显微镜光学系统以及显微镜系统技术方案

提供一种使得衍射光学元件的无用级数的光所产生的耀斑少的显微镜光学系统。显微镜光学系统(MS)具有：物镜(OL)，该物镜具有衍射光学元件(GD)并将来自物体的光会聚而成为大致平行光束；和第二物镜(IL)，将来自该物镜(OL)的大致平行光束会聚而形成物体的像，在将衍射光学元件(GD)的m级光用于成像的情况下，当从位于光轴上的物体射出的最大NA的光入射至衍射光学元件并从该衍射光学元件射出的m±1级光入射至第二物镜(IL)中的角度为θ，向该第二物镜(IL)的入射光瞳的直径作为D〔mm〕时，满足下式的条件：〔数式12〕|θ|＞tan-1(0.06/D)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及显微镜光学系统、以及使用该显微镜光学系统的显微镜系统。
技术介绍
若在显微镜光学系统中使用衍射光学元件，则与现有技术相比，在色像差修正等方面具有优势，使光学性能提高，且能够设计低成本的显微镜物镜。但是，在将这种衍射光学元件使用在显微镜光学系统中时，不仅是用来成像的级数的光从显微镜物镜中透过，而且其他级数的光(以下，称为“无用级数的光”)也从显微镜物镜中透过，因此会产生耀斑。为了使这种衍射光学元件中的由无用级数的光导致的耀斑变得不明显，公知只要使像面中的无用级数的光的光斑变大即可(例如，参照专利文献I)。在先技术文献 专利文献I :日本特开平11-125709号公报但是，当在显微镜光学系统的物镜中使用衍射光学元件的情况下，存在如下课题若不进行考虑了该显微镜光学系统的特征的设计，则无法有效抑制由衍射光学元件的无用级数的光导致的耀斑。
技术实现思路
本专利技术是鉴于这样的课题而做出的，其目的在于提供一种使得由衍射光学元件的无用级数的光导致的耀斑少的显微镜光学系统、以及使用该显微镜光学系统的显微镜系统。为了解决上述课题，本专利技术的第一显微镜光学系统的特征在于，具有物镜，该物镜具有衍射光学元件，并将来自物体的光会聚而成为大致平行光束；和第二物镜，该第二物镜将来自该物镜的大致平行光束会聚而形成物体的像，在将衍射光学元件的m级光用于成像的情况下，当从位于光轴上的物体射出的最大NA的光入射至衍射光学元件并从该衍射光学元件射出的、级数与m级光不同的光入射至第二物镜中的角度为Θ，向第二物镜的入射光瞳的直径为D (mm)时，满足下式的条件〔数式I〕I Θ I > tarT1 (O. 06/D)。此外，本专利技术的第二显微镜光学系统的特征在于，具有物镜，该物镜具有衍射光学元件，并将来自物体的光会聚而成为大致平行光束；和第二物镜，该第二物镜将来自该物镜的大致平行光束会聚而形成物体的像，当从位于光轴上的物体射出的最大NA的光入射至衍射光学元件并从该衍射光学元件射出的衍射光中的、用于成像的级数的光的射出角度与无用级数的光的射出角度之差为S Θ，用于成像的级数的光的出射高度为h，出射角度为Θ doe,向第二物镜的入射光瞳的直径作为D〔_〕，由构成物镜的透镜中的与衍射光学元件相比位于像侧的透镜组成的透镜组的焦距为Π时，满足下式的条件〔数式2〕|50) > 二::cos(0doe) Sin(Odoe)|此外，在这样的显微镜光学系统中，优选衍射光学元件是紧密贴合多层型衍射光学元件。此外，在这样的显微镜光学系统中，优选衍射光学元件在具有不同折射率的树脂层彼此的接合面上形成有衍射格栅图案，树脂层分别配置在平面基板上。此外，在这样的显微镜光学系统中，优选由构成物镜的透镜中的与衍射光学元件相比位于像侧的透镜组成的透镜组具有负折射力。此外，本专利技术的显微镜系统的特征在于，具有载置物体的载物台；对该物体进行照明的照明光学系统；和将来自物体的光会聚而形成该物体的像的上述任一 显微镜光学系统。专利技术的效果通过以上那样构成本专利技术，能够提供一种使得由衍射光学元件的无用级数的光导致的耀斑少的显微镜光学系统以及显微镜系统。附图说明图I是用于说明显微镜光学系统的构成的说明图。图2是表示构成物镜的衍射光学元件及第二透镜组与第二物镜的关系的说明图。