CN110554494A - 显微镜管镜 - Google Patents

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CN110554494A CN201910901658.2A CN201910901658A CN110554494A CN 110554494 A CN110554494 A CN 110554494A CN 201910901658 A CN201910901658 A CN 201910901658A CN 110554494 A CN110554494 A CN 110554494A
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赵跃东
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Abstract

本专利提供了一种显微镜管镜，它采用复消色差管镜的设计，和物镜配合使用，能在所使用的波长带宽全部具有出色的平坦性，可以拥有从中心到边缘的全部为鲜锐的画面图像。其从物方侧开始依次，包括至少有一枚正折射力的透镜和一枚负折射力的透镜的第1透镜组IG1，至少有一枚正折射力透镜的第2透镜组IG2和至少有一枚正折射力的透镜和一枚负折射力的透镜，整体是负折射力的第3透镜组IG3，将从所述第1透镜组IG1的最靠近所述物方侧的透镜面到出瞳面的距离设为Lp，将整个焦距设为fIm时，满足：－5.0＜Lp/fIm＜－0.5。

Description

显微镜管镜
技术领域
本专利涉及显微镜成像系统，具体地说，是显微镜的管镜。
背景技术
对于显微镜成像系统，当使用无限远显微镜物镜时，从物镜出来的是平行光，并不能成像，需要使用管镜会聚才能成像。传统的管镜在像差校正方面会存在残余像差过大，特别是二级光谱，当使用复消色差、大数值孔径高端物镜时，如果管镜残余像差过大，将不能体现物镜的分辨解析能力，得不到完美的成像。
发明内容
本专利提供了一种显微镜管镜，它采用复消色差管镜的设计，和物镜配合使用，能在所使用的波长带宽全部具有出色的平坦性，可以拥有从中心到边缘的全部为鲜锐的画面图像。
本专利所采用的技术方案是：
为了达到上述目的，从物方侧开始依次，包括至少有一枚正折射力的透镜和一枚负折射力的透镜的第1透镜组IG1，至少有一枚正折射力透镜的第2透镜组IG2和至少有一枚正折射力的透镜和一枚负折射力的透镜，整体是负折射力的第3透镜组IG3，将从所述第1透镜组IG1的最靠近所述物方侧的透镜面到出瞳面的距离设为Lp，将整个焦距设为fIm时，满足以下条件(1)：
－5.0＜Lp/fIm＜－0.5 (1)
第1透镜组IG1主要修正色差，用第2透镜组IG2修正球面像差、慧差、像散、畸变等，从而达到良好修正管镜的场曲及色差的目的。
条件(1)是规定管镜适当的位置状态的条件。超过条件(1)的上限，会因为显微镜装置整体的尺寸变得过长，不合适。另外，如果低于条件(1)的下限，管镜与物镜的距离过于接近，使能够使用的对象物的用途受到限制，管镜的通用性降低，也不合适。
第1透镜组IG1是2枚透镜构成的胶合透镜，第1透镜组IG1的上述至少一枚正折射力的透镜，折射率nd是1.61以下，阿贝数是65以上，是合适的。通过这样的构成结构，可以良好地修正色差。
将上述第1透镜组IG1的焦点距离设为f21，上述第2透镜组IG2的焦点距离设为f22时，满足以下条件(2)和(3)是合适的。
0.03＜|fIm/f21|＜0.85 (2)
0.70＜|fIm/f22|＜2.00 (3)
当低于条件(2)的下限时，第1透镜组IG1的折射力变得过大，与以往的管镜的性能相比没有变化，所以不合适。当超过条件(2)的上限时，第1透镜组IG1的折射力过小，不能对像差校正作出贡献，也不合适。
若低于条件(3)的下限，则第2透镜组IG2的折射力过大，第1透镜组IG1的折射力变小，各像差恶化，因此不合适。若超过条件(3)的上限，第2透镜组IG2的折射力过小，第1透镜组IG1的折射力变大，因此，与以往的管镜处于相同级别的修正像差状态，因此也不合适。
第3透镜组IG3的焦点距离为f23时，满足以下条件(4)是合适的。
－2.0＜f23/fIm＜－0.5 (4)
该条件(4)是用于规定适当的折射力配置的条件。如果超过条件(4)的上限和下限，则不能良好地进行各像差校正，不合适。
本技术的有益效果：此显微镜管镜，能在所使用的波长带宽全部具有出色的平坦性，让画面中间部和画面周边部同样拥有鲜明的图像。
附图说明
图1是本专利第1实施例管镜表示图。图中，第1透镜组1G1(L1、L2)，第2透镜组1G2(L3)，第3透镜组1G3(L3、L4)。
图2是像差图。
图2(A)是球面像差图，纵轴是相对的入射高，横轴表示像差量。波长436nm的g线表示为g，波长486nm的F线表示为F，波长588nm的d线表示为d，波长656nm的C线表示为C。
图2(B)是像散像差，纵轴用是入射角，横轴表示像差量，实线是子午像面(M)，虚线是弧矢像面(S)。
图2(C)是畸变像差图，纵轴是入射角，横轴用百分比表示的畸变像差量。
图3是本专利第2实施例管镜表示图。图中，第1透镜组1G1(L1、L2)，第2透镜组1G2(L3)，第3透镜组1G3(L3、L4)。
图4是像差图。
图4(A)是球面像差图，纵轴是相对的入射高，横轴表示像差量。波长436nm的g线表示为g，波长486nm的F线表示为F，波长588nm的d线表示为d，波长656nm的C线表示为C。
图4(B)是像散像差，纵轴用是入射角，横轴表示像差量，实线是子午像面(M)，虚线是弧矢像面(S)。
图4(C)是畸变像差图，纵轴是入射角，横轴用百分比表示的畸变像差量。
图5是本专利第3实施例管镜表示图。图中，第1透镜组1G1(L1、L2)，第2透镜组1G2(L3)，第3透镜组1G3(L3、L4)。
图6是像差图。
图6(A)是球面像差图，纵轴是相对的入射高，横轴表示像差量。波长436nm的g线表示为g，波长486nm的F线表示为F，波长588nm的d线表示为d，波长656nm的C线表示为C。
图6(B)是像散像差，纵轴用是入射角，横轴表示像差量，实线是子午像面(M)，虚线是弧矢像面(S)。
图6(C)是畸变像差图，纵轴是入射角，横轴用百分比表示的畸变像差量。
具体实施方式
实施例1：
图1是第1实施例的管镜，
第1透镜组IG1由双凸透镜L1和双凹透镜L2组成的胶合透镜构成。
第2透镜组IG2由凸面朝向物方侧的正新月透镜L3构成。
第3透镜组IG3由双凸透镜L4和双凹透镜L5组成的胶合透镜构成。
本实施例的管镜的焦点距离fIm为200mm。另外，最靠近物方侧的透镜面到瞳面的距离Lp为-100mm，瞳孔直径为20mm，最大入射角为3度。
以下表一是本实施例的数据。表格从左侧依次表示，面编号、曲率半径(r)、面间隔(d)、波长588nm的折射率(nd)、阿贝数(Vd)。曲率半径r、面间隔d及其他长度的单位一般使用“mm”。然而，由于光学系统即使比例放大或比例缩小也能够获得同等的光学性能，因此单位不限于“mm”。
表一
以下是本实施例的条件对应值。。
Lp/fIm＝－0.5
|fIm/f21|＝0.68
|fIm/f22|＝0.96
f23/fIm＝－1.22
图2(A)～(C)表示本实施例的管镜的各像差图。从图2(A)～(C)可以看出，本实施例的管镜，色差很良好地被修正，并且像面有良好的平坦性。
实施例2：
图3是第2实施例的管镜。
第1透镜组IG1由，双凸透镜L1和双凹透镜L2组成的胶合透镜构成。
第2透镜组IG2由，凸面朝向物方侧的正新月透镜L3构成。
第3透镜组IG3由，双凸透镜L4和双凹透镜L5组合的胶合透镜构成。
本实施例的管镜的焦点距离fIm为200mm。另外，最靠近物方侧的透镜面到瞳面的距离Lp为-50mm，瞳孔直径为20mm，最大入射角为3度。
以下表二是本实施例的数据。
表二
下是本实施例的条件对应值。
Lp/fIm＝－0.25
|fIm/f21|＝0.70
|fIm/f22|＝0.88
f23/fIm＝－1.07
图4(A)～(C)表示本实施例的管镜的各像差图。从图4(A)～(C)可以看出，本实施例的管镜，色差很良好地被修正，并且像面有良好的平场性。
实施例3：
图5是本专利的第3实施例的管镜。
第1透镜组IG1由双凸透镜L1和凹面朝向物方侧的负新月透镜L2组成的胶合透镜构成。
第2透镜组IG2由凸面朝向物方侧的正新月透镜L3构成。
第3透镜组IG3，由凸面朝向物方侧的正新月透镜L4和凸面朝向物方侧的负新月透镜L5组成的胶合透镜构成。
本实施例的管镜的焦点距离fIm是180mm。另外，最接近物方侧的透镜面到瞳面的距离Lp为-120mm，瞳孔直径为18mm，最大入射角为4度。
以下表三是本实施例的数据。
表三
以下是本实施例的条件对应值。
Lp/fIm＝－0.67
|fIm/f21|＝0.84
|fIm/f22|＝0.87
f23/fIm＝－0.74
图6(A)～(C)表示本实施例的管镜的各像差图。从图6(A)～(C)可以看出，根据本实施例的管镜，色差很良好地被修正，且像面能得到良好的平坦性。

