DE2828174A1

DE2828174A1 - Fotookular

Info

Publication number: DE2828174A1
Application number: DE19782828174
Authority: DE
Inventors: Hideo Itaya
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1977-06-29
Filing date: 1978-06-27
Publication date: 1979-01-04
Also published as: US4200357A; JPS6125127B2; JPS5411754A

Description

Olympus Optical Co, Limited oot 7654

Tokyo/JAPAN 27. Juni 1978

L/Kdg

Fotookular

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fotookular für Mikroskope und insbesondere auf ein Okularlinsensystem für Mikrofotografie, das gute Bildqualit^t über einen weiten Gesichtswinkel in der Mikrofotografie sicherstellt.

In der Mikrofotografie haben die üblichen Okularsysterne gemeinsam den Nachteil, daß sie nicht ebene Bilder über ein weites Gesichtsfeld liefern können, was auf Randastigmatismus und Bildfeldkrümmung zurückzuführen ist, selbst wenn Mikroskopobjektive vom Plantyp verwendet werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fotookular für die Mikrofotografie anzugeben, das so ausgebildet ist, daß chromatische Queraberration, die bei einem Objektiv übrigbleibt sowie Astigmatismus und Bildfeldkrümmung in dem

sind
Okular selbst korrigierte so daß bei der Mikrofotografie gute

Bilder über einen weiten Gesichtswinkel erhalten werden können.

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Dies wird erfindungsgemäß erreicht durch die in den Ansprüchen gekennzeichneten Merkmale,

Die Erfindung wird nun anhand von erfindungsgemäßen Objektiven mit Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht durch ein Objektiv t nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 die Korrekturkurven des Objektivs 1,

Fig. 3 eine schematische Schnittansicht eines Objektivs 2 nach der Erfindung,

Fig, 4 die Korrekturkurven des Objektivs 2,

Fig. 5 eine Schnittansicht eines dritten Objektivs nach der Erfindung und

Fig. 6 die Korrekturkurven des dritten Objektivs nach der Erfindung.

Das Fotookular für Mikroskope nach der vorliegenden Erfindung enthält eine als Feldlinse ausgebildete Frontlinsengruppe und eine hintere Linsengruppe. Die Frontlinsengruppe ist an der Objektivseite angeordnet, verglichen mit dem von dem Objektiv gelieferten Bild und sorgt für konvergierende Strahlen, während die hintere Linsengruppe nach dem Tessar-Typ ausgebildet ist. Das Fotookular nach der vorliegenden Erfindung ist ein Okularlinsensystem mit einem öffnungsverhältnie von ungefähr 1:2,8,

809881/1079 ■ -3-

,4

bei dem Astigmatismus und Koma gut. korrigiert sind,Dabei besteht das Linsensystem aus einer Frontlinsengruppe in Form einer positiven Meniskuslinse mit konvexer Oberfläche gegenstandsseitig und einer hinteren Linsengruppe, die aus einem zweiten positiven Linsenglied, das eine Einzellinse oder ein Kittglied sein kann, einem dritten negativen Linsenglied und einem vierten positiven Linsenglied, d-as eine Einzellinse oder ein Kittlied sein kann, wobei das Objektiv den folgenden Bedingungen genügt:

(1) 2,4 L f₁/f₂₃₄ 4 ⁵'°

(2) o, 65 4<l₂/f 4 1f25

(3) o, 12 4(n_a-n_b)f/ |r_abj^2_r6

Darin bezeichnen
f die Brennweite des Okulars
f.j die Brennweite der- Frontlinsengruppe, f~34 die Brennweite der hinteren Linsengruppe, d₂ den Luftabstand zwischen Front- und hinterer Linsengruppe, r , den Krümmungsradius der Kittfläche in der hinteren Linsengruppe, η , η, die Brechungsindizes der Linsen des Kittgliedes in der hinteren Linsengruppe (n der Brechungsindex der positiven Linse und n, der Brechungsindex der negativen Linse).

In diesem Linsensystem sind die Brechungswinkel für die Hauptstrahlen auf adequate Höhen auf den Oberflächen der entsprechenden Linsen durch Wahl des Verhältnisses von f../f_-. gelegt, nämlich des Ver-.. hältnisses zwischen der Brennweite f. der Front 1 insengruppe und ^f234 ^{der hinteren} Linsengruppe_r in dem durch die Bedingung (1)

809881/1079 -4-

-re -

gegebenen Rahmen, Wenn das Verhältnis f1/^234 kleiner als der untere Grenz-wert dor Bedingung (1) ist, wird es unmöglich, Astigmatismus und Bildfeldkrümmung zu korrigieren, Wenn das Verhältnis den oberen Grenzwert der Bedingung (1) überschreitet, ist dies andererseits unerwünscht für die mechanische Ausbildung des Objektivs, da die erste Linse, die als Feldlinse ausgebildet ist, ein großes Bild liefert und infolgedessen das Okular unvermeidlich groß in seiner Bauweise ausgelegt werden muß.

