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特開2018-105935顕微鏡対物レンズ光学系及び顕微鏡対物レンズ光学系の収差補正方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2018-105935(P2018-105935A)
(43)【公開日】2018年7月5日
(54)【発明の名称】顕微鏡対物レンズ光学系及び顕微鏡対物レンズ光学系の収差補正方法
(51)【国際特許分類】
G02B 21/02 20060101AFI20180608BHJP
G02B 21/00 20060101ALI20180608BHJP
【ＦＩ】
G02B21/02 Z
G02B21/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
【全頁数】39
(21)【出願番号】特願2016-249897(P2016-249897)
(22)【出願日】2016年12月22日
(71)【出願人】
【識別番号】502015544
【氏名又は名称】株式会社清和光学製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100083286
【弁理士】
【氏名又は名称】三浦 邦夫
(74)【代理人】
【識別番号】100166408
【弁理士】
【氏名又は名称】三浦 邦陽
(72)【発明者】
【氏名】山縣 正和
【テーマコード（参考）】
2H052
2H087
【Ｆターム（参考）】
2H052AB08
2H052AB21
2H087KA09
2H087LA01
2H087MA10
2H087NA03
2H087PA07
2H087PA08
2H087PA09
2H087PA16
2H087PB12
2H087PB13
2H087PB15
2H087QA02
2H087QA03
2H087QA06
2H087QA12
2H087QA14
2H087QA21
2H087QA25
2H087QA26
2H087QA32
2H087QA39
2H087QA41
2H087QA42
2H087QA45
2H087QA46
(57)【要約】
【課題】観察物体を媒質を通して観察する無限遠補正型の顕微鏡対物レンズ光学系において、媒質が各種光学ガラスのような低屈折率材料からなる場合でもシリコンのような高屈折材料からなる場合でも、良好に収差、特に球面収差とコマ収差補正ができる顕微鏡対物レンズ光学系を得る。【解決手段】共に不動の正の屈折力の前群と、負の屈折力の後群との間に形成された収差補正用平行平面板挿入空間に、媒質の厚さと屈折率に応じて、厚さと屈折率の少なくとも一方が異なる収差補正用平行平面板を挿入して収差補正を行う顕微鏡対物レンズ光学系。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
観察物体を平行平面板からなる媒質を通して観察する顕微鏡対物レンズ光学系において、
上記媒質側から順に、共に不動の正の屈折力の前群と、負の屈折力の後群とを備え、
前群と後群との間に、上記媒質の厚さと屈折率に応じて、厚さと屈折率を定めた収差補正用平行平面板が位置していることを特徴とする顕微鏡対物レンズ光学系。
上記媒質側から順に、共に不動の正の屈折力の前群と、負の屈折力の後群とを備え、
前群と後群との間に、上記媒質の厚さと屈折率に応じて、厚さと屈折率を定めた収差補正用平行平面板が位置していることを特徴とする顕微鏡対物レンズ光学系。
【請求項2】
請求項１記載の顕微鏡対物レンズ光学系において、上記収差補正用平行平面板は、厚さと屈折率の少なくとも一方が異なる複数の上記媒質用に、複数が準備されていて、選択的に用いられる顕微鏡対物レンズ光学系。
【請求項3】
請求項１または２記載の顕微鏡対物レンズ光学系において、上記収差補正用平行平面板は、上記媒質が存在しない観察状態においても準備されている顕微鏡対物レンズ光学系。
【請求項4】
請求項１または２記載の顕微鏡対物レンズ光学系において、上記収差補正用平行平面板は、上記媒質が存在しない観察状態においては準備されていない顕微鏡対物レンズ光学系。
【請求項5】
請求項１ないし４のいずれか１項記載の顕微鏡対物レンズ光学系において、上記収差補正用平行平面板は、重ね合わせた２枚以上の楔板からなり、この２枚以上の楔板の重なり位置を変化させることで厚さが変化する顕微鏡対物レンズ光学系。
【請求項6】
観察物体側から順に、共に不動の正の屈折力の前群と、負の屈折力の後群とを備えた顕微鏡対物レンズ光学系を用い、平行平面板からなる媒質を通して観察物体を観察する顕微鏡対物レンズ光学系の収差補正方法であって、
前群と後群との間に、収差補正用平行平面板を挿入するための挿入空間が形成されており、
上記挿入空間に、上記媒質の厚さと屈折率に応じて、厚さと屈折率を定めた収差補正用平行平面板を挿入して収差補正を行うことを特徴とする顕微鏡対物レンズ光学系の収差補正方法。
前群と後群との間に、収差補正用平行平面板を挿入するための挿入空間が形成されており、
上記挿入空間に、上記媒質の厚さと屈折率に応じて、厚さと屈折率を定めた収差補正用平行平面板を挿入して収差補正を行うことを特徴とする顕微鏡対物レンズ光学系の収差補正方法。
【請求項7】
請求項６記載の顕微鏡対物レンズ光学系の収差補正方法において、上記収差補正用平行平面板は、重ね合わせた２枚以上の楔板からなり、この２枚以上の楔板の重なり位置を変化させて厚さを変化させる顕微鏡対物レンズ光学系の収差補正方法。
【請求項8】
観察物体を収差補正用平行平面板からなる媒質を通して観察する顕微鏡対物レンズ光学系において、
上記媒質側から順に、共に不動の正の屈折力の前群と、負の屈折力の後群とを備え、
前群と後群との間に、収差補正用平行平面板挿入空間が形成されていることを特徴とする顕微鏡対物レンズ光学系。
上記媒質側から順に、共に不動の正の屈折力の前群と、負の屈折力の後群とを備え、
前群と後群との間に、収差補正用平行平面板挿入空間が形成されていることを特徴とする顕微鏡対物レンズ光学系。
【請求項9】
請求項８記載の顕微鏡対物レンズ光学系において、上記挿入空間に挿入する厚さと屈折率の少なくとも一方が異なる複数の収差補正用平行平面板が備えられている顕微鏡対物レンズ光学系。
【請求項10】
請求項８または９記載の顕微鏡対物レンズ光学系において、上記収差補正用平行平面板は、重ね合わせた２枚以上の楔板からなり、この２枚以上の楔板の重なり位置を変化させることで厚さが変化する顕微鏡対物レンズ光学系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、射出光が平行光束となる無限遠補正型の顕微鏡対物レンズ光学系及びその収差補正方法に関し、特に、観察物体を平行平面板からなる媒質（透光基板（例えばシリコンやガラス））を通して観察する無限遠補正型の顕微鏡対物レンズ光学系及びその顕微鏡対物レンズ光学系の収差補正方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、シリコン、ガラス等の媒質の一面にフォトリソグラフィー技術で形成した微細構造（回路等）を、同媒質を通して観察することが行われている。このような目的で用いられる無限遠補正型の顕微鏡対物レンズ光学系は、媒質の厚さが一定であることを前提にして設計されている。この従来の顕微鏡対物レンズ光学系では、媒質等の厚さが大きく変化する場合、特にＮＡの大きい対物レンズ程、そのレンズが本来有する性能の劣化が激しい（収差が大きく発生する）。
【0003】
このため、従来、媒質の厚さの変化に応じて対物レンズ内のレンズ間隔を変えて収差変動（特に球面収差）を補正する、補正機構付き対物レンズ光学系が知られている（特許文献１〜３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平４-２２０６１５号公報
