CN119828328A - 显微镜物镜 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种显微镜物镜，包括物方至像方依序布置的三部分镜组，第一部分镜组包括自物至像依序布置的第一镜组和第二镜组，第一镜组的光焦度为负，第二镜组的光焦度为负；第二部分镜组包括自物至像依序布置的第三镜组和第四镜组，第三镜组的光焦度为正，第四镜组的光焦度为正；第三部分镜组包括自物至像依序布置的第五镜组和第六镜组，第五镜组的光焦度为正，第六镜组的光焦度为正；该显微镜物镜满足：3<D/fobj<5、fobj>15、0.2<NA<0.3；其中，D为物面至第六镜组的像侧面的距离；fobj为显微镜物镜的焦距；NA为显微镜物镜的物方数值孔径。这样的显微镜物镜具有大视场、大数值孔径及良好的画面质量。

Description

显微镜物镜

技术领域

本发明涉及显微镜物镜技术领域，特别是涉及一种显微镜物镜。

背景技术

由于生命科学、工业领域对于观察分辨能力和成像速度要求的提升，显微镜物镜的趋势是更大的视场和更大的数值孔径(NA)。实现大数值孔径复消色差的同时，还需要保证显微镜物镜较长的工作距，并且结构具有较好的可加工性，对大数值孔径、超长工作距显微镜物镜投入生产具有重要作用，特别是在金相显微镜、生物显微镜所在的特殊使用场景中，对这种显微镜物镜的需求越来越高。

发明内容

基于现有的显微镜物镜难以满足在实现大数值孔径复消色差的同时还要保证显微镜物镜具有较长的工作距，有必要提供一种显微镜物镜。

一种显微镜物镜，包括由物方至像方依序布置的：

第一部分镜组，包括自物方至像方依序布置的第一镜组和第二镜组，所述第一镜组的光焦度为负，所述第二镜组的光焦度为负；

第二部分镜组，包括自物方至像方依序布置的第三镜组和第四镜组，所述第三镜组的光焦度为正，所述第四镜组的光焦度为正；

第三部分镜组，包括自物方至像方依序布置的第五镜组和第六镜组，所述第五镜组的光焦度为正，所述第六镜组的光焦度为正；

特别的，所述显微镜物镜满足：

4.5<D/fobj<4.6；

fobj>20；及

0.2<NA<0.325；

其中，D为物面至所述第六镜组的像侧面的距离；fobj为所述显微镜物镜的焦距；NA为所述显微镜物镜的物方数值孔径。

在本申请的一些实施例中，所述第一镜组包括相互胶合的第一透镜和第二透镜，所述第一透镜的物侧面和像侧面都为凹面，所述第二透镜的物侧面为凸面而像侧面为凹面；

所述第一透镜的焦距fL1、所述第一透镜的像侧面的曲率半径RL1及所述显微镜物镜的焦距fobj之间满足：0.72≤|fL1/fobj|≤0.74，0.79≤|RL1/fobj|≤0.99。

在本申请的一些实施例中，所述第二镜组包括相互胶合的第三子透镜和第三次子透镜，所述第三子透镜的物侧面为凹面，所述第三子透镜的像侧面为平面，所述第三次子透镜的物侧面为平面，所述第三次子透镜的像侧面为凸面。

在本申请的一些实施例中，所述第三镜组包括自物方至像方依序胶合的第四透镜、第五透镜及第六透镜，所述第四透镜的物侧面为平面而像侧面为凸面，所述第五透镜的物侧面和像侧面都为凹面，所述第六透镜的物侧面和像侧面都为凸面；

所述第四镜组包括自物方至像方依序胶合的第七透镜、第八透镜及第九透镜，所述第七透镜的物侧面和像侧面都为凸面，所述第八透镜的物侧面和像侧面都为凹面，所述第九透镜的物侧面和像侧面都为凸面。

在本申请的一些实施例中，所述第五透镜及/或所述第八透镜为低色散材料制件。

在本申请的一些实施例中，所述第五镜组包括第十透镜，所述第十透镜的物侧面为凸面，所述第十透镜的像侧面为平面，所述第六镜组包括第十一透镜，所述第十一透镜的物侧面为凸面，所述第十一透镜的像侧面为凹面。

在本申请的一些实施例中，中心视场边缘光线在所述第三部分镜组中的透镜表面最低投射高度H1、中心视场边缘光线在所述第二部分镜组中透镜的表面最高投射高度H2、中心视场边缘光线在所述第一部分镜组中最靠近像方的透镜的表面投射高度H3之间满足：0.92<|H2/H3|<1.07，1.79<|H1/H2|<1.89。

