显微镜物镜的制作方法

1.本发明涉及显微镜领域，尤其涉及一种显微镜物镜。


背景技术：

2.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，显微镜物镜的趋势也向着视场更大和孔径(na)更大的方向发展。不过，在实现大数值孔径复消色差的同时，还需要保证显微镜物镜的荧光性能良好，并且结构具有较好的可加工性，这对于大数值孔径显微镜物镜投入生产具有重要作用。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种显微镜物镜。
4.为实现上述发明目的，本发明提供一种显微镜物镜，包括沿光轴从物侧至像侧依次排列的具有正光焦度的第一透镜群、具有正光焦度的第二透镜群和具有负光焦度的第三透镜群，所述第三透镜群包括一个由两个光学元件组成的双高斯结构。
5.根据本发明的一个方面，沿光轴从物侧至像侧，所述第一透镜群包括第一光学元件，第二光学元件和第三光学元件，所述第二透镜群包括第四光学元件、第五光学元件和第六光学元件。
6.根据本发明的一个方面，所述第一光学元件为一枚胶合镜组，具有正光焦度；
7.所述第一光学元件的物侧面为平面，像侧面为半球面。
8.根据本发明的一个方面，所述第一光学元件由位于物侧的平凸透镜和位于像侧的超半球透镜组成。
9.根据本发明的一个方面，所述第二光学元件和所述第三光学元件各为一枚透镜，均具有正光焦度。
10.根据本发明的一个方面，所述第四光学元件为三胶合镜组；
11.所述第五光学元件和所述第六光学元件均为双胶合镜组，且光焦度对称；
12.所述第四光学元件、所述第五光学元件和所述第六光学元件的形状包含双凸型。
13.根据本发明的一个方面，所述第四光学元件由两个正光焦度透镜和一个负光焦度透镜组成，所述两个正光焦度透镜的材料均为阿贝数大于70的材料；
14.所述第五光学元件由位于物侧的负光焦度透镜和位于像侧的正光焦度透镜组成；
15.所述第六光学元件由位于物侧的正光焦度透镜和位于像侧的负光焦度透镜组成。
16.根据本发明的一个方面，所述第三透镜群包括沿光轴从物侧依次排列的光焦度正负性对称的第七胶合镜组和第八胶合镜组；
17.所述第七胶合镜组和所述第八胶合镜组的凹面相对，组成双高斯结构；
18.所述第七胶合镜组和所述第八胶合镜组各为双胶合镜组。
19.根据本发明的一个方面，所述第七胶合镜组由位于物侧的正光焦度透镜和位于像侧的负光焦度透镜组成；
20.所述第八胶合镜组由位于物侧的负光焦度透镜和位于像侧的正光焦度透镜组成。
21.根据本发明的一个方面，所述第三透镜群还包括位于所述第八胶合镜组像侧的正光焦度的第九光学元件，所述第九光学元件为一枚透镜或一枚双胶合镜组。
22.根据本发明的一个方面，所述第三透镜群还包括位于所述第七胶合镜组物侧的正光焦度或负光焦度的第十光学元件；
23.所述第十光学元件为一枚透镜，形状为弯月型，像侧面为凹面。
24.根据本发明的一个方面，物面到所述显微镜物镜最后一面的距离d和所述显微镜物镜的焦距fobj满足以下关系：10<d/fobj<36.2；
25.所述显微镜物镜的焦距fobj满足以下条件：fobj>1.7；
26.所述显微镜物镜物方数值孔径na满足以下条件：1<na<1.5。
27.根据本发明的一个方面，中心视场边缘光线在所述第二透镜群的最后一个透镜表面的投射高度h2分别与中心视场边缘光线在所述第三透镜群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一透镜群的最后一枚透镜表面的投射高度h3满足以下关系：0.1<|h2/h3|<1.5；0.1<|h1/h2|<0.8。
28.根据本发明的一个方面，所述第一透镜群的第一枚透镜的焦距fl1、朝向物体一侧表面的半径值rl1分别与所述显微镜物镜的焦距fobj满足以下关系1<|fl1/fobj|；|rl1/fobj|＝∞。
29.根据本发明的一个方面，所述第一透镜群的组合焦距ft1和所述显微镜物镜的焦距fobj满足以下关系：1<|ft1/fobj|<30。
30.根据本发明的一个方面，所述第二透镜群的组合焦距ft2和所述显微镜物镜的焦距fobj满足以下关系：1<|ft2/fobj|；
31.根据本发明的一个方面，所述第三透镜群的组合焦距ft3和所述显微镜物镜的焦距fobj满足以下关系：0.1<|ft3/fobj|。
32.根据本发明的一个方面，应用于生物荧光观察，视场数最大为30，应用波段为436
