Ахроматический объектив микроскопа

 

Использование: в области оптического приборостроения. Сущность изобретения заключается в том, что объектив содержит плосковыпуклую линзу, двояковыпуклую линзу, двухсклеенный компонент, состоящий из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, одиночную двояковыпуклую линзу и тубусную линзу, Увеличение - 20, апертура А 0,45, рабочий отрезок S 1,1 мм, величина изображения 2у 20 мм. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 02 В 21/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4884507/10 (22) 21.11.90 (46) 30.11.92. Бюл. f+ 44 (71) Ленинградский институт точной механики и оптики (72) С.А.Родионов, А.В,Буцевицкий, Л,Н.Курчинская, М.Н.Сокольский, Л.И.Пржевалинский и Н.И.Демченко (56) Авторское свидетельство СССР М

1578680, кл. G 02 В 21/02, 1986. (54) АХРОМАТИЧЕСКИЙ ОБЪЕКТИВ МИКРОСКОПА

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

Известен ахроматический объектив, содержащий два положительных склеенных дублета, снабжен отрицательным мениском, расположенным позади системы, обращенным вогнутостью к предмету и имеющим "хроматическую" поверхность склейки.

Но указанный объектив не обеспечивает требуемого качества изображения, у него полностью не устранен хроматизм увеличения.

Известен ахроматический обьектив микроскопа, содержащий одиночную фронтальную линзу и два двухскленных компонента, за объективом на расстоянии, равном 1-1,5 фокусного расстояния объектива, установлен одиночный отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к иэображению, ... Ы,, 1778737 А1

Ф (57) Использование: в области оптического приборостроения. Сущность изобретения заключается в том, что объектив содержит плосковыпуклую линзу, двояковыпуклую линзу, двухсклеенный компонент, состоящий из двояковыпуклой и двояковогнутой линз. одиночную двояковыпуклую линзу и тубусную линзу, Увеличение — 20, апертура

А = 0,45, рабочий отрезок S = 1,1 мм. величина иэображения 2у = 20 мм. 2 ил.

Но данный объектив не обеспечивает требуемого качества изображения.

Известен объектив микроскопа, содержащий два положительных компонента, первый из которых выполнен в виде одиночной плосковыпуклой линзы, обращенной плоскостью к пространству предметов, а второй — в виде двухскленной линзы, состоящей из отрицательного мениска и двояковыпуклой линзы. Перед двухсклеенной линзой установлена одиночная положителен- (p3 ная линза, фокусное расстояние которой со- ь ставляет 1,8-2;2 фокусного расстояния всего объектива, а поверхность склейки обращена вогчутостью к пространству иэображений.

Но укаэанный объектив не обеспечивает требуемого качества изображения.

Известен ахроматический объектив . микроскопа, содержащий первый компо-, нент в виде плосковыпуклой линзы, второй— в виде двояковыпуклой линзы; третий компонент — отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению и склеенный из

1778737 двояковыпуклой и двояковогнутой линз, и четвертый компонент — в виде двояковыпуклой линзы.

Недостатком данного объектива является недостаточно высокое качество иэображения.

Целью изобретения является повышение качества изображения.

Цель достигается тем, что в ахроматическом объективе микроскопа, содержащем четыре компонента, первый из которых— одиночная плосковыпуклая линза, второй— двояковыпуклая линза, третий — отрицательный мениск, склеенный из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, а четвертый — одиночная двояковыпуклая линза, второй компонент выполнен в виде одиночной линзы, причем фокусное расстояние четвертого компонента составляет 2,25 фокусного расстояния объектива, В предлагаемом варианте расчета объектива поперечная сферическая аберрация для точки на оси не превышает 0.030 мм во всем спектральном диапазоне.

Волновая аберрация по зрачку не превышает 0,54 il so всем спектральном диапазоне и 0,04 iL- для основной длины волны.

Кривизна иэображения и астигматизм

I равны: у = -0,5 мм, у = -0,35 мм; z < = -3,10 мм; z < = -1,05 мм; z s = -4,26 мм; z = 1,64 мм; z s — z t = -1,16 мм; z s — z t = -0,59 мм.

