priborИзвестия высших учебных заведений. ПриборостроениеJournal of Instrument Engineering0021-34542500-0381Национальный исследовательский университет ИТМО10.17586/0021-3454-2022-65-8-575-580pribor-232Research ArticleОПТИЧЕСКИЕ И ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ И КОМПЛЕКСЫOPTICAL AND OPTOELECTRONIC DEVICES AND COMPLEXESРазработка высокоапертурных объективов микроскопов с увеличенным полем зрения и регистрацией изображения на ПЗС-приемникахDevelopment of High-Aperture Microscope Objectives with an Enlarged Field of View and Image Recording on CCD DetectorsКожинаА. Д.KozhinaA. D.

Анастасия Дмитриевна Кожина — аспирант, инженерно-исследовательский факультет

Санкт-Петербург

Anastasiya D. Kozhina — Post-Graduate Student, Faculty of Engineering Research

St. Petersburg

adkozhina@itmo.ruЦыганокЕ. А.TsyganokE. A.

Елена Анатольевна Цыганок — канд. техн. наук, инженерно-исследовательский факультет; доцент

Санкт-Петербург

Elena A. Tsyganok — PhD, Faculty of Engineering Research, Associate Professor

St. Petersburg

llenal@mail.ruУниверситет ИТМОITMO University202201122024658575580Copyright © Национальный исследовательский университет ИТМО, 20242024Национальный исследовательский университет ИТМОНациональный исследовательский университет ИТМОhttps://pribor.ifmo.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://pribor.ifmo.ru/jour/article/view/232

Целью работы является усовершенствование световых микроскопов для биологических исследований, регистрирующих изображения на ПЗС-приемниках, обеспечивая работу без временных затрат на перефокусировку оптики. Показана перспективность и актуальность разработки высокоапертурных объективов микроскопов с увеличенным полем зрения, работающих совместно с матричным ПЗС-приемником изображения. Разработан высокоапертурный широкопольный объектив микроскопа, приведены его оптические характеристики и показана оптическая схема. Проведены оценка и расчет допусков для последующего изготовления по методу Монте-Карло.

The aim of the work is to improve light microscopes for biological research, which record images on CCD detectors, providing operation without time spent on optics refocusing. The prospects and relevance of the development of high-aperture microscope objectives with an enlarged field of view, operating in conjunction with a matrix CCD image detector, are shown. A high-aperture wide-field microscope objective has been developed, its optical characteristics are given, and the optical scheme is demonstrated. Evaluation and calculation of tolerances for subsequent manufacturing by the Monte Carlo method are carried out.

