無油長工作距離物鏡的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光學(xué)元件技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于金相顯微鏡的長工作距離物鏡。
【背景技術(shù)】
[0002] 金相顯微鏡是主要用于鑒定和分析金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)組織的儀器。100倍金相物鏡是 金相顯微鏡中常用的一個鏡頭，通常情況下它是一個油鏡，也就是物鏡和標(biāo)本之間要滴香 柏油才能使用，但是它的工作距離很短，一般只有〇. 1~〇. 2_左右，在金相觀察中很容易 導(dǎo)致鏡頭與樣品發(fā)生碰撞，損壞樣品和物鏡。而且，每次觀察完畢后要及時擦干凈附在樣品 和鏡頭上的香柏油，否則會造成物鏡成像模糊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種無油長工作距離物鏡，這種物鏡可以解決現(xiàn)有100倍金 相物鏡需要滴油才能使用，以及工作距離短導(dǎo)致容易與樣品發(fā)生碰撞的問題。
[0004] 為了解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：這種無油長工作距離物鏡包括從 物方到像方沿光軸依次排列的六個正光焦度透鏡和一個負(fù)光焦度透鏡，所述六個正光焦度 透鏡由第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡和第六透鏡構(gòu)成，所述負(fù)光焦度 透鏡為第七透鏡，并且滿足以下條件：17. 3暈米<fu< 18. 6暈米，9. 5 _米<f 11. 2 暈米，14暈米<fu< 15暈米，23. 2暈米<fw< 25. 2暈米，90暈米<f\5< 93. 4暈米，38 毫米< &6< 40. 5毫米，-11毫米<f\7< -9毫米，8. 5毫米<d< 12. 8毫米，其中，f。為 所述第一透鏡的焦距，fu為所述第二透鏡的焦距，fu為所述第三透鏡的焦距，"4為所述第 四透鏡的焦距，f；5為所述第五透鏡的焦距，f\6為所述第六透鏡的焦距，f\7為所述第七透鏡 的焦距，d為所述第六透鏡和所述第七透鏡之間的距離。
[0005] 上述無油長工作距離物鏡的技術(shù)方案中，更具體的技術(shù)方案還可以是：數(shù)值孔徑 為0. 85,工作距離為0. 4毫米，共輒距離為195毫米。
[0006] 進(jìn)一步的，所述第一透鏡和所述第二透鏡均為彎月透鏡，這兩個彎月透鏡的凹面 朝向物方，凸面朝向像方；所述第三透鏡為雙凸透鏡，半徑較大的凸面朝向物方，半徑較小 的凸面朝向像方；所述第四透鏡由第四負(fù)透鏡與第四正透鏡膠合而成，所述第四負(fù)透鏡是 凸面朝向物方、凹面為膠合面的彎月透鏡，所述第四正透鏡是雙凸透鏡；所述第五透鏡由第 五負(fù)透鏡與第五正透鏡膠合而成，所述第五負(fù)透鏡是凸面朝向物方、凹面為膠合面的彎月 透鏡，所述第五正透鏡是雙凸透鏡，該雙凸透鏡半徑較小的凸面為膠合面，半徑較大的凸面 朝向像方；所述第六透鏡由第六負(fù)透鏡與第六正透鏡膠合而成，所述第六負(fù)透鏡是凸面朝 向物方、凹面為膠合面的彎月透鏡，所述第六正透鏡是凸透鏡，該凸透鏡半徑較小的一面為 膠合面，半徑較大的一面朝向像方；所述第七透鏡由第七負(fù)透鏡與第七正透鏡膠合而成，所 述第七負(fù)透鏡是雙凹透鏡，所述第七正透鏡是凸透鏡，該凸透鏡半徑較小的一面為膠合面， 半徑較大的一面朝向像方。
[0007] 進(jìn)一步的，所述第六正透鏡是凸面為膠合面、平面朝向像方的平凸透鏡；所述第七 正透鏡是凸面為膠合面、平面朝向像方的平凸透鏡。
[0008] 由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果： 1、在不使用香柏油的條件下仍具有較高的數(shù)值孔徑，而且有較長的工作距離，這使得 鏡頭在金相觀察中不易與樣品發(fā)生碰撞，而且不需要每次觀察完畢后擦拭鏡頭，利于保持 物鏡成像的清晰度。
[0009] 2、光學(xué)結(jié)構(gòu)相對簡單，各個透鏡之間的間隔合理，便于裝調(diào)。
[0010] 3、各個光學(xué)元件工藝性良好，易于加工，各元件的精度能得到很好的保證，系統(tǒng)能 長時間保持優(yōu)異的成像質(zhì)量。
[0011] 4、像差控制得很合理，平場效果不錯，具有較好的成像質(zhì)量。
【附圖說明】
[0012] 圖1是本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)示意圖。
