планапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим рабочим расстоянием

Классы МПК:G02B21/02 объективы 
G02B9/64 с семью и более линзами 
G02B11/34 с семью и более линзами 
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):Открытое акционерное общество "ЛОМО" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-03-20
публикация патента:

Микрообъектив может быть использован для визуального наблюдения и фотографирования малоконтрастных микроскопических структур, находящихся на пределе разрешающей способности. Микрообъектив содержит последовательно расположенные пять компонентов, первый из которых выполнен в виде мениска, обращенного вогнутостью к пространству предметов. Второй положительный компонент выполнен склеенным из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству предметов, третий двусклеенный компонент выполнен из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству изображений, и двояковыпуклой линзы, а пятый компонент выполнен из одиночной двояковогнутой линзы и двух менисков, обращенных вогнутостью к пространству предметов. Коэффициент дисперсии планапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим   рабочим расстоянием, патент № 2497163 d положительных линз второго и третьего компонентов и мениска, расположенного за двояковогнутой линзой в пятом компоненте, планапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим   рабочим расстоянием, патент № 2497163 dпланапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим   рабочим расстоянием, патент № 2497163 70, а отрицательный мениск склеенной линзы третьего и двояковогнутая линза пятого компонентов имеют коэффициент дисперсии 42планапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим   рабочим расстоянием, патент № 2497163 планапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим   рабочим расстоянием, патент № 2497163 dпланапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим   рабочим расстоянием, патент № 2497163 48. Технический результат - увеличение рабочего расстояния для обеспечения возможности работы с кюветами и манипуляторами, а также увеличение входной числовой апертуры при сохранении планапохроматической коррекции. 1 табл., 1 ил., 1 прилож. планапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим   рабочим расстоянием, патент № 2497163

планапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим   рабочим расстоянием, патент № 2497163 планапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим   рабочим расстоянием, патент № 2497163 планапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим   рабочим расстоянием, патент № 2497163 планапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим   рабочим расстоянием, патент № 2497163 планапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим   рабочим расстоянием, патент № 2497163

Формула изобретения

Планапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим рабочим расстоянием, содержащий последовательно расположенные пять компонентов, первый из которых выполнен в виде мениска, обращенного вогнутостью к пространству предметов, второй и четвертый положительные компоненты, третий компонент выполнен двусклеенным и пятый компонент, отличающийся тем, что второй положительный компонент выполнен склеенным из двояковыпуклой положительной линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству предметов, третий двусклеенный компонент выполнен из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству изображений, и положительной двояковыпуклой линзы, а пятый компонент выполнен из одиночной отрицательной двояковогнутой линзы и двух менисков, обращенных вогнутостью к пространству предметов, при этом коэффициент дисперсии планапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим   рабочим расстоянием, патент № 2497163 d положительных линз второго и третьего компонентов и мениска, расположенного за двояковогнутой отрицательной линзой в пятом компоненте, планапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим   рабочим расстоянием, патент № 2497163 dпланапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим   рабочим расстоянием, патент № 2497163 70, а отрицательный мениск склеенной линзы третьего и двояковогнутая отрицательная линза пятого компонентов имеют коэффициент дисперсии 42планапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим   рабочим расстоянием, патент № 2497163 планапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим   рабочим расстоянием, патент № 2497163 dпланапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим   рабочим расстоянием, патент № 2497163 48.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам микроскопов, и может быть использовано для визуального наблюдения и фотографирования малоконтрастных микроскопических структур, находящихся на пределе разрешающей способности световых микроскопов в естественном свете, свете видимой люминесценции, в поляризованном свете методом светлого поля, темного поля, фазового контраста и др.

Известен ахроматический объектив микроскопа [1], содержащий три положительных компонента, первый и второй из которых плосковыпуклые линзы, а третий компонент в виде одиночной двояковыпуклой линзы и двускленой линзы, содержащей отрицательный мениск и двояковыпуклую линзу.

К недостаткам указанного объектива следует отнести остаточный хроматизм увеличения, астигматизм и кривизну, не позволяющие одновременно наблюдать все поле зрения, а также невозможность работы в отраженном свете из-за наличия двух плоских поверхностей, из-за которых объектив имеет большой коэффициент засветки, а также недостаточно большое поле зрения (20 мм).

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является планапохроматический высокоапертурный микрообъектив малого увеличения [2].

