CN117572607B - 一种具有负畸变和宽波段的筒镜以及显微光学系统 - Google Patents

Abstract

本披露公开了一种具有负畸变和宽波段的筒镜以及显微光学系统。该筒镜包括：第一透镜，其为正光焦度；第二透镜，其为负光焦度，第二透镜中曲率半径绝对值较大的一面朝向第一透镜中曲率半径绝对值较大的一面；第三透镜，其为正光焦度，第三透镜中曲率半径绝对值较小的一面朝向第二透镜；第四透镜，其为负光焦度，第四透镜中曲率半径绝对值较小的一面朝向第三透镜；以及第五透镜，其为正光焦度，第五透镜中曲率半径绝对值较大的一面朝向第四透镜；其中，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜两两分离。通过本披露实施例的方案，可以得到能够同时在355~1700nm这一宽波段下工作，且具有较小负畸变的筒镜。

Description

一种具有负畸变和宽波段的筒镜以及显微光学系统

技术领域

本披露一般涉及光学技术领域。更具体地，本披露涉及一种具有负畸变和宽波段的筒镜以及显微光学系统。

背景技术

显微光学系统主要由物镜和筒镜组成，现有技术中的筒镜主要针对可见光设计，因此，针对紫外光和近红外光等其它波段的光源需要匹配特殊设计的筒镜，这给显微光学系统在宽波段的应用产生了阻碍。

在半导体检测中需要使用不同波段实现不同缺陷的检测，尤其是在紫外光和近红外光波段。例如，近红外光可以检测晶圆内部裂纹。甚至在一些检测需求中，需要同时在可见光、紫外光或近红外光波段下完成检测。为了满足半导体检测的需求，一些现有方案采用了双显微光学系统，这种方案既增加了物料成本又增加了设备的体积。另一些现有方案则采用了兼容可见光到近红外光波段的筒镜设计，但其在使用过程中需要调整后截距以完成波段的适配性切换，这种调整后截距的方式不仅需要在更换波段时调整系统，同时不同波长也会导致筒镜的焦距发生较大的变化，使整体系统的放大倍率发生改变。

在另一方面，由于显微光学系统的视场较小，许多半导体晶圆或芯片需多次拍摄并拼接，而显微光学系统的畸变会影响拼接效果。现有的标准物镜均为负畸变，但在使用过程中显微系统的透镜方向与设计方向是相反的，即物镜在使用实际产生的是正畸变。目前现有技术常用的设计的筒镜也是正畸变的，这就导致显微光学系统最终也产生的是正畸变，且大于物镜本身的畸变。较大畸变对于后期校正、检测和拼接图像都有一定的影响，因此，现有方案中的显微光学系统的图片拼接效果难以得到改善。

基于畸变与检测波段等方面的考量，现有方案均难以满足半导体检测的需求。

有鉴于此，亟需提供一种筒镜方案，以便使用一个筒镜即可同时工作在可见光、近紫外光乃至近红外光波段等宽波段下，并且在使用时能够产生负畸变，以改善后期校正、检测和拼接图像的效果。

发明内容

为了至少解决如上所提到的一个或多个技术问题，本披露在多个方面中提出了筒镜方案。

在第一方面中，本披露提供一种具有负畸变和宽波段的筒镜包括：第一透镜，其为正光焦度；第二透镜，其为负光焦度，第二透镜中曲率半径绝对值较大的一面朝向第一透镜中曲率半径绝对值较大的一面；第三透镜，其为正光焦度，第三透镜中曲率半径绝对值较小的一面朝向第二透镜；第四透镜，其为负光焦度，第四透镜中曲率半径绝对值较小的一面朝向第三透镜；以及第五透镜，其为正光焦度，第五透镜中曲率半径绝对值较大的一面朝向第四透镜；其中，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜两两分离。

在一些实施例中，该筒镜满足以下条件：0.24≤f1＇/f＇≤0.5；-0.35≤f2＇/f＇≤-0.18；0.23≤f3＇/f＇≤0.32；-0.37≤f4＇/f＇≤-0.18；0.45≤f5＇/f＇≤1.2；以及0.62≤l/f＇≤0.75； 其中，f1＇为第一透镜的焦距，f2＇为第二透镜的焦距，f3＇为第三透镜的焦距，f4＇为第四透镜的焦距，f5＇为第五透镜的焦距，f＇为筒镜的焦距，l为筒镜的后截距。

