Série CFI Plan Apochromat Lambda D

Le CFI Plan Apochromat Lambda D est un objectif d’ « acquisition de grosses données », d’« analyse digitale » et de « macro-observation » qui sera indispensable pour les futures sciences de la vie.

Le large champ de vision sans distorsion a amélioré la quantité de lumière à la périphérie, permettant un criblage plus rapide, une mosaïque homogène et une observation efficace des macro-échantillons. De plus, il est idéal pour l'observation multicolore à partir de 405 nm en raison d'une amélioration significative contre l'aberration chromatique dans la gamme UV.

Chiba: Le courant dominant actuel de l'observation au microscope consiste à capturer un échantillon sous forme d'image numérique et à effectuer diverses analyses basées sur les données. Naturellement, des fonctions et des performances compatibles avec l'imagerie numérique sont requises pour les objectifs utilisés. Le nom du CFI Plan Apochromat Lambda D a hérité du « λ » (Lambda) de la série d'objectifs conventionnels du même nom, ainsi que de la lettre « D » qui représente les futures solutions de microscope numérique de Nikon.

Sato: Les problèmes les plus importants pour concevoir des objectifs compatibles avec l'imagerie numérique sont un large champ de vision, qui est nécessaire pour prendre une image de plus grande taille, une excellente correction de l'aberration chromatique, qui réduit efficacement le dégorgement des couleurs causé par les différences de longueurs d'onde de la lumière et une NA élevée (ouverture numérique), qui est directement liée à la luminosité et à la résolution de l'objectif. Ces facteurs sont des éléments de base d'un objectif, mais pour un objectif prenant en charge l'imagerie numérique, des spécifications beaucoup plus strictes sont nécessaires.

Chiba: Ce produit est destiné à un large éventail d'utilisateurs dans le domaine des sciences de la vie, de la clinique/pathologie et de la découverte de médicaments aux domaines de recherche et développement de pointe. Tout d'abord, nous avons cherché à améliorer les performances de base en consolidant les avantages des objectifs conventionnels Lambda, Lambda S^*1 et VC^*2. Ensuite, nous avons travaillé sur l'amélioration des performances pour prendre en charge l'imagerie numérique. Cela permet la réalisation d’ « acquisition de grosses données », d’« analyse digitale » et de « macro-observation » qui seront indispensables pour les sciences de la vie à mesure que nous avançons dans le futur.

Sato: Pour répondre aux besoins de l'imagerie numérique, il est nécessaire de renforcer le champ de vision aux grossissements faibles et moyens tout en réalisant un criblage plus rapide et de plus haute résolution. Ceci est essentiel pour obtenir une image claire sur tout l'écran lorsqu'un échantillon d'image est pris avec un appareil photo numérique. En améliorant la correction de l'aberration chromatique, nous avons cherché à capturer clairement des phénomènes de vie plus complexes en observation profonde (3D) et en profondeur＋observation multicolore (4D).

*1 Lambda et Lambda S réalisent une correction de l'aberration chromatique de la gamme du visible à la gamme proche infrarouge.
*2 VC réalise une correction de l'aberration chromatique dans la zone de l’ultraviolet.

Objectif de microscope de haute performance Nikon

Plan CFI Apochromatique Lambda D

Sato: Pour le Lambda D, le degré de difficulté de la conception optique a augmenté en raison des diverses exigences à satisfaire, et en même temps, la précision requise pour la conception structurelle du barillet de l'objectif est plus élevée qu'auparavant. Par conséquent, nous avons commencé par passer en revue les matériaux et les caractéristiques du verre optique et l'agencement des combinaisons de lentilles concaves et convexes. En ce sens, le Lambda D est le premier d'une nouvelle génération d'objectifs qui vont au-delà des concepts traditionnels.

Chiba: En plus de surmonter les obstacles techniques, nous nous sommes efforcés de réduire les coûts autant que possible tout en garantissant des performances et une résistance de qualité. Il s'agissait d'une tâche importante pour atteindre l'objectif de contribuer à tous les domaines des sciences de la vie.

