CN216351507U

CN216351507U - 显微镜物镜

Info

Publication number: CN216351507U
Application number: CN202121513443.2U
Authority: CN
Inventors: 张雷梦婷; 李伸朋; 孙长胜
Original assignee: Ningbo Sunny Instruments Co Ltd
Current assignee: Ningbo Sunny Instruments Co Ltd
Priority date: 2021-07-05
Filing date: 2021-07-05
Publication date: 2022-04-19
Anticipated expiration: 2031-07-05

Abstract

本实用新型涉及一种显微镜物镜，包括沿光轴从物侧至像侧依次排列的光焦度为正的第一透镜群(T1)、光焦度为正的第二透镜群(T2)和光焦度为负的第三透镜群(T3)，所述第一透镜群(T1)包含至少一枚胶合镜组。本实用新型的显微镜物镜具有物方视场大以及数值孔径大的优点。

Description

显微镜物镜

技术领域

本实用新型涉及显微镜领域，尤其涉及一种显微镜物镜。

背景技术

由于生命科学、工业领域对于观察分辨能力和成像速度要求的提升，对于视场更大和孔径(NA)更大的显微镜物镜的需求也日渐增加。因此，为提高显微镜物镜的性能及市场竞争力，大视场、大数值孔径成为了显微镜物镜的发展趋势。当然，在实现大视场、大数值孔径复消色差的同时，还需要保证显微镜物镜的结构具有较好的可加工性能，从而对大视场、大数值孔径显微镜物镜投入生产具有重要作用。但是，现有技术中通常使用100X油镜观测样本，这类物镜的数值孔径为1.35，物方视场为0.265mm，可见还远不能满足大市场、大数值孔的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种显微镜物镜。

为实现上述实用新型目的，本实用新型提供一种显微镜物镜，包括沿光轴从物侧至像侧依次排列的光焦度为正的第一透镜群、光焦度为正的第二透镜群和光焦度为负的第三透镜群，所述第一透镜群包含至少一枚胶合镜组。

根据本实用新型的一个方面，所述第一透镜群由第一光学元件和第二光学元件组成；

所述第二透镜群由第三胶合镜组、第四光学元件和第五胶合镜组组成；

所述第三透镜群由第六光学元件和第七光学元件组成。

根据本实用新型的一个方面，所述第一光学元件为一枚双胶合镜组，具有正光焦度；

所述第一光学元件的物侧面为平面，像侧面为半球面。

根据本实用新型的一个方面，所述第一光学元件由位于物侧的平凸透镜和位于像侧的超半球透镜组成。

根据本实用新型的一个方面，所述第二光学元件为一枚透镜，具有正光焦度；

所述第二光学元件的形状为物侧面为凹面的弯月型。

根据本实用新型的一个方面，所述第三胶合镜组由两枚正光焦度的透镜和一枚负光焦度的透镜组成；

其中，所述两枚正光焦度的透镜的材质为低色散材料。

根据本实用新型的一个方面，当所述第四光学元件为一枚双胶合镜组时，由一枚正光焦度的透镜和一枚负光焦度的透镜组成。

根据本实用新型的一个方面，所述第五胶合镜组由一枚正光焦度的透镜和一枚负光焦度的透镜组成。

根据本实用新型的一个方面，所述第六光学元件与所述第七光学元件的光焦度正负性不同，且形成对称双高斯结构。

根据本实用新型的一个方面，所述第六光学元件由一枚正光焦度的透镜和一枚负光焦度的透镜组成；

所述第七光学元件由位于物侧的负光焦度透镜和位于像侧的正光焦度的透镜组成。

根据本实用新型的一个方面，物面到所述显微镜物镜最后一面的距离D与所述显微镜物镜的焦距fobj满足以下关系：10<D/fobj<36.2；

所述显微镜物镜的焦距fobj满足以下条件：fobj>1.7；

所述显微镜物镜物方数值孔径NA满足以下条件：1<NA≤1.45。

根据本实用新型的一个方面，中心视场边缘光线在所述第二透镜群中的最高投射高度H2分别与中心视场边缘光线在第三透镜群中在透镜表面最低投射高度H1、中心视场边缘光线在第二透镜群的第一枚透镜表面的投射高度H3满足以下关系：0.5<|H2/H3|<1.5；0.1<|H1/H2|<0.8。

