CH627859A5 - Achromatisches mikroskopobjektiv. - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein achromatisches Mi- sehen Aberration und negativen chromatischen Längsaberra-kroskop-Objektiv mit einer Vergrösserung im Bereich 35- bis tion sind hier zwei Zerstreuungslinsen vorgesehen.

45fach und einer numerischen Apertur > 0,60, das aus drei 4o Dieses bekannte Objektiv ist durch die Verwendung von Linsengliedern besteht, wobei das erste Linsenglied eine positi- insgesamt fünf Linsen verhältnismässig teuer und erfordert zu-ve Linse und das dritte Linsenglied ein Kittglied aus einer nega- dem zur Herstellung der beiden Kittglieder einen relativ hohen tiven und einer bikonvexen positiven Linse ist. fertigungstechnischen Aufwand.

Die Anmelderin selbst hat seit mehr als 15 Jahren ein Mi- Es ist nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein kroskop-Objektiv Planachromat 10/0,22 auf dem Markt, das 45 preiswertes achromatisches Mikroskop-Objektiv mit einer Ver-aus drei Linsengliedern mit je einer sammelnden ersten und grösserung im Bereich 35- bis 45fach und einer numerischen zweiten Linse und einem als Kittglied ausgebildeten dritten Lin- Apertur > 0,60 zu schaffen, das mit ausschliesslicher Verwen-senglied besteht. Der bei diesem Objektiv mit der kleinen Ver- dung preiswerter Massengläser eine gute Korrektur aller Bild-grösserung von 1 Ofach und der relativ niedrigen Apertur von fehler erreicht und das sich durch einen geringen fertigungstech-0,22 erreichte Vorteil eines Aufbaus mit nur 4 Linsen liess sich so nischen Aufwand auszeichnet.

bisher nicht auf Mikroskop-Objektive mit hoher Apertur und Die Erfindung geht dabei aus von einem Objektiv, bei dem hoher Vergrösserung und deshalb kurzer Brennweite über- das erste Linsenglied eine positive Einzellinse und das dritte tragen. Linsenglied ein Kittglied aus einer negativen und einer bikonve-

Es hat nicht an Versuchen gefehlt, achromatische Mikro- xen positiven Linse ist und sie zeichnet sich dadurch aus, dass skop-Objektive, d.h. preiswerte Objektive achromatischer Kor- 55 das zweite Linsenglied als sammelnde Einzellinse mit einem rektion aus möglichst \frenig Linsen aufzubauen. Bekannt sind Brechungsindex nd > 1,55 und einer Abbe-Zahl vd > 45 aus-solche Objektive, die aus fünf und zum Teil auch sechs Linsen in gebildet ist. Beispielsweise kann für diese Linse Glas verwendet verschiedenartiger Anordnung bestehen. Solche Objektive sind werden, das unter Bezeichnung SK 16 erhältlich ist. verhältnismässig teuer. Diese Ausbildung ermöglicht es, die durch die insgesamt

Bekannt ist beispielsweise aus der DT-PS 24 24 399 ein Mi- 60 drei sammelnden Linsen hervorgerufene sphärische Aberration kroskop-Objektiv mit 40facher Vergrösserung und der numeri- und die negative chromatische Längsaberration so klein zu halschen Apertur 0,65, das aus drei Linsengliedern mit insgesamt ten, dass eine einwandfreie Kompensation durch nur eine Zer-fünf Linsen besteht. Das erste Linsenglied ist hier eine positive streuungslinse möglich ist. Die im dritten Linsenglied vorhande-Einzellinse, das zweite und dritte Linsenglied ist jeweils als Kitt- ne Zerstreuungslinse besteht vorzugsweise aus Glas mit einem glied aus einer negativen und einer bikonvexen positiven Linse 65 Brechungsindex nd > 1,65 und einer Abbe-Zahl vd < 40, d.h. ausgebildet. Bei diesem bekannten Objektiv ist die für die reelle aus Material mit hohem Brechungsindex und niedriger Disper-Abbildung benötigte Brechkraft auf drei sammelnden Linsen sion. Beispielsweise kann Glas verwendet werden, das unter der verteilt. Zur Kompensation der von diesen erzeugten sphäri- Bezeichnung SF 56 erhältlich ist.