在一些实施例中，该筒镜满足以下条件：hmax/H≤1.15；其中，hmax为筒镜中的最大通光口径，H为筒镜的视场。

在一些实施例中，该筒镜满足以下条件：n1=n3；v1=v3；0.03≤n2-n1≤0.2；20≤v1-v2≤36；-0.14≤n4-n2≤0.09；-0.18≤v2-v4≤7.8；0.02≤n5-n1≤0.33；以及29≤v1-v5≤47；其中，n1和v1依次为第一透镜的折射率和阿贝数，n2和v2依次为第二透镜的折射率和阿贝数，n3和v3依次为第三透镜的折射率和阿贝数，n4和v4依次为第四透镜的折射率和阿贝数，n5和v5依次为第五透镜的折射率和阿贝数。

在一些实施例中，该筒镜满足以下条件：n2=n4；以及v2=v4。

在一些实施例中，该筒镜满足以下条件：hmax≤38mm。

在一些实施例中，该筒镜满足以下条件：第一透镜的厚度介于10mm至15mm之间；第二透镜的厚度介于5mm至7mm之间；第三透镜的厚度介于10mm至13mm之间；第四透镜的厚度介于5mm至7mm之间；第五透镜的厚度介于8mm至12mm之间；第一透镜与第二透镜的间隔介于1mm至7mm之间；第二透镜与第三透镜的间隔介于2mm至10mm之间；第三透镜与第四透镜的间隔介于3mm至7mm之间；第四透镜与第五透镜的间隔介于2mm至11mm之间。

在一些实施例中，第一透镜为弯月形正透镜和双凸透镜中的一种，第二透镜为弯月形负透镜和双凹透镜中的一种，第三透镜为双凸透镜，第四透镜为弯月形负透镜、平凹透镜和双凹透镜中的一种，第五透镜为弯月形正透镜。

在一些实施例中，在该筒镜中，第一透镜的通光口径最大。

在第二方面中，本披露提供一种显微光学系统包括：物镜，以及如第一方面任意一项的具有负畸变和宽波段的筒镜。

通过如上所提供的具有负畸变和宽波段的筒镜，本披露实施例通过全分离式的筒镜设计，使用五片单独透镜而在筒镜中取消胶合镜，使得筒镜能够可以工作在近紫外光波段，进而得到能够同时在可见光、近紫外光和近红外光波段下工作的筒镜。并采用对称式的光焦度分配以减小轴外像差，使得筒镜具有较大的视场的同时具有较小的负畸变。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本披露示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本披露的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1示出了本披露一些实施例的筒镜的示例性结构图；

图2示出了本披露一些实施例的筒镜的点列图；

图3示出了本披露一些实施例的筒镜的光学调制函数曲线；

图4示出了本披露一些实施例的筒镜的畸变图。

具体实施方式

下面将结合本披露实施例中的附图，对本披露实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本披露一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本披露中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本披露保护的范围。

应当理解，本披露的说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本披露说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的，而并不意在限定本披露。如在本披露说明书和权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。还应当进一步理解，在本披露说明书和权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本说明书和权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当... 时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

下面结合附图来详细描述本披露的具体实施方式。

示例性应用场景

在半导体检测中需要使用不同波段实现不同缺陷的检测，尤其是在紫外光和近红外光波段。例如，近红外光可以检测晶圆内部裂纹。甚至在一些检测需求中，需要同时在可见光、紫外光或近红外光波段下完成检测。

一方面，现有技术中的双显微光学系统方案的成本较高，且设备的占用空间较大。另一些显微光学系统方案则采用了兼容可见光到近红外光波段的筒镜设计，但其在使用过程中需要调整后截距以完成工作波段的适配性切换，并且后截距的调整需要在检测步骤以外的环节完成，操作较为复杂。

另一方面，显微光学系统的视场较小，许多半导体晶圆或芯片需多次拍摄并拼接，而显微光学系统的畸变会影响拼接效果。现有的标准物镜均为负畸变，但在使用过程中显微系统的透镜方向与设计方向是相反的，即物镜在使用实际产生的是正畸变。目前现有技术常用的设计的筒镜也是正畸变的，这就导致显微光学系统最终也产生的是正畸变，且大于物镜本身的畸变。较大畸变对于后期校正、检测和拼接图像都有一定的影响，因此，现有方案中的显微光学系统的图片拼接效果难以得到改善。

