DE1472167C - Mikroskop-Immersionsobjektiv - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Mikroskop-Immersionsobjektive, die eine besonders gute Bildfehlerkorrektion aufweisen und deren technische Herstellung vorteilhaft ist.

Es ist bekannt, daß bei der Herstellung von Mikroskopobjektiven besonders große Schwierigkeiten bei starken Immersionsobjektiven auftreten. Diese entstehen insbesondere durch die kleinen objektseitigen Linsen, vor allen Dingen die sehr kleinen Frontlinsen dieser Objektive. Die bisher bekannten Standardtypen starker Immersionsobjektive, die beispielsweise in dem Buch von Karl Michel, »Grundzüge der Mikrophotographie«, 2. Auflage, 1943, S. 96, in der Abb. 101 dargestellt sind, weisen bei den Bildfehlern eine außerordentlich starke Bildfeldwölbung und astigmatische Unterkorrektion auf. Die Petzval-Summe beträgt bei Objektiven dieses Typs mit Vergrößerungen etwa 100:1 und einer numerischen Apertur von etwa 1,30 zwischen +0,60 und +0,70.

Die kleinen Linsen sind in der Fertigung sehr teuer und lassen sich nur erheblich schwieriger als die anderen Linsen der Objektive fassen. Da sie wegen der großen Aperturen bis über die Halbkugel ausgenutzt werden müssen, können sie nur von außen in das Fassungsteil eingeklemmt werden. Das bedeutet aber, daß sie insbesondere für Polarisationsmikroskope kaum verwendbar sind, da die Fassungsart zwangläufig zu Spannungen in der Frontlinse führt. Außerdem ist der kleine freie Objektabstand von etwa 0,10 mm oder kleiner nachteilig.

Es sind auch schon Objektive, sogenannte Planobjektive, bekannt, bei denen die Petzval-Summe erniedrigt werden konnte. Beispiele dafür sind in der deutschen Patentschrift 977 067 beschrieben. Diese Objektive erfordern aber außerordentlich viele Linsen mit zum Teil sehr schwer herzustellenden Linsenformen, wie z. B. dicke negative Menisken.

Es ist ferner bereits bekannt, die Frontlinsen von Mikroskopobjektiven auf dünne Planplättchen aufzukitten, die eine bessere Fassung dieser Frontlinsen ermöglichen. Nachteilig ist dabei jedoch, daß der sowieso schon kleine freie Objektabstand im allgemeinen noch verringert wird.

Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, Mikroskop-Immersionsobjektive zu schaffen, bei denen die vorgenannten Nachteile zumindest weitgehend vermieden sind und bei denen insbesondere die Frontlinse verhältnismäßig groß wird. Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Objektive, die aus einem objektseitigen Systemteil mit positiver Brechkraft und einem bildseitigen Systemteil mit negativer Brechkraft aufgebaut sind und bei denen der objektseitige Systemteil aus der Frontlinse, zwei auf diese folgenden Einzellinsen positiver Brechkraft und weiteren, vornehmlich der chromatischen Korrektion dienenden Kittgliedern besteht, deren Luftabstände jeweils kleiner als die Mittendicke des folgenden Gliedes sind und die einen Abstand zwischen den beiden Systemteilen aufweisen, der größer als das 5fache der Gesamtbrennweite ist, nach den Datentabellen des Anspruchs 1 aufgebaut sind. Das bildseitige Systemteil besteht vorzugsweise aus einem verkitteten Negativglied. Zur chromatischen Korrektion werden vorteilhaft zwei aus jeweils zwei Einzellinsen entgegengesetzter Brechkraft verkittete Glieder, die sich ihre Sammellinse zukehren, verwendet. Zur apochromatischen Korrektion ist es zweckmäßig, noch ein weiteres aus zwei Einzellinsen verkittetes Glied vorzusehen, um entsprechend der Theta-Bedingung günstige Glaspaare oder Kristalle verwenden zu können. Die Frontlinse kann zweckmäßig auf einem planparallelen Plättchen aufgekittet sein, wobei das für dieses Plättchen verwendete Material von dem der Frontlinse verschieden sein kann.

In der Tabelle des Anspruchs 2 sind die Daten für ein Objektiv nach der Erfindung angegeben. Ein Schnittbild dieses Objektivs zeigt die Fig. 1 der Zeichnung. Bei diesem Beispiel ist die Petzval-Summe

