Планапохроматический высокоапертурный иммерсионный микрообъектив большого увеличения



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

 


Владельцы патента RU 2549340:

Открытое акционерное общество "ЛОМО" (RU)

Изобретение может быть использовано в микроскопах для наблюдения и фотографирования малоконтрастных микроскопических структур, находящихся на пределе разрешающей способности световых микроскопов. Микрообъектив содержит три компонента. Первый компонент содержит положительные двусклеенные линзу и мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта и выполненный из положительного и отрицательного менисков. Второй компонент состоит из трех положительных склеенных линз, первая из которых выполнена из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью в пространство объекта, вторая содержит двояковыпуклую и двояковогнутую линзы, а третья склеена из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью в пространство изображения, отрицательного мениска, обращенного вогнутостью в пространство объекта, и расположенной между ними двояковыпуклой линзы. Третий компонент содержит два склеенных отрицательных мениска, первый из которых включает двояковыпуклую и двояковогнутую линзы и обращен вогнутостью в пространство изображения, а второй обращен вогнутостью в пространство объекта и выполнен из положительного и отрицательного менисков. Технический результат - увеличение линейного поля изображения и достижение планапохроматической коррекции. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 прилож., 1 табл.

 

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 планапохроматический объектив микроскопа [1], содержащий три компонента, последовательно расположенных по ходу лучей, первый из которых включает положительную склеенную линзу и мениск, склеенный из отрицательного и положительного менисков, обращенный вогнутостью в пространство объекта, второй компонент состоит из трех положительных двусклеенных линз, первая из которых склеена из положительной линзы и отрицательного мениска, вторая - из отрицательной и положительной двояковыпуклой линз, третья из положительной двояковыпуклой и отрицательной линз, и третий компонент содержит два склеенных отрицательных мениска, обращенных вогнутостью в пространство изображения, первый из которых склеен из положительного и отрицательного менисков, второй - из положительной двояковыпуклой и отрицательной двояковогнутой линз, при этом между вторым и третьим компонентами расположена ирисовая диафрагма.

Объектив имеет планапохроматическую коррекцию, высокую входную апертуру, но недостаточное поле изображения (20 мм).

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является высокоапертурный ахроматический иммерсионный микробъектив большого увеличения [2]. Объектив содержит три компонента, первый из которых - положительная двусклеенная линза и два положительных мениска, обращенных вогнутостью к пространству объекта, второй из менисков выполнен двусклеенным из отрицательной двояковогнутой и положительной двояковыпуклой линз, второй компонент включает в себя три положительные склеенные линзы, первая из которых имеет форму мениска, склеенного из отрицательной двояковогнутой и положительной двояковыпуклой линз, вторая склеена из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью в пространство изображения, и положительной двояковыпуклой линзы, третья склеена из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью в пространство изображения и отрицательной двояковогнутой линзы с расположенной между ними положительной двояковыпуклой линзы, третий компонент содержит два склеенных отрицательных мениска, первый из которых состоит из положительной двояковыпуклой и отрицательной двояковогнутой линз, и обращен вогнутостью в пространство изображения, и второй склеенный мениск, состоящий из отрицательной двояковогнутой и положительной двояковыпуклой линз и обращенный вогнутостью в пространство объекта.

Объектив имеет высокую входную апертуру (60×1.25), но недостаточно высокую коррекцию точки на оси и по полю (ахроматическую коррекцию), недостаточное линейное поле изображения (22 мм).

Основной задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является увеличение линейного поля изображения и достижение планапохроматической коррекции.

Поставленная задача решается с помощью предложенного планапохроматического высокоапертурного иммерсионного микрообъектива большого увеличения, который, как и прототип, содержит последовательно расположенные три компонента, первый из которых - положительная двусклеенная линза и положительный двусклеенный мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта, второй компонент, состоящий из трех положительных склеенных линз, третья из которых склеена из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью в пространство изображения, и отрицательной линзы с расположенной между ними положительной двояковыпуклой линзой, и третий компонент, содержащий два склеенных отрицательных мениска, первый из которых включает в себя положительную двояковыпуклую и отрицательную двояковогнутую линзы, и обращен вогнутостью в пространство изображения, и второй мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта.

