバール和が大きくなるため、像面湾曲が大きくなり、像の平坦性を向上させることができない。
【００２９】
また、本発明の顕微鏡用対物レンズは、条件式（５−１）、（６−１）を満足する場合には、以下の条件式を満足するように構成することが好ましい。
４．５＜Ｄ／Ｆf （７−１）
もしくは、条件式（５−２）、（６−２）を満足する場合には、以下の条件式を満足するように構成することが好ましい。
５＜Ｄ／Ｆf （７−２）
但し、Ｄは物体面から最も像側のレンズ面までの距離、Ｆfは前群の焦点距離である。
【００３０】
条件式（７−１）、（７−２）を満足するように構成すると、０．５以上の開口数を確保することができる。なお、条件式（７−１）、（７−２）の下限値を下回ると、前群の第２レンズ群を通過する際のマージナル光線の高さが低くなるため、球面収差の補正が困難になる。
【００３１】
また、本発明の顕微鏡装置は、上記いずれかの顕微鏡用対物レンズと、顕微鏡用対物レンズから出射された光が入射する結像レンズと、結像レンズにより形成された像を撮影する撮像素子と、を備えるように構成する。
【００３２】
本発明の顕微鏡用対物レンズは、従来のバーチャルスライド作製装置用の対物レンズに比べて、安価で作製できるものであるため、本発明の顕微鏡用対物レンズを用いたバーチャルスライド作製装置は、従来のものよりも低コストで生産することができる。
【００３３】
また、本発明の顕微鏡装置は、有効撮像領域に対する撮像素子の画素数が１０００万画素以上であることように構成することが好ましい。
【００３４】
エアリー円盤の半径が撮像素子の画素ピッチと等しい場合、像と撮像素子の解像力とが均衡しているということができる（鶴田匡夫著、「第３・光の鉛筆」、新技術コミュニケーションズ、１９９３年発行、３１講、ｐ．３８７）。
【００３５】
この場合に、対物レンズの倍率が１０倍、開口数が０．６５であるとすると、波長５５０ｎｍの光により形成される像のエアリー円盤の半径は５μｍとなる。これを画素ピッチとし、対角２２ｍｍ、長辺と短辺の長さの比が４：３となる矩形の有効撮像領域を持つ撮像素子の画素数を算出すると、その画素数は８７２万画素となる。
【００３６】
そのため、有効撮像領域に対する撮像素子の画素数が１０００万画素以上のＣＣＤを用いれば、低倍率（例えば、１０倍）で撮影した像をデジタルズームにより拡大処理（例えば、４倍）を行って得られた像の解像力を、高倍率（例えば、４０倍）の対物レンズで撮影した像の解像力と同程度にすることができる。
【００３７】
なお、一般にＣＣＤなどの固体撮像素子は様々なサイズのものがある。そのため、例えば、２／３インチ、対角は１１ｍｍのものを用いる場合には、対角２２ｍｍのものを用いた場合よりも、０．５倍に像を縮小して投影することになるが、ＣＣＤ側の射出開口数が２倍、エアリー円盤の半径は半分になるため、必要な画素数は変わらない。
【００３８】
また、本発明の顕微鏡装置は、結像レンズと固体撮像素子との間に配置された光路分割手段を備えるように構成することが好ましい。
【００３９】
このように構成すれば、バーチャルスライドなどを作製するための撮像と同時に、肉眼による観察を行うことができる。
【００４０】
以下に、本発明の対物レンズを用いた顕微鏡装置の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００４１】
なお、光学系断面図のｒ1，ｒ2，・・・及びｄ1，ｄ2，・・・において下付き文字として示した数字は、数値データにおける面番号１，２，・・・に対応している。
【００４２】
また、数値データにおいては、ｓは面番号、ｒは各面の曲率半径、ｄは面間隔、ｎｄはｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）における屈折率、νｄはｄ線におけるアッベ数、Ｋは円錐係数、Ａ4，Ａ6，Ａ8，Ａ10は非球面係数をそれぞれ示している。
【００４３】
また、数値データの非球面係数においては、Ｅは１０のべき乗を表している。例えば、「Ｅ−０１」は、１０のマイナス１乗を表している。また、各非球面形状は、数値データに記載した各非球面係数を用いて以下の式で表される。ただし、光軸に沿う方向の座標をＺ、光軸と垂直な方向の座標をＹとする。
Ｚ＝（Ｙ2／ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）・（Ｙ／ｒ）2｝1/2］
＋Ａ4Ｙ4＋Ａ6Ｙ6＋Ａ8Ｙ8＋Ａ10Ｙ10＋・・・
【実施例１】
【００４４】
図１〜図６を用いて、本実施例に係る顕微鏡装置について詳細に説明する。
【００４５】
なお、図１は、本実施例に係る顕微鏡装置の光学系及びカバーガラスの構成並びに光路を示す光軸に沿う断面図である。図２は、図１に示した顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスの構成並びに光路を示す光軸に沿う断面図である。図３は、図１に示した顕微鏡装置の対物レンズを構成するレンズの詳細を示す光軸に沿う断面図である。図４は、図１に示した顕微鏡装置の結像レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。図５は、図１に示した顕微鏡装置の結像レンズを構成するレンズの詳細を示す光軸に沿う断面図である。図６は、図１に示した顕微鏡装置の光学系及びカバーガラスによる収差曲線図であり、（ａ）は球面収差、（ｂ）は像面湾曲収差（非点隔差）、（ｃ）は歪曲収差、（ｄ）は軸外横収差（コマ収差、倍率色収差）を示している。
【００４６】
本実施例の顕微鏡装置は、図１に示すように、対物レンズと、その対物レンズＯＬから出射された光が入射する結像レンズＩＬと、結像レンズにより形成された像を撮影する撮像面ＩＭを有する撮像素子と、を備えている。なお、対物レンズＯＬの物体側には、カバーガラスＣＧが配置される。
【００４７】
対物レンズＯＬは、図２及び図３に示すように、光軸Ｌｃ上に、物体側から順に、前群ＦＧと、後群ＲＧとからなる。
【００４８】
前群ＦＧは、全体として正の屈折力を持ち、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ1と、第２レンズ群Ｇ2と、第３レンズ群Ｇ3とからなる。
【００４９】
後群ＲＧは、全体として正の屈折力を持ち、物体側から順に、第４レンズ群Ｇ4と、第５レンズ群Ｇ5とからなる。
【００５０】
第１レンズ群Ｇ1は、物体側から順に、負の屈折力を持つ両凹レンズであるレンズＬ11と、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ12とにより構成されている。なお、レンズＬ11とレンズＬ12とは接合されている。すなわち、第１レンズ群Ｇ1は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されている。
【００５１】
第２レンズ群Ｇ2は、全体として正の屈折力を有し、物体側から順に、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ21と、負の屈折力を持つ両凹レンズであるレンズＬ22と、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ23と、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ24とにより構成されている。なお、レンズＬ22とレンズＬ23とは接合されている。すなわち、第２レンズ群Ｇ2は、３つのレンズ成分により構成されている。
【００５２】
第３レンズ群Ｇ3は、全体として負の屈折力を有し、物体側から順に、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ31と、負の屈折力を持つ両凹レンズであるレンズＬ32とにより構成されている。なお、レンズＬ31とレンズＬ32とは接合されている。すなわち、第３レンズ群Ｇ3は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されている。
【００５３】
第４レンズ群Ｇ4は、全体として負の屈折力を有し、物体側から順に、物体側に凹面を向けていて負の屈折力を持つメニスカスレンズであるレンズＬ41と、物体側に凹面を向けていて正の屈折力を持つメニスカスレンズであるレンズＬ42とにより構成されている。なお、レンズＬ41とレンズＬ42とは接合されている。すなわち、第４レンズ群Ｇ4は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されている。
【００５４】
第５レンズ群Ｇ5は、全体として正の屈折力を有し、物体側に凹面を向けていて正の屈折力を持つメニスカスレンズであるレンズＬ51により構成されている。
【００５５】
結像レンズＩＬは、図５及び図６に示すように、光軸Ｌｃ上に、物体側から順に、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬi1と、物体側に凹面を向けていて負の屈折力を持つメニスカスレンズであるレンズＬi2と、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬi3と、負の屈折力を持つ両凹レンズであるレンズＬi4とからなる。なお、レンズＬi1とレンズＬi2とは接合されており、レンズＬi3とレンズＬi4とは接合されている。
【００５６】
なお、図６に示す収差図は、図１に示すように、対物レンズＩＬの像側３０ｍｍの位置に、結像レンズＯＬを配置した場合に得られる像に係る収差図である。像高は１１ｍｍである。
【００５７】
次に、本実施例の顕微鏡装置のカバーガラスＣＧ及び対物レンズＯＬに係る数値データを示す。
【００５８】
数値データ１（カバーガラス及び対物レンズ）
単位 ｍｍ
面データ
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
ｓ r ｄ ｎｄ νｄ
1 ∞ 0.17 1.521 56
2 ∞ 1.5
3 -5.71 2 1.7174 29.5
4 9.91 4 1.883 40.8
5 -9.37 0.1
6 21.93 4 1.9229 18.9
7 -14.92 1.5
8 -8.77 1.87 1.738 32.3
9 11.3 5.5 1.4388 94.9
10 -15.08 0.1
11 35.14 5 1.5691 71.3
12 -12.95 0.1
13 49.93 5.5 1.4388 94.9
14 -11.37 1.87 1.9229 18.9
15 28.58 4.7
16 -8.8 2 1.6727 32.1
17 -35.99 4.5 1.883 40.8
18 -14.82 0.1
19 -428.81 4 1.9229 18.9
20 -35.65
【００５９】
各種データ
対物レンズ全長（ｍｍ） ： 46.84
カバーガラス厚（ｍｍ） ： 0.17
ワーキングディスタンス（ＷＤ）： 1.5
開口数ＮＡ ： 0.65
焦点距離Ｆ（ｍｍ） ： 18
前群の焦点距離Ｆf（ｍｍ） ： 9.48
【００６０】
条件式に係るデータ
第１レンズ群Ｇ1内で最も屈折率の高いレンズの屈折率ｎ1 ： 1.883
第５レンズ群Ｇ5内で最も屈折率の高いレンズの屈折率ｎ2 ： 1.9229
後群ＲＧの最も物体側の面を通過する際のマージナル光線の高さｈ1 ： 6.77
後群ＲＧの最も像側の面を通過する際のマージナル光線の高さｈ2 ： 11.7
【００６１】
条件式
（１） １．７５＜ｎ1 ： 1.883
（２） １．７５＜ｎ2 ： 1.9229
（３） ０．５＜ＮＡ＜０．７ ： 0.65
（４） １４＜Ｆ＜２２ ： 18
（５−１） Ｄ＜５０ ： 48.51
（５−２） ５０≦Ｄ＜６５ ： −
（６−１） ０．２５＜（ｈ2−ｈ1）／Ｆ＜０．４ ： 0.27
（６−２） ０．１９＜（ｈ2−ｈ1）／Ｆ＜０．３ ： −
（７−１） ４．５＜Ｄ／Ｆf ： 5.12
（７−２） ５＜Ｄ／Ｆf ： −
【００６２】
次に、本実施例の顕微鏡装置の結像レンズに係る数値データを示す。
【００６３】
数値データ（結像レンズ）
単位 ｍｍ
面データ
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
ｓ r ｄ ｎｄ νｄ
1 58.63 8.9 1.497 81.5
2 -66.81 3.9 1.7205 34.7
3 -877.68 6.04
4 43.62 8.9 1.7234 38
5 -115.79 3.9 1.6134 44.3
6 28
【実施例２】
【００６４】
図７〜図９を用いて、本実施例に係る顕微鏡装置について詳細に説明する。なお、本実施例の顕微鏡装置の構成は、対物レンズを除き、実施例１の顕微鏡装置とほぼ同じ構成であるため、対物レンズ以外の構成についての詳細な説明は省略する。
【００６５】
なお、図７は、本実施例に係る顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスの構成並びに光路を示す光軸に沿う断面図である。図８は、図７に示した顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスを構成するレンズの詳細を示す光軸に沿う断面図である。図９は、図７に示した顕微鏡装置の光学系及びカバーガラスによる収差曲線図であり、（ａ）は球面収差、（ｂ）は像面湾曲収差（非点隔差）、（ｃ）は歪曲収差、（ｄ）は軸外横収差（コマ収差、倍率色収差）を示している。
【００６６】
対物レンズＯＬは、図７及び図８に示すように、光軸Ｌｃ上に、物体側から順に、前群ＦＧと、後群ＲＧとからなる。
【００６７】
前群ＦＧは、全体として正の屈折力を持ち、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ1と、第２レンズ群Ｇ2と、第３レンズ群Ｇ3とからなる。
【００６８】
後群ＲＧは、全体として正の屈折力を持ち、物体側から順に、第４レンズ群Ｇ4と、第５レンズ群Ｇ5とからなる。
【００６９】
第１レンズ群Ｇ1は、物体側から順に、負の屈折力を持つ両凹レンズであるレンズＬ11と、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ12とにより構成されている。なお、レンズＬ11とレンズＬ12とは接合されている。すなわち、第１レンズ群Ｇ1は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されている。
