一種顯微鏡物鏡的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種顯微鏡物鏡，屬于光學領域。其包括同光軸的八片球面透鏡，八片球面透鏡從物方至像方依次排列，從物方至像方的八片球面透鏡分別為：第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡、第七透鏡和第八透鏡，所述的第一透鏡面向物方為凸面，面向像方為凸面；所述的第二透鏡面向物方為凸面，面向像方為凹面；所述的第三透鏡面向物方為凹面，面向像方為凹面；所述的第四透鏡和第五透鏡為膠合透鏡組；所述的第六透鏡面向物方為凹面，面向像方為凸面；所述的第七透鏡和第八透鏡為膠合透鏡組；第八透鏡面向物方為凹面，面向像方為凸面。本實用新型具有視場大、分辨率高、體積小、加工工藝易操作、成本低的優(yōu)勢。
【專利說明】一種顯微鏡物鏡

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于光學領域，更具體地說，涉及一種顯微鏡物鏡。

【背景技術】
[0002] 顯微鏡已成為很多行業(yè)研究必不可少的高科技設備，在一些精密微型領域廣泛應 用，特別在醫(yī)療和科研等中具有不可替代的作用。
[0003] 顯微鏡物鏡的視場的大小會影響觀察范圍，視場越大，可觀察到的范圍就越大，這 樣能更好和完整的觀察目標；目前世界上已有各類顯微鏡物鏡，但是目前技術上能達到的 視場一般保持在20mm左右，而最大的視場也只有25mm，且都只適用于目視觀察方面；隨著 科技的發(fā)展，目前很多領域已開始應用CCD圖像自動采集方面的技術，因此需要更大的顯 微鏡物鏡的視場，而常規(guī)的顯微鏡物鏡的視場將無法滿足需求。
[0004] 中國專利號：200810087210. 3,申請日：2008年03月24日，公開了一份名稱為一 種顯微鏡物鏡的專利，其由至少四個透鏡或透鏡組（Lp L2A，L2B，L3, L4A，L4B，Gp G2)組成并能 夠優(yōu)選地被用于改進圖像對比度。根據(jù)該發(fā)明，從物體側觀察，可將與光軸同心對準的相板 集成到第一透鏡和第二透鏡（L 2A*L2B)之間的空氣空間中以及從該空氣空間中取出。所限 定地布置相板和相關聯(lián)地將實際光瞳偏移到顯微鏡物鏡的前兩個透鏡和L 2A、L2B)或透 鏡組之間的空氣空間中允許最初被設計為亮視場變型的顯微鏡物鏡被重新設計為相對簡 單的相襯變型，但是其視場仍然較小，而且制造成本高。
[0005] 中國專利號：200780016306. 4,申請日：2007年04月26日，公開了一份名稱為一 種顯微鏡物鏡的專利文件，其具有優(yōu)選反對稱的透鏡或透鏡組，成像比例為-100倍，視場 值為20。根據(jù)該發(fā)明，該顯微鏡物鏡由9個透鏡和3個粘合元件構成，從對象一側（左側） 開始是由具有正光焦度的近似一個半球鏡L1形成的透鏡、具有正光焦度的凹凸透鏡L2、具 有正光焦度的兩重粘合元件G1、具有正光焦度的另一個兩重粘合元件G2、具有負光焦度的 兩重粘合元件G3，最后是具有負光焦度的凹凸透鏡L9。通過采用結構相同的粘合元件和透 鏡對，可以在改善圖像對比度。但是其存在生產(chǎn)成本高，加工困難。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 1.要解決的問題
[0007] 針對現(xiàn)有顯微鏡物鏡的視場小，而常規(guī)的顯微鏡物鏡的視場將無法滿足需求而且 成本高的問題，本發(fā)明提供一種顯微鏡物鏡，其具有視場大、分辨率高、體積小、加工工藝易 操作、成本低的優(yōu)勢。
[0008] 2.技術方案
[0009] 為了解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術方案如下：
