一种宽视场高分辨率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视场高分辨 率投影物镜，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视场高分辨率投影物镜，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：一种宽视场高分辨率投影物镜，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]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；
[0007] 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；
[0008] 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；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；
[0009] 像侧（P2)具有面向物侧（P1)的凹球面，且满足：a in〈NA/ 0，0. 8〈Lpout/ Rim〈l. 2 ;其中，a in为投影物镜的主光线在像侧（P2)的入射角，NA为投影物镜的物方数 值孔径，0为投影物镜的放大倍率，取正值，Lpout为投影物镜像方出瞳距离，Rim像面凹球 面的曲率半径。
[0010] 作为上述方案的进一步改进，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。
[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，4〈 |3〈18。
[0013] 进一步地，所述宽视场高分辨率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，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的分光束器件。
[0015] 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。
[0016] 作为上述方案的进一步改进，第二镜组（G2)包括具有负光焦度的至少二个透镜 且其中至少一个透镜为双凹透镜；还包括具有正光焦度的至少三个透镜且其中至少二个透 镜为双凸透镜。
[0017] 作为上述方案的进一步改进，第三镜组（G3)包括具有负光焦度的至少二个透镜； 还包括具有正光焦度的至少二个透镜且包括至少一个月牙形透镜。
[0018] 作为上述方案的进一步改进，光阑的开口大小能调节。
[0019] 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， 具有良好的像方远心投影物镜效果，为以后的取像提供了良好条件；3,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；4,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；5,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】
[0020] 图1为本发明实施例1提供的宽视场高分辨率投影物镜的结构示意图。
[0021] 图2为空气透镜的结构示意图。
[0022]图3为图1中宽视场高分辨率投影物镜的0. 7孔径处轴向色差曲线图。
[0023] 图4为图1中宽视场高分辨率投影物镜在480-730nm波长范围的传递函数MTF图。
[0024]图5为本发明实施例2提供的宽视场高分辨率投影物镜的结构示意图。
[0025]图6为图5中宽视场高分辨率投影物镜的0. 7孔径处轴向色差曲线图。
[0026] 图7为图5中宽视场高分辨率投影物镜在480-730nm波长范围的传递函数MTF图。
[0027] 图8为本发明实施例3提供的宽视场高分辨率投影物镜的结构示意图。
[0028] 图9为图8中宽视场高分辨率投影物镜的(X 7孔径处轴向色差曲线图。
[0029] 图10为图8中宽视场高分辨率投影物镜在480-730nm波长范围的传递函数MTF 图。
[0030] 图11为本发明实施例4提供的宽视场高分辨率投影物镜的结构示意图。
[0031]图12为图4中宽视场高分辨率投影物镜的0.7孔径处轴向色差曲线图。
[0032] 图13为图4中宽视场高分辨率投影物镜在480-730nm波长范围的传递函数MTF 图。
【具体实施方式】
[0033] 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