‑
656nm。
33.根据本发明的方案，第一透镜群由一枚双胶合镜组和至少一枚单透镜组成，主要用于提升物方数值孔径。第二透镜群由至少一枚胶合镜组和单透镜组成，主要用于消除色差。第三透镜群由双高斯结构和一枚单透镜或胶合镜组组成，可以使得视场数最大可达30，数值孔径最大可达1.5，405nm
‑
1000nm波段的荧光性能好。
附图说明
34.图1示意性表示本发明的第一种实施方式的显微镜物镜的结构图；
35.图2示意性表示本发明的第一种实施方式的显微镜物镜的0视场横向像差图；
36.图3示意性表示本发明的第一种实施方式的显微镜物镜的1视场横向像差图；
37.图4示意性表示本发明的第一种实施方式的显微镜物镜的场曲畸变图；
38.图5示意性表示本发明的第一种实施方式的显微镜物镜的色差曲线图；
39.图6示意性表示本发明的第二种实施方式的显微镜物镜的结构图；
40.图7示意性表示本发明的第二种实施方式的显微镜物镜的0视场横向像差图；
41.图8示意性表示本发明的第二种实施方式的显微镜物镜的1视场横向像差图；
42.图9示意性表示本发明的第二种实施方式的显微镜物镜的场曲畸变图；
43.图10示意性表示本发明的第二种实施方式的显微镜物镜的色差曲线图；
44.图11示意性表示本发明的第三种实施方式的显微镜物镜的结构图；
45.图12示意性表示本发明的第三种实施方式的显微镜物镜的0视场横向像差图；
46.图13示意性表示本发明的第三种实施方式的显微镜物镜的1视场横向像差图；
47.图14示意性表示本发明的第三种实施方式的显微镜物镜的场曲畸变图；
48.图15示意性表示本发明的第三种实施方式的显微镜物镜的色差曲线图；
49.图16示意性表示本发明的第四种实施方式的显微镜物镜的结构图；
50.图17示意性表示本发明的第四种实施方式的显微镜物镜的0视场横向像差图；
51.图18示意性表示本发明的第四种实施方式的显微镜物镜的1视场横向像差图；
52.图19示意性表示本发明的第四种实施方式的显微镜物镜的场曲畸变图；
53.图20示意性表示本发明的第四种实施方式的显微镜物镜的色差曲线图；
54.图21示意性表示本发明的第五种实施方式的显微镜物镜的结构图；
55.图22示意性表示本发明的第五种实施方式的显微镜物镜的0视场横向像差图；
56.图23示意性表示本发明的第五种实施方式的显微镜物镜的1视场横向像差图；
57.图24示意性表示本发明的第五种实施方式的显微镜物镜的场曲畸变图；
58.图25示意性表示本发明的第五种实施方式的显微镜物镜的色差曲线图；
59.图26示意性表示本发明的第六种实施方式的显微镜物镜的结构图；
60.图27示意性表示本发明的第六种实施方式的显微镜物镜的0视场横向像差图；
61.图28示意性表示本发明的第六种实施方式的显微镜物镜的1视场横向像差图；
62.图29示意性表示本发明的第六种实施方式的显微镜物镜的场曲畸变图；
63.图30示意性表示本发明的第六种实施方式的显微镜物镜的色差曲线图。
具体实施方式
64.为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
65.在针对本发明的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
66.下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施方式。
67.参见图1，本发明的显微镜物镜属于无限远共轭物镜，其在观测时，观测物体与物镜之间介质可以为空气也可以为液体，当介质为空气时，数值孔径小于1，当介质为液体时，其数值孔径可以达到最大值。显微镜物镜包括沿光轴从物侧至像侧依次排列的具有正光焦度的第一透镜群t1，其包括至少一枚正光焦度的透镜；具有正光焦度的第二透镜群t2，其包
括至少一枚透镜或胶合镜组，胶合镜组指双胶合镜组或多透镜胶合镜组，其形状可以为弯月形或双凸型；具有负光焦度的第三透镜群t3。
68.沿光轴从物侧至像侧，第一透镜群t1包括第一光学元件g1，第二光学元件g2和第三光学元件g3，第二透镜群t2包括第四光学元件g4、第五光学元件g5和第六光学元件g6。本发明中，第三透镜群t3包括一个由两个光学元件组成的双高斯结构。
69.本发明中，第一光学元件g1为一枚胶合镜组，具有正光焦度。第一光学元件g1的物侧面为平面，像侧面为半球面(或接近半球面)。具体的，第一光学元件g1由位于物侧的平凸透镜和位于像侧的超半球透镜组成。第二光学元件g2和第三光学元件g3各为一枚透镜或组成胶合镜组，均具有正光焦度。即，在第一透镜群t1中，第一光学元件g1之后为至少一枚单透镜或胶合镜组。