Claims (4)

1.显微镜管镜，其特征是：从物方侧开始依次，包括至少有一枚正折射力的透镜和一枚负折射力的透镜的第1透镜组(IG1)，至少有一枚正折射力透镜的第2透镜组(IG2)和至少有一枚正折射力的透镜和一枚负折射力的透镜，整体是负折射力的第3透镜组(IG3)，将从所述第1透镜组(IG1)的最靠近所述物方侧的透镜面到出瞳面的距离设为Lp，将该显微镜管镜整个焦距设为fIm时，满足：
－5.0＜Lp/fIm＜－0.5 (1)。
2.如权利要求1所述的显微镜管镜，其特征是：第1透镜组(IG1)是2枚透镜构成的胶合透镜，第1透镜组(IG1)的至少一枚正折射力的透镜，折射率nd是1.61以下，阿贝数是65以上。
3.如权利要求1所述的显微镜管镜，其特征是：将上述第1透镜组(IG1)的焦距设为f21，上述第2透镜组(IG2)的焦距设为f22时，满足：
0.03＜|fIm/f21|＜0.85 (2)
0.70＜|fIm/f22|＜2.00 (3)。
4.如权利要求1所述的显微镜管镜，其特征是：第3透镜组(IG3)的焦距为f23时，满足：
－2.0＜f23/fIm＜－0.5 (4)。
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