RU144999U1

RU144999U1 - HIGH-INCREASED PLANAPROCHROMATIC HIGH-APERTURE IMMERSION MICRO-LENS

Info

Publication number: RU144999U1
Application number: RU2014113691/28U
Authority: RU
Inventors: Наталия Богдановна Скобелева; Лариса Евгеньевна Левандовская; Михаил Наумович Сокольский
Original assignee: Открытое акционерное общество "ЛОМО"
Priority date: 2014-04-08
Filing date: 2014-04-08
Publication date: 2014-09-10

Abstract

1. Планапохроматический высокоапертурный иммерсионный микрообъектив большого увеличения, содержащий последовательно расположенные три компонента, первый из которых положительная двусклеенная линза и положительный двусклеенный мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта, второй компонент, состоящий из трех положительных склеенных линз, третья из которых склеена из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью в пространство изображения, и отрицательной линзы с расположенной между ними положительной двояковыпуклой линзой, и третий компонент, содержащий два склеенных отрицательных мениска, первый из которых включает в себя положительную двояковыпуклую и отрицательную двояковогнутую линзы и обращен вогнутостью в пространство изображения, и второй мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта, отличающийся тем, что в первом компоненте положительный двусклеенный мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта, выполнен из положительного и отрицательного менисков, первая положительная склеенная линза второго компонента выполнена из двояковыпуклой положительной линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью в пространство объекта, вторая положительная склеенная линза содержит положительную двояковыпуклую и отрицательную двояковогнутую линзы, а отрицательная линза в третьей склеенной линзе выполнена в виде мениска, обращенного вогнутостью в пространство объекта, в третьем компоненте второй отрицательный мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта, выполнен из положительного и отрицательного менисков, обращенных вогнутостью в пространство объ1. Plano-chromatic high-aperture immersion micro-lens of large magnification, containing three components in series, the first of which is a positive two-glued lens and the positive two-glued meniscus, turned concave into the space of the object, the second component consists of three positive glued lenses, the third of which is glued from the negative meniscus, facing concavity into the image space, and a negative lens with a positive biconvex line between them Zoya, and the third component containing two glued negative menisci, the first of which includes positive biconvex and negative biconcave lenses and faces concavity into the image space, and the second meniscus, turned concavity into the space of the object, characterized in that the first component is positive two-glued the meniscus facing concavity into the space of the object is made of positive and negative menisci, the first positive bonded lens of the second component is made of two a positive convex lens and a negative meniscus facing concavity into the space of the object, the second positive bonded lens contains a positive biconvex and negative biconcave lenses, and the negative lens in the third glued lens is made in the form of a meniscus facing concavity into the object space, in the third component the second negative meniscus, facing concavity into the space of the object, made of positive and negative menisci facing concavity into the space of the object

Description

Предлагаемая полезная модель относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам микроскопов, и может быть использована 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 и др.The proposed utility model relates to optical instrumentation, namely, microscope lenses, and can be used for visual observation and photographing of low-contrast microscopic structures that are at the limit of the resolution of light microscopes in natural light, visible luminescence light, in polarized light by the bright field method, dark field, phase contrast, etc.

Известен планапохроматический объектив микроскопа [1], содержащий три компонента, последовательно расположенных по ходу лучей, первый из которых включает положительную склеенную линзу и мениск, склеенный из отрицательного и положительного менисков, обращенный вогнутостью в пространство объекта, второй -компонент состоит из трех положительных двусклеенных линз, первая из которых склеена из положительной линзы и отрицательного мениска, вторая - из отрицательной и положительной двояковыпуклой линз, третья из положительной двояковыпуклой и отрицательной линз, и третий компонент содержит два склеенных отрицательных мениска, обращенных вогнутостью в пространство изображения, первый из которых склеен из положительного и отрицательного менисков, второй - из положительной двояковыпуклой и отрицательной двояковогнутой линз, при этом между вторым и третьим компонентами расположена ирисовая диафрагма.Known planochromatic microscope objective [1], containing three components sequentially located along the rays, the first of which includes a positive glued lens and a meniscus glued from a negative and positive meniscus, turned concavity into the space of the object, the second component consists of three positive double-glued lenses the first of which is glued from a positive lens and a negative meniscus, the second from a negative and positive biconvex lenses, the third from a positive biconvex th and negative lenses, and the third component contains two glued negative menisci turned concavity into the image space, the first of which is glued from the positive and negative menisci, the second from the positive biconvex and negative biconcave lenses, while an iris diaphragm is located between the second and third components .