根据本实用新型的一个方面，所述第一透镜群的第一枚胶合透镜的焦距fL1、物侧面的半径值RL1分别与所述显微镜物镜的焦距fobj满足以下关系：1<|fL1/fobj|；|RL1/fobj|＝∞。

根据本实用新型的一个方面，所述第一透镜群的组合焦距fT1和所述显微镜物镜的焦距fobj满足以下关系1<|fT1/fobj|<5。

根据本实用新型的一个方面，所述第二透镜群的组合焦距fT2和所述显微镜物镜的焦距fobj满足以下关系：1<|fT2/fobj|<25。

根据本实用新型的一个方面，所述第三透镜群的组合焦距fT3和所述显微镜物镜的焦距fobj满足以下关系：1<|fT3/fobj|。

根据本实用新型的一个方面，应用于明场观察，视场数最大为35，应用波段为436-656nm。

根据本实用新型的一个方案，第一透镜群包含一个平凸透镜和一个弯月形透镜，该群组的作用在于快速提升大部分数值孔径，并为后面透镜群承担了提升数值孔径角的压力。

根据本实用新型的一个方案，第二透镜群包含一个三胶合镜组、一个单透镜或双胶合镜组以及一个双胶合镜组。该群组的作用主要在于校正/消除色差。

根据本实用新型的一个方案，第三透镜群由一正一负两个光学元件组成双高斯结构，该群组的作用主要在于校正场曲以及增大视场。

附图说明

图1示意性表示本实用新型的第一种实施方式的显微镜物镜的结构图；

图2示意性表示本实用新型的第一种实施方式的显微镜物镜的0视场横向像差图；

图3示意性表示本实用新型的第一种实施方式的显微镜物镜的1视场横向像差图；

图4示意性表示本实用新型的第一种实施方式的显微镜物镜的场曲畸变图；

图5示意性表示本实用新型的第一种实施方式的显微镜物镜的色差曲线图；

图6示意性表示本实用新型的第二种实施方式的显微镜物镜的结构图；

图7示意性表示本实用新型的第二种实施方式的显微镜物镜的0视场横向像差图；

图8示意性表示本实用新型的第二种实施方式的显微镜物镜的1视场横向像差图；

图9示意性表示本实用新型的第二种实施方式的显微镜物镜的场曲畸变图；

图10示意性表示本实用新型的第二种实施方式的显微镜物镜的色差曲线图；

图11示意性表示本实用新型的第三种实施方式的显微镜物镜的结构图；

图12示意性表示本实用新型的第三种实施方式的显微镜物镜的0视场横向像差图；

图13示意性表示本实用新型的第三种实施方式的显微镜物镜的1视场横向像差图；

图14示意性表示本实用新型的第三种实施方式的显微镜物镜的场曲畸变图；

图15示意性表示本实用新型的第三种实施方式的显微镜物镜的色差曲线图；

图16示意性表示本实用新型的第四种实施方式的显微镜物镜的结构图；

图17示意性表示本实用新型的第四种实施方式的显微镜物镜的0视场横向像差图；

图18示意性表示本实用新型的第四种实施方式的显微镜物镜的1视场横向像差图；

图19示意性表示本实用新型的第四种实施方式的显微镜物镜的场曲畸变图；

图20示意性表示本实用新型的第四种实施方式的显微镜物镜的色差曲线图；

图21示意性表示本实用新型的第五种实施方式的显微镜物镜的结构图；

图22示意性表示本实用新型的第五种实施方式的显微镜物镜的0视场横向像差图；

图23示意性表示本实用新型的第五种实施方式的显微镜物镜的1视场横向像差图；

图24示意性表示本实用新型的第五种实施方式的显微镜物镜的场曲畸变图；

图25示意性表示本实用新型的第五种实施方式的显微镜物镜的色差曲线图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，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他的附图。

在针对本实用新型的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本实用新型的实施方式并不因此限定于以下实施方式。