【００７０】
第２レンズ群Ｇ2は、全体として正の屈折力を有し、物体側から順に、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ21と、物体側に凹面を向けていて負の屈折力を持つメニスカスレンズであるレンズＬ22と、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ23とにより構成されている。なお、レンズＬ21とレンズＬ22とは接合されている。すなわち、第２レンズ群Ｇ2は、２つのレンズ成分により構成されている。
【００７１】
第３レンズ群Ｇ3は、全体として負の屈折力を有し、物体側から順に、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ31と、負の屈折力を持つ両凹レンズであるレンズＬ32とにより構成されている。なお、レンズＬ31とレンズＬ32とは接合されている。すなわち、第３レンズ群Ｇ3は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されている。
【００７２】
第４レンズ群Ｇ4は、全体として負の屈折力を有し、物体側から順に、負の屈折力を持つ両凹レンズであるレンズＬ41と、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ42とにより構成されている。なお、レンズＬ41とレンズＬ42とは接合されている。すなわち、第４レンズ群Ｇ4は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されている。
【００７３】
第５レンズ群Ｇ5は、全体として正の屈折力を有し、像側に凸面向けていて正の屈折力を持つ平凸レンズであるＬ51により構成されている。
【００７４】
次に、本実施例の顕微鏡装置のカバーガラスＣＧ及び対物レンズＯＬに係る数値データを示す。
【００７５】
数値データ２（カバーガラス及び対物レンズ）
単位 ｍｍ
面データ
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
ｓ r ｄ ｎｄ νｄ
1 ∞ 0.17 1.521 56
2 ∞ 1.5
3 -8.6 2.5 1.883 40.8
4 23.24 4 1.9229 18.9
5 -11.35 0.1
6 25.99 6 1.4388 94.9
7 -7.35 3 1.738 32.3
8 -11.58 0.1
9 36.26 4.5 1.4388 94.9
10 -19.16 0.1
11 10.66 7 1.4388 94.9
12 -19.3 1.87 1.8052 25.4
13 9.64 5.56
14 -6.92 2 1.7618 26.5
15 69.89 6 1.6779 55.3
16 -13.35 0.1
17 ∞ 4.5 1.8467 23.8
18 -25.17
【００７６】
各種データ
対物レンズ全長（ｍｍ） ： 47.33
カバーガラス厚（ｍｍ） ： 0.17
ワーキングディスタンス（ＷＤ）： 1.5
開口数ＮＡ ： 0.65
焦点距離Ｆ（ｍｍ） ： 18
前群の焦点距離Ｆf（ｍｍ） ： 8.345
【００７７】
条件式に係るデータ
第１レンズ群Ｇ1内で最も屈折率の高いレンズの屈折率ｎ1 ： 1.9229
第５レンズ群Ｇ5内で最も屈折率の高いレンズの屈折率ｎ2 ： 1.8467
後群ＲＧの最も物体側の面を通過する際のマージナル光線の高さｈ1 ： 5.46
後群ＲＧの最も像側の面を通過する際のマージナル光線の高さｈ2 ： 11.7
【００７８】
条件式
（１） １．７５＜ｎ1 ： 1.9229
（２） １．７５＜ｎ2 ： 1.8467
（３） ０．５＜ＮＡ＜０．７ ： 0.65
（４） １４＜Ｆ＜２２ ： 18
（５−１） Ｄ＜５０ ： 49.0
（５−２） ５０≦Ｄ＜６５ ： −
（６−１） ０．２５＜（ｈ2−ｈ1）／Ｆ＜０．４ ： 0.35
（６−２） ０．１９＜（ｈ2−ｈ1）／Ｆ＜０．３ ： −
（７−１） ４．５＜Ｄ／Ｆf ： 5.87
（７−２） ５＜Ｄ／Ｆf ： −
【実施例３】
【００７９】
図１０〜図１２を用いて、本実施例に係る顕微鏡装置について詳細に説明する。なお、本実施例の顕微鏡装置の構成は、対物レンズを除き、実施例１の顕微鏡装置とほぼ同じ構成であるため、対物レンズ以外の構成についての詳細な説明は省略する。
【００８０】
なお、図１０は、実施例３に係る顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスの構成並びに光路を示す光軸に沿う断面図である。図１１は、図１０に示した顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスを構成するレンズの詳細を示す光軸に沿う断面図である。図１２は、図１０に示した顕微鏡装置の光学系及びカバーガラスによる収差曲線図であり、（ａ）は球面収差、（ｂ）は像面湾曲収差（非点隔差）、（ｃ）は歪曲収差、（ｄ）は軸外横収差（コマ収差、倍率色収差）を示している。
【００８１】
対物レンズＯＬは、図１０及び図１１に示すように、光軸Ｌｃ上に、物体側から順に、前群ＦＧと、後群ＲＧとからなる。
【００８２】
前群ＦＧは、全体として正の屈折力を持ち、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ1と、第２レンズ群Ｇ2と、第３レンズ群Ｇ3とからなる。
【００８３】
後群ＲＧは、全体として正の屈折力を持ち、物体側から順に、第４レンズ群Ｇ4と、第５レンズ群Ｇ5とからなる。
【００８４】
第１レンズ群Ｇ1は、物体側から順に、物体側に凹面を向けていて負の屈折力を持つメニスカスレンズであるレンズＬ11と、物体側に凹面を向けていて正の屈折力を持つメニスカスレンズであるレンズＬ12とにより構成されている。なお、レンズＬ11とレンズＬ12とは接合されている。すなわち、第１レンズ群Ｇ1は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されている。
【００８５】
第２レンズ群Ｇ2は、全体として正の屈折力を有し、物体側から順に、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ21と、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ22とにより構成されている。すなわち、第２レンズ群Ｇ2は、２つのレンズ成分により構成されている。
【００８６】
第３レンズ群Ｇ3は、全体として負の屈折力を有し、物体側から順に、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ31と、負の屈折力を持つ両凹レンズであるレンズＬ32とにより構成されている。なお、レンズＬ31とレンズＬ32とは接合されている。すなわち、第３レンズ群Ｇ3は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されている。
【００８７】
第４レンズ群Ｇ4は、全体として負の屈折力を有し、物体側から順に、負の屈折力を持つ両凹レンズであるレンズＬ41と、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ42とにより構成されている。なお、レンズＬ41とレンズＬ42とは接合されている。すなわち、第４レンズ群Ｇ4は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されている。
【００８８】
第５レンズ群Ｇ5は、全体として正の屈折力を有し、物体側から順に、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ51と、像側に凸面向けていて正の屈折力を持つ平凸レンズであるＬ52により構成されている。
【００８９】
次に、本実施例の顕微鏡装置のカバーガラスＣＧ及び対物レンズＯＬに係る数値データを示す。
【００９０】
数値データ３（カバーガラス及び対物レンズ）
単位 ｍｍ
面データ
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
ｓ r ｄ ｎｄ νｄ
1 ∞ 0.17 1.521 56
2 ∞ 1.87
3 -7.25 2.5 1.4875 70.2
4 -37.81 4 1.8503 32.3
5 -11.95 0.18
6 933.98 4.5 1.4388 94.9
7 -11.47 0.5
8 18.3 4.5 1.4388 94.9
9 -24.07 0.1
10 10.83 6 1.4388 94.9
11 -19.32 3 1.738 32.3
12 8.64 4.5
13 -6.68 2 1.738 32.3
14 81.65 6 1.5952 67.7
15 -11.87 0.1
16 532.76 4 1.5952 67.7
17 -65.02 0.21
18 ∞ 4.2 1.8503 32.3
19 -39.15
【００９１】
各種データ
対物レンズ全長（ｍｍ） ： 46.29
カバーガラス厚（ｍｍ） ： 0.17
ワーキングディスタンス（ＷＤ）： 1.87
開口数ＮＡ ： 0.65
焦点距離Ｆ（ｍｍ） ： 18
前群の焦点距離Ｆf（ｍｍ） ： 7.53
【００９２】
条件式に係るデータ
第１レンズ群Ｇ1内で最も屈折率の高いレンズの屈折率ｎ1 ： 1.8503
第５レンズ群Ｇ5内で最も屈折率の高いレンズの屈折率ｎ2 ： 1.8503
後群ＲＧの最も物体側の面を通過する際のマージナル光線の高さｈ1 ： 5.02
後群ＲＧの最も像側の面を通過する際のマージナル光線の高さｈ2 ： 11.7
【００９３】
条件式
（１） １．７５＜ｎ1 ： 1.8503
（２） １．７５＜ｎ2 ： 1.8503
（３） ０．５＜ＮＡ＜０．７ ： 0.65
（４） １４＜Ｆ＜２２ ： 18
（５−１） Ｄ＜５０ ： 48.33
（５−２） ５０≦Ｄ＜６５ ： −
（６−１） ０．２５＜（ｈ2−ｈ1）／Ｆ＜０．４ ： 0.37
（６−２） ０．１９＜（ｈ2−ｈ1）／Ｆ＜０．３ ： −
（７−１） ４．５＜Ｄ／Ｆf ： 6.42
（７−２） ５＜Ｄ／Ｆf ： −
【実施例４】
【００９４】
図１３〜図１５を用いて、本実施例に係る顕微鏡装置について詳細に説明する。なお、本実施例の顕微鏡装置の構成は、対物レンズを除き、実施例１の顕微鏡装置とほぼ同じ構成であるため、対物レンズ以外の構成についての詳細な説明は省略する。
【００９５】
なお、図１３は、実施例４に係る顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスの構成並びに光路を示す光軸に沿う断面図である。図１４は、図１３に示した顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスを構成するレンズの詳細を示す光軸に沿う断面図である。図１５は、図１３に示した顕微鏡装置の光学系及びカバーガラスによる収差曲線図であり、（ａ）は球面収差、（ｂ）は像面湾曲収差（非点隔差）、（ｃ）は歪曲収差、（ｄ）は軸外横収差（コマ収差、倍率色収差）を示している。
【００９６】
対物レンズＯＬは、図１３及び図１４に示すように、光軸Ｌｃ上に、物体側から順に、前群ＦＧと、後群ＲＧとからなる。
【００９７】
前群ＦＧは、全体として正の屈折力を持ち、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ1と、第２レンズ群Ｇ2と、第３レンズ群Ｇ3とからなる。
【００９８】
後群ＲＧは、全体として正の屈折力を持ち、物体側から順に、第４レンズ群Ｇ4と、第５レンズ群Ｇ5とからなる。
【００９９】
第１レンズ群Ｇ1は、物体側から順に、負の屈折力を持つ両凹レンズであるレンズＬ11と、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ12とにより構成されている。なお、レンズＬ11とレンズＬ12とは接合されている。すなわち、第１レンズ群Ｇ1は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されている。
【０１００】
第２レンズ群Ｇ2は、全体として正の屈折力を有し、物体側から順に、物体側の面が非球面であって物体側に凸面を向けていて負の屈折力をもつメニスカスレンズであるレンズＬ21と、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ22と、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ23とにより構成されている。なお、レンズＬ21とレンズＬ22とは接合されている。すなわち、第２レンズ群Ｇ2は、２つのレンズ成分により構成されている。
【０１０１】
第３レンズ群Ｇ3は、全体として負の屈折力を有し、物体側から順に、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ31と、負の屈折力を持つ両凹レンズであるレンズＬ32とにより構成されている。なお、レンズＬ31とレンズＬ32とは接合されている。すなわち、第３レンズ群Ｇ3は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されている。
【０１０２】
第４レンズ群Ｇ4は、全体として正の屈折力を有し、物体側から順に、負の屈折力を持つ両凹レンズであるレンズＬ41と、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ42とにより構成されている。なお、レンズＬ41とレンズＬ42とは接合されている。すなわち、第４レンズ群Ｇ4は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されている。
【０１０３】
第５レンズ群Ｇ5は、全体として正の屈折力を有し、像側の面が非球面であって正の屈折力を持つ両凸であるレンズＬ51により構成されている。
【０１０４】
次に、本実施例の顕微鏡装置のカバーガラスＣＧ及び対物レンズＯＬに係る数値データを示す。
【０１０５】
数値データ４（カバーガラス及び対物レンズ）
単位 ｍｍ
面データ
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
ｓ r ｄ ｎｄ νｄ
1 ∞ 0.17 1.521 56
2 ∞ 1.59