Sato: En ce qui concerne le large champ de vision, l'excellente correction de l'aberration chromatique et la grande ouverture numérique, qui ont été mentionnés précédemment comme des objectifs de conception importants, nous avons réalisé le plus grand champ de vision de 25 en utilisant un matériau en verre avec un indice de réfraction élevé pour l'objectif. Nous avons adopté un verre à dispersion anormale (verre ED) pour une excellente correction des aberrations chromatiques. Cela compense grandement l'aberration chromatique dans laquelle la couleur dégorge, causée par le décalage focal dû à la différence de longueur d'onde des couleurs. Pour une NA élevée, nous avons appliqué une technologie d'amincissement des bords qui rend le bord de l'objectif aussi fin que possible. Cela augmente efficacement l'ouverture de l'objectif, permettant d'obtenir des images de microscope plus lumineuses et de plus haute résolution.

Les trois innovations technologiques de Nikon en matière de technologie optique

Chiba: Pour l'observation à l'œil nu, la résolution du centre du champ de vision est importante. En effet, les utilisateurs actionnent la platine pour déplacer la partie de l'échantillon qu'ils souhaitent visualiser au centre du champ de vision. D'autre part, avec l'imagerie numérique, après acquisition d'images, diverses zones du centre à la périphérie peuvent être agrandies pour une observation détaillée, ou des dizaines d'images peuvent être carrelées pour une image globale de grande taille d'un grand échantillon pour une macro-observation, quantification ou analyse. Par conséquent, une image plus lumineuse est nécessaire qui est plate jusqu'à la périphérie du champ de vision, atteint une haute résolution et n'est pas affectée par le dégorgement des couleurs. Le Lambda D répond efficacement à toutes ces exigences en obtenant un large champ de vision, une excellente correction des aberrations chromatiques et une NA élevée.

Lorsque j'ai demandé à du personnel expérimenté à l'étranger d'examiner le prototype, j'ai été très heureux d'entendre leur évaluation selon laquelle il s'agit d'un objectif magnifique, très lumineux, avec une haute résolution.

Sato: Le problème de conception le plus difficile était d'améliorer les performances périphériques de 405 nm, tout en obtenant à la fois un large champ de vision et une NA élevée. Nous nous sommes consultés à plusieurs reprises et sommes parvenus à une solution optimale selon laquelle toute excentricité susceptible de provoquer un désalignement dans la formation de l'image est hautement improbable. De plus, étant donné que Nikon développe et fabrique en interne le verre optique, il est possible d'intégrer les avis des concepteurs dès l'étape de sélection du matériau de verre à utiliser comme matière première. Il s'agit d'un élément important des technologies de Nikon qui élargit la gamme de solutions de conception. En fonction des performances souhaitées, une forme de lentille difficile à traiter était également requise. Cependant, nous avons pu obtenir la forme optimale en interagissant étroitement avec le site de fabrication de verre optique. En ce qui concerne les matériaux de verre, nous avons pu évaluer immédiatement l'approvisionnement et la capacité de traitement, et juger rapidement du potentiel d'utilisation pour la conception et la fabrication.

Chiba: Récemment, vérifier des échantillons d'images sur un moniteur est devenu courant, en particulier pour les jeunes chercheurs. Cela ressemble à la transition qui s'est produite du film aux appareils photo numériques. En utilisant cet objectif pour l'imagerie numérique, je pense que nous pouvons offrir de plus grandes possibilités aux jeunes chercheurs et aux débutants pour obtenir plus facilement des images de haute définition, ainsi que des avantages pour les utilisateurs avancés qui sont déjà habitués à utiliser des microscopes. J'espère sincèrement que cela aidera tous les utilisateurs à s'engager dans l'avancement de leur travail.

Sato: L'objectif est l'œil d'un microscope. Ses performances optiques sont un dispositif important qui affecte tout, de l'observation d'échantillons à l'acquisition de données d'image.

Nous avons eu de nombreuses discussions répétées avec le personnel du département concerné pour savoir où les spécifications sont vraiment attrayantes, avons passé plusieurs années pour les préparations minutieuses nécessaires, puis avons finalement terminé le produit idéal.

C'est pourquoi nous souhaitons que ce produit soit utilisé par le plus grand nombre d'utilisateurs possible. La conception a été créée avec une attention particulière à l'observation avec une lumière d'excitation de 405 nm, qui a une courte longueur d'onde, je souhaite donc à tous ceux qui l'utilisent de faire l'expérience de l'excellence du champ de vision.