在本申请的一些实施例中，所述第一部分镜组的焦距fT1和所述显微镜物镜的焦距fobj之间满足：1.45≤|fT1/fobj|≤1.48。

在本申请的一些实施例中，所述第二部分镜组的焦距fT2和所述显微镜物镜的焦距fobj之间满足：3.52≤|fT2/fobj|≤3.58。

在本申请的一些实施例中，所述第三部分镜组的焦距fT3和所述显微镜物镜的焦距fobj之间满足：1.68≤|fT3/fobj|≤1.69。

综上，本申请的显微镜物镜通过在光轴上布置三个镜群分别对物方的光线进行优化校正，其中第一部分镜组用于提升物方数值孔径、第二部分镜组用于消除色差、第三部分镜群用于对400nm～1000nm波段色差进行校正，此外还通过约束物面至所述第六镜组的像侧面的距离D、显微镜物镜的焦距fobj及所述显微镜物镜的物方数值孔径NA之间的相互关系，使得显微镜物镜的数值孔径最高可达0.325、视场数可达40、工作距可达34mm，能够满足金相显微镜或生物荧光显微镜的对于长工作距、大物方视场及大数值孔径的工作需求。

附图说明

图1是本申请提供的实施例1中显微镜物镜的结构示意图；

图2是实施例1的显微镜物镜的0视场横向像差图；

图3是实施例1的显微镜物镜的1视场横向像差图；

图4是实施例1的显微镜物镜的场曲畸变图；

图5是实施例1的显微镜物镜的色差曲线图；

图6是本申请提供的实施例2中显微镜物镜的结构示意图；

图7是实施例2的显微镜物镜的0视场横向像差图；

图8是实施例2的显微镜物镜的1视场横向像差图；

图9是实施例2的显微镜物镜的场曲畸变图；

图10是实施例2的显微镜物镜的色差曲线图；

图11是本申请提供的实施例3中显微镜物镜的结构示意图；

图12是实施例3的显微镜物镜的0视场横向像差图；

图13是实施例3的显微镜物镜的1视场横向像差图；

图14是实施例3的显微镜物镜的场曲畸变图；

图15是实施例3的显微镜物镜的色差曲线图。

附图标记：

T1、第一部分镜组；T2、第二部分镜组；T3、第三部分镜组；G1、第一镜组；G2、第二镜组；G3、第三镜组；G4、第四镜组；G5、第五镜组；G6、第六镜组；L1、第一透镜；L2、第二透镜；L3、第三透镜；L3a、第三子透镜；L3b、第三次子透镜；L4、第四透镜；L5、第五透镜；L6、第六透镜；L7、第七透镜；L8、第八透镜；L9、第九透镜；L10、第十透镜；L11、第十一透镜。

具体实施方式

为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。

应注意，在本说明书中，第一、第二、第三等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制。因此，在不背离本申请的教导的情况下，下文中讨论的第一透镜也可被称作第二透镜或第三透镜。

在附图中，为了便于说明，已稍微夸大了透镜的厚度、尺寸和形状。具体来讲，附图中所示的球面或非球面的形状通过示例的方式示出。即，球面或非球面的形状不限于附图中示出的球面或非球面的形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。

在本文中，近轴区域是指光轴附近的区域。若透镜表面为凸面且未界定该凸面位置时，则表示该透镜表面至少于近轴区域为凸面；若透镜表面为凹面且未界定该凹面位置时，则表示该透镜表面至少于近轴区域为凹面。在近轴区域的面型的判断可依据本领域中的通用方法进行判断，例如以R值(R指近轴区域的曲率半径)的正负判断凹凸。在本文中，每个透镜最靠近被摄物体的表面称为该透镜的物侧面，每个透镜最靠近成像面的表面称为该透镜的像侧面。以物侧面来说，当R值为正时，判定为凸面，当R值为负时，判定为凹面；以像侧面来说，当R值为正时，判定为凹面，当R值为负时，判定为凸面。

还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、元件、部件和/或它们的组合。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修饰列表中的单独元件。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。

除非另外限定，否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，用语(例如在常用词典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不被以理想化或过度形式化意义解释，除非本文中明确如此限定。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。以下实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

