DE1276360B

DE1276360B - Optical system for microscopes

Info

Publication number: DE1276360B
Application number: DEB73125A
Authority: DE
Inventors: Harold Edward Rosenberger
Original assignee: Bausch and Lomb Inc
Current assignee: Bausch and Lomb Inc
Priority date: 1962-09-10
Filing date: 1963-08-14
Publication date: 1968-08-29

Description

Optisches System für Mikroskope Die Erfindung bezieht sich auf ein optisches Nlikroskopsystem, bestehend aus einem Objektiv kontinuierlich veränderbarer Brennweite und einem (Huygensschen) Okular, wobei das Objektiv aus einer bewegbaren vorderen Linsengruppe positiver Brechkraft und einem bewegbaren hinteren Linsenglied negativer Brechkraft besteht, die in axialer Richtung in bezug auf einen festen Punkt auf der optischen Achse unterschiedlich derart bewegbar sind, daß sich ein von ihnen erzeugtes Bild in einem Vergrößerungsbereich von mindestens 4:1 ändert, wobei das Bild ortsfest bleibt und sich die numerische Apertur des Systems proportional mit der genannten Vergrößerung ändert.Optical system for microscopes The invention relates to a optical microscope system, consisting of a continuously variable lens Focal length and a (Huygens') eyepiece, whereby the objective consists of a movable one front lens group of positive refractive power and a movable rear lens element negative refractive power exists, which is in the axial direction with respect to a fixed Point on the optical axis can be moved differently in such a way that a changes the image generated by you in a magnification range of at least 4: 1, the image remains stationary and the numerical aperture of the system is proportional changes with the mentioned magnification.

Optische Systeme mit beweglichem Objektiv, das zwei gleichzeitig bewegbare Linsenglieder aufweist, siAd an sich bekannt. Die USA.-Patentschrift 2 997 919 beschreibt ein derartiges optisches System für einen Mikroprojektor. Bei dem bekannten optischen System ist es nicht möglich, für alle einstellbaren Vergrößerungen eine gleichmäßige Beleuchtungsstärke zu erhalten. Die Beleuchtungsstärke fällt mit zunehmender Vergrößerung stark ab.Optical systems with movable lens that can move two at the same time Has lens members, are known per se. U.S. Patent 2,997,919 describes such an optical system for a microprojector. With the well-known optical It is not possible for a system to achieve a uniform magnification for all adjustable magnifications Maintain illuminance. The illuminance falls with increasing magnification strong.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein optisches System dieser Art dahingehend zu verbessern, daß sich die numerische Apertur des Systems im wesentlichen linear mit der Vergrößerung ändert, wodurch die Beleuchtungsstärke, die im Okular eines das erfindungsgemäße optische System aufweisenden Mikroskops wahrzunehmen ist, über alle Änderungen der Vergrößerung des Bildes die gleiche bleibt. Dieser sich linear mit der Vergrößerung ändernden numerischen Apertur auf der Objektseite steht eine konstante numerische Apertur auf der Bildseite gegenüber.The object of the invention is to provide an optical To improve this type of system in such a way that the numerical aperture of the System changes essentially linearly with the magnification, whereby the illuminance, those in the eyepiece of a microscope having the optical system according to the invention what is perceived is that over all changes the magnification of the image remains the same. This numerical aperture on the object side, which changes linearly with the magnification there is a constant numerical aperture on the opposite side of the image.

Die numerische Apertur N. A. ist wie folgt definiert: N. A.=nsina.The numerical aperture NA is defined as follows: N.A. = nsina.

Sie ändert sich mit sin a, dem halben Winkel des Strahlenkegels, der in das Objektiv eintritt, so daß eine Änderung der numerischen Apertur auf der Objektivseite erfolgt. Gleichzeitig mit dieser Änderung der numerischen Apertur auf der Objektseite tritt eine numerische Apertur für den Strahlenkegel, der aus dem Objektiv austritt, auf, die als numerische Apertur der Bildseite bezeichnet wird. Um letztere konstant zu halten, muß der Winkel des hinter dem Objektiv austretenden Strahlenkegels für alle Stellungen des Objektivs gleichbleiben, was dadurch erreicht wird, daß das Objektiv aus einer vorderen Linsengruppe und einem hinteren Linsenglied zusammengesetzt ist, wobei diese beiden Teile des Objektivs in axialer Richtung auf der optischen Achse einzeln um verschieden große Beträge bewegt werden können.It changes with sin a, half the angle of the cone of rays, the enters the objective so that a change in numerical aperture on the objective side he follows. Simultaneously with this change in the numerical aperture on the object side there is a numerical aperture for the beam cone emerging from the objective, which is referred to as the numerical aperture of the image side. To the latter constant to keep, the angle of the cone of rays emerging behind the lens must be for all positions of the lens remain the same, which is achieved by the Lens composed of a front lens group and a rear lens element is, with these two parts of the lens in the axial direction on the optical Axis can be moved individually by different amounts.