ίο +0,339, beträgt also nur etwa die Hälfte der Petzval-Summe bei Objektiven des Standardtyps, von dem ein Schnittbild in F i g. 2 dargestellt ist. Eine weitere Verbesserung der Bildfeldwölbung wird durch das bildseitig angeordnete verkittete Negativglied erreicht, durch das der Astigmatismus überkorrigiert werden kann, so daß zusammen mit den Okularen bei dem gesamtmikroskopischen Bild die tangentiale Schale etwa geebnet ist. Bei dem Beispiel ist Σ Γ —0,098 und demnach der Koeffizient für die tangentiale Schale

ao S^IU +0,045. Durch diese Korrektion haben Objektive nach der vorliegenden Erfindung eine sehr gute BiIdfeldebnung, ohne daß eine allzu große Linsenzahl erforderlich ist, wobei die Einzellinsen leicht herzustellen sind. Die Frontlinse dieses Objektivs ist etwa

a$ doppelt so groß wie bei Objektiven des bekannten Standardtyps. Außerdem läßt sich die Frontlinse in an sich bekannter Weise unter Verwendung des planparallelen Plättchens, auf das sie aufgekittet ist, spannungsfrei fassen, so daß das Objektiv auch für Polarisationsmikroskope gut verwendbar ist. Trotz der Verwendung eines 0,3 mm dicken planparallelen Plättchens verbleibt auch bei Verwendung eines 0,17 mm starken Deckglases noch ein freier Objektabstand von 0,30 mm. Für Immersionsobjektive dieser Stärke ist dieser freie Objektabstand sehr groß.

In der F i g. 3 ist eine Schnittzeichnung für ein Objektiv mit apochromatischer Korrektion dargestellt.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Mikroskop-Immersionsobjektiv, das aus einem Objektseitigen Systemteil positiver Brechkraft und einem bildseitigen Systemteil negativer Brechkraft aufgebaut ist, bei dem der objektseitige Systemteil, in Lichtrichtung gesehen, aus der Frontlinse, zwei unverkitteten sammelnden Gliedern und vornehmlich der chromatischen Korrektion dienenden weiteren verkitteten Gliedern besteht, deren Luftabstände jeweils kleiner als die Mittendicken der diesen Abständen folgenden Glieder sind, Und bei dem der Abstand zwischen den objektseitigen und bildseitigen Systemteilen größer als das 5fache der Gesamtbrennweite ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsendicken innerhalb folgender Grenzen

0,1 j 0,7 j 0,6 j j 0,3 j J J 0,3 j J 0,3; ^r < di < f'< d₂ < F < d₃ < f < di < f < d₅ < f < d_a < f < di < f < d_s < f < d₉ < f < rf < ί 0,5 C 1,5 C 1,3 C 2 C 3 C 3 C 3 C 3 C 3 C 3

daß die Krümmungsradien der einzelnen Linsenflächen innerhalb folgender- Grenzen

10 /< Kl < 2/ 10 /< < 10/ 0,5/< -r₃ < 3/ 4 / < ^Γ4 / < —r₅ < 6/ 15 /< l^rel 2,5/ < —r₇ < 8/ 15 /< I ^rel < 10/ 3 / < < 20/ 4 / < -Ίο < 6/ 6 / < 'u 2 / < ^ria < 15/ 15 / < Ir₁₃ < 10/ 5 / < < 6/ 3 /< '—»"ie 2,5/< »•ie

und daß die optischen Werte der für die einzelnen Linsen verwendeten Materialien innerhalb folgender Grenzen

1,48 < H₁ < 1,55

1,48 < /I₂ < 1,55

1,40 < /i₃ < 1,55

1,40 < /I₁ < 1,55

1,65 < n₅ < 1,85

1,40 < η, < 1,55

1,40 < /I₇ < 1,55

1,50 < /I₈ < 1,65

1,60 < n₉ < 1,80

1,48 < /I₁₀ < 1,60

50 < V₁ < 70 50 < v_a < 70 50 < v, < 100 50 < V₄ < 100 25 < v_s < 45 50 < v, < 100 50 < V₇ < 100 35 < v, < 70 30 < v, < 60 40 < V₁₀ < 70

liegen.

2. Mikroskop-Immersionsobjektiv nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Konstruktionsdaten:

^o = 0,17 /Id 58,50 = 0,305 1,52278 49,40 di 1,51532 T₁ = OO = 0,30 58,96 d₂ 1,51823 r₂ = oo = 1,68 64,55 L₁ 1,52542 r₃ = -1,519 = 0,09 d_z r₄ = -10,740 = 1,44 81,61 Li 1,48523 r₆ = -3,630 = 0,07 ^d* r_e =-81,810 = 2,39 ' 81,61 L₃ 1,48523 r₇ = -6,450 = 0,07 ds r₈ = oo = 1,30 31,80 d. 1,75692 r, = 8,240 = 2,80 81,61 L, 1,48523 r₁₀ = -10,263 = 0,20 d-, r_u = 20,569 = 3,50 81,61 ds 1,48523 Ι* = -4,954 = 2,0 48,87 L_s 1,53172 r₁₃= 151,056 = 25,18 d₉ r_u= 15,314 = 2,50 47,12 d_i0 1,67003 r_ls= -7,980 = 1,10 60,49 151,91 1,51112 r_ie= 5,870 1,7375 A = -98,137 /' = Hierzu Σ Ρ = +0,3390 ß' = Σ Γ= -0,0981 1 Blatt Zeichnungen