SU1765799A1 - Ахроматический объектив микроскопа - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к оптическому приборостроению и может примен тьс  с различного типа микроскопами. Целью изобретени   вл етс  улучшение качества изображени  при уменьшенном хроматизме увеличени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в ахроматическом объективе микроскопа , содержащем четыре положительных компонента, первый из которых выполнен в виде одиночной плосковыпуклой линзы, обращенной плоскостью к пространству предметов , второй - в виде одиночной положительной линзы, третий - в виде двух- склеенной линзы, состо щей из отрицательного мениска и дво ковыпуклой линзы, четвертый - в виде положительного мениска , обращенного вогнутостью к пространству предметов и расположенного на рассто нии не менее 0,75т от третьего компонента , где f - фокусное рассто ние объектива , второй компонент выполнен в виде мениска, обращенного вогнутостью к пространству предметов, с соотношением радиусов 2:1, положительный мениск четвертого компонента выполнен с соотношением радиусов 3:1, причем все положительные линзы выполнены из оптического стекла с показателем преломлени  не более 1,5 и коэффициентом средней дисперсии не менее 65, а отрицательна  линза - из оптического материала с показателем преломлени  не более 1,75 и коэффициентом средней дисперсии не более 30. 1 ил. ы Ё

Description

Изобретение относитс  к оптическому приборостроению, а именно к ахроматическим объективам микроскопов, может примен тьс  с различного типа микроскопами .

Известен ахроматический объектив микроскопа, содержащий одиночную фронтальную линзу и два двухсклеенных компонента , за объективом на рассто нии, равном 1-1,5 фокусного рассто ни  объектива, установлен одиночный отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к изображению.

Но в данном объективе не исправлен хроматизм увеличени  и больша  величина кривизны изображени .

Известен ахроматический объектив микроскопа, содержащий два положительных компонента, первый из которых выполнен в виде одиночной плосковыпуклой линзы, обращенной плоскостью к пространству предметов, а второй - в виде двухскле- енной линзы, состо щей из отрицательного мениска, и дво ковыпуклой линзы, перед двухсклеенной линзой установлена одиночXI

О

сл XI о ю

па  положительна  линза, фокусное рассто ние которой составл ет 1,8-2,2 фокусного рассто ни  всего объектива, а поверхность склейки обращена вогнутостью к пространству изображени . Но указанный объектив не обеспечивает требуемого качества изображени .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  ахроматический объектив микроскопа, содержащий три положительных компонента, первый из которых выполнен в виде одиночной плосковыпуклой линзы, обращенной плоскостью к пространству предметов, второй - в виде одиночной положительной линзы, третий - в виде двухсклеенной линзы, состо щей из отрицательного мениска и дво ковыпуклой линзы, рассто ние между вторым и третьим компонентами равно не менее 0,42fl, позади третьего компонента на рассто нии не менее 0,75f расположен положительный мениск, обращенный вогнутостью к пространству предметов и выполненный из оптического стекла с показателем преломлени  не более 1,5 и коэффициентом средней дисперсии не менее 65, причем соотношение оптических сил одиночных компонентов равно (2,27:1,71:2,8)f, где f - фокусное рассто ние объектива.

Но данный объектив не обеспечивает требуемого качества изображени .

Целью изобретени   вл етс  улучшение качества изображени  при уменьшенном хроматизме увеличени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что ахроматический объектив микроскопа, содержащий четыре положительных компонента , первый из которых выполнен в виде одиночной плосковыпуклой линзы, обращенной плоскостью к пространству предметов , второй - в виде одиночной положительной линзы, третий - в виде двухсклеенной линзы, состо щей из отрицательного мениска и дво ковыпуклой линзы, четвертый - в виде положительного мениска , обращенного вогнутостью к пространству предметов, на рассто нии не менее 0,75fl от третьего компонента, второй компонент выполнен в виде мениска, обращенного вогнутостью к пространству предметов, с соотношением радиусов 2:1, положительный мениск четвертого компонента выполнен с соотношением радиусов 3:1, причем все положительные линзы выполнены из оптического стекла с показателем преломлени  не более 1,5 и коэффициентом средней дисперсии не менее 65, а отрицательна  линза - из оптического материала с показателем преломлени  не более 1,75 и коэффициентом средней дисперсии не более 30, где f - фокусное рассто ние объектива .

Дл  коррекции сферической аберрации, комы второй компонент выполнен в виде

положительного мениска, обращенного вогнутостью к пространству предметов. Соотношение радиусов этого мениска 2:1 выбрано экспериментально и обеспечивает уменьшение коэффициента неизопланации,

0 который в предлагаемом объективе не превышает 0,018%.

После третьего компонента размещен положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, и обеспечивает коррек5 цию кривизны изображени , астигматизма и хроматизма увеличени . Соотношение радиусов указанного мениска 3:1 выбраноэкс- периментально и служит дл  улучшени  коррекции сферической аберрации широ0 ких наклонных пусков лучей в меридиональном и сагиттальном сечени х.

