DE2506957C3

DE2506957C3 - Mikroskopobjektiv

Info

Publication number: DE2506957C3
Application number: DE2506957A
Authority: DE
Inventors: Haruo Fuchu Tokio Maeda (Japan)
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1974-02-21
Filing date: 1975-02-19
Publication date: 1980-01-24
Also published as: JPS5244210B2; DE2506957B2; US3989317A; DE2506957A1; JPS50124660A

Description

Linse	Radien	X	Dicken und	»ld	1.51633	''Id	64,1
			Abstände
	R₁	-0,561
L₁			J₁ 0,486
	R₂	X		*"ld*	1,51633	*''Id*	64,1
		— 1 345	J₂ 0,411
	Ri
L₂		2.332	J, 0,390	*"id*	1.74077	*'id*	27,8
	⁴		J₄ 0.359
	«5	0,885		*"id*	1,51633	*''id*	64,1
Li			J₅ 0,211
	Rb	-2.101
L₄		d„ 0.378
	*R-,*

wobei R| bis R₇ die Krümmungsradien der Linsen, i/i, i/j, ds und rf(, die axialen Dicken der ersten, zweiten, drillen und vierten Linse, cl₂ und J₄ den Absland zwischen der ersten und zweiten Linse und den Absland zwischen der zweiten und dritten Linse, ;ii,₍ bis fi_4(i den Brechungsindex des Glases für die J-Linie des Spektrums für die entsprechenden Linsen und v_id bis ι·_4ι/ die Abbezahlen der Linsen für die J-Linie bezeichnen, jeweils von der Vorderseite zur Rückseite des Objektivs gezählt.

Die Erfindung betrifft ein Mikroskopobjektiv gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche.

Ein gatlungsgefnaßes Mikroskopobjektiv ist aus der US-PS 25 38 341 bekannt. Das zweite LinsetigÜed dieses bekannten Objektivs ist zerstreuend, wodurch das erste Linsenglied ui'.tl das dritte, als sammelnde Doppellinse ausgebildete Linsenglied beh'orgegebener Brennweite eine größere sammelnde Brechkrafl benötigen. Dies führt dazu, daß die Krümmungsradien der Linsen der geuiinnten Linsenglieder klein sein müssen, wodurch die sphärischen Abbildungsfehler zunehmen. Zusätzlich wird es schwieriger, mehrere

Linsen gleichzeitig zu schleifen und zu polieren, so daß sich der Kreis je Linse erhöht. Die numerische Apertur des bekannten Objektivs beträgt 0,25 und ist somit verhältnismäßig klein. Um die numerische Apertur des bekannten Objektivs zu Vergrößern, müßten seine Linsen sowohl größere Dicke als auch größeren Durchmesser aufweisen. Dies würde zu einem schweren und teuren Objektiv führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mikroskopobjektiv mit einem Abbüdungsmaßstab zwischen 10 und 30 zu schaffen, das leicht und preiswert ist, eine numerische Apertur von etwa 0,4 aufweist und das Abbildungsfehler, insbesondere bei einer Wellenlänge von 6328 A ähnlich gut korrigiert wie achromatische Objektive mit einer Sehfeldzahl von 7.

Diese Aufgabe wird mit Mikroskopobjektiven gemäß den Patentansprüchen gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Objektiv ist auch das zweite Linsengiied eine sammelnde Einzellinse. Fur die erste, zweite und vierte Linse können etwa gleiche, preiswerte Glassorten verwendet werden, wodurch das Objektiv besonders preiswert wird. Die gegenüber den anderen Linsen kleinere Abbezahl der dritten Linse bewirkt eine gute Korrektur von chromatischen Abbildungsfehlern.

Bei den erfindungsgemäßen Mikroskopobjektiven ist folgende Bedingung erfüllt:

0,9/ <d₂ +</., +ί/₄ < 1,3/ (I)

0,8/ < R_h < 1.2/ (2)

1,46 < H₁₁, < 1.65

1.46 < H₂,, < 1.65

1.46 < H₄,, < 1.65

50 < i._u < 68 I (3)

50 < ,-j,, < 68

50 < r₄₍, < 68

'■μ < 35

Diese Bedingung ist bezüglich der Verringerung der Linsenzahl für eine Vergrößerung von etwa 10 bis 30fach wirksam und stellt eine gute Korrektur von Abbildungsfehlern, insbesondere sphärischen Abbildungsfehlern, innerhalb der Gesichtsfeldzahl 7 sicher, wenn die Brechkraft jedes Linsengliedes vergrößert wird. Wenn

30

35

d₂ +d₃

1,3/,

45

50

55

werden die sphärischen Abbildungsfehler iiberkorrigiert. Wenn dagegen

sind die sphärischen Abbildungsfehler unterkorrigiert. Zusätzlich bewirkt die Bedingung eine gute Korrektur des Sinusbedingung.