[0010] 一種顯微鏡物鏡，包括同光軸的八片球面透鏡，八片球面透鏡從物方至像方依次 排列，從物方至像方的八片球面透鏡分別為：第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第 五透鏡、第六透鏡、第七透鏡和第八透鏡，所述的第一透鏡面向物方為凸面，面向像方為凸 面；所述的第一透鏡面向物方的凸面為第一鏡面，第一透鏡面向像方的凸面為第二鏡面； 所述的第二透鏡面向物方為凸面，面向像方為凹面；所述的第二透鏡的凸面為第三鏡面，第 二透鏡的凹面為第四鏡面；所述的第三透鏡面向物方為凹面，面向像方為凹面；所述的第 三透鏡面向物方的凹面為第五鏡面，第三透鏡面向像方的凹面為第六鏡面；所述的第四透 鏡和第五透鏡為膠合透鏡組，其中第四透鏡面向物方為凸面，面向像方為凸面；第五透鏡面 向物方為凹面，面向像方為凸面，第四透鏡面向像方的凸面與第五透鏡面向物方的凹面膠 合在一起；所述的第四透鏡面向物方的凸面為第七鏡面，第四透鏡和第五透鏡的膠合面為 第八鏡面，第五透鏡面向像方的凸面為第九鏡面；所述的第六透鏡面向物方為凹面，面向像 方為凸面；所述的第六透鏡的凹面為第十鏡面，第六透鏡的凸面為第十一鏡面；所述的第 七透鏡和第八透鏡為膠合透鏡組，其中第七透鏡面向物方為凹面，面向像方為凸面；第八透 鏡面向物方為凹面，面向像方為凸面，第七透鏡面向像方的凸面與第八透鏡面向物方的凹 面膠合在一起；所述的第七透鏡面向物方的凹面為第十二鏡面，第七透鏡和第八透鏡的膠 合面為第十三鏡面，第八透鏡面向像方的凸面為第十四鏡面；十四個鏡面的結構參數(shù)為：
[0011] 第一鏡面為 R1 = 34. 525 ?35. 012mm、Dl = 9. 810 ?10. 125臟、Ψ1 = 12. 985 ? 13. 201mm ；
[0012] 第二鏡面為 R2 = - 61. 573 ?一60. 890mm、D2 = 0· 981 ?1. 105mm、Ψ2 = 12. 316 ?12. 612mm ;
[0013] 第三鏡面為 R3 = 15. 975 ?16. 203mm、D3 = 7· 890 ?8. 135mm、Ψ3 = 10. 503 ? 10.715mm ；
[0014] 第四鏡面為 R4 = 19. 125 ?19. 407mm、D4 = 12. 955 ?13. 070mm、Ψ4 = 7· 915 ? 8. 110mm ；
[0015] 第五鏡面為 R5 =- 21. 376 ?一20. 965mm、D5 = 3· 210 ?3. 550mm、Ψ5 = 3· 025 ? 3. 211mm ；
[0016] 第六鏡面為 R6 = 10. 502 ?10. 717mm、D6 = 2· 955 ?3. 115mm、Ψ6 = 2· 377 ? 2. 603mm ；
[0017] 第七鏡面為 R7 = 14. 870 ?15. 212mm、D7 = 3· 095 ?3. 312mm、Ψ7 = 2· 405 ? 2. 717mm ；
[0018] 第八鏡面為 R8 = - 6· 510 ?一6. 102mm、D8 = 3· 315 ?3. 605mm、Ψ8 = 3· 052 ? 3. 175mm ；
[0019] 第九鏡面為 R9 = - 140. 125 ?一139. 671mm、D9 = 4· 985 ?5. 215mm、Ψ9 = 4. 398 ?4. 490mm ;
[0020] 第十鏡面為 RIO =- 191. 211 ?一190. 817mm、D10 = 5· 370 ?5. 625mm、Ψ10 = 7. 265 ?7. 339mm ;
[0021] 第-鏡面為 Rll =- 12. 556 ?一12. 121mm、Dll = 0· 195 ?0· 315mm、Ψ-- = 8· 135 ?8. 303mm ;
[0022] 第十二鏡面為 R12 = - 65. 027 ?一64. 738mm、D12 = 7· 890 ?8· 135mm、Ψ12 = 8. 533 ?8. 812mm ;
[0023] 第十三鏡面為 R13 =- 11. 807 ?一11. 439mm、D13 = 3· 315 ?3. 605mm、Ψ13 = 9. 110 ?9. 371mm ;
