SU1693579A1 - Achromatic microscope objective - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к оптическому приборостроению, а именно к ахроматическим объективам микроскопов, и может примен тьс  с различного типа микроскопами. Цель изобретени  - улучшение качества изображени  за счет уменьшени  кривизны изображени  и хроматизма увеличени . Объектив микроскопа содержит три положительных компонента, первый из которых выполнен в виде одиночной плосковыпуклой линзы 1, второй - в виде одиночной положительной линзы 2, третий - в виде двухсклеенной линзы 3, состо щей из отрицательного мениска 4 и дво ковыпуклой линзы 5. Рассто ние между вторым и третьим компонентами равно не менее 0,42f . Позади третьего компонента на рассто нии не менее 0,75f расположен положительный мениск 6, обращенный вогнутостью к пространству предметов. Соотношение оптических сил одиночных компонентов равно 1,27:1,71:1,28 f, где f - фокусное рассто ние объектива. 1 ил.The invention relates to optical instrument making, namely to the achromatic lenses of microscopes, and can be used with various types of microscopes. The purpose of the invention is to improve the image quality by reducing the curvature of the image and increasing chromatism. The microscope lens contains three positive components, the first of which is made as a single flat-convex lens 1, the second one as a single positive lens 2, the third one as a two-glued lens 3 consisting of a negative meniscus 4 and a two-convex lens 5. The distance between the second and third components are at least 0.42f. Behind the third component at a distance of not less than 0.75f, there is a positive meniscus 6, facing its concavity to the space of objects. The ratio of the optical forces of single components is 1.27: 1.71: 1.28 f, where f is the focal length of the lens. 1 il.

Description

Изобретение относитс  к ахроматическим объективам микроскопов и может примен тьс  с различного типа микроскопами.The invention relates to the achromatic lenses of microscopes and can be used with various types of microscopes.

Целью изобретени   вл етс  повышение качества изображени  за счет уменьшени  кривизны изображени  и хроматизма увеличени .The aim of the invention is to improve the image quality by reducing the image curvature and magnification chromatism.

На чертеже изображена принципиальна  оптическа  схема предлагаемого объектива микроскопа.The drawing shows the principal optical scheme of the proposed microscope objective.

Объектив содержит одиночную плосковыпуклую линзу 1, одиночную дво ковыпуклую линзу 2, положительную линзу 3, склеенную из отрицательного мениска 4 и дво ковыпуклой линзы 5, и положительный мениск 6.The lens contains a single flat-convex lens 1, a single double convex lens 2, a positive lens 3 glued from a negative meniscus 4 and a double convex lens 5, and a positive meniscus 6.

Апертурна  диафрагма размещена в задней фокальной плоскости объектива. Объектив рассчитан на длину тубуса 200 мм.The aperture diaphragm is located in the rear focal plane of the lens. The lens is designed for a tube length of 200 mm.

Положение линзы 2 выбрано экспериментально при использовании метода расчета объективов микроскопа по част м, исход  из услови  коррекции сферической аберрации дл  точки на оси, сферохромати- ческой аберрации и хроматизма положени .The position of lens 2 was chosen experimentally using the method of calculating microscope objectives by parts, based on the correction of spherical aberration for a point on the axis, spherochromatic aberration, and chromatism of the position.

Дл  коррекции кривизны изображени , комы, хроматизма увеличени  примен етс  одиночный положительный мениск 6, обращенный вогнутостью к предмету. Рассто ние до этого мениска и его форма выбраны экспериментально при условии коррекции указанных аберраций.To correct the curvature of the image, coma, and chromaticity of magnification, a single positive meniscus 6 is applied, facing the concavity towards the object. The distance to this meniscus and its shape were chosen experimentally, subject to the correction of these aberrations.

Выбор оптического материала дл  всех компонентов объектива обеспечивает исправление хроматических аберраций и комы,The choice of optical material for all components of the lens provides correction of chromatic aberrations and coma,

Все положительные линзы выполнены из одной марки стекла (в данном примере расчета -из стекла марки Л КЗ с пе 1,4891,All positive lenses are made of the same glass brand (in this example, the calculation is made of glass of the brand L CZ with ne 1,4891,

ОABOUT

€ СО€ CO

U1U1

4J4J

оabout

69,87), а отрицательна  линза 4 третьего компонента 3 - из стекла марки ТФ4 с пе 1,7402, Ve - 27,94, Соотношение сил одиночных положительных линз выбрано опытным путем и соотзетствует оптимальной коррекции всех аберраций объектива микроскопа ахроматического. 69.87), and the negative lens 4 of the third component 3 is made of glass brand TF4 with ne 1.7402, Ve is 27.94. The ratio of the forces of single positive lenses is chosen empirically and corresponds to the optimal correction of all aberrations of the achromatic microscope objective.

