DE2454994B2

DE2454994B2 - Mikroskop-Objektive

Info

Publication number: DE2454994B2
Application number: DE19742454994
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: D'OPTIQUE PRECISION ELECTRONIQUE ET MECANIQUE SOPELEM PARIS Ste
Current assignee: D'OPTIQUE PRECISION ELECTRONIQUE ET MECANIQUE SOPELEM PARIS Ste
Priority date: 1973-11-27
Filing date: 1974-11-20
Publication date: 1980-12-04
Also published as: DE2454994C3; ATA941274A; DE2454994A1; AT351286B; GB1480403A; CH584417A5; JPS5159647A

Description

— mn

— (Λ, = Abstand /wischen der k-\m Linscn-

gi'üppc üi'iu uci /-icii i.iiiM"iigiu|ipe
(bei k = b.l = I handelt es sich um die Dicke der Schicht zwischen Gegenstand und I. l.insengruppe)

— cim = Linsendickc der in Richtung weg vom

Gegenstand m-ten Linse in der /ten Linsengruppe

— n„ = Krümmungsradius der Linsenflache in

der /ten Linsengruppe

/7=1: vordere Fläche

/; = 2: mittlere Fläche

η = 1: hintere Fläche

(jeweils auf den Gegenstand bezogen).

Die Erfindung betrifft Mikroskop-Objektive nach dem Oberbegriff der Patentansprüche.

Derartige Objektive sind insbesondere für Durch- :icht-Prüfmikroskope und für Metallographie-Mikroskope vorgesehen.

Bei einem Mikroskop ändert sich die Auflösungsgren- TC gemäß

\l(n ■ sin u),

mit 4=

η = Brechzahl des den Gegenstand vom Objektiv trennenden Stoffs (nämlich Luft bei einem immersionsfreien Objektiv, d. h. r > 1),

u = halber öffnungswinkel des Objektivs vom Gegenstandaus. ^v

Die Mikroskop-Objektive werden durch die sogenannte numerische Apertur charakterisiert:

vieler monochromatischer Strahlungen, erzeugt das Objektiv unendlich viele monochromatische Bilder, die entlang der (optischen) Achse verteilt sind. Bekanntlich ergeben ein einfaches sammelndes System und ein zerstreuendes System inverse oder umgekehrte Verteilungen der monochromatischen Bilder. Es ist daher eine Korrektur der chromatischen Aberrationen durch eine geeignete Wahl von Linsengläsern erreichbar.

Ein optisches Glas ist hinsichtlich seiner Farbzerstreuung charakterisiert durch den Abbe-Zahl genannten Parameter

η ■ sin u.

insbesondere sin u bei einem immersionsfreien Objektiv.

Die Aberrationen, d. h. die Abbildungsfehler, nehmen zu, wenn die numerische Apertur erhöht wird, um das Auflösungsvermögen zu erhöhen. Ein Mikroskop-Objektiv großer numerischer Apertur muß daher hinsichtlich verschiedener Aberrationen korrigiert werden.

Ein Mikroskop-Objektiv muß zunächst hinsichtlich der chromatischen Aberration korrigiert werden. Bekanntlich ändert sich die Brechzahl lichtbrechender Stoffe, die üblicherweise die Objeklivünsen bilden, mit der Wellenlänge. Da der Gegenstandspunkt eine Quelle weißen Lichts ist, d. h. eine Oberlagerung unendlich n_r-n_c

n_F, n_c =

Hd =

Brechzahl für die Spektrallinien C und F(rot und blau) von Wasserstoff,
Brechzahl für die Spektrallinie t/von Helium, deren Wellenlänge zwischen denen der Spektrailinien Cund Fliegt.

Die mittlere Brechzahl rid selbst kennzeichnet ebenfalls das Glas.

Es ist auch eine Partialdispersion bestimmbar, nämlich

n_F — n_c

Eine Sammellinse ist bestimmt durch einen gewissen Abstand zwischen den durch die Spektraüinien Cund F erhaltenen Bildern.

In gleicher Weise ist eine Zerstreuungslinse bestimmt

durch einen gewissen Abstand zwischen den durch die Stahlen C und Γ erhaltenen Bildern. Beim Korrigieren der chromatischen Aberration wird ein Zusammenfallen der den .Spektrallinien ('und /'entsprechenden Bildern durch Zusammenbau einer Zerstreuungslinse und einer Sammellinse erreicht, deren Glaser geeignet gewählt sind. Wenn die Korrektur erreicht ist. sind die durch die .Spektrallinien C und F erhaltenen Bilder überlagert, wobei die durch die anderen Strahlungen (z. B. Spektrallinie d) erhaltenen Bilder von den genannten Bildern getrennt bleiben. Dies wird sekundäres Spektrum genannt. Ein für das sekundäre Spektrum korrigiertes Objektiv wird Apochromat genannt. Um das sekundäre Spektrum einer durch eine mit einer Zerstreuungslinse verklebten Sammellinse gebildeten Doppellinse zu verringern, müssen die Partialdispersionen v„der Gläser im wesentlichen gleich sein.