Обща  компоновка всего объектива, рассчитанного при использовании метода расчета объективов микроскопов по част м,

5 обеспечивает коррекцию сферической аберрации дл  точки на оси, сферохрома- тической аберрации и хроматизма положени .

Предлагаемый ахроматический объек0 тив микроскопа рассчитан на стандартную

длину тубуса 160 мм, поэтому может быть

использован во всех типах микроскопов,

рассчитанных на указанную длину тубуса.

Исследу  наличие стекол в международ5 ном стандарте, приходим к выводу, что дл  лучшей коррекции хроматических аберраций , комы все положительные линзы выполнены из оптического стекла с показателем преломлени  не более 1,5 и коэффициентом

0 средней дисперсии не менее 65, а отрицательна  линза - из оптического материала с показателем преломлени  не более 1,75 и коэффициентом средней дисперсии не более 30.

5 В предлагаемом объективе все положительные линзы выполнены из стекла FK5 с показателем преломлени  ,4891 (1,5) и коэффициентом средней дисперсии Ve 70,3 (65), отрицательна  линза выполнена

0 из стекла SF/3 с показателем преломлени  ,7471 (1,75) и коэффициентом средней дисперсии ,4 (30).

Данный объектив имеет уменьшенную кривизну изображени  и астигматизма по

5 сравнению с существующими, поэтому значительно уменьшена величина поперечных сферических аберраций по полю.

В приведенном варианте расчета объектив имеет следующие аберрации: поперечна  сферическа  аберраци  дл  точки на оси

дл  основного цвета: край зрачка -0,013 мм, зона - 0,010 мм; поперечна  сферическа  аберраци  дл  точки на оси во всем спектральном диапазоне не превышает 0,02 мм. Волнова  аберраци  по зрачку дл  всего спектрального диапазона не превышает 0,46 Я.

Коэффициент неизопланазии: край зрачка - 0,018%, зона - 0,02%.

Хроматизм увеличени  по всему полю не превышает 0,004%, т.е. практически полностью устранен.

Кривизна изображени  и астигматизм: край пол  ,0 мм, Zt1 -1,42 мм -2,51 мм Zs -Zt -1,09 мм; зона ,707 мм, Zt -0,77 мм, Zs -1,37 мм Zs -Zt -0,60 мм.

Средн   квадратична  волнова  аберраци  дл  точки на оси равна 0,050 Я.

Значение среднеквадратичной волновой аберрации по спектральному интервалу , полю и зрачку равно: без учета расфокусировки и дисторсии 0,162 Я; без учета расфокусировки, дисторсии и кривизны изображени  0,102 Я.

Сущность изобретени  представлена на фиг. 1.

На чертеже дана оптическа  схема предлагаемого объектива с конструктивными данными.

Объектив содержит одиночную плосковыпуклую линзу: 1 - положительный мениск , обращенный вогнутостью к предмету 2, двухслеенную линзу 3, состо щую из отрицательного мениска 4 и дво ковыпуклой линзы 5, положительный мениск, обращенный вогнутостью к пространству предметов 6.

Апертурна  диафрагма находитс  в задней фокальной плоскости объектива и размер ее определ ет апертуру объектива. Объектив рассчитан на длину тубуса 160мм, высоту объектива ,0 мм.

На объектив от объекта, наход щегос  на конечном рассто нии, падает расход щийс  пучок лучей, последовательно проходит компоненты объектива 1, 2, 3 и б и на конечном рассто нии создает действительное , увеличенное, перевернутое изображение объекта.

В качестве конкретного примера расчета представлен ахроматический объектив микроскопа со следующими оптическими характеристиками:

Линейное увеличение

АпертураА 0,25

Фокусное рассто ние ,82 мм Высота объективаН 45 мм

Рассто ние от последней поверхности объектива до плоскости изображени З 150 ,97мм Величина изображени  мм Важным преимуществом объектива  в- л етс  улучшенна  коррекци  аберраций объектива, а именно уменьшение кривизны изображени , астигматизма, комы, сферической аберрации широких наклонных пучков лучей, устранение хроматизма увеличени  при использовании всего двух марок стекол.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Ахроматический объектив микроскопа, содержащий четыре положительных компонента , первый из которых выполнен в виде одиночной плосковыпуклой линзы, второй - в виде одиночной положительной линзы, третий - в виде двухсклеенной линзы, состо щей из отрицательного мениска и дво ковыпуклой линзы, четвертый - в виде положительного мениска, обращенного вогнутостью к пространству предметов и расположенному на рассто нии не менее 0,75f от третьего компонента, где f - фокусное

   рассто ние объектива, отличающий- с   тем, что, с целью улучшени  качества изображени  при уменьшенном хроматизме увеличени , второй компонент выполнен в виде мениска, обращенного вогнутостью

   к пространству предметов, с соотношением радиусов 2:1, положительный мениск четвертого компонента выполнен с соотношением радиусов 3:1, причем все положительные линзы выполнены из оптического

   стекла с показателем преломлени  не более 1,5 и коэффициентом средней дисперсии не менее 65, а отрицательна  линза - из оптического материала с показателем преломлени  не более 1,75 и коэффициентом средней

   дисперсии не более 30.

   -/