RU193694U1 - PLANOCHROMATIC MICRO LENS - Google Patents
PLANOCHROMATIC MICRO LENS Download PDFInfo
- Publication number
- RU193694U1 RU193694U1 RU2019126410U RU2019126410U RU193694U1 RU 193694 U1 RU193694 U1 RU 193694U1 RU 2019126410 U RU2019126410 U RU 2019126410U RU 2019126410 U RU2019126410 U RU 2019126410U RU 193694 U1 RU193694 U1 RU 193694U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- meniscus
- space
- glued
- component
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B21/00—Microscopes
- G02B21/02—Objectives
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
- G02B9/64—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having more than six components
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
Микрообъектив содержит три компонента. Первый компонент I с оптической силой ϕвыполнен в виде мениска, обращенного вогнутостью в пространство объекта, и положительного мениска, обращенного вогнутостью в пространство объекта. Второй компонент II с оптической силой ϕсостоит из склеенной из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью в пространство объекта, и двояковыпуклой линзы. Третий компонент III с оптической силой ϕсодержит склеенный мениск, перед которым по ходу луча помещены линза, склеенная из отрицательной и двояковыпуклой линз, и положительный мениск, обращенный вогнутостью в пространство изображения, а склеенный мениск содержит отрицательный и положительный мениски, обращенные вогнутостью в пространство объекта. Выполняются соотношения: 0.25≤ϕ/ϕ≤1.2, 0.15≤ϕ/ϕ≤0.9, -0.95≤ϕ≤-0.12, где ϕоптическая сила объектива в целом. Технический результат - увеличение рабочего расстояния для использования переменной толщины покровного стекла и достижения планапохроматической коррекции для обеспечения высокого разрешения. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.A micro lens contains three components. The first component I with optical power ϕ is made in the form of a meniscus turned concavity into the space of the object, and a positive meniscus turned concavity into the space of the object. The second component II with an optical power ϕ consists of a biconvex lens glued together with a negative meniscus, turned concave into the object space, and a biconvex lens. The third component III with optical power ϕ contains a glued meniscus, in front of which along the beam there is a lens glued from a negative and biconvex lens, and a positive meniscus turned concavity into the image space, and the glued meniscus contains a negative and positive meniscus turned concavity into the space of the object. The relations are satisfied: 0.25≤ϕ / ϕ≤1.2, 0.15≤ϕ / ϕ≤0.9, -0.95≤ϕ≤-0.12, where ϕ is the optical power of the lens as a whole. The technical result is an increase in the working distance to use a variable thickness of the coverslip and achieve planochromatic correction to ensure high resolution. 1 s.p. f-ly, 4 ill.
Description
Предполагаемая полезная модель относится к области микроскопии и может быть использована для визуального наблюдения и фотографирования малоконтрастных микроскопических структур, находящихся на пределе разрешающей способности световых микроскопов в естественном свете.The proposed utility model 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.
Современные модели микроскопов требуют комплектации планапохроматическими микрообъективами с возможностью наблюдения за культивируемыми клетками при использования посуды для помещения исследуемых объектов с большими перепадами толщин (в дальнейшем - покровным стеклом), которые вызывают значительное изменение аберраций, а также большое рабочее расстояние, позволяющее осуществлять манипуляции с исследуемым объектом. Такой микрообъектив должен иметь возможность корректировки возникающих аберраций.Modern models of microscopes require a planochromatic micro-lenses to be equipped with the ability to observe cultured cells when using dishes to place the objects under study with large thickness differences (hereinafter - coverslip), which cause a significant change in aberrations, as well as a large working distance that allows manipulation with the studied object . Such a micro lens should be able to correct the arising aberrations.
Известен планапохроматический объектив микроскопа [1], содержащий четыре компонента, первый из которых имеет положительную силу, и содержит три мениска, обращенные выпуклостью к изображению, второй - имеет положительную силу, содержащий склеенную линзу из отрицательной и положительной линз и одиночную двояковыпуклую линзу, третий - склеенный компонент, содержит положительную двояковыпуклую и отрицательную двояковогнутую линзы, четвертый компонент - склеенная линза, состоящая из отрицательного и положительного менисков, обращенных выпуклостью к изображению.A planochromatic microscope objective is known [1], which contains four components, the first of which has a positive force and contains three meniscus convex to the image, the second has a positive force containing a glued lens of negative and positive lenses and a single biconvex lens, the third glued component, contains a positive biconvex and negative biconcave lenses, the fourth component is a glued lens consisting of negative and positive menisci facing klostyu to the image.
