DE102017218019A1

DE102017218019A1 - Immersionsobjektiv

Info

Publication number: DE102017218019A1
Application number: DE102017218019.6A
Authority: DE
Inventors: Jörg Sprenger
Original assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH
Priority date: 2017-10-10
Filing date: 2017-10-10
Publication date: 2019-04-11
Also published as: US10935774B2; US20190107701A1

Abstract

Ein Immersionsobjektiv weist eine hochbrechende einzelne Frontlinse L₁ sowie unmittelbar vor einer Bündel-Einschnürung (B-E) eine Dreifach-Kittgruppe (G3) mit einer Brennweite (f'_G3) auf, für die gilt: f'_G3 < -1,5 f'_Obj.

Description

Die Erfindung betrifft ein Immersionsobjektiv, insbesondere ein Immersionsobjektiv für Live-Cell-Imaging Anwendungen. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Mikroskop mit einem derartigen Immersionsobjektiv.
Insbesondere für Live-Cell-Imaging Anwendungen (Bildgebung an Präparaten mit lebenden Zellen) sind hochaperturige Objektive mit großem Arbeitsabstand und einer Korrektionsfunktion wünschenswert. Der geforderte Arbeitsabstand in Verbindung mit hohen Aperturen kann jedoch üblicherweise nur durch eine Vergrößerung der Objektivbaulänge erreicht werden.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Immersionsobjektiv, insbesondere ein Immersionsobjektiv für Live-Cell-Imaging Anwendungen, zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Der Kern der Erfindung besteht darin, ein Immersionsobjektiv mit einer hochbrechenden einzelnen Frontlinse gefolgt von einer oder mehreren einzelnen Linsen und/oder einer oder mehreren Kittgruppen, einer Dreifach-Kittgruppe, welche unmittelbar vor einer Bündel-Einschnürung angeordnet ist und zwei bis maximal vier einzelstehenden und/oder verkitteten Linsen auszubilden.
Es hat sich gezeigt, dass mit einem derartigen Objektivdesign eine besonders kurze Baulänge, insbesondere eine kurze Abgleichlänge erreichbar ist.
Das erfindungsgemäße Design führt zu einem Objektiv mit einer ausreichend hohen Transmission. Die hochbrechende Frontlinse ist möglichst schlank ausgeführt. Sie weist vorzugsweise eine Dicke von höchstens 5 mm, insbesondere höchstens 4,5 mm, insbesondere höchstens 4,3 mm, vorzugsweise höchstens 4 mm, insbesondere höchstens 3,5 mm, insbesondere höchstens 3,3 mm, insbesondere höchstens 3,105 mm auf.
Sie kann insbesondere derart ausgeführt sein, dass sie bei einer Wellenlänge von 400 nm einen Gesamttransmissionsgrad von mehr als 80 % erreicht.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass es von Vorteil ist, wenn der Betrag des Frontradius der Frontlinse größer ist als ein vorgegebener Mindestwert. Die Frontlinse hat insbesondere einen Frontradius, der kleiner ist als -10 mm, insbesondere kleiner als -13 mm, insbesondere kleiner als -15 mm, insbesondere keiner als -16 mm.
Die Kombination aus einer Dreifach-Kittgruppe mit einer negativen Brennweite unmittelbar vor der Bündel-Einschnürung und zwei bis vier einzelstehende und/oder verkittete Linsen unmittelbar nach der Bündel-Einschnürung führt zu einem großen Sehfeld.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Frontlinse des Objektivs aus einem Glas mit einer Brechzahl (n_e) bei einer Wellenlänge von 546 nm gefertigt, für die gilt: n_e(L₁) > 1,74, insbesondere n_e(L₁) > 1,8, insbesondere n_e(L₁) > 1,9, insbesondere n_e(L₁) > 2.
Mit dem erfindungsgemäßen Objektiv ist es möglich, tiefer in Gewebestrukturen oder ganze Organismen einzudringen. Hierdurch eröffnet sich die Möglichkeit, in lebenden, noch intakten Strukturen Abläufe und Mechanismen zu untersuchen. Dabei werden die Proben im Brechungsindex mit speziellen Clearingmedien angepasst und von Streuzentren befreit, um ein Eindringen von Licht in tiefere Regionen zu ermöglichen. Diese Substanzen, wie auch die anschließend eingesetzten Immersionen unterscheiden sich je nach Applikation recht unterschiedlich in ihren optischen Eigenschaften. Ein tiefes optisches Eindringen in eine Probe führt zu dem Vorteil, dass auf die Präparation zahlreicher Einzelschnitte verzichtet werden kann. Hierdurch wird eine Artefakt-Bildung infolge mechanischer Beeinflussung vermieden. Außerdem ist die Rekonstruktion dreidimensionaler Strukturen erleichtert.