Im einzelnen wird die geschilderte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Aperturblende mit einem Durchmesser von 0,0115 L in einer festen Entfernung zwischen 0,0648 und 0,0791 L vor der vorderen Linsengruppe angeordnet und mit dieser zusammen bewegbar ist, daß die genannte vordere Linsengruppe aus einem vorderen zusammengesetzten Glied und einer mit Abstand SZ von dieser angeordneten hinteren Einzellinse besteht, deren äquivalente Brennweite F, bzw. F" die in den folgenden Ungleichungen angegebenen Werte aufweisen, wobei L die axiale Entfernung zwischen dem zu beobachtenden Objekt und dem Okular bezeichnet: 0,285 L < +F, < 0,348 L, 0,160 L < +F" < 0,196 L, daß das bewegbare hintere negative Glied eine äquivalente Brennweite F", nach folgender Ungleichung hat: 0,149 L < -F", < 0,183 L, daß die aufeinanderfolgenden Lufträume S, zwischen dem Objekt und dem genannten zusammengesetzten Glied, SZ zwischen dem zusammengesetzten Glied und der hinteren Einzellinse der vorderen Linsengruppe, S3 zwischen der hinteren Einzellinse der vorderen Linsengruppe und dem hinteren negativen Glied und S4 zwischen dem genannten hinteren negativen Glied und dem genannten Okular den folgenden Ungleichungen genügen.In detail, the described object is achieved according to the invention in that an aperture diaphragm with a diameter of 0.0115 L is arranged at a fixed distance between 0.0648 and 0.0791 L in front of the front lens group and can be moved together with it Lens group consists of a front composite member and a rear single lens arranged at a distance SZ from this, the equivalent focal length F or F "of which have the values given in the following inequalities, where L denotes the axial distance between the object to be observed and the eyepiece : 0.285 L <+ F, <0.348 L, 0.160 L <+ F "<0.196 L, that the movable rear negative member has an equivalent focal length F", according to the following inequality: 0.149 L < -F ", <0.183 L, that the successive air spaces S, between the object and said compound member, SZ between the compound member and the rear single lens of the front lenses group, S3 between the rear single lens of the front lens group and the rear negative member and S4 between said rear negative member and said eyepiece satisfy the following inequalities.

Für die kleinste Vergrößerung 0,221 L < S1 < 0,270 L 0,00111 L < S 2 < 0,00135 L 0,0436 L < S3 < 0,0532 L 0,591 L < S4 < 0,722 L Für die größte Vergrößerung 0,106 L < S1 < 0,130 L 0,00111 I, < S 2 < 0,00135 L 0,325 L < S3 < 0,398 L 0,424 L < S4. < 0,518 L Zum besseren Verständnis wird die Erfindung nunmehr'an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei ist F i g. 1 ein Diagramm eines optischen Mikroskopsystems, das gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, F i g. 2 ein Schaubild, das die relativen Bewegungen der bewegbaren 'feile des Objektivs des optischen Systems darstellt, F i g. 3 ein schematisches Diagramm. Es zeigt die Lage der Frontlinsengruppe bei starker Vergrößerung, F i g. 4 ein Diagramm ähnlich der F i g. 3. Es zeigt die Lage der Frontlinsengruppe bei schwacher Vergrößerung.For the smallest enlargement 0.221 L <S1 <0.270 L 0.00 1 11 L <S 2 <0.00135 L. 0.0436 L <S3 <0.0532 L. 0.591 L <S4 <0.722 L. For the greatest magnification 0.106 L <S1 <0.130 L. 0.00111 I, <S 2 <0.00135 L. 0.325 L <S3 <0.398 L. 0.424 L <S4. <0.518 L For a better understanding, the invention will now be explained in more detail with reference to the drawings. Where F i g. 1 is a diagram of an optical microscope system constructed in accordance with the present invention, FIG. FIG. 2 is a graph showing the relative movements of the movable file of the objective of the optical system, FIG. 3 is a schematic diagram. It shows the position of the front lens group at high magnification, FIG. 4 is a diagram similar to FIG. 3. It shows the position of the front lens group at low magnification.

