Апохроматический объектив микроскопа

 

(i ц 769477

Оп ИСАЙ И Е

ИЗОБРЕТЕЙИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.09.78 (21) 2661200/18-10 с присоедине11ием заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.10.80. Бюллетень № 37 (45) Дата опубликования описания 07.10.80 (51),ч К, з

G 02В 21/02

Государственный комитет

СС,СР (53) УДК 535.824.265 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

T. А. Иванова (71) Заявитель (54) АПОХРОМАТИЧЕСКИЙ ОБЪЕКТИВ МИКРОСКОПА пт я

Изобретение относится к области микроскопии и может быть использовано для наблюдения и фотографирования особо тонких микроскопических структур, требующих высокой разрешающей способности и больших увеличений.

Исследование малоконтрастных микроскопических объективов особенно эффективно, если волновые аберрации объектива не превышают для всего спектрального диапазона (от линии С до g) 0,5 —:0,6 Х.

Известны апохроматическис высокоапертурные объективы, обладающие высокой разрешающей способностью для осевой точки предмета, в том числе иммсрспонный объектив с увеличением 60- и числовой апертурой 1,0. Объектив имеет высокий уровень оптической коррекции для осевой точки предмета. Кроме того, объектив обеспечивает исследование объектов по методу темного поля, для чего в воздушном промежутке между третьим и четвертым компонентами расположена присовая апертурная диафрагма 1(1).

Однако объектив имеет значительную кривизну изображения, которая не позволяет фотографировать наблюдаемые микроскопические объекты. При визуальном исследовании объектов необходима перефокусировка микрообъектива для наблюдения внеосевых участков изображения. Кроме того, объектив имеет большой остаточный хроматизм увеличения, что также снижает

5 качество изображения внеосевых участков предмета.

Известен также план апохроматический объектив,(2). Однако объектив имеет черезвычайно сложную оптическую конструкцию

И и содержит семь компонентов (13 линз), в том числе две трехсклеенные линзы.

Наиболее близким к заявляемому является объектив с увеличением 60- и числовой апертурой 0,85. Объектив содержит фрон15 тальную линзу, положительный мениск, обращенный вогпутостью к объекту, оборачивающую систему из двух тройных склеек и склеенный мениск, обращенный вогнутостью и изображению (3).

Объектив имеет достаточно высокую 011тичсскую коррекцию как для осевой, так и для внсосевых точек предмета. Вместе с тем объектив имеет большой остаточный хроматизм увеличения, равный 2%. В ре25 зультате для работы с объективом необходимы специальные компенсационные окуляры усложненной оптической конструкции, что повышает трудоемкость изготовления оптики микроскопов. В объективе также от769477 сутствует действительное промежуточное изображение зрачка, необходимое для расположения апертурной диафрагмы, в результате чего отсутствует возможность работы по методу темного поля.

Целью изобретения является создание объектива с апохроматической коррекцией и улучшенным качеством изображения— уменьшенными кривизной изображения и остаточным хром атизмом увеличения, а также создание действительного промежуточного изображения, зрачка.

Поставленная цель достигается тем, что второй компонент оборачивающей системы выполнен из двух двухсклеенных линз, а в воздушном промежутке между положительным мениском и первым компонентом оборачивающей системы установлена ирисовая апертурная диафрагма на расстоянии от мениска, равном половине воздушного промежутка между ним и первым компонентом оборачивающей системы, не меньшего 0,6 фокусного расстояния объектива.

На чертеже приведена принципиальная оптическая схема объектива.

Объектив содержит фронтальную линзу

1, положительный мениск 2, обращенный вогнутостью к объективу, оборачивающую систему 3 и отрицательный двухсклеенный мениск 4, обращенный вогнутостью к изображению. Первый компонент 5 оборачивающей системы выполнен в виде трехсклеенной линзы, второй компонент оборачиваю,щей системы образован двумя двухсклеенными линзами 6 и 7. В воздушном промежутке между положительным мениском 2 и йервым компонентом 5 оборачивающей системы расположена ирисовая апертурная диафрагма 8.