Второй компонент имеет возможность перемещения вдоль оптической оси между первым и третьим компонентами для компенсации аберраций, возникающих при изменении толщины покровного стекла.The second component has the ability to move along the optical axis between the first and third components to compensate for the aberrations that occur when the thickness of the cover glass changes.
Объектив имеет большую апертуру (0.7), возможность работы с переменной толщиной покровного стекла, высокое качество изображения по всему линейному полю зрения (2у'=22 мм), но его рабочее расстояние (~1.7 мм) не позволяет осуществлять манипуляции с исследуемым объектом.The lens has a large aperture (0.7), the ability to work with a variable thickness of the coverslip, high image quality over the entire linear field of view (2y '= 22 mm), but its working distance (~ 1.7 mm) does not allow manipulation with the studied object.
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 склеенную линзу из двояковыпуклой положительной и двояковогнутой отрицательной линз, двояковыпуклую положительную линзу и склеенную линзу из отрицательного мениска и двояковыпуклой линз, и третий компонент выполнен склеенным из положительного и отрицательного менисков, обращенных вогнутостью в пространство объекта.The closest technical solution to the proposed invention is a planachromatic high-aperture micro lens [2], which contains three components, the first of which is made in the form of a frontal meniscus facing concavity to the object’s space and a biconvex positive lens, and the second contains a bonded lens made of biconvex positive and a biconcave negative lens, a biconvex positive lens and a glued lens from a negative meniscus and a biconvex lens, and the third component in Full glued of the positive and negative meniscus facing concavity in the object space.
Микрообъектив имеет высокую входную апертуру (20×0,7), планапохроматическую коррекцию, но рабочее расстояние у него невелико (не более 1 мм) и он работает с постоянной толщиной покровного стекла.The micro lens has a high input aperture (20 × 0.7), planochromatic correction, but its working distance is small (no more than 1 mm) and it works with a constant thickness of the coverslip.
Основной задачей, на решение которой направлена предполагаемая полезная модель, является увеличение рабочего расстояния для использования переменной толщины покровного стекла при помещении исследуемых объектов и достижения планапохроматической коррекции для обеспечения высокого разрешения при наблюдении объектов.The main task to which the proposed utility model is directed is to increase the working distance for using a variable thickness of the coverslip when placing the objects under study and to achieve planochromatic correction to ensure high resolution when observing objects.
Для решения поставленной задачи предложен планапохроматический микрообъектив, который, как и прототип, содержит три компонента, первый из которых I с оптической силой ϕI выполнен в виде мениска, обращенного вогнутостью в пространство объекта, и положительной линзы, второй компонент II с оптической силой ϕII, состоящий из склеенной из положительной двояковыпуклой и отрицательной линз и положительной двояковыпуклой линзы, и третий компонент III с оптической силой ϕIII, содержащий склеенный мениск.To solve this problem, we proposed a planochromatic 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 meniscus facing concavity into the space of the object and a positive lens, the second component II with the optical power ϕ II , consisting of a bonded positive biconvex and negative lens and a positive biconvex lens, and a third component III with optical power ϕ III , containing a glued meniscus.
