CN108873288B - 一种显微镜物镜及包括显微镜物镜的显微镜 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的显微镜物镜，包括同光轴设置的十四片球面透镜，所述十四片球面透镜从物方至像方依次包括：第一透镜(L1)、第二透镜(L2)、第三透镜(L3)、第四透镜(L4)、第五透镜(L5)、第六透镜(L6)、第七透镜(L7)、第八透镜(L8)、第九透镜(L9)、第十透镜(L10)、第十一透镜(L11)、第十二透镜(L12)、第十三透镜(L13)及第十四透镜(L14)，本发明提供的显微镜物镜，在保证高数值孔径高分辨率的同时，物方视场显著增大，实现了500nm至800nm波段的复消色差，很好地消除了球差、彗差、像散、场曲、畸变、倍率色差及轴向色差，满足平场复消色差物镜要求，实现了宽视场(即大视场数和低倍率)和高数值孔径的技术要求。

Description

一种显微镜物镜及包括显微镜物镜的显微镜
技术领域
本发明涉及显微镜技术领域，尤其涉及一种显微镜物镜及显微镜。
背景技术
显微物镜以一定的视场角、焦距、相对孔径完成其特定的成像功能，但是受光学成像原理的限制，这些光学特性参数之间是相互制约的。显微物镜具备大数值孔径带来高分辨率的特点。但是受光学系统收集信息能力的限制，通常很难同时兼顾高分辨率和大视场。常规显微物镜的视场数(F.N.)为22mm，不能满足大面积甚至是全切片成像的要求。现有的技术均是采用快速扫描和视场拼接的方法实现全切片成像。但受到单个视场尺寸以及视场拼接算法的限制，全片成像速度较慢，需要数分钟才能完成全片扫描成像。。
发明内容
有鉴如此，有必要针对现有技术存在的缺陷，提供一种宽视场(即大视场数和低倍率)和高数值孔径的显微镜物镜。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种显微镜物镜，包括：同光轴设置的十四片球面透镜，所述十四片球面透镜从物方至像方依次包括：第一透镜(L1)、第二透镜(L2)、第三透镜(L3)、第四透镜(L4)、第五透镜(L5)、第六透镜(L6)、第七透镜(L7)、第八透镜(L8)、第九透镜(L9)、第十透镜(L10)、第十一透镜(L11)、第十二透镜(L12)、第十三透镜(L13)及第十四透镜(L14)，其中：
所述第一透镜(L1)和所述第二透镜(L2)组成胶合透镜组，其中，所述第一透镜(L1)面向物方为凹面，面向像方为凸面；所述第二透镜(L2)面向物方为凹面，面向像方为凸面，所述第一透镜(L1)面向像方的凸面和所述第二透镜(L2)面向物方的凹面胶合在一起；
所述第三透镜(L3)面向物方为凸面，面向像方为凸面；
所述第四透镜(L4)、所述第五透镜(L5)和所述第六透镜(L6)组成胶合透镜组，其中，所述第四透镜(L4)面向物方为凸面，面向像方为凸面，所述第五透镜(L5)面向物方为凹面，面向像方为凹面，所述第六透镜(L6)面向物方为凸面，面向像方为凸面，所述第四透镜(L4)面向像方的凸面和第五透镜(L5)面向物方的凹面胶合在一起，所述第五透镜(L5)面向像方的凹面和第六透镜(L6)面向物方的凸面胶合在一起；
所述第七透镜(L7)和第八透镜(L8)组成胶合透镜组，其中，所述第七透镜(L7)面向物方为凸面，面向像方为凹面，所述第八透镜(L8)面向物方为凸面，面向像方为凸面，所述第七透镜(L7)面向像方的凹面和所述第八透镜(L8)面向物方的凸面胶合在一起；
所述第九透镜(L9)和第十透镜(L10)组成胶合透镜组，其中，所述第九透镜(L9)面向物方为凸面，面向像方为凸面，所述第十透镜(L10)面向物方为凹面，面向像方为凹面，所述第九透镜(L9)面向像方的凸面和所述第十透镜(L10)面向物方的凹面胶合在一起；
所述第十一透镜(L11)和第十二透镜(L12)组成胶合透镜组，其中，所述第十一透镜(L11)面向物方为凹面，面向像方为凸面，所述第十二透镜(L12)面向物方为凹面，面向像方为凹面，第十一透镜(L11)面向像方的凸面和第十二透镜(L12)面向物方的凹面胶合在一起；
所述第十三透镜(L13)和所述第十四透镜(L14)组成胶合透镜组，其中，所述第十三透镜(L13)面向物方为凹面，面向像方为凹面，所述第十四透镜(L14)面向物方为凸面，面向像方为凸面，所述第十三透镜(L13)面向像方的凹面和第十四透镜(L14)面向物方的凸面胶合在一起。