Wenn d₉ größer als der obere Grenzwert der Bedingung (2) ist, die zur Begrenzung des Luftspaltes d₂ zwischen der Frontlinsengruppe und der hinteren Linsengruppe dient, wird chromatische Queraberration stark. Wenn d„ kleiner als der untere Grenzwert der Bedingung (2) ist, werden andererseits Bilder von Kratzern oder Staub auf der Linoenoberflache gebildet infolge der Tatsache, daß das von der Feldlinse gebildete Bild zu nahe an der hinteren Linsengruppe liegt. Wenn d_ kleiner als der untere Grenzwert der Bedingung (2) ist, wird es nötig, der ersten Linse eine große Brechkraft zu erteilen, was unvermeidlich das Verhältnis von ^f1/^934 ^{kleiner als den} unteren Grenzwert der Bedingung (1) macht, wodurch Astigmatismus und Bildfeldkrümmung stark in Erscheinung treten. Die Bedingung (3) dient zur guten Korrektur von chromatischer Queraberrat ion, Astigmatismus und Bildfeldkrümmung . Wenn (n -ru )f/r , den oberen Grenzwert

a D 3.D

der Bedingung (3) überschreitet, wird chromatische Queraberration unterkorrigiert, wodurch es unmöglich ist, die chromatische Queraberration, die durch das Objektiv hervorgerufen wird, gut zu korrigieren. Wenn das Verhältnis kleiner ist als der untere Grenzwert

809881/1079 -5-

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- if-

der Bedingung (3), werden Astigmatismus und Koma überkorrigiert.

Das Fotookular für Mikroskope genügt weiter vorteilhaft den folgenden Bedingungen

(4) 1,5f C f\ < 4,of

(5) o,4f ^ f < o,8f

(6) -1,8f 4f₃ ^-o,5f

(7) o,3f ^f₄ 4 o,6f

Darin bezeichnen

f_irf₂,f₃ und t. die Brennweiten des ersten, zweiten , dritten und vierten Linsenrjlieds.

Wenn f.. kleiner als der untere Grenzwert der Bedingung (4) ist, ist die Brechkraft des ersten Linsenglieds zu stark und Astigmatismus und Bildfeldkrümmung werden groß und können nicht gut durch die anderen Linsenglieder korrigiert werden. Wenn f.. den oberen Grenzwert der Bedingung (4) überschreitet, hat andererseits das erste Linsenglied zu schwache Brechkraft und kann nicht als Feldlinse dienen.

Wenn f~ kleiner als der untere Grenzwert der Bedindung (5) ist, wird paraxiale sphärische Aberration gut korrigiert, aber außeraxiale Koma wird stark, wodurch es unmöglich wird, einen guten Ausgleich zwischen den verschiedenen Aberrationen zu erhalten. Wenn f2 größer als der obere Grenzwert der Bedingung (5) ist, hat andererseits das zweite Linsenglied zu schwache Brechkraft

809881/1079 -6-

zur Korrektur von sphärischer Aberration.

Wenn f, kleiner als der untere Grenzwert der Bedingung (6) ist, kann die Petzval-Summe auf ein Minimum herabgesetzt werden, um Bildfeldkrümmung, gut zu korrigieren, aber sphärische Aberration wird zu stark, um durch andere Linsenglieder korrigiert werden zu können.

Wenn f, größer als der obere Grenzwert der Bedingung (6) ist_f wächst andererseits die Petzvalsumme an und die Bildfeldkrümmung ist beträchtlich.

Wenn f. größer als der obere Grenzwert oder kleiner als der untere Grenzwert der Bedingung (7) ist, wird ein Gegeneffekt erzeugt, welcher ähnlich zu dem ist, der hervorgerufen wird, wenn f2 größer als der obere Grenzwert oder kleiner als der untere Grenzwert der Bedingung (5) ist.

Die Erfindung wird nun anhand von erfindungsgemäßen Objektiven näher erläutert.

