JP2009198961A

JP2009198961A - 対物レンズ

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Publication number: JP2009198961A
Application number: JP2008042763A
Authority: JP
Inventors: Miwako Mandai; 三環子万袋; Akiko Miyagawa; 晶子宮川
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2008-02-25
Filing date: 2008-02-25
Publication date: 2009-09-03
Anticipated expiration: 2028-02-25
Also published as: US20110090565A1; CN101965533B; CN101965533A; EP2264505B1; JP5109712B2; EP2264505A4; WO2009107610A1; EP2264505A1; US9030750B2

Abstract

【課題】開口数が大きく、視野全体に亘って諸収差、特に色収差が良好に補正された対物レンズを提供する。
【解決手段】対物レンズＯＬは、物体側に配置され、全体として正の屈折力を有し、最も物体側に配置され、最も物体側のレンズ面が平面若しくは緩い曲率の面に形成された正レンズ（平凸レンズＬ１）、及び、少なくとも１つ以上の接合レンズ（接合レンズＣＬ１２等）を有する第１レンズ群Ｇ１と、像側に配置され、全体として負の屈折力を有し、互いに対向する像側に向いた強い凹面と物体側に向いた強い凹面とを有する第２レンズ群Ｇ２と、異なる光学材料からなる２つの回折素子要素を接合し、当該接合面に回折格子溝が形成された回折光学面Ｄを有し、主光線と光軸が交わる位置よりも物体側に配置された回折光学素子ＧＤとを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、対物レンズに関する。

従来、顕微鏡の対物レンズには解像力や蛍光観察時の明るさを向上させるため、常に高開口数化が求められており、同時に色収差の良好な補正も必要とされる。しかしながら、高開口数であればあるほど焦点深度は浅くなり、色収差（球面収差の色による差等を含めた）を補正することが難しく、これを解決するためには、多くの異常分散ガラスを使用する必要があるが、異常分散ガラスは、高価で加工が難しい。また、近年ＣＣＤ等の撮像素子ならびにその周辺技術が進歩し、顕微鏡においても従来の接眼レンズによる検鏡目的から、画像の入力装置としての意味合いが強くなっている。その場合、取り込んだ画像についてはその全視野にわたって平坦で均質であることが望まれる。このような状況において、色収差を高度に補正するために、回折光学素子を用いた対物レンズが近年種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平６−３３１８９８号公報

しかしながら、このような対物レンズは、顕微鏡で使用するためには、視野全体にわたる諸収差の補正が十分でないという課題があった。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、異常分散ガラスを多用することなく、開口数が大きく、視野全体に亘って諸収差、特に色収差が良好に補正された対物レンズを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明に係る対物レンズは、物体側から順に、全体として正の屈折力を有する第１レンズ群と、全体として負の屈折力を有する第２レンズ群と、を有して構成される。また、第１レンズ群は、最も物体側に配置されて最も物体側のレンズ面が平面若しくは凹面に形成された正レンズ、異なる光学材料からなる２つの回折素子要素を接合し、当該接合面に回折格子溝が形成された回折光学面を有する回折光学素子、及び、少なくとも１つ以上の接合レンズを有し、第２レンズ群は、互いに対向する、像側に向いた強い凹面と物体側に向いた強い凹面とを有して構成される。さらに、回折光学素子は、主光線が光軸と交わる位置よりも物体側に配置される。そして、この対物レンズは、回折光学素子に入射する光線の最大入射角をθmaxとしたとき、次式
｜θmax｜ ≦ １０°
の条件を満足し、この対物レンズの全系の焦点距離をｆａとし、回折光学素子の焦点距離をｆｄｏｅとしたとき、次式
｜ｆｄｏｅ／ｆａ｜ ≧ １００
の条件を満足する。

このような対物レンズは、この対物レンズの全系の焦点距離をｆａとし、第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、次式
３ ≦ ｜ｆ２／ｆａ｜ ≦ ３０
の条件を満足し、さらに、レンズ面の曲率半径をｒとし、当該レンズ面の前後の媒質のｄ線に対する屈折率をｎ，ｎ′として、当該レンズ面のパワーΦを次式
Φ＝（ｎ′−ｎ）／ｒ
で定義し、第２レンズ群の像側に向いた強い凹面のパワーをΦ2-1とし、物体側に向いた強い凹面のパワーをΦ2-2としたとき、次式
０．７ ≦ ｜Φ2-1／Φ2-2｜ ≦ １．４
の条件を満足することが好ましい。

また、このような対物レンズは、回折光学素子における回折光学面の回折格子溝の数をＮとし、回折光学素子における回折光学面の有効半径をＨとしたとき、次式
２ ≦ Ｎ／Ｈ ≦ １０
の条件を満足することが好ましい。

また、このような対物レンズは、この対物レンズに含まれる正レンズのアッベ数のうちの最大値をνｄmaxとしたとき、次式
νｄmax ≦ ８５
の条件を満足することが好ましい。

また、このような対物レンズは、回折光学素子中の２つの回折素子要素のうち、屈折率が低くアッベ数が小さい方の回折素子要素の材料のｄ線（λ＝５８７．５６２ｎｍ）に対する屈折率をｎｄ１、Ｆ線（λ＝４８６．１３３ｎｍ）に対する屈折率をｎＦ１、Ｃ線（λ＝６５６．２７３ｎｍ）に対する屈折率をｎＣ１とし、回折光学素子中の２つの回折素子要素のうち、屈折率が高くアッベ数が大きい方の回折素子要素の材料のｄ線に対する屈折率をｎｄ２、Ｆ線に対する屈折率をｎＦ２、Ｃ線に対する屈折率をｎＣ２としたとき、次式
ｎｄ１ ≦ １．５４
０．０１４５ ≦ ｎＦ１−ｎＣ１
１．５５ ≦ ｎｄ２
ｎＦ２−ｎＣ２ ≦ ０．０１３
の条件を満足することが好ましい。

また、このような対物レンズにおいて、第１レンズ群は、少なくとも１枚の正の単レンズを有することが好ましい。

本発明に係る対物レンズを以上のように構成すると、開口数が大きく、視野全体に亘って諸収差、特に色収差が良好に補正された対物レンズを提供することができる。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。まず、図１を用いて、本発明に係る対物レンズの構成について説明する。この対物レンズＯＬは、物体側より順に、全体として正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、像側に配置され、全体として負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とを有し、さらに、主光線が光軸と交わる位置よりも物体側に、回折光学素子ＧＤが設けられている。

このような対物レンズＯＬにおいて、第１レンズ群Ｇ１は、物体から出た発散光を収束させるレンズ群であり、最も物体側に、像側に強い凸面を向けた正レンズ成分（例えば、図１の場合、平凸レンズＬ１と正メニスカスレンズＬ２とを接合した接合レンズＣＬ１１）を有して構成される。ここで、この最も物体側に配置された正レンズ成分の最も物体側には、正レンズを有し、この正レンズの最も物体側の面は、対物レンズＯＬの先端部を浸液に浸して物体（標本）を観察するときに、この正レンズの物体側の面（第１面）内に気泡等が滞留しないようにするとともに、諸収差の発生を少なくするように、平面若しくは緩い曲率を有する凹面として構成される。また、最も物体側に配置された正レンズ成分の像側の凸面の曲率がきつくなると、球面収差やコマ収差を発生してしまうため、この第１レンズ群Ｇ１には、少なくとも１枚の正の単レンズ（例えば、図１の場合、正メニスカスレンズＬ３）が設けられていることが望ましい。なお、ここで、正レンズ成分は、単レンズ若しくは接合レンズで構成されるものである。