В отличие от прототипа в первом компоненте положительный двусклеенный мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта, выполнен из положительного и отрицательного менисков, первая положительная склеенная линза второго компонента выполнена из двояковыпуклой положительной линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью в пространство объекта, вторая положительная склеенная линза содержит положительную двояковыпуклую и отрицательную двояковогнутую линзы, а отрицательная линза в третьей склеенной линзе выполнена в виде мениска, обращенного вогнутостью в пространство объекта, в третьем компоненте второй отрицательный мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта, выполнен из положительного и отрицательного менисков, обращенных вогнутостью в пространство объекта, а между первой и второй склеенными линзами второго компонента помещена ирисовая диафрагма.

Кроме того, показатели преломления положительного мениска в склеенном мениске первого компонента, отрицательных менисков в первой склеенной линзе, в третьей склеенной линзе и отрицательной двояковогнутой линзы во второй склеенной линзе второго компонента, а также положительной двояковыпуклой линзы в первом склеенном мениске и положительного мениска во втором склеенном мениске третьего компонента имеют значения 1.72≤nd≤1.78, а их коэффициенты дисперсии 25≤νd≤27, показатели преломления отрицательного мениска в склеенном мениске первого компонента, отрицательной двояковогнутой линзы и отрицательного мениска в склеенных менисках третьего компонента имеют значения 1.72≤nd≤1.78, а их коэффициенты дисперсии 48≤νd≤52.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что выполнение в первом компоненте положительного двусклеенного мениска, обращенного вогнутостью в пространство объекта, из положительного и отрицательного менисков, а во втором компоненте выполнение первой положительной склеенной линзы из двояковыпуклой положительной линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью в пространство объекта, второй положительной склеенной линзы в виде положительной двояковыпуклой и отрицательной двояковогнутой линз, и выполнение отрицательной линзы в третьей склеенной линзе в виде мениска, обращенного вогнутостью в пространство объекта, а также выполнение в третьем компоненте второго отрицательного мениска, обращенного вогнутостью в пространство объекта, из положительного и отрицательного менисков, обращенных вогнутостью в пространство объекта, позволило обеспечить плановую коррекцию, увеличить линейное поле изображения с 22 мм до 25 мм и поместить ирисовую диафрагму, а выбор стекол с приведенными выше показателями преломления и коэффициентами дисперсии позволили достигнуть апохроматической коррекции и увеличить входную числовую апертуру с 1.25 до 1.3.

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 1.14 раза до 25 мм, входную апертуру до 1.3 и обеспечить расположение ирисовой диафрагмы во втором компоненте.

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

Заявляемый планахроматический высокоапертурный иммерсионный микрообъектив большого увеличения содержит три компонента.

Первый компонент I содержит положительную склейку линзы 1 и 2, положительный склеенный мениск 3 и 4, обращенный вогнутостью в пространство объекта.

Второй компонент II состоит из трех положительных линз, первая из которых является склейкой из положительной двояковыпуклой линзы 5 и отрицательного 6 мениска, обращенного вогнутостью в пространство объекта, вторая является склейкой из положительной двояковыпуклой 7 и отрицательной двояковогнутой 8 линз, третья является трехсклеенной из двух отрицательных менисков 9 и 10 с расположенной между ними положительной двояковыпуклой линзой 11.

Третий компонент III содержит отрицательный мениск, обращенный вогнутостью в пространство изображения, склеенный из положительной двояковыпуклой 12 и отрицательной двояковогнутой 13 линз, и отрицательный мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта, склеенный из положительного 14 и отрицательного 15 менисков.

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 линзы 1 и 2 и положительный склеенный мениск 3 и 4, образуя мнимое увеличенное изображение, внося отрицательную сферическую аберрацию, хроматизм положения и увеличения, кому.

Компонент II линзы 5, 6, 7, 8, 9, 10 и 11 строит увеличенное действительное изображение объекта в фокальной плоскости компонента Ш, уменьшая апертуру выходящего пучка, переисправляя кому.

Компонент III линзы 12, 13, 14 и 15 переносит изображение объекта в бесконечность, образуя планапохроматическое высококонтрастное изображение объекта.

По предложенной схеме реализован иммерсионный микрообъектив с увеличением 100х, числовой апертурой 1.3 масляной иммерсии, линейным полем изображения 25 мм.

