DE3735324A1

DE3735324A1 - MICROSCOPE LENS WITH CORRECTIONAL DEVICE

Info

Publication number: DE3735324A1
Application number: DE19873735324
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl Phys Dr Riesenberg; Hans-Georg Dipl Phys Baumann; Knut Dipl Ing Hage
Original assignee: Jenoptik Jena GmbH
Current assignee: Jenoptik AG
Priority date: 1986-12-01
Filing date: 1987-10-19
Publication date: 1988-06-16
Also published as: DD254033B5; DD254033A1; JPS63144317A

Abstract

The invention relates to a microscope objective with a correction device in particular for plane-parallel plates of different thickness in the object space, for example bases of liquid containers, cover plates of chambers. When the objective according to the invention, which has a high aperture, is used in a series of objectives which have the same compensation length, for viewing objects under thick plane-parallel plates, a correction of the focal plane is effected at the same time as the correction of the aberrations (image errors) which occur as a result of the beam deflection in the plane-parallel plate. <IMAGE>

Description

Die Erfindung ist vorteilhaft anwendbar als Mikroskopobjektiv mittlerer und höherer Apertur (ab ca. 0,4) in einer Objektiv reihe mit Objektiven geringerer Apertur, wo sich zwischen dem zu untersuchenden Objekt und dem Objektiv durchsichtige, plan parallele Platten beliebiger Dicke befinden, z. B. Abschluß platten spezieller Kammern oder Böden von Flüssigkeitsbehäl tern.The invention can advantageously be used as a microscope objective medium and higher aperture (from approx. 0.4) in one lens series with lenses with a smaller aperture, where between the object to be examined and the lens transparent, flat there are parallel plates of any thickness, e.g. B. Conclusion plates of special chambers or bottoms of liquid containers tern.

Ein Maß für die Austauschbarkeit von Mikroskopobjektiven einer Objektivreihe ist die einheitliche Abgleichlänge, z. B. 45 mm. Die Abgleichlänge ist definiert als Abstand von der Objektebene bis zur Objektiv-Anlagefläche.A measure of the interchangeability of microscope objectives Lens row is the uniform adjustment length, e.g. B. 45 mm. The adjustment length is defined as the distance from the object plane up to the lens contact surface.

Objektive mit kleinen Aperturen sind unempfindlich hinsichtlich der Bildgüte bei geringen Abweichungen von der genormten Deck glasdicke von 0,17 mm. Lenses with small apertures are insensitive to the image quality with slight deviations from the standardized deck glass thickness of 0.17 mm.

Bei größeren Aperturen wirken sich bereits sehr geringe Ab weichungen von der vorgeschriebenen Deckglasdicke auf Grund des dadurch entstehenden Öffnungsfehlers ungünstig auf die Bildgüte aus. Deshalb haben Trockenobjektive höchster Apertur (0,9 bzw. 0,95) für bedeckte Präparate eine Korrektionsfassung, die ein Einstellen auf die verwendete reale Deckglasdicke ge stattet und den Öffnungsfehler kompensiert. Die bei zu klei ner oder zu großer realer Deckglasdicke entstehende sphärische Unter- oder Überkorrektion wird zumeist durch Änderung des Abstandes zwischen dem vorderen und dem hinteren Teil des op tischen Systems des Objektivs kompensiert, was mechanisch durch Drehen eines Korrektionsringes geschieht. Die mit der artigen Korrektionsfassungen ausgerüsteten Objektive gleichen nur Deckglasdickenschwankungen in der Größenordnung von hun derstel Millimetern aus.In the case of larger apertures, there are already very few effects deviations from the prescribed cover slip thickness on the ground the resulting opening error unfavorably on the Image quality. That is why dry lenses have the highest aperture (0.9 or 0.95) a corrected version for covered specimens, an adjustment to the real cover glass thickness used ge equips and compensates for the opening error. The too small Spherical or excessive real cover glass thickness Under- or over-correction is mostly done by changing the Distance between the front and the back of the op table system of the lens compensates for what is mechanical happens by turning a correction ring. The one with the like correction frames equipped lenses only fluctuations in cover slip thickness on the order of hun one-millimeter.

