具体实施方式

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。

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。

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。

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，观测物体与显微镜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第一光学元件G1、第二光学元件G2、第三胶合镜组G3、第四光学元件G4、第五胶合镜组G5、第六光学元件G6和第七光学元件G7。本发明中，第四光学元件G4为一枚透镜或一枚双胶合镜组。当然，在某些第四光学元件G4为一枚透镜的实施方式中，也可将其替换为一枚双胶合镜组。

本发明中，第一光学元件G1为一枚双胶合镜组，具有正光焦度，其物侧面为平面，像侧面为半球面(或接近半球状)。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为一枚透镜或一枚胶合镜组，具有光焦度为正，且其形状为物侧面为凹面的弯月型或双凸型。第三胶合镜组G3由两枚正光焦度的透镜和一枚负光焦度的透镜组成，其中，两枚正光焦度的透镜的材质为低色散材料。当第四光学元件G4为一枚双胶合镜组时，其由一枚正光焦度的透镜和一枚负光焦度的透镜组成。第五胶合镜组G5由一枚正光焦度的透镜和一枚负光焦度的透镜组成。第六光学元件G6与第七光学元件G7的光焦度正负性不同(即一正一负)，且形成双高斯结构，例如在某些实施方式中，第六光学元件G6具有负光焦度，第七光学元件G7具有正光焦度。第六光学元件G6与第七光学元件G7各自可以为一枚透镜、一枚胶合镜组或由透镜和胶合镜组组成。具体的，第六光学元件G6可以由一枚正光焦度的透镜和一枚负光焦度的透镜组成；第七光学元件G7可以由位于物侧的负光焦度透镜和位于像侧的正光焦度的透镜组成。另外，第五胶合镜组G5和第六光学元件G6的光焦度也可相应变化。

本发明中，第一光学元件G1和所述第二光学元件G2组成的第一透镜群T1的光焦度为正，由上述可知，第一透镜群T1包括至少一枚正光焦度的透镜，可以由一个双胶合镜组和一个或多个单透镜组成。第三胶合镜组G3、第四光学元件G4和第五胶合镜组G5组成的第二透镜群T2的光焦度为正，由上述可知，第二透镜群T2由至少一枚光学元件组成，可以为单透镜或胶合镜组，胶合镜组指双胶合镜组或多透镜胶合组。第六光学元件G6和第七光学元件G7组成的第三透镜群T3的光焦度为负。

本发明中，物面到显微镜物镜最后一面的距离D与显微镜物镜的焦距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≤1.45。

本发明中，中心视场边缘光线在第二透镜群T2中的最高投射高度H2分别与中心视场边缘光线在第三透镜群T3中在透镜表面最低投射高度H1、中心视场边缘光线在第二透镜群T2的第一枚透镜表面的投射高度H3满足以下关系：0.5<|H2/H3|<1.5；0.1<|H1/H2|<0.8。其中，光线高度在第二透镜群T2的第一枚透镜表面和最后一枚透镜表面之间达到最大值。

本发明中，第一透镜群T1的第一枚胶合透镜的焦距fL1、物侧面的半径值RL1分别与显微镜物镜的焦距fobj满足以下关系：1<|fL1/fobj|；|RL1/fobj|＝∞。

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|<5。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|<25。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：1<|fT3/fobj|。

综上所述，本发明的显微镜物镜整体包括三部分透镜群，第一透镜群T1由一个双胶合镜组和一个或多个单透镜组成，用于提升物方数值孔径。第二透镜群T2由至少一个胶合组镜组和单透镜组成，用于消除色差。第三透镜群T3由双高斯结构组成，用于实现平场和增大视场的效果。由此，满足上述设置，本发明的显微镜物镜的视场数最大可达35，数值孔径最大可达1.4，视场最大可达0.625mm。并且，显微镜物镜的工作距离可达0.15mm以上，当然也包括0mm-0.15mm之间的工作距离，工作距离为盖玻片到物镜第一组透镜边缘的距离。透镜数量以13-14枚的性价比最高，可应用于明场观察，视场数最大可达35，数值孔径最大可达1.4。应用波段(436-656nm)内实现复消色差。当然，为进一步提升性能可以增加镜片。

以下以五组实施方式来具体说明本发明的显微镜物镜，以S1、S2、…、SN表示各透镜的面，胶合镜组中的胶合面记为一面。下列实施方式中，第一透镜群T1主要负责提供光焦度，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、增大视场。本发明的大视场大数值孔径复消色差显微镜物镜，在某些实施方式中，显微镜物镜工作波段可为436nm-1000nm，在436-656nm光谱波段区间的复消色差效果最佳，视场范围为30。