Ein Mikroskop-Objektiv muß auch hinsichtlich der Bildfeldwölbung korrigiert werden. Eine Optik besitzt Bildfeldwölbung, wenn bei einem Gegenstandspunkt, der eine zur Achse senkrechte Ebene beschreibt, die Bildorte oder -punkte eine Drehfläche beschreiben, die sich von der Idealbildebene unterscheidet. Die Bildfeldwölbung einer Linsenanordnung ist durch die Petzval-Summe gegeben, die bei dünnen Linsen gleich ist der Summe aller für die verschieben Linsen der Anordnung berechneten Größen

Mn ■ F

mit F = Brennweite, η — Brechzahl des Glases.

Daraus folgt, daß bei höheren Brechzahlen sich die Petzval-Summe dem Wert Null nähert und die Bildfeldwölbung gering wird, und umgekehrt. Übrigens besitzt eine Zerstreuungslinse eine negative Petzval-Summe, die den Gesamtwert der Petzval-Summe verringert.

Ein Mikroskop-Objektiv muß auch hinsichtlich der sphärischen Aberration korrigiert werden. Diese rein geometrische Aberration, die bei monochromatischem Licht auftritt, besteht darin, daß bei einem einfach streuenden System die Randstrahlen gekrümmter als die Mittenstrahlen sind, während ein sammelndes System eine entgegengesetzte (sphärische) Aberration ergibt.

Ein Mikroskop-Objektiv muß im allgemeinen auch hinsichtlich des Astigmatismus korrigiert werden, was erreicht ist, wenn alle vom Gegenstandspunkt austretenden Strahlen durch den Bildpunkt treten.

Es gibt bereits Apochromat-Mikroskop-Objektive, d. h. Objektive mit verringertem sekundärem Spektrum, meistens unter Verwendung wenig brechender Flußspatkristalle (Fluorit), um einzelne bestimmte Linsengruppen des Objektivs herzustellen. Derartige Objektive sind aber stets relativ teuer.

Es gibt übrigens Mikroskop-Objektive mit Bildfeldwölbungs-Korrektur. Ein Objektiv dieser Art ist z. B. in der FR-PS 13 10 259 beschrieben.

Schließlich ist ein Mikroskop-Objektiv nach dem Oberbegriff der Patentansprüche bekanntgeworden (vgl. DE-OS 14 72 082).

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein einfach aufgebautes, apochromatisehes, immersionsfreies Mikroskopobjektiv zu schaffen, das ein ebenes Bildfeld bei großer numerischer Apertur (sin u> 0,75) aufweist

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe esfoigt alternativ durch die Lehre nach dem Kennzeichen der Patentansprüche.

Aufgrund der Patentansprüche ist der Fachmann auch ohne weiteres in der Lage, zur Lösung der F.rfindungs-Aufgabe durch Optikrechnen auf (schnellen) Rechenanlegen die optimalen Werte für den jeweiligen ) Anwendungsfall in für sich bekannter Weise zu ermitteln, nämlich durch Variation der Werte in den Patentansprüchen.

Die erfindungsgemäßen Mikroskop-Objektive haben insbesondere eine Brennweite von 2,5 —8 mm und eine

κι große numerische Apertur von ca. 0,75. Ihre Petzval-Summe ist gering gegenüber Objektiven vergleichbarer Brennweite. Sie zeigen ferner ein verringertes sekundäres Spektrum und sind vollkommen korrigiert hinsichtlich Abbildungsfehlern wie sphärischer Aberration.

ι. Koma und Astigmatismus. Insbesondere durch Verwendung von Flußspat bei der Herstellung bestimmter Linsen kann eine besonders gute Korrektur des sekundären Spektrums erzielt werden.

Die Erfindung wird an Hand der in der Zeichnung

2(i dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. I das anmeldungsgemäße Mikroskop-Objektiv, Fig. 2, 3, 4 Kennlinien, die die geometrischen und chromatischen Aberrationen bei dem in der Tabelle I

>v wiedergegebenen Ausführungsbeispiel des Objektivs darstellen,

Fig.5, 6, 7 Kennlinien, die die geometrischen und chromatischen Aberrationen bei dem in der Tabelle Il wiedergegebenen Ausführungsbeispiel des Objektivs

in darstellen.

