DE721462C - Zusatzsystem zur Kompensierung der chromatischen Vergroesserungsdifferenzen der abbildenden Systeme eines Mikroskops - Google Patents

Zusatzsystem zur Kompensierung der chromatischen Vergroesserungsdifferenzen der abbildenden Systeme eines Mikroskops

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DE721462C
DE721462C DEZ25612D DEZ0025612D DE721462C DE 721462 C DE721462 C DE 721462C DE Z25612 D DEZ25612 D DE Z25612D DE Z0025612 D DEZ0025612 D DE Z0025612D DE 721462 C DE721462 C DE 721462C
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Expired
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DEZ25612D
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Inventor
Bruno Knorr
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Carl Zeiss SMT GmbH
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Carl Zeiss SMT GmbH
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/02Objectives

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)

Description

  • Zusatzsystem zur Kompensierung der ehromatischen Vergrößerungsdifferenzen der abbildenden Systeme eines Mikroskops Pjekanntlich ist die Biliderzeugung mittels abbildender Systeme, z. B. der unter der Bezeichnung als Apochromate bekannten Mikroskopobjektive, mit einer merklichen chro1 matis,chen Vergrößerungsdifferenz behaftet. Dieser Abbildungsfehler muß in der Regel in Kauf genommen werden, fda eine entsprechende Korreiktion der Objektive eine chro,-n#atische Differenz der sphärischen Aherration zur Folge hat, die -in weitaus stärkerem Maße störend ist. Man hilft sich aber damit, daß man die genannten Objektive nur in Verbindun- mit eigens dafür konsttuierten Okularen, den Kompensationsokularen, benutzt, die so korrigiert sind, daß sie die chromatische VergrößeDungsdifferenz gerade aufheben. Da man die verschiedenen Objekte mit allenderartigen Okulwaren benutzen will, ist es notwendlig, die chromatische Vergrößerungsdifferenz bei Jen Objektiven innerhalb verhältnismäßig enger Grenzen zu haIten, die durch die entgeg',engesetzt wirkende Korrektur der Okulare bestimmt sind. Die Erfüllung dieser Bediingung führt zu Schwierigkeiten, die besonders ins Gewicht fallen, wennes sich darum handelt, Objektive mit besonders großer Apertur oder besonders gut geelbnetem Bilüfeld anzugeben.
  • Außer der vorstehend genannten Lösungder Aufgabe hat Abbe noch einen anderen Weg zur Kompensierung der chromatischen Vergrößerungsdifferenz abbildender Systeme vorgeschlagen, der zur Beseitigung dieses Ab-b#il-duns-is,f#eihlers grundsätzlich bei allen Arten von Objektiven geeignet ist. Dieser Weg- besteht in der EinsehgItung eines Zus: atzsystems in den Abbild:ungsstra:hlengang in der Nähe der Bilidebene. Das Zusatzsvstem ist aus mehreren Linsen verkittet und wirkt wie eine Plianparallelplatte für die Strahleen mittlierer Wellenlängen des sichtbaren Spektrums, für #die blauen Strahlen dä-ei-en alS S#a,#rn,imel'li,nse und für :d#ie roten Strahlen als Zerstreut,n,-S1,in-se. Diese und auch die entgegengesetzte Wirkung, bei Ader die blauen Strahlen wie von einer Zerstreitungslin,se und "lie roten wie von einer Sammellinse beeinflußt werden, kann erzielt werden, wenn man die Baustoffe der in einer Kittfläche von geeigneter Krümmung zusammenstoßenden Linsen so wählt, daß sie bei geringer Verschliedenheit ihrer mrittleren Brechtingszahlen stark voneinander verschiedene, Farbenzerstreuungsvermögen besitzen. Von Jiesem Gedanlizen ist unter anderem in der photographischen Optik beispielsweise bei der Konstruktion von Teleobjektiven Gebrauch gemacht worden.
