Иммерсионный планапохроматический объектив микроскопа Советский патент 1992 года по МПК G02B21/02 

Изобретение относится к оптическому приборостроению.

Известен планапохроматкческий объектив микроскопа, состоящий из положительного мениска, обращенного вогнутостью к предмету, трех, положительных компонентов, склеенных из отрицательно го мениска и двояковыпуклой линзы, и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к изображению, перед отрицательным мениском введен двухсклёенный компонент из положительной и отрицательной линз, причем разность коэффициентов средней дисперсии для положительной и отрицательной линз у дополнительного двух- склеенного компонента и отрицательного склеенного мениска противоположного знака.

Известен иммерсионный планапохро- матический обьектив микроскопа, содер-. щий фронтальную линзу, второй и третий компоненты выполнены трехсклеенными из двух двояковыпуклых линз и расположенной между ними двояковогнутой линзы, четвертый компонент выполнен из флинта в виде мениска, обращенного вогнутостью к изображению, пятый склеен из отрицательного мениска и двояковыпуклой линзы, при этом воздушный промежуток между вторым в третьим компонентами составляет 1,5 фокусного расстояния объектива, между вторым и третьим компонентами установлена ирисовая диафрагма, между пятым и шестым компонентами установлена плоскопа- раллельная пластинка для нанесения фазовых слоев.

Наиболее близким к изобретению является иммерсионный планапохроматический Объектив микроскопа, содержащий шесть компонентов, из которых первый - положительный, второй, третий четвертый и пятый - положительные двухлинзовые компоненты, шестой - отрицательный двухлинзовый склеенный мениск, первый компонент выполнен в виде плосковыпуклой линзы, к плоской поверхности которой, обращенной к предмету, приклеена плоскопараллельная пластинка, между первым и вторым компо-ч

КЗ

о о ел о

нентами введен одиночный положительный мениск, обращенный выпуклостью к изображению, при этом в воздушном промежутке между вторым и третьим компонентами, составляющем 1,6 фокусного расстояния объектива, установлена ирисовая диафрагма, а между пятым и шестым компонентами, в задней фокальной плоскости объектива, установлена плоскопараллельная пластинка.

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

Целью изобретения является увеличение рабочего отрезка и повышение качества изображения и технологичности.

Сущность изобретения заключается в том, что иммерсионный планапохроматиче- ский объектив микроскопа, содержащий семь компонентов, первый из которых - положительная плосковыпуклая линза, второй

-положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, третий - положительный, склеенный из отрицательной линзы и двояковыпуклой линзы, четвертый - положительный, склеенный из отрицательного мениска и двояковыпуклой линзы, пятый - склеенный из двояковыпуклой линзы и отрицательной линзы, шестой - положительный мениск, склеенный из положительной и отрицательной линз, седьмой - отрицательный, первый компонент выполнен склеен-, ным из плосковыпуклой линзы и отрицательного мениски, второй выполнен склеенным из отрицательной и положительной линз, пятый компонент выполнен с отрицательной оптической силой, а его отрицательная линза выполнена двояковогнутой, седьмой компонент выполнен в виде одиночной двояковогнутой линзы из стекла с показателем преломления не менее 1,6 и коэффициентом дисперсии не менее 50. Во втором компоненте отрицательная линза выполнена двояковогнутой, положительная

-двояковыпуклой, в третьем компоненте отрицательная линза выполнена двояковогнутой. Во втором компоненте отрицательная линза выполнена вогнутоплоской, положительная - плосковыпуклой, в третьем компоненте отрицательная линза выпрл- нена плосковогнутой, в шестом - положительная линза выполнена выпуклоп- лоской, отрицательная - плосковогнутой.

Выполнение фронтальной линзы склеенной из плосковыпуклой линзы и отрицательного мениска обеспечивает коррекцию хроматических аберраций, сферической аберрации и увеличение переднего рабочего отрезка.

За фронтальной линзой размещен.положительный мениск, склеенный из отрицательной и положительной линз, обеспечивает увеличение переднего рабочего отрезка.

Радиусы склейки второго, третьего и пятого компонентов служат для исправления хроматических аберраций, сферохроматиз- ма.

