RU2486552C1 - Plan-apochromatic high-aperture microlens - Google Patents
Plan-apochromatic high-aperture microlens Download PDFInfo
- Publication number
- RU2486552C1 RU2486552C1 RU2011153356/28A RU2011153356A RU2486552C1 RU 2486552 C1 RU2486552 C1 RU 2486552C1 RU 2011153356/28 A RU2011153356/28 A RU 2011153356/28A RU 2011153356 A RU2011153356 A RU 2011153356A RU 2486552 C1 RU2486552 C1 RU 2486552C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- component
- optical power
- glued
- biconvex
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 35
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 claims abstract description 25
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 101000623895 Bos taurus Mucin-15 Proteins 0.000 claims abstract description 5
- 230000004075 alteration Effects 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 3
- 206010010071 Coma Diseases 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Lenses (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области микроскопии и может быть использовано для визуального наблюдения и фотографирования малоконтрастных микроскопических структур, находящихся на пределе разрешающей способности световых микроскопов в естественном свете, в свете видимой люминесценции, в поляризованном свете методом светлого поля, темного поля, фазового контраста и др.The present invention relates to the field of microscopy and can be used for visual observation and photographing of low-contrast microscopic structures that are at the limit of the resolution of light microscopes in natural light, in the light of visible luminescence, in polarized light by the method of bright field, dark field, phase contrast, etc.
Известен планапохроматический объектив микроскопа [1], содержащий пять компонентов, первый из которых - отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к изображению, второй - одиночная двояковыпуклая линза, третий - склеенный компонент, содержащий две положительные двояковыпуклые линзы, с размещенной между ними отрицательной двояковогнутой линзой, четвертый компонент - одиночная положительная двояковыпуклая линза и пятый компонент - двусклеенный мениск, обращенный выпуклостью к объекту.A planochromatic microscope objective is known [1], containing five components, the first of which is a negative meniscus convex to the image, the second is a single biconvex lens, the third is an glued component containing two positive biconvex lenses, with a negative biconcave lens placed between them, the fourth the component is a single positive biconvex lens and the fifth component is a double-glued meniscus convex to the object.
Объектив имеет высокое качество изображения по всему линейному полю зрения (2y'=25 мм), но его выходная апертура недостаточно высока (0,0187).The lens has high image quality over the entire linear field of view (2y '= 25 mm), but its output aperture is not high enough (0.0187).
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является планахроматический высокоапертурный микрообъектив [2], содержащий три компонента, первый из которых по ходу луча выполнен в виде фронтального мениска, обращенного вогнутостью к пространству объекта и двояковыпуклой положительной линзы, второй содержит двояковыпуклую положительную линзу и склеенную из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, и третий компонент состоит из двух положительных двояковыпуклых линз.The closest technical solution to the present invention is a planachromatic high aperture micro lens [2] containing three components, the first of which is made along the beam in the form of a frontal meniscus facing concavity to the space of the object and a biconvex positive lens, the second contains a biconvex positive lens and glued from a biconvex and biconcave lenses, and the third component consists of two positive biconvex lenses.
Микрообъектив имеет довольно высокую входную апертуру (20×0,65), плановую коррекцию, но недостаточно исправленный хроматизм (объектив-ахромат).The micro lens has a rather high input aperture (20 × 0.65), a planned correction, but insufficiently corrected chromatism (achromatic lens).
Современные модели микроскопов требуют комплектации высокоапертурными планапохроматическими микрообъективами, которые имеют улучшенную коррекцию монохроматических и хроматических аберраций на оси и линейному полю зрения.Modern models of microscopes require a high-aperture plano-chromatic micro-lenses, which have improved correction of monochromatic and chromatic aberrations on the axis and linear field of view.
Основной задачей, на решение которой направлено предполагаемое изобретение, является улучшение моно и хроматических аберраций осевого и внеосевых пучков, а также увеличение входной апертуры.The main task to be solved by the alleged invention is aimed at improving mono and chromatic aberrations of the axial and off-axis bundles, as well as increasing the input aperture.
