DE967267C - Optisches Zusatzgeraet - Google Patents

Optisches Zusatzgeraet

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DE967267C
DE967267C DEP49324A DEP0049324A DE967267C DE 967267 C DE967267 C DE 967267C DE P49324 A DEP49324 A DE P49324A DE P0049324 A DEP0049324 A DE P0049324A DE 967267 C DE967267 C DE 967267C
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optical
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concave mirror
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DEP49324A
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Inventor
James Dyson
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Associated Electrical Industries Ltd
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Associated Electrical Industries Ltd
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/008Systems specially adapted to form image relays or chained systems

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)

Description

  • Optisches Zusatzgerät In optischen Apparaten bereitet die Arbeitsdistanz eines Objektivs, d. h, die Entfernung zwischen der Stelle, an welcher das Objektiv angeordnet werden soll und der äußeren Fläche des Objektivs, häufig Schwierigkeiten, insbesondere wenn Objektive von starker Vergrößerung verwandt werden, da es dann unter Umständen nicht möglich ist, das Objekt in die erforderliche Entfernung zu bringen. So, kann es z. B. bei manchen Anwendungen der Mikroskopie erforderlich sein, ein Objekt bei starker Vergrößerung zu beobachten, das in gewisser Entfernung von dem Objektiv des Mikroskops angeordnet werden muß. Dies kann bei den üblichen Mikroskopen nicht ausgeführt werden, da die Arbeitsdistanz z. B. bei einer 8-mm-Objektivlinse kleiner als 2 mm ist. Die Notwendigkeit zur Beobachtung unter starker Vergrößerung und großer Distanz ergibt sich z. B. bei der Mikroskopie heißer Objekte oder von Objekten in verschiedenen Stellungen, wie im Innern einer Radioröhre. Ähnliche Bedingungen können auch bei der Beobachtung von Einzelheiten in Kernuntersuchungsplatten auftreten, wobei es manchmal wesentlich ist, durch ein Hilfsglas beobachten zu können, ferner in vielen Fällen, in denen es erwünscht ist, eine Mikrobearbeitun.gsvorrichtung zwischen dem Objektiv und dem Objekt zu verwenden, wie es z. B. bei manchen biologischen Arbeiten erforderlich ist.
  • Als weiteres Beispiel für Schwierigkeiten, die sich auf Grund der kurzen Arbeitsdistanz eines Objektivs ergeben, ist auf den Fall optischer Projektionsapparate, z. B. einen Profilprojektor, hinzuweisen, bei. dem die wünschenswerte oder notwendige starke Vergrößerung eine Beschränkung in der Größe oder in der Gestaltung des zu prüfenden Objektes oder in beider Hinsicht erforderlich machen kann. Andere Beispiele praktischer Fälle von Arbeitsbedingungen, unter welchen die kurze Arbeitsdistanz eines Objektivs Schwierigkeiten mit sich bringen kann, sind den mit dieser Technik befaßten Fachleuten an sich geläufig.
  • Die Erfindung löst die Aufgabe, den Arbeitsabstand optischer Geräte, insbesondere eines Mikroskops, d. h. also den Abstand zwischen dem Objekt und der ihm zugewendeten ersten optisch wirksamen Fläche des Gerätes zu vergrößern. Erfindungsgemäß geschieht dies durch ein abbildendes Zusatzsystem, welches als im Strahlengang zwischen dem Objekt und dem Objektiv einschaltbares und mit diesem zentrierbares Spiegelsystem ausgebildet ist, das aus einem Hohlspiegel mit einem zentralen Durchlaß für die Lichtstrahlen und einem zwischen dem Hohlspiegel und seinem Krümmungsmittelpunkt liegenden halbdurchlässigen Spiegel besteht, von dem Objekt ein in der Hohlspiegelfläche oder da,hinterliegendes reelles Bild entwirft und einen Arbeitsabstand von dem halbdurchlässigen Spiegel hat, der größer ist als der Arbeitsabstand des Gerätes ohne das Spiegelsystem. Durch das Zusatzsystem wird also von dem Objekt ein reelles Bild von gleicher oder nur wenig abweichender Größe entworfen. Dieses reelle Bild tritt dann für das optische Gerät an die Steile des Objekts. Insbesondere kann hierbei die Objektebene des Spiegelsystems einen solchen Abstand vom Krümmungsmittelpunkt des Hohlspiegels haben, daß die sphärische Aberration des Hohlspiegels durch die entgegengesetzte. sphärische Aberration des halbdurchlässigen Spiegels oder einer anderen im Strahlengang liegenden planparallelen Platte aufgehoben wird. Der zentrale Durchlaß in dem Hohlspiegel für die, Lichtstrahlen kann ein Loch in dem Spiegel sein oder aus einem unversilberten Teil der Spiegelfläche bestehen.
