ОБЪЕКТИВ МИКРОСКОПА Российский патент 1994 года по МПК G02B21/02 

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

Известен объектив для микроскопа, содержащий две одиночные положительные линзы, три двухсклеенных компонента и отрицательный, склеенный из положительной и отрицательной линз, компонент, отрицательный склеенный компонент дополнен отрицательной линзой, расположенной перед положительной линзой.

Известен ахроматический объектив микроскопа, состоящий из плосковыпуклой линзы и двух положительных склеенных компонентов, состоящих из положительной и отрицательной линз, причем коэффициент дисперсии положительной линзы каждого склеенного компонента больше коэффициента дисперсии отрицательной линзы в каждом из указанных компонентов, между склеенными компонентами введен двухсклеенный компонент, состоящий из положительной и отрицательной линз, причем коэффициент дисперсии положительной линзы меньше коэффициента дисперсии отрицательной линзы, а поверхность склейки обращена вогнутостью к пространству предметов.

За прототип выбран объектив микроскопа, содержащий фронтальный, положительный и отрицательный компоненты, причем положительный компонент содержит одиночную положительную линзу, положительную линзу, склеенную из отрицательного мениска и двояковыпуклой линзы, и вторую положительную двухсклеенную линзу, отрицательный компонент содержит отрицательный двухсклеенный мениск, фронтальный компонент содержит отрицательный двухсклеенный мениск, фронтальный компонент склеен из плосковыпуклой линзы и отрицательного мениска, в положительном компоненте одиночная положительная линза выполнена двояковыпуклой, вторая положительная двухсклеенная линза выполнена из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, а за ней установлена одиночная двояковыпуклая линза, в отрицательном компоненте отрицательный двухсклеенный мениск обращен выпуклостью к изображению и выполнен из положительного и отрицательного менисков, а перед ним установлен одиночный отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению.

Но данный объектив микроскопа имеет недостаточно хорошее качество изображения, имеет много склеенных компонентов, крутые радиусы кривизны. Сущность изобретения заключается в том, что объектив микроскопа, содержащий фронтальный, положительный и отрицательный компоненты, причем фронтальный компонент выполнен в виде плосковыпуклой линзы, положительный компонент содержит первую двухсклеенную линзу, выполненную из отрицательного мениска и двояковыпуклой линзы, и вторую двухсклеенную линзу, выполненную из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, а отрицательный компонент выполнен в виде мениска, обращенного вогнутостью к пространству изображений, и отрицательной линзы, в объективе фронтальный компонент выполнен в виде одиночной линзы, первая двухсклеенная линза положительного компонента расположена за фронтальным компонентом, а вторая двухсклеенная линза положительного компонента расположена перед отрицательным компонентом, мениск отрицательного компонента выполнен с положительной оптической силой, а отрицательная линза отрицательного компонента выполнена в виде одиночной двояковогнутой линзы, причем поверхности двояковыпуклой линзы первой двухcклеенной линзы положительного компонента выполнены с равными радиусами кривизны, линзы отрицательного компонента выполнены из стекла с показателем преломления, превышающим 1,56, и коэффициентом средней дисперсии, превышающим 46, а расстояние между положительным и отрицательным компонентами объектива - не менее 5f'_об, где f'_об - фокусное расстояние объектива.

Целью изобретения является повышение качества изображения и повышение технологичности конструкции.

Фронтальный компонент в объективе выполнен в виде одиночной линзы, что повышает технологичность конструкции.

Первая двухсклеенная линза положительного компонента расположена за фронтальным компонентом, а вторая двухсклеенная линза положительного компонента расположена перед отрицательным компонентом, что обеспечивает коррекцию сферической аберрации широких наклонных пучков лучей в меридиональном и сагиттальном сечениях.

Поверхности двояковыпуклой линзы первой двухсклеенной линзы положительного компонента выполнены с равными радиусами кривизны, что повышает технологичность объектива, а также служит для коррекции комы.

Мениск отрицательного компонента выполнен с положительной оптической силой, а отрицательная линза отрицательного компонента выполнена в виде одиночной двояковогнутой линзы, что обеспечивает коррекцию кривизны изображения и астигматизма, а также устранение хроматизма увеличения.

Расстояние между положительным и отрицательным компонентами объектива не менее 5f'_об выбрано экспериментально и служит для коррекции сферической аберрации широких наклонных пучков лучей в меридиональном и сагиттальном сечениях, а также кривизны изображения и астигматизма.

Исследуя наличие стекол в ГОСТе 13659-78, приходим к выводу, что для коррекции хроматических аберраций, особенно хроматизма увеличения, сферической аберрации как для точки на оси, так и для внеосевых пучков линзы отрицательного компонента выполнены из стекла с показателем преломления, превышающим 1,65, и коэффициентом средней дисперсии, превышающим 46.

