特開 2024-31450 対物レンズ

(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】P2024031450

(43)【公開日】2024-03-07

(54)【発明の名称】対物レンズ

(51)【国際特許分類】

   G02B 21/02 20060101AFI20240229BHJP

   G02B 13/02 20060101ALN20240229BHJP

【ＦＩ】

G02B21/02 A

G02B13/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022135002

(22)【出願日】2022-08-26

(71)【出願人】

【識別番号】592163734

【氏名又は名称】京セラＳＯＣ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001379

【氏名又は名称】弁理士法人大島特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田邉 貴大

【テーマコード（参考）】

2H087

【Ｆターム（参考）】

2H087KA09

2H087KA15

2H087LA01

2H087LA02

2H087NA04

2H087NA15

2H087PA03

2H087PA09

2H087PA10

2H087PA16

2H087PA17

2H087PA18

2H087PB03

2H087PB04

2H087PB10

2H087PB16

2H087PB18

2H087QA02

2H087QA03

2H087QA06

2H087QA07

2H087QA14

2H087QA17

2H087QA19

2H087QA22

2H087QA25

2H087QA26

2H087QA32

2H087QA34

2H087QA41

2H087QA42

2H087QA45

2H087QA46

2H087RA32

2H087UA03

2H087UA04

(57)【要約】

【課題】瞳の遮蔽が無く、小型で視野が広い上に高ＮＡを実現出来る屈折型対物レンズにおいて、深紫外から可視に至る連続した波長域で色消しを実現する。
【解決手段】対物レンズ（ＯＬ）は複数の接合レンズ（ＪＬ）を含み、少なくとも１つの接合レンズが、フッ化物により構成される複数の要素レンズ（ＥＬ）のみによって構成される。複数の要素レンズのみによって構成された接合レンズによって、深紫外から可視に至る連続した波長域で軸上色収差が高度に補正される。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

対物レンズであって、複数の接合レンズを含み、
前記接合レンズの少なくとも１つが、フッ化物により構成される複数の要素レンズのみによって構成されている対物レンズ。

【請求項2】

前記接合レンズの前記少なくとも１つが、オプティカルコンタクトにより互いに接合された２つの前記要素レンズを含む請求項１に記載の対物レンズ。

【請求項3】

前記接合レンズの前記少なくとも１つが、少なくとも３つの前記要素レンズを含み、互いに隣接する各対の前記要素レンズが前記オプティカルコンタクトにより互いに接合されている請求項２に記載の対物レンズ。

【請求項4】

前記接合レンズの前記少なくとも１つが、間隔を空けて配置された２つの前記要素レンズを含み、２つの前記要素レンズの間にフッ素オイル又はフッ素樹脂が充填されている請求項１に記載の対物レンズ。

【請求項5】

前記接合レンズの前記少なくとも１つが、少なくとも３つの前記要素レンズを含み、互いに隣接する各対の前記要素レンズが互いに間隔を空けて配置され、各対の前記要素レンズの間に前記フッ素オイル又は前記フッ素樹脂が充填されている請求項４に記載の対物レンズ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、対物レンズに関し、特に、３００ｎｍを下回る深紫外域及び可視域に対して色消し（色収差補正）された顕微鏡の対物レンズに関するものである。

【背景技術】

【0002】

３００ｎｍを下回る深紫外線及び可視光線を扱う対物レンズは、ウェハ観察を目的とする半導体計測、深紫外ラマン顕微分光計測等の各種計測分野において利用されている。当該分野においては、３００ｎｍを下回る深紫外線から可視光線までの広い波長域で用いることの出来る対物レンズが要求されている（非特許文献１、２参照）。

【0003】

この種の用途に用いられる対物レンズの選択肢としては、紫外から可視に亘る波長域について色消し性能を確保するため、屈折部材を一切使わないＳｃｈｗａｒｚｓｃｈｉｌｄ対物鏡をはじめとした反射光学系や、屈折部材と反射鏡とを組み合わせた反射屈折光学系が代表的であった（特許文献１、２参照）。

【0004】

また、色収差補正について開示する特許文献３、４、５、並びに、フッ化物より構成され、非常に低い分散を示し、なおかつ紫外線の透過率が高い光学ガラスについて開示する特許文献６及び非特許文献３が公知である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】再公表特許２０１８－０４７７１４号公報

