顕微鏡対物レンズの分類の紹介
目的による分類
光学顕微鏡の用途は大きく「生物用」と「工業用」の2つに分けられます。 対物レンズも「生物レンズ」に分けることができます。
「実用」対物レンズと「工業用」対物レンズ。 生物学的応用では、一般的に生体試料をスライドガラス上に置き、上からカバーガラスをかぶせて固定します。 生体用対物レンズはカバーガラス越しに試料を観察する必要があるため、カバーガラスの厚さ(一般的に{{0}}.17mm)を考慮して光学系が設計されています。 産業用途では、金属鉱物のスライスや半導体ウエハ、電子部品などの試料を覆わずに観察することが一般的です。 このため、工業用対物レンズでは、対物レンズ先端と試料の間にカバーガラスがない状態で最適な光学系設計が採用されています。
観察方法による分類
光学顕微鏡の用途に応じて様々な観察方法が開発されており、これらの観察方法に対応した専用の対物レンズも開発されている。 観察方法に応じて対物レンズを分けることができます。 例えば、「反射暗視野用対物レンズ(内レンズ周囲にリング状の照明光路を設けたもの)」、「微分干渉用対物レンズ(レンズ内部の歪みを低減し、微分干渉による光学特性の組み合わせを最適化)」などです。 「干渉プリズム)」、「蛍光用対物レンズ(近紫外域の透過率向上)」、「偏光対物レンズ(レンズ内部の歪みを大幅に低減)」、「位相差対物レンズ(位相板内蔵)」 、など。
倍率による分類
光学顕微鏡には、レボルバと呼ばれる装置に複数の対物レンズが取り付けられています。 これにより、対物回転レンズを回転させるだけで低倍率から高倍率への切り替えが可能となり、倍率変更が簡単に完了する。 したがって、対物レンズコンバータには、倍率の異なる対物レンズ群が搭載されるのが一般的である。 そのため、対物レンズは低倍率(5×、10×)、中倍率(20×、50×)、高倍率(100×)の対物レンズをラインナップしています。 その中でも特に高倍率製品では、高精細な像を得るために、対物レンズ先端との間に屈折率の高い合成油や水などの特殊な液体を封入した液浸対物レンズを導入しています。標本。 また、特殊用途向けの超低倍率(1.25倍、2.5倍)、超高倍率(150倍)対物レンズも取り揃えております。
収差補正と対物レンズの分類
色収差補正の分類(レベル)は、軸上色収差(軸上色収差)の補正の度合いに応じて、アクロマート、セミアポクロマート(蛍石)、アポクロマートの3つのレベルに分けられます。 商品ラインナップも通常レベルから高級レベルまで分かれており、価格も異なります。
軸上色収差補正において、C線(赤:656.3nm)とF線(青:486.1nm)の2色を補正する対物レンズをアクロマートレンズ(Achromat)といいます。 赤と青以外の光線(一般に紫色のg線:435.8nm)は焦点面から離れた面に集まり、このg線を2次スペクトルと呼びます。 この2次スペクトルに色収差補正範囲が及ぶ対物レンズをアポクロマートレンズ(アポクロマート)と呼びます。 つまり、アポクロマートレンズとは、3色(C線、F線、g線)の軸上色収差を補正する対物レンズです。 下図はアクロマートとアポクロマートの色収差補正の違いを波面収差で表したものです。 この図からわかるように、アポクロマートはアクロマートよりも広い波長範囲にわたって色収差を補正できます。
色収差補正の比較(アクロマートとアポクロマート)
一方、2次スペクトル(g線)の色収差の補正度合いがアクロマートレンズとアポクロマートレンズの中間に設定されており、セミアクロマートレンズ(または蛍石)と呼ばれます。
顕微鏡対物レンズの光学系設計においては、一般にNAが大きいほど、あるいは倍率が大きいほど、2次スペクトルの軸上色収差を補正することが困難になる。 それだけではなく、軸上色収差や正弦波条件以外の諸収差も補正しなければならないため、さらに困難になります。 このため、アポクロマート対物レンズは高倍率になるほど多くの収差補正レンズが必要となり、15枚以上のレンズを使用する対物レンズもあります。 2次スペクトルを正確に補正するには、レンズ群内の強い凸レンズに2次スペクトルの分散が少ない「異常分散ガラス」を使用することが有効です。 この異常分散ガラスの代表は蛍石(CaF2)です。 蛍石は加工が難しいですが、古くからアポクロマートレンズに使用されてきました。 蛍石に非常に近い異常分散性をもつ新開発の光学ガラスは加工性が向上し、徐々に蛍石に代わって主流となりました。
像面湾曲補正による分類 顕微鏡の使用においては、写真撮影やテレビカメラ撮影がますます一般的になり、鮮明な全視野像に対する要求がますます高まっています。 そのため、像面湾曲を正確に補正できる平面対物レンズが徐々に主流になってきました。 像面湾曲を補正する場合、光学系のピッツバーグ(ペッツバール)湾曲を{{1}}となるように設計する必要があり、対物レンズの倍率が高くなるほど補正が困難になる(像面湾曲との共存が困難になる)。その他諸収差補正)。 補正対物レンズは前群が強い凹形状となっており、後群の構成も強い凹形状となっており、これがレンズタイプの特徴となっています。






