対物レンズは、顕微鏡が拡大された実像を提供できるようにするもので、複数の要素を備えた設計のため、おそらく顕微鏡システムの中で最も複雑なコンポーネントです。 2X ～ 100X の倍率の対物レンズが用意されています。これらは、従来の屈折型と反射型の 2 つの主なカテゴリに分類されます。対物レンズは主に 2 つの光学設計 (有限共役設計または無限共役設計) で使用されます。有限光学設計では、いくつかの光学素子を使用して、あるスポットからの光が別のスポットに集束されます。無限共役設計では、スポットからの発散光が平行になります。
無限遠補正対物レンズが導入される前は、すべての顕微鏡の鏡筒長は固定されていました。無限遠補正光学系を使用しない顕微鏡には、指定された鏡筒長があります。つまり、対物レンズが取り付けられているノーズピースから接眼レンズが接眼筒内に位置する点までの距離が設定されています。英国王立顕微鏡協会は 19 世紀に顕微鏡の鏡筒の長さを 160 mm に標準化し、この標準は 100 年以上受け入れられました。
垂直照明器や偏光アクセサリなどの光学アクセサリを管長が固定された顕微鏡の光路に追加すると、かつては完全に補正されていた光学系の有効管長が 160 mm を超えるようになります。チューブの長さの変化を調整するために、メーカーは 160 mm のチューブの長さを再確立するためにアクセサリに追加の光学要素を配置することを余儀なくされました。これにより、通常、倍率が増加し、光が減少します。
ドイツの顕微鏡メーカー、ライヒェルトは 1930 年代に無限遠補正光学システムの実験を開始しました。ただし、無限遠光学系が一般的になったのは 1980 年代になってからです。
Infinity 光学システムでは、微分干渉コントラスト (DIC) プリズム、偏光子、落射蛍光照明器などの補助コンポーネントを対物レンズと結像レンズの間の平行光路に導入でき、焦点や収差補正への影響を最小限に抑えることができます。
無限共役、または無限補正された光学設計では、無限遠に置かれた光源からの光は小さなスポットに集束されます。対物レンズでは、スポットは検査対象の物体であり、無限遠は接眼レンズ、またはカメラを使用している場合はセンサーに向かって指します。このタイプの最新の設計では、画像を生成するために物体と接眼レンズの間に追加のチューブレンズを利用します。この設計は、有限共役の対応物よりもはるかに複雑ですが、フィルタ、偏光子、ビーム スプリッタなどの光学コンポーネントを光路に導入することができます。その結果、複雑なシステムで追加の画像分析と外挿を実行できます。たとえば、対物レンズとチューブレンズの間にフィルターを追加すると、特定の波長の光を観察したり、セットアップに干渉する不要な波長をブロックしたりできます。蛍光顕微鏡アプリケーションでは、このタイプの設計が利用されます。無限共役設計を使用するもう 1 つの利点は、特定のアプリケーションのニーズに応じて倍率を変更できることです。対物倍率は結像レンズの焦点距離の比なので
(fTube レンズ) を対物レンズの焦点距離 (fObjective) (式 1) に換算すると、チューブ レンズの焦点距離を増減すると、対物レンズの倍率が変化します。通常、チューブレンズは焦点距離 200mm の色消しレンズですが、他の焦点距離でも代用でき、それによって顕微鏡システムの総合倍率をカスタマイズできます。対物レンズが無限共役の場合、対物レンズの本体に無限大の記号が表示されます。
1m対物レンズ=fチューブレンズ/f対物レンズ
投稿時間: 2022 年 9 月 6 日