Das optische System 10 umfaßt in erster Linie ein Objektiv mit zwei beweglichen Teilen, die mit 11 für die dem Objekt O nächstgelegene vordere Linsengruppe und 12 für das hintere Linsenglied bezeichnet ist. Die Teile sind auf der optischen Achse 13 des Instrumentes fluchtend angeordnet. Das optische System umfaßt ferner ein Okular 14 zum Betrachten des Bildes, das vom Objektiv erzeugt wird. Die bewegbare vordere Linsengruppe 11 und das hintere Linsenglied 42 des Objektivs erzeugen zusammen ein reelles Bild des Objektes O und werden gleichzeitig relativ zueinander längs der optischen Achse in solcher Weise bewegt, daß das gesamte Bild in einer feststehenden Lage in der Ebene der Okularblende 15 entsteht. Das Bild ändert sich in seiner Größe über einen Vergrößerungsbereich von mindestens 4:1.The optical system 10 primarily comprises an objective with two movable parts, which is designated with 11 for the front lens group closest to the object O and 12 for the rear lens element. The parts are aligned on the optical axis 13 of the instrument. The optical system also includes an eyepiece 14 for viewing the image produced by the objective. The movable front lens group 11 and the rear lens element 42 of the objective together produce a real image of the object O and are simultaneously moved relative to one another along the optical axis in such a way that the entire image is created in a fixed position in the plane of the eyepiece diaphragm 15. The image changes in size over a magnification range of at least 4: 1.

Eines der Merkmale der Erfindung ist die Anordnung einer Aperturblende 16 in einer festen Entfernung von der vorderen Linsengruppe 11 zur Steuerung der numerischen Apertur des optischen Systems in allen seinen Betriebslagen. Die Aperturblende 16 zusammen mit den anderen optischen Parametern des optischen Systems 10 führt dazu, daß die numerische Apertur auf der Objektseite des optischen Systems sich im wesentlichen direkt linear -mit der Vergrößerung ändert, während die numerische Apertur auf der Bildseite konstant bleibt, was eingangs bereits erläutert wurde.' Bei dem optischen System dieser Erfindung besteht die vordere Linsengruppe 11 des Objektivs aus einem vorderen zusammengesetzten Glied, das mit AB bezeichnet ist, und einer hinteren Einzellinse C, die nach rückwärts um einen Abstand SZ von diesem entfernt angeordnet ist. Das vordere zusammengesetzte Glied besteht aus einer Doppelkonkavlinse und aus einer Doppelkonvexlinse. Das vordere zusammengesetzte Glied AB und die hintere Einzellinse C sind mit der Aperturblende 16 gemeinsam betätigbar verbunden, so daß sie zusammen einen bewegbaren Teil darstellen. Auf der Rückseite des vorderen zusammengesetzten Gliedes AB und der hinteren Einzellinse C ist das negative hintere Linsenglied 12 in der Form einer Einzelzerstreuungslinse D angeordnet, die zusammen mit der Vorderlinsengruppe ein reelles Bild in der Okularblende 15 ergibt.One of the features of the invention is the arrangement of an aperture stop 16 at a fixed distance from the front lens group 11 for controlling the numerical aperture of the optical system in all of its operating positions. The aperture diaphragm 16 together with the other optical parameters of the optical system 10 means that the numerical aperture on the object side of the optical system changes essentially directly linearly with the magnification, while the numerical aperture on the image side remains constant, which was already the case at the beginning has been explained. ' In the optical system of this invention, the front lens group 11 of the objective consists of a front composite member, denoted AB , and a rear single lens C rearwardly spaced a distance SZ therefrom. The front compound link consists of a double concave lens and a double convex lens. The front composite member AB and the rear single lens C are operably connected to the aperture stop 16 so that they together constitute a movable part. On the rear side of the front composite element AB and the rear single lens C, the negative rear lens element 12 is arranged in the form of a single diverging lens D which, together with the front lens group, gives a real image in the eyepiece diaphragm 15.

Aus der Fi.g. 2 ist zu sehen, in welcher Relation sich dig vordere Linsengruppe 11 gegen das bewegliche hintere Linsenglied D bewegt, wenn die Vergrößerung des Systems 'von? -hohen Vergrößerungswerten zu niedrigen Vergrößerungswerten fortschreitet, Bei dieser Bewegung ändert sich die numerische Apertur des Systems auf der Objektseite im wesentlichen linear mit der Vergrößerung, wie bereits erwähnt. Das zuletzt genannte Merkmal ist in den Diagrammen der F i g. 3 und 4 dargestellt, wobei die Aperturblende 16 in einer festen Entfernung vor der vorderen Linsengruppe angeordnet ist, die durch die Größe X' in F i g. 3 repräsentiert ist. Der Durchmesser Y der Apertur ist der gleiche und konstant über alle Vergrößerungen des Bildes. Der Wert von X' liegt zwischen 0,0648 und 0,0791 L, und der Wert ist gleich 0,0115 L, wobei L die Entfernung zwischen dem Objekt O und der Feldlinse E des Okulars 14 darstellt. Es ergibt sich ohne weiteres aus den F i g. 3 und 4, daß der eingeschlossene Winkel, der mit a bezeichnet ist und zwischen den divergierenden Strahlen liegt, die durch den Rand der Blende begrenzt sind, sich ändert, wie bereits hervorgehoben wurde. Die F i g. 3 und 4 zeigen den Zustand für große bzw. kleine Vergrößerungen.From Fi.g. 2 shows the relation in which the front lens group 11 moves against the movable rear lens element D when the magnification of the system 'is from? -high magnification values progresses to low magnification values. During this movement, the numerical aperture of the system on the object side changes essentially linearly with the magnification, as already mentioned. The latter feature is shown in the diagrams of FIG. 3 and 4, the aperture stop 16 being arranged at a fixed distance in front of the front lens group, which is defined by the size X 'in FIG. 3 is represented. The diameter Y of the aperture is the same and constant over all magnifications of the image. The value of X 'is between 0.0648 and 0.0791 L and the value is equal to 0.0115 L, where L represents the distance between the object O and the field lens E of the eyepiece 14 . It is readily apparent from FIGS. 3 and 4 that the included angle, which is denoted by a and lies between the diverging rays, which are limited by the edge of the diaphragm, changes, as has already been emphasized. The F i g. 3 and 4 show the state for large and small enlargements, respectively.