请参阅图1，图1为本发明提供的一个实施例中显微镜物镜的结构示意图。

一种显微镜物镜，包括由物方至像方依序布置的：

第一部分镜组T1，包括自物方至像方依序布置的第一镜组G1和第二镜组G2，所述第一镜组G1的光焦度为负，所述第二镜组G2的光焦度为负；

第二部分镜组T2，包括自物方至像方依序布置的第三镜组G3和第四镜组G4，所述第三镜组G3的光焦度为正，所述第四镜组G4的光焦度为正；

第三部分镜组T3，包括自物方至像方依序布置的第五镜组G5和第六镜组G6，所述第五镜组G5的光焦度为正，所述第六镜组G6的光焦度为正；

特别的，所述显微镜物镜满足：

4.5<D/fobj<4.6；

fobj>20；及

0.2<NA≤0.325；

其中，D为物面至所述第六镜组G6的像侧面的距离；fobj为所述显微镜物镜的焦距；NA为所述显微镜物镜的物方数值孔径。

值得注意的是，本申请的显微镜物镜通过在光轴上布置三个镜群分别对物方的光线进行优化校正，其中第一部分镜组T1用于提升物方数值孔径、第二部分镜组T2用于消除色差、第三部分镜群用于对400nm～1000nm波段色差进行校正，此外还通过约束物面至所述第六镜组G6的像侧面的距离D、显微镜物镜的焦距fobj及所述显微镜物镜的物方数值孔径NA之间的相互关系，使得显微镜物镜的数值孔径最高可达0.325、视场数可达40、工作距可达34mm，能够满足显微镜物镜的长工作距、大物方视场及大数值孔径的工作需求。

根据本申请的一些实施例，所述第一镜组G1包括相互胶合的第一透镜L1和第二透镜L2，所述第一透镜L1的像侧面和物侧面都为凹面，所述第二透镜L2的物侧面为凸面而像侧面为凹面；

所述第一透镜L1的焦距fL1、所述第一透镜L1的像侧面的曲率半径RL1及所述显微镜物镜的焦距fobj之间满足：0.72≤|fL1/fobj|≤0.74，0.79≤|RL1/fobj≤0.99。

这样，通过对第一透镜L1的焦距、第一透镜L1的像侧面的曲率半径及显微镜物镜的焦距进行关联并约束，确保了在工作距离满足显微镜实际场景的应用要求的基础上还能够进一步增大视场范围，方便于观测人员在相同的画面中获得更多的样本信息，有助于快速定位观测目标的位置，提高观测效率。

根据本申请的一些实施例，所述第二镜组G2包括相互胶合的第三子透镜L3a和第三次子透镜L3b，所述第三子透镜L3a的物侧面为凹面，所述第三子透镜L3a的像侧面为平面，所述第三次子透镜L3b的物侧面为平面，所述第三次子透镜L3b的像侧面为凸面。

这样，区别于仅包括单透镜L3的第二镜组G2的实施例，包含双胶合子透镜的第二镜组G2的实施例透镜光学加工更加便利，可以有效降低物镜装校难度。

根据本申请的一些实施例，所述第三镜组G3包括自物方至像方依序胶合的第四透镜L4、第五透镜L5及第六透镜L6，所述第四透镜L4的物侧面为平面而像侧面为凸面，所述第五透镜L5的物侧面和像侧面都为凹面，所述第六透镜L6的物侧面和像侧面都为凸面；

所述第四镜组G4包括自物方至像方依序胶合的第七透镜L7、第八透镜L8及第九透镜L9，所述第七透镜L7的物侧面和像侧面都为凸面，所述第八透镜L8的物侧面和像侧面都为凹面，所述第九透镜L9的物侧面和像侧面都为凸面。

这样，所述第二部分镜组包括所述第三镜组G3和所述第四镜组G4两个三胶合镜组，能够有效矫正物镜残余像差，提升物镜成像像质。

根据本申请的一些实施例，所述第五透镜L5及/或所述第八透镜L8为低色散材料制件。

这样，具有负光焦度的低色散材料的透镜能够和高色散材料透镜搭配，有效抑制物镜色差的产生。

根据本申请的一些实施例，所述第五镜组G5包括第十透镜L10，所述第十透镜L10的物侧面为凸面，所述第十透镜L10的像侧面为平面，所述第六镜组G6包括第十一透镜L11，所述第十一透镜L11的物侧面为凸面，所述第十一透镜L11的像侧面为凹面。