Aufgrund der kompakten Bauweise des erfindungsgemäßen Objektivs kann dieses mit herkömmlichen Mikroskop-Systemen verwendet werden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung beträgt der Arbeitsabstand des Objektivs mindestens 3 mm. Damit wird eine Eindringtiefe von mindestens 3 mm ermöglicht.
Der maximale Arbeitsabstand kann insbesondere mindestens 4 mm, insbesondere mindestens 4,2 mm, insbesondere mindestens 4,4 mm, insbesondere mindestens 5 mm betragen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das Objektiv in eine Abgleichlänge von höchstens 60 mm, insbesondere im Bereich von 45 mm bis 60 mm, integrierbar.
Hierdurch wird die Zugänglichkeit der Probe verbessert. Dies führt zu einem einfacheren Probenhandling.
Das Objektiv ist somit mit einer Vielzahl von Mikroskop-Systemen verwendbar.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das Objektiv als Korrektionsobjektiv ausgebildet.
Dies ermöglicht es, unterschiedlichen Clearing-Immersionen gerecht zu werden, beziehungsweise auf deren Schwankung reagieren zu können. Die Korrektionsfunktion des Objektivs dient insbesondere zum Kompensieren von Brechzahlschwankungen auf dem Weg vom Objekt zum Objektiv.
Kennzeichen eines Korrektionsobjektivs ist, dass zumindest eines, insbesondere mehrere der optischen Bauelemente desselben verlagerbar sind. Für Details sei stellvertretend auf die DE 10 2011 117 743 A1 verwiesen.
In den aufgeführten Objektiv-Ausgestaltungen wurde dabei auf eine möglichst einfache konstruktive Realisierbarkeit geachtet, die im Ausführungsbeispiel 3 in einer reinen Verschiebung einer Einzellinse besteht, welche sich zwischen ansonsten feststehenden Vorder- und Hintergruppe befindet. Der dabei minimierte Bewegungsbedarf stellt sich sowohl für eine manuelle als auch motorische Ansteuerung hinsichtlich der unvermeidbaren mechanischen Toleranzen als überaus vorteilhaft heraus.
Die Anzahl der Linsen zwischen der Frontlinse und der Dreifach-Kittgruppe unmittelbar vor der Bündel-Einschnürung beträgt insbesondere maximal 6. Sie kann insbesondere 5 oder 6 betragen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung beträgt die numerische Apertur des Objektivs mindestens 0,8. Die numerische Apertur kann insbesondere mindestens 0,95, insbesondere mindestens 1, insbesondere mindestens 1,05 betragen. Dies führt zu einer hohen Auflösung.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das Objektiv eine Vergrößerung von höchstens 32-fach auf. Die Vergrößerung des Objektivs liegt insbesondere im Bereich von 16-fach bis 32-fach. Sie kann insbesondere 16-fach, 20-fach, 25-fach oder 32-fach betragen. Auch hiervon abweichende Werte sind möglich. Derartige Vergrößerungen werden auch als Übersichtsvergrößerung bezeichnet. Bei dem Objektiv handelt es sich somit insbesondere um ein Übersichtsobjektiv.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das Objektiv ein Objektfeld mit einem Durchmesser von mindestens 0.7 mm, insbesondere von mindestens 0.8 mm, insbesondere von mindestens 0.9 mm und insbesondere von mindestens 1 mm auf. Dies ist für ein Übersichtsobjektiv besonders günstig.