本実施の形態における対物レンズＯＬにおいて、回折光学素子ＧＤは、色収差を補正するために設けられている。回折光学素子ＧＤは、１ｍｍあたり数本から数百本の細かい溝状またはスリット状の格子構造が同心円状に形成された回折光学面Ｄを備え、この回折光学面Ｄに入射した光を格子ピッチ（回折格子溝の間隔）と入射光の波長によって定まる方向へ回折する性質を有している。また、回折光学素子ＧＤ（回折光学面Ｄ）は、負の分散値（本願の実施例ではアッベ数＝−３．４５３）を有し、分散が大きく、また異常分散性（本願の実施例では部分分散比（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）＝０．２９５６）が強いため、強力な色収差補正能力を有している。光学ガラスのアッベ数は、通常３０〜８０程度であるが、回折光学素子のアッベ数は負の値を持っている。換言すると、回折光学素子ＧＤの回折光学面Ｄは分散特性が通常のガラス（屈折光学素子）とは逆で光の波長が短くなるに伴い屈折率が小さくなり、長い波長の光ほど大きく曲がる性質を有している。そのため、通常の屈折光学素子と組み合わせることにより、大きな色消し効果が得られる。したがって回折光学素子ＧＤを利用することで、色収差を良好に補正することが可能になる。

この回折光学素子ＧＤによって、軸上色収差と倍率色収差を同時に補正するためには、屈折力の配置上、その回折光学面Ｄを、主光線が光軸と交わる位置より物体側に配置する必要がある。主光線が光軸と交わる位置よりも前側（物体側）で、この回折光学素子ＧＤにより軸上色収差と倍率色収差のバランスを取って補正し、主光線が光軸と交わる位置よりも後ろ側で、接合レンズ等により、残った倍率色収差を補正することができるからである。なお、この回折光学素子ＧＤの回折格子溝の最小ピッチが小さくなってしまわないように、１次の色消しをこの第１レンズ群Ｇ１の屈折レンズである程度行う必要がある。そのため、この第１レンズ群Ｇ１には、少なくとも１つ以上の接合レンズ（例えば、図１の場合、接合レンズＣＬ１２等）が設けられている。

本実施の形態における回折光学素子ＧＤは、異なる光学材料からなる２つの回折素子要素（例えば、図１の場合、光学部材Ｌ９，Ｌ１０）を接合し、その接合面に回折格子溝を設けて回折光学面Ｄを構成しており、いわゆる「密着複層型回折光学素子」である。そのため、この回折光学素子は、ｇ線（λ＝４３５．８３５ｎｍ）からＣ線までの広波長域において回折効率を高くすることができる。したがって、本実施の形態に係る対物レンズＯＬは広波長域において利用することが可能となる。なお、回折効率は、透過型の回折光学素子において１次回折光を利用する場合、入射強度Ｉ０と一次回折光の強度Ｉ１との割合η（＝Ｉ１／Ｉ０×１００［％］）を示す。

また、密着複層型回折光学素子は、回折格子溝が形成された２つの回折素子要素をこの回折格子溝同士が対向するように近接配置してなるいわゆる分離複層型回折光学素子に比べて製造工程を簡素化することができるため、量産効率がよく、また入射画角に対する回折効率が良いという長所を備えている。したがって、密着複層型回折光学素子を利用した本実施の形態に係る対物レンズＯＬでは、製造が容易となり、また回折効率が良くなる。

第２レンズ群Ｇ２は、第１レンズ群Ｇ１で収束させた収束光を平行光にするレンズ群である。この第２レンズ群Ｇ２は、ペッツバール和を補正するため、いわゆるガウスタイプの構成をとっており、像側に曲率の強い凹面を向けた負レンズ（図１における両凹レンズＬ１６）と、物体側に曲率の強い凹面を向けた負レンズ（図１における負メニスカスレンズレンズＬ１７）とを有し、これらの凹面（図１におけるレンズＬ１６の像側の凹面（第２４面）とレンズＬ１７の物体側の凹面（第２５面））が対向するよう配置されている。

それでは、本実施の形態に係る対物レンズＯＬを構成するための条件について、以下に説明する。まず、光束が回折光学素子ＧＤに入射する角度が大きいと、回折効率が落ちてしまい、設計次数以外の回折光の効率が大きくなってフレアとなってしまう。そのため、この対物レンズＯＬにおいて、回折光学素子ＧＤに入射する光線の最大入射角をθmaxとしたとき、次の条件式（１）を満足する位置にこの回折光学素子ＧＤを配置する必要がある。

｜θmax｜ ≦ １０° （１）

条件式（１）は、回折光学素子ＧＤに入射する光線の最大入射角を規定した条件である。この条件式（１）を満足することにより、回折効率が良く、設計次数以外の回折光の効率が大きくなることを抑え、フレアを良好に防止することができる。

また、本実施の形態に係る対物レンズＯＬは、この対物レンズＯＬの全系の焦点距離をｆａとし、回折光学素子ＧＤの焦点距離をｆｄｏｅとしたとき、次の条件式（２）を満足するように構成される。

｜ｆｄｏｅ／ｆａ｜ ≧ １００（２）

条件式（２）は、回折光学素子ＧＤの回折光学面Ｄのパワーを制限するための条件式である。この条件式（２）の下限値を下回ると、回折光学素子ＧＤの回折光学面Ｄのパワーが強くなり過ぎてしまい、色収差が大きく発生してしまう。この回折光学面Ｄで発生した色収差を、その他の屈折系において補正しようとすると、屈折系のパワーが大きくなり、球面収差やコマ収差が発生し、補正することができなくなってしまう。また、周辺における回折格子溝のピッチ幅も細かくなってしまい、製造上難しくなってしまう。

また、この対物レンズＯＬは、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２としたとき、次の条件式（３）を満足することが望ましい。

３ ≦ ｜ｆ２／ｆａ｜ ≦ ３０（３）

条件式（３）は、第２レンズ群Ｇ２のパワーを制限するための条件式である。この条件式（３）の上限値を上回ると、ペッツバール和が大きくなってしまい、像の平坦性が悪化してしまう。反対に、条件式（３）の下限値を下回ると、高次の球面収差やコマ収差が発生してしまう。また、より好ましくは、条件式（３）の下限値を４、上限値を２０とすればさらなる性能向上が図れる。

また、この対物レンズＯＬは、第２レンズ群Ｇ２の像側に向いた曲率の強い凹面のパワーをΦ2-1とし、物体側に向いた曲率の強い凹面のパワーをΦ2-2としたとき、次の条件式（４）を満足することが望ましい。ここでレンズ面のパワーΦは、その曲率半径をｒとし、当該レンズ面の前後の媒質のｄ線に対する屈折率をｎ，ｎ′として以下のように定義される。