示例性应用方案

有鉴于此，本披露实施例提供了一种筒镜方案，其通过全分离式的筒镜设计，让筒镜能够可以工作在近紫外光波段，进而得到能够同时在可见光、近紫外光和近红外光波段下工作的筒镜。并采用对称式的光焦度分配以减小轴外像差，使得筒镜具有较大的视场的同时具有较小的负畸变。

图1示出了本披露一些实施例的筒镜100的示例性结构图，如图1所示，该筒镜依次包括：第一透镜10、第二透镜20、第三透镜30、第四透镜40和第五透镜50，其中第一透镜10为正光焦度，第二透镜20为负光焦度，第三透镜30为正光焦度，第四透镜40为负光焦度，第五透镜50为正光焦度，使得第一透镜10至第五透镜50构成光焦度依次为正、负、正、负、正的结构，合理的光焦度分配有助于减小筒镜的球差。

示例性地，第一透镜10可以为弯月形正透镜和双凸透镜中的一种，第二透镜20为弯月形负透镜和双凹透镜中的一种，第三透镜30为双凸透镜，第四透镜40为弯月形负透镜、平凹透镜和双凹透镜中的一种，第五透镜50为弯月形正透镜。

在图1示出的筒镜中，第一透镜中曲率半径绝对值较大的一面朝向第二透镜中曲率半径绝对值较大的一面。以第一透镜为弯月形正透镜的情况为例，此时第一透镜的凹面朝向第二透镜，若第二透镜为弯月形负透镜，则第一透镜的凹面朝向第二透镜的凸面。

在图1示出的筒镜中，第二透镜中曲率半径绝对值较小的一面朝向第三透镜中曲率半径绝对值较小的一面。以第二透镜为弯月形负透镜的情况为例，此时第二透镜的凹面朝向第三透镜。

在图1示出的筒镜中，第四透镜中曲率半径绝对值较小的一面朝向第三透镜。以第四透镜为弯月形负透镜的情况为例，此时第四透镜的凹面朝向第三透镜。以第四透镜为平凹透镜的情况为例，此时第四透镜的凹面朝向第三透镜。

在图1示出的筒镜中，第五透镜中曲率半径绝对值较大的一面朝向第四透镜中曲率半径绝对值较大的一面。具体地，第五透镜的凹面朝向第四透镜，若第四透镜为弯月形负透镜，则第五透镜的凹面朝向第四透镜的凸面。

进一步地，在图1示出的筒镜中，第一透镜至第五透镜之间两两分离，即图1示出的筒镜采用了全分离式的透镜设计。

通过正光焦度、负光焦度、正光焦度、负光焦度、正光焦度的光焦度分配减小筒镜球差，对称式的透镜结构减小了筒镜的轴外像差。另外，常规的可见光筒镜为了消色差，通常会采用胶合镜，胶合镜需要在紫外光下将多块透镜进行胶合。但胶合筒镜在紫外光下使用时容易照明胶合失效，因此本披露采用了全分离式的透镜设计，使得筒镜能够在近紫外光波段下工作，即本披露提供了一种能够在宽波段下工作的筒镜。

通过合理的光焦度分配以及全分离对称式的透镜结构，筒镜可以同时工作在包括近紫外光、可见光和近红外光波段的宽波段下，例如355nm-1700nm的宽波段，从而在一些特定的检测需求中只需要配置一个筒镜，通过切换物镜就能完成不同的检测需求。并且，该筒镜具有较大的视场（例如33mm的视场）的同时还具有较小的畸变，进而在显微光学系统中，与物镜配合时可以一定程度上补偿物镜的畸变，使系统的整体畸变减小。

在一些实施例中，本披露提供的筒镜满足以下限制条件：

0.24≤f1＇/f＇≤0.5；

-0.35≤f2＇/f＇≤-0.18；

0.23≤f3＇/f＇≤0.32；

-0.37≤f4＇/f＇≤-0.18；

0.45≤f5＇/f＇≤1.2；

0.62≤l/ f＇≤0.75；

其中，f1＇为第一透镜的焦距，f2＇为第二透镜的焦距，f3＇为第三透镜的焦距，f4＇为第四透镜的焦距，f5＇为第五透镜的焦距，f＇为筒镜的焦距，l为筒镜的后截距。

