WO2018193076A1 - Korrektionsobjektiv für ein mikroskop - Google Patents

Korrektionsobjektiv für ein mikroskop Download PDF

Info

Publication number
WO2018193076A1
WO2018193076A1 PCT/EP2018/060149 EP2018060149W WO2018193076A1 WO 2018193076 A1 WO2018193076 A1 WO 2018193076A1 EP 2018060149 W EP2018060149 W EP 2018060149W WO 2018193076 A1 WO2018193076 A1 WO 2018193076A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
lens
lens group
refractive power
correction
microscope
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/060149
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Schulz
Original Assignee
Leica Microsystems Cms Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leica Microsystems Cms Gmbh filed Critical Leica Microsystems Cms Gmbh
Priority to US16/605,775 priority Critical patent/US11262567B2/en
Priority to JP2019556845A priority patent/JP2020517992A/ja
Publication of WO2018193076A1 publication Critical patent/WO2018193076A1/de

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/02—Objectives
    • G02B21/025—Objectives with variable magnification
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/02—Objectives
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/143—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having three groups only
    • G02B15/1431—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having three groups only the first group being positive
    • G02B15/143103—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having three groups only the first group being positive arranged ++-
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/02—Objectives
    • G02B21/04—Objectives involving mirrors

Definitions

  • the invention relates to a correction objective for a microscope, comprising a first lens group of positive refractive power, a second lens group of positive refractive power, a third lens group of negative refractive power and a fourth lens group of positive refractive power, which are arranged in this order from the object side, wherein the second lens group along the optical axis is movable such that the sum of the distance between the second lens group and the first lens group and the distance between the second lens group and the third lens group is constant.
  • correction lenses are known for microscopes, which allow an operator to correct aberrations caused by variable optical properties of the sample space.
  • These aberrations are, for example, the spherical aberration that results from variations in the thickness of the coverslip or inhomogeneities in the biological structure of the specimen to be observed.
  • spherical aberration that results from variations in the thickness of the coverslip or inhomogeneities in the biological structure of the specimen to be observed.
  • objectives of high numerical aperture with a large variation in the cover glass thickness and with high refractive index differences in the preparation, there is great spherical aberration.
  • US Pat. No. 8,705,178 B2 discloses a correction objective for a microscope which comprises a first lens group of positive refractive power, a second lens group of positive refractive power, a third lens group of negative refractive power and a fourth lens group of positive refractive power, which are seconded in this order from an object side are.
  • the second lens group forms a correction member which is movable along an optical axis to correct the spherical aberration caused by variations in the thickness of the cover glass, for example.
  • the second lens group has a refractive power which is approximately equal to or greater than the total refractive power of the correction objective.
  • paraxial focus refers to the object-side focus point in the paraxial approximation.
  • a further correction objective which likewise has only a single correction element which can be moved along the optical axis, is known from US Pat. No. 5,940,220.
  • the refractive power of the correction element movable along the optical axis is small compared to the total refractive power of the correction objective.
  • a correction effect results from the position of the correction element within a divergent or convergent beam path, which can be varied by shifting the correction element.
  • the comparatively low refractive power of the correction element has the disadvantage that the objective must have a large length in order to achieve a large correction effect, and the diameter of the objective increases with the overall length, which is disadvantageous in many microscopy applications.
  • DE 10 2004 051 357 A1 discloses a correction objective used as an immersion objective, in which a plurality of lens groups are moved in order to correct spherical aberration.
  • This structure is characterized by a high mechanical complexity, which is associated with high manufacturing costs and a high need for repair.
  • a correction lens comprising a first lens group of positive power, a second lens group of positive power, a third lens group of negative power and a fourth lens group of positive power arranged in this order from the object side, the second lens group along the optical axis is movable such that the sum of the distance between the second lens group and the first lens group and the distance between the second lens group and the third lens group is constant, wherein the magnification of the second lens group in a range of -0, 9 to -1.1.
  • the invention provides that the second lens group, which forms the correction member and is thus movable along the optical axis, has a magnification which lies in a range around the value -1.
  • the magnification indicates, relative to the second lens group, the ratio of image size to object size.
  • the choice of magnification according to the invention has the consequence that the focus adjustment is largely unaffected by the correction setting.
  • the refractive power of the second lens group can be chosen so large that the structure of the correction objective is compact.
  • the correction lens according to the invention has only a single movable correction element, which reduces the mechanical complexity of the structure.
  • the refractive power D 2 of the second lens group is at least one tenth and at most one third of the total refractive power D of the correction objective:
  • the refractive power of the second lens group in relation to the total refractive power is thus so small that its influence on the position of the paraxial focus is largely negligible.
  • the refractive power of the second lens group is sufficiently large, so that a compact structure, in particular a small overall length of the lens is achieved with sufficient Korretechnischs Koch.
  • the first lens group contains a first lens of negative refractive power, preferably a meniscus lens, and a second lens of positive refractive power, preferably a biconvex lens, which are arranged in this order from the object side.
  • a first lens of negative refractive power preferably a meniscus lens
  • a second lens of positive refractive power preferably a biconvex lens
  • the second lens group includes in a preferred embodiment, a third lens of positive power, a fourth lens of negative power and a fifth lens of positive power, which are arranged in this order from the object side and cemented together.
  • the design of the second, along the optical axis movable lens group as a cemented element simplifies the mechanical structure of the correction lens, since only a single lens member is designed to be movable.
  • the third lens and the fifth lens are biconvex lenses, and the fourth lens is a biconcave lens.
