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WO2016035114A1 - 対物光学系 - Google Patents

対物光学系 Download PDF

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WO2016035114A1
WO2016035114A1 PCT/JP2014/072868 JP2014072868W WO2016035114A1 WO 2016035114 A1 WO2016035114 A1 WO 2016035114A1 JP 2014072868 W JP2014072868 W JP 2014072868W WO 2016035114 A1 WO2016035114 A1 WO 2016035114A1
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WO
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lens
object side
optical system
objective optical
refractive power
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PCT/JP2014/072868
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English (en)
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Inventor
武史 渡邉
平田　唯史
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
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Publication date
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00163—Optical arrangements
    • A61B1/00188—Optical arrangements with focusing or zooming features
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00064—Constructional details of the endoscope body
    • A61B1/00071—Insertion part of the endoscope body
    • A61B1/0008—Insertion part of the endoscope body characterised by distal tip features
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    • A61B90/20—Surgical microscopes characterised by non-optical aspects
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    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • G02B23/2407—Optical details
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/64—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having more than six components

Definitions

  • the present invention relates to an objective optical system, and more particularly to an objective optical system having a small diameter and a high numerical aperture.
  • Patent Document 1 discloses an objective optical system having a relatively small tip outer diameter and a large numerical aperture. According to this objective optical system, it is possible to observe the living body with minimal invasiveness by making a small hole in the living body and inserting the objective optical system through the hole.
  • the objective optical system described in Patent Document 1 has a high height of light passing through the fifth lens L5, and thus it is necessary to increase the effective diameter of the lens. For this reason, the outer diameter of the objective optical system is ⁇ 3.5 mm or more, which is not sufficiently small.
  • the objective optical system used when observing a living body is less invasive as the diameter is smaller. Therefore, there is a demand for an objective optical system with a smaller diameter that maintains the numerical aperture and has an outer diameter of ⁇ 3.0 mm or less.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a high numerical aperture objective optical system in which aberration is favorably corrected while having a smaller diameter.
  • One aspect of the present invention is composed of a first group and a second group in order from the object side, and the first group is a positive refraction in which the object side is a plane and the convex surface faces the image surface side in order from the object side surface.
  • a fifth lens that is a cemented lens in which a fourth lens, a lens having a concave surface facing the object side, and a lens having a convex surface facing the object side, a lens having negative refractive power, and a lens having positive refractive power
  • 3 lenses with negative refractive power Objective lens system, comprising a sixth lens having a negative refractive power and a seventh lens being a compound lens having a positive refractive power, and satisfying conditional expressions (1) and (2) I will provide a.
  • M is the magnification of the entire objective optical system
  • LTL is the distance from the object plane to the image plane
  • FL1G is the focal length of the first group.
  • the upper limit value of the expression (1) is a value for restricting the height of the light ray from being increased by increasing the focal length of the first group
  • the lower limit value of the expression (1) is for correcting spherical aberration well.
  • the upper limit value in the expression (2) is a value for shortening the fourth lens to reduce the ray height of the fifth lens
  • the lower limit value in the expression (2) is a value for correcting spherical aberration well. It is. Therefore, according to this aspect, the aberration can be corrected satisfactorily and the numerical aperture can be increased while the diameter is smaller.
  • conditional expression (3) is satisfied. 3.3 ⁇
  • ndL51 is the refractive index of the glass of the lens with the concave surface facing the object side of the fifth lens
  • r14 is the radius of curvature of the surface closest to the object side of the fifth lens
  • FLG2 is the focal length of the second group.
  • Expression (3) is a conditional expression for the fifth lens in order to correct spherical aberration between the most object side surface of the fifth lens and the most object side surface of the sixth lens, and is the upper limit of expression (3). When the value is exceeded, aberration correction becomes excessive, and when the value is below the lower limit, spherical aberration cannot be corrected.
  • ndL61 is the refractive index with respect to the d-line of the lens closest to the object among the lenses having negative refractive power of the sixth lens
  • r17 is the radius of curvature of the surface closest to the object side of the sixth lens
  • FLG2 is the focal length of the second group.
  • Expression (4) is a conditional expression for the sixth lens in order to correct spherical aberration between the most object side surface of the fifth lens and the most object side surface of the sixth lens.
  • the value is exceeded, aberration correction becomes excessive, and when the value is below the lower limit, spherical aberration cannot be corrected.
  • conditional expression (5) is satisfied.
  • ⁇ dL61 is an Abbe number with respect to the d-line of a lens close to the object side among lenses having negative refractive power of the sixth lens
  • ndL61 is a refractive index with respect to the d-line of the lens
  • ⁇ dL62 is an Abbe number with respect to the d-line of the lens located in the middle of the three lenses constituting the sixth lens
  • ndL62 is a refractive index with respect to the d-line of the lens.
  • (5) is a conditional expression for correcting chromatic aberration at the cemented surface of the negative lens on the object side of the sixth lens and the positive lens. That is, the chromatic aberration can be corrected by setting the refractive index and dispersion rate of the positive lens located in the middle of the sixth lens to appropriate values.
  • FIG. 3 is an aberration diagram of the objective optical system according to Example 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is an aberration diagram of the objective optical system according to Example 1 of the present invention. It is an aberration diagram of the objective optical system according to Example 2 of the present invention. It is an aberration diagram of the objective optical system according to Example 2 of the present invention. It is an aberration diagram of the objective optical system according to Example 3 of the present invention. It is an aberration diagram of the objective optical system according to Example 3 of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall configuration of the objective optical system.
  • the objective optical system includes parallel plates F1 and F2, a first group G1, and a second group G2 in order from the object side.
  • the parallel plates F1 and F2 adjust the working distance (WD) of the objective optical system.