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Die mit dieser Negativlinse verkittete bikonvexe Positivlinse besteht vorzugsweise aus Material mit einem niedrigen Brechungsindex (nd < 1,57) und grosser Abbe-Zahl (vd > 50). Beispielsweise kann Glas verwendet werden, das unter der Bezeichnung K 7 erhältlich ist.

Der vorhandene grosse Brechsprung im dritten Linsenglied erlaubt eine einwandfreie Korrektur der sphärischen Aberration und der negativen chromatischen Längsaberration.

Zweckmässig ist das erste Linsenglied konkav-konvex durchgebogen und besteht aus Material mit einem Brechungsindex nd > 1,55 und einer Abbe-Zahl vd > 45. Beispielsweise kann Glas verwendet werden, das unter der Bezeichnung SK 2 erhältlich ist. Die so ausgebildete Frontlinse weist eine fertigungstechnisch noch einfach herzustellende Mittendicke auf.

Um die gewünschte chromatische Vergrösserungsdifferenz zu erhalten, wird bei dem neuen Objektiv der Luftabstand zwischen der zweiten Einzellinse und dem dritten Linsenglied so gewählt, dass er kleiner als 0,8 F ist, wobei mit F die Brennweite des Objektivs bezeichnet ist.

Das Mikroskop-Objektiv nach der Erfindung zeichnet sich vor allem dadurch aus, dass unter voller Ausnutzung der durch den Glaskatalog möglichen Auswahl preiswerter Massengläser bei Verwendung von nur vier Linsen eine einwandfreie Korrektion der Bildfehler erreicht und der fertigungstechnische Aufwand klein gehalten ist.

Tabelle 1

f=l ß= -40X

Linse Radius Dicke r d

I r, = - 1,089

d2=0.624

r2= - 0.640

II r3=7.938

d4=0.520

r4=-1.371

III r5=4.902

d6=0.217

r6= 1.105

d7=0.761

r7= - 2.143

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen und der nachfolgenden Tabellen näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel des neuen Mikroskop-Ob-5 jektivs mit einer 40fachen Vergrösserung und einer numerischen Apertur 0,65 ;

Fig. 2 die Kurven für die sphärische Aberration des Objektivs nach Fig. 1 ;

Fig. 3 die Kurven für den Astigmatismus des Objektivs nach io Fig. 1 ;

Fig. 4 die Kurve der Verzeichnung des Objektivs nach Fig. 1.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Deckglas der üblichen Dicke von 0,17 mm bezeichnet. Die erste Linse 2 des Objektivs ist eine 15 konkav-konvexe Sammellinse, auf welche die zweite, als bikonvexe Sammellinse ausgebildete Einzellinse 3 folgt. Das dritte Linsenglied ist als Kittglied ausgebildet und besteht aus einer Negativ-Linse 4 und einer bikonvexen Positiv-Linse 5. Zur Veranschaulichung des Strahlenganges ist der Hauptstrahl 6 sowie 20 das durch die Strahlen 7 und 8 begrenzte Mittenbüschel eingezeichnet.

In der nachfolgenden Datentabelle sind die für das in Fig. 1 dargestellte Mikroskop-Objektiv geltenden Werte für die Radien r, die Dicken und Abstände d sowie den Brechungsindex nd 25 und die Abbe-Zahl vd der verwendeten Gläser zusammengestellt.