70.本发明中，第四光学元件g4为三胶合镜组，第五光学元件g5和第六光学元件g6为双胶合镜组，且二者光焦度对称。第四光学元件g4、第五光学元件g5和第六光学元件g6的形状包含双凸型。第四光学元件g4由两个正光焦度透镜和一个负光焦度透镜组成，两个正光焦度透镜的材料均为阿贝数大于70的材料。第五光学元件g5由位于物侧的负光焦度透镜和位于像侧的正光焦度透镜组成。第六光学元件g6由位于物侧的正光焦度透镜和位于像侧的负光焦度透镜组成。
71.本发明中，第三透镜群t3包含有至少两个镜组。具体的，第三透镜群t3包括沿光轴从物侧依次排列的光焦度正负性对称的第七胶合镜组g7和第八胶合镜组g8，即这两个镜组的光焦度为一正一负，并且凹面相对，组成双高斯结构。第七胶合镜组g7和第八胶合镜组g8各为双胶合镜组或多胶合镜组。第七胶合镜组g7可由位于物侧的正光焦度透镜和位于像侧的负光焦度透镜组成。第八胶合镜组g8可由位于物侧的负光焦度透镜和位于像侧的正光焦度透镜组成。
72.本发明中，第三透镜群t3还包括位于第八胶合镜组g8像侧的至少一个光学元件。在一些实施方式中，该光学元件为正光焦度的第九光学元件g9，第九光学元件g9为一枚透镜或一枚双胶合镜组。
73.本发明中，第三透镜群t3还包括位于第七胶合镜组g7物侧的至少一个光学元件，在一些实施方式中，该光学元件为正光焦度或负光焦度的第十光学元件g10，第十光学元件g10为一枚透镜，形状为弯月型，像侧面为凹面，在某些实施方式中，其光焦度可以为负。
74.本发明中，物面到显微镜物镜最后一面的距离d和显微镜物镜的焦距fobj满足以下关系：10<d/fobj<36.2。显微镜物镜的焦距fobj满足以下条件：fobj>1.7。显微镜物镜物方数值孔径na满足以下条件：1<na<1.5。
75.本发明中，中心视场边缘光线在第二透镜群t2的最后一个透镜表面的投射高度h2分别与中心视场边缘光线在第三透镜群t3中的透镜表面最低投射高度h1、中心视场边缘光线在第一透镜群t1的最后一枚透镜表面的投射高度h3满足以下关系：0.1<|h2/h3|<1.5；0.1<|h1/h2|<0.8。光线高度在第一透镜群t1最后一组透镜与第二透镜群t2最后一组透镜表面之间达到最大值。
76.本发明中，第一透镜群t1的第一枚透镜的焦距fl1、朝向物体一侧表面的半径值rl1分别与显微镜物镜的焦距fobj满足以下关系1<|fl1/fobj|；|rl1/fobj|＝∞。
77.本发明中，第一透镜群t1的组合焦距ft1和显微镜物镜的焦距fobj满足以下关系：
1<|ft1/fobj|<30。第二透镜群t2的组合焦距ft2和显微镜物镜的焦距fobj满足以下关系：1<|ft2/fobj|。第三透镜群t3的组合焦距ft3和显微镜物镜的焦距fobj满足以下关系：0.1<|ft3/fobj|。
78.综上所述，本发明的显微镜物镜包括三个透镜群，第一透镜群t1由一个双胶合镜组和至少一个单透镜组成，用于提升物方数值孔径。第二透镜群t2由至少一个胶合镜组和单透镜组成，用于消除色差。第三透镜群t3由双高斯结构和单透镜或胶合镜组组成。本发明的显微镜物镜的视场数最大可达30，数值孔径最大可达1.5，405nm
‑
1000nm波段的荧光性能好。另外，显微镜物镜的工作距离可达0.17mm以上，当然也包括0mm
‑
0.17mm的工作距离，工作距离为盖玻片到物镜第一组透镜边缘的距离。本发明的各透镜材料要求近紫外透过率低，荧光性能好。透镜数量以16
‑
18枚为性价比最高，可应用于生物荧光观察，视场数最大可达30，数值孔径最大可达1.5，应用波段(436
‑
656nm)内实现复消色差，近红外波段及近紫外波段成像性能好。当然，为了进一步提升性能，也可以增加透镜。
79.以下以六组实施方式具体说明本发明的显微镜物镜，以s1、s2、
…
、sn来表示各透镜的面，胶合镜组的胶合面记为一面。在下列实施方式中，第一透镜群t1主要用于提供光焦度，并为后面部分减小数值孔径；第二透镜群t2主要用于校正色差，第三透镜群t3主要用于校正场曲。本发明的荧光生物显微镜物镜的工作距离为0.17mm。显微镜物镜工作波段(光谱范围)为400nm
‑
1000nm，在某些实施方式中，可为436nm
‑
1000nm，在436
‑
656nm波段区间的成像效果最佳，视场范围为26.5，数值孔径1.3。
