RU2497163C1 - Plan-apochromatic high-aperture microlens with long operating distance - Google Patents

Plan-apochromatic high-aperture microlens with long operating distance Download PDF

Info

Publication number
RU2497163C1
RU2497163C1 RU2012110648/28A RU2012110648A RU2497163C1 RU 2497163 C1 RU2497163 C1 RU 2497163C1 RU 2012110648/28 A RU2012110648/28 A RU 2012110648/28A RU 2012110648 A RU2012110648 A RU 2012110648A RU 2497163 C1 RU2497163 C1 RU 2497163C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
component
lens
positive
glued
meniscus
Prior art date
Application number
RU2012110648/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012110648A (en
Inventor
Лариса Евгеньевна Левандовская
Наталия Богдановна Скобелева
Ольга Михайловна Струкова
Михаил Наумович Сокольский
Original Assignee
Открытое акционерное общество "ЛОМО"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "ЛОМО" filed Critical Открытое акционерное общество "ЛОМО"
Priority to RU2012110648/28A priority Critical patent/RU2497163C1/en
Publication of RU2012110648A publication Critical patent/RU2012110648A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2497163C1 publication Critical patent/RU2497163C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Lenses (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: microlens has five components arranged in series, the first of which is in form of a meniscus whose concave surface faces the object space. The second positive component is made from a glued biconvex lens and a negative meniscus whose concave surface faces the object space; the third double-glued component is made from a negative meniscus facing the image space with its concave surface, and a biconvex lens, and the fifth component is made from a single biconcave lens and two menisci facing the object space with their concave surfaces. The dispersion coefficient νd of the positive lenses of the second and third components and the meniscus situated behind the biconcave lens in the fifth component νd≥70, and the negative meniscus of the glued lens of the third and component and the biconcave lens of the fifth component have the dispersion coefficient 42≤νd≤48.
EFFECT: longer operating distance to enable operation with cuvettes and manipulators, as well as high input numerical aperture while maintaining plan-apochromatic correction.
1 dwg, 1 app

Description

Предлагаемое изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам микроскопов, и может быть использовано 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 present invention 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, dark field method , phase contrast, etc.

Известен ахроматический объектив микроскопа [1], содержащий три положительных компонента, первый и второй из которых плосковыпуклые линзы, а третий компонент в виде одиночной двояковыпуклой линзы и двускленой линзы, содержащей отрицательный мениск и двояковыпуклую линзу.A well-known achromatic microscope objective [1], containing three positive components, the first and second of which are plano-convex lenses, and the third component in the form of a single biconvex lens and a biconvex lens containing a negative meniscus and a biconvex lens.

К недостаткам указанного объектива следует отнести остаточный хроматизм увеличения, астигматизм и кривизну, не позволяющие одновременно наблюдать все поле зрения, а также невозможность работы в отраженном свете из-за наличия двух плоских поверхностей, из-за которых объектив имеет большой коэффициент засветки, а также недостаточно большое поле зрения (20 мм).The disadvantages of this lens include the residual chromaticity of magnification, astigmatism and curvature, which do not allow simultaneous observation of the entire field of view, as well as the inability to work in reflected light due to the presence of two flat surfaces, due to which the lens has a large illumination coefficient, as well as insufficient large field of view (20 mm).

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является планапохроматический высокоапертурный микрообъектив малого увеличения [2].The closest technical solution to the claimed invention is a planochromatic high aperture micro lens of small magnification [2].

Он содержит пять компонентов, первый из которых положительный, выполненный в виде одиночного мениска, обращенного вогнутостью к пространству предметов, второй - одиночный положительный компонент, третий двускленный из положительной и отрицательной линз, четвертый одиночный положительный компонент, и пятый отрицательный, двускленный из положительной и отрицательной линз и обращенный вогнутостью к пространству изображений.It contains five components, the first of which is positive, made in the form of a single meniscus facing concavity to the space of objects, the second is a single positive component, the third two-parted from positive and negative lenses, the fourth single positive component, and the fifth negative, two-parted from positive and negative lenses and facing concavity to the space of images.