  • Die reflektierende Oberfläche kann als ein Ring reflektierenden Materials mit freiem zentralem Teil ausgebildet sein, durch welche die Lichtstrahlen von dem Objekt zu dem konkaven Spiegel hindurchgehen können.
  • In abgeänderter und besonders zweckmäßiger Form kann die reflektierende Oberfläche auf der Planfläche einer plankonvexen Sammellinse angebracht sein, deren konvexe Seite dem Objekt zugewendet ist. Dabei kann der Krümmungsradius der konvexen Fläche zweckmäßig etwa das. Dreißigfache des Abstandes der Fläche vom Objekt betragen. Die Ausdrucksweise »versilbert« und »halbversilbert« bedeutet im Sinne der Erfindung, daß die in Rede stehende Oberfläche als die Lichtstrahlen total reflektierende oder als. die Lichtstrahlen teilweise reflektierende und teilweise sie durchlassende Fläche ausgebildet sein kann. Außer aus metallischem Silber könnte die reflektierende Fläche auch aus anderen Metallen, z. B. aus Aluminium in an sich bekannter Weise ausgebildet werden.
  • In der Zeichnung ist die praktische Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beispielsweise veranschaulicht.
  • Fig. i und 2 veranschaulichen schematisch optische Übertragungssysteme gemäß der vorliegenden Erfindung; Fig. 3 und 4 zeigen verschiedene Verfahren zur Beleuchtung eines Objekts, wenn es mit einem der optischen Systeme nach Fig. i und 2 beobachtet wird; Fig. 5 zeigt eine Entwicklung der Systeme gemäß Fig. i und 2 in Verbindung mit einem Mikroskop; Fig. 6 und 7 zeigen noch weitere Formen eines optischen Übertragungssystems in Übereinstimmung mit der Erfindung Fig. 8 veranschaulicht die Anwendung eines optischen Übertragungssystems auf optische Projektionsapparate.
  • Gemäß Fig. i besteht das hier dargestellte optische Übertragungssystem aus dem sphärischen konkaven Spiegel i, der mit einer zentralen Öffnung 2 sowie mit einer Reflexionsfläehe 3 ausgestattet ist. Die letztere wird aus einer halbversilberten Fläche auf derjenigen Seite einer planparallelen Platte 4 gebildet, welche dem Spiegel i gegenüberliegt. Wenn ein Objekt 5 in der optischen Achse des Systems im Zentrum der Krümmung 6 des Spiegels. i oder in der Nähe desselben angeordnet ist,- so wird ein Bild an der Stelle 6 oder bei 7 erzeugt. Indes werden Lichtstrahlen vom Objekt 5 nach Reflexion durch den Spiegel i von der halbversilberten Fläche 3 durch die Öffnung 2 im Spiegel i derart reflektiert, daß ein Bild beim Punkt 8 an einer Stelle erzeugt wird, das durch ein Objektiv 9 betrachtet werden kann.
  • Da nur der äußere Umfangsteil der Fläche 3 für die Reflexion von Lichtstrahlen benutzt wird, ist es angängig, diese Oberfläche in Form eines Ringes zu gestalten, der total reflektierend einen kreisförmigen Raum umgibt, der unversilbert bleibt, so daß er Lic'htstrah'len vom Objekt nach dem Spiegel i durchläßt.