【特許文献2】米国特許第５，７１７，５１８号明細書

【特許文献3】特開２００４－１１８０７２号公報

【特許文献4】特開２００１－３１８３１７号公報

【特許文献5】米国特許第７，０５０，２２３号明細書

【特許文献6】特開２０１９－１５１４９３公報

【非特許文献】

【0006】

【非特許文献1】半導体技術ロードマップ専門委員会、平成１８年度報告ｐ．２２２

【非特許文献2】深紫外ラマン顕微鏡による生体試料観察、レーザー研究２０１５年１０月

【非特許文献3】超低分散全フッ化物ガラス、光技術コンタクトＶｏｌ．５６，Ｎｏ．９（２０１８）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

Ｓｃｈｗａｒｚｓｃｈｉｌｄ対物鏡の欠点として、Nｕｍｅｒｉｃａｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ（ＮＡ）及び視野の両方を大きく出来ないこと、瞳に大きな遮蔽が生じること、そして屈折型対物レンズよりも光学系の径が大きくなることが挙げられる。

【0008】

この問題を解決するために、反射鏡と屈折部材（レンズ）とを組み合わせた反射屈折光学系が考案された。特許文献２に示された反射屈折光学系は、０．９程度の大きなＮＡと、φ１ｍｍ程度という広い視野とを実現している。しかしながら、反射屈折光学系であっても瞳の遮蔽は避けられず、また、光学系の大きさが非常に大きくなってしまうという欠点がある。

【0009】

反射光学系及び反射屈折光学系における最大の欠点は瞳の遮蔽である。これは、試料から散乱された光を光学系が取り込む際の取得効率の低下要因となる。そのため、これらの光学系は、高いスループットが求められる半導体検査用途や微弱な光を用いるラマン分光用途には適さない。また、結像性能の観点からは、瞳が遮蔽されることで、試料からの回折光における低～中周波成分を取り込むことが出来なくなり、この周波数帯の解像性能が劣化するという問題がある。また、この種の光学系においては、屈折型対物レンズよりも光学系が大きくなるという問題がある。

【0010】

この改善策として屈折型対物レンズを用いることが考えられる。しかしながら、従来の設計においては、特許文献３のような２５０ｎｍ近辺における数ｎｍの波長幅での色収差補正、あるいは特許文献４，５のような、深紫外域のある１つの波長と可視域又は赤外域のある１つの波長との２つの波長での補正しか実現出来ないという欠点がある。そのため、従来の屈折型対物レンズは、半導体検査用途におけるスループット向上には貢献出来ず、ラマン分光用途における微弱な可視域の散乱光を効率よく取得するという用途にも適していないという問題がある。

【0011】

本発明は、以上の背景に鑑み、瞳の遮蔽が無く、小型で視野が広い上に高ＮＡを実現出来る屈折型対物レンズにおいて、深紫外から可視に至る連続した波長域で色消しを実現することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記課題を解決するために本発明のある態様は、対物レンズ（ＯＬ）であって、複数の接合レンズ（ＪＬ）を含み、前記接合レンズの少なくとも１つが、フッ化物により構成される複数の要素レンズ（ＥＬ）のみによって構成されている。すなわち、軸上色収差を高度に補正するため、対物レンズはフッ化物により構成される要素レンズ同士が接合されてなる接合レンズを含む。

【0013】

この態様によれば、複数の要素レンズのみによって構成された接合レンズによって、深紫外から可視に至る連続した波長域で軸上色収差を高度に補正することが出来る。よって、瞳の遮蔽が無く、小型で視野が広い上に高ＮＡを実現出来る屈折型対物レンズにおいて、深紫外から可視に至る連続した波長域で色消しを実現することが出来る。

【0014】

上記の態様において、前記接合レンズ（ＪＬ）の前記少なくとも１つが、オプティカルコンタクトにより互いに接合された２つの前記要素レンズ（ＥＬ）を含むと良い。

【0015】

この態様によれば、互いの線膨張係数が近いフッ化物同士の接合によって接合レンズが構成されるため、要素レンズ同士の接合が容易であり、また、接合後に接合レンズがひずみにくい。

【0016】

上記の態様において、前記接合レンズ（ＪＬ）の前記少なくとも１つが、少なくとも３つの前記要素レンズ（ＥＬ）を含み、互いに隣接する各対の前記要素レンズが前記オプティカルコンタクトにより互いに接合されていると良い。