В отличие от прототипа в первом компоненте положительная линза выполнена в виде мениска, обращенного вогнутостью в пространство объекта, во втором компоненте отрицательная линза в склеенной линзе выполнена в виде мениска, обращенного вогнутостью в пространство объекта, а в третьем компоненте перед склеенным мениском по ходу луча помещена склеенная линза, состоящая из отрицательной и положительной двояковыпуклой линз, и положительный мениск, обращенный вогнутостью в пространство изображения, а склеенный мениск содержит отрицательный и положительный мениски, обращенные вогнутостью в пространство объекта, при этом соотношение оптических сил компонентов и объектива в целом ϕоб удовлетворяют следующим условиям: 0.25≤ϕI/ϕоб≤1.2, 0.15≤ϕII/ϕоб≤0.9, -0.95≤ϕIII≤-0.12.Unlike the prototype, in the first component the positive lens is made in the form of a meniscus turned concave into the space of the object, in the second component the negative lens in the glued lens is made in the form of a meniscus turned concavity into the space of the object, and the third component is placed in front of the glued meniscus along the beam a glued lens consisting of negative and positive biconvex lenses, and a positive meniscus turned concavity into the image space, and the glued meniscus contains a negative and positive menisci facing concavity into the space of the object, while the ratio of the optical forces of the components and the lens as a whole ϕ ob satisfy the following conditions: 0.25≤ϕ I / ϕ rev ≤1.2, 0.15≤ϕ II / ϕ rev ≤0.9, -0.95≤ϕ III ≤-0.12.
Кроме того, третий компонент выполнен с возможностью перемещения вдоль оптической оси на величину от 0.1f' до 0.4f' для компенсации аберраций, возникающих при изменении толщины покровного стекла, где f' - фокусное расстояние микрообъектива.In addition, the third component is capable of moving along the optical axis by a value from 0.1f 'to 0.4f' to compensate for aberrations that occur when the thickness of the cover glass changes, where f 'is the focal length of the micro-lens.
Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что, такое выполнение микрообъектива позволило получить большое рабочее расстояние (0.65-0.8)f' при переменной толщине покровного стекла, при этом достигнута планапохроматическая коррекция.The essence of the proposed utility model is that, such a micro lens made it possible to obtain a large working distance (0.65-0.8) f 'with a variable thickness of the coverslip, while the plan-chromatic correction was achieved.
Таким образом, достигнут технический результат, заключающийся в увеличении рабочего расстояния, достижения планапохроматической коррекции при переменной толщине покровного стекла.Thus, a technical result has been achieved, consisting in increasing the working distance, achieving plan-chromatic correction with a variable thickness of the cover glass.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 - представлена оптическая схема планапохроматического микрообъектива; на фиг. 2 - Частотно-Контрастная Характеристика при толщине покровного стекла 1 мм; Фиг. 3 - Частотно-Контрастная Характеристика при толщине покровного стекла 0.001 мм; Фиг. 4 - Частотно-Контрастная Характеристика при толщине покровного стекла 2 мм.The proposed utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1 - an optical diagram of a planochromatic micro-lens is presented; in FIG. 2 - Frequency-Contrast Characteristic at a thickness of 1 mm; FIG. 3 - Frequency-Contrast Characteristic with a thickness of cover glass 0.001 mm; FIG. 4 - Frequency-Contrast Characteristic at a thickness of 2 mm on the cover glass.
Планапохроматический микрообъектив содержит три компонента, первый из которых I с оптической силой ϕI выполнен в виде отрицательного мениска 1 и положительного мениска 2, обращенных вогнутостью в пространство объекта, при этом соотношение оптических сил компонента I ϕI и всего объектива ϕоб 0.25≤ϕI/ϕоб≤1.2, второй компонент II с оптической силой ϕII, состоит из склеенной положительной двояковыпуклой линзы 3 и отрицательного мениска 4, обращенного вогнутостью в пространство объекта, и одиночной положительной двояковыпуклой линзы 5, при этом соотношение оптических сил 0.15≤ϕII/ϕоб≤0.9.The plan-chromatic micro-lens contains three components, the first of which I with the optical power ϕ I is made in the form of a
Третий компонент с оптической силой ϕIII содержит отрицательную склеенную линзу из двояковогнутой отрицательной 6 и двояковыпуклой положительной 7 линз, положительного мениска 8, обращенного вогнутостью к пространству изображения, и положительного 9 и отрицательного 10 менисков, обращенных вогнутостью к пространству объекта, при этом соотношение оптических сил -0.95≤ϕIII≤-0.12.The third component with optical power ϕ III contains a negative bonded lens of biconcave negative 6 and biconvex positive 7 lenses, positive meniscus 8 facing concavity to the image space, and positive 9 and negative 10 menisci facing concavity to the space of the object, while the ratio of optical forces -0.95≤ϕ III ≤-0.12.