  • the first group G1 converts light from an object into parallel light, and includes a first lens L1, a second lens L2, and a third lens L3 in order from the object side surface.
  • the first lens L1 is a single lens having a positive refractive power in which the object side is flat and the convex surface faces the image surface side.
  • the second lens L2 is a single lens having a positive refractive power with the convex surface facing the object side.
  • the third lens L3 is a cemented lens obtained by cementing a convex lens L31 having a plane facing the object side and a lens L32 having negative refractive power, and has positive refractive power.
  • the second group collects parallel light from the first group G1 and corrects aberrations.
  • the fourth lens L4, the fifth lens L5, the sixth lens L6, and the seventh lens are sequentially arranged from the object side surface. L7 is provided.
  • the fourth lens L4 is a cemented lens in which a lens L41 having negative refractive power and a biconvex lens L42 are cemented.
  • the fifth lens L5 is a cemented lens in which a lens L51 having a concave surface facing the object side and a lens L52 having a convex surface facing the object side are cemented.
  • the sixth lens L6 is a cemented lens in which three lenses of a lens L61 having a negative refractive power, a lens L62 having a positive refractive power, and a lens L63 having a negative refractive power are cemented, and has a negative refractive power.
  • the seventh lens L7 is a compound lens that includes a positive lens L71 and a positive lens L72 and has a positive refractive power.
  • the objective optical system is configured so as to satisfy the following conditional expression. 0.57 ⁇ abs (M ⁇ FL1G / LTL) ⁇ 0.63 (1) 2.1 ⁇
  • M is the magnification of the entire objective optical system
  • LTL is the distance from the object plane to the image plane
  • FL1G is the focal length of the first group G1.
  • the outer diameter of the objective optical system can be reduced by reducing the height of the light beam passing through the fifth lens L5.
  • the positive refractive power of the fourth lens is increased, spherical aberrations on the object side surface and the image side surface of the fourth lens increase. Therefore, in order to reduce the ray height in the fifth lens, the positive refractive power of the fourth lens is increased, and spherical aberration is caused on the object-side concave surface of the fifth lens and the object-side concave surface of the sixth lens. It is necessary to correct and increase the negative refractive power of the fifth lens.
  • the upper limit value of the expression (1) is a value for restricting the height of the light ray from being increased by increasing the focal length of the first group
  • the lower limit value of the expression (1) is for correcting spherical aberration well.
  • the upper limit value in the expression (2) is a value for shortening the fourth lens to reduce the ray height of the fifth lens
  • the lower limit value in the expression (2) is a value for correcting spherical aberration well. It is. Therefore, according to this aspect, the aberration can be corrected satisfactorily and the numerical aperture can be increased while the diameter is smaller.
  • the objective optical system is configured to satisfy the following expression (3). 3.3 ⁇
  • ndL51 is the refractive index of the glass of the lens with the concave surface facing the object side of the fifth lens
  • r14 is the radius of curvature of the surface closest to the object side of the fifth lens
  • FLG2 is the focal length of the second group.
  • Expression (3) is a conditional expression for the fifth lens in order to correct spherical aberration between the most object side surface of the fifth lens and the most object side surface of the sixth lens, and is the upper limit of expression (3). When the value is exceeded, aberration correction becomes excessive, and when the value is below the lower limit, spherical aberration cannot be corrected.
  • the objective optical system is configured to satisfy the conditional expression (4). 10.8 ⁇
  • ndL61 is the refractive index with respect to the d-line of the lens closest to the object among the lenses having negative refractive power of the sixth lens
  • r17 is the radius of curvature of the most object side surface of the sixth lens
  • FLG2 is This is the focal length of the second group.
  • Expression (4) is a conditional expression for the sixth lens in order to correct spherical aberration between the most object side surface of the fifth lens and the most object side surface of the sixth lens.
  • the value is exceeded, aberration correction becomes excessive, and when the value is below the lower limit, spherical aberration cannot be corrected.
  • the objective optical system is configured to satisfy the conditional expression (5).
  • ⁇ dL61 is an Abbe number with respect to the d-line of a lens close to the object side among lenses having negative refractive power of the sixth lens
  • ndL61 is a refractive index with respect to the d-line of the lens
  • ⁇ dL62 is an Abbe number with respect to the d-line of the lens located in the middle of the three lenses constituting the sixth lens
  • ndL62 is a refractive index with respect to the d-line of the lens.
  • (5) is a conditional expression for correcting chromatic aberration at the cemented surface of the negative lens on the object side of the sixth lens and the positive lens. That is, the chromatic aberration can be corrected by setting the refractive index and dispersion rate of the positive lens located in the middle of the sixth lens to appropriate values.
  • Examples 1 to 5 of the objective optical system according to the above-described embodiment will be described with reference to FIGS.
  • r is a radius of curvature (unit: mm)
  • d is a surface interval (mm)
  • Nd is a refractive index with respect to the d line
  • ⁇ d is an Abbe number with respect to the d line.
  • Each of the objective optical systems according to Examples 1 to 5 has the lens configuration shown in FIGS.
  • Example 1 Aberration diagrams of the objective optical system according to Example 1 of the present invention are shown in FIGS. 3 and 4, and lens data of the objective optical system according to Example 1 are shown below.
