Планапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим рабочим расстоянием



Планапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим рабочим расстоянием
Планапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим рабочим расстоянием
Планапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим рабочим расстоянием
Планапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим рабочим расстоянием

 


Владельцы патента RU 2571005:

Открытое акционерное общество "ЛОМО" (RU)

Изобретение может быть использовано в объективах микроскопов для наблюдения и фотографирования малоконтрастных микроскопических структур. Микрообъектив содержит последовательно расположенные пять компонентов. Первый компонент - мениск, второй и третий склеены из двух линз, четвертый содержит положительную линзу и пятый включает двояковогнутую линзу. Мениск первого компонента обращен вогнутостью к пространству изображения и склеен с двояковыпуклой линзой. Второй компонент склеен из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству изображения, и двояковыпуклой линзы. Третий компонент склеен из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству предметов. В четвертом компоненте положительная линза склеена из положительного мениска, обращенного вогнутостью к пространству изображения, и двояковыпуклой линзы. В пятом компоненте двояковогнутая линза склеена с положительным мениском, обращенным вогнутостью к пространству изображения. Технический результат - увеличение рабочего расстояния при сохранении планапохроматической коррекции и исправленном хроматизме увеличения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 1 прилож.

 

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, для использования в системах отраженного света в металлографии, в микроэлектронике для работы с монографическими структурами, комплектации микроинъекторов для различных задач, в клеточной, онтогенетической и генетической инженерии и т.д.

Известен планапохроматический высокоапертурный объектив микроскопа [1], содержащий пять компонентов, первый из которых положительный мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта, второй - одиночный положительный компонент, третий - склеенный из положительной двояковыпуклой и отрицательной линз, четвертый - одиночный положительный компонент и пятый - отрицательный компонент, обращенный вогнутостью в пространство изображения, и склеенный из положительной и отрицательной линз.

Объектив имеет высокую входную апертуру, хорошо исправленные моно- и хроматические аберрации осевого и внеосевых пучков, но свободное рабочее расстояние не превышает 2 мм.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является планапохроматический высокоапертурный микробъектив с большим рабочим расстоянием [2].

Объектив содержит пять компонентов, первый из которых выполнен в виде мениска, обращенного вогнутостью к пространству предметов, второй положительный компонент выполнен склеенным из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству предметов, третий двусклеенный компонент выполнен из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству изображения, и двояковыпуклой линзы, четвертый компонент содержит одиночную положительную линзу, а пятый компонент выполнен из одиночной двояковогнутой линзы и двух менисков, обращенных вогнутостью к пространству предметов.

Объектив имеет высокую входную апертуру (10×0.38), достаточно высокую коррекцию точки на оси и по полю, большое линейное поле изображения (25 мм), увеличенное рабочее расстояние (4.5 мм).

Но свободное рабочее расстояние недостаточно для использования в системах отраженного света в металлографии, в микроэлектронике для работы с монографическими структурами, комплектации микроинъекторов для различных задач, в клеточной, онтогенетической и генетической инженерии и т.д.

Современные модели микроскопов требуют комплектации высокоапертурными планапохроматическими микрообъективами, которые имеют улучшенную коррекцию монохроматических и хроматических аберраций на оси и по всему полю изображения с многократно увеличенными рабочими расстояниями.

Основной задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является многократное увеличение рабочего расстояния при сохранении планапохроматической коррекции и исправленном хроматизме увеличения.

Поставленная задача решается с помощью предложенного планапохроматического высокоапертурного микрообъектива с большим рабочим расстоянием, который, как и прототип, содержит последовательно расположенные пять компонентов, первый из которых выполнен в виде мениска, второй и третий выполнены склеенными из двух линз, четвертый содержит положительную линзу и пятый компонент включает в себя отрицательную двояковогнутую линзу.

В отличие от прототипа в предлагаемом изобретении мениск первого компонента обращен вогнутостью к пространству изображения и выполнен склеенным с положительной двояковыпуклой линзой, второй компонент выполнен склеенным из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству изображения, и двояковыпуклой положительной линзы, третий компонент выполнен склеенным из положительной двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству предметов, в четвертом компоненте положительная линза выполнена склеенной из положительного мениска, обращенного вогнутостью к пространству изображения, и положительной двояковыпуклой линзы, а в пятом компоненте отрицательная двояковогнутая линза выполнена склеенной с положительным мениском, обращенным вогнутостью к пространству изображения.

