АХРОМАТИЧЕСКИЙ ОБЪЕКТИВ МИКРОСКОПА Российский патент 1994 года по МПК G02B21/02 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к ахроматическим объективам микроскопов.

Известен ахроматический объектив микроскопа, содержащий одиночную фронтальную линзу и два двухсклеенных компонента, за объективом на расстоянии, равном 1-1,5 фокусного расстояния объектива, установлен одиночный отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к изображению.

Но данный объектив не обеспечивает требуемого качества изображения.

Известен ахроматический объектив микроскопа, который имеет линейное увеличение 16^х, апертуру - 0,4 и состоит из трех компонентов, первый из которых - плосковыпуклая линза, второй - плосковыпуклая линза, склеенная из плосковогнутой и двояковыпуклой линз, третий - положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, склеен из двояковогнутой и двояковыпуклой линз.

Но данный объектив не обеспечивает требуемого качества изображения и имеет малый передний рабочий отрезок.

Известен объектив микроскопа ахроматический, содержащий два положительных компонента, первый из которых выполнен в виде одиночной плосковыпуклой линзы, обращенной плоскостью к пространству предметов, а второй - в виде двухсклеенной линзы, состоящей из отрицательного мениска и двояковыпуклой линзы, перед двухсклеенной линзой установлена одиночная положительная линза, фокусное расстояние которой составляет 1,8-2,2 фокусного расстояния всего объектива, а поверхность склейки обращена вогнутостью к пространству изображений.

Но указанный объектив имеет недостаточно хорошее качество изображения, малый передний рабочий отрезок.

Наиболее близким к заявленному является объектив микроскопа, содержащий четыре компонента, первый из которых - двояковыпуклая одиночная линза, второй - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, третий - одиночный положительный мениск, а четвертый - двояковыпуклая линза.

Недостатком объектива является невысокое качество изображения.

Целью изобретения является улучшение качества изображения за счет устранения хроматизма увеличения при увеличении переднего рабочего отрезка.

Поставленная цель достигается тем, что в объективе микроскопа ахроматическом, содержащем четыре компонента, первый из которых одиночная двояковыпуклая линза, второй - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к пространству изображений, третий - одиночный положительный мениск, а четвертый - двояковыпуклая линза, второй компонент выполнен в виде одиночной линзы, третий компонент обращен вогнутостью к пространству изображений, а четвертый компонент выполнен в виде одиночной линзы.

Объектив обладает следующим качеством изображения.

Хроматизм увеличения предлагаемого объектива по всему полю не превышает 0,13% (в прототипе 2% ). Астигматизм в предлагаемом объективе 0,51 мм на краю поля (в прототипе больше 1,0 мм).

Об улучшении качества изображения предлагаемого объектива указывает средняя квадратическая волновая аберрация для точки на оси, которая равна 0,051 λ, а также значение среднеквадратической волновой аберрации по полю для плоскости наилучшей установки, которая дана в описании заявки на стр. 3.

Значение среднеквадратической волновой аберрации по полю для плоскости наилучшей установки равно: у' W_ср.кв. 10 0,110 8,66 0,091 7,07 0,074 5,0 0,060 0 0,051
Число Штреля для точки на оси равно 0,92.

Отсюда следует, что объектив обладает улучшенным качеством изображения.

Сущность предлагаемого изобретения представлена на фиг. 1-3.

На фиг. 1 дана оптическая схема объектива микроскопа ахроматического с конструктивными данными, где 1 - двояковыпуклая линза, 2 - отрицательный мениск, 3 - положительный мениск, причем мениски 2 и 3 обращены вогнутостью к пространству изображений, 4 - двояковыпуклая одиночная линза, 5 - тубусная линза.

На фиг. 2 представлены таблицы аберраций одного из вариантов расчета объектива микроскопа ахроматического, на фиг. 3 - графики его аберраций. Объектив микроскопа ахроматический рассчитан на длину тубуса бесконечность, поэтому объект помещается в его передней фокальной плоскости. На объектив падает расходящийся пучок лучей, который последовательно по ходу луча проходит компоненты 1, 2, 3 и 4 и создает изображение в бесконечности, которое тубусной линзой 5 переносится в переднюю фокальную плоскость окуляра.

Выходной зрачок объектива совпадает с его задним фокусом, поэтому объекты освещаются параллельными пучками лучей.

В качестве конкретного примера рассчитан объектив микроскопа ахроматический со следующими оптическими характеристиками: Увеличение 10 Апертура 0,25 Длина тубуса ∞ Передний рабочий отрезок, мм 7,2 Расстояние от плоскости предмета до последней поверхности объектива, мм 30 Величина изображения, мм 20
Важным преимуществом предлагаемого объектива микроскопа ахроматического является улучшенное качество изображения, увеличенный передний рабочий отрезок, который составляет 7,2 мм, а также выбор оптического материала, обеспечивающего возможность применять данный объектив при поляризационном и люминесцентном методах наблюдения. (56) Авторское свидетельство СССР N 1224772, кл. G 02 B 21/02, 1984.

Патент ФРГ N 2546602, кл. G 02 B 21/02, 1978.

Использование: в оптическом приборостроении. Сущность изобретения: объектив содержит двояковыпуклую линзу, отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к пространству изображений, положительный мениск, обращенный вогнутостью к пространству изображений, двояковыпуклую одиночную линзу и тубусную линзу. 3 ил.

АХРОМАТИЧЕСКИЙ ОБЪЕКТИВ МИКРОСКОПА , содеpжащий четыpе компонента, пеpвый из котоpых одиночная двояковыпуклая линза, втоpой - отpицательный мениск, обpащенный вогнутостью к пpостpанству изобpажений, тpетий - одиночный положительный мениск, а четвеpтый - двояковыпуклая линза, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества изобpажения путем устpанения хpоматизма увеличения пpи увеличении пеpеднего pабочего отpезка, втоpой компонент выполнен в виде одиночной линзы, тpетий компонент обpащен вогнутостью к пpостpанству изобpажений, а четвеpтый компонент выполнен в виде одиночной линзы.