  • the third lens group contains a sixth lens of positive refractive power, preferably a biconvex lens, and a seventh lens of negative refractive power, preferably a biconcave lens, arranged in this order arranged from the object side and are cemented together. Due to the configuration as a cemented element, the third lens group can be realized in particular as achromatic in order to correct chromatic aberration.
  • the fourth lens group comprises an eighth lens of negative refractive power and a ninth lens of positive refractive power, which are arranged in this order from the object side.
  • the eighth lens and the ninth lens are each designed as a meniscus lens in a particularly preferred embodiment.
  • the correction objective has an operating element with the aid of which the second lens group can be moved along the optical axis.
  • the operating element is, for example, a knurling ring which can be manually operated by an operator and whose rotation is converted by means of a transmission into a longitudinal movement of the second lens group.
  • the invention further provides a microscope with a correction lens of the type described above.
  • Figure 1 shows an embodiment of a correction lens in a schematic sectional view
  • Figure 2 shows an embodiment of a reflected light microscope with the correction lens of Figure 1 in a schematic representation.
  • FIG. 1 shows a correction objective 10 in a section along the optical axis 0 as an exemplary embodiment.
  • the correction lens 10 shown includes a first lens group 12 of positive refractive power, a second lens group 14 of positive refractive power, a third lens group 16 of negative refractive power, and a fourth lens group 18 of positive refractive power arranged in this order from the object side (ie, in the figure from the left) ,
  • the second lens group 14 is movable to correct the spherical aberration along the optical axis O.
  • the first lens group 12, the third lens group 16 and the fourth lens group 18 are stationary.
  • the correction objective 10 faces a cover glass 20, which has two plane surfaces Fl and F2. On the surface Fl is a sample 24 is arranged. The cover glass 20 is located in a sample space 26. In FIG. 1, a focal plane F is defined, which is penetrated in a paraxial focus 22 perpendicularly from the optical axis O.
  • the first lens group 12 comprises, as seen from the object side, a first lens 28 of negative refractive power having an object-side concave surface F3 and an eliminating convex surface F4, and a second positive-power lens 30 having two convex surfaces F5 and F6.
  • the first lens 28 has a chamfer 29 on the object side.
  • the second lens group 14 comprises, as seen from the object side, a third positive power lens 32 having two convex surfaces F7, F8, a fourth negative power lens 34 having two concave surfaces F9, F10, and a fifth positive power lens 36, which has two convex surfaces Fll, F12.
  • the image-side convex surface F8 of the third lens 32 and the object-side concave surface F9 of FIG Fourth lens 34 and the image-side concave surface F10 of the fourth lens 34 and the object-side convex surface Fll of the fifth lens 36 are each cemented together.
  • the second lens group 14 thus forms a cemented element.
  • the design of the second lens group 14 as a cemented component results in a compact objective structure, since only a single lens element has to be moved to correct the spherical aberration.
  • the third lens group 16 comprises, as seen from the object side, a sixth positive power lens 38 having two convex surfaces F13, F14 and a seventh negative power lens 40 having two concave surfaces F15, F16, the image side surface F14 of the sixth lens 38 and the object side Surface F15 of the seventh lens 40 are cemented together.
  • the fourth lens group 18 comprises, as seen from the object side, an eighth lens 42 of negative refractive power, which has a concave surface F17 on the object side and a convex surface F18 on the image side, and a ninth lens 44 of positive refractive power, the object side a concave surface F19 and image side a convex surface F20 has.
  • the eighth lens 42 has a chamfer 43 on the object side.
  • Table 1 shows lens data of the correction objective 10 according to FIG. 1.
  • the radius of curvature of the respective lens surface or the distance to the following surface is indicated in mm.
  • the refractive index n e and Abbe number v e of the glasses used are given at a wavelength of 546.073 nm.
  • the surfaces are numbered from the object side.
  • the reference numerals used in Figure 1 are given.
  • the distances between the lens surfaces F6 and F7 and between the lens surfaces F12 - o - and F13 variable. These distances are indicated in Table 1 with VI and V2, respectively. Their sum is constant and is 4.11 mm in the embodiment shown.
  • an operator can correct aberrations, in particular the spherical aberration, caused by variable opacity.
  • - Y - tables properties within the sample space 26 arise.
  • variations in the thickness of the cover glass 20 or inhomogeneities in the biological structure of the sample 24 can be the cause of these aberrations.
  • the second lens group 14 has a magnification of between -0.9 and -1.1, so that the position of the second lens group 14 along the optical axis O between the first lens group 12 and the third lens group 16 has a negligible influence on the position of the lens paraxial focus 22 has. This allows an operator to correct aberrations by moving the second lens group 14 without significantly changing the position of the paraxial focus 22.
  • the refractive power D 2 of the second lens group 14 is at least one tenth and at most one third of the total refractive power D of the correction objective 10.
  • a high refractive power of the second lens group 14 advantageous near the aforementioned maximum value.
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of an exemplary embodiment of a microscope 100 which has the correction objective 10 according to FIG.
  • a light source 102 In a illumination beam path 101 of the microscope 100, a light source 102, a field diaphragm 104, an illumination lens 106, a dichroic splitter mirror 108 and the correction objective 10 are arranged.
  • the light source 102 emits illumination light, which may in particular be light, which excites the sample 24 to emit fluorescent light.
  • the illumination light is spatially limited by the field stop 104 and, after passing through the illumination lens 106, falls on the dichroic splitter mirror 108.
  • the dichroic splitter mirror 108 is arranged to direct the illumination light onto the correction objective 10, which then illuminates the sample 24.
  • the correction objective 10 In a detection beam path 103 of the microscope 100, the correction objective 10, the dichroic splitter mirror 108 and a tube lens 110 are arranged from the object side.
  • the arranged in the focal plane F sample 24 emits detection light, which may be in particular fluorescent light.
  • the detection light passes through the correction objective 10 and is incident on the dichroic splitter mirror 108, which transmits the detection light. After passing through the splitter mirror 108, the detection light falls into the tube lens 110, which bundles the detection light onto an image plane B, in which an image of the sample 24 is thus produced.
  • a control element 50 is arranged, which allows an operator to correct the spherical aberration.
  • the control element 50 is, for example, a knurling ring, whose rotation by means of a transmission converts into a movement of the second lens group 14 forming the correction element of the correction objective 10 along the optical axis O so as to achieve a correction effect.
  • the correction objective 10 is designed so that the correction setting of the second lens group 14 leaves the position of the paraxial focus 22 largely uninfluenced.