Bei bestimmten Verfahren der Mikroskope befinden sich zwi schen Objekt und Objektiv durchsichtige planparallele Platten unterschiedlicher Dicke, die einen weitaus größeren Schwan kungsbereich haben können (Zehntelmillimeter bis Millimeter), der durch Nachfokussieren auszugleichen ist, was eine Ände rung der Abgleichlänge darstellt.In certain methods of the microscope there are two Object and lens are transparent, plane-parallel plates of different thickness, which is a much larger swan range (tenths of a millimeter to millimeters), which can be compensated by refocusing, which is a change represents the adjustment length.

Wenn verschiedene Planplattendicken auftreten, benötigen be reits Objektive mittlerer und höherer Apertur eine Bildfehler korrektion wie bei den herkömmlichen Objektiven mit Korrektions fassung. Das führt gleichzeitig zu der Notwendigkeit der Nach fokussierung. Korrektur des sphärischen Fehlers und Nachfo kussieren sind so oft zu wiederholen, bis genügende Bildqua lität erreicht wird ("trial and error"-Methode).If different faceplate thicknesses occur, be Lenses of medium and higher aperture have an image defect correction as with conventional lenses with correction version. At the same time, this leads to the need for follow-up focus. Spherical error correction and follow-up kissing should be repeated as often as necessary until the picture is sufficient lity is achieved ("trial and error" method).

Beim Übergang zu einer anderen Vergrößerung (Umschalten am Objektivrevolver) ist erneut nachzufokussieren, wenn die im Objektraum befindliche Plattendicke vom Sollwert abweicht. When changing to another magnification (switching on Nosepiece) must be refocused if the in Object space located plate thickness deviates from the target value.

Objektive einer Reihe, mit verschiedener Vergrößerung, haben dann nicht mehr eine einheitliche Abgleichlänge, wenn sie zum Bildfehlerausgleich eine Korrektionsfassung herkömmlicher Aus führung haben und die Plattendicke vom Sollwert abweicht.Lenses in a row, with different magnifications then no longer a uniform adjustment length if it is at Image correction a correction version of conventional Aus and the plate thickness deviates from the nominal value.

Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Tech nik zu beseitigen, d. h. Objektive zu erhalten, die bei mitt lerer und höherer Apertur mit Bildfehlerkorrektion gleichzei tig die gleiche Schärfenebene wie die schwachen Objektive ohne Bildfehlerkorrektion bei allen auftretenden Dicken der im Ob jektraum verwendeten Planplatten haben, so daß diese Objektiv reihe immer untereinander abgeglichen bleibt.The aim of the invention is to overcome the disadvantages of the prior art nik to eliminate, d. H. Obtain lenses that are available at mitt higher and higher aperture with image correction at the same time the same level of focus as the weak lenses without Image correction for all occurring thicknesses in the Ob have plane plates used so that this lens row always remains balanced.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Mikroskopobjektiv zu erhal ten, daß bei Verwendung unterschiedlich dicker planparalleler Platten im Objektraum neben einer Bildfehlerkorrektur gleich zeitig eine Schärfenebenenkorrektur ermöglicht, um für alle auftretenden Plattendicken abgeglichen zu sein zu andern Ob jektiven einer Objektivreihe.The object of the invention is to obtain a microscope objective ten that plane parallel when using different thicknesses Plates in the object space in addition to an image correction enables a sharpness level correction to be made for everyone occurring plate thicknesses to be adjusted to other Ob jective of a row of lenses.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Mikroskopobjektiv mit Korrekturvorrichtung insbesondere für unterschiedlich dicke planparallele Platten im Objektraum, wobei eine Frontlinsen gruppe an der Objektseite und eine hintere Linsengruppe an der Abbildungsseite eines veränderlichen Luftabstandes ange ordnet sind, wobei erfindungsgemäß Korrekturvorrichtung so ausgebildet ist, daß gleichzeitig mit der Veränderung des Luftabstandes zur Bildfehlerkorrektur eine axiale Verschie bung des gesamten optischen Systems zur Korrektur der Lage der Schärfenebene vorgenommen wird.This problem is solved by using a microscope objective Correction device in particular for different thicknesses plane-parallel plates in the object space, one front lens group on the object side and a rear lens group the image side of a variable air gap are arranged, correction device according to the invention is designed so that at the same time as the change in Air distance for image correction an axial displacement Exercise the entire optical system to correct the position the focus level is made.