3 -7.28 2.5 1.883 40.8
4 89.09 4 1.9229 18.9
5 -12.97 0.18
6* 20.22 2.5 1.6134 44.5
7 14.13 6 1.4388 94.9
8 -12.6 0.1
9 16.93 4.5 1.4388 94.9
10 -21.09 0.1
11 15.73 6 1.4388 94.9
12 -44.01 1.87 1.8467 23.8
13 12.48 5.28
14 -7.28 2 1.738 32.3
15 23.91 6.5 1.5952 67.7
16 -20.52 0.1
17 182.24 5 1.8503 32.3
18* -21.13
なお、面番号に「*」を付した面は非球面である。
【０１０６】
非球面データ
第６面
Ｋ ＝ -1.0223E+01
Ａ4 ＝ -3.8839E-06
Ａ6 ＝ -9.0298E-08
第１８面
Ｋ ＝ -4.0189E-01
Ａ4 ＝ 4.5272E-06
Ａ6 ＝ 1.0812E-08
【０１０７】
各種データ
対物レンズ全長（ｍｍ） ： 46.63
カバーガラス厚（ｍｍ） ： 0.17
ワーキングディスタンス（ＷＤ）： 1.59
開口数ＮＡ ： 0.65
焦点距離Ｆ（ｍｍ） ： 18
前群の焦点距離Ｆf（ｍｍ） ： 8.91
【０１０８】
条件式に係るデータ
第１レンズ群Ｇ1内で最も屈折率の高いレンズの屈折率ｎ1 ： 1.9229
第５レンズ群Ｇ5内で最も屈折率の高いレンズの屈折率ｎ2 ： 1.8503
後群ＲＧの最も物体側の面を通過する際のマージナル光線の高さｈ1 ： 5.46
後群ＲＧの最も像側の面を通過する際のマージナル光線の高さｈ2 ： 11.7
【０１０９】
条件式
（１） １．７５＜ｎ1 ： 1.9229
（２） １．７５＜ｎ2 ： 1.8503
（３） ０．５＜ＮＡ＜０．７ ： 0.65
（４） １４＜Ｆ＜２２ ： 18
（５−１） Ｄ＜５０ ： 48.39
（５−２） ５０≦Ｄ＜６５ ： −
（６−１） ０．２５＜（ｈ2−ｈ1）／Ｆ＜０．４ ： 0.35
（６−２） ０．１９＜（ｈ2−ｈ1）／Ｆ＜０．３ ： −
（７−１） ４．５＜Ｄ／Ｆf ： 5.43
（７−２） ５＜Ｄ／Ｆf ： −
【実施例５】
【０１１０】
図１６〜図１８を用いて、本実施例に係る顕微鏡装置について詳細に説明する。なお、本実施例の顕微鏡装置の構成は、対物レンズを除き、実施例１の顕微鏡装置とほぼ同じ構成であるため、対物レンズ以外の構成についての詳細な説明は省略する。
【０１１１】
なお、図１６は、実施例５に係る顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスの構成並びに光路を示す光軸に沿う断面図である。図１７は、図１６に示した顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスを構成するレンズの詳細を示す光軸に沿う断面図である。図１８は、図１６に示した顕微鏡装置の光学系及びカバーガラスによる収差曲線図であり、（ａ）は球面収差、（ｂ）は像面湾曲収差（非点隔差）、（ｃ）は歪曲収差、（ｄ）は軸外横収差（コマ収差、倍率色収差）を示している。
【０１１２】
対物レンズＯＬは、図１６及び図１７に示すように、光軸Ｌｃ上に、物体側から順に、前群ＦＧと、後群ＲＧとからなる。
【０１１３】
前群ＦＧは、全体として正の屈折力を持ち、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ1と、第２レンズ群Ｇ2と、第３レンズ群Ｇ3とからなる。
【０１１４】
後群ＲＧは、全体として正の屈折力を持ち、物体側から順に、第４レンズ群Ｇ4と、第５レンズ群Ｇ5とからなる。
【０１１５】
第１レンズ群Ｇ1は、物体側から順に、負の屈折力を持つ両凹レンズであるレンズＬ11と、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ12とにより構成されている。なお、レンズＬ11とレンズＬ12とは接合されている。すなわち、第１レンズ群Ｇ1は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されている。
【０１１６】
第２レンズ群Ｇ2は、全体として正の屈折力を有し、物体側から順に、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ21と、負の屈折力を持つ両凹レンズであるレンズＬ22と、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ23と、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ24とにより構成されている。なお、レンズＬ22とレンズＬ23とは接合されている。すなわち、第２レンズ群Ｇ2は、３つのレンズ成分により構成されている。
【０１１７】
第３レンズ群Ｇ3は、全体として負の屈折力を有し、物体側から順に、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ31と、負の屈折力を持つ両凹レンズであるレンズＬ32とにより構成されている。なお、レンズＬ31とレンズＬ32とは接合されている。すなわち、第３レンズ群Ｇ3は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されている。
【０１１８】
第４レンズ群Ｇ4は、全体として負の屈折力を有し、物体側から順に、物体側に凹面を向けていて負の屈折力を持つメニスカスレンズであるレンズＬ41と、物体側に凹面を向けていて正の屈折力を持つメニスカスレンズであるレンズＬ42とにより構成されている。なお、レンズＬ41とレンズＬ42とは接合されている。すなわち、第４レンズ群Ｇ4は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されている。
【０１１９】
第５レンズ群Ｇ5は、全体として正の屈折力を有し、像側に凸面を向けていて正の屈折力を持つ平凸レンズであるレンズＬ51により構成されている。
【０１２０】
次に、本実施例の顕微鏡装置のカバーガラスＣＧ及び対物レンズＯＬに係る数値データを示す。
【０１２１】
数値データ５（カバーガラス及び対物レンズ）
単位 ｍｍ
面データ
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
ｓ r ｄ ｎｄ νｄ
1 ∞ 0.17 1.521 56
2 ∞ 1.5
3 -7.32 3 1.7174 29.5
4 20.18 5 1.883 40.8
5 -11.81 0.38
6 44.88 5.33 1.9229 18.9
7 -22.13 4.73
8 -11.81 1.87 1.738 32.3
9 35 7 1.497 81.5
10 -14.09 0.13
11 19.76 6 1.497 81.5
12 -33.54 0.37
13 25.31 8 1.4388 94.9
14 -15.22 1.87 1.9229 18.9
15 19.38 6.45
16 -10.78 2 1.4388 94.9
17 -50 5 1.755 52.3
18 -22.35 0.27
19 ∞ 4 1.9229 18.9
20 -40.26
【０１２２】
各種データ
対物レンズ全長（ｍｍ） ： 61.40
カバーガラス厚（ｍｍ） ： 0.17
ワーキングディスタンス（ＷＤ）： 1.5
開口数ＮＡ ： 0.65
焦点距離Ｆ（ｍｍ） ： 18
前群の焦点距離Ｆf（ｍｍ） ： 9.27
【０１２３】
条件式に係るデータ
第１レンズ群Ｇ1内で最も屈折率の高いレンズの屈折率ｎ1 ： 1.883
第５レンズ群Ｇ5内で最も屈折率の高いレンズの屈折率ｎ2 ： 1.9229
後群ＲＧの最も物体側の面を通過する際のマージナル光線の高さｈ1 ： 7.44
後群ＲＧの最も像側の面を通過する際のマージナル光線の高さｈ2 ： 11.7
【０１２４】
条件式
（１） １．７５＜ｎ1 ： 1.883
（２） １．７５＜ｎ2 ： 1.9229
（３） ０．５＜ＮＡ＜０．７ ： 0.65
（４） １４＜Ｆ＜２２ ： 18
（５−１） Ｄ＜５０ ： −
（５−２） ５０≦Ｄ＜６５ ： 63.07
（６−１） ０．２５＜（ｈ2−ｈ1）／Ｆ＜０．４ ： −
（６−２） ０．１９＜（ｈ2−ｈ1）／Ｆ＜０．３ ： 0.24
（７−１） ４．５＜Ｄ／Ｆf ： −
（７−２） ５＜Ｄ／Ｆf ： 6.80
【実施例６】
【０１２５】
図１９〜図２１を用いて、本実施例に係る顕微鏡装置について詳細に説明する。なお、本実施例の顕微鏡装置の構成は、対物レンズを除き、実施例１の顕微鏡装置とほぼ同じ構成であるため、対物レンズ以外の構成についての詳細な説明は省略する。
【０１２６】
なお、図１９は、実施例６に係る顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスの構成並びに光路を示す光軸に沿う断面図である。図２０は、図１９に示した顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスを構成するレンズの詳細を示す光軸に沿う断面図である。図２１は、図１９に示した顕微鏡装置の光学系の収差曲線図であり、（ａ）は球面収差、（ｂ）は像面湾曲収差（非点隔差）、（ｃ）は歪曲収差、（ｄ）は軸外横収差（コマ収差、倍率色収差）を示している。
【０１２７】
対物レンズＯＬは、図１９及び図２０に示すように、光軸Ｌｃ上に、物体側から順に、前群ＦＧと、後群ＲＧとからなる。
【０１２８】
前群ＦＧは、全体として正の屈折力を持ち、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ1と、第２レンズ群Ｇ2と、第３レンズ群Ｇ3とからなる。
【０１２９】
後群ＲＧは、全体として正の屈折力を持ち、物体側から順に、第４レンズ群Ｇ4と、第５レンズ群Ｇ5とからなる。
【０１３０】
第１レンズ群Ｇ1は、物体側から順に、負の屈折力を持つ両凹レンズであるレンズＬ11と、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ12とにより構成されている。なお、レンズＬ11とレンズＬ12とは接合されている。すなわち、第１レンズ群Ｇ1は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されている。
【０１３１】
第２レンズ群Ｇ2は、全体として正の屈折力を有し、物体側から順に、物体側に凹面を向けていて負の屈折力を持つメニスカスレンズであるレンズＬ21と、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ22と、物体側に凹面を向けていて負の屈折力を持つメニスカスレンズであるレンズＬ23と、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ24とにより構成されている。なお、レンズＬ22とレンズＬ23とは接合されている。すなわち、第２レンズ群Ｇ2は、３つのレンズ成分により構成されている。
【０１３２】
第３レンズ群Ｇ3は、全体として負の屈折力を有し、物体側から順に、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ31と、負の屈折力を持つ両凹レンズであるレンズＬ32とにより構成されている。なお、レンズＬ31とレンズＬ32とは接合されている。すなわち、第３レンズ群Ｇ3は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されている。
【０１３３】
第４レンズ群Ｇ4は、全体として正の屈折力を有し、物体側から順に、物体側に凹面を向けていて負の屈折力を持つメニスカスレンズであるレンズＬ41と、物体側に凹面を向けていて正の屈折力を持つメニスカスレンズであるレンズＬ42とにより構成されている。なお、レンズＬ41とレンズＬ42とは接合されている。すなわち、第４レンズ群Ｇ4は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されている。
【０１３４】
第５レンズ群Ｇ5は、全体として正の屈折力を有し、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ51により構成されている。
【０１３５】
次に、本実施例の顕微鏡装置のカバーガラスＣＧ及び対物レンズＯＬに係る数値データを示す。
【０１３６】
数値データ５（カバーガラス及び対物レンズ）
単位 ｍｍ
面データ
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
ｓ r ｄ ｎｄ νｄ
1 ∞ 0.17 1.521 56
2 ∞ 1.5
3 -8.35 1.5 1.755 52.3
4 13.34 4 1.738 32.3
5 -13.8 0.38
6 -35.22 6 1.4388 94.9
7 -13.46 1.65
8 242.32 7 1.4388 94.9
9 -10.75 3 1.5688 56.4
10 -15.85 1.36
11 19.96 6 1.497 81.5
12 -69.84 0.37
13 16.31 8 1.4388 94.9
14 -24.09 1.87 1.738 32.3
15 11.1 7.5
16 -9.97 2 1.7174 29.5
17 -53.34 6 1.618 63.3
18 -16.48 0.27
19 447.48 4.5 1.8081 22.8
20 -40.35
【０１３７】
各種データ
対物レンズ全長（ｍｍ） ： 61.40
カバーガラス厚（ｍｍ） ： 0.17
ワーキングディスタンス（ＷＤ）： 1.5
開口数ＮＡ ： 0.65
焦点距離Ｆ（ｍｍ） ： 18
前群の焦点距離Ｆf（ｍｍ） ： 11.05
【０１３８】
条件式に係るデータ
第１レンズ群Ｇ1内で最も屈折率の高いレンズの屈折率ｎ1 ： 1.755
第５レンズ群Ｇ5内で最も屈折率の高いレンズの屈折率ｎ2 ： 1.8081
後群ＲＧの最も物体側の面を通過する際のマージナル光線の高さｈ1 ： 7.04
後群ＲＧの最も像側の面を通過する際のマージナル光線の高さｈ2 ： 11.7
【０１３９】
条件式
（１） １．７５＜ｎ1 ： 1.755
（２） １．７５＜ｎ2 ： 1.8081
（３） ０．５＜ＮＡ＜０．７ ： 0.65
（４） １４＜Ｆ＜２２ ： 18