０．７ ≦ ｜Φ2-1／Φ2-2｜ ≦ １．４（４）
但し、Φ＝（ｎ′−ｎ）／ｒ

条件式（４）は、第２レンズ群Ｇ２に設けられた、互いに対向する凹面のパワーのバランスを制限する条件式であり、この条件（４）の上限値又は下限値を超えると、対向する曲率の強い凹面のパワーのバランスが悪く、コマ収差が悪化してしまう。

また、本実施例に係る対物レンズＯＬは、回折光学素子ＧＤにおける回折光学面Ｄの回折格子溝の数をＮとし、この回折光学面Ｄの有効半径をＨとしたとき、次の条件式（５）を満足することが望ましい。

２ ≦ Ｎ／Ｈ ≦ １０（５）

条件式（５）は、回折光学面Ｄの回折格子溝の数と有効半径の適切な範囲を規定する条件式である。この条件式（５）の上限値を上回ると、色収差が補正過剰となってしまう。反対に、条件式（５）の下限値を下回ると、補正不足になってしまう。

さらに、本実施の形態に係る対物レンズＯＬは、この対物レンズＯＬに含まれる正レンズのアッベ数のうち、最大値をνｄmaxとしたとき、次の条件式（６）を満足することが望ましい。

νｄmax ≦ ８５（６）

条件式（６）は、対物レンズＯＬに含まれる正レンズのアッベ数を規定する条件式である。この条件式（６）の上限値を超えるアッベ数を有する硝材は、ホタル石など異常分散性をもつ材料であり、回折光学素子ＧＤを使用した上にこのような材料を正レンズに使用すると、色収差が補正過剰となってしまう。

さらに、本実施の形態に係る対物レンズＯＬは、回折光学素子ＧＤ中の２つの回折素子要素のうち、屈折率が低くアッベ数が小さい方の回折素子要素の材料のｄ線に対する屈折率をｎｄ１、Ｆ線に対する屈折率をｎＦ１、Ｃ線に対する屈折率をｎＣ１とし、回折光学素子中の２つの回折素子要素のうち、屈折率が高くアッベ数が大きい方の回折素子要素の材料のｄ線に対する屈折率をｎｄ２、Ｆ線に対する屈折率をｎＦ２、Ｃ線に対する屈折率をｎＣ２としたとき、次の条件式（７）〜（１０）を満足することが望ましい。

ｎｄ１ ≦ １．５４（７）
０．０１４５ ≦ ｎＦ１−ｎＣ１（８）
１．５５ ≦ ｎｄ２（９）
ｎＦ２−ｎＣ２ ≦ ０．０１３（１０）

条件式（７）〜（１０）は、回折光学素子ＧＤを構成する２つの回折素子要素の材質の屈折率と、Ｆ線及びＣ線に対する分散（ｎＦ−ｎＣ）をそれぞれ規定するものである。これらの条件式を満足することで、より良い性能で異なる２つの回折素子要素を密着接合させて回折光学面Ｄを形成することができ、これにより、ｇ線からＣ線までの広波長域において９０％以上の回折効率を実現することができる。なお、このような光学材料としての樹脂の例としては、例えば特願２００４−３６７６０７号公報、特願２００５−２３７５７３号公報等に記載されている。各条件式（７）〜（１０）の上限値または下限値を超えると、本実施の形態に係る色消しレンズ系における回折光学素子ＧＤは、広波長域において９０％以上の回折効率を得ることが困難になり、密着複層型回折光学素子の形状を維持することが困難になってしまう。

なお、ηｍをｍ次回折光の回折効率としたとき、当該回折効率ηｍは、次式により求めることができる。なお、ｍは回折次数を、ｄは回折格子高を、ｎ１は回折格子面（回折光学面Ｄ）を形成する一方の材料の屈折率を、ｎ２は回折格子面（回折光学面Ｄ）を形成する他方の材料の屈折率を、λは波長を、それぞれ表している。

ηｍ＝｛（sin（ａ−ｍ）π）／（ａ−ｍ）π｝²
但し、ａ＝｛（ｎ１−１）ｄ−（ｎ２−１）ｄ｝／λ

以降の実施例で用いた樹脂の組み合わせの場合、格子高は２０．０５μｍであり、１次の回折効率はｇ線で９８％、Ｆ線で９８％、ｄ線で１００％、Ｃ線で９８％と広い波長域に亘って回折効率が９８％以上という優れた値を持つ密着複層型回折光学素子が実現できる。

以下に、本実施の形態に係る対物レンズＯＬの７つの実施例を示すが、各実施例において、回折光学素子ＧＤに形成された回折光学面Ｄの位相差は、通常の屈折率と後述する非球面式（１１）とを用いて行う超高屈折率法により計算した。超高屈折率法とは、非球面形状と回折光学面の格子ピッチとの間の一定の等価関係を利用するものであり、本実施例においては、回折光学面Ｄを超高屈折率法のデータとして、すなわち、後述する非球面式（１１）及びその係数により示している。なお、本実施例では収差特性の算出対象として、ｄ線、Ｃ線、Ｆ線及びｇ線を選んでいる。本実施例において用いられたこれらｄ線、Ｃ線、Ｆ線及びｇ線の波長と、各スペクトル線に対して設定した超高屈折率法の計算に用いるための屈折率の値を次の表１に示す。

（表１）
波長屈折率（超高屈折率法による）
ｄ線 587.562ｎｍ 10001.0000
Ｃ線 656.273ｎｍ 11170.4255
Ｆ線 486.133ｎｍ 8274.7311
ｇ線 435.835ｎｍ 7418.6853

各実施例において、非球面は、光軸に垂直な方向の高さをｙとし、高さｙにおける各非球面の頂点の接平面から各非球面までの光軸に沿った距離（サグ量）をＳ（ｙ）とし、基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）をｒとし、円錐定数をκとし、ｎ次の非球面係数をＡnとしたとき、以下の式（１１）で表される。なお、以降の実施例において、「Ｅ−ｎ」は「×１０^-n」を示す。またこのとき、近軸曲率半径Ｒは以下の式（１２）で表される。

Ｓ（ｙ）＝（ｙ²／ｒ）／｛１＋（１−κ×ｙ²／ｒ²）^1/2｝
＋Ａ2×ｙ²＋Ａ4×ｙ⁴＋Ａ6×ｙ⁶＋Ａ8×ｙ⁸ （１１）
Ｒ＝１／（１／ｒ＋２Ａ2）（１２）

なお、各実施例において、回折光学面が形成されたレンズ面には、表中の面番号の右側に＊印を付しており、非球面式（１１）は、この回折光学面の性能の諸元を示している。

また、以下の各実施例における対物レンズＯＬは、無限遠補正型のものであり、図１５に示す構成であって、表２に示す諸元を有する結像レンズＩＬとともに使用される。なお、この表２において、第１欄ｍは物体側からの各光学面の番号を、第２欄ｒは各光学面の曲率半径を、第３欄ｄは各光学面から次の光学面までの光軸上の距離を、第４欄ｎｄはｄ線に対する屈折率を、そして、第５欄νｄはアッベ数をそれぞれ示している。ここで、空気の屈折率1.00000は省略してある。この諸元表の説明は以降の実施例においても同様である。