Объектив имеет планапоапохроматическую коррекцию, высокую входную апертуру, но недостаточное поле изображения (20 мм).The lens has a planapochromatic correction, a high input aperture, but an insufficient image field (20 mm).

Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является высокоапертурный ахроматический иммерсионный микробъектив большого увеличения [2]. Объектив содержит три компонента, первый из которых положительная двусклеенная линза и два положительных мениска, обращенных вогнутостью к пространству объекта, второй из менисков выполнен двусклеенным из отрицательной двояковогнутой и положительной двояковыпуклой линз, второй компонент включает в себя три положительные склеенные линзы, первая из которых имеет форму мениска, склеенного из отрицательной двояковогнутой и положительной двояковыпуклой линз, вторая склеена из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью в пространство изображения, и положительной двояковыпуклой линзы, третья склеена из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью в пространство изображения и отрицательной двояковогнутой линзы с расположенной между ними положительной двояковыпуклой линзы, третий компонент содержит два склеенных отрицательных мениска, первый из которых состоит из положительной двояковыпуклой и отрицательной двояковогнутой линз, и обращен вогнутостью в пространство изображения, и второй склеенный мениск, состоящий из отрицательной двояковогнутой и положительной двояковыпуклой линз, и обращенный вогнутостью в пространство объекта.The closest technical solution to the claimed utility model is a high aperture achromatic immersion micro lens of large magnification [2]. The lens contains three components, the first of which is a positive double-glued lens and two positive menisci facing concavity to the space of the object, the second of the menisci is double-glued from the negative biconcave and positive biconvex lenses, the second component includes three positive bonded lenses, the first of which has the form meniscus glued from a negative biconcave and positive biconvex lenses, the second is glued from a negative meniscus turned concavity into space of your image, and a positive biconvex lens, the third is glued from a negative meniscus turned concavity into the image space and a negative biconcave lens with a positive biconvex lens located between them, the third component contains two glued negative menisci, the first of which consists of a positive biconvex and negative biconcave lens , and turned concavity into the image space, and the second glued meniscus, consisting of a negative biconcave and put integral biconvex lens, and turned concavity into the space of the object.

Объектив имеет высокую входную апертуру (60×1.25), но недостаточно высокую коррекцию точки на оси и по полю (ахроматическую коррекцию), недостаточное линейное поле изображения (22 мм).The lens has a high input aperture (60 × 1.25), but not high enough point correction on the axis and field (achromatic correction), insufficient linear image field (22 mm).

Основной задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является увеличение линейного поля изображения и достижение планапохроматической коррекции.The main task to which the proposed utility model is directed is to increase the linear field of the image and achieve planochromatic correction.

Поставленная задача решается с помощью предложенного планапохроматического высокоапертурного иммерсионного микрообъектива большого увеличения, который, как и прототип, содержит последовательно расположенные три компонента, первый из которых положительная двусклеенная линза и положительный двусклеенный мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта, второй компонент, состоящий из трех положительных склеенных линз, третья из которых склеена из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью в пространство изображения, и отрицательной линзы с расположенной между ними положительной двояковыпуклой линзой, и третий компонент, содержащий два склеенных отрицательных мениска, первый из которых включает в себя положительную двояковыпуклую и отрицательную двояковогнутую линзы, и обращен вогнутостью в пространство изображения, и второй мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта.The problem is solved using the proposed planochromatic high-aperture immersion micro-lens of large magnification, which, like the prototype, contains three components in series, the first of which is a positive double-glued lens and a positive double-glued meniscus facing concavity into the space of the object, the second component, consisting of three positive glued lenses, the third of which is glued from the negative meniscus, turned concavity into the image space, and from itsatelnoy lens disposed therebetween positive biconvex lens, and a third component comprising two cemented negative meniscus, the first of which includes a positive biconvex and a negative biconcave lens and is concave to the image space, and a second meniscus facing concavity in the object space.