Кроме того, третий компонент выполнен с возможностью перемещения вдоль оптической оси на величину от 0.1f' до 0.4f' для компенсации аберраций, возникающих при изменении толщины покровного стекла, где f' - фокусное расстояние микрообъектива.In addition, the third component is capable of moving along the optical axis by a value from 0.1f 'to 0.4f' to compensate for aberrations that occur when the thickness of the cover glass changes, where f 'is the focal length of the micro-lens.
Предлагаемый планапохроматический микрообъектив работает следующим образом.The proposed planochromatic micro lens works as follows.
Микрообъектив работает с тубусной линзой с фокусом 200 мм.The micro lens works with a tube lens with a focus of 200 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 микрообъектива с увеличением 20 крат, входной апертурой 0,45, линейным полем изображения 22 мм, при этом толщина покровного стекла изменяется в пределах от 0 до 0.2f'об, а рабочее расстояние от покровного стекла до поверхности первой линзы - от 0.65f'об до 0.8f'об.In accordance with the proposed technical solution, as a specific example, a planochromatic micro-lens was calculated with a magnification of 20 times, an input aperture of 0.45, a linear image field of 22 mm, while the thickness of the cover glass varies from 0 to 0.2f ' rev , and the working distance from the coverslip to the surface of the first lens, from 0.65f ' rev to 0.8f' rev
Объектив имеет высокое качество изображения по всему линейному полю зрения 2у'=22 мм.The lens has high image quality over the entire linear field of view 2y = 22 mm.
Так, по всему линейному полю зрения объектива значение числа Штреля от 0,98 в центре до 0,8 на краю поля при толщине покровного стекла 1 мм, 0.95 в центре до 0,52 на краю поля при толщине покровного стекла 0.001 мм и 0.9 в центре до 0,66 на краю поля при толщине покровного стекла 2 мм.Thus, over the entire linear field of view of the lens, the Strehl ratio is from 0.98 in the center to 0.8 at the field edge with a cover glass thickness of 1 mm, 0.95 in the center up to 0.52 at the field edge with a cover glass thickness of 0.001 mm and 0.9 in center to 0.66 at the edge of the field with a cover glass thickness of 2 mm.
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≤0,4%.Chromatic difference of magnifications in the lens of HRU ≤0.4%.
Результаты расчета приведены в приложении.The calculation results are given in the appendix.
Приложениеapplication
Фокусное расстояние, мм: 10.085Focal length, mm: 10.085
Числовая апертура в пространстве предметов NA: 0.45Numerical aperture in the space of objects NA: 0.45
Размер предмета 2Y, мм: 1.100The size of the subject 2Y, mm: 1.100
Расстояние от первой поверхности до пл. изобр., мм: 59.94The distance from the first surface to the square. fig., mm: 59.94
Таким образом, достигнуто увеличение рабочего расстояния для использования переменной толщины покровного стекла при помещении исследуемых объектов и достигнута планапохроматическая коррекция для обеспечения высокого разрешения при наблюдении объектов.Thus, an increase in the working distance was achieved for using a variable thickness of the coverslip when placing the objects under study and planochromatic correction was achieved to ensure high resolution when observing objects.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES
1. США, патент на изобретение №2013222920, МПК G02В 21/02, 2013 г.1. United States, patent for the invention No. 201322920, IPC G02B 21/02, 2013
2. Российская Федерация, патент на полезную модель №116250, МПК: G02В 21/02, 2012 г. - прототип.2. Russian Federation, patent for utility model No. 116250, IPC: G02B 21/02, 2012 - prototype.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019126410U RU193694U1 (en) | 2019-08-20 | 2019-08-20 | PLANOCHROMATIC MICRO LENS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019126410U RU193694U1 (en) | 2019-08-20 | 2019-08-20 | PLANOCHROMATIC MICRO LENS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU193694U1 true RU193694U1 (en) | 2019-11-11 |