80.具体符合上述各条件式的各实施方式的参数如下表1所示：
[0081][0082][0083]
表1
[0084]
第一种实施方式
[0085]
参见图1，在本实施方式中，显微镜物镜由18个透镜组成，物方起第一枚透镜第一表面为s1，最后一枚透镜表面为s28。
[0086]
第一光学元件g1为胶合镜组，具有正光焦度，形状为平凸型，由位于物侧的透镜为平凸型的第一透镜l1和位于像侧的超半球型的第二透镜l2组成。第二光学元件g2和第三光学元件g3均为具有正光焦度的单透镜，即第三透镜l3和第四透镜l4。第四光学元件g4为三胶合镜组，由两个正光焦度透镜和一个负光焦度透镜组成，分别为第五透镜l5、第六透镜l6
和第七透镜l7，其中，两个正光焦度透镜材料可以相同，也可以不同，均为低色散材料。第五光学元件g5为双胶合镜组，由位于物侧的负光焦度的第八透镜l8和位于像侧的正光焦度的第九透镜l9组成。第六光学元件g6为双胶合镜组，由位于物侧的正光焦度的第十透镜l10和位于像侧的负光焦度的第十一透镜l11组成，第六光学元件g6与第五光学元件g5组成两个对称双胶合镜组。第十光学元件g10为弯月型的第十二透镜l12，像侧面为凹面。第七胶合镜组g7为双胶合镜组，由位于物侧的正光焦度的第十三透镜l13和位于像侧的负光焦度的第十四透镜l14组成。第八胶合镜组g8为双胶合镜组，由位于物侧的负光焦度的第十五透镜l15和位于像侧的正光焦度的第十六透镜l16组成，第八胶合镜组g8与第七胶合镜组g7组成两个对称双胶合镜组。第九光学元件g9为正光焦度的双胶合镜组。
[0087]
本实施方式中，系统焦距为3mm，工作距离为0.17mm，数值孔径为1.3，显微镜物镜的透镜厚度和半径等参数如下表2所示：
[0088]
表面半径(mm)厚度(mm)ndvds2850.26911.6144.3s2719.32521.4395s26
‑
70.4440.15
ꢀꢀ
s258.0583.61.7432.3s2415.59811.6065.4s232.7811.8
ꢀꢀ
s22
‑
2.89511.7432.3s21
‑
18.5654.21.4395s20
‑
5.9870.15
ꢀꢀ
s19
‑
17.58621.4395s18
‑
9.2580.15
ꢀꢀ
s17
‑
20.1581.21.4395s1614.21551.7432.3s15
‑
14.6870.15
ꢀꢀ
s1465.2511.21.4395s13
‑
7.8954.81.6144.3s12
‑
25.6850.15
ꢀꢀ
s1117.1544.71.4395s10
‑
12.1581.21.6144.3s915.2354.61.4395s8
‑
18.2560.15
ꢀꢀ
s750.2352.51.4395s6
‑
13.0870.15
ꢀꢀ
s525.2582.61.4395s4
‑
62.8410.15
ꢀꢀ
s34.54251.8840.8s22.0310.71.5264.1
s1infinity0.17
ꢀꢀ
[0089]
表2
[0090]
其中，半径是指表面的曲率半径，厚度是指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，其可能是介质或透镜的轴上厚度，也可能是它们之间的轴上空气间隙。
[0091]
图2是第一种实施方式的显微镜物镜的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。
[0092]
图3是第一种实施方式的显微镜物镜的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。
[0093]
图4是第一种实施方式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小于2λ/na2，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0.5％。图中纵坐标为归一化视场，横坐标代表畸变，最大为0.5％，最小为
‑
0.5％。
[0094]
图5是第一种实施方式的显微镜物镜的色差曲线图，全波长曲线色差校正较好，各视场处任意两条曲线差值小于λ/na2。
[0095]
本实施方式生物荧光显微镜物镜具有数值孔径大(na＝1.3)，在一些较好的实施例中数值孔径可大于1.5。
[0096]
第二种实施方式