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung gilt für ein Verhältnis zwischen der Brennweite f'_Obj des Objektivs und seiner Baulänge 1_Obj: 0,11 < f'_Obj / 1_Obj * NA < 0,19. Dies hat sich als besonders günstige Aufteilung zwischen der Objektivbaulänge 1_Obj und der Objektivbrennweite f'_Obj herausgestellt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das Objektiv aufgebaut aus einer hochbrechenden Frontlinse, gefolgt von einem mittleren Objektivteil, wodurch sich eine sehr starke Strahlumlenkung erreichen lässt. Diese wird durch die vor und hinter der Bündeleinschnürung angeordneten Negativgruppen aufgehoben und im hinteren Objektivteil kollimiert. Zum einen lassen sich durch diese Anordnung die benötigten großen Arbeitsabstände realisieren, zum anderen bewirkt der Einsatz und die Positionierung der Negativgruppen eine Verringerung der Petzvalkrümmung und damit eine sehr gute Bildfeldebnung. In diesem mittleren Objektivteil kommen positive Linsen aus Flussspat, und Gläser wie Fluor- und Phosphatkrone zum Einsatz. Diese können mit mindestens einer kurzflintartigen Negativlinse in 2-, 3- oder 4-fach-Kittglieder kombiniert sein.
Durch die Negativgruppe vor der Bündeleinschnürung, insbesondere durch die Verwendung einer Negativlinse aus einem Material mit hoher Dispersion und Brechzahl in der Negativ-Dreifachkittgruppe kann die durch die starke Strahlumlenkung der Frontlinse und der mittleren Gruppe bewirkte Konvergenz aufgehoben werden.
Durch die Verwendung von Materialien höherer Dispersion und Brechzahl in Sammellinsen nach der Einschnürung kann eine anschließende Kollimation erreicht werden.
Der eher unerwünschte Flintcharakter der Negativlinse lässt sich durch die Anordnung in einer Dreifachgruppe sehr gut kompensieren, sodass auch eine apochromatische Korrektion bis in den nahen IR-Bereich möglich ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Dreifach-Kittgruppe eine Brennweite f'_G3 auf, für die gilt: f'_G3 ≤ -15 mm, insbesondere f'_G3 ≤ -16 mm, insbesondere f'_G3 ≤ -30 mm.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das Objektiv außer der Dreifach-Kittgruppe, welche unmittelbar vor der Bündel-Einschnürung angeordnet ist, mindestens zwei Einzellinsen, eine Zweifach-oder Dreifachkittgruppe oder eine Kittgruppe in Kombination mit einer Einzellinse nach bzw. in der Bündel-Einschnürung auf.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist zwischen der Frontlinse des Objektivs und der Dreifach-Kittgruppe unmittelbar vor der Bündel-Einschnürung eine Gruppe von Linsen angeordnet, welche eine Kittgruppe und zwei Einzellinsen umfasst. Die Kittgruppe ist insbesondere von den beiden Einzellinsen eingeschlossen. Die vordere Einzellinse kann bikonvex oder konkavkonvex ausgebildet sein. Die hintere Einzellinse ist vorzugsweise bikonvex ausgebildet. Die Kittgruppe kann als Dreifach-Kittgruppe mit einer von zwei Menisken eingeschlossenen Bikonvex-Linse ausgebildet sein. Der hintere Meniskus kann auch durch eine Kombination einer Bikonkav- und einer Bikonvex-Linse ersetzt werden. In diesem Fall ist die Kittgruppe als Vierfach-Kittgruppe ausgebildet.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die Dreifach-Kittgruppe, welche unmittelbar vor der Bündel-Einschnürung angeordnet ist und die nachfolgenden Linsen, welche zusammen auch als bildseitige Gruppe bezeichnet werden, ortsfest zueinander angeordnet.
Gemäß einer Alternative sind die Dreifach-Kittgruppe unmittelbar vor der Bündel-Einschnürung und die bildseitige Gruppe relativ zueinander verlagerbar.
Diese kann zur Kompensation von Brechzahlschwankungen auf dem Weg vom Objekt zum Objektiv beitragen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Mikroskop zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch ein Mikroskop mit einem Immersionsobjektiv gemäß der vorhergehenden Beschreibung gelöst.
Die Vorteile ergeben sich aus denen des Immersionsobjektivs.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Es zeigen:

1 schematisch eine Schnittdarstellung der Anordnung der Linsen eines Immersionsobjektivs gemäß einer ersten Alternative,
2 schematisch eine Schnittdarstellung der Anordnung der Linsen eines Immersionsobjektivs gemäß einer zweiten Alternative und
3 schematisch eine Schnittdarstellung der Anordnung der Linsen eines Immersionsobjektivs gemäß einer dritten Alternative, wobei exemplarisch der Strahlengang für einen Achspunkt dargestellt ist.

Im Folgenden werden unterschiedliche Alternativen von Designs eines Immersionsobjektivs exemplarisch beschrieben.
1 zeigt einen Längsschnitt durch die optischen Elemente eines Immersionsobjektivs ausgehend von einer Objektebene OE.
Das Immersionsobjektiv weist eine einzelne Frontlinse L₁ auf. Die Frontlinste L₁ weist einen Frontradius r1(L₁ ) von -16,524 mm auf. Allgemein ist der Betrag des Frontradius r1(L₁ ) der Frontlinse L₁ größer als $\sqrt{33 + {(A A / m m)}^{3} {(N A + 0,16)}^{6}},$
wobei AA den maximal erreichbaren Arbeitsabstand des Objektivs angibt und NA die numerische Apertur des Objektivs bezeichnet.
Die Frontlinse L₁ ist aus einem hochbrechenden Material. Sie ist insbesondere aus einem Material mit einer Brechzahl n_e bei einer Wellenlänge von 546 nm von 2,0117. Allgemein ist die Frontlinse L₁ aus einem Material mit einer Brechzahl n_e(L₁ ) von mehr als 1,74.
Die Frontlinse L₁ ist als ein zur Objektebene OE hin gebogener Meniskus ausgebildet. Hierunter sei insbesondere verstanden, dass die konkave Seite (Fl₁ ) der Linse L₁ zur Objektebene OE hin zeigt. Die konvexe Seite (Fl₂ ) zeigt von der Objektebene OE weg.
Auf die Frontlinse L₁ folgt eine Gruppe fünf Linsen L₂ bis L₆ . Hierbei handelt es sich um eine Dreifach-Kittgruppe umfassend die Linsen L₃ , L₄ und L₅ , welche von zwei Bikonvex-Linsen L₂ und L₆ eingeschlossen ist.
Die Dreifach-Kittgruppe umfasst eine Bikonvex-Linse L₄ , welche von zwei jeweils als Meniskus ausgebildeten Linsen L₃ , L₅ eingeschlossen ist.
Hierauf folgen zwei Dreifach-Kittgruppen umfassend die Linsen L₇ , L₈ und L₉ beziehungsweise L₁₀ , L₁₁ und L₁₂ . Die Dreifach-Kittgruppe mit den Linsen L₇ , L₈ und L₉ ist in der Figur als G3 gekennzeichnet. Sie weist eine Brennweite f'_G3 von -16,0 mm auf. Die Dreifach-Kittgruppe G3 ist unmittelbar vor einer Bündel-Einschnürung, welche in der Figur mit B-E gekennzeichnet ist, angeordnet.
Die Dreifach-Kittgruppe G3 umfasst die bikonkav ausgebildete Linse L₈ , welche zwischen der bikonvex ausgebildeten Linse L₇ und der als Meniskus ausgebildeten Linse L₉ angeordnet ist.
Die Linsen L₁₀ , L₁₁ und L₁₂ sind jeweils als konkav-konvexe Menisken ausgebildet.
Die Linsen L₁₀ , L₁₁ , L₁₂ , welche bildseitig zur Bündel-Einschnürung B-E angeordnet sind, werden zusammenfassend auch als bildseitige Gruppe G_B bezeichnet.
Zur Erzielung einer Korrektionsfunktion zum Kompensieren von Brechzahlschwankungen auf dem Weg vom Objekt zum Objektiv sind die Linsen L₁ bis L₁₂ relativ zueinander verlagerbar. Sie sind insbesondere linear in Richtung der optischen Achse OA relativ zueinander verlagerbar. Hierbei sind insbesondere die Abstände d0, d2, d4 und d10 veränderbar.
Die Verlagerbarkeit der Linsen beziehungsweise Linsengruppen ist in der 1 durch Doppelpfeile unterhalb der jeweiligen Bauelemente angedeutet.