表1示出了本披露若干实施例的筒镜的焦距参数：

进一步地，本披露的一些实施例还对筒镜中透镜的通光口径进行了设计，通过缩减透镜的通光口径，进而减小筒镜的体积。

具体地，在一些实施例中，筒镜还满足以下条件：hmax/H≤1.15，其中，hmax为筒镜中的最大通光口径，H为筒镜的视场。

示例性地，筒镜中各透镜的通光口径与筒镜的视场的比值可以满足以下条件：

1.13≤h1/H≤1.15；

1.06≤h2/H≤1.11；

0.97≤h3/H≤1.07；

0.89≤h4/H≤0.99；

0.92≤h5/H≤1；

0.88≤h6/H≤1；

0.86≤h7/H≤0.96；

0.91≤h8/H≤1；

0.95≤h9/H≤1.04；

1≤h10/H≤1.1；

其中，h1表示第一透镜的入光口径，h2表示第一透镜的出光口径，h3表示第二透镜的入光口径，h4表示第二透镜的出光口径，h5表示第三透镜的入光口径，h6表示第三透镜的出光口径，h7表示第四透镜的入光口径，h8表示第四透镜的出光口径，h9表示第五透镜的入光口径，h10表示第五透镜的出光口径，此处假定筒镜中光线从第一透镜传播至第五透镜。

表2示出了本披露若干实施例的筒镜的通光口径参数：

更进一步地，在一些实施例的筒镜中，第一透镜的通光口径最大，此时筒镜满足如下条件：h1/H≤1.15。具体地，第一透镜的朝向物镜的一面的通光口径最大，入射光线经过第一透镜的第一面，后面透镜的通光口径先减小再增大，并且保持第一透镜通光口径最大，第一透镜的通光口径是由筒镜的相对孔径和视场决定的。这种透镜口径设计的好处是可以减小透镜的通光口径，进而显小筒镜的体积。

又进一步地，本披露一些实施例的筒镜中，各透镜的有效口径半高度不超过19mm，即筒镜满足以下条件：hmax≤38mm。在此筒镜中，光线走向先压缩再发散，有利于减小各透镜的尺寸，进而减小筒镜体积。

本披露一些实施例的筒镜可以通过不同材料组合实现宽波段的消色差。对于光学系统来说，消色差需要使用不同材料，但对于光路设计来说，使用越少的材料能实现消色差的效果越好。

为了实现兼顾消色差和宽波段的筒镜，本披露提供了一种采用3种或4种光学材料的筒镜设计方案。

下面先对采用4种光学材料的筒镜设计方案进行介绍，在该筒镜设计方案中，该筒镜满足如下条件：

n1=n3；

v1=v3；

0.03≤n2-n1≤0.2；

20≤v1-v2≤36；

-0.14≤n4-n2≤0.09；

-0.18≤v2-v4≤7.8；

0.02≤n5-n1≤0.33；

29≤v1-v5≤47；

其中，n1和v1依次为第一透镜的折射率和阿贝数，n2和v2依次为第二透镜的折射率和阿贝数，n3和v3依次为第三透镜的折射率和阿贝数，n4和v4依次为第四透镜的折射率和阿贝数，n5和v5依次为第五透镜的折射率和阿贝数。

根据上述条件可知，在该筒镜中，第一透镜与第三透镜采用相同的光学材料，例如：型号为H-FK71、H-FK95N、H-FK61B或H-FK61的光学玻璃。

下面对采用3种光学材料的筒镜设计方案进行介绍，在该筒镜设计方案中，该筒镜满足如下条件：

n1=n3；

v1=v3；

0.03≤n2-n1≤0.2；

20≤v1-v2≤36；

n4-n2=0，即n2=n4；

v2-v4=0，即v2=v4；

0.02≤n5-n1≤0.33；

29≤v1-v5≤47；

其中，n1和v1依次为第一透镜的折射率和阿贝数，n2和v2依次为第二透镜的折射率和阿贝数，n3和v3依次为第三透镜的折射率和阿贝数，n4和v4依次为第四透镜的折射率和阿贝数，n5和v5依次为第五透镜的折射率和阿贝数。