这样，通过对第十透镜L10和第十一透镜L11的面型进行设计，进一步校正了显微镜物镜的场曲，同时也能够起到增大视场的作用。

根据本申请的一些实施例，中心视场边缘光线在所述第三部分镜组T3中的透镜表面最低投射高度H1、中心视场边缘光线在所述第二部分镜组T2中透镜的表面最高投射高度H2、中心视场边缘光线在所述第一部分镜组T1中最靠近像方的透镜的表面投射高度H3之间满足：0.92≤|H2/H3|≤1.07；1.79≤|H1/H2|≤1.89。

这样，在该范围内的中心视场边缘光线具有相对平缓的光线走势，物镜光学系统更加易于修正像差保证物镜成像质量；

根据本申请的一些实施例，所述第一部分镜组T1的焦距fT1和所述显微镜物镜的焦距fobj之间满足：1.46≤|fT1/fobj|≤1.47。

根据本申请的一些实施例，所述第二部分镜组T2的焦距fT2和所述显微镜物镜的焦距fobj之间满足：3.52≤|fT2/fobj|≤3.58。

根据本申请的一些实施例，所述第三部分镜组T3的焦距fT3和所述显微镜物镜的焦距fobj之间满足1.68≤|fT3/fobj|≤1.69。

这样，通过对三部分镜组的焦距和显微镜物镜的焦距的约束，有利于确保本申请提供的显微镜物镜的光学性能，提升画面质量。

下面详细描述本发明的实施方式，所述发明的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

值得注意的是，在本发明的描述中，该显微镜物镜属于无限远共轭物镜。

以下实施例中所用材料为举例说明，不可认定为本发明只限定在此实施例中的材料。

为了便于描述，以下实施例中，工作距为待观测样本的物面至显微镜物镜的物侧面的距离，数值孔径NA表示透镜接收光锥角的大小，Nd为透镜的折射率，Vd为透镜材料色散系数。

实施例1

如图1所示，在该实施例中，显微镜物镜由3个镜群，共12个透镜组成。具体的：

第一部分镜组T1包括两个胶合镜组G1、G2，第一镜组G1包括相互胶合的第一透镜L1和第二透镜L2，其中第一透镜L1的物侧面为凹面且像侧面为凹面，第二透镜L2的物侧面为凸面而像侧面为凹面，第二镜组G2包括相互胶合的第三子透镜L3a和第三次子透镜L3b，第三子透镜L3a的物侧面为凹面而像侧面为平面，第三次子透镜L3b的物侧面为平面而像侧面为凸面；

第二部分镜组T2包括两个胶合镜组G3、G4，第三镜组G3包括自物方至像方依次胶合的第四透镜L4、第五透镜L5及第六透镜L6，其中第四透镜L4的物侧面为平面而像侧面为凸面，第五透镜L5的物侧面为凹面且像侧面为凹面，第六透镜L6的物侧面为凸面且像侧面为凸面，第四镜组G4包括自物方至像方依次胶合的第七透镜L7、第八透镜L8及第九透镜L9，其中第七透镜L7的物侧面为凸面且像侧面为凸面，第八透镜L8的物侧面为凹面且像侧面为凹面，第九透镜L9的物侧面为凸面且像侧面为凸面；

第三部分镜组T3包括两个单透镜L10和L11，其中第十透镜L10的物侧面为凸面而像侧面为平面，第十一透镜L11的物侧面为凸面而像侧面为凹面，第十一透镜L11的光焦度为正。

上述三个镜群中，第一部分镜组T1的多个透镜提供光焦度，主要用于增大显微镜物镜的物方数值孔径以满足现有的显微镜物镜对于大数值孔径的需求，这样第二部分镜组T2和第三部分镜组T3的数值孔径得以缩小，换言之，在设计第二部分镜组T2和第三部分镜组T3时，只需要考虑校正色差、畸变及场曲的需求即可，方便了设计，同时也有利于提升色差、畸变及场曲的校正效果；第二部分镜组T2主要用于校正色差；第三部分镜组T3提供光焦度的同时也能够提供大视场，主要用于校正场曲。