В отличие от прототипа в первом компоненте положительный двусклеенный мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта, выполнен из положительного и отрицательного менисков, первая положительная склеенная линза второго компонента выполнена из двояковыпуклой положительной линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью в пространство объекта, вторая положительная склеенная линза содержит положительную двояковыпуклую и отрицательную двояковогнутую линзы, а отрицательная линза в третьей склеенной линзе выполнена в виде мениска, обращенного вогнутостью в пространство объекта, в третьем компоненте второй отрицательный мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта, выполнен из положительного и отрицательного менисков, обращенных вогнутостью в пространство объекта, а между первой и второй склеенными линзами второго компонента помещена ирисовая диафрагма.Unlike the prototype, in the first component, the positive two-glued meniscus turned concavity into the object space is made of positive and negative menisci, the first positive glued lens of the second component is made of a biconvex positive lens and the negative meniscus turned concavity into the object space, the second positive glued lens contains positive biconvex and negative biconcave lenses, and the negative lens in the third bonded lens is made in the form the meniscus facing concavity into the object space, in the third component, the second negative meniscus facing concavity into the object space is made of positive and negative menisci facing concavity into the object space, and an iris diaphragm is placed between the first and second glued lenses of the second component.

Кроме того, показатели преломления положительного мениска в склеенном мениске первого компонента, отрицательных менисков в первой склеенной линзе, в третьей склеенной линзе и отрицательной двояковогнутой линзы во второй склеенной линзе второго компонента, а также положительной двояковыпуклой линзы в первом склеенном мениске и положительного мениска во втором склеенном мениске третьего компонента имеют значения 1.72≤n_d≤1.78, а их коэффициенты дисперсии 25≤ν_d≤27, показатели преломления отрицательного мениска в склеенном мениске первого компонента, отрицательной двояковогнутой линзы и отрицательного мениска в склеенных менисках третьего компонента имеют значения 1.72≤n_d≤1.78, а их коэффициенты дисперсии 48≤ν_d≤52.In addition, the refractive indices of the positive meniscus in the glued meniscus of the first component, the negative menisci in the first glued lens, in the third glued lens and the negative biconcave lens in the second glued lens of the second component, as well as the positive biconvex lens in the first glued meniscus and the positive meniscus in the second glued meniscus third component are as 1.72≤n _d ≤1.78, and their coefficients dispersion 25≤ν _d ≤27, the refractive indices of the negative meniscus in the glued meniscus pervog component, a negative biconcave lens and a negative meniscus cemented meniscus in the third component are as 1.72≤n _d ≤1.78, and their coefficients dispersion 48≤ν _d ≤52.

Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что выполнение в первом компоненте положительного двусклеенного мениска, обращенного вогнутостью в пространство объекта, из положительного и отрицательного менисков, а во втором компоненте выполнение первой положительной склеенной линзы из двояковыпуклой положительной линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью в пространство объекта, второй положительной склеенной линзы в виде положительной двояковыпуклой и отрицательной двояковогнутой линз, и выполнение отрицательной линзы в третьей склеенной линзе в виде мениска, обращенного вогнутостью в пространство объекта, а также выполнение в третьем компоненте второго отрицательного мениска, обращенного вогнутостью в пространство объекта, из положительного и отрицательного менисков, обращенных вогнутостью в пространство объекта, позволило обеспечить плановую коррекцию, увеличить линейное поле изображения с 22 мм до 25 мм и поместить ирисовую диафрагму, а выбор стекол с приведенными выше показателями преломления и коэффициентами дисперсии позволили достигнуть апохроматической коррекции и увеличить входную числовую апертуру с 1.25 до 1.3.The essence of the proposed utility model is that in the first component, the implementation of the positive two-glued meniscus, turned concavity into the space of the object, from the positive and negative menisci, and in the second component, the implementation of the first positive glued lens from the biconvex positive lens and the negative meniscus, turned concavity into the space object, the second positive bonded lens in the form of a positive biconvex and negative biconcave lenses, and the execution of the negative an imaging lens in the third glued lens in the form of a meniscus turned concavity into the space of the object, as well as the execution in the third component of the second negative meniscus turned concavity into the space of the object, from the positive and negative meniscus turned concavity into the space of the object, allowed to provide planned correction, increase the linear field of the image from 22 mm to 25 mm and place the iris diaphragm, and the choice of glasses with the above refractive indices and dispersion coefficients allowed achieve apochromatic correction and increase the input numerical aperture from 1.25 to 1.3.

