一种显微镜物镜的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种显微镜物镜，属于光学领域。其包括同光轴的八片球面透镜，八片球面透镜从物方至像方依次排列，从物方至像方的八片球面透镜分别为：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜，所述的第一透镜面向物方为凸面，面向像方为凸面；所述的第二透镜面向物方为凸面，面向像方为凹面；所述的第三透镜面向物方为凹面，面向像方为凹面；所述的第四透镜和第五透镜为胶合透镜组；所述的第六透镜面向物方为凹面，面向像方为凸面；所述的第七透镜和第八透镜为胶合透镜组；第八透镜面向物方为凹面，面向像方为凸面。本实用新型具有视场大、分辨率高、体积小、加工工艺易操作、成本低的优势。
【专利说明】一种显微镜物镜
【技术领域】
[0001] 本发明属于光学领域，更具体地说，涉及一种显微镜物镜。
【背景技术】
[0002] 显微镜已成为很多行业研究必不可少的高科技设备，在一些精密微型领域广泛应 用，特别在医疗和科研等中具有不可替代的作用。
[0003] 显微镜物镜的视场的大小会影响观察范围，视场越大，可观察到的范围就越大，这 样能更好和完整的观察目标；目前世界上已有各类显微镜物镜，但是目前技术上能达到的 视场一般保持在20mm左右，而最大的视场也只有25mm，且都只适用于目视观察方面；随着 科技的发展，目前很多领域已开始应用CCD图像自动采集方面的技术，因此需要更大的显 微镜物镜的视场，而常规的显微镜物镜的视场将无法满足需求。
[0004] 中国专利号：200810087210. 3,申请日：2008年03月24日，公开了一份名称为一 种显微镜物镜的专利，其由至少四个透镜或透镜组（Lp L2A，L2B，L3, L4A，L4B，Gp G2)组成并能 够优选地被用于改进图像对比度。根据该发明，从物体侧观察，可将与光轴同心对准的相板 集成到第一透镜和第二透镜（L 2A*L2B)之间的空气空间中以及从该空气空间中取出。所限 定地布置相板和相关联地将实际光瞳偏移到显微镜物镜的前两个透镜和L 2A、L2B)或透 镜组之间的空气空间中允许最初被设计为亮视场变型的显微镜物镜被重新设计为相对简 单的相衬变型，但是其视场仍然较小，而且制造成本高。
[0005] 中国专利号：200780016306. 4,申请日：2007年04月26日，公开了一份名称为一 种显微镜物镜的专利文件，其具有优选反对称的透镜或透镜组，成像比例为-100倍，视场 值为20。根据该发明，该显微镜物镜由9个透镜和3个粘合元件构成，从对象一侧（左侧） 开始是由具有正光焦度的近似一个半球镜L1形成的透镜、具有正光焦度的凹凸透镜L2、具 有正光焦度的两重粘合元件G1、具有正光焦度的另一个两重粘合元件G2、具有负光焦度的 两重粘合元件G3，最后是具有负光焦度的凹凸透镜L9。通过采用结构相同的粘合元件和透 镜对，可以在改善图像对比度。但是其存在生产成本高，加工困难。
【发明内容】
[0006] 1.要解决的问题
[0007] 针对现有显微镜物镜的视场小，而常规的显微镜物镜的视场将无法满足需求而且 成本高的问题，本发明提供一种显微镜物镜，其具有视场大、分辨率高、体积小、加工工艺易 操作、成本低的优势。
[0008] 2.技术方案
[0009] 为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