высокоапертурный объективмикроскопияанализ кровикоррекция аберрациймикрообъективполе зренияhigh-aperture objectivemicroscopyblood testaberration correctionmicro-objectivefield of viewИсследование выполнено при финансовой поддержке гранта НИРМА ФТ МФ Университета ИТМО.The study was supported by RPMA grant of School of Physics and Engineering of ITMO University.ReferencesAndreev L. N., Tsyganok H. A., Kozhina A. D., Soshnicova J. B. Microlens design to explore biological tissues for parasitic diseases identification // Proc. of SPIE. 2020. Vol. 11548. DOI: 10.1117/12.2573711.Andreev L.N., Tsyganok H.A., Kozhina A.D., Soshnicova J.B. Proc. of SPIE, 2020, vol. 11548, DOI: 10.1117/12.2573711.Байгишиева Н. Д., Багомедова Н. В., Байгишиева А. А. Фенотипические проявления сочетания серповидноклеточной анемии с альфа-талассемией // Вестник Ивановской медицинской академии. 2019. Т. 24, № 1. С. 47—50.Baigishieva N.D., Bagomedova N.V., Baigishieva A.A. Bulletin of the Ivanovo Medical Academy, 2019, no. 1(24), рр. 47–50. (in Russ.)Войцеховская И. В., Козлова И. В., Сунцова О. В., Лисак О. В., Дорощенко Е. К., Джиоев Ю. П. Циркуляция Borrelia miyamotoi в природных очагах Прибайкалья // Изв. Иркутского государственного университета. Сер. Биология. Экология. 2014. № 8. С. 56—65.Voitsekhovskaya I.V., Kozlova I.V., Suntsova O.V., Lisak O.V., Doroshchenko E.K., Dzhioev Yu.P. News of the Irkutsk State University. Series: Biology. Ecology, 2014, no. 8, pp. 56-65. (in Russ.)Мусыргалина Ф. Ф. Медицинская паразитология: учеб. пособие. Уфа: Изд-во ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России, 2018. 279 с.Musyrgalina F.F. Meditsinskaya parazitologiya (Medical Parasitology), Ufa, 2018, 279 р. (in Russ.)High Performance ZEISS Objectives for Microscopy [Электронный ресурс]: https://www.zeiss.com/microscopy/int/products/microscope-components/objectives.html.High Performance ZEISS Objectives for Microscopy, https://www.zeiss.com/microscopy/int/products/microscopecomponents/objectives.htmlThorlabs. Объективы для микроскопов [Электронный ресурс]: https://azimp.ru/thorlabs/microscopeobjectives.https://azimp.ru/thorlabs/microscope-objectives/. (in Russ.)Frolov D. N., Vinogradova O. A., Frolov V. N. Optical design and unification of objectives: CCF PlanApo for 28 mm observation in the microscope // Proc. SPIE. Optics, Photonics, and Digital Technologies for Imaging Applications. 2018. Vol. 106791G. DOI: 10.1117/12.2306504.Frolov D.N., Vinogradova O.A., Frolov V.N. Proc. SPIE, Optics, Photonics, and Digital Technologies for Imaging Applications V, 2018, vol. 10679, doi: 10.1117/12.2306504.Frolov D. N., Vinogradova O. A., Wen L., Jing F. Optical design of budget objectives for mass production microscopes // Proc. SPIE. Optoelectronic Devices and Integration VII. 2018. Vol. 10814. DOI: 10.1117/12.2500425.Frolov D.N., Vinogradova O.A., Wen L., Jing F. Proc. SPIE, Optoelectronic Devices and Integration VII, 2018, vol.10814, DOI: 10.1117/12.2500425.Frolov D. N., Vinogradova O. A., Frolov V. N., Vakulov P. S. Optical design and unification of optical systems of objectives formicroscopes // Proc. SPIE. Optical Design and Engineering VII. 2018. Vol. 10690. DOI: 10.1117/12.2311799.Frolov D.N., Vinogradova O.A., Frolov V.N., Vakulov P.S. Proc. SPIE, Optical Design and Engineering VII, 2018, vol. 10690, DOI: 10.1117/12.2311799.ZEISS Axio Zoom.V16 for Biology [Электронный ресурс]: https://azimp.ru/thorlabs/microscopeobjectivesZEISS Axio Zoom.V16 for Biology, https://www.zeiss.com/microscopy/ int/products/stereo-zoom-microscopes/axiozoom-v16.html.Hoegele A., Winterot J. Afocal zoom lenses and their applications // Proc. SPIE. Zoom Lenses IV. 2012. Vol. 8488.Hoegele A., Winterot J. Proc. SPIE, Zoom Lenses IV, 2012, vol. 8488.Hoegele A. Afocal zoom lenses for stereo surgical microscopes // Proc. SPIE. Zoom Lenses VI. 2019. Vol. 11106.Hoegele A. Proc. SPIE, Zoom Lenses VI, 2019, vol. 11106.Микроскоп Микромед МС-5-ZOOM LED [Электронный ресурс]: https://micromed-spb.ru/products/stereomikroskopy/Mikroskop-Mikromed-MS_5_ZOOM-LEDhttps://micromed-spb.ru/products/stereomikroskopy/Mikroskop-Mikromed-MS_5_ZOOM-LED/. (in Russ.)Levenhuk ZOOM 1T Trinocular Microscope [Электронный ресурс]: https://www.levenhuk.com/catalogue/microscopes/levenhuk-zoom-1t/#.YLkTjFAmzcc.Levenhuk ZOOM 1T Trinocular Microscope, https://www.levenhuk.com/catalogue/microscopes/levenhuk-zoom1t/#.YLkTjFAmzcc.Andreev L. N., Ezhova V. V., Tsyganok E. A., Kozhina A. D. Compensators of Petzval field curvature and astigmatism // Journal of Optical Technology. 2021. Vol. 88, N 4. P. 175—177.Andreev L.N., Ezhova V.V., Tsyganok E.A., Kozhina A.D. Journal of Optical Technology, 2021, no. 4(88), pp. 175–177.Andreev L. N., Tsyganok H. A., Ezhova V. V., Kozhina A. D. Design of compensators for microscope lens // Proc. of SPIE. 2020. Vol. 11548. P. 115480C.Andreev L.N., Tsyganok H.A., Ezhova V.V., Kozhina A.D. Proceedings of SPIE, 2020, Vol. 11548, pp. 115480C.Слюсарев Г. Г. Методы синтеза оптических систем. Л.: Машиностроение, 1975.Slyusarev G.G. Metody sinteza opticheskikh sistem (Methods for the Synthesis of Optical Systems), Leningrad, 1975. (in Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.