Он имеет высокий уровень коррекции аберраций по всему полю зрения, но переднее рабочее расстояние слишком мало, и не позволяет работать с кюветами в проходящем свете и с манипуляторами в отраженном, имеет недостаточно высокую входную апертуру.It has a high level of aberration correction over the entire field of view, but the front working distance is too small, and does not allow working with cuvettes in transmitted light and with manipulators in reflected light, and has an insufficiently high input aperture.

Основной задачей, на решение которой направлено изобретение, является увеличение рабочего расстояния для обеспечения возможности работы с кюветами и манипуляторами, а также увеличение входной числовой апертуры при сохранении планапохроматической коррекции.The main task to which the invention is directed is to increase the working distance to enable work with cuvettes and manipulators, as well as to increase the input numerical aperture while maintaining planochromatic correction.

Поставленная задача решается с помощью предложенного планапохроматического высокоапертурного микрообъектива с большим рабочим расстоянием, который, как и прототип, содержит последовательно расположенные пять компонентов, первый из которых выполнен в виде мениска, обращенного вогнутостью к пространству предметов, второй и четвертый положительные компоненты, третий компонент выполнен двусклеенным и пятый компонент.The problem is solved using the proposed planochromatic high-aperture micro-lens with a large working distance, which, like the prototype, contains five components in series, the first of which is made in the form of a meniscus facing concavity to the space of objects, the second and fourth positive components, the third component is double-glued and the fifth component.

В отличие от прототипа, второй положительный компонент выполнен склеенным из двояковыпуклой положительной линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству предметов, третий двусклеенный компонент выполнен из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству изображений, и положительной двояковыпуклой линзы, а пятый компонент выполнен из одиночной отрицательной двояковогнутой линзы и двух менисков, обращенных вогнутостью к пространству предметов.Unlike the prototype, the second positive component is made of glued from a biconvex positive lens and a negative meniscus facing concavity to the space of objects, the third two-glued component is made of a negative meniscus facing concavity to the space of images and a positive biconvex lens, and the fifth component is made of a single negative biconcave lens and two menisci facing concavity to the space of objects.

При этом коэффициент дисперсии νd положительных линз второго и третьего компонентов и мениска, расположенного за двояковогнутой отрицательной линзой в пятом компоненте νd≥70, а отрицательный мениск склеенной линзы третьего и двояковогнутая отрицательная линза пятого компонентов имеют коэффициент дисперсии 42≤νd≤48.Moreover, the dispersion coefficient ν d of the positive lenses of the second and third components and the meniscus located behind the biconcave negative lens in the fifth component ν d ≥70, and the negative meniscus of the glued lens of the third and biconcave negative lens of the fifth component have a dispersion coefficient of 42≤ν d ≤48.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что выполнение второго компонента двускленным, третьего склеенным из отрицательного мениска и положительной двояковыпуклой линзы, пятого - из трех одиночных линз, а также приведенный выше выбор коэффициентов дисперсии, позволили значительно увеличить рабочий передний отрезок (примерно в два раза), при этом обеспечить возможность работы с кюветами, а также с манипуляторами, сохранив планапохроматическую коррекцию, и увеличить входную апертуру, примерно в 1.1 раза.The essence of the invention lies in the fact that the implementation of the second component is double-glazed, the third is glued from the negative meniscus and the positive biconvex lens, the fifth is from three single lenses, as well as the above choice of dispersion coefficients, significantly increase the working front segment (about twice) while ensuring the ability to work with cuvettes, as well as with manipulators, preserving planochromatic correction, and increase the input aperture by about 1.1 times.

На основании изложенного можно сделать вывод, что новая совокупность существенных признаков заявляемого изобретения позволила получить технический результат, заключающийся в увеличении свободного рабочего расстояния, в результате чего осуществляется возможность работы с кюветами и манипуляторами, в 1.1 раза увеличена входная апертура, при этом сохранена планапохроматическая коррекция, благодаря которой одновременно осуществляется наблюдение всего поля зрения.Based on the foregoing, we can conclude that the new set of essential features of the claimed invention allowed us to obtain a technical result consisting in increasing the free working distance, as a result of which it is possible to work with cuvettes and manipulators, the input aperture is increased 1.1 times, while the planochromatic correction is saved, due to which the entire field of view is simultaneously observed.