[0010] 一种显微镜物镜，包括同光轴的八片球面透镜，八片球面透镜从物方至像方依次 排列，从物方至像方的八片球面透镜分别为：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第 五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜，所述的第一透镜面向物方为凸面，面向像方为凸 面；所述的第一透镜面向物方的凸面为第一镜面，第一透镜面向像方的凸面为第二镜面； 所述的第二透镜面向物方为凸面，面向像方为凹面；所述的第二透镜的凸面为第三镜面，第 二透镜的凹面为第四镜面；所述的第三透镜面向物方为凹面，面向像方为凹面；所述的第 三透镜面向物方的凹面为第五镜面，第三透镜面向像方的凹面为第六镜面；所述的第四透 镜和第五透镜为胶合透镜组，其中第四透镜面向物方为凸面，面向像方为凸面；第五透镜面 向物方为凹面，面向像方为凸面，第四透镜面向像方的凸面与第五透镜面向物方的凹面胶 合在一起；所述的第四透镜面向物方的凸面为第七镜面，第四透镜和第五透镜的胶合面为 第八镜面，第五透镜面向像方的凸面为第九镜面；所述的第六透镜面向物方为凹面，面向像 方为凸面；所述的第六透镜的凹面为第十镜面，第六透镜的凸面为第十一镜面；所述的第 七透镜和第八透镜为胶合透镜组，其中第七透镜面向物方为凹面，面向像方为凸面；第八透 镜面向物方为凹面，面向像方为凸面，第七透镜面向像方的凸面与第八透镜面向物方的凹 面胶合在一起；所述的第七透镜面向物方的凹面为第十二镜面，第七透镜和第八透镜的胶 合面为第十三镜面，第八透镜面向像方的凸面为第十四镜面；十四个镜面的结构参数为：
[0011] 第一镜面为 R1 = 34. 525 ?35. 012mm、Dl = 9. 810 ?10. 125臟、Ψ1 = 12. 985 ? 13. 201mm ；
[0012] 第二镜面为 R2 = - 61. 573 ?一60. 890mm、D2 = 0· 981 ?1. 105mm、Ψ2 = 12. 316 ?12. 612mm ;
[0013] 第三镜面为 R3 = 15. 975 ?16. 203mm、D3 = 7· 890 ?8. 135mm、Ψ3 = 10. 503 ? 10.715mm ；
[0014] 第四镜面为 R4 = 19. 125 ?19. 407mm、D4 = 12. 955 ?13. 070mm、Ψ4 = 7· 915 ? 8. 110mm ；
[0015] 第五镜面为 R5 =- 21. 376 ?一20. 965mm、D5 = 3· 210 ?3. 550mm、Ψ5 = 3· 025 ? 3. 211mm ；
[0016] 第六镜面为 R6 = 10. 502 ?10. 717mm、D6 = 2· 955 ?3. 115mm、Ψ6 = 2· 377 ? 2. 603mm ；
[0017] 第七镜面为 R7 = 14. 870 ?15. 212mm、D7 = 3· 095 ?3. 312mm、Ψ7 = 2· 405 ? 2. 717mm ；
[0018] 第八镜面为 R8 = - 6· 510 ?一6. 102mm、D8 = 3· 315 ?3. 605mm、Ψ8 = 3· 052 ? 3. 175mm ；
[0019] 第九镜面为 R9 = - 140. 125 ?一139. 671mm、D9 = 4· 985 ?5. 215mm、Ψ9 = 4. 398 ?4. 490mm ;
[0020] 第十镜面为 RIO =- 191. 211 ?一190. 817mm、D10 = 5· 370 ?5. 625mm、Ψ10 = 7. 265 ?7. 339mm ;
[0021] 第-镜面为 Rll =- 12. 556 ?一12. 121mm、Dll = 0· 195 ?0· 315mm、Ψ-- = 8· 135 ?8. 303mm ;
[0022] 第十二镜面为 R12 = - 65. 027 ?一64. 738mm、D12 = 7· 890 ?8· 135mm、Ψ12 = 8. 533 ?8. 812mm ;
