一种宽光谱大视场投影物镜的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种投影物镜，尤其涉及高精度大视场光学检测的一种宽光谱大视场 投影物镜，应用于生物、遗传、医疗和药物等领域的高分辨大视场的研宄与检测。
【背景技术】
[0002] 应用于生物、遗传、医疗和药物等研宄与检测技术的发展，高精度大视场光学检测 要求的投影物镜需求日益增强。同时具有宽光谱、高分辨、大视场3种性能的投影物镜的设 计和制造十分困难，目前还少有先例。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种宽光谱大视场投影物镜，实现 了投影物镜的球面像差、彗差、像散，轴向色像差和倍率色像差等各项像差都得到良好校 正，尤其对轴向色差的二级光谱校正良好，又可以降低镜头的加工，测试和装校的难度和成 本，同时在具有良好的像方远心投影物镜效果，为后面的取像提供了良好条件。
[0004] 本发明采用以下技术方案实现：一种宽光谱大视场投影物镜，其从物侧（P1)到像 侧（P2)依次包括第一镜组（G1)、第二镜组（G2)、第三镜组（G3);
[0005]在第二镜组（G2)中，满足关系式：Vd=(nd- lV(nF - nC)，nd< 1.65 且 Vd> 62的正透镜最少有两个，nd > 1. 50且Vd < 55的负透镜最少有一个；其中，Vd为色散系 数、体现光学材料的色散程度的常数，nF为波長486nm的F线折射率，nd为波長587nm的d 线折射率，nC为波長656nm的C线折射率；
[0006] 在第三镜组（G3)中，含有一对互相面对的凹面一，且所述一对互相面对的凹面一 之间至少含有一个负透镜，且所述负透镜含有面向物侧的凹面二；第三镜组（G3)还满足关 系式：至少含有一个正透镜和一个负透镜满足ndp > ndn，至少含有一个正透镜和一个负透 镜满足Vdp < Vdn ;其中，ndp为所述正透镜的d线折射率，ndn为所述负透镜的d线折射 率，Vdp为所述正透镜的色散系数，Vdn为所述负透镜的色散系数；
[0007]第一镜组（G1)、第二镜组（G2)、第三镜组（G3)各镜组之间满足关系式：0.3〈fl/ fa〈2. 8,0. 25〈f2/fa〈2. 5,0. 25〈-f3/fa〈5. 5;其中，fl 为第一镜组（G1)的组合焦距，f2 为 第二镜组（G2)的组合焦距，f3为第三镜组（G3)的组合焦距，fa为整个投影物镜的组合焦 距；
[0008] 其中，在第一镜组（G1)与第三镜组（G3)之间设置有光阑（AS);在物侧（P1)与像 侧（P2)之间设置有等效平行平板（PLATE)，等效平行平板满足：Tpl > 0. 6Dop，其中，Tpl为 等效平行平板厚度，Dop为等效平行平板的最大通光口径；
[0009]在第二镜组（G2)中，还至少含有两个空气透镜满足关系式：|(r21-r22)/ (r21+r22) |〈0. 6，| (Vd21-Vd22) | > 28，| (nd21-nd22) | > 0? 09 ;其中，r21、r22 分别为空 气透镜两侧的透镜表面的曲率半径，Vd21、Vd22分别为空气透镜两侧的透镜的色散系数， nd21、nd22分别为空气透镜的两侧的透镜的d线折射率；
[0010] 且第二镜组（G2)至少含有二个正透镜在室温条件下满足：dn/dt < 0 ;其中，n为 折射率，t为温度，dn/dt为光学材料的折射率随温度变化的折射率温度系数。
[0011] 作为上述方案的进一步改进，在第一镜组（G1)中：至少含有一个正透镜和一个负 透镜满足：ndp > ndn ;至少含有一个正透镜和一个负透镜满足：Vdp < Vdn。
[0012] 作为上述方案的进一步改进，所述等效平行平板设置在第一镜组（G1)与第三镜 组（G3)之间，所述等效平行平板为具有部分透射和部分反射功能的分光束器件。
[0013] 进一步地，所述宽光谱大视场投影物镜的透镜总数量位于12到28之间。
