一种显微镜20×物镜制造技术

本实用新型专利技术公开了一种显微镜20×物镜，属于显微镜领域，其包括同光轴设置的五片球面玻璃透镜，从物方至像方依次为：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，其中第二透镜L2和第三透镜L3组成胶合透镜组；所述的第一透镜L1面向物方为凹面，面向像方为凸面；第二透镜L2面向物方为凸面，面向像方为凹面；第三透镜L3面向物方为凸面，面向像方为凸面；第四透镜L4面向物方为凸面，面向像方为凹面；第五透镜L5面向物方为凸面，面向像方为凹面。本实用新型专利技术在较大数值孔径的前提下获得较长的工作距离，以满足医药、生物等领域对显微镜成像效果更高、工作环境更方便的要求。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及显微镜领域，具体地说，涉及一种显微镜20×物镜。
技术介绍
显微镜是由一个或几个透镜组合构成的一种光学仪器，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，特别在生物医疗和科研等领域具有不可替代的作用。显微镜物镜是由若干个透镜组合而成的一个透镜组。组合使用的目的是为了克服单个透镜的成像缺陷，提高物镜的光学质量。显微镜的放大作用主要取决于物镜，物镜质量的好坏直接影响显微镜映像质量，它是决定显微镜的分辨率和成像清晰程度的主要部件。物镜的主要参数是数值孔径、工作距离、分辨率、焦深、齐焦距离。数值孔径是判断显微镜物镜性能(分辨率、焦深、亮度等)的重要指数，工作距离是实际操作使用时的重要参数。数值孔径又叫镜口率，简写为NA。它是由物体与物镜间媒质的折算率(n)与物镜孔径角的一半(θ/2)的正弦值的乘积。数值孔径是显微镜物镜的重要参数，决定了物镜的分辨率与物镜的放大倍数、工作距离、景深有直接关系。一般来说，它与分辨率成正比，与放大率成正比，焦深与数值孔径的平方成反比，数值孔径增大，视场宽度与工作距离都会相应变小。目前，世界范围内已有各类显微镜物镜，但是技术上一般的20×物镜数值孔径能达到0.4mm，但是工作距离却只有1mm-1.8mm，20×物镜数值孔径能达到的最大的数值也只有0.5mm，但是工作距离却只有1mm以下，加长工作距离，数值孔径也会减小很多。中国专利申请号201410594935.7，公开日2015年1月21日的专利申请文件，公开了一种显微镜物镜，属于光学领域。其包括同光轴装置的六片球面玻璃透镜，从物方至像方依次排列：第一透镜面向物方为凸面，面向像方为凸面；第二、第三透镜为胶合透镜组，其中第二透镜面向物方为凸面，面向像方为凸面；第三透镜面向物方为凹面，面向像方为凹面，第二透镜面向像方的凸面与第三透镜面向物方的凹面胶合在一起；第四、第五透镜为胶合透镜组，其中第四透镜面向物方为凹面，面向像方为凹面；第五透镜面向物方为凸面，面向像方为凸面，第四透镜面向像方的凹面与第五透镜面向物方的凸面胶合在一起；第六透镜面向物方为凹面，面向像方为凸面。该显微镜物镜可实现高分辨力的成像，具有视场大、分辨率高、体积小、加工工艺成熟、成本低等特点。中国专利申请号201410598257.1，公开日2015年1月14日的专利申请文件，公开了一种显微镜物镜，属于光学领域。其包括同光轴装置的八片球面玻璃透镜，从物方至像方依次排列：第一透镜面向物方为凹面，面向像方为凸面；第二、第三透镜为胶合透镜组，第四、第五透镜为胶合透镜组，第六透镜面向物方为凸面，第七、第八透镜为胶合透镜组。该显微镜物镜可实现高分辨力的成像，具有视场大、分辨率高、体积小、加工工艺成熟、成本低等特点。上述专利申请公开的技术方案中物镜数值孔径能达到的最大的数值也只有0.5mm，且工作距离也只有0.85mm。
技术实现思路
1.要解决的技术问题针对现有显微镜物镜需要长工作距离且数值孔径小，不能满足科技发展需要的问题，本技术提供了一种显微镜物镜，在距离数值孔径较大的前提下，能得到较长的工作距离，能突破现有技术的瓶颈，以满足医药、生物等领域对显微镜成像效果更高的要求。2.技术方案为达到上述目的，本技术提供的技术方案为：一种显微镜20×物镜，包括同光轴设置的五片球面玻璃透镜，从物方至像方依次为：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜，其中第二透镜和第三透镜组成胶合透镜组，所述的第一透镜面向物方为凹面，面向像方为凸面；第二透镜面向物方为凸面，面向像方为凹面；第三透镜面向物方为凸面，面向像方为凸面；第四透镜面向物方为凸面，面向像方为凹面；第五透镜面向物方为凸面，面向像方为凹面。优选地，第一镜面为R1＝-33.95～-34.45mm、D1＝2.80～3.40mm、Φ1＝8.00～8.40mm；第二镜面为R2＝-7.6～-8.01mm、D2＝0.62～0.85mm、Φ2＝9.10～9.60mm；第三镜面为R3＝+75.70～+76.30mm、D3＝1.25～1.75mm、Φ3＝8.40～9.02mm；第四镜面为R4＝+8.81～+9.41mm、D4＝4.0～4.65mm、Φ4＝9.50～10.10mm；第五镜面为R5＝－18.81～－19.41mm、D5＝0.86～1.15mm、Φ5＝10.00～10.40mm；第六镜面为R6＝+11.25～+11.75mm、D6＝3.70～4.20mm、Φ6＝12.85～13.25mm；第七镜面为R7＝+26.30～+26.70mm、D7＝7.50～7.80mm、Φ7＝12.05～12.45mm；第八镜面为R8＝+9.62～+10.02mm、D8＝4.20～4.60mm、Φ8＝11.50～12.00mm；第九镜面为R9＝+5.95～+6.45mm、D9＝199.2～201.2mm、Φ9＝8.50～9.00mm；其中所述的第一透镜面向物方的凹面为第一镜面，面向像方的凸面为第二镜面；所述的第二透镜面向物方的凸面为第三镜面，第二透镜面向像方的凹面与第三透镜面向物方的凸面的胶合面为第四镜面；第三透镜面向像方的凸面为第五镜面；所述的第四透镜面向物方的凸面为第六镜面，面向像方的凹面为第七镜面；所述的第五透镜面向物方的凸面为第八镜面，面向像方的凹面为第九镜面，R为曲率半径，Φ为有效通光孔径，D1为第一镜面到第二镜面的距离，D2为第二镜面到第三镜面的距离，以此类推，D9为第九镜面到物镜像面的距离。优选地，所述的第一透镜的焦距为15.82mm；第二透镜和第三透镜胶合组成的胶合透镜组的焦距为84.14mm；第四透镜的焦距为37.61mm；第五透镜的焦距为-47.04mm。优选地，所述的第一透镜的折射率/阿贝系数为1.61272/58.58；第二透镜的折射率/阿贝系数为1.71736/29.50；第三透镜的折射率/阿贝系数为1.49700/81.61；第四透镜的折射率/阿贝系数为1.49700/81.61；第五透镜的折射率/阿贝系数为1.71736/29.50；优选地，显微镜物镜的数值孔径为0.40mm，工作距离为8.2mm。3.有益效果采用本技术提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：本技术的显微镜物镜，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；且在本技术给出的九个镜面的结构参数条件下，显微镜物镜的数值孔径能达到0.40mm，工作距离达到8.2mm，能够满足现有技术对显微镜物镜视场及工作距离的高要求。附图说明图1为本技术的显微镜物镜的结构示意图；图2为在本技术实施例1提供的结构参数下，ZEMAX软件模拟出的显微镜物镜的视场参数表；图3、图4、图5和图6分别为ZEMAX软件模拟出的在图2视场设定条件下，显微镜物镜成像质量效果图；其中：图3为光线色散情况示意图，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为单色光基于衍射的能量集中度示意图，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示意图，其横坐标为空间频率，纵坐标为传递函数值；图6为波相差与理论值的对比示意图，其为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种显微镜20×物镜，包括同光轴设置的五片球面玻璃透镜，从物方至像方依次为：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)，其中第二透镜(L2)和第三透镜(L3)组成胶合透镜组，其特征在于：所述的第一透镜(L1)面向物方为凹面，面向像方为凸面；第二透镜(L2)面向物方为凸面，面向像方为凹面；第三透镜(L3)面向物方为凸面，面向像方为凸面；第四透镜(L4)面向物方为凸面，面向像方为凹面；第五透镜(L5)面向物方为凸面，面向像方为凹面。