【特許文献2】特開平１０-２２１６０９号公報
【特許文献3】特開２００７-３２８０１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、媒質がシリコン等の高屈折率材料からなる場合、従来の補正機構付き対物レンズ光学系では厚みの変化に対応できる範囲が狭く、十分な結像性能を確保するための収差補正ができなかった。
【0006】
本発明は、特に媒質が各種光学ガラスのような低屈折率材料からなる場合でもシリコンのような高屈折材料からなる場合でも、良好に収差（特に球面収差とコマ収差）補正ができる顕微鏡対物レンズ光学系及び顕微鏡対物レンズ光学系の収差補正方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、構成レンズ群のいずれかを移動させて観察物体上の媒質の厚みの変化に対応するという従来技術の発想を離れ、厚みの違う媒質によって大きく発生する（変化する）球面収差を、不動の前群と後群の間に最適な厚みと屈折率の収差補正用平行平面板を挿入することで補正するという着眼に基づいてなされたものである。
【0008】
本発明は、観察物体を平行平面板からなる媒質を通して観察する顕微鏡対物レンズ光学系において、上記媒質側から順に、共に不動の正の屈折力の前群と、負の屈折力の後群とを備え、前群と後群との間に、上記媒質の厚さと屈折率に応じて、厚さと屈折率を定めた収差補正用平行平面板が位置していることを特徴とする。
【0009】
上記収差補正用平行平面板は、好ましい実施形態では、厚さと屈折率の少なくとも一方が異なる複数の上記媒質用に、複数準備されていて、選択的に用いられる。
【0010】
上記収差補正用平行平面板は、上記媒質が存在しない観察状態においても準備していてもよい。
【0011】
上記収差補正用平行平面板は、上記媒質が存在しない観察状態においては準備していなくてもよい。
【0012】
上記収差補正用平行平面板は、別の実施形態では、重ね合わせた２枚以上の楔板からなり、この２枚以上の楔板の重なり位置を変化させることで厚さが変化する構成としてもよい。
【0013】
本発明は、方法のカテゴリーでは、観察物体側から順に、共に不動の正の屈折力の前群と、負の屈折力の後群とを備えた顕微鏡対物レンズ光学系を用い、平行平面板からなる媒質を通して観察物体を観察する顕微鏡対物レンズ光学系の収差補正方法であって、前群と後群との間に、収差補正用平行平面板を挿入するための挿入空間が形成されており、上記挿入空間に、上記媒質の厚さと屈折率に応じて、厚さと屈折率を定めた収差補正用平行平面板を挿入して収差補正を行うことを特徴とする。
【0014】
上記収差補正用平行平面板は、別の実施形態では、重ね合わせた２枚以上の楔板から形成し、この２枚以上の楔板の重なり位置を変化させて無段階に厚さを変化させて結像性能を確認しながら最適状態にすることもできる。
【0015】
本発明は、他の態様では、観察物体を平行平面板からなる媒質を通して観察する顕微鏡対物レンズ光学系において、上記媒質側から順に、共に不動の正の屈折力の前群と、負の屈折力の後群とを備え、前群と後群との間に、収差補正用平行平面板挿入空間が形成されていることを特徴とする。
【0016】
好ましい実施形態では、上記挿入空間に挿入する厚さと屈折率の少なくとも一方が異なる複数の収差補正用平行平面板を備えておいて、結像性能を良好にする収差補正用平行平面板を選択できるようにしておくことができる。
【0017】
上記収差補正用平行平面板は、別の実施形態では、重ね合わせた２枚以上の楔板からなり、この２枚以上の楔板の重なり位置を変化させることで厚さが変化する構成としてもよい。
【発明の効果】
【0018】
本発明は、共に不動の正の屈折力の前群と、負の屈折力の後群を有し、平行平面板からなる媒質を通して観察物体を観察する顕微鏡対物レンズ光学系において、前群と後群の間に、上記媒質の厚さと屈折率に応じて、厚さと屈折率の少なくとも一方が異なる収差補正用平行平面板を挿入して収差補正を行うので、媒質が光学ガラスのような低屈折率材料からなる場合でもシリコンのような高屈折材料からなる場合でも、光学系が不動のため光軸偏芯が発生せず良好に収差（特に球面収差とコマ収差）補正が可能であり、レンズや鏡筒を駆動するための駆動機構が不要なので低コストで実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）は、本発明の顕微鏡対物レンズ光学系の第１の実施形態を示すレンズ構成図、（Ｆ）は比較例のレンズ構成図である。
【図6】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）は、本発明の顕微鏡対物レンズ光学系の第２の実施形態を示すレンズ構成図、（Ｆ）は比較例のレンズ構成図である。
【図11】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）は、本発明の顕微鏡対物レンズ光学系の第３の実施形態を示すレンズ構成図、（Ｆ）は比較例のレンズ構成図である。
【図16】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）は、本発明の顕微鏡対物レンズ光学系の第４の実施形態を示すレンズ構成図、（Ｆ）は比較例のレンズ構成図である。
【図21】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）は、本発明の顕微鏡対物レンズ光学系の第５の実施形態を示すレンズ構成図、（Ｆ）は比較例のレンズ構成図である。
【図26】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）は、本発明の顕微鏡対物レンズ光学系の第６の実施形態を示すレンズ構成図、（Ｆ）は比較例のレンズ構成図である。
【図31】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）は、本発明の顕微鏡対物レンズ光学系の第７の実施形態を示すレンズ構成図、（Ｆ）は比較例のレンズ構成図である。
【図36】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）は、本発明の顕微鏡対物レンズ光学系の第８の実施形態を示すレンズ構成図、（Ｆ）は比較例のレンズ構成図である。
【図41】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）は、本発明の顕微鏡対物レンズ光学系の第９の実施形態を示すレンズ構成図、（Ｆ）は比較例のレンズ構成図である。
【図46】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）は、本発明の顕微鏡対物レンズ光学系の第１０の実施形態を示すレンズ構成図、（Ｆ）は比較例のレンズ構成図である。
【図51】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）は、本発明の顕微鏡対物レンズ光学系の第１１の実施形態を示すレンズ構成図、（Ｆ）は比較例のレンズ構成図である。
【図56】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）は、本発明の顕微鏡対物レンズ光学系の第１２の実施形態を示すレンズ構成図、（Ｆ）は比較例のレンズ構成図である。
【図61】収差補正用平行平面板の他の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