（表２）
ｍｒｄｎｄ νｄ
1 75.043 5.1 1.62280 57.0
2 -75.043 2.0 1.74950 35.2
3 1600.580 7.5
4 50.256 5.1 1.66755 42.0
5 -84.541 1.8 1.61266 44.4
6 36.911

なお、この結像レンズＩＬは、物体側から順に、両凸レンズＬ２１と両凹レンズＬ２２とを接合した接合レンズ、及び、両凸レンズＬ２３と両凹レンズＬ２４とを接合した接合レンズから構成される。

（第１実施例）
上述の説明で用いた図１は、第１実施例に係る対物レンズＯＬ１を示している。この対物レンズＯＬ１は、カバープレートＣの下に標本（物体）を載置し、先端部を浸液に浸した状態でこの標本を観察する顕微鏡に用いられる対物レンズであって、物体側、すなわちカバープレートＣ側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、及び、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２を有し、第１レンズ群Ｇ１内に回折光学素子ＧＤが配設されている。第１レンズ群Ｇ１は、物体側が平面に形成された平凸レンズＬ１と像側に強い凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２とを接合した接合レンズＣＬ１１、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３、両凹レンズＬ４と両凸レンズＬ５とを接合した接合レンズＣＬ１２、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ６と両凸レンズＬ７とを接合した接合レンズＣＬ１３、回折光学面Ｄを含み、像側に凹面を向けた平凹レンズＬ１１（回折光学素子ＧＤ）と両凸レンズＬ１２とを接合した接合レンズＣＬ１４、及び、両凸レンズＬ１３と両凹レンズＬ１４とを接合した接合レンズＣＬ１５から構成される。また、第２レンズ群Ｇ２は、両凸レンズＬ１５と像側に曲率の強い凹面を向けた両凹レンズＬ１６とを接合した接合レンズＣＬ２１、及び、物体側に曲率の強い凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１７と像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１８とを接合した接合レンズＣＬ２２から構成される。

また、上述のように、回折光学素子ＧＤは、光学ガラスＬ８、それぞれ異なる樹脂材料から形成された２個の光学部材Ｌ９，Ｌ１０、及び光学ガラス（平凹レンズ）Ｌ１１がこの順で接合され、光学部材Ｌ９，Ｌ１０の接合面に回折格子溝（回折光学面Ｄ）が形成されている。すなわち、この回折光学素子ＧＤは、密着複層型の回折光学素子である。

このように図１に示した第１実施例に係る対物レンズＯＬ１の諸元を表３に示す。なお、この表３において、ｆａは対物レンズＯＬ１の全系の焦点距離を、ＮＡは開口数を、βは倍率をそれぞれ示している。また、カバープレートＣを使用した第１〜第５実施例では、ｄ０は、カバープレートＣの厚さを除く、標本から最も物体側にある最初のレンズ（レンズＬ１）の最も物体側のレンズ面の頂点までの光軸上の距離を示し、カバープレートＣを使用しない第６、第７実施例では、ｄ０は標本から最も物体にある最初のレンズ（レンズＬ１）の最も物体側のレンズ面の頂点までの光軸上の距離を示している。また、第１欄ｍに示す各光学面の番号（右の＊は回折光学面として形成されているレンズ面を示す）は、図１に示した面番号１〜２７に対応している。また、第２欄ｒにおいて、曲率半径0.0000は平面を示している。また、回折光学面の場合は、第２欄ｒにベースとなる非球面の基準となる球面の曲率半径を示し、超高屈折率法に用いるデータは非球面データとして諸元表内に示している。さらに、この表３には、上記条件式（１）〜（１０）に対応する値、すなわち、条件対応値も示している。また、第１〜第５実施例において使用されるカバープレートＣは、厚さ０．１７ｍｍ、ｄ線に対する屈折率１．５２２であり、浸液のｄ線に対する屈折率ｎｄ及びアッベ数νｄは諸元表内に示す。これらの説明は以降の実施例においても同様である。

なお、以下の全ての諸元において掲載される曲率半径ｒ、面間隔ｄ、全系の焦点距離ｆａその他長さの単位は、特記の無い場合、一般に「ｍｍ」が使われるが、光学系は比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、単位は「ｍｍ」に限定されることはなく、他の適当な単位を用いることもできる。

（表３）
ｆａ＝3.33
ＮＡ＝1.4
ｄ０＝0.14
β＝60X

ｍｒｄｎｄ νｄ
1 0.000 0.65 1.518 59.0
2 -1.261 3.37 2.003 28.3
3 -3.538 0.12
4 -10.382 3.71 1.652 58.5
5 -6.752 0.12
6 -90.644 1.01 1.517 52.4
7 17.410 8.00 1.498 82.5
8 -13.988 0.10
9 269.060 1.00 1.720 34.7
10 17.427 7.80 1.498 82.5
11 -17.877 0.10
12 0.000 1.00 1.517 64.1
13 0.000 0.20 1.557 50.2
14 0.000 0.00 10001.000 -3.5
15* 0.000 0.20 1.528 34.7
16 0.000 1.00 1.816 46.6
17 14.028 7.71 1.498 82.5
18 -17.313 0.20
19 20.928 4.51 1.498 82.5
20 -24.737 1.00 1.816 46.6
21 44.159 0.20
22 9.179 5.50 1.620 60.3
23 -53.913 7.20 1.816 46.6
24 4.373 2.83
25 -4.601 3.90 1.670 57.3
26 -38.524 3.30 1.717 29.5
27 -8.677

浸液
ｎｄ＝1.515
νｄ＝41.4

回折光学面データ
第１５面 κ＝1 Ａ2＝-1.92301E-08 Ａ4＝1.01800E-10
Ａ6＝-3.71803E-13 Ａ8＝-4.33291E-15

条件対応値
（１）｜θmax｜＝5.6°
（２）｜ｆｄｏｅ／ｆａ｜＝780.8
（３）｜ｆ２／ｆａ｜＝10.7
（４）｜Φ2-1／Φ2-2｜＝1.28
（５）Ｎ／Ｈ＝2.77
（６）νｄmax＝82.5
（７）ｎｄ１＝1.528
（８）ｎＦ１−ｎＣ１＝0.0152
（９）ｎｄ２＝1.557
（１０）ｎＦ２−ｎＣ２＝0.011

なお、表３に示した条件対応値のうち、条件式（４）において、Φ2-1は第２４面のパワーを示し、Φ2-2は第２５面のパワーを示している。このように第１実施例では上記条件式（１）〜（１０）は全て満たされていることが分かる。図２に、この第１実施例におけるｄ線、Ｃ線、Ｆ線及びｇ線の光線に対する球面収差、非点収差、及び、コマ収差の諸収差図を示す。これらの収差図のうち、球面収差図は開口数ＮＡに対する収差量を示し、非点収差図は像高Ｙに対する収差量を示し、コマ収差図は、像高Ｙが１２．５ｍｍのとき、９ｍｍのとき、６ｍｍのとき、及び、０ｍｍのときの収差量を示している。また、球面収差図及びコマ収差図において、実線はｄ線を示し、点線はＣ線を示し、一点鎖線はＦ線を示し、二点鎖線はｇ線を示している。さらに、非点収差図において、実線は各波長に対するメリジオナル像面を示し、破線は各波長に対するサジタル像面を示している。これらの諸収差図の説明は以降の実施例においても同様である。この図２に示す各収差図から明らかなように、第１実施例では諸収差が良好に補正され、優れた結像性能が確保されていることがわかる。