在一些较佳的实施例中，所述第一透镜(L1)面向物方的凹面为第一镜面，所述第一透镜(L1)和第二透镜(L2)的胶合面为第二镜面，所述第二透镜(L2)面向像方的凸面为第三镜面，所述第三透镜(L3)面向物方的凸面为第四镜面，所述第三透镜(L3)面向像方的凸面为第五镜面，所述第四透镜(L4)面向物方的凸面为第六镜面，所述第四透镜(L4)和第五透镜(L5)的胶合面为第七镜面，所述第五透镜(L5)和第六透镜(L6)的胶合面为第八镜面，所述第六透镜(L6)面向像方的凸面为第九镜面，所述第七透镜(L7)面向物方的凸面为第十镜面，所述第七透镜(L7)和所述第八透镜(L8)的胶合面为第十一镜面，所述第八透镜(L8)面向像方的凸面为第十二镜面，所述第九透镜(L9)面向物方的凸面为第十三镜面，所述第九透镜(L9)和所述第十透镜(L10)的胶合面为第十四镜面，所述第十透镜(L10)面向像方的凹面为第十五镜面，所述第十一透镜(L11)面向物方的凹面为第十六镜面，所述第十一透镜(L11)和所述第十二透镜(L12)的胶合面为第十七镜面，所述第十二透镜(L12)面向像方的凹面为第十八镜面，所述第十三透镜(L13)面向物方的凹面为第十九镜面，所述第十三透镜(L13)和所述第十四透镜(L14)的胶合面为第二十镜面，所述第十四透镜(L14)面向像方的凸面为第二十一镜面。
在一些较佳的实施例中，所述第一镜面为R1＝-16.317～-14.256mm、D1＝10.301～10.425mm、ψ1＝6.725～6.834mm，R1为第一镜面的曲率半径；D1为第一镜面的镜面距离；ψ1为第一镜面的有效通光孔径；
所述第二镜面为R2＝-10.622～-9.024mm、D2＝1.975～2.089mm、
ψ2＝8.958～9.236mm，R2为第二镜面的曲率半径；D2为第二镜面的镜面距离；ψ2为第二镜面的有效通光孔径；
所述第三镜面为R3＝-13.985～-11.268mm、D3＝0.157～0.367mm、
ψ3＝9.562～10.952mm，R3为第三镜面的曲率半径；D3为第三镜面的镜面距离；ψ3为第三镜面的有效通光孔径；
所述第四镜面为R4＝116.68～125.46mm、D4＝8.238～12.684mm、
ψ4＝10.516～12.234mm，R4为第四镜面的曲率半径；D4为第四镜面的镜面距离；ψ4为第四镜面的有效通光孔径；
所述第五镜面为R5＝-24.858～-21.682mm、D5＝0.125～0.356mm、
ψ5＝10.409～11.624mm，R5为第五镜面的曲率半径；D5为第五镜面的镜面距离；ψ5为第五镜面的有效通光孔径；
所述第六镜面为R6＝45.624～21.243mm、D6＝5.943～6.848mm、
ψ6＝10.409～11.628mm，R6为第六镜面的曲率半径；D6为第六镜面的镜面距离；ψ6为第六镜面的有效通光孔径；
所述第七镜面为R7＝-21.568～-18.945mm、D7＝1.214～1.682mm、
ψ7＝10.953～12.304mm，R7为第七镜面的曲率半径；D7为第七镜面的镜面距离；ψ7为第七镜面的有效通光孔径；
所述第八镜面为R8＝32.235～35.636mm、D8＝5.824～6.153mm、
ψ8＝10.945～12.047mm，R8为第八镜面的曲率半径；D8为第八镜面的镜面距离；ψ8为第八镜面的有效通光孔径；
所述第九镜面为R9＝-30.248～-27.346mm、D9＝0.058～0.127mm、
ψ9＝10.952～11.619mm，R9为第九镜面的曲率半径；D9为第九镜面的镜面距离；ψ9为第九镜面的有效通光孔径；
所述第十镜面为R10＝31.581～35.481mm、D10＝3.248～3.856mm、
ψ10＝10.267～11.254mm，R10为第十镜面的曲率半径；D10为第十镜面的镜面距离；ψ10为第十镜面的有效通光孔径；
所述第十一镜面为R11＝14.268～17.591mm、D11＝9.995～11.595mm、
ψ11＝10.254～11.538mm，R11为第十一镜面的曲率半径；D11为第十一镜面的镜面距离；ψ11为第十一镜面的有效通光孔径；
所述第十二镜面为R12＝-43.258～-39.056mm、D12＝0.152～0.223mm、
ψ12＝9.148～9.344mm，R12为第十二镜面的曲率半径；D12为第十二镜面的镜面距离；ψ12为第十二镜面的有效通光孔径；
所述第十三镜面为R13＝14.308～17.084mm、D13＝6.249～8.436mm、
ψ13＝7.682～8.245mm，R13为第十三镜面的曲率半径；D13为第十三镜面的镜面距离；ψ13为第十三镜面的有效通光孔径；
所述第十四镜面为R14＝-23.028～-20.709mm、D14＝2.958～3.832mm、
ψ14＝5.238～6.237mm，R14为第十四镜面的曲率半径；D14为第十四镜面的镜面距离；ψ14为第十四镜面的有效通光孔径；
所述第十五镜面为R15＝8.495～10.853mm、D15＝4.589～5.128mm、
ψ15＝6.038～6.301mm，R15为第十五镜面的曲率半径；D15为第十五镜面的镜面距离；ψ15为第十五镜面的有效通光孔径；
所述第十六镜面为R16＝-13.098～-10.670mm、D16＝2.945～4.210mm、
ψ16＝6.957～7.125mm，R16为第十六镜面的曲率半径；D16为第十六镜面的镜面距离；ψ16为第十六镜面的有效通光孔径；
