Планапохроматический высокоапертурный микрообъектив большого увеличения



Планапохроматический высокоапертурный микрообъектив большого увеличения
Планапохроматический высокоапертурный микрообъектив большого увеличения
Планапохроматический высокоапертурный микрообъектив большого увеличения
Планапохроматический высокоапертурный микрообъектив большого увеличения
Планапохроматический высокоапертурный микрообъектив большого увеличения

 


Владельцы патента RU 2532959:

Открытое акционерное общество "ЛОМО" (RU)

Микрообъектив содержит пять компонентов. Первый компонент содержит мениск, обращенный выпуклостью к пространству изображения и склеенный из отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к пространству изображения, и размещенной перед ним положительной линзы. Второй состоит из двух положительных линз, первая склеена из положительного и отрицательного менисков, обращенных выпуклостью в пространство изображения, а вторая - из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного выпуклостью в пространство изображения. Третий склеен из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью в пространство изображения, и двояковыпуклой линзы, и перед ним дополнительно помещена двояковыпуклая линза. Четвертый содержит одиночный положительный мениск, обращенный вогнутостью в пространство изображения, и линзу, склеенную из положительной и отрицательной линз. Пятый компонент включает линзу, склеенную из двух менисков, обращенных вогнутостью в пространство объекта, и перед ней помещен одиночный мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта. Технический результат - увеличение линейного поля изображения и входной числовой апертуры, улучшение моно и хроматических аберраций осевого и внеосевых пучков. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 1 прил.

 

Предлагаемое изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам микроскопов, и может быть использовано для визуального наблюдения и фотографирования малоконтрастных микроскопических структур, находящихся на пределе разрешающей способности световых микроскопов в естественном свете, свете видимой люминесценции, в поляризованном свете методом светлого поля, темного поля, фазового контраста и др.

Известен апохроматический объектив микроскопа [1], содержащий пять компонентов, первый из которых - положительный мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта, второй - двусклеенная положительная линза, третий компонент - трехсклеенная положительная линза, четвертый компонент содержит две склеенные положительные линзы и пятый - отрицательный мениск.

Объектив имеет апохроматическую коррекцию для точки на оси, высокую входную апертуру, но недостаточное поле изображения (20 мм), остаточные астигматизм и кривизну изображения, не позволяющие одновременно наблюдать все поле изображения, а также тубус 160 мм.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является высокоапертурный ахроматический микробъектив большого увеличения [2]. Он содержит пять компонентов, первый из которых положительный мениск, обращенный выпуклостью в пространство изображений, второй выполнен в виде двух положительных менисков, обращенных выпуклостью к пространству изображений, третий компонент, скленный из положительной и отрицательной линз, четвертый содержит положительную двояковыпуклую линзу и склейку из положительной и отрицательной линз, пятый - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к пространству изображений, склеенный из положительной и отрицательной линз.

Объектив имеет довольно высокую входную апертуру (63×1.15), но недостаточно высокую коррекцию точки на оси и по полю, большой хроматизм увеличения (0.8%), остаточные астигматизм и кривизну и недостаточное линейное поле изображения (20 мм).

Современные модели микроскопов требуют комплектации высокоапертурными планапохроматическими микрообъективами, которые имеют улучшенную коррекцию монохроматических и хроматических аберраций на оси и всем поле изображения.

Основной задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является увеличение линейного поля изображения и входной числовой апертуры, улучшение моно и хроматических аберраций осевого и внеосевых пучков.

Поставленная задача решается с помощью предложенного планапохроматического высокоапертурного микрообъектива большого увеличения, который, как и прототип, содержит последовательно расположенные пять компонентов, первый из которых выполнен в виде мениска, обращенного выпуклостью к пространству изображения, второй, состоящий из двух положительных линз, третий, склеенный из двух линз, четвертый, содержащий одиночную положительную и склеенную из положительной и отрицательной линзы, и пятый компонент, включающий в себя двусклееную линзу, состоящую из положительной и отрицательной линз.

