一種寬視場高分辨率投影物鏡的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種投影物鏡，尤其涉及高精度大視場光學檢測的一種寬視場高分辨 率投影物鏡，應用于生物、遺傳、醫療和藥物等領域的高分辨大視場的研宄與檢測。
【背景技術】
[0002] 應用于生物、遺傳、醫療和藥物等研宄與檢測技術的發展，高精度大視場光學檢測 要求的投影物鏡需求日益增強。同時具有寬光譜、高分辨、大視場3種性能的投影物鏡的設 計和制造十分困難，目前還少有先例。
【發明內容】
[0003] 針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種寬視場高分辨率投影物鏡，實 現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像差都得到良好校 正，尤其對軸向色差的二級光譜校正良好，又可以降低鏡頭的加工，測試和裝校的難度和成 本，同時在具有良好的像方遠心投影物鏡效果，為后面的取像提供了良好條件。
[0004] 本發明采用以下技術方案實現：一種寬視場高分辨率投影物鏡，其從物側（Pl)到 像側（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，滿足關系式：Vd= (nd- lV(nF - nC)，nd< 1.65且￥(1> 62的正透鏡最少有兩個，nd > I. 50且Vd < 55的負透鏡最少有一個；其中，Vd為色散系 數、體現光學材料的色散程度的常數，nF為波長486nm的F線折射率，nd為波長587nm的d 線折射率，nC為波長656nm的C線折射率；
[0006] 第一鏡組（Gl)、第二鏡組（G2)、第三鏡組（G3)各鏡組之間滿足關系式：0. 3〈Π / fa〈2. 8,0· 25〈f2/fa〈2. 5,0· 25〈-f3/fa〈5. 5 ;其中，Π 為第一鏡組（Gl)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為整個投影物鏡的組合焦 距；
[0007] 其中，在第一鏡組（Gl)與第三鏡組（G3)之間設置有光闌（AS);
[0008] 在第二鏡組（G2)中，還至少含有兩個空氣透鏡滿足關系式：| (r21-r22)/ (r21+r22) |〈0· 6，I (Vd21-Vd22) I > 28，I (nd21-nd22) I > 0· 09 ;其中，r21、r22 分別為空 氣透鏡兩側的透鏡表面的曲率半徑，Vd21、Vd22分別為空氣透鏡兩側的透鏡的色散系數， nd21、nd22分別為空氣透鏡的兩側的透鏡的d線折射率；
[0009] 且第二鏡組（G2)至少含有二個正透鏡在室溫條件下滿足：dn/dt < 0 ;其中，η為 折射率，t為溫度，dn/dt為光學材料的折射率隨溫度變化的折射率溫度系數；
[0010] 像側（P2)具有面向物側（Pl)的凹球面，且滿足：a in〈NA/ β，0. 8〈Lpout/ Rim〈l. 2 ;其中，a in為投影物鏡的主光線在像側（P2)的入射角，NA為投影物鏡的物方數 值孔徑，β為投影物鏡的放大倍率，取正值，Lpout為投影物鏡像方出瞳距離，Rim像面凹球 面的曲率半徑。
[0011] 作為上述方案的進一步改進，在第三鏡組（G3)中，含有一對互相面對的凹面一， 且所述一對互相面對的凹面一之間至少含有一個負透鏡，且所述負透鏡含有面向物側的凹 面二；第三鏡組（G3)還滿足關系式：至少含有一個正透鏡和一個負透鏡滿足ndp > ndn，至 少含有一個正透鏡和一個負透鏡滿足Vdp < Vdn ;其中，ndp為所述正透鏡的d線折射率， ndn為所述負透鏡的d線折射率，Vdp為所述正透鏡的色散系數，Vdn為所述負透鏡的色散 系數。
[0012] 作為上述方案的進一步改進，在第一鏡組（Gl)中：至少含有一個正透鏡和一個負 透鏡滿足：ndp > ndn ;至少含有一個正透鏡和一個負透鏡滿足：Vdp < Vdn。
[0013] 作為上述方案的進一步改進，4〈 β〈18，
[0014] 作為上述方案的進一步改進，第一鏡組（Gl)、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] 作為上述方案的進一步改進，所述寬視場高分辨率投影物鏡的透鏡總數量位于12 到28之間。
[0016] 作為上述方案的進一步改進，第二鏡組（G2)包括具有負光焦度的至少二個透鏡 且其中至少一個透鏡為雙凹透鏡；還包括具有正光焦度的至少三個透鏡且其中至少二個透 鏡為雙凸透鏡。
[0017] 作為上述方案的進一步改進，第三鏡組（G3)包括具有負光焦度的至少二個透鏡； 還包括具有正光焦度的至少二個透鏡且包括至少一個月牙形透鏡。
[0018] 作為上述方案的進一步改進，從物側（Pl)到像側（Ρ2)，第一鏡組（Gl)依次包括第 一透鏡（LI)、第二透鏡（L2)、第三透鏡（L3)、第四透鏡（L4)，其中，第三透鏡（L3)具有負光 焦度，第二透鏡（L2)、第四透鏡（L4)均具有正光焦度。
[0019] 作為上述方案的進一步改進，光闌的開口大小能調節。
[0020] 本發明的優點：1，同時具有寬光譜、高分辨、大視場3種特性，目前還少有先例；2， 具有良好的像方遠心投影物鏡效果，為以后的取像提供了良好條件；3,投影物鏡的最大光 學口徑只有像方全視場口徑的60 %左右，大幅度降低了投影物鏡的制造成本和難度。而普 通像方遠心投影物鏡的最大光學口徑是像方全視場口徑的100%以上，制造成本高而且制 造難度大；4,鏡片口徑小，不包含非球面鏡片，大幅度降低了加工，檢測和裝校的難度和成 本。
【附圖說明】
[0021] 圖1為本發明實施例1提供的寬視場高分辨率投影物鏡的結構示意圖。
[0022] 圖2為空氣透鏡的結構示意圖。
[0023] 圖3為圖1中寬視場高分辨率投影物鏡的0. 7孔徑處軸向色差曲線圖。
[0024] 圖4為圖1中寬視場高分辨率投影物鏡在480-730nm波長范圍的傳遞函數MTF圖。
[0025] 圖5為本發明實施例2提供的寬視場高分辨率投影物鏡的結構示意圖。
[0026] 圖6為圖5中寬視場高分辨率投影物鏡的0. 7孔徑處軸向色差曲線圖。
[0027] 圖7為圖5中寬視場高分辨率投影物鏡在480-730nm波長范圍的傳遞函數MTF圖。
[0028] 圖8為本發明實施例3提供的寬視場高分辨率投影物鏡的結構示意圖。
[0029] 圖9為圖8中寬視場高分辨率投影物鏡的0· 7孔徑處軸向色差曲線圖。
[0030] 圖10為圖8中寬視場高分辨率投影物鏡在480-730nm波長范圍的傳遞函數MTF 圖。
[0031] 圖11為本發明實施例4提供的寬視場高分辨率投影物鏡的結構示意圖。
[0032]圖12為圖4中寬視場高分辨率投影物鏡的0. 7孔徑處軸向色差曲線圖。
[0033] 圖13為圖4中寬視場高分辨率投影物鏡在480-730nm波長范圍的傳遞函數MTF 圖。
【具體實施方式】
[0034] 為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發明進行進一步詳細說