6倍超長工作距離物鏡的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種6倍長工作距離物鏡，整個系統(tǒng)由兩大組元組成，第一組元具有正的光焦度，第二組元具有負(fù)的光焦度；第一組元由三個透鏡組組成；第二組元由第四透鏡組組成；第一組元的焦距為fG1，第二組元的焦距為fG2，則它們之間滿足以下條件：0.98<|fG2/fG1|<1.35；第一組元里各個透鏡組中，第一透鏡組的焦距為fL1，第二透鏡組的焦距為fL2，第三透鏡組的焦距為fL3，它們滿足以下條件：119<fL2<135，0.5<fL1/fL3<0.7；第二組元的焦距為fG2，它滿足以下條件：-78<fG2<-70。本發(fā)明解決物鏡觀察視場小，出瞳直徑小，成像清晰范圍難以達(dá)到100%的問題。
【專利說明】6倍超長工作距離物鏡
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)元件【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種用來觀察前方光學(xué)系統(tǒng)所成圖像的目視光學(xué)器件。
【背景技術(shù)】
[0002]大視場顯微鏡是一種視場廣闊的新型顯微鏡，同時(shí)能兼顧圖像清晰，出瞳直徑大，具有觀察舒適，操作方便，立體感強(qiáng)的特性，廣泛應(yīng)用于生物解剖、電子工業(yè)、礦物研究等領(lǐng)域。在大視場顯微鏡中，顯微鏡的放大作用主要取決于物鏡，物鏡質(zhì)量的好壞直接影響顯微鏡成像質(zhì)量，它是決定顯微鏡的分辨率和成像清晰程度的主要部件。物鏡是光學(xué)目視儀器的一個重要組成部分，其作用是對物體放大成初次像，這個初次像再經(jīng)目鏡進(jìn)一步放大以獲得更大的放大倍數(shù)來進(jìn)行目視觀察。傳統(tǒng)的如體視顯微鏡物鏡、生物顯微鏡物鏡，在使用這類物鏡時(shí)由于成像視場范圍較小，物鏡出瞳小，而且成像清晰范圍很難達(dá)到100%，這就無法給操作者提供足夠大的觀察視場，而且在觀察過程中始終要求觀察者的眼瞳準(zhǔn)確對準(zhǔn)物鏡的出瞳，否則會出現(xiàn)視場被遮擋的現(xiàn)象，這樣很容易造成觀察者的疲勞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種6倍超長工作距離物鏡，它可以解決現(xiàn)有物鏡觀察視場小，出瞳直徑小，成像清晰范圍很難達(dá)到100%的問題。
[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:這種6倍超長工作距離物鏡，包括有從物方到像方的方向看，整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由兩大組元組成，第一組元具有正的光焦度，第二組元具有負(fù)的光焦度；所述第一組元由第一透鏡組，第二透鏡組和第三透鏡組組成，第一透鏡組(LI)和第三透鏡組(L3)布置在第二透鏡組(L2)的兩邊；所述第二組元由第四透鏡組組成；
第一透鏡組為一個具有正光焦度的膠合組，由第一正透鏡與第一負(fù)透鏡膠合而成，第一正透鏡采用彎月結(jié)構(gòu)形式，凹面朝向物方，凸面為膠合面；第一負(fù)透鏡采用彎月結(jié)構(gòu)形式，凸面朝向像方；
第二透鏡組只由第二正透鏡構(gòu)成，第二正透鏡為一個雙凸的單正透鏡，曲率半徑較小的凸面朝向物方，曲率半徑較大的凸面朝向像方；
第三透鏡組為一個具有正光焦度的膠合組，由第三負(fù)透鏡與第三正透鏡膠合而成；第三負(fù)透鏡采用彎月結(jié)構(gòu)形式，凸面朝向物方，凹面為膠合面，第三正透鏡采用彎月結(jié)構(gòu)形式，凸面為膠合面，凹面朝向像方；
第四透鏡組為一個具有負(fù)光焦度的膠合組，由第四負(fù)透鏡與第四正透鏡膠合而成；第四負(fù)透鏡采用雙凹結(jié)構(gòu)形式，曲率半徑較大的凹面朝向物方，曲率半徑較小的凹面為膠合面，第四正透鏡采用彎月結(jié)構(gòu)形式，凸面為膠合面，凹面朝向像方；
