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《1×～6_3×连续变倍体视显微镜物镜的光学设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第24卷 第6期 光 学 仪 器Vol.24,No.62002年12月OPTICALINSTRUMENTSDecember,2002文章编号:1005-5630(2002)06-0025-05X1×～613×连续变倍体视显微镜物镜的光学设计张 斌(广西梧州市光学仪器厂技术中心,广西梧州543002) 摘要:介绍变倍范围1×～613×连续变倍体视显微物镜的光学系统变倍原理,高斯光学计算及设计实例,通过设计实例说明变焦物镜的设计方法。关键词:体视显微镜;变焦系统;机械补偿中图分类号:TH74212 文献标识码:AOpticaldesignofthe1×～613×zoomstereo
2、microscopeobjectiveZHANGBin(TechnicalCenter,WuzhouOpticalInstrumentsFactory.Wuzhou543002,China)Abstract:Thispaperintroducesthezoomprinciple,Gaussianopticscalculationanddesignexampleofthe1×～613×zoomstereomicroscopeobjective.Finallyitgivesthedesignmethodofzoomobjectivebytheexample.Keywords:stereom
3、icroscope;zoomsystem;mechanicalcompensation1 引 言体视显微镜有两种基本形式,一种是有一组主物镜,中间像平面平行于物镜的平面。另一种是由格里诺发明的双晶成对物镜,这对物镜完全相同,其光轴夹角一般为11°～14°之间,特点是容易校正色差,成本较低。目前国内大部分显微镜生产厂大批量生产的是1×～4×或017×～415×的格里诺式连续变倍体视显微镜。根据市场的需要,开发了1×～613×的格里诺式连续变倍体视显微镜,该显微镜在棱镜头部内置同轴落射照明,可满足不同用户的需要。下面介绍这种物镜的设计方法。2 变倍原理以下介绍的连续变倍体视显微镜是由两支独
4、立的完全相同的变倍物镜组成,两物镜光轴夹角为12°,如图1所示。图1 连续变倍物镜光学系统图X收稿日期:2002209213作者简介:张 斌(19662),男,广西桂平人,工程师,学士,从事光学仪器光学系统设计工作。©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.·26·光 学 仪 器第24卷(a)(b)(c)图2 连续变倍物镜光路简图(a) 低倍光路简图 (b) 中倍光路简图 (c) 高倍光路简图该变倍物镜是由前固定组É,负变倍组Ê,负补偿组Ë和后固定组Ì组成,机械补偿,满足物像交换原则。各组透镜焦
5、距分别为f1、f2、f3、f4。各物镜组在位置É、Ê0、Ë0、Ì时是起始位置,物镜倍率最低,在位置É、Êm、Ëm、Ì时是终止位置,倍率最高。′图2(a),在低倍时,有限距离的物点A1经前固定组É后成像在A1上,该点是变倍组Ê0的物点A2,′′′′经Ê0成像在A02,A02是补偿组Ë0的物点A03,经补偿组Ë0成像在A3,A3是后固定组Ì的物点,经Ì成像′在A4。图2(b),从低倍向中倍变倍时,变倍组Ê0向右作线性运动至Ê,补偿组Ë0作非线性同向运动至Ë。′′此时刚好使l2=f2,-l3=-f3,且f2=f3。即变倍组和补偿组焦距相等。经Ê和Ë成像后的像点仍然在A4不变,保持了像面稳定。
6、图2(c),从中倍向高倍时,Ê和Ë继续往右运动,不过此时Ë向右作线性运动至Ëm,Ê同向作非线运′′′′动至Êm。物点A2经Êm成像在Am2,Am2经Ëm成像在A3,A3与A4重合,故仍保持像面的稳定。©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.第6期张 斌:1×～613×连续变倍体视显微镜物镜的光学设计·27·上述原理图从三个特殊位置说明了如何通过变倍组和补偿组沿不同轨迹运动以保证变倍过程中像面保持不变。3 高斯光学计算311 变倍比M及系统放大率B的计算由于变倍系统采用物像交换原则,在低倍时Ê0和高倍时
7、Ëm是物像交换的两个位置,在高倍时Êm和低倍时Ë0也是物像交换的两个位置。所以有:′′′′l02=-lm3,-l02=lm3,lm2=-l03,lm2=-l03(1)′′′′B02=(-l02)öl02=lm3ö(-lm3);B03=(-l03)ö(-l03)=lm2ölm2(2)′′Bm2=lm2ölm2=1öB03;Bm3=(-lm3)ölm3=1öB02(3) 变倍系统的变倍比M:22M=BmöB0=Bm2Bm3öB02B03=Bm2B
