鏡筒透鏡單元的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于顯微鏡的鏡筒透鏡單元，具有消色差校正的效果，用于和具有無窮大像距和消色差的剩余誤差的物鏡一起使用。按照本發明，鏡筒透鏡單元包括至少兩個透鏡(L1、L2、L3、L4、L5)，至少兩個透鏡具有以下特性：np<1.50和vp<71nN<1.66和vN<37其中np和nN分別代表正透鏡和負透鏡在546nm的波長時的折射率(ne)，vp和vN分別代表正透鏡和負透鏡在546nm的波長(WL2)時的阿貝數(ve)以及光路通過以下條件表征：|δA|<0.60和|δB|<0.30其中δA代表孔徑光束的波動——在穿過透鏡(L1、L2、L3、L4、L5)的面(F2、F3、F4、F5、F6)時對于17.55mm的入射光瞳(EP)直徑的穿透高度，δB代表主光束的波動——在穿過透鏡(L1、L2、L3、L4、L5)的面(F2、F3、F4、F5、F6)時對于w＝3.23度的輸入角的穿透高度。
【專利說明】鏡筒透鏡單元
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種用于顯微鏡的鏡筒透鏡單元，具有消色差校正的效果，用于和具 有無窮大的像距和消色差的剩余誤差的物鏡一起使用。
【背景技術】
[0002] 已知有所謂的ICS系統（"infinitycolorfreecorrectionsystems" ：無限遠 色彩自由校正系統），該系統包括具有色彩剩余誤差和無窮大像距的物鏡以及具有色彩補 償效果的鏡筒透鏡單元。
[0003] 借助這種系統實現了，盡管存在物鏡的色彩剩余誤差，也能沒有色差地產生中間 圖像，并在整個成像區域中獲得在顯微鏡下的物體細節的極其色彩真實的再現。
[0004] 已知的ICS系統的一個主要缺點是，在物鏡和鏡筒透鏡單元之間的距離僅能在狹 小的范圍中變化，因此該系統被限制于預先給定的鏡筒透鏡單元并且就此而言僅能用于預 先給定的鏡筒透鏡單元針對其設計的設備。
[0005] 在W02005/088378中描述了一種鏡筒透鏡單元，該鏡筒透鏡單元在和具有無窮大 像距和色彩剩余誤差的物鏡一起使用時實現了色彩補償效果。但是在此沒有修正在顯微鏡 物鏡和鏡筒透鏡之間的無窮大空間，這是因為其色差得到補償。證實為不利的是，無窮大空 間是不能變化的。此外，在物鏡和鏡筒透鏡單元之間側向偏移時在光軸上產生橫向色差。
[0006] 此外，在US2010172029中描述了一種經修正的鏡筒透鏡單元。為了盡可能消除 色差，必須使用具有反常色散的、非常昂貴的鏡片。這種解決方案中的缺點是，與無窮大空 間相關的像散性的波動沒有得到充分地排除。此外沒有實現物鏡和鏡筒透鏡單元的橫向色 差的完全補償。
【發明內容】
[0007] 從現有技術的解決方案的缺點出發，本發明的目的是，在緊湊性和健壯性/魯棒 性方面改進鏡筒透鏡單元，其中，緊湊性的特征在于短的結構長度，健壯性規定了在透鏡的 傾斜誤差和側向偏移時像差變化的最小化以及在穿過鏡筒透鏡單元時孔徑光束以及主光 束的高度波動。
[0008] 孔徑光束在此是從軸向物點出發并且觸碰到孔徑邊緣的光束，而主光束是從最高 的區域點出發并經過入射光瞳的中心的光束。
[0009] 根據本發明，該目的借助開頭所述類型的、具有權利要求1的特征的鏡筒透鏡單 元實現。在從屬權利要求2至6中給出了有利的設計方案。
[0010] 根據本發明，所述鏡筒透鏡單元包括至少兩個透鏡，該至少兩個透鏡具有以下特 性：
[0011]np〈l. 50 和vp〈71
[0012] nN〈l. 66 和vn〈37
[0013] 其中，np和nN分別代表在546nm的波長時正透鏡/凸透鏡和負透鏡/凹透鏡的折 射率，Vp和Vn分別代表在546nm的波長時正透鏡和負透鏡的阿貝數，光路通過以下條件表 征：
[0014] ISA|〈0.60和ISB|〈0.30