Landscapes

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

Abstract

Beschrieben ist ein Korrektionsobjektiv (10), umfassend eine erste Linsengruppe (12) positiver Brechkraft, eine zweite Linsengruppe (14) positiver Brechkraft, eine dritte Linsengruppe (16) negativer Brechkraft und eine vierte Linsengruppe (18) positiver Brechkraft, die in dieser Reihenfolge von der Objektseite her angeordnet sind, wobei die zweite Linsengruppe (14) längs der optischen Achse (O) derart bewegbar ist, dass die Summe des Abstands (V1) zwischen der zweiten Linsengruppe (14) und der ersten Linsengruppe (12) und des Abstands (V2) zwischen der zweiten Linsengruppe (14) und der dritten Linsengruppe (16) konstant ist. Der Abbildungsmaßstab der zweiten Lin- sengruppe (14) liegt in einem Bereich von -0,9 bis -1,1.

Description

Korrektionsobjektiv für ein Mikroskop
Die Erfindung betrifft ein Korrektionsobjektiv für ein Mikroskop, umfassend eine erste Linsengruppe positiver Brechkraft, eine zweite Linsengruppe positiver Brechkraft, eine dritte Linsengruppe negativer Brechkraft und eine vierte Linsengruppe positiver Brechkraft, die in dieser Reihenfolge von der Objektseite her angeordnet sind, wobei die zweite Linsengruppe entlang der optischen Achse derart bewegbar ist, dass die Summe des Abstands zwischen der zweiten Linsengruppe und der ersten Linsengruppe und des Abstands zwischen der zweiten Linsengruppe und der dritten Linsengruppe konstant ist.
Aus dem Stand der Technik sind für Mikroskope bestimmte Korrektionsobjektive bekannt, die es einer Bedienperson ermöglichen, Abbildungsfehler zu korrigieren, die durch veränderliche optische Eigenschaften des Probenraums entstehen. Bei diesen Abbildungsfehlern handelt es sich beispielsweise um die sphärische Aberration, die durch Variationen in der Dicke des Deckglases oder Inhomogenitäten in der biologischen Struktur des zu beobachtenden Präparats entsteht. Besonders bei Objektiven hoher numerischer Apertur, bei einer großen Variation der Deckglasdicke und bei hohen Brechzahlunterschieden im Präparat kommt es zu großer sphärischer Aberration.
Aus der US 8 705 178 B2 ist ein Korrektionsobjektiv für ein Mikroskop bekannt, das eine erste Linsengruppe positiver Brechkraft, eine zweite Linsengruppe positiver Brechkraft, eine dritte Linsengruppe negativer Brechkraft und eine vierte Linsengruppe positiver Brechkraft umfasst, die in dieser Reihenfolge von einer Objektseite her abgeordnet sind. Die zweite Linsengruppe bildet ein Korrektionsglied, das längs einer optischen Achse bewegbar ist, um die sphärische Aberration, die beispielsweise durch Variationen in der Dicke des Deckglases entsteht, zu korrigieren. Dabei hat die zweite Linsengruppe eine Brechkraft, die etwa gleich oder größer als die Gesamtbrechkraft des Korrektionsobjektivs ist. Nachteil dieses Korrektionsobjektivs ist jedoch, dass beim Bewegen der zweiten Linsengruppe die Lage des paraxialen Fokus verändert wird. Eine Bedienperson muss folglich, um ein scharfes Bild einer Probe zu erhalten, Fokuslage und sphärische Aberration gleichzeitig korrigieren. Mit paraxialem Fokus ist im Folgenden der objektseitige Schärfenpunkt in der paraxialen Näherung gemeint.
Ein weiteres Korrektionsobjektiv, das ebenfalls nur ein einziges längs der optischen Achse bewegbares Korrektionsglied aufweist, ist aus der US 5 940 220 bekannt. Im Vergleich zum vorgenannten Korrektionsobjektiv ist hier die Brechkraft des längs der optischen Achse bewegbaren Korrektionsglieds klein gegenüber der Gesamtbrechkraft des Korrektionsobjektivs. Eine Korrektionswirkung ergibt sich aus der Position des Korrektionsglieds innerhalb eines divergenten oder konvergenten Strahlengangs, die durch Verschieben des Korrektionsglieds variiert werden kann. Die vergleichsweise geringe Brechkraft des Korrektionsglieds hat den Nachteil, dass das Objektiv eine große Baulänge aufweisen muss, um eine große Korrektionswirkung zu erzielen, und der Durchmesser des Objektivs mit der Baulänge zunimmt, was bei vielen Mikroskopieanwendungen von Nachteil ist.
Schließlich ist aus der DE 10 2004 051 357 AI ein als Immersionsobjektiv verwendetes Korrektionsobjektiv bekannt, bei dem zur Korrektion sphärischer Aberration mehrere Linsengruppen bewegt werden. Dieser Aufbau zeichnet sich durch eine hohe mechanische Komplexität aus, die mit hohen Fertigungskosten und einer hohen Reparaturanfälligkeit einhergeht.
