Планахроматический кварцфлюоритовый объектив микроскопа

Авторы патента:

Левандовская Лариса Евгеньевна (RU)

Скобелева Наталия Богдановна (RU)

Демченко Наталья Павловна (RU)

Сокольский Михаил Наумович (RU)

G02B21/02 - объективы

Владельцы патента RU 2338230:

Открытое акционерное общество "ЛОМО" (RU)

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). Сущность изобретения: в планахроматическом кварц-флюоритовом объективе микроскопа, содержащем одиночную фронтальную линзу и два положительных компонента, первый из которых состоит из трех одиночных линз, а второй выполнен из двух положительных линз из флюорита с размещенной между ними отрицательной линзой из кварцевого стекла, между одиночной фронтальной линзой и первым положительным компонентом дополнительно размещены две одиночные линзы из флюорита с расположенной между ними отрицательной линзой из кварцевого стекла, а первый положительный компонент выполнен из двух отрицательных линз из кварцевого стекла с размещенной между ними положительной линзой из флюорита. Задача: увеличение апертуры и поля зрения при сохранении планахроматической коррекции аберраций и обеспечение длины тубуса «бесконечность». 1 табл., 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 проводится глубоким ультрафиолетом (от 250 нм), а работа проводится в видимом и инфракрасном диапазонах (от 404 до 1000 нм).

Известен кварц-флюоритовый объектив микроскопа для ультрафиолетовой и видимой областей спектра [1], состоящий из двух одиночных положительных линз, силового трехсклеенного компонента, включающего две положительные линзы из флюорита и установленную между ними отрицательную линзу из кварцевого стекла, трехлинзового склеенного компонента положительной оптической силы, выполненного из двух отрицательных менисков из кварцевого стекла, между которыми расположены положительная линза из флюорита и двухлинзового склеенного компонента отрицательной оптической силы, положительная линза которого выполнена из флюорита, а отрицательная линза - из кварцевого стекла.

К недостаткам следует отнести то, что объектив содержит три склеенных компонента из кварца с флюоритом, которые расклеиваются в условиях больших перепадов температур вследствие большого коэффициента линейного расширения флюорита, а также наличие двух тройных склеек, трудоемких и нетехнологичных в условиях крупносерийного производства.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому техническому решению является объектив микроскопа [2], содержащий одиночную фронтальную линзу и два положительных трехлинзовых компонента, каждый из которых выполнен из двух одиночных линз из флюорита, между которыми размещена отрицательная линза из кварцевого стекла.

К недостаткам известного объектива следует отнести малую входную апертуру и невысокое поле зрения, а также то, что объектив работает с тубусом 160 мм, что делает невозможным его применение в современных моделях микроскопов.

Основной задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является увеличение апертуры и поля зрения при сохранении планахроматической коррекции аберраций и 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, первый из которых состоит из трех одиночных линз, а второй выполнен из двух положительных линз из флюорита, между которыми размещена отрицательная линза из кварцевого стекла.

В отличие от прототипа, в предлагаемом объективе между одиночной фронтальной линзой и первым положительным компонентом дополнительно размещены две одиночные линзы из флюорита с расположенной между ними отрицательной линзой из кварцевого стекла, при этом первый положительный компонент выполнен из двух отрицательных линз из кварцевого стекла с размещенной между ними положительной линзой из флюорита.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что введение двух одиночных положительных линз из флюорита с размещенной меду ними отрицательной линзой из кварцевого стекла и размещение их между одиночной фронтальной линзой и первым положительным компонентом, а также выполнение первого положительного компонента из двух отрицательных линз из кварцевого стекла с размещенной между ними положительной линзой из флюорита позволило получить технический результат, заключающийся в значительном увеличении числовой апертуры и поля зрения при достижении планахроматической коррекции аберраций, а также обеспечить длину тубуса «бесконечность».

Предлагаемый планахроматический кварц-флюоритовый объектив микроскопа поясняется чертежом, на котором представлена его оптическая схема, а также Приложением, в котором даны конструктивные параметры и аберрационные выпуски.

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

Первый трехлинзовый положительный компонент I состоит из двух отрицательных линз 2 и 3 из кварцевого стекла с размещенной между ними положительной линзы 4 из флюорита.

Второй трехлинзовый положительный компонент II содержит две положительные линзы из флюорита 5 и 6 с размещенной между ними отрицательной линзой 7 из кварцевого стекла.

Между одиночной фронтальной линзой 1 и первым трехлинзовым положительным компонентом I дополнительно размещены две положительные линзы 8 и 9 из флюорита с расположенной между ними отрицательной линзы 10 из кварцевого стекла.

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, образуя мнимое изображение, внося сферохроматизм, хроматизм увеличения (ХРУ), кому и астигматизм.

Дополнительные одиночные линзы из флюорита 8 и 9, с расположенной между ними отрицательной линзой 10 из кварцевого стекла формируют также мнимое изображение, уменьшая ХРУ, увеличивая сферо-хроматизм и астигматизм.

Первый положительный компонент I (линзы 2, 4 и 3) увеличивает ХРУ, переисправляет сферохроматическую аберрацию, уменьшает кому и переисправляет астигматизм.

Второй положительный компонент II (линзы 5, 7 и 6) компенсирует остаточные аберрации осевого и наклонных пучков, образуя планхроматическое изображение в «бесконечности».

По предложенной схеме реализован объектив с увеличением 40^х и 63^х числовой апертурой 0,55 и 0,5 соответственно.

В таблице 1 представлено число Штреля для приведенных относительных значений величин изображения, характеризующих качество изображения объектива.

