ОКУЛЯР МИКРОСКОПА Российский патент 1994 года по МПК G02B25/00 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к окулярам микроскопов.

Известен окуляр микроскопа, содержащий коллективный и глазной компоненты с расположенной между ними полевой диафрагмой, при этом коллективный компонент содержит две одинаковые плосковыпуклые линзы, а глазной - две положительные линзы, первая из которых плосковыпуклая, обращенная выпуклостью к плоскости предметов, в коллективный компонент введена аналогичная плосковыпуклая линза, все линзы первого компонента обращены плоскими поверхностями к предмету, а вторая линза глазного компонента выполнена в виде мениска, вогнутостью обращенного к пространству изображения.

Известен широкоугольный окуляр микроскопа, содержащий две одиночные линзы, положительный мениск, обращенный вогнутостью к пространству изображений, склеенный из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, первые две линзы выполнены идентичными в виде менисков, обращенных вогнутыми поверхностями к пространству предметов, или в виде плосковыпуклых линз, обращенных плоскими сторонами к пространству предметов.

В качестве прототипа выбран окуляр, который содержит двухсклеенный мениск, линзы которого выполнены в виде положительного и отрицательного менисков, и две одинаковые одиночные плосковыпуклые линзы, обращенные выпуклыми поверхностями друг к другу.

Но данный окуляр не обеспечивает требуемого качества изображения, имеет значительную сферическую аберрацию широких наклонных пучков лучей.

Сущность изобретения заключается в том, что окуляр микроскопа, содержащий двухсклеенный мениск, линзы которого выполнены в виде положительного и отрицательного менисков, и две одинаковые одиночные плосковыпуклые линзы, обращенные выпуклыми поверхностями друг к другу, двухсклеенный мениск выполнен положительным и обращен вогнутостью к пространству предметов.

Целью изобретения является повышение качества изображения при большом выносе выходного зрачка.

Двухсклеенный мениск выполнен положительным и обращен вогнутостью к пространству предметов, что обеспечивает коррекцию сферической аберрации как для точки на оси, так и для широкого наклонного пучка лучей.

В приведенном варианте расчета все положительные линзы выполнены из стекла ТК16 с n_e = 1,6152; ν_e = 58,09, а отрицательный мениск выполнен из стекла ТФ4 с n_e = 1,7462 и ν_e = 27,95. Это позволило корригировать хроматические аберрации, как хроматизм положения, так и хроматизм увеличения.

Благодаря выбору стекол в окуляре микроскопа устранен хроматизм увеличения, поэтому данный окуляр предназначен для применения совместно с объективами-ахроматами, у которых устранен хроматизм увеличения, т. е. с объективами CF.

Окуляр микроскопа компактен, его длина ≈ f_ок, окуляр имеет вынесенную вперед фокальную плоскость, что дает возможность использовать его не только для наблюдения, но и для фотографирования.

В качестве конкретных примеров приведены окуляры со следующими оптическими характеристиками: Фокусное расстояние f_ок = 25 мм f_ок = 15,6 мм Видимое увеличение Γ = 10^х Γ = 16^х Вынос выходного зрачка S_p = 24,3 мм S_p = 16,4 мм Передний рабочий отрезок S = -10,6 мм S = -7 мм Линейное поле 2у = 20 мм 2у = 12 мм Диаметр выходного зрачка ⊘_вых.зр. = 2 мм ⊘_вых.зр. 1,5 мм
В приведенном варианте расчета окуляр микроскопа с увеличением Г = 10^х имеет следующие аберрации.

Продольная сферическая аберрация для всего спектрального диапазона не превышает 0,046 мм, а поперечная сферическая аберрация не превышает 0,001 мм.

Коэффициент нейзопланазии на краю зрачка составляет 0,015% , на зоне - 0,008% .