  • Die Erfindung geht aus von einem Zusatzsystem zur Kompensierung der chromatischen Vergrößerungsdifferenzen der abbildenden Systeme eines Mikroskops, bestehend aus einer Mehrzahl wechselweise in den, AbbilJungsstrahlengang einschaltbarer Glieder init verschieden großer Kompensiationswirkung, von denen jedes aus mehreren Linsen verkittet ist, deren, Baustoffe, bei geringer Verschiedenheit ihrer mittleren Brechungszahlen stark voneinander verschiedene Farbenzerstreuungsvermögen besitzen. Schaltet man ein #dierartiges Glied in,den Strahlengang vor der Bildebene ein, dann wird im allgemeinen eine mehr oder weniger große Verlagerung dieser Ebene eintreten, der man je- doch durch eine entsprechende Krümmung der Lichtaustrittsfläche ödes Gliedes begegnen kann. Zuggleich wird a-ber ein Einfluß auf .den Al)b,ild##tlngsm,aßstab ausgeübt, in deinJas Bild in der Bildebene wiedergegeben wird. Diese Vergrößerungsänderung kann unerwünscht sein, und zwar insbesondere dann, wenn ein ZusatzglIed durch ein zweites mit anderer Kompensationswirkung ersetzt -werden soll. Der Nachteil läßt sich jedoch vermeiden, wenn man bei der Konstruktion des Zusatzsystems die Derlingung, erfüllt, idaß gernäß der Erfindung- Jie Glied-er in der Achse gleiche optische Welglängen haben, damit sie ,bei Einschaltung an gleicher Stelle des Stralllenganges den Abbildungsmaßstab der von den abb,ilidenden Systeinen in der Bil:dübene des Mikroskops erzeugten Bilder im gleichen Verhältnis verändern. Mit Rücksicht darauf, dufl merkliche astiginati-sche Fehler an Ader K-ittfläche nicht entstehen können, wählt man in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die zum Aufbau des Zusatzsystems benutzten Batistoffe so, rll.aß der absolute Wert der Difierenz der Brechungszahlen benachbarter Lins,-ii der Glieder kleiner als 0,05 ist.
  • Will man sich der Vorteile der ErfinJung auch bedienen können, wenn man von der Beabachtung finit einem Mikroskop ohne kompeiisierendes Glied zur Beobachtung mit einem solchen übergebt, dann hat man das Zusatzsystem durch eine an gleicher Stelle des AI)1)#il,d#ungsstrahleni,-an"-es einschaltbare Einzelliii#;e ohne Kornpensationswirkung zu ergänzen, welche,die -eiche i optische Weglänge hat wie die übrigen Glieder des Zusatzsystenis, -damit sie den Abbildungsmaßstal) der Bilder in demstilben Verhältnis wie diese verändert.
  • Das Zusatzsystem nach der Erfinflung gibt ,dem '#%lilzrosizop,i!Izer ein Mittel an die Hand, UM Huygensäkulare an Stelle Ader sonst erforderlichen Kompensationsokulare zu benutzen, und zwar nicht allein in VerbinrIung mit den handelsüblichen Apochromaten, sondern auch in Verbindung mit anderen, in neuerer Zei#'.eingeführten Objektiven, bei denen eine wesentHoh größere chromatische Vergrößerungsdifferünz auftritt als bei den Apochroinaten, die noch dazu bei den Objek- tiven verschiedener Stärke verschieden groß ist. Während man wegen ider verhältnismäßig geringen Empfindlichkeit ides menschlichen Auges für schwache chrornatische Vergröfle-#rungsdifferenzen bei visueller Beobachtun.-mit einigen wenigen gegeneinander austatischbaren Glic:dern des Zusatzsystems auskommt, wirrl man zum Zwecke mikrophotographisicher Arbeiten ein Zu:satz.systcmi-nit einer größeren Anzahl solcher Glieder vorziehen, die eine größere Anzahl verschJedener chromatiseher Vergrößerungs,differenzen in feinerer Abstufung zu kompensieren gestatten, da bei diesen Arbeiten auch Jie katini noch sichtbaren vio-Ietten und die ultravioletten Strahlen in hervorragendem Maße wirksam sind.
  • Die von den Gliedern des Zusiatzsvsteiiis bewirkte chromatische VergrößerungsiA-ifierenz wird im allgemeinen negativ seln müssen. So können beispielsweise die handülsfilylicheii Kompensationsokulare durch Hiiv.7,Cnsolztiliare in Verbindun- mit einem Gl,ic"le des Zusatzsystems ersetzt werden. welches eine chronratische VergrößerunIgsdifferenz von etwa -i,5'/o bewirkt, d.h. das von den blauen Strahlen der F-Linie (i = 486 inli) des Spektrums erztetigte Bild ist o,985 mal so groß wie Idas von den roten Strahlen der C-Linie (2 = 656my) erzeugte. Selbstverständlich können auch die Glieder des Systems in Verbindung mit Kompensationsohularen ihenutzt werden, um deren Koinpensationswirkung züi verstärken. Für manche Zwecke kann es jedoch