所述第十七镜面为R17＝-11.358～-8.821mm、D17＝1.258～1.785mm、
ψ17＝7.925～8.239mm，R17为第十七镜面的曲率半径；D17为第十七镜面的镜面距离；ψ17为第十七镜面的有效通光孔径；
所述第十八镜面为R18＝94.284～98.141mm、D18＝4.948～5.211mm、
ψ18＝9.568～9.995mm，R18为第十八镜面的曲率半径；D18为第十八镜面的镜面距离；ψ18为第十八镜面的有效通光孔径；
所述第十九镜面为R19＝-50.268～-47.581mm、D19＝1.017～1.665mm、
ψ19＝10.915～11.325mm，R19为第十九镜面的曲率半径；D19为第十九镜面的镜面距离；ψ19为第十九镜面的有效通光孔径；
所述第二十镜面为R20＝43.156～47.918mm、D20＝4.950～6.252mm、
ψ20＝10.953～11.808mm，R20为第二十镜面的曲率半径；D20为第二十镜面的镜面距离；ψ20为第二十镜面的有效通光孔径；
所述第二十一镜面为R21＝-32.358～-30.141mm、D21＝infinite、ψ21＝-，R21为第二十一镜面的曲率半径；D21为第二十一镜面的镜面距离；ψ21为第二十一镜面的有效通光孔径。在一些较佳的实施例中，所述第一透镜(L1)与第二透镜(L2)组合的胶合透镜组焦距为27.265mm，所述第三透镜(L3)的焦距为36.884mm，所述第四透镜(L4)、所述第五透镜(L5)与所述第六透镜(L6)组合的胶合透镜组焦距为147.655mm，所述第七透镜(L7)与所述第八透镜(L8)组合的胶合透镜组焦距为42.345mm，所述第九透镜(L9)与所述第十透镜(L10)组合的胶合透镜组焦距为-28.273mm，所述第十一透镜(L11)与所述第十二透镜(L12)组合的胶合透镜组焦距为-19.658mm，所述第十三透镜(L13)与所述第十四透镜(L14)组合的胶合透镜组焦距为44.251mm。
在一些较佳的实施例中，所述第一透镜(L1)的折射率/阿贝系数为1.77/49.6，第二透镜(L2)的折射率/阿贝系数为1.62/49.8，第三透镜(L3)的折射率/阿贝系数为1.54/74.7，第四透镜(L4)的折射率/阿贝系数为1.44/94.9，第五透镜(L5)的折射率/阿贝系数为1.76/47.8，第六透镜(L6)的折射率/阿贝系数为1.54/74.7，第七透镜(L7)的折射率/阿贝系数为1.54/74.7，第八透镜(L8)的折射率/阿贝系数为1.50/81.5，第九透镜(L9)的折射率/阿贝系数为1.46/90.3，第十透镜(L10)的折射率/阿贝系数为1.67/38.3，第十一透镜(L11)的折射率/阿贝系数为1.78/25.7，第十二透镜(L12)的折射率/阿贝系数为1.58/59.4，第十三透镜(L13)的折射率/阿贝系数为1.57/56.4，第十四透镜(L14)的折射率/阿贝系数为1.85/40.8。
在一些较佳的实施例中，所述显微镜物镜满足：0.75≦NA﹤1，所述NA表示物镜的数值孔径。
在一些较佳的实施例中，所述显微镜物镜满足：40﹤FN≦45，所述FN表示物镜的视场数。
在一些较佳的实施例中，所述显微镜物镜满足：1≦WD﹤1.5，所述WD表示盖玻片远离物方的后表面到第一透镜物方前端面的距离。
另外，本发明还提供了一种包括上述显微镜物镜的显微镜。
本发明采用上述技术方案的优点是：
本发明提供的显微镜物镜，包括同光轴设置的十四片球面透镜，所述十四片球面透镜从物方至像方依次包括：第一透镜(L1)、第二透镜(L2)、第三透镜(L3)、第四透镜(L4)、第五透镜(L5)、第六透镜(L6)、第七透镜(L7)、第八透镜(L8)、第九透镜(L9)、第十透镜(L10)、第十一透镜(L11)、第十二透镜(L12)、第十三透镜(L13)及第十四透镜(L14)，本发明提供的显微镜物镜，在保证高数值孔径高分辨率的同时，物方视场显著增大，实现了500nm至800nm波段的复消色差，很好地消除了球差、彗差、像散、场曲、畸变、倍率色差及轴向色差，满足平场复消色差物镜要求，实现了宽视场(即大视场数和低倍率)和高数值孔径的技术要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例提供的显微镜物镜的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的显微镜物镜的0.0视场横向像差图；
图3是本发明实施例提供的显微镜物镜的0.7视场横向像差图；
图4是本发明实施例提供的显微镜物镜的1.0视场横向像差图；
图5是本发明实施例提供的显微镜物镜的全视场传递函数曲线图；
图6是本发明实施例提供的显微镜物镜的轴向色差图；
图7是本发明实施例提供的显微镜物镜的倍率色差图；
图8是本发明实施例提供的显微镜物镜的场曲畸变图；