（５−１） Ｄ＜５０ ： −
（５−２） ５０≦Ｄ＜６５ ： 63.07
（６−１） ０．２５＜（ｈ2−ｈ1）／Ｆ＜０．４ ： −
（６−２） ０．１９＜（ｈ2−ｈ1）／Ｆ＜０．３ ： 0.26
（７−１） ４．５＜Ｄ／Ｆf ： −
（７−２） ５＜Ｄ／Ｆf ： 5.71
【実施例７】
【０１４０】
図２２を用いて、本実施例に係る顕微鏡装置について詳細に説明する。なお、本実施例の顕微鏡装置の構成において、対物レンズ及び結像レンズの構成は、実施例１の顕微鏡装置とほぼ同じ構成であるため、対物レンズ及び結像レンズの構成についての詳細な説明は省略する。
【０１４１】
なお、図２２は、実施例７に係る顕微鏡装置の光学系の構成及び光路を示す光軸に沿う断面図である。
【０１４２】
本実施例の顕微鏡装置は、結像レンズＯＬと撮像素子の結像面ＩＭとの間に、光路分割手段である光路分割プリズムＰを配置している。さらに、この光路分割プリズムＰにより分割された光路上に接眼光学系ＯＣを配置することにより、観察者眼球Ｅに標本からの光を導くことができる。その結果、この顕微鏡装置では、撮像素子による像の撮影と肉眼による観察の両方を同時に行うことができる。
【０１４３】
なお、当然のことながら、本実施例の顕微鏡装置に用いる対物レンズは、実施例１に示した対物レンズに限定されるものではなく、本発明に係る対物レンズであれば良い。また、接眼光学系ＯＣを配置せず、ＣＣＤ専用機として構成しても良い。さらに、光路分割手段はプリズムに限られず、ハーフミラーなどを用いても良い。
【０１４４】
また、本発明の顕微鏡用対物レンズ及びそれを用いた顕微鏡装置は、以下のように構成しても良い。
【０１４５】
顕微鏡用対物レンズを構成するレンズは、上記各実施例により示された形状や枚数に限定されるものではない。
【０１４６】
また、上記各実施例においては配置されていないが、結像レンズと撮像素子の撮像面との間にＩＲカットコートを施したローパスフィルターなどを配置したりしても良い。
【０１４７】
また、上記各実施例においては示していないが、撮像素子の画素数は、１０００万画素以上とすることが好ましい。
【０１４８】
また、本実施例の顕微鏡装置に用いることのできるカバーガラスは、上記各実施例において示したものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１４９】
ＣＧ カバーガラス
Ｅ 観察者眼球
ＩＬ 結像レンズ
ＦＧ 前群
ＲＧ 後群
Ｇ1 第１レンズ群
Ｇ2 第２レンズ群
Ｇ3 第３レンズ群
Ｇ4 第４レンズ群
ＬＣ 光軸
Ｌ11，Ｌ12，Ｌ21，Ｌ22，Ｌ23，Ｌ24，Ｌ31，Ｌ32，Ｌ41，Ｌ42，Ｌ51，Ｌ52，Ｌi1，Ｌi2，Ｌi3，Ｌi4 レンズ
ＯＣ 接眼レンズ
ＯＬ 対物レンズ
Ｐ 光路分割プリズム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡用対物レンズ及びそれを備えた顕微鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、製造した工業製品の検査や病理専門医による細胞診断のため標本の観察を行う場合、まず、１０倍程度の低倍率の対物レンズを用いて広い範囲を観察して詳細な観察を要する部位を探知し、その後、４０倍程度の高倍率の対物レンズを用いてその部位を拡大して詳細に観察するといった手法がとられている。
【０００３】
そのような手法に用いられる顕微鏡装置の一つとしては、光学顕微鏡がある。しかし、一般に用いられているレボルバに対物レンズを複数装着したタイプの光学顕微鏡では、頻繁に観察倍率を切り替えるような場合には、その切り替え操作が煩雑になるという問題があった。そこで、そのような問題を解決するために、レボルバの不要なズーム機能を有する対物レンズが提案されている（特許文献１参照。）。
【０００４】
また、他の顕微鏡装置としては、バーチャルスライド作製装置がある。このようなバーチャルスライド作製装置用の対物レンズは、１０倍程度の倍率を有する対物レンズに４０倍程度の倍率を有する対物レンズと同程度の開口数を持たせたものである（特許文献２、３参照。）。そのような対物レンズにより形成される像を画素数の高いＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）などの撮像素子で撮影すれば、１０倍〜４０倍の中間倍率の画像もデジタルズームにより容易に観察することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４５７６４０２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１１７７０５号公報
【特許文献３】特開２００８−１８５９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載されているようなズーム機能を有する対物レンズは、全長が６５ｍｍ以上あり、また、ズームカム機構を備えたものであるため、径方向の大きさも大きく、重量も重く、さらには、高価であるという問題があった。
【０００７】
また、病理専門医が行う細胞診断のため標本の観察は未だ光学顕微鏡による肉眼観察が主流であり、バーチャルスライド作製装置は高価であるという問題があった。
【０００８】
さらには、バーチャルスライド作製装置用の対物レンズを通常の光学顕微鏡に組み込んで観察を行おうとしても、バーチャルスライド作製装置用の対物レンズは高価であり、また、そもそも全長が８５ｍｍ以上と長いため通常の光学顕微鏡に組み込むこと自体が非常に困難であるという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、全長が短く、径方向の大きさも小さく、重量も軽く、安価な、デジタルズームに使用可能な顕微鏡用対物レンズを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明の顕微鏡用対物レンズは、物体側から順に、正の屈折力を持つ前群と、正の屈折力を持つ後群と、からなる顕微鏡用対物レンズにおいて、前記前群が、物体側から順に、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されている第１レンズ群と、少なくとも２つのレンズ成分により構成されていて正の屈折力を持つ第２レンズ群と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されていて負の屈折力を持つ第３レンズ群と、からなり、前記後群が、物体側から順に、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されていて負の屈折力を持つ第４レンズ群と、正の屈折力を持つ第５レンズ群と、からなり、以下の条件式を満足することを特徴とする。
１．７５＜ｎ1
１．７５＜ｎ2
０．５＜ＮＡ＜０．７
１４＜Ｆ＜２２
但し、ｎ1は前記第１レンズ群を構成するレンズのうち最も屈折率の高いレンズの屈折率、ｎ2は前記第５レンズ群を構成するレンズのうち最も屈折率の高いレンズの屈折率、ＮＡは開口数、Ｆは全系の焦点距離である。
【００１１】
また、本発明の顕微鏡用対物レンズは、以下の条件式を満足することが好ましい。
Ｄ＜５０
０．２５＜（ｈ2−ｈ1）／Ｆ＜０．４
但し、Ｄは物体面から最も像側のレンズ面までの距離、ｈ2は前記後群の最も像側の面を通過する際のマージナル光線の高さ、ｈ1は前記後群の最も物体側の面を通過する際のマージナル光線の高さである。
【００１２】
また、本発明の顕微鏡用対物レンズは、以下の条件式を満足することが好ましい。
４．５＜Ｄ／Ｆf
但し、Ｄは物体面から最も像側のレンズ面までの距離、Ｆfは前記前群の焦点距離である。
【００１３】
また、本発明の顕微鏡用対物レンズは、以下の条件式を満足することが好ましい。
５０≦Ｄ＜６５
０．１９＜（ｈ2−ｈ1）／Ｆ＜０．３
但し、Ｄは物体面から最も像側のレンズ面までの距離、ｈ2は前記後群の最も像側の面を通過する際のマージナル光線の高さ、ｈ1は前記後群の最も物体側の面を通過する際のマージナル光線の高さである。
【００１４】
また、本発明の顕微鏡用対物レンズは、以下の条件式を満足することが好ましい。
５＜Ｄ／Ｆf
但し、Ｄは物体面から最も像側のレンズ面までの距離、Ｆfは前記前群の焦点距離である。
【００１５】
また、上記の目的を達成するために、本発明の顕微鏡装置は、上記いずれかの顕微鏡用対物レンズと、前記顕微鏡用対物レンズから出射された光が入射する結像レンズと、前記結像レンズにより形成された像を撮影する固体撮像素子と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の顕微鏡装置は、有効撮像領域に対する前記固体撮像素子の画素数が１０００万画素以上であることが好ましい。
【００１７】
また、本発明の顕微鏡装置は、前記結像レンズと前記固体撮像素子との間に配置された光路分割手段を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、全長が短く、径方向の大きさも小さく、重量も軽く、安価な、デジタルズームに使用可能な顕微鏡用対物レンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例１に係る顕微鏡装置の光学系及びカバーガラスの構成並びに光路を示す光軸に沿う断面図である。
【図２】図１に示した顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスの構成並びに光路を示す光軸に沿う断面図である。
【図３】図１に示した顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスを構成するレンズの詳細を示す光軸に沿う断面図である。
【図４】図１に示した顕微鏡装置の結像レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図５】図１に示した顕微鏡装置の結像レンズを構成するレンズの詳細を示す光軸に沿う断面図である。
【図６】図１に示した顕微鏡装置の光学系及びカバーガラスによる収差曲線図であり、（ａ）は球面収差、（ｂ）は像面湾曲収差（非点隔差）、（ｃ）は歪曲収差、（ｄ）は軸外横収差（コマ収差、倍率色収差）を示している。
【図７】実施例２に係る顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスの構成並びに光路を示す光軸に沿う断面図である。
【図８】図７に示した顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスを構成するレンズの詳細を示す光軸に沿う断面図である。
【図９】図７に示した顕微鏡装置の光学系及びカバーガラスによる収差曲線図であり、（ａ）は球面収差、（ｂ）は像面湾曲収差（非点隔差）、（ｃ）は歪曲収差、（ｄ）は軸外横収差（コマ収差、倍率色収差）を示している。
【図１０】実施例３に係る顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスの構成並びに光路を示す光軸に沿う断面図である。
【図１１】図１０に示した顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスを構成するレンズの詳細を示す光軸に沿う断面図である。
【図１２】図１０に示した顕微鏡装置の光学系及びカバーガラスによる収差曲線図であり、（ａ）は球面収差、（ｂ）は像面湾曲収差（非点隔差）、（ｃ）は歪曲収差、（ｄ）は軸外横収差（コマ収差、倍率色収差）を示している。
【図１３】実施例４に係る顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスの構成並びに光路を示す光軸に沿う断面図である。
【図１４】図１３に示した顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスを構成するレンズの詳細を示す光軸に沿う断面図である。
【図１５】図１３に示した顕微鏡装置の光学系及びカバーガラスによる収差曲線図であり、（ａ）は球面収差、（ｂ）は像面湾曲収差（非点隔差）、（ｃ）は歪曲収差、（ｄ）は軸外横収差（コマ収差、倍率色収差）を示している。
【図１６】実施例５に係る顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスの構成並びに光路を示す光軸に沿う断面図である。
【図１７】図１６に示した顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスを構成するレンズの詳細を示す光軸に沿う断面図である。
【図１８】図１６に示した顕微鏡装置の光学系及びカバーガラスによる収差曲線図であり、（ａ）は球面収差、（ｂ）は像面湾曲収差（非点隔差）、（ｃ）は歪曲収差、（ｄ）は軸外横収差（コマ収差、倍率色収差）を示している。
【図１９】実施例６に係る顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスの構成並びに光路を示す光軸に沿う断面図である。
【図２０】図１９に示した顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスを構成するレンズの詳細を示す光軸に沿う断面図である。
【図２１】図１９に示した顕微鏡装置の光学系の収差曲線図であり、（ａ）は球面収差、（ｂ）は像面湾曲収差（非点隔差）、（ｃ）は歪曲収差、（ｄ）は軸外横収差（コマ収差、倍率色収差）を示している。
【図２２】実施例７に係る顕微鏡装置の光学系及びカバーガラスによる構成及び光路を示す光軸に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の顕微鏡用対物レンズ及びそれを用いた顕微鏡装置の実施例の説明に先立ち、本発明の作用効果を説明する。なお、本発明の作用効果を具体的に説明するに際しては、本発明の実施形態についても具体的な例を示して説明することになる。しかし、それらの例示される態様は、後述する実施例の場合と同様に、あくまでも本発明に含まれる態様のうちの一部に過ぎず、実際には、数多くのバリエーションが存在する。したがって、本発明は、それらの例示される態様に限定されるものではない。
【００２１】