Wie erwähnt, bleibt während der Änderung der Vergrößerung das genannte Bild an der Okularblende 15 stehen, und die numerische Apertur auf der Bildseite des Objektivs behält einen im wesentlichen konstanten Wert. Dies ergibt den Vorteil, daß das Bild, das im Okular zu sehen ist, immer eine konstante Helligkeit oder Lichtintensität hat.As mentioned, while changing the magnification, this remains the same Image on the eyepiece diaphragm 15, and the numerical aperture on the image side of the lens maintains an essentially constant value. This gives the advantage that the image that can be seen in the eyepiece always has a constant brightness or light intensity Has.

Zum Zweck der Korrektur des Randchromatismus, der durch die vordere Linsengruppe 11 und das hintere Linsenglied 12 in dem optischen System 10 gebracht wird, sind die konstruktiven Daten für das Okular 14 so gewählt, daß eine im wesentlichen vollständige Korrektur des genannten Randchromatismus erfolgt. Infolgedessen ist das Okular 14 nicht als getrennter oder trennbarer Objektivteil des optischen Systems anzusehen. Es bildet einen wichtigen Teil des Mechanismus zur Aberrationskorrektur. Die genannten Okularparameter sind im folgenden angegeben. Ein weiterer Vorteil einer solchen Okularausbildung besteht in der verhältnismäßig großen Augenentfernung, die für das Instrument vorgesehen ist und die durch den axialen Abstand des rückwärtigen Scheitelpunktes der Augenlinse F zur Austrittspupille des optischen Systems bestimmt ist.For the purpose of correcting the edge chromatism which is brought about by the front lens group 11 and the rear lens element 12 in the optical system 10 , the design data for the eyepiece 14 are selected so that an essentially complete correction of said edge chromatism takes place. As a result, the eyepiece 14 is not to be regarded as a separate or separable objective part of the optical system. It forms an important part of the aberration correction mechanism. The eyepiece parameters mentioned are given below. Another advantage of such an eyepiece design is the relatively large eye distance which is provided for the instrument and which is determined by the axial distance between the rear vertex of the eye lens F and the exit pupil of the optical system.

Unter bezug auf die Parameter des optischen Systems 10 ist zu sagen, daß die Brennweiten des eine Doppellinse darstellenden vorderen zusammengesetzten Gliedes AB und der Einzellinse C der vorderen Linsengruppe 11 mit F, und F" bezeichnet sind. Der Bereich der Werte dieser Brennweiten ist durch die folgenden Ungleichungen in Teilen von L angegeben, wobei L - wie oben definiert -die axiale Entfernung zwischen dem Objekt und dem Okular ist: 2,285 L < +F, < 0,348 L, 0,160 L < +F" < 0,196 L. Die entsprechenden äquivalenten Brennweiten des hinteren Linsengliedes D haben einen negativen Wert F",, der durch die folgende Ungleichung gegeben ist: 0,149 L < -F", < 0,183 L. With reference to the parameters of the optical system 10 , the focal lengths of the double lens front compound member AB and the single lens C of the front lens group 11 are denoted by F 1 and F ". The range of values of these focal lengths is given by The following inequalities are given in parts of L, where L - as defined above - is the axial distance between the object and the eyepiece: 2.285 L <+ F, <0.348 L, 0.160 L < + F "<0.196 L. The corresponding equivalent focal lengths of the rear lens element D have a negative value F ",, which is given by the following inequality: 0.149 L < -F", < 0.183 L.

Für den Fall, daß die obengenannte - Verteilung der Stärken in der vorderen Linsengruppe bzw. dem hinteren Linsenglied des optischen Systems vorliegt, wird ein reelles Bild an der Okularblende 15 gebildet. Das genannte Bild ist ortsfest und veränderlich in der Vergrößerung, wenn die vordere Linsengruppe und das hintere Linsenglied in einer Weise bewegt werden, wie in F i g. 2 der Zeichnung dargestellt ist. Der Bereich der Vergrößerung beträgt mindestens 4:1.In the event that the above - distribution of strengths in the the front lens group or the rear lens element of the optical system is present, a real image is formed on the eyepiece diaphragm 15. The above image is stationary and variable in magnification when the front lens group and the rear one Lens member can be moved in a manner as shown in FIG. 2 of the drawing is. The range of magnification is at least 4: 1.