В отличие от прототипа первый компонент выполнен склеенным из отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к пространству изображения, и дополнительной положительной линзы, размещенной перед мениском, положительные линзы второго компонента выполнены склеенными, первая - из положительного и отрицательного менисков, обращенных выпуклостью в пространство изображения, а вторая - из двояковыпуклой положительной линзы и отрицательного мениска, обращенного выпуклостью в пространство изображения, третий склеенный компонент состоит из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью в пространство изображения, и положительной двояковыпуклой линзы, и перед ним дополнительно помещена положительная двояковыпуклая линза, в четвертом компоненте одиночная положительная линза выполнена в виде мениска, обращенного вогнутостью в пространство изображения, а двусклеенная линза пятого компонента выполнена из двух менисков, обращенных вогнутостью в пространство объекта, и перед ней дополнительно помещен одиночный мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта.

Кроме того, показатели преломления отрицательного мениска первого компонента, отрицательных менисков второго компонента, отрицательной линзы в склейке четвертого компонента и отрицательного мениска склейки пятого компонента имеют значения 1.78≤nd≤1.85, а их коэффициенты дисперсии 40≤νd≤47, показатели преломления отрицательного мениска в склейке третьего компонента и положительного мениска в склейке пятого компонента имеют значения 1.8≤nd≤1.85, а их коэффициенты дисперсии 22≤nd≤25.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что выполнение первого и второго компонента двускленными, третьего - склеенным из отрицательного мениска и положительной двояковыпуклой линзы, и размещение перед ним положительной двояковыпуклой линзы, размещение дополнительного отрицательного мениска перед склейкой в пятом компоненте, а также конфигурации линз, позволили обеспечить плановую коррекцию, а выбор стекол с приведенными выше показателями преломления и коэффициентами дисперсии позволили достигнуть апохроматической коррекции и увеличить входную числовую апертуру с 1.15 до 1.2.

На основании изложенного можно сделать вывод, что новая совокупность существенных признаков заявляемого изобретения позволила получить технический результат, заключающийся в достижении планапохроматической коррекции, благодаря которой одновременно осуществляется наблюдение всего поля зрения с высоким контрастом, увеличить линейное поле изображения в 1.25 раза и входную апертуру до 1.2.

Предлагаемый планапохроматический высокоапертурный микрообъектив большого увеличения поясняется чертежом, на котором на фиг.1 представлена его оптическая схема, а также Приложением, в котором даны конструктивные параметры и аберрационные выпуски.

Заявляемый планахроматический высокоапертурный микрообъектив большого увеличения содержит пять компонетов.

Первый компонент I содержит отрицательный мениск 1, обращенный выпуклостью в пространство изображения, перед которым дополнительно помещена положительная линза 2, которая склеена с мениском 1.

Второй компонент II состоит из двух положительных линз, первая из которых является склейкой из положительного 3 и отрицательного 4 менисков, обращенных выпуклостью в пространство изображения, вторая является склеенной из положительной двояковыпуклой линзы 5 и отрицательного мениска 6, обращенного выпуклостью в пространство изображения.

Третий компонент III содержит отрицательный мениск 7, обращенный вогнутостью в пространство изображения, склеенный с положительной двояковыпуклой линзой 8, а перед ним дополнительно размещена положительная двояковыпуклая линза 9.

Четвертый компонент IV содержит одиночную положительную линзу 10, выполненную в виде мениска, обращенного вогнутостью в пространство изображения, и склеенный из положительной двояковыпуклой 11 и отрицательной двояковогнутой 12 линз мениск, обращенный вогнутостью в пространство изображений.

Пятый компонент V состоит из склеенного положительного 13 и отрицательного 14 менисков, обращенных вогнутостью в пространство объекта, перед которыми дополнительно размещен отрицательный мениск 15, обращенный вогнутостью в пространство объекта.

Предлагаемый объектив работает следующим образом.

Объектив работает с тубусной линзой f'=200 мм.

Лучи от объекта наблюдения, расположенного в передней фокальной плоскости микрообъектива, проходят через первый компонент I - склеенные положительную линзу 2 и отрицательный мениск 1, образуя мнимое увеличенное изображение, внося положительную сферическую аберрацию, хроматизм положения и увеличения.