图9是本发明实施例提供的显微镜物镜的全视场斯特利尔率图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，为本发明实施例提供的显微镜物镜10的结构示意图，包括：同光轴设置的十四片球面透镜，所述十四片球面透镜从物方至像方依次包括：第一透镜(L1)、第二透镜(L2)、第三透镜(L3)、第四透镜(L4)、第五透镜(L5)、第六透镜(L6)、第七透镜(L7)、第八透镜(L8)、第九透镜(L9)、第十透镜(L10)、第十一透镜(L11)、第十二透镜(L12)、第十三透镜(L13)及第十四透镜(L14)。其中：
所述第一透镜(L1)和所述第二透镜(L2)组成胶合透镜组，其中，所述第一透镜(L1)面向物方为凹面，面向像方为凸面；所述第二透镜(L2)面向物方为凹面，面向像方为凸面，所述第一透镜(L1)面向像方的凸面和所述第二透镜(L2)面向物方的凹面胶合在一起；
所述第三透镜(L3)面向物方为凸面，面向像方为凸面；
所述第四透镜(L4)、所述第五透镜(L5)和所述第六透镜(L6)组成胶合透镜组，其中，所述第四透镜(L4)面向物方为凸面，面向像方为凸面，所述第五透镜(L5)面向物方为凹面，面向像方为凹面，所述第六透镜(L6)面向物方为凸面，面向像方为凸面，所述第四透镜(L4)面向像方的凸面和第五透镜(L5)面向物方的凹面胶合在一起，所述第五透镜(L5)面向像方的凹面和第六透镜(L6)面向物方的凸面胶合在一起；
所述第七透镜(L7)和第八透镜(L8)组成胶合透镜组，其中，所述第七透镜(L7)面向物方为凸面，面向像方为凹面，所述第八透镜(L8)面向物方为凸面，面向像方为凸面，所述第七透镜(L7)面向像方的凹面和所述第八透镜(L8)面向物方的凸面胶合在一起；
所述第九透镜(L9)和第十透镜(L10)组成胶合透镜组，其中，所述第九透镜(L9)面向物方为凸面，面向像方为凸面，所述第十透镜(L10)面向物方为凹面，面向像方为凹面，所述第九透镜(L9)面向像方的凸面和所述第十透镜(L10)面向物方的凹面胶合在一起；
所述第十一透镜(L11)和第十二透镜(L12)组成胶合透镜组，其中，所述第十一透镜(L11)面向物方为凹面，面向像方为凸面，所述第十二透镜(L12)面向物方为凹面，面向像方为凹面，第十一透镜(L11)面向像方的凸面和第十二透镜(L12)面向物方的凹面胶合在一起；
所述第十三透镜(L13)和所述第十四透镜(L14)组成胶合透镜组，其中，所述第十三透镜(L13)面向物方为凹面，面向像方为凹面，所述第十四透镜(L14)面向物方为凸面，面向像方为凸面，所述第十三透镜(L13)面向像方的凹面和第十四透镜(L14)面向物方的凸面胶合在一起。
在一些较佳的实施例中，所述第一透镜(L1)面向物方的凹面为第一镜面，所述第一透镜(L1)和第二透镜(L2)的胶合面为第二镜面，所述第二透镜(L2)面向像方的凸面为第三镜面，所述第三透镜(L3)面向物方的凸面为第四镜面，所述第三透镜(L3)面向像方的凸面为第五镜面，所述第四透镜(L4)面向物方的凸面为第六镜面，所述第四透镜(L4)和第五透镜(L5)的胶合面为第七镜面，所述第五透镜(L5)和第六透镜(L6)的胶合面为第八镜面，所述第六透镜(L6)面向像方的凸面为第九镜面，所述第七透镜(L7)面向物方的凸面为第十镜面，所述第七透镜(L7)和所述第八透镜(L8)的胶合面为第十一镜面，所述第八透镜(L8)面向像方的凸面为第十二镜面，所述第九透镜(L9)面向物方的凸面为第十三镜面，所述第九透镜(L9)和所述第十透镜(L10)的胶合面为第十四镜面，所述第十透镜(L10)面向像方的凹面为第十五镜面，所述第十一透镜(L11)面向物方的凹面为第十六镜面，所述第十一透镜(L11)和所述第十二透镜(L12)的胶合面为第十七镜面，所述第十二透镜(L12)面向像方的凹面为第十八镜面，所述第十三透镜(L13)面向物方的凹面为第十九镜面，所述第十三透镜(L13)和所述第十四透镜(L14)的胶合面为第二十镜面，所述第十四透镜(L14)面向像方的凸面为第二十一镜面。
请参阅表1，表示为上述二十一镜面的结构参数，其中，其中R1为第一镜面的曲率半径；D1为第一镜面的镜面距离；ψ1为第一镜面的有效通光孔径，R2～R21，D2～D21以及ψ2～ψ21的含义一次类推，Nd/Vd表示为折射率/阿贝系数。
表1-二十一个镜面的结构参数范围
Figure BDA0001694072480000101
Figure BDA0001694072480000111
在一些较佳的实施例中，所述第一透镜(L1)与第二透镜(L2)组合的胶合透镜组焦距为27.265mm，所述第三透镜(L3)的焦距为36.884mm，所述第四透镜(L4)、所述第五透镜(L5)与所述第六透镜(L6)组合的胶合透镜组焦距为147.655mm，所述第七透镜(L7)与所述第八透镜(L8)组合的胶合透镜组焦距为42.345mm，所述第九透镜(L9)与所述第十透镜(L10)组合的胶合透镜组焦距为-28.273mm，所述第十一透镜(L11)与所述第十二透镜(L12)组合的胶合透镜组焦距为-19.658mm，所述第十三透镜(L13)与所述第十四透镜(L14)组合的胶合透镜组焦距为44.251mm。