Es ist insbesondere vorgesehen, die Linsen L₁ und L₂ jeweils verlagerbar anzuordnen. Außerdem sind die beiden Dreifach-Kittgruppen L₇ bis L₉ und L₁₀ bis L₁₂ gemeinsam relativ zu den übrigen Linsen des Objektivs verlagerbar. Die detaillierten Designdaten des optischen Designs des Objektivs gemäß 1 sind in der Tabelle 1 aufgeführt. Wie aus der Tabelle entnehmbar ist, sind die Linsen zur Anpassung des Objektivs an unterschiedliche Immersionsmedien relativ zueinander verlagerbar. Hierbei bleiben bestimmte Linsengruppen ortsfest zueinander angeordnet.

	Fläche Fl	Krümmungsradius r [mm]	Dicke bzw. Abstand d [mm]			Brechzahl n_e	Abbezahl v_e
	Fläche Fl	Krümmungsradius r [mm]	Immersion nIm=1.4507	Immersion nIm=1.4337	Immersion nIm=1.4167	Brechzahl n_e	Abbezahl v_e
	0		5.763	5.711	5.659	nIm	40.7
L₁	1	-16.524	4.500			2.0117	28.1
	2	-8.4202	0.100	0.161	0.226
L₂	3	30.6624	4.044			1.4572	90.5
	4	-19.3463	0.209	0.291	0.346
L₃	5	32.0013	1.000			1.6539	55.6
L₄	6	14.974	6.448			1.4350	94.8
L₅	7	-9.8344	1.000			1.6166	44.3
	8	-57.9314	0.100
L₆	9	24.1313	4.300			1.4399	94.5
	10	-17.8084	0.238	0.169	0.100
L₇	11	9.5052	5.500			1.5945	68.0
L₈	12	-15.481	1.000			1.7617	27.4
L₉	13	4.5005	2.500			1.6969	56.0
B-E	14	4.5465	4.492
L₁₀	15	-4.100	2.900			1.5395	74.3
L₁₁	16	-3.8536	0.800			1.5848	40.6
L₁₂	17	-13.582	3.500			1.9105	31.1
	18	-8.2688	0.100

Außerdem ist in der 1 die Lage des Objektivabschlusses AE gekennzeichnet. Die Anschraubfläche des Objektivs kann in den Figuren weiter links, das heißt zur Objektebene OE hin versetzt liegen. Sie kann insbesondere etwa 3 mm versetzt zum Objektivabschluss AE sein.
Das Objektiv weist eine Gesamtbaulänge L_Obj von weniger als 60 mm auf.
Das Objektiv weist eine numerische Apertur von 0,95 auf.
Das Objektiv weist einen maximalen Arbeitsabstand AA von 5,0 mm auf.
Nicht dargestellt sind in der 1 die rein mechanischen Bestandteile des Objektivs, sowie die manuellen bzw. motorischen Verstelleinrichtungen, die zur Verlagerung der Linsen und Linsengruppen Verwendung finden.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 2 eine Alternative des optischen Designs des Objektivs beschrieben.
Einige Designmerkmale entsprechen denen der Alternative gemäß 1, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen wird.
Die Brennweite f'_G3 der Dreifach-Kittgruppe G3 beträgt -31,7 mm.
Es ist insbesondere auch beim Design gemäß 2 unmittelbar vor der Bündel-Einschnürung B-E eine Dreifach-Kittgruppe G3 angeordnet.
Nachfolgend zu dieser ist jedoch eine bildseitige Gruppe G_B mit zwei Einzellinsen L₁₁ und L₁₂ vorgesehen.
Bei dieser Alternative werden die Dreifach-Kittgruppe G3 und die bildseitige Gruppe G_B zur Kompensation von Brechzahlschwankungen relativ zueinander verlagert.
Die Frontlinse L₁ ist ebenfalls als zur Objektebene OE hin gebogener Meniskus ausgebildet.
Die Gruppe der Linsen L₂ bis L₇ zwischen der Frontlinse L₁ und der Dreifach-Kittgruppe G3 umfasst zwei Einzellinsen L₂ und L₇ und ein Vierfach-Kittglied mit den Linsen L₃ bis L₆ .
Das Objektiv weist eine numerische Apertur NA von 1,0 auf.
Das Objektiv gemäß 2 weist einen maximalen Arbeitsabstand AA von 4,4 mm auf.