  • Lens data surface number r d Nd ⁇ d Object plane ⁇ 0.108 1.35784 57.71 1 ⁇ 0.570 1.45846 67.82 2 ⁇ 0.770 1.88300 40.76 3 ⁇ 0.030 1.00000 4 ⁇ 0.900 1.88300 40.76 5-1.705 0.050 1.00000 6 5.805 1.050 1.43875 94.93 7 -3.458 0.300 1.00000 8 ⁇ 1.450 1.43875 94.93 9-1.502 0.400 1.75500 52.32 10 -3.718 0.400 1.00000 11 2.380 0.400 1.75500 52.32 12 1.502 1.450 1.43875 94.93 13 -2.297 0.308 1.00000 14 -4.302 0.400 1.84666 23.88 15 2.196 1.100 1.75500 52.32 16 ⁇ 1.185 1.00000 17-1.342 0.400 1.61340 44.27 18 10.191 1.100 1.84666 23.88 19-2.164 0.400 1.61340 44.27 20 -3.519 2.600
  • Example 2 Aberration diagrams of the objective optical system according to Example 2 of the present invention are shown in FIGS. 5 and 6, and lens data of the objective optical system according to Example 2 are shown below.
  • Lens data surface number r d Nd Vd Object plane ⁇ 0.074 1.35784 57.71 1 ⁇ 0.570 1.45846 67.82 2 ⁇ 0.770 1.88300 40.76 3 ⁇ 0.030 1.00000 4 ⁇ 0.900 1.88300 40.76 5-1.680 0.050 1.00000 6 7.107 1.050 1.43875 94.93 7 -3.253 0.300 1.00000 8 ⁇ 1.450 1.43875 94.93 9-1.502 0.400 1.75500 52.32 10 -3.822 0.400 1.00000 11 2.436 0.400 1.75500 52.32 12 1.502 1.450 1.43875 94.93 13 -2.297 0.310 1.00000 14 -5.080 0.400 1.84666 23.88 15 2.346 1.100 1.75500 52.32 16 ⁇ 1.181 1.00000 17-1.372 0.400 1.61340 44.27 18 9.014 1.100 1.84666 23.88 19-2.133 0.400 1.61340 44.27 20 -3.480 2.600
  • Example 3 Aberration diagrams of the objective optical system according to Example 3 of the present invention are shown in FIGS. 7 and 8, and lens data of the objective optical system according to Example 3 are shown below.
  • Lens data surface number r d Nd Vd Object plane ⁇ 0.076 1.35784 57.71 1 ⁇ 0.570 1.45846 67.82 2 ⁇ 0.770 1.88300 40.76 3 ⁇ 0.030 1.00000 4 ⁇ 0.900 1.88300 40.76 5-1.723 0.050 1.0000 6 5.618 1.050 1.43875 94.93 7 -3.273 0.300 1.00000 8 ⁇ 1.450 1.43875 94.93 9-1.502 0.400 1.75500 52.32 10 -3.434 0.400 1.00000 11 2.368 0.400 1.75500 52.32 12 1.502 1.450 1.43875 94.93 13 -2.297 0.299 1.00000 14 -3.745 0.400 1.84666 23.88 15 2.280 1.100 1.75500 52.32 16 ⁇ 1.136 1.00000 17 -1.305 0.400 1.61340 44.27 18 8.516 1.100 1.84666 23.88 19 -2.098 0.400 1.61340 44.27 20 -3.444 2.
  • Example 4 Aberration diagrams of the objective optical system according to Example 4 of the present invention are shown in FIGS. 9 and 10, and lens data of the objective optical system according to Example 4 are shown below.
  • Lens data surface number r d Nd Vd Object plane ⁇ 0.099 1.35784 57.71 1 ⁇ 0.460 1.45846 67.82 2 ⁇ 0.902 1.88300 40.76 3 ⁇ 0.030 1.00000 4 ⁇ 0.900 1.88300 40.76 5 1.731 0.050 1.00000 6 7.105 1.050 1.43875 94.93 7 -2.754 0.300 1.00000 8 ⁇ 1.433 1.43875 94.93 9 -1.502 0.354 1.75500 52.32 10 -4.310 0.385 1.00000 11 2.405 0.400 1.75500 52.32 12 1.502 1.417 1.438875 94.93 13 -2.237 0.301 1.00000 14 -4.684 0.400 1.84666 23.88 15 2.033 1.084 1.75500 52.32 16 ⁇ 1.190 1.00000 17-1.346 0.400 1.61340 44.27 18 10.596 1.097 1.84666 23.88 19-2.136 0.400 1.61340 44.27
  • Example 5 Aberration diagrams of the objective optical system according to Example 5 of the present invention are shown in FIGS. 11 and 12, and lens data of the objective optical system according to Example 5 are shown below.
  • Lens data surface number r d Nd Vd Object plane ⁇ 0.104 1.35784 57.71 1 ⁇ 0.700 1.45846 67.82 2 ⁇ 0.740 1.88300 40.76 3 ⁇ 0.030 1.00000 4 ⁇ 0.900 1.88300 40.76 5 -1.777 0.050 1.00000 6 3.853 1.050 1.43875 94.93 7 -4.623 0.300 1.00000 8 ⁇ 1.350 1.43875 94.93 9-1.502 0.300 1.75500 52.32 10 -4.021 0.400 1.00000 11 2.256 0.400 1.75500 52.32 12 1.502 1.300 1.438875 94.93 13 -2.297 0.200 1.00000 14 -3.937 0.400 1.84666 23.88 15 2.167 1.030 1.75500 52.32 16 ⁇ 1.060 1.00000 17-1.218 0.400 1.61340 44.27 18 27.609 1.100 1.84666 23.88 19 -2.085 0.400 1.61340 44.27 20 -
  • Table 1 shows various data in the configurations of Examples 1 to 5, and Table 2 shows values related to the above formulas (1) to (5).