Des weiteren ist bei allen erfindungsgemäßen Objektiven die Bedingung 0,8/< R₆ < 1,2 f erfüllt. Diese Bedingung verbilligt das Schleifen der Linse und stellt eine gute Korrektur des sphärischen Abbildungsfehlers sicher. Beim Schleifen von Linsen wird, wenn der Krümmungsradius der zu schleifenden Linse im Vergleich zu ihrem äußeren Durchmesser klein wird, die Zahl der gleichzeitig zu schleifenden Linsen klein, wodurch nur jeweils eine Linse geschliffen werden muß. Wenn R₆ < 0,8/, tritt die oben beschriebene Schwierigkeit beim Schleifen auf und es wird folglich unmöglich, den Preis des Objektivs zu Verringern. Wenn dagegen R₍, < l_t2Jf ist, sind die sphärischen Abbildungsfehler unlerkorrigiert.

Weiter können für die erfindungsgemäßen Objektive Gläser verwendet werden, die sowohl eine geringe Dispersionskraft als auch einen geringen Brechungsindex aufweisen. Dies bedeutet eine merkliche Verbilligung der Objektive.

Beim Verwenden eines erfindungsgemäßen Objektivs genügt es, Abbildungsfehler in Betracht zu ziehen, die aufgrund von monochromatischem Licht mit einer Wellenlänge in der Größenordnung von 6328 A auftreten. Wenn das Objektiv zusammengebaut und eingestellt wird, ist es jedoch notwendig, die Einstellung auszuführen, während ein Muster mit Hilfe von von ihm durchgelassenen Licht beobachtet wird. Bei einer solchen Einstellung während des Zusammenbaus des Objektivs müssen die sphärischen Abbiidungsfehier nahe der «/-Linie (5876 A) und der e-Linie (5461 A) korrigiert werden, indem das Ansprechen der Konstruktion auf diese Wellenlängen berücksichtigt wird.

Um die sphärischen Abbildungsfehler merklich zu korrigieren, ist das dritte Linsenglied eine Doppellinse mit einer zerstreuenden, gekitteten Fläche. Zusätzlich liegen i-_Ilf, r_ld und »v« zwischen 50 und 80, so daß für diese Linsen billige Gläser verwendet werden können. Außerdem ist r_M < 35, was eine gute Korrektur von chromatischen Abbildungsfehlern bewirkt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.

Es stellen dar:

F i g. 1 ein erfindungsgemäßes Objektiv, die

Fig. 2A bis 2D, 3A bis 3D, 4A bis 4 D und 5A bis 5 D graphische Darstellungen verschiedener Abbildungsfehler der erfindungsgemäßen Objektive 1, 2, 3 und 4 gemäß der Fig. 1.

Das in der F i g. 1 dargestellte bevorzugte Objektiv weist drei, durch einen Luftzwischenraum getrennte T incpnolipripr /.. /., und /.,. /..· auf.

Die ersten beiden Linsenglieder L₁ und L₂ sind sammelnde Einzellinsen. Das dritte Linsenglied ist eine sammelnde Doppellinse, die aus einer zerstreuenden Meniskuslinse L₃ und einer bikonvexen Linse L₄ aufgebaut ist, wobei die beiden Linsen L₃ und L₄ durch eine gekittete Oberfläche R_e, die zerstreuend ist, voneinander getrennt sind.

Die vier erfindungsgemäßen Objektive weisen die in den Ansprüchen 1 bis 4 enthaltenen DaU.» auf.

Bei den erfindungsgemäßen Objektiven sind die gegenstandsseitigen Oberflächen der ersten und vierten Linse L₁ und L₂ aus Gründen der Vereinfachung des Schleifens und der Verbilligung des Objektivs eben.

In den Fig. 2A bis 2D, 3A bis 3D, 4A bis 4D und 5 A bis 5 D sind verschiedene Abbildungsfehler der erfindungsgemäßen Objektive 1, 2, 3 und 4 dargestellt. Die Fig. 2A bis 5A zeigen die sphärische Aberration, die Fig. 2B bis 5B, die Abweichung von der Sinusbedingung, die Fig. 2C bis 5C die Astigmatismen bei Licht einer Wellenlänge von 6328 Ä, und die Fig. 2D bis 5D zeigen die Verzeichnungen bei Licht einer Wellenlänge von 6328 Ä.