[0014] 作为上述方案的进一步改进，第一镜组（G1)、第二镜组（G2)、第三镜组（G3)中的 所有透镜表面为球面，不含有非球面，第二镜组（G2)、第三镜组（G3)均为不含有胶合面的 单透镜组成。
[0015] 作为上述方案的进一步改进，从物侧（P1)到像侧（P2)，第二镜组（G2)依次包括 第五透镜（L5)、第六透镜（L6)、第七透镜（L7)、第八透镜（L8)、第九透镜（L9)、第十透镜 (L10)、第^^一透镜（L11);其中，第六透镜（L6)和第九透镜（L9)均具有负光焦度，第五透 镜（L5)、第七透镜（L7)、第八透镜（L8)、第十透镜（L10)和第^^一透镜（L11)均具有正光焦 度。
[0016] 进一步地，第二镜组（L2)的第六透镜（L6)与第七透镜（L7)之间、第八透镜（L8) 与第九透镜（L9)之间、第九透镜（L9)与第十透镜（L10)之间均存在一个满足相应关系式 的所述空气透镜。
[0017] 进一步地，从物侧（P1)到像侧（P2)，第三镜组（G3)依次包括第十二透镜（L12)、 第十三透镜（L13)、第十四透镜（L14)、第十五透镜（L15)、第十六透镜（L16)、第十七透镜 (L17)，其中，第十三透镜（L13)、第十四透镜（L14)、第十五透镜（L15)均具有负光焦度，第 十二透镜（L12)、第十六透镜（L16)、第十七透镜（L17)均具有正光焦度。
[0018] 优选地，第十三透镜（L13)与第十五透镜（L15)之间存在一对互相面对的凹面一， 在这对互相面对的凹面一之间存在为负透镜的第十四透镜（L14)，第十四透镜（L14)含有 面向物侧（P1)的凹面二。
[0019]优选地，从物侧（P1)到像侧（P2)，第一镜组（G1)依次包括第一透镜（L1)、第二透 镜（L2)、第三透镜（L3)、第四透镜（L4);其中，第一透镜（L1)与第三透镜（L3)均具有负光 焦度，第二透镜（L2)和第四透镜（L4)均具有正光焦度。
[0020] 本发明的光阑的开口大小能调节。
[0021] 本发明的优点：1，同时具有宽光谱、高分辨、大视场3种特性，目前还少有先例；2， 投影物镜的最大光学口径只有像方全视场口径的60%左右，大幅度降低了投影物镜的制造 成本和难度。而普通像方远心投影物镜的最大光学口径是像方全视场口径的100 %以上，制 造成本高而且制造难度大；3,镜片口径小，不包含非球面镜片，大幅度降低了加工，检测和 装校的难度和成本；4,可以利用等效平行平板的部分透射和部分反射的分光功能，实现各 种同轴落射照明。
【附图说明】
[0022] 图1为本发明实施例1提供的宽光谱大视场投影物镜的结构示意图。
[0023] 图2为空气透镜的结构示意图。
[0024] 图3为图1中宽光谱大视场投影物镜的0. 7孔径处轴向色差曲线图。
[0025] 图4为图1中宽光谱大视场投影物镜在480-730nm波长范围的传递函数MTF图。
[0026]图5为本发明实施例2提供的宽光谱大视场投影物镜的结构示意图。
[0027] 图6为图5中宽光谱大视场投影物镜的0. 7孔径处轴向色差曲线图。
[0028] 图7为图5中宽光谱大视场投影物镜在480-730nm波长范围的传递函数MTF图。
[0029] 图8为本发明实施例3提供的宽光谱大视场投影物镜的结构示意图。
[0030] 图9为图8中宽光谱大视场投影物镜的0. 7孔径处轴向色差曲线图。
[0031] 图10为图8中宽光谱大视场投影物镜在480-730nm波长范围的传递函数MTF图。
[0032] 图11为本发明实施例4提供的宽光谱大视场投影物镜的结构示意图。
[0033] 图12为图4中宽光谱大视场投影物镜的0. 7孔径处轴向色差曲线图。
[0034] 图13为图4中宽光谱大视场投影物镜在480-730nm波长范围的传递函数MTF图。
【具体实施方式】
[0035] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定