本实施例提供的显微镜物镜的工作距离为34mm，待测样本与显微镜物镜之间的光线传播介质为空气。

本实施例提供的显微镜物镜主要用于金相显微镜，显微镜物镜的光谱范围为400nm～700nm，视场范围为36mm，数值孔径为0.25。该显微镜物镜还包括以下特征：

D/fobj＝4.56；

Fobj＝20；

NA＝0.25；

D表示物面到显微镜物镜最后一面的距离；fobj表示显微镜物镜焦距；NA表示显微镜物镜的物方数值孔径。

|H2/H3|＝1.79；

|H1/H2|＝0.92；

H1表示中心视场边缘光线在第一部分镜组T1中的镜片表面最低投射高度；H2表示中心视场边缘光线在第二部分镜组T2中透镜的表面最高投射高度；H3表示中心视场边缘光线在第三部分镜组T3中最靠近像方的透镜的表面投射高度。

|fL1/fobj|＝0.72；

|RL1/fobj|＝0.96；

fL1表示第一透镜L1焦距；RL1表示第一透镜L1的像侧面的曲率半径值；fobj表示显微镜物镜焦距。

|fT1/fobj|＝1.47；

其中，fT1为所述第一部分镜组T1的焦距，fobj为所述显微镜物镜的焦距；

|fT2/fobj|＝3.58；

其中，fT2为所述第二部分镜组T2的焦距，fobj为所述显微镜物镜的焦距；

|fT3/fobj|＝1.68；

其中，fT3为所述第三部分镜组T3的焦距，fobj为所述显微镜物镜的焦距；

本实施例中，系统焦距fobj为20mm，工作距离为34mm，数值孔径为0.25，显微镜物镜的透镜参数满足表1的条件：

表1实施例一显微镜物镜的透镜光学参数

其中，S1为第一透镜L1的物侧面，S18为第十一透镜L11的像侧面，厚度表示当前表面到下一个表面的轴上距离，例如表面S1的厚度即为S1到S2的距离，其可能是介质或镜片的轴上厚度，也可能是它们之间的轴上空气间隙。

图2是实施例1的显微镜物镜的0视场横向像差图，其中横坐标PY、PX代表归一化入瞳尺寸，纵坐标代表横向像差，标尺为±5微米，Y方向为子午方向，X方向为弧矢方向，由图可见像差平衡较好，具有较好的成像性能。

图3是实施例1的显微镜物镜的1视场横向像差图，标尺为±5微米，由图可见曲线贴近横轴，具有较好的成像性能。

图4是实施例1的显微镜物镜的场曲畸变图，左图为场曲图，图中纵坐标代表视场，横坐标代表场曲，单位为μm。边缘视场最佳聚焦点与中心视场最佳聚焦点轴向差异较小，满足全视场清晰，达到平场物镜要求。图中纵坐标为归一化视场；横坐标代表场曲，最大值为5μm，最小值为-5μm。右图为畸变图，图中纵坐标代表视场，横坐标代表畸变(百分比)，由图可知，全视场畸变小于0.77％。图中纵坐标为归一化视场，横坐标代表畸变，最大为1％，最小为-1％。

图5是实施例1的显微镜物镜的色差曲线图，全波长曲线色差校正较好。

本实施例提供的显微镜物镜具有大视场(36mm)，用于金相显微镜中能够方便使用者获得较大视场范围内的金属样本信息。

实施例2

如图6所示，在该实施例中，显微镜物镜由3个镜群，共12个透镜组成。实施例2中的透镜面型及光焦度与实施例1相同。

本实施例提供的显微镜物镜的工作距离为34mm，待测样本与显微镜物镜之间的光线传播介质为空气。

本实施例提供的显微镜物镜主要用于金相显微镜，该显微镜物镜还包括以下特征：

D/fobj＝4.56；

Fobj＝20；

NA＝0.3；

D表示物面到显微镜物镜最后一面的距离；fobj表示显微镜物镜焦距；NA表示显微镜物镜的物方数值孔径。

|H2/H3|＝1.89；

|H1/H2|＝1.01；

H1表示中心视场边缘光线在第一部分镜组T1中的镜片表面最低投射高度；H2表示中心视场边缘光线在第二部分镜组T2中透镜的表面最高投射高度；H3表示中心视场边缘光线在第三部分镜组T3中最靠近像方的透镜的表面投射高度。