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Abstract

　より細径で、色収差を良好に補正する。　物体側から順に、第１群と第２群とから構成され、第１群が物体側が平面で像面側に凸面を向けた正の単レンズである第１レンズと、物体側に凸面を向けた正の単レンズである第２レンズと、物体側に平面を向けた凸レンズと負レンズとを接合した正の第３レンズとを備え、第２群が負レンズと両凸レンズを接合した第４レンズと、物体側に凹面を向けたレンズと物体側に凸面を向けたレンズとを接合した第５レンズと、負レンズ、正レンズ及び負レンズを接合した負の第６レンズと、正の複合レンズである第７レンズと、を備え、　条件式（１）及び（２）を満足する対物光学系。　０．５７＜ａｂｓ（Ｍ×ＦＬ１Ｇ／ＬＴＬ）＜０．６３　・・・（１）　２．１＜｜ＦＬ４／ＦＬ１Ｇ｜＜２．４　・・・（２）　但し、Ｍは対物光学系全体の倍率、ＬＴＬは物体面から像面までの距離、ＦＬ１Ｇは第１群の焦点距離である。

Description

対物光学系
　本発明は、対物光学系に関し、特に、細径且つ高開口数の対物光学系に関する。
　例えば、生体の内部を観察する場合に、顕微鏡では対物レンズの外径が大きいので、生体を大きく切り開いて観察する必要がある。しかし、生体を大きく切り開くと侵襲が高いので、生体に過大な負担がかかり、長時間の観察は不可能である。また、一般の内視鏡は外径が小さいので生体に対する侵襲は低いが、倍率が低いので生体組織や細胞内の分子の挙動を観察するには不十分である。さらに、拡大内視鏡では、倍率は高いものの、物体側の開口数（ＮＡ）が低いので分解能や明るさが不足する。
　そこで、低侵襲でありながら所望の観察を行うことができる対物光学系として、例えば、特許文献１には、先端の外径が比較的小さく、開口数が大きい対物光学系が開示されている。この対物光学系によれば、生体に小さな穴をあけ、この穴からこの対物光学系を挿入することにより、生体を低侵襲で観察することができる。
特許第４６０８２５３号公報
　特許文献１に記載の対物光学系は、第５レンズＬ５を通る光線高が高いため、レンズの有効径を大きくする必要があった。このため、対物光学系の外径がφ３．５ｍｍ以上となり十分に細径とはいえない。
　ところで、上述したように生体を観察する際に用いられる対物光学系は、細径であるほど低侵襲となる。従って、開口数を維持しながらも、外径がφ３．０ｍｍ以下となるより細径の対物光学系が望まれている。
　本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、より細径でありながら、収差が良好に補正された高開口数の対物光学系を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
　本発明の一態様は、物体側から順に、第１群と第２群とから構成され、前記第１群が、物体側面から順に、物体側が平面で像面側に凸面を向けた正の屈折力を有する単レンズである第１レンズと、物体側に凸面を向け正の屈折力を有する単レンズである第２レンズと、物体側に平面を向けた凸レンズと負の屈折力を有するレンズとを接合した接合レンズであり、正の屈折力を有する第３レンズと、を備え、前記第２群が、物体側面から順に、負の屈折力を有するレンズと両凸レンズを接合した接合レンズである第４レンズと、物体側に凹面を向けたレンズと物体側に凸面を向けたレンズとを接合した接合レンズである第５レンズと、負の屈折力を有するレンズ、正の屈折力を有するレンズ及び負の屈折力を有するレンズの３枚のレンズを接合した接合レンズであり、負の屈折力を有する第６レンズと、正の屈折力を有する複合レンズである第７レンズと、を備え、条件式（１）及び（２）を満足する対物光学系を提供する。
　０．５７＜ａｂｓ（Ｍ×ＦＬ１Ｇ／ＬＴＬ）＜０．６３　　　・・・（１）
　２．１＜｜ＦＬ４／ＦＬ１Ｇ｜＜２．４　　　・・・（２）
　但し、Ｍは対物光学系全体の倍率、ＬＴＬは物体面から像面までの距離、ＦＬ１Ｇは第１群の焦点距離である。
　（１）式の上限値は第１群の焦点距離が長くなることにより光線高が高くなることを制限するための値であり、（１）式の下限値は球面収差を良好に補正するための値である。また、（２）式の上限値は第４レンズを短くして第５レンズの光線高を小さくするための値であり、（２）式の下限値は球面収差を良好に補正するための値である。
　したがって、本態様によれば、より細径でありながら、収差を良好に補正して高開口数とすることができる。
　上記態様において、条件式（３）を満足することが好ましい。
　３．３＜｜ｎｄＬ５１／ｒ１４｜×ＦＬＧ２＜４．９　　　・・・（３）
　但し、ｎｄＬ５１は、第５レンズの物体側に凹面を向けたレンズのガラスの屈折率、ｒ１４は第５レンズの最も物体側の面の曲率半径、ＦＬＧ２は第２群の焦点距離である。
　（３）式は、第５レンズの最も物体側の面と第６レンズの最も物体側面の面とで球面収差を補正するために、第５レンズに対する条件式であり、（３）式の上限値を超えると収差補正が過剰となり、下限値を下回ると球面収差の補正を行うことができなくなる。
　また、上記態様において条件式（４）を満足することが好ましい。
　１０．８＜｜ｎｄＬ６１／ｒ１７｜×ＦＬＧ２＜１２．４　　　・・・（４）
　但し、ｎｄＬ６１は、第６レンズの負の屈折力を有するレンズのうち、最も物体側のレンズのｄ線に対する屈折率であり、ｒ１７は第６レンズの最も物体側面の面の曲率半径であり、ＦＬＧ２は第２群の焦点距離である。
