Планахроматический кварц-флюоритовый объектив микроскопа

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам микроскопов, и может быть использовано в люминесцентных микроскопах, работающих при больших перепадах температур, в которых возбуждение люминесценции производится глубоким ультрафиолетом (от λ=250 нм), а наблюдение производится в видимом и инфракрасном диапазоне от 404 до 1000 нм. Сущность изобретения: планахроматический кварц-флюоритовый объектив микроскопа содержит одиночную фронтальную линзу, два положительных компонента, каждый из которых выполнен из трех одиночных линз. Первый положительный компонент выполнен в виде двух одиночных отрицательных линз из кварцевого стекла, между которыми размещена одиночная положительная линза из флюорита, а между фронтальной линзой и первым положительным компонентом установлена дополнительная положительная линза из флюорита. Технический результат - увеличение апертуры и поля зрения при сохранении хорошей коррекции аберраций в центре и по полю зрения, а также обеспечение длины тубуса - бесконечность. 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам микроскопов, и может быть использовано в люминесцентных микроскопах, работающих при больших перепадах температур, в которых возбуждение люминесценции производится глубоким ультрафиолетом (от λ=250 нм), а наблюдение производится в видимом и инфракрасном диапазоне от 404 до 1000 нм.

Известен кварц-флюоритовый объектив микроскопа [1], состоящий из трех компонентов, первый из которых положительная фронтальная линза, второй и третий - положительные компоненты, содержащие по три одиночные линзы, две из которых положительные из флюорита с заключенной между ними отрицательной линзой из кварцевого стекла.

К недостаткам следует отнести то, что выходная апертура мала, объектив работает с иммерсией и имеет тубус 160 мм, делающий невозможным его применение в современных моделях микроскопов.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является объектив микроскопа [2], содержащий одиночную фронтальную линзу и два положительных компонента, каждый из которых выполнен из трех одиночных линз, две из которых - положительные, выполнены из флюорита, между которыми размещена отрицательная линза из кварцевого стекла.

К недостаткам следует отнести малую входную апертуру и поле зрения, а также то, что объектив работает с тубусом 160 мм.

Основной задачей, на решение которой направлено изобретение, является увеличение апертуры и поля зрения при сохранении хорошей коррекции аберраций в центре и по полю зрения, а также обеспечение длины тубуса - бесконечность.

Поставленная задача решается с помощью предложенного планахроматического кварц-флюоритового объектива микроскопа, который, как и прототип, содержит одиночную фронтальную линзу и два положительных компонента, каждый из которых выполнен из трех одиночных линз.

В отличие от прототипа в предлагаемом объективе первый положительный компонент выполнен в виде двух одиночных отрицательных линз из кварцевого стекла, между которыми размещена одиночная положительная линза из флюорита, а между фронтальной линзой и первым положительным компонентом установлена дополнительная положительная линза из флюорита.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что, благодаря введению в объектив дополнительной положительной линзы из флюорита, размещение ее после фронтальной и выполнение первого положительного компонента из двух одиночных отрицательных линз из кварцевого стекла с размещенной между ними положительной линзой из флюорита позволило значительно повысить апертуру и поле зрения при достижении планахроматической коррекции.

На основании изложенного можно сделать вывод, что новая совокупность существенных признаков заявляемого изобретения позволила получить технический результат, заключающийся в увеличении апертуры и поля зрения и достижения планахроматической коррекции.

Сущность предлагаемого изобретения иллюстрируется чертежом и Приложением, в котором даны конструктивные параметры и аберрационные характеристики.

На чертеже - представлена оптическая схема планахроматического кварц-флюоритового объектива микроскопа.

Заявленный планахроматический кварц-флюоритовый объектив микроскопа содержит одиночную фронтальную линзу 1 и два положительных компонента I и II.

Дополнительная положительная линза 2 установлена между одиночной фронтальной линзой 1 и первым положительным компонентом I, который содержит две одиночные отрицательные линзы 3 и 4 и размещенную между ними положительную линзу 5.

Положительный компонент II состоит из двух одиночных положительных линз 6 и 7 с расположенной между ними отрицательной линзой 8.

Предлагаемый объектив работает следующим образом.

Объектив работает с тубусной линзой f'=160 мм.

Лучи от объекта наблюдения, расположенного в передней фокальной плоскости объектива, проходят через одиночную фронтальную линзу 1 и дополнительную положительную линзу 2, образуя мнимое изображение, внося хроматизм увеличения (ХРУ), сферическую аберрацию, хроматизм положения.

Положительный компонент I (линзы 3, 5 и 4) формирует также мнимое изображение, переисправляя сферическую аберрацию, внося кому, уменьшая хроматизм положения.

Положительный компонент II (линзы 6, 8 и 7) исправляет сферохроматическую аберрацию осевого и наклонных пучков, уменьшает ХРУ и кому, образуя планахроматическое изображение в "бесконечности".

По предложенной схеме реализован объектив с увеличением 20х и числовой апертурой 0,4.

По сравнению с прототипом выходная апертура увеличена с 0,0156 до 0,02, поле зрения с 13,2 мм увеличено до 20 мм.