Das Wesen der Erfindung wird anhand von Zeichnungen verdeut licht.The essence of the invention is illustrated by drawings light.

In Fig. 1a ist ein Objektiv 1 geringer Apertur dargestellt, dessen Abgleichlänge O ₁ T beträgt, wobei O ₁ der abzubildende Objektpunkt und T der Achsenpunkt der Anlagefläche des Ob jektivs ist.In Fig. 1a, a lens 1 with a small aperture is shown, the adjustment length of which is O ₁ T , where O _{1 is} the object point to be imaged and T is the axis point of the contact surface of the lens.

In Fig. 1b ist die Verwendung einer planparallelen Platte 2 der Dicke d und Brechzahl µ im Objektraum gezeigt, wobei sich die Abgleichlänge des Objektivs 1 um den BetragIn Fig. 1b the use of a plane-parallel plate 2 is the thickness d and refractive index μ shown in the object space, wherein the adjustment length of the lens 1 by the amount

d · d

vergrößert.enlarged.

In Fig. 1c ist ein Objektiv höherer Apertur 3 dargestellt, das aus einer vorderen Linsengruppe 4 und einer hinteren Linsengruppe 5 besteht, das für eine mittlere Dicke der im Objektraum befindlichen Platte 2 korrigiert ist und dessen Abgleichlänge somit für diese mittlere Plattendicke mit der Abgleichlänge des Objektivs geringer Apertur 1 in Fig. 1 über einstimmt.In Fig. 1c, a lens of higher aperture 3 is shown, which consists of a front lens group 4 and a rear lens group 5 , which is corrected for an average thickness of the plate 2 located in the object space and whose matching length for this average plate thickness with the matching length of Objective small aperture 1 in Fig. 1 agrees.

In Fig. 1d wird eine dickere Platte 2* zwischen Objekt und Objektiv 3 gebracht. Erfindungsgemäß wird zwecks Bildfehler korrektur der Abstand zwischen den Linsengruppen 4 und 5 ge ändert und zwecks Erhaltung der Schärfenebene zwischen den Objektiven 1 (mit Platte 2*) und 3 zusätzlich das gesamte optische System (Teilsysteme 4 und 5 gemeinsam) axial ver schoben.In Fig. 1d, a thicker plate 2 * is placed between the object and lens 3 . According to the invention for the purpose of correcting image errors, the distance between the lens groups 4 and 5 is changed and, in order to maintain the focus plane between the lenses 1 (with plate 2 *) and 3 , the entire optical system (subsystems 4 and 5 together) are also axially displaced.

Die Korrekturvorrichtung, mit der gleichzeitig beide Ver schiebungen realisiert werden, kann beliebig ausgeführt sein. Eine mögliche Art ist im Ausführungsbeispiel erläutert.The correction device with which both Ver shifts can be realized, can be made arbitrarily. One possible type is explained in the exemplary embodiment.

Die Zahl der Linsengruppen in einem erfindungsgemäßen Mikros kopobjektiv ist nicht wesentlich, erfindungswesentlich ist, daß eine Linsengruppe, vorzugsweise die Frontlinsengruppe, zur Bildfehlerkorrektur verschiebbar ist und daß alle Lin sengruppen des Objektivs zusätzlich gemeinsam axial ver schiebbar sind.The number of lens groups in a microscope according to the invention co-objective is not essential, is essential to the invention, that a lens group, preferably the front lens group, is movable for image error correction and that all Lin Sen groups of the lens additionally axially ver are slidable.

Eine mögliche Realisierung der Erfindung wird anhand Fig. 2 erläutert.A possible implementation of the invention is explained with reference to FIG. 2.

Ein dargestelltes Mikroskopobjektiv enthält eine verschieb bare Frontlinse 6 und Linsengruppen 7 a, 7 b, 7 c, 7 d, die ge meinsam in einem Gleitrohr 8 gelagert sind.A microscope objective shown contains a displaceable front lens 6 and lens groups 7 a , 7 b , 7 c , 7 d , which are mounted together in a sliding tube 8 .

Mit der Fassung der Frontlinse 6 ist fest verbunden eine Hülse mit Bewegungsgewinde 9 und gleichzeitig wird axial verschiebbar das Gleitrohr 8 gehalten.With the frame of the front lens 6 , a sleeve with a movement thread 9 is firmly connected and at the same time the sliding tube 8 is held axially displaceably.