参见图1，本实用新型的显微镜物镜属于无限远共轭物镜，其在观测时，观测物体与显微镜物镜之间介质可以为空气也可以为液体。当介质为空气时，数值孔径小于1，当介质为液体时，其数值孔径可以达到最大值。显微镜物镜包括沿光轴从物侧至像侧依次排列的第一光学元件G1、第二光学元件G2、第三胶合镜组G3、第四光学元件G4、第五胶合镜组G5、第六光学元件G6和第七光学元件G7。本实用新型中，第四光学元件G4为一枚透镜或一枚双胶合镜组。当然，在某些第四光学元件G4为一枚透镜的实施方式中，也可将其替换为一枚双胶合镜组。

本实用新型中，第一光学元件G1为一枚双胶合镜组，具有正光焦度，其物侧面为平面，像侧面为半球面(或接近半球状)。具体的，第一光学元件G1由位于物侧的平凸透镜和位于像侧的超半球透镜组成。第二光学元件G2为一枚透镜或一枚胶合镜组，具有光焦度为正，且其形状为物侧面为凹面的弯月型或双凸型。第三胶合镜组G3由两枚正光焦度的透镜和一枚负光焦度的透镜组成，其中，两枚正光焦度的透镜的材质为低色散材料。当第四光学元件G4为一枚双胶合镜组时，其由一枚正光焦度的透镜和一枚负光焦度的透镜组成。第五胶合镜组G5由一枚正光焦度的透镜和一枚负光焦度的透镜组成。第六光学元件G6与第七光学元件G7的光焦度正负性不同(即一正一负)，且形成双高斯结构，例如在某些实施方式中，第六光学元件G6具有负光焦度，第七光学元件G7具有正光焦度。第六光学元件G6与第七光学元件G7各自可以为一枚透镜、一枚胶合镜组或由透镜和胶合镜组组成。具体的，第六光学元件G6可以由一枚正光焦度的透镜和一枚负光焦度的透镜组成；第七光学元件G7可以由位于物侧的负光焦度透镜和位于像侧的正光焦度的透镜组成。另外，第五胶合镜组G5和第六光学元件G6的光焦度也可相应变化。

本实用新型中，第一光学元件G1和所述第二光学元件G2组成的第一透镜群T1的光焦度为正，由上述可知，第一透镜群T1包括至少一枚正光焦度的透镜，可以由一个双胶合镜组和一个或多个单透镜组成。第三胶合镜组G3、第四光学元件G4和第五胶合镜组G5组成的第二透镜群T2的光焦度为正，由上述可知，第二透镜群T2由至少一枚光学元件组成，可以为单透镜或胶合镜组，胶合镜组指双胶合镜组或多透镜胶合组。第六光学元件G6和第七光学元件G7组成的第三透镜群T3的光焦度为负。

本实用新型中，物面到显微镜物镜最后一面的距离D与显微镜物镜的焦距fobj满足以下关系：10<D/fobj<36.2。显微镜物镜的焦距fobj满足以下条件：fobj>1.7。显微镜物镜物方数值孔径NA满足以下条件：1<NA≤1.45。

本实用新型中，中心视场边缘光线在第二透镜群T2中的最高投射高度H2分别与中心视场边缘光线在第三透镜群T3中在透镜表面最低投射高度H1、中心视场边缘光线在第二透镜群T2的第一枚透镜表面的投射高度H3满足以下关系：0.5<|H2/H3|<1.5；0.1<|H1/H2|<0.8。其中，光线高度在第二透镜群T2的第一枚透镜表面和最后一枚透镜表面之间达到最大值。

本实用新型中，第一透镜群T1的第一枚胶合透镜的焦距fL1、物侧面的半径值RL1分别与显微镜物镜的焦距fobj满足以下关系：1<|fL1/fobj|；|RL1/fobj|＝∞。