NA=0,65

Abstand Brechungs- Abbe-Zahl d index nd vd d^O.130

1.60738 56.65

d3=0.098

1.62041 60.33

d5=0.704

1.78470 26.08

1.51112 60.41

Wie Fig. 2 zeigt, ist die sphärische Aberration dieses Objek- Die Figuren 2 bis 4 zeigen allgemein, dass bei dem darge-tivs gut korrigiert, ebenso der Astigmatismus wie Fig. 3 zeigt. stellten Objektiv trotz der Verwendung von nur vier Linsen Die zwischen den Kurven s und m der Fig. 3 liegende Krüm- gegenüber vergleichbaren Objektiven mit fünf Linsen Mitten-mung ist bei dem neuen Mikroskop-Objektiv gegenüber ver- Korrektion und Verzeichnung mindestens gleichwertig sind, dass gleichbaren Objektiven mit fünf Linsen um 30% verbessert. 55 jedoch die mittlere Krümmung deutlich verbessert ist. In den Wie Fig. 4 zeigt, weist das Objektiv nach Tabelle 1 nur eine sehr nachfolgenden Tabellen sind die Daten für zwei weitere Auskleine Verzeichnung auf. führungsbeispiele des Mikroskop-Objektivs nach der Erfindung angegeben.

Tabelle 2

f=l ß= —35X NA=0.65

Linse Radius Dicke Abstand Brechungs- Abbe-Zahl r d d index nd vd d!=0.140

I r,= -1.058

d2=0.623 1.60738 56.65

r2= -0.639

II r3=7.935 r4= - 1.371

III r5=4.904 r6= 1.092 r7= - 2.142

d3=0.098

d4=0.519 1.62041 60.33 ds=0.690

d6=0.192 1.78470 26.08

d7=0.760 1.51112 60.41

Tabelle 3

f=l ß= —45X NA=0.65

Linse Radius Dicke Abstand Brechungs- Abbe-Zahl r d d index nd d dj=0.134

I rt= -1.149

d2=0.622 1.60738 56.65

r2= - 0.646

II r3=8.017 r4= -1.385

III rs=4.951 r6=1.116 r7= -2.164

d3=0.097

d4=0.524 1.62041 60.33 d5=0.700

d6=0.244 1.78470 26.08

d7=0.768 1.51112 60.41

C

1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

1. 627 859

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   PATENTANSPRÜCHE

   1. Achromatisches Mikroskop-Objektiv mit einer Vergrös-serung im Bereich 35- bis 45fach und einer numerischen Apertur > 0,60, bestehend aus drei Linsengliedern, wobei das erste Linsenglied eine positive Linse und das dritte Linsenglied ein Kittglied aus einer negativen und einer bikonvexen positiven Linse ist, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Linsenglied (3) als sammelnde Einzellinse mit einem Brechungsindex nd > 1,55 und einer Abbe-Zahl vd > 45 ausgebildet ist.
2. 2. Achromatisches Mikroskop-Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Negativ-Linse (4) des zweiteiligen Kittgliedes aus Material mit einem Brechungsindex nd > 1,65 und einer Abbe-Zahl vd < 40 besteht.
3. 3. Achromatisches Mikroskop-Objektiv nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die bikonvexe Positi vlinse (5) des zweiteiligen Kittgliedes aus Material mit einem

   Brechungsindex nd < 1,57 und einer Abbe-Zahl vd > 50 besteht.
4. 4. Achromatisches Mikroskop-Objektiv nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Linsenglied

   5 eine konkav-konvex durchgebogene Einzellinse (2) ist und aus Material mit einem Brechungsindex nd > 1,55 und einer Abbe-Zahl vn > 45 besteht.
5. 5. Achromatisches Mikroskop-Objektiv nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftabstand io zwischen der zweiten Einzellinse (3) und dem dritten Linsenglied (4,5) d5 ë 0,8 F ist, wobei mit F die Brennweite des Objektivs bezeichnet ist.
6. 6. Achromatisches Mikroskop-Objektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch die in der nachfolgen-

   15 den Daten-Tabelle angegebenen Werte für Flächenkrümmung r, Abstand und Dicke d, Brechungsindex nd und Abbe-Zahl vd:

   Linse Radius Dicke Abstand Brechungs-r d d index nd

   I ri = 1.089 r2=0.640

   II r3=7.938 r4= — 1.371

   III r5=4.902 r6= 1.105 r7=-2.143

   d2=0.624

   d4=0.520

   d6=0.217

   d7=0.761

   di=0.130

   d3=0.098

   d,=0.704

   1.60738

   1.62041

   1.78470 1.51112

   Abbe-Zahl vd
7. 56.65
8. 60.33
9. 26.08 60.41