  • Die Anordnung eines solchen optischen Übertragungssystems zwischen einem Objektiv 9 und einem Objekt 5 bewirkt eine Vergrößerung der Arbeitsdistanz des Objektivs, nämlich einer Distanz, die als die Distanz zwischen der gegenüberliegenden Fläche des Objektivs 9 und dem Punkt 8 erscheint zu einer Distanz, die der Distanz zwischen der gegenüberliegenden Fläche der planparallelen Platte 4 und dem Objekt 5 entspricht. Wenn das Objekt 5 genau im Zentrum der Krümmung 6 des sphärischen Spiegels i angeordnet ist, so wird das erzeugte Bild frei von sphärischer Aberration sein, und die Vergrößerung des Systems wird der Einheit entsprechen. Indessen müssen die Lichtstrahlen auf ihrem Wege zum Spiegel i durch das Material der planparallelen Platte 4 hindurchgehen, während. außerdem das Objekt 5 in besonderen zusätzlichen Vorrichtungen eingeschlossen sein kann, z. B. in einem Vakuumofen. Dies wird die Anordnung eines besonderen Fensters von transparentem Material, wie Glas oder anderes durchsichtiges Material, zwischen dem Objekt und dem optischen System notwendig machen. Das Ergebnis der Zwischenschaltung solcher planparallelen transparenten Platten ist die Entstehung sphärischer Aberration, welche die Exaktheit des Bildes beeinträchtigt.
  • Da die durch eine Platte bedingte sphärische Aberration entgegengesetzten Sinn zu der durch einen konkaven sphärischen Spiegel eingeführten hat, kann das Objekt in solchem Abstand vom Krümmungszentrum des. sphärischen Spiegels angeordnet werden, daß durch die hiermit bedingte sphärische Aberration diejenige sphärische Aberration, die durch den Durchgang der Lichtstrahlen durch eine in ihrem Wege befindliche transparente Platte bedingt wird, aufgehoben oder nahezu aufgehoben wird.
  • In solchem Falle sollte die Distanz des Objekts 5 vom Krümmungszentrum 6 des sphärischen Spiegels i derart sein, daß das Bild (wenn die Lichtstrahlen durch die halbversilberte Fläche 3 nicht unterbrochen würden) bei 7 entstünde, in einer Distanz kR hinter dem Krümmungszentrum, wo R der Krämmungsradius des sphärischen Spiegels i ist und k einen Bruch darstellt, der von der gesamten Dicke t der in dem System vorhandenen planparallelen transparenten Platten abhängt. Unter der Annähme des Brechungsindex von 1,5 für die transparente Platte sind diese Größen durch die folgende Gleichung miteinander verknüpft: Bei solcher Anordnung wird die Vergrößerung nicht den Wert der Einheit erhalten, sondern dem Ausdruck (i -i- 2 k) entsprechen. Eine nähere Untersuchung der Aberration zeigt, daß für einen besonderen Fall geeignete Werte von lz in der Größenordnung k = o,25 bis 0,3 liegen. Nimmt man daher beispielsweise t = 8 mm und k = 0,3 an, so ergibt die obige Gleichung R = 64 mm. Bei einer Prüfung der restlichen Aberration stellt sich heraus, daß eine numerische Apertur von etwa o,5 i erreicht werden kann, wobei eine Vergrößerungszahl von 5oo total benutzt werden könnte.
  • Ein Beispiel eines auf dieser Grundlage beruhenden Übertragungssystems ist in Fi.g.2 veranschaulicht.