综上所述，本实用新型的显微镜物镜整体包括三部分透镜群，第一透镜群T1由一个双胶合镜组和一个或多个单透镜组成，用于提升物方数值孔径。第二透镜群T2由至少一个胶合组镜组和单透镜组成，用于消除色差。第三透镜群T3由双高斯结构组成，用于实现平场和增大视场的效果。由此，满足上述设置，本实用新型的显微镜物镜的视场数最大可达35，数值孔径最大可达1.4，视场最大可达0.625mm。并且，显微镜物镜的工作距离可达0.15mm以上，当然也包括0mm-0.15mm之间的工作距离，工作距离为盖玻片到物镜第一组透镜边缘的距离。透镜数量以13-14枚的性价比最高，可应用于明场观察，视场数最大可达35，数值孔径最大可达1.4。应用波段(436-656nm)内实现复消色差。当然，为进一步提升性能可以增加镜片。

以下以五组实施方式来具体说明本实用新型的显微镜物镜，以S1、S2、…、SN表示各透镜的面，胶合镜组中的胶合面记为一面。下列实施方式中，第一透镜群T1主要负责提供光焦度，并为后面部分减小数值孔径，第二透镜群T2主要用于校正色差，第三透镜群T3主要用于校正场曲、增大视场。本实用新型的大视场大数值孔径复消色差显微镜物镜，在某些实施方式中，显微镜物镜工作波段可为436nm-1000nm，在436-656nm光谱波段区间的复消色差效果最佳，视场范围为30。

具体符合上述关系式的各个实施方式的参数如下表1所示：

表1

第一种实施方式

参见图1，在本实施方式中，显微镜物镜共有14枚透镜，物侧起第一枚透镜第一表面为S1，最后一枚透镜表面为S21。

第一光学元件G1为胶合镜组，光焦度为正，形状为平凸型，靠近物侧的第一透镜L1为平凸透镜，远离物侧的第二透镜L2为超半球透镜；第二光学元件G2为一枚透镜，即第三透镜L3，光焦度为正，形状为弯月型，物侧面为凹面；第三胶合镜组G3三胶合镜组，由两个正光焦度透镜和一个负光焦度透镜组成，分别为第四透镜L4、第五透镜L5和第六透镜L6，两个正光焦度透镜材料可以相同，也可以不同，均为低色散材料；第四光学元件G4为双胶合镜组，位于物侧的第七透镜L7的光焦度为正，位于像侧的第八透镜L8的光焦度为负；第五胶合镜组G5中，位于物侧的第九透镜L9的光焦度为正，位于像侧的第十透镜L10的光焦度为负；第六光学元件G6为双胶合镜组，位于物侧的第十一透镜L11的光焦度为负，位于像侧的第十二透镜L12的光焦度为正；第七光学元件G7为双胶合镜组，位于物侧的第十三透镜L13的光焦度为负，位于像侧的第十四透镜的光焦度为正。第六光学元件G6与第七光学元件G7组成两个对称双胶合组，即组成双高斯结构。

在本实施方式中，系统焦距为3mm，工作距离为0.15mm，数值孔径为1.35，显微镜物镜的透镜厚度和半径等参数如下表2所示：

表面	半径(mm)	厚度(mm)	Nd	Vd
					S21	7.856	3.5	1.74	32.3
S20	-20.558	2	1.61	44.3
					S19	4.757	2.8
S18	-4.125	2	1.88	40.8
					S17	-30.515	4	1.43	95
S16	-7.563	0.15
					S15	30.858	5	1.43	95
S14	-8.915	1.5	1.61	44.3
					S13	-35.515	0.15
S12	21.758	4	1.43	95
					S11	-25.537	1.5	1.61	44.3
S10	-50.945	0.15
					S9	20.797	5.5	1.43	95
S8	-14.532	1.2	1.61	44.3
					S7	13.087	6.5	1.43	95
S6	-13.087	0.15
					S5	8.532	3.8	1.43	95
S4	30.157	0.15
					S3	4.978	4.8	1.88	40.8
S2	2.565	0.5	1.52	64.1
					S1	Infinity	0.15

表2

其中，半径是指表面的曲率半径，厚度是指当前表面到下一个表面的轴上距离，例如表面S1的厚度即为S1到S2的距离，其可能是介质或透镜的轴上厚度，也可能是它们之间的轴上空气间隙。

