中古 カールツァイス Zeiss 対物レンズ Plan-NEOFLUAR

対物レンズは光学顕微鏡で標本に最も近い位置に置かれ、観察物の最初の拡大像をつくる光学部品である。分解能、像の明るさ、焦点深度、色再現といった顕微鏡の基本性能の大半はこの部品で決まるため、本体や照明系より先に仕様を詰めるのが実務上の定石である。
性能を表す中心的な指標は開口数(NA)で、標本と前玉の間の媒質の屈折率と、取り込める光線の半角の正弦の積で定義される。NAが大きいほど分解能が高く像も明るくなる一方、焦点深度は浅く、作動距離(ピントが合ったときの先端から標本面までの距離)は短くなる。典型的には、4倍でNA0.1〜0.2・作動距離10〜30mm程度、40倍の乾燥系でNA0.65〜0.95・作動距離0.1〜0.6mm程度である。乾燥系では空気の屈折率が上限となるためNAは0.95前後が限界で、それ以上は屈折率約1.51のイマージョンオイルを満たす油浸系でNA1.4前後に達する。生細胞や水溶液中の試料には水浸やグリセリン浸の対物も使われ、水浸ではNA1.2程度が上限の目安となる。
内部は単レンズ、張り合わせのダブレットやトリプレットなど複数のレンズ群から成り、高級品では十数枚の素子を組み合わせて収差を打ち消している。分類の基準になるのは色収差と像面湾曲の補正レベルである。アクロマートは赤と青の2色の色収差を補正した基本形、フルオリート(セミアポクロマート)はそれに紫域の補正を加えた中間グレード、アポクロマートは3色を高度に補正しNAも大きい最上位グレードである。像面湾曲を補正し視野周辺までピントが合うものには「プラン」が付き、撮影や画像計測では原則としてプラン系を選ぶ。
互換性の面では、光学系の方式と機械寸法を確認する必要がある。旧来の有限補正系は機械的鏡筒長160mm(生物用)や210mm(金属用)などで設計され、現在主流の無限遠補正系は対物を出た平行光束を結像レンズで中間像にする。両者に互換性はなく、無限遠系でも結像レンズの焦点距離や同焦点距離(45mm、60mm、75mmなど)、取付けネジ(RMS規格の口径20.32mm、36山/インチや、M25、M32など)がメーカーごとに異なるため、他社本体への流用は基本的にできない。鏡胴には倍率、NA、補正グレード、鏡筒長(または∞)、カバーガラス厚、浸液の種類が刻印され、色帯で倍率と浸液を見分けられる。
用途に応じた派生品も多い。生物用はカバーガラス厚0.17mmを前提に設計されており、厚さのずれによる球面収差は補正環で調整する。工業用・金属用はカバーガラスを使わない設計が基本で、明暗視野用は周辺にリング状の照明光路を持つ。このほか、位相板を内蔵した位相差用、ひずみを抑えた偏光用、自家蛍光が少なく透過率の高い蛍光用、微分干渉用、NA可変の絞り付き、先端が引っ込んで衝突から守るスプリング付き、半導体やFPD検査向けの長作動距離型などがある。選定ではNAを闇雲に上げるより、試料の厚さや容器、必要な作動距離、観察法との組み合わせで判断するのが要点である。