Ausgehend von diesem Stand derTechnik ist es nun Aufgabe der Erfindung, ein einfach und kompakt ausgebildetes Korrektionsobjektiv anzugeben, das es einer Bedienperson ermöglicht, die sphärische Aberration zu korrigieren, ohne die Lage des paraxialen Fokus zu verändern. „
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Korrektionsobjektiv, umfassend eine erste Linsengruppe positiver Brechkraft, eine zweite Linsengruppe positiver Brechkraft, eine dritte Linsengruppe negativer Brechkraft und eine vierte Linsengruppe positiver Brechkraft, die in dieser Reihenfolge von der Objektseite her angeordnet sind, wobei die zweite Linsengruppe längs der optischen Achse derart bewegbar ist, dass die Summe des Ab- stands zwischen der zweiten Linsengruppe und der ersten Linsengruppe und des Ab- stands zwischen der zweiten Linsengruppe und der dritten Linsengruppe konstant ist, wobei der Abbildungsmaßstab der zweiten Linsengruppe in einem Bereich von -0,9 bis -1,1 liegt.
Die Erfindung sieht vor, dass die zweite Linsengruppe, die das Korrektionsglied bildet und demnach längs der optischen Achse bewegbar ist, einen Abbildungsmaßstab aufweist, der in einem Bereich um den Wert -1 liegt. Der Abbildungsmaßstab gibt vorliegend, bezogen auf die zweite Linsengruppe, das Verhältnis von Bildgröße zu Gegenstandsgröße an. Die erfindungsgemäße Wahl des Abbildungsmaßstabs hat zum einen zur Folge, dass die Fokuseinstellung von der Korrektionseinstellung weitestgehend un- beeinflusst ist. Zum anderen kann die Brechkraft der zweiten Linsengruppe so groß gewählt sein, dass der Aufbau des Korrektionsobjektivs kompakt ist. Ferner weist das erfindungsgemäße Korrektionsobjektiv nur ein einziges bewegbares Korrektionsglied auf, was die mechanische Komplexität des Aufbaus reduziert.
In einer bevorzugten Ausgestaltung beträgt die Brechkraft D2 der zweiten Linsengruppe mindestens ein Zehntel und maximal ein Drittel der Gesamtbrechkraft D des Korrektionsobjektivs:
1 1
— D < D2 < - D. Zum einen ist damit die Brechkraft der zweiten Linsengruppe im Verhältnis zur Gesamtbrechkraft so klein, dass ihr Einfluss auf die Lage des paraxialen Fokus weitestgehend vernachlässigbar ist. Zum anderen ist die Brechkraft der zweiten Linsengruppe hinreichend groß, so dass ein kompakter Aufbau, insbesondere eine geringe Baulänge des Objektivs bei ausreichender Korrektionswirkung erzielt wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung enthält die erste Linsengruppe eine erste Linse negativer Brechkraft, bevorzugt eine Meniskuslinse, und eine zweite Linse positiver Brechkraft, bevorzugt eine bikonvexe Linse, die in dieser Reihenfolge von der Objektseite her angeordnet sind. Diese Ausgestaltung erlaubt es, eine große numerische Apertur zu realisieren, was bei den meisten Mikroskopieanwendungen wünschenswert ist.
Die zweite Linsengruppe enthält in einer bevorzugten Ausgestaltung eine dritte Linse positiver Brechkraft, eine vierte Linse negativer Brechkraft und eine fünfte Linse positiver Brechkraft, die in dieser Reihenfolge von der Objektseite her angeordnet und miteinander verkittet sind. Die Ausgestaltung der zweiten, längs der optischen Achse bewegbaren Linsengruppe als Kittglied vereinfacht den mechanischen Aufbau des Korrektionsobjektivs, da nur ein einziges Linsenglied bewegbar ausgeführt ist.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung sind die dritte Linse und die fünfte Linse bikonvexe Linsen, und die vierte Linse ist eine bikonkave Linse.
Die dritte Linsengruppe enthält in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung eine sechste Linse positiver Brechkraft, bevorzugt eine bikonvexe Linse, und eine siebente Linse negativer Brechkraft, bevorzugt eine bikonkave Linse, die in dieser Reihenfolge von der Objektseite her angeordnet und miteinander verkittet sind. Durch die Ausgestaltung als Kittglied lässt sich die dritte Linsengruppe insbesondere als Achromat realisieren, um chromatische Aberration zu korrigieren.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst die vierte Linsengruppe eine achte Linse negativer Brechkraft und eine neunte Linse positiver Brechkraft, die in dieser Reihenfolge von der Objektseite her angeordnet sind. Die achte Linse und die neunte Linse sind in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung jeweils als Meniskuslinse ausgeführt.
In einer vorteilhaften Weiterbildung weist das Korrektionsobjektiv ein Bedienelement auf, mit dessen Hilfe die zweite Linsengruppe längs der optischen Achse bewegbar ist. Das Bedienelement ist beispielsweise ein durch eine Bedienperson manuell betätigbarer Rändelring, dessen Drehung mittels eines Getriebes in eine Längsbewegung der zweiten Linsengruppe umgesetzt wird.