【0017】

この態様によれば、接合レンズが３つ以上の要素レンズを含んでいても、要素レンズ同士の接合が容易であり、接合後に接合レンズがひずみにくい。

【0018】

上記の態様において、前記接合レンズ（ＪＬ）の前記少なくとも１つが、間隔を空けて配置された２つの前記要素レンズ（ＥＬ）を含み、２つの前記要素レンズの間にフッ素オイル又はフッ素樹脂が充填されていると良い。

【0019】

この態様によれば、要素レンズ同士の接合が容易で接合レンズがひずみにくい。また、フッ素オイル及びフッ素樹脂は紫外線に対して高い透過率を有するため、紫外線による劣化によって光透過率が低下することが抑制される。

【0020】

上記の態様において、前記接合レンズ（ＪＬ）の前記少なくとも１つが、少なくとも３つの前記要素レンズ（ＥＬ）を含み、互いに隣接する各対の前記要素レンズが互いに間隔を空けて配置され、各対の前記要素レンズの間に前記フッ素オイル又は前記フッ素樹脂が充填されていると良い。

【0021】

この態様によれば、接合レンズが３つ以上の要素レンズを含んでいても、要素レンズ同士の接合が容易で接合レンズがひずみにくいうえ、劣化による光透過率の低下が抑制される。

【発明の効果】

【0022】

以上の態様によれば、瞳の遮蔽が無く、小型で視野が広い上に高ＮＡを実現出来る屈折型対物レンズにおいて、深紫外から可視に至る連続した波長域で色消しを実現することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】従来例に係る望遠鏡対物レンズの光路図

【図2】従来例に係る望遠鏡対物レンズの軸上色収差を示す図

【図3】本発明に係る望遠鏡対物レンズの光路図

【図4】本発明に係る望遠鏡対物レンズの軸上色収差を示す図

【図5】実施例に係る対物レンズの光路図

【図6】実施例に係る対物レンズの球面収差図

【図7】実施例に係る対物レンズの横収差図

【図8】実施例に係る対物レンズの波長に対するフォーカス位置を示す図

【図9】比較例に係る対物レンズの光路図

【図10】比較例に係る対物レンズの球面収差図

【図11】比較例に係る対物レンズの横収差図

【図12】比較例に係る対物レンズの波長に対するフォーカス位置を示す図

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0025】

実施形態では、深紫外から可視に至る連続した波長域で色収差補正を行うという目的が、反射面を用いずに、フッ化物により構成される要素レンズＥＬ同士の接合により達成される。これにより、瞳の中心遮蔽を防ぐことが出来る小型な光学系が実現される。

【0026】

実施形態の説明に先立ち、まずは本発明の原理を説明する。実施形態に係る屈折型対物レンズは、軸上色収差を高度に補正するため、フッ化物（フッ化物結晶あるいはフッ化物ガラス）同士が接合されてなるレンズを有する。以下、その効果について説明する。

【0027】

３００ｎｍを下回る波長域で使用可能な屈折型対物レンズの設計において、透過性のある材料は少ないため、使用出来る材料は非常に限られている。具体的には、石英及びＣａＦ２（フッ化カルシウム）をはじめとするフッ化物のみが選択可能である。光学材料として使用可能なフッ化物単結晶としては、ＣａＦ２の他、ＬｉＦ（フッ化リチウム）、ＢａＦ２（フッ化バリウム）、ＳｒＦ２（フッ化ストロンチウム）などが挙げられる。

【0028】

また、特許文献６及び非特許文献３に示されるように、近年、すべてフッ化物より構成され、非常に低い分散を示し、なおかつ紫外線の透過率が高い光学ガラスが開発された。具体的には、株式会社住田光学ガラス製Ｋ－ＦＩＲ１００ＵＶ、Ｋ－ＦＩＲ９８ＵＶが挙げられる。

【0029】

一般に対物レンズの色収差を補正するためには、波長に対する分散が異なる複数の材料を組み合わせる必要がある。具体的には、石英（高分散材料）により構成される凹レンズ、フッ化物（低分散材料）により構成される凸レンズを組み合わせて色収差補正がなされる。この場合、凹レンズと凸レンズとは互いに接合されていても良いし、わずかな空気間隙を開けて隣接させても良い。従来の深紫外線対物レンズはすべてこの方法で設計されている。