[0023] 第十三镜面为 R13 =- 11. 807 ?一11. 439mm、D13 = 3· 315 ?3. 605mm、Ψ13 = 9. 110 ?9. 371mm ;
[0024] 第十四镜面为1?14 =- 23.256 ?一23.015臟、014 = 199.205?201.125臟、￥14 =10. 723 ?11. 005mm。
[0025] 其中R1为第一镜面的曲率半径；D1为第一镜面的镜面距离；Ψ?为第一镜面的有 效通光孔径，R2-R14、D2-D14以及Ψ2-Ψ14的含义依次类推。
[0026] 优选地，其中第一透镜的焦距为44. 13mm，第二透镜的焦距为110. 95mm，第三透镜 的焦距为-9. 03mm，第四透镜与第五透镜L5的胶合镜焦距为-1102. 02mm，第六透镜的焦距 为26. 59mm,第七透镜与第八透镜的胶合镜焦距为204. 25mm。
[0027] 优选地，所述的第一透镜的折射率/阿贝系数为1. 51680/64. 23,第二透镜的折射 率/阿贝系数为1. 48746/70. 04,第三透镜的折射率/阿贝系数1. 74693/50. 95,第四透镜 的折射率/阿贝系数为1. 48746/70. 04,第五透镜的折射率/阿贝系数为1. 74693/50. 95， 第六透镜的折射率/阿贝系数为1.48746/70. 04,第七透镜的折射率/阿贝系数为 1. 48746/70. 04,第八透镜的折射率/阿贝系数为1. 74693/50. 95。
[0028] 优选地，其最大视场为50mm。
[0029] 本发明的显微镜物镜，全部采用球面镜片，与现有光学镜片加工与检测工艺完全 兼容，制造成本低，且在本发明给出的十四个镜面的结构参数下，可以实现增大显微镜物镜 的视场，显微镜物镜的视场能达到50_，完全达到大幅度增大显微镜物镜视场的效果。
[0030] 3.有益效果
[0031] 相比于现有技术，本发明的有益效果为：
[0032] (1)本发明的显微镜物镜，全部采用球面镜片，与现有光学镜片加工与检测工艺完 全兼容，制造成本低；
[0033] (2)本发明给出的十四个镜面的结构参数下，可以实现增大显微镜物镜的视场，显 微镜物镜的视场能达到50_，完全达到大幅度增大显微镜物镜视场的效果；
[0034] (3)本发明结构简单，设计合理，易于制造。
【专利附图】
【附图说明】
[0035] 图1是本发明的显微镜物镜的结构示意图；
[0036] 图2是ZEMAX软件模拟出本发明的实施例1参数下，显微镜物镜的视场的参数表；
[0037] 图3、图4、图5和图6是ZEMAX软件模拟出在图2视场设定条件下，显微镜物镜成 像质量效果图；其中图3为光程差，其横坐标为归一化孔径，纵坐标为以波数为单位的参考 主光线的光程差、图4为单色光的基于衍射的能量集中度，其横坐标为衍射光斑的半径，纵 坐标为当前半径内的能量占总能量的百分比、图5为多色光光学传递函数，其横坐标为空 间频率，纵坐标为传递函数值、图6为波相差，其为实际波面与参考球面之间的光程差。
[0038] 图中：L1、第一透镜；L2、第二透镜；L3、第三透镜；L4、第四透镜；L5、第五透镜； L6、第六透镜；L7、第七透镜；L8、第八透镜。
【具体实施方式】
[0039] 下面结合具体附图对本发明进行详细描述。
[0040] 实施例1
