DE3925246A1

DE3925246A1 - Three-section microscope eyepiece - has negative meniscus lens following stop at end towards subject

Info

Publication number: DE3925246A1
Application number: DE19893925246
Authority: DE
Inventors: Horst Dr Rer Nat Riesenberg; Wolfgang Goers
Original assignee: Jenoptik Jena GmbH
Current assignee: Jenoptik AG
Priority date: 1988-10-06
Filing date: 1989-07-29
Publication date: 1990-04-12
Anticipated expiration: 2009-07-30
Also published as: DE3925246C2; DD300213A7

Abstract

The microscope eyepiece is in three sections (I,II,III), the glued eye lens (III) unit comprising an outer negative lens (IIIN) and inner positive one (IIIP) with a focal length fIII greater than zero while a stop is provided at the end towards the subject. The stop is followed by the first section (I), which consists of a meniscus-type negative lens of focal length fI less than zero, with convex and concave faces respectively towards stop and eye. The second section (II) consists of a biconvex positive lens of focal length fII greater than zero. Where f is the focal length of the eyepiece, fI is less than fII, fII is less than fIII, and 1.5f is less than fI is less than 3F. USE/ADVANTAGE - Microscope eyepiece is usable by people wearing spectacles.

Description

Die Erfindung ist insbesondere für Mikroskope konzipiert, mit denen auch Brillenträger arbeiten können.The invention is particularly designed for microscopes, with which even people who wear glasses can work.

Der Stand der Technik umfaßt eine Vielzahl von Mikroskopokularen, von denen nur die für großes Gesichtsfeld, d. h., solche mit einem scheinbaren Bildfelddurchmesser <200 mm bzw. einem Bildwinkel <45°, und einem großen Abstand der Austrittspupille als nahekommende Systeme zu betrachten sind, sofern sie eine 10fache Vergrößerung realisieren. In der DD 1 12 009 wird u. a. ein derartiges fünfgliedriges System beschrieben, dessen Pupillenabstand 18,5 mm beträgt. Erfahrungsgemäß sind für Brillenträger mindestens 20 mm Pupillenabstand zur bequemen Betrachtung des gesamten Feldes notwendig. Das System ist zwar gut korrigiert; dies wird jedoch aufwendig realisiert mit 6 Linsen und 10 Glas-Luft-Flächen, wobei die Feldblende inmitten des Okulars nach einer Feldlinse von verhältnismäßig starker Brechkraft angeordnet ist. In einem derartigen System haben Mittenblenden außerdem grundsätzlich den Nachteil, daß beim Eindringen von Formatplatten oder Meßplatten der, durch die Feldlinse bedingte Vergrößerungsfaktor, zu Fehlinterpretationen beim Bestimmen des Bildinhaltes bzw. bei Messungen führen kann. Ein weiteres Weitwinkelokular ist unter anderem in der De 29 18 731 beschrieben. Es handelt sich um ein viergliedriges System, wobei einem Triplettsystem, dessen mittlere bikonkave Linse eine hohe Brechkraft besitzt, eine positive Einzellinse objektivseitig vorangestellt ist. Das System ist zwar CVD-frei, hat aber einen Austrittspupillenabstand <16 mm und ist damit für Brillenträger nicht geeignet.The prior art includes a variety of microscope eyepieces, of which only those for a large field of view, d. i.e., those with a Apparent image field diameter <200 mm or an image angle <45 °, and a large distance from the exit pupil than Approaching systems are to be considered, provided they have a 10-fold Realize enlargement. In DD 1 12 009, inter alia. a such a five-part system described, whose The interpupillary distance is 18.5 mm. Experience has shown that Eyeglass wearers at least 20 mm interpupillary distance for comfortable Consideration of the entire field is necessary. The system is though corrected well; However, this is implemented in a complex manner with 6 Lenses and 10 glass-air surfaces, with the field stop in the middle of the eyepiece after a field lens of relatively strong Refractive power is arranged. Have in such a system Center panels also basically have the disadvantage that when Penetration of format plates or measuring plates through which Field lens-related magnification factor, to misinterpretation when determining the image content or when taking measurements. Another wide-angle eyepiece is in De 29 18 731 described. It is a four-part system, whereby a triplet system, the middle biconcave lens of which has a high Has refractive power, a positive single lens on the objective side is prepended. The system is CVD-free, but has one Exit pupil distance <16 mm and is therefore suitable for people who wear glasses not suitable.