Предлагаемый планапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим рабочим расстоянием поясняется чертежом, на котором представлена его оптическая схема, а также Приложением, в котором даны конструктивные параметры и аберрационные выпуски.The proposed planochromatic high-aperture micro lens with a large working distance is illustrated by the drawing, which shows its optical scheme, as well as the Appendix, which gives the design parameters and aberration releases.

Заявляемый планахроматический высокоапертурный микрообъектив с большим рабочим расстоянием содержит пять компонетов I, II, III, IY и Y, первый из которых одиночный мениск 1, обращенный вогнутостью к пространству предметов, второй - двускленный из положительной двояковыпуклой линзы 2 и отрицательного мениска 3, обращенного вогнутостью к пространству предметов, третий - двусклеенная из отрицательного мениска 4, обращенного вогнутостью к пространству изображений, и положительной двояковыпуклой линзы 5, четвертый - одиночный положительный компонент 6, и пятый, состоящий из трех одиночных линз 7, 8 и 9, первая из которых двояковогнутая линза 7, и двух менисков 8 и 9, обращенных вогнутостью к пространству предметов.The inventive planachromatic high-aperture micro-lens with a large working distance contains five components I, II, III, IY and Y, the first of which is a single meniscus 1, facing concavity to the space of objects, the second is two-parted from a positive biconvex lens 2 and a negative meniscus 3, facing concavity to object space, the third is double-glued from the negative meniscus 4, facing concavity to the image space, and the positive biconvex lens 5, the fourth is a single positive component ent 6, and the fifth, consisting of three single lenses 7, 8 and 9, the first of which is a biconcave lens 7, and two menisci 8 and 9, facing concavity to the space of objects.

Коэффициент дисперсии νd положительных линз 2 и 5 второго II и третьего III компонентов и мениска 8, расположенного за двояковогнутой отрицательной линзой 7 в пятом компоненте Y νd≥70, а отрицательный мениск 4 склеенной линзы третьего III и двояковогнутая отрицательная линза 7 пятого Y компонентов имеют коэффициент дисперсии 42≤νd≤48.The dispersion coefficient ν d of the positive lenses 2 and 5 of the second II and third III components and the meniscus 8 located behind the biconcave negative lens 7 in the fifth component Y ν d ≥70, and the negative meniscus 4 of the glued lens of the third III and biconcave negative lens 7 of the fifth Y component have a dispersion coefficient of 42≤ν d ≤48.

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

Объектив работает с тубусной линзой f'=160 мм.The lens works with a tube lens f '= 160 mm.

Лучи от объекта наблюдения, расположенного в передней фокальной плоскости микрообъектива, проходят через одиночный мениск 1 первого компонента I и склеенную положительную двяковыпуклую линзу 2 и отрицательный мениск 3 второго компонента II, образуя мнимое изображение, внося отрицательные сферическую аберрацию, кому, положительный астигматизм и кривизну, далее третий компонент III, склеенный из отрицательного мениска 4, обращенного вогнутостью в пространство изображений, и двояковыпуклой положительной линзы 5, образует действительное изображение объекта, внося отрицательные сферическую аберрацию и хроматизм увеличения, переисправляя кому и астигматизм и кривизну. Четвертый компонент IY, состоящий из положительной двояковыпуклой линзы 6, переносит изображение объекта в переднюю фокальную плоскость пятого компонента Y, внося положительную дисторсию и отрицательный хроматизм увеличения, и далее пятый компонент Y, состоящий из двояковогнутой линзы 7 и двух одиночных менисков 8 и 9, обращенных вогнутостью к пространству предметов, переносит изображение объекта в бесконечность, образуя планапохроматическое изображение объекта.Rays from the object of observation located in the front focal plane of the micro-lens pass through a single meniscus 1 of the first component I and a glued positive biconvex lens 2 and a negative meniscus 3 of the second component II, forming an imaginary image, introducing negative spherical aberration, to whom, positive astigmatism and curvature, further, the third component III, glued from the negative meniscus 4, turned concavity into the space of images, and a biconvex positive lens 5, forms a real image the image of the object, introducing negative spherical aberration and increase chromatism, redressing coma and astigmatism and curvature. The fourth component IY, consisting of a positive biconvex lens 6, transfers the image of the object to the front focal plane of the fifth component Y, introducing positive distortion and negative chromaticity of magnification, and then the fifth component Y, consisting of a biconcave lens 7 and two single menisci 8 and 9, facing concavity to the space of objects, transfers the image of the object to infinity, forming a plan-chromatic image of the object.