图2是第一种实施方式的显微镜物镜的0视场横向像差图，其中横坐标PY、PX代表归一化入瞳尺寸，纵坐标代表横向像差，标尺为±5微米，Y方向为子午方向，X方向为弧矢方向，由图可见像差平衡较好，具有较好的成像性能。

图3是第一种实施方式的显微镜物镜的1视场横向像差图，标尺为±5微米，由图可见曲线贴近横轴，具有较好的成像性能。

图4是第一种实施方式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μm。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，最大值为5μm，最小值为-5μm。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)，由图可知，全视场畸变小于2％。图中纵坐标为归一化视场，横坐标代表畸变，最大为2％，最小为-2％。

图5是第一种实施方式的显微镜物镜的色差曲线图，全波长曲线色差校正较好，各视场处任意两条曲线差值小于λ/NA²。

本实施方式的大视场平场浸液显微镜物镜具有物方视场大(0.5mm)，数值孔径大(NA＝1.35)，视场可大于0.58mm，在一些较好的实施例中数值孔径可大于1.4。

第二种实施方式

参见图6，在本实施方式中，显微镜物镜共有13枚透镜，物侧起第一枚透镜第一表面为S1，最后一枚透镜表面为S20。

第一光学元件G1为胶合镜组，光焦度为正，形状为平凸型，靠近物侧的第一透镜L1为平凸透镜，远离物侧的第二透镜L2为超半球透镜；第二光学元件G2为一枚透镜，即第三透镜L3，光焦度为正，形状为弯月型，物侧面为凹面；第三胶合镜组G3三胶合镜组，由两个正光焦度透镜和一个负光焦度透镜组成，分别为第四透镜L4、第五透镜L5和第六透镜L6；两个正光焦度透镜材料可以相同，也可以不同，均为低色散材料；第四光学元件G4为单透镜，即第七透镜L7；第五胶合镜组G5中，位于物侧的第八透镜L8的光焦度为负，位于像侧的第九透镜L9的光焦度为正；第六光学元件G6为光焦度为负的双胶合镜组，位于物侧第十透镜L10的光焦度为正，位于像侧的第十一透镜L11的光焦度为负；第七光学元件G7为光焦度为正的双胶合镜组，位于物侧的第十二透镜L12的光焦度为负，位于像侧的第十三透镜L13的光焦度为正。第六光学元件G6与第七光学元件G7组成两个对称双胶合组，即组成双高斯结构。

在本实施方式中，系统焦距为3mm，工作距离为0.15mm，数值孔径1.4，显微镜物镜的透镜厚度和半径等参数如下表3所示：

表3

图7是第二种实施方式的显微镜物镜的0视场横向像差图，其中横坐标PY、PX代表归一化入瞳尺寸，纵坐标代表横向像差，标尺为±5微米，Y方向为子午方向，X方向为弧矢方向，由图可见像差平衡较好，具有较好的成像性能。

图8是第二种实施方式的显微镜物镜的1视场横向像差图，标尺为±5微米，由图可见曲线贴近横轴，具有较好的成像性能。

图9是第二种实施方式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μm。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，最大值为5μm，最小值为-5μm。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)，由图可知，全视场畸变小于2％。图中纵坐标为归一化视场，横坐标代表畸变，最大为2％，最小为-2％。