本発明の顕微鏡用対物レンズは、物体側から順に、正の屈折力を持つ前群と、正の屈折力を持つ後群と、からなる顕微鏡用対物レンズにおいて、前群が、物体側から順に、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されている第１レンズ群と、少なくとも２つのレンズ成分により構成されていて正の屈折力を持つ第２レンズ群と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されていて負の屈折力を持つ第３レンズ群と、からなり、後群が、物体側から順に、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されていて負の屈折力を持つ第４レンズ群と、正の屈折力を持つ第５レンズ群と、からなり、以下の条件式を満足するように構成する。
１．７５＜ｎ1 （１）
１．７５＜ｎ2 （２）
０．５＜ＮＡ＜０．７ （３）
１４＜Ｆ＜２２ （４）
但し、ｎ1は第１レンズ群を構成するレンズのうち最も屈折率の高いレンズの屈折率、ｎ2は第５レンズ群を構成するレンズのうち最も屈折率の高いレンズの屈折率、ＮＡは開口数、Ｆは全系の焦点距離である。
【００２２】
本発明の顕微鏡用対物レンズは、このような５群からなるレンズ構成とするとともに、条件式（１）、（２）を満足するように構成しているため、従来のバーチャルスライド作製装置用の対物レンズに比べて、対物レンズを構成するレンズ成分を減らすことができ、対物レンズの小型化、軽量化、低コスト化を実現することができる。加えて、条件式（３）、（４）を満足するように構成しているため、諸収差を抑えつつ必要な倍率を確保して、デジタルズームに使用可能な像を得ることができ、ズーム機能を有する対物レンズのようにズームカム機構などを必要としなくなる。なお、レンズ成分とは、１枚の接合レンズ又は１枚の単レンズを意味するものである。
【００２３】
なお、条件式（１）、（２）を満足することにより、その条件式を満足するレンズの曲率半径を大きくしつつ、コマ収差の発生を抑え、形成する像の平坦性を十分に確保することができる。この条件式（１）、（２）の下限値を下回ると、発生するコマ収差を対物レンズ全体で補正したとしても、他の収差が悪化し、さらには、形成する像の平坦性が許容できない程度に低下してしまう。
【００２４】
また、条件式（３）の下限値を下回ると、解像力が不足してしまう。一方、上限値を上回ると、標本上のカバーガラスの厚みが公差の範囲内であっても、大きな球面収差が発生してしまう。
【００２５】
また、条件式（４）の下限値を下回ると、従来の１０倍程度の低倍率を有する光学顕微鏡用の対物レンズほど観察視野を確保することができない。一方、上限値を上回ると、デジタルズームによっても４０倍程度の高倍率の画像にすることが困難になる。
【００２６】
また、本発明の顕微鏡用対物レンズは、以下の条件式を満足するように構成することが好ましい。
Ｄ＜５０ （５−１）
０．２５＜（ｈ2−ｈ1）／Ｆ＜０．４ （６−１）
もしくは、以下の条件式を満足するように構成することが好ましい。
５０≦Ｄ＜６５ （５−２）
０．１９＜（ｈ2−ｈ1）／Ｆ＜０．３ （６−２）
但し、Ｄは物体面から最も像側のレンズ面までの距離、ｈ2は後群の最も像側の面を通過する際のマージナル光線の高さ、ｈ1は後群の最も物体側の面を通過する際のマージナル光線の高さである。
【００２７】
対物レンズの全長が、条件式（５−１）を満足する場合、すなわち、対物レンズの物体面から最も像側のレンズ面までの距離が５０ｍｍ以下である場合には条件式（６−１）を満足するように構成し、条件式（５−２）を満足する場合、すなわち、対物レンズの物体面から最も像側のレンズ面までの距離が５０ｍｍ以上、かつ、６５ｍｍ以下である場合には条件式（６−２）を満足するように構成することにより、ペッツバール和を改善し、有効視野における像の平坦性を向上させることができる。なお、「物体面から最も像側のレンズ面までの距離」である「Ｄ」とは、カバーガラスの厚さ、ワーキングディスタンス（ＷＤ）、対物レンズ全長の総和であり、具体的には、カバーガラスの物体側の面（物体面）から対物レンズの最も像側のレンズ面までの距離である。
【００２８】
なお、条件式（６−１）、（６−１）の下限値を下回ると、後群の最も物体側のレンズ面である凹面の負の屈折力が弱くなり、ペッツバール和が大きくなるため、像面湾曲が大きくなり、像の平坦性を向上させることができない。一方、上限値を上回ると、前群の第２レンズ群を通過する際のマージナル光線の高さが低くなり、ペッツバール和が大きくなるため、像面湾曲が大きくなり、像の平坦性を向上させることができない。
【００２９】
また、本発明の顕微鏡用対物レンズは、条件式（５−１）、（６−１）を満足する場合には、以下の条件式を満足するように構成することが好ましい。
４．５＜Ｄ／Ｆf （７−１）
もしくは、条件式（５−２）、（６−２）を満足する場合には、以下の条件式を満足するように構成することが好ましい。
５＜Ｄ／Ｆf （７−２）
但し、Ｄは物体面から最も像側のレンズ面までの距離、Ｆfは前群の焦点距離である。
【００３０】
条件式（７−１）、（７−２）を満足するように構成すると、０．５以上の開口数を確保することができる。なお、条件式（７−１）、（７−２）の下限値を下回ると、前群の第２レンズ群を通過する際のマージナル光線の高さが低くなるため、球面収差の補正が困難になる。
【００３１】
また、本発明の顕微鏡装置は、上記いずれかの顕微鏡用対物レンズと、顕微鏡用対物レンズから出射された光が入射する結像レンズと、結像レンズにより形成された像を撮影する撮像素子と、を備えるように構成する。
【００３２】
本発明の顕微鏡用対物レンズは、従来のバーチャルスライド作製装置用の対物レンズに比べて、安価で作製できるものであるため、本発明の顕微鏡用対物レンズを用いたバーチャルスライド作製装置は、従来のものよりも低コストで生産することができる。
【００３３】
また、本発明の顕微鏡装置は、有効撮像領域に対する撮像素子の画素数が１０００万画素以上であることように構成することが好ましい。
【００３４】
エアリー円盤の半径が撮像素子の画素ピッチと等しい場合、像と撮像素子の解像力とが均衡しているということができる（鶴田匡夫著、「第３・光の鉛筆」、新技術コミュニケーションズ、１９９３年発行、３１講、ｐ．３８７）。
【００３５】
この場合に、対物レンズの倍率が１０倍、開口数が０．６５であるとすると、波長５５０ｎｍの光により形成される像のエアリー円盤の半径は５μｍとなる。これを画素ピッチとし、対角２２ｍｍ、長辺と短辺の長さの比が４：３となる矩形の有効撮像領域を持つ撮像素子の画素数を算出すると、その画素数は８７２万画素となる。
【００３６】
そのため、有効撮像領域に対する撮像素子の画素数が１０００万画素以上のＣＣＤを用いれば、低倍率（例えば、１０倍）で撮影した像をデジタルズームにより拡大処理（例えば、４倍）を行って得られた像の解像力を、高倍率（例えば、４０倍）の対物レンズで撮影した像の解像力と同程度にすることができる。
【００３７】
なお、一般にＣＣＤなどの固体撮像素子は様々なサイズのものがある。そのため、例えば、２／３インチ、対角は１１ｍｍのものを用いる場合には、対角２２ｍｍのものを用いた場合よりも、０．５倍に像を縮小して投影することになるが、ＣＣＤ側の射出開口数が２倍、エアリー円盤の半径は半分になるため、必要な画素数は変わらない。
【００３８】
また、本発明の顕微鏡装置は、結像レンズと固体撮像素子との間に配置された光路分割手段を備えるように構成することが好ましい。
【００３９】
このように構成すれば、バーチャルスライドなどを作製するための撮像と同時に、肉眼による観察を行うことができる。
【００４０】
以下に、本発明の対物レンズを用いた顕微鏡装置の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００４１】
なお、光学系断面図のｒ1，ｒ2，・・・及びｄ1，ｄ2，・・・において下付き文字として示した数字は、数値データにおける面番号１，２，・・・に対応している。
【００４２】
また、数値データにおいては、ｓは面番号、ｒは各面の曲率半径、ｄは面間隔、ｎｄはｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）における屈折率、νｄはｄ線におけるアッベ数、Ｋは円錐係数、Ａ4，Ａ6，Ａ8，Ａ10は非球面係数をそれぞれ示している。
【００４３】
また、数値データの非球面係数においては、Ｅは１０のべき乗を表している。例えば、「Ｅ−０１」は、１０のマイナス１乗を表している。また、各非球面形状は、数値データに記載した各非球面係数を用いて以下の式で表される。ただし、光軸に沿う方向の座標をＺ、光軸と垂直な方向の座標をＹとする。
Ｚ＝（Ｙ2／ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）・（Ｙ／ｒ）2｝1/2］
＋Ａ4Ｙ4＋Ａ6Ｙ6＋Ａ8Ｙ8＋Ａ10Ｙ10＋・・・
【実施例１】
【００４４】
図１〜図６を用いて、本実施例に係る顕微鏡装置について詳細に説明する。
【００４５】
なお、図１は、本実施例に係る顕微鏡装置の光学系及びカバーガラスの構成並びに光路を示す光軸に沿う断面図である。図２は、図１に示した顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスの構成並びに光路を示す光軸に沿う断面図である。図３は、図１に示した顕微鏡装置の対物レンズを構成するレンズの詳細を示す光軸に沿う断面図である。図４は、図１に示した顕微鏡装置の結像レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。図５は、図１に示した顕微鏡装置の結像レンズを構成するレンズの詳細を示す光軸に沿う断面図である。図６は、図１に示した顕微鏡装置の光学系及びカバーガラスによる収差曲線図であり、（ａ）は球面収差、（ｂ）は像面湾曲収差（非点隔差）、（ｃ）は歪曲収差、（ｄ）は軸外横収差（コマ収差、倍率色収差）を示している。
【００４６】
本実施例の顕微鏡装置は、図１に示すように、対物レンズと、その対物レンズＯＬから出射された光が入射する結像レンズＩＬと、結像レンズにより形成された像を撮影する撮像面ＩＭを有する撮像素子と、を備えている。なお、対物レンズＯＬの物体側には、カバーガラスＣＧが配置される。
【００４７】
対物レンズＯＬは、図２及び図３に示すように、光軸Ｌｃ上に、物体側から順に、前群ＦＧと、後群ＲＧとからなる。
【００４８】
前群ＦＧは、全体として正の屈折力を持ち、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ1と、第２レンズ群Ｇ2と、第３レンズ群Ｇ3とからなる。
【００４９】
後群ＲＧは、全体として正の屈折力を持ち、物体側から順に、第４レンズ群Ｇ4と、第５レンズ群Ｇ5とからなる。
【００５０】
第１レンズ群Ｇ1は、物体側から順に、負の屈折力を持つ両凹レンズであるレンズＬ11と、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ12とにより構成されている。なお、レンズＬ11とレンズＬ12とは接合されている。すなわち、第１レンズ群Ｇ1は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されている。
【００５１】
第２レンズ群Ｇ2は、全体として正の屈折力を有し、物体側から順に、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ21と、負の屈折力を持つ両凹レンズであるレンズＬ22と、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ23と、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ24とにより構成されている。なお、レンズＬ22とレンズＬ23とは接合されている。すなわち、第２レンズ群Ｇ2は、３つのレンズ成分により構成されている。
【００５２】
第３レンズ群Ｇ3は、全体として負の屈折力を有し、物体側から順に、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ31と、負の屈折力を持つ両凹レンズであるレンズＬ32とにより構成されている。なお、レンズＬ31とレンズＬ32とは接合されている。すなわち、第３レンズ群Ｇ3は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されている。
【００５３】
第４レンズ群Ｇ4は、全体として負の屈折力を有し、物体側から順に、物体側に凹面を向けていて負の屈折力を持つメニスカスレンズであるレンズＬ41と、物体側に凹面を向けていて正の屈折力を持つメニスカスレンズであるレンズＬ42とにより構成されている。なお、レンズＬ41とレンズＬ42とは接合されている。すなわち、第４レンズ群Ｇ4は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されている。
【００５４】
第５レンズ群Ｇ5は、全体として正の屈折力を有し、物体側に凹面を向けていて正の屈折力を持つメニスカスレンズであるレンズＬ51により構成されている。
【００５５】
結像レンズＩＬは、図５及び図６に示すように、光軸Ｌｃ上に、物体側から順に、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬi1と、物体側に凹面を向けていて負の屈折力を持つメニスカスレンズであるレンズＬi2と、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬi3と、負の屈折力を持つ両凹レンズであるレンズＬi4とからなる。なお、レンズＬi1とレンズＬi2とは接合されており、レンズＬi3とレンズＬi4とは接合されている。
【００５６】
なお、図６に示す収差図は、図１に示すように、対物レンズＩＬの像側３０ｍｍの位置に、結像レンズＯＬを配置した場合に得られる像に係る収差図である。像高は１１ｍｍである。
【００５７】
次に、本実施例の顕微鏡装置のカバーガラスＣＧ及び対物レンズＯＬに係る数値データを示す。
【００５８】
数値データ１（カバーガラス及び対物レンズ）
単位 ｍｍ
面データ
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
ｓ r ｄ ｎｄ νｄ
1 ∞ 0.17 1.521 56
2 ∞ 1.5
3 -5.71 2 1.7174 29.5
4 9.91 4 1.883 40.8
5 -9.37 0.1