Для решения поставленной задачи предложен планапохроматический высокоапертурный микрообъектив, который, как и прототип, содержит три компонента, первый из которых I с оптической силой φI выполнен в виде фронтального мениска, обращенного вогнутостью к пространству объекта, и двояковыпуклой положительной линзы, второй компонент II с оптической силой φII, состоящий из склеенной из положительной двояковыпуклой и двояковогнутой отрицательной линз, и третий компонент III с оптической силой φIII, содержащий две линзы.To solve this problem, we proposed a planochromatic high-aperture micro lens, which, like the prototype, contains three components, the first of which I with the optical power φ I is made in the form of a front meniscus facing concavity to the space of the object and a biconvex positive lens, the second component II with optical a power of φ II , consisting of a bonded of positive biconvex and biconcave negative lenses, and a third component III with an optical power of φ III containing two lenses.
В отличие от прототипа во втором компоненте с оптической силой φII за склеенной линзой, состоящей из положительной двояковыпуклой и двояковогнутой отрицательной линз, помещены по ходу луча положительная двояковыпуклая линза с оптической силой φII5 и склеенная линза с оптической силой φII6,7, состоящая из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству изображения, и положительной двояковыпуклой линзы, а линзы третьего компонента с оптической силой φIII выполнены в виде мениска, обращенного вогнутостью к пространству объекта, склеенного из положительного и отрицательного менисков, обращенных вогнутостью к пространству объекта, при этом соотношение оптических сил линз φII5,6,7 и объектива в целом φоб удовлетворяют следующим условиям:In contrast to the prototype, in the second component with optical power φ II behind the glued lens, consisting of a positive biconvex and biconcave negative lenses, a positive biconvex lens with optical power φ II5 and a bonded lens with optical power φ II6.7 , consisting of a negative meniscus facing concavity to the image space, and a positive biconvex lens, and the lens of the third component with optical power φ III is made in the form of a meniscus facing concavity to the space of objects the one glued from the positive and negative menisci facing concavity to the space of the object, while the ratio of the optical powers of the lens φ II5,6,7 and the lens as a whole φ about satisfy the following conditions:
Кроме того, фронтальный мениск первого компонента выполнен из материала с коэффициентом дисперсии 42<νd<48 и показателем преломления nd≥1,8, оптические силы менисков третьего компонента φIII8 и φIII9 связаны следующим соотношением:In addition, the front meniscus of the first component is made of material with a dispersion coefficient of 42 <ν d <48 and a refractive index of n d ≥1.8, the optical forces of the menisci of the third component φ III8 and φ III9 are related by the following relation:
Сущность предполагаемого изобретения заключается в том, что такое выполнение планапохроматического высокоапертурного микрообъектива позволило улучшить коррекцию моно и хроматических аберраций осевого и внеосевых пучков, за счет чего достигнута планапохроматическая коррекция. Кроме того, увеличена входная апертура.The essence of the alleged invention lies in the fact that such a planochromatic high-aperture micro lens made it possible to improve the correction of mono and chromatic aberrations of axial and off-axis beams, due to which planochromatic correction was achieved. In addition, the input aperture is increased.
Таким образом, достигнут технический результат, заключающийся в увеличении входной апертуры и достижения планапохроматической коррекции.Thus, a technical result has been achieved, consisting in increasing the input aperture and achieving planochromatic correction.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется (фиг.1), на котором представлена оптическая схема планапохроматического высокоапертурного микрообъектива, а также приложением (фиг.2), в котором даны конструктивные параметры и графики частотно-контрастной характеристики.The present invention is illustrated (Fig. 1), which shows an optical diagram of a planochromatic high-aperture micro lens, as well as an application (Fig. 2), in which structural parameters and graphs of a frequency-contrast characteristic are given.
