CN213934379U - 一种浸液显微物镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光学技术领域，具体是一种浸液显微物镜，所述物面的一侧设置有盖玻片，所述盖玻片的一侧依次设置有第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组，且盖玻片与第一透镜组之间设置有液体。本实用新型中第一透镜组具有正屈光力，第二透镜组具有正屈光力，第三透镜组具有负屈光力，使得整个浸液显微物镜具有很好的光学性能，通过对第一透镜组和第二透镜组的焦点距离、折射率、阿贝数以及厚度进行限定、使得物镜光学系统的场曲、畸变、像差敏感度得到改善，从而使得该浸液显微物镜具有大放大倍率、大数值孔径、高分辨率性能，另外第一透镜、第二透镜未胶合且采用较少的镜片数目，降低了加工难度。

Description

一种浸液显微物镜

技术领域

本实用新型涉及光学技术领域，具体是一种浸液显微物镜。

背景技术

随着癌细胞免疫荧光成像的发展，对显微镜的荧光性能要求越来越高。通过提高显微镜浸液物镜的数值孔径、放大倍率来满足荧光下的成像质量。一般而言，数值孔径不能无限提高，必须将物镜浸液在油或者更高折射率的液体中。癌细胞免疫荧光探测需要大放大倍率，使得显微镜上观察到跟多细节，在g线上也要有很好的光学性能。这样的浸液显微物镜，轴上像差和倍率色差的补正是很难的，因为像差的影响会导致光学的分辨率性能下降。现有技术中在大数值孔径大放大倍率的浸液物镜中，使用到第一透镜与超半球的第二透镜胶合的工艺，该工艺不但需要高精度的机床与工装才能保证透镜定心同轴而且满足公差的成品率只有70-80%。

经检索，中国专利“物镜、光学系统及显微镜（CN110612468A）”，公开了物镜、光学系统及显微镜, 该显微物镜使用十六片玻璃镜片,具有25倍放大倍率、数值孔径1.1。但是数值孔径、放大倍率不够大，不方便实际使用和观察、第一、第二镜片胶合定心加工困难、使用的镜片数量较多，制造成本高。

因此，本领域技术人员提供了一种浸液显微物镜，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种浸液显微物镜，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案一种浸液显微物镜，包括物面，所述物面的一侧设置有盖玻片，所述盖玻片的一侧依次设置有第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组，且盖玻片与第一透镜组之间设置有液体；

所述第一透镜组包括具有正屈光力的超半球第一透镜以及正屈光力的第二透镜，所述第一透镜与第二透镜分别固定于透镜座A和透镜座B中。

所述第二透镜组包括由下至上依次设置的第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜，所述第三透镜与第四透镜之间胶合后固定于透镜座C中，所述第五透镜与第六透镜之间胶合后固定于透镜座D中。

所述第三透镜组包括由下至上依次设置的第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜、第十一透镜、第十二透镜以及第十三透镜，所述第七透镜与第八透镜之间胶合后固定于透镜座E中，所述第九透镜与第十透镜之间胶合固定于透镜座F中，所述第十一透镜与第十二透镜之间胶合后固定于透镜座G中，所述第十三透镜固定于透镜座H中。

作为本实用新型更进一步的方案：所述透镜座A的一侧与透镜座B的一侧相连，且两者之间的距离为第一透镜与第二透镜在光轴上的间隔，所述透镜座B的另一侧与透镜座C的一侧相连，且两者之间的距离为第二透镜与第三透镜在光轴上的间隔，所述透镜座C的另一侧与透镜座D的一侧相连，且两者的间距为第四透镜和第五透镜在光轴上的间隔，所述透镜座E的一侧与透镜座D的一侧相连，且两者之间的距离为第六透镜和第七透镜在光轴上的间隔，所述透镜座F的一侧与透镜座E的一侧相连，且两者之间的距离为第八透镜和第九透镜在光轴上的间隔，所述透镜座G与透镜座F的一侧相连，且两者之间的距离第十透镜和第十一透镜在光轴上的间隔，所述透镜座H的一侧与透镜座G相连，且两者之间的距离为第十二透镜和第十三透镜在光轴上的间隔。