Die Erfindung sieht ferner ein Mikroskop mit einem Korrektionsobjektiv oben beschriebener Art vor.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, die die Erfindung im Zusammenhang mit den beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines Korrektionsobjektivs in einer schematischen Schnittdarstellung, und _
- b -
Figur 2 ein Ausführungsbeispiel eines Auflichtmikroskops mit dem Korrektionsobjektiv nach Figur 1 in schematischer Darstellung.
Figur 1 zeigt als Ausführungsbeispiel ein Korrektionsobjektiv 10 in einem Schnitt längs der optischen Achse 0.
Das gezeigte Korrektionsobjektiv 10 umfasst eine erste Linsengruppe 12 positiver Brechkraft, eine zweite Linsengruppe 14 positiver Brechkraft, eine dritte Linsengruppe 16 negativer Brechkraft und eine vierte Linsengruppe 18 positiver Brechkraft, die in dieser Reihenfolge von der Objektseite her (d.h. in Figur von links) angeordnet sind. Die zweite Linsengruppe 14 ist zur Korrektion der sphärischen Aberration längs der optischen Achse O bewegbar. Die erste Linsengruppe 12, die dritte Linsengruppe 16 und die vierte Linsengruppe 18 sind stationär.
Das Korrektionsobjektiv 10 ist einem Deckglas 20 zugewandt, das zwei plane Flächen Fl und F2 hat. Auf der Fläche Fl ist eine Probe 24 angeordnet ist. Das Deckglas 20 befindet sich in einem Probenraum 26. In Figur 1 ist eine Fokusebene F definiert, die in einem paraxialen Fokus 22 senkrecht von der optischen Achse O durchsetzt ist.
Die erste Linsengruppe 12 umfasst von der Objektseite her gesehen eine erste Linse 28 negativer Brechkraft mit einer objektseitigen konkaven Fläche F3 und einer beseitigen konvexen Fläche F4 sowie eine zweite Linse 30 positiver Brechkraft mit zwei konvexen Fläche F5 und F6. Die erste Linse 28 hat objektseitig eine Fase 29.
Die zweite Linsengruppe 14 umfasst von der Objektseite her gesehen eine dritte Linse 32 positiver Brechkraft, die zwei konvexe Fläche F7, F8 aufweist, eine vierte Linse 34 negativer Brechkraft, die zwei konkave Flächen F9, F10 aufweist, und eine fünfte Linse 36 positiver Brechkraft, die zwei konvexe Flächen Fll, F12 aufweist. Die bildseitige konvexe Fläche F8 der dritten Linse 32 und die objektseitige konkave Fläche F9 der vierten Linse 34 sowie die bildseitige konkave Fläche F10 der vierten Linse 34 und die objektseitige konvexe Fläche Fll der fünften Linse 36 sind jeweils miteinander verkittet. Die zweite Linsengruppe 14 bildet somit ein Kittglied. Durch die Ausgestaltung der zweiten Linsengruppe 14 als Kittglied ergibt sich ein kompakter Objektivaufbau, da nur ein einziges Linsenglied zur Korrektion der sphärischen Aberration bewegt werden muss.
Die dritte Linsengruppe 16 umfasst von der Objektseite her gesehen eine sechste Linse 38 positiver Brechkraft mit zwei konvexen Flächen F13, F14 und eine siebente Linse 40 negativer Brechkraft mit zwei konkaven Flächen F15, F16, wobei die bildseitige Fläche F14 der sechsten Linse 38 und die objektseitige Fläche F15 der siebenten Linse 40 miteinander verkittet sind.
Die vierte Linsengruppe 18 umfasst von der Objektseite her gesehen eine achte Linse 42 negativer Brechkraft, die objektseitig eine konkave Fläche F17 und bildseitig eine konvexe Fläche F18 aufweist, und eine neunte Linse 44 positiver Brechkraft, die objektseitig eine konkave Fläche F19 und bildseitig eine konvexe Fläche F20 aufweist. In dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die achte Linse 42 objektseitig eine Fase 43 auf.
Tabelle 1 zeigt Linsendaten des Korrektionsobjektivs 10 nach Figur 1. Der Krümmungsradius der jeweiligen Linsenfläche bzw. der Abstand zur folgenden Fläche ist in mm angegeben. Ferner sind in Tabelle 1 die Brechzahl ne und Abbe-Zahl ve der verwendeten Gläser bei einer Wellenlänge von 546,073 nm angegeben. Die Flächen sind von der Objektseite her durchnummeriert. Zudem sind die in Figur 1 verwendeten Bezugszeichen angegeben.
Da die zweite Linsengruppe 14 längs der optischen Achse O bewegbar ist, sind die Abstände zwischen den Linsenflächen F6 und F7 sowie zwischen den Linsenflächen F12 - o - und F13 variabel. Diese Abstände sind in Tabelle 1 mit VI bzw. V2 bezeichnet. Ihre Summe ist konstant und beträgt in dem gezeigten Ausführungsbeispiel 4,11 mm.
Tabelle 1
FläBezugszeiAbche chen Radius stand ne
1 Fl unend1,0000 1,51872 64,0
lich