  • In dieser Anordnung müssen die Lichtstrahlen nicht nur durch die planparallele Platte 4 hindurchgehen, die mit der halbversilberten Oberfläche 3 versehen ist, sondern auch durch eine planparallele Platte io, die als Schutzfenster ansgebildet sein kann. Wenn die Dicke jeder der Platten 4 und 10 mit 4 mm und der Krümmungsradius des Spiegels i mit 64 mm angenommen wird, wobei das Objekt 55,5 mm und die halbversilberte Fläche 3 mit 29 mm von der Oberfläche des Spiegels i - entfernt ist, so kann ein von sphärischer Aberration im wesentlichen freies Bild an der Stelle 8 in einem Abstand von 25 mm von der Spiegelfläche und hinter dem Spiegel befindlich, entstehen. Ein zweckmäßiges Maß des Durchmessers für den Spiegel i würde 6o mm sein.
  • Diese Anordnung zur Aufhebung sphärischer Aberration hat indes das Bestreben, eine Form der Aberration hervorzurufen, die als »Koma« bekannt ist und die entsteht, weil das Bild nicht im Krümmungszentrum des sphärischen Spiegels entsteht.
  • Beide Formen der Aberration können indes wesentlich verringert werden, indem man die planparallele Platte 4 (Fing. i und 2), die näher am Objekt liegt, mit einer konvex-sphärischen Krümmung von einem Radius versieht, der nahezu das Dreißigfache des von dieser Fläche zum Objekt gemessenen Abstandes beträgt. Nachdem die Lichtstrahlen durch eine solche plankonvexe Platte hindurchgegangen sind, scheinen sie von einem virtuellen Objekt herzukommen, das, wenn es im Krümmungszentrum des konkaven Spiegels angeordnet wäre, nach Reflexion an der halbversilberten Oberfläche ein Bild hervorriefe, das frei von sphärischer Aberration ist und nur einen geringen Betrag von »Koma« aufweist. Ein in dieser Weise angeordnetes Übertragungssystem würde dasselbe wie das in Fig. i und 2 gezeigte sein, ausgenommen, daß die dem Objekt gegenüberliegende Fläche der planparallelen Platte 4 leicht konvex anstatt eben ausgebildet wäre. Eine solche Anordnung ist auch in Fig. 5 gezeigt und soll weiterhin beschrieben werden. Geeignete Abmessungen für eine besondere Form eines solchen Systems, das indes nicht eine derart große Arbeitsdistanz hat, wie dasselbe mit Bezug auf Fig. i beschrieben wurde, würden die folgenden sein:
    Konkavspiegel . . . . . . . . . . . . . . . . 30 mm KrÜm-
    mungsradius
    und 30 mm
    Durchmesser
    Plankonvexe Platte . . . . . .. . . . . . maximale Dicke
    3 mm
    Krümmungsradius der konvexen
    Platte ...................... 465 mm
    Entfernung der konvexen Fläche
    der plankonvexen Platte vom
    Objekt...................... i2,8 mm
    Entfernung derselben Fläche vom
    Krümmungszentrum des
    Spiegels . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . 12 mm
    Wird ein optisches übertragungssystem gemäß der Erfindung bei einem Mikroskop angewandt und wird dabei ein Illuminator für das Beobachtungsmikroskop benutzt, der in der Achse des optischen Systems liegt, so wird das Licht den umgekehrten Weg durch das optische System verfolgen und das Objekt beleuchten. Infolge der Verdünnung des Lichtes (z. B. mit einem Faktor 16) bei seinen beiden Passagen durch das System und infolge Reflexionsverlusten am konkaven Spiegel und am Objekt besteht die Möglichkeit, daß das Licht durch Reflexion von der nahen Oberfläche des Mikroskopobjektivs unterdrückt wird.