6 21.93 4 1.9229 18.9
7 -14.92 1.5
8 -8.77 1.87 1.738 32.3
9 11.3 5.5 1.4388 94.9
10 -15.08 0.1
11 35.14 5 1.5691 71.3
12 -12.95 0.1
13 49.93 5.5 1.4388 94.9
14 -11.37 1.87 1.9229 18.9
15 28.58 4.7
16 -8.8 2 1.6727 32.1
17 -35.99 4.5 1.883 40.8
18 -14.82 0.1
19 -428.81 4 1.9229 18.9
20 -35.65
【００５９】
各種データ
対物レンズ全長（ｍｍ） ： 46.84
カバーガラス厚（ｍｍ） ： 0.17
ワーキングディスタンス（ＷＤ）： 1.5
開口数ＮＡ ： 0.65
焦点距離Ｆ（ｍｍ） ： 18
前群の焦点距離Ｆf（ｍｍ） ： 9.48
【００６０】
条件式に係るデータ
第１レンズ群Ｇ1内で最も屈折率の高いレンズの屈折率ｎ1 ： 1.883
第５レンズ群Ｇ5内で最も屈折率の高いレンズの屈折率ｎ2 ： 1.9229
後群ＲＧの最も物体側の面を通過する際のマージナル光線の高さｈ1 ： 6.77
後群ＲＧの最も像側の面を通過する際のマージナル光線の高さｈ2 ： 11.7
【００６１】
条件式
（１） １．７５＜ｎ1 ： 1.883
（２） １．７５＜ｎ2 ： 1.9229
（３） ０．５＜ＮＡ＜０．７ ： 0.65
（４） １４＜Ｆ＜２２ ： 18
（５−１） Ｄ＜５０ ： 48.51
（５−２） ５０≦Ｄ＜６５ ： −
（６−１） ０．２５＜（ｈ2−ｈ1）／Ｆ＜０．４ ： 0.27
（６−２） ０．１９＜（ｈ2−ｈ1）／Ｆ＜０．３ ： −
（７−１） ４．５＜Ｄ／Ｆf ： 5.12
（７−２） ５＜Ｄ／Ｆf ： −
【００６２】
次に、本実施例の顕微鏡装置の結像レンズに係る数値データを示す。
【００６３】
数値データ（結像レンズ）
単位 ｍｍ
面データ
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
ｓ r ｄ ｎｄ νｄ
1 58.63 8.9 1.497 81.5
2 -66.81 3.9 1.7205 34.7
3 -877.68 6.04
4 43.62 8.9 1.7234 38
5 -115.79 3.9 1.6134 44.3
6 28
【実施例２】
【００６４】
図７〜図９を用いて、本実施例に係る顕微鏡装置について詳細に説明する。なお、本実施例の顕微鏡装置の構成は、対物レンズを除き、実施例１の顕微鏡装置とほぼ同じ構成であるため、対物レンズ以外の構成についての詳細な説明は省略する。
【００６５】
なお、図７は、本実施例に係る顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスの構成並びに光路を示す光軸に沿う断面図である。図８は、図７に示した顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスを構成するレンズの詳細を示す光軸に沿う断面図である。図９は、図７に示した顕微鏡装置の光学系及びカバーガラスによる収差曲線図であり、（ａ）は球面収差、（ｂ）は像面湾曲収差（非点隔差）、（ｃ）は歪曲収差、（ｄ）は軸外横収差（コマ収差、倍率色収差）を示している。
【００６６】
対物レンズＯＬは、図７及び図８に示すように、光軸Ｌｃ上に、物体側から順に、前群ＦＧと、後群ＲＧとからなる。
【００６７】
前群ＦＧは、全体として正の屈折力を持ち、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ1と、第２レンズ群Ｇ2と、第３レンズ群Ｇ3とからなる。
【００６８】
後群ＲＧは、全体として正の屈折力を持ち、物体側から順に、第４レンズ群Ｇ4と、第５レンズ群Ｇ5とからなる。
【００６９】
第１レンズ群Ｇ1は、物体側から順に、負の屈折力を持つ両凹レンズであるレンズＬ11と、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ12とにより構成されている。なお、レンズＬ11とレンズＬ12とは接合されている。すなわち、第１レンズ群Ｇ1は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されている。
【００７０】
第２レンズ群Ｇ2は、全体として正の屈折力を有し、物体側から順に、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ21と、物体側に凹面を向けていて負の屈折力を持つメニスカスレンズであるレンズＬ22と、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ23とにより構成されている。なお、レンズＬ21とレンズＬ22とは接合されている。すなわち、第２レンズ群Ｇ2は、２つのレンズ成分により構成されている。
【００７１】
第３レンズ群Ｇ3は、全体として負の屈折力を有し、物体側から順に、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ31と、負の屈折力を持つ両凹レンズであるレンズＬ32とにより構成されている。なお、レンズＬ31とレンズＬ32とは接合されている。すなわち、第３レンズ群Ｇ3は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されている。
【００７２】
第４レンズ群Ｇ4は、全体として負の屈折力を有し、物体側から順に、負の屈折力を持つ両凹レンズであるレンズＬ41と、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ42とにより構成されている。なお、レンズＬ41とレンズＬ42とは接合されている。すなわち、第４レンズ群Ｇ4は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されている。
【００７３】
第５レンズ群Ｇ5は、全体として正の屈折力を有し、像側に凸面向けていて正の屈折力を持つ平凸レンズであるＬ51により構成されている。
【００７４】
次に、本実施例の顕微鏡装置のカバーガラスＣＧ及び対物レンズＯＬに係る数値データを示す。
【００７５】
数値データ２（カバーガラス及び対物レンズ）
単位 ｍｍ
面データ
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
ｓ r ｄ ｎｄ νｄ
1 ∞ 0.17 1.521 56
2 ∞ 1.5
3 -8.6 2.5 1.883 40.8
4 23.24 4 1.9229 18.9
5 -11.35 0.1
6 25.99 6 1.4388 94.9
7 -7.35 3 1.738 32.3
8 -11.58 0.1
9 36.26 4.5 1.4388 94.9
10 -19.16 0.1
11 10.66 7 1.4388 94.9
12 -19.3 1.87 1.8052 25.4
13 9.64 5.56
14 -6.92 2 1.7618 26.5
15 69.89 6 1.6779 55.3
16 -13.35 0.1
17 ∞ 4.5 1.8467 23.8
18 -25.17
【００７６】
各種データ
対物レンズ全長（ｍｍ） ： 47.33
カバーガラス厚（ｍｍ） ： 0.17
ワーキングディスタンス（ＷＤ）： 1.5
開口数ＮＡ ： 0.65
焦点距離Ｆ（ｍｍ） ： 18
前群の焦点距離Ｆf（ｍｍ） ： 8.345
【００７７】
条件式に係るデータ
第１レンズ群Ｇ1内で最も屈折率の高いレンズの屈折率ｎ1 ： 1.9229
第５レンズ群Ｇ5内で最も屈折率の高いレンズの屈折率ｎ2 ： 1.8467
後群ＲＧの最も物体側の面を通過する際のマージナル光線の高さｈ1 ： 5.46
後群ＲＧの最も像側の面を通過する際のマージナル光線の高さｈ2 ： 11.7
【００７８】
条件式
（１） １．７５＜ｎ1 ： 1.9229
（２） １．７５＜ｎ2 ： 1.8467
（３） ０．５＜ＮＡ＜０．７ ： 0.65
（４） １４＜Ｆ＜２２ ： 18
（５−１） Ｄ＜５０ ： 49.0
（５−２） ５０≦Ｄ＜６５ ： −
（６−１） ０．２５＜（ｈ2−ｈ1）／Ｆ＜０．４ ： 0.35
（６−２） ０．１９＜（ｈ2−ｈ1）／Ｆ＜０．３ ： −
（７−１） ４．５＜Ｄ／Ｆf ： 5.87
（７−２） ５＜Ｄ／Ｆf ： −
【実施例３】
【００７９】
図１０〜図１２を用いて、本実施例に係る顕微鏡装置について詳細に説明する。なお、本実施例の顕微鏡装置の構成は、対物レンズを除き、実施例１の顕微鏡装置とほぼ同じ構成であるため、対物レンズ以外の構成についての詳細な説明は省略する。
【００８０】
なお、図１０は、実施例３に係る顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスの構成並びに光路を示す光軸に沿う断面図である。図１１は、図１０に示した顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスを構成するレンズの詳細を示す光軸に沿う断面図である。図１２は、図１０に示した顕微鏡装置の光学系及びカバーガラスによる収差曲線図であり、（ａ）は球面収差、（ｂ）は像面湾曲収差（非点隔差）、（ｃ）は歪曲収差、（ｄ）は軸外横収差（コマ収差、倍率色収差）を示している。
【００８１】
対物レンズＯＬは、図１０及び図１１に示すように、光軸Ｌｃ上に、物体側から順に、前群ＦＧと、後群ＲＧとからなる。
【００８２】
前群ＦＧは、全体として正の屈折力を持ち、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ1と、第２レンズ群Ｇ2と、第３レンズ群Ｇ3とからなる。
【００８３】
後群ＲＧは、全体として正の屈折力を持ち、物体側から順に、第４レンズ群Ｇ4と、第５レンズ群Ｇ5とからなる。
【００８４】
第１レンズ群Ｇ1は、物体側から順に、物体側に凹面を向けていて負の屈折力を持つメニスカスレンズであるレンズＬ11と、物体側に凹面を向けていて正の屈折力を持つメニスカスレンズであるレンズＬ12とにより構成されている。なお、レンズＬ11とレンズＬ12とは接合されている。すなわち、第１レンズ群Ｇ1は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されている。
【００８５】
第２レンズ群Ｇ2は、全体として正の屈折力を有し、物体側から順に、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ21と、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ22とにより構成されている。すなわち、第２レンズ群Ｇ2は、２つのレンズ成分により構成されている。
【００８６】
第３レンズ群Ｇ3は、全体として負の屈折力を有し、物体側から順に、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ31と、負の屈折力を持つ両凹レンズであるレンズＬ32とにより構成されている。なお、レンズＬ31とレンズＬ32とは接合されている。すなわち、第３レンズ群Ｇ3は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されている。
【００８７】
第４レンズ群Ｇ4は、全体として負の屈折力を有し、物体側から順に、負の屈折力を持つ両凹レンズであるレンズＬ41と、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ42とにより構成されている。なお、レンズＬ41とレンズＬ42とは接合されている。すなわち、第４レンズ群Ｇ4は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されている。
【００８８】
第５レンズ群Ｇ5は、全体として正の屈折力を有し、物体側から順に、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ51と、像側に凸面向けていて正の屈折力を持つ平凸レンズであるＬ52により構成されている。
【００８９】
次に、本実施例の顕微鏡装置のカバーガラスＣＧ及び対物レンズＯＬに係る数値データを示す。
【００９０】
数値データ３（カバーガラス及び対物レンズ）
単位 ｍｍ
面データ
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
ｓ r ｄ ｎｄ νｄ
1 ∞ 0.17 1.521 56
2 ∞ 1.87
3 -7.25 2.5 1.4875 70.2
4 -37.81 4 1.8503 32.3
5 -11.95 0.18
6 933.98 4.5 1.4388 94.9
7 -11.47 0.5
8 18.3 4.5 1.4388 94.9
9 -24.07 0.1
10 10.83 6 1.4388 94.9
11 -19.32 3 1.738 32.3
12 8.64 4.5
13 -6.68 2 1.738 32.3
14 81.65 6 1.5952 67.7
15 -11.87 0.1
16 532.76 4 1.5952 67.7
17 -65.02 0.21
18 ∞ 4.2 1.8503 32.3
19 -39.15
【００９１】
各種データ
対物レンズ全長（ｍｍ） ： 46.29
カバーガラス厚（ｍｍ） ： 0.17
ワーキングディスタンス（ＷＤ）： 1.87
開口数ＮＡ ： 0.65
焦点距離Ｆ（ｍｍ） ： 18
前群の焦点距離Ｆf（ｍｍ） ： 7.53
【００９２】
条件式に係るデータ
第１レンズ群Ｇ1内で最も屈折率の高いレンズの屈折率ｎ1 ： 1.8503
第５レンズ群Ｇ5内で最も屈折率の高いレンズの屈折率ｎ2 ： 1.8503
後群ＲＧの最も物体側の面を通過する際のマージナル光線の高さｈ1 ： 5.02
後群ＲＧの最も像側の面を通過する際のマージナル光線の高さｈ2 ： 11.7
【００９３】
条件式
（１） １．７５＜ｎ1 ： 1.8503
（２） １．７５＜ｎ2 ： 1.8503
（３） ０．５＜ＮＡ＜０．７ ： 0.65
（４） １４＜Ｆ＜２２ ： 18
（５−１） Ｄ＜５０ ： 48.33
（５−２） ５０≦Ｄ＜６５ ： −
（６−１） ０．２５＜（ｈ2−ｈ1）／Ｆ＜０．４ ： 0.37
（６−２） ０．１９＜（ｈ2−ｈ1）／Ｆ＜０．３ ： −
