АХРОМАТИЧЕСКИЙ МИКРООБЪЕКТИВ

АХРОМАТИЧЕСКИЙ МИКРООБЪЕКТИВ
Предлагаемая полезная модель относится к оптическому приборостроению и может быть использована при конструировании объективов-ахроматов для комплектации крупносерийных микроскопов типа БШ-2000.
Известен ахроматический микрообъектив ОХ-1 1.
К недостаткам этого объектива можно отнести малое поле зрения (18 мм), большой остаточный хроматизм увеличения (ХРУ-1%),малое значение переднего отрезка, длину тубуса 160 мм, ограничивающие, а порой делающие невозможным его применение в современных моделях микроскопов.
Также объектив содержит тройную склейку, сложную в изготовлении в условиях крупносерийного производства.
В настоящее время предъявяляются повышенные требования к хроматизму увеличения, т.к. при ХРУ  0,7%, требуется применение компенсационных окуляров.
Известен ахроматический микрообъектив МЩ 40 х 0,65 2. Он имеет простую конструкцию.
К недостаткам следует отнести малое поле зрения (18 мм), нетелецентрический ход главного луча, длина тубуса 160 мм, очень низкое качество изображения объектива как в центре поля (число
Штреля для осевой точки ,64), так и на краю, вследствие больтой кривизны поля и недостаточно исправленных аберраций Широкого наклонного пучка, что не позволяет применять объектив в светопольном варианте исполнения, и он идет в производстве только в фазовом варианте.
Известен ахроматический объектив микроскопа СЗ. Он имеет широкое поле зрения, КРУ  0,7%. Но конструкция его усложнена и состоит из четырех компонентов, три из которых склеенные линзы.
Наиболе близким техническим решением к заявляемой полезной модели,выбранной в качестве прототипа, является ахроматический объектив микроскопа, состояшрий из пяти компонентов, первый из которых плосковыпуклая линза, обращенная выпуклостью к пространству изображений, второй - двояковыпуклая линза, третий - склеенный из двояковыпуклой и двояковогнутой отрицательной линз, четвертый двояковыпуклая линза и пятый менисковый компонент, обращенный вогнутостью в пространство изображений 4.
Он имеет поле зрения 2у  20 мм,.ХРУ  0%, хорошее качество изображения.
К недостаткам следует отнести сложность конструкции, включающей большое количество компонентов, малый передний отрезок (0,676 мм), а также то, что плоскость наилучшей установки (ПНУ) не совпадает с плоскостьь Гаусса.
Основной задачей, на решение которой направлена полезная модель, является упрощение конструкции при сохранении качества изображения при одновременном упрощении технологии изготовления линз объектива и максимальном использовании марок стекол I категории химической устойчивости.
Для решения поставленной задачи предложен ахроматический микрообъектив, который, как и прототип, содержит четыре компонента, первый из которых выполнен в виде плосковыпуклой линзы, обращенной выпуклостью к пространству изображений, второй положительный компонент, третий - склеенный из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, и четвертый компонент - в виде двояковыпуклой линзы.
В отличие от прототипа, второй положительный компонент выполнен в, виде плосковыпуклой линзы, обращенной выпуклостью к пространству изображений, толщина первого компонента di составляет 0,5f di  f, где f - фокусное расстояние всего объектива, воздушный промежуток d между третьим и четвертым компонентами составляет d  (О,02-1)f, а толщина de двояковыпуклой линзы третьего компонента находится в пределах f  de  2f.
Кроме того, в ахроматическом микрообъективе на склеенной поверхности третьего компонента может быть нанесено фазовое кольцо. Такое выполнение микрообъектива обладает преимуществом, заключающимся в упрощении конструкции за счет уменьшения количества компонентов, увеличении переднего отрезка до 0,846 мм, при этом ХРУ  0,48%. Промежуточное изображение входного зрачка расположено вблизи поверхности склейки третьего компонента, что позволяет удобно расположить фазовое кольцо на этой поверхности для работы объектива в фазовом варианете исполнения.