Weiter sind unter bezug auf die genannten Parameter des optischen Systems die Brennweiten F,v und Fv, die zu den Linsen E bzw. F des Okulars 14 gehören, durch die folgende Ungleichungen gegeben: 0,264 L < F,v < 0,323 L, 0,158 L < Fv < 0,193 L. Während der Änderungen der Vergrößerungen für einen Vergrößerungsbereich von 4: 1 haben die veränderlichen Abstände, die in der Richtung vom Objekt O aus gesehen der Reihe nach mit S1, S3 und S4 bezeichnet sind, Werte, wie sie in der folgenden Tabelle angegeben sind. Die Werte sind darin für mehrere mittlere Vergrößerungen zwischen den beiden extremen Werten angegeben, die mit F i g. 2 übereinstimmen.Furthermore, with reference to the mentioned parameters of the optical system, the focal lengths F, v and Fv, which belong to the lenses E and F of the eyepiece 14, are given by the following inequalities: 0.264 L <F, v <0.323 L, 0.158 L <Fv <0.193 L. During the changes in the magnifications for a magnification range of 4: 1, the variable distances, which are sequentially denoted S1, S3 and S4 in the direction from the object O, have values as shown in the following table. The values are given therein for several medium magnifications between the two extreme values, denoted by F i g. 2 match.

Vergrößerungsbereich des optischen Systems = 4: 1 Vergrößerung Abstand S, Abstand S3 Abstand S¢ 25,00 X 0,245 L 0,0484 L 0,657 L 31,25 X 0,215 L 0,0661 L 0,669 L 37,50 X 0,194 L 0,0847 L 0,672 L 43,75 X 0,178 L 0,104 L 0,668 L 50,00 X 0,166 L 0,125 L 0,659 L 56,25 X 0,l56 L `0,147 L 0,647 L 62,50 X 0,148 L 0,170 L 0,632 L 68,75 X 0,141 L 0,194 L 0,614 L 75,00 X 0,136 L 0,221 L 0,594 L 81,25 X 0,130 L 0,250 L 0,570 L 87,50 X 0,126 L 0,282 L 0,542 L 93,75 X 0,122 L 0,318 L 0,510 L 100,00 X 0,l18 L 0,362 L 0,471 L Die veränderlichen Werte der aufeinanderfolgenden Lufträume S1, S3 und S4 können durch die folgenden Ungleichungen angegeben werden: Für kleinste Vergrößerung 0,221 L < S, < 0,270 L 0,0436 L < S3 < 0,0532 L 0,591 L < S4 < 0,722 L Für größte Vergrößerung 0,106L<S, <0,130L 0,325 L < S3 < 0,398 L 0,424 L < S4 < 0,518 L Die Abstände SZ und S5 zwischen dem vorderen zusammengesetzten Glied AB und der hinteren Einzellinse C bzw. den Okularlinsen E und F haben feste Werte, die durch die folgenden Ungleichungen gegeben sind: 0,00111 L < S 2 < 0,00135 L, 0,224 L < S 5 < 0,274 L. Des weiteren sollte der Wert die Brennweite der Bikonkavlinse A im wesentlichen -0,114 L und der Wert der Brennweite der Bikonvexlinse B im wesentlichen 0,0903 L sein.Magnification range of the optical system = 4: 1 Enlargement distance S, distance S3 distance S ¢ 25.00 X 0.245 L 0.0484 L 0.657 L 31.25 X 0.215 L 0.0661 L 0.669 L. 37.50 X 0.194 L 0.0847 L 0.672 L. 43.75 X 0.178 L 0.104 L 0.668 L 50.00 X 0.166 L 0.125 L 0.659 L 56.25 X 0.156 L `0.147 L 0.647 L 62.50 X 0.148 L 0.170 L 0.632 L 68.75 X 0.141 L 0.194 L 0.614 L 75.00 X 0.136 L 0.221 L 0.594 L 81.25 X 0.130 L 0.250 L 0.570 L 87.50 X 0.126 L 0.282 L 0.542 L. 93.75 X 0.122 L 0.318 L 0.510 L 100.00 X 0.118 L 0.362 L 0.471 L The variable values of the successive air spaces S1, S3 and S4 can be given by the following inequalities: For smallest magnification 0.221 L <S, <0.270 L. 0.0436 L <S3 <0.0532 L. 0.591 L <S4 <0.722 L. For the greatest magnification 0.106L <S, <0.130L 0.325 L <S3 <0.398 L. 0.424 L <S4 <0.518 L. The distances SZ and S5 between the front composite link AB and the rear individual lens C and the ocular lenses E and F, respectively, have fixed values given by the following inequalities: 0.00111 L <S 2 <0.00135 L, 0.224 L <S 5 <0.274 L. Furthermore, the value of the focal length of the biconvex lens A should be substantially -0.114 L and the value of the focal length of the biconvex lens B should be substantially 0.0903 L.