-7-

809881/1079

Das Objektiv 1 hat die in der nachstehenden Tabelle 1 zusammengefaßten Daten:

Tabelle 1

T₁=O,48466
r*₂=o,7872o
r j>-o_f 7o452
r,=-!_fo455o
r₅=-2,19659

r₇=o_r55264
r_ö=-o,16912
r₉=-o,42321

^=0,09147 d₂=o,72222 d₃=o,o7758 d₄=o,12o24 d₅=o_fo2778 d-=o,117o d_?=o_fo9722 dg=o,o2976

f=1,o

n₂=1,66755 ix₃«1, 62588

n₄=1,713 n₅=1,6727

ß=-2,5X f.j=1,57 f₂=o,64

^=53,89

^2=41,93

f₃=-1,73

f_A=O,34

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Ali-

Das Objektiy 2 hat die in der nachstehenden Tabelle 2 zusammengefaßten Daten:

Tabelle 2

=O,52312

JT₃^o, 4-1923
r₄=-o,9o4o9
r₅=-o_f69112
r₆=o,21624
JT₇=O, 64o64
r₈=o,15474
r₉=-o,3693o

(1^0,12254 ci₂=o,75678 ei -,=o_f o85o6 cl₄=o,o8293

o₅=o,o3721

fl_?=o, o319o dg=o,13291

f=1,o ß=-3,3X f₂₃₄-o,6565 f n₂=1,6727 n₃=1,69895

Zi₄=I, 6398 n₅=1,6779

=1,95

^!=37,95

-o,23 f₄=o,35

809881/1079 BAD₅ORlGINAb

Λζ.

Das Objektiv 3 hat die in der nachstehenden Tabelle 3 zusammengefaßten Daten;

Tabelle 3

r.j = 1 .o7122 Γ₂=Γ, 57488 r₃=o,89728 r₄=-o,47582 r =-1 ,4o3o3

r_?=o,33295 rg=o,436S2

d.^o,1o264 , !!-=1,8052

d₂=1,12365

c₃=o_f13137 n₂=1,735

d₄=o,o41o5 n₃=1,6727

fl, =o,o6569

d -o,o4516 n₄«1,6668

d₇=o,1o264

d_B=o,123i6 n₅=1,62o4

f=l,o ß=-5X f₂₃₄=o,8155 f₂=o,72

,=25,43

^3-32,1

V^c=6o,27

f A=O, 57

Darin bezeichnen

r₁ bis r_g die Krümmungsradien auf den Linsenoberflächen, dj bis dg die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände zwischen diesen, n.j bis n₅ die Brechungsindizes der Linsen und

Λ .j bis >J₅ die Abbe-Zahlen der Linsen.

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Von d·. η i.n.-:iohriob· non Objektiven hat das Objektiv 1 den in Fig. 1 gezeigten /vufbau, bei dem das vierte Linsenglied in der hinteren Lmsenqruppe ein Kittglied aus einer positiven Linse und einer negativen Linse ist und daher entsprechen η , η, und r , von der B·. dirvfiincj (3) η. , n_ und r₈· D<^s Objektiv 2 hat den in Fig. 3 go7.ei jten Aufbau, bei dem das vierte Linsenglied ein Kittglied α-is eiii'-r negativ· :: Linse und einer positiven Linse ist und daher Ciiitcprcchen den in der Bedingung (3) angegebenen Größen η , n, und

a D

r , n_r, n, und r_fi. Das Objektiv 3 hat schließlich den in Fig. 5 ge::oi';ren Aufbau, bei dem das zweite Linsenglied aus einer positiven L.in:>e und einer negativen Linse besteht, und daher entsprechen den Grüßen η , η, und r , in der Bedingung (3) η-, n_o und r..

a D 3-D Δ Ο 4

8 0 9 8 8 1/10 7 9 BAD ORIGINAL

Claims

OQt 7654

27. Juni 1978

L/Kdg

Patentansprüche

1,JFotookular für Mikroskope, dadurch gekennzeichnet _f daß das aus einer Frontlinsengruppe,ent haltend ein erstes Linsenglied in Form einer positiven Meniskuslinse mit konvexer Oberfläche gegenstandsseitig und einer hinteren Linsengruppe, bestehend aus einem zweiten Linsenglied mit positiver Brechkraft, einem dritten negativen Linsenglied und einem vierton Linsenglied mit positiver Brechkraft, bestehende Fotookular, wobei zumindestens eines der Linscnglicder vom zweiten und vierten Linsenglied ein Kittglied aus einer positiven und einer negativen Linse ist, den folgenden Bedingungen genügt

(1)2,4 4 f₁/f₂₃₄ » ⁵'°

(2) o,65 ^. d₂/f -ξ 1 ,25

(3) o,12 i (n_a-n_b)f/ { r_ab/4 2 ,

(4) 1,5f -Cf₁ < 4,of

(5) o,4f < f₂ <o,8f

(6) -1,8f < f₃ < -o,5f

(7) o,3f <f₄ < o,6f

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ORIGINAL INSPECTED

Darin bezeichnen:

f die Brennweite des Fotookulars,

f₁, f„, f__f f. die Brennweiten des ersten, zweiten, dritten und vierten Linsenglieds,

f ₃₄ die Brennweite der hinteren Linsengruppe, d- den Luftabstand zwischen Frontlinsengruppe und hinterer

Linsengruppo,
r . den Krümmungsradius der Kittfläche in der hinteren Linsengrupne,

η , η, die Brechungsindizes der Linsen des Kittgliedes,

ei D

wobei η den Brechungsindex der positiven Linse und n, den Brechungsindex der negativen Linse bezeichnet.