在一些较佳的实施例中，所述第一透镜(L1)的折射率/阿贝系数为1.77/49.6，第二透镜(L2)的折射率/阿贝系数为1.62/49.8，第三透镜(L3)的折射率/阿贝系数为1.54/74.7，第四透镜(L4)的折射率/阿贝系数为1.44/94.9，第五透镜(L5)的折射率/阿贝系数为1.76/47.8，第六透镜(L6)的折射率/阿贝系数为1.54/74.7，第七透镜(L7)的折射率/阿贝系数为1.54/74.7，第八透镜(L8)的折射率/阿贝系数为1.50/81.5，第九透镜(L9)的折射率/阿贝系数为1.46/90.3，第十透镜(L10)的折射率/阿贝系数为1.67/38.3，第十一透镜(L11)的折射率/阿贝系数为1.78/25.7，第十二透镜(L12)的折射率/阿贝系数为1.58/59.4，第十三透镜(L13)的折射率/阿贝系数为1.57/56.4，第十四透镜(L14)的折射率/阿贝系数为1.85/40.8。
在一些较佳的实施例中，所述显微镜物镜满足：0.75≦NA﹤1，所述NA表示物镜的数值孔径。
在一些较佳的实施例中，所述显微镜物镜满足：40﹤FN≦45，所述FN表示物镜的视场数。
在一些较佳的实施例中，所述显微镜物镜满足：1≦WD﹤1.5，所述WD表示盖玻片远离物方的后表面到第一透镜物方前端面的距离。
请参阅图2为本发明实施例提供的显微镜物镜的0.0视场横向像差图。
图2中横坐标PY、PX代表入瞳，纵坐标EY、EX代表横向像差，其中Y代表子午方向，X代表弧矢方向，各光线波长用不同颜色表明，从0.558um到0.740um波段各个波长各个入瞳位置的横向像差均在±1um以内，由图可见像差平衡非常好，成像优秀。图2中横坐标为归一化入瞳；纵坐标最大为+5um，最小为-5um。
请参阅图3为本发明实施例提供的显微镜物镜的0.7视场横向像差图。
图3中横坐标PY、PX代表入瞳，纵坐标EY、EX代表横向像差，其中Y代表子午方向，X代表弧矢方向，各光线波长用不同颜色表明，从0.558um到0.740um波段各个波长各个入瞳位置的横向像差均在±5um以内，由图可见像差平衡非常好，成像优秀。图3中横坐标为归一化入瞳；纵坐标最大为+5um，最小为-5um。
请参阅图4为本发明实施例提供的显微镜物镜的1.0视场横向像差图。
图4中横坐标PY、PX代表入瞳，纵坐标EY、EX代表横向像差，其中Y代表子午方向，X代表弧矢方向，各光线波长用不同颜色表明，从0.558um到0.740um波段各个波长各个入瞳位置的横向像差均在±5um以内，由图可见像差平衡非常好，成像优秀。图4中横坐标为归一化入瞳；纵坐标最大为+5um，最小为-5um。
请参阅图5为本发明实施例提供的显微镜物镜的全视场传递函数曲线图。
图5中纵坐标是归一化OTF的模，横坐标是空间频率，单位为lp/mm。图中表明轴上视场传递函数曲线接近衍射极限，轴外视场传递函数值都较高，说明光学系统全视场的成像衬度很高，成像的层次感分明。
请参阅图6为本发明实施例提供的显微镜物镜的轴向色差图。
图6中纵坐标代表入瞳，横坐标代表纵向像差，单位为mm。各光线波长用不同颜色表明，从0.558um到0.740um波段任意两个波长各个入瞳位置的轴向色差小于2λ/NA2，达到复消色差水平。图中纵坐标为归一化入瞳；横坐标代表纵向像差，最大为0.003mm，最小为-0.003mm。
请参阅图7为本发明实施例提供的显微镜物镜的倍率色差图。
图7中纵坐标代表视场，横坐标代表横向像差，单位为um。虚线表示系统衍射极限艾利斑的尺寸，实线表示0.558um到0.740um各波段的倍率色差全视场范围都在艾利斑范围内。
请参阅图8为本发明实施例提供的显微镜物镜的场曲畸变图。
左图为场曲图，图中纵坐标代表视场，横坐标代表场曲，单位为um。各光线波长用不同颜色表明，从0.558um到0.740um波段各个波长各个视场位置的场曲值均在±3um以内，边缘视场最佳聚焦点与中心视场最佳聚焦点轴向差异小于2λ/NA2，理论值满足全视场清晰，达到平场物镜要求。图中纵坐标为归一化视场；横坐标代表场曲，最大为5um，最小为-5um。右图为畸变图，图中纵坐标代表视场，横坐标代表畸变(百分比)，各光线波长用不同颜色表明，从0.558um到0.740um波段各个波长各个视场位置的畸变均小于1.30％。图中纵坐标为归一化视场；横坐标代表畸变，最大为2.0％，最小为-2.0％。
请参阅图9为本发明实施例提供的显微镜物镜全视场斯特利尔率图。
图中纵坐标代表斯特利尔率数值，横坐标代表视场。斯特利尔率等于0.8代表衍射极限，各光线波长用不同颜色表明，从0.558um到0.740um波段各个波长在各个视场范围内斯特利尔率均大于衍射极限。