В предлагаемом объективе достигнут высокий уровень коррекции: волновые аберрации для точки на оси для линий от F' до С' не превышают (0,12-0,32)λ, для линии g не более 0,9λ.

Источники информации

1. В.А.Попов и др. Оптика микроскопов, Л.: Машиностроение, 1976 г., с.128.

2. Российская Федерация, патент №472320, МПК G02В 21/02, 1975 г. - прототип.

Планахроматический кварц-флюоритовый объектив микроскопа, содержащий одиночную фронтальную линзу, два положительных компонента, каждый из которых выполнен из трех одиночных линз, отличающийся тем, что первый положительный компонент выполнен в виде двух одиночных отрицательных линз из кварцевого стекла, между которыми размещена одиночная положительная линза из флюорита, а между фронтальной линзой и первым положительным компонентом установлена дополнительная положительная линза из флюорита.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к оптике и может быть использовано при конструировании микрообъективов с ахроматической коррекцией для комплектации крупносерийных микроскопов.

Изобретение относится к области микроскопии и может быть использовано в микроскопах отраженного света для измерения, исследования и фотографирования особо тонких топографических структур в светлом и темном поле при оценке качества изготовления и аттестации в условиях промышленного производства изделий микроэлектроники.

Изобретение относится к оптике и может быть использовано при конструировании микрообъективов - ахроматов большого увеличения с предельными значениями числовых апертур без применения иммерсионных жидкостей для комплектации специализированных микроскопов типа "Биолам", "Бимам", "Люмам".

Изобретение относится к оптике и может быть использовано при конструировании объективов - ахроматов большого увеличения для комплектации крупносерийных микроскопов типа БИОЛАМ, БИМАМ, ЛЮМАМ.

Изобретение относится к области микроскопии, точнее к микрообъективам, служащим для исследования особо тонких микроскопических структур в естественном свете и свете люминесценции.

Изобретение относится к области микроскопии и может быть использовано в исследовательских микроскопах проходящего и отраженного света, к которым предъявляются повышенные требования к качеству изображения.

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано в объективах микроскопов, а также в люминесцентных микроскопах, работающих при больших перепадах температур, в которых возбуждение люминесценции производится глубоким ультрафиолетом (от 250 нм), а работа производится в видимом и инфракрасном диапазоне (от 404 до 1000 нм)

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам микроскопов, и может использоваться в люминесцентных микроскопах, работающих при больших перепадах температур, в которых возбуждение люминесценции производится глубоким ультрафиолетом (от 250 нм), а работа производится в видимом и инфракрасном диапазоне (от 404 до 1000 нм)

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам микроскопов, и может быть использовано в люминесцентных микроскопах, работающих при больших перепадах температур, в которых возбуждение люминесценции проводится глубоким ультрафиолетом (от 250 нм), а работа проводится в видимом и инфракрасном диапазоне (от 404 до 1000 нм)

Объектив может быть использован в люминесцентных микроскопах, работающих при больших перепадах температур в проходящем и отраженном свете, в которых возбуждение люминесценции производится глубоким ультрафиолетом (от 250 нм), а наблюдение производится в видимом диапазоне. Объектив содержит три компонента, первый компонент с оптической силой φ1 выполнен в виде двояковыпуклой линзы, второй компонент с оптической силой φ2 выполнен в виде двояковогнутой линзы, а третий компонент с оптической силой φ3 выполнен в виде двояковыпуклой линзы. Первый и третий компоненты выполнены из флюорита, а второй - из кварцевого стекла. Отношения оптических сил компонентов к оптической силе всего объектива φоб удовлетворяют следующим соотношениям: 1.5<φ1/φоб<2; |4|<φ2/φоб<|5|; 2<φ3/φоб<3, а отношения радиусов кривизны имеют следующие значения: в первом компоненте - |1.5|<R11/R12<|2.5|; во втором - |0.3|<R21/R22<|0.7|; в третьем - |0.8|<R31/R32<|1.7|, где R - радиус сферической поверхности, φ=1/f', f' - фокусное расстояние. Технический результат - увеличение рабочего расстояния для обеспечения возможности работать с толстыми кюветами в проходящем свете и с манипуляторами в отраженном, улучшение качества изображения по всему полю зрения и обеспечение допустимо малого коэффициента засветки. 1 ил., 1 пр., 1 табл.

Микрообъектив может быть использован для визуального наблюдения и фотографирования малоконтрастных микроскопических структур, находящихся на пределе разрешающей способности. Микрообъектив содержит последовательно расположенные пять компонентов, первый из которых выполнен в виде мениска, обращенного вогнутостью к пространству предметов. Второй положительный компонент выполнен склеенным из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству предметов, третий двусклеенный компонент выполнен из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству изображений, и двояковыпуклой линзы, а пятый компонент выполнен из одиночной двояковогнутой линзы и двух менисков, обращенных вогнутостью к пространству предметов. Коэффициент дисперсии νd положительных линз второго и третьего компонентов и мениска, расположенного за двояковогнутой линзой в пятом компоненте, νd≥70, а отрицательный мениск склеенной линзы третьего и двояковогнутая линза пятого компонентов имеют коэффициент дисперсии 42≤νd≤48. Технический результат - увеличение рабочего расстояния для обеспечения возможности работы с кюветами и манипуляторами, а также увеличение входной числовой апертуры при сохранении планапохроматической коррекции. 1 табл., 1 ил., 1 прилож.

