Высокоапертурный ахроматический объектив микроскопа масляной иммерсии Советский патент 1989 года по МПК G02B21/02 

7 &

11451633

Изобретение относится к оптике микроскопов и может быть использовано в рабочихJстуденческих и дорожных моделях биологических, поляризационных . и других микроскопов типа БИОЛАМ-Р, С,Д, ПОЛАМ-Р,С,Д. с ахроматическим типом коррекции аберраций.

Цель изобретения - повьппение информационной емкости изображения за д счет увеличения разрешающей способности объектива.

На чертеже изображена принципиальная оптическая схема объектива.

Объектив содержит пять компонентов: ts первый - плоско-выпуклая фронтальная линза 1, второй - положительный мениск 2, обращенньй вогнутостью к объекту, третий - положительная линза

тической разности увеличений приводит к увеличению площади резкого и контрастного изображения, т.е. к пр- вьппению информационной емкости изображения в микроскопе.

Объектив имеет увеличение 100 , числовую апертуру 1,25 и предназначен для использования с тубусом длиной 160 мм.

Хроматическая разность увеличений постоянна по полю изображения и составляет 1,2%. Линейное поле зрения 20 мм.

Из результатов аберрационных расчетов следует, что число Штреля для осевой точки объектива составляет 0,84, что удовлетворяет наиболее строгому критерию качества изображе3, склеенная из отрицательного менис-20 ™« предложенному Марешалем.

1-ТТл л. ff,f- .-ittm-rMar T tI Я а У Я ПЯУ

ка 4 и двояковыпуклой линзы 5, четвертый - отрицательный мениск 6, склеенный из двояковыпуклой линзы 7 ,и двояковогнутой линзы 8, пятый - одиночная положительная линза 9.Лин- 25 за 9 может быть выполнена, например, в виде положительного мениска или двояковыпуклой.

В качестве иммерсионной жидкости используется кедровое масло. ЗО

Введение в объектив пятого компонента - одиночной положительной линзы, удаленной на расстояние 1,16- 1,26 фокусного расстояния от четвертого компонента, позволяет уменьшить хроматическую разность увеличений в объективе почти в 2 ртза, поскольку собственные, хроматические аберрации такой линзы имеют отрицательные значения, противоположные по знаку хро- дд матизму склеенных компонентов 3 и 6.

Выполнение конструкции четвертого компонента в виде двусклеенного мениска 6 с указанными в формуле изобретеЧастотно-контрастная характеристика (ЧКХ) для осевой точки объекта практически не отличается от ЧКХ идеальной системы.

Для поля у 2,5(1/4 у max) на частоте N 20 лин/м1у1 (1/2 предельной частоты) К 0,3 для меридиального и сагиттального сечения, для N 10 ЛИН/ММ, К 0,55 (у идеальной системы К 0,65).

На поле у 5 мм (,У max) при N

10 ЛИН/ММ К 0,15 (сагиттальное сечение), К 0,30 (меридиональное сечение).

Объектив разработан из обычных сортов стекол по ГОСТ 13659-78, которые могут быть нормированы по наивысшим категориям двойного лучепреломления, что позволяет выпускать объектив в поляризационном варианте исполнения. Кроме того, в воздушном промежутке между компонентами 6,9

ка U с улллсгппои лп D j --

ния соотношениями позволяет уменьшить 45 может быть расположена ирисовая апер- гтизгЬпягмя гтля оеализапии метосагиттальную и меридианальную кривизну изображения объектива, поскольку сумма Пецваля, определяющая кривизну изображения оптической системы имеет для мениска отрицательное значение, JQ частично компенсирующее сумму Пецваля остальных (положительных) элементов объектива. Сферическая аберрация и астигматическая разность, внос ые мениском 6, также противополож- те, что позволяет использовать его Гпо знаку соответствующим значениям р,,,,,,ерном устройстве совместно. Гля положительных компонентов. с объективами, имеющими другой тип

Уменьшение в объективе сагиттальной и меридиальной кривизны и хроматурная диафрагма для реализации метода темного поля или фазовая пластинка для осуществления метода фазового контраста.

. Таким образом, предложенная конструктивная схема достаточно проста, универсальна и эффективна для серийного производства.

Объектив стандартизирован по высооптической коррекции, например, апохроматами и планапохроматами.

тической разности увеличений приводит к увеличению площади резкого и контрастного изображения, т.е. к пр- вьппению информационной емкости изображения в микроскопе.