Рабочее расстояние между покровным стеклом 9 и фронтальной линзой объектива

1 заполнено слоем иммерсии (кедровое масло), благодаря чему числовая апертура объектива повышена до величины 1,0.

Объектив работает следующим образом.

Фронтальная линза 1 и положительный мениск 2 создают увеличенное мнимое изображение объектива, не внося при этом значительных монохроматических аберраций (поверхности фронтальной линзы близки к апланатическим, а радиусы положительного мениска обеспечивают минимальную сферическую аберрацию при выбранном увеличении мениска).

Вследствие того, что толщина фронтальной линзы составляет примерно 1, 2 от фокусного расстояния объектива, достигается существенное уменьшение кривизны изображения объектива. После фронтальной линзы и мениска числовая апертура составляет величину порядка. 0,2. Компоненты системы

3 проецируют изображение, создаваемое линзой 1 и мениском 2 в увеличенном масштабе (2 ) в предметную плоскость отрицательного мениска 4. Вследствие того, что

65 мениск 4 обладает кривизной изображения, противоположной по знаку остаточной кривизне предшествующих компонентов, достигается исправление кривизны изображения всего объектива.

Первый компонент оборачивающей системы 5 создает изображение объекта на расстоянии, равном приблизительно 10 /, где

f — фокусное расстояние 1 компонента, не внося при этом значительных аберраций.

Второй компонент оборачивающей системы переносит это изображение в предметную плоскость (на чертеже не показана) мениска 4. Благодаря тому, что этот компонент выполнен из двух двухсклеенных линз, обеспечивается возможность компенсации остаточных аберраций остальных компонентов объектива и в частности остаточного хроматизма увеличения при значительном увеличении воздушного промежутка между положительным мениском 2 и компонентом 5, В этом воздушном промежутке на половине расстояния от мениска 2 устанавливается ирисовая диафрагма 8, которая при регулировании диаметра создает условие наблюдения объектов по методу темного поля.

Таким образом, объектив не требует для своей работы специальных компенсационных окуляров и может быть использован в комплекте с серийно выпускаемыми окулярами. Тем самым достигается повышение эффективности серийного выпуска микроскопов с повышенным качеством изображения. Кроме того, объектив создает дополнительные методические возможности (работа по методу темного поля), что повышает эксплуатационные характеристики микроскопов и обеспечивает также возможность проведения измерений в плоскости окулярных сеток.

Предлагаемый объектив может быть также использован для люминесцентных исследований, так как его оптическая конструкция позволяет выполнить расчет из малолюминесцирующих материалов (CaF>,.

ОФЧ; СТК-19; К-8).

Формула изобретения

Апохроматический объектив микроскопа, содержащий фронтальную линзу, положительный мениск, обращенный вогнутостью к объекту, оборачивающую систему, выполненную из двух компонентов, первый из которых образован трехсклеенной линзой, и отрицательный двухсклеенный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, отличающийсяя тем, что, с целью повышения качества изображения и создания действительного промежуточного изображения зрачка, второй компонент оборачивающей системы выполнен из двух двухсклеенных линз, а в воздушном промежутке между по769477

У 1

Составитель В. Ванторин

Техред О. Павлова

Редактор О. Филиппова

Корректор Т. Трушкина

Заказ 2271j16 Изр. № 526 Тираж 569 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5Ê-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 ложительным мениском и первым компонентом оборачивающей системы установлена ирисовая апертурная диафрагма на расстоянии от мениска, равном половине этого промежутка, не меньшего 0,6 фокусного расстояния объектива.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Скворцов Г. и др. Микроскопы, Л., «Машиностроение», 1969, с. 190.

2. Панов В. А. и др. Оптика микроскопов, Л., «Машиностроение», 1976, с. 107.

5 3. Панов В. А. и др. Оптика микроскопов, Л., «Машиностроение», 1976, с. 106 (прототип).