ОКУЛЯР МИКРОСКОПА

Предлагаемая полезная модель относится к оптическому приборостроению, а точнее к окулярам микроскопа.
Известны окуляры микроскопа: окуляр Рамсдена, состоящий из двух плосковыпуклых линз обращенных выпуклыми поверхностями друг к другу; приведен в монографиях Г.Е.Скворцов, В.А.Панов и др. «Микроскопы», изд. Машиностроение, Ленинград, 1969 г. и В.А.Панов, Л.Н.Андреев «Оптика микроскопов» изд. Машиностроение, Ленинград, 1976 г.
Окуляр Кельнера, включающий двухлинзовый компонент и одиночную линзу, приведен в монографиях Г.Е.Скворцов, В.А.Панов и др. «Микроскопы», изд. Машиностроение, Ленинград, 1969 г. и В.А.Панов, Л.Н.Андреев «Оптика микроскопов» изд. Машиностроение, Ленинград, 1976 г.
Недостатками этих окуляров является неудовлетворительная коррекция полевых аберраций и небольшое поле зрения.
Известен окуляр микроскопа широкоугольный, заявка на выдачу патента РФ на изобретение №97106686/28, от 23.04.1997, G02B 25/00, опубликовано 10.12.1988, содержащий две положительные двояковыпуклые линзы, причем первая поверхность первой и вторая поверхность второй линз выполнены асферическими.
Известен окуляр микроскопа, патент РФ на полезную модель №100640, G02B 25/00, опубликовано 20.12.2010, выполненный в виде плосковыпуклой линзы, склеенной из плосковогнутой и двояковыпуклой линз и обращенной плоской поверхностью к выходному зрачку, а выпуклая поверхность двояковыпуклой линзы, обращенная к предмету, выполнена асферической с уравнением поверхности:
2
2
2
0
y=2rz-(1-e)z,
0
2
2
где r - радиус кривизны при вершине поверхности; е - квадрат эксцентриситета поверхности, причем е лежит в пределах 1,1÷1,5; y, z координаты асферической поверхности, а линзы выполнены из оптических материалов, для которых разность показателей преломления для основной длины волны (λ=0,546 мкм) не превышает 0,002, а разность коэффициентов средней дисперсии превышает 20.
Недостатками приведенных окуляров является сложность оптической схемы и недостаточная коррекция полевых аберраций.
Наиболее близким по техническому решению и принятым за прототип является окуляр Гюйгенса (М-10), Г.Е. Скворцов, В.А. Панов и др. «Микроскопы», изд. Машиностроение, Ленинград, 1969 г., стр.231.
Окуляр состоит из двух плосковыпуклых линз - коллективной и глазной, обращенных плоскими поверхностями к выходному зрачку.
Недостатком известного окуляра-прототипа является небольшое поле зрения и несовершенное качество изображения на краю поля.
Задачей полезной модели является увеличение линейного поля зрения окуляра микроскопа с одновременным повышением качества изображения за счет улучшенной коррекции полевых аберраций.
2
2
2
2
0
0
Решение указанной задачи достигается тем, что в окуляре микроскопа, содержащем, расположенные по ходу излучения две положительные коллективную и плосковыпуклую глазную линзы, глазная линза обращена плоской поверхностью к выходному зрачку, а ее выпуклая поверхность выполнена асферической с уравнением поверхности у=2rr-(1-e)z, где r- радиус кривизны при вершине поверхности, y,z - координаты асферической поверхности, причем е лежит в пределах 0.1+0.5, а коллективная линза выполнена двояковыпуклой симметричной.
Введение в оптическую схему окуляра микроскопа плосковыпуклой линзы с асферической поверхностью и двояковыпуклой симметричной линзы позволяет создать окуляр с увеличенным полем и высокой коррекцией полевых аберраций, что решает поставленную задачу.
Совокупность всех признаков позволяет решить поставленную задачу, исключение любого из них ведет к невозможности реализации окуляра микроскопа с увеличенным линейным полем и улучшенной коррекцией полевых аберраций.
Сущность полезной модели поясняется чертежом и таблицами. На чертеже представлена оптическая схема окуляра микроскопа.
В таблице 1 - представлены конструктивные параметры окуляра микроскопа, в таблице 2 - технические характеристики, в таблицах 3 и 4 -остаточные аберрации: в таблице 3 - аберрации точки на оси в обратном ходе, в таблице 4 - аберрации главного луча в обратном ходе.
Окуляр микроскопа содержит, расположенные по ходу излучения коллективную двояковыпуклую линзу 1 и плосковыпуклую глазную линзу 2 с асферической выпуклой поверхностью.
Таблица 1.
№
r, мм
d, мм
Марка стекла
n<sub>e</sub>
v<sub>e</sub>
0
Воздух
1,000000
0,0
1
60,0
6,0
ТФ4
1.746231
27.95
2
-60,0
27,0
Воздух
1,000000
0,0
3
15,0*
4,0
СТК9
1.746048
50.05
4
00
Воздух
1,000000
0,0
*) - асферическая поверхность, e<sup>2</sup>=0,38
Таблица 2.
Название характеристики
Значение
Видимое увеличение, <img file="00000002.tif" he="6" wi="3" img-content="undefined" img-format="tif" />, крат
10
Фокусное расстояние, f', мм
25
Угловое поле, 2ω
42°20'
Диаметр выходного зрачка, D', мм
1
Таблица 3.
h, мм
tg'
Δs', мм
Δy', мм
η%
S'<sub>F'</sub>-S'<sub>C'</sub>
0,51
2,00
-0,05
-0,001
-0,01
-0,683
0,36
1,14
-0,02
0,000
0,00
-0,682
0
0
0
0
0
-0,680
Таблица 4.
ω, гр. мн
S<sub>p</sub> мм
S'<sub>p</sub> мм
y' мм
z'<sub>m</sub> мм
z'<sub>s</sub> мм
z'<sub>m</sub>-z'<sub>s</sub> мм
<img file="00000003.tif" he="13" wi="13" img-content="undefined" img-format="tif" />
y'<sub>F'</sub>-y'<sub>C'</sub> мм
<img file="00000004.tif" he="13" wi="23" img-content="undefined" img-format="tif" />
21°10'
-8,821
147
9,99
-2,10
-2,10
0,00
-3,7
-0,020
-0,20
16°04'
-9,279
147
7,19
-1,04
-1,08
-0,04
-2,0
-0,020
-0,28
0
-9,741
147
0
0
0
0
0
0
-0,36
Примером конкретной реализации предлагаемой полезной модели является окуляр микроскопа с видимым увеличением , фокусным расстоянием f'=25 мм, диаметром выходного зрачка D'=1 мм, линейным полем зрения в пространстве изображений 2y'=20 мм, коэффициентом видимого поля K=2y' .
Техническим преимуществом предлагаемой полезной модели, по сравнению с прототипом является:
- увеличение до 20 мм линейного поле зрения;
- высокая коррекция полевых аберраций. Реализация технических преимуществ заявленного окуляра при использовании их в микроскопах позволяет повысить их технический уровень.