【0030】

しかしこの設計法では、ある２つの波長に対して軸上色消し（＝焦点位置を等しくする）が可能であるのだが、それ以外の波長の軸上色収差が大きくなってしまうという問題がある。色消しされた波長以外の波長の色収差は、一般的に二次スペクトルと呼ばれる。

【0031】

以下、この現象について数式を用いて理論的に説明する。

【0032】

凸レンズ（第１要素レンズ）と凹レンズ（第２要素レンズ）との組み合わせよりなる接合レンズを考え、それぞれの屈折力をφ_１，φ_２とする。

【数1】

【数2】

ここで、ｎ_ｉはレンズｉの基準波長における屈折率、ｃ_ｉはレンズｉの形状＝全曲率（ｔｏｔａｌ ｃｕｒｖａｔｕｒｅ）である。また、異なる波長の屈折率には、記号'を付け、ｎ_ｉ'，ｎ_ｉ''・・・の様に表す。

【0033】

接合レンズ全体の屈折力（＝１／焦点距離）は定まっているとすると、次の式が成り立つ。

【数3】

ここで、全屈折力を１に規格化している。

【0034】

ある基準波長及び、'を付けたある波長の焦点位置が等しい（＝軸上色収差が補正されている）状態を数式で表すと次の式が成り立つ。

【数4】

これを整理すると次の式になる。

【数5】

φ１の係数（ｎ_１－ｎ_１'）／（ｎ_１－１）は分散を表すアッベ数νの逆数に相当する量であり、便宜上１／ν_ｉで表すことにする。

【0035】

すなわち解くべき連立方程式は以下である。

【数6】

ここでの条件式は２つであり、未知数も２つである。したがって、分散１／ν_ｉの異なる材質を選ぶことで原理的にはある２つの波長で色消しされた解が得られる。

【0036】

第３の波長に対する屈折率をｎ_ｉ''と表すことにする。この波長に対しても、基準波長のものと焦点位置が一致している（＝二次スペクトルが除去されている）という条件は、式（５）同様、次の式で表される。

【数7】

ここで、式（６）の下段の式（φ_１／ν_ｉ＋φ_２／ν_２＝０）から得られる以下の関係式（８）を式（７）に代入することで次の式（９）が得られる。

【数8】

【数9】

【0037】

部分分散比Ｐ_ｉは次の式（１０）で定義される。

【数10】

したがって、第３の波長に対しても色消しされている条件は式（９）より、式（１１）となる。

【数11】

すなわち２つの材料の部分分散比Ｐが等しいことが必要である。

【0038】

これを石英、フッ化物（ＣａＦ２、ＬｉＦ、Ｋ－ＦＩＲ１００ＵＶ）に対して具体的に確認したものが表１である。

【0039】

【表1】

【0040】

ここで、色消しは深紫外域（２６６ｎｍ）及び可視域（４３６～６５６ｎｍ）を想定するため、アッベ数ν（５８７－２６６）を考え、部分分散比Ｐとしては、可視域内の色消し性能の指標であるｇ線（４３６ｎｍ）及びＦ線（６５６ｎｍ）の部分分散比Ｐｇ，Ｆの計算値を示した。

【0041】

最も広く使われる石英とＣａＦ２との組み合わせでは、深紫外光及び可視光に対するアッベ数ν（５８７－２６６）の値は異なっているので離れた波長同士（具体的には２６６ｎｍ及び５８７ｎｍ）の色消しは可能である。しかしながら、表１によると、可視域での部分分散比Ｐｇ，Ｆが等しくないため、この組み合わせでは、可視域内の広い波長域で色消しすることは出来ない。以上のことは、他のフッ化物に対しても同じことが言える。

【0042】

本願発明者は、上記の部分分散比Ｐｇ，Ｆのミスマッチを解消するため、通常の設計では行わない共にフッ化物により構成される凸レンズと凹レンズとの接合レンズを用いることを新たに着想し、この配置が広い波長域における色収差に有効であることを新たに見出した。以下この効果について説明する。