0 Одиночная отрицательная линза седьмого компонента выполнена двояковогнутой, скиз стекла с показателем преломления не менее 1,6 и коэффициентом дисперсии не менее 50, для исправления кривизны изо5 бражения и астигматизма.

С целью повышения технологичности второй компонент выполнен склеенным из вогнутоплоской и плосковыпуклой линз, а третий - из плосковогнутой и двояковыпук0 лой линз, и кроме того обеспечивают увели- чеиие переднего рабочего отрезка, увеличение передней апертуры, исправление кривизны изображения и уменьшение хроматизма увеличения.

5 Перед одиночной отрицательной линзой расположен шестой компонент, склеенный из выпуклоплоской и плосковогнутой линз, служит для исправления кривизны изображения, астигматизма и хроматиче0 ских аберраций, особенно хроматизма увеличения.

На фиг. 1 показана оптическая схема иммерсионного планапохроматического объектива микроскопа, где 1 - первый ком5 понент, представляющий плосковыпуклую линзу, склеенную из плосковыпуклой линзы 2 и отрицательного мениска 3,4 и 5 - второй и третий компоненты, представляющие собой положительные мениски, обращенные

0 вогнутостью к предмету, склеенные соответственно из двояковыпуклых 6 и 7 и двояковогнутых 8 и 9 линз, 10 - четвертый положительный компонент, склеенный из отрицательного мениска 11 и двоя ковы пук5 лой линзы 12, 13 - пятый компонент, пред- ставляющий отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, склеенный из двояковыпуклой 14 и двояковогнутой 15 линз, 16 - шестой компонент,.

0 являющийся положительным мениском, обращенным вогнутостью к изображению, склеенный из двояковыпуклой линзы 17 и двояковогнутой линзы 18, 19-седьмой компонент, одиночная двояковогнутая линза.

5На фиг. 2 представлены таблицы аберраций иммерсионного планапохроматического объектива микроскопа по схеме на фиг. 1, на фиг. 3 - графики его аберраций.

На фиг. 4 показан вариант оптической схемы планапохроматического объектива

микроскопа, где 1 - первый компонент, представляющий собой плосковыпукяую линзу, склеенную из плрсковыпуклой линзы 2 и отрицательного мениска 3, 4 - второй компонент, являющийся положительным мениском, обращенным вогнутостью к предмету, склеенный из вогнутоплоской 5 и плрсковыпуклой 6 линз, 7 - третий компо- нент, представляющий собой плосковыпуклую линзу, склеенную из плосковогнутой 8 и двояковыпуклой 9 линз, 10 - четвертый положительный компонент, склеенный из отрицательного мениска 11 и двояковыпуклой 12 линз, 13 - пятый компонент, представляющий отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, склеенный из двояковыпуклой 14 и двояковогнутой 15 линз, 16- шестой компонент, являющийся положительным мениском, обращенный вогнутостью к изображению, склеенный из выпуклоплоской 1-7 и плосковогнутой 18 линз, 19 -седьмой компонент, выполненный в виде двояковогнутой одиночной линзы.

На фиг. 5 представлены таблицы аберраций иммерсионного планапохроматиче- ского объектива микроскопа по схеме на фиг. 4, на фиг. 6 - графики его аберраций.

Иммерсионный планапохроматический объектив микроскопа рассчитан на длину тубуса 160 мм, поэтому он работает с конечного расстояния на конечное. На объектив падает расходящийся пучок лучей в пределах апертуры, последовательно по ходу луча проходит все компоненты объектива 1.4, 5, 10, 13. 14, 19 (фиг. 1) или 1,4, 7 , 10, 13, 16, 19(фиг.4)и на расстоянии 192 мм от объекта создает увеличенное перевернутое, действительное изображение объекта.

Апертурная диафрагма совпадает с задней фокальной плоскостью объектива. Апертурный луч проходит через центр предмета и край апертурной диафрагмы и определяет апертуру объектива.