Хроматизм увеличения по всему полю не превышает 0,013, т.е. практически устранен.

Предлагаемый объектив рассчитан на длинутубуса бесконечность, поэтому расчет аберраций производился с учетом тубусной линзы.

Средняя квадратичная волновая аберрация для точки на оси равна 0,0731. Значение среднеквадратической по спектральному интервалу, полю и зрачку волновой аберрации равно:

1. Без учета расфокусировки и дисторсии -0,209 А

2. Беэ учета расфокусировки, дисторсии и кривизны изображения — 0,188K

Число Штреля на краю поля равно 0,57. на зоне — 0,74, а на оси — 0,83.

На фиг. 1 дана оптическая схема объектива микроскопа ахроматического с конструктивными данными, где 1 — плосковыпуклая линза, обращенная плоскостью к пространству предметов, 2 — двояковыпуклая линза, 3 — двухсклеенный компонент, состоящий из двояковыпуклой 4 и двояковогнутой 5 линз, 6 — одиночная двояковыпуклая линза, 5

7 — тубусная линза; на фиг. 2 — графики аберраций объектива ахроматического микроскопа.

В табл. 1-4 представлены аберрации одного иэ вариантов расчета предлагаемого ахроматического объектива микроскопа.

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

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

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

Увеличение Ч =-20

Апертура А = 0,45

Длина тубуса бесконечность

Фокусное расстояние тубусной линзы

Г т.л. = 160,0 мм

Рабочий отрезок $ = 1,1 мм

Расстояние от плоскости предмета до последней поверхности объектива L = 22,61 мм

Величина изображения 2 у = 20 мм

Важным преимуществом предлагаемого объектива является улучшенное качество изображения, Кривизна изображения не превышает 4 мм, хроматизм увеличения—

0,013,4. Очень важным критерием качества изображения на основе волновой оптики является число Штреля: для точки на оси в предлагаемом объективе число Штреля равно 0,83, для зоны — 0.76 и для края поля—

0,57.

Формула изобретения

Ахроматический объектив микроскопа, содержащий четыре компонента, первый иэ которых — одиночная плосковыпуклая линза, второй — двояковыпуклая линза, третий — отрицательный мениск, склеенный иэ двояковыпуклой и двояковогнутой линз, а четвертый — одиночная двояковыпуклая линза, отличающийся тем, что, с целью повышения качества изображения, в объективе второй компонент выполнен в виде одиночной линзы, причем фокусное расстояние четвертого компонента составляет

2,25 фокусного расстояния обьектива.

1778737

Таблица 1

Точка на оси

Таблица 2

Точка вне оси

Таблица 3

Меридиональное сечение

1778737

2 3 6

Моркд. е и акдаш.

Ие бц88

6ЯЮУ

6387

r,&ВВ го

4, ЧВ91

r.о

r. ЧВ9

k1Ч

4М3

ЛФГ3

7 9Рс,Г о

<6 ЧЧ х.а, 7. у

Ю 4 .. гЗ,Ч . "23, 43,8 о

/ 6.г. ВГ

«. 5У,32

55,/б

d 9, У

t, 5gog

w,o

ОО

ОЮ

-56o

3.2, 6

<4..98

, 4

-rs6g

7, fg

° ЗВ3 5, 5.

<,fÓ

8О.

5; 86 о îß

7 94

О ф.5

2,Ф oe

З,З

Л,Х

84g,о

А?, 7 бо

Сагиттальное сечение

f, УЮ9 6 9,87

7, 7Ч6". «, 7;95

356 7 ФЧ

Х8 PZ W4 Г

Таблица 4

r, Ф

1й

А,А

Х

4,О

6,у

6.5

С.o

1778737

О о@5 sir< и а A" — 1 с Ж 0

<.0 /idee д Ф

ДфI

-oy

Составитель Л. Спирина

Редактор А. Лошкарева Техред М,Моргентал Корректор Н. Кешеля

Заказ 4193 Тираж 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