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

Таблица 1
Относительное значение величины изображения Число Штреля
1 0.44
0.866 0.57
0.707 0.72
0.5 0.88
0 0.9

Таким образом, в предлагаемом планапохроматическом высокоапертурном иммерсионном микрообъективе достигнуто увеличение линейного поля изображения и планапохроматическая коррекция, благодаря которой одновременно осуществляется наблюдение всего поля зрения с высоким контрастом, при этом линейное поле изображения увеличено в 1.14 раза до 25 мм, а входная апертура до 1.3.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Российская Федерация, патент на полезную модель №28779, МПК: G02В 21/02, 2003 г.

2. Международная заявка WO №2009057666, МПК: G02В 21/02, 2009 г. - прототип.

1. Планапохроматический высокоапертурный иммерсионный микрообъектив большого увеличения, содержащий последовательно расположенные три компонента, первый из которых - положительная двусклеенная линза и положительный двусклеенный мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта, второй компонент, состоящий из трех положительных склеенных линз, третья из которых склеена из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью в пространство изображения, и отрицательной линзы с расположенной между ними положительной двояковыпуклой линзой, и третий компонент, содержащий два склеенных отрицательных мениска, первый из которых включает в себя положительную двояковыпуклую и отрицательную двояковогнутую линзы, и обращен вогнутостью в пространство изображения, и второй мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта, отличающийся тем, что в первом компоненте положительный двусклеенный мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта, выполнен из положительного и отрицательного менисков, первая положительная склеенная линза второго компонента выполнена из двояковыпуклой положительной линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью в пространство объекта, вторая положительная склеенная линза содержит положительную двояковыпуклую и отрицательную двояковогнутую линзы, а отрицательная линза в третьей склеенной линзе выполнена в виде мениска, обращенного вогнутостью в пространство объекта, в третьем компоненте второй отрицательный мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта, выполнен из положительного и отрицательного менисков, обращенных вогнутостью в пространство объекта, а между первой и второй склеенными линзами второго компонента помещена ирисовая диафрагма.

2. Планапохроматический высокоапертурный иммерсионный микрообъектив большого увеличения по п.1, отличающийся тем, что показатели преломления положительного мениска в склеенном мениске первого компонента, отрицательных менисков в первой склеенной линзе, в третьей склеенной линзе и отрицательной двояковогнутой линзы во второй склеенной линзе второго компонента, а также положительной двояковыпуклой линзы в первом склеенном мениске и положительного мениска во втором склеенном мениске третьего компонента имеют значения 1.72≤nd≤1.78, а их коэффициенты дисперсии 25≤νd≤27, показатели преломления отрицательного мениска в склеенном мениске первого компонента, отрицательной двояковогнутой линзы и отрицательного мениска в склеенных менисках третьего компонента имеют значения 1.72≤nd≤1.78, а их коэффициенты дисперсии 48≤νd≤52.



 

Похожие патенты:

Изобретение может использоваться в видеокамере с ПЗС-матрицей. Вариообъектив содержит четыре компонента и апертурную диафрагму, расположенную перед четвертым компонентом.

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.

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.

Микрообъектив содержит последовательно расположенные пять компонентов. Первый компонент - положительный мениск, обращенный выпуклостью к пространству изображения.

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.

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 может быть использовано в микроскопах, а также для визуального наблюдения и вывода на TV-камеру малоконтрастных микроскопических структур, находящихся на пределе разрешающей способности световых микроскопов. Микрообъектив включает последовательно расположенные три компонента. Первый компонент содержит двусклеенную линзу, состоящую из плосковыпуклой линзы и положительного мениска, обращенного вогнутостью в пространство объекта, и мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта и выполненный в виде одиночной линзы. Второй компонент выполнен в виде трехсклеенной линзы, состоящей из двух двояковыпуклых линз с размещенной между ними двояковогнутой линзой, и двух двусклеенных линз, между которыми помещен положительный мениск, обращенный вогнутостью в пространство изображения. Третий компонент содержит двусклеенный мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта и выполненный из положительного и отрицательного менисков, и размещенный перед ним отрицательный мениск, обращенный вогнутостью в пространство изображения. Технический результат - увеличение входной числовой апертуры, линейного поля изображения, улучшение моно и хроматических аберраций осевого и внеосевых пучков. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 прилож., 1 табл.
Наверх