本発明の顕微鏡対物レンズ光学系１００は、図１、図６、図１１、図１６、図２１、図２６、図３１、図３６、図４１、図４６、図５１及び図５６の各実施形態に示すように、ワーク（観察物体）Ｗ側から順に、共に不動の正のパワー（屈折力）の前群１０と、負のパワー（屈折力）の後群２０を備えており、前群１０と後群２０の間に、平行平面板（収差補正用平行平面板）を挿入する空間３０が形成されている。収差補正用平行平面板挿入空間（以下「挿入空間」）３０は、全系において前群１０と後群２０の間に形成された最も光軸方向距離の大きい空間として定義される。この顕微鏡対物レンズ光学系１００は、後群２０からの出射光が平行光束となる無限遠補正型であり、出射光を図示しない接眼レンズ系またはカメラ画像で観察するための結像光学系に入射させてワークＷを観察する。
【0021】
ワークＷは、各実施形態の図（Ａ）を除き、ワークＷ上に異なる厚さの媒質（透光基板、透明基板、カバーガラスまたはシリコン）Ｘを有している。本実施形態は、厚さの異なる媒質Ｘ（Ｘ１〜Ｘ５）を有する異種のワークＷ（Ｗ１〜Ｗ５）を観察するとき、前群１０と後群２０の間隔を変化させる代わりに、挿入空間３０に厚さ（d）と屈折率（n）の少なくとも一方が異なる平行平面板Ｃ１ないしＣ５のいずれかを挿入する。ワークＷ（Ｗ１〜Ｗ５）は、いずれも媒質Ｘ（Ｘ１〜Ｘ５）の裏面または内部（前群１０が存在する側と反対側の面または内部）に観察物体（微細構造）が形成されており、同観察物体は、媒質Ｘ（Ｘ１ないしＸ６）を通して顕微鏡対物レンズ光学系１００（及び結像光学系、接眼レンズ系）によって観察される。以下の説明では、媒質Ｘが存在しないワークＷの媒質Ｘ１の厚さをゼロとする。挿入空間３０内における平行平面板Ｃ１ないしＣ５の光軸方向の挿入位置は、光軸との直交関係が維持される限り、問わない。上述の従来の補正リング型の顕微鏡対物レンズ光学系では、媒質Ｘの厚さに応じて、収差（特に球面収差）が最適値（許容値）になるように、特定のレンズ群の間隔を変化させていたのに対し、本実施形態では、前群１０と後群２０は不動である。
【0022】
≪数値実施例≫次に具体的な数値実施例１ないし１２（第１ないし第１２の実施形態）を示す。諸収差図は、数値実施例１ないし１０については波長1350nm、1550nm、1750nmに対する球面収差とその横収差表示及び像高0.24mmのコマ収差であり、数値実施例１１と１２については波長486nm、587nm、656nmに対する球面収差とその横収差及び像高0.24mmのコマ収差である。より詳細には、各諸収差図の（Ｂ）において、ＰＸ、ＰＹは瞳座標のＸ、Ｙ方向を表し、（１）、（２）は像高０における球面収差のＹ方向、Ｘ方向の横収差表示、（３）はメリジオナルのコマ収差、（４）はサジタルのコマ収差である。表中において、fはレンズ全系の焦点距離、ＮＡは開口数、ＷＤはワーキングディスタンス、rは曲率半径、ｄはレンズ厚またはレンズ間隔、N(d)はｄ線に対する屈折率、ν(d)はｄ線に対するアッベ数を示す。長さの単位は[mm]である。
【0023】
［数値実施例１、２］図１ないし図１０と表１ないし表４は、本発明による顕微鏡対物レンズ光学系の数値実施例１（第１の実施形態）と数値実施例２（第２の実施形態）を示している。図１と図６は数値実施例１と数値実施例２のレンズ構成図であり、図２ないし図５は図１のレンズ構成図の諸収差図、図７〜図１０は図５のレンズ構成図の諸収差図である。表１は面データ、表２は各種データ、表３は数値実施例１の媒質と平行平面板（収差補正用平行平面板）のデータ、表４は数値実施例２の媒質と平行平面板のデータである。表１と表２のデータは、数値実施例１と数値実施例２で共通である。
【0024】
すなわち、数値実施例１と数値実施例２は、同一の前群１０と後群２０を用い、媒質としてシリコンを用いた場合と、光学ガラスＳ−ＢＳＬ７（株式会社オハラ製）を用いた場合の平行平面板（収差補正用平行平面板）Ｃ（Ｃ１ないしＣ５）のデータを示している。数値実施例１と数値実施例２の設計基準波長はそれぞれ、1550nmである。諸収差図は、波長1350nmと1550nmと1750nmにおける収差を示している。
【0025】
表３と表４のデータは、前群１０の観察物体側に位置するワークＷ（Ｗ１〜Ｗ５）の媒質Ｘ（シリコン）（Ｘ１〜Ｘ５）の厚さが0.1mm刻みで変化するとき、顕微鏡対物レンズ光学系１００による観察像に生じる球面収差とコマ収差が最適値（許容値）になるように厚さを定めた、挿入空間３０に挿入する平行平面板Ｃ（Ｃ１〜Ｃ５）の厚さの変化を示している。図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）と図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）は、媒質Ｘの厚さが0.0、0.5、1.0、1.5及び2.0(mm)のときのレンズ構成図であり、図２、図３及び図４と図６、図７及び図８は、媒質Ｘの厚さが0.0、1.0及び2.0(mm)のとき（図１（Ａ）、（Ｃ）及び（Ｅ）と図６（Ａ）、（Ｃ）及び（Ｅ）のとき）の全系の球面収差とその横収差表示とコマ収差を示している。この実施形態では、平行平面板Ｃの厚さは、媒質Ｘの厚さの増加に伴い増加している。図２ないし図４と図７ないし図９に示すように、媒質Ｘの厚さに応じて最適厚さの平行平面板Ｃを挿入することにより、球面収差とコマ収差が充分に補正されている。これらの収差図から、挿入空間３０に、媒質Ｘ１ないしＸ５の厚さと屈折率に応じた厚さと屈折率を有する平行平面板Ｃ１〜Ｃ５を挿入することにより、球面収差とコマ収差を充分に補正することができることが分かる。図２ないし図４と図７ないし図９は、媒質Ｘの厚さが0.0、1.0及び2.0(mm)のときの３例を代表して示しているが、媒質Ｘの他の厚さでも同様の補正傾向が確認されている。
【0026】
一方、図５（Ａ）、（Ｂ）と図１０（Ａ）、（Ｂ）は、図１（Ａ）と図６（Ａ）の本発明の顕微鏡対物レンズ光学系１００の数値実施例１と数値実施例２（第１と第２の実施形態）のレンズ構成図のまま、ワークＷ５を観察したときのレンズ構成図（図１（Ｆ）と図６（Ｆ））における球面収差とその横収差表示とコマ収差を示している。球面収差とコマ収差が極めて悪化していることが分かる。
【0027】
実際の平行平面板Ｃ（Ｃ１ないしＣ５）の選択に当たっては、予め知ることができる複数のワークＷの媒質Ｘの厚さ（と屈折率）に応じて厚さ（と屈折率）の異なる複数の平行平面板Ｃ（Ｃ１ないしＣ５）を用意しておき、適切なものを選択する。この構成及び選択は、以下の各実施形態において同様である。
【0028】
（表１）設計基準波長＝1550nm
f=4.003 NA=0.469 WD=26.996
面データ
面番号 r d n(d) ν(d)
1 -49.6525 5.0000 1.59522 67.74
2 -20.1845 0.2000
3 -197.5716 6.0000 1.59522 67.74
4 -39.7694 0.5000
5 -6586.1110 6.0000 1.49700 81.55
6 -116.2092 0.2000
7 37.5030 9.0000 2.00330 28.27
8 -26.9890 1.5000 1.95906 17.47
9 15.0390 8.0000 1.49700 81.55
10 -157.6758 0.2000
11 15.9607 8.0000 1.49700 81.55
12 -32.4591 0.7000
13 -23.2681 2.5000 2.00330 28.27
14 -19.8006 2.0000 1.49700 81.55
15 21.3869 6.6578
16 ∞（平行平面板） 1.0000 1.51633 64.14
17 ∞（平行平面板） 5.0000
18 34.3444 3.0000 1.48749 70.24
19 -12.5426 0.2000