图10是第二种实施方式的显微镜物镜的色差曲线图，全波长曲线色差校正较好，各视场处任意两条曲线差值小于λ/NA²。

本实施方式的大视场平场浸液显微镜物镜具有物方视场大(0.5mm)，数值孔径大(NA＝1.4)，视场可大于0.58mm，在一些较好的实施例中数值孔径可大于1.4。

第三种实施方式

参见图11，在本实施方式中，显微镜物镜共有13枚透镜，物侧起第一枚透镜第一表面为S1，最后一枚透镜表面为S20。

第一光学元件G1为胶合镜组，光焦度为正，形状为平凸型，靠近物侧的第一透镜L1为平凸透镜，远离物侧的第二透镜L2为超半球透镜；第二光学元件G2为一枚透镜，即第三透镜L3，光焦度为正，形状为弯月型，物侧面为凹面；第三胶合镜组G3三胶合镜组，由两个正光焦度透镜和一个负光焦度透镜组成，分别为第四透镜L4、第五透镜L5和第六透镜L6；两个正光焦度透镜材料可以相同，也可以不同，均为低色散材料；第四光学元件G4为单透镜，即第七透镜L7；第五胶合镜组G5中，位于物侧的第八透镜L8的光焦度为负，位于像侧的第九透镜L9的光焦度为正；第六光学元件G6为双胶合镜组，位于物侧的第十透镜L10的光焦度为正，位于像侧的第十一透镜L11的光焦度为负；第七光学元件G7为双胶合镜组，位于物侧的第十二透镜L12的光焦度为负，位于像侧的第十三透镜L13的光焦度为正。第六光学元件G6与第七光学元件G7组成两个对称双胶合组，即组成双高斯结构。

在本实施方式中，系统焦距f＝1.8mm，工作距离为0.15mm，数值孔径为1.3，显微镜物镜的透镜厚度和半径等参数如下表4所示：

表4

图12是第三种实施方式的显微镜物镜的0视场横向像差图，其中横坐标PY、PX代表归一化入瞳尺寸，纵坐标代表横向像差，标尺为±5微米，Y方向为子午方向，X方向为弧矢方向，由图可见像差平衡较好，具有较好的成像性能。

图13是第三种实施方式的显微镜物镜的1视场横向像差图，标尺为±5微米，由图可见曲线贴近横轴，具有较好的成像性能。

图14是第三种实施方式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μm。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，最大值为2μm，最小值为-2μm。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)，由图可知，全视场畸变小于1％。图中纵坐标为归一化视场，横坐标代表畸变，最大为1％，最小为-1％。

图15是第三种实施方式的显微镜物镜的色差曲线图，全波长曲线色差校正较好，各视场处任意两条曲线差值小于λ/NA²。

本实施方式的大视场平场浸液显微镜物镜具有物方视场大(0.5mm)，数值孔径大(NA＝1.3)，视场可大于0.58mm，在一些较好的实施例中数值孔径可大于1.4。

第四种实施方式

参见图16，在本实施方式中，显微镜物镜共有14枚透镜，物侧起第一枚透镜第一表面为S1，最后一枚透镜表面为S21。

第一光学元件G1为胶合镜组，光焦度为正，形状为平凸型，靠近物侧的第一透镜L1为平凸透镜，远离物侧的第二透镜L2为超半球透镜；第二光学元件G2为一枚透镜，即第三透镜L3，光焦度为正，形状为弯月型，物侧面为凹面；第三胶合镜组G3三胶合镜组，由两个正光焦度透镜和一个负光焦度透镜组成，分别为第四透镜L4、第五透镜L5和第六透镜L6；两个正光焦度透镜材料可以相同，也可以不同，均为低色散材料；第四光学元件G4为双胶合镜组，位于物侧的第七透镜L7的光焦度为负，位于像侧的第八透镜L8的光焦度为正；第五胶合镜组G5中，位于物侧的第九透镜L9的光焦度为负，位于像侧的第十透镜L10的光焦度为正；第六光学元件G6为双胶合镜组，位于物侧的第十一透镜L11的光焦度为正，位于像侧的第十二透镜L12的光焦度为负；第七光学元件G7为双胶合镜组，位于物侧的第十三透镜L13的光焦度为负，位于像侧的第十四透镜L14的光焦度为正。第六光学元件G6与第七光学元件G7组成两个对称双胶合组，即组成双高斯结构。

在本实施方式中，系统焦距f＝1.8mm，工作距离为0.15mm，数值孔径为1.36，显微镜物镜的透镜厚度和半径等参数如下表5所示：

表面	半径(mm)	厚度(mm)	Nd	Vd
					S21	8.256	5.1	1.74	32.3
S20	10.256	1	1.76	52.3
					S19	3.258	2.01
S18	-3.256	1.5	1.88	40.8
					S17	-17.562	6.5	1.43	95
S16	-7.256	0.15
					S15	-29.365	8	1.43	95
S14	-7.262	2	1.61	44.3
					S13	-17.215	0.15
S12	34.565	7.3	1.43	95
					S11	-10.369	1.5	1.61	44.3
S10	-12.757	0.15
					S9	-29.641	6.9	1.43	95
S8	17.551	1.5	1.61	44.3
					S7	-17.626	9	1.43	95
S6	15.989	0.15
					S5	12.881	4.8	1.43	95
S4	70.636	0.15
					S3	4.512	4.8	1.88	40.8
S2	3.267	0.7	1.52	32.2
					S1	Infinity	0.15