图3是用于说明显微镜系统的构成的说明图。图4是表示第一实施例的显微镜光学系统的构成的透镜构成图，(a)表示整体，(b)表示物镜，(c)表示第二物镜以及棱镜。图5是第一实施例的显微镜光学系统的光斑图，(a)表不O级光，(b)表不2级光。图6是表示第二实施例的显微镜光学系统的构成的透镜构成图，(a)表示整体，(b)表示物镜，(c)表示第二物镜以及棱镜。图7是第二实施例的显微镜光学系统的光斑图，(a)表不O级光，(b)表不2级光。图8是表示第三实施例的显微镜光学系统的构成的透镜构成图，(a)表示整体，(b)表示物镜，(c)表示第二物镜以及棱镜。图9是第三实施例的显微镜光学系统的光斑图，(a)表不O级光，(b)表不2级光。图10是表示第四实施例的显微镜光学系统的构成的透镜构成图，(a)表示整体，(b)表示物镜，(c)表示第二物镜以及棱镜。图11是第四实施例的显微镜光学系统的光斑图，(a)表不O级光，(b)表不2级光。图12是表示第五实施例的显微镜光学系统的构成的透镜构成图，(a)表示整体，(b)表示物镜，(c)表示第二物镜以及棱镜。图13是第五实施例的显微镜光学系统的光斑图，(a)表不O级光，(b)表不2级光。图14是表示第六实施例的显微镜光学系统的构成的透镜构成图，(a)表示整体，(b)表示物镜，(c)表示第二物镜以及棱镜。图15是第六实施例的显微镜光学系统的光斑图，(a)表不O级光，(b)表不2级光。具体实施例方式在显微镜光学系统中，具有因暗视野照明的使用而易于使耀斑明显的问题。另一方面，由于是包含照明系统在内的光学系统，所以非常明亮的光源并不位于视野内，不会成为耀斑源。但是，当在该显微镜光学系统中使用衍射光学元件的情况下，在通常的基于多重反射而产生的耀斑之外，衍射光学元件的无用级数的光成为问题。这种由无用级数的光导致的耀斑由该级数的衍射效率来决定耀斑光量，并由在成像面上的光斑的大小来决定照度。因此，在使用了衍射光学元件的显微镜光学系统中，需要提高用来成像的使用级数的光的衍射效率，并使由无用级数的光导致的耀斑变大。通常，在显微镜光学系统中，通过无限远光学系统的物镜使来自物体的光束成为大致平行光束，并通过第二物镜成像。若在该第二物镜的成像位置上配置CXD摄像机则能够取得图像，若配置目镜则能够目视观察，从而能够进行图像取得和目视观察的切换。在这 样的显微镜光学系统中，对于较暗物体的观察，适合利用能够将摄像时间调整得较长的CCD摄像机，但是却容易使耀斑成为问题。此外，由于显微镜光学系统为放大系统，所以即使物体高度小且该物体高度不同，物镜中的光路的差也较小。因此，在考虑由衍射光学元件导致的耀斑的情况下，仅考虑轴上物体光也没有问题。以下，参照附图说明本专利技术的优选实施方式。首先，基于图I所示的显微镜光学系统MS来进行说明。该显微镜光学系统MS构成为具有物镜0L，使来自物体的光会聚而成为大致平行光束；和第二物镜IL，使该大致平行光束会聚而形成物体的像。另外，物镜OL构成为，在使来自物体的光会聚而成为会聚光束之后，使该会聚光线成为大致平行光线，在使来自物体的光成为会聚光线的位置上配置有衍射光学元件GD。由此，在以后的说明中，将由与衍射光学元件⑶相比位于物体侧的透镜构成的透镜组称为第一透镜组G1，将由与衍射光学元件⑶相比位于像侧的透镜构成的透镜组称为第二透镜组G2。衍射光学元件GD (衍射光学面)具有负色散值(在后述的实施例中，色散系数(阿贝数)=-3. 453)，由于色散大，且异常色散性(在后述的实施例中，部分色散比(ng-nF)/(nF-nC) =0. 2956)强，所以具有强大的色像差修正能力。光学玻璃的色散系数通常为30 80左右，但是如上述那样，衍射光学元件的色散系数是负值。换言之，衍射光学元件GD的衍射光学面的分散特性与通常的玻璃(折射光学元件)相反，具有随着光的波长变短而折射力变小、波长越长的光折曲得越大的性质。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：向井香织，吉田三环子，
申请(专利权)人：株式会社尼康，
类型：
国别省市：