  • Dies kann durch Benutzung einer Anordnung, wie in Fig.3 dargestellt, vermieden werden, bei welcher die konvergierenden Lichtstrahlen, um nach Reflexion von der halbversilberten Fläche 3 das Bild 8 zu erzeugen, durch einen sehr dünnen (z. B. in Farm eines. Häutchens) gestalteten halbversilberten Spiegel i i aufgefangen werden, der unter 45° zur Achse geneigt ist und der in das System ein kegelförmiges divergierendes Lichtbündel reflektiert, das durch eine Lampe 12 und einen Kondensor 13 erzeugt wird. Die optische Achse der Lampe und der Linse verläuft im rechten Winkel zur Achse des optischen Hauptsystems. Mit Hilfe dieser Einrichtung kann das. Objekt in derselben #ATeise beleuchtet werden, wie es der Fall sein würde, wenn ein Illuminator in dem Beobachtungsmikroskop benutzt würde, indes ohne die hierbei sich ergebenden Lichtverluste. Es ist zweckmäßig, eine kleine, Stelle in der Mitte der halbversilberten Oberfläche 3 zu schwärzen, um zu verhindern, daß das Licht unmittelbar zurück in das Beobachtungsmikroskop reflektiert wird und zur Blendung Anlaß gibt. Dabei treten keine Verluste ein, da das Zentrum der halbversilberten Fläche wegen der Öffnung 2 (Fig. i) in dem Konkavspiegel i nicht benutzt werden kann.
  • In einer abgeänderten Anordnung, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist, ist ein Spiegel 14 mit kleiner Fläche unter einem Winkel von 45° zur Achse des optischen Systems im Zentrum derjenigen Seite der Platte 4 vorgesehen., die näher am Objekt 5 liegt, derart, daß ein Lichtstrahl von der Lampe 12 vermittels der Kondensorlinse 13 unmittelbar zum Objekt reflektiert wird. Die Achse der Lichtquelle und den- Kondensorlinse verläuft unter rechtem Winkel zur Achse des optischen Hauptsystems. Bei einer derartigen Anordnung .geht Licht, das spiegelnd vom Objekt 5 reflektiert wird, zurück in das Beleuchtungssystem und tritt nicht in das Mikroskop ein, so daß sich eine »Dunkelfeld«-Belenchtung ergibt.
  • Fig. 5 veranschaulicht die Benutzung eines optischen Übertragungssystems gemäß der Erfindung, wie mit Bezug auf Fig.2 beschrieben, in Verbindung mit einem Mikroskop und einem Beleuchtungssystem der in Fig.3 dargestellten Art.
  • Die Form des dargestellten optischen Umwandlungssystems ist die vorher beschriebene, nämlich diejenige, bei welcher die dem Objekt 5 gegenüberliegende Fläche der Platte 4 leicht konvex ausgebildet ist. Indes ist das durch diese Linse erzeugte virtuelle Bild nicht, wie vorstehend beschrieben, genau im Krümmungszerntrum des Spiegels i angeordnet, sondern in einer Entfernung von etwa 1,5 mm von demselben. Die Lichtquelle 12 und die Kondensorlinse 13 sind so. angeordnet, daß ein Bild der Lichtquelle scharf in dein am Objekt 5 liegenden Brennpunkt entsteht.