Планапохроматический высокоапертурный микрообъектив содержит три компонента, первый из которых I с оптической силой φI выполнен в виде фронтального мениска 1, обращенного вогнутостью к пространству объекта, и двояковыпуклой положительной линзы 2, второй компонент II с оптической силой φII, состоит из склеенной из положительной двояковыпуклой линзы 3 и двояковогнутой отрицательной линзы 4, при этом за склеенной линзой по ходу луча помещены положительная двояковыпуклая линза 5 с оптической силой φII5 и склеенная линза с оптической силой φII6,7, состоящая из отрицательного мениска 6, обращенного вогнутостью к пространству изображения, и положительной двояковыпуклой линзы 7.A planaprochromatic high-aperture micro lens contains three components, the first of which I with optical power φ I is made in the form of a
Линзы третьего компонента с оптической силой φIII выполнены в виде мениска, обращенного вогнутостью к пространству объекта, склеенного из положительного 8 и отрицательного 9 менисков, обращенных вогнутостью к пространству объекта, при этом соотношение оптических сил линз φII5,6,7 и объектива, в целом, фоб удовлетворяют следующим условиям:
Положительная двояковыпуклая линза 5 с оптической силой φII5 и положительная двояковыпуклая линза 7 склеенной линзы второго компонента выполнены из материала с коэффициентом дисперсии, удовлетворяющим следующим условиям: 58<νd<95,2, а отрицательный мениск 6, обращенный вогнутостью к пространству изображения склеенной линзы второго компонента выполнен из материала с коэффициентом дисперсии, удовлетворяющим условию: 57<νd<60.A positive biconvex lens 5 with an optical power of II II5 and a positive biconvex lens 7 of the glued lens of the second component are made of a material with a dispersion coefficient satisfying the following conditions: 58 <ν d <95.2, and a negative meniscus 6, facing the concavity to the image space of the glued lens the second component is made of material with a dispersion coefficient satisfying the condition: 57 <ν d <60.
Фронтальный мениск 1 первого компонента выполнен из материала с коэффициентом дисперсии 42<νd<48 и показателем преломления nd≥1,8, оптические силы менисков третьего компонента φIII8 и φIII9 связаны следующим соотношением:The
где
Предлагаемый планапохроматический высокоапертурный микрообъектив работает следующим образом.The proposed planochromatic high-aperture micro lens works as follows.
Микрообъектив работает с тубусной линзой с фокусом 160 мм.The micro lens works with a tube lens with a focus of 160 mm.
Фронтальный мениск 1, обращенный вогнутостью к пространству объекта, совместно с двояковыпуклой линзой 2 строит увеличенное мнимое изображение объекта при умеренных значениях сферической аберрации, комы, астигматизма и кривизны и значительном хроматизме увеличения (ХРУ).The
Второй компонент II проецирует изображение объекта с дополнительным увеличением в фокальную плоскость третьего компонента III, внося отрицательную сферическую аберрацию, положительную кому и астигматизм, частично компенсируя хроматизм положения и увеличения.The second component II projects the image of the object with an additional increase in the focal plane of the third component III, introducing negative spherical aberration, positive coma and astigmatism, partially compensating for the chromaticity of the position and magnification.
Компонент III проецирует изображение объекта в бесконечность, компенсируя остаточные сферическую аберрацию, хроматизм положения и увеличения, астигматизм и кривизну.Component III projects the image of the object to infinity, compensating for residual spherical aberration, chromaticity of position and magnification, astigmatism and curvature.
В соответствии с предложенным техническим решением в качестве конкретного примера выполнен расчет планапохроматического высокоапертурного микрообъектива с увеличением 20 крат, входной апертурой 0,7, линейным полем изображения 25 мм.In accordance with the proposed technical solution, as a specific example, a planochromatic high-aperture micro-lens was calculated with a magnification of 20 times, an input aperture of 0.7, and a linear image field of 25 mm.
Объектив имеет высокое качество изображения по всему линейному полю зрения 2y'=25 мм.The lens has high image quality over the entire linear field of view 2y '= 25 mm.
Так, по всему линейному полю зрения объектива значение числа Штреля от 0,91 в центре до 0,51 на краю поля.Thus, over the entire linear field of view of the lens, the Strehl ratio is from 0.91 in the center to 0.51 at the edge of the field.
Столь большие значения обуславливают высокую концентрацию энергии в центре дифракционного пятна, а, следовательно, высокий контраст изображения по всему полю наблюдения.Such large values cause a high concentration of energy in the center of the diffraction spot, and, consequently, a high image contrast over the entire field of observation.
Хроматическая разность увеличений в объективе ХРУ≤0,3%.Chromatic difference of magnifications in the HRU lens ≤0.3%.
Результаты расчета приведены в приложении.The calculation results are given in the appendix.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES
1. Российская Федерация, патент на изобретение №1658114, МПК: G02B 21/02, опубл. 23.06.1991 г.1. Russian Federation, patent for the invention No. 1658114, IPC: G02B 21/02, publ. 06/23/1991 g.