具体符合上述关系式的各个实施方式的参数如下表1所示：

表1

第一种实施方式

参见图1，在本实施方式中，显微镜物镜共有14枚透镜，物侧起第一枚透镜第一表面为S1，最后一枚透镜表面为S21。

第一光学元件G1为胶合镜组，光焦度为正，形状为平凸型，靠近物侧的第一透镜L1为平凸透镜，远离物侧的第二透镜L2为超半球透镜；第二光学元件G2为一枚透镜，即第三透镜L3，光焦度为正，形状为弯月型，物侧面为凹面；第三胶合镜组G3三胶合镜组，由两个正光焦度透镜和一个负光焦度透镜组成，分别为第四透镜L4、第五透镜L5和第六透镜L6，两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；第四光学元件G4为双胶合镜组，位于物侧的第七透镜L7的光焦度为正，位于像侧的第八透镜L8的光焦度为负；第五胶合镜组G5中，位于物侧的第九透镜L9的光焦度为正，位于像侧的第十透镜L10的光焦度为负；第六光学元件G6为双胶合镜组，位于物侧的第十一透镜L11的光焦度为负，位于像侧的第十二透镜L12的光焦度为正；第七光学元件G7为双胶合镜组，位于物侧的第十三透镜L13的光焦度为负，位于像侧的第十四透镜的光焦度为正。第六光学元件G6与第七光学元件G7组成两个对称双胶合组，即组成双高斯结构。

在本实施方式中，系统焦距为3mm，工作距离为0.15mm，数值孔径为1.35，显微镜物镜的透镜厚度和半径等参数如下表2所示：

表2

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。

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。

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。

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2％。图中纵坐标为归一化视场，横坐标代表畸变，最大为2％，最小为-2％。

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。

本实施方式的大视场平场浸液显微镜物镜具有物方视场大(0.5mm)，数值孔径大(NA＝1.35)，视场可大于0.58mm，在一些较好的实施例中数值孔径可大于1.4。

第二种实施方式

参见图6，在本实施方式中，显微镜物镜共有13枚透镜，物侧起第一枚透镜第一表面为S1，最后一枚透镜表面为S20。

第一光学元件G1为胶合镜组，光焦度为正，形状为平凸型，靠近物侧的第一透镜L1为平凸透镜，远离物侧的第二透镜L2为超半球透镜；第二光学元件G2为一枚透镜，即第三透镜L3，光焦度为正，形状为弯月型，物侧面为凹面；第三胶合镜组G3三胶合镜组，由两个正光焦度透镜和一个负光焦度透镜组成，分别为第四透镜L4、第五透镜L5和第六透镜L6；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；第四光学元件G4为单透镜，即第七透镜L7；第五胶合镜组G5中，位于物侧的第八透镜L8的光焦度为负，位于像侧的第九透镜L9的光焦度为正；第六光学元件G6为光焦度为负的双胶合镜组，位于物侧第十透镜L10的光焦度为正，位于像侧的第十一透镜L11的光焦度为负；第七光学元件G7为光焦度为正的双胶合镜组，位于物侧的第十二透镜L12的光焦度为负，位于像侧的第十三透镜L13的光焦度为正。第六光学元件G6与第七光学元件G7组成两个对称双胶合组，即组成双高斯结构。

在本实施方式中，系统焦距为3mm，工作距离为0.15mm，数值孔径1.4，显微镜物镜的透镜厚度和半径等参数如下表3所示：

表3

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。

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。

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。

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2％。图中纵坐标为归一化视场，横坐标代表畸变，最大为2％，最小为-2％。