Das erfindungsgemäße Objektiv weist vier Linsen L₁, L₂, L₃ und L₄. auf. Die Glassorten der einzelnen Linsen sind so gewählt, daß das Objektiv ein geringes Gewicht aufweist und weniger teuer ist.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1, Mikroskopobjektiv rait vier Linsen in drei durch Luftabstand getrennten Linsengliedem, von denen das erste Linsenglied eine positive Einzellinse und das letzte Linsengiied ein Kittglied ist, gekennzeichnet durch folgende Konstruktionsdaten:

/ = 1,0, N. A. = 0,4, [i = 24,92.Y

Linse Radien

Dicken und Abslände

L₁

L₁

L₃

R₁ oo

di 0,6376 R₁ -0,6053

d₂ 0,2623 R₃ co

d, 03195 R₊ -1,7969

di 0.5483 R₅ 2,0655

d_s 0,1074 R₆ 0,8774

4 0,4897 R₇ -4,5120

wobei R, bis R₇ die Krümmungsradien der Linsen, d\, dz, d_s und rf_h die axilen Dicken der ersten, zweiten, dritten und vierten Linse, d₂ und c/₄ den Abstand zwischen der ersten und zweiten Linse und den Abstand zwischen der zweiten und der dritten Linse »u bis ;i_4li die Brechungsindizes des Glases für die (/-Linie des Spektrums für die zugehörigen Linsen und v_ld bis >·_4ί( die Abbezahlen der Linsen für die (/-Linie bezeichnen, jeweils von n_u 1,51633 r_u 64,1

n_2i 1,51633

/I₃₁, 1,74077
ii_4J 1,51633

ΐ'2ί 64.1

ι·3ί 27,8
ι·*, 64,1

der Vorderseite zur Rückseite des Objektivs gezählt.

2. Mikroskopobjektiv mit vier Linsen in drei durch Luflabstand getrennten Linsengliedem, von denen das erste Linsengiied eine positive Einzellinse und das letzte Linsengiied ein Kittglied ist, gekennzeichnet durch folgende Konstruktionsdaten :

/ = 1,0, N. A. = 0,4, ,: = 24,42 X

Linse Radien γ Dicken und π, 1,51633 '■υ 64,1 Abstände R, -0,6117 L₁ (/, 0,6046 ^η1ί Rz 1,51633 r_M 64.1 d₂ 0.2492 R, -1,6790 L₂ i/, 0,3037 "2J R_x 2,6723 1,74077 '•.w 27.8 d_x 0.5202 R, 0,9532 1,51633 ■ι« 64,1 L, (/, 0.1716 "3,/ Rf, - 2,5604 L_x df, 0.3976 «4ί R,

wobei R| bis R₇ die Krümmungsradien der Linsen, du d_3i d_s und d,, die axialen Dicken der ersten, zweiten, dritten und vierten Linse, d₂ lind r/₄ den Abstand zwischen der ersten und zweiten Linse Und den Abstand zwischen der zweiten und dritten Linse, ;i,,, bis ;i_4l/ die Brechiingsindizes des Glases für die (/-Linie des Spektrums für die entsprechenden Linsen i'i,/ bis i'_4l, die Abbezahlen der Linsen

b5 für ijie (/-Linie bezeichnen, jeweils von der Vorderseite zur Rückseite des Objektivs gezählt.

3, Mikroskopobjektiv mit viel" Linsen in drei durch Luftabsland getrennten Linscnglicdern, von denen das erste Linsenglied eine positive Einzellins« und das letzte Lindcnglied ein Kiltglied ist, gekennzeichnet durch folgende Konslrtiktions* daten:

/ = 1,0, N, A. = 0,4, fi = 24,

Linse Radien L₂ R* L₃ R₆ QO Dicken und "Id 1,51633 ''Id 64,1 Abstände R* Ri -0,5814 J₁ 0,4707 R-, R₅ 00 "3d 1,51633 ''ld 64,1 J₂ 0,3696 -1,3724 'Ud J₃ 0,3087 2,9667 1,74077 '•'id 27,8 J₄ 0,5039 0,9685 1,51633 'Ud 64,1 J₅ 0,1744 -2,1257 J₆ 0,3212

wobei R₁ bis R₇ die Krümmungsradien der Linsen, du J₃, d_s und d_b die axialen Dicken du· ersten, zweiten, dritten und vierten Linse, d₂ und J₄ den Abstand zwischen der ersten und zweiten Linse und den Abstand zwischen der zweiten und dritten Linse, n_iä bis /i_4d die Brechungsindizes des Glases für die J-Linie des Spektrums für die entsprechenden Linsen und r_1<f bis i'_4li die Abbezahlen der Linsen, für die J-Linie bezeichnen jeweils von der Vorderseite zur Rückseite des Objektivs gezählt.

4. Mikroskopobjektiv mit vier Linsen in drei durch Luftabstand getrennten Linsengliedern, von denen das erste Linsenglied eine positive Einzellinse und das letzte Linsenglied ein Kittglied ist, gekennzeichnet durch folgende Konstruktionsdaten:

/=1,0, RA. = 0,35, W. D. = 0,164, ,1 = U,50X