Таблица 1
Номер пучка	Число Штреля
0	0,86
4	0,61
3	0,37
2	0,21
1	0,12

В предлагаемом планахроматическом кварц-флюоритовом объективе микроскопа достигнуто значительное увеличение числовой апертуры в 2,5 раза и поля зрения с 13,2 до 20 мм при обеспечении планахроматической коррекции аберраций и длины тубуса «бесконечность».

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Российская Федерация, авторское свидетельство №1793413, МПК: G02В 21/02, 13/14, 1993 г.

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

Планахроматический кварц-флюоритовый объектив микроскопа, содержащий одиночную фронтальную линзу и два положительных компонента, первый из которых состоит из трех одиночных линз, а второй выполнен из двух положительных линз из флюорита с размещенной между ними отрицательной линзой из кварцевого стекла, отличающийся тем, что между одиночной фронтальной линзой и первым положительным компонентом дополнительно размещены две одиночные линзы из флюорита с расположенной между ними отрицательной линзой из кварцевого стекла, а первый положительный компонент выполнен из двух отрицательных линз из кварцевого стекла с размещенной между ними положительной линзой из флюорита.

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).

Планахроматический кварц-флюоритовый объектив микроскопа // 2338228

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).

Планахроматический кварц-флюоритовый объектив микроскопа // 2328762

Ахроматический объектив микроскопа // 2316798

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

Планапохроматический светосильный микрообъектив с увеличенным рабочим расстоянием // 2227312

Планапохроматический микрообъектив с увеличенным рабочим расстоянием // 2225022

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.

Безымерсионный ахроматический микрообъектив // 2212697

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".

Ахроматический микрообъектив // 2212696

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

Ахроматический микрообъектив среднего увеличения // 2199771

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

Ахроматический микрообъектив // 2198416

Планапохроматический высокоапертурный микрообъектив // 2486552

Планахроматический кварц-флюоритовый объектив микроскопа малого увеличения // 2497162

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.

Планапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим рабочим расстоянием // 2497163

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 юстировки объектива для микроскопа и объектив для микроскопа // 2497164

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.

Планапохроматический высокоапертурный микрообъектив // 2501048

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.

Планапохроматический микрообъектив малого увеличения // 2529051

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.

Планапохроматический высокоапертурный микрообъектив большого увеличения // 2532959

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.

Планапохроматический высокоапертурный микрообъектив среднего увеличения // 2535586

Микрообъектив содержит последовательно расположенные пять компонентов. Первый компонент - положительный мениск, обращенный выпуклостью к пространству изображения. Второй - положительная линза, склеенная из двояковыпуклой линзы и положительного мениска, обращенного выпуклостью в пространство изображения. Третий - положительный трехсклеенный компонент, состоящий из двух положительных линз с размещенной между ними двояковогнутой линзой, причем вторая положительная линза выполнена плосковыпуклой, причем плоская поверхность совмещена с промежуточным изображением входного зрачка и обращена в пространство изображения, а за ней дополнительно помещена плосковыпуклая линза, обращенная плоской стороной в пространство объекта. Четвертый компонент - положительная линза, склеенная из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью в пространство изображения, и двояковыпуклой линзы. Пятый - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта и склеенный из двояковогнутой и двояковыпуклой линз. Технический результат - увеличение выходной числовой апертуры при сохранении планапохроматической коррекции, исправленном хроматизме увеличения и большом линейном поле изображения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 прил., 1 табл.

Планапохроматический высокоапертурный иммерсионный микрообъектив большого увеличения // 2549340

Изобретение может быть использовано в микроскопах для наблюдения и фотографирования малоконтрастных микроскопических структур, находящихся на пределе разрешающей способности световых микроскопов. Микрообъектив содержит три компонента. Первый компонент содержит положительные двусклеенные линзу и мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта и выполненный из положительного и отрицательного менисков. Второй компонент состоит из трех положительных склеенных линз, первая из которых выполнена из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью в пространство объекта, вторая содержит двояковыпуклую и двояковогнутую линзы, а третья склеена из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью в пространство изображения, отрицательного мениска, обращенного вогнутостью в пространство объекта, и расположенной между ними двояковыпуклой линзы. Третий компонент содержит два склеенных отрицательных мениска, первый из которых включает двояковыпуклую и двояковогнутую линзы и обращен вогнутостью в пространство изображения, а второй обращен вогнутостью в пространство объекта и выполнен из положительного и отрицательного менисков. Технический результат - увеличение линейного поля изображения и достижение планапохроматической коррекции. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 прилож., 1 табл.

Планапохроматический высокоапертурный микрообъектив масляной иммерсии большого увеличения // 2549347

Изобретение может быть использовано в микроскопах, а также для визуального наблюдения и вывода на TV-камеру малоконтрастных микроскопических структур, находящихся на пределе разрешающей способности световых микроскопов. Микрообъектив включает последовательно расположенные три компонента. Первый компонент содержит двусклеенную линзу, состоящую из плосковыпуклой линзы и положительного мениска, обращенного вогнутостью в пространство объекта, и мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта и выполненный в виде одиночной линзы. Второй компонент выполнен в виде трехсклеенной линзы, состоящей из двух двояковыпуклых линз с размещенной между ними двояковогнутой линзой, и двух двусклеенных линз, между которыми помещен положительный мениск, обращенный вогнутостью в пространство изображения. Третий компонент содержит двусклеенный мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта и выполненный из положительного и отрицательного менисков, и размещенный перед ним отрицательный мениск, обращенный вогнутостью в пространство изображения. Технический результат - увеличение входной числовой апертуры, линейного поля изображения, улучшение моно и хроматических аберраций осевого и внеосевых пучков. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 прилож., 1 табл.