作为本实用新型更进一步的方案：所述第三透镜具有正屈光力，所述第四透镜具有负屈光力，所述第五透镜具有负屈光力，所述第六透镜具有正屈光力。

作为本实用新型更进一步的方案：所述第七透镜具有正屈光力，所述第八透镜具有负屈光力，所述第九透镜具有正屈光力，所述第十透镜具有负屈光力，所述第十一透镜具有负屈光力，所述第十二透镜具有正屈光力，所述第十三透镜具有正屈光力。

作为本实用新型更进一步的方案：所述第一透镜组、第二透镜组以及第三透镜组在光轴上的长度分别为：

0.41<T1/T2<0.61；

0.19<T1/T3<0.39；

0.53<T11/T1<0.73；

0.25<T12/T1<0.46；

0.24<T21/T2<0.45；

0.05<T22/T2<0.17；

0.05<T23/T2<0.17；

0.18<T24/T2<0.38；

其中， T1为第一透镜组在光轴上的长度，T2为第二透镜组在光轴上的长度，T3为第三透镜组在光轴上的长度，T11为第一透镜在光轴上的厚度，T12为第二透镜在光轴上的厚度，T21为第三透镜在光轴上的厚度，T22为第四透镜在光轴上的厚度，T23为第五透镜在光轴上的厚度，T24为第六透镜在光轴上的厚度。

作为本实用新型更进一步的方案：所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜的阿贝数如下：

V11≤75，V12≤50，V21≤95，V22≤60，V23≤60，V24≤95；

其中，V11为第一透镜的阿贝数，V12为第二透镜的阿贝数，V21为第三透镜的阿贝数，V22为第四透镜的阿贝数，V23为第五透镜的阿贝数，V24为第六透镜的阿贝数。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型中第一透镜组具有正屈光力，第二透镜组具有正屈光力，第三透镜组具有负屈光力，使得整个浸液显微物镜具有很好的光学性能，通过对第一透镜组和第二透镜组的焦点距离、折射率、阿贝数以及厚度进行限定、使得物镜光学系统的场曲、畸变、像差敏感度得到改善，从而使得该浸液显微物镜具有大放大倍率、大数值孔径、高分辨率性能，另外第一透镜、第二透镜未胶合且采用较少的镜片数目，降低了加工难度。

附图说明

图1为一种浸液显微物镜的透镜构成图；

图2为一种浸液显微物镜的光学系统球差图；

图3为一种浸液显微物镜的光学系统场曲图；

图4为一种浸液显微物镜的光学系统畸变图；

图5为一种浸液显微物镜的光学系统MTF（调制传递函数）图。

图中：700、物面；701、盖玻片；702、液体；81、第一透镜组；711、第一透镜；712、第二透镜；601、透镜座A；602、透镜座B ；82、第二透镜组；721、第三透镜；722、第四透镜；723、第五透镜；724、第六透镜；603、透镜座C；604、透镜座D；83、第三透镜组；731、第七透镜；732、第八透镜；733、第九透镜；734、第十透镜；735、第十一透镜；736、第十二透镜；737、第十三透镜；605、透镜座E；606、透镜座F；607、透镜座G；608、透镜座H。

具体实施方式

请参阅图1～5，本实用新型实施例中，一种浸液显微物镜，包括物面700，物面700的一侧设置有盖玻片701，盖玻片701的一侧依次设置有第一透镜组81、第二透镜组82和第三透镜组83，且盖玻片701与第一透镜组81之间设置有液体702；

第一透镜组81包括具有正屈光力的超半球第一透镜711以及正屈光力的第二透镜712，第一透镜711与第二透镜712分别固定于透镜座A601和透镜座B602中。

第二透镜组82包括由下至上依次设置的第三透镜721、第四透镜722、第五透镜723和第六透镜724，第三透镜721与第四透镜722之间胶合后固定于透镜座C603中，第五透镜723与第六透镜724之间胶合后固定于透镜座D604中。

第三透镜组83包括由下至上依次设置的第七透镜731、第八透镜732、第九透镜733、第十透镜734、第十一透镜735、第十二透镜736以及第十三透镜737，第七透镜731与第八透镜732之间胶合后固定于透镜座E605中，第九透镜733与第十透镜734之间胶合固定于透镜座F606中，第十一透镜735与第十二透镜736之间胶合后固定于透镜座G607中，第十三透镜737固定于透镜座H608中。