[0013] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例的球差曲線圖。
[0014] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例的光學(xué)傳遞函數(shù)曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合附圖實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述： 圖1所示的無油長工作距離物鏡光學(xué)系統(tǒng)包括從物方到像方沿光軸排列的七個透鏡， 這七個透鏡依次為正光焦度的第一透鏡L1、正光焦度的第二透鏡L2、正光焦度的第三透鏡 L3、正光焦度的第四透鏡L4、正光焦度的第五透鏡L5、正光焦度的第六透鏡L6和負(fù)光焦度 的第七透鏡L7。
[0016] 第一透鏡L1是一個彎月透鏡，該彎月透鏡的凹面朝向物方，凸面朝向像方。設(shè)第 一透鏡L1的焦距為fu，則它應(yīng)滿足以下條件：17. 3毫米<fu< 18. 6毫米。
[0017] 第二透鏡L2也是一個彎月透鏡，該彎月透鏡的凹面朝向物方，凸面朝向像方。設(shè) 第二透鏡L2的焦距為f；2,則它應(yīng)滿足以下條件：9. 5毫米<f；2< 11. 2毫米。
[0018] 第三透鏡L3是一個雙凸透鏡，該雙凸透鏡半徑較大的凸面朝向物方，半徑較小的 凸面朝向像方。設(shè)第三透鏡L3的焦距為fu，則它應(yīng)滿足以下條件：14毫米<fu< 15毫 米。
[0019] 第四透鏡L4由第四負(fù)透鏡L41與第四正透鏡L42膠合而成，第四負(fù)透鏡是L41凸 面朝向物方、凹面為膠合面的彎月透鏡，第四正透鏡L42是雙凸透鏡。設(shè)第四透鏡L4的焦 距為fw，則它應(yīng)滿足以下條件：23. 2毫米<fw< 25. 2毫米。
[0020] 第五透鏡L5由第五負(fù)透鏡L51與第五正透鏡L52膠合而成，第五負(fù)透鏡L51是凸 面朝向物方、凹面為膠合面的彎月透鏡，第五正透鏡L52是雙凸透鏡，該雙凸透鏡半徑較小 的凸面為膠合面，半徑較大的凸面朝向像方。設(shè)第五透鏡L5的焦距為匕，則它應(yīng)滿足以下 條件：90毫米<f；5< 93. 4毫米。
[0021] 第六透鏡L6由第六負(fù)透鏡L61與第六正透鏡L62膠合而成，第六負(fù)透鏡L61是凸 面朝向物方、凹面為膠合面的彎月透鏡，第六正透鏡L62是凸面為膠合面、平面朝向像方的 平凸透鏡。設(shè)第六透鏡L6的焦距為ft6,則它應(yīng)滿足以下條件：38毫米<ft6< 40. 5毫米。 在其它實(shí)施例中第六正透鏡還可以是雙凸透鏡，雙凸透鏡半徑較小的一面為膠合面，半徑 較大的一面朝向像方。
[0022] 第七透鏡L7的膠合組由第七負(fù)透鏡L71與第七正透鏡L72膠合而成，第七負(fù)透鏡 L71是雙凹透鏡，第七正透鏡L72是凸面為膠合面、平面朝向像方的平凸透鏡。設(shè)第七透鏡 L7的焦距為L，則它應(yīng)滿足以下條件：-11毫米<fw< -9毫米。在其它實(shí)施例中第七正 透鏡還可以是雙凸透鏡，雙凸透鏡半徑較小的一面為膠合面，半徑較大的一面朝向像方。
[0023] 設(shè)第六透鏡L6和第七透鏡L7之間的距離為d，則它應(yīng)滿足以下條件：8. 5毫米<d < 12. 8毫米。
[0024] 表1的數(shù)據(jù)為本無油長工作距離物鏡的一個實(shí)施例的光學(xué)參數(shù)和特征數(shù)據(jù)。
[0025]表1
該物鏡的光學(xué)系統(tǒng)參數(shù)為：數(shù)值孔徑NA=0. 85,工作距離為0. 4毫米，共輒距離為195 暈米，放大倍率0 = - 99. 85X。
[0026] 圖2所示為本發(fā)明實(shí)施例的球差曲線圖，由該圖可以看出，0.588微米（短虛線） 波長的主光線的球差曲線已經(jīng)較平坦，說明了它的球差控制得比較好，在整個入瞳范圍內(nèi) 的剩余帶球差也不是很大，已經(jīng)在容差范圍內(nèi)。而且0.486微米（細(xì)實(shí)線）波長的球差曲 線與0. 656微米（長虛線）波長的球差曲線有兩個交點(diǎn)，說明了軸上有兩個孔徑帶光線的 軸向色差得到了校正，而通常的系統(tǒng)只能校正一個帶光的軸向色差。