[0041] 如图1、图2、图3、图4、图5和图6所不，一种显微镜物镜，包括同光轴的八片球面 透镜，八片球面透镜从物方至像方依次排列，从物方至像方的八片球面透镜分别为：第一透 镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7和第 八透镜L8,第一透镜L1面向物方为凸面，面向像方为凸面；第一透镜L1面向物方的凸面为 第一镜面，第一透镜L1面向像方的凸面为第二镜面；第二透镜L2面向物方为凸面，面向像 方为凹面；第二透镜L2的凸面为第三镜面，第二透镜L2的凹面为第四镜面；第三透镜L3面 向物方为凹面，面向像方为凹面；第三透镜L3面向物方的凹面为第五镜面，第三透镜L3面 向像方的凹面为第六镜面；第四透镜L4和第五透镜L5为胶合透镜组，其中第四透镜L4面 向物方为凸面，面向像方为凸面；第五透镜L5面向物方为凹面，面向像方为凸面，第四透镜 L4面向像方的凸面与第五透镜L5面向物方的凹面胶合在一起；第四透镜L4面向物方的凸 面为第七镜面，第四透镜L4和第五透镜L5的胶合面为第八镜面，第五透镜L5面向像方的 凸面为第九镜面；第六透镜L6面向物方为凹面，面向像方为凸面；第六透镜L6的凹面为第 十镜面，第六透镜L6的凸面为第十一镜面；第七透镜L7和第八透镜L8为胶合透镜组，其 中第七透镜L7面向物方为凹面，面向像方为凸面；第八透镜L8面向物方为凹面，面向像方 为凸面，第七透镜L7面向像方的凸面与第八透镜L8面向物方的凹面胶合在一起；第七透镜 L7面向物方的凹面为第十二镜面，第七透镜L7和第八透镜L8的胶合面为第十三镜面，第八 透镜L8面向像方的凸面为第十四镜面；十四个镜面的结构参数如下表所示 ：
[0042] 表1实施例1十四个镜面的结构参数
[0043]
【权利要求】
1. 一种显微镜物镜，包括同光轴的八片球面透镜，八片球面透镜从物方至像方依次排 列，从物方至像方的八片球面透镜分别为：第一透镜（L1)、第二透镜（L2)、第三透镜（L3)、 第四透镜（L4)、第五透镜（L5)、第六透镜（L6)、第七透镜（L7)和第八透镜（L8)，其特征在 于：所述的第一透镜（L1)面向物方为凸面，面向像方为凸面；所述的第一透镜（L1)面向物 方的凸面为第一镜面，第一透镜（L1)面向像方的凸面为第二镜面；所述的第二透镜（L2)面 向物方为凸面，面向像方为凹面；所述的第二透镜（L2)的凸面为第三镜面，第二透镜（L2) 的凹面为第四镜面；所述的第三透镜（L3)面向物方为凹面，面向像方为凹面；所述的第三 透镜（L3)面向物方的凹面为第五镜面，第三透镜（L3)面向像方的凹面为第六镜面；所述 的第四透镜（L4)和第五透镜（L5)为胶合透镜组，其中第四透镜（L4)面向物方为凸面，面 向像方为凸面；第五透镜（L5)面向物方为凹面，面向像方为凸面，第四透镜（L4)面向像方 的凸面与第五透镜（L5)面向物方的凹面胶合在一起；所述的第四透镜（L4)面向物方的凸 面为第七镜面，第四透镜（L4)和第五透镜（L5)的胶合面为第八镜面，第五透镜（L5)面向 像方的凸面为第九镜面；所述的第六透镜（L6)面向物方为凹面，面向像方为凸面；所述的 第六透镜（L6)的凹面为第十镜面，第六透镜（L6)的凸面为第十一镜面；所述的第七透镜 (L7)和第八透镜（L8)为胶合透镜组，其中第七透镜（L7)面向物方为凹面，面向像方为凸 面；第八透镜（L8)面向物方为凹面，面向像方为凸面，第七透镜（L7)面向像方的凸面与第 八透镜（L8)面向物方的凹面胶合在一起；所述的第七透镜（L7)面向物方的凹面为第十二 镜面，第七透镜（L7)和第八透镜（L8)的胶合面为第十三镜面，第八透镜（L8)面向像方的 凸面为第十四镜面；十四个镜面的结构参数为： 第一镜面为 R1 = 34. 525 ?35. 012mm、D1 = 9. 810 ?10. 125mm、Ψ 1 = 12. 985 ? 13. 201mm ； 第二镜面为 R2 =- 61. 573 ?一60. 890mm、D2 = 0· 981 ?1. 105mm、Ψ2 = 12. 316 ? 12. 612mm ； 第三镜面为 R3 = 15. 975 ?16. 203mm、D3 = 7· 890 ?8· 135mm、Ψ3 = 10. 