（第２実施例）
次に、第２実施例として、図３に示す対物レンズＯＬ２について説明する。この図３に示す対物レンズＯＬ２も、カバープレートＣの下に標本（物体）を載置し、先端部を浸液に浸した状態でこの標本を観察する顕微鏡に用いられる対物レンズであって、物体側、すなわちカバープレートＣ側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、及び、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２を有し、第１レンズ群Ｇ１内に回折光学素子ＧＤが配設されている。第１レンズ群Ｇ１は、物体側が平面に形成され像側に強い凸面を向けた平凸レンズＬ１、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３、回折光学素子ＧＤ、両凸レンズＬ８と両凹レンズＬ９と両凸レンズＬ１０とを接合した接合レンズＣＬ１１、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と両凸レンズＬ１２と両凹レンズＬ１３とを接合した接合レンズＣＬ１２から構成される。また、第２レンズ群Ｇ２は、両凸レンズＬ１４と像側に曲率の強い凹面を向けた両凹レンズＬ１５とを接合した接合レンズＣＬ２１、及び、物体側に曲率の強い凹面を向けた両凹レンズＬ１６と両凸レンズＬ１７とを接合した接合レンズＣＬ２２から構成される。

また、回折光学素子ＧＤは、光学ガラスＬ４、それぞれ異なる樹脂材料から形成された２個の光学部材Ｌ５，Ｌ６、及び、光学ガラスＬ７がこの順で接合され、光学部材Ｌ５，Ｌ６の接合面に回折格子溝（回折光学面Ｄ）が形成されている。

この図３に示した第２実施例に係る対物レンズＯＬ２の諸元を表４に示す。なお、表４に示す面番号は図３に示した面番号１〜２６と一致している。

（表４）
ｆａ＝2.0
ＮＡ＝1.3
ｄ０＝0.22
β＝100X

ｍｒｄｎｄ νｄ
1 0.000 3.41 1.518 59.0
2 -2.630 0.19
3 -9.283 3.46 1.603 65.4
4 -5.640 0.22
5 -45.586 2.62 1.498 82.5
6 -11.264 0.15
7 0.000 1.50 1.518 59.0
8 0.000 0.20 1.557 50.2
9 0.000 0.00 10001.000 -3.5
10* 0.000 0.20 1.528 34.7
11 0.000 1.50 1.518 59.0
12 0.000 0.20
13 95.573 3.62 1.498 82.5
14 -11.434 1.03 1.613 44.3
15 12.550 6.72 1.498 82.5
16 -13.511 1.00
17 19.710 0.98 1.697 55.5
18 8.505 6.05 1.498 82.5
19 -18.386 1.50 1.624 47.0
20 231.449 3.50
21 7.487 4.68 1.603 65.4
22 -61.353 7.36 1.729 54.7
23 3.041 2.86
24 -2.308 4.98 1.713 53.9
25 60.987 3.99 1.786 44.2
26 -8.232

浸液
ｎｄ＝1.515
νｄ＝41.4

回折光学面データ
第１０面 κ＝1 Ａ2＝-4.74734E-08 Ａ4＝2.57710E-10
Ａ6＝-1.55521E-13 Ａ8＝-4.49132E-14

条件対応値
（１）｜θmax｜＝4.1°
（２）｜ｆｄｏｅ／ｆａ｜＝526.6
（３）｜ｆ２／ｆａ｜＝11.9
（４）｜Φ2-1／Φ2-2｜＝0.78
（５）Ｎ／Ｈ＝4.71
（６）νｄmax＝82.5
（７）ｎｄ１＝1.528
（８）ｎＦ１−ｎＣ１＝0.0152
（９）ｎｄ２＝1.557
（１０）ｎＦ２−ｎＣ２＝0.011

なお、表４に示した条件対応値のうち、条件式（４）において、Φ2-1は第２３面のパワーを示し、Φ2-2は第２４面のパワーを示している。このように第２実施例でも上記条件式（１）〜（１０）は全て満たされていることが分かる。図４にこの第２実施例に係る対物レンズＯＬ２の球面収差、非点収差及びコマ収差の諸収差図を示す。この各収差図から明らかなように、この第２実施例でも、収差が良好に補正され、優れた結像性能が確保されていることが分かる。

（第３実施例）
第３実施例として、図５に示す対物レンズＯＬ３について説明する。この図５に示す対物レンズＯＬ３も、カバープレートＣの下に標本（物体）を載置し、先端部を浸液に浸した状態でこの標本を観察する顕微鏡に用いられる対物レンズであって、物体側、すなわちカバープレートＣ側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、及び、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２を有し、第１レンズ群Ｇ１内に回折光学素子ＧＤが配設されている。第１レンズ群Ｇ１は、物体側が平面に形成され像側に強い凸面を向けた平凸レンズＬ１、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３、回折光学素子ＧＤ、両凸レンズＬ８と両凹レンズＬ９と両凸レンズＬ１０とを接合した接合レンズＣＬ１１、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と両凸レンズＬ１２と両凹レンズＬ１３とを接合した接合レンズＣＬ１２から構成される。また、第２レンズ群Ｇ２は、両凸レンズＬ１４と像側に曲率の強い凹面を向けた両凹レンズＬ１５とを接合した接合レンズＣＬ２１、物体側に曲率の強い凹面を向けた両凹負レンズＬ１６、及び、両凸レンズＬ１７から構成される。

この図５に示した第３実施例に係る対物レンズＯＬ３の諸元を表５に示す。なお、表５に示す面番号は図５に示した面番号１〜２７と一致している。

（表５）
ｆａ＝2.0
ＮＡ＝1.3
ｄ０＝0.22
β＝100X

ｍｒｄｎｄ νｄ
1 0.000 3.39 1.518 59.0
2 -2.663 0.22
3 -9.109 3.48 1.603 65.4
4 -5.654 0.24
5 -41.641 2.63 1.603 65.4
6 -11.836 0.16
7 0.000 1.50 1.518 59.0
8 0.000 0.20 1.557 50.2
9 0.000 0.00 10001.000 -3.5
10* 0.000 0.20 1.528 34.7
11 0.000 1.50 1.518 59.0
12 0.000 0.20
13 194.205 3.63 1.498 82.5
14 -11.489 1.03 1.606 43.7
15 12.046 6.72 1.498 82.5
16 -13.587 0.99
17 20.465 0.97 1.697 55.5
18 8.573 6.04 1.498 82.5
19 -18.094 1.50 1.618 49.8
20 253.129 3.49
21 7.652 4.66 1.620 60.3
22 -85.258 7.35 1.720 50.2
23 3.106 2.84
24 -2.325 4.98 1.720 50.2
25 151.126 0.98
26 -288.713 3.99 1.786 44.2
27 -9.000