20 19.9953 1.0000 1.49700 81.55
21 3.8552 1.8300
22 -9.6432 1.0000 1.49700 81.55
23 5.6535
【0029】
（表２）各種データ
全系（面No.1-23）の焦点距離ft 4.0028
前群（面No.1-15）の焦点距離ff 18.7194
後群（面No.18-23）の焦点距離fr -5.5219
ff/fr -3.3900
平行平面板の挿入隙間の光軸上の距離S6 12.6578
全系の長さTL 69.4878
S6/TL 0.1822
前群の最も物体側の面から観察物体（媒質（ワーク））迄の距離Fb(WD)
26.9963
NA（開口数） 0.469
【0030】
（表３）媒質（ワーク）がBK7(n=1.51633）のときの媒質の厚さと平行平面板（BK7, n=1.51633）の厚さの一覧表
XNo. 媒質厚 平行平面板(C)厚 レンズ図 収差図
X1 0.0 1.000 図１（Ａ） 図２
0.1 1.049
0.2 1.094
0.3 1.141
0.4 1.188
X2 0.5 1.230 図１（Ｂ）
0.6 1.276
0.7 1.317
0.8 1.361
0.9 1.407
X3 1.0 1.450 図１（Ｃ） 図３
1.1 1.494
1.2 1.537
1.3 1.580
1.4 1.620
X4 1.5 1.666 図１（Ｄ）
1.6 1.709
1.7 1.750
1.8 1.794
1.9 1.838
X5 2.0 1.880 図１（Ｅ） 図４
2.1 1.922
2.2 1.964
2.3 2.007
2.4 2.049
2.5 2.092
X5 2.0 1.000 図１（Ｆ） 図５
【0031】
（表４）媒質（ワーク）がBK7(n=1.51633)のときの媒質の厚さと平行平面板(SILICON, n=3.47772)の厚さの一覧表
XNo. 媒質厚 平行平面板(C)厚 レンズ図 収差図
X1 0.0 1.000 図６（Ａ） 図７
0.1 1.029
0.2 1.067
0.3 1.101
0.4 1.135
X2 0.5 1.168 図６（Ｂ）
0.6 1.198
0.7 1.229
0.8 1.258
0.9 1.288
X3 1.0 1.320 図６（Ｃ） 図８
1.1 1.350
1.2 1.381
1.3 1.411
1.4 1.440
X4 1.5 1.470 図６（Ｄ）
1.6 1.497
1.7 1.531
1.8 1.560
1.9 1.591
X5 2.0 1.621 図６（Ｅ） 図９
2.1 1.649
2.2 1.681
2.3 1.711
2.4 1.741
2.5 1.770
X5 2.0 1.000 図６（Ｆ） 図１０
【0032】
［数値実施例３、４］図１１ないし図２０と表５ないし表８は、本発明に係る顕微鏡対物レンズ光学系１００の数値実施例３（第３の実施形態）と数値実施例４（第４の実施形態）を示している。数値実施例３と４は、媒質（ワークＷ）の厚さが増加するのに対し、挿入平行平面板の厚さが増加するタイプである。図１１と図１６は数値実施例３と数値実施例４のレンズ構成図であり、図１２ないし図１５は図１１のレンズ構成図の諸収差図、図１７〜図２０は図１５のレンズ構成図の諸収差図である。表５は面データ、表６は各種データ、表７は数値実施例３の媒質と平行平面板のデータ、表８は数値実施例４の媒質と平行平面板のデータである。表５と表６のデータは、数値実施例３と数値実施例４で共通である。
【0033】
すなわち、数値実施例３と数値実施例４は、同一の前群１０と後群２０を用い、媒質としてシリコンを用いた場合と、光学ガラスＳ−ＢＳＬ７を用いた場合の平行平面板Ｃ１ないしＣ５のデータを示している。数値実施例３と数値実施例４の設計基準波長はそれぞれ、1550nmである。諸収差図は、波長1350nmと1550nmと1750nmにおける収差を示している。
【0034】
表７と表８のデータは、前群１０の観察物体側に位置するワークＷ（Ｗ１〜Ｗ５）の媒質Ｘ（シリコン）（Ｘ１〜Ｘ５）の厚さが0.1mm刻みで変化するとき、顕微鏡対物レンズ光学系１００による観察像に生じる球面収差とコマ収差が最適値（許容値）になるように厚さを定めた、挿入空間３０に挿入する平行平面板Ｃ（Ｃ１〜Ｃ５）の厚さの変化を示している。図１１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）と図１６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）は、媒質Ｘの厚さが0.0、0.5、1.0、1.5及び2.0(mm)のときのレンズ構成図であり、図１２、図１３及び図１４と図１６、図１７及び図１８は、媒質Ｘの厚さが0.0、1.0及び2.0(mm)のとき（図１１（Ａ）、（Ｃ）及び（Ｅ）と図１６（Ａ）、（Ｃ）及び（Ｅ）のとき）の全系の球面収差とその横収差表示とコマ収差を示している。この実施形態では、平行平面板Ｃの厚さは、媒質Ｘの厚さの増加に伴い増加している。図１２ないし図１４と図１７ないし図１９に示すように、媒質Ｘの厚さに応じて最適厚さの平行平面板Ｃを挿入することにより、球面収差とコマ収差が充分に補正されている。これらの収差図から、挿入空間３０に、媒質Ｘ１ないしＸ５の厚さと屈折率に応じた厚さと屈折率を有する平行平面板Ｃ１〜Ｃ５を挿入することにより、球面収差とコマ収差を充分に補正することができることが分かる。図１２ないし図１４と図１７ないし図１９は、媒質Ｘの厚さが0.0、1.0及び2.0(mm)のときの３例を代表して示しているが、媒質Ｘの他の厚さでも同様の補正傾向が確認されている。
【0035】
一方、図１５（Ａ）、（Ｂ）と図２０（Ａ）、（Ｂ）は、図１１（Ａ）と図１６（Ａ）の本発明の顕微鏡対物レンズ光学系１００の数値実施例３と数値実施例４（第３と第４の実施形態）のレンズ構成のまま、ワークＷ５を観察したときのレンズ構成（図１１（Ｆ）と図１６（Ｆ））における球面収差とその横収差表示とコマ収差を示している。球面収差とコマ収差が極めて悪化していることが分かる。
【0036】
（表５）波長＝1550nm
f=4.066 NA=0.614 WD=8.000
面データ
面番号 r d n(d) ν(d)
1 -14.7534 4.6956 1.49700 81.55
2 -8.1381 0.2000
3 25.1658 5.7265 1.49700 81.55
4 -28.5074 0.5000
5 -39.7645 2.0000 1.78800 47.37
6 17.6075 9.0000 1.49700 81.55
7 -16.5014 0.1900
8 51.5195 1.5000 1.65160 58.55
9 17.1172 14.0000 1.49700 81.55
10 -14.6766 2.0000 1.69680 55.53
11 -51.2414 0.2000
12 41.8872 11.0000 1.49700 81.55
13 -202.6903 14.5415
14 ∞（平行平面板） 0.0000 1.51633 64.14
15 ∞（平行平面板） 1.0000
16 42.1977 1.3000 1.48749 70.24
17 6.8717 10.0000 1.49700 81.55
18 8.7198 0.5000
19 6.5115 6.2000 1.48749 70.24
20 -8.0430 1.3000 1.53172 48.84
21 13.7375 0.9000
22 -32.0446 1.1000 1.52249 59.84
23 4.9012 2.5000 1.65412 39.68
24 -8.6956 0.5000
25 -5.4865 1.0000 1.49700 81.55
26 6.3910