　（４）式は、第５レンズの最も物体側面の面と第６レンズの最も物体側面の面とで球面収差を補正するために、第６レンズに対する条件式であり、（４）式の上限値を超えると収差補正が過剰となり、下限値を下回ると球面収差の補正を行うことができなくなる。
　また、上記態様において条件式（５）を満足することが好ましい。
　１４＜νｄＬ６１／ｎｄＬ６１－νｄＬ６２／ｎｄＬ６２＜６８　　　・・・（５）
　但し、νｄＬ６１は第６レンズの負の屈折力を有するレンズのうち、物体側に近いレンズのｄ線に対するアッベ数であり、ｎｄＬ６１は該レンズのｄ線に対する屈折率である。また、νｄＬ６２は第６レンズを構成する３枚のレンズの内、中間に位置するレンズのｄ線に対するアッベ数であり、ｎｄＬ６２は該レンズのｄ線に対する屈折率である。
　（５）式は、第６レンズの物体側の負レンズと正レンズとの接合面において色収差を補正するための条件式である。すなわち、第６レンズの中間に位置する正レンズの屈折率及び分散率を適切な値とすることで色収差を補正することができる。
　本発明によれば、より細径でありながら、収差が良好に補正された高開口数の対物光学系を提供することができるという効果を奏する。
本発明の一実施形態に係る対物光学系の全体構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る対物光学系の全体構成を示す断面図である。 本発明の実施例１に係る対物光学系の収差図である。 本発明の実施例１に係る対物光学系の収差図である。 本発明の実施例２に係る対物光学系の収差図である。 本発明の実施例２に係る対物光学系の収差図である。 本発明の実施例３に係る対物光学系の収差図である。 本発明の実施例３に係る対物光学系の収差図である。 本発明の実施例４に係る対物光学系の収差図である。 本発明の実施例４に係る対物光学系の収差図である。 本発明の実施例５に係る対物光学系の収差図である。 本発明の実施例５に係る対物光学系の収差図である。
　以下に、本発明の一実施形態に係る対物光学系について図面を参照して説明する。
　図１は、対物光学系の全体構成を示す断面図を示している。図１に示すように、対物光学系は、物体側から順に、平行平板Ｆ１，Ｆ２、第１群Ｇ１及び第２群Ｇ２を備えている。
　平行平板Ｆ１，Ｆ２は、対物光学系の作動距離（ＷＤ）を調整するものである。
　第１群Ｇ１は、物体からの光を平行光にするものであり、物体側面から順に、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２及び第３レンズＬ３を備えている。
　第１レンズＬ１は、物体側が平面で像面側に凸面を向けた正の屈折力を有する単レンズである。第２レンズＬ２は、物体側に凸面を向け正の屈折力を有する単レンズである。第３レンズＬ３は、物体側に平面を向けた凸レンズＬ３１と負の屈折力を有するレンズＬ３２とを接合した接合レンズであり、正の屈折力を有する。
　前記第２群は、第１群Ｇ１からの平行光を集光して収差を補正するものであり、物体側面から順に、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６及び第７レンズＬ７を備えている。
　第４レンズＬ４は、負の屈折力を有するレンズＬ４１と両凸レンズＬ４２を接合した接合レンズである。第５レンズＬ５は、物体側に凹面を向けたレンズＬ５１と物体側に凸面を向けたレンズＬ５２とを接合した接合レンズである。第６レンズＬ６は、負の屈折力を有するレンズＬ６１、正の屈折力を有するレンズＬ６２及び負の屈折力を有するレンズＬ６３の３枚のレンズを接合した接合レンズであり、負の屈折力を有する。第７レンズＬ７は、正のレンズＬ７１と正のレンズＬ７２とを備え、正の屈折力を有する複合レンズである。
　また、対物光学系は、以下の条件式を満足するように構成されている。
　０．５７＜ａｂｓ（Ｍ×ＦＬ１Ｇ／ＬＴＬ）＜０．６３　　　・・・（１）
　２．１＜｜ＦＬ４／ＦＬ１Ｇ｜＜２．４　　　・・・（２）
　但し、Ｍは対物光学系全体の倍率、ＬＴＬは物体面から像面までの距離、ＦＬ１Ｇは第１群Ｇ１の焦点距離である。
　第５レンズＬ５を通る光線の光線高を低くすることで対物光学系の外径を細径とすることができる。第５レンズＬ５における光線高を低くするためには、第４レンズＬ４の正の屈折力を強くする必要がある。一方、第４レンズの正の屈折力を強くすると、第４レンズの物体側面及び像側面での球面収差が大きくなる。このため、第５レンズにおける光線高を低くするために、第４レンズの正の屈折力を強くして、第５レンズの物体側の凹面と第６レンズの物体側の凹面とにおいて球面収差を補正し、第５レンズの負の屈折力を強くすることが必要となる。
　（１）式の上限値は第１群の焦点距離が長くなることにより光線高が高くなることを制限するための値であり、（１）式の下限値は球面収差を良好に補正するための値である。また、（２）式の上限値は第４レンズを短くして第５レンズの光線高を小さくするための値であり、（２）式の下限値は球面収差を良好に補正するための値である。
　したがって、本態様によれば、より細径でありながら、収差を良好に補正して高開口数とすることができる。
　さらに、対物光学系は、以下の（３）式を満足するように構成されている。
　３．３＜｜ｎｄＬ５１／ｒ１４｜×ＦＬＧ２＜４．９　　　・・・（３）