  • Ein wnerwünsch.tes Bild der Lichtquelle kann ferner durch zwei Reflexionen von der halbversilberten Fläche 3 und einer Reflexion von dem Konkavspiegel i entstehen. Dies Bild der Lichtquelle würde aus anderen. Ursachen mit dem virtuellen Bild des Objekts zusammenfallen, das durch die plankonvexe Platte 4 gebildet wird, und würde daher die Tendenz haben, dasselbe zu verdunkeln. Das erwähnte unerwünschte Bild der Lichtquelle wird dementsprechend außerhalb des »Fokus« im Abstand von 3 mm entstehen. Es erscheint als eine große erleuchtete Scheibe mit einem dunklen Fleck im Zentrum infolge der Öffnung 2 im Spiegel i. Mit geeigneten Dimensionen und Entfernungen kann der dunkle Fleck in solcher Ausdehnung 'hervorgerufen werden, daß er das ganze Feld des Mikroskops einnimmt, so daß auf diese Weise .das Bild des Objekts unverdunkelt erscheint. Geeignete Dimensionen und Abmessungen für ein Mikroskopobjektiv von 8 mm sind:
    Spiegel i . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Radius 58 mm
    Plankonvexe Platte 4 . . . . . . . . . . maximale Dicke
    4 mm
    Radius der konvexen Fläche .... i i 5o mm
    Axiale Distanz der konvexen
    Fläche vom Objektiv ........ 35,1 mm
    Axiale Distanz der halbversil-
    berten Fläche 3 von der pro-
    jektierten Fläche des Spiegels 19,5 mm
    Dicke der Fensterschutzplatte io 4,o mm
    Infolge des Abstandes von 1,5 mm, der zwischen dem Krümmungszentrum des Spiegels i und dem virtuellen Bild hervorgerufen wird, ist das letztere mit leichter sphärischer Aberration behaftet. Es wurde gefunden, daß dieser Fehler durch die Benutzung einer Meniskuslinse 15 korrigiert werden kann, deren beide Flächen konzentrisch mit dem K rümmungszentrum des Spiegels i liegen. Wenn für die Anordnung dieser Meniskuslinse vor dem Mikroskopobjektiv 9 nicht genügend Raum ist, so kann dieselbe hinter dem Objektiv angeordnet werden. Ihre Flächen werden alsdann konzentrisch mit dem Bilde gestaltet, das durch das Objektiv 9 vom Krümmungszentrum des Spiegels i erzeugt wird. Um die Linse des Objektivs 9 instand zu setzen, mit einem entsprechenden Mikroskoptubus von etwa 16o mm zusammenzuarbeiten, wird hinter der Meniskuslinse eine plankonvexe Linse 16 von Zoo mm Fokaldistanz angeordnet, welche das endgültige Bild in zweckmäßiger Stellung im System erzeugt.
  • Das vorstehend mit Bezug auf Fig. 5 beschriebene System bringt eine gewisse chromatische Aberration mit sich, die indes nicht bedeutend ist, ,venn z. B. eine Ouecksilberdampflampe als Lichtquelle benutzt wird und die blauen und violetten Strahlen derselben durch ein helles Gelbfilter ausgeschieden werden. Indes kann die chromatische Aberration, wenn erforderlich, auch dadurch korrigiert werden., daß die Linse 16 mit ihrer 2oo-mm-Brennweite in Form einer Doppellinse gestaltet wird.
  • Eine abgeänderte Form des optischen Umwand'-lungssystems gemäß der Erfindung soll mit Bezug auf Fig. 6 und 7 beschrieben werden. Anstatt den Konkavspiegel i und die Reflexionsfläche 3 an getrennten aus Glas od. dgl. Material bestehenden Körpern (wie in Fig. i bis 5 gezeigt) auszubilden, werden in diesem Falle die beiden Oberflächen als einander gegenüberliegende Flächen. eines Blocks von transparentem Material ausgebildet. Dabei ist die eine Fläche als konvex-sphärische Oberfläche gestaltet, die voll versilbert ist, ausgenommen eine zentrale Öffnung. Die andere Fläche ist als ebene Oberfläche gestaltet und halb versilbert.
  • Wie in Fig.6 gezeigt, besteht ein derart zu@ sammen;gesetztes optisches Übertragungssystem aus einem Körper 18, der aus transparentem Material, z. B. Glas, besteht. Die linke Oberfläche ig dieses Körpers, die einem Objektiv 9 gegenüberliegt, ist konvex ausgebildet und voll versilbert, ausgenommen ein schmaler Bereich 2o auf der optischen Achse. Die rechte Oberfläche 21 ist eben ausgebildet und halb versilbert. Diese halbversilberte Oberfläche ist durch einen dünnen Deckstreifen 22 geschützt. Ein derartiges System i.st sehr geeignet zur Benutzung in besonderen Fällen, z. B. wie dargestellt, bei mikroskopischer Prüfung von Einzelheiten. in der Emulsion 23 einer fotografischen Platte, wenn die Beobachtung durch eine verhältni.smäßi.g dicke Glashilfs.platte 24 erfolgt. Die Dicke des Blocks 18 ist vorzugsweise so bemessen, daß das Bild eines Objekts mit der Fläche i9 zusammenfällt. Bei Benutzung einer Immersionsflüssigkeit zwischen einem geeigneten Objektiv 9 und der Fläche i9 wie auch zwischen dem Deckstreifen 22 und der Glasplatte 24 kann der Lich.tzveg so eingerichtet werden, daß er ganz in einem Medium von. gleichmäßigem Brechungsindex verläuft, so daß keine sphärische Aberration vorhanden ist. Eine numerische Apertur von 0,75 kann bei einem solchen System mit einer Arbeitsdistanz von ungefähr 7 mm und einem Block 18 von maximaler Dicke von etwa 7,5 mm ohne Schwierigkeiten erreicht werden.