503 ? 10.715mm ； 第四镜面为 R4 = 19. 125 ?19. 407mm、D4 = 12. 955 ?13. 070mm、Ψ4 = 7· 915 ? 8. 110mm ； 第五镜面为 R5 = - 21. 376 ?一20. 965mm、D5 = 3· 210 ?3. 550mm、Ψ5 = 3· 025 ? 3. 211mm ； 第六镜面为 R6 = 10. 502 ?10. 717mm、D6 = 2· 955 ?3. 115mm、Ψ6 = 2· 377 ? 2. 603mm ； 第七镜面为 R7 = 14. 870 ?15. 212mm、D7 = 3· 095 ?3. 312mm、Ψ7 = 2· 405 ? 2. 717mm ； 第八镜面为 R8 = - 6· 510 ?一6. 102mm、D8 = 3· 315 ?3. 605mm、Ψ8 = 3· 052 ? 3. 175mm ； 第九镜面为 R9 =- 140. 125 ?一139. 671mm、D9 = 4· 985 ?5. 215mm、Ψ9 = 4· 398 ? 4. 490mm ； 第十镜面为 Rl〇 = - 191. 211 ?一190. 817mm、DIO = 5· 370 ?5. 625mm、Ψ10 = 7. 265 ?7. 339mm ; 第十一镜面为 Rll = - 12.556 ?一12. 121mm、Dll = 0· 195 ?0.315mm、Ψ 11 = 8· 135 ?8· 303mm ; 第十二镜面为 R12 = - 65. 027 ?一64. 738mm、D12 = 7· 890 ?8· 135mm、Ψ 12 = 8. 533 ?8. 812mm ; 第十三镜面为 R13 = - 11. 807 ?一11. 439mm、D13 = 3· 315 ?3. 605mm、Ψ 13 = 9. 110 ?9. 371mm ; 第十四镜面为 R14 =- 23. 256 ?一23. 015mm、D14 = 199. 205 ?201. 125mm、Ψ 14 = 10. 723 ?11. 005mm。
2. 根据权利要求1所述的一种显微镜物镜，其特征在于：所述的第一透镜（L1)的焦距 44. 13mm，第二透镜（L2)的焦距为110. 95mm，第三透镜（L3)的焦距为-9. 03mm，第四透镜 (L4)与第五透镜（L5)的胶合镜焦距为-1102. 02mm，第六透镜（L6)的焦距为26. 59mm，第七 透镜（L7)与第八透镜（L8)的胶合镜焦距为204. 25mm。
3. 根据权利要求2所述的一种显微镜物镜，其特征在于：所述的第一透镜（L1)的折射 率/阿贝系数为1. 51680/64. 23,第二透镜（L2)的折射率/阿贝系数为1. 48746/70. 04,第 三透镜（L3)的折射率/阿贝系数1.74693/50. 95,第四透镜（L4)的折射率/阿贝系数为 1. 48746/70. 04,第五透镜（L5)的折射率/阿贝系数为1. 74693/50. 95,第六透镜（L6)的折 射率/阿贝系数为1.48746/70. 04,第七透镜（L7)的折射率/阿贝系数为1.48746/70.04， 第八透镜（L8)的折射率/阿贝系数为1. 74693/50. 95。
4. 根据权利要求1-3中任意一项所述的显微镜物镜，其特征在于：所述的显微镜物镜 最大视场为50mm。
【文档编号】G02B21/02GK204116704SQ201420640387
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月29日 优先权日:2014年10月29日
【发明者】文里云, 迪米特 申请人:南京恒磊光学技术研究有限公司