Компонент II линзы 3, 4, 5 и 6 строит также увеличенное мнимое изображение объекта, внося астигматизм, кривизну и большую кому, переисправляя сферическую аберрацию, хроматизм положения и увеличения.

Далее компонент III линзы 9, 7 и 8 образует действительное увеличенное изображение, уменьшая астигматизм и кривизну, сферическую аберрацию, хроматизм положения и увеличения, компенсируя кому.

Компонент IV линзы 10, 11 и 12 строит действительное изображение объекта в фокальной плоскости компонента V, исправляя астигматизм и кривизну.

Компонент V линзы 15, 13 и 14 переносит изображение объекта в бесконечность, образуя планапохроматическое высококонтрастное изображение объекта.

По предложенной схеме реализованы микрообъективы с увелчением 63x, числовой апертурой 1.2 водной иммерсии и 1.25 масляной иммерсии, линейным полем изображения 25 мм.

В таблице 1 представлено число Штреля, характеризующее качество изображения микрообъектива для приведенных относительных значений величин изображения для объектива водной иммерсии.

Таблица 1
Отн. значение величины изображения Число Штреля
1 0.61
0.866 0.75
0.707 0.83
0.5 0.88
0 0.94

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Объектив 63×1.2 водной иммерсии с.11 «Приложения к диссертации «Теория, методы проектирования и расчет оптики микроскопов», 1985 г.

2. RU, полезная модель №36535 U1, G02B 21/02, 2003 г. - прототип.

1. Планапохроматический высокоапертурный микрообъектив большого увеличения, содержащий последовательно расположенные пять компонентов, первый из которых выполнен в виде мениска, обращенного выпуклостью к пространству изображения, второй, состоящий из двух положительных линз, третий, склеенный из двух линз, четвертый, содержащий одиночную положительную и склеенную из положительной и отрицательной линзы, и пятый компонент, включающий в себя двусклееную линзу из положительной и отрицательной линз, отличающийся тем, что первый компонент выполнен склеенным из отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к пространству изображения, и дополнительной положительной линзы, размещенной перед мениском, положительные линзы второго компонента выполнены склеенными, первая - из положительного и отрицательного менисков, обращенных выпуклостью в пространство изображения, а вторая - из двояковыпуклой положительной линзы и отрицательного мениска, обращенного выпуклостью в пространство изображения, третий склеенный компонент состоит из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью в пространство изображения, и положительной двояковыпуклой линзы и перед ним дополнительно помещена положительная двояковыпуклая линза, в четвертом компоненте одиночная положительная линза выполнена в виде мениска, обращенного вогнутостью в пространство изображения, а двусклеенная линза пятого компонента выполнена из двух менисков, обращенных вогнутостью в пространство объекта, и перед ней дополнительно помещен одиночный мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта.

2. Планапохроматический высокоапертурный микрообъектив большого увеличения, по п.1, отличающийся тем, что показатели преломления отрицательного мениска первого компонента, отрицательных менисков второго компонента, отрицательной линзы в склейке четвертого компонента и отрицательного мениска склейки пятого компонента имеют значения 1.78≤nd≤1.85, а их коэффициенты дисперсии 40≤νd≤47, показатели преломления отрицательного мениска в склейке третьего компонента и положительного мениска в склейке пятого компонента имеют значения 1.8≤nd≤1.85, а их коэффициенты дисперсии 22≤νd≤25.



 

Похожие патенты:

Использование: относится к оптико-электронному приборостроению и может быть использовано в тепловизионных устройствах с матричными фотоприемными устройсвами. Цель: повышение разрешающей способности оптической системы тепловизионного прибора при сохранении ее компактности.

Инфракрасный объектив содержит вынесенную апертурную диафрагму, размещенную между последним компонентом объектива и плоскостью изображений, и четыре компонента.

Микрообъектив может быть использован для исследования малоконтрастных микроскопических структур, находящихся на пределе разрешающей способности световых микроскопов.

