ПЛАНАПОХРОМАТИЧЕСКИЙ МИКРООБЪЕКТИВ БОЛЬШОГО УВЕЛИЧЕНИЯ

Предлагаемая полезная модель относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам микроскопов, и может быть использована для визуального наблюдения, вывода на TV-камеру и фотографирования малоконтрастных микроскопических структур, находящихся на пределе разрешающей способности световых микроскопов в естественном свете, свете люминесценции, в поляризованном свете, методом светлого поля, темного поля, фазового контраста и др.
Известен планапохроматический объектив микроскопа [1], содержащий семь компонентов, первый из которых фронтальный мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта, второй, третий, четвертый двусклеенные из отрицательного мениска и двояковыпуклой линзы, пятый склеен из положительной и отрицательной линз, шестой компонент склеен из отрицательной и положительной линз, седьмой выполнен в виде отрицательного мениска, обращенного выпуклостью в пространство объекта.
Объектив имеет планапохроматическую коррекцию, но недостаточно высокую входную апертуру, поле изображения не превышает 20 мм, имеет недостаточно исправленную точку на оси (число Штреля не превышает 0.8 в центре), недоисправленные астигматизм и кривизну изображения (число Штреля на краю поля не более 0.41), а также хроматизм увеличения 0.6%.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому техническому решению является планапохроматический объектив микроскопа большого увеличения [2]. Объектив содержит пять компонентов, первый из которых положительный мениск, обращенный выпуклостью в пространство изображений, второй компонент выполнен в виде мениска, обращенного выпуклостью в пространство изображения, склеенного из отрицательной двояковогнутой и положительной двояковыпуклой линз, третий компонент - положительная трехсклеенная линза из двух положительных двояковыпуклых линз, между которыми помещена отрицательная двояковогнутая линза, четвертый - положительная двускленная линза из положительной двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного выпуклостью в пространство изображения, пятый - отрицательный двусклеенный мениск, обращенный выпуклостью в пространство объекта, склеенный из положительной двояковыпуклой и отрицательной двояковогнутой линз.
Объектив имеет высокую входную апертуру (63×0.9) и планапохроматическую коррекцию, исправлен хроматизм увеличения.
Но объектив имеет недостаточную величину рабочего расстояния, затрудняющего осуществление манипуляций с исследуемым объектом.
Основной задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является увеличение рабочего расстояния при сохранении планапохроматической коррекции.
Поставленная задача решается с помощью предложенного планапохроматического микрообъектива большого увеличения, который, как и прототип, содержит последовательно расположенные пять компонентов, первый из которых выполнен в виде положительного мениска, обращенного выпуклостью к пространству изображения, второй компонент выполнен в виде положительной двусклеенной линзы, состоящей из отрицательной и положительной двояковыпуклой линз, третий положительный компонент, состоящий из трех линз, четвертый компонент выполнен в виде положительной двусклеенной линзы, состоящей из положительной двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного выпуклостью в пространство изображения, и пятый компонент выполненный в виде отрицательного двусклееного мениска.
В отличие от прототипа отрицательная линза второго компонента выполнена в виде отрицательного мениска, обращенного выпуклостью в пространство объекта, третий положительный компонент выполнен в виде одиночной положительной двояковыпуклой линзы и склеенной из отрицательной двояковогнутой и положительной двояковыпуклой линз, а отрицательный двусклееный мениск пятого компонента обращен вогнутостью в пространство объекта и выполнен в виде двояковогнутой отрицательной и двояковыпуклой положительной линз.
d
d
Кроме того, показатель преломления положительного мениска первого компонента имеет значение 1.8≤n≤1.85, а его коэффициент дисперсии 42≤ν≤47.
Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что выполнение второго компонента двускленными из отрицательного мениска, обращенного выпуклостью в пространство объекта и двояковыпуклой положительной линзы, третьего - из одиночной двояковыпуклой линзы и склеенной из отрицательной двояковогнутой и положительной двояковыпуклой линз, пятого отрицательным двусклеенным мениском, обращенным вогнутостью в пространство объекта, содержащим двояковогнутую отрицательную и двояковыпуклую положительные линзы, а также выполнение положительного мениска первого компонента с приведенными выше показателем преломления и коэффициентом дисперсии позволили получить технический результат, заключающийся в увеличении величины рабочего расстояния при сохранении плановой коррекции с исправленным хроматизмом увеличения, при этом он имеет значительное линейное поле изображения (2у'=25 мм).
На основании изложенного можно сделать вывод, что новая совокупность существенных признаков полезной модели позволила получить технический результат, заключающийся в увеличении рабочего расстояния в 1.3 раза, благодаря которому возможно осуществление манипуляций с исследуемым объектом.
Предлагаемый планапохроматический микрообъектив большого увеличения поясняется чертежом, на котором на фиг. 1 представлена его оптическая схема, а также Приложением, в котором даны конструктивные параметры и аберрационные выпуски.
Заявляемый планапохроматический микрообъектив большого увеличения содержит пять компонетов.
Первый компонент I содержит положительный мениск 1, обращенный выпуклостью в пространство изображения.
Второй компонент II склеен из отрицательного мениска 2, обращенного выпуклостью в пространство объекта, и двояковыпуклой положительной линзы 3.
Третий компонент III содержит положительную одиночную двояковыпуклую линзу 4 и склеенную из отрицательной двояковогнутой 5 и положительной двояковыпуклой 6 линз.
Четвертый компонент IV склеен из положительной двояковыпуклой линзы 7 и отрицательного мениска 8, обращенного выпуклостью в пространство изображения.
Пятый компонент V выполнен в виде отрицательного мениска, обращенного вогнутостью в пространство объекта, двусклеенный из двояковогнутой отрицательной линзы 9 и двояковыпуклой положительной линзы 10.
Предлагаемый объектив работает следующим образом. Объектив работает с тубусной линзой f'=200 мм.
Лучи от объекта наблюдения, расположенного в передней фокальной плоскости микрообъектива, проходят через первый I и второй II компоненты - положительный мениск 1 и положительную двусклееную линзу из отрицательного мениска 2 и положительной двояковыпуклой 3 линз, образуя мнимое увеличенное изображение, внося отрицательную сферическую аберрацию, хроматизм положения и увеличения, кому.
Далее компонент III линзы 4, 5 и 6 образуют мнимое увеличенное изображение, уменьшая астигматизм и кривизну, сферическую аберрацию и компенсируя кому.
Компонент IV линзы 7 и 8 строят изображение объекта в фокальной плоскости компонента V, исправляя хроматизм увеличения, астигматизм и кривизну.
Компонент V линзы 9 и 10 переносит изображение объекта в бесконечность, образуя планапохроматическое высококонтрастное изображение объекта.
x
По предложенной схеме реализован микрообъектив с увеличением 63, числовой апертурой 0.9, линейным полем изображения 25 мм и увеличенным по сравнению с прототипом в 1.3 раза рабочим расстоянием (в прототипе 0.516, в заявляемом техническом решении 0.8 мм).
В таблице 1 представлено число Штреля, характеризующее качество изображения микрообъектива для приведенных относительных значений величин изображения.
Таблица 1
Отн. значение величины изображения
Число Штреля
1
0.82
0.866
0.86
0.707
0.88
0.5
0.9
0
0.9
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Авторское свидетельство СССР №1695256, МПК: G02B 21/02, опубл. 30.11.1991 г.
2. Авторское свидетельство СССР №1485184, МПК: G02B 21/02, опубл. 07.06.1987 г. - прототип.