镜筒透镜单元的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于显微镜的镜筒透镜单元，具有消色差校正的效果，用于和具有无穷大像距和消色差的剩余误差的物镜一起使用。按照本发明，镜筒透镜单元包括至少两个透镜(L1、L2、L3、L4、L5)，至少两个透镜具有以下特性：np<1.50和vp<71nN<1.66和vN<37其中np和nN分别代表正透镜和负透镜在546nm的波长时的折射率(ne)，vp和vN分别代表正透镜和负透镜在546nm的波长(WL2)时的阿贝数(ve)以及光路通过以下条件表征：|δA|<0.60和|δB|<0.30其中δA代表孔径光束的波动——在穿过透镜(L1、L2、L3、L4、L5)的面(F2、F3、F4、F5、F6)时对于17.55mm的入射光瞳(EP)直径的穿透高度，δB代表主光束的波动——在穿过透镜(L1、L2、L3、L4、L5)的面(F2、F3、F4、F5、F6)时对于w＝3.23度的输入角的穿透高度。
【专利说明】镜筒透镜单元
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于显微镜的镜筒透镜单元，具有消色差校正的效果，用于和具 有无穷大的像距和消色差的剩余误差的物镜一起使用。
【背景技术】
[0002] 已知有所谓的ICS系统（"infinitycolorfreecorrectionsystems" ：无限远 色彩自由校正系统），该系统包括具有色彩剩余误差和无穷大像距的物镜以及具有色彩补 偿效果的镜筒透镜单元。
[0003] 借助这种系统实现了，尽管存在物镜的色彩剩余误差，也能没有色差地产生中间 图像，并在整个成像区域中获得在显微镜下的物体细节的极其色彩真实的再现。
[0004] 已知的ICS系统的一个主要缺点是，在物镜和镜筒透镜单元之间的距离仅能在狭 小的范围中变化，因此该系统被限制于预先给定的镜筒透镜单元并且就此而言仅能用于预 先给定的镜筒透镜单元针对其设计的设备。
[0005] 在W02005/088378中描述了一种镜筒透镜单元，该镜筒透镜单元在和具有无穷大 像距和色彩剩余误差的物镜一起使用时实现了色彩补偿效果。但是在此没有修正在显微镜 物镜和镜筒透镜之间的无穷大空间，这是因为其色差得到补偿。证实为不利的是，无穷大空 间是不能变化的。此外，在物镜和镜筒透镜单元之间侧向偏移时在光轴上产生横向色差。
[0006] 此外，在US2010172029中描述了一种经修正的镜筒透镜单元。为了尽可能消除 色差，必须使用具有反常色散的、非常昂贵的镜片。这种解决方案中的缺点是，与无穷大空 间相关的像散性的波动没有得到充分地排除。此外没有实现物镜和镜筒透镜单元的横向色 差的完全补偿。
【发明内容】
[0007] 从现有技术的解决方案的缺点出发，本发明的目的是，在紧凑性和健壮性/鲁棒 性方面改进镜筒透镜单元，其中，紧凑性的特征在于短的结构长度，健壮性规定了在透镜的 倾斜误差和侧向偏移时像差变化的最小化以及在穿过镜筒透镜单元时孔径光束以及主光 束的高度波动。
[0008] 孔径光束在此是从轴向物点出发并且触碰到孔径边缘的光束，而主光束是从最高 的区域点出发并经过入射光瞳的中心的光束。
[0009] 根据本发明，该目的借助开头所述类型的、具有权利要求1的特征的镜筒透镜单 元实现。在从属权利要求2至6中给出了有利的设计方案。
[0010] 根据本发明，所述镜筒透镜单元包括至少两个透镜，该至少两个透镜具有以下特 性：
[0011]np〈l. 50 和vp〈71
[0012] nN〈l. 66 和vn〈37
[0013] 其中，np和nN分别代表在546nm的波长时正透镜/凸透镜和负透镜/凹透镜的折 射率，Vp和Vn分别代表在546nm的波长时正透镜和负透镜的阿贝数，光路通过以下条件表 征：
[0014] ISA|〈0.60和ISB|〈0.30