　但し、ｎｄＬ５１は、第５レンズの物体側に凹面を向けたレンズのガラスの屈折率、ｒ１４は第５レンズの最も物体側の面の曲率半径、ＦＬＧ２は第２群の焦点距離である。
　（３）式は、第５レンズの最も物体側の面と第６レンズの最も物体側面の面とで球面収差を補正するために、第５レンズに対する条件式であり、（３）式の上限値を超えると収差補正が過剰となり、下限値を下回ると球面収差の補正を行うことができなくなる。
　対物光学系は、条件式（４）を満足するように構成されている。
　１０．８＜｜ｎｄＬ６１／ｒ１７｜×ＦＬＧ２＜１２．４　　　・・・（４）
　但し、ｎｄＬ６１は、第６レンズの負の屈折力を有するレンズのうち、最も物体側のレンズのｄ線に対する屈折率であり、ｒ１７は第６レンズの最も物体側面の曲率半径であり、ＦＬＧ２は第２群の焦点距離である。
　（４）式は、第５レンズの最も物体側面の面と第６レンズの最も物体側面の面とで球面収差を補正するために、第６レンズに対する条件式であり、（４）式の上限値を超えると収差補正が過剰となり、下限値を下回ると球面収差の補正を行うことができなくなる。
　対物光学系は、条件式（５）を満足するように構成されている。
　１４＜νｄＬ６１／ｎｄＬ６１－νｄＬ６２／ｎｄＬ６２＜６８　　　・・・（５）
　但し、νｄＬ６１は第６レンズの負の屈折力を有するレンズのうち、物体側に近いレンズのｄ線に対するアッベ数であり、ｎｄＬ６１は該レンズのｄ線に対する屈折率である。また、νｄＬ６２は第６レンズを構成する３枚のレンズの内、中間に位置するレンズのｄ線に対するアッベ数であり、ｎｄＬ６２は該レンズのｄ線に対する屈折率である。
　（５）式は、第６レンズの物体側の負レンズと正レンズとの接合面において色収差を補正するための条件式である。すなわち、第６レンズの中間に位置する正レンズの屈折率及び分散率を適切な値とすることで色収差を補正することができる。
　このように、本実施形態によれば、より細径でありながら、収差を良好に補正し高開口数の対物光学系とすることができる。
　続いて、上述した実施形態に係る対物光学系の実施例１～実施例５について、図３～図１２を参照して説明する。各実施例に記載のレンズデータにおいて、ｒは曲率半径（単位ｍｍ）、ｄは面間隔（ｍｍ）、Ｎｄはｄ線に対する屈折率、νｄはｄ線に対するアッベ数を示している。なお、実施例１乃至実施例５にかかる対物光学系は、何れも図１及び図２に示すレンズ構成となっている。
（実施例１）
　本発明の実施例１に係る対物光学系の収差図を図３及び図４に示すと共に、実施例１に係る対物光学系のレンズデータを以下に示す。
　レンズデータ
面番号　　　　ｒ　　　　　ｄ　　　　　　Ｎｄ　　　　　　　　νｄ
物体面　　　　∞　　　　０．１０８　　１．３５７８４　　５７．７１
　１　　　　　∞　　　　０．５７０　　１．４５８４６　　６７．８２
　２　　　　　∞　　　　０．７７０　　１．８８３００　　４０．７６
　３　　　　　∞　　　　０．０３０　　１．０００００
　４　　　　　∞　　　　０．９００　　１．８８３００　　４０．７６
　５　　－１．７０５　　０．０５０　　１．０００００
　６　　　５．８０５　　１．０５０　　１．４３８７５　　９４．９３
　７　　－３．４５８　　０．３００　　１．０００００
　８　　　　　∞　　　　１．４５０　　１．４３８７５　　９４．９３
　９　　－１．５０２　　０．４００　　１．７５５００　　５２．３２
１０　　－３．７１８　　０．４００　　１．０００００
１１　　　２．３８０　　０．４００　　１．７５５００　　５２．３２
１２　　　１．５０２　　１．４５０　　１．４３８７５　　９４．９３
１３　　－２．２９７　　０．３０８　　１．０００００
１４　　－４．３０２　　０．４００　　１．８４６６６　　２３．８８
１５　　　２．１９６　　１．１００　　１．７５５００　　５２．３２
１６　　　　　∞　　　　１．１８５　　１．０００００
１７　　－１．３４２　　０．４００　　１．６１３４０　　４４．２７
１８　　１０．１９１　　１．１００　　１．８４６６６　　２３．８８
１９　　－２．１６４　　０．４００　　１．６１３４０　　４４．２７
２０　　－３．５１９　　２．６００　　１．０００００
２１　　１６．７５６　　１．０５０　　１．５２２４９　　５９．８４
２２　　　　　∞　　　　０．１００　　１．０００００
２３　　　５．００７　　１．０００　　１．７５５００　　５２．３２
２４　　　７．０６６　　０．０００　　１．０００００
２５　　　　　∞　　　　１．８７０　　１．０００００
（実施例２）
　本発明の実施例２に係る対物光学系の収差図を図５及び図６に示すと共に、実施例２に係る対物光学系のレンズデータを以下に示す。
　レンズデータ
面番号　　　　ｒ　　　　　ｄ　　　　　　Ｎｄ　　　　　　　Ｖｄ
物体面　　　　∞　　　　０．０７４　　１．３５７８４　　５７．７１
　１　　　　　∞　　　　０．５７０　　１．４５８４６　　６７．８２
　２　　　　　∞　　　　０．７７０　　１．８８３００　　４０．７６
　３　　　　　∞　　　　０．０３０　　１．０００００
　４　　　　　∞　　　　０．９００　　１．８８３００　　４０．７６
　５　　－１．６８０　　０．０５０　　１．０００００　　
　６　　　７．１０７　　１．０５０　　１．４３８７５　　９４．９３
　７　　－３．２５３　　０．３００　　１．０００００
　８　　　　　∞　　　　１．４５０　　１．４３８７５　　９４．９３
　９　　－１．５０２　　０．４００　　１．７５５００　　５２．３２