浸液
ｎｄ＝1.515
νｄ＝41.4

回折光学面データ
第１０面 κ＝1 Ａ2＝-6.81197E-08 Ａ4＝3.08352E-10
Ａ6＝-6.70196E-14 Ａ8＝-6.32486E-14

条件対応値
（１）｜θmax｜＝3.7°
（２）｜ｆｄｏｅ／ｆａ｜＝367.0
（３）｜ｆ２／ｆａ｜＝12.1
（４）｜Φ2-1／Φ2-2｜＝0.75
（５）Ｎ／Ｈ＝7.10
（６）νｄmax＝82.5
（７）ｎｄ１＝1.528
（８）ｎＦ１−ｎＣ１＝0.0152
（９）ｎｄ２＝1.557
（１０）ｎＦ２−ｎＣ２＝0.011

なお、表５に示した条件対応値のうち、条件式（４）において、Φ2-1は第２３面のパワーを示し、Φ2-2は第２４面のパワーを示している。このように第３実施例でも上記条件式（１）〜（１０）は全て満たされていることが分かる。図６にこの第３実施例に係る対物レンズＯＬ３の球面収差、非点収差及びコマ収差の諸収差図を示す。この各収差図から明らかなように、この第３実施例でも、収差が良好に補正され、優れた結像性能が確保されていることが分かる。

（第４実施例）
第４実施例として、図７に示す対物レンズＯＬ４について説明する。この図７に示す対物レンズＯＬ４も、カバープレートＣの下に標本（物体）を載置し、先端部を浸液に浸した状態でこの標本を観察する顕微鏡に用いられる対物レンズであって、物体側、すなわちカバープレートＣ側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、及び、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２を有し、第１レンズ群Ｇ１内に回折光学素子ＧＤが配設されている。第１レンズ群Ｇ１は、物体側が平面に形成された平凸レンズＬ１と像側に強い凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２とを接合した接合レンズＣＬ１１、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３、両凹レンズＬ４と両凸レンズＬ５とを接合した接合レンズＣＬ１２、回折光学面Ｄを含み、像側に凹面を向けた平凹レンズＬ９（回折光学素子ＧＤ）と両凸レンズＬ１０とを接合した接合レンズＣＬ１３、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と両凸レンズＬ１２とを接合した接合レンズＣＬ１４、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１３と両凸レンズＬ１４と両凹レンズＬ１５とを接合した接合レンズＣＬ１５から構成される。また、第２レンズ群Ｇ２は、両凸レンズＬ１６と像側に曲率の強い凹面を向けた両凹レンズＬ１７とを接合した接合レンズＣＬ２１、及び、物体側に曲率の強い凹面を向けた両凹レンズＬ１８と両凸レンズＬ１９とを接合した接合レンズＣＬ２２から構成される。

また、回折光学素子ＧＤは、光学ガラスＬ６、それぞれ異なる樹脂材料から形成された２個の光学部材Ｌ７，Ｌ８、及び、光学ガラス（平凹レンズ）Ｌ９がこの順で接合され、光学部材Ｌ７，Ｌ８の接合面に回折格子溝（回折光学面Ｄ）が形成されている。

この図７に示した第４実施例に係る対物レンズＯＬ４の諸元を表６に示す。なお、表６に示す面番号は図７に示した面番号１〜２８と一致している。

（表６）
ｆａ＝3.33
ＮＡ＝1.25
ｄ０＝0.25
β＝60X

ｍｒｄｎｄ νｄ
1 -10.541 0.63 1.459 67.8
2 -1.052 2.78 1.835 42.7
3 -2.853 0.07
4 -11.763 3.10 1.640 60.1
5 -7.499 0.16
6 -53.223 1.00 1.532 48.9
7 15.092 8.29 1.498 82.5
8 -11.321 0.19
9 0.000 1.00 1.517 64.1
10 0.000 0.20 1.557 50.2
11 0.000 0.00 10001.000 -3.5
12* 0.000 0.20 1.528 34.7
13 0.000 0.99 1.816 46.6
14 16.292 8.80 1.498 82.5
15 -14.429 0.19
16 16.095 1.18 1.744 44.8
17 10.516 6.30 1.498 82.5
18 -119.471 0.58
19 30.083 1.09 1.816 46.6
20 13.025 4.49 1.498 82.5
21 -13.110 1.00 1.816 46.6
22 37.709 0.18
23 8.701 5.90 1.603 60.7
24 -27.147 4.61 1.618 63.3
25 4.242 2.87
26 -4.919 4.42 1.603 65.4
27 42.136 3.73 1.596 39.2
28 -8.910

浸液
ｎｄ＝1.333
νｄ＝55.9

回折光学面データ
第１２面 κ＝1 Ａ2＝-2.20000E-08 Ａ4＝-3.48972E-13
Ａ6＝-6.90107E-15 Ａ8＝1.40411E-15

条件対応値
（１）｜θmax｜＝4.0°
（２）｜ｆｄｏｅ／ｆａ｜＝682.5
（３）｜ｆ２／ｆａ｜＝19.4
（４）｜Φ2-1／Φ2-2｜＝1.19
（５）Ｎ／Ｈ＝3.39
（６）νｄmax＝82.5
（７）ｎｄ１＝1.528
（８）ｎＦ１−ｎＣ１＝0.0152
（９）ｎｄ２＝1.557
（１０）ｎＦ２−ｎＣ２＝0.011

なお、表６に示した条件対応値のうち、条件式（４）において、Φ2-1は第２５面のパワーを示し、Φ2-2は第２６面のパワーを示している。このように第４実施例でも上記条件式（１）〜（１０）は全て満たされていることが分かる。図８にこの第４実施例に係る対物レンズＯＬ４の球面収差、非点収差及びコマ収差の諸収差図を示す。この各収差図から明らかなように、この第４実施例でも、収差が良好に補正され、優れた結像性能が確保されていることが分かる。

（第５実施例）
第５実施例として、図９に示す対物レンズＯＬ５について説明する。この図９に示す対物レンズＯＬ５も、カバープレートＣの下に標本（物体）を載置し、先端部を浸液に浸した状態でこの標本を観察する顕微鏡に用いられる対物レンズであって、物体側、すなわちカバープレートＣ側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、及び、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２を有し、第１レンズ群Ｇ１内に回折光学素子ＧＤが配設されている。第１レンズ群Ｇ１は、物体側が平面に形成された平凸レンズＬ１と像側に強い凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２とを接合した接合レンズＣＬ１１、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３、両凹レンズＬ４と両凸レンズＬ５とを接合した接合レンズＣＬ１２、回折光学面Ｄを含み、像側に凹面を向けた平凹レンズＬ９（回折光学素子ＧＤ）と両凸レンズＬ１０とを接合した接合レンズＣＬ１３、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と両凸レンズＬ１２とを接合した接合レンズＣＬ１４、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１３と両凸レンズＬ１４と両凹レンズＬ１５とを接合した接合レンズＣＬ１５から構成される。また、第２レンズ群Ｇ２は、両凸レンズＬ１６と像側に曲率の強い凹面を向けた両凹レンズＬ１７とを接合した接合レンズＣＬ２１、及び、物体側に曲率の強い凹面を向けた両凹レンズＬ１８と両凸レンズＬ１９とを接合した接合レンズＣＬ２２から構成される。