Способ включает предварительное измерение технологические погрешностей линзовых узлов и расчет по ним величины изменения одного из воздушных промежутков и углы поворота каждого линзового узла вокруг оси наружного цилиндра линзового узла. Осуществляют осевой сдвиг и поворот всех линзовых узлов. Совмещают оптическую и механическую оси объектива путем радиального сдвига всех линзовых узлов. Объектив содержит размещенные в цилиндрическом отверстии корпуса с опорной торцевой плоскостью и наружным базовым резьбовым цилиндром линзовые узлы в общей цилиндрической оправе, установленной с возможностью осевого перемещения относительно опорной торцевой плоскости, и прокладное коррекционное кольцо и пружину для упругого осевого замыкания общей цилиндрической оправы. Объектив снабжен цилиндрической втулкой с прорезью, направленной вдоль оси цилиндрического отверстия корпуса, втулка жестко соединена с общей цилиндрической оправой линзовых узлов в радиальном направлении и упругим замыканием в осевом направлении пружиной. Втулка может перемещаться вдоль оси цилиндрического отверстия корпуса и разворачиваться вокруг этой оси. Цилиндрическое отверстие корпуса выполнено с эксцентриситетом Δк относительно наружного базового резьбового цилиндра объектива, а внутреннее отверстие общей цилиндрической оправы линзовых узлов выполнено с эксцентриситетом Δo относительно внешнего цилиндра общей цилиндрической оправы. Технический результат - повышение качества юстировки с одновременным обеспечением ее автоматизации. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Микрообъектив может быть использован для исследования малоконтрастных микроскопических структур, находящихся на пределе разрешающей способности световых микроскопов. Микрообъектив содержит первый компонент I с оптической силой ФI в виде фронтального мениска, обращенного вогнутостью к пространству объекта, и двояковыпуклой положительной линзы, второй компонент II с оптической силой ФII, состоящий из положительной линзы, склеенной из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству изображения, и двояковыпуклой линзы, двояковыпуклой линзы с оптической силой ФII5, склеенной линзы с оптической силой ФII6,7, состоящей из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству изображения, и двояковыпуклой линзы, и двояковогнутой линзы. Третий компонент III с оптической силой ФIII содержит плосковыпуклую линзу и мениск, обращенный вогнутостью к пространству объекта и склеенный из положительного и отрицательного менисков. Соотношение оптических сил линз и объектива в целом и коэффициенты дисперсии материалов линз удовлетворяют условиям, указанным в формуле изобретения. Технический результат - повышение качества изображения в результате исправления кривизны изображения и хроматической разности увеличений при увеличении числовой апертуры и линейного поля зрения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 прилож.

Микрообъектив может быть использован для визуального наблюдения в большом поле зрения с большим контрастом изображения. Микрообъектив содержит последовательно расположенные четыре компонента. Первый компонент выполнен в виде одиночной двояковыпуклой линзы. Второй компонент выполнен отрицательным, склеенным из двояковогнутой линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью в пространство изображений. Третий компонент выполнен отрицательным, склеенным из двояковогнутой линзы и положительного мениска, обращенного вогнутостью в пространство изображений. Четвертый компонент выполнен в виде одиночного мениска, обращенного вогнутостью в пространство изображений, и линзы, склеенной из двояковыпуклой линзы и мениска, обращенного вогнутостью в пространство объекта. Между вторым и третьим компонентами дополнительно размещена двояковыпуклая линза. Технический результат - высокий контраст изображения по всему наблюдаемому полю зрения за счет планапохроматической коррекции и увеличение наблюдаемого поля зрения. 1 ил., 1 табл., 1 прилож.

Микрообъектив содержит пять компонентов. Первый компонент содержит мениск, обращенный выпуклостью к пространству изображения и склеенный из отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к пространству изображения, и размещенной перед ним положительной линзы. Второй состоит из двух положительных линз, первая склеена из положительного и отрицательного менисков, обращенных выпуклостью в пространство изображения, а вторая - из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного выпуклостью в пространство изображения. Третий склеен из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью в пространство изображения, и двояковыпуклой линзы, и перед ним дополнительно помещена двояковыпуклая линза. Четвертый содержит одиночный положительный мениск, обращенный вогнутостью в пространство изображения, и линзу, склеенную из положительной и отрицательной линз. Пятый компонент включает линзу, склеенную из двух менисков, обращенных вогнутостью в пространство объекта, и перед ней помещен одиночный мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта. Технический результат - увеличение линейного поля изображения и входной числовой апертуры, улучшение моно и хроматических аберраций осевого и внеосевых пучков. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 1 прил.
Наверх