|fL1/fobj|＝0.73；

|RL1/fobj|＝0.99；

fL1表示第一透镜L1焦距；RL1表示第一透镜L1的像侧面的曲率半径值；fobj表示显微镜物镜焦距。

|fT1/fobj|＝1.46；

其中，fT1为所述第一部分镜组T1的焦距，fobj为所述显微镜物镜的焦距；

|fT2/fobj|＝3.52；

其中，fT2为所述第二部分镜组T2的焦距，fobj为所述显微镜物镜的焦距；

|fT3/fobj|＝1.69；

其中，fT3为所述第三部分镜组T3的焦距，fobj为所述显微镜物镜的焦距；

本实施例中，系统焦距fobj为20mm，工作距离为34mm，数值孔径为0.3，视野范围为40mm，显微镜物镜的透镜参数满足表2的条件：

表2实施例二显微镜物镜的透镜光学参数

表面	半径(mm)	厚度(mm)	Nd	Vd
					S1	-19.85	4.47	1.56	71.30
S2	15.5	2.65	1.80	34.97
					S3	64.284	2.5
S4	-16.2	4.67	1.96	17.47
					S5	Infinity	5	1.96	17.47
S6	-25.7	0.1
					S7	Infinity	5.12	1.90	31.32
S8	-60.46	4	1.67	47.19
					S9	50.731	5.65	1.49	81.61
S10	-28.77	0.1
					S11	74.479	6.92	1.44	94.94
S12	-23.08	1.55	1.64	42.41
					S13	28.44	5.45	1.44	94.94
S14	-81.1	0.1
					S15	36.86	3.75	1.59	68.34
S16	Infinity	0.1
					S17	25.7	4.12	1.44	94.94
S18	127.552	34.6

其中，S1为第一透镜L1的物侧面，S18为第十一透镜L11的像侧面，厚度表示当前表面到下一个表面的轴上距离，例如表面S1的厚度即为S1到S2的距离，其可能是介质或镜片的轴上厚度，也可能是它们之间的轴上空气间隙。

图7是实施例2的显微镜物镜的0视场横向像差图，其中横坐标PY、PX代表归一化入瞳尺寸，纵坐标代表横向像差，标尺为±10微米，Y方向为子午方向，X方向为弧矢方向，由图可见像差平衡较好，具有较好的成像性能。

图8是实施例2的显微镜物镜的1视场横向像差图，标尺为±10微米，由图可见曲线贴近横轴，具有较好的成像性能。

图9是实施例2的显微镜物镜的场曲畸变图，左图为场曲图，图中纵坐标代表视场，横坐标代表场曲，单位为μm。边缘视场最佳聚焦点与中心视场最佳聚焦点轴向差异较小，理论值满足全视场清晰，达到平场物镜要求。图中纵坐标为归一化视场；横坐标代表场曲，最大值为10μm，最小值为-10μm。右图为畸变图，图中纵坐标代表视场，横坐标代表畸变(百分比)，由图可知，全视场畸变小于1％。图中纵坐标为归一化视场，横坐标代表畸变，最大为1％，最小为-1％。

图10是实施例1的显微镜物镜的色差曲线图，全波长曲线色差校正较好。

本实施例提供的显微镜物镜具有大视场(40mm)及大数值孔径(NA＝0.3)，用于金相显微镜中能够方便使用者获得较大视场范围内的金属样本信息。

实施例3

如图11所示，在该实施例中，显微镜物镜由3个镜群，共11个透镜组成。具体的：

第一部分镜组T1包括两个胶合镜组G1、G2，第一镜组G1包括相互胶合的第一透镜L1和第二透镜L2，其中第一透镜L1的物侧面为凹面且像侧面为凹面，第二透镜L2的物侧面为凸面而像侧面为凹面，第二镜组G2包括第三透镜L3，该第三透镜L3的物侧面为凹面而像侧面为凸面；

第二部分镜组T2包括两个胶合镜组G3、G4，第三镜组G3包括自物方至像方依次胶合的第四透镜L4、第五透镜L5及第六透镜L6，其中第四透镜L4的物侧面为平面而像侧面为凸面，第五透镜L5的物侧面为凹面且像侧面为凹面，第六透镜L6的物侧面为凸面且像侧面为凸面，第四镜组G4包括自物方至像方依次胶合的第七透镜L7、第八透镜L8及第九透镜L9，其中第七透镜L7的物侧面为凸面且像侧面为凸面，第八透镜L8的物侧面为凹面且像侧面为凹面，第九透镜L9的物侧面为凸面且像侧面为凸面；

第三部分镜组T3包括两个单透镜L10和L11，其中第十透镜L10的物侧面为凸面而像侧面为平面，第十一透镜L11的物侧面为凸面而像侧面为凹面，第十一透镜L11的光焦度为正。