[0097]
参见图6，在本实施方式中，显微镜物镜由17个透镜组成，物方起第一枚透镜第一表面为s1，最后一枚透镜表面为s27。
[0098]
第一光学元件g1为胶合镜组，具有正光焦度，形状为平凸型，由位于物侧的平凸型的第一透镜l1和位于像侧的超半球型的第二透镜l2组成。第二光学元件g2和第三光学元件g3均为正光焦度的透镜，即第三透镜l3和第四透镜l4。第四光学元件g4为三胶合镜组，由两个正光焦度透镜和一个负光焦度透镜组成，分别为第五透镜l5、第六透镜l6和第七透镜l7，两个正光焦度透镜材料可以相同，也可以不同，均为低色散材料。第五光学元件g5为双胶合镜组，由位于物侧的负光焦度的第八透镜l8和位于像侧的正光焦度的第九透镜l9组成。第六光学元件g6为双胶合镜组，由位于物侧的正光焦度的第十透镜l10和位于像侧的负光焦度的第十一透镜l11组成，第六光学元件g6与第五光学元件g5组成两个对称双胶合镜组。第十光学元件g10为弯月型的第十二透镜l12，像侧面为凹面。第七胶合镜组g7为光焦度为负的双胶合镜组，由位于物侧的正光焦度的第十三透镜l13和位于像侧的负光焦度的第十四透镜l14组成。第八胶合镜组g8为光焦度为正的双胶合镜组，由位于物侧的负光焦度的第十五透镜l15和位于像侧的正光焦度的第十六透镜l16组成，第八胶合镜组g8与第七胶合镜组g7组成两个对称双胶合镜组。第九光学元件g9为正光焦度的单透镜，即第十七透镜l17。本实施方式中，显微镜物镜的工作距离为0.17mm，光谱范围为436nm
‑
656nm，视场范围为25。
[0099]
本实施方式中，系统焦距3mm，工作距离为0.17mm，数值孔径为1.3，显微镜物镜的透镜厚度和半径等参数如下表3所示：
[0100][0101][0102]
表3
[0103]
其中，半径是指表面的曲率半径，厚度是指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，其可能是介质或透镜的轴上厚度，也可能是它们之间的轴上空气间隙。
[0104]
图7是第二种实施方式的显微镜物镜的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。
[0105]
图8是第二种实施方式的显微镜物镜的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。
[0106]
图9是第二种实施方式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小于2λ/na2，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0.2％。图中纵坐标为归一化视场，横坐标代表畸变，最大为0.2％，最小为
‑
0.2％。
[0107]
图10是第二种实施方式的显微镜物镜的色差曲线图，全波长曲线色差校正较好，各视场处任意两条曲线差值小于λ/na2。
[0108]
本实施方式生物荧光显微镜物镜具有物方视场大(0.21mm)，数值孔径大(na＝1.3)，在一些较好的实施例中视场可大于0.5mm，数值孔径可大于1.45。
[0109]
第三种实施方式
[0110]
参见图11，在本实施方式中，显微镜物镜由16个透镜组成，物方起第一枚透镜第一表面为s1，最后一枚透镜表面为s25。
[0111]
第一光学元件g1为胶合镜组，具有正光焦度，形状为平凸型，由位于物侧的平凸型的第一透镜l1和位于像侧的超半球型的第二透镜l2组成。第二光学元件g2和第三光学元件g3均为正光焦度的透镜，即第三透镜l3和第四透镜l4。第四光学元件g4为三胶合镜组，由两个正光焦度透镜和一个负光焦度透镜组成，分别为第五透镜l5、第六透镜l6和第七透镜l7，两个正光焦度透镜材料可以相同，也可以不同，均为低色散材料。第五光学元件g5为双胶合镜组，由位于物侧的负光焦度的第八透镜l8和位于像侧的正光焦度的第九透镜l9组成。第六光学元件g6为双胶合镜组，由位于物侧的正光焦度的第十透镜l10和位于像侧的负光焦度的第十一透镜l11组成，第六光学元件g6与第五光学元件g5组成两个对称双胶合镜组。第七胶合镜组g7为双胶合镜组，由位于物侧的正光焦度的第十二透镜l12和位于像侧的负光焦度的第十三透镜l13组成。第八胶合镜组g8为双胶合镜组，由位于物侧的负光焦度的第十四透镜l14和位于像侧的正光焦度的第十五透镜l15组成，第八胶合镜组g8与第七胶合镜组g7组成两个对称双胶合镜组。第九光学元件g9为正光焦度的单透镜，即第十六透镜l16。
