RU1777113C - Ахроматический объектив микроскопа - Google Patents

Abstract

Использование: в оптическом приборостроении и в ахроматических объективах микроскопов, предназначенных дл  использовани  при С-иологических исследовани х объектов в проход щем свете в светлом поле . Сущность изобретени : ахроматический объектив микроскопа содержит три положительных компонента, первый и третий из которых одиночные линзы, а второй - склеенна  линза, включающа  дво ковыпуклую линзу, радиус склейки которой обращен вогнутостью к пространству изображени , первый и второй компоненты выполнены в виде дво ковыпуклых линз, а третий - мениск, обращенный вогнутостью к пространству предметов, причем все положительные линзы выполнены из стекла с показателем преломлени  не более 1,5 и коэффициентом средней дисперсии не менее 68, а отрицательна  линза выполнена из стекла с показателем преломлени  не менее 1.75 и коэффициентом средней дисперсии не более 28. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к оптическому приборостроению, а именно к ахроматическим объективам микроскопов, предназначенным дн  использовани  при биологических исследовани х объектов в проход щем свете в светлом поле.

Известен ахроматический объектив микроскопа по авт. св. СССР № 438968, кл. G 02 В 21/02, Б.И., № 29, 1974, содержащий одиночную фронтальную линзу и два склеенных компонента, за объективом на рассто нии , равном 1-1,5 фокусного рассто ни  объектива, установлен одиночный отрицатепьный мениск, обращенный выпуклостью к изображению.

Но в указанном объективе не устранен хроматизм положени  и он имеет сложную конструкцию.

Известен ахроматический объектив микроскопа по звт. св. СССР № 1224772, кл.

G 02 В 21/02. содержащий два положительных компонента, первый из которых выполнен в виде одиночной плосковыпуклой линзы, обращенной плоскостью к пространству предметов, а второй - в виде двускле- енной линзы, состо щей из отрицательного мениска и дво ковыпуклой линзы, перед двусклеенной линзой установлена одиночна  положительна  линза, фокусное рассто ние которой составл ет 1,8-2,2 фокусного рассто ни  объектива, а поверхность склейки обращена вогнутостью к пространству изображений.

Но указанный объектив не обеспечивает требуемого качества изображени  и имеет малый передний рабочий отрезок.

Наиболее близким по технической сущ: ности к предлагаемому изобретению и выбранным авторами за прототип  вл етс  ахроматический объектив микроскопа по

vj v| XI

.«21 Д

СО

авт. св. N 1682961, кл. G 02 В 21/02, 1990, содержащий три положительных компонента , перши из которых - плосковыпукла  линза, а третий - дво ковыпукла  линза, второй компонент выполнен из склеенных между собой дво ковогнутой и дво ковыпуклой линз, третий компонент выполнен в виде одиночной линзы, при этом рассто ние между первым и вторым компонентами не более 0,61 fy а между вторым и третьим - не более 0,35 f , где f - фокусное рассто ние объектива.

Но указанный объектив имеет малым передний рабочий отрезок и большую кривизну изображени  и астигматизм.

Целью изобретени   вл етс  улучшение качества изображени  при увеличении переднего рабочего отрезка.

Поставленна  цель достигаетс  тем. что ахроматический объектис микроскопа, содержащий три положительных компонента, первый и третий из которых - одиночные линзы, а второй - двусклеенна  линза, перва  из которых - отрицательна , втора  - дво ковыпукла , первый и второй компоненты выполнены в виде дво ковыпуклых линз, а третий -- мениск, обращенный вогнутостью к пространству предметов, причем все положительные линзы выполнены из стекла с показателем преломлени  не более 1,5 и коэффициентом средней дисперсии не менее 68, а отрицательна  линза выполнена из стекла с показателем преломлени  не менее 1,75, и коэффициентом средней дисперсии не более 28.

Выполнение первого компонента в виде дво ковыпуклой линзы способствует увеличению переднего рабочего отрезка объектива и коррекции сферической аберрации третьего и высших пор дков дл  точки на оси.

Второй компонент представл ет собой дво ковыпуклую линзу, склеенную из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к изображению, и дво ковыпуклой линзы. Такое выполнение второго компонента служит дл  коррекции хроматических аберраций, а также дл  исправлени  кривизны изображени  и астигматизма.

Выполнение третьего компонента в виде мениска, обращенного вогнутостью к предмету, обеспечиваетустранение кривизны изображени  и астигматизма, а также сферической аберрации широких наклонных пучков лучей при длине тубуса объектива , равной бесконечности,

Исследу  наличие стекол, имеющихс  в ГОСТе 13659-78, приходим к выводу, что дл  коррекции хроматизма увеличени  и сферической аберраций широких наклонных пучков лучей все положительные линзы выполнены из стекла с показателем преломлени  не более 1,5 и коэффициентом средней дисперсии не менее 68, а отрицательна  линза выполнена из стекла с показателем преломлени  не менее 1,75 и коэффициентом средней дисперсии не более 28.

