ПЛАНАХРОМАТИЧЕСКИЙ ВЫСОКОАПЕРТУРНЫЙ МИКРООБЪЕКТИВ

Предлагаемая полезная модель относится к оптическому приборостроению и может быть использована при конструировании объективов планахроматов для комплектации крупносерийных биологических, люминесцентных, металлографических микроскопов типа «ЛЮМАМ-РПО, «МИКМЕД-2, 3, МЕТАМ-РВ, «РПО и др.
Известен ахроматический микрообъектив микроскопа 1, состоящий из четырех компонентов (семи линз), первый из которых положительный мениск, обращенный выпуклостью к изображению, второй - двусклеенный компонент, образованный отрицательной и положительной линзами, третий - положительный трехсклеенный компонент, образованный положительной линзой, заключенной между двумя отрицательными, и четвертый отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению.
Но объектив имеет высокое качество изображения только вблизи центра. Вследствие большой остаточной кривизны изображения при наблюдении от центра к краю необходима нерефокусировка микроскопа. К тому же третий компонент содержит тройную склейку, сложную в изготовлении в условиях крупносерийного производства и два компонента из
четырех содержат склейки с деталями, выполненными из фтористого кальция.
Кристалл фтористого кальция имеет очень высокий коэффициент линейного расширения, вследствие чего нри работе в полевых условиях при низких отрицательных температурах происходит расклейка и объектив приходит в нерабочее состояние.
Известен ахроматический микрообъектив 2. Он содержит четыре компонента (семь линз), первый из которых плосковыпуклая фронтальная линза, остальные компоненты выполнены склеенными из двух линз.
Он имеет достаточное поле зрения, но входная апертура мала.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемой полезной модели, выбранным в качестве прототипа, является ахроматический объектив микроскопа 3, состояший из пяти компонентов (семи линз), первый и второй из которых положительные мениски, обрашенные выпуклостью к пространству изображений, третий положительный компонент, склеенный из отрицательной и положительной линз, четвертый склеенный из положительной и отрицательной линз, и пятый компонент одиночная линза.
Преимуществом известного технического решения является высокая выходная апертура, достаточное поле зрения.
К недостаткам следует отнести большую остаточную кривизну изображения, требующую введения большой перефокусировки при наблюдении от центра к краю поля зрения, остаточный хроматизм
увеличения, достигающий 1%, а также невозможность работы в нолевых условиях при больших нерепадах температур из-за наличия склеек, содержащих линзы из фтористого кальция.
Основной задачей, на решение которой, направлена полезная модель, является устранение кривизны изображения и хроматизма увеличения, а также обеспечение работы микрообъектива при больших перепадах температур.
Для решения поставленной задачи предложен планахроматический высокоапертурный микрообъектив, который, как и прототип, содержит первый и второй положительные компоненты, выполненные в виде одиночных менисков, обращенных выпуклостью к пространству изображений, третий компонент, склеенный из отрицательной и положительной линз, четвертый положительный компонент и пятый компонент, выполненный в виде одиночной линзы.
В отличие от прототипа между вторым и третьим компонентами введен положительный мениск, выполненный из оптического стекла, коэффициент дисперсии которого не менее 70, и обращенный выпуклостью к пространству изображений, а четвертый положительный компонент выполнен в виде одиночной двояковыпуклой линзы..
Кроме того, все линзы третьего склеенного компонента выполнены с одинаковыми радиусами.
/
Сущность предлагаемого планахроматического высокоапертурного микрообъектива заключается в том, что, благодаря такому выполнению его компонентов, в нем достигнуто уменьшение кривизны изображения, полностью исправлен хроматизм увеличения, а также использованы оптические стекла, обеспечивающие работу микрообъектива при больших перепадах температур, т.к. склеенный компонент не содержит линзы из фтористого кальция, вследствие чего микрообъектив может использоваться при работе в полевых условиях.
Между четвертым и пятым компонентами расположена промежуточная действительная плоскость зрачка объектива, позволяющая удобно расположить фазовое кольцо на этой поверхности при работе в фазовом варианте.
Все линзы микрообъектива выполнены из слаболюминесцирующих стекол, что позволяет использовать объектив в люминесцентных микроскопах.
Радиусы всех линз третьего склеенного компонента выполнены одинаковыми, что позволяет избежать дополнительной операции маркировки, а также упрощена технология изготовления за счет увеличения их радиусов по сравнению с прототипом.
На основании выше изложенного можно сделать вывод, что новая совокупность существенных признаков предлагаемой полезной модели позволила получить технический результат, заключающийся в уменьщении кривизны изображения и устранении хроматизма увеличения.
г.
При этом микрообъектив может быть использован при работе в полевых условиях при больших перепадах температур.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежом, на котором представлена оптическая схема заявляемого микрообъектива, а также приложением, в котором даны его конструктивные параметры и аберрационные выпуски.
Планахроматический высокоапертурный объектив состоит из пяти компонентов, первый I и второй II компоненты в виде одиночных менисков 1 и 2, обращенных выпуклостью к пространству изображений.
Третий компонент П1 склеен из отрицательной 3 и положительной 4 линз. Между вторым и третьим компонентами введен положительный мениск 5, выполненный из оптического стекла с коэффициентом дисперсии не менее 70 и обращенный выпуклостью к пространству изображений.
Четвертый компонент IV выполнен в виде одиночной двояковыпуклой линзы 6. Пятый компонент V выполнен в виде одиночной линзы 7.
Все линзы третьего склеенного компонента выполнены с одинаковыми радиусами.
Предлагаемый микрообъектив работает следующим образом.
Компоненты I и П строят увеличенное мнимое изображение объекта, внося при этом астигматизм, кривизну, сферохроматические аберрации и ХРУ.
Компонент III строит также мнимое изображение объекта,
компенсируя астигматизм, кривизну, при этом сферохроматизм остается очень значительным.
Компоненты IV и V, линзы 6 и 7 переносят изображение объекта в бесконечность, компенсируя сферохроматические аберрации, образуя планахроматическое изображение объекта.
Рассчитанный микрообъектив работает с дополнительной тубусной системой f  160 мм.
Благодаря использованию предлагаемого технического решения, авторами был рассчитан микрообъектив с линейным увеличением 40, входной апертурой 0.8.
Его конструктивные параметры и аберрационные характеристики даны в приложении. Микрообъектив имеет планахроматическую коррекцию, хроматизм увеличения отсутствует ( в прототипе он составляет примерно 1%). По сравнению с прототипом кривизна изображения уменьшена в 13,5 раз.
Число Штреля в плоскости Гаусса в центре составляет 0.84, в середине поля - 0.72, на краю - 0.26, в прототипе соответственно 0,85, 0,02 и отсутствует.
6
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1.Российская Федерация, авторское свидетельство № 2212697, МПК: G 02В 21/02, 2003 г.
2.Российская Федерация, авторское свидетельство № 1303973, МПК: G 02В 21/02, 1987 г.
3.Российская Федерация, авторское свидетельство № 2084939, МПК: G 02В 21/02, 1997 г. - прототип.