【0037】
（表６）各種データ
全系（面No.1-23）の焦点距離ft 4.0660
前群（面No.1-15）の焦点距離ff 18.1731
後群（面No.18-23）の焦点距離fr -15.7353
ff/fr -1.1549
平行平面板の挿入隙間の光軸上の距離S5 15.5415
全系の長さTL 91.8536
S5/TL 0.1692
前群の最も物体側の面から観察物体（媒質（ワーク））迄の距離Fb(WD)
8.0000
NA（開口数） 0.614
【0038】
（表７）媒質（ワーク）がSILICON(n=3.47772)のときの媒質の厚さと平行平面板（S-BSL7, n=1.51633）の厚さの一覧表
XNo. 媒質厚 平行平面板(C)厚 レンズ図 収差図
X1 0.0 0.000 図１１（Ａ） 図１２
0.1 0.366
0.2 0.796
0.3 1.223
0.4 1.648
X2 0.5 2.069 図１１（Ｂ）
0.6 2.486
0.7 2.901
0.8 3.313
0.9 3.721
X3 1.0 4.127 図１１（Ｃ） 図１３
1.1 4.530
1.2 4.929
1.3 5.327
1.4 5.721
X4 1.5 6.110 図１１（Ｄ）
1.6 6.500
1.7 6.885
1.8 7.268
1.9 7.648
X5 2.0 8.025 図１１（Ｅ） 図１４
2.1 8.389
2.2 8.761
2.3 9.130
2.4 9.508
2.5 9.860
X5 2.0 0.0000 図１１（Ｆ） 図１５
【0039】
（表８）媒質（ワーク）がS-BSL7(n=1.51633）のときの媒質の厚さと平行平面板（S-BSL7, n=1.51633）の厚さの一覧表
XNo. 媒質厚 平行平面板(C)厚 レンズ図 収差図
X1 0.0 0.000 図１６（Ａ） 図１７
0.1 0.582
0.2 1.218
0.3 1.850
0.4 2.474
X2 0.5 3.091 図１６（Ｂ）
0.6 3.701
0.7 4.303
0.8 4.898
0.9 5.486
X3 1.0 6.066 図１６（Ｃ） 図１８
1.1 6.641
1.2 7.209
1.3 7.770
1.4 8.325
X4 1.5 8.873 図１６（Ｄ）
1.6 9.414
1.7 9.950
1.8 10.480
1.9 11.005
X5 2.0 11.524 図１６（Ｅ） 図１９
2.1 12.042
2.2 12.551
2.3 13.054
2.4 13.551
2.5 14.037
X5 2.0 0.000 図１６（Ｆ） 図２０
【0040】
［数値実施例５、６、７、８］図２１ないし図４０と表９ないし表１４は、本発明に係る顕微鏡対物レンズ光学系１００の数値実施例５ないし８（第５ないし第８の実施形態）を示している。これらの数値実施例５ないし８は、媒質の厚さが増加するのに対し、挿入平行平面板の厚さが減少するタイプである。図２１と図２６と図３１と図３６は数値実施例５と数値実施例６と数値実施例７と数値実施例８のレンズ構成図であり、図２２ないし図２５は図２１のレンズ構成図の諸収差図、図２７〜図３０は図２６のレンズ構成図の諸収差図、図３２ないし図３５は図３１のレンズ構成図の諸収差図、図３７〜図４０は図３６のレンズ構成図の諸収差図である。表９は面データ、表１０は各種データ、表１１は数値実施例５の媒質と平行平面板のデータ、表１２は数値実施例６の媒質と平行平面板のデータ、表１３は数値実施例７の媒質と平行平面板のデータ、表１４は数値実施例８の媒質と平行平面板のデータである。表９と表１０のデータは、数値実施例５ないし８で共通である。
【0041】
すなわち、数値実施例５なし８は、同一の前群１０と後群２０を用い、数値実施例５は媒質としてシリコン、平行平面板として光学ガラスＳ−ＢＳＬ７を用いた場合、数値実施例６は媒質として光学ガラスＳ−ＢＳＬ７、平行平面板として光学ガラスＳ−ＢＳＬ７を用いた場合、数値実施例７は媒質としてシリコン、平行平面板として光学ガラスＳ−ＰＨＭ５２（株式会社オハラ製）を用いた場合、数値実施例８は媒質として光学ガラスＳ−ＢＳＬ７、平行平面板として光学ガラスＳ−ＰＨＭ５２を用いた場合の、平行平面板Ｃ１ないしＣ５のデータを示している。数値実施例３と数値実施例４の設計基準波長はそれぞれ、1550nmである。諸収差図は、波長1350nmと1550nmと1750nmにおける収差を示している。
【0042】
表１１ないし表１４のデータは、前群１０の観察物体側に位置するワークＷ（Ｗ１〜Ｗ５）の媒質Ｘ（シリコン）（Ｘ１〜Ｘ５）の厚さが0.1mm刻みで変化するとき、顕微鏡対物レンズ光学系１００による観察像に生じる球面収差とコマ収差が最適値（許容値）になるように厚さを定めた、挿入空間３０に挿入する平行平面板Ｃ（Ｃ１〜Ｃ５）の厚さの変化を示している。図２１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）と図２６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）と図３１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）と図３６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）は、媒質Ｘの厚さが0.0、0.5、1.0、1.5及び2.0(mm)のときのレンズ構成図であり、図２２、図２３及び図２４と図２６、図２７及び図２８と図３２、図３３及び図３４と図３６、図３７及び図３８は、媒質Ｘの厚さが0.0、1.0及び2.0(mm)のとき（図２１（Ａ）、（Ｃ）及び（Ｅ）と図２６（Ａ）、（Ｃ）及び（Ｅ）と図３１（Ａ）、（Ｃ）及び（Ｅ）と図３６（Ａ）、（Ｃ）及び（Ｅ）のとき）の全系の球面収差とその横収差表示とコマ収差を示している。この実施形態では、平行平面板Ｃの厚さは、媒質Ｘの厚さの増加に伴い減少している。図２２ないし図２４と図２７ないし図２９と図３２ないし図３４と図３７ないし図３９に示すように、媒質Ｘの厚さに応じて最適厚さの平行平面板Ｃ（Ｃ１ないしＣ５）を挿入することにより、球面収差とコマ収差が充分に補正されている。これらの収差図から、挿入空間３０に、媒質Ｘ１ないしＸ５の厚さと屈折率に応じた厚さと屈折率を有する平行平面板Ｃ１〜Ｃ５を挿入することにより、球面収差とコマ収差を充分に補正することができることが分かる。図２２ないし図２４と図２７ないし図２９と図３２ないし図３４と図３７ないし図３９は、媒質Ｘの厚さが0.0、1.0及び2.0(mm)のときの３例を代表して示しているが、媒質Ｘの他の厚さでも同様の補正傾向が確認されている。
【0043】
一方、図２５（Ａ）、（Ｂ）と図３０（Ａ）、（Ｂ）と図３５（Ａ）、（Ｂ）と図４０（Ａ）、（Ｂ）とは、図２１（Ａ）と図２６（Ａ）と図３１（Ａ）と図３６（Ａ）の本発明の顕微鏡対物レンズ光学系１００の数値実施例５と数値実施例６と数値実施例７と数値実施例８（第５と第６と第７と第８の実施形態）のレンズ構成のまま、ワークＷ５を観察したときのレンズ構成（図２１（Ｆ）と図２６（Ｆ）と図３１（Ｆ）と図３６（Ｆ））における球面収差とその横収差表示とコマ収差を示している。球面収差とコマ収差が極めて悪化していることが分かる。
【0044】
（表９）設計基準波長＝1550nm
f=4.060 NA=0.542 WD=8.550
データ
番号 r d n(d) ν(d)
1 -71.6404 9.3296 1.49700 81.55
2 -15.2737 0.2000
3 26.2529 7.7994 1.49700 81.55
4 -45.9250 0.5000
5 -65.3761 2.0000 1.78800 47.37
6 19.3778 16.0000 1.49700 81.55