2. Российская Федерация, патент на полезную модель №37239, МПК: G02B 21/02, опубл. 10.04.2004 г. - прототип.2. Russian Federation, patent for utility model No. 37239, IPC: G02B 21/02, publ. 04/10/2004 - the prototype.
Фокусное расстояние микрообъектива, 8.0 мм:Micro lens focal length, 8.0 mm:
Claims (2)
кроме того, положительная двояковыпуклая линза с оптической силой φII5 и положительная двояковыпуклая линза склеенной линзы второго компонента выполнены из материала с коэффициентом дисперсии, удовлетворяющим следующим условиям: 58<νd<95,2, а отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к пространству изображения склеенной линзы второго компонента, выполнен из материала с коэффициентом дисперсии, удовлетворяющим условию: 57<νd<60.1. Plano-chromatic high-aperture micro lens containing three components, the first of which I with optical power φ I is made in the form of a front meniscus facing concavity to the space of the object and a biconvex positive lens, the second component II with optical power φ II , consisting of glued from positive biconvex and biconcave negative lenses, and the third component III with optical power φ III , containing two lenses, characterized in that in the second component behind the glued lens, consisting of positively biconvex and biconcave negative lenses, a positive biconvex lens with optical power φ II5 and a bonded lens with optical power φ II6,7 , consisting of a negative meniscus facing concavity to the image space, and a positive biconvex lens, and the lens of the third component are placed along the beam made in the form of a meniscus facing concavity to the space of the object glued from the positive and negative menisci facing concavity to the space of the object, while the optical ratio Sgiach forces φ II5,6,7 lenses and lens as a whole about cp satisfy the following conditions:
in addition, a positive biconvex lens with an optical power of и II5 and a positive biconvex lens of a glued lens of the second component are made of a material with a dispersion coefficient satisfying the following conditions: 58 <ν d <95.2, and a negative meniscus facing concavity to the image space of the glued lens the second component is made of a material with a dispersion coefficient satisfying the condition: 57 <ν d <60.
где
f' - фокусное расстояние. 2. Plano-chromatic high-aperture micro lens according to claim 1, characterized in that the front meniscus of the first component is made of material with a dispersion coefficient of 42 <ν d <48 and a refractive index of n d ≥1.8, the optical forces of the menisci of the third component are φ III8 and φ III9 are connected by the following relation:
Where
f 'is the focal length.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011153356/28A RU2486552C1 (en) | 2011-12-26 | 2011-12-26 | Plan-apochromatic high-aperture microlens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011153356/28A RU2486552C1 (en) | 2011-12-26 | 2011-12-26 | Plan-apochromatic high-aperture microlens |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2486552C1 true RU2486552C1 (en) | 2013-06-27 |
Family
ID=48702384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011153356/28A RU2486552C1 (en) | 2011-12-26 | 2011-12-26 | Plan-apochromatic high-aperture microlens |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2486552C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2571005C1 (en) * | 2014-07-11 | 2015-12-20 | Открытое акционерное общество "ЛОМО" | Plan-apochromatic high-aperture microlens with long operating distance |
| CN116256934A (en) * | 2023-03-13 | 2023-06-13 | 江苏集萃应用光谱技术研究所有限公司 | Substrate aberration compensating projection optical system for micro lens image quality evaluation |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1658114A1 (en) * | 1989-07-03 | 1991-06-23 | Ленинградское оптико-механическое объединение им.В.И.Ленина | Planapochromatic objective lens of microscope |