Die Erfindung hat das Ziel, ein 10fach vergrößerndes, stellbares Mikroskopokular zu entwickeln, daß auch für Brillenträger die Betrachtung eines großen Bildfeldes hoher Qualität gestattet.The aim of the invention is to provide a tenfold, adjustable To develop microscope eyepiece that also for those who wear glasses Viewing of a large, high quality image field is permitted.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines stellbaren Weitwinkelokulars mit einem scheinbaren Bildfelddurchmesser von ca. 250 mm Durchmesser bzw. einem Bildwinkel von ca. 53°, welches CVD-frei ist und einen Abstand der Austrittspupille von der Augenlinse von mindestens 20 mm gestattet. The object of the invention is to create an adjustable Wide-angle eyepiece with an apparent field of view of approx. 250 mm diameter or an angle of view of approx. 53 °, which Is CVD-free and is at a distance of the exit pupil from the Lens of at least 20 mm permitted.

Diese Aufgabe löst ein Mikroskopokular, bestehend aus drei Gliedern mit verkitteter Augenlinse aus einer außenliegenden Negativlinse und innenliegenden Positivlinse mit einer Brennweite f _III<0 und einer vor dem Okular objektivseitig angeordneten Feldblende erfindungsgemäß dadurch, daß nach der Feldblende angeordnet sind:This object is achieved by a microscope eyepiece, consisting of three elements with cemented eye lens, an outer negative lens and an inner positive lens with a focal length f _III <0 and a field stop arranged in front of the eyepiece on the objective side, according to the invention, in that the field stop is arranged after the field stop:

- a first (I) member made of a meniscus-shaped negative lens with the focal length f I <0, in which the convex surface of the field stop (F) and the concave surface faces the eye (AP) ,
- a second member (II) consists of a biconvex positive lens with the focal length f II <0 and that the three members meet the following conditions:
f I < f II ,
f II < f III and
1.5 f < f I <3 f
where f is the focal length of the eyepiece.

Mit derartigen Okularen wird mit einem minimalen Aufwand an optischen Gliedern und Linsen eine für Großfeld-Abbildung geeignete Feldkorrektion hinsichtlich des Zweischalenfehlers, der Verzeichnung, des Restfehlers für die nahezu verschwindende chromatische Vergrößerungsdifferenz erreicht, wobei gleichzeitig die Lage der Austrittspupille etwa das 0,8fache der Okularbrennweite f beträgt und damit gut für Brillenträger geeignet ist. Insbesondere die Gestaltung der objektivseitig ersten Linse ermöglicht den großen Pupillenabstand. Vorteilhaft kann es sein, wenn vor der Feldblende objektivseitig eine verkittete Linse mit geringer negativer Brechkraft angeordnet ist, welche die Bedingungen f _z<20 f erfüllt. Mit dem Mehraufwand der verkitteten Zusatzlinse vor der Feldblende wird dieselbe vorteilhafte Wirkung auch bei ungünstigen Lagen der Eintrittspupille erreicht, d. h., wenn die Eintrittspupille des Okulars, die identisch ist mit der Austrittspupille des Objektivs, weit vom Zwischenbild entfernt ist. Außerdem ist diese Anordnung vorteilhaft bei Okularen für die Polarisationsmikroskopie, die am Ort der Feldblende ein empfindliches Fadenkreuz haben. Die beschriebenen Systeme sind mit relativ preisgünstigen Gläsern realisierbar.With such eyepieces, a field correction suitable for large-field imaging with regard to the clamshell error, the distortion, the residual error for the almost vanishing chromatic magnification difference is achieved with a minimal amount of optical elements and lenses, while at the same time the position of the exit pupil is approximately 0.8 times the focal length of the eyepiece f and is therefore suitable for people who wear glasses. In particular, the design of the first lens on the objective side enables the large interpupillary distance. It can be advantageous if a cemented lens with a low negative refractive power is arranged in front of the field stop on the objective side, which lens fulfills the conditions f _z <20 f. With the additional effort of the cemented additional lens in front of the field stop, the same advantageous effect is achieved even with unfavorable positions of the entrance pupil, ie when the entrance pupil of the eyepiece, which is identical to the exit pupil of the objective, is far from the intermediate image. In addition, this arrangement is advantageous in the case of eyepieces for polarization microscopy, which have sensitive crosshairs at the location of the field stop. The systems described can be implemented with relatively inexpensive glasses.