[0112]
本实施方式中，系统焦距f＝3mm，工作距离为0.17mm，数值孔径为1.3，显微镜物镜的透镜厚度和半径等参数如下表4所示：
[0113]
表面半径(mm)厚度(mm)ndvds2580.6581.81.4395s24
‑
15.2650.15
ꢀꢀ
s237.2982.81.7432.3s2214.78511.6065.4s212.9712.7
ꢀꢀ
s20
‑
2.59311.7432.3s1933.7863.81.4395s18
‑
6.3520.15
ꢀꢀ
s17
‑
30.5981.21.4395s1627.3564.51.7432.3s15
‑
9.6580.1
ꢀꢀ
s1478.6254.51.4395s13
‑
9.5871.21.5264.1s1243.6520.15
ꢀꢀ
s1115.6566.21.4395
s10
‑
15.6561.21.6144.3s911.58761.4395s8
‑
32.6890.15
ꢀꢀ
s713.0253.01.4395s6
‑
67.5600.15
ꢀꢀ
s517.3592.21.4395s4158.2120.15
ꢀꢀ
s34.0564.81.8840.8s21.6890.551.5264.1s1infinity0.17
ꢀꢀ
[0114]
表4
[0115]
其中，半径是指表面的曲率半径，厚度是指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，其可能是介质或透镜的轴上厚度，也可能是它们之间的轴上空气间隙。
[0116]
图12是第三种实施方式的显微镜物镜的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。
[0117]
图13是第三种实施方式的显微镜物镜的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。
[0118]
图14是第三种实施方式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小于2λ/na2，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％。
[0119]
图15是第三种实施方式的显微镜物镜的色差曲线图，全波长曲线色差校正较好，各视场处任意两条曲线差值小于λ/na2。
[0120]
本实施方式生物荧光显微镜物镜具有物方视场大(0.42mm)，数值孔径大(na＝1.3)，在一些较好的实施例中视场可大于0.5mm，数值孔径可大于1.45。
[0121]
第四种实施方式
[0122]
参见图16，在本实施方式中，显微镜物镜由17个透镜组成，物方起第一枚透镜第一表面为s1，最后一枚透镜表面为s27。
[0123]
第一光学元件g1为胶合镜组，具有正光焦度，形状为平凸型，由位于物侧的平凸型的第一透镜l1和位于像侧的超半球型的第二透镜l2组成。第二光学元件g2和第三光学元件g3均为正光焦度的透镜，即第三透镜l3和第四透镜l4。第四光学元件g4为三胶合镜组，由两个正光焦度透镜和一个负光焦度透镜组成，分别为第五透镜l5、第六透镜l6和第七透镜l7，两个正光焦度透镜材料可以相同，也可以不同，均为低色散材料。第五光学元件g5为双胶合镜组，由位于物侧的负光焦度的第八透镜l8和位于像侧的正光焦度的第九透镜l9组成。第六光学元件g6为双胶合镜组，由位于物侧的正光焦度的第十透镜l10和位于像侧的负光焦
度的第十一透镜l11组成，第六光学元件g6与第五光学元件g5组成两个对称双胶合镜组。第十光学元件g10为弯月型的第十二透镜l12，像侧面为凹面。第七胶合镜组g7为双胶合镜组，由位于物侧的正光焦度的第十三透镜l13和位于像侧的负光焦度的第十四透镜l14组成。第八胶合镜组g8为双胶合镜组，由位于物侧的负光焦度的第十五透镜l15和位于像侧的正光焦度的第十六透镜l16组成，第八胶合镜组g8与第七胶合镜组g7组成两个对称双胶合镜组。第九光学元件g9为第十七透镜l17。
[0124]
本实施方式中，系统焦距为1.8mm，工作距离为0.17mm，数值孔径为1.45，显微镜物镜的透镜厚度和半径等参数如下表5所示：
[0125][0126][0127]
表5
[0128]