上述三个镜群中，第一部分镜组T1的多个透镜提供光焦度，主要用于增大显微镜物镜的物方数值孔径以满足现有的显微镜物镜对于大数值孔径的需求，这样第二部分镜组T2和第三部分镜组T3的数值孔径得以缩小，换言之，在设计第二部分镜组T2和第三部分镜组T3时，只需要考虑校正色差、畸变及场曲的需求即可，方便了设计，同时也有利于提升色差、畸变及场曲的校正效果；第二部分镜组T2主要用于校正色差；第三部分镜组T3提供光焦度的同时也能够提供大视场，主要用于校正场曲。

在本实施例中，第三镜组G3中的第四透镜L4可采用低色散材料制成而第六透镜L6采用高色散材料制成，如此能够进一步优化整个显微镜物镜的色差，确保显微镜物镜的像侧画面更加真实。

本实施例提供的显微镜物镜的工作距离为34mm，待测样本与显微镜物镜之间的光线传播介质为空气。

本实施例提供的显微镜物镜主要用于生物荧光显微镜，该显微镜物镜还包括以下特征：

D/fobj＝4.57；

Fobj＝20.1；

NA＝0.325；

D表示物面到显微镜物镜最后一面的距离；fobj表示显微镜物镜焦距；NA表示显微镜物镜的物方数值孔径。

|H2/H3|＝1.87；

|H1/H2|＝1.07；

H1表示中心视场边缘光线在第一部分镜组T1中的镜片表面最低投射高度；H2表示中心视场边缘光线在第二部分镜组T2中透镜的表面最高投射高度；H3表示中心视场边缘光线在第三部分镜组T3中最靠近像方的透镜的表面投射高度。

|fL1/fobj|＝0.74；

|RL1/fobj|＝0.79；

fL1表示第一透镜L1焦距；RL1表示第一透镜L1的像侧面的曲率半径值；fobj表示显微镜物镜焦距。

|fT1/fobj|＝1.47；

其中，fT1为所述第一部分镜组T1的焦距，fobj为所述显微镜物镜的焦距；

|fT2/fobj|＝3.56；

其中，fT2为所述第二部分镜组T2的焦距，fobj为所述显微镜物镜的焦距；

|fT3/fobj|＝1.68；

其中，fT3为所述第三部分镜组T3的焦距，fobj为所述显微镜物镜的焦距；

本实施例中，系统焦距fobj为20.1mm，工作距离为34mm，数值孔径为0.325，视野范围为40mm，显微镜物镜的透镜参数满足表3的条件：

表3实施例三显微镜物镜的透镜光学参数

表面	半径(mm)	厚度(mm)	Nd	Vd
					S1	-19.91	4.47	1.56	71.30
S2	15.778	2.65	1.80	34.97
					S3	65.876	2.5
S4	-16.208	9.67	1.96	17.47
					S5	-25.639	0.1
S6	Infinity	5.12	1.90	31.32
					S7	-60.752	4	1.67	47.19
S8	51.522	5.65	1.49	81.61
					S9	-28.781	0.1
S10	76.928	6.92	1.44	94.94
					S11	-23.301	1.55	1.64	42.41
S12	27.983	5.45	1.44	94.94
					S13	-81.885	0.1
S14	36.769	3.75	1.59	68.34
					S15	Infinity	0.1
S16	25.639	4.12	1.44	94.94
					S17	129.691	34.7

其中，S1为第一透镜L1的物侧面，S17为第十一透镜L11的像侧面，厚度表示当前表面到下一个表面的轴上距离，例如表面S1的厚度即为S1到S2的距离，其可能是介质或镜片的轴上厚度，也可能是它们之间的轴上空气间隙。

图12是实施例2的显微镜物镜的0视场横向像差图，其中横坐标PY、PX代表归一化入瞳尺寸，纵坐标代表横向像差，标尺为±10微米，Y方向为子午方向，X方向为弧矢方向，由图可见像差平衡较好，具有较好的成像性能。

图13是实施例2的显微镜物镜的1视场横向像差图，标尺为±10微米，由图可见曲线贴近横轴，具有较好的成像性能。

图14是实施例2的显微镜物镜的场曲畸变图，左图为场曲图，图中纵坐标代表视场，横坐标代表场曲，单位为μm。边缘视场最佳聚焦点与中心视场最佳聚焦点轴向差异较小，理论值满足全视场清晰，达到平场物镜要求。图中纵坐标为归一化视场；横坐标代表场曲，最大值为10μm，最小值为-10μm。右图为畸变图，图中纵坐标代表视场，横坐标代表畸变(百分比)，由图可知，全视场畸变小于1％。图中纵坐标为归一化视场，横坐标代表畸变，最大为1％，最小为-1％。

