Ахроматический объектив микроскопа
Изобретение относится к оптике микроскопов и может быть использовано для комплектации биологических, поляризационных, люминесцентных и других микроскопов серийного и крупносерийного производств. Цель изобретения - повышение информационной емкости изображения при одновременном увеличении рабочего расстояния объектива. Ахроматический объектив микроскопа содержит первый компонент - двусклеенную линзу 1 и второй компонент, образованный двумя линзами - двусклеенным отрицательным мениском 2, обращенным выпуклостью к объекту, и двояковыпуклой линзой 3. Двусклеенная линза 1 образована отрицательным мениском и двояковыпуклой линзой. Разрешающая способность объектива составляет для поля YЪ = 1/2YЪ = 5 мм, N = 65 лин/мм, предельная частота для апертуры SINδ = 0,3 составляет Nъ100 лин/мм.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
II9) III) (5))s G 02 В 21/02
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ЛI+pptу °
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
0с V
О
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4713238/10 (22) 03.04.89 (46) 23.08,91. Бюл, М 31 (72) T,À. Иванова и А,С. Фокина (53) 535.813,1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 1125591, кл. G 02 В 21/02, 29.06.83, (54) АХРОМАТИЧЕСКИЙ ОБЪЕКТИВ МИКРОСКОПА (57) Изобретение относится к оптике микроскопов и может быть использовано для комплектации биологических, поляризационных,люминесцентных и других микроскопов серийного и крупносерийного производств. Цель изобретения — повышеИзобретение относится к оптике микроскопов и мЬжет быть использовано для комплектации биологических, поляриэационньгх, люминесцентных и других микроскопов серийного и крупносерийного производств.
Цель изобретения — повышение информационной емкости изображения при одновременном увеличении рабочего расстояния объектива.
На чертеже приведена принципиальная оптическая схема объектива.
Объектив содержит первый компонент
-двусклеенную линзу 1 и второй компонент, образованный двумя линзами: двусклеенным отрицательным мениском 2, обращенным выпуклостью к объекту, и двояковыпуклой линзой 3. Двусклеенная ние информационной емкости иэображения при одновременном увеличении рабочего расстояния объектива. Ахроматический объектив микроскопа содержит первый компонент — двусклеенную линзу 1 и второй компонент, образованный двумя линзами двусклеенным отрицательным мениском 2, обращенным выпуклостью к объекту, и двояковыпуклой линзой 3. Двусклеенная линза
1 образована отрицательным мениском и двояковыпуклой линзой. Раэрешаюшая способность объектива составляет для поля
11 у = у <,в с= 5 мм, N = 65 мин/мм, предельная частота для апертуры sir) Ь = 0.3 составляет N 100 мин/мм, линза 1 образована отрицательным мениском и двояковыпуклой линзой.
Объектив работает следующим образом.
Двусклеенная линза 1 строит увеличенное мнимое изображение объекта с уменьшенными значениями аберраций осевой точки объекта при отрицательных значениях меридиональной и сагиттальной кривизны, Двусклеенный отрицательный мениск 2 компенсирует аберрации осевой точки, внесенные двояковыпуклой 3 и двусклеенной 1 линзами, уменьшая кривизну изображения в объективе в 2 раза по сравнению с прототипом.
Одиночная двояковыпуклая линза 3 проецирует изображение объекта в действительное пространство изображений на расстояние S =- 147 мм относительно опор1672400 ной плоскости обьектива при стандартизованной высоте h = 45 мм и длине тубуса 160 мм. В соответствии с изобретением выполнен расчет ахроматического объектива 10* х 0,30, 2у =- 20 мм (Z н = -2,837 нм Z s= -2,330 мм), Число Штреля для осевой точки объекта составляет 0,90, что обусловливает высокий контраст изображения, подтверждаемый
° частотно-контрастной характеристикой (Ч КХ). Для осевой точки объекта е плоскости наилучшей установки ЧКХ практически не отличаются от теоретических, Разрешающая способность (определяемая значением контраста К = 0,05) объектиi1 ва составляет для поля у = g у make= 5 мм, N = 65 лин/мм, предельная частота для апертуры sin o = 0,3 составляет N = 100 лин/мм.