[0015] 其中，SA代表孔径光束的波动--对于17. 55mm的入射光瞳直径在穿过透镜的 表面时的穿透高度，SB代表主光束的波动--对于w= 3. 23度的输入角在穿过透镜的表 面时的穿透高度。
[0016] 有利地，所述镜筒透镜单元包括一具有两个透镜的粘结透镜单元，该粘结透镜单 元从无穷大空间出发通过具有负的折射力/折射能力的弯月形透镜和具有正的折射力的 双凸透镜表征。
[0017] 优选地，在入射光瞳在第一面上、17. 55mm的入射光瞳直径、无穷远的物面位置、 195. 03mm的焦距和22的视区域数的情况下，变型方案的特征在于以下功能数据：
【权利要求】
1. 一种用于显微镜的镜筒透镜单元，具有消色差校正的效果，该镜筒透镜单元用于和 具有无穷大的像距和消色差的剩余误差的物镜一起使用， 其特征在于， 所述镜筒透镜单元包括至少两个透镜（L1、L2、L3、L4、L5)，该至少两个透镜具有以下特 性： ηρ〈1· 50 和 vp〈71 ηΝ〈1·66 和 vn〈37 其中，np和nN分别代表正透镜和负透镜在546nm的波长时的折射率（ne)，v p和vN分别 代表正透镜和负透镜在546nm的波长（WL2)时的阿贝数（Ve)，以及光路通过以下条件表征： δ A|〈0.60 和 I δΒ|〈0.30 其中，δ A代表孔径光束的波动--在穿过所述透镜（L1、L2、L3、L4、L5)的表面（F2、 F3、F4、F5、F6)时对于17. 55mm的入射光瞳（EP)直径的穿透高度，δ B代表主光束的波 动--在穿过所述透镜（LI、L2、L3、L4、L5)的表面（F2、F3、F4、F5、F6)时对于w = 3. 23 度的输入角的穿透高度。
2. 根据权利要求1所述的镜筒透镜单元，包括一具有两个透镜（L4、L5)的粘结透镜单 元，该粘结透镜单元从无穷大空间出发通过具有负的折射力的弯月形透镜（L4)和具有正 的折射力的双凸透镜（L5)表征。
3. 根据权利要求1所述的镜筒透镜单元，包括一双凸透镜（LI)和一粘结透镜单元，该 双凸透镜从无穷大的空间出发布置并且具有正的折射力，该粘结透镜单元包括具有负的折 射力的弯月形透镜（L2)和具有正的折射力的弯月形透镜（L3)，其中，弯月形透镜（L2、L3) 的所有面（F4、F5、F6)的曲率半径位于成像侧。
4. 根据权利要求1和2所述的镜筒透镜单元，在入射光瞳（EP)在第一面（Fl)上、 17. 55mm的入射光瞳（EP)直径、无穷远的物面位置、195. 03mm的焦距（f'）和22的视区域 数的情况下，其特征在于以下功能数据：
其中，r是以_为单位的半径，d是以_为单位的透镜的厚度或者是气隙，是折射 率，\是阿贝数。
5. 根据权利要求1和3所述的镜筒透镜单元，在入射光瞳（EP)在第一面（Fl)上、 17. 55mm的入射光瞳（EP)直径、无穷远的物面位置、195. 02mm的焦距（f'）和22的视区域 数的情况下，其特征在于以下功能数据：
其中，r是以mm为单位的半径，d是以mm为单位的透镜（LI、L2、L3)的厚度或者是气 隙，是折射率，^是阿贝数。
6.根据权利要求1和3所述的镜筒透镜单元，在入射光瞳（EP)在第一面（Fl)上、 17. 55mm的入射光瞳（EP)直径、无穷远的物面位置、195. OOmm的焦距（f'）和22的视区域 数的情况下，其特征在于以下功能数据：
其中，r是以mm为单位的半径，d是以mm为单位的透镜（LI、L2、L3)的厚度或者是气 隙，是折射率，^是阿贝数。
【文档编号】G02B21/02GK104516096SQ201410524202
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年10月8日 优先权日:2013年10月8日
【发明者】史仁虎, M·刚施尔 申请人:卡尔蔡司显微镜有限责任公司