【0043】

ｆ＝２００ｍｍ、Ｆナンバー：１０の、深紫外域及び可視域に対して補正された望遠鏡対物レンズＯＬを例として、この効果を示す。

【0044】

図１は、従来例に係る望遠鏡対物レンズＯＬ１の光路図である。図１に示すように、この望遠鏡対物レンズＯＬ１は、３つの単レンズＳＬ（ＳＬ１～ＳＬ３）により構成されている。拡大側（すなわち、入射側）に配置された単レンズＳＬ１はＣａＦ２により構成される凸レンズである。単レンズＳＬ２は石英により構成される凹レンズである。単レンズＳＬ３はＣａＦ２により構成される凸レンズである。図２は、この望遠鏡対物レンズＯＬ１の軸上色収差図である。

【0045】

図３は、本発明に係る望遠鏡対物レンズＯＬ２の光路図である。図３に示すように、この望遠鏡対物レンズＯＬ２は、２つの単レンズＳＬ（ＳＬ１１～ＳＬ１２）と１つの接合レンズＪＬ１とにより構成されている。接合レンズＪＬ１は２つの要素レンズＥＬ（ＥＬ１～ＥＬ２）により構成されている。拡大側に配置された単レンズＳＬ１１はＣａＦ２により構成される凸レンズである。単レンズＳＬ１２は石英により構成される凹レンズである。要素レンズＥＬ１はＣａＦ２により構成される凹レンズである。要素レンズＥＬ２はＫ－ＦＩＲ１００ＵＶにより構成される凸レンズである。この望遠鏡対物レンズＯＬ２は、フッ化物同士（すなわちＣａＦ２及びＫ－ＦＩＲ１００ＵＶ）の接合レンズＪＬ１を含む。図４は、この望遠鏡対物レンズＯＬ２の軸上色収差図である。

【0046】

図２及び図４の比較により、フッ化物同士の接合レンズＪＬ１を含む望遠鏡対物レンズＯＬ２は、可視域（４３６～６５６ｎｍ）の軸上色収差が約半分に減少していることが見て取れる。

【0047】

このことを理論的に説明すると以下の通りである。

【0048】

表１に示す通りＣａＦ２及びＫ－ＦＩＲ１００ＵＶの深紫外光及び可視光に対するアッベ数ν（５８７－２６６）は似通っている。したがって、ＣａＦ２及びＫ－ＦＩＲ１００ＵＶの全体として凸の接合レンズＪＬ１は、深紫外光及び可視光（５８７ｎｍ）に対しては接合の効果は殆どなく、アッベ数νが約１７のレンズとして振る舞う。このことにより、２６６ｎｍと５８７ｎｍとの間の波長の色消しは、石英により構成される凹レンズ（ＳＬ１２）と接合レンズＪＬ１とを組み合わせることで実現出来る。

【0049】

一方、この接合レンズＪＬ１は、可視域（４３６～６５６ｎｍ）に対しては全く異なる効果を示す。すなわち、ＣａＦ２により構成される凹レンズ（ＥＬ１）とＫ－ＦＩＲ１００ＵＶにより構成される凸レンズ（ＥＬ２）のパワー配分を変えることにより、部分分散比Ｐｇ，Ｆを任意の値にすることが出来る。そこで、石英により構成される凹レンズ（ＳＬ１２）の部分分散比Ｐｇ，Ｆと接合レンズＪＬ１の部分分散比Ｐｇ，Ｆとを概ね同じ値に揃えることにより、可視域での二次スペクトルを減少させることが出来る。

【0050】

ここで、異なる複数の要素レンズＥＬを結合させ、１つの接合レンズＪＬにする利点及び、レンズ接合構造について補足する。

【0051】

接合レンズＪＬを用いる第１の利点は、偏心感度の低減である。

【0052】

一般に色消しのための凸レンズと凹レンズとの組は、非常に曲率半径の小さい面同士を対向させる必要がある。この必要は、紫外域の様に凸レンズ及び凹レンズの分散が互いに近い波長域で色消しする際に著しい。このレンズの組を、間に薄い空気層を配置して構成した場合（分離型、あるいは空気レンズ）、空気に面する面の偏心感度は非常に高い。すなわち、実際に組み立てたときにレンズ相互に軸ずれが生じた場合、大きな偏心コマ収差が生じてしまう。そこで、レンズを相互に接合することにより、収差補正効果はそのままに、空気に面した面を排除出来るため、一体の接合レンズＪＬとすることで偏心感度を下げることが出来る。