第一組元的焦距為fGl，第二組元的焦距為fG2，則它們之間滿足以下條件:0.98〈fG2/ fGlI〈1.35。[0005]上述6倍超長工作距離物鏡的技術(shù)方案中，更具體的技術(shù)方案還可以是:所述第一組元里各個透鏡組中，第一透鏡組的焦距為fLl，第二透鏡組的焦距為fL2，第三透鏡組的焦距為fL3，它們滿足以下條件:119〈fL2〈135，0.5〈 fLl/ fL3〈0.7 ；
第二組元的焦距為fG2，它滿足以下條件:-78〈 fG2〈-70。
[0006]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果:
1、本發(fā)明光學(xué)像質(zhì)優(yōu)異，具有高清晰度，高分辨率，高成像襯度。
[0007]2、本發(fā)明與鏡筒透鏡及大視場顯微系統(tǒng)中的球面反光鏡一起使用形成的顯微鏡，視場廣闊的同時(shí)能兼顧圖像清晰范圍達(dá)到100%，出瞳直徑大，觀察舒適，具有操作方便，成像立體感強(qiáng)的特性。
[0008]3、本發(fā)明具有工作距離長、像方視場大的特點(diǎn)，加工工藝性良好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)示意圖。
[0010]圖2是與本發(fā)明配合使用的鏡筒透鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖3是本發(fā)明實(shí)施例光學(xué)傳遞函數(shù)圖。
[0012]圖4本發(fā)明實(shí)施例球差曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述:
圖1的6倍超長工作距離物鏡是大視場顯微鏡其中的一個鏡頭，具有工作距離長、像方視場大的特點(diǎn)，場曲控制在某個固定值(R-420左右)，與系統(tǒng)中的球面反光鏡的球面半徑R值基本相等。從物方到像方的方向看，整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由Gl、G2兩大組元組成，第一組元Gl具有正的光焦度，第二組元G2具有負(fù)的光焦度。第一組元Gl由3個透鏡組組成，第二組元G2由一個透鏡組組成。第一組元Gl有第一透鏡組LI，第二透鏡組L2和第三透鏡組L3 ；3個透鏡組L1、L2、L3以第二透鏡組L2為對稱軸基本上按對稱形式布置，這樣有利于校正垂軸像差。
[0014]第一透鏡組LI為一個具有正光焦度的膠合組，由第一正透鏡Lll與第一負(fù)透鏡L12膠合而成，第一正透鏡Lll采用彎月結(jié)構(gòu)形式，凹面朝向物方，凸面為膠合面；而第一負(fù)透鏡L12采用彎月結(jié)構(gòu)形式，凸面朝向像方。
[0015]第二透鏡組L2為第二正透鏡，是一個雙凸的單正透鏡，曲率半徑較小的凸面朝向物方，曲率半徑較大的凸面朝向像方。
[0016]第三透鏡組L3為一個具有正光焦度的膠合組，由第三負(fù)透鏡L31與第三正透鏡L32膠合而成；第三負(fù)透鏡L31采用彎月結(jié)構(gòu)形式，凸面朝向物方，凹面為膠合面，第三正透鏡L32采用彎月結(jié)構(gòu)形式，凸面為膠合面，凹面朝向像方。
[0017]第四透鏡組L4為一個具有負(fù)光焦度的膠合組，由第四負(fù)透鏡L41與第四正透鏡L42膠合而成；第四負(fù)透鏡L41采用雙凹結(jié)構(gòu)形式，曲率半徑較大的凹面朝向物方，曲率半徑較小的凹面為膠合面；第四正透鏡L42采用彎月結(jié)構(gòu)形式，凸面為膠合面，凹面朝向像方。
[0018]第一組元Gl的焦距為fei，第二組元G2的焦距為fe2，則它們之間滿足以下條件:0.98< fG2/ fei|〈1.35。當(dāng)I fei/ fG2的值小于0.98時(shí)，第一組元Gl的通光口徑會變得很大，為了校正像差必將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變得非常復(fù)雜，而且系統(tǒng)會更大的二級光譜，降低系統(tǒng)的光學(xué)性能；當(dāng)I fG1/ fe21的值大于1.35時(shí)，鏡頭的物方工作距離變得較短，不能滿足使用要求。