Im Okular betragen die entsprechenden Werte der axialen Entfernung zwischen der Rückseite R9 der Feldlinse E und der Okularblende 15 zwischen 0,0662 und 0,0809 L, und der Durchmesser der Blendenöffnung hat einen Wert, der zwischen 0,0927 und 0,113 L liegt.In the eyepiece, the corresponding values of the axial distance between the rear side R9 of the field lens E and the eyepiece diaphragm 15 are between 0.0662 and 0.0809 L, and the diameter of the diaphragm opening has a value between 0.0927 and 0.113 L.

Als Ergebnis von Berechnungen und Versuchen wurden die Krümmungsradien der aufeinanderfolgenden Linsenoberflächen, die mit R, bis R11 bezeichnet sind, und die Werte für die aufeinanderfolgenden axialen Dicken t, bis t6 der Linsenelemente festgestellt. Sie sollten in Bereichen der Werte liegen, die in den folgenden Bedingungen genügen: Radien: - 0,260 L < . -R, < 0,318 L 0,105 L < R2 < 0,129 L 0,0665L < - R3 < 0,0813 L 0,116 L < R4 < 0,141 L 0,280 L < -RS < 0,342 L 0,0771 L < -R6 < 0,0942 L ± R7 > 1,0 L 0,190 L < R8 < 0,233 L ±&,>L 0,08l4 L < R,o < 0,100 L ±R" > L Dicken: 0,00941 L < t, < 0,0115 L 0,0144 L < t2 < 0,0176 L 0,0144 L < t3 < 0,0176 L 0,00553 L < t4 < 0,00676 L 0,0221 L < t5 < 0,027l L 0,0183 L < t6 < 0,0223 L Das Minuszeichen kennzeichnet Radien, die konkav in bezug auf die eintreffenden Strahlen sind. Die spezifischen entsprechenden Werte, die als besonders wirksam für einige Ausführungsformen der Erfindung gefunden wurden, sind in der folgenden Wertetafel angegeben: -R, = 0,289 L t1 = 0,0105 L R2 = 0,117 L t2 = 0,0160 L -R3 = 0,0739 L t3 = 0,0160 L R4 = 0,128 L t4 = 0,00615 L -RS = 0,311 L t5 = 0,0246 L -R6 = 0,0857 L t6 = 0,0203 L R, = 00 S2 = 0,00123 L R8 = 0,211 L S 5 = 0,248 L R9 = oo RIO = 0,0905 L R11 = Co Des weiteren liegt der Bereich der Werte für den Brechungsindex nD und die Abbe-Zahl v , die sich als besonders wirkungsvoll erwiesen haben; innerhalb der in der folgenden Tabelle angegebenen Ausdrücke: Linse A=1,700 < nD < 1,750 25,0 < v < 34,0. Linse B=1,515 < nD < 1,520 60,0 < v < 70,0 Linse C=1,515 < nD < 1,520 60,0 < v < 70,0 Linse D=1,515 < nD < 1,520 60,0 < v < 70,0 Linse E=1,700 < nD < 1,750 25,0 < v < 34,0 Linse F=1,515 < nD < 1,520 60,0 < v < 70,0 Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des optischen Systems gemäß der Erfindung wird in der folgenden Wertetafel in Millimetern angegeben, wobei die Radien R1 bis R,1 die Krümmungsradien aufeinanderfolgender Linsenoberflächen darstellen und die Minuszeichen (-) andeuten, daß jene Flächen konkav sind in bezug auf die eintretenden Strahlen. t1 bis t6 stellen die axialen Dicken der aufeinanderfolgenden Linsenelemente dar. S, bis SS bedeuten die aufeinanderfolgenden Abstände, und nD und v bezeichnen den Brechungsindex .und die Abbe-Zahl des optischen Materials, aus dem die Linsenelemente hergestellt sind. F, bis Fv bedeuten jeweils die Brennweiten der Linsen AB, C, D, E und F, wie zuvor. Der Buchstabe m bezeichnet die Vergrößerung des. Bildes. Linse Radien Brennweiten ]::Dicken Abstände nD A -R1 = 46,989 F, = 51,438 t1 = 1,7 S1 = 39,840-bei 25 x 1,720 29,3 --R2 = 19,055 (Linse AB) 19,194 bei 100 x B -R3 = 12,023 -R4 = 20,893 , . t2 = 2,6 S2 = 0,20 1,517 64,5 C -R5. = 50,582 F" = 28,958 t3 = 2,6 S3 = 7,873 bei 25 x 1,517 64,5 (Linse C) 58,795 bei 100 x D -R6 = 13,932 F", =-26,948 t4 = 1,0 S4 = 106,810 bei 25 x 1,517 64,5 - R7 = 0o (Linse D) 76,535 bei 100 x E R8 = 34,356 