Das in Fig. I wiedergegebene Objektiv der Brennweite f zeigt in Richtung vom Gegenstand ins Unendliche fünf Linsengruppen f bis 5. Die erste Linsengruppe aus einer Meniskus-Linse t,

j5 die am Vorderende des Objektivs nahe dem Gegenstand angeordnet ist. hat eine positive Brechkraft (ist sammelnd) mit einer Brennweite von f—2f. Die Linse 1 besitzt eine höhere Brechkraft als die anderen Linsengruppen (wie üblich). Der Meniskus ist mit einer ο mit dem Radius η ι konkaven Fläche versehen, die zum Gegenstand gerichtet ist. Dieses Merkmal dient vorzugsweise zur Korrektur der sphärischen Aberration. Die Brechzahl und die Dispersion des die erste Linse 1 bildenden Glases sind so gewählt, daß eine minimale Bildfeldwölbung erzeugt und die Korrektur des sekundären Spektrums erleichtert wird.

Die fünfte Linsengruppe 5, die am Hinterende des Objektivs angeordnet ist, besteht aus einer Dublette oder Doppellinse mit negativer Brechkraft, die durch

so eine Zerstreuungslinse 52 und eine Sammellinse 51 gebildet ist, deren Brechzahl nahezu gleich ist, aber deren Partialdispersionen sehr auseinanderliegen. Die Brennweite der zweiten Linsengruppe 5 beträgt von -2Of 10/

Die dazwischenliegende vierte Linsengruppe 4, die nahe der fünften Linsengruppe 5 liegt, besteht aus einer ersten Doppellinse positiver Brechkraft, aus einer mit einer Sammellinse 41 verklebten Zerstreuungslinse 42. Die Sammellinse 41 ist auf der Gegenstandsseite, die Zerstreuungslinse 42 auf der Seite der Linsengruppe 5 angeordnet. Die Brennweite beträgt 12/ bis 2Of. Der Zwischenraum oder Abstand cUs zwischen der vierten Linsengruppe 4 und der fünften Linsengruppe 5 beträgt: 1,5/<df5<2^>/ Die Brechzahlen der Gläser der Zerstreuungslinse 42 und der Sammellinse 41 sind sehr verschieden, was vorteilhaft für die Korrektur ".phärischer Aberrationen ist

Die dazwischenliegende dritte Linsengruppe 3, die

unmittelbar vor der vierten i.insengruppe 4 liegt, besteht aus einer zweiten Doppellinse positiver Brechkraft, die durch eine Sammellinse 32 und eine Zerstreuungslinse 31 gebildet ist, die zusammengeklebt sind und deren Brechzahl sehr verschieden ist. Die Partialdispcrsion der Gläser ist nahezu identisch, was eine Doppdlinsc mit verringertem sekundären Spektrum ergibt, d. h. die Bilder der Strahlen C. d, F fallen nahezu zusammen. Die Brennweite der dritten Linsengruppe 3 beträgt 5f—8f. Der Abstand d» zwischen der dritten Linsengruppc 3 und der vierten Linsengruppe 4 beträgt: 0<c/j4<0,2 f. Bei der dritten Linsengnippe 3 ist im Gegensatz zur vierten Linsengruppc 4 die Sammellinse 32 zur fünften Linsengruppe 5 gerichtet, während die Zerstreuungslinse 31 auf der Gegenstandsseitc angeordnet ist.

Die zweite Linsengruppe 2, die nahe der ersten Meniskus-Linse I angeordnet ist, ist eine dritte r)nnn#»[lincp n/}citiw£r BrSChkrsft, dJC iJlirch C!"C Sammellinse 22 und eine Zerstreuungslinse 21 gebildet ist. Die Bred zahlen der Linsen 21,22 sind großer als 1.7, was eine gute Bildfeldwölbungs-Korrektur erlaubt. Die Brennweite dieser Doppellinse beträgt 3Λ-5Λ Der Abstand c/21 zwischen der zweiten Linsengnippe 2 und der dritten Linsengruppe 3 beträgt: 0<dn<0,2f. Der Abstand du zwischen der ersten Linse 1 und der zweiten Linsengruppe 2 beträgt: 0 < du < 0,2/!

Die Tabellen I, Il und III geben beispielhafte Kennwerte für Ausführungsbeisniele des erfindungsgemäßen Objektivs an. Jede der Tabellen gibt für jede Linse des Objektivs an: Krümmungsradien, die Dicke, die mittlere Brechzahl, das Dispersionsvermögen v, die Partialdispersion Vp. im übrigen die Luft-Zwischenräume oder -Abstände zwischen den Linsengruppen. Die Korrektur dieses Objektivs wird erreicht durch eine Gegenstands-Deckschicht 6, deren Kennwerte in den Tabellen angegeben sind. Die übliche optische Konvention ist, daß alle konkaven Flächen in Richtung auf das einfallende Licht negative Radien und alle konvexen Flächen in Richtung auf das einfallende Licht positive Radien besitzen.