Он содержит пять компонентов, первый из которых положительный, выполненный в виде одиночного мениска, обращенного вогнутостью к пространству предметов, второй - одиночный положительный компонент, третий двускленный из положительной и отрицательной линз, четвертый одиночный положительный компонент, и пятый отрицательный, двускленный из положительной и отрицательной линз и обращенный вогнутостью к пространству изображений.

Он имеет высокий уровень коррекции аберраций по всему полю зрения, но переднее рабочее расстояние слишком мало, и не позволяет работать с кюветами в проходящем свете и с манипуляторами в отраженном, имеет недостаточно высокую входную апертуру.

Основной задачей, на решение которой направлено изобретение, является увеличение рабочего расстояния для обеспечения возможности работы с кюветами и манипуляторами, а также увеличение входной числовой апертуры при сохранении планапохроматической коррекции.

Поставленная задача решается с помощью предложенного планапохроматического высокоапертурного микрообъектива с большим рабочим расстоянием, который, как и прототип, содержит последовательно расположенные пять компонентов, первый из которых выполнен в виде мениска, обращенного вогнутостью к пространству предметов, второй и четвертый положительные компоненты, третий компонент выполнен двусклеенным и пятый компонент.

В отличие от прототипа, второй положительный компонент выполнен склеенным из двояковыпуклой положительной линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству предметов, третий двусклеенный компонент выполнен из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству изображений, и положительной двояковыпуклой линзы, а пятый компонент выполнен из одиночной отрицательной двояковогнутой линзы и двух менисков, обращенных вогнутостью к пространству предметов.

При этом коэффициент дисперсии планапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим   рабочим расстоянием, патент № 2497163 d положительных линз второго и третьего компонентов и мениска, расположенного за двояковогнутой отрицательной линзой в пятом компоненте планапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим   рабочим расстоянием, патент № 2497163 dпланапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим   рабочим расстоянием, патент № 2497163 70, а отрицательный мениск склеенной линзы третьего и двояковогнутая отрицательная линза пятого компонентов имеют коэффициент дисперсии 42планапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим   рабочим расстоянием, патент № 2497163 планапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим   рабочим расстоянием, патент № 2497163 dпланапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим   рабочим расстоянием, патент № 2497163 48.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что выполнение второго компонента двускленным, третьего склеенным из отрицательного мениска и положительной двояковыпуклой линзы, пятого - из трех одиночных линз, а также приведенный выше выбор коэффициентов дисперсии, позволили значительно увеличить рабочий передний отрезок (примерно в два раза), при этом обеспечить возможность работы с кюветами, а также с манипуляторами, сохранив планапохроматическую коррекцию, и увеличить входную апертуру, примерно в 1.1 раза.

На основании изложенного можно сделать вывод, что новая совокупность существенных признаков заявляемого изобретения позволила получить технический результат, заключающийся в увеличении свободного рабочего расстояния, в результате чего осуществляется возможность работы с кюветами и манипуляторами, в 1.1 раза увеличена входная апертура, при этом сохранена планапохроматическая коррекция, благодаря которой одновременно осуществляется наблюдение всего поля зрения.

Предлагаемый планапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим рабочим расстоянием поясняется чертежом, на котором представлена его оптическая схема, а также Приложением, в котором даны конструктивные параметры и аберрационные выпуски.

Заявляемый планахроматический высокоапертурный микрообъектив с большим рабочим расстоянием содержит пять компонетов I, II, III, IY и Y, первый из которых одиночный мениск 1, обращенный вогнутостью к пространству предметов, второй - двускленный из положительной двояковыпуклой линзы 2 и отрицательного мениска 3, обращенного вогнутостью к пространству предметов, третий - двусклеенная из отрицательного мениска 4, обращенного вогнутостью к пространству изображений, и положительной двояковыпуклой линзы 5, четвертый - одиночный положительный компонент 6, и пятый, состоящий из трех одиночных линз 7, 8 и 9, первая из которых двояковогнутая линза 7, и двух менисков 8 и 9, обращенных вогнутостью к пространству предметов.

Коэффициент дисперсии планапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим   рабочим расстоянием, патент № 2497163 d положительных линз 2 и 5 второго II и третьего III компонентов и мениска 8, расположенного за двояковогнутой отрицательной линзой 7 в пятом компоненте Y планапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим   рабочим расстоянием, патент № 2497163 dпланапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим   рабочим расстоянием, патент № 2497163 70, а отрицательный мениск 4 склеенной линзы третьего III и двояковогнутая отрицательная линза 7 пятого Y компонентов имеют коэффициент дисперсии 42планапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим   рабочим расстоянием, патент № 2497163 планапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим   рабочим расстоянием, патент № 2497163 dпланапохроматический высокоапертурный микрообъектив с большим   рабочим расстоянием, патент № 2497163 48.