１０　　－３．８２２　　０．４００　　１．０００００
１１　　　２．４３６　　０．４００　　１．７５５００　　５２．３２
１２　　　１．５０２　　１．４５０　　１．４３８７５　　９４．９３
１３　　－２．２９７　　０．３１０　　１．０００００
１４　　－５．０８０　　０．４００　　１．８４６６６　　２３．８８
１５　　　２．３４６　　１．１００　　１．７５５００　　５２．３２
１６　　　　　∞　　　　１．１８１　　１．０００００
１７　　－１．３７２　　０．４００　　１．６１３４０　　４４．２７
１８　　　９．０１４　　１．１００　　１．８４６６６　　２３．８８
１９　　－２．１３３　　０．４００　　１．６１３４０　　４４．２７
２０　　－３．４８０　　２．６００　　１．０００００
２１　　１７．５３４　　１．０５０　　１．５２２４９　　５９．８４
２２　　　　　∞　　　　０．１００　　１．０００００
２３　　　５．０２７　　１．０００　　１．７５５００　　５２．３２
２４　　　６．９６２　　０．０００　　１．０００００
２５　　　　　∞　　　　１．８７０　　１．０００００
（実施例３）
　本発明の実施例３に係る対物光学系の収差図を図７及び図８に示すと共に、実施例３に係る対物光学系のレンズデータを以下に示す。
　レンズデータ
面番号　　　　ｒ　　　　　ｄ　　　　　　Ｎｄ　　　　　　　Ｖｄ
物体面　　　　∞　　　　０．０７６　　１．３５７８４　　５７．７１
　１　　　　　∞　　　　０．５７０　　１．４５８４６　　６７．８２
　２　　　　　∞　　　　０．７７０　　１．８８３００　　４０．７６
　３　　　　　∞　　　　０．０３０　　１．０００００
　４　　　　　∞　　　　０．９００　　１．８８３００　　４０．７６
　５　　－１．７２３　　０．０５０　　１．００００
　６　　　５．６１８　　１．０５０　　１．４３８７５　　９４．９３
　７　　－３．２７３　　０．３００　　１．０００００
　８　　　　　∞　　　　１．４５０　　１．４３８７５　　９４．９３
　９　　－１．５０２　　０．４００　　１．７５５００　　５２．３２
１０　　－３．４３４　　０．４００　　１．０００００
１１　　　２．３６８　　０．４００　　１．７５５００　　５２．３２
１２　　　１．５０２　　１．４５０　　１．４３８７５　　９４．９３
１３　　－２．２９７　　０．２９９　　１．０００００
１４　　－３．７４５　　０．４００　　１．８４６６６　　２３．８８
１５　　　２．２８０　　１．１００　　１．７５５００　　５２．３２
１６　　　　　∞　　　　１．１３６　　１．０００００
１７　　－１．３０５　　０．４００　　１．６１３４０　　４４．２７
１８　　　８．５１６　　１．１００　　１．８４６６６　　２３．８８
１９　　－２．０９８　　０．４００　　１．６１３４０　　４４．２７
２０　　－３．４４４　　２．６００　　１．０００００
２１　　１５．０２８　　１．０５０　　１．５２２４９　　５９．８４
２２　　　　　∞　　　　０．１００　　１．０００００
２３　　　４．８７６　　１．０００　　１．７５５００　　５２．３２
２４　　　７．２１８　　０．０００　　１．０００００
２５　　　　　∞　　　　１．８７０　　１．０００００
（実施例４）
　本発明の実施例４に係る対物光学系の収差図を図９及び図１０に示すと共に、実施例４に係る対物光学系のレンズデータを以下に示す。
　レンズデータ
面番号　　　　ｒ　　　　　ｄ　　　　　　Ｎｄ　　　　　　　Ｖｄ
物体面　　　　∞　　　　０．０９９　　１．３５７８４　　５７．７１
　１　　　　　∞　　　　０．４６０　　１．４５８４６　　６７．８２
　２　　　　　∞　　　　０．９０２　　１．８８３００　　４０．７６
　３　　　　　∞　　　　０．０３０　　１．０００００
　４　　　　　∞　　　　０．９００　　１．８８３００　　４０．７６
　５　　－１．７３１　　０．０５０　　１．０００００
　６　　　７．１０５　　１．０５０　　１．４３８７５　　９４．９３
　７　　－２．７５４　　０．３００　　１．０００００
　８　　　　　∞　　　　１．４３３　　１．４３８７５　　９４．９３
　９　　－１．５０２　　０．３５４　　１．７５５００　　５２．３２
１０　　－４．３１０　　０．３８５　　１．０００００
１１　　　２．４０５　　０．４００　　１．７５５００　　５２．３２
１２　　　１．５０２　　１．４１７　　１．４３８７５　　９４．９３
１３　　－２．２３７　　０．３０１　　１．０００００
１４　　－４．６８４　　０．４００　　１．８４６６６　　２３．８８
１５　　　２．０３３　　１．０８４　　１．７５５００　　５２．３２
１６　　　　　∞　　　　１．１９０　　１．０００００
１７　　－１．３４６　　０．４００　　１．６１３４０　　４４．２７
１８　　１０．５９６　　１．０９７　　１．８４６６６　　２３．８８
１９　　－２．１３６　　０．４００　　１．６１３４０　　４４．２７
２０　　－３．４３９　　２．５９３　　１．０００００
２１　　１５．７７８　　１．０３０　　１．５２２４９　　５９．８４
２２　　　　　∞　　　　０．１００　　１．０００００
２３　　　５．００３　　０．９７８　　１．７５５００　　５２．３２
２４　　　７．０８３　　０．０００　　１．０００００
２５　　　　　∞　　　　３．０００　　１．０００００
（実施例５）
　本発明の実施例５に係る対物光学系の収差図を図１１及び図１２に示すと共に、実施例５に係る対物光学系のレンズデータを以下に示す。