Кроме того, коэффициент дисперсии положительных линз первого, второго и третьего компонентов, а также положительного мениска четвертого компонента имеет значение 90≤νd≤95, а значение показателя преломления отрицательных менисков в склеенных линзах второго и третьего компонентов и положительной двояковыпуклой линзы в склеенной линзе четвертого компонента 1.6≤nd≤1.65, а их коэффициент дисперсии имеет значение 42≤νd≤45.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что выполнение первого компонента двусклеенным из мениска и положительной двояковыпуклой линзы, второго компонента двусклеенным из отрицательного мениска и положительной двояковыпуклой линзы, третьего компонента двусклеенным из двояковыпуклой положительной линзы и отрицательного мениска, четвертого - склеенным из положительного мениска и двояковыпуклой линзы, и пятого - склеенного из отрицательной двояковогнутой линзы и положительного мениска, позволили в несколько раз увеличить рабочий передний отрезок (примерно в 12.5 раза), а также приведенный выше выбор коэффициентов дисперсии и показателя преломления позволили сохранить планапохроматическую коррекцию с исправленным хроматизмом увеличения.

При этом обеспечена возможность работы в системах отраженного света в металлографии, в микроэлектронике для работы с монографическими структурами, комплектация микроинъекторов для различных задач, в клеточной, онтогенетической и генетической инженерии и т.д., требующая очень больших рабочих расстояний, высокая входная апертура и наблюдение одновременно всего линейного поля зрения с высоким контрастом.

На основании изложенного можно сделать вывод, что новая совокупность существенных признаков заявляемого изобретения позволила получить технический результат, заключающийся в увеличении в несколько раз свободного рабочего расстояния, при этом сохранена достаточно высокая входная апертура (0.3) и планапохроматическая коррекция, благодаря которой одновременно осуществляется наблюдение всего поля зрения с высоким качеством изображения.

Предлагаемый планапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим рабочим расстоянием 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 с большим рабочим расстоянием содержит пять компонентов, первый из которых выполнен в виде склеенной линзы, содержащей мениск 1, обращенный вогнутостью к пространству изображения, и двояковыпуклую положительную линзу 2, второй компонент выполнен двусклеенным из отрицательного мениска 3, обращенного вогнутостью к пространству изображения, и положительной двояковыпуклой линзы 4, третий двусклеенный компонент выполнен из положительной двояковыпуклой линзы 5 и отрицательного мениска 6, обращенного вогнутостью к пространству предметов, четвертый двусклеенный компонент выполнен из положительного мениска 7, обращенного вогнутостью к пространству изображения, и двояковыпуклой линзы 8, и пятый компонент, содержащий отрицательную двояковогнутую линзу 9, склеенную с положительным мениском 10, обращенным вогнутостью к пространству изображения.

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 склеенный компонент I - мениск 1 и положительную двояковыпуклую линзу 2, второй компонент II - склеенные отрицательный мениск 3 и положительную двояковыпуклую линзу 4, образуя мнимое изображение, внося отрицательные сферическую аберрацию, кому, отрицательный астигматизм и кривизну, далее компоненты III - склеенные двояковыпуклая линза 5 и мениск 6, и компонент IV - склеенные положительный мениск 7 и двояковыпуклая положительная линза 8, образуют действительное изображение, совмещенное с передней фокальной плоскостью компонента V, увеличивая отрицательную сферическую аберрацию, компенсируя кому, астигматизм и кривизну изображения, и компонент V - склеенные двояковогнутая линза 9 и мениск 10, переносят изображение в бесконечность, образуя планапохроматическое изображение с исправленным хроматизмом увеличения (ХРУ=0%).

По предложенной схеме реализован микрообъектив с увеличением 10х, числовой апертурой 0.3, линейным полем изображения 25 мм и рабочим расстоянием 33.7 мм.

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

Таблица 1
Отн. значение величины изображения Число Штреля
1 0.72
0.866 0.82
0.707 0.88
0.5 0.92
0 0.93

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Российская Федерация, патент 2195008, МПК: G02В 21/02, 2000 г.

2. Российская Федерация, патент 2497163, МПК: G02В 21/02, 2013 г. - прототип.

1. Планапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим рабочим расстоянием, содержащий последовательно расположенные пять компонентов, первый из которых выполнен в виде мениска, второй и третий выполнены склеенными из двух линз, четвертый содержит положительную линзу и пятый компонент включает в себя отрицательную двояковогнутую линзу, отличающийся тем, что мениск первого компонента обращен вогнутостью к пространству изображения и выполнен склеенным с положительной двояковыпуклой линзой, второй компонент выполнен склеенным из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству изображения, и двояковыпуклой положительной линзы, третий компонент выполнен склеенным из положительной двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству предметов, в четвертом компоненте положительная линза выполнена склеенной из положительного мениска, обращенного вогнутостью к пространству изображения, и положительной двояковыпуклой линзы, а в пятом компоненте отрицательная двояковогнутая линза выполнена склеенной с положительным мениском, обращенным вогнутостью к пространству изображения.

2. Планапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим рабочим расстоянием по п. 1, отличающийся тем, что коэффициент дисперсии положительных линз первого, второго и третьего компонентов, а также положительного мениска четвертого компонента имеет значение 90 ν d 95, а значение показателя преломления отрицательных менисков в склеенных линзах второго и третьего компонентов и положительной двояковыпуклой линзы в склеенной линзе четвертого компонента 1,6nd 1,65, а их коэффициент дисперсии имеет значение 42 ν d 45.



 

Похожие патенты:

Оптическая тепловизионная система содержит расположенные по ходу лучей входной объектив, строящий действительное промежуточное изображение, и проекционный объектив, установленный перед фотоприемным устройством.

Светосильный объектив может использоваться в приборах ночного видения. Объектив содержит расположенные по ходу луча положительный и отрицательный мениски, обращенные выпуклостью в сторону предмета, апертурную диафрагму, отрицательный компонент, склеенный из двояковогнутой и двояковыпуклой линз, двояковыпуклую линзу и положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению.

Светосильный объектив может использоваться в приборах совместно с матричными приемниками. Объектив содержит расположенные последовательно по ходу луча двояковогнутую линзу, блок из двух положительных менисков, обращенных выпуклостями друг к другу, двояковыпуклую линзу и компонент в виде склеенных друг с другом двояковыпуклой и двояковогнутой линз.

Инфракрасный объектив может быть использован в тепловизорах. Объектив содержит три компонента.

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

Объектив // 2532560
Изобретение может быть использовано в качестве объектива телевизионной камеры с ПЗС-матрицей и фотоприемника дальномера. Объектив содержит по ходу луча первый компонент в виде положительной склеенной линзы из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, второй компонент в виде положительного мениска, склеенного из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, третий компонент в виде мениска, склеенного из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, спектроделительный блок, разделяющий длину волны лазерного излучения и спектральный диапазон чувствительности ПЗС-матрицы, с которым оптически связан четвертый компонент, выполненный в виде отрицательной линзы.

Объектив может быть использован в пассивных и активно-импульсных ПНВ совместно с ЭОП 2, 2+ и 3-го поколений. Объектив содержит первый положительный мениск, обращенный вогнутой поверхностью в сторону второго компонента, второй отрицательный компонент, склеенный из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, четвертую двояковыпуклую линзу, третий и пятый отрицательные мениски, обращенные вогнутыми поверхностями в сторону четвертой линзы.

Объектив может использоваться в тепловизионных приборах с матричными приемниками, регистрирующими изображение в фиксированной плоскости. Объектив содержит четыре компонента.

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к объективам для инфракрасной (ИК) области спектра, и может быть использовано в технологических установках по проверке параметров матричных приемников теплового излучения, применяемых в тепловизорах.

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может использоваться как объектив цифровых фотоаппаратов мобильных телефонов или массовых видеокамер наблюдения, работающих в режиме «день-ночь», т.е.

Микрообъектив может быть использован в микроскопах для визуального наблюдения, вывода на TV-камеру и фотографирования малоконтрастных микроскопических структур, находящихся на пределе разрешающей способности световых микроскопов.
Изобретение может быть использовано в микроскопах, а также для визуального наблюдения и фотографирования малоконтрастных микроскопических структур, находящихся на пределе разрешающей способности световых микроскопов.

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.

Изобретение может быть использовано в микроскопах для наблюдения и фотографирования малоконтрастных микроскопических структур, находящихся на пределе разрешающей способности световых микроскопов.

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 оптических системах, например в телескопических, в микроскопах и в других приборах, в том числе и в ИК - системах. Объектив состоит из пяти одиночных линз по ходу лучей, первая из которых - положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, вторая - положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, третья - положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, четвертая - двояковыпуклая линза, пятая - отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к изображению. Радиусы сферических поверхностей первых по ходу лучей поверхностей первых трех линз возрастают по модулю. Радиусы сферических поверхностей вторых по ходу лучей поверхностей первых трех линз возрастают по модулю. Технический результат - увеличение фокусного расстояния и заднего фокального отрезка при повышении технологичности и при сохранении высокого качества изображения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл.
Наверх