Предлагаемый объектив работает следующим образом.

Объектив работает с тубусной линзой f'=160 мм.

Лучи от объекта наблюдения, расположенного в передней фокальной плоскости микрообъектива, проходят через одиночный мениск 1 первого компонента I и склеенную положительную двяковыпуклую линзу 2 и отрицательный мениск 3 второго компонента II, образуя мнимое изображение, внося отрицательные сферическую аберрацию, кому, положительный астигматизм и кривизну, далее третий компонент III, склеенный из отрицательного мениска 4, обращенного вогнутостью в пространство изображений, и двояковыпуклой положительной линзы 5, образует действительное изображение объекта, внося отрицательные сферическую аберрацию и хроматизм увеличения, переисправляя кому и астигматизм и кривизну. Четвертый компонент IY, состоящий из положительной двояковыпуклой линзы 6, переносит изображение объекта в переднюю фокальную плоскость пятого компонента Y, внося положительную дисторсию и отрицательный хроматизм увеличения, и далее пятый компонент Y, состоящий из двояковогнутой линзы 7 и двух одиночных менисков 8 и 9, обращенных вогнутостью к пространству предметов, переносит изображение объекта в бесконечность, образуя планапохроматическое изображение объекта.

По предложенной схеме реализован микрообъектив с увелчением 10х, числовой апертурой 0.38, линейным полем изображения 25 мм и рабочим расстоянием 4.67 мм.

В таблице 1 представлено число Штреля, характеризующее качество изображения объектива для приведенных относительных значений величин изображения.

Таблица 1
Отн. значение величины изображенияЧисло Штреля
1 0.51
0.866 0.65
0.707 0.71
0.5 0.83
00.93

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. SU, авторское свидетельство № 1580309, МПК: G02B 21/02, 1990 г.

2. RU, авторское свидетельство № 2195008, МПК: G02B 21/02, 2002 г. - прототип.

Класс G02B21/02 объективы 

планапохроматический микрообъектив малого увеличения -  патент 2529051 (27.09.2014)
планапохроматический высокоапертурный микрообъектив -  патент 2501048 (10.12.2013)
способ юстировки объектива для микроскопа и объектив для микроскопа -  патент 2497164 (27.10.2013)
планахроматический кварц-флюоритовый объектив микроскопа малого увеличения -  патент 2497162 (27.10.2013)
планапохроматический высокоапертурный микрообъектив -  патент 2486552 (27.06.2013)
планахроматический кварцфлюоритовый объектив микроскопа -  патент 2338230 (10.11.2008)
планахроматический кварцфлюоритовый объектив микроскопа -  патент 2338229 (10.11.2008)
планахроматический кварц-флюоритовый объектив микроскопа -  патент 2338228 (10.11.2008)
планахроматический кварц-флюоритовый объектив микроскопа -  патент 2328762 (10.07.2008)
ахроматический объектив микроскопа -  патент 2316798 (10.02.2008)

Класс G02B9/64 с семью и более линзами 

оптическая система тепловизионного прибора -  патент 2525463 (20.08.2014)
инфракрасный объектив с двумя полями зрения и вынесенной апертурной диафрагмой -  патент 2510059 (20.03.2014)
планапохроматический высокоапертурный микрообъектив -  патент 2501048 (10.12.2013)
светосильный широкоугольный объектив -  патент 2485561 (20.06.2013)
светосильный объектив -  патент 2445659 (20.03.2012)
проекционный объектив с большим относительным отверстием -  патент 2427862 (27.08.2011)
оптическая система с вынесенной апертурной диафрагмой для среднего ик диапазона спектра -  патент 2419113 (20.05.2011)
проекционный светосильный объектив -  патент 2413262 (27.02.2011)
двухспектральный инфракрасный объектив с вынесенной в пространство изображений апертурной диафрагмой -  патент 2410733 (27.01.2011)
инфракрасный объектив с двумя полями зрения и вынесенной апертурной диафрагмой -  патент 2400784 (27.09.2010)

Класс G02B11/34 с семью и более линзами 

Наверх