[0024] 第十四鏡面為1?14 =- 23.256 ?一23.015臟、014 = 199.205?201.125臟、￥14 =10. 723 ?11. 005mm。
[0025] 其中R1為第一鏡面的曲率半徑；D1為第一鏡面的鏡面距離；Ψ?為第一鏡面的有 效通光孔徑，R2-R14、D2-D14以及Ψ2-Ψ14的含義依次類推。
[0026] 優(yōu)選地，其中第一透鏡的焦距為44. 13mm，第二透鏡的焦距為110. 95mm，第三透鏡 的焦距為-9. 03mm，第四透鏡與第五透鏡L5的膠合鏡焦距為-1102. 02mm，第六透鏡的焦距 為26. 59mm,第七透鏡與第八透鏡的膠合鏡焦距為204. 25mm。
[0027] 優(yōu)選地，所述的第一透鏡的折射率/阿貝系數(shù)為1. 51680/64. 23,第二透鏡的折射 率/阿貝系數(shù)為1. 48746/70. 04,第三透鏡的折射率/阿貝系數(shù)1. 74693/50. 95,第四透鏡 的折射率/阿貝系數(shù)為1. 48746/70. 04,第五透鏡的折射率/阿貝系數(shù)為1. 74693/50. 95， 第六透鏡的折射率/阿貝系數(shù)為1.48746/70. 04,第七透鏡的折射率/阿貝系數(shù)為 1. 48746/70. 04,第八透鏡的折射率/阿貝系數(shù)為1. 74693/50. 95。
[0028] 優(yōu)選地，其最大視場為50mm。
[0029] 本發(fā)明的顯微鏡物鏡，全部采用球面鏡片，與現(xiàn)有光學鏡片加工與檢測工藝完全 兼容，制造成本低，且在本發(fā)明給出的十四個鏡面的結構參數(shù)下，可以實現(xiàn)增大顯微鏡物鏡 的視場，顯微鏡物鏡的視場能達到50_，完全達到大幅度增大顯微鏡物鏡視場的效果。
[0030] 3.有益效果
[0031] 相比于現(xiàn)有技術，本發(fā)明的有益效果為：
[0032] (1)本發(fā)明的顯微鏡物鏡，全部采用球面鏡片，與現(xiàn)有光學鏡片加工與檢測工藝完 全兼容，制造成本低；
[0033] (2)本發(fā)明給出的十四個鏡面的結構參數(shù)下，可以實現(xiàn)增大顯微鏡物鏡的視場，顯 微鏡物鏡的視場能達到50_，完全達到大幅度增大顯微鏡物鏡視場的效果；
[0034] (3)本發(fā)明結構簡單，設計合理，易于制造。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0035] 圖1是本發(fā)明的顯微鏡物鏡的結構示意圖；
[0036] 圖2是ZEMAX軟件模擬出本發(fā)明的實施例1參數(shù)下，顯微鏡物鏡的視場的參數(shù)表；
[0037] 圖3、圖4、圖5和圖6是ZEMAX軟件模擬出在圖2視場設定條件下，顯微鏡物鏡成 像質(zhì)量效果圖；其中圖3為光程差，其橫坐標為歸一化孔徑，縱坐標為以波數(shù)為單位的參考 主光線的光程差、圖4為單色光的基于衍射的能量集中度，其橫坐標為衍射光斑的半徑，縱 坐標為當前半徑內(nèi)的能量占總能量的百分比、圖5為多色光光學傳遞函數(shù)，其橫坐標為空 間頻率，縱坐標為傳遞函數(shù)值、圖6為波相差，其為實際波面與參考球面之間的光程差。
[0038] 圖中：L1、第一透鏡；L2、第二透鏡；L3、第三透鏡；L4、第四透鏡；L5、第五透鏡； L6、第六透鏡；L7、第七透鏡；L8、第八透鏡。

【具體實施方式】
[0039] 下面結合具體附圖對本發(fā)明進行詳細描述。
[0040] 實施例1