На фиг. 1 дана оптическая схема объектива микроскопа с конструктивными данными, где 1,2 и 3 - соответственно фронтальный, положительный и отрицательный компоненты.

Фронтальный компонент 1 представляет собой одиночную плосковыпуклую линзу. Положительный компонент 2 содержит первую двухсклеенную линзу, расположенную за фронтальным компонентом, склеенную из отрицательного мениска 4 и двояковыпуклой линзы 5, и вторую двухсклеенную линзу, расположенную перед отрицательным компонентом, склеенную из двояковыпуклой линзы 6 и отрицательного мениска 7. Отрицательный компонент 3 состоит из одиночного положительного мениска 8, обращенного вогнутостью к пространству изображения, и отрицательной двояковогнутой линзы 9, 10 - тубусная линза.

На фиг. 2 представлены таблицы аберраций объектива микроскопа, на фиг. 3 - графики его аберраций.

В качестве конкретного примера рассчитан объектив микроскопа по следующими характеристиками: Фокусное расстояние, мм 2,5 Увеличение 63 Апертура 0,85
Расстояние от
поверхности объ-
ектива до последней
поверхности объ- ектива, мм 31,04 Расстояние между объективом и тубусной линзой, мм 122 Фокусное расстояние тубусной линзы, мм 160
Объектив микроскопа обладает следующим качеством изображения.

Поперечная сферическая аберрация для точки на оси по всему зрачку во всем спектральном диапазоне не превышает 0,3 мм (на краю зрачка) и 0,078 мм (на зоне). Коэффициент нейзопланазии не превышает 0,3% .

Кривизна изображения и астигматизм равны: у = -0,16, Z'_t = -12,48, Z'_s = -12,07, Z'_s-Z'_t = -0,41 мм, у = -0,11, Z'_t = -6,32, Z_s = -6,08, Z_s-Z_t = -0,24 мм.

Значение среднеквадратической волновой аберрации по полю для плоскости наилучшей установки равно: у¹ W _ср.кв. 10. 0,125 8.66 0,115 7,07 0,106 5,0 0,097 0 0,089
Значение среднеквадратической волновой аберрации по спектральному интервалу, полю и зрачку равно:
1. Без учета расфокусировки и дисторсии 0,201λ
2. Без учета расфокусировки, дисторсии и кривизны изображения 0,099 λ
Число Штреля по полю равно: у¹ число Штреля 10. 0,60 8,66 0,65 7,07 0,70 5,0 0,74 0 0,78 (56) Авторское свидетельство СССР N 1303973, кл. G 02 B 21/02, 1987.

Авторское свидетельство СССР N 1425573, кл. G 02 B 21/02, 1987.

Использование: в оптическом приборостроении. Сущность изобретения заключается в том, что объектив содержит фронтальный компонент в виде одиночной плосковыпуклой линзы, положительный компонент, который состоит из двух двухсклеенных линз, склеенных из отрицательных менисков и двух двояковыпуклых линз, отрицательный компонент, который состоит из одиночного положительного мениска, обращенного вогнутостью к пространству изображений, и двояковогнутой линзы, и тубусную линзу. 3 ил.

ОБЪЕКТИВ МИКРОСКОПА , содеpжащий фpонтальный, положительный и отpицательный компоненты, пpичем фpонтальный компонент выполнен в виде плосковыпуклой линзы, положительный компонент содеpжит пеpвую двусклеенную линзу, выполненную из отpицательного мениска и двояковыпуклой линзы, и втоpую двусклеенную линзу, выполненную из двояковыпуклой линзы и отpицательного мениска, а отpицательный компонент выполнен в виде мениска, обpащенного вогнутостью к пpостpанству изобpажений, и отpицательной линзы, отличающийся тем, что, с целью повышения качества изобpажения и технологичности констpукции, в объективе фpонтальный компонент выполнен в виде одиночной линзы, пеpвая двусклеенная линза положительного компонента pасположена за фpонтальным компонентом, а втоpая двусклеенная линза - пеpед отpицательным компонентом, мениск отpицательного компонента выполнен с положительной оптической силой, а отpицательная линза отpицательного компонента выполнена в виде одиночной двояковогнутой линзы, пpичем повеpхности двояковыпуклой линзы пеpвой двусклеенной линзы положительного компонента выполнены с pавными pадиусами кpивизны, линзы отpицательного компонента выполнены из стекла с показателем пpеломления, пpевышающим 1,65, и коэффициентом сpедней диспеpсии, пpевышающим 46, а pасстояние между положительным и отpицательным компонентами объектива - не менее пяти фокусных pасстояний объектива.