圖3所示為本發(fā)明實(shí) 施例的光學(xué)傳遞函數(shù)曲線圖，從該圖可以看出各個視場光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)傳遞函數(shù)曲線幾乎 重合，說明了整個視場的清晰度保持一致，也就是說它的平場效果很不錯；而且每個視場的 子午（T)曲線與弧矢（S)曲線基本重合，表明光學(xué)系統(tǒng)的像散控制得很好。個視場光學(xué)系 統(tǒng)的低頻、中頻、高頻所對應(yīng)的光學(xué)傳遞函數(shù)值都不錯，表明這個光學(xué)系統(tǒng)在輪廓放大、圖 像層次感及細(xì)節(jié)表現(xiàn)方面都較出色，而且有較好的成像襯度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種無油長工作距離物鏡，其特征在于：包括從物方到像方沿光軸依次排列的六個 正光焦度透鏡和一個負(fù)光焦度透鏡，所述六個正光焦度透鏡由第一透鏡、第二透鏡、第三透 鏡、第四透鏡、第五透鏡和第六透鏡構(gòu)成，所述負(fù)光焦度透鏡為第七透鏡，并且滿足以下條 件：17. 3 暈米< fu< 18. 6 暈米，9. 5 暈米< f L2< 11. 2 暈米，14 暈米< f 15 暈米，23. 2 毫米< fw< 25. 2毫米，90毫米< f\5< 93. 4毫米，38毫米< f 40. 5毫米，-11毫米 < -9毫米，8. 5毫米< d < 12. 8毫米，其中，f u為所述第一透鏡的焦距，f\2為所述第 二透鏡的焦距，為所述第三透鏡的焦距，fM為所述第四透鏡的焦距，f\5為所述第五透鏡 的焦距，為所述第六透鏡的焦距，f\7為所述第七透鏡的焦距，d為所述第六透鏡和所述 第七透鏡之間的距離。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無油長工作距離物鏡，其特征在于：數(shù)值孔徑為0. 85,工作距 離為0. 4毫米，共輒距離為195毫米。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無油長工作距離物鏡，其特征在于：所述第一透鏡和所 述第二透鏡均為彎月透鏡，這兩個彎月透鏡的凹面朝向物方，凸面朝向像方；所述第三透鏡 為雙凸透鏡，半徑較大的凸面朝向物方，半徑較小的凸面朝向像方；所述第四透鏡由第四負(fù) 透鏡與第四正透鏡膠合而成，所述第四負(fù)透鏡是凸面朝向物方、凹面為膠合面的彎月透鏡， 所述第四正透鏡是雙凸透鏡；所述第五透鏡由第五負(fù)透鏡與第五正透鏡膠合而成，所述第 五負(fù)透鏡是凸面朝向物方、凹面為膠合面的彎月透鏡，所述第五正透鏡是雙凸透鏡，該雙凸 透鏡半徑較小的凸面為膠合面，半徑較大的凸面朝向像方；所述第六透鏡由第六負(fù)透鏡與 第六正透鏡膠合而成，所述第六負(fù)透鏡是凸面朝向物方、凹面為膠合面的彎月透鏡，所述第 六正透鏡是凸透鏡，該凸透鏡半徑較小的一面為膠合面，半徑較大的一面朝向像方；所述第 七透鏡由第七負(fù)透鏡與第七正透鏡膠合而成，所述第七負(fù)透鏡是雙凹透鏡，所述第七正透 鏡是凸透鏡，該凸透鏡半徑較小的一面為膠合面，半徑較大的一面朝向像方。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的無油長工作距離物鏡，其特征在于：所述第六正透鏡是凸面 為膠合面、平面朝向像方的平凸透鏡；所述第七正透鏡是凸面為膠合面、平面朝向像方的平 凸透鏡。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無油長工作距離物鏡，涉及光學(xué)元件技術(shù)領(lǐng)域，包括從物方到像方沿光軸依次排列的六個正光焦度的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡和第六透鏡以及負(fù)光焦度的第七透鏡，并且各透鏡的焦距滿足以下條件：17.3毫米＜fL1＜18.6毫米，9.5毫米＜fL2＜11.2毫米，14毫米＜fL3＜15毫米，23.2毫米＜fL4＜25.2毫米，90毫米＜fL5＜93.4毫米，38毫米＜fL6＜40.5毫米，-11毫米＜fL7＜-9毫米，8.5毫米＜d＜12.8毫米，其中，d為第六透鏡和第七透鏡之間的距離。本發(fā)明在不用油的條件下仍具有較高數(shù)值孔徑和較長工作距離，而且具有較好的成像質(zhì)量。
【IPC分類】G02B21/02, G02B13/00
【公開號】CN105022141
【申請?zhí)枴緾N201510462449
【發(fā)明人】陳群
【申請人】梧州奧卡光學(xué)儀器有限公司
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年7月31日