Объектив имеет увеличение 100 , числовую апертуру 1,25 и предназначен для использования с тубусом длиной 160 мм.

Хроматическая разность увеличений постоянна по полю изображения и составляет 1,2%. Линейное поле зрения 20 мм.

Из результатов аберрационных расчетов следует, что число Штреля для осевой точки объектива составляет 0,84, что удовлетворяет наиболее строгому критерию качества изображе™« предложенному Марешалем.

ТТл л. ff,f- .-ittm-rMar T tI Я а У Я ПЯУ

Частотно-контрастная характеристика (ЧКХ) для осевой точки объекта практически не отличается от ЧКХ идеальной системы.

Для поля у 2,5(1/4 у max) на частоте N 20 лин/м1у1 (1/2 предельной частоты) К 0,3 для меридиального и сагиттального сечения, для N 10 ЛИН/ММ, К 0,55 (у идеальной системы К 0,65).

На поле у 5 мм (,У max) при N

10 ЛИН/ММ К 0,15 (сагиттальное сечение), К 0,30 (меридиональное сечение).

Объектив разработан из обычных сортов стекол по ГОСТ 13659-78, которые могут быть нормированы по наивысшим категориям двойного лучепреломления, что позволяет выпускать объектив в поляризационном варианте исполнения. Кроме того, в воздушном промежутке между компонентами 6,9

-

может быть расположена ирисовая апер- гтизгЬпягмя гтля оеализапии метоте, что позволяет использовать его р,,,,,,ерном устройстве совместно. с объективами, имеющими другой тип

турная диафрагма для реализации метода темного поля или фазовая пластинка для осуществления метода фазового контраста.

. Таким образом, предложенная конструктивная схема достаточно проста, универсальна и эффективна для серийного производства.

Объектив стандартизирован по высоте, что позволяет использовать его р,,,,,,ерном устройстве совместно. с объективами, имеющими другой тип

оптической коррекции, например, апохроматами и планапохроматами.

Универсальность схемы подтверждается также тем, что на ее основе рассчитан другой иммерсионный объектив меньшего увеличения 50к 1,0 м.и. Как следует из результатов его аберрационной коррекции астигматизм и кривизна изображения в нем уменьшены, а хроматическая разность увеличений составляет 0,8%. ЧКХ для осевой точки объекта также практически не отличаются от ЧКХ идеальной системы.

Формула изобретения

1. Высокоапертурный ахроматический объектив микроскопа масляной иммерсии, содержащий четыре компонента, первый из которых - плоско-выпуклая линза, второй - положительный мениск обращенный вогнутостью к объекту, третий - положительная линза, склеенная из отрицательного мениска и двоя- ковьтуклой линзы, четвертьй - склеенный, отличающийся тем, что, с целью повышения информационной емкости изображения за счет увеличе1Д

1Д51633

0

5

ния разрешающей способности, за четвертым компонентом на расстоянии 1,16 - 1,26 фокусного расстояния объектива установлена одиночная положительная линза, четвертый компонент выполнен в виде отрицательного мениска, склеенного из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, при этом радиусы кривизны т f, и Гу одиночной положительной линзы, наружные радиусы кривизны г4, и г, и толщина d4 четвертого компонента выбраны из соотношений

Si -jrf-i

. ft 0

43 41

5

. .., 10 UeJ; r, (1,2-1,8) г.

d (0,25-0,75) r

2.Объектив по П.1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что одиночная положительная линза выполнена в виде мениска, обращенного вогнутостью к объекту.

3.Объектив попо1,отлича- ю щ и и с я тем, что одиночная положительная линза выполнена двояковыпуклой .

Изобретение относится к оптическому приборостроению и м.б, использовано при создании ахроматических иммерсионных объективов микроскопов большого увеличения с.высокой апертурой. Цель изобретения - повышение информационной емкости изображения за счет увеличения разрешающей способности. Плоско-выпуклая линза 1 и мениск 2 уменьшают числовую апертуру для последующих компонентов. Мениски 3 и 6 строят MHiiMoe увеличенное изображение объекта, компенсируя при этом сферическую аберрацию, хроматизм положения и астигматизм компонентов 1, 2, 9. Положительная линза 9 строит действительное изображение объекта на расстоянии, соответствующем длине тубуса. Увеличение и числовая апертура объектива соответствуют формуле 10041,25. Поле зрения объектива 20 мм, хроматическая разность увеличений составляет 1,2%. 2 3.п. ф-лы, 1 ил. S (Л