  • Eine abgeänderte Form der Anordnung nach Fig. 6, die sich für Mikroskopie mit »Wasser-Immersion« eignet, z. B. zur Prüfung des Lebens im Wasser, ist in Fig. 7 dargestellt. Die konkave Spiegelfläche ig und die halb versilberte Fläche 21 sind hier wiederum als entgegengesetzte Flächen eines Blocks 18 ausgebildet.
  • Indes ist hier an Stelle des Deckstreifens 22 ein transparentes Glied 26 hinzugefügt, dessen äußere Fläche, wie dargestellt, mit konkav-sphärischer Form 27 gestaltet ist, die konzentrisch zur sphärischen Spiegelfläche ig liegt. Von dem Objekt 28 hommende Lichtstrahlen fallen senkrecht auf die Fläche 27 auf, so daß keine chromatische Fokusdifferenz entsteht. Chromatische Vergrößerungsdifferenzen können vermieden werden, indem man Boro-Silikat-Kronglas benutzt, dessen Brechungsindex sich im wesentlichen proportional zu dem des Wassers auf dem größten Teil des Spektrums verhält. Dabei kann eine numerische Apertur von 0,7 erreicht werden.
  • Es ist zu bemerken, daß in den Formen optischer Übertragungssysteme, die in bezug auf Fig. 6 und 7 beschrieben wurden, die halb versilberte Fläche auf derjenigen Seite des Deckstreifens 22 oder des transparenten Gliedes 26 ausgebildet sein kann, die dem Block 18 gegenüberliegt anstatt an der ebenen Fläche des Blocks 18, wie beschrieben.
  • Die Anwendung des erfindungsgemäßen optischen Umwandlungsgerätes auf ein Projektionssystem ist in Fig. 8 veranschaulicht. Der hier dargestellte Profilprojektor, der die übliche Form besitzt, besteht aus einer Lichtduelle 3o, einem Reflektor 31 nebst Kondensorlinsen 32, einem Objektiv 33, einem Reflektor 34 und einem Schirm 35. Wenn ein Objektiv, das eine hundertfache oder stärkere Vergrößerung ergibt, benutzt wird, so ist die Arbeitsdistanz sehr klein, und es ist manchmal unmöglich, ein Objekt in richtiger Stellung zur Darstellung zu bringen. Demgegenüber wird durch die Einführung des erfindungsgemäß gestalteten optischen Übertragungssystems zwischen Objektiv und Objekt eine beträchtliche Vergrößerung der Arbeitsdistanz erhalten. Wie dargestellt, wird ein optisches Übertragungssystem, ähnlich demjenigen der Fig. i und 2, das einen Konkavspiegel i mit Öffnung und eine plankonvexe Linse q. mit halb versilberter Fläche auf der Planseite zwischen den Objektiven 33 und dem zu projizierenden Objekt 36 aufweist, angeordnet.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Optisches Zusatzgerät für solche optische Geräte, deren Arbeitsabstand klein gegen die Bildweite ihres Objektivs ist, insbesondere für Mikroskope, gekennzeichnet durch ein im Strahlengang zwischen dem Objekt und dem Objektiv einschaltbares, mit diesem zentrierbares Spiegelsystem, das aus einem Hohlspiegel mit einem zentralen Durchlaß für die Lichtstrahlen und einem zwischen dem Hohlspiegel und seinem Krümmungsmittelpunkt liegenden, halbdurchlässigen Spiegel besteht, von dem Objekt ein in der Hohlspiegelfläche oder dahinterliegendes reelles Bild entwirft und einen Arbeitsabstand von dem halbdurchlässigen Spiegel hat, der größer ist als der Arbeitsabstand des Geräts ohne das Spiegelsystem.