本发明提供的显微镜物镜，在保证高数值孔径高分辨率的同时，物方视场显著增大，实现了500nm至800nm波段的复消色差，很好地消除了球差、彗差、像散、场曲、畸变、倍率色差及轴向色差，满足平场复消色差物镜要求，实现了宽视场(即大视场数和低倍率)和高数值孔径的技术要求。
当然本发明的显微镜物镜还可具有多种变换及改型，并不局限于上述实施方式的具体结构。总之，本发明的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型。

Claims (7)

1.一种显微镜物镜，其特征在于，由同光轴设置的十四片球面透镜组成，所述十四片球面透镜从物方至像方依次包括：第一透镜(L1)、第二透镜(L2)、第三透镜(L3)、第四透镜(L4)、第五透镜(L5)、第六透镜(L6)、第七透镜(L7)、第八透镜(L8)、第九透镜(L9)、第十透镜(L10)、第十一透镜(L11)、第十二透镜(L12)、第十三透镜(L13)及第十四透镜(L14)，其中：
所述第一透镜(L1)和所述第二透镜(L2)组成胶合透镜组，其中，所述第一透镜(L1)面向物方为凹面，面向像方为凸面；所述第二透镜(L2)面向物方为凹面，面向像方为凸面，所述第一透镜(L1)面向像方的凸面和所述第二透镜(L2)面向物方的凹面胶合在一起；
所述第三透镜(L3)面向物方为凸面，面向像方为凸面；
所述第四透镜(L4)、所述第五透镜(L5)和所述第六透镜(L6)组成胶合透镜组，其中，所述第四透镜(L4)面向物方为凸面，面向像方为凸面，所述第五透镜(L5)面向物方为凹面，面向像方为凹面，所述第六透镜(L6)面向物方为凸面，面向像方为凸面，所述第四透镜(L4)面向像方的凸面和第五透镜(L5)面向物方的凹面胶合在一起，所述第五透镜(L5)面向像方的凹面和第六透镜(L6)面向物方的凸面胶合在一起；
所述第七透镜(L7)和第八透镜(L8)组成胶合透镜组，其中，所述第七透镜(L7)面向物方为凸面，面向像方为凹面，所述第八透镜(L8)面向物方为凸面，面向像方为凸面，所述第七透镜(L7)面向像方的凹面和所述第八透镜(L8)面向物方的凸面胶合在一起；
所述第九透镜(L9)和第十透镜(L10)组成胶合透镜组，其中，所述第九透镜(L9)面向物方为凸面，面向像方为凸面，所述第十透镜(L10)面向物方为凹面，面向像方为凹面，所述第九透镜(L9)面向像方的凸面和所述第十透镜(L10)面向物方的凹面胶合在一起；
所述第十一透镜(L11)和第十二透镜(L12)组成胶合透镜组，其中，所述第十一透镜(L11)面向物方为凹面，面向像方为凸面，所述第十二透镜(L12)面向物方为凹面，面向像方为凹面，第十一透镜(L11)面向像方的凸面和第十二透镜(L12)面向物方的凹面胶合在一起；
所述第十三透镜(L13)和所述第十四透镜(L14)组成胶合透镜组，其中，所述第十三透镜(L13)面向物方为凹面，面向像方为凹面，所述第十四透镜(L14)面向物方为凸面，面向像方为凸面，所述第十三透镜(L13)面向像方的凹面和第十四透镜(L14)面向物方的凸面胶合在一起；
所述十四片球面透镜共有二十一面镜面，所述二十一面镜面的结构参数为：所述第一透镜(L1)面向物方的凹面为第一镜面，所述第一透镜(L1)和第二透镜(L2)的胶合面为第二镜面，所述第二透镜(L2)面向像方的凸面为第三镜面，所述第三透镜(L3)面向物方的凸面为第四镜面，所述第三透镜(L3)面向像方的凸面为第五镜面，所述第四透镜(L4)面向物方的凸面为第六镜面，所述第四透镜(L4)和第五透镜(L5)的胶合面为第七镜面，所述第五透镜(L5)和第六透镜(L6)的胶合面为第八镜面，所述第六透镜(L6)面向像方的凸面为第九镜面，所述第七透镜(L7)面向物方的凸面为第十镜面，所述第七透镜(L7)和所述第八透镜(L8)的胶合面为第十一镜面，所述第八透镜(L8)面向像方的凸面为第十二镜面，所述第九透镜(L9)面向物方的凸面为第十三镜面，所述第九透镜(L9)和所述第十透镜(L10)的胶合面为第十四镜面，所述第十透镜(L10)面向像方的凹面为第十五镜面，所述第十一透镜(L11)面向物方的凹面为第十六镜面，所述第十一透镜(L11)和所述第十二透镜(L12)的胶合面为第十七镜面，所述第十二透镜(L12)面向像方的凹面为第十八镜面，所述第十三透镜(L13)面向物方的凹面为第十九镜面，所述第十三透镜(L13)和所述第十四透镜(L14)的胶合面为第二十镜面，所述第十四透镜(L14)面向像方的凸面为第二十一镜面；
第一镜面为R1＝-16.317～-14.256mm、D1＝10.301～10.425mm、ψ1＝6.725～6.834mm，R1为第一镜面的曲率半径；D1为第一镜面的镜面距离；ψ1为第一镜面的有效通光孔径；
第二镜面为R2＝-10.622～-9.024mm、D2＝1.975～2.089mm、
ψ2＝8.958～9.236mm，R2为第二镜面的曲率半径；D2为第二镜面的镜面距离；
ψ2为第二镜面的有效通光孔径；
第三镜面为R3＝-13.985～-11.268mm、D3＝0.157～0.367mm、