[0041] 如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6所不，一種顯微鏡物鏡，包括同光軸的八片球面 透鏡，八片球面透鏡從物方至像方依次排列，從物方至像方的八片球面透鏡分別為：第一透 鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3、第四透鏡L4、第五透鏡L5、第六透鏡L6、第七透鏡L7和第 八透鏡L8,第一透鏡L1面向物方為凸面，面向像方為凸面；第一透鏡L1面向物方的凸面為 第一鏡面，第一透鏡L1面向像方的凸面為第二鏡面；第二透鏡L2面向物方為凸面，面向像 方為凹面；第二透鏡L2的凸面為第三鏡面，第二透鏡L2的凹面為第四鏡面；第三透鏡L3面 向物方為凹面，面向像方為凹面；第三透鏡L3面向物方的凹面為第五鏡面，第三透鏡L3面 向像方的凹面為第六鏡面；第四透鏡L4和第五透鏡L5為膠合透鏡組，其中第四透鏡L4面 向物方為凸面，面向像方為凸面；第五透鏡L5面向物方為凹面，面向像方為凸面，第四透鏡 L4面向像方的凸面與第五透鏡L5面向物方的凹面膠合在一起；第四透鏡L4面向物方的凸 面為第七鏡面，第四透鏡L4和第五透鏡L5的膠合面為第八鏡面，第五透鏡L5面向像方的 凸面為第九鏡面；第六透鏡L6面向物方為凹面，面向像方為凸面；第六透鏡L6的凹面為第 十鏡面，第六透鏡L6的凸面為第十一鏡面；第七透鏡L7和第八透鏡L8為膠合透鏡組，其 中第七透鏡L7面向物方為凹面，面向像方為凸面；第八透鏡L8面向物方為凹面，面向像方 為凸面，第七透鏡L7面向像方的凸面與第八透鏡L8面向物方的凹面膠合在一起；第七透鏡 L7面向物方的凹面為第十二鏡面，第七透鏡L7和第八透鏡L8的膠合面為第十三鏡面，第八 透鏡L8面向像方的凸面為第十四鏡面；十四個鏡面的結構參數(shù)如下表所示 ：
[0042] 表1實施例1十四個鏡面的結構參數(shù)
[0043]

【權利要求】
1. 一種顯微鏡物鏡，包括同光軸的八片球面透鏡，八片球面透鏡從物方至像方依次排 列，從物方至像方的八片球面透鏡分別為：第一透鏡（L1)、第二透鏡（L2)、第三透鏡（L3)、 第四透鏡（L4)、第五透鏡（L5)、第六透鏡（L6)、第七透鏡（L7)和第八透鏡（L8)，其特征在 于：所述的第一透鏡（L1)面向物方為凸面，面向像方為凸面；所述的第一透鏡（L1)面向物 方的凸面為第一鏡面，第一透鏡（L1)面向像方的凸面為第二鏡面；所述的第二透鏡（L2)面 向物方為凸面，面向像方為凹面；所述的第二透鏡（L2)的凸面為第三鏡面，第二透鏡（L2) 的凹面為第四鏡面；所述的第三透鏡（L3)面向物方為凹面，面向像方為凹面；所述的第三 透鏡（L3)面向物方的凹面為第五鏡面，第三透鏡（L3)面向像方的凹面為第六鏡面；所述 的第四透鏡（L4)和第五透鏡（L5)為膠合透鏡組，其中第四透鏡（L4)面向物方為凸面，面 向像方為凸面；第五透鏡（L5)面向物方為凹面，面向像方為凸面，第四透鏡（L4)面向像方 的凸面與第五透鏡（L5)面向物方的凹面膠合在一起；所述的第四透鏡（L4)面向物方的凸 面為第七鏡面，第四透鏡（L4)和第五透鏡（L5)的膠合面為第八鏡面，第五透鏡（L5)面向 像方的凸面為第九鏡面；所述的第六透鏡（L6)面向物方為凹面，面向像方為凸面；所述的 第六透鏡（L6)的凹面為第十鏡面，第六透鏡（L6)的凸面為第十一鏡面；所述的第七透鏡 (L7)和第八透鏡（L8)為膠合透鏡組，其中第七透鏡（L7)面向物方為凹面，面向像方為凸 面；第八透鏡（L8)面向物方為凹面，面向像方為凸面，第七透鏡（L7)面向像方的凸面與第 八透鏡（L8)面向物方的凹面膠合在一起；所述的第七透鏡（L7)面向物方的凹面為第十二 鏡面，第七透鏡（L7)和第八透鏡（L8)的膠合面為第十三鏡面，第八透鏡（L8)面向像方的 凸面為第十四鏡面；十四個鏡面的結構參數(shù)為： 第一鏡面為 R1 = 34. 525 ?35. 012mm、D1 = 9. 810 ?10. 125mm、Ψ 1 = 12. 985 ? 13. 201mm ； 第二鏡面為 R2 =- 61. 573 ?一60. 890mm、D2 = 0· 981 ?1. 105mm、Ψ2 = 12. 316 ? 12. 612mm ； 第三鏡面為 R3 = 15. 975 ?16. 