其中，半径是指表面的曲率半径，厚度是指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，其可能是介质或透镜的轴上厚度，也可能是它们之间的轴上空气间隙。
[0129]
图17是第四种实施方式的显微镜物镜的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。
[0130]
图18是第四种实施方式的显微镜物镜的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。
[0131]
图19是第四种实施方式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小于2λ/na2，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2μm，最小值为
‑
2μm。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0.5％。图中纵坐标为归一化视场，横坐标代表畸变，最大为0.5％，最小为
‑
0.5％。
[0132]
图20是第四种实施方式的显微镜物镜的色差曲线图，全波长曲线色差校正较好，各视场处任意两条曲线差值小于λ/na2。
[0133]
本实施方式生物荧光显微镜物镜具有数值孔径大(na＝1.45)，在一些较好的实施例中数值孔径可大于1.5。
[0134]
第五种实施方式
[0135]
参见图21，在本实施方式中，显微镜物镜由16个透镜组成，物方起第一枚透镜第一表面为s1，最后一枚透镜表面为s25。
[0136]
第一光学元件g1为胶合镜组，具有正光焦度，形状为平凸型，由位于物侧的平凸型的第一透镜l1和位于像侧的超半球型的第二透镜l2组成。第二光学元件g2和第三光学元件g3均为正光焦度的透镜，即第三透镜l3和第四透镜l4。第四光学元件g4为三胶合镜组，由两个正光焦度透镜和一个负光焦度透镜组成，分别为第五透镜l5、第六透镜l6和第七透镜l7，两个正光焦度透镜材料可以相同，也可以不同，均为低色散材料。第五光学元件g5为双胶合镜组，由位于物侧的负光焦度的第八透镜l8和位于像侧的正光焦度的第九透镜l9组成。第六光学元件g6为双胶合镜组，由位于物侧的正光焦度的第十透镜l10和位于像侧的负光焦度的第十一透镜l11组成，第六光学元件g6与第五光学元件g5组成两个对称双胶合镜组。第七胶合镜组g7为双胶合镜组，由位于物侧的正光焦度的第十二透镜l12和位于像侧的负光焦度的第十三透镜l13组成。第八胶合镜组g8为双胶合镜组，位于物侧的负光焦度的第十四透镜l14和位于像侧的正光焦度的第十五透镜l15组成，第八胶合镜组g8与第七胶合镜组g7组成两个对称双胶合镜组。第九光学元件为第十六透镜l16。
[0137]
本实施方式中，系统焦距为1.8mm，工作距离为0.17mm，数值孔径为1.47，显微镜物镜的透镜厚度和半径等参数如下表6所示：
[0138]
表面半径(mm)厚度(mm)ndvds25
‑
54.12731.4395s24
‑
18.6550.15
ꢀꢀ
s236.4574.51.7432.3s2248.00111.6065.4s212.9532
ꢀꢀ
s20
‑
2.5481.51.7432.3s19
‑
163.80751.5771.3
s18
‑
4.5980.15
ꢀꢀ
s17
‑
45.32321.4395s167.54861.7432.3s15
‑
18.7290.15
ꢀꢀ
s14
‑
17.5615.91.4395s1378.0950.151.6144.3s12
‑
9.1477.1
ꢀꢀ
s11
‑
18.95521.4395s1017.7210.151.6144.3s9
‑
10.9958.81.4395s815.7871.5
ꢀꢀ
s723.6597.51.4395s6
‑
888.1940.15
ꢀꢀ
s514.52331.4395s445.1560.15
ꢀꢀ
s33.2753.981.8840.8s22.5650.561.5264.1s1infinity0.17
ꢀꢀ
[0139]
表6
[0140]
其中，半径是指表面的曲率半径，厚度是指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，其可能是介质或透镜的轴上厚度，也可能是它们之间的轴上空气间隙。
[0141]