7 -25.0368 0.1900
8 77.6575 1.5000 1.65160 58.55
9 20.4739 15.0000 1.49700 81.55
10 -21.4676 2.0000 1.69680 55.53
11 -58.9690 0.2000
12 28.5838 13.4000 1.49700 81.55
13 -48.9306 1.5685
14 ∞（平行平面板） 8.8202 1.51633 64.14
15 ∞（平行平面板） 6.0000
16 -17.3125 1.3000 1.48749 70.24
17 17.85641 14.0000 1.49700 81.55
18 12.8169 0.5000
19 8.4432 6.2000 1.48749 70.24
20 -9.0801 1.3000 1.53172 48.84
21 47.3544 6.3206
22 -9.2723 1.2000 1.52249 59.84
23 5.8464 8.0000 1.65412 39.68
24 -8.3196 0.6000
25 -5.9948 1.0000 1.49700 81.55
26 12.5314
【0045】
（表１０）各種データ
全系（面No.1-26）の焦点距離ft 4.0603
前群（面No.1-13）の焦点距離ff 30.5582
後群（面No.16-26）の焦点距離fr -6.6806
ff/fr -4.5741
平行平面板の挿入隙間の光軸上の距離S5 16.3887
全系の長さTL 124.9283
S5/TL 0.1312
前群の最も物体側の面から観察物体（媒質（ワーク））迄の距離Fb(WD)
8.5495
NA（開口数） 0.542
【0046】
（表１１）媒質（ワーク）がSILICON(n=3.47772)のときの媒質の厚さと平行平面板（S-BSL7, n=1.51633）の厚さの一覧表
XNo. 媒質厚 平行平面板(C)厚 レンズ図 収差図
X1 0.0 8.820 図２１（Ａ） 図２２
0.1 8.720
0.2 8.609
0.3 8.498
0.4 8.385
X2 0.5 8.276 図２１（Ｂ）
0.6 8.165
0.7 8.054
0.8 7.943
0.9 7.832
X3 1.0 7.722 図２１（Ｃ） 図２３
1.1 7.611
1.2 7.500
1.3 7.390
1.4 7.280
X4 1.5 7.169 図２１（Ｄ）
1.6 7.058
1.7 6.948
1.8 6.838
1.9 6.728
X5 2.0 6.618 図２１（Ｅ） 図２４
X5 2.0 8.820 図２１（Ｆ） 図２５
【0047】
（表１２）媒質（ワーク）がS-BSL7(n=1.51633)のときの媒質の厚さと平行平面板（S-BSL7, n=1.51633）の厚さの一覧表
XNo. 媒質厚 平行平面板(C)厚 レンズ図 収差図
X1 0.0 8.820 図２６（Ａ） 図２７
0.1 8.668
0.2 8.505
0.3 8.341
0.4 8.178
X2 0.5 8.015 図２６（Ｂ）
0.6 7.852
0.7 7.689
0.8 7.526
0.9 7.365
X3 1.0 7.200 図２６（Ｃ） 図２８
1.1 7.037
1.2 6.875
1.3 6.712
1.4 6.554
X4 1.5 6.387 図２６（Ｄ）
1.6 6.225
1.7 6.063
1.8 5.901
1.9 5.744
X5 2.0 5.577 図２６（Ｅ） 図２９
X5 2.0 8.820 図２６（Ｆ） 図３０
【0048】
（表１３）媒質（ワーク）がSILICON(n=3.47772)のときの媒質の厚さと平行平面板（S-PHM52, n=1.61800）の厚さの一覧表
XNo. 媒質厚 平行平面板(C)厚 レンズ図 収差図
X1 0.0 8.032 図３１（Ａ） 図３２
0.1 7.947
0.2 7.845
0.3 7.743
0.4 7.639
X2 0.5 7.540 図３１（Ｂ）
0.6 7.438
0.7 7.337
0.8 7.235
0.9 7.133
X3 1.0 7.033 図３１（Ｃ） 図３３
1.1 6.931
1.2 6.830
1.3 6.729
1.4 6.628
X4 1.5 6.527 図３１（Ｄ）
1.6 6.426
1.7 6.325
1.8 6.225
1.9 6.123
X5 2.0 6.023 図３１（Ｅ） 図３４
X5 2.0 8.032 図３１（Ｆ） 図３５
【0049】
（表１４）媒質（ワーク）がS-BSL7 (n=1.51633)のときの媒質の厚さと平行平面板（S-PHM52, n=1.61800）の厚さの一覧表
XNo. 媒質厚 平行平面板(C)厚 レンズ図 収差図
X1 0.0 8.032 図３６（Ａ） 図３７
0.1 7.899
0.2 7.749
0.3 7.600
0.4 7.449
X2 0.5 7.301 図３６（Ｂ）
0.6 7.152
0.7 7.003
0.8 6.854
0.9 6.706
X3 1.0 6.556 図３６（Ｃ） 図３８
1.1 6.407
1.2 6.259
1.3 6.110
1.4 5.962
X4 1.5 5.813 図３６（Ｄ）
1.6 5.668
1.7 5.517
1.8 5.369
1.9 5.221
X5 2.0 5.074 図３６（Ｅ） 図３９
X5 2.0 8.032 図３６（Ｆ） 図４０
【0050】
［数値実施例９、１０］図４１ないし図５０と表１５ないし表１８は、本発明に係る顕微鏡対物レンズ光学系１００の数値実施例９（第９の実施形態）と数値実施例１０（第１０の実施形態）を示している。これらの数値実施例９と１０は、媒質の厚さが増加するのに対し、挿入平行平面板の厚さが減少するタイプである。図４１は数値実施例９のレンズ構成図であり、図４２ないし図４５は図４１のレンズ構成図の諸収差図、図４６は数値実施例１０のレンズ構成図であり、図４７〜図５０は図４６のレンズ構成図の諸収差図である。表１５は面データ、表１６は各種データ、表１７は数値実施例９の媒質と平行平面板のデータ、表１８は数値実施例１０の媒質と平行平面板のデータである。表１５と表１６のデータは、数値実施例９と数値実施例１０で共通である。
【0051】
すなわち、数値実施例９と数値実施例１０は、同一の前群１０と後群２０を用い、媒質としてシリコン、平行平面板として光学ガラスＳ−ＢＳＬ７を用いた場合と、媒質として光学ガラスＳ−ＢＳＬ７、平行平面板として光学ガラスＳ−ＰＨＭ５２を用いた場合の平行平面板Ｃ１ないしＣ５のデータを示している。数値実施例９と数値実施例１０の設計基準波長はそれぞれ、1550nmである。(収差図は、波長1350nmと1550nmと1750nmにおける収差を示している。)
【0052】
表１７と表１８のデータは、前群１０の観察物体側に位置するワークＷ（Ｗ１〜Ｗ５）の媒質Ｘ（シリコンと光学ガラスＳ−ＢＳＬ７）（Ｘ１〜Ｘ５）の厚さが0.1mm刻みで変化するとき、顕微鏡対物レンズ光学系１００による観察像に生じる球面収差とコマ収差が最適値（許容値）になるように厚さを定めた、挿入空間３０に挿入する平行平面板Ｃ（Ｃ１〜Ｃ５）の厚さの変化を示している。図４１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）と図４６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）は、媒質Ｘの厚さが0.0、0.5、1.0、1.5及び2.0(mm)のときのレンズ構成図であり、図４２、図４３及び図４４と図４６、図４７及び図４８は、媒質Ｘの厚さが0.0、1.0及び2.0(mm)のとき（図４１（Ａ）、（Ｃ）及び（Ｅ）と図４６（Ａ）、（Ｃ）及び（Ｅ）のとき）の全系の球面収差とその横収差表示とコマ収差を示している。この実施形態では、平行平面板Ｃの厚さは、媒質Ｘの厚さの増加に伴い増加している。図４２ないし図４４と図４７ないし図４９に示すように、媒質Ｘの厚さに応じて最適厚さの平行平面板Ｃを挿入することにより、球面収差とコマ収差が充分に補正されている。これらの収差図から、挿入空間３０に、媒質Ｘ１ないしＸ５の厚さと屈折率に応じた厚さと屈折率を有する平行平面板Ｃ１〜Ｃ５を挿入することにより、球面収差とコマ収差を充分に補正することができることが分かる。図４２ないし図４４と図４７ないし図４９は、媒質Ｘの厚さが0.0、1.0及び2.0(mm)のときの３例を代表して示しているが、媒質Ｘの他の厚さでも同様の補正傾向が確認されている。