[0015] 其中，SA代表孔徑光束的波動--對于17. 55mm的入射光瞳直徑在穿過透鏡的 表面時的穿透高度，SB代表主光束的波動--對于w= 3. 23度的輸入角在穿過透鏡的表 面時的穿透高度。
[0016] 有利地，所述鏡筒透鏡單元包括一具有兩個透鏡的粘結透鏡單元，該粘結透鏡單 元從無窮大空間出發通過具有負的折射力/折射能力的彎月形透鏡和具有正的折射力的 雙凸透鏡表征。
[0017] 優選地，在入射光瞳在第一面上、17. 55mm的入射光瞳直徑、無窮遠的物面位置、 195. 03mm的焦距和22的視區域數的情況下，變型方案的特征在于以下功能數據：
【權利要求】
1. 一種用于顯微鏡的鏡筒透鏡單元，具有消色差校正的效果，該鏡筒透鏡單元用于和 具有無窮大的像距和消色差的剩余誤差的物鏡一起使用， 其特征在于， 所述鏡筒透鏡單元包括至少兩個透鏡（L1、L2、L3、L4、L5)，該至少兩個透鏡具有以下特 性： ηρ〈1· 50 和 vp〈71 ηΝ〈1·66 和 vn〈37 其中，np和nN分別代表正透鏡和負透鏡在546nm的波長時的折射率（ne)，v p和vN分別 代表正透鏡和負透鏡在546nm的波長（WL2)時的阿貝數（Ve)，以及光路通過以下條件表征： δ A|〈0.60 和 I δΒ|〈0.30 其中，δ A代表孔徑光束的波動--在穿過所述透鏡（L1、L2、L3、L4、L5)的表面（F2、 F3、F4、F5、F6)時對于17. 55mm的入射光瞳（EP)直徑的穿透高度，δ B代表主光束的波 動--在穿過所述透鏡（LI、L2、L3、L4、L5)的表面（F2、F3、F4、F5、F6)時對于w = 3. 23 度的輸入角的穿透高度。
2. 根據權利要求1所述的鏡筒透鏡單元，包括一具有兩個透鏡（L4、L5)的粘結透鏡單 元，該粘結透鏡單元從無窮大空間出發通過具有負的折射力的彎月形透鏡（L4)和具有正 的折射力的雙凸透鏡（L5)表征。
3. 根據權利要求1所述的鏡筒透鏡單元，包括一雙凸透鏡（LI)和一粘結透鏡單元，該 雙凸透鏡從無窮大的空間出發布置并且具有正的折射力，該粘結透鏡單元包括具有負的折 射力的彎月形透鏡（L2)和具有正的折射力的彎月形透鏡（L3)，其中，彎月形透鏡（L2、L3) 的所有面（F4、F5、F6)的曲率半徑位于成像側。
4. 根據權利要求1和2所述的鏡筒透鏡單元，在入射光瞳（EP)在第一面（Fl)上、 17. 55mm的入射光瞳（EP)直徑、無窮遠的物面位置、195. 03mm的焦距（f'）和22的視區域 數的情況下，其特征在于以下功能數據：
其中，r是以_為單位的半徑，d是以_為單位的透鏡的厚度或者是氣隙，是折射 率，\是阿貝數。
5. 根據權利要求1和3所述的鏡筒透鏡單元，在入射光瞳（EP)在第一面（Fl)上、 17. 55mm的入射光瞳（EP)直徑、無窮遠的物面位置、195. 02mm的焦距（f'）和22的視區域 數的情況下，其特征在于以下功能數據：
其中，r是以mm為單位的半徑，d是以mm為單位的透鏡（LI、L2、L3)的厚度或者是氣 隙，是折射率，^是阿貝數。
6.根據權利要求1和3所述的鏡筒透鏡單元，在入射光瞳（EP)在第一面（Fl)上、 17. 55mm的入射光瞳（EP)直徑、無窮遠的物面位置、195. OOmm的焦距（f'）和22的視區域 數的情況下，其特征在于以下功能數據：
其中，r是以mm為單位的半徑，d是以mm為單位的透鏡（LI、L2、L3)的厚度或者是氣 隙，是折射率，^是阿貝數。
【文檔編號】G02B21/02GK104516096SQ201410524202
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年10月8日 優先權日:2013年10月8日
【發明者】史仁虎, M·剛施爾 申請人:卡爾蔡司顯微鏡有限責任公司