Хроматическая разность увеличений (XPY) составляет в объективе . 0,7 /, величину, постоянную для всего комплекта ахроматических объективов, что позволило разработать широкопольный окуляр (Г=10*, 2у = 20 мм) простой конструкции, имеющий постоянный по полю XPY-"0,6 — 0,7ф, (в обратном ходе лучей), и комплектующие ахроматические объективы в соответствии с условием полезного увеличения в микроскопе Г = 500-1000 А.
Установлены также соотношения между радиусами кривизны и толщиной двусклеенного отрицательного мениска: Z21 =
1,2 — 1,8 газ, ггпу = 2,8 — 3,5 гр 62 = 0,25 — 0,75 газ, а коэффициент дисперсии материала одиночной положительной линзы выбран в пределах 65 v 95, Выполнение конструкции первой линзы второго компонента в виде двусклеенного мениска 2 с указанными соотношениями позволяет уменьшить кривизну изображения в объективе, поскольку сумма Пецваля 1
Яь = -Х вЂ” (где n — показатель преломлеи
r ния среды), определяющая кривизну изображения оптической системы, имеет для двусклеенного отрицательного мениска отрицательное значение, противоположное по знаку S Сферическая аберрация и астигматическая разность, вносимые двусклеенным отрицательным мениском 2, также противоположны по знаку соответствующим аберрациям положительных компонентов объектива. Это позволяет выполнить вторую линзу второго компонента 3 в виде одиночной двояковыпуклой линзы, что обеспечивает простоту конструкции объек10 15 тина и ее технологи <ность в условиях серийного производства. Конструкция двусклеенного отрицательного мениска 2, обращенного выпуклостью к объекту. позволяет также увеличить рабочее расстояние объектива, поскольку его действие совместно с первым компонентом в обратном ходе лучей эквивалентно действию "перевернутого" телеобъектива, т.е. системы с увеличенным задним отреэком. В результате, при простой конструкции объектива, не превышающей по количеству компонентов, серийно выпускаемого ахромата OM-5, достигается существенное уменьшение меридиональной и сагиттальной кривизны, которые составляют для поля 2y = 20мм, Zm =-2,8 мм, Z s =-2,3 мм при < 1 3 рабочем расстоянии 51 = -7,6 мм. 20 Уменьшение сагиттальной и меридиональной кривизны;.< в 1,5-1,8 раза по сравнению с известными объективами приводит к увеличению,,", в 2,3 раза площади резкого и контрастного изображения. т.е. к повыше25 нию информационной емкости иэображения объектива. Выполнение первого компонента и первой линзы 2 второго компонента двусклеенными обеспечивает исправление хроматической разности 30 положений и сферохроматической аберрации в объективе при достижении хроматической разности увеличений 0,77, постоянной для всего комплекта ахроматических объективов. B результате этого 35 объектив может быть укомплектован широкопольным окуляром Г= 10+ простой конструкции с линейным полем 2у - 20 мм (реализующим расчетное поле объектива) при постоянном хроматизме увеличения, 40 что не может быть достигнуто, если хроматизм увеличения объектива превышает 17ь. Увеличение линейного поля в обьективе и окуляре приводит к увеличению информационной емкости изображения в микроско45 пе, Формула изобретения Ахроматический объектив микроскопа, содержащий два положительных компонента, причем второй компонент выполнен из 50 двух линз, первая из которых — двусклеенчая линза, а вторая — двояковыпуклая линза, о < личающийся тем,что,сцелью повышения информационной емкости изображения при одновременном увеличении рабочего расстояния объектива, в нем пер55 вый компонент выполнен в виде двусклеенной линзы, состоящей из отрицательного мениска и двояковыпуклой линза, а первая линза второго компонента выполнена в виде двусклеенного отрицательного мениска, 1672400 Опорам жюсаьщ Пюожль Составител ь К. Спирина Техред М.Моргентал Корректор Т.Малец Редактор Т.Иванова Заказ 2838 Тираж 316 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 обращенного выпуклостью к объекту, причем радиусы кривизны и толщина двусклеенного отрицательного мениска связаны соотношением г 1 = 1,2 — 1,8 f23 f22 = 2,8 — 3,5 23, б = 0,25-0,75 газ. а коэффициент дисперсии материала второй линзы второго компонента выбран в пределах 65 < p < 95, где гг1, ггпу, газ, 6 — радиусы кривизны первой, второй и третьей поверхностей и толщина двусклеенного отрицательного мениска со5 ответственно.
