Ахроматический объектив микроскопа Советский патент 1993 года по МПК G02B21/02 

Изобретение относится к области оптического приборостроения.а именно к ахроматически объективам микроскопов.

Цель изобретения - улучшение качества изображения при уменьшении габаритов.

Второй компонент выполнен в виде одиночной двояковыпуклой линзы. Соотношение оптических сил первого и второго компонентов выбрано экспериментально. Первые два компонента обеспечивают коррекцию комы, сферической аберрации третьего и высших порядков для точки на оси.

За третьим компонентом установлен одиночный положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету для коррекции кривизны изображения и астигматизма, а также сферической аберрации широки наклонных пучков лучей.

Объектив рассчитан на длину тубуса бесконечность.

В предложенном ахроматическом объективе длина вдоль оптической оси равна 17.08 мм, т.е. он имеет малые габариты.

Исходя из наличия стекол в ГОСТЕ 13659- 78, приходит к выводу, что для коррекции хроматических аберраций - хроматизма положения и увеличения, сферохроматизма, кривизны изображения и астигматизма все положительные линзы выполнены из стекла с показателем преломления не более 1,5 и . коэффициент средней дисперсии не менее 68, а показатель преломления отрицательной линзы не превышает 1,75, коэффициент средней дисперсии менее 30.

В представленном варианте расчета все положительные линзы выполнены из стекла мар ки ЛКЗспе 1,4891 ( 1,5) и 69,87 ( 68), а отрицательная линза выполнена из стекла марки ТФ5 с пе 1,7462 (1,75) и коэффициент средней дисперсии ve V27.95 (30).

Стекло марки ЛКЗ имеет малый удельный вес, равный , поэтому вес данного объектива равен .

Выбранные марки стекол не обладают двойным лучепреломлением, поэтому данный объектив может применяться в поляризационных микроскопах,

Выбранные марки стекол являются предпочтительными при расчете объекти- . BOB для люминесцентных исследований.

Объектив имеет хорошее качество изображения, так как среднеквадратическая волновая аберрация для объектива составляет 0,22 Я.

Такое выполнение ахроматического объектива микроскопа с улучшенным качеством изображения, устраненным хроматизмом увеличения, при малых габаритах авторами не обнаружено у известных решений.

Предлагаемый ахроматический объек- тив микроскопа обладает следующим качеством изображения.

Поперечная сферическая аберрация для точки на оси не превышает 0,04 мм во всем спектральном диапазоне. 0 Кривизна изображения и астигматизм равны:

,5 мм Z t -4,30 мм.

Zs -5,64 мм Z s - Z t -1,34 мм

у -0,36 мм Z t -2,17 мм 5 Z s -2,83 мм Z s -Z t 0,66 мм

Средняя квадратическая волновая аберрация для точки на оси 0,07Л.

Значение среднеквадратической волновой аберрации по полю для плоскости наи- 0 лучшей установки равно:

У Wcp.KB.

10.0,157

8,660,128

77,07 0,103 55,0 0,085

О0,07

Число Штреля для точки на оси равно 0,83..

Отсюда следует, что ахроматический 0 объектив микроскопа обладает улучшенным качеством изображения.

На фиг. 1 дана оптическая схема ахроматического объектива микроскопа с конструктивными данными; на фиг. 2 - графики 5 его аберраций.

Схема содержит: 1,2 и 3 - три компонента объектива, первый из которых - плосковыпуклая линза 1,второй т двояковыпуклая линза 2, третий - положительный мениск 3, 0 обращенный вогнутостью к предмету, и склеен из двояковогнутой 4 и двояковыпуклой 5 линз, 6 - одиночный положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету. В таблице представлены аберрации од- 5 ного из вариантов расчета предлагаемого ахроматического объектива микроскопа.

Ахроматический объектив микроскопа рассчитан на длину тубуса бесконечность, поэтому объект помещается в его передней 0 фокальной плоскости, а на объектив падает расходящийся пучок лучей, который последовательно по ходу луча проходит компоненты 1, 2, 3 и 6 и создает изображение в бесконечности, которое тубусной линзой 7 5 переносится в плоскость полевой диафрагмы микроскопа, которая совпадает с передней фокальной плоскостью окуляра.

Выходной зрачок объектива совпадает с его задним фокусом, поэтому объекты освещаются параллельными пучками лучг;;.

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

увеличение

апертура

длина тубуса

20х 0,45

бесконечность

фокусное расстояние тубусной линзы160. мм рабочий отрезок 1,1мм расстояние от плоскости предмета до последней поверхности обьектива 17,09 мм величина изображения 20 мм Важным преимуществом предлагаемого ахроматического объектива микроскопа является улучшенное качество изображения, малые габариты вдоль оси 17,09 мм, а также выбор оптических материалов, позволяющих применять данный объектив при поляризационном и люминесцентном методах наблюдения.

Формула изобретения Ахроматический объектив микроскопа, содержащий первый компонент - одиночную плоско-выпуклую линзу, второй - положительную линзу и третий - положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету и склеенный из двояковогнутой и двояковыпуклой линз, отличающийся тем, что, с целью повышения качества изображения приуменьшении габаритов, второй компонент выполнен в виде одиночной двояковыпуклой линзы, за третьим компонентом установлен одиночный положительный мениск, обращенный вогнутостью к

предмету, причем соотношение оптических сил первого и второго компонентов равно 0,73:0,62, вся положительные линзы объектива выполнены из стекла с показателем преломления, не превышающим 1,5, и коэффициентом средней дисперсии более 68, а показатель преломления отрицательной линзы не превышает 1,75 и коэффициент средней дисперсии не превышает 30.

Использование: в области оптического приборостроения. Сущность изобретения заключается в том, то объектив содержит плосковыпуклую линзу 1, двояковыпуклую линзу 2, положительный мениск, обращен ный выпуклостью к предмету 3. склеенный из двояковогнутой 4 и двояковыпуклой 5 линз и одиночный положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету 6. Увеличение -- 20х. апертура 0.45. рабочий отрезок - 1.1 мм. 2 ил.

Точка на оси

Точка вне оси

Меридиональное сечение

Сагиттальное сечение

У о,Ж

Редактор

Составитель Л, Иванова Техред М.Моргентал

.2.

Корректор Н. Ревская