Ахроматический объектив микроскопа Советский патент 1992 года по МПК G02B21/02 

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

Известен ахроматический объектив микроскопа, содержащий одиночную фронтальную линзу, выполненную в виде мениска, обращенного вогнутостью к предмету, и два двухсклеенных компонента, между двухсклеенными компонентами размещен трехлинзовый компонент с хроматическими поверхностями склейки.

Известен ахроматический объектив микроскопа, оптическая схема которого состоит из четырех компонентов, первый и второй - одиночные положительные мениски, обращенные вогнутостью к пространству предметов, третий - двухсклеенная линза, состоящая из плосковыпуклой и двояковыпуклой линз, четвертый - склеенный отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к пространству изображений, и состоящий из отрицательного и положительного менисков.

Конструкция объектива сравнительно проста и технологична при серийном производстве.

В качестве прототипа выбран обьектив микроскопа, содержащий пять компонентов, первый из которых - плосковыпуклая линза, второй и четвертый - двухсклеенная линза, состоящая из отрицательного мениска и двояковыпуклой линзы, третий -- положительный мениск, пятый - отрицательная линза.

Но указанный объектив не обеспечивает требуемого качества изображения, имеет недоисправленный хроматизм увеличения

Целью изобретения является улучшение качества изображения с одновременным устранением хроматизма увеличения

4j V|

Сущность изобретения заключается в том, что ахроматический объектив микроскопа, содержащий пять компонентов, первый из которых плосковыпуклая линза, второй и четвертый - двухсклеенная линза, состоящая из отрицательного мениска и двояковыпуклой линзы, третий - положительная линза и пятый - отрицательный мениск, третий компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы, пятый-в виде двух- склеенного мениска, состоящего из положи- тельного и отрицательного менисков, обращенных вогнутостями к предмету и выполненных из материалов, разность показателей преломления которых не превышает 0,01, а разность коэффициентов средней дисперсии - не менее 20.

Второй компонент выполнен в виде одиночной двояковыпуклой линзы и служит для коррекции комы, кривизны изображения и астигматизма.

Выполнение пятого компонента в виде отрицательного мениска, состоящего из положительного и отрицательного менисков, обращенных вогнутостями к предмету, обеспечивает коррекцию хроматизма увеличения, кривизны изображения и астигматизма, а также поперечной сферической аберрации широких накопленных пучков лу- чей.

Исследуя наличие стекол в ГОСТе -13659-78, приходим к выводу, что для коррекции хроматических аберраций, особенно хроматизма увеличения, для коррекции кривизны изображения разность показателей преломления менисков четвертого компонента не превышает 0,01, а разность коэффициентов средней дисперсии не менее 20.

Общая копоновка объектива микроскопа обеспечивает получение малых габаритов.

Ахроматический объектив микроскопа рассчитан на длину тубуса бесконечность.

Кривизна изображения и астигматизма равны:

у - 10, Z t - 14,93 мм Z s - - 17,51 мм Z s - Z t - 2,58мм у - 7,07 2 - 7,52 мм Z s - 8,83 мм Z s-Z t - 1,31мм

Хроматизм увеличения по полю не превышает 0.03%, т. е. практически устранен.

Среднеквадратическая волновая аберрация в плоскости наилучшей установки для точки на оси равна 0,077 А.

Среднеквадратическая волновая аберрация в плоскости наилучшей установки равна:

Wmi. н. уст. (Д) 0.144 0.118 . 0.096 0.082 0,077

Число Штреля по полю равно: у Число Штреля

10.0.47

8,660.61

7,070.72

5.00.79

О0.81

На фиг. 1 дана оптическая схема ахроматического объектива микроскопа.где 1 - первый компонент - плосковыпуклая линза, обращенная плоскостью к пространству предметов, 2 - второй компонент - двояковыпуклая линза, склеенная из отрицательного мениска 3, обращенного вогнутостью к пространству изображений, и двояковыпуклой линзы 4, 5 - третий компонент, выполненный в виде одиночной двояковыпуклой линзы, четвертый компонент 6 - двояковыпуклая линза, склеенная из отрицательного мениска 7, обращенного вогнутостью к изображению, и двояковыпуклой линзы 8, пятый компонент 9 - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к пространству предметов, склеенный из положительного 10 и отрицательного 11 менисков, 12 - ту- бусная линза.

На фиг. 2 даны таблицы аберраций одного из вариантов расчета ахроматического объектива микроскопа, на фиг. 3 - графики его аберраций. Так как ахроматический объектив микроскопа рассчитан на длину тубуса бесконечность, то предмет помещается в передней фокальной плоскости объектива, следовательно, на него падает расходящийся пучок лучей, который последовательно проходит все компоненты 1. 2, 5, 6 и 9 (см. фиг. 1} и создает изображение объекта в бесконечности, которое тубусной линзой 12 переносится в переднюю фокальную плоскость окуляра.

В качестве конкретного примера рассчитан ахроматический объектив микроскопа со следующими оптическими характеристиками:

Увеличение63х

Апертура0,85

Длина тубусабесконечность

Расстояние от

плоскости предметов

до последней

поверхности

объектива17,72 мм

Передний рабочий

отрезок0,312мм

Величина изображения 20 мм

Формула изобретения

Ахроматический объектив микроскопа, содержащий пять компонентов, первый из которых плосковыпуклая линза, второй и четвертый - двухсклеенная линза, состоящая из отрицательного мениска и двояковыпуклой линзы, третий - положительная линза и пятый - отрицательный мениск, о т- личающийсд тем, что, с целью

улучшения качества изображения, третий компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы, пятый - в виде двухсклеенного мениска, состоящего из положительного и

отрицательного менисков, обращенных вогнутостями к предмету и выполненных из материалов, разность показателей преломления которых не превышает 0,01, а разность коэффициентов средней дисперсии не менее 20.

12

Использование: изобретение относится к оптическому приборостроению. Сущность изобретения: объектив содержит плосковыпуклую линзу, двухсклеенную двояковыпуклую линзу, одиночную двояковыпуклую линзу, двухскльенную двояковыпуклую линзу и двухсклеенный отрицательным мениск, обращенный вогнутостью к пространству предметов и выполненный из материалов, разность показателей преломления которых не превышает 0,01, а разность коэффициентов средней дисперсии - не менее 20. 3 ил.

/Пачка, нл. оси

/Паука, (не сс.и

pui,Zs

рс/а 1

o8S Mnts

ft

ГГ

. i

Л5

(., 1J-1 ff....-IIK t д-/Л 10-f0t О Jo % t О, О 0,iЈ%-0,1 О 0.1

л Ч о / d

{У / г

-f.o

-1,0

i.o

0.8 5 Sitt и

Ю. у

1J-1 ff....-IIK t У. о tyjfrom.

У--.

т,, NOTTS.

3JL2- to tner