2 F2 unend1,8959
lich
3 F3 -4,5100 7,2800 1,88815 40,5
4 F4 -7,7910 0,2000
5 F5 47,1300 3,1700 1,53019 76,6
6 F6 -14,2040 VI
7 F7 16,4010 5,4900 1,43985 94,5
8 F8, F9 -15,3370 4,0000 1,64133 42,2
9 F10, Fll 11,4780 6,0000 1,43985 94,5
10 F12 -18,5290 V2
11 F13 23,7720 2,9600 1,59447 68,0
12 F14, F15 -18,1930 1,7000 1,64133 42,2
13 F16 11,8870 5,8900
14 F17 -7,1460 3,5400 1,48914 70,2
15 F18 -11,8040 1,8300
16 F19 -25,3340 2,7700 1,65391 55,6
17 F20 -13,5150
Durch Bewegen der zweiten Linsengruppe 14 kann eine Bedienperson Abbildungsfehler, insbesondere die sphärische Aberration, korrigieren, die durch veränderliche op- - y - tische Eigenschaften innerhalb des Probenraums 26 entstehen. Ursache für diese Abbildungsfehler können insbesondere Variationen in der Dicke des Deckglases 20 oder Inhomogenitäten in der biologischen Struktur der Probe 24 sein.
Erfindungsgemäß weist die zweite Linsengruppe 14 einen Abbildungsmaßstab zwischen -0,9 und -1,1 auf, so dass die Position der zweiten Linsengruppe 14 längs der optischen Achse 0 zwischen der ersten Linsengruppe 12 und der dritten Linsengruppe 16 einen vernachlässigbaren Einfluss auf die Lage des paraxialen Fokus 22 hat. Dies erlaubt es einer Bedienperson, durch Bewegen der zweiten Linsengruppe 14 Abbildungsfehler zu korrigieren, ohne dabei die Lage des paraxialen Fokus 22 wesentlich zu verändern.
Ferner beträgt die Brechkraft D2 der zweiten Linsengruppe 14 mindestens ein Zehntel und maximal ein Drittel der Gesamtbrechkraft D des Korrektionsobjektivs 10. Um einen kompakten Aufbau, insbesondere eine kurze Baulänge des Korrektionsobjektivs 10 bei großer Korrektionswirkung zu realisieren, ist eine hohe Brechkraft der zweiten Linsengruppe 14 nahe dem vorstehend genannten Maximalwert vorteilhaft.
Figur 2 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines Mikroskops 100, welches das Korrektionsobjektiv 10 nach Figur 1 aufweist.
In einem Beleuchtungsstrahlengang 101 des Mikroskops 100 sind eine Lichtquelle 102, eine Leuchtfeldblende 104, eine Beleuchtungslinse 106 ein dichroitischer Teilerspiegel 108 und das Korrektionsobjektiv 10 angeordnet. Die Lichtquelle 102 emittiert Beleuchtungslicht, bei dem es sich insbesondere um Licht handeln kann, welches die Probe 24 zur Emission von Fluoreszenzlicht anregt. Das Beleuchtungslicht wird durch die Leuchtfeldblende 104 räumlich begrenzt und fällt nach Durchtritt durch die Beleuchtungslinse 106 auf den dichroitischen Teilerspiegel 108. Der dichroitische Teilerspiegel 108 ist derart angeordnet, dass er das Beleuchtungslicht auf das Korrektionsobjektiv 10 richtet, welches dann die Probe 24 beleuchtet.
In einenn Detektionsstrahlengang 103 des Mikroskops 100 sind von der Objektseite her das Korrektionsobjektiv 10, der dichroitisch Teilerspiegel 108 und eine Tubuslinse 110 angeordnet. Die in der Fokusebene F angeordnete Probe 24 emittiert Detektionslicht, bei dem es sich insbesondere um Fluoreszenzlicht handeln kann. Das Detektionslicht tritt durch das Korrektionsobjektiv 10 und fällt auf den dichroitischen Teilerspiegel 108, der das Detektionslicht transmittiert. Nach Durchtritt durch den Teilerspiegel 108 fällt das Detektionslicht in die Tubuslinse 110, die das Detektionslicht auf eine Bildebene B bündelt, in der so ein Bild der Probe 24 erzeugt wird.
An dem Korrektionsobjektiv 10 ist ein Bedienelement 50 angeordnet, das es einer Bedienperson erlaubt, die sphärische Aberration zu korrigieren. Bei dem Bedienelement 50 handelt es sich beispielsweise um einen Rändelring, dessen Drehung mittels eines Getriebes in eine Bewegung der das Korrektionsglied des Korrektionsobjektivs 10 bildenden zweiten Linsengruppe 14 längs der optischen Achse O umsetzt, um so eine Korrektionswirkung zu erzielen. Wie schon weiter oben erwähnt, ist das Korrektionsobjektiv 10 so ausgebildet, dass die Korrektionseinstellung der zweiten Linsengruppe 14 die Lage des paraxialen Fokus 22 weitestgehend unbeeinflusst lässt.
Bezugszeichenliste
10 Korrektionsobjektiv
12 erste Linsengruppe
14 zweite Linsengruppe
16 dritte Linsengruppe
18 vierte Linsengruppe
20 Deckglas
22 paraxialer Fokus
24 Präparat
26 Probenraum
28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44
29, 43 Fasen
Fl - F20 Linsenflächen
50 Bedienelement
100 Mikroskop
101 Beleuchtungsstrahlengang
102 Lichtquelle
103 Detektionsstrahlengang
104 Leuchtfeldblende
106 Beleuchtungslinse
108 dichroitischer Teilerspiegel
110 Tubuslinse
B Bildebene
F Fokusebene
0 optische Achse