2, Fotookular nach Anspruch 1, bei dem das zweite Linsenglied cLne positive Einzellinse und das vierte Linsenglied ein Kittglied aus einer positiven Linse und einer negativen Linse ist und die nachstehend in Tabelle 1 zusammengefaßten numerischen Daten aufweist:

-3-

80 9 881/1079

■) —

Tabelle 1

r₂=o,7872ο
r =o,7o452
r .=-1,c455o
r₅=-2,19659

r_£.=2,1633 ο

r_?-o,55264
r₈—o, 16912
r₉=«-o, 42321

(3^0,09147.

d₂=o,72222

ά-.=ο,ο7758

d₄=o,12o24

d₅=o,o2778

d,.=o,117o ο

d_?=o,o9722 fl₈=o,o2976

Ft₁=I ,713 n₂=1,66755 n₃=1,62588

n₄=1,713 n₅»1,6727

^=53,89

^3=35,7

f=1,o ß=-2,5X ^ = 1,57

f₂₃₄=o,57o9 f₂=o,64 f₃=-1,73

Darin bezeichnen

r. bis r_g die Krümmungsradien auf den Linsenoberflächen,

d. bis dg die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände zwischen diesen, n.j bis n₅ die Brechungsindizes der Linsen und Λ ₁ bis -J₅ die Abbe-Zahlen der Linsen,

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3. Fotookular nach Anspruch 1, bei dem das zweite Linsenglied eine positive Einzellinse und das vierte Linscnglied ein Kittglied aus einer positiven Linüe und einer negativen Linse ist und die nachstehend in Tabelle 2 zusammengefaßten numerischen Daten aufweist:

Tabelle 2

\ ' Ci₁=O, 12254 . !^»1,72342 ^=37,95

² ' d₉=o,75678

r,=o,44523

^J d₃=o,o85o6 n₂=1,6727 V₂=32,1

r,=-o,9c4o9

ei =o,o8293
r₅— o_f GJ Π2

u =o,o3721 n,=1,69895 \/,=3o,12 r,--o,21024 ^s Jj

il₆=o,o98o9

.1_=o,o319o n. = 1,6398 ΐΛ=34,48

7 4 4

r,--ο, 1c>·! 7 4

d„=o,13291 η_ς=1,6779 ^_ς=55,33 r_s=-o,3093o ^ö ö ö

f=1,o ß=-3,3X ^«1,95

f₂₃₄=o_f6565 f₂=o,47 f₃=-o,23 f₄=o,35

Darin bezeichnen

r.j bis r die Krümmungsradien auf den Linsenoberflächen,

d^ bis dg die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände zwischen diesen,

n₁ bis n₅ die Brechungsindizes der Linsen und

Q₁ bis ^₅ die Abbe-Zahlen der Linsen,

809881 /1079 ,.„BAD ORIGINAL

Fotookular nach Anspruch 1, bei dem das zweite Linsenglied eine
positive Einzellinse und das vierte Linsenglied ein Kittglied aus einer positiven Linse und einer negativen Linse ist und die nachstehend in Tabelle 3 zusammengefaßten numerischen Daten aufweist:

Tabelle 3

r - =1 . o7122 d.-o,10264 Ti₁=I ,8o52 1 r₂-l, 57488 d~ = 1,12365 2 r.=ü_f 89728 d =o,13137 n_o=1,735 r₄—o ,47582 α,=o,o41o5 n^=1,6727 »t r =-1 ,4o3o3 d =o,p6569 TC — Γ O d,=o,o4516 Xi₄=I,6668 6 ^c O r_?=o, 33295 d₇=_O/1o264 ^rq=O, 43682 dg=o,12316 n_c=1,62o4 f^e1,o ß=-5X 5 r₉—1 ,65o95 C₂₃₄^o, 8155 IT₂=C £,-3,8 i_f72 ^£3^β-°^5

^=25,

f₄-o,57

Darin bezeichnen

r. bis r die Krümmungsradien auf den Linsenoberflächen,

d„ bis d_o die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände zwischen diesen, 1 ο

n.. bis n₅ die Brechungsxndizes der Linsen und
Λ ₁ bis «J₅ dj,e Abbe-Zahlen der Linsen,

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^!'' BAD -OR

5. Objektiv nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Änderung der jeweiligen Konstruktionsparameter, die den Durchmesser des in der Bildebene entstehenden Zerstreuungskreis um + 2o% verändern.

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