203mm、D3 = 7· 890 ?8· 135mm、Ψ3 = 10. 503 ? 10.715mm ； 第四鏡面為 R4 = 19. 125 ?19. 407mm、D4 = 12. 955 ?13. 070mm、Ψ4 = 7· 915 ? 8. 110mm ； 第五鏡面為 R5 = - 21. 376 ?一20. 965mm、D5 = 3· 210 ?3. 550mm、Ψ5 = 3· 025 ? 3. 211mm ； 第六鏡面為 R6 = 10. 502 ?10. 717mm、D6 = 2· 955 ?3. 115mm、Ψ6 = 2· 377 ? 2. 603mm ； 第七鏡面為 R7 = 14. 870 ?15. 212mm、D7 = 3· 095 ?3. 312mm、Ψ7 = 2· 405 ? 2. 717mm ； 第八鏡面為 R8 = - 6· 510 ?一6. 102mm、D8 = 3· 315 ?3. 605mm、Ψ8 = 3· 052 ? 3. 175mm ； 第九鏡面為 R9 =- 140. 125 ?一139. 671mm、D9 = 4· 985 ?5. 215mm、Ψ9 = 4· 398 ? 4. 490mm ； 第十鏡面為 Rl〇 = - 191. 211 ?一190. 817mm、DIO = 5· 370 ?5. 625mm、Ψ10 = 7. 265 ?7. 339mm ; 第十一鏡面為 Rll = - 12.556 ?一12. 121mm、Dll = 0· 195 ?0.315mm、Ψ 11 = 8· 135 ?8· 303mm ; 第十二鏡面為 R12 = - 65. 027 ?一64. 738mm、D12 = 7· 890 ?8· 135mm、Ψ 12 = 8. 533 ?8. 812mm ; 第十三鏡面為 R13 = - 11. 807 ?一11. 439mm、D13 = 3· 315 ?3. 605mm、Ψ 13 = 9. 110 ?9. 371mm ; 第十四鏡面為 R14 =- 23. 256 ?一23. 015mm、D14 = 199. 205 ?201. 125mm、Ψ 14 = 10. 723 ?11. 005mm。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種顯微鏡物鏡，其特征在于：所述的第一透鏡（L1)的焦距 44. 13mm，第二透鏡（L2)的焦距為110. 95mm，第三透鏡（L3)的焦距為-9. 03mm，第四透鏡 (L4)與第五透鏡（L5)的膠合鏡焦距為-1102. 02mm，第六透鏡（L6)的焦距為26. 59mm，第七 透鏡（L7)與第八透鏡（L8)的膠合鏡焦距為204. 25mm。
3. 根據(jù)權利要求2所述的一種顯微鏡物鏡，其特征在于：所述的第一透鏡（L1)的折射 率/阿貝系數(shù)為1. 51680/64. 23,第二透鏡（L2)的折射率/阿貝系數(shù)為1. 48746/70. 04,第 三透鏡（L3)的折射率/阿貝系數(shù)1.74693/50. 95,第四透鏡（L4)的折射率/阿貝系數(shù)為 1. 48746/70. 04,第五透鏡（L5)的折射率/阿貝系數(shù)為1. 74693/50. 95,第六透鏡（L6)的折 射率/阿貝系數(shù)為1.48746/70. 04,第七透鏡（L7)的折射率/阿貝系數(shù)為1.48746/70.04， 第八透鏡（L8)的折射率/阿貝系數(shù)為1. 74693/50. 95。
4. 根據(jù)權利要求1-3中任意一項所述的顯微鏡物鏡，其特征在于：所述的顯微鏡物鏡 最大視場為50mm。
【文檔編號】G02B21/02GK204116704SQ201420640387
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月29日 優(yōu)先權日:2014年10月29日
【發(fā)明者】文里云, 迪米特 申請人:南京恒磊光學技術研究有限公司