根据上述条件可知，在该筒镜中，第一透镜与第三透镜使用相同的光学材料，例如：型号为H-FK71、H-FK95N、H-FK61B或H-FK61的光学玻璃。第二透镜与第四透镜使用相同的光学材料，例如：型号为H-ZK4或D-ZK2-25的光学玻璃。需要说明的是，关于筒镜中所使用的光学玻璃的型号仅是一种示例，不构成对本披露的筒镜中光学材料的限制。

可以理解的是，在第二透镜与第四透镜使用同样光学材料的情况下，筒镜仅使用了3种材料。在第二透镜与第四透镜使用不同光学材料的情况下，筒镜使用了4种材料。

表3示出了本披露若干实施例的筒镜的光学材料参数：

以上介绍了筒镜在各光学参数上的限制条件，为了本领域技术人员更容易理解，下面对筒镜的具体结构进行进一步说明。

由于采用了全分离式的透镜设计，因此筒镜中每两个透镜之间间隔一定距离。具体地，第一透镜与第二透镜的间隔介于1mm至7mm之间，第二透镜与第三透镜的间隔介于2mm至10mm之间，第三透镜与第四透镜的间隔介于3mm至7mm之间，第四透镜与第五透镜的间隔介于2mm至11mm之间。

进一步地，第一透镜的厚度介于10mm至15mm之间，第二透镜的厚度介于5mm至7mm之间，第三透镜的厚度介于10mm至13mm之间，第四透镜的厚度介于5mm至7mm之间，第五透镜的厚度介于8mm至12mm之间。

示例性地，表4示出了前文实施例中的筒镜1的结构参数：

需要说明的是，表4中每个透镜的曲率半径包括其两面的曲率半径，每个透镜的通光口径包括其两面的通光口径。在间距一列中，每个透镜的第一行的间距数据表示该透镜的厚度，第二行的间距数据表示该透镜与下一相邻透镜之间的间距。以第一透镜的结构参数为例，其一面的曲率半径为30.797mm，其朝向第二透镜的一面的曲率半径为82.620mm，第一透镜的厚度为12.00mm，第一透镜与第二透镜的间距为4.78mm。另外需要说明的是，第五透镜的第二行的间距数据表示筒镜的后截距。

又示例性地，表5示出了前文实施例中的筒镜4的结构参数：

又示例性地，表6示出了前文实施例中的筒镜8的结构参数：

进一步地，前文实施例提供的包括筒镜1-8在内的筒镜的筒镜指标如下：筒镜焦距为200mm，其工作波段介于355nm至1700nm之间，筒镜视场为33mm。

为了进一步说明前文实施例中的筒镜的光学性能，图2示出了本披露一些实施例的筒镜的点列图，图3示出了本披露一些实施例的筒镜的光学调制函数曲线，图4示出了本披露一些实施例的筒镜的畸变图。

根据点列图可以看出筒镜在3个成像位置（根据IMA对应的坐标取值确定）的弥散斑与艾里斑的关系，艾里斑是光源通过衍射受限透镜成像时，由于衍射而在焦点处形成的光斑。弥散斑越集中越接近于理想的光学系统，当点列图中的弥散斑位于艾里斑圈定的范围内，可以认为光学系统的像质佳。光学调制函数曲线则是用于衡量在特定分辨率下将对比度从物体转移到图像的能力，光学调制函数曲线越接近衍射极限，代表光学系统的像质越好。

根据图2和图3可以知道的是，本披露实施例提供的筒镜在其工作波段范围内所有波长可以聚焦在同一位置，即在一个位置所有波长均具有优质的成像质量，并且所有波段成像均达到衍射极限，能够满足半导体检测的精度要求。根据图4可知，在33mm的大视场下，筒镜为负畸变且全视场畸变很小。

基于前文任一实施例所描述的筒镜，本披露提供了一种显微光学系统，其包括：前文任一实施例所描述的筒镜，还包括物镜。该显微光学系统可以同时工作在355nm~1700nm的波段范围内，其中的筒镜可以同时工作在近紫外光、可见光和近红外光波段下，在一些特定的检测需求中只需要通过切换物镜就能完成不同的检测需求。并且，其中的筒镜为负畸变筒镜，配合物镜时减小显微光学系统整体的光学畸变，有利于后续检测和图像处理。