图22是第五种实施方式的显微镜物镜的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。
[0142]
图23是第五种实施方式的显微镜物镜的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。
[0143]
图24是第五种实施方式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小于2λ/na2，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2μm，最小值为
‑
2μm。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0.2％。图中纵坐标为归一化视场，横坐标代表畸变，最大为0.2％，最小为
‑
0.2％。
[0144]
图25是第五种实施方式的显微镜物镜的色差曲线图，全波长曲线色差校正较好，各视场处任意两条曲线差值小于λ/na2。
[0145]
本实施方式生物荧光显微镜物镜具有数值孔径大(na＝1.47)，在一些较好的实施例中数值孔径可大于1.5。
[0146]
第六种实施方式
[0147]
参见图26，在本实施方式中，显微镜物镜由18个透镜组成，物方起第一枚透镜第一
表面为s1，最后一枚透镜表面为s28。
[0148]
第一光学元件g1为胶合镜组，具有正光焦度，形状为平凸型，由位于物侧的平凸型的第一透镜l1和位于像侧的超半球型的第二透镜l2组成。第二光学元件g2和第三光学元件g3均为正光焦度的透镜，即第三透镜l3和第四透镜l4。第四光学元件g4为三胶合镜组，由两个正光焦度透镜和一个负光焦度透镜组成，分别为第五透镜l5、第六透镜l6和第七透镜l7，两个正光焦度透镜材料可以相同，也可以不同，均为低色散材料。第五光学元件g5为双胶合镜组，由位于物侧的负光焦度的第八透镜l8和位于像侧的正光焦度的第九透镜l9组成。第六光学元件g6为双胶合镜组，由位于物侧的正光焦度的第十透镜l10和位于像侧的负光焦度的第十一透镜l11组成，第六光学元件g6与第五光学元件g5组成两个对称双胶合镜组。第十光学元件g10为弯月型的第十二透镜l12，像侧面为凹面。第七胶合镜组g7为双胶合镜组，由位于物侧的正光焦度的第十三透镜l13和位于像侧的负光焦度的第十四透镜l14组成。第八胶合镜组g8为双胶合镜组，由位于物侧的负光焦度的第十五透镜l15和位于像侧的正光焦度的第十六透镜l16组成，第八胶合镜组g8与第七胶合镜组g7组成两个对称双胶合镜组。第九光学元件g9为正光焦度的双胶合镜组，由位于物侧的第十七透镜l17和位于像侧的第十八透镜l18组成。
[0149]
本实施方式中，系统焦距为4.5mm，工作距离为0.17mm，数值孔径为1.21，显微镜物镜的透镜厚度和半径等参数如下表7所示：
[0150]
[0151][0152]
表7
[0153]
其中，半径是指表面的曲率半径，厚度是指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，其可能是介质或透镜的轴上厚度，也可能是它们之间的轴上空气间隙。
[0154]
图27是第六种实施方式的显微镜物镜的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。
[0155]
图28是第六种实施方式的显微镜物镜的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。
[0156]
图29是第六种实施方式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小于2λ/na2，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0.5％。图中纵坐标为归一化视场，横坐标代表畸变，最大为0.5％，最小为
‑
0.5％。
[0157]
图30是第六种实施方式的显微镜物镜的色差曲线图，全波长曲线色差校正较好，各视场处任意两条曲线差值小于λ/na2。
[0158]
本实施方式生物荧光显微镜物镜具有物方视场大(物方视场0.625mm)，在一些较好的实施例中物方视场可大于0.65mm。
[0159]
以上所述仅为本发明的一个实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。