【技术特征摘要】
1.一种显微镜20×物镜，包括同光轴设置的五片球面玻璃透镜，从物方至像方依次为：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)，其中第二透镜(L2)和第三透镜(L3)组成胶合透镜组，其特征在于：所述的第一透镜(L1)面向物方为凹面，面向像方为凸面；第二透镜(L2)面向物方为凸面，面向像方为凹面；第三透镜(L3)面向物方为凸面，面向像方为凸面；第四透镜(L4)面向物方为凸面，面向像方为凹面；第五透镜(L5)面向物方为凸面，面向像方为凹面。2.根据权利要求1所述的显微镜物镜，其特征在于：第一镜面为R1＝-33.95～-34.45mm、D1＝2.80～3.40mm、Φ1＝8.00～8.40mm；第二镜面为R2＝-7.6～-8.01mm、D2＝0.62～0.85mm、Φ2＝9.10～9.60mm；第三镜面为R3＝+75.70～+76.30mm、D3＝1.25～1.75mm、Φ3＝8.40～9.02mm；第四镜面为R4＝+8.81～+9.41mm、D4＝4.0～4.65mm、Φ4＝9.50～10.10mm；第五镜面为R5＝－18.81～－19.41mm、D5＝0.86～1.15mm、Φ5＝10.00～10.40mm；第六镜面为R6＝+11.25～+11.75mm、D6＝3.70～4.20mm、Φ6＝12.85～13.25mm；第七镜面为R7＝+26.30～+26.70mm、D7＝7.50～7.80mm、Φ7＝12.05～12.45mm；第八镜面为R8＝+9.62～+10.02mm、D8＝4.20～4.60mm、Φ8＝11.50～12.00mm；第九镜面为...

【专利技术属性】
技术研发人员：文里云，迪米特，
申请(专利权)人：南京恒磊光学技术研究有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32