【0053】
一方、図４５（Ａ）、（Ｂ）と図５０（Ａ）、（Ｂ）は、図４１（Ａ）と図４６（Ａ）の本発明の顕微鏡対物レンズ光学系１００の数値実施例９と数値実施例１０（第９と第１０の実施形態）のレンズ構成のまま、ワークＷ５を観察したとき（図４１（Ｆ）と図４６（Ｆ））における球面収差とその横収差表示とコマ収差を示している。球面収差とコマ差が極めて悪化していることが分かる。
【0054】
（表１５）設計基準波長＝1550nm
f=3.862 NA=0.539 WD=14.489
面データ
面番号 r d n(d) ν(d)
1 -45.4114 5.6852 1.59522 67.74
2 -15.3096 0.2000
3 -1526.8270 6.7617 1.59522 67.74
4 -25.0394 0.5000
5 98.5137 1.5000 1.80518 25.43
6 17.9468 9.7624 1.49700 81.55
7 -75.2877 0.2000
8 43.0168 8.0000 1.49700 81.55
9 -15.0277 2.0000 1.51633 64.14
10 14.2245 7.0000 1.49700 81.55
11 -204.2479 0.2000
12 11.8806 9.5000 1.49700 81.55
13 -106.0979 0.4000
14 -63.8747 1.3000 1.54814 45.78
15 39.4587 3.5000 1.49700 81.55
16 5.4374 16.2566
17 ∞（平行平面板） 0.0000 1.51633 64.14
18 ∞（平行平面板） 1.0000
19 10.9551 3.0000 1.48749 70.24
20 -10.9551 0.1500
21 13.8711 1.0000 1.51633 64.14
22 7.1222 1.8300
23 -7.2261 1.0000 1.497 81.55
24 7.2261
【0055】
（表１６）各種データ
全系（面No.1-26）の焦点距離ft 3.8619
前群（面No.1-12）の焦点距離ff 9.9930
後群（面No.16-26）の焦点距離fr -25.6274
ff/fr -0.3899
平行平面板の挿入隙間の光軸上の距離S6 17.2566
全系の長さTL 80.7459
S6/TL 0.2137
前群の最も物体側の面から観察物体（媒質（ワーク））迄の距離Fb(WD)
14.4888
NA（開口数） 0.539
【0056】
（表１７）媒質（ワーク）がSILICON(n=3.47772)のときの媒質の厚さと平行平面板（S-BSL7, n=1.51633）の厚さの一覧表
XNo. 媒質厚 平行平面板(C)厚 レンズ図 収差図
X1 0.0 0.000 図４１（Ａ） 図４２
0.1 0.426
0.2 0.865
0.3 1.300
0.4 1.732
X2 0.5 2.171 図４１（Ｂ）
0.6 2.587
0.7 3.007
0.8 3.424
0.9 3.838
X3 1.0 4.264 図４１（Ｃ） 図４３
1.1 4.655
1.2 5.057
1.3 5.457
1.4 5.853
X4 1.5 6.272 図４１（Ｄ）
1.6 6.639
1.7 7.026
1.8 7.409
1.9 7.789
X5 2.0 8.188 図４１（Ｅ） 図４４
2.1 9.166
2.2 9.374
2.3 9.579
2.4 9.783
2.5 10.000
X5 2.0 0.000 図４１（Ｆ） 図４５
【0057】
（表１８）ワーク（媒質）がSILICON(n=3.47772)のときの媒質の厚さと平行平面板（S-PHM52, n=1.61800）の厚さ一覧表
XNo. 媒質厚 平行平面板(C)厚 レンズ図 収差図
X1 0.0 0.000 図４６（Ａ） 図４７
0.1 0.378
0.2 0.768
0.3 1.155
0.4 1.538
X2 0.5 1.918 図４６（Ｂ）
0.6 2.298
0.7 2.671
0.8 3.042
0.9 3.409
X3 1.0 3.773 図４６（Ｃ） 図４８
1.1 4.135
1.2 4.492
1.3 4.847
1.4 5.199
X4 1.5 5.548 図４６（Ｄ）
1.6 5.898
1.7 6.241
1.8 6.582
1.9 6.919
X5 2.0 7.254 図４６（Ｅ） 図４９
2.1 7.586
2.2 7.905
2.3 8.238
2.4 8.565
2.5 8.870
X5 2.0 0.000 図４６（Ｆ） 図５０
【0058】
図５１ないし図６０と表１９ないし表２２は、本発明に係る顕微鏡対物レンズ光学系１００の数値実施例１１（第１１の実施形態）と数値実施例１２（第１２の実施形態）を示している。これらの数値実施例１１と１２は、媒質の厚さが増加するのに対し、挿入平行平面板の厚さが減少するタイプである。図５１は数値実施例１０のレンズ構成図であり、図５２ないし図５５は図５１のレンズ構成図の諸収差図、図５６は数値実施例１１のレンズ構成図であり、図５７〜図６０は図５６のレンズ構成図の諸収差図である。表１９は面データ、表２０は各種データ、表２１は数値実施例１１の媒質と平行平面板のデータ、表２２は数値実施例１２の媒質と平行平面板のデータである。表１９と表２０のデータは、数値実施例１１と数値実施例１２で共通である。
【0059】
すなわち、数値実施例１１と数値実施例１２は、同一の前群１０と後群２０を用い、媒質としてシリコン、平行平面板として光学ガラスＳ−ＢＳＬ７を用いた場合と、媒質として光学ガラスＳ−ＢＳＬ７、平行平面板として光学ガラスＳ−ＰＨＭ５２を用いた場合の平行平面板Ｃ１ないしＣ５のデータを示している。数値実施例９と数値実施例１０の設計基準波長はそれぞれ、587nmである。(収差図は、486nmと587nmと656nmにおける収差を示している。)
【0060】
表２１と表２２のデータは、前群１０の観察物体側に位置するワークＷ（Ｗ１〜Ｗ５）の媒質Ｘ（シリコンと光学ガラスＳ−ＢＳＬ７）（Ｘ１〜Ｘ５）の厚さが0.1mm刻みで変化するとき、顕微鏡対物レンズ光学系１００による観察像に生じる球面収差とコマ収差が最適値（許容値）になるように厚さを定めた、挿入空間３０に挿入する平行平面板Ｃ（Ｃ１〜Ｃ５）の厚さの変化を示している。図５１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）と図５６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）は、媒質Ｘの厚さが0.0、0.5、1.0、1.5及び2.0(mm)のときのレンズ構成図であり、図５２、図５３及び図５４と図５６、図５７及び図５８は、媒質Ｘの厚さが0.0、1.0及び2.0(mm)のとき（図５１（Ａ）、（Ｃ）及び（Ｅ）と図５６（Ａ）、（Ｃ）及び（Ｅ）のとき）の全系の球面収差とその横収差表示とコマ収差を示している。この実施形態では、平行平面板Ｃの厚さは、媒質Ｘの厚さの増加に伴い増加している。図５２ないし図５４と図５７ないし図５９に示すように、媒質Ｘの厚さに応じて最適厚さの平行平面板Ｃを挿入することにより、球面収差とコマ収差が充分に補正されている。これらの収差図から、挿入空間３０に、媒質Ｘ１ないしＸ５の厚さと屈折率に応じた厚さと屈折率を有する平行平面板Ｃ１〜Ｃ５を挿入することにより、球面収差とコマ収差を充分に補正することができることが分かる。図５２ないし図５４と図５７ないし図５９は、媒質Ｘの厚さが0.0、1.0及び2.0(mm)のときの３例を代表して示しているが、媒質Ｘの他の厚さでも同様の補正傾向が確認されている。