  2. 2. Optisches Zusatzgerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Objektebene des Spiegelsystems einen solchen Abstand vom Krümmungsmittelpunkt des Hohlspiegels hat, daß die sphärische Aberration des Hohlspiegels durch dieentgegengesetztesphärischeAberration des halbdurchlässigen Spiegels oder einer anderen im Strahlengang liegenden planparallelen Platte aufgehoben wird.
  3. 3. Optisches Zusatzgerät nach Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Oberfläche durch eine halb versilberte Fläche gebildet wird, die auf einer Seite einer planparallelen Platte angeordnet ist.
  4. 4. Optisches Zusatzgerät nach Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Oberfläche eine halb versilberte Fläche auf der ebenen Seite einer plankonvexen Linse bildet, deren konvexe Seite so ausgebildet ist, daß sie dem Objekt gegenüberliegt.
  5. 5. Optisches Zusatzgerät nach Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius der konvexen Fläche etwa das Dreißigfache des Abstandes der Fläche vom Objekt ausmacht.
  6. 6. Optisches Zusatzgerät nach Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Konkavspiegel und die reflektierende Fläche als entgegengesetzte Flächen eines Blocks von transparentem Material ausgebildet sind, dessen eine Fläche teilweise sphärisch gestaltet und mit Ausnahme einer kleinen zentralen Öffnung voll versilbert ist, während die andere Fläche eben gestaltet und halb versilbert ist.
  7. 7. Optisches Zusatzgerät nach Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den beiden Flächen des Blocks und die Krümmung des sphärischen Teils der Fläche so gestaltet sind, daß das durch Reflexion von Lichtstrahlen von der reflektierenden Fläche erzeugte Bild mit der Oberfläche des sphärischen Flächenteils zusammenfällt. B. Optisches Zusatzgerät nach Ansprüchen i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ebene Fläche des Blocks mit einer Platte von transparentem Material bedeckt ist, deren äußere Fläche so gestaltet ist, daß sie mit dem Objekt eine konkave Teilfläche darbietet, die konzentrisch zu der sphärischen Teilfläche des Blocks liegt. g. Optisches Zusatzgerät nach Ansprüchen i bis 8, gekennzeichnet durch einen kleinen halb versilberten Spiegel, der hinter der Öffnung des Konkavspiegels unter einem solchen Winkel zur Spiegelachse angeordnet ist, daß er Licht von einer Lichtquelle durch die Spiegelöffnung hindurch zum Objekt reflektiert. io. Optisches Zusatzgerät nach Ansprüchen i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein zentrales Feld der reflektierenden Fläche geschwärzt ist. i i. Optisches Zusatzgerät nach Ansprüchen i bis 8 und io, dadurch gekennzeichnet, daß ein kleiner halb versilberter Spiegel an derjenigen Seite der reflektierenden Fläche befestigt ist, die dem Objekt gegenüberliegt; und zwar in einem solchen Winkel zu derselben, daß Licht von einer Lichtquelle reflektiert und in einem am Objekt liegenden Brennpunkt vereinigt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 577 285; schweizerische Patentschrift Nr. 242 877; französische Patentschrift Nr. 898 315; USA.-Patentschrift Nr. 2 378 30i.
DEP49324A 1948-07-19 1949-07-19 Optisches Zusatzgeraet Expired DE967267C (de)

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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE577285C (de) * 1931-10-21 1933-05-29 Zeiss Carl Fa Geraet zur Projektion heller Linien und Punkte auf dunklem Grunde
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