（７−１） ４．５＜Ｄ／Ｆf ： 6.42
（７−２） ５＜Ｄ／Ｆf ： −
【実施例４】
【００９４】
図１３〜図１５を用いて、本実施例に係る顕微鏡装置について詳細に説明する。なお、本実施例の顕微鏡装置の構成は、対物レンズを除き、実施例１の顕微鏡装置とほぼ同じ構成であるため、対物レンズ以外の構成についての詳細な説明は省略する。
【００９５】
なお、図１３は、実施例４に係る顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスの構成並びに光路を示す光軸に沿う断面図である。図１４は、図１３に示した顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスを構成するレンズの詳細を示す光軸に沿う断面図である。図１５は、図１３に示した顕微鏡装置の光学系及びカバーガラスによる収差曲線図であり、（ａ）は球面収差、（ｂ）は像面湾曲収差（非点隔差）、（ｃ）は歪曲収差、（ｄ）は軸外横収差（コマ収差、倍率色収差）を示している。
【００９６】
対物レンズＯＬは、図１３及び図１４に示すように、光軸Ｌｃ上に、物体側から順に、前群ＦＧと、後群ＲＧとからなる。
【００９７】
前群ＦＧは、全体として正の屈折力を持ち、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ1と、第２レンズ群Ｇ2と、第３レンズ群Ｇ3とからなる。
【００９８】
後群ＲＧは、全体として正の屈折力を持ち、物体側から順に、第４レンズ群Ｇ4と、第５レンズ群Ｇ5とからなる。
【００９９】
第１レンズ群Ｇ1は、物体側から順に、負の屈折力を持つ両凹レンズであるレンズＬ11と、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ12とにより構成されている。なお、レンズＬ11とレンズＬ12とは接合されている。すなわち、第１レンズ群Ｇ1は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されている。
【０１００】
第２レンズ群Ｇ2は、全体として正の屈折力を有し、物体側から順に、物体側の面が非球面であって物体側に凸面を向けていて負の屈折力をもつメニスカスレンズであるレンズＬ21と、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ22と、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ23とにより構成されている。なお、レンズＬ21とレンズＬ22とは接合されている。すなわち、第２レンズ群Ｇ2は、２つのレンズ成分により構成されている。
【０１０１】
第３レンズ群Ｇ3は、全体として負の屈折力を有し、物体側から順に、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ31と、負の屈折力を持つ両凹レンズであるレンズＬ32とにより構成されている。なお、レンズＬ31とレンズＬ32とは接合されている。すなわち、第３レンズ群Ｇ3は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されている。
【０１０２】
第４レンズ群Ｇ4は、全体として正の屈折力を有し、物体側から順に、負の屈折力を持つ両凹レンズであるレンズＬ41と、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ42とにより構成されている。なお、レンズＬ41とレンズＬ42とは接合されている。すなわち、第４レンズ群Ｇ4は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されている。
【０１０３】
第５レンズ群Ｇ5は、全体として正の屈折力を有し、像側の面が非球面であって正の屈折力を持つ両凸であるレンズＬ51により構成されている。
【０１０４】
次に、本実施例の顕微鏡装置のカバーガラスＣＧ及び対物レンズＯＬに係る数値データを示す。
【０１０５】
数値データ４（カバーガラス及び対物レンズ）
単位 ｍｍ
面データ
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
ｓ r ｄ ｎｄ νｄ
1 ∞ 0.17 1.521 56
2 ∞ 1.59
3 -7.28 2.5 1.883 40.8
4 89.09 4 1.9229 18.9
5 -12.97 0.18
6* 20.22 2.5 1.6134 44.5
7 14.13 6 1.4388 94.9
8 -12.6 0.1
9 16.93 4.5 1.4388 94.9
10 -21.09 0.1
11 15.73 6 1.4388 94.9
12 -44.01 1.87 1.8467 23.8
13 12.48 5.28
14 -7.28 2 1.738 32.3
15 23.91 6.5 1.5952 67.7
16 -20.52 0.1
17 182.24 5 1.8503 32.3
18* -21.13
なお、面番号に「*」を付した面は非球面である。
【０１０６】
非球面データ
第６面
Ｋ ＝ -1.0223E+01
Ａ4 ＝ -3.8839E-06
Ａ6 ＝ -9.0298E-08
第１８面
Ｋ ＝ -4.0189E-01
Ａ4 ＝ 4.5272E-06
Ａ6 ＝ 1.0812E-08
【０１０７】
各種データ
対物レンズ全長（ｍｍ） ： 46.63
カバーガラス厚（ｍｍ） ： 0.17
ワーキングディスタンス（ＷＤ）： 1.59
開口数ＮＡ ： 0.65
焦点距離Ｆ（ｍｍ） ： 18
前群の焦点距離Ｆf（ｍｍ） ： 8.91
【０１０８】
条件式に係るデータ
第１レンズ群Ｇ1内で最も屈折率の高いレンズの屈折率ｎ1 ： 1.9229
第５レンズ群Ｇ5内で最も屈折率の高いレンズの屈折率ｎ2 ： 1.8503
後群ＲＧの最も物体側の面を通過する際のマージナル光線の高さｈ1 ： 5.46
後群ＲＧの最も像側の面を通過する際のマージナル光線の高さｈ2 ： 11.7
【０１０９】
条件式
（１） １．７５＜ｎ1 ： 1.9229
（２） １．７５＜ｎ2 ： 1.8503
（３） ０．５＜ＮＡ＜０．７ ： 0.65
（４） １４＜Ｆ＜２２ ： 18
（５−１） Ｄ＜５０ ： 48.39
（５−２） ５０≦Ｄ＜６５ ： −
（６−１） ０．２５＜（ｈ2−ｈ1）／Ｆ＜０．４ ： 0.35
（６−２） ０．１９＜（ｈ2−ｈ1）／Ｆ＜０．３ ： −
（７−１） ４．５＜Ｄ／Ｆf ： 5.43
（７−２） ５＜Ｄ／Ｆf ： −
【実施例５】
【０１１０】
図１６〜図１８を用いて、本実施例に係る顕微鏡装置について詳細に説明する。なお、本実施例の顕微鏡装置の構成は、対物レンズを除き、実施例１の顕微鏡装置とほぼ同じ構成であるため、対物レンズ以外の構成についての詳細な説明は省略する。
【０１１１】
なお、図１６は、実施例５に係る顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスの構成並びに光路を示す光軸に沿う断面図である。図１７は、図１６に示した顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスを構成するレンズの詳細を示す光軸に沿う断面図である。図１８は、図１６に示した顕微鏡装置の光学系及びカバーガラスによる収差曲線図であり、（ａ）は球面収差、（ｂ）は像面湾曲収差（非点隔差）、（ｃ）は歪曲収差、（ｄ）は軸外横収差（コマ収差、倍率色収差）を示している。
【０１１２】
対物レンズＯＬは、図１６及び図１７に示すように、光軸Ｌｃ上に、物体側から順に、前群ＦＧと、後群ＲＧとからなる。
【０１１３】
前群ＦＧは、全体として正の屈折力を持ち、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ1と、第２レンズ群Ｇ2と、第３レンズ群Ｇ3とからなる。
【０１１４】
後群ＲＧは、全体として正の屈折力を持ち、物体側から順に、第４レンズ群Ｇ4と、第５レンズ群Ｇ5とからなる。
【０１１５】
第１レンズ群Ｇ1は、物体側から順に、負の屈折力を持つ両凹レンズであるレンズＬ11と、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ12とにより構成されている。なお、レンズＬ11とレンズＬ12とは接合されている。すなわち、第１レンズ群Ｇ1は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されている。
【０１１６】
第２レンズ群Ｇ2は、全体として正の屈折力を有し、物体側から順に、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ21と、負の屈折力を持つ両凹レンズであるレンズＬ22と、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ23と、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ24とにより構成されている。なお、レンズＬ22とレンズＬ23とは接合されている。すなわち、第２レンズ群Ｇ2は、３つのレンズ成分により構成されている。
【０１１７】
第３レンズ群Ｇ3は、全体として負の屈折力を有し、物体側から順に、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ31と、負の屈折力を持つ両凹レンズであるレンズＬ32とにより構成されている。なお、レンズＬ31とレンズＬ32とは接合されている。すなわち、第３レンズ群Ｇ3は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されている。
【０１１８】
第４レンズ群Ｇ4は、全体として負の屈折力を有し、物体側から順に、物体側に凹面を向けていて負の屈折力を持つメニスカスレンズであるレンズＬ41と、物体側に凹面を向けていて正の屈折力を持つメニスカスレンズであるレンズＬ42とにより構成されている。なお、レンズＬ41とレンズＬ42とは接合されている。すなわち、第４レンズ群Ｇ4は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されている。
【０１１９】
第５レンズ群Ｇ5は、全体として正の屈折力を有し、像側に凸面を向けていて正の屈折力を持つ平凸レンズであるレンズＬ51により構成されている。
【０１２０】
次に、本実施例の顕微鏡装置のカバーガラスＣＧ及び対物レンズＯＬに係る数値データを示す。
【０１２１】
数値データ５（カバーガラス及び対物レンズ）
単位 ｍｍ
面データ
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
ｓ r ｄ ｎｄ νｄ
1 ∞ 0.17 1.521 56
2 ∞ 1.5
3 -7.32 3 1.7174 29.5
4 20.18 5 1.883 40.8
5 -11.81 0.38
6 44.88 5.33 1.9229 18.9
7 -22.13 4.73
8 -11.81 1.87 1.738 32.3
9 35 7 1.497 81.5
10 -14.09 0.13
11 19.76 6 1.497 81.5
12 -33.54 0.37
13 25.31 8 1.4388 94.9
14 -15.22 1.87 1.9229 18.9
15 19.38 6.45
16 -10.78 2 1.4388 94.9
17 -50 5 1.755 52.3
18 -22.35 0.27
19 ∞ 4 1.9229 18.9
20 -40.26
【０１２２】
各種データ
対物レンズ全長（ｍｍ） ： 61.40
カバーガラス厚（ｍｍ） ： 0.17
ワーキングディスタンス（ＷＤ）： 1.5
開口数ＮＡ ： 0.65
焦点距離Ｆ（ｍｍ） ： 18
前群の焦点距離Ｆf（ｍｍ） ： 9.27
【０１２３】
条件式に係るデータ
第１レンズ群Ｇ1内で最も屈折率の高いレンズの屈折率ｎ1 ： 1.883
第５レンズ群Ｇ5内で最も屈折率の高いレンズの屈折率ｎ2 ： 1.9229
後群ＲＧの最も物体側の面を通過する際のマージナル光線の高さｈ1 ： 7.44
後群ＲＧの最も像側の面を通過する際のマージナル光線の高さｈ2 ： 11.7
【０１２４】
条件式
（１） １．７５＜ｎ1 ： 1.883
（２） １．７５＜ｎ2 ： 1.9229
（３） ０．５＜ＮＡ＜０．７ ： 0.65
（４） １４＜Ｆ＜２２ ： 18
（５−１） Ｄ＜５０ ： −
（５−２） ５０≦Ｄ＜６５ ： 63.07
（６−１） ０．２５＜（ｈ2−ｈ1）／Ｆ＜０．４ ： −
（６−２） ０．１９＜（ｈ2−ｈ1）／Ｆ＜０．３ ： 0.24
（７−１） ４．５＜Ｄ／Ｆf ： −
（７−２） ５＜Ｄ／Ｆf ： 6.80
【実施例６】
【０１２５】
図１９〜図２１を用いて、本実施例に係る顕微鏡装置について詳細に説明する。なお、本実施例の顕微鏡装置の構成は、対物レンズを除き、実施例１の顕微鏡装置とほぼ同じ構成であるため、対物レンズ以外の構成についての詳細な説明は省略する。
【０１２６】
なお、図１９は、実施例６に係る顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスの構成並びに光路を示す光軸に沿う断面図である。図２０は、図１９に示した顕微鏡装置の対物レンズ及びカバーガラスを構成するレンズの詳細を示す光軸に沿う断面図である。図２１は、図１９に示した顕微鏡装置の光学系の収差曲線図であり、（ａ）は球面収差、（ｂ）は像面湾曲収差（非点隔差）、（ｃ）は歪曲収差、（ｄ）は軸外横収差（コマ収差、倍率色収差）を示している。
【０１２７】
対物レンズＯＬは、図１９及び図２０に示すように、光軸Ｌｃ上に、物体側から順に、前群ＦＧと、後群ＲＧとからなる。
【０１２８】
前群ＦＧは、全体として正の屈折力を持ち、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ1と、第２レンズ群Ｇ2と、第３レンズ群Ｇ3とからなる。
【０１２９】
後群ＲＧは、全体として正の屈折力を持ち、物体側から順に、第４レンズ群Ｇ4と、第５レンズ群Ｇ5とからなる。
【０１３０】