Die detaillierten Designdaten der Alternative gemäß 2 sind in der Tabelle 2 zusammengefasst.

	Fläche Fl	Krümmungsradius r [mm]	Dicke bzw. Abstand d [mm]		Brechzahl n_e	Abbezahl v_e
	Fläche Fl	Krümmungsradius r [mm]	Immersion nIm=1.383	Immersion nIm=1.406	Brechzahl n_e	Abbezahl v_e
	0		5.171	5.245	nIm	51.6
L₁	1	-16.00	4.300		2.0117	28.1
	2	-7.695	0.199	0.050
L₂	3	-52.2272	2.600		1.6969	56.0
	4	-16.723	0.050
L₃	5	33.4156	1.000		1.6413	42.2
L₄	6	17.455	6.345		1.4350	94.8
L₅	7	-8.6591	1.000		1.6166	44.3
L₆	8	40.9197	3.103		1.4399	94.5
	9	-24.413	0.050
L₇	10	38.8374	4.553		1.4399	94.5
	11	-15.6458	0.050	0.154
L₈	12	10.7763	5.500		1.6969	56.0
L₉	13	-14.9297	1.100		1.7231	29.3
L₁₀	14	4.501	2.500		1.5945	68.0
B-E	15	5.5445	4.544	4.562
L₁₁	16	-4.1558	0.800		1.7434	32.0
	17	-24.0297	0.455
L₁₂	18	-14.4551	5.121		1.9234	31.4
	19	-7.7674	0.050

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 3 eine weitere Alternative des Designs des Objektivs beschrieben. Die im Wesentlichen qualitativen Designmerkmale entsprechend wiederum denen des Designs gemäß 1, auf dessen Beschreibung hiermit verwiesen wird.
Beim Objektivdesign gemäß 3 sind nachfolgend zur Bündel-Einschnürung B-E vier Linsen L₁₀ , L₁₁ , L₁₂ und L₁₃ angeordnet. Die Linsen L₁₁ und L₁₂ bilden eine Zweifach-Kittgruppe.
Bei der Linse L₁₃ handelt es sich um eine Plankonvex-Linse.
Das Design gemäß 3 zeichnet sich durch eine besonders einfache Korrekturfunktion aus. Gemäß diesem Design genügt es, die Einzellinse L₆ in Richtung der optischen Achse OA zu verlagern. Sämtliche übrigen Linsen L_i , i ≠ 6, können ortsfest im Objektiv angeordnet sein.
Das Objektiv mit dem Design gemäß 3 weist eine numerische Apertur von 1,05 auf.
Das Objektiv gemäß 3 weist einen maximalen Arbeitsabstand AA von 4,2 mm auf.
Die Brennweite f'_G3 der Dreifach-Kittgruppe G3 unmittelbar vor der Einschnürung beträgt -15,0 mm.

Die detaillierten Designdaten der Alternative gemäß 3 sind in der Tabelle 3 zusammengefasst.

	Fläche F1	Krümmungsradius r [mm]	Dicke bzw. Abstand d [mm]			Brechzahl n_e	Abbezahl v_e
	Fläche F1	Krümmungsradius r [mm]	Immersion nIm=1.3833 vIm=51.6	Immersion nIm=1.4218 vIm=55.2	Immersion nIm=1.4556 vIm=59.4	Brechzahl n_e	Abbezahl v_e
	0		4.6888	4.7636	4.8285	nIm	vIm
L₁	1	-16.6684	3.105			2.0304	28.8
	2	-7.182	0.196
L₂	3	-64.4751	2.000			1.6969	56.0
	4	-15.732	0.298
L₃	5	19.387	1.000			1.5035	56.2
L₄	6	7.717	8.900			1.4350	94.8
L₅	7	-8.7856	1.000			1.6166	44.3
	8	-26.4125	0.5679	0.3529	0.1694
L₆	9	18.700	5.000			1.4572	90.5
	10	-15.9619	0.1266	0.3417	0.5251
L₇	11	9.039	4.300			1.5945	68.0
L₈	12	-16.0782	0.980			1.7617	27.4
L₉	13	3.9243	2.715			1.5973	67.4
	14	4.940	3.493
L₁₀	15	-3.760	0.600			1.6413	42.2
	16	-9.999	1.250
L₁₁	17	-4.665	0.900			1.6166	44.3
L₁₂	18	48.3474	4.596			1.5945	68.0
	19	-7.4996	0.100
L₁₃	20	U	2.450			1.6522	33.6
	21	-16.7875	0.159

Zur Abbildung des mittels des Objektivs gemäß einer der vorhergehend geschilderten Alternativen erzeugten Zwischenbildes weist ein Mikroskop ein Tubussystem auf. Die Designdaten des Tubussystems sind der Tabelle 4 zusammengefasst.