При изменении воздушного промежутка между первым и вторым компонентами объектив может работать без покровного стекла при сохранении качества изображения, что говорит об аберрационной устойчивости полученной конструкции, позволяющей без изменения конструктивных параметров линз перестроить объектив для работы с препаратами, не требующими использование покровного стекла. (Как правило, в объективах среднего увеличения 40 х 0,65 такой переход осуществляется изменением толщины фронтального мениска.
Первый компонент и положительная линза третьего компонента изготовлены из стекла I категории химическкой устойчивости, что очень важно в условиях крупносерийного производства
(в объективе, принятом за прототип, все линзы выполнены из пятнаемых стекол). Плоскость наилучшей установки для осевого пучка совпадает с плоскостью Гаусса, (в прототипе ПНУ для осевой точки смещеда относительно плоскости Гаусса на 2 мм.
Объектив имеет хорошее качество изображения, число Штреля для осевой точки 0,88 и КРУ  0,48%.
Упрощена технология изготовления за счет того, что первый компонент и положительная линза третьего компонента изготовлены из стекла I категории химической устойчивости, второй компонент в виде простой плосковыпуклой линзы, а главное - отсутствует сложный в изготовлении, особенно в условиях крупносерийного производства, менискообразный компонент.
На основании изложенного можно сделать вывод, что новая совокупность существенных признаков предлагаемой полезной модели позволила получить технический результат, заключающийся в упрощении конструкции объектива при сохранении качества изображения, увеличении переднего отрезка, а также повышении технологичности изготовления.Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена оптическая схема заявляемого микрообъектива, а также приложением, в котором даны его конструктивные параметры и аберрационные выпуски.
Заявляемая полезная модель ахроматического микрообъектива содержит четыре компонента I, II, III и IV, первый из которых выполнен в виде плосковыпуклой линзы 1, обращенной выпуклостью к пространству изображений, второй положительный компонент также выполнен в виде плосковыпуклой линзы 2, обращенной выпуклостью к пространству изображений, третий - склеенный из двояковыпуклой 3
и двояковогнутой 4 линз, и четвертый компонент - в виде двояковыпуклой линзы 5.
Толщина первого компонента di составляет 0,5f di  f, где f - фокусное расстояние всего объектива, воздушный промежуток dy между третьим и четвертым компонентами составляет dy  (0,02-l)f, а толщина de двояковыпуклойлинзы 3 третьего компонента находится в пределах f  de  2f.
В фазовом варианте исполнения объектива на склеенной поверхности третьего компонента нанесено фазовое кольцо.
Ахроматический микрообъектив работает следующим образом.
Лучи от объека наблюдения, расположенного в передней фокальной поверхности объектива, проходят линзу 1 фронтальной части и образуют мнимое изображение объекта с увеличением Y  -2,154, внося ХРУ  0,84% и сферическую абберацию; линзы 2, 3, 4 и 5 компенсируют сферическую абберацию, вносимую 1-ым компонентом и уменьшают хроматизм до 0,48%.
По предложенной схеме реализован объектив с увеличением 40 х 0,65. По сравнению с прототипом уменьшено количество компонентов, увеличен передний отрезок при сохранении качества изображения, улучшена технологичность системы.
источники ИНФОРМАЦИИ
1. т.А.Иванова, В.К.Кирилловский, Проектирование и контроль оптики микроскопов, Л.:Машиностроение, 1984, с. 10.
S. Г.Е.Скворцов, В.А.Панов и др. Микроскопы, Л.: Машиностроение, 1969 г., с.182.
3.Авторское свидетельство SU N 1303973, кл. G 02В 21/02, 1987 г.
4.Отчет по теме НИР 2-882-90 Разработка комплектов объективов, окуляров и конденсоров для нового поколения рабочих, студенческих и лабораторных микроскопов с унифицированной формой тубуса, С-Пб, 1991, с.129.- прототип.
ш/