RU2087017C1 - Achromatic lens for great magnification microscope - Google Patents
Achromatic lens for great magnification microscope Download PDFInfo
- Publication number
- RU2087017C1 RU2087017C1 SU5045061A RU2087017C1 RU 2087017 C1 RU2087017 C1 RU 2087017C1 SU 5045061 A SU5045061 A SU 5045061A RU 2087017 C1 RU2087017 C1 RU 2087017C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- meniscus
- image
- lenses
- component
- Prior art date
Links
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 claims abstract description 14
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 claims description 4
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 14
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Lenses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к оптике и может быть использовано при конструировании объективов-ахроматов большого увеличения для комплектации крупносерийных микроскопов типа БИОЛАМ, БИМАМ, ЛЮМАМ. The invention relates to optics and can be used in the design of large-magnification achromatic lenses for the assembly of large-scale microscopes such as BIOLAM, BIMAM, LUMAM.
Известен объектив /1/, в котором снижена хроматическая разность увеличений /ХРУ/ и уменьшена кривизна изображения. A known lens / 1 /, in which the chromatic difference of magnifications / HRI / is reduced and the image curvature is reduced.
Однако в этом случае наблюдается окрашивание изображения в промежуточной плоскости микроскопа, а остаточная кривизна остается значительной. При этом в данном объективе отсутствует возможность дальнейшего повышения числовой апертуры /разрешающей способности/ до максимальных значений 1,35-1,4 масляной иммерсии. However, in this case, the image is stained in the intermediate plane of the microscope, and the residual curvature remains significant. Moreover, in this lens there is no possibility of further increasing the numerical aperture / resolution / to a maximum value of 1.35-1.4 oil immersion.
Указанные недостатки приводят к снижению информационной емкости на микроскопе и не позволяют повысить производительность микроскопических исследований. These shortcomings lead to a decrease in information capacity on a microscope and do not allow to increase the performance of microscopic studies.
Наиболее близким к изобретению является микрообъектив /2/, имеющий довольно простую конструкцию, пригодную для крупносерийного производства. Объектив содержит фронтальный компонент в виде одиночных положительных первой плосковыпуклой и второй менискообразных линз, обращенных выпуклостью к пространству изображений, две двусклееные из отрицательных и положительных, обращенных к пространству изображений, линз, и последний компонент в виде отрицательного двусклееного мениска, обращенного вогнутостью к пространству изображений. Closest to the invention is a micro lens / 2 / having a fairly simple design, suitable for large-scale production. The lens contains a frontal component in the form of single positive first plano-convex and second meniscus lenses convex to the image space, two double-glued from negative and positive space-facing lenses, and the last component in the form of a negative two-glued meniscus facing concavity to the image space.
При этом его отличает ряд недостатков, не позволяющих рекомендовать его для использования. Так, недостаточная коррекция монохроматических аберраций внеосевых пучков приводит к снижению полезного поля зрения, наблюдаемого без перефокусировки. Недостаточное исправление ХРУ не позволяет применить простой по конструкции окуляр с линейным полем зрения 2у'=18-20 мм. Пониженная числовая апертура в пространстве предметов снижает разрушающую способность объектива. Все перечисленные недостатки обуславливают пониженную информационную емкость. При этом оптическая схема не позволяет устранить перечисленные недостатки. Так, выполнение последнего компонента склеенным предопределяет появление трудноисправимых сферохроматических аберраций /при попытке увеличения апертуры/, а исполнение первой линзы фронтального компонента не является оптимальным для коррекции монохроматических аберраций внеосевых пучков. At the same time, it is distinguished by a number of disadvantages that do not allow recommending it for use. Thus, insufficient correction of monochromatic aberrations of off-axis beams leads to a decrease in the useful field of view, observed without refocusing. Inadequate correction of HRU does not allow the use of an eyepiece that is simple in design with a linear field of view 2y '= 18-20 mm. A reduced numerical aperture in the space of objects reduces the destructive ability of the lens. All of these shortcomings cause a reduced information capacity. At the same time, the optical scheme does not allow to eliminate the listed disadvantages. So, the implementation of the last component glued determines the appearance of difficult to fix spherochromatic aberrations / when trying to increase the aperture /, and the first lens of the front component is not optimal for the correction of monochromatic aberrations of off-axis beams.