Die Tabelle I zeigt die Kennwerte eines Objektivs für 40fache Vergrößerung, eine Brennweite von 5 mm und eine numerische Apertur sin u=0,75.

Die Fig. 2, 3 und 4 zeigen Kennlinien, die die geometrischen und chromatischen Aberrationen des genannten Objektivs wiedergeben.

In der Fig.2 gibt die Ordinate h die Höhe eines parallel zur optischen Achse einfallenden Strahls gegenüber der optischen Achse wieder, wobei der Blidfeldwinkel also Null und der Gegenstand im Unendlichen angeordnet ist Die F i g. 2 zeigt gleichzeitig Kurven I, II, III, die den Strahlenverläufen der (SpektraiIinien-)Strahli,ngen F (0,4861 Ä), d (0,5876 A) bzw. C (0,6563 Ä) entsprechen. Die Punkte d, F, C auf der Abszisse geben die Lagen der monochromatischen Bilder für die Strahlungen d, F, C auf der optischen Achse wieder (axiale chromatische Aberration). Durch Wählen des Punktes doder Foder CaIs Ausgangspunkt oder Ursprung ist der Abstand zwischen dem Fokussierpunkt eines Strahlenverlaufs der der Höhe h entsprechenden Strahlung bestimmbar, sowie der Fokussierpunkt eines Strahlenverlaufs des Paraxial-Bereichs der gleichen Strahlung, wobei der Abstand die sphärische Aberration ist

F i g. 3 zeigt für die Spektraliinie d in Abhängigkeit vom Bildfeldwinkel θ (in Grad) von der Brennebene in μπι den Abstand r zur Tangential-Brennfläche und den Abstand s zur Sagittai-Brennfiäche. Die trennung der Abstands-Kurven suna (ergibt den Astigmatismus. Die Kurven s und t, die sich von der Brennebene entfernen, zeigen übrigens auch die Bildfeldwölbung.

-, Die Fig. 4a besitzt als Abszisse die HoHe h eines einfallenden monochromatischen Lichtbündels (Spektraliinie d) auf das erste Diopter oder die erste Sehspalte, gemessen gegenüber dem Mittenstrahl für ein Halbfeld von 3°60'. Die Ordinate zeigt einerseits die

in Meridian-Abweichung (Kurve I), d. h. die Bahn entlang der Meridian-Ebene des an der Brennebene austretenden Bündels, gemessen gegenüber der Bahn des Mittenstrahls, und andererseits die Extramendian-Abweichung (Kurve II), d. h. die Bahn des Bündels entlang

!) eier Extrameridian-Ebene.

Die Fig. 4b zeigt als Kurve I die Kurve der Meridian-Abweichung und als Kurve 11 die Kurve der Extrameridian-Abweichung für ein Halbteld von 2°.

us ^UJUIMI ν Λ

:o mit 40facher Vergrößerung, einer Brennweite von 5 mm und einer numerischen Apertur sin u = 0,75. Die Sammellinse 41 besteht aus Flußspat. Die Zerstreuungslinse 32, die neben der Sammellinse 41 angeordnet ist, besteht ebenfalls aus Flußspat.

>-, Die Fig. 5. 6, 7 zeigen Kennlinien, die die geometrischen und chromatischen Aberrationen des durch die Tabelle Il bestimmten Objektivs wiedergeben.

In der Fig. 5 ist entlang der Ordinate die Höhe h

eines parallel zur optischen Achse einfallenden Strahls

in gegenüber der optischen Achse wiedergegeben, wobei der Bildfeldwinkel also Null und der Gegenstand im Unendlichen angeordnet ist. Die Fig. 5 zeigt gleichzeitig Kurven oder Kennlinien I. II. Ill, die den Strahlenverläufen der Strahlungen F (0,4861 Ä). d

s: (0,5876 Ä) bzw. C(0.6563 Ä) entsprechen. Die Punkte d. F, C auf der Abszisse entsprechen den Lagen der monochromatischen Bilder für die Strahlungen d. F. C auf der optischen Achse (axialer Chromatismus). Durch Wählen der Punkte c/oder Foder CaIs Ursprung kann der Abstand zwischen dem Fokussierpunkt eines Strahlenverlaufs der der Höhe h entsprechenden Strahlung und der Fokussierpunkt eines Strahlenverlaufs des Paraxial-Bereichs der gleichen Strahlung bestimmt werden, wobei der Abstand die sphärische

4-, Aberration ist.

Die F i g. 6 zeigt für die Spektrallinie d, abhängig vom Bildfeldwinkel in Grad von der Brennebene in μΐη den Abstand /zur Tangential-Brennfläche bzw. den Abstand 5 zur Sagittai-Brennfiäche.

