RU2010274C1

RU2010274C1 - Achromatic objective lens of microscope

Info

Publication number: RU2010274C1
Authority: RU
Inventors: А.В. Буцевицкий; Н.Б. Вознесенский; Л.Н. Курчинская; Л.И. Пржевалинский; В.В. Усоскин; М.Н. Сокольский
Original assignee: Санкт-Петербургский институт точной механики и оптики
Priority date: 1991-03-05
Filing date: 1991-03-05
Publication date: 1994-03-30

Abstract

FIELD: optical instrumentation. SUBSTANCE: objective lens has biconvex lens, negative meniscus facing image space with concavity, converging meniscus facing image space with concavity, biconvex single lens and barrel lens. EFFECT: improved efficiency and accuracy. 3 dwg

Description

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к ахроматическим объективам микроскопов. The invention relates to optical instrumentation, namely to achromatic lenses of microscopes.

Известен ахроматический объектив микроскопа, содержащий одиночную фронтальную линзу и два двухсклеенных компонента, за объективом на расстоянии, равном 1-1,5 фокусного расстояния объектива, установлен одиночный отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к изображению. Achromatic microscope objective is known, containing a single frontal lens and two double-glued components, behind the lens at a distance equal to 1-1.5 of the focal length of the lens, a single negative meniscus is turned, convex to the image.

Но данный объектив не обеспечивает требуемого качества изображения. But this lens does not provide the required image quality.

Известен ахроматический объектив микроскопа, который имеет линейное увеличение 16^х, апертуру - 0,4 и состоит из трех компонентов, первый из которых - плосковыпуклая линза, второй - плосковыпуклая линза, склеенная из плосковогнутой и двояковыпуклой линз, третий - положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, склеен из двояковогнутой и двояковыпуклой линз.Achromatic microscope objective is known, which has a linear magnification of 16 ^x , an aperture of 0.4 and consists of three components, the first of which is a plano-convex lens, the second is a plano-convex lens glued from a plano-concave and biconvex lens, the third is a positive meniscus facing concavity to object glued from biconcave and biconvex lenses.

Но данный объектив не обеспечивает требуемого качества изображения и имеет малый передний рабочий отрезок. But this lens does not provide the required image quality and has a small front working segment.

Известен объектив микроскопа ахроматический, содержащий два положительных компонента, первый из которых выполнен в виде одиночной плосковыпуклой линзы, обращенной плоскостью к пространству предметов, а второй - в виде двухсклеенной линзы, состоящей из отрицательного мениска и двояковыпуклой линзы, перед двухсклеенной линзой установлена одиночная положительная линза, фокусное расстояние которой составляет 1,8-2,2 фокусного расстояния всего объектива, а поверхность склейки обращена вогнутостью к пространству изображений. Achromatic microscope objective is known, containing two positive components, the first of which is made in the form of a single plane-convex lens facing the space of objects, and the second is in the form of a double-glued lens, consisting of a negative meniscus and a biconvex lens, a single positive lens is installed in front of the double-glued lens, the focal length of which is 1.8-2.2 of the focal length of the entire lens, and the gluing surface is turned by a concavity to the image space.

Но указанный объектив имеет недостаточно хорошее качество изображения, малый передний рабочий отрезок. But the specified lens has insufficiently good image quality, a small front working segment.

Наиболее близким к заявленному является объектив микроскопа, содержащий четыре компонента, первый из которых - двояковыпуклая одиночная линза, второй - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, третий - одиночный положительный мениск, а четвертый - двояковыпуклая линза. Closest to the claimed one is a microscope lens containing four components, the first of which is a biconvex single lens, the second is a negative meniscus facing the concavity to the image, the third is a single positive meniscus, and the fourth is a biconvex lens.

Недостатком объектива является невысокое качество изображения. The disadvantage of the lens is the low image quality.

Целью изобретения является улучшение качества изображения за счет устранения хроматизма увеличения при увеличении переднего рабочего отрезка. The aim of the invention is to improve image quality by eliminating the increase in chromatism with increasing front working segment.

Поставленная цель достигается тем, что в объективе микроскопа ахроматическом, содержащем четыре компонента, первый из которых одиночная двояковыпуклая линза, второй - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к пространству изображений, третий - одиночный положительный мениск, а четвертый - двояковыпуклая линза, второй компонент выполнен в виде одиночной линзы, третий компонент обращен вогнутостью к пространству изображений, а четвертый компонент выполнен в виде одиночной линзы. This goal is achieved by the fact that in an achromatic microscope objective containing four components, the first of which is a single biconvex lens, the second is a negative meniscus facing concavity to the image space, the third is a single positive meniscus and the fourth is a biconvex lens, the second component is made in the form a single lens, the third component is turned concavity to the space of images, and the fourth component is made in the form of a single lens.

Объектив обладает следующим качеством изображения. The lens has the following image quality.