auch erwünscht sein, einzelnen Gliedern des Zusatzsys, tenis - eine positive chromatische *Vergröel ßerungsdifferenz züi erteilen, sei es, um in Verbindung mit einem Okular mit zu starker Komp-ens!at#ions%#irl<Üng diese, Wirkung abzuschwächen, oder sei es, in Verhindung init einem Objekfiv mit negativer chromatischer Verggrößerungsdigerenz, #ur# Kompensierung dieses Abb#,ilduligsft-hlers-. Dies -ist möglich, indem man durch-geeignete-Krümmung der Kittfläche oder Kiittflächen dafür sorigt, daß das von den kurzweliligen Strahlen erzeugte Bild mit Hilfe des Zusatzsystems stärker als .d2#s von den langweiligen Strahlen erzeugte Bild, vergrößert wird.
  • In der Zeichnung ist ein aus; fünf Gliedern bestehendes Zusatzsystem zur Kompensierung der chromatischen Vergrößerungs,differenzen der abbildenden Systeme eines Mikroskops als Ausführungsbeispiel der Erfindung i n schematischen MittdIschnitten dargestelilt. Es zeigen die Abb. i- bis 4 vier Gliedier mit verschiedenen Kompensationswirkungen und Abb. 5 ein das Zusatzsysternergänzendes Glied ohne soäche Wirkung.
  • Die optischen, Weglängen aller Glieder in der optischen Achse sind gleich. Diie Glieder sind zum Gebrauche eo zwischen dem Mikroskop und der Bildehene B inden Abbild:-ungsstrahJenggang zu schalten, daß ihre Abstände von der BiJd-eibene -gleich groß sind. je nach dem Aufbau der Glieder sind die mit ihrer Hilfe hervorgerufenen Kompensationswilieungen verschieden, ihre Einflüsse auf den Ab- bildungsmaßstab der mikroskopischen Abbildung isiind jedoch gleich. Die vom Mikroskopobjektiv erzeugten Bilder werden im Verhältnis o,9 : i verkleinert.
  • Das in. Abb. i dargestellte Glied ist aus zwei Linsen I und 11 verk-ittet und zur Kompensierung der chromatischen Vergrößerungsdifferenz von Apochromaten. geeignet. Es weist eine chromatische Vergrößerungsdifferenz von - 1,5 % auf. Das zweite Glied (Abb. 2-) mit - 2,5 % chromatischer Vergrößerungsdifferenz besteht aus drei miteinander verkitteten Linsen III, IV und V. Ebenso aus drei miteinander verIvitteten Linsen VI, VII und VIII besteht das dritte Glied (Abb. 3), welches eine chromatische Vergrößerungsdifferenz von - 4 0/0 hat. Beim vierten Gliede (Abb. 4), dessen chromatischeVergrößerungsdifferenz - 5,5 % beträgt, sind vier Linsen l'-K,, X, XI uhd XII miteinander verkittet, während dfas ergänzende Glied nach Albb. 5 ei-nie Einzellinsie XIII ist. Dieses letztgenannte Glied ist zur Verwendung in Velibindung mit Oljektiven bestimmt, bei denen die chromatische Vergrößer-,Ungsdifferenz vollkommen oder nahezu vollkommen behoben iist, während die Glieder nachden Abb. 2 bis 4 für Objek- tive bestimmt sind, Jie eine entsprechend große - #h rom matische Ve rggrößerungsdifferenz ' ' an -den von, ihnen erzeugten Bildern hervorbringen.' Da alle Glieder'des Systems gleiche optische Weglängen- -und 'gleichen Abstand von der Bildebene haben, kann man sie ohne weiteres an eine Revölverscheibe oder -eine andere bekannte Wechsel vorrichtung einhauen, um ohne! Zeitverlust und in# einfacher Weise das jeweils benötigte Glied. -in d:en mikroskopischen Abbilidungsstrahnlengang einschalten zu können.
  • In den folgenden TaMlen sind die Glasarten der Ausführungsbeispieledurch Angabe der mittleren Brech#un,-szahlenltd sowie der Abbieschen Zahlenv, die Linsendickend, die rAbstände 1 und- die Krümmungsradien r angegeben. Als Einheit der Längenmaße ist i mm angenommen.
    Tabelle i
    Linsen Ild V
    I, III, V, VI, VIII, IX, XI 1,6200 36,3
    ii, iv, Vii, X, xii, XIII i,62o4 60,3
    Tabelle 2
    di ii'.o de, 5,5 di 1 6,3
    d, i,o d, i,o d12 1,0
    d3 515 ds 5,5 d13 12,0
    d, :r,o d9 3,7 1 41,56
    dm. 5,5 dio I,0
    Tabelle 3
    ri .00 rio + 14,205
    r2 - 16,7io rii - 283,745
    r.3 - 267,470 Yi--, 00
    r4 CM, r13 - 15,035
    r5 - 20,015 r14 + 15,035
    r,3 + 20,015 ri5 - 15,035
    r7 - 276,675 ru - 293,645
    r8 00 r17 00
    yg - 14,205 718 - 259,480

