一種寬光譜大視場(chǎng)投影物鏡的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種投影物鏡，尤其涉及高精度大視場(chǎng)光學(xué)檢測(cè)的一種寬光譜大視場(chǎng) 投影物鏡，應(yīng)用于生物、遺傳、醫(yī)療和藥物等領(lǐng)域的高分辨大視場(chǎng)的研宄與檢測(cè)。
【背景技術(shù)】
[0002] 應(yīng)用于生物、遺傳、醫(yī)療和藥物等研宄與檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，高精度大視場(chǎng)光學(xué)檢測(cè) 要求的投影物鏡需求日益增強(qiáng)。同時(shí)具有寬光譜、高分辨、大視場(chǎng)3種性能的投影物鏡的設(shè) 計(jì)和制造十分困難，目前還少有先例。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種寬光譜大視場(chǎng)投影物鏡，實(shí)現(xiàn) 了投影物鏡的球面像差、彗差、像散，軸向色像差和倍率色像差等各項(xiàng)像差都得到良好校 正，尤其對(duì)軸向色差的二級(jí)光譜校正良好，又可以降低鏡頭的加工，測(cè)試和裝校的難度和成 本，同時(shí)在具有良好的像方遠(yuǎn)心投影物鏡效果，為后面的取像提供了良好條件。
[0004] 本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種寬光譜大視場(chǎng)投影物鏡，其從物側(cè)（P1)到像 側(cè)（P2)依次包括第一鏡組（G1)、第二鏡組（G2)、第三鏡組（G3);
[0005]在第二鏡組（G2)中，滿足關(guān)系式：Vd=(nd- lV(nF - nC)，nd< 1.65 且 Vd> 62的正透鏡最少有兩個(gè)，nd > 1. 50且Vd < 55的負(fù)透鏡最少有一個(gè)；其中，Vd為色散系 數(shù)、體現(xiàn)光學(xué)材料的色散程度的常數(shù)，nF為波長(zhǎng)486nm的F線折射率，nd為波長(zhǎng)587nm的d 線折射率，nC為波長(zhǎng)656nm的C線折射率；
[0006] 在第三鏡組（G3)中，含有一對(duì)互相面對(duì)的凹面一，且所述一對(duì)互相面對(duì)的凹面一 之間至少含有一個(gè)負(fù)透鏡，且所述負(fù)透鏡含有面向物側(cè)的凹面二；第三鏡組（G3)還滿足關(guān) 系式：至少含有一個(gè)正透鏡和一個(gè)負(fù)透鏡滿足ndp > ndn，至少含有一個(gè)正透鏡和一個(gè)負(fù)透 鏡滿足Vdp < Vdn ;其中，ndp為所述正透鏡的d線折射率，ndn為所述負(fù)透鏡的d線折射 率，Vdp為所述正透鏡的色散系數(shù)，Vdn為所述負(fù)透鏡的色散系數(shù)；
[0007]第一鏡組（G1)、第二鏡組（G2)、第三鏡組（G3)各鏡組之間滿足關(guān)系式：0.3〈fl/ fa〈2. 8,0. 25〈f2/fa〈2. 5,0. 25〈-f3/fa〈5. 5;其中，fl 為第一鏡組（G1)的組合焦距，f2 為 第二鏡組（G2)的組合焦距，f3為第三鏡組（G3)的組合焦距，fa為整個(gè)投影物鏡的組合焦 距；
[0008] 其中，在第一鏡組（G1)與第三鏡組（G3)之間設(shè)置有光闌（AS);在物側(cè)（P1)與像 側(cè)（P2)之間設(shè)置有等效平行平板（PLATE)，等效平行平板滿足：Tpl > 0. 6Dop，其中，Tpl為 等效平行平板厚度，Dop為等效平行平板的最大通光口徑；
[0009]在第二鏡組（G2)中，還至少含有兩個(gè)空氣透鏡滿足關(guān)系式：|(r21-r22)/ (r21+r22) |〈0. 6，| (Vd21-Vd22) | > 28，| (nd21-nd22) | > 0? 09 ;其中，r21、r22 分別為空 氣透鏡兩側(cè)的透鏡表面的曲率半徑，Vd21、Vd22分別為空氣透鏡兩側(cè)的透鏡的色散系數(shù)， nd21、nd22分別為空氣透鏡的兩側(cè)的透鏡的d線折射率；
[0010] 且第二鏡組（G2)至少含有二個(gè)正透鏡在室溫條件下滿足：dn/dt < 0 ;其中，n為 折射率，t為溫度，dn/dt為光學(xué)材料的折射率隨溫度變化的折射率溫度系數(shù)。
[0011] 作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，在第一鏡組（G1)中：至少含有一個(gè)正透鏡和一個(gè)負(fù) 透鏡滿足：ndp > ndn ;至少含有一個(gè)正透鏡和一個(gè)負(fù)透鏡滿足：Vdp < Vdn。
[0012] 作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述等效平行平板設(shè)置在第一鏡組（G1)與第三鏡 組（G3)之間，所述等效平行平板為具有部分透射和部分反射功能的分光束器件。
[0013] 進(jìn)一步地，所述寬光譜大視場(chǎng)投影物鏡的透鏡總數(shù)量位于12到28之間。