进一步的，透镜座A601的一侧与透镜座B602的一侧相连，且两者之间的距离为第一透镜711与第二透镜712在光轴上的间隔，透镜座B602的另一侧与透镜座C603的一侧相连，且两者之间的距离为第二透镜712与第三透镜721在光轴上的间隔，透镜座C603的另一侧与透镜座D604的一侧相连，且两者的间距为第四透镜722和第五透镜723在光轴上的间隔，透镜座E605的一侧与透镜座D604的一侧相连，且两者之间的距离为第六透镜724和第七透镜731在光轴上的间隔，透镜座F606的一侧与透镜座E605的一侧相连，且两者之间的距离为第八透镜732和第九透镜733在光轴上的间隔，透镜座G607与透镜座F606的一侧相连，且两者之间的距离第十透镜734和第十一透镜735在光轴上的间隔，透镜座H608的一侧与透镜座G607相连，且两者之间的距离为第十二透镜736和第十三透镜737在光轴上的间隔。

进一步的，第三透镜721具有正屈光力，第四透镜722具有负屈光力，第五透镜723具有负屈光力，第六透镜724具有正屈光力。

进一步的，第七透镜731具有正屈光力，第八透镜732具有负屈光力，第九透镜733具有正屈光力，第十透镜734具有负屈光力，第十一透镜735具有负屈光力，第十二透镜736具有正屈光力，第十三透镜737具有正屈光力。

进一步的，第一透镜组81、第二透镜组82以及第三透镜组83在光轴上的长度分别为：

0.41<T1/T2<0.61；

0.19<T1/T3<0.39；

0.53<T11/T1<0.73；

0.25<T12/T1<0.46；

0.24<T21/T2<0.45；

0.05<T22/T2<0.17；

0.05<T23/T2<0.17；

0.18<T24/T2<0.38；

其中， T1为第一透镜组81在光轴上的长度，T2为第二透镜组82在光轴上的长度，T3为第三透镜组83在光轴上的长度，T11为第一透镜711在光轴上的厚度，T12为第二透镜712在光轴上的厚度，T21为第三透镜721在光轴上的厚度，T22为第四透镜722在光轴上的厚度，T23为第五透镜723在光轴上的厚度，T24为第六透镜724在光轴上的厚度。

进一步的，第一透镜711、第二透镜712、第三透镜721、第四透镜722、第五透镜723、第六透镜724的阿贝数如下：

V11≤75，V12≤50，V21≤95，V22≤60，V23≤60，V24≤95；

其中，V11为第一透镜711的阿贝数，V12为第二透镜712的阿贝数，V21为第三透镜721的阿贝数，V22为第四透镜722的阿贝数，V23为第五透镜723的阿贝数，V24为第六透镜724的阿贝数。

进一步的，第一透镜组81和第二透镜组82满足以下条件：

1.2<|f2/f1|<2.6；

0.1<|f1/f3|<1.2；

0.1<|f/f1|<1.0；

其中， f2是第二透镜组82的焦点距离，f1是第一透镜组81的焦点距离，f3是第三透镜组83的焦点距离，f是该浸液显微物镜光学系统的焦点距离。

进一步的，第一透镜组81满足以下条件：

0.4<|f11/f1|<3.3；

0.1<|f12/f1|<3.1；

1.7<|f11/R112|<3.3；

其中，f11是第一透镜711的焦点距离，f12是第二透镜712的焦点距离，f1是第一透镜组711的焦点距离，R112是第一透镜711远离物面700一侧的曲率半径。

进一步的，第一透镜711、第二透镜712、第三透镜721、第四透镜722、第五透镜723、第六透镜724满足折射率：

1.58<N11<1.63；

1.80<N12<1.95；

1.41<N21<1.71；

1.55<N22<1.70；

1.70<N23<1.85；

1.41<N24<1.71；

其中，N11为第一透镜711的折射率，N12为第二透镜712的折射率，N21为第三透镜721的折射率，N22为第四透镜722的折射率，N23为第五透镜723的折射率，N24为第六透镜724的折射率。