この図９に示した第５実施例に係る対物レンズＯＬ５の諸元を表７に示す。なお、表７に示す面番号は図９に示した面番号１〜２８と一致している。

（表７）
ｆａ＝3.33
ＮＡ＝1.25
ｄ０＝0.25
β＝60X

ｍｒｄｎｄ νｄ
1 -11.217 0.63 1.459 67.8
2 -1.054 2.79 1.835 42.7
3 -2.842 0.08
4 -11.932 3.09 1.640 60.1
5 -7.858 0.16
6 -78.438 1.01 1.548 45.8
7 16.224 8.30 1.498 82.5
8 -11.409 0.19
9 0.000 1.00 1.517 64.1
10 0.000 0.20 1.557 50.2
11 0.000 0.00 10001.000 -3.5
12* 0.000 0.20 1.528 34.7
13 0.000 1.00 1.816 46.6
14 16.819 8.80 1.498 82.5
15 -14.609 0.20
16 16.818 1.19 1.773 49.6
17 10.584 6.30 1.498 82.5
18 -61.560 0.59
19 30.611 1.09 1.816 46.6
20 14.009 4.49 1.498 82.5
21 -13.593 0.99 1.816 46.6
22 37.430 0.18
23 8.472 5.89 1.603 65.4
24 -25.872 4.59 1.652 58.5
25 4.147 2.87
26 -4.779 4.42 1.603 65.4
27 35.900 3.73 1.596 39.2
28 -8.672

浸液
ｎｄ＝1.333
νｄ＝55.9

回折光学面データ
第１２面 κ＝1 Ａ2＝-1.83289E-08 Ａ4＝-8.47811E-13
Ａ6＝-1.23765E-14 Ａ8＝2.60069E-15

条件対応値
（１）｜θmax｜＝4.2°
（２）｜ｆｄｏｅ／ｆａ｜＝819.2
（３）｜ｆ２／ｆａ｜＝16.4
（４）｜Φ2-1／Φ2-2｜＝1.25
（５）Ｎ／Ｈ＝2.70
（６）νｄmax＝82.5
（７）ｎｄ１＝1.528
（８）ｎＦ１−ｎＣ１＝0.0152
（９）ｎｄ２＝1.557
（１０）ｎＦ２−ｎＣ２＝0.011

なお、表７に示した条件対応値のうち、条件式（４）において、Φ2-1は第２５面のパワーを示し、Φ2-2は第２６面のパワーを示している。このように第５実施例でも上記条件式（１）〜（１０）は全て満たされていることが分かる。図１０にこの第５実施例に係る対物レンズＯＬ５の球面収差、非点収差及びコマ収差の諸収差図を示す。この各収差図から明らかなように、この第５実施例でも、収差が良好に補正され、優れた結像性能が確保されていることが分かる。

（第６実施例）
第６実施例として、図１１に示す対物レンズＯＬ６について説明する。この図１１に示す対物レンズＯＬ６は、乾燥系の対物レンズであって、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、及び、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２を有し、第１レンズ群Ｇ１内に回折光学素子ＧＤが配設されている。第１レンズ群Ｇ１は、物体側のレンズ面がゆるい曲率の凹面として形成された正メニスカスレンズＬ１と像側に強い凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２とを接合した接合レンズＣＬ１１、両凸正レンズＬ３、回折光学素子ＧＤ、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ８と両凸レンズＬ９とを接合した接合レンズＣＬ１２から構成される。また、第２レンズ群Ｇ２は、両凸レンズＬ１０と像側に曲率の強い凹面を向けた両凹レンズＬ１１とを接合した接合レンズＣＬ２１、及び、物体側に曲率の強い凹面を向けた両凹レンズＬ１２と両凸レンズＬ１３とを接合した接合レンズＣＬ２２から構成される。

この図１１に示した第６実施例に係る対物レンズＯＬ６の諸元を表８に示す。なお、表８に示す面番号は図１１に示した面番号１〜２０と一致している。

（表８）
ｆａ＝10.00
ＮＡ＝0.46
ｄ０＝4.68
β＝20X

ｍｒｄｎｄ νｄ
1 -14.879 7.57 1.804 39.6
2 -55.780 3.03 1.652 58.5
3 -14.805 0.46
4 104.559 3.58 1.603 65.4
5 -16.598 0.20
6 0.000 1.50 1.517 64.1
7 0.000 0.20 1.557 50.2
8 0.000 0.00 10001.000 -3.5
9* 0.000 0.20 1.528 34.7
10 0.000 1.50 1.517 64.1
11 0.000 0.20
12 21.497 1.46 1.795 28.7
13 12.079 4.46 1.498 82.5
14 -55.112 0.16
15 11.530 4.50 1.603 65.4
16 -38.752 6.20 1.639 44.9
17 5.779 2.61
18 -5.441 2.99 1.583 46.4
19 555.043 2.99 1.723 38.0
20 -10.034

回折光学面データ
第９面 κ＝1 Ａ2＝-4.55967E-08 Ａ4＝-3.98721E-11
Ａ6＝1.74410E-13 Ａ8＝-3.52316E-15

条件対応値
（１）｜θmax｜＝2.6°
（２）｜ｆｄｏｅ／ｆａ｜＝109.7
（３）｜ｆ２／ｆａ｜＝4.9
（４）｜Φ2-1／Φ2-2｜＝1.03
（５）Ｎ／Ｈ＝5.59
（６）νｄmax＝82.5
（７）ｎｄ１＝1.528
（８）ｎＦ１−ｎＣ１＝0.0152
（９）ｎｄ２＝1.557
（１０）ｎＦ２−ｎＣ２＝0.011

なお、表８に示した条件対応値のうち、条件式（４）において、Φ2-1は第１７面のパワーを示し、Φ2-2は第１８面のパワーを示している。このように第６実施例でも上記条件式（１）〜（１０）は全て満たされていることが分かる。図１２にこの第６実施例に係る対物レンズＯＬ６の球面収差、非点収差及びコマ収差の諸収差図を示す。この各収差図から明らかなように、この第５実施例でも、収差が良好に補正され、優れた結像性能が確保されていることが分かる。

（第７実施例）
さらに、第７実施例として、図１３に示す対物レンズＯＬ７について説明する。この図１３に示す対物レンズＯＬ７は、乾燥系の対物レンズであって、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、及び、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２を有し、第１レンズ群Ｇ１内に回折光学素子ＧＤが配設されている。第１レンズ群Ｇ１は、物体側のレンズ面がゆるい曲率の凹面として形成された両凹レンズＬ１と像側に強い凸面を有する両凸レンズＬ２とを接合した接合レンズＣＬ１１、回折光学面Ｄを含み、物体側に凸面を向けた凸平レンズＬ３と像側に凸面を向けた平凸レンズＬ４とを接合した接合レンズＬ１２（回折光学素子ＧＤ）、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ７と両凸レンズＬ８とを接合した接合レンズＣＬ１３から構成される。また、第２レンズ群Ｇ２は、両凸レンズＬ９と像側に曲率の強い凹面を向けた両凹レンズＬ１０とを接合した接合レンズＣＬ２１、及び、物体側に曲率の強い凹面を向けた両凹レンズＬ１１両凸レンズＬ１２を接合した接合レンズＣＬ２２から構成される。

