專利名稱：大孔徑顯微投影物鏡光學系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大孔徑顯微投影物鏡，主要用于印刷制板機的通用掃描物鏡。
已有技術(shù)中，如西德HELL公司所設(shè)計的物鏡光學系統(tǒng)采用六片結(jié)構(gòu)，厚度大，厚度與透鏡口徑之比有的可達1.5/1，形呈鼓狀，并且鏡片之間采用膠合結(jié)合。國內(nèi)現(xiàn)采用的物鏡，采用七片組合，單片分離，鏡片厚度適中，厚度與口徑之比為1/10-1/2?；谖覈F(xiàn)有的加工條件，鼓形鏡不易加工，膠合工藝條件要求高，在透鏡膠合時同心度不易保證。一般單片分離d/φ＝1/10-1/2，而且國內(nèi)可供選擇的片材較少，綜合上述因素使最終的象質(zhì)不高。
本發(fā)明針對上述存在的問題，提出采用單片、分離、不采用膠合透鏡的新物鏡設(shè)計結(jié)構(gòu)。其目的在于增加矯正象差的因子，降低各因子對象差的負擔。因此，可允許適當?shù)胤艑拰ξ镧R加工的精度要求。而且使系統(tǒng)緊湊，適用性強。

圖1表示本設(shè)計投影物鏡光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，圖2為象質(zhì)評價曲線，分別由A，B，C，D，E表示數(shù)值孔徑與球差、慧差、以及象散與場曲、倍率色差、畸變的關(guān)系曲線。
圖3為象質(zhì)評價曲線，分別由F、G表示調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)與線對關(guān)系曲線，并與國外海爾(HELL)公司對系統(tǒng)的要求相比較的結(jié)果。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的內(nèi)容作進一步的描述本系統(tǒng)由七片鏡片組成，共分前后兩組，前組由三片組成，后組由四片組成，并在前組與后組透鏡組之間有一個光闌。前組焦距f′＝2.039，后組焦距f′＝0.661。前組三片的焦距分別為f1＝2.000，f2＝-2.144，f3＝2.182后組四片的焦距分別為f4＝1.420，f5＝-0.863，f6＝0.944，f7＝1.045，詳細的結(jié)構(gòu)參數(shù)見附表。
在圖2的A，B中，縱座標表示數(shù)值孔徑的平方u′2，橫座標LA，OSC分別表示球差和慧差，其中c，f，d曲線分別對不同的紅，蘭，黃光的結(jié)果。在D，E，F(xiàn)中縱座標為視場ω，橫座標分別為場曲Xt，s，倍率色差DYfc。畸變Dy在圖3中，縱座標表示MTF，橫座標為線對lp/mm，使用的光源為白光光源。其中，X號表示HELL公司要求的相應(yīng)值。
圖4為焦距f′＝1.00時，象差曲線圖。
實施例本系統(tǒng)采用的f1-f7的焦距值如同前面所示數(shù)值，加工條件要求一般。即N＝2，△N＝0.2，C＝0.01，B＝Ⅲ，△R＝A，△d＝±0.03。
其中，前后組負鏡采用高折射率的ZF7玻璃，前組二片采用LaK2，后組其它三片采用LaK6玻璃。
上述的光學系統(tǒng)，焦距f′＝1.00，(標準化值)，對不同焦距的實施例物鏡，可以對相應(yīng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)半徑、厚度、間距、口徑作同比例的縮放，則本學系統(tǒng)的特征是不變的。
本系統(tǒng)的優(yōu)點是數(shù)值孔徑大，u′＝0.417，在全孔徑之內(nèi)都具有優(yōu)良的成象，用此數(shù)據(jù)設(shè)計電子分色機上用的掃描物鏡10＊，11＊。這兩個實施例說明，在顯微工作狀態(tài)下，視場中央當100lp/mm時MTF可大于70%，在投影工作狀態(tài)下，即使視場邊緣為10lp/mm時，MTF也可達到大于60%。
結(jié)構(gòu)緊湊，共軛距等于11.244，為焦距和倍率相乘積之1.1倍。
形式近似對稱，光闌置于中央部位，視場邊緣的漸暈系統(tǒng)大于70%。
采用單片，分離結(jié)構(gòu)，可增加矯正象差的因子，降低各因子對象差的負擔，放寬加工精度的要求。不用膠合可避免膠合偏心。選擇幾種鏡片的厚度和口徑均之比均在1/2-1/10范圍內(nèi)，便于加工。整個系統(tǒng)的成本低，可適用于印刷制版機物鏡。
結(jié)構(gòu)參數(shù)物距L＝-9.04，象距L′＝0.32，焦距f′＝1.00，放大率 β＝-10x，數(shù)值孔徑u′＝0.417，物高1/2H＝-0.81，R11.035 d10.139 LaK2R23.848 d20.130
R3-1.656 d30.130 ZF7R4-34.590 d40.007R51.2712 d50.193 LaK2R67.4166 d60.286R7光闌 d70.308R8-1.3747 d80.150 Lak6R9-0.6014 d90.112R10-0.4010 d100.045 ZF7R110.9835 d110.020R120.7098 d120.225 Lak6R13-7.721 d130.020R140.8973 d140.117 Lak6R15-3.649
權(quán)利要求
1.一種大孔徑顯微投影物鏡光學系統(tǒng)，它由二組鏡片組成，前組為三片，后組為四片，其特征是前組焦距f′=2.039，后組焦距f′=0.661。其中前組三片的焦距分別為f1=2.000，f2=-2.144，f3=2.182后組四片的焦距分別為f4=1.420，f5=-0.863，f6=0.944，f7=1.045。前后組中負鏡采用高折射率ZF7玻璃，前組其它二片，后組其它三片分別采用Lak2和Lak6玻璃材料，所述系統(tǒng)的各鏡片是單片分離的其f1到f7鏡片設(shè)置的次序是“+-++-++”排列，在前組與后組透鏡組之間有一個光闌。
2.如權(quán)利要求1所述的光學系統(tǒng)，其特征是所采用鏡片的厚度和口徑之比為1/2-1/10。
3.如權(quán)利要求1所述的光學系統(tǒng)，其特征是所述的系統(tǒng)是焦距f′＝1.00時的標準化值，但對不同焦距的物鏡、可以對相應(yīng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)半徑、厚度，間距，口徑作同比例的縮放
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大孔徑顯微物鏡光學系統(tǒng)，該系統(tǒng)由二組鏡片以及它們之間的光闌組成，前組鏡片為三片，后組鏡片為四片，前后組中負鏡采用ZF
文檔編號G02B9/64GK1041827SQ8810914
公開日1990年5月2日 申請日期1988年10月13日 優(yōu)先權(quán)日1988年10月13日
發(fā)明者楊士策 申請人:北京科學儀器廠