【0053】

第２の利点は、より強い色収差補正効果である。

【0054】

空気層を間に持つ分離型レンズの組（単レンズＳＬの組）において、レンズから空気、あるいは空気からレンズに光線が通る場合、屈折率差が大きいため、ある角度以上では全反射が起きてしまう。すなわち、色収差を補正するため光線を強く曲げなくてはならないが、分離型レンズでは、全反射がその限界を与える。一方、接合レンズＪＬでは、常に要素レンズＥＬから要素レンズＥＬに光線が進むため全反射が起きにくく、より強い色収差補正効果を得ることが出来る。

【0055】

次にレンズ接合構造について補足する。

【0056】

可視域におけるレンズ接合構造では、相互の要素レンズＥＬ間に紫外硬化型樹脂を充填することが一般的である。しかしながら、本発明に係る対物レンズＯＬは、深紫外域での使用を想定している。そのため、紫外硬化型樹脂を用いた場合には紫外線により硬化反応が進むために樹脂の劣化、具体的には白濁や黄変、透過率低下といった問題が起きる。また、シリコーン系樹脂、シリコーンオイルなどの透明シリコーンによる接合でも、紫外線照射によりシロキサンが生じ、紫外線透過率が低下するという問題が起きる（特開２００３－１８５８０８号公報参照）。

【0057】

紫外域におけるレンズ接合構造として、紫外線に対して高い透過率を有するフッ素系樹脂あるいはフッ素オイルによる接合構造が知られている。必要であれば、特開２００６－２８２７３４号公報、特表２００３－５１４９５５号公報、特開２００３－１２３４９号公報を参照されたい。また、光学素子同士をオプティカルコンタクトにより直接接合する方法も知られている（必要であれば、特許第６００６３９１号公報参照）。後者の方法において、一般には異種材料に適用する際、線膨張係数の相違により、レンズ相互を接合しづらい、あるいは接合後にレンズにひずみが生じるという問題がある。しかしながら、本発明に係る対物レンズＯＬでは、フッ化物同士（フッ化物結晶あるいはフッ化物ガラス）の接合であるため、互いの線膨張係数は近く、接合は容易であり、また、接合後にひずみにくいという利点がある。

【0058】

本発明の対物レンズＯＬは、ミラー系ではなく接合レンズＪＬを用いて色収差補正を行うので、瞳の中心遮蔽が無く、またレンズ径全体が小型になるという利点がある。

【0059】

このように本発明では、深紫外から可視に至る連続した波長域で色収差補正を行うという目的を、反射面を用いずに、フッ化物により構成される要素レンズＥＬ同士の接合により達成することで、瞳の中心遮蔽を防ぐことが出来る小型な光学系が実現された。

【実施例0060】

実施例は、波長２６６～６３０ｎｍ、ｆ＝２ｍｍ、ＮＡ０．８５の対物レンズＯＬ３である。表２にレンズデータを示す。

【0061】

図５は実施例に係る対物レンズＯＬ３の光路図、図６は実施例に係る対物レンズＯＬ３の球面収差図、図７は実施例に係る対物レンズＯＬ３の横収差図、図８は実施例に係る対物レンズＯＬ３の波長に対するフォーカス位置（軸上色収差量）を示す図である。表２によれば、すべてフッ化物よりなる２個の接合レンズＪＬ１１、ＪＬ１２（１１～１３面、１５～１７面）を含み、この効果により、２６６ｎｍから可視域に至る色収差が１０μｍ以内と良好に補正されている。

【0062】

【表2】

【0063】

＜比較例＞
比較例は、実施例と同じ波長２６６～６３０ｎｍ、ｆ＝２ｍｍ、ＮＡ０．８５の対物レンズＯＬ４を、従来の組み合わせで最適化したものである。表３に比較例に係る対物レンズＯＬ４のレンズデータを示す。

【0064】

図９は比較例に係る対物レンズＯＬ４の光路図、図１０は比較例に係る対物レンズＯＬ４の球面収差図、図１１は比較例に係る対物レンズＯＬ４の横収差図、図１２は比較例に係る対物レンズＯＬ４の波長に対するフォーカス位置（軸上色収差量）を示す図である。表３によれば、この対物レンズＯＬ４における接合レンズＪＬは、従来知られている組み合わせである蛍石（ＣａＦ２）と石英とよりなり、その結果、図１２に示すように色収差補正効果は不十分であり、実施例と比較して約４倍の大きさである。