虽然本文已经示出和描述了本披露的多个实施例，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施例只是以示例的方式来提供。本领域技术人员可以在不偏离本披露思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本披露的过程中，可以采用对本文所描述的本披露实施例的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本披露的保护范围，并因此覆盖这些权利要求范围内的等同或替代方案。

Claims (9)

1.一种具有负畸变和宽波段的筒镜，其特征在于，包括：

第一透镜，其为正光焦度；

第二透镜，其为负光焦度，所述第二透镜中曲率半径绝对值较大的一面朝向所述第一透镜；

第三透镜，其为正光焦度，所述第三透镜中曲率半径绝对值较小的一面朝向所述第二透镜；

第四透镜，其为负光焦度，所述第四透镜中曲率半径绝对值较小的一面朝向所述第三透镜；以及

第五透镜，其为正光焦度，所述第五透镜中曲率半径绝对值较大的一面朝向所述第四透镜；

其中，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜和所述第五透镜两两分离，所述筒镜满足以下条件：

0.24≤f1＇/f＇≤0.5；

-0.35≤f2＇/f＇≤-0.18；

0.23≤f3＇/f＇≤0.32；

-0.37≤f4＇/f＇≤-0.18；

0.45≤f5＇/f＇≤1.2；以及

0.62≤l/ f＇≤0.75；

其中，f1＇为所述第一透镜的焦距，f2＇为所述第二透镜的焦距，f3＇为所述第三透镜的焦距，f4＇为所述第四透镜的焦距，f5＇为所述第五透镜的焦距，f＇为所述筒镜的焦距，l为所述筒镜的后截距。

2.根据权利要求1所述的筒镜，其特征在于，所述筒镜满足以下条件：

hmax/H≤1.15；

其中，hmax为所述筒镜中的最大通光口径，H为所述筒镜的视场。

3.根据权利要求1所述的筒镜，其特征在于，所述筒镜满足以下条件：

n1=n3；

v1=v3；

0.03≤n2-n1≤0.2；

20≤v1-v2≤36；

-0.14≤n4-n2≤0.09；

-0.18≤v2-v4≤7.8；

0.02≤n5-n1≤0.33；以及

29≤v1-v5≤47；

其中，n1和v1依次为所述第一透镜的折射率和阿贝数，n2和v2依次为所述第二透镜的折射率和阿贝数，n3和v3依次为所述第三透镜的折射率和阿贝数，n4和v4依次为所述第四透镜的折射率和阿贝数，n5和v5依次为所述第五透镜的折射率和阿贝数。

4. 根据权利要求3所述的筒镜，其特征在于，所述筒镜满足以下条件：

n2=n4；以及

v2=v4。

5.根据权利要求2所述的筒镜，其特征在于，所述筒镜满足以下条件：hmax≤38mm。

6.根据权利要求1所述的筒镜，其特征在于，所述筒镜满足以下条件：

所述第一透镜的厚度介于10mm至15mm之间；

所述第二透镜的厚度介于5mm至7mm之间；

所述第三透镜的厚度介于10mm至13mm之间；

所述第四透镜的厚度介于5mm至7mm之间；

所述第五透镜的厚度介于8mm至12mm之间；

所述第一透镜与所述第二透镜的间隔介于1mm至7mm之间；

所述第二透镜与所述第三透镜的间隔介于2mm至10mm之间；

所述第三透镜与所述第四透镜的间隔介于3mm至7mm之间；

所述第四透镜与所述第五透镜的间隔介于2mm至11mm之间。

7.根据权利要求1所述的筒镜，其特征在于，所述第一透镜为弯月形正透镜和双凸透镜中的一种，所述第二透镜为弯月形负透镜和双凹透镜中的一种，所述第三透镜为双凸透镜，所述第四透镜为弯月形负透镜、平凹透镜和双凹透镜中的一种，所述第五透镜为弯月形正透镜。

8.根据权利要求2所述的筒镜，其特征在于，在所述筒镜中，所述第一透镜的通光口径最大。

9.一种显微光学系统，其特征在于，包括：物镜，以及如权利要求1-8任意一项所述的具有负畸变和宽波段的筒镜。