Claims

Ansprüche
1. Korrektionsobjektiv (10) für ein Mikroskop (100), umfassend eine erste Linsengruppe (12) positiver Brechkraft, eine zweite Linsengruppe (14) positiver Brechkraft, eine dritte Linsengruppe (16) negativer Brechkraft und eine vierte Linsengruppe (18) positiver Brechkraft, die in dieser Reihenfolge von der Objektseite her angeordnet sind, wobei die zweite Linsengruppe (14) längs der optischen Achse (0) derart bewegbar ist, dass die Summe des Abstands (VI) zwischen der zweiten Linsengruppe (14) und der ersten Linsengruppe (12) und des Abstands (V2) zwischen der zweiten Linsengruppe (14) und der dritten Linsengruppe (16) konstant ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Abbildungsmaßstab der zweiten Linsengruppe (14) in einem Bereich von -0,9 bis -1,1 liegt.
2. Korrektionsobjektiv (10) für ein Mikroskop (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brechkraft der zweiten Linsengruppe (16) mindestens ein Zehntel und maximal ein Drittel der Gesamtbrechkraft des Korrektionsobjektivs (10) beträgt.
3. Korrektionsobjektiv (10) für ein Mikroskop (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Linsengruppe (12) eine erste Linse (28) negativer Brechkraft und eine zweite Linse (30) positiver Brechkraft enthält, die in dieser Reihenfolge von der Objektseite her angeordnet sind.
4. Korrektionsobjektiv (10) für ein Mikroskop (100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Linse (28) eine Meniskuslinse ist und die zweite Linse (30) eine bikonvexe Linse ist.
5. Korrektionsobjektiv (10) für ein Mikroskop (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Linsengruppe (14) eine dritte Linse (32) positiver Brechkraft, eine vierte Linse (34) negativer Brechkraft und eine fünfte Linse (36) positiver Brechkraft enthält, die in dieser Reihenfolge von der Objektseite her angeordnet und miteinander verkittet sind.
6. Korrektionsobjektiv (10) für ein Mikroskop (100) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Linse (32) und die fünfte Linse (36) jeweils bikonvexe Linsen sind und die vierte Linse (34) eine bikonkave Linse ist.
7. Korrektionsobjektiv (10) für ein Mikroskop (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Linsengruppe (16) eine sechste Linse (38) positiver Brechkraft und eine siebente Linse (40) negativer Brechkraft enthält, die in dieser Reihenfolge von der Objektseite her angeordnet und miteinander verkittet sind.
8. Korrektionsobjektiv (10) für ein Mikroskop (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die sechste Linse (38) eine bikonvexe Linse ist und die siebente Linse (40) eine bikonkave Linse ist.
9. Korrektionsobjektiv (10) für ein Mikroskop (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Linsengruppe (18) eine achte Linse (42) negativer Brechkraft und eine neunte Linse (44) positiver Brechkraft enthält, die in dieser Reihenfolge von der Objektseite her angeordnet sind.
10. Korrektionsobjektiv (10) für ein Mikroskop (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die achte Linse (42) und die neunte Linse (44) der jeweils eine Meniskuslinsen ist.
1. Immersionsobjektiv (10) für ein Mikroskop (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Bedienelement (50), mit dessen Hilfe die zweite Linsengruppe (14) längs der optischen Achse (O) bewegbar ist.
Mikroskop (100) mit einem Korrektionsobjektiv (10) nach einem der vorherg henden Ansprüche.
PCT/EP2018/060149 2017-04-21 2018-04-20 Korrektionsobjektiv für ein mikroskop WO2018193076A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/605,775 US11262567B2 (en) 2017-04-21 2018-04-20 Correction objective for a microscope
JP2019556845A JP2020517992A (ja) 2017-04-21 2018-04-20 顕微鏡用の補正対物レンズ

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017108593.9 2017-04-21
DE102017108593.9A DE102017108593B4 (de) 2017-04-21 2017-04-21 Korrektionsobjektiv für ein Mikroskop, Immersionsobjektiv und Mikroskop

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018193076A1 true WO2018193076A1 (de) 2018-10-25

Family

ID=62152515

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2018/060149 WO2018193076A1 (de) 2017-04-21 2018-04-20 Korrektionsobjektiv für ein mikroskop