また、回折光学素子ＧＤは、レンズＬ３，Ｌ６の間に、それぞれ異なる樹脂材料から形成された２個の光学部材Ｌ４，Ｌ５がこの順で接合され、光学部材Ｌ４，Ｌ５の接合面に回折格子溝（回折光学面Ｄ）が形成されている。

この図１３に示した第７実施例に係る対物レンズＯＬ７の諸元を表９に示す。なお、表９に示す面番号は図１３に示した面番号１〜１８と一致している。

（表８）
ｆａ＝10.00
ＮＡ＝0.46
ｄ０＝4.68
β＝20X

ｍｒｄｎｄ νｄ
1 -15.373 7.49 1.786 44.2
2 1902.674 2.99 1.620 60.3
3 -11.344 0.40
4 25.437 3.00 1.617 54.0
5 0.000 0.20 1.557 50.2
6 0.000 0.00 10001.000 -3.5
7* 0.000 0.20 1.528 34.7
8 0.000 3.50 1.617 54.0
9 -25.335 0.21
10 46.511 1.41 1.804 39.6
11 10.510 4.50 1.498 82.5
12 -30.007 0.20
13 10.555 4.01 1.603 65.4
14 -91.996 7.00 1.702 41.2
15 6.007 2.70
16 -6.259 3.69 1.581 40.7
17 38.618 2.54 1.749 35.3
18 -11.756
回折光学面データ
第７面 κ＝1 Ａ2＝-4.61565E-08 Ａ4＝-2.28998E-12
Ａ6＝8.36695E-13 Ａ8＝-1.04070E-15

条件対応値
（１）｜θmax｜＝4.8°
（２）｜ｆｄｏｅ／ｆａ｜＝108.3
（３）｜ｆ２／ｆａ｜＝7.2
（４）｜Φ2-1／Φ2-2｜＝1.26
（５）Ｎ／Ｈ＝5.08
（６）νｄmax＝82.5
（７）ｎｄ１＝1.528
（８）ｎＦ１−ｎＣ１＝0.0152
（９）ｎｄ２＝1.557
（１０）ｎＦ２−ｎＣ２＝0.011

なお、表９に示した条件対応値のうち、条件式（４）において、Φ2-1は第１５面のパワーを示し、Φ2-2は第１６面のパワーを示している。このように第７実施例でも上記条件式（１）〜（１０）は全て満たされていることが分かる。図１４にこの第７実施例に係る対物レンズＯＬ７の球面収差、倍率色収差及びコマ収差の諸収差図を示す。この各収差図から明らかなように、この第７実施例でも、収差が良好に補正され、優れた結像性能が確保されていることが分かる。

本発明の第１実施例に係る対物レンズのレンズ構成図である。上記第１実施例に係る対物レンズの諸収差図である。本発明の第２実施例に係る対物レンズのレンズ構成図である。上記第２実施例に係る対物レンズの諸収差図である。本発明の第３実施例に係る対物レンズのレンズ構成図である。上記第３実施例に係る対物レンズの諸収差図である。本発明の第４実施例に係る対物レンズのレンズ構成図である。上記第４実施例に係る対物レンズの諸収差図である。本発明の第５実施例に係る対物レンズのレンズ構成図である。上記第５実施例に係る対物レンズの諸収差図である。本発明の第６実施例に係る対物レンズのレンズ構成図である。上記第６実施例に係る対物レンズの諸収差図である。本発明の第７実施例に係る対物レンズのレンズ構成図である。上記第７実施例に係る対物レンズの諸収差図である。上記対物レンズと共に用いられる結像レンズのレンズ構成図である。

符号の説明

ＯＬ（ＯＬ１〜７）対物レンズＧ１第１レンズ群
Ｌ１平凸レンズ（正レンズ）Ｌ３正メニスカスレンズ（正の単レンズ）
ＣＬ１２，ＣＬ１３，ＣＬ１４，ＣＬ１５接合レンズ
Ｇ２第２レンズ群ＧＤ回折光学素子Ｄ回折光学面

Claims

物体側より順に、全体として正の屈折力を有する第１レンズ群と、全体として負の屈折力を有する第２レンズ群と、を有し、
前記第１レンズ群は、最も物体側に配置されて最も物体側のレンズ面が平面若しくは凹面に形成された正レンズ、異なる光学材料からなる２つの回折素子要素を接合し、当該接合面に回折格子溝が形成された回折光学面を有する回折光学素子、及び、少なくとも１つ以上の接合レンズを有し、
前記第２レンズ群は、互いに対向する、像側に向いた強い凹面と物体側に向いた強い凹面とを有し、
前記回折光学素子は、主光線が光軸と交わる位置よりも物体側に配置され、
前記回折光学素子に入射する光線の最大入射角をθmaxとしたとき、次式
｜θmax｜ ≦ １０°
の条件を満足し、
全系の焦点距離をｆａとし、前記回折光学素子の焦点距離をｆｄｏｅとしたとき、次式
｜ｆｄｏｅ／ｆａ｜ ≧ １００
の条件を満足するように構成された対物レンズ。
全系の焦点距離をｆａとし、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、次式
３ ≦ ｜ｆ２／ｆａ｜ ≦ ３０
の条件を満足し、
レンズ面の曲率半径をｒとし、当該レンズ面の前後の媒質のｄ線に対する屈折率をｎ，ｎ′として、当該レンズ面のパワーΦを次式
Φ＝（ｎ′−ｎ）／ｒ
で定義し、前記第２レンズ群の前記像側に向いた強い凹面のパワーをΦ2-1とし、前記物体側に向いた強い凹面のパワーをΦ2-2としたとき、次式
０．７ ≦ ｜Φ2-1／Φ2-2｜ ≦ １．４
の条件を満足する請求項１に記載の対物レンズ。
前記回折光学素子における前記回折光学面の回折格子溝の数をＮとし、前記回折光学素子における前記回折光学面の有効半径をＨとしたとき、次式
２ ≦ Ｎ／Ｈ ≦ １０
の条件を満足する請求項１または２に記載の対物レンズ。
当該対物レンズに含まれる正レンズのアッベ数のうちの最大値をνｄmaxとしたとき、次式
νｄmax ≦ ８５
の条件を満足する請求項１〜３いずれか一項に記載の対物レンズ。
前記回折光学素子中の前記２つの回折素子要素のうち、屈折率が低くアッベ数が小さい方の前記回折素子要素の材料のｄ線に対する屈折率をｎｄ１、Ｆ線に対する屈折率をｎＦ１、Ｃ線に対する屈折率をｎＣ１とし、前記回折光学素子中の前記２つの回折素子要素のうち、屈折率が高くアッベ数が大きい方の前記回折素子要素の材料のｄ線に対する屈折率をｎｄ２、Ｆ線に対する屈折率をｎＦ２、Ｃ線に対する屈折率をｎＣ２としたとき、次式
ｎｄ１ ≦ １．５４
０．０１４５ ≦ ｎＦ１−ｎＣ１
１．５５ ≦ ｎｄ２
ｎＦ２−ｎＣ２ ≦ ０．０１３
の条件を満足する請求項１〜４いずれか一項に記載の対物レンズ。
前記第１レンズ群は、少なくとも１枚の正の単レンズを有する請求項１〜５いずれか一項に記載の対物レンズ。