Die Fig. 7a zeigt als Abszisse die Höhe h eines einfallenden Lichtbündels monochromatischen Lichts (Spektraliinie d) auf das erste Diopter, gemessen gegenüber dem Mittenstrahl, für ein Halbfeld von 2° 867'. Die Ordinate zeigt einerseits die Meridian-Abweichung (Kurve I), d. h. die Bahn entlang der Meridian-Ebene des auf der Brennebene austretenden Strahlenbündels, gemessen gegenüber der Bahn des Mittenstrahls, und andererseits die Extrameridian-Abweichung (Kurve II), d. h. die Bahn des Bündels entlang der Extrameridian-Ebene.

Die Fig. 7b zeigt als Kurve I die Kurve der Meridian-Abweichung und als Kurve II die Kurve der Extrameridian-Abweichung für ein Halbfeld von 2°.
Die Tabelle III zeigt die Kennwerte eines erfindungsgemäßen Mikroskop-Objektivs mit einer Brennweite von 3,125 mm, einer numerischen Apertur von 0,8 und einer 63fachen Vergrößerung.

Tabelle 1

Linsengruppe	f	Linse	Krümmungsradien r	Linsi	Abstand rf	Brechzahl «	Abbe-	Partial-
bzw. Abstand d				bzw.			Zahl V	dispersior.
	ι						>'/■
Schicht zwischen Gegenstand			I '61 = °°
und 1. Linsengruppe			I 'M = °°	^el· ⁼	1,5265
Abstand ä_6[				d_M =
1. Linsengruppe 1	[		Ή = +3,18 r_l2 = +2,611	e\ =	1,58894	60,6	0,3002
Abstand d_n	1
			r_2i = + 200,2
		21			1,8051	25,5	0,288
2. Linsengruppe 2			r_u = - 82,28
		22			1,73335	51,4	0,300
			r₂₂ = + 12,57
Abstand d_2i			d_u =
		r_3I = - 247,5
	31		*<5i =**	1,69650	36,4	0,2970
3. Linsengruppe 3		*r_n* = - ΐΟ,όό
	32			1,48043	81,0	0,3018
		r₃₂ = + 10,75
Abstand </_M			rf« =
Linsengruppe bzw.	Linse	Krümmungsradien r	■ndickee	Brechzahl η	Zerstreu	Partial-
Abstand rf			Abstand d		ungs-	dispersion
					vermögen V

	-- 0,17
	= 0,70
	= 3
	= 0,6

	= 2

	= 4

= 0,2

= 2

= 6,2

= 0,2
Linsendicke c
bzw.

4. Linsengruppe 4 Abstand 45

5. Linsengruppe S

	'41 =	-42,52	*4I	= 3	1,48043	81,0	0,3018
41
	'43 =	+ 13,98		= 1	1,7408	28,1	0,289
42
	'42 =	+ 38,54	d»	= 9,8

	'51 ⁼	- 11,86		= 2	1,58406	37,0	0,2928

	'53 ⁼	-25	*?^2*	= 1	1,58784	68,2	0,3081

		-8.41

Tabelle II	Linse	i	22	Krümmungsradien r	OO	Linsendicke e	Abstand rf	Brechzahl η	Abbe-	Partial-
Linsengruppe bzw.					OO	bzw.	= 0,17		Zahl V	dispersion
Abstand rf		I		'61 =		«■6 ⁼		1,52278
Schicht zwischen Gegenstand	J	1\| I	'62 =	+ 2,999		= 0,40
und I. Linsengruppe	I	J			*rf.=**
Abstand </₆,			'Il =	+ 2,668		= 3,00
	[21 I				«Ί ⁼		1,61484	51,1	0,3000
I. Linsengruppe 1	I		Ί 2 =	+ 110,700		= 0,56
			- 33.9820	rf\|, =	= 2.00
Abstand d_n		'21 =	+ 11,955			1,8046	25,5	0,288
					= 4,(K)
2. Linsengrup-pe 2	'22 =	- 71.43.1		- 0.20	1.7.137	51.1	0.300
		10.897	'/μ	^ 2.00
Abstand i/₃₁	Ί\| ^:"	+ 10,4.11	'''I		1,69632	.16,4	0,2970
	r„ -			fi.20
3. Linsengruppe 3			Cn	0.20	1,433XS	95.4	0.2989
			i/ll
Abstsind tl_n

I

15

Fortsetzung

Schicht zwischen Gegenstand

Linse

24 54 994

= - 37,250

= OO

Linsendicke e

16

Abbe-

I

Partial-

0,3002

Linsengruppe bzw.

und 1. Linsengruppe

= + 16,807

= OO

bzw. Abstand d

Zahl ν

dispersion

Abstand d

Abstand </₆,

= +41,400

Brechzahl η

1

(41

Krümmungsradien r

= 2,453

«ii = 3,00

95,4

0,2989

1. Linsengruppe 1

= - 11,196

0,288

4. Linsengruppe 4

142

= - 43,500

= 1,946

«u = KOO

1,43388

28,1

0,289 I

Abstand d_ti

ί ^r»