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11262567B2 (de)
JP (1) JP2020517992A (de)
DE (1) DE102017108593B4 (de)
WO (1) WO2018193076A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7186011B2 (ja) * 2018-04-19 2022-12-08 株式会社エビデント 顕微鏡対物レンズ

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5940220A (en) 1996-11-08 1999-08-17 Nikon Corporation Microscope objective lens with variable correction of aberrations imparted by transparent body between the specimen and the objective lens
DE102004051357A1 (de) 2004-10-19 2006-04-27 Carl Zeiss Jena Gmbh Immersions-Mikroskopobjektiv
US20060279847A1 (en) * 2005-06-10 2006-12-14 Manfred Matthae Apochromatically corrected microscope objective
EP2017663A2 (de) * 2007-07-17 2009-01-21 Olympus Corporation Objektiv für ein Immersionsmikroskop und Laserabtastungs-Mikroskopsystem damit
US20130222920A1 (en) * 2012-02-28 2013-08-29 Olympus Corporation Microscope objective lens

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3990126B2 (ja) * 2000-11-08 2007-10-10 オリンパス株式会社 顕微鏡ズーム対物レンズ
JP4379780B2 (ja) * 2003-06-06 2009-12-09 株式会社ニコン 顕微鏡用ズーム鏡筒及びこれを用いた顕微鏡
JP2008185965A (ja) * 2007-01-31 2008-08-14 Olympus Corp 顕微鏡対物レンズ
JP5307474B2 (ja) * 2008-08-19 2013-10-02 オリンパス株式会社 顕微鏡対物レンズおよび拡大撮像装置
DE102010039746B4 (de) * 2010-08-25 2016-02-25 Carl Zeiss Ag Aberrationskorrigiertes Mikroskop
DE102012007359B3 (de) * 2012-04-12 2013-10-02 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Immersionsobjektiv und Lichtmikroskop
WO2015025802A1 (ja) * 2013-08-22 2015-02-26 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 拡大内視鏡光学系
CN113419335B (zh) * 2016-10-07 2023-05-26 株式会社尼康 变倍光学系统以及光学设备

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5940220A (en) 1996-11-08 1999-08-17 Nikon Corporation Microscope objective lens with variable correction of aberrations imparted by transparent body between the specimen and the objective lens
DE102004051357A1 (de) 2004-10-19 2006-04-27 Carl Zeiss Jena Gmbh Immersions-Mikroskopobjektiv
US20060279847A1 (en) * 2005-06-10 2006-12-14 Manfred Matthae Apochromatically corrected microscope objective
EP2017663A2 (de) * 2007-07-17 2009-01-21 Olympus Corporation Objektiv für ein Immersionsmikroskop und Laserabtastungs-Mikroskopsystem damit
US20130222920A1 (en) * 2012-02-28 2013-08-29 Olympus Corporation Microscope objective lens
US8705178B2 (en) 2012-02-28 2014-04-22 Olympus Corporation Microscope objective lens

Also Published As

Publication number Publication date
US20210011268A1 (en) 2021-01-14
JP2020517992A (ja) 2020-06-18
DE102017108593A1 (de) 2018-10-25
DE102017108593B4 (de) 2019-03-14
US11262567B2 (en) 2022-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102017108595B3 (de) Immersionsobjektiv für ein Mikroskop
DE2655041C2 (de) Immersionsobjektiv zum Gebrauch mit mehreren optisch verschiedenen Immersionsmitteln
DE102012007359B3 (de) Immersionsobjektiv und Lichtmikroskop
DE102013006999B4 (de) Telezentrisches modulares Zoomsystem
EP1746451B1 (de) Fernrohr mit grossem Sehfeld und variabler Vergrösserung
DE10222041A1 (de) Afokaler Zoom zur Verwendung in Mikroskopen
CH663284A5 (de) Stereomikroskop.
DE102014005880A1 (de) Lichtrastermikroskop mit vereinfachter Optik, insbesondere mit veränderlicher Pupillenlage
DE19837135A1 (de) Afokales Zoomsystem
DE102005040830A1 (de) Optische Anordnung und Verfahren zur Abbildung tiefenstrukturierter Objekte
EP1067420B1 (de) DUV-taugliches Mikroskop-Objektiv mit parfokalem IR-Fokus
DE4344908A1 (de) Kondensorlinsensystem
EP1355181B1 (de) Laser-scanning-Mikroskop mit Kollimator- und/oder Pinholeoptik
WO2018193076A1 (de) Korrektionsobjektiv für ein mikroskop
DE102005046476A1 (de) Mikroskopobjektiv
DE102010061862B4 (de) Optisches Inspektionssystem
DE19746925C1 (de) Mikroskop-Okular mit 10-facher Vergrößerung
WO2000008510A1 (de) Mikroskop mit auflichteinkopplung
WO2004097492A1 (de) Dunkelfeld-beleuchtungssystem
DE2636043A1 (de) Afokaler vorsatz
EP3958024A1 (de) Autofokussierbares mikroskopobjektiv mit flüssiglinse
DE102015225641A1 (de) Zoomobjektiv
DE4429194A1 (de) Beidseitig telezentrisches optisches Umbildesystem
DE102014108596B3 (de) Objektiv und optisches Gerät
DE102004048844A1 (de) Optisches System

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18724143

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019556845

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18724143

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1