【0065】

【表3】

【0066】

このように実施形態に係る対物レンズＯＬは、複数の接合レンズＪＬを含み、接合レンズＪＬの少なくとも１つが、フッ化物により構成される複数の要素レンズＥＬのみによって構成されている。すなわち、軸上色収差を高度に補正するため、対物レンズＯＬはフッ化物により構成される要素レンズＥＬ同士が接合されてなる接合レンズＪＬを含む。そのため、複数の要素レンズＥＬのみによって構成された接合レンズＪＬによって、深紫外から可視に至る連続した波長域で軸上色収差を高度に補正することが出来る。よって、瞳の遮蔽が無く、小型で視野が広い上に高ＮＡを実現出来る屈折型の対物レンズＯＬにおいて、深紫外から可視に至る連続した波長域で色消しを実現することが出来る。

【0067】

接合レンズＪＬの少なくとも１つが、オプティカルコンタクトにより互いに接合された２つの要素レンズＥＬを含む。つまり、互いの線膨張係数が近いフッ化物同士の接合によって接合レンズＪＬが構成されるため、要素レンズＥＬ同士の接合が容易であり、また、接合後に接合レンズＪＬがひずみにくい。

【0068】

接合レンズＪＬの少なくとも１つが、少なくとも３つの要素レンズＥＬを含む場合、互いに隣接する各対の要素レンズＥＬがオプティカルコンタクトにより互いに接合されているとよい。これにより、接合レンズＪＬが３つ以上の要素レンズＥＬを含んでいても、要素レンズＥＬ同士の接合が容易であり、接合後に接合レンズＪＬがひずみにくい。

【0069】

一方、接合レンズＪＬの少なくとも１つが、間隔を空けて配置された２つの要素レンズＥＬを含み、２つの要素レンズＥＬの間にフッ素オイル又はフッ素樹脂が充填されていてもよい。この場合でも、要素レンズＥＬ同士の接合が容易で接合レンズＪＬがひずみにくい。また、フッ素オイル及びフッ素樹脂は紫外線に対して高い透過率を有するため、紫外硬化型樹脂のように紫外線による劣化によって光透過率が低下することが抑制される。

【0070】

接合レンズＪＬの少なくとも１つが、少なくとも３つの要素レンズＥＬを含む場合、互いに隣接する各対の要素レンズＥＬが互いに間隔を空けて配置され、各対の要素レンズＥＬの間にフッ素オイル又はフッ素樹脂が充填されているとよい。これにより、接合レンズＪＬが３つ以上の要素レンズＥＬを含んでいても、要素レンズＥＬ同士の接合が容易で接合レンズＪＬがひずみにくいうえ、劣化による光透過率の低下が抑制される。

【0071】

以上で具体的な実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態や実施例に限定されることなく、幅広く変形実施することが出来る。また、各部材や部位の具体的構成や配置、数量、素材など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更することが出来る。

【産業上の利用可能性】

【0072】

深紫外から可視に至る連続した波長域で画像を、中心遮蔽がないので効率良く取得出来る。その結果、例えば微弱な光を検出する生体の蛍光観察用途に適する。また、微細なパターンを検出する半導体用途にも適している。さらに、光学系全体が小型に構成出来るので、光学系を小さく安価に構成するのにも適している。

【符号の説明】

【0073】

ＥＬ ：要素レンズ
ＥＬ１ ：要素レンズ
ＥＬ２ ：要素レンズ
ＪＬ ：接合レンズ
ＪＬ１ ：接合レンズ
ＪＬ１１ ：接合レンズ
ＪＬ１２ ：接合レンズ
ＯＬ ：対物レンズ
ＯＬ１ ：望遠鏡対物レンズ（従来例）
ＯＬ２ ：望遠鏡対物レンズ（本発明）
ＯＬ３ ：対物レンズ（実施例）
ＯＬ４ ：対物レンズ（比較例）
Ｐｇ，Ｆ ：ｇ線及びＦ線の部分分散比
Ｐｉ ：部分分散比
ＳＬ ：単レンズ
ＳＬ１ ：単レンズ
ＳＬ２ ：単レンズ
ＳＬ３ ：単レンズ
ＳＬ１１ ：単レンズ
ＳＬ１２ ：単レンズ
ｉ ：レンズ
ν ：アッベ数

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】