[0014] 作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，第一鏡組（G1)、第二鏡組（G2)、第三鏡組（G3)中的 所有透鏡表面為球面，不含有非球面，第二鏡組（G2)、第三鏡組（G3)均為不含有膠合面的 單透鏡組成。
[0015] 作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，從物側(cè)（P1)到像側(cè)（P2)，第二鏡組（G2)依次包括 第五透鏡（L5)、第六透鏡（L6)、第七透鏡（L7)、第八透鏡（L8)、第九透鏡（L9)、第十透鏡 (L10)、第^^一透鏡（L11);其中，第六透鏡（L6)和第九透鏡（L9)均具有負(fù)光焦度，第五透 鏡（L5)、第七透鏡（L7)、第八透鏡（L8)、第十透鏡（L10)和第^^一透鏡（L11)均具有正光焦 度。
[0016] 進(jìn)一步地，第二鏡組（L2)的第六透鏡（L6)與第七透鏡（L7)之間、第八透鏡（L8) 與第九透鏡（L9)之間、第九透鏡（L9)與第十透鏡（L10)之間均存在一個(gè)滿足相應(yīng)關(guān)系式 的所述空氣透鏡。
[0017] 進(jìn)一步地，從物側(cè)（P1)到像側(cè)（P2)，第三鏡組（G3)依次包括第十二透鏡（L12)、 第十三透鏡（L13)、第十四透鏡（L14)、第十五透鏡（L15)、第十六透鏡（L16)、第十七透鏡 (L17)，其中，第十三透鏡（L13)、第十四透鏡（L14)、第十五透鏡（L15)均具有負(fù)光焦度，第 十二透鏡（L12)、第十六透鏡（L16)、第十七透鏡（L17)均具有正光焦度。
[0018] 優(yōu)選地，第十三透鏡（L13)與第十五透鏡（L15)之間存在一對(duì)互相面對(duì)的凹面一， 在這對(duì)互相面對(duì)的凹面一之間存在為負(fù)透鏡的第十四透鏡（L14)，第十四透鏡（L14)含有 面向物側(cè)（P1)的凹面二。
[0019]優(yōu)選地，從物側(cè)（P1)到像側(cè)（P2)，第一鏡組（G1)依次包括第一透鏡（L1)、第二透 鏡（L2)、第三透鏡（L3)、第四透鏡（L4);其中，第一透鏡（L1)與第三透鏡（L3)均具有負(fù)光 焦度，第二透鏡（L2)和第四透鏡（L4)均具有正光焦度。
[0020] 本發(fā)明的光闌的開口大小能調(diào)節(jié)。
[0021] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：1，同時(shí)具有寬光譜、高分辨、大視場(chǎng)3種特性，目前還少有先例；2， 投影物鏡的最大光學(xué)口徑只有像方全視場(chǎng)口徑的60%左右，大幅度降低了投影物鏡的制造 成本和難度。而普通像方遠(yuǎn)心投影物鏡的最大光學(xué)口徑是像方全視場(chǎng)口徑的100 %以上，制 造成本高而且制造難度大；3,鏡片口徑小，不包含非球面鏡片，大幅度降低了加工，檢測(cè)和 裝校的難度和成本；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，實(shí)現(xiàn)各 種同軸落射照明。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例1提供的寬光譜大視場(chǎng)投影物鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 圖2為空氣透鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024] 圖3為圖1中寬光譜大視場(chǎng)投影物鏡的0. 7孔徑處軸向色差曲線圖。
[0025] 圖4為圖1中寬光譜大視場(chǎng)投影物鏡在480-730nm波長(zhǎng)范圍的傳遞函數(shù)MTF圖。
[0026]圖5為本發(fā)明實(shí)施例2提供的寬光譜大視場(chǎng)投影物鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027] 圖6為圖5中寬光譜大視場(chǎng)投影物鏡的0. 7孔徑處軸向色差曲線圖。
[0028] 圖7為圖5中寬光譜大視場(chǎng)投影物鏡在480-730nm波長(zhǎng)范圍的傳遞函數(shù)MTF圖。
[0029] 圖8為本發(fā)明實(shí)施例3提供的寬光譜大視場(chǎng)投影物鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030] 圖9為圖8中寬光譜大視場(chǎng)投影物鏡的0. 7孔徑處軸向色差曲線圖。
[0031] 圖10為圖8中寬光譜大視場(chǎng)投影物鏡在480-730nm波長(zhǎng)范圍的傳遞函數(shù)MTF圖。
[0032] 圖11為本發(fā)明實(shí)施例4提供的寬光譜大視場(chǎng)投影物鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033] 圖12為圖4中寬光譜大視場(chǎng)投影物鏡的0. 7孔徑處軸向色差曲線圖。
[0034] 圖13為圖4中寬光譜大視場(chǎng)投影物鏡在480-730nm波長(zhǎng)范圍的傳遞函數(shù)MTF圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定