Предлагаемый объектив имеет улучшенную коррекцию аберраций, уменьшенную кривизну изображений - на краю Zt -1,40 мм, Zs -2,75 мм, на зоне - Zt -0,70 мм, Zs -1,38 мм.The proposed lens has an improved aberration correction, reduced image curvature - at the edge of Zt -1.40 mm, Zs -2.75 mm, in the zone - Zt -0.70 mm, Zs -1.38 mm.

Обща  компоновка объектива обеспечивает коррекцию дисторсим объектива.The overall lens layout provides lens distortion correction.

Благодар  коррекции кривизны изображени  значительно уменьшены поперечные аберрации широкого наклонного пучка лучей ,Due to the image curvature correction, the transverse aberrations of a wide oblique beam of rays are significantly reduced,

В приведенном варианте расчета ахроматический объектив микроскопа имеет следующие аберрации:In the above version of the calculation, the achromatic lens of the microscope has the following aberrations:

Поперечна  сферическа  аберраци  дли точки на оси дл  основного цвета равна:The transverse spherical aberration of a point on the axis for the base color is:

край зрачка 0,0008 ммpupil edge 0.0008 mm

зона 0,015 ммzone 0,015 mm

Поперечна  сферическа  аберраци  дл  точки на оси во всем спектральном диапазоне не превышает 0,02 мм, Волнова  аберраци  по зрачку дл  основной длины волны не превышаете,75 А, а дл  всего спектрального диапазона - 1,01 А.The transverse spherical aberration for a point on the axis in the entire spectral range does not exceed 0.02 mm, Pupil aberration for the main wavelength does not exceed 75 A, and for the whole spectral range is 1.01 A.

Коэффициент нзизопланазии:Nzisoplanasia coefficient:

край зрачка - 0,055pupil edge - 0.055

зона - 0,032zone - 0.032

Хроматизм увеличени  по всему полю не превышает 0,008%, т.е. практически полностью устранен.The chromatism of the increase over the entire field does not exceed 0.008%, i.e. almost completely eliminated.

Средн   квадрзтмчаска  волнова  аберрац   до  точчи на оси равна 0,057. Значение среднеквадратичной волновой аберрации по спектральному интервалу, по- зрачку равно:The mean square wave aber- rat to the point on the axis is 0.057. The value of the rms wave aberration over the spectral interval, the pupil is equal to:

1) без учета расфокусировки и дисторсим 0,1331) without defocusing and distortion 0.133

2} без учета расфокусировки, дисторсии и кривизны изображений 0.2} without defocusing, distortion and curvature of images 0.

На объектив от объекта, наход щегос  на конечном рассто нии, падает расход щийс  пучок лучей, последовательно проходит компоненты 1, 2, 3 и 6 объектива и на конечном рассто нии S создает действительное , увеличенное, перевернутое изображение объекта.A lens from an object located at a finite distance drops the beam of rays, sequentially passes the components 1, 2, 3 and 6 of the lens and at the final distance S creates a real, enlarged, inverted image of the object.

В качестве конкретного примера расчета представлен ахроматический объектив микроскопа со следующими оптическими характеристиками:As a concrete example of calculation, an achromatic microscope objective is presented with the following optical characteristics:

Линейное увеличение V 10хLinear increase in V 10x

Апертура А 0,25Aperture A 0.25

Фокусное рассто ние f 21,42 мм Длина объектива L 44,69 ммFocal length f 21.42 mm Lens length L 44.69 mm

Высота объектив Н 45 ммLens height H 45 mm

Рассто ние от последней поверхности объектива до плоскости изображени  S 191,56 мм Величина изображени  2/ 20 мм.The distance from the last surface of the lens to the image plane S 191.56 mm Image size 2/20 mm.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Ахроматический объектив микроскопа,Achromatic microscope lens, содержащий три положительных компонента , первый из которых - одиночна  пло- сковыпукг;   линза, второй - одиночна  дво ковыпукла  линза, третий - двусклеенна  линза из отрицательного мениска и дво ковыпукло линзы, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  качества изображени  за счет уменьшени  кривизны изображени  и хроматизма увеличени , заcontaining three positive components, the first of which is a single plane; the lens, the second is a single duplex lens, the third is a duplex lens from a negative meniscus and a duplex lens, characterized in that, in order to improve image quality by reducing the curvature of the image and increasing chromatism, третьим компонентом на удалении от него не менее 0,75 f установлен положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету и выполненный из оптического стекла с показателем преломлени  не более 1,5 иthe third component at a distance of not less than 0.75 f has a positive meniscus, facing with its concavity towards the object and made of optical glass with a refractive index of not more than 1.5 and коэффициентом средней дисперсии не менее 65, при этом рассто ние между вторым м третьим компонентами составл ет не менее 0,42 f а соотношение оптических сил первого, второго и последнего компонентовthe coefficient of average dispersion is not less than 65, while the distance between the second and third components is not less than 0.42 f, and the ratio of the optical forces of the first, second and last components равно (1,27:1,71:2,8) f , где f - фокусное рассто ние объектива.equal to (1.27: 1.71: 2.8) f, where f is the focal length of the lens. / I/ I AA 44,6944,69 // &Ю&YU 191,56191.56