По предложенной схеме реализован микрообъектив с увелчением 10х, числовой апертурой 0.38, линейным полем изображения 25 мм и рабочим расстоянием 4.67 мм.According to the proposed scheme, a micro lens with a magnification of 10 x , a numerical aperture of 0.38, a linear image field of 25 mm and a working distance of 4.67 mm is implemented.

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

Таблица 1Table 1 Отн. значение величины изображенияRel image value Число ШтреляStrehl number 1one 0.510.51 0.8660.866 0.650.65 0.7070.707 0.710.71 0.50.5 0.830.83 00 0.930.93

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. SU, авторское свидетельство №1580309, МПК: G02B 21/02, 1990 г.1. SU, copyright certificate No. 1580309, IPC: G02B 21/02, 1990

2. RU, авторское свидетельство №2195008, МПК: G02B 21/02, 2002 г. - прототип.2. RU, copyright certificate No. 2195008, IPC: G02B 21/02, 2002 - prototype.

Claims (1)

Планапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим рабочим расстоянием, содержащий последовательно расположенные пять компонентов, первый из которых выполнен в виде мениска, обращенного вогнутостью к пространству предметов, второй и четвертый положительные компоненты, третий компонент выполнен двусклеенным и пятый компонент, отличающийся тем, что второй положительный компонент выполнен склеенным из двояковыпуклой положительной линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству предметов, третий двусклеенный компонент выполнен из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству изображений, и положительной двояковыпуклой линзы, а пятый компонент выполнен из одиночной отрицательной двояковогнутой линзы и двух менисков, обращенных вогнутостью к пространству предметов, при этом коэффициент дисперсии νd положительных линз второго и третьего компонентов и мениска, расположенного за двояковогнутой отрицательной линзой в пятом компоненте, νd≥70, а отрицательный мениск склеенной линзы третьего и двояковогнутая отрицательная линза пятого компонентов имеют коэффициент дисперсии 42≤νd≤48. A plano-chromatic high-aperture micro lens with a large working distance, containing five components in series, the first of which is made in the form of a meniscus facing concavity to the space of objects, the second and fourth positive components, the third component is double-glued and the fifth component, characterized in that the second positive component is made glued from a biconvex positive lens and a negative meniscus facing concavity to the space of objects, the third two the accelerated component is made of a negative meniscus facing concavity to the image space and a positive biconvex lens, and the fifth component is made of a single negative biconcave lens and two menisci facing concavity to the space of objects, with the dispersion coefficient ν d of the positive lenses of the second and third components and the meniscus located behind the biconcave negative lens in the fifth component, ν d ≥70, and the negative meniscus of the glued third lens and biconcave The fifth lens of the fifth component has a dispersion coefficient of 42≤ν d ≤48.
RU2012110648/28A 2012-03-20 2012-03-20 Plan-apochromatic high-aperture microlens with long operating distance RU2497163C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012110648/28A RU2497163C1 (en) 2012-03-20 2012-03-20 Plan-apochromatic high-aperture microlens with long operating distance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012110648/28A RU2497163C1 (en) 2012-03-20 2012-03-20 Plan-apochromatic high-aperture microlens with long operating distance

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012110648A RU2012110648A (en) 2013-09-27
RU2497163C1 true RU2497163C1 (en) 2013-10-27

Family

ID=49253628

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012110648/28A RU2497163C1 (en) 2012-03-20 2012-03-20 Plan-apochromatic high-aperture microlens with long operating distance

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2497163C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2571005C1 (en) * 2014-07-11 2015-12-20 Открытое акционерное общество "ЛОМО" Plan-apochromatic high-aperture microlens with long operating distance