| RU33657U1 (en) * | 2003-05-15 | 2003-10-27 | Открытое акционерное общество "ЛОМО" | High aperture achromatic microscope lens |
| RU37239U1 (en) * | 2003-12-10 | 2004-04-10 | Открытое акционерное общество "ЛОМО" | PLANOCHROMATIC HIGH-APERTURE MICRO LENS |
| RU69271U1 (en) * | 2007-08-27 | 2007-12-10 | Открытое акционерное общество "ЛОМО" | LARGE-SCREEN PLANOCHROMATIC LIGHT FAST LENS |
| US7382542B2 (en) * | 2005-10-21 | 2008-06-03 | Carl Zeiss Microimaging Gmbh | High-aperture optical imaging system, particularly for microscopes |
-
2011
- 2011-12-26 RU RU2011153356/28A patent/RU2486552C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1658114A1 (en) * | 1989-07-03 | 1991-06-23 | Ленинградское оптико-механическое объединение им.В.И.Ленина | Planapochromatic objective lens of microscope |
| RU33657U1 (en) * | 2003-05-15 | 2003-10-27 | Открытое акционерное общество "ЛОМО" | High aperture achromatic microscope lens |
| RU37239U1 (en) * | 2003-12-10 | 2004-04-10 | Открытое акционерное общество "ЛОМО" | PLANOCHROMATIC HIGH-APERTURE MICRO LENS |
| US7382542B2 (en) * | 2005-10-21 | 2008-06-03 | Carl Zeiss Microimaging Gmbh | High-aperture optical imaging system, particularly for microscopes |
| RU69271U1 (en) * | 2007-08-27 | 2007-12-10 | Открытое акционерное общество "ЛОМО" | LARGE-SCREEN PLANOCHROMATIC LIGHT FAST LENS |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2571005C1 (en) * | 2014-07-11 | 2015-12-20 | Открытое акционерное общество "ЛОМО" | Plan-apochromatic high-aperture microlens with long operating distance |
| CN116256934A (en) * | 2023-03-13 | 2023-06-13 | 江苏集萃应用光谱技术研究所有限公司 | Substrate aberration compensating projection optical system for micro lens image quality evaluation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20100202062A1 (en) | Immersion type microscope objective lens | |
| RU2486552C1 (en) | Plan-apochromatic high-aperture microlens | |
| RU193694U1 (en) | PLANOCHROMATIC MICRO LENS | |
| RU116250U1 (en) | PLANOCHROMATIC HIGH-APERTURE MICRO LENS | |
| RU2501048C1 (en) | Plan-apochromatic high-aperture microlens | |
| RU2532959C1 (en) | High-magnification plan-apochromatic high-aperture microlens | |
| RU120245U1 (en) | PLANOCHROMATIC HIGH-APERTURE MICRO LENS | |
| RU2497163C1 (en) | Plan-apochromatic high-aperture microlens with long operating distance | |
| RU38965U1 (en) | LARGE-SCALE PLANOCHROMATIC LIGHT-EFFICIENT MICRO-OBJECT | |
| RU135819U1 (en) | LARGE-SCREEN PLANOCHROMATIC HIGH-APERTURE MICRO LENS | |
| RU2415451C1 (en) | Reflector lens | |
| RU88821U1 (en) | LENS | |
| RU2549347C1 (en) | High-magnification plan-apochromatic high-aperture oil immersion microlens | |
| RU2427864C1 (en) | Eyepiece with pinhole exit pupil | |
| RU121091U1 (en) | Pupil Lens | |
| RU2549340C1 (en) | High-magnification plan-apochromatic high-aperture immersion microlens | |
| RU159367U1 (en) | LIGHT WIDTH WIDE ANGLE LENS | |
| RU149885U1 (en) | PLANAPROCHROMATIC HIGH-APERTURE MICRO LENS WITH LARGE OPERATING DISTANCE | |
| RU147977U1 (en) | LARGE-SCREEN PLANOCHROMATIC MICRO-OBJECT WITH INCREASED WORKING DISTANCE | |
| RU136596U1 (en) | LARGE-SCREEN PLANOCHROMATIC MICRO-OBJECT | |
| RU145925U1 (en) | HIGH-INCREASED PLANAPROCHROMATIC HIGH-APERTURE IMMERSION MICRO-LENS | |
| RU2551989C1 (en) | High-magnification plan-apochromatic high-aperture immersion microlens | |
| RU144582U1 (en) | HIGH-INCREASED PLANAPROCHROMATIC HIGH-APERTURE MICRO-OBJECT OF OIL IMMERSION | |
| RU138532U1 (en) | PLANAPROCHROMATIC HIGH-APERTURE MICRO-OBJECT OF MEDIUM ZOOM WITH A LARGE OPERATING DISTANCE | |
| RU2554274C1 (en) | High-magnification plan-apochromatic microlens with increased working distance |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181227 |