ψ3＝9.562～10.952mm，R3为第三镜面的曲率半径；D3为第三镜面的镜面距离；
ψ3为第三镜面的有效通光孔径；
第四镜面为R4＝116.68～125.46mm、D4＝8.238～12.684mm、
ψ4＝10.516～12.234mm，R4为第四镜面的曲率半径；D4为第四镜面的镜面距离；
ψ4为第四镜面的有效通光孔径；
第五镜面为R5＝-24.858～-21.682mm、D5＝0.125～0.356mm、
ψ5＝10.409～11.624mm，R5为第五镜面的曲率半径；D5为第五镜面的镜面距离；
ψ5为第五镜面的有效通光孔径；
第六镜面为R6＝45.624～21.243mm、D6＝5.943～6.848mm、
ψ6＝10.409～11.628mm，R6为第六镜面的曲率半径；D6为第六镜面的镜面距离；
ψ6为第六镜面的有效通光孔径；
第七镜面为R7＝-21.568～-18.945mm、D7＝1.214～1.682mm、
ψ7＝10.953～12.304mm，R7为第七镜面的曲率半径；D7为第七镜面的镜面距离；
ψ7为第七镜面的有效通光孔径；
第八镜面为R8＝32.235～35.636mm、D8＝5.824～6.153mm、
ψ8＝10.945～12.047mm，R8为第八镜面的曲率半径；D8为第八镜面的镜面距离；
ψ8为第八镜面的有效通光孔径；
第九镜面为R9＝-30.248～-27.346mm、D9＝0.058～0.127mm、
ψ9＝10.952～11.619mm，R9为第九镜面的曲率半径；D9为第九镜面的镜面距离；
ψ9为第九镜面的有效通光孔径；
第十镜面为R10＝31.581～35.481mm、D10＝3.248～3.856mm、
ψ10＝10.267～11.254mm，R10为第十镜面的曲率半径；D10为第十镜面的镜面距离；ψ10为第十镜面的有效通光孔径；
第十一镜面为R11＝14.268～17.591mm、D11＝9.995～11.595mm、ψ11＝10.254～11.538mm，R11为第十一镜面的曲率半径；D11为第十一镜面的镜面距离；ψ11为第十一镜面的有效通光孔径；
第十二镜面为R12＝-43.258～-39.056mm、D12＝0.152～0.223mm、ψ12＝9.148～9.344mm，R12为第十二镜面的曲率半径；D12为第十二镜面的镜面距离；ψ12为第十二镜面的有效通光孔径；
第十三镜面为R13＝14.308～17.084mm、D13＝6.249～8.436mm、ψ13＝7.682～8.245mm，R13为第十三镜面的曲率半径；D13为第十三镜面的镜面距离；ψ13为第十三镜面的有效通光孔径；
第十四镜面为R14＝-23.028～-20.709mm、D14＝2.958～3.832mm、ψ14＝5.238～6.237mm，R14为第十四镜面的曲率半径；D14为第十四镜面的镜面距离；ψ14为第十四镜面的有效通光孔径；
第十五镜面为R15＝8.495～10.853mm、D15＝4.589～5.128mm、ψ15＝6.038～6.301mm，R15为第十五镜面的曲率半径；D15为第十五镜面的镜面距离；ψ15为第十五镜面的有效通光孔径；
第十六镜面为R16＝-13.098～-10.670mm、D16＝2.945～4.210mm、ψ16＝6.957～7.125mm，R16为第十六镜面的曲率半径；D16为第十六镜面的镜面距离；ψ16为第十六镜面的有效通光孔径；
第十七镜面为R17＝-11.358～-8.821mm、D17＝1.258～1.785mm、ψ17＝7.925～8.239mm，R17为第十七镜面的曲率半径；D17为第十七镜面的镜面距离；ψ17为第十七镜面的有效通光孔径；
第十八镜面为R18＝94.284～98.141mm、D18＝4.948～5.211mm、ψ18＝9.568～9.995mm，R18为第十八镜面的曲率半径；D18为第十八镜面的镜面距离；ψ18为第十八镜面的有效通光孔径；
第十九镜面为R19＝-50.268～-47.581mm、D19＝1.017～1.665mm、ψ19＝10.915～11.325mm，R19为第十九镜面的曲率半径；D19为第十九镜面的镜面距离；ψ19为第十九镜面的有效通光孔径；
第二十镜面为R20＝43.156～47.918mm、D20＝4.950～6.252mm、ψ20＝10.953～11.808mm，R20为第二十镜面的曲率半径；D20为第二十镜面的镜面距离；ψ20为第二十镜面的有效通光孔径；
第二十一镜面为R21＝-32.358～-30.141mm、D21＝infinite、ψ21＝-，R21为第二十一镜面的曲率半径；D21为第二十一镜面的镜面距离；ψ21为第二十一镜面的有效通光孔径。