【0061】
一方、図５５（Ａ）、（Ｂ）と図６０（Ａ）、（Ｂ）は、図５１（Ａ）と図５６（Ａ）の本発明の顕微鏡対物レンズ光学系１００の数値実施例１１と数値実施例１１（第１１と第１２の実施形態）のレンズ構成のまま、ワークＷ５を観察したとき（図５１（Ｆ）と図５６（Ｆ））における球面収差とその横収差表示とコマ収差を示している。球面収差とコマ収差が極めて悪化していることが分かる。
【0062】
（表１９）587nm
f=4.003 NA=0.414 D=18.000
面データ
面番号 r d n(d) ν(d)
1 36.1243 5.0000 1.49700 81.61
2 -16.0878 0.3000
3 118.9268 4.0000 1.49700 81.61
4 -19.6869 0.7000
5 -15.9536 1.5000 1.74100 52.65
6 27.0753 6.0000 1.49700 81.61
7 -18.7193 0.3500
8 103.1430 5.0000 1.45600 90.32
9 -16.2965 1.5000 1.74100 52.65
10 -51.5860 3.0000 1.45600 90.32
11 -51.2667 0.3000
12 56.8494 6.0000 1.45600 90.32
13 -18.5206 3.0000 1.64000 60.08
14 -82.2586 2.5000 1.45600 90.32
15 -324.5329 0.3000
16 18.1766 6.0000 1.49700 81.61
17 425.6775 14.1089
18 ∞（平行平面板） 3.8911 1.51633 64.14
19 ∞（平行平面板） 6.8017
20 -7.4003 1.0000 1.74100 52.65
21 4.1317 2.5000 1.78472 25.68
22 12.1127
【0063】
（表２０）各種データ
全系（面No.1-22）の焦点距離ft 4.0005
前群（面No.1-17）の焦点距離ff 22.8554
後群（面No.20-22）の焦点距離fr -6.0415
ff/fr -3.7831
平行平面板の挿入隙間の光軸上の距離S6 24.8017
全系の長さTL 73.7517
S6/TL 0.3363
前群の最も物体側の面から観察物体（媒質（ワーク））迄の距離Fb(WD) 18.0000
NA（開口数） 0.414
【0064】
（表２１）媒質（ワーク）がS-BSL7(n=1.51633）のときの媒質の厚さと平行平面板（S-BSL7, n=1.51633）の厚さの一覧表
XNo. 媒質厚 平行平面板(C)厚 レンズ図 収差図
X1 0.0 3.891 図５１（Ａ） 図５２
0.1 3.792
0.2 3.702
0.3 3.606
0.4 3.511
X2 0.5 3.415 図５１（Ｂ）
0.6 3.312
0.7 3.225
0.8 3.130
0.9 3.036
X3 1.0 2.942 図５１（Ｃ） 図５３
1.1 2.841
1.2 2.747
1.3 2.661
1.4 2.568
X4 1.5 2.475 図５１（Ｄ）
1.6 2.383
1.7 2.286
1.8 2.195
1.9 2.106
X5 2.0 2.016 図５１（Ｅ） 図５４
2.1 1.923
2.2 1.834
2.3 1.743
2.4 1.652
2.5 1.564
X5 2.0 3.891 図５１（Ｆ） 図５５
【0065】
（表２２）媒質（ワーク）がS-BSL7 (n=1.51633）のときの媒質の厚さと平行平面板（S-PHM52,n=1.61800）の厚さの一覧表
XNo. 媒質厚 平行平面板(C)厚 レンズ図 収差図
X1 0.0 3.534 図５６（Ａ） 図５７
0.1 3.452
0.2 3.360
0.3 3.277
0.4 3.184
X2 0.5 3.102 図５６（Ｂ）
0.6 3.016
0.7 2.923
0.8 2.843
0.9 2.757
X3 1.0 2.671 図５６（Ｃ） 図５８
1.1 2.580
1.2 2.495
1.3 2.415
1.4 2.326
X4 1.5 2.246 図５６（Ｄ）
1.6 2.162
1.7 2.075
1.8 1.992
1.9 1.911
X5 2.0 1.829 図５６（Ｅ） 図５９
2.1 1.744
2.2 1.663
2.3 1.581
2.4 1.500
2.5 1.419
X5 2.0 3.534 図５６（Ｆ） 図６０
【0066】
以上の実施形態では、ワークＷの媒質Ｘの厚さと屈折率に応じて屈折率を選定し厚さを異ならせた複数の収差補正用平行平面板を選択使用しているが、重ね合わせた２枚以上の楔板によって収差補正用平行平面板を準備し、この２枚の楔板の重なり位置を変化させることで厚さを変化させることもできる。図６１は、２枚の透光楔板Ｃ６−１、Ｃ６−２によって収差補正用平行平面板Ｃ６を形成した他の具体例を示している。収差補正用平行平面板Ｃ６は、透光楔板Ｃ６−１とＣ６−２の対向面を密着させた状態で、収差補正用平行平面板を形成する。この収差補正用平行平面板Ｃ６は、透光楔板Ｃ６−１とＣ６−２の少なくとも一方を図の矢印方向に相対移動して重なり位置を変化させることで、無段階に厚さを変化させて結像性能を確認しながら最適状態にすることができる。なお、透光楔板Ｃ６−１とＣ６−２の対向面は、接触させた状態で相対移動してもよいが、離間させて相対移動し、使用時に密着させてもよい。
【0067】
上記数値実施例では、媒質Ｘ１〜Ｘ５及び収差補正用平行平面板Ｃ１〜Ｃ５をそれぞれ、シリコン、光学ガラスＳ−ＢＳＬ７、光学ガラスＳ−ＰＨＭ５２を使用しているが、他の材料を使用することも可能である。収差補正用平行平面板Ｃ１〜Ｃ５は同一材料から構成し、その厚さを異ならせているが、収差補正用平行平面板Ｃ１〜Ｃ５を異なる屈折率の材料で形成してもよい。この場合、収差補正用平行平面板Ｃ１〜Ｃ５の厚さは同一とし、異なる屈折率の材料を使用することでも対応可能である。
【符号の説明】
【0068】
１００ 顕微鏡対物レンズ光学系１０ 前群
２０ 後群
３０ 収差補正用平行平面板挿入空間
Ｃ、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５ 収差補正用平行平面板（平行平面板）
Ｗ、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４、Ｗ５ ワーク
Ｘ Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５ 媒質
【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23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図43】
【図44】
【図45】
【図46】
【図47】
【図48】
【図49】
【図50】
【図51】
【図52】
【図53】
【図54】
【図55】
【図56】
【図57】
【図58】
【図59】
【図60】
【図61】