В приведенном варианте расчета положительные линзы выполнены из стекла ЛКЗ с пе 1,4891 и ve 65,87, а отрицательна  линза - из стекла ФТ с пе 1.7617 и ve 27,32. В приведенном варианте расчета ахроматический объектив микроскопа обладает следующими аберраци ми. Поперечна  сферическа  аберраци  дл  точки на оси дл  основной длины волны не превышает 0,03 мм, а во всем спектральном диапазоне - 0,047 мм. Волнова  аберраци  дл  точки на оси дл  основного цвета не превышает 0,5 во всем спектральном диапазоне .

Хроматизм увеличени  по всему полю равен 0,49%, т.е. практически очень мал. Кривизна изображени  и астигматизм рав- ньг

у 9,97 мм, zt -2,84 мм, zs 3,27 мм,2S - zt -0,43 мм у 7,042 мм, zt -1,44 мм, zs - -1,64 мм, 7s - zt -0,20 мм Средн   квадратическа  волнова  аберраци  дл  точки на оси равна 0,077 Я.

Значение среднеквадратической волновой аберрации по спектральному интервалу , полю и зрачку равно:

1. Без учета расфокусировки и дистор- сии 0,236 Я.

2. Без учета расфокусировки, дисторсии и кривизны изображени  0,085 Я.

Число Штрел  дл  точки на оси равно 0,80, а на краю пол  равно 0,57.

Сущность предлагаемого изобретени  представлена на фиг. 1, 2.

На фиг. 1 дана оптическа  схема ахроматического объектива микроскопа; на фиг. 2 - график его аберрации.

В табл. 1 приведены конструктивные данные ахроматического объектива микроскопа табл. 2 представлены таблицы аберрации одного из вариантов расчета объектива микроскопа ахроматического.

В состав объектива вход т 1 -дво ковыпукла  линза первого компонента, 2 - второй компонент, представл ющий собой дво ковыпуклую линзу, склеенную из отрицательного мениска 3, обращенного вогнутостью к пространству изображений, и дво ковыпуклой линзы 4, 5 - третий компонент , выполненный в виде положительного

мениска, обращенного вогнутостью к предмету , б - тубусна  линза.

Объектив работает с длиной тубуса бесконечность , поэтому предмет помещаетс  в передней фокальной плоскости объектива. На объектив падает расход щийс  пучок лучей , последовательно проходит компоненты 1, 2 и 5 и в бесконечности создает изображение объекта, которое тубусной линзой 6 проектируетс  в фокальную пло- скость окул ра.

Апертурнал диафрагма совпадает с задней фокальной плоскостью объектива. Апертурный луч проходит через центр предмета и край алертурной диафрагмы, при этом он определ ет апертуру объектива.

В качеств.е конкретного примера расчета представлен объектив ахроматический со следующими оптическими характеристиками:

Фокусное рассто ние 70,54 мм

Апертура0.25

Длина объектива30,07

Величина изображени  20 мм

Фокусное рассто ние

тубусной линзы160 мм

Важным преимуществом объектива  вл етс  улучшение качества изображени  за

счет уменьшени  кривизны изображени , устранени  хроматизма увеличению, а также увеличени  переднего рабочего отрезка. Объектив имеет простую конструкцию и выполнен из наиболее распространенных марок стекол.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Ахроматический объектив микроскопа, содержащий три положительных компонента , первый и третий из которых - одиночные линзы, а второй - двусклеенна  линза, перва  из которых отрицательна , а втора  - дво ковыпукла , отличающийс  тем, что, с целью улучшени  качества изображени  при увеличении переднего рабочего отрезка , первый и второй компоненты выполнены в виде дво ковыпуклых линз, а: третий - в виде мениска, обращенного Вогнутостью к пространству предметов, причем положительные линзы объектива выполнены из стекла с показателем преломлени  не более 1,5 и коэффициентом средней дисперсии и не менее 68,0, а отрицательна  линза выполнена из стекла с показателем преломлени  не менее 1,75 и коэффициентом средней дисперсии не более 28.

   Таблица 1

   s

   I h/t

   -X - 1,.-J л

   $.

   §

   О, 2У /t и

   нЈ

   -i.O ° 1.0 -0,У О о.,0 О 1.0 Ј

   о

   05 и

   оУ

   нЈ

   1,0

   У -f. о /«-, А/«т.

   фаг. 2