In das Bewegungsgewinde der Hülse 9 greift ein Gewinde eines Bedienteiles 10 ein, in dem eine Schraube mit Führungszylin der 13 befestigt ist, die an einer Kurvenkante eines Ab stimmringes 14 anliegt, daß mit einem feststehenden Rohr 11 fest verbunden ist. Den abbildungsseitigen Anschlag des Gleit rohres 8 im Rohr 11 bildet eine Schraube 12. Der objektseitige Anschlag wird durch die Kurvenkante des Teiles 14 an dem Führungszylinder der Schraube 13 gebildet.In the movement thread of the sleeve 9 , a thread of an operating part 10 engages, in which a screw is fastened with the guide cylinder 13 , which rests against a curved edge of a tuning ring 14 , that is firmly connected to a fixed tube 11 . The illustration-side stop of the sliding tube 8 in the tube 11 forms a screw 12 . The object-side stop is formed by the curved edge of the part 14 on the guide cylinder of the screw 13 .

Das dargestellte Mikroskopobjektiv enthält als Bildfehler kompensationselement die axial verschiebbare Frontlinse 6. Die Fassung dieser Linse wird über die Hülse mit Bewegungs gewinde 9 durch Drehung des Bedienteiles 10 in bezug auf die übrigen Linsengruppen im Gleitrohr 8 axial verschoben. Er findungsgemäß wird bei dieser Drehung des Bedienteiles 10 auch das Gleitrohr 8 bewegt und somit das gesamte optische System verschoben, um die Schärfenebenenverschiebung auszu gleiche. Das geschieht dadurch, daß im feststehenden Rohr 11 das axialverschiebbar gelagerte und azimutal gesicherte Gleit rohr 8 durch die Federkraft der Feder 12 über die Schraube 13 am Kurvenablauf des Abstimmringes 14 anschlägt, der fest mit dem Rohr 11 verbunden ist.The microscope objective shown contains the axially displaceable front lens 6 as an image error compensation element. The version of this lens is moved axially over the sleeve with movement thread 9 by rotating the operating part 10 with respect to the other lens groups in the sliding tube 8 . According to the invention, the slide tube 8 is also moved during this rotation of the operating part 10 and thus the entire optical system is displaced in order to compensate for the shift in the focus plane. This is done in that in the fixed tube 11 the axially displaceably mounted and azimuthally secured sliding tube 8 strikes by the spring force of the spring 12 via the screw 13 on the curve of the tuning ring 14 , which is firmly connected to the tube 11 .

Bei der Drehung des Bedienteiles 10 läuft die Schraube 13 an der azimutal angebrachten Steuerkurve des Abstimmringes 14 ab und positioniert das Gleitrohr und damit das gesamte op tische System, entsprechend der erfindungsgemäßen Schärfen ebenenverschiebung.With the rotation of the operating part 10, the screw 13 runs in the azimuthal mounted control curve of the Abstimmringes 14 and positions the slide tube and thus the entire op schematic system according to the invention sharpening plane shift.

Bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Mikroskopobjektivs für normale Deckgläser oder unbedeckte Präparate ist es vor teilhaft, eine planparallele Platte vor dem Objektiv im Ob jektraum anzubringen als Kompensationselement.When using a microscope objective according to the invention it is for normal coverslips or uncovered specimens partial, a plane-parallel plate in front of the lens in the ob to be attached as compensation element.

Claims

1. Microscope objective with correction device, in particular for plane-parallel plates of different thickness in the object space, a front lens group on the object side and a rear lens group on the imaging side of a variable air gap, characterized in that the correction device is designed so that at the same time with the change of the air gap for image error correction, an axial shift of the entire optical system is carried out to correct the position of the plane of focus.

2. Microscope objective according to claim 1, characterized in that the optical system consists of two movable lens groups, of which the one lens group ( 6 ) via a loading thread ( 9 ) with the operating part ( 10 ) relative to the second lens group ( 7 a , 7 b , 7 c , 7 d) is axially displaced, both lens groups are in an axially displaceable and azimuthally secured sliding tube ( 8 ) and with the same control panel ( 10 ) by means of the azimuthal curve of the tuning ring ( 14 ) by the spring force of the spring ( 12 ) stop screw ( 13 ), relative to the fixed tube ( 11 ), are moved together.