Fläche Fl	Krümmungsradius r [mm]	Dicke bzw. Abstand d [mm]	Brechzahl n_e	Abbezahl v_e
1		126.5
2	189.417	10.9	1.5821	53.6
3	-189.417	60.0
4	Plan	80.0	1.5187	64.0
5	Plan	48.2

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102011117743 A1 [0021]

Claims

Immersionsobjektiv, insbesondere für Live-Cell-Imaging Anwendungen, mit einer Brennweite f'_Obj, einer numerische Apertur (NA) und einem maximal erreichbaren Arbeitsabstand (AA) umfassend ausgehend von einer Objektebene (OE) 1.1. eine Frontgruppe, welche aus einer einzelnen Linse (L₁) besteht, 1.1.1. wobei die Linse (L₁) aus einem Glas mit einer Brechzahl (n_e) bei einer Wellenlänge von 546 nm gefertigt ist, für die gilt: ne(L₁) > 1,74, 1.1.2. wobei die Linse (L₁) einen Frontradius (r1(L₁)) aufweist, für den gilt: $| r_{1} (L_{1}) | > \sqrt{33 + {(A A / m m)}^{3} {(N A + 0,16)}^{6}}$
1.2. eine oder mehrere einzelne Linsen (L₂, L₆; L₂, L₇) und/oder eine oder mehrere Kittgruppen (L₃,L₄, L₅; L₃, L₄, L₅, L₆), 1.3. eine Dreifach-Kittgruppe (G3), welche unmittelbar vor einer Bündel-Einschnürung (B-E) angeordnet ist, 1.4. wobei die Dreifach-Kittgruppe (G3) eine Brennweite (f'_G3) aufweist, für die gilt: f'_G3 < -1,5 f'_Obj, und 1.5. eine bildseitige Gruppe (G_B) mit zwei bis vier Linsen (L₁₀, L₁₁, L₁₂, L₁₁, L₁₂, L₁₀, L₁₁, L₁₂, L₁₃).
Immersionsobjektiv gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsabstand (AA) mindestens 3 mm beträgt, AA ≥ 3 mm.
Immersionsobjektiv gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Abgleichlänge (1_A) von höchstens 60 mm.
Immersionsobjektiv gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es als Korrektionsobjektiv ausgebildet ist.
Immersionsobjektiv gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass lediglich eine einzige Einzellinse (L₆) verlagerbar ist.
Immersionsobjektiv gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die numerische Apertur (NA) mindestens 0,8 beträgt: NA ≥ 0.8.
Immersionsobjektiv gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Vergrößerung von höchstens 32-fach aufweist.
Immersionsobjektiv gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Objektfeld mit einem Durchmesser von mindestens 0,7 mm aufweist.
Immersionsobjektiv gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Verhältnis zwischen seiner Brennweite (f'_Obj) und seiner Baulänge (1_Obj) gilt: 0,11 < f'_Obj / 1_Obj * NA < 0,19.
Immersionsobjektiv gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Krümmungsradius (r1(L₁)) der Frontlinse (L₁) höchstens -15 mm, r1(L₁) < -15 mm.
Immersionsobjektiv gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es insgesamt maximal 13 Linsen (L₁) umfasst.
Immersionsobjektiv gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es zwischen der Dreifach-Kittgruppe (G3) und der Frontlinse (L₁) eine weitere Dreifach- oder Vierfach-Kittgruppe aufweist.
Immersionsobjektiv gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dreifach-Kittgruppe (G3) eine Brennweite (f G) aufweist, für die gilt: f'_G ≤ -15 mm.
Mikroskop mit einem Immersionsobjektiv gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.