Хроматизм увеличения предлагаемого объектива по всему полю не превышает 0,13% (в прототипе 2% ). Астигматизм в предлагаемом объективе 0,51 мм на краю поля (в прототипе больше 1,0 мм). The chromaticity of the increase in the proposed lens throughout the field does not exceed 0.13% (in the prototype 2%). Astigmatism in the proposed lens is 0.51 mm at the edge of the field (in the prototype more than 1.0 mm).

Об улучшении качества изображения предлагаемого объектива указывает средняя квадратическая волновая аберрация для точки на оси, которая равна 0,051 λ, а также значение среднеквадратической волновой аберрации по полю для плоскости наилучшей установки, которая дана в описании заявки на стр. 3. An improvement in the image quality of the proposed lens is indicated by the mean square wave aberration for a point on the axis that is 0.051 λ, as well as the value of the mean square wave aberration over the field for the plane of the best setting, which is given in the description of the application on page 3.

Значение среднеквадратической волновой аберрации по полю для плоскости наилучшей установки равно: у' W_ср.кв. 10 0,110 8,66 0,091 7,07 0,074 5,0 0,060 0 0,051
Число Штреля для точки на оси равно 0,92.The value of the mean-square wave aberration over the field for the plane of the best setting is equal to: y 'W _cf. 10 0.110 8.66 0.091 7.07 0.074 5.0 0.060 0 0.051
The Strehl number for a point on the axis is 0.92.

Отсюда следует, что объектив обладает улучшенным качеством изображения. It follows that the lens has improved image quality.

Сущность предлагаемого изобретения представлена на фиг. 1-3. The essence of the invention is presented in FIG. 1-3.

На фиг. 1 дана оптическая схема объектива микроскопа ахроматического с конструктивными данными, где 1 - двояковыпуклая линза, 2 - отрицательный мениск, 3 - положительный мениск, причем мениски 2 и 3 обращены вогнутостью к пространству изображений, 4 - двояковыпуклая одиночная линза, 5 - тубусная линза. In FIG. 1 is an optical diagram of an achromatic microscope objective with structural data, where 1 is a biconvex lens, 2 is a negative meniscus, 3 is a positive meniscus, and menisci 2 and 3 are turned by concavity to the image space, 4 is a biconvex single lens, 5 is a tube lens.

На фиг. 2 представлены таблицы аберраций одного из вариантов расчета объектива микроскопа ахроматического, на фиг. 3 - графики его аберраций. Объектив микроскопа ахроматический рассчитан на длину тубуса бесконечность, поэтому объект помещается в его передней фокальной плоскости. На объектив падает расходящийся пучок лучей, который последовательно по ходу луча проходит компоненты 1, 2, 3 и 4 и создает изображение в бесконечности, которое тубусной линзой 5 переносится в переднюю фокальную плоскость окуляра. In FIG. 2 presents tables of aberrations of one of the options for calculating the objective of an achromatic microscope, FIG. 3 - graphs of its aberrations. The achromatic microscope objective is designed for infinity tube length, so the object is placed in its front focal plane. A diverging beam of rays falls onto the lens, which sequentially passes components 1, 2, 3, and 4 in the direction of the beam and creates an image at infinity, which is transferred by the tube lens 5 to the front focal plane of the eyepiece.

Выходной зрачок объектива совпадает с его задним фокусом, поэтому объекты освещаются параллельными пучками лучей. The exit pupil of the lens coincides with its back focus, so objects are illuminated by parallel beams of rays.

В качестве конкретного примера рассчитан объектив микроскопа ахроматический со следующими оптическими характеристиками: Увеличение 10 Апертура 0,25 Длина тубуса ∞ Передний рабочий отрезок, мм 7,2 Расстояние от плоскости предмета до последней поверхности объектива, мм 30 Величина изображения, мм 20
Важным преимуществом предлагаемого объектива микроскопа ахроматического является улучшенное качество изображения, увеличенный передний рабочий отрезок, который составляет 7,2 мм, а также выбор оптического материала, обеспечивающего возможность применять данный объектив при поляризационном и люминесцентном методах наблюдения. (56) Авторское свидетельство СССР N 1224772, кл. G 02 B 21/02, 1984.As a specific example, an achromatic microscope objective with the following optical characteristics was calculated: Magnification 10 Aperture 0.25 Length of tube ∞ Front working length, mm 7.2 Distance from the subject plane to the last lens surface, mm 30 Image size, mm 20
An important advantage of the proposed achromatic microscope objective is improved image quality, an enlarged front working segment, which is 7.2 mm, as well as the choice of optical material that makes it possible to use this lens with polarization and luminescent observation methods. (56) Copyright certificate of the USSR N 1224772, cl. G 02 B 21/02, 1984.

Патент ФРГ N 2546602, кл. G 02 B 21/02, 1978. German patent N 2546602, class G 02 B 21/02, 1978.

Claims

ACHROMATIC MICROSCOPE LENS, containing four components, the first of which is a single biconvex lens, the second is a negative meniscus turned in a concavity to the image space, the third is a single positive meniscus, but there is a slight difference in size the chromaticity of the increase with the increase of the first working cut, the second component is made in the form of a single lens, the third component is turned concavity to the space of images, and the fourth component The ent is made in the form of a single lens.