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1509800A1 (en) * 1988-01-05 1989-09-23 Ленинградский Институт Точной Механики И Оптики Planapochromatic objective lens of microscope
RU2187136C2 (en) * 1999-04-15 2002-08-10 Открытое акционерное общество "ЛОМО" Microobjective lens with increased working distance
RU2195008C2 (en) * 1998-08-11 2002-12-20 Открытое акционерное общество "ЛОМО" Plan-apochromatic high-aperture microobjective of low magnification
RU38965U1 (en) * 2004-02-16 2004-07-10 Открытое акционерное общество "ЛОМО" LARGE-SCALE PLANOCHROMATIC LIGHT-EFFICIENT MICRO-OBJECT
US20080106795A1 (en) * 2006-11-06 2008-05-08 Renhu Shi Immersion microscope objective

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1509800A1 (en) * 1988-01-05 1989-09-23 Ленинградский Институт Точной Механики И Оптики Planapochromatic objective lens of microscope
RU2195008C2 (en) * 1998-08-11 2002-12-20 Открытое акционерное общество "ЛОМО" Plan-apochromatic high-aperture microobjective of low magnification
RU2187136C2 (en) * 1999-04-15 2002-08-10 Открытое акционерное общество "ЛОМО" Microobjective lens with increased working distance
RU38965U1 (en) * 2004-02-16 2004-07-10 Открытое акционерное общество "ЛОМО" LARGE-SCALE PLANOCHROMATIC LIGHT-EFFICIENT MICRO-OBJECT
US20080106795A1 (en) * 2006-11-06 2008-05-08 Renhu Shi Immersion microscope objective

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2571005C1 (en) * 2014-07-11 2015-12-20 Открытое акционерное общество "ЛОМО" Plan-apochromatic high-aperture microlens with long operating distance

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012110648A (en) 2013-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2497163C1 (en) Plan-apochromatic high-aperture microlens with long operating distance
RU116250U1 (en) PLANOCHROMATIC HIGH-APERTURE MICRO LENS
RU2549340C1 (en) High-magnification plan-apochromatic high-aperture immersion microlens
RU2532959C1 (en) High-magnification plan-apochromatic high-aperture microlens
RU135819U1 (en) LARGE-SCREEN PLANOCHROMATIC HIGH-APERTURE MICRO LENS
RU120243U1 (en) PLANOCHROMATIC HIGH-APERTURE MICRO LENS WITH LARGE OPERATING DISTANCE
RU162339U1 (en) TWO-LENS LENS
RU136596U1 (en) LARGE-SCREEN PLANOCHROMATIC MICRO-OBJECT
RU2551989C1 (en) High-magnification plan-apochromatic high-aperture immersion microlens
RU2501048C1 (en) Plan-apochromatic high-aperture microlens
RU69271U1 (en) LARGE-SCREEN PLANOCHROMATIC LIGHT FAST LENS
RU2554274C1 (en) High-magnification plan-apochromatic microlens with increased working distance
RU191915U1 (en) Ocular with a remote exit pupil
RU145925U1 (en) HIGH-INCREASED PLANAPROCHROMATIC HIGH-APERTURE IMMERSION MICRO-LENS
RU128355U1 (en) PLANOCHROMATIC LENS
RU2535586C1 (en) Medium-magnification plan-apochromatic high-aperture microlens
RU2549347C1 (en) High-magnification plan-apochromatic high-aperture oil immersion microlens
RU144999U1 (en) HIGH-INCREASED PLANAPROCHROMATIC HIGH-APERTURE IMMERSION MICRO-LENS
RU152835U1 (en) PLAN-CHROMATIC MICRO-OBJECTIVE MEDIUM-LARGE INCREASES WITH BIG WORKING DISTANCE
RU144582U1 (en) HIGH-INCREASED PLANAPROCHROMATIC HIGH-APERTURE MICRO-OBJECT OF OIL IMMERSION
RU2486552C1 (en) Plan-apochromatic high-aperture microlens
RU147977U1 (en) LARGE-SCREEN PLANOCHROMATIC MICRO-OBJECT WITH INCREASED WORKING DISTANCE
RU159367U1 (en) LIGHT WIDTH WIDE ANGLE LENS
RU149885U1 (en) PLANAPROCHROMATIC HIGH-APERTURE MICRO LENS WITH LARGE OPERATING DISTANCE
RU138532U1 (en) PLANAPROCHROMATIC HIGH-APERTURE MICRO-OBJECT OF MEDIUM ZOOM WITH A LARGE OPERATING DISTANCE

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200321