На основании изложенного можно сделать вывод, что новая совокупность существенных признаков заявляемой полезной модели позволила получить технический результат, заключающийся в достижении планапохроматической коррекции, благодаря которой одновременно осуществляется наблюдение всего поля зрения с высоким контрастом, увеличить линейное поле изображения в 1.14 раза до 25 мм, входную апертуру до 1.3 и обеспечить расположение ирисовой диафрагмы во втором компоненте.Based on the foregoing, we can conclude that the new set of essential features of the claimed utility model made it possible to obtain a technical result consisting in achieving plan-chromatic correction, due to which the entire field of view with high contrast is simultaneously observed, and the linear field of the image is increased 1.14 times to 25 mm, the input aperture up to 1.3 and ensure the location of the iris in the second component.

Предлагаемый планапохроматический высокоапертурный иммерсионный микрообъектив большого увеличения поясняется чертежом, на котором на фиг. 1 представлена его оптическая схема, а также Приложением, в котором даны конструктивные параметры и аберрационные выпуски.The proposed planochromatic high-aperture immersion micro-zoom lens is illustrated in the drawing, in which in FIG. 1 presents its optical scheme, as well as the Appendix, which gives the design parameters and aberration releases.

Заявляемый планахроматический высокоапертурный иммерсионный микрообъектив большого увеличения содержит три компонента.The inventive planachromatic high-aperture immersion micro lens of large magnification contains three components.

Первый компонент I содержит положительную склейку линзы 1 и 2, положительный склеенный мениск 3 и 4, обращенный вогнутостью в пространство объекта.The first component I contains a positive bonding of the lens 1 and 2, a positive glued meniscus 3 and 4, facing concavity into the space of the object.

Второй компонент II состоит из трех положительных линз, первая из которых является склейкой из положительной двояковыпуклой линзы 5 и отрицательного 6 мениска, обращенного вогнутостью в пространство объекта, вторая является склейкой из положительной двояковыпуклой 7 и отрицательной двояковогнутой 8 линз, третья является трехсклеенной из двух отрицательных менисков 9 и 10 с расположенной между ними положительной двояковыпуклой линзы 11.The second component II consists of three positive lenses, the first of which is the gluing of the positive biconvex lens 5 and the negative 6 of the meniscus facing concavity into the object space, the second is the gluing of the positive biconvex 7 and the negative biconcave of 8 lenses, the third is three-glued of the two negative menisci 9 and 10 with a positive biconvex lens 11 located between them.

Третий компонент III содержит отрицательный мениск, обращенный вогнутостью в пространство изображения, склеенный из положительной двояковыпуклой 12 и отрицательной двояковогнутой 13 линз и отрицательный мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта, склеенный из положительного 14 и отрицательного 15 менисков.The third component III contains a negative meniscus turned concavity into the image space, glued from a positive biconvex 12 and a negative biconcave 13 lenses and a negative meniscus turned concavity into the object space, glued from a positive 14 and negative 15 menisci.

Предлагаемый объектив работает следующим образом.The proposed lens works as follows.

Объектив работает с тубусной линзой f′=200 мм.The lens works with a tube lens f ′ = 200 mm.

Лучи от объекта наблюдения, расположенного в передней фокальной плоскости микрообъектива, проходят через первый компонент I - склеенные линзы 1 и 2 и положительный склеенный мениск 3 и 4, образуя мнимое увеличенное изображение, внося отрицательную сферическую аберрацию, хроматизм положения и увеличения, кому.Rays from the object of observation located in the front focal plane of the micro lens pass through the first component I - glued lenses 1 and 2 and positive glued meniscus 3 and 4, forming an imaginary enlarged image, introducing negative spherical aberration, chromaticity of position and magnification, to whom.