F,v = 47,717 ts = 4,0 S 5 = 40,432 1,720 29,3 R9 = oc (Linse E) F RIO = 14,723 Fv = 28,478 t6 = 3,3 1,517 64,5 R11 = oo (Linse F) Die Aperturblende 16 an der Vorderseite des optischen Systems hat in dem obenstehenden Beispiel einen Durchmesser Y von im wesentlichen 1,87 mm und eine Entfernung X' von dem zusammengesetzten Glied AB von 11,7 mm.As a result of calculations and experiments, the radii of curvature of the successive lens surfaces, denoted by R 1 to R11, and the values for the successive axial thicknesses t 1 to t6 of the lens elements were found. They should be in the range of values that meet the following conditions: Radii: - 0.260 L <. -R, <0.318 L 0.105 L < R2 <0.129 L 0.0665 L < - R3 <0.0813 L. 0.116 L < R4 <0.141 L. 0.280 L <-RS <0.342 L. 0.0771 L < -R6 <0.0942 L. ± R7> 1.0 L 0.190 L <R8 <0.233 L. ± &,> L 0.08l4 L < R, o <0.100 L ± R " > L Thickness: 0.00941 L <t, <0.0115 L. 0.0144 L <t2 <0.0176 L. 0.0144 L <t3 <0.0176 L. 0.00553 L < t4 <0.00676 L. 0.0221 L <t5 <0.027l L 0.0183 L <t6 <0.0223 L. The minus sign indicates radii that are concave with respect to the incoming rays. The specific corresponding values found to be particularly effective for some embodiments of the invention are given in the following table of values: -R, = 0.289 L t1 = 0.0105 L R2 = 0.117 L t2 = 0.0160 L -R3 = 0.0739 L t3 = 0.0160 L R4 = 0.128 L t4 = 0.00615 L -RS = 0.311 L t5 = 0.0246 L -R6 = 0.0857 L t6 = 0.0203 L R, = 00 S2 = 0.00 1 23 L R8 = 0.211 LS 5 = 0.248 L R9 = oo RIO = 0.0905 L. R11 = Co Furthermore, there is the range of values for the refractive index nD and the Abbe number v , which have proven to be particularly effective; within the expressions given in the following table: Lens A = 1.700 <nD <1.750 25.0 <v <34.0. Lens B = 1.515 <nD <1.520 60.0 <v <70.0 Lens C = 1.515 <nD < 1.520 60.0 <v <70.0 Lens D = 1.515 <nD <1.520 60.0 <v <70.0 Lens E = 1.700 <nD < 1.750 25.0 < v <34.0 Lens F = 1.515 <nD <1.520 60.0 <v <70.0 A particularly advantageous embodiment of the optical system according to the invention is given in the following table of values in millimeters, where the radii R1 to R, 1 represent the radii of curvature of successive lens surfaces and the minus signs (-) indicate that those surfaces are concave with respect to the entering ones Rays. t1 to t6 represent the axial thicknesses of the consecutive lens elements. S to SS denote the consecutive distances, and nD and v denote the refractive index and the Abbe number of the optical material from which the lens elements are made. F, to Fv represent the focal lengths of the lenses AB, C, D, E and F, respectively, as before. The letter m denotes the enlargement of the image. Lens radii focal lengths ] :: thickness distances nD A -R1 = 46.989 F, = 51.438 t1 = 1.7 S1 = 39.840-at 25 x 1.720 29.3 --R2 = 19.055 (lens AB) 19.194 at 100x B -R3 = 12.023 -R4 = 20.893. t2 = 2.6 S2 = 0.20 1.517 64.5 C -R5. = 50.582 F "= 28.958 t3 = 2.6 S3 = 7.873 at 25 x 1.517 64.5 (Lens C) 58.795 at 100x D -R6 = 13.932 F ", = -26.948 t4 = 1.0 S4 = 106.810 at 25 x 1.517 64.5 - R7 = 0o (lens D) 76.535 at 100x E R8 = 34.356 F, v = 47.717 ts = 4.0 S 5 = 40.432 1.720 29.3 R9 = oc (lens E) F RIO = 14.723 Fv = 28.478 t6 = 3.3 1.517 64.5 R11 = oo (lens F) The aperture stop 16 at the front of the optical system has, in the above example, a diameter Y of substantially 1.87 mm and a distance X 'from the composite member AB of 11.7 mm.