[0019]第一組元Gl里各個透鏡組，第一透鏡組LI的焦距為fu，第二透鏡組L2的焦距為L，第三透鏡組L3的焦距為fu，它們滿足以下條件:119〈fL2〈135，0.5〈 fL1/ fu〈0.7。第一組元Gl里的第一透鏡組L1、第三透鏡組L3在形式上是按照第二透鏡組L2為對稱中心來對稱布置的，但由于鏡頭的實(shí)際工作條件偏離了理想的對稱狀態(tài)，所以用條件0.5〈 fL1/ fL3<0.7來約束這兩個透鏡組L1、L3偏移對稱的程度，實(shí)現(xiàn)垂直像差的良好校正。
[0020]第二組元G2的焦距為fe2，它滿足以下條件:-78〈 fe2〈-70，它是由鏡頭的機(jī)械結(jié)構(gòu)要求來決定的。
[0021]由于6倍超長工作距離物鏡的像距為無限遠(yuǎn)，也就是說它的共軛距為無限遠(yuǎn)，它必須與鏡筒透鏡一起使用，才能最終成像；鏡筒透鏡的結(jié)構(gòu)如圖2所示。
[0022]表1數(shù)據(jù)為本發(fā)明鏡頭的一個實(shí)例；物鏡從左到右的光學(xué)參數(shù)和特征數(shù)據(jù)如下表所示。
[0023]表1
【權(quán)利要求】
1.一種6倍超長工作距離物鏡，其特征在于:包括有從物方到像方的方向看，整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由兩大組元(G1、G2)組成，第一組元(Gl)具有正的光焦度，第二組元(G2)具有負(fù)的光焦度；所述第一組元(Gl)由第一透鏡組(LI)，第二透鏡組(L2)和第三透鏡組(L3)組成，第一透鏡組(LI)和第三透鏡組(L3)布置在第二透鏡組(L2)的兩邊；所述第二組元(G2)由第四透鏡組(L4)組成； 第一透鏡組(LI)為一個具有正光焦度的膠合組，由第一正透鏡(Lll)與第一負(fù)透鏡(L12)膠合而成，第一正透鏡(Lll)采用彎月結(jié)構(gòu)形式，凹面朝向物方，凸面為膠合面；第一負(fù)透鏡(L12)采用彎月結(jié)構(gòu)形式，凸面朝向像方； 第二透鏡組(L2)只由第二正透鏡構(gòu)成，第二正透鏡為一個雙凸的單正透鏡，曲率半徑較小的凸面朝向物方，曲率半徑較大的凸面朝向像方； 第三透鏡組(L3)為一個具有正光焦度的膠合組，由第三負(fù)透鏡(L31)與第三正透鏡(L32)膠合而成；第三負(fù)透鏡(L31)采用彎月結(jié)構(gòu)形式，凸面朝向物方，凹面為膠合面，第三正透鏡(L32)采用彎月結(jié)構(gòu)形式，凸面為膠合面，凹面朝向像方； 第四透鏡組(L4)為一個具有負(fù)光焦度的膠合組，由第四負(fù)透鏡(L41)與第四正透鏡(L42)膠合而成；第四負(fù)透鏡(L41)采用雙凹結(jié)構(gòu)形式，曲率半徑較大的凹面朝向物方，曲率半徑較小的凹面為膠合面，第四正透鏡(L42)采用彎月結(jié)構(gòu)形式，凸面為膠合面，凹面朝向像方； 第一組元(Gl)的焦距為fGl，第二組元(G2)的焦距為fG2，則它們之間滿足以下條件:0.98〈 fG2/ fGlI〈1.35。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的6倍超長工作距離物鏡，其特征在于:所述第一組元(Gl)里各個透鏡組中，第一透鏡組(LI)的焦距為fLl，第二透鏡組(L2)的焦距為fL2，第三透鏡組(L3)的焦距為fL3，它們滿足以下條件:119〈fL2〈135，0.5〈 fLl/ fL3〈0.7 ;第二組元(G2)的焦距為fG2，它滿足以下條件:-78〈 fG2〈-70。
【文檔編號】G02B21/02GK103558676SQ201310546824
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月7日
【發(fā)明者】陳群 申請人:梧州奧卡光學(xué)儀器有限公司