表5

图17是第四种实施方式的显微镜物镜的0视场横向像差图，其中横坐标PY、PX代表归一化入瞳尺寸，纵坐标代表横向像差，标尺为±5微米，Y方向为子午方向，X方向为弧矢方向，由图可见像差平衡较好，具有较好的成像性能。

图18是第四种实施方式的显微镜物镜的1视场横向像差图，标尺为±5微米，由图可见曲线贴近横轴，具有较好的成像性能。

图19是第四种实施方式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μm。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，最大值为2μm，最小值为-2μm。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)，由图可知，全视场畸变小于1％。图中纵坐标为归一化视场，横坐标代表畸变，最大为1％，最小为-1％。

图20是第四种实施方式的显微镜物镜的色差曲线图，全波长曲线色差校正较好，各视场处任意两条曲线差值小于λ/NA²。

本实施方式的大视场平场浸液显微镜物镜数值孔径大(NA＝1.36)，在一些较好的实施例中数值孔径可大于1.4。

第五种实施方式

参见图21，在本实施方式中，显微镜物镜共有14枚透镜，物侧起第一枚透镜第一表面为S1，最后一枚透镜表面为S21。

第一光学元件G1为胶合镜组，光焦度为正，形状为平凸型，靠近物侧的第一透镜L1为平凸透镜，远离物侧的第二透镜L2为超半球透镜；第二光学元件G2为一枚透镜，即第三透镜L3，光焦度为正，形状为弯月型，物侧面为凹面；第三胶合镜组G3三胶合镜组，由两个正光焦度透镜和一个负光焦度透镜组成，分别为第四透镜L4、第五透镜L5和第六透镜L6；两个正光焦度透镜材料可以相同，也可以不同，均为低色散材料；第四光学元件G4为双胶合镜组，位于物侧的第七透镜L7的光焦度为负，位于像侧的第八透镜L8的光焦度为正；第五胶合镜组G5中，位于物侧的第九透镜L9的光焦度为负，位于像侧的第十透镜L10的光焦度为正；第六光学元件G6为双胶合镜组，位于物侧的第十一透镜L11的光焦度为正，位于像侧的第十二透镜L12的光焦度为负；第七光学元件G7为双胶合镜组，位于物侧的第十三透镜L13的光焦度为负，位于像侧的第十四透镜L14的光焦度为正。第六光学元件G6与第七光学元件G7组成两个对称双胶合组，即组成相对对称的双高斯结构。

在本实施方式中，系统焦距f＝4.5mm，工作距离为0.15mm，数值孔径为1.21，显微镜物镜的透镜厚度和半径等参数如下表6所示：

表6

图22是第五种实施方式的显微镜物镜的0视场横向像差图，其中横坐标PY、PX代表归一化入瞳尺寸，纵坐标代表横向像差，标尺为±5微米，Y方向为子午方向，X方向为弧矢方向，由图可见像差平衡较好，具有较好的成像性能。

图23是第五种实施方式的显微镜物镜的1视场横向像差图，标尺为±5微米，由图可见曲线贴近横轴，具有较好的成像性能。

图24是第五种实施方式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μm。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，最大值为2μm，最小值为-2μm。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)，由图可知，全视场畸变小于1％。图中纵坐标为归一化视场，横坐标代表畸变，最大为1％，最小为-1％。

图25是第五种实施方式的显微镜物镜的色差曲线图，全波长曲线色差校正较好，各视场处任意两条曲线差值小于λ/NA²。

本实施方式的大视场平场浸液显微镜物镜物方视场大(物方视场＝0.625mm)，在一些较好的实施例中物方视场可大于0.65mm。

以上所述仅为本实用新型的一个实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种显微镜物镜，包括沿光轴从物侧至像侧依次排列的光焦度为正的第一透镜群(T1)、光焦度为正的第二透镜群(T2)和光焦度为负的第三透镜群(T3)，其特征在于，所述第一透镜群(T1)包含至少一枚胶合镜组；