Family
ID=68580177
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019126410U RU193694U1 (en) | 2019-08-20 | 2019-08-20 | PLANOCHROMATIC MICRO LENS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU193694U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN118466000A (en) * | 2024-07-15 | 2024-08-09 | 中山市美景光学信息有限公司 | High-multiple code microscope optical system capable of randomly expanding depth of field through automatic focusing |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6069744A (en) * | 1997-04-15 | 2000-05-30 | Olympus Optical Co., Ltd. | Microscopic objective having a long working distance |
RU116250U1 (en) * | 2011-12-26 | 2012-05-20 | Открытое акционерное общество "ЛОМО" | PLANOCHROMATIC HIGH-APERTURE MICRO LENS |
US20130222920A1 (en) * | 2012-02-28 | 2013-08-29 | Olympus Corporation | Microscope objective lens |
RU2501048C1 (en) * | 2012-04-20 | 2013-12-10 | Открытое акционерное общество "ЛОМО" | Plan-apochromatic high-aperture microlens |
US20160356710A1 (en) * | 2014-09-29 | 2016-12-08 | Asml Holding N.V. | High Numerical Aperture Objective Lens System |
-
2019
- 2019-08-20 RU RU2019126410U patent/RU193694U1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6069744A (en) * | 1997-04-15 | 2000-05-30 | Olympus Optical Co., Ltd. | Microscopic objective having a long working distance |
RU116250U1 (en) * | 2011-12-26 | 2012-05-20 | Открытое акционерное общество "ЛОМО" | PLANOCHROMATIC HIGH-APERTURE MICRO LENS |
US20130222920A1 (en) * | 2012-02-28 | 2013-08-29 | Olympus Corporation | Microscope objective lens |
RU2501048C1 (en) * | 2012-04-20 | 2013-12-10 | Открытое акционерное общество "ЛОМО" | Plan-apochromatic high-aperture microlens |
US20160356710A1 (en) * | 2014-09-29 | 2016-12-08 | Asml Holding N.V. | High Numerical Aperture Objective Lens System |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN118466000A (en) * | 2024-07-15 | 2024-08-09 | 中山市美景光学信息有限公司 | High-multiple code microscope optical system capable of randomly expanding depth of field through automatic focusing |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7982961B2 (en) | Dry-type microscope objective lens | |
JP4082015B2 (en) | Immersion microscope objective lens | |
RU193694U1 (en) | PLANOCHROMATIC MICRO LENS | |
JP7186011B2 (en) | microscope objective lens | |
CN114019665A (en) | microscope objective | |
RU116250U1 (en) | PLANOCHROMATIC HIGH-APERTURE MICRO LENS | |
JP4742355B2 (en) | Immersion microscope objective lens | |
CN211741707U (en) | Microscope objective | |
US11086116B2 (en) | Microscope objective | |
US10859808B2 (en) | Microscope objective | |
RU2486552C1 (en) | Plan-apochromatic high-aperture microlens | |
RU2501048C1 (en) | Plan-apochromatic high-aperture microlens | |
RU135819U1 (en) | LARGE-SCREEN PLANOCHROMATIC HIGH-APERTURE MICRO LENS | |
RU149885U1 (en) | PLANAPROCHROMATIC HIGH-APERTURE MICRO LENS WITH LARGE OPERATING DISTANCE | |
RU190392U1 (en) | PLANOPOCHROMATIC HIGH-APERTURAL IMMERSION MICROOM LEGAL MEDIUM ENLARGEMENT | |
RU121091U1 (en) | Pupil Lens | |
RU38965U1 (en) | LARGE-SCALE PLANOCHROMATIC LIGHT-EFFICIENT MICRO-OBJECT | |
RU120245U1 (en) | PLANOCHROMATIC HIGH-APERTURE MICRO LENS | |
JP2006259548A (en) | Microscope objective lens | |
RU2549340C1 (en) | High-magnification plan-apochromatic high-aperture immersion microlens | |
RU81347U1 (en) | WIDE-OPEN Eyepiece | |
RU2532959C1 (en) | High-magnification plan-apochromatic high-aperture microlens | |
RU2497163C1 (en) | Plan-apochromatic high-aperture microlens with long operating distance | |
RU2239214C2 (en) | Ocular with external entrance pupil | |
RU138532U1 (en) | PLANAPROCHROMATIC HIGH-APERTURE MICRO-OBJECT OF MEDIUM ZOOM WITH A LARGE OPERATING DISTANCE |