= -8,000

(Z₄₅ = 9.80

9

0400

Abstand d_4i

[51

= + 698,9

4, = 2,00

1,74098

42^

0,2952 I

Bauteil 5

J
I

.'«

Krümmungsradien r

S

5. Linsengruppe 5

2. Linsengruppe 2

I 52

= - 50,93

«o = 1,00

1,54765

63,4

0,3096 I

I ^räl

1

0,2970

Tabelle-III

Linse

'bi

= +7,815

Linsendicke e

1^5232

Abbe-

Partial- |j

1 Linsengruppe

Abstand d_n

*62

bzw. Abstand d

Zahl ν

dispersion B

0,3018 I

1 bzw. Abstand d

= -114.7

Brechzahl π

"' I

1

r„

e_b =0,17

I

0,3081

3. Linsengruppe 3

= - 7,442

r>2

d* = O^

1426

0^89

= +7,517

Abstand tf_M

( *>'

e, = 1,9

60,6

= - 21,618

r_V

d,₇ = 0,38

148894

0,2928

4. Linsengruppc 4

= + 8,019

21

»22

I₁ =U

25,5

0,3081

= + 23,792

Abstand d_ti

22

[Ol

en = 2^5

1,8051

51,4

- - 9,587

O,

A, = 0,13

1,73350

5. Linsengruppe 5

= - 150

31

Ol

en =0^

36,4

= -5,564

32

\r_n

e_i2 = 3,95

1,69650

81,43

r»

d_M = 0,13

1,48043

41

r*i

e_4i = 1,9

81,43

42

Oi

e_4} = 0,65

1,48043

28,09

Oj

rfi5 = 6,22

1,74080

[51

r»

en - 1,3

37,04

52

e_S7 - 0,65

!48406

68,25

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

148784

Claims

Patentansprüche;

1, Mikroskop-Objektiv der Brennweite f, mit vom Gegenstand weg aufeinanderfolgenden Linsengruppen:

— einer ersten Linsengruppe

— positiver Brechkraft aus einer Meniskus-Linse, deren konkave Fläche zum Gegenstand gerichtet ist,

— einer zweiten Linsengruppe

— positiver Brechkraft im Abstand von 0—0,2/ von der ersten Linsengruppe,

— einer dritten Linsengruppe

— positiver Brechkraft aus einer Zerstreuungslinse und einer mit dieser verklebten, vom Gegenstand weg gerichteten Sammellinse,

— wobei die Brechzahlen sehr verschieden sind,

— einer vierten Linsengruppe

— positiver Brechkraft aus einer mit einer Zerstreuungslinse verklebten Sammellinse und

— einer fünften Linsengruppe

— negativer Brechkraft aus einer Sammellinse und einer mit dieser verklebten, vom Gegenstand weg gerichteten Zerstreuungslinse,

dadurch gekennzeichnet,

— daß die zweite Linsengruppe (2)

— aus einer Sammellinse (22) und einer mit ihr verklebten Zerstreuungslinse (21) besteht, die beide eine hohe Brechzahl aufweisen,

— daß in der dritten Linsengruppe (3)

— die Partialdispersionen (v_p) sehr ähnlich sind,

— daß in der vierten Linsengruppe (4)

— die Sammellinse (41) zum Gegenstand gerichtet ist,

— daß in der fünften Linsengruppe (5)

— die Partialdispersionen (v_p) sehr verschieden sind und

— daß es Werte aufweist, die ausgehend von folgendem Datensatz

Linsengruppe Linse I [21 Krümmungsradien r Linsendicke e Brechzahl π Abbe- Partial- bzw. Abstand d bzw. Abstand/' Zahl V dispcrsion Schicht zwischen Gegenstand 122 ί '61 = °° und 1. Linsf-ngruppe /62=⁰⁰ e₆ =0,17 1,5265 Abstand </_6l rf₆. - 0,70 1. Linsengruppe 1 rr„ =+3,18
/-_I2 = +2,611 ex =3 1,58894 60,6 0,3002 Abstand d_n [31 d_n = 0,6 r₂₁ = +200,2 132 e» =2 1,8051 25,5 0,283 2. Linsengruppe 2 /·„ = - 82,28 en =4 1,73335 ■51.4 0,300 Linse r₂₂ = + 12,57 Abstand d_n rf₂₃ = 0,2 Oi = - 247,5 e» =2 1,69650 36,4 0,2970 3. Linsengruppe 3 r_}} = - 10,66 en = 6,2 !,48043 81,0 !»,3018 r_n = + 10,75 Abstand d_M <k = 0,2 Linsengrupp« bzw. Krümmungsradien r Linsendicke e Brechzahl η Zerstreu Partial- Abstandd bzw. Abstände/ ungs- dispersion vermögen
V ^VP