第１レンズ群Ｇ1は、物体側から順に、負の屈折力を持つ両凹レンズであるレンズＬ11と、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ12とにより構成されている。なお、レンズＬ11とレンズＬ12とは接合されている。すなわち、第１レンズ群Ｇ1は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されている。
【０１３１】
第２レンズ群Ｇ2は、全体として正の屈折力を有し、物体側から順に、物体側に凹面を向けていて負の屈折力を持つメニスカスレンズであるレンズＬ21と、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ22と、物体側に凹面を向けていて負の屈折力を持つメニスカスレンズであるレンズＬ23と、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ24とにより構成されている。なお、レンズＬ22とレンズＬ23とは接合されている。すなわち、第２レンズ群Ｇ2は、３つのレンズ成分により構成されている。
【０１３２】
第３レンズ群Ｇ3は、全体として負の屈折力を有し、物体側から順に、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ31と、負の屈折力を持つ両凹レンズであるレンズＬ32とにより構成されている。なお、レンズＬ31とレンズＬ32とは接合されている。すなわち、第３レンズ群Ｇ3は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されている。
【０１３３】
第４レンズ群Ｇ4は、全体として正の屈折力を有し、物体側から順に、物体側に凹面を向けていて負の屈折力を持つメニスカスレンズであるレンズＬ41と、物体側に凹面を向けていて正の屈折力を持つメニスカスレンズであるレンズＬ42とにより構成されている。なお、レンズＬ41とレンズＬ42とは接合されている。すなわち、第４レンズ群Ｇ4は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されている。
【０１３４】
第５レンズ群Ｇ5は、全体として正の屈折力を有し、正の屈折力を持つ両凸レンズであるレンズＬ51により構成されている。
【０１３５】
次に、本実施例の顕微鏡装置のカバーガラスＣＧ及び対物レンズＯＬに係る数値データを示す。
【０１３６】
数値データ５（カバーガラス及び対物レンズ）
単位 ｍｍ
面データ
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
ｓ r ｄ ｎｄ νｄ
1 ∞ 0.17 1.521 56
2 ∞ 1.5
3 -8.35 1.5 1.755 52.3
4 13.34 4 1.738 32.3
5 -13.8 0.38
6 -35.22 6 1.4388 94.9
7 -13.46 1.65
8 242.32 7 1.4388 94.9
9 -10.75 3 1.5688 56.4
10 -15.85 1.36
11 19.96 6 1.497 81.5
12 -69.84 0.37
13 16.31 8 1.4388 94.9
14 -24.09 1.87 1.738 32.3
15 11.1 7.5
16 -9.97 2 1.7174 29.5
17 -53.34 6 1.618 63.3
18 -16.48 0.27
19 447.48 4.5 1.8081 22.8
20 -40.35
【０１３７】
各種データ
対物レンズ全長（ｍｍ） ： 61.40
カバーガラス厚（ｍｍ） ： 0.17
ワーキングディスタンス（ＷＤ）： 1.5
開口数ＮＡ ： 0.65
焦点距離Ｆ（ｍｍ） ： 18
前群の焦点距離Ｆf（ｍｍ） ： 11.05
【０１３８】
条件式に係るデータ
第１レンズ群Ｇ1内で最も屈折率の高いレンズの屈折率ｎ1 ： 1.755
第５レンズ群Ｇ5内で最も屈折率の高いレンズの屈折率ｎ2 ： 1.8081
後群ＲＧの最も物体側の面を通過する際のマージナル光線の高さｈ1 ： 7.04
後群ＲＧの最も像側の面を通過する際のマージナル光線の高さｈ2 ： 11.7
【０１３９】
条件式
（１） １．７５＜ｎ1 ： 1.755
（２） １．７５＜ｎ2 ： 1.8081
（３） ０．５＜ＮＡ＜０．７ ： 0.65
（４） １４＜Ｆ＜２２ ： 18
（５−１） Ｄ＜５０ ： −
（５−２） ５０≦Ｄ＜６５ ： 63.07
（６−１） ０．２５＜（ｈ2−ｈ1）／Ｆ＜０．４ ： −
（６−２） ０．１９＜（ｈ2−ｈ1）／Ｆ＜０．３ ： 0.26
（７−１） ４．５＜Ｄ／Ｆf ： −
（７−２） ５＜Ｄ／Ｆf ： 5.71
【実施例７】
【０１４０】
図２２を用いて、本実施例に係る顕微鏡装置について詳細に説明する。なお、本実施例の顕微鏡装置の構成において、対物レンズ及び結像レンズの構成は、実施例１の顕微鏡装置とほぼ同じ構成であるため、対物レンズ及び結像レンズの構成についての詳細な説明は省略する。
【０１４１】
なお、図２２は、実施例７に係る顕微鏡装置の光学系の構成及び光路を示す光軸に沿う断面図である。
【０１４２】
本実施例の顕微鏡装置は、結像レンズＯＬと撮像素子の結像面ＩＭとの間に、光路分割手段である光路分割プリズムＰを配置している。さらに、この光路分割プリズムＰにより分割された光路上に接眼光学系ＯＣを配置することにより、観察者眼球Ｅに標本からの光を導くことができる。その結果、この顕微鏡装置では、撮像素子による像の撮影と肉眼による観察の両方を同時に行うことができる。
【０１４３】
なお、当然のことながら、本実施例の顕微鏡装置に用いる対物レンズは、実施例１に示した対物レンズに限定されるものではなく、本発明に係る対物レンズであれば良い。また、接眼光学系ＯＣを配置せず、ＣＣＤ専用機として構成しても良い。さらに、光路分割手段はプリズムに限られず、ハーフミラーなどを用いても良い。
【０１４４】
また、本発明の顕微鏡用対物レンズ及びそれを用いた顕微鏡装置は、以下のように構成しても良い。
【０１４５】
顕微鏡用対物レンズを構成するレンズは、上記各実施例により示された形状や枚数に限定されるものではない。
【０１４６】
また、上記各実施例においては配置されていないが、結像レンズと撮像素子の撮像面との間にＩＲカットコートを施したローパスフィルターなどを配置したりしても良い。
【０１４７】
また、上記各実施例においては示していないが、撮像素子の画素数は、１０００万画素以上とすることが好ましい。
【０１４８】
また、本実施例の顕微鏡装置に用いることのできるカバーガラスは、上記各実施例において示したものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１４９】
ＣＧ カバーガラス
Ｅ 観察者眼球
ＩＬ 結像レンズ
ＦＧ 前群
ＲＧ 後群
Ｇ1 第１レンズ群
Ｇ2 第２レンズ群
Ｇ3 第３レンズ群
Ｇ4 第４レンズ群
ＬＣ 光軸
Ｌ11，Ｌ12，Ｌ21，Ｌ22，Ｌ23，Ｌ24，Ｌ31，Ｌ32，Ｌ41，Ｌ42，Ｌ51，Ｌ52，Ｌi1，Ｌi2，Ｌi3，Ｌi4 レンズ
ＯＣ 接眼レンズ
ＯＬ 対物レンズ
Ｐ 光路分割プリズム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、正の屈折力を持つ前群と、正の屈折力を持つ後群と、からなる顕微鏡用対物レンズにおいて、
前記前群が、物体側から順に、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されている第１レンズ群と、少なくとも２つのレンズ成分により構成されていて正の屈折力を持つ第２レンズ群と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されていて負の屈折力を持つ第３レンズ群と、からなり、
前記後群が、物体側から順に、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されていて負の屈折力を持つ第４レンズ群と、正の屈折力を持つ第５レンズ群と、からなり、
以下の条件式を満足することを特徴とする顕微鏡用対物レンズ。
１．７５＜ｎ1
１．７５＜ｎ2
０．５＜ＮＡ＜０．７
１４＜Ｆ＜２２
但し、ｎ1は前記第１レンズ群を構成するレンズのうち最も屈折率の高いレンズの屈折率、ｎ2は前記第５レンズ群を構成するレンズのうち最も屈折率の高いレンズの屈折率、ＮＡは開口数、Ｆは全系の焦点距離である。
【請求項２】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡用対物レンズ。
Ｄ＜５０
０．２５＜（ｈ2−ｈ1）／Ｆ＜０．４
但し、Ｄは物体面から最も像側のレンズ面までの距離、ｈ2は前記後群の最も像側の面を通過する際のマージナル光線の高さ、ｈ1は前記後群の最も物体側の面を通過する際のマージナル光線の高さである。
【請求項３】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項２に記載の顕微鏡用対物レンズ。
４．５＜Ｄ／Ｆf
但し、Ｄは物体面から最も像側のレンズ面までの距離、Ｆfは前記前群の焦点距離である。
【請求項４】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡用対物レンズ。
５０≦Ｄ＜６５
０．１９＜（ｈ2−ｈ1）／Ｆ＜０．３
但し、Ｄは物体面から最も像側のレンズ面までの距離、ｈ2は前記後群の最も像側の面を通過する際のマージナル光線の高さ、ｈ1は前記後群の最も物体側の面を通過する際のマージナル光線の高さである。
【請求項５】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項４に記載の顕微鏡用対物レンズ。
５＜Ｄ／Ｆf
但し、Ｄは物体面から最も像側のレンズ面までの距離、Ｆfは前記前群の焦点距離である。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の顕微鏡用対物レンズと、前記顕微鏡用対物レンズから出射された光が入射する結像レンズと、前記結像レンズにより形成された像を撮影する撮像素子と、を備えることを特徴とする顕微鏡装置。
【請求項７】
有効撮像領域に対する前記撮像素子の画素数が１０００万画素以上であることを特徴とする請求項６に記載の顕微鏡装置。
【請求項８】
前記結像レンズと前記撮像素子との間に配置された光路分割手段を備えることを特徴とする請求項６又は７に記載の顕微鏡装置。
【請求項１】
物体側から順に、正の屈折力を持つ前群と、正の屈折力を持つ後群と、からなる顕微鏡用対物レンズにおいて、
前記前群が、物体側から順に、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されている第１レンズ群と、少なくとも２つのレンズ成分により構成されていて正の屈折力を持つ第２レンズ群と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されていて負の屈折力を持つ第３レンズ群と、からなり、
前記後群が、物体側から順に、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分により構成されていて負の屈折力を持つ第４レンズ群と、正の屈折力を持つ第５レンズ群と、からなり、
以下の条件式を満足することを特徴とする顕微鏡用対物レンズ。
１．７５＜ｎ1
１．７５＜ｎ2
０．５＜ＮＡ＜０．７
１４＜Ｆ＜２２
但し、ｎ1は前記第１レンズ群を構成するレンズのうち最も屈折率の高いレンズの屈折率、ｎ2は前記第５レンズ群を構成するレンズのうち最も屈折率の高いレンズの屈折率、ＮＡは開口数、Ｆは全系の焦点距離である。
【請求項２】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡用対物レンズ。
Ｄ＜５０
０．２５＜（ｈ2−ｈ1）／Ｆ＜０．４
但し、Ｄは物体面から最も像側のレンズ面までの距離、ｈ2は前記後群の最も像側の面を通過する際のマージナル光線の高さ、ｈ1は前記後群の最も物体側の面を通過する際のマージナル光線の高さである。
【請求項３】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項２に記載の顕微鏡用対物レンズ。
４．５＜Ｄ／Ｆf
但し、Ｄは物体面から最も像側のレンズ面までの距離、Ｆfは前記前群の焦点距離である。
【請求項４】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡用対物レンズ。
５０≦Ｄ＜６５
０．１９＜（ｈ2−ｈ1）／Ｆ＜０．３
但し、Ｄは物体面から最も像側のレンズ面までの距離、ｈ2は前記後群の最も像側の面を通過する際のマージナル光線の高さ、ｈ1は前記後群の最も物体側の面を通過する際のマージナル光線の高さである。
【請求項５】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項４に記載の顕微鏡用対物レンズ。
５＜Ｄ／Ｆf
但し、Ｄは物体面から最も像側のレンズ面までの距離、Ｆfは前記前群の焦点距離である。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の顕微鏡用対物レンズと、前記顕微鏡用対物レンズから出射された光が入射する結像レンズと、前記結像レンズにより形成された像を撮影する撮像素子と、を備えることを特徴とする顕微鏡装置。
【請求項７】
有効撮像領域に対する前記撮像素子の画素数が１０００万画素以上であることを特徴とする請求項６に記載の顕微鏡装置。
【請求項８】
前記結像レンズと前記撮像素子との間に配置された光路分割手段を備えることを特徴とする請求項６又は７に記載の顕微鏡装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１２−１７３４９１（Ｐ２０１２−１７３４９１Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３４９５０（Ｐ２０１１−３４９５０）
【出願日】平成２３年２月２１日（２０１１．２．２１）
【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９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２１日（２０１１．２．２１）
【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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