Вместе с тем, в современных моделях микроскопов требуется применение микрообъективов с повышенной информационной емкостью за счет улучшения аберрационной коррекции монохроматических аберраций внеосевых пусков, снижение ХРУ, повышение разрешающей способности. At the same time, in modern models of microscopes, the use of micro-lenses with increased information capacity is required due to the improvement of the aberration correction of monochromatic aberrations of off-axis launches, a decrease in CRI, and an increase in resolution.
Данным требованиям отвечает ахроматический объектив микроскопа большого увеличения, конструкция которого, как и прототип, включает фронтальный компонент в виде одиночных положительных первой плосковыпуклой, либо менискообразной и второй менискообразной линз, обращенных выпуклостью к пространству изображений, две двусклееные из отрицательных и положительных, обращенных к пространству изображений, линз, и последний компонент в виде мениска, обращенного вогнутостью к пространству изображений. Вместе с тем, в отличие от прототипа, в предлагаемом объективе последний компонент выполнен одиночным, причем в нем выполняются соотношения:
R1=/1,3-1,5/R2;
D=/0,7-1,2/R2,
20< νe <30,
и фокусное расстояние первой линзы фронтального компонента составляет Кроме того, на варьируемом расстоянии от последнего компонента располагается материальная диафрагма с диаметром раскрытия, равным диаметру выходного зрачка объектива.These requirements are met by the achromatic lens of a large magnification microscope, the design of which, like the prototype, includes a frontal component in the form of single positive first plano-convex or meniscus and second meniscus lenses convex to the image space, two double-glued from negative and positive, facing the image space , lenses, and the last component in the form of a meniscus, facing concavity to the space of images. However, unlike the prototype, in the proposed lens, the last component is single, and in it the following ratios are satisfied:
R 1 = / 1.3-1.5 / R 2 ;
D = / 0.7-1.2 / R 2 ,
20 <ν e <30,
and the focal length of the first lens of the front component is Also at a variable distance from the last component there is a material diaphragm with an opening diameter equal to the diameter of the exit pupil of the lens.
Использование в качества последнего компонента мениска с указанными признаками выполнения позволяет провести коррекцию монохроматических аберраций осевого и внеосевого пучков. Выполнение и расположение его указанным способом устраняет хроматические аберрации и уменьшает кривизну изображения. В результате происходит одновременное исправление монохроматических и хроматических аберраций, при этом исправление монохроматических аберраций приводит к возможности увеличения апертуры /разрешающей способности/, а уменьшение кривизны изображения позволит увеличить площадь резко наблюдаемого без перефокусировки поля. Исправление же хроматических аберраций снижает окрашенность промежуточного изображения и обуславливает возможность применения окуляра простой конструкции, ХРУ уменьшается значительно, примерно в 5,7 раз. The use of the last component of the meniscus with the indicated signs of execution allows the correction of monochromatic aberrations of the axial and off-axis beams. The implementation and location of it in the specified manner eliminates chromatic aberration and reduces the curvature of the image. As a result, the simultaneous correction of monochromatic and chromatic aberrations occurs, while the correction of monochromatic aberrations leads to the possibility of increasing the aperture / resolution /, and reducing the curvature of the image will increase the area of the sharply observed field without refocusing. Correction of chromatic aberrations reduces the color of the intermediate image and makes it possible to use an eyepiece of a simple design, and the CRU decreases significantly, about 5.7 times.