Компонент II линзы 5, 6, 7, 8, 9, 10 и 11 строит увеличенное действительное изображение объекта в фокальной плоскости компонента III, уменьшая апертуру выходящего пучка, переисправляя кому.Component II of the lens 5, 6, 7, 8, 9, 10, and 11 constructs an enlarged real image of the object in the focal plane of component III, reducing the aperture of the outgoing beam and correcting the coma.

Компонент III линзы 12, 13, 14 и 15 переносит изображение объекта в бесконечность, образуя планапохроматическое высококонтрастное изображение объекта.Component III of the lens 12, 13, 14 and 15 transfers the image of the object to infinity, forming a planochromatic high-contrast image of the object.

По предложенной схеме реализован иммерсионныйAccording to the proposed scheme, immersion

микрообъектив с увеличением 100^х, числовой апертурой 1.3 масляной иммерсии, линейным полем изображения 25 мм.a micro lens with a magnification of 100 ^x , a numerical aperture of 1.3 oil immersion, and a linear image field of 25 mm.

В таблице 1 представлено число Штреля, характеризующее качество изображения для приведенных относительных значений величин изображения для объектива масляной иммерсии.Table 1 presents the Strehl number, which characterizes the image quality for the relative values of the image values for the oil immersion lens.

Таблица 1Table 1 Относительное значение величины изображенияThe relative value of the image size Число ШтреляStrehl number 1one 0.440.44 0.8660.866 0.570.57 0.7070.707 0.720.72 0.50.5 0.880.88 00 0.90.9

Таким образом, в предлагаемом планапохроматическом высокоапертурном иммерсионном микрообъективе достигнуто увеличение линейного поля изображения и планапохроматическая коррекция, благодаря которой одновременно осуществляется наблюдение всего поля зрения с высоким контрастом, при этом линейное поле изображения увеличено в 1.14 раза до 25 мм, а входная апертура до 1.3.Thus, in the proposed planochromatic high-aperture immersion micro lens, an increase in the linear field of the image and planochromatic correction are achieved, due to which the entire field of view with high contrast is simultaneously observed, while the linear field of the image is increased 1.14 times to 25 mm, and the input aperture to 1.3.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. Российская Федерация, патент на полезную модель №28779, МПК: G02B 21/02, 2003 г.1. Russian Federation, utility model patent No. 28779, IPC: G02B 21/02, 2003

2. Международная заявка WO №2009057666, МПК: G02B 21/02, 2009 г. - прототип2. International application WO No. 2009057666, IPC: G02B 21/02, 2009 - prototype

Claims

1. Plano-chromatic high-aperture immersion micro-lens of large magnification, containing three components in series, the first of which is a positive two-glued lens and the positive two-glued meniscus, turned concave into the space of the object, the second component consists of three positive glued lenses, the third of which is glued from the negative meniscus, facing concavity into the image space, and a negative lens with a positive biconvex line between them Zoya, and the third component containing two glued negative menisci, the first of which includes positive biconvex and negative biconcave lenses and faces concavity into the image space, and the second meniscus, turned concavity into the space of the object, characterized in that the first component is positive two-glued the meniscus facing concavity into the space of the object is made of positive and negative menisci, the first positive bonded lens of the second component is made of two a positive convex lens and a negative meniscus facing concavity into the space of the object, the second positive bonded lens contains a positive biconvex and negative biconcave lenses, and the negative lens in the third glued lens is made in the form of a meniscus facing concavity into the object space, in the third component the second negative meniscus, facing concavity into the space of the object, made of positive and negative menisci facing concavity into the space of the object project, and between the first and second

glued lenses of the second component placed the iris diaphragm.

2. Plano-chromatic high-aperture immersion micro-lens of large magnification according to claim 1, characterized in that the refractive indices of the positive meniscus in the glued meniscus of the first component, negative menisci in the first glued lens, in the third glued lens and the negative biconcave lens in the second glued lens of the second component, and also positive biconvex lens in the first glued meniscus and the meniscus in the second positive meniscus glued third component are as 1.72≤n _d ≤1.78, and their oeffitsienty dispersion 25≤ν _d ≤27, the refractive indices of the negative meniscus glued in the meniscus a first component, a negative biconcave lens and a negative meniscus cemented meniscus in the third component are as 1.72≤n _d ≤l.78, and their dispersion coefficients 48≤ν _d ≤ 52.