Claims

Claims: 1. Optical microscope system, consisting of an objective continuously variable focal length and a (Huygens') eyepiece, wherein the objective consists of a movable front lens group of positive refractive power and a movable rear lens element of negative refractive power, which in the axial direction with respect to a fixed point are movable differently on the optical axis in such a way that an image generated by them changes in a magnification range of at least 4: 1, the image remains stationary, and the numerical aperture of the system changes proportionally with the magnification mentioned, dadu rchgeken nz eichnet that an aperture diaphragm (16) with a diameter (Y) of 0.0115 L at a fixed distance (X) between 0.0648 and 0.0791 L in front of the front lens group (11) and is movable together with it, that said front lens group of a front composite member (A, B) and one spaced (S2) vo This rear single lens (C) is arranged, the equivalent focal lengths F or F "of which have the values given in the following inequalities, where L denotes the axial distance between the object to be observed and the eyepiece: 0.285 L <+ F, <0.348 ' L, 0.160 L <+ F "<0.196 L,

that the movable rear negative member (D) has an equivalent focal length F ", according to the following inequality: 0.149 L < -F", < 0.183 L, that the successive air spaces S, between the object and the said composite member (A, B ), S2 between the compound member (A, B) and the rear single lens (C) of the front lens group, S3 between the rear single lens (C) of the front lens group and the rear negative member (D) and S4 between said rear negative member (D) and the mentioned eyepiece satisfy the following inequalities for the smallest magnification 0.221 L <S, <0.270 L. 0.00111 L <S 2 <0.00135 L. 0.0436 L <S3 <0.0532 L. 0.591 L <S4 <0.722 L.

For the greatest magnification 0.106 L <S, <0.130 L. 0.00111 L <S 2 <0.00135 L. 0.325 L <S3 <0.398 L. 0.424 L <S4 <0.518 L.

2. Optical system according to claim 1, characterized in that the eyepiece consists in a known manner of a field lens and an eye lens, both of which are collectively and arranged in an axial air gap SS and their equivalent focal lengths F, v or Fv and air gap SS through the following inequalities are determined: 0.264 L < + F, v <0.323 L, 0.158 L < + Fv <0.193 L, 0.224 L < SS <0.274 L,

and that an eyepiece diaphragm is arranged at an axial distance of 0.0666 to 0.0814 L behind said field lens and has a diameter of between 0.0927 and 0.113 L. 3. Optical. System according to Claims 1 and 2, characterized in that its design data meet the following conditions: Radii: 0.260 L <-R, <0.318 L. 0.105 L <R2 <0.129 L 0.0665 L <-R3 <0.08 1 3 L 0.116 L <R4 <0.141 L. 0.280 L <-RS <0.342 L. 0.0771 L <-R6 <0.0942 L. ± R7> 1.0 L 0.190 L. < R $ <0.233 L. : L Rg> L 0.0814 L <Rio <0.100 L ± R, 1> L

Thickness: 0.00941 L <t, <0.0115 L. 0.0144 L <t2 <0.0176 L. 0.0144 L <t3 <0.0176 L. 0.00553 L < t4 <0.00676 L. 0.0221 L <ts <0.0271 L. 0.0183 L <t6 <0.0223 L.

and that the values for the refractive index nD and the Abbe number v lie within the tolerance range given in the following table for successive lenses: Lens A = 1.700 <nD <1.750 25.0 <@ <34.0 Lens B = 1.515 <nD <1.520 60.0 <@ <70.0 Lens C = 1.515 <nD <1.520 60.0 <@ <70.0 Lens D = 1.515 <nD < 1.520 60.0 <@ <70.0 Lens E = 1.700 <nD <1.750 25.0 <@ <34.0 Lens F = 1.515 <nD <1.520 60.0 <, <70.0

4. Optical system according to claim 3, characterized in that the design data correspond to the following table of values, the values being given in millimeters: Gain range 'up to 4: 1 Lens Radii Thickness Distances l nD A -R, = 46.989 t, = 1.7 S, = 39.840 *) 1.720 29.3 R2 = 19.055 19.194 **) B -R3 = 12.023 t2 = 2.6 S 2 = 0.20 1.517 64.5 R4 = 20.893 C -R 5 = 50.582 t3 = 2.6 S3 = 7.873 *). 1.157 64.5 58.795 **) D -R6 = 13.932 t4 = 1.0 S4 = 106.810 *) 1.517 64.5 R7 = ao 76.535 **) E RB = 34.356 t5 = 4.0 SS = 40.432 1.720 29.3 R9 = 00 F RIO = 14.723 t6 = 3.3 1.517 64.5 R "= -c

where *) small magnification (25 x) and **) large magnification (100 x) mean and the optical system has an aperture diaphragm which is arranged in front of the composite element (A, B) of the objective at a distance of 11.7 mm and has a diameter of 1.87 mm. References considered: USA: Patent No. 2,997,919.