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Zus.atzsystem zur Kompensierung der chromatiischen Vergrößerungsdifferenzen ,der abbildenden Systeme eines Mikroskops, bestehend aus einer Mehrzahl wechselweise in den Abhil,dungsstrahlengang einschültbarer Gliieder mit verschie--den großer Kompensationswirkting, von ,den-en jedesausmchreren Linsen verkittet ist, deren Baustoffe bei geringer Verschiedenheit ihrer inittleren Brechungszahlen stark voneinander verschiedene Farbenzerstrenun--svermögen besitzen, dadurch ,gekennzeichnet, daß die Glieder tin, der Achse gleiche optische Weglängen hahen, damit sie- bei Einschaltung an gleicher Stelk des Strah,lenganges den Abbildungsmaßstalb der von den aUbflidenden Systemen in der BiIdeibene des Mikroskops erzeugten Bilder im gleichen Verhältnis verändern.
  2. 2. Zusatz-system nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der aibsolute Wert der Differenz der Brechungszahilen benachbarter Linsen der Glieder kleiner als o,o5 ist. 3. Zusatzsystem nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das System durch eine an gleicher Stelle des Abbildungsstrjahlengangeseinschaltbare Einzellinse ohne Kompensationswirkung ergänzt ist, welche die gleiche optische Weglänge hat wie die übrigen Glieder des Zusatisystüms, dtimit sie den Abbildungsmaßstab :dier Bilder in demselben Verhältnis wie diese verändert.
DEZ25612D 1939-12-28 1939-12-28 Zusatzsystem zur Kompensierung der chromatischen Vergroesserungsdifferenzen der abbildenden Systeme eines Mikroskops Expired DE721462C (de)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2563433A (en) * 1951-08-07 Optical system for reflecting
US2767613A (en) * 1952-08-16 1956-10-23 Zeiss Stiftung Three-lens apochromatic objective
US2768555A (en) * 1954-04-24 1956-10-30 Zeiss Carl Cemented three-lens apochromatic objective
DE1272578B (de) * 1961-02-22 1968-07-11 Meopta Praha Narodni Podnik Achromatisches Mikroskopobjektiv fuer starke Vergroesserungen mit verminderter Bildfeldwoelbung
WO2004090603A1 (de) * 2003-04-10 2004-10-21 Carl Zeiss Jena Gmbh Plan-apochromatisches mikroskopobjektiv

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