Микрообъектив может быть использован для визуального наблюдения и фотографирования малоконтрастных микроскопических структур, находящихся на пределе разрешающей способности.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, конкретно к проекционным объективам, и может быть использовано, например, в устройствах переноса изображения, формируемого на выходном окне рентгеновского электронно-оптического преобразователя (РЭОП) или другого электронно-оптического преобразователя (ЭОП) на ПЗС-матрицу.

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к объективам для средней инфракрасной (ИК) области спектра, и может быть использовано в оптических системах тепловизоров, построенных на основе охлаждаемых матричных приемников теплового излучения, чувствительных в спектральном диапазоне от 3 до 5 мкм.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, конкретно к проекционным объективам с большим относительным отверстием, и может быть использовано, например, в оптических системах переноса изображения с рентгеновского экрана на ПЗС-матрицу.

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к объективам для инфракрасной (ИК) области спектра, и может быть использовано в оптических системах тепловизоров, построенных на основе охлаждаемых матричных приемников теплового излучения, чувствительных в пределах спектральных диапазонов от 3 до 5 мкм и от 8 до 12 мкм.

Микрообъектив может быть использован для визуального наблюдения в большом поле зрения с большим контрастом изображения. Микрообъектив содержит последовательно расположенные четыре компонента.

Микрообъектив может быть использован для исследования малоконтрастных микроскопических структур, находящихся на пределе разрешающей способности световых микроскопов.

Способ включает предварительное измерение технологические погрешностей линзовых узлов и расчет по ним величины изменения одного из воздушных промежутков и углы поворота каждого линзового узла вокруг оси наружного цилиндра линзового узла.

Микрообъектив может быть использован для визуального наблюдения и фотографирования малоконтрастных микроскопических структур, находящихся на пределе разрешающей способности.

Объектив может быть использован в люминесцентных микроскопах, работающих при больших перепадах температур в проходящем и отраженном свете, в которых возбуждение люминесценции производится глубоким ультрафиолетом (от 250 нм), а наблюдение производится в видимом диапазоне.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам микроскопов, и может быть использовано в люминесцентных микроскопах, работающих при больших перепадах температур, в которых возбуждение люминесценции проводится глубоким ультрафиолетом (от 250 нм), а работа проводится в видимом и инфракрасном диапазоне (от 404 до 1000 нм).

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам микроскопов, и может использоваться в люминесцентных микроскопах, работающих при больших перепадах температур, в которых возбуждение люминесценции производится глубоким ультрафиолетом (от 250 нм), а работа производится в видимом и инфракрасном диапазоне (от 404 до 1000 нм).

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано в объективах микроскопов, а также в люминесцентных микроскопах, работающих при больших перепадах температур, в которых возбуждение люминесценции производится глубоким ультрафиолетом (от 250 нм), а работа производится в видимом и инфракрасном диапазоне (от 404 до 1000 нм).

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам микроскопов, и может быть использовано в люминесцентных микроскопах, работающих при больших перепадах температур, в которых возбуждение люминесценции производится глубоким ультрафиолетом (от =250 нм), а наблюдение производится в видимом и инфракрасном диапазоне от 404 до 1000 нм.

Микрообъектив содержит последовательно расположенные пять компонентов. Первый компонент - положительный мениск, обращенный выпуклостью к пространству изображения. Второй - положительная линза, склеенная из двояковыпуклой линзы и положительного мениска, обращенного выпуклостью в пространство изображения. Третий - положительный трехсклеенный компонент, состоящий из двух положительных линз с размещенной между ними двояковогнутой линзой, причем вторая положительная линза выполнена плосковыпуклой, причем плоская поверхность совмещена с промежуточным изображением входного зрачка и обращена в пространство изображения, а за ней дополнительно помещена плосковыпуклая линза, обращенная плоской стороной в пространство объекта. Четвертый компонент - положительная линза, склеенная из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью в пространство изображения, и двояковыпуклой линзы. Пятый - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта и склеенный из двояковогнутой и двояковыпуклой линз. Технический результат - увеличение выходной числовой апертуры при сохранении планапохроматической коррекции, исправленном хроматизме увеличения и большом линейном поле изображения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 прил., 1 табл.
Наверх