中心视场边缘光线在所述第二透镜群(T2)中的最高投射高度H2分别与中心视场边缘光线在第三透镜群(T3)中在透镜表面最低投射高度H1、中心视场边缘光线在第二透镜群(T2)的第一枚透镜表面的投射高度H3满足以下关系：0.5<|H2/H3|<1.5；0.1<|H1/H2|<0.8。

2.根据权利要求1所述的显微镜物镜，其特征在于，所述第一透镜群(T1)由第一光学元件(G1)和第二光学元件(G2)组成；

所述第二透镜群(T2)由第三胶合镜组(G3)、第四光学元件(G4)和第五胶合镜组(G5)组成；

所述第三透镜群(T3)由第六光学元件(G6)和第七光学元件(G7)组成。

3.根据权利要求2所述的显微镜物镜，其特征在于，所述第一光学元件(G1)为一枚双胶合镜组，具有正光焦度；

所述第一光学元件(G1)的物侧面为平面，像侧面为半球面。

4.根据权利要求3所述的显微镜物镜，其特征在于，所述第一光学元件(G1)由位于物侧的平凸透镜和位于像侧的超半球透镜组成。

5.根据权利要求2所述的显微镜物镜，其特征在于，所述第二光学元件(G2)为一枚透镜，具有正光焦度；

所述第二光学元件(G2)的形状为物侧面为凹面的弯月型。

6.根据权利要求2所述的显微镜物镜，其特征在于，所述第三胶合镜组(G3)由两枚正光焦度的透镜和一枚负光焦度的透镜组成；

其中，所述两枚正光焦度的透镜的材质为低色散材料。

7.根据权利要求2所述的显微镜物镜，其特征在于，当所述第四光学元件(G4)为一枚双胶合镜组时，由一枚正光焦度的透镜和一枚负光焦度的透镜组成。

8.根据权利要求2所述的显微镜物镜，其特征在于，所述第五胶合镜组(G5)由一枚正光焦度的透镜和一枚负光焦度的透镜组成。

9.根据权利要求2所述的显微镜物镜，其特征在于，所述第六光学元件(G6)与所述第七光学元件(G7)的光焦度正负性不同，且形成对称双高斯结构。

10.根据权利要求2所述的显微镜物镜，其特征在于，所述第六光学元件(G6)由一枚正光焦度的透镜和一枚负光焦度的透镜组成；

所述第七光学元件(G7)由位于物侧的负光焦度透镜和位于像侧的正光焦度的透镜组成。

11.根据权利要求1所述的显微镜物镜，其特征在于，物面到所述显微镜物镜最后一面的距离D与所述显微镜物镜的焦距fobj满足以下关系：10<D/fobj<36.2；

所述显微镜物镜的焦距fobj满足以下条件：fobj>1.7；

所述显微镜物镜物方数值孔径NA满足以下条件：1<NA≤1.45。

12.根据权利要求1所述的显微镜物镜，其特征在于，所述第一透镜群(T1)的第一枚胶合透镜的焦距fL1、物侧面的半径值RL1分别与所述显微镜物镜的焦距fobj满足以下关系：1<|fL1/fobj|；|RL1/fobj|＝∞。

13.根据权利要求1所述的显微镜物镜，其特征在于，所述第一透镜群(T1)的组合焦距fT1和所述显微镜物镜的焦距fobj满足以下关系1<|fT1/fobj|<5。

14.根据权利要求1所述的显微镜物镜，其特征在于，所述第二透镜群(T2)的组合焦距fT2和所述显微镜物镜的焦距fobj满足以下关系：1<|fT2/fobj|<25。

15.根据权利要求1所述的显微镜物镜，其特征在于，所述第三透镜群(T3)的组合焦距fT3和所述显微镜物镜的焦距fobj满足以下关系：1<|fT3/fobj|。

16.根据权利要求1所述的显微镜物镜，其特征在于，应用于明场观察，视场数最大为35，应用波段为436-656nm。