Расположение на варьируемом расстоянии L за мениском материальной диафрагмы с диаметром раскрытия, равным диаметру выходного зрачка объектива, позволяет проводить оптимальным образом коррекцию астигматизма и кривизны /их перебалансировку/, отклоняя ход главного луча в объективе. При этом варьируемое расстояние L позволяет осуществлять оптимальную перебалансировку астигматизма и добиться наиболее резкого изображения на микроскопе при наблюдении конкретным наблюдателем. В случае, когда требуется получение упрощенных конструкций, роль диафрагмы может осуществлять механическая оправа выходного торца микрообъектива. The location at a variable distance L behind the meniscus of the material diaphragm with an opening diameter equal to the diameter of the exit pupil of the lens allows optimal correction of astigmatism and curvature / their rebalancing /, deflecting the main beam in the lens. Moreover, the variable distance L allows for optimal rebalancing of astigmatism and to achieve the sharpest image on a microscope when observed by a specific observer. In the case where simplified constructions are required, the role of the diaphragm can be performed by the mechanical frame of the output end of the micro-lens.
Одновременное исправление хроматических и монохроматических аберраций позволяет повысить информационную емкость объектива пропорционально увеличению резко наблюдаемого без перефокусировки поля зрения и пропорционально увеличению разрешающей способности. The simultaneous correction of chromatic and monochromatic aberrations makes it possible to increase the information capacity of the lens in proportion to the increase in the field of view that is sharply observed without refocusing and in proportion to the increase in resolution.
На чертеже представлена оптическая схема заявляемого объектива. The drawing shows an optical diagram of the inventive lens.
Объектив содержит фронтальный компонент 1, компонент 2, выполненный в виде двух последовательно расположенных вдоль оптической оси двусклееных линз, положительные компоненты которых обращены к плоскости изображений, а также расположенный за компонентом 2 компонент 3, содержащий одиночный мениск, конструктивное исполнение которого удовлетворяет указанным в формуле соотношениям. Расположенная за ним на некотором варьируемом расстоянии материальная диафрагма имеет диаметр раскрытия, равный диаметру выходного зрачка объектива. The lens contains a front component 1, component 2, made in the form of two double-glued lenses sequentially located along the optical axis, the positive components of which face the image plane, and also component 3 located behind component 2, containing a single meniscus, the design of which satisfies the relations indicated in the formula . The material diaphragm located behind it at some variable distance has an opening diameter equal to the diameter of the exit pupil of the lens.
Объектив работает следующим образом. The lens works as follows.
Первый компонент строит увеличенное мнимое изображение предмета с уменьшенными значениями аберраций осевой точки и отрицательным значением меридиональной и сагиттальной кривизны. Компонент 2 строит действительное изображение объекта в фокальной плоскости компонента 3. При этом вносятся отрицательные значения сферической аберрации, небольшая кривизна и значительный хроматизм положения и увеличения. Затем изображение перехватывается компонентом 3, который строит изображение на бесконечности. При этом компенсируются монохроматические и хроматические аберрации предыдущих компонентов. The first component constructs an enlarged imaginary image of the object with reduced values of the aberrations of the axial point and a negative value of the meridional and sagittal curvature. Component 2 builds a real image of the object in the focal plane of component 3. At the same time, negative values of spherical aberration, slight curvature, and significant chromaticity of the position and magnification are introduced. Then the image is intercepted by component 3, which builds the image at infinity. In this case, the monochromatic and chromatic aberrations of the previous components are compensated.
В рамках предлагаемого технического решения выполнены расчеты целой гаммы ахроматических объективов большого увеличения. Получены иммерсионные объективы с увеличением 100x. Апертура одного из них составляет 1,25 мм, ХРУ снижена до 0,3% что повышает информационную емкость на микроскопе приблизительно в 1,5-2 раза, апертура другого составляет 1,4 мм, что в сочетании с уменьшенной ХРУ также повышает информационную емкость на микроскопе примерно в 1,5-2 раза.In the framework of the proposed technical solution, calculations of a whole gamut of achromatic large-magnification lenses were performed. Received immersion lenses with a magnification of 100 x . The aperture of one of them is 1.25 mm, the CCD is reduced to 0.3%, which increases the information capacity on the microscope by about 1.5-2 times, the aperture of the other is 1.4 mm, which in combination with the reduced CCP also increases the information capacity on a microscope about 1.5-2 times.
