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

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к ахроматическим объективам микроскопов.

Известен микрообъектив, содержащий два положительных компонента, разделенных воздушным промежутком, и компенсатор кривизны изображения, перед компенсатором кривизны изображения установлена положительная фронтальная линза, первая поверхность которой плоская, вторая апланатическая, компенсатор кривизны изображения выполнен в виде склеенного мениска с наружными аплйнати- ческими поверхностями, обращенного вогнутостью к объекту, при этом оптическая сила компенсатора кривизны составляет 0,5-0,7 оптической силы всего микрообъектива, р аз- ность коэффициента дисперсии стекол линз компенсатора составляет не менее 15, а положительный компонент, размещенный непосредственно за компенсатором кривизны

выполнен в виде двояковыпуклой скпеен- ной линзы.

Известен объектив микроскопа ахроматический, состоящий из плосковыпуклой фронтальной 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 двухскле- енный 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; положительная линза двухсклеенного компонента выполнена в виде плосковыпуклой линзы

сл

с

4 СО

тшЛ

О

о

В качестве прототипа выбран ахроматический объектив микроско па, содержащий одиночную линзу и три двухсклеенных компонента, первый из которых содержит отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, и положительную линзу, второй - положительную линзу и отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, а третий выполнен в виде отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к изображению и включающего двояковыпуклую и двояковогнутую линзы.

Но указанный объектив не обеспечивает требуемого качества изображения,

Целью изобретения является улучшение качества изображения при устраненном хроматизме увеличения,

Сущность изобретения заключается в том, что объектив микроскопа ахроматический, содержащий единичную линзу и три двухсклеенных компонента, первый из которых содержит отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к из ображению, и положительную линзу, второй - положительную линзу и отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, а третий выполнен в виде отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к изображению и включающего двояковыпуклую и двояковогнутую линзы, одиночная линза выполнена плосковыпуклой, третий двухсклееиный компонент расположен на расстоянии не менее 2f от второго компонента и выполнен из материалов, разность показателей преломления которых не менее 0.15, а разность коэффициентов средних дисперсий не более 15, где f - фокусное расстояние объектива,

Одиночная линза выполнена в виде плосковыпуклой и служит для коррекции сферической аберрации третьего и высших порядков для точки на оси и для внеосевых пучков, для коррекции сферохроматизма.

Расстояние между вторым и третьим компонентами не менее 2 выбрано экспериментально и служит для коррекции сферической аберрации и комы широких наклонных пучков лучей в меридиональном и са гит- тэльном сечениях.

Исследуя наличие стекол в ГОСТе 13659- 78, выясняем, что для коррекции хроматических аберраций, особенно хроматизма увеличения, для коррекции кривизны изображения разность показателей преломления линз третьего компонента не менее 0,15, а разность коэффициентов средних дисперсий не более 15.

Поперечная сферическая аберрация для точки на оси для основной длины волны

не превышает 0,017 мм, а во всем спектральном диапазоне - 0,063 мм.

Кривизна изображения и астигматизм равны:

у -0,25 мм z t -3,28 мм z s -6,38

мм z s -z t -3,1 мм

y -0,184мм z t -1,65MM z s -3,22 MM z s - z t -1,57 MM

Хроматизм увеличения по полю совме- стно с тубусной линзой не превышает 0,21%.

Среднеквадратическая волновая аберрация в плоскости наилучшей установки по полю равна:

у Wcp.KB

10 0,130

8,660,110

7,070,094

5,00,083

00,080

Значение среднеквадратической волновой аберрации по спектральному интервалу, полю и зрачку равно:

без учета расфокусировки и дисторсии 0,171 Я .

без учета расфокусировки, дисторсии и кривизны изобпажения 0,089 Я .

Число Штреля по полю равно ,

у 10 8,66 7,07 500 Число Штреля 0,57 0,66 0,74 0,79 0,80

На фиг. 1 дана оптическая схема объектива микроскопа ахроматического с конструктивными параметрами, где 1 - одиночная плосковыпуклая линза, 2, 3, 4 - соответственно первый, второй и третий двухсклеенные компоненты, 5 - отрицательный мениск первого компонента, обращен- ный вогнутостью к пространству изображений, 6 - двояковыпуклая линза первого склеенного компонента, 7 -двояковыпуклая, 8 - отрицательный мениск второго склеенного компонента, 9 двояковыпуклая, 10 -двояковогнутая линза третьего склеенного компонента, 11 -тубус- ная линза; на фиг. 2 - таблицы аберраций объектива микроскопа ахроматического: на фиг. 3 - графики его аберраций.

Объектив микроскопа ахроматического рассчитан на длину тубуса бесконечность. Предмет помещается в передней фокальной плоскости, поэтому на него падает расходящийся пучок лучей, который последователь

но проходит все компоненты объектива 1. 2 3 и 4 (см фиг. 1) и создает изображение объ екта в бесконечности, которое тубусной лин зой 11 переносится в фокальную плоскост окуляра

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

Увеличение40

Передняя апертура0.65

Длина тубусаБесконечность

Расстояние от плоскости предметов до последней поверхности объектива, мм 26,27 Передний рабочий отрезок, мм 0,6 Величина изображения, мм 20

Формула изобретения

Ахроматический объектив микроскопа,

содержащий одиночную линзу и три двухсклеенных компонента, первый из которых

содержит отрицательный мениск, обращен

0

ный вогнутостью к изображению, и положительную линзу, второй - положительную линзу и отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, а третий выполнен в виде отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к изображению и включающего двояковыпуклую и двояковогнутую линзы, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества изображения при устраненном хроматизме увеличения, одиночная линза выполнена плосковыпуклой, третий двухсклеенный компонент расположен на расстоянии не менее 2f от второго компонента и выполнен из материалов, разность показателей преломления которых не менее 0,15, а разность коэффициентов средних дисперсий не более 15, где f - фокусное расстояние объектива.

Использование: изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к ахроматическим объективам микроскопов. Сущность изобретения: объектив содержит одиночную плосковыпуклую линзу и три двухсклеенные линзы, первая и вторая из которых - двояковыпуклые, содержащие отрицательный мениск и двояковыпуклую линзу, а третий - отрицательный мениск, включающий двояковыпуклую и двояковогнутую линзы, расположенный на расстоянии не менее 2f от второго компонента и выполненный из материалов, разность показателей преломления которых не менее 0,15, а разность коэффициентов средних дисперсий не более 15, где f - фокусное расстояние объектива.3 ил.

Фие.1

зо

/770ZA42. н& ось/

/net/za. &w& сем

MQot/$t/oH€ j 6&e e eeveHt/g

3сгш

tnt QJ6UO& &ЈҐ&№/&

qoc/z. Л

-4.0 ° Ю AS -, ° 0.1 В°А

еЛР

1,0

-f.O

-/,0