第一透镜组81的焦距为第一透镜711至第二透镜712的组合焦距，即f1为6.42，第二透镜组82的焦距为第三透镜721至第六透镜724的组合焦距，即f2为10.35，第三透镜组83的焦距为第七透镜731至第十三透镜737的组合焦距，即f3为-13.82，整个浸液显微光学系统的焦距f为3.6。

那么|f2/f1|为1.61，|f1/f3|为0.46，|f/f1|为0.56，焦距数值范围内的浸液显微物镜光学系统扩大系统放大倍率，同时降低了浸液显微物镜光学系统OB的场曲，提高了该浸液显微物镜光学系统OB 的分辨率能力，又能有效的补偿光学系统的畸变。

第一透镜组81的焦距为第一透镜711至第二透镜712的组合焦距，即f1为6.42，第一透镜711的焦距f11为8.47，第二透镜712的焦距f12为12.02，第一透镜711远离物面700的一侧曲率半径R112为-3.332。

那么|f11/f1|为1.32，|f12/f1|为1.87，|f11/R112|为2.54，数值范围内的浸液显微物镜光学系统补正更好的场曲，且可以使第一透镜和第二透镜不用胶合从而降低加工难度。

第一透镜组81在光轴上的长度，即T1为7.06，第二透镜组82在光轴上的长度T2为13.89，第三透镜组83在光轴上的长度T3为24.30，T1/T2为0.51，T1/T3为0.29，T11/T1为0.63，T12/T1为0.35，T21/T2为0.35，T22/T2为0.07，T23/T2为0.07，T24/T2为0.28。

由上述可知，f是该浸液显微物镜光学系统的焦点距离，即f为3.6，NA该浸液显微物镜光学系统的物方数值孔径，即NA为1.20，N02为该浸液显微物镜光学系统在浸液的液体折射率，即N02为1.52， 那么|NA*N02/f|为0.51，使得该浸液显微物镜光学系统具备大数值孔径的特点。

图2中：其横坐标为球差量，单位为mm，纵坐标为像高，单位为mm，实线表示d线，虚线表示C线，单点划线表示F线，双点划线表示g线，该球差控制在±0.002mm以内，使得浸液显微物镜光学的中心分辨率最佳。

图3中：其横坐标为物面移动量，单位mm，纵坐标为像高，单位为mm，实线表示相对于各波长的光线的弧矢，虚线表示相对于各个波长的子午，从场曲的分布可以看出，该浸液显微物镜光学的场曲控制在±0.002mm以内，使得物镜光学的中心分辨率最佳。

图4中：其横坐标为畸变量，单位%，纵坐标为像高，单位为mm，从畸变的分布可以看出，该浸液显微物镜光学的畸变控制在±1.5%以内，使得浸液显微物镜光学的中心分辨率最佳。

图5中：其横坐标为空间频率，单位为cycles/mm，纵坐标为调制即MTF，实线表示该浸液显微物镜光学系统中心像面的调制（MTF），虚线表示衍射极限。

综上所述：本实用新型中第一透镜组81具有正屈光力，第二透镜组82具有正屈光力，第三透镜组83具有负屈光力，使得整个浸液显微物镜具有很好的光学性能，通过对第一透镜组81和第二透镜组82的焦点距离、折射率、阿贝数以及厚度进行限定、使得物镜光学系统的场曲、畸变、像差敏感度得到进一步的改善，从而保使得该浸液显微物镜具有大放大倍率、大数值孔径、高分辨率性能，另外第一透镜、第二透镜未胶合且采用较少的镜片数目，降低了加工难度，符合公差的成品率可以达到80-90%。

以上所述的，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种浸液显微物镜，包括物面（700），其特征在于，所述物面（700）的一侧设置有盖玻片（701），所述盖玻片（701）的一侧依次设置有第一透镜组（81）、第二透镜组（82）和第三透镜组（83），且盖玻片（701）与第一透镜组（81）之间设置有液体（702）；

所述第一透镜组（81）包括具有正屈光力的超半球第一透镜（711）以及正屈光力的第二透镜（712），所述第一透镜（711）与第二透镜（712）分别固定于透镜座A（601）和透镜座B（602）中；