Claims (2)
а фокусное расстояние первой линзы фронтального компонента составляет
где R1, R2, D, νe- радиусы кривизны, толщина и коэффициент дисперсии материала последнего компонента соответственно;
фокусное расстояние объектива.1. Achromatic microscope lens of large magnification, containing the front component in the form of single positive first plano-convex or meniscus lenses and the second meniscus convex to the image, two double-glued from negative and positive, facing the image lenses and the last component in the form of a meniscus, facing concavity to the image, characterized in that the last component is made single, and it satisfies the ratio
and the focal length of the first lens of the front component is
where R 1 , R 2 , D, ν e are the radii of curvature, thickness and dispersion coefficient of the material of the last component, respectively;
focal length of the lens.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5045061 RU2087017C1 (en) | 1992-04-09 | 1992-04-09 | Achromatic lens for great magnification microscope |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5045061 RU2087017C1 (en) | 1992-04-09 | 1992-04-09 | Achromatic lens for great magnification microscope |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2087017C1 true RU2087017C1 (en) | 1997-08-10 |
Family
ID=21605650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5045061 RU2087017C1 (en) | 1992-04-09 | 1992-04-09 | Achromatic lens for great magnification microscope |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2087017C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2176804C1 (en) * | 2000-06-26 | 2001-12-10 | Фролов Дмитрий Николаевич | Immersion microlens of large magnification with increased working distance |
| RU2181211C2 (en) * | 1999-03-09 | 2002-04-10 | Фролов Дмитрий Николаевич | Achromatic microlens |
| RU2212696C2 (en) * | 1999-05-19 | 2003-09-20 | Открытое акционерное общество "ЛОМО" | Achromatic microlens |
-
1992
- 1992-04-09 RU SU5045061 patent/RU2087017C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР N 1451633, кл. G 02 B 21/02, 1989. 2. Патент Великобритании N 1456485, кл. G 02 B 21/02, 1976. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2181211C2 (en) * | 1999-03-09 | 2002-04-10 | Фролов Дмитрий Николаевич | Achromatic microlens |
| RU2212696C2 (en) * | 1999-05-19 | 2003-09-20 | Открытое акционерное общество "ЛОМО" | Achromatic microlens |
| RU2176804C1 (en) * | 2000-06-26 | 2001-12-10 | Фролов Дмитрий Николаевич | Immersion microlens of large magnification with increased working distance |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7982961B2 (en) | Dry-type microscope objective lens | |
| RU2087017C1 (en) | Achromatic lens for great magnification microscope | |
| JP3403235B2 (en) | Inner focus type wide field eyepiece | |
| RU116250U1 (en) | PLANOCHROMATIC HIGH-APERTURE MICRO LENS | |
| RU2501048C1 (en) | Plan-apochromatic high-aperture microlens | |
| RU2212696C2 (en) | Achromatic microlens | |
| RU2183341C1 (en) | Wide-aperture lens | |
| RU2195008C2 (en) | Plan-apochromatic high-aperture microobjective of low magnification | |
| RU2073265C1 (en) | High-power immersion microscope objective | |
| RU2084939C1 (en) | Achromatic high-aperture microobjective of large magnification | |
| RU2099756C1 (en) | Planachromatic microscope objective with reduced secondary spectrum | |
| RU2158432C1 (en) | Achromatic microscope objective | |
| SU1658114A1 (en) | Planapochromatic objective lens of microscope | |
| RU2084937C1 (en) | Achromatic high-speed objective lens of microscope | |
| RU190392U1 (en) | PLANOPOCHROMATIC HIGH-APERTURAL IMMERSION MICROOM LEGAL MEDIUM ENLARGEMENT | |
| RU2164701C2 (en) | Ocular wide-angled system | |
| SU1767466A1 (en) | Automatic microscope objective | |
| RU2099758C1 (en) | Wide-angle ocular system | |
| RU2098853C1 (en) | Planoapochromatic microlens | |
| RU2198416C2 (en) | Apochromatic microlens | |
| RU2079155C1 (en) | Plano-achromatic high-speed microlens of big enlargement | |
| RU2199771C2 (en) | Achromatic microobjective of average magnification | |
| RU2037855C1 (en) | Reproduction objective | |
| RU2181210C2 (en) | High-speed oil immersion achromatic microlens | |
| SU1700519A1 (en) | Microscope eye-piece |