　レンズデータ
面番号　　　　ｒ　　　　　ｄ　　　　　　Ｎｄ　　　　　　　Ｖｄ
物体面　　　　∞　　　　０．１０４　　１．３５７８４　　５７．７１
　１　　　　　∞　　　　０．７００　　１．４５８４６　　６７．８２
　２　　　　　∞　　　　０．７４０　　１．８８３００　　４０．７６
　３　　　　　∞　　　　０．０３０　　１．０００００
　４　　　　　∞　　　　０．９００　　１．８８３００　　４０．７６
　５　　－１．７７７　　０．０５０　　１．０００００
　６　　　３．８５３　　１．０５０　　１．４３８７５　　９４．９３
　７　　－４．６２３　　０．３００　　１．０００００
　８　　　　　∞　　　　１．３５０　　１．４３８７５　　９４．９３
　９　　－１．５０２　　０．３００　　１．７５５００　　５２．３２
１０　　－４．０２１　　０．４００　　１．０００００
１１　　　２．２５６　　０．４００　　１．７５５００　　５２．３２
１２　　　１．５０２　　１．３００　　１．４３８７５　　９４．９３
１３　　－２．２９７　　０．２００　　１．０００００
１４　　－３．９３７　　０．４００　　１．８４６６６　　２３．８８
１５　　　２．１６７　　１．０３０　　１．７５５００　　５２．３２
１６　　　　　∞　　　　１．０６０　　１．０００００
１７　　－１．２１８　　０．４００　　１．６１３４０　　４４．２７
１８　　２７．６０９　　１．１００　　１．８４６６６　　２３．８８
１９　　－２．０８５　　０．４００　　１．６１３４０　　４４．２７
２０　　－３．２１９　　２．４８０　　１．０００００
２１　　１１．００３　　１．１１０　　１．５２２４９　　５９．８４
２２　　　　　∞　　　　０．１００　　１．０００００
２３　　　５．０６０　　１．３４０　　１．７５５００　　５２．３２
２４　　　６．８６６　　０．０００　　１．０００００
２５　　　　　∞　　　　３．０００　　１．０００００
　なお、上記した実施例１～実施例５の構成における各種データを表１に、上記（１）～（５）式に係る値を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
  
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
  
　Ｇ１　第１群
　Ｇ２　第２群
　Ｌ１　第１レンズ
　Ｌ２　第２レンズ
　Ｌ３　第３レンズ
　Ｌ４　第４レンズ
　Ｌ５　第５レンズ
　Ｌ６　第６レンズ
　Ｌ７　第７レンズ

Claims (4)

  1. 　物体側から順に、第１群と第２群とから構成され、
    　前記第１群が、物体側面から順に、
    　物体側が平面で像面側に凸面を向けた正の屈折力を有する単レンズである第１レンズと、
    　物体側に凸面を向け正の屈折力を有する単レンズである第２レンズと、
    　物体側に平面を向けた凸レンズと負の屈折力を有するレンズとを接合した接合レンズであり、正の屈折力を有する第３レンズと、を備え、
    　前記第２群が、物体側面から順に、
    　負の屈折力を有するレンズと両凸レンズを接合した接合レンズである第４レンズと、
    　物体側に凹面を向けたレンズと物体側に凸面を向けたレンズとを接合した接合レンズである第５レンズと、
    　負の屈折力を有するレンズ、正の屈折力を有するレンズ及び負の屈折力を有するレンズの３枚のレンズを接合した接合レンズであり、負の屈折力を有する第６レンズと、
    　正の屈折力を有する複合レンズである第７レンズと、を備え、
    　条件式（１）及び（２）を満足する対物光学系。
    　０．５７＜ａｂｓ（Ｍ×ＦＬ１Ｇ／ＬＴＬ）＜０．６３　　　・・・（１）
    　２．１＜｜ＦＬ４／ＦＬ１Ｇ｜＜２．４　　　・・・（２）
    　但し、Ｍは対物光学系全体の倍率、ＬＴＬは物体面から像面までの距離、ＦＬ１Ｇは第１群の焦点距離である。
  2. 　条件式（３）を満足する請求項１に記載の対物光学系。
    　３．３＜｜ｎｄＬ５１／ｒ１４｜×ＦＬＧ２＜４．９　　　・・・（３）
    　但し、ｎｄＬ５１は、第５レンズの物体側に凹面を向けたレンズのガラスの屈折率、ｒ１４は第５レンズの最も物体側の面の曲率半径、ＦＬＧ２は第２群の焦点距離である。
  3. 　条件式（４）を満足する請求項１又は請求項２記載の対物光学系。
    　１０．８＜｜ｎｄＬ６１／ｒ１７｜×ＦＬＧ２＜１２．４　　　・・・（４）
    　但し、ｎｄＬ６１は、第６レンズの負の屈折力を有するレンズのうち、最も物体側のレンズのｄ線に対する屈折率であり、ｒ１７は第６レンズの最も物体側面の面の曲率半径であり、ＦＬＧ２は第２群の焦点距離である。
  4. 　条件式（５）を満足する請求項１から請求項３のいずれかに記載の対物光学系。
    　１４＜νｄＬ６１／ｎｄＬ６１－νｄＬ６２／ｎｄＬ６２＜６８　　　・・・（５）
    　但し、νｄＬ６１は第６レンズの負の屈折力を有するレンズのうち、物体側に近いレンズのｄ線に対するアッベ数であり、ｎｄＬ６１は該レンズのｄ線に対する屈折率である。また、νｄＬ６２は第６レンズを構成する３枚のレンズの内、中間に位置するレンズのｄ線に対するアッベ数であり、ｎｄＬ６２は該レンズのｄ線に対する屈折率である。
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