所述第二透镜组（82）包括由下至上依次设置的第三透镜（721）、第四透镜（722）、第五透镜（723）和第六透镜（724），所述第三透镜（721）与第四透镜（722）之间胶合后固定于透镜座C（603）中，所述第五透镜（723）与第六透镜（724）之间胶合后固定于透镜座D（604）中；

所述第三透镜组（83）包括由下至上依次设置的第七透镜（731）、第八透镜（732）、第九透镜（733）、第十透镜（734）、第十一透镜（735）、第十二透镜（736）以及第十三透镜（737），所述第七透镜（731）与第八透镜（732）之间胶合后固定于透镜座E（605）中，所述第九透镜（733）与第十透镜（734）之间胶合固定于透镜座F（606）中，所述第十一透镜（735）与第十二透镜（736）之间胶合后固定于透镜座G（607）中，所述第十三透镜（737）固定于透镜座H（608）中。

2.根据权利要求1所述的一种浸液显微物镜，其特征在于，所述透镜座A（601）的一侧与透镜座B（602）的一侧相连，且两者之间的距离为第一透镜（711）与第二透镜（712）在光轴上的间隔，所述透镜座B（602）的另一侧与透镜座C（603）的一侧相连，且两者之间的距离为第二透镜（712）与第三透镜（721）在光轴上的间隔，所述透镜座C（603）的另一侧与透镜座D（604）的一侧相连，且两者的间距为第四透镜（722）和第五透镜（723）在光轴上的间隔，所述透镜座E（605）的一侧与透镜座D（604）的一侧相连，且两者之间的距离为第六透镜（724）和第七透镜（731）在光轴上的间隔，所述透镜座F（606）的一侧与透镜座E（605）的一侧相连，且两者之间的距离为第八透镜（732）和第九透镜（733）在光轴上的间隔，所述透镜座G（607）与透镜座F（606）的一侧相连，且两者之间的距离第十透镜（734）和第十一透镜（735）在光轴上的间隔，所述透镜座H（608）的一侧与透镜座G（607）相连，且两者之间的距离为第十二透镜（736）和第十三透镜（737）在光轴上的间隔。

3.根据权利要求1所述的一种浸液显微物镜，其特征在于，所述第三透镜（721）具有正屈光力，所述第四透镜（722）具有负屈光力，所述第五透镜（723）具有负屈光力，所述第六透镜（724）具有正屈光力。

4.根据权利要求1所述的一种浸液显微物镜，其特征在于，所述第七透镜（731）具有正屈光力，所述第八透镜（732）具有负屈光力，所述第九透镜（733）具有正屈光力，所述第十透镜（734）具有负屈光力，所述第十一透镜（735）具有负屈光力，所述第十二透镜（736）具有正屈光力，所述第十三透镜（737）具有正屈光力。

5.根据权利要求1所述的一种浸液显微物镜，其特征在于，所述第一透镜组（81）、第二透镜组（82）以及第三透镜组（83）在光轴上的长度分别为：

0.41<T1/T2<0.61；

0.19<T1/T3<0.39；

0.53<T11/T1<0.73；

0.25<T12/T1<0.46；

0.24<T21/T2<0.45；

0.05<T22/T2<0.17；

0.05<T23/T2<0.17；

0.18<T24/T2<0.38；

其中， T1为第一透镜组（81）在光轴上的长度，T2为第二透镜组（82）在光轴上的长度，T3为第三透镜组（83）在光轴上的长度，T11为第一透镜（711）在光轴上的厚度，T12为第二透镜（712）在光轴上的厚度，T21为第三透镜（721）在光轴上的厚度，T22为第四透镜（722）在光轴上的厚度，T23为第五透镜（723）在光轴上的厚度，T24为第六透镜（724）在光轴上的厚度。

6.根据权利要求1所述的一种浸液显微物镜，其特征在于，所述第一透镜（711）、第二透镜（712）、第三透镜（721）、第四透镜（722）、第五透镜（723）、第六透镜（724）的阿贝数如下：

V11≤75，V12≤50，V21≤95，V22≤60，V23≤60，V24≤95；

其中，V11为第一透镜（711）的阿贝数，V12为第二透镜（712）的阿贝数，V21为第三透镜（721）的阿贝数，V22为第四透镜（722）的阿贝数，V23为第五透镜（723）的阿贝数，V24为第六透镜（724）的阿贝数。

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