2.如权利要求1所述的显微镜物镜，其特征在于，所述第一透镜(L1)与第二透镜(L2)组合的胶合透镜组焦距为27.265mm，所述第三透镜(L3)的焦距为36.884mm，所述第四透镜(L4)、所述第五透镜(L5)与所述第六透镜(L6)组合的胶合透镜组焦距为147.655mm，所述第七透镜(L7)与所述第八透镜(L8)组合的胶合透镜组焦距为42.345mm，所述第九透镜(L9)与所述第十透镜(L10)组合的胶合透镜组焦距为-28.273mm，所述第十一透镜(L11)与所述第十二透镜(L12)组合的胶合透镜组焦距为-19.658mm，所述第十三透镜(L13)与所述第十四透镜(L14)组合的胶合透镜组焦距为44.251mm。
3.如权利要求1所述的显微镜物镜，其特征在于，所述第一透镜(L1)的折射率为1.77，阿贝系数为49.6，第二透镜(L2)的折射率为1.62，阿贝系数为49.8，第三透镜(L3)的折射率为1.54，阿贝系数为74.7，第四透镜(L4)的折射率为1.44，阿贝系数为94.9，第五透镜(L5)的折射率为1.76，阿贝系数为47.8，第六透镜(L6)的折射率为1.54，阿贝系数为74.7，第七透镜(L7)的折射率为1.54，阿贝系数为74.7，第八透镜(L8)的折射率为1.50，阿贝系数为81.5，第九透镜(L9)的折射率为1.46，阿贝系数为90.3，第十透镜(L10)的折射率为1.67，阿贝系数为38.3，第十一透镜(L11)的折射率为1.78，阿贝系数为25.7，第十二透镜(L12)的折射率为1.58，阿贝系数为59.4，第十三透镜(L13)的折射率为1.57，阿贝系数为56.4，第十四透镜(L14)的折射率为1.85，阿贝系数为40.8。
4.如权利要求1所述的显微镜物镜，其特征在于，所述显微镜物镜满足：0.75≦NA﹤1，所述NA表示物镜的数值孔径。
5.如权利要求1所述的显微镜物镜，其特征在于，所述显微镜物镜满足：40﹤FN≦45，所述FN表示物镜的视场数。
6.如权利要求1所述的显微镜物镜，其特征在于，所述显微镜物镜满足：1mm≦WD﹤1.5mm，所述WD表示盖玻片远离物方的后表面到第一透镜物方前端面的距离。
7.一种显微镜，其特征在于，包括权利要求1所述的显微镜物镜。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110764226B (zh) * 2019-10-29 2020-12-18 华中科技大学 一种大视场微型显微物镜
CN111856736B (zh) * 2020-07-10 2022-06-03 宁波永新光学股份有限公司 一种显微镜的物镜
CN112269256B (zh) * 2020-10-21 2022-07-05 麦克奥迪实业集团有限公司 一种显微镜物镜
CN113900227B (zh) * 2021-10-09 2022-07-05 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 一种大视场高分辨宽波段的物镜

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004341170A (ja) * 2003-05-15 2004-12-02 Nikon Corp 液浸系顕微鏡対物レンズ
JP2006337648A (ja) * 2005-06-01 2006-12-14 Canon Inc ズームレンズ
CN104267492A (zh) * 2014-10-29 2015-01-07 南京康庄光电仪器有限公司 一种显微镜物镜
CN204116707U (zh) * 2014-10-29 2015-01-21 南京康庄光电仪器有限公司 一种显微镜物镜
CN102959450B (zh) * 2010-08-25 2015-06-24 株式会社尼康 显微镜物镜

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5474579B2 (ja) * 2009-04-21 2014-04-16 オリンパス株式会社 液浸顕微鏡対物レンズ、及び、それを備えた顕微鏡

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004341170A (ja) * 2003-05-15 2004-12-02 Nikon Corp 液浸系顕微鏡対物レンズ
JP2006337648A (ja) * 2005-06-01 2006-12-14 Canon Inc ズームレンズ
CN102959450B (zh) * 2010-08-25 2015-06-24 株式会社尼康 显微镜物镜
CN104267492A (zh) * 2014-10-29 2015-01-07 南京康庄光电仪器有限公司 一种显微镜物镜
CN204116707U (zh) * 2014-10-29 2015-01-21 南京康庄光电仪器有限公司 一种显微镜物镜

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