В качестве примера конкретного выполнения по п. 1, 2 рассчитан, иммерсионный планапохроматический объектив микроскопа со следующими оптическими характеристиками:

линейное увеличениеV 40

передняя апертураА 1.1

фокусное расстояниеГ 3,78 мм

высота объективаН 45мм

длина тубуса т 160 мм

передний рабочий отрезок S - 1,5 мм расстояние от первой поверхности объектива до плоскости изображения L 192MM хроматизм увеличения .;хру - 0.28%

В качестве примера-конкретного выполнения по п. 1, 3 рассчитан иммерсионный планапохроматический объектив микроскопа со следующими оптическими характери- 5 стиками:

линейное увеличениеV 60X

передняя апертураА 1,1

хроматизм увеличения хру -0,22% длина объектива1 44,05 мм

10 величина изображения 2у 20 мм длина тубуса т 160мм

высота объективаН 45,0 мм

передний рабочий отрезок 5 -1,9мм расстояние от плоскости 15предмета до плоскости

изображения1 192мм.

Формула изобретения 1. Иммерсионный планапохроматический объектив микроскопа, содержащий 0 семь компонентов, первый из которых - положительная плосковыпуклая линза, второй - положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, третий - положительный, склеенный из отрицательной линзы и 5 двояковыпуклой линзы, четвертый - положительный, склеенный из отрицательного мениска и двояковыпуклой линзы, пятый - склеенный из двояковыпуклой линзы и отрицательной линзы, шестой - положитель- 0 ный мениск, склеенный из положительной и отрицательной линз, седьмой - отрицательный, отличающийся тем, что,.с целью увеличения переднего рабочего отрезка и повышения качества изображения, первый 5 компонент выполнен склеенным из плоско- выпуклой линзы и отрицательного мениска, второй выполнен склеенный из отрицательной и положительной линз, пятый компонент выполнен с отрицательной оптической 0 силой, а его отрицательная линза выполнена двояковогнутой, седьмой компонент выполнен в виде одиночной двояковогнутой линзы из стекла -с показателем преломления не менее 1,6 и коэффициентом диспер- 5 сии не менее 50.

2.Объектив по п. 1, отличающийся тем, что во втором компоненте отрицатель. ная линза выполнена двояковогнутой, положительная - двояковыпуклой, в третьем 0 компоненте отрицательная линза выполнена двояковогнутой.

3.Объектив поп, 1,отличающийся тем, что, с целью повышения технологичности, во втором компоненте отрицательная

5 линза выполнена вогнутоплоской, положительная - плосковыпуклой, а в третьем компоненте отрицательная линза выполнена плосковогнутой, в шестом - положительная линза выполнена выпуклоплоской, отрицательная - плосковогнутой.

Изобретение относится к оптическому приборостроению и м.б. использовано в микроскопах. Цель изобретения - увеличение переднего рабочего отрезка и повышение качества изображения. Объектив содержит семь компонентов: положительные двусклеенные, отрицательный двусклё- енный, отрицательный одиночный в виде двояковогнутой линзы из стекла с показателем преломления не менее 1,6 и коэффициентом дисперсии не менее 50. Апертура 1,1, длина тубуса 160 мм, увеличение 40х и 60. хроматизм увеличения не более 0,28%. 2 з,п.ф-лы, 6 ил.

фиг. /

Э он troutи/лг&э

язо энр -oxiou/

Л DO -ОН

СШ)Ш

П Sin и 1

4,1

-1.0 ° ° 0 O,

Ј -OtZ25

L У°т $ Ј

-4,o

Vty

4,оГ

° -01

ериг.З

14 -0,№

4

,

M e Z&

% т.

° Мот.

fЈ

° Ю.ОТН

% Нотн. Ъ&

ЛПо.

озоога

ЖМЭЪЭО dOfijV&Ct/tl/mffp

эяяэлээ донженоя&пс/эи

яэо эН$ тэхьои/

пэо -&н ъмьощ

озоог/.

-3 О 5. A3 -bti О 0, f$%-5t0o 5.0 Z Ј -1,o О tofeg

jE-.e g ttj oj #

V

-1.0

сриг.б

fe/5

ZЈ

Ч

т № Morn.

V

.0 т OTM.