Кривизна изображения и астигматизм: ω = -21^o42' Z_t = -0,257 мм Z_s= - 0,92 мм Z_s-Zt = -0,663 мм ω = -17^о47' Z_t = -0,263 мм Z_s = - 0,597 мм Z _s-Z_t = - 0,334 мм
Хроматизм увеличения : край поля - 0,006 мм, зона - 0,007 мм.

Среднеквадратическая волновая аберрация для точки на оси в плоскости наилучшей установки равна 0,067 λ.

Среднеквадратическая волновая аберрация по полю в плоскости наилучшей установки равна:
у' W_ср.кв.
10 0,186
8,66 0,098
7,07 0,063
5,0 0,063
0. 0,067
Значение среднеквадратической волновой аберрации по спектральному интервалу, полю и зрачку равно:
без учета расфокусировки и дисторсии 0,068λ;
без учета расфокусировки, дисторсии и кривизны изображения 0,059 λ.

В приведенном варианте расчета окуляр микроскопа с увеличением 16^х имеет следующие аберрации.

Продольная сферическая аберрация для всего спектрального диапазона не превышает 0,022 мм, а поперечная сферическая аберрация не превышает 0,0008 мм.

Коэффициент нейзопланазии на краю зрачка составляет 0,022% , на зоне - 0,011% .

Кривизна изображения и астигматизм равны: ω = -21^о48' Z'_t = -0,198 мм Z'_s = -0,584 мм Z'_s-Z't = -0,386 мм ω = -15^o30' Z't = -0,187 мм Z's = -0,283 мм Z'_s-Z'_t = -0,334 мм
Хроматизм увеличения: край поля - 0,0002 мм, зона - 0,0005 мм.

Среднеквадратическая волновая аберрация для точки на оси в плоскости наилучшей установки равна 0,051 λ.

Среднеквадратическая волновая аберрация по полю в плоскости наилучшей установки равна:
у' W _ср.кв.

10. 0,088
8,66 0,056
7,07 0,044
5,0 0,045
0 0,051
Значение среднеквадратической волновой аберрации по спектральному интервалу, полю и зрачку равно:
без учета расфокусировки и дисторсии 0,043 λ;
без учета расфокусировки, дисторсии и кривизны изображения 0,033 λ.

На фиг. 1 дана оптическая схема окуляра микроскопа с Г = 10^х с конструктивными данными, где I - положительный мениск, обращенный вогнутостью к пространству предметов, склеенный из положительного 2 и отрицательного 3 менисков, 4 и 5 - плосковыпуклые линзы, обращенные выпуклостями друг к другу, с одинаковыми конструктивными данными, 6 - выходной зрачок окуляра.

На фиг. 2 представлены таблица аберраций окуляра с Г = 10^х, на фиг. 3 - графики его аберраций.

На фиг. 4 дана оптическая схема окуляра микроскопа с Г = 16^х с конструктивными данными; на фиг. 5 - таблицы аберраций окуляра микроскопа с Г = 16^х; на фиг. 6 - графики его аберраций. (56) Авторское свидетельство СССР N 1365021, кл. G 02 B 25/00, 1988.

Авторское свидетельство СССР N 330417, кл. G 02 B 25/00, 1970.

Использование: в оптическом приборостроении. Сущность изобретения заключается в том, что окуляр микроскопа содержит положительный мениск, обращенный вогнутостью к пространству предметов и склеенный из положительного и отрицательного менисков, и плосковыпуклые линзы, обращенные выпуклостями друг к другу и с одинаковыми конструктивными данными. 6 ил.

ОКУЛЯР МИКРОСКОПА , содеpжащий двусклеенный мениск, линзы котоpого выполнены в виде положительного и отpицательного менисков, и две одинаковые одиночные плосковыпуклые линзы, обpащенные выпуклыми стоpонами одна к дpугой, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества изобpажения пpи большом выносе выходного зpачка, двусклеенный мениск выполнен положительным и обpащен вогнутостью к пpостpанству пpедметов.