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。

本实施方式的大视场平场浸液显微镜物镜具有物方视场大(0.5mm)，数值孔径大(NA＝1.4)，视场可大于0.58mm，在一些较好的实施例中数值孔径可大于1.4。

第三种实施方式

参见图11，在本实施方式中，显微镜物镜共有13枚透镜，物侧起第一枚透镜第一表面为S1，最后一枚透镜表面为S20。

第一光学元件G1为胶合镜组，光焦度为正，形状为平凸型，靠近物侧的第一透镜L1为平凸透镜，远离物侧的第二透镜L2为超半球透镜；第二光学元件G2为一枚透镜，即第三透镜L3，光焦度为正，形状为弯月型，物侧面为凹面；第三胶合镜组G3三胶合镜组，由两个正光焦度透镜和一个负光焦度透镜组成，分别为第四透镜L4、第五透镜L5和第六透镜L6；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；第四光学元件G4为单透镜，即第七透镜L7；第五胶合镜组G5中，位于物侧的第八透镜L8的光焦度为负，位于像侧的第九透镜L9的光焦度为正；第六光学元件G6为双胶合镜组，位于物侧的第十透镜L10的光焦度为正，位于像侧的第十一透镜L11的光焦度为负；第七光学元件G7为双胶合镜组，位于物侧的第十二透镜L12的光焦度为负，位于像侧的第十三透镜L13的光焦度为正。第六光学元件G6与第七光学元件G7组成两个对称双胶合组，即组成双高斯结构。

在本实施方式中，系统焦距f＝1.8mm，工作距离为0.15mm，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：

表4

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。

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。

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。

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。

本实施方式的大视场平场浸液显微镜物镜具有物方视场大(0.5mm)，数值孔径大(NA＝1.3)，视场可大于0.58mm，在一些较好的实施例中数值孔径可大于1.4。

第四种实施方式

参见图16，在本实施方式中，显微镜物镜共有14枚透镜，物侧起第一枚透镜第一表面为S1，最后一枚透镜表面为S21。

第一光学元件G1为胶合镜组，光焦度为正，形状为平凸型，靠近物侧的第一透镜L1为平凸透镜，远离物侧的第二透镜L2为超半球透镜；第二光学元件G2为一枚透镜，即第三透镜L3，光焦度为正，形状为弯月型，物侧面为凹面；第三胶合镜组G3三胶合镜组，由两个正光焦度透镜和一个负光焦度透镜组成，分别为第四透镜L4、第五透镜L5和第六透镜L6；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；第四光学元件G4为双胶合镜组，位于物侧的第七透镜L7的光焦度为负，位于像侧的第八透镜L8的光焦度为正；第五胶合镜组G5中，位于物侧的第九透镜L9的光焦度为负，位于像侧的第十透镜L10的光焦度为正；第六光学元件G6为双胶合镜组，位于物侧的第十一透镜L11的光焦度为正，位于像侧的第十二透镜L12的光焦度为负；第七光学元件G7为双胶合镜组，位于物侧的第十三透镜L13的光焦度为负，位于像侧的第十四透镜L14的光焦度为正。第六光学元件G6与第七光学元件G7组成两个对称双胶合组，即组成双高斯结构。

在本实施方式中，系统焦距f＝1.8mm，工作距离为0.15mm，数值孔径为1.36，显微镜物镜的透镜厚度和半径等参数如下表5所示：

表5

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。

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。

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。

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。

本实施方式的大视场平场浸液显微镜物镜数值孔径大(NA＝1.36)，在一些较好的实施例中数值孔径可大于1.4。

第五种实施方式

参见图21，在本实施方式中，显微镜物镜共有14枚透镜，物侧起第一枚透镜第一表面为S1，最后一枚透镜表面为S21。

第一光学元件G1为胶合镜组，光焦度为正，形状为平凸型，靠近物侧的第一透镜L1为平凸透镜，远离物侧的第二透镜L2为超半球透镜；第二光学元件G2为一枚透镜，即第三透镜L3，光焦度为正，形状为弯月型，物侧面为凹面；第三胶合镜组G3三胶合镜组，由两个正光焦度透镜和一个负光焦度透镜组成，分别为第四透镜L4、第五透镜L5和第六透镜L6；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；第四光学元件G4为双胶合镜组，位于物侧的第七透镜L7的光焦度为负，位于像侧的第八透镜L8的光焦度为正；第五胶合镜组G5中，位于物侧的第九透镜L9的光焦度为负，位于像侧的第十透镜L10的光焦度为正；第六光学元件G6为双胶合镜组，位于物侧的第十一透镜L11的光焦度为正，位于像侧的第十二透镜L12的光焦度为负；第七光学元件G7为双胶合镜组，位于物侧的第十三透镜L13的光焦度为负，位于像侧的第十四透镜L14的光焦度为正。第六光学元件G6与第七光学元件G7组成两个对称双胶合组，即组成相对对称的双高斯结构。

在本实施方式中，系统焦距f＝4.5mm，工作距离为0.15mm，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6所示：

表6

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。

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。

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。

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。

本实施方式的大视场平场浸液显微镜物镜物方视场大(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。

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。