图15是实施例1的显微镜物镜的色差曲线图，全波长曲线色差校正较好。

本实施例提供的显微镜物镜具有大视场(40mm)及大数值孔径(NA＝0.325)，用于生物荧光显微镜中能够方便使用者获得较大视场范围内的生物样本信息。

可选的，在某些实施方式中，显微镜物镜的工作波段可为436nm～1000nm，优选的，在436nm～656nm波段区间内成像效果为最佳。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种显微镜物镜，其特征在于，包括由物方至像方依序布置的：

第一部分镜组，包括自物方至像方依序布置的第一镜组和第二镜组，所述第一镜组的光焦度为负，所述第二镜组的光焦度为负；

第二部分镜组，包括自物方至像方依序布置的第三镜组和第四镜组，所述第三镜组的光焦度为正，所述第四镜组的光焦度为正；

第三部分镜组，包括自物方至像方依序布置的第五镜组和第六镜组，所述第五镜组的光焦度为正，所述第六镜组的光焦度为正；

特别的，所述显微镜物镜满足：4.5<D/fobj<4.6，fobj>20，0.2<NA≤0.325，其中，D为物面至所述第六镜组的像侧面的距离；fobj为所述显微镜物镜的焦距；NA为所述显微镜物镜的物方数值孔径。

2.根据权利要求1所述的显微镜物镜，其特征在于，所述第一镜组包括相互胶合的第一透镜和第二透镜，所述第一透镜的物侧面和像侧面都为凹面，所述第二透镜的物侧面为凸面而像侧面为凹面；

所述第一透镜的焦距fL1、所述第一透镜的像侧面的曲率半径RL1及所述显微镜物镜的焦距fobj之间满足：0.72≤|fL1/fobj|≤0.74，0.79≤|RL1/fobj|≤0.99。

3.根据权利要求2所述的显微镜物镜，其特征在于，所述第二镜组包括相互胶合的第三子透镜和第三次子透镜，所述第三子透镜的物侧面为凹面，所述第三子透镜的像侧面为平面，所述第三次子透镜的物侧面为平面，所述第三次子透镜的像侧面为凸面。

4.根据权利要求1所述的显微镜物镜，其特征在于，所述第三镜组包括自物方至像方依序胶合的第四透镜、第五透镜及第六透镜，所述第四透镜的物侧面为平面而像侧面为凸面，所述第五透镜的物侧面和像侧面都为凹面，所述第六透镜的物侧面和像侧面都为凸面；

所述第四镜组包括自物方至像方依序胶合的第七透镜、第八透镜及第九透镜，所述第七透镜的物侧面和像侧面都为凸面，所述第八透镜的物侧面和像侧面都为凹面，所述第九透镜的物侧面和像侧面都为凸面。

5.根据权利要求4所述的显微镜物镜，其特征在于，所述第五透镜及/或所述第八透镜为低色散材料制件。

6.根据权利要求1所述的显微镜物镜，其特征在于，所述第五镜组包括第十透镜，所述第十透镜的物侧面为凸面，所述第十透镜的像侧面为平面；所述第六镜组包括第十一透镜，所述第十一透镜的物侧面为凸面，所述第十一透镜的像侧面为凹面。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的显微镜物镜，其特征在于，中心视场边缘光线在所述第三部分镜组中的透镜表面最低投射高度H1、中心视场边缘光线在所述第二部分镜组中透镜的表面最高投射高度H2、中心视场边缘光线在所述第一部分镜组中最靠近像方的透镜的表面投射高度H3之间满足：0.92<|H2/H3|<1.07，1.79<|H1/H2|<1.89。

8.根据权利要求1至6任意一项所述的显微镜物镜，其特征在于，所述第一部分镜组的焦距fT1和所述显微镜物镜的焦距fobj之间满足：1.45≤|fT1/fobj|≤1.48。

9.根据权利要求1至6任意一项所述的显微镜物镜，其特征在于，所述第二部分镜组的焦距fT2和所述显微镜物镜的焦距fobj之间满足：3.52≤|fT2/fobj|≤3.58。

10.根据权利要求1至6任意一项所述的显微镜物镜，其特征在于，所述第三部分镜组的焦距fT3和所述显微镜物镜的焦距fobj之间满足：1.68≤|fT3/fobj|≤1.69。