4. Linsengruppe 4

Abstand 45

5. Linsengruppe 5

42

- 42,52 C₁₁ =3 1,48043 81,0 0,3018 + 13,98 1,7408 28,1 0,289 + 38,54 d_tf = 9,8 - 11,86 *i = 2 1,58406 37,0 0,2928 -25 P₅₂ - 1 1,58784 68,2 0,3081 -8,41

durch Variation einer der folgenden Größen innerhalb der folgenden vorgegebenen Bereiche entstehen:

(1) 1,0/</, < 2,11/

(2) 3 /</₂ < 5/

(3) 5 /</₃ < 8/

(4) 12 /</₄ < 20/

(5) -20 /</₅ < -8,56/

(6) 0f<d_a< 0,2/

(7) 0 /<4,< 0,2/

(8) 0f<d_M< 0,2/

(9) 1,5/<<^< 3,5/

10

15

20

— mit:

— du = Abstand zwischen der Jt-ten Linsen

gruppe und der Aten Linsengruppe (bei k = 6,1 = 1 handelt es sich um die Dicke der Schicht zwischen Gegenstand und 1. Linsengruppe)

— eim = Linsendicke der in Richtung weg vom

Gegenstand /n-ten Linse in der Aten Linsengruppe

— n„ = Krümmungsradius der Linsenfläche in

der Aten Linsengruppe

π = 1: vordere Fläche

/7 = 2: mittlere Fläche

η = 3: hintere Fläche

(jeweils auf den Gegenstand bezogen), js 2. Mikroskop-Objektiv der Brennweite f, mit vom Gegenstand weg aufeinanderfolgenden Linsengruppen:

— einer ersten Linsengruppe

— einer zweiten Linsengruppe

— positiver Brechkraft im Abstand von 0—0,2 / von der ersten Linsengruppe,

— einer dritten Linsengruppe

— wobei die Brechzahlen sehr verechieden sind,

— einer vierten Linsengruppe

— einer fünften Linsengruppe

— negativer Brechkraft aus einer Sammellinse und einer mit dieser verklebten, vom Gegenstand weg gericb.ttft.en Zerstreuungslinse,

dadurch gekennzeichnet,

— daß die zweite Linsengruppe (2)

— daß in der dritten Linsengruppe (3)

— die Partialdispersionen {v_p) sehr ähnlich sind,

— daß in der vierten Linsengruppe (4)

— die Sammellinse (41) zum Gegenstand gerichtet ist,

— daß ifi der fünften Linsengruppe (5)

— die Partialdispersionen (v_p) sehr verschieden sind und

— daß es Werte aufweist, die ausgehend von folgendem Datensatz

Linsengruppe bzw. Linse Krümmungsradien : Linsendicke e Brechzahl π Abbe- Partial- Abstand d bzw. Abstand d Zahl ν dispersion
"/> Schicht zwischen Gegenstand /'6I=⁰⁰
1 /62 = °° e₆ =0,17 1,52278 und 1. Linsengruppe Abstand d_h[ fr,, = +2,999 4i = 0,40 1. Linsengruppe 1 [ r_n = + 2,668 et =3,00 1,61484 51,1 0,3000 Abstand d\i I /21 = +■ 110,700 d_n = 0,56 121 /ϊϊ - - 33,9820 e_2l = 2,00 1,3046 25,5 0,288 2. Linsengruppe 2 [ /22 = + 11,955 I 22 e_n = 4,00 1,7337 51,1 0,300 Abstand tfy f r_3l = - 71,433 d_n = 0,20 [31 ¹ r_n = - 10,897 <?ji = 2,00 1,69632 36,4 0,2970 3. Linsengruppe 3 [ T₃₂ = + 10,431 [32 e_n = 6,20 1,43388 95,4 0,2989 Abstand d_i4 U,--37,250 </j4 = 0,20 [41 /43 = + 16,807 Pj, = J₁OO 1,43388 95,4 0,2989 4. Linsengruppe 4 ■j Z₄₂ = +41,400 j 42 e_v = 1,00 1,74098 28.1 0,289 Abstand J₄*, /■„ = - 11,196 tf.,5 = 9,80 Bauteil 5 [51 /·„ = - 43,500 es, = 2,00 1,54765 42,2 0,2952 5. Linsengruppe 5 r₅₂ = - 8,000 I 52 P₅₂ = 1,00 1,55232 63,4 0,3096

— durch Variation einer der folgenden Großen innerhalb der folgenden vorgegebenen Bereiche entstehen:

(D I .0/ < /, < 2,11/ (2) 3 f<fl < 5/ (3) 5 f < Λ < H/ (4) 12 / < U < 20/ (5) -20 f < h < -8,56/ (6) 0 / < tin < 0,2/ (7) 0 f < 'I₁, < 0,2/ (8) 0 f ^ d_H < 0.2/ Uf

.'Il

— mit

— dki = Abstand zwischen der klon Linsen-

gruppe und der /ten L.insengruppe
(bei k ■■= 6. / = 1 handelt es sich um die Dicke der Schicht zwischen Gegenstand und I. l.insengruppe)

— eim == Linsendicke der in Richtung weg vom

Gegenstand m-ten Linse in der /-ten Linsengruppe

— n„ == Krümmungsradius der Linsenfläche in

der /-ten Linsengruppe

/i=l: vordere Fläche

/7 = 2: mittlere Fläche

/7=3: hintere Fläche

(jeweils auf den Gegenstand bezogen). 3. Mikroskop-Objektiv der Brennweite f. mit vom Gegenstand weg aufeinanderfolgenden Linsengruppen:

— einer ersten Linsengruppe

— positiver Ureehkraft aus einer Meniskus-Linse, deren konkave Fläche /um Gegenstand gerichtet ist.

-- einer /w eilen Linsengruppe

— positiver Brechkraft im Abstand von 0 — 0.2 f von der ersten Linsengruppe.

— einer dritten Linsengruppe

— wobei die Brechzahlen sehr verschieden sind,

— einer vierten Linsengruppe

— positiver Brechkraft aus einer mit einer Zerstreuungslinse verklebten .Sammellinse und

— einer fünften Linsengriippc

negativer i^rcCtiiirSii «ii^ einer ,jürnrncnirfic und einer mit dieser verklebten, vom Gegenstand weg gerichleten Zerstreuungslinse,
dadurch gekennzeichnet.

— daß die zweite Linsengruppe (2)

— aus einer Sammellinse (22) und einer mit ihr verklebten Zerstreuungslinse (21) besieht, die beide eine hohe Brechzahl aufweisen,

— f\;ß in der dritten Linsengruppe (3)

— die Partialdispersionen (v_r) sehr ähnlich sind.

— daß in der vierten Linsengruppe (4)

— die Sammellinse (41) zum Gegenstand gerichtet ist.

— daß in der fünften Linsengruppe (5)

— die Partialdispersionen (v_n) sehr verschieden sind und

— daß es Werte aufweist, die ausgehend von folgendem Datensatz

Linsengruppe I inse Krümmungsradien r Linsendicke r Brechzahl η Abbe- l'artial- b/w. Abstand </ bzw. Abstand d Zahl V dispersion
c„ Schicht zwischen Gegenstand <V = 0.17 1.526 und 1. Linsengruppe Abstand r/_M </m = 0,3 U, = 2,453 1. Linsengruppe 1 c, = 1.9 1,58894 60,6 0.3002 r_u = 1.946 Abstand </,₂ d_u = 0.38 r₂, = + 698,9 [21 e_2l = 1,3 1,8051 25,5 0,288 2. Linsengruppe 2 r_n = - 50,93 I 22 en = 2,55 1,73350 51,4 0,300 r₃₂ = + 7,815 Abstand rf₂₃ drx =0.13 \r₃, = -114,7 [31 C₃₁ = 0,3 1,69650 36,4 0,2970 3. Linsengruppe 3 /33 = - 7,442 I 32 en = 3,95 1,48043 81,43 0,3018 r₃₂ = -l· 7,517 Abstand d_3A d}4 = 0,13 /■_4I = - 21,618 [41 '41 = 1,9 1,48043 81,43 0,3081 4. Linsengruppe 4 /43 = + 8,019 !42 e_A2 = 0,65 1,74080 28.09 0,289 Z₄₂ = + 23,792 Abstand d_Ai 4» = 6,22

7
(irtset/unj! Linse 24 54 994 8 Ahhc-
/ahl ι I'iirli.il-
dispersinn
Γ Linsciijmippe
tv» Abstand il 51
52 KriimnuingsriidK'n / I Miscndickc¹ ι
h/\v. Alistjnd </ llroch/ ihl η 37.04
68.25 0,2928
0.3081 5. l.insengruppe 5 /m - 9,587
''M 1.3
/·<, 150
Λ, - 0.65
r,, 5.564 1,58406
1.58784

durch Variation einer der folgenden Größen innerhalb der folgenden vorgegebenen Hereiche entstehen:

III 1.0/ </, < 2,11/

(4) 12 /</, < 20/
(51 -20 /</, < -8.56/

(6) 0 / < (Z₁₂ < 0.2/

(7) 0 / < d_n < 0.2/

(8) 0 / < <v, < 0.2/

(9)

3.5/