Die Erfindung wird anhand zweier Zeichnungen näher erläutert. Fig. 1 zeigt das Linsenschnittbild eines erfindungsgemäßen Okulars, die Fig. 2 mit erfindungsgemäßem Zusatzglied. Längs der optischen Achse A sind in Lichtrichtung angeordnet eine Feldblende F, nach einem Luftabstand l₁ folgt als erstes Glied I eine meniskenförmige Negativlinse der Dicke d₁, bei der die konvexe Fläche mit dem Radius r₁ der Feldblende und die konkave Fläche mit dem Radius r₂ dem Auge zugekehrt ist. Nach einem weiteren Luftabstand l₂ folgt als zweites Glied II eine bikonvexe Positivlinse der Dicke d₂ mit den Radien r₃ und r₄. Ein drittes Glied III als verkittete Augenlinse folgt im Abstand l₃ und besteht aus einer bikonvexen Positivlinse III der Dicke d₃ mit den Radien r₅ und r₆ und einer Negativlinse III_N der Dicke d₄ mit dem augenseitigen Radius r₇. l _N gibt den Abstand der Austrittspupille AP vom augenseitigen Linsenscheitel der Augenlinse III an. Der Abstand l₁ ist zur Scharfeinstellung auf die Feldblende bzw. auf die in der Feldblendenebene angeordneten Formatplatten oder Meßplatten in geringen Grenzen variierbar (Dioptrieneinstellung des stellbaren Okulars). Die in den nachfolgenden Tabellen angegebenen Werte für l₁ beziehen sich auf den Fall eines auf Unendlich akkomodierten Auges.The invention is explained in more detail with reference to two drawings. FIG. 1 shows the lens sectional view of an eyepiece according to the invention, FIG. 2 with an additional element according to the invention. Along the optical axis A a field stop F are arranged in the light direction, after an air gap l ₁ follows as the first member I a meniscus-shaped negative lens of thickness d ₁, in which the convex surface with the radius r ₁ of the field stop and the concave surface with the radius r ₂ is turned towards the eye. After a further air gap l ₂ follows as the second member II a biconvex positive lens of thickness d ₂ with the radii r ₃ and r ₄. A third link III as cemented eye lens follows at a distance l ₃ and consists of a biconvex positive lens III of thickness d ₃ with the radii r ₅ and r ₆ and a negative lens III _N of thickness d ₄ with the eye-side radius r ₇. l _N indicates the distance of the exit pupil AP from the lens vertex of the eye lens III on the eye side. The distance l ₁ can be varied within small limits for focusing on the field diaphragm or on the format plates or measuring plates arranged in the field diaphragm plane (diopter adjustment of the adjustable eyepiece). The values for l ₁ given in the tables below relate to the case of an eye accommodated to infinity.

Ein der Fig. 1 entsprechendes System mit seinen Konstruktionsdaten in Abhängigkeit von einer Okularbrennweite f ist im 3. Unteranspruch angegeben. Für die Brennweite f=25,51 mm ergeben sich die im 4. Unteranspruch genannten konkreten Konstruktionsdaten. In Fig. 2 wird das Okular mit Zusatzsystem Z dargestellt, welches vor der Feldblende F im Abstand l₀ angeordnet ist und aus einer konkavkonvexen Linse geringer Brechkraft mit dem objektseitigen Radius r _Z1 und einer bikonkaven Linse geringer Brechkraft mit dem feldblendenseitigen Radius r _Z3 besteht. Ein der Fig. 2 entsprechendes System mit seinen Konstruktionsdaten in Abhängigkeit einer Okularbrennweite f ist im 5. Unteranspruch angegeben. Für die Brennweite f=25,61 mm ergeben sich die im 4. Unteranspruch genannten konkreten Konstruktionsdaten. Die vorangegangenen Aussagen zu den Abständen l₄ und l₁ sind für beide Varianten der Erfindung gültig. Es ist noch anzumerken, daß alle konkreten Daten der Systeme innerhalb einer allgemein üblichen Fehlergrenze von ±5% liegen.A system corresponding to FIG. 1 with its construction data as a function of an eyepiece focal length f is specified in the third dependent claim. For the focal length f = 25.51 mm, the specific construction data mentioned in the fourth sub-claim result. In Fig. 2, the eyepiece with additional system Z is shown, which is arranged in front of the field diaphragm F at a distance l ₀ and consists of a concave-convex lens of low refractive power with the object-side radius r _{Z 1} and a biconcave lens of low refractive power with the field diaphragm-side radius r _{Z 3} consists. A system corresponding to FIG. 2 with its construction data as a function of an eyepiece focal length f is specified in the fifth dependent claim. For the focal length f = 25.61 mm, the specific construction data mentioned in the fourth subclaim result. The preceding statements about the distances l ₄ and l ₁ are valid for both variants of the invention. It should also be noted that all specific data of the systems lie within a generally accepted error limit of ± 5%.

Claims

1. Microscope eyepiece, consisting of three sections (I, II, III) with cemented eye lens (III) consisting of an external negative lens (III _N ) and internal positive _{lens (III P} ) with a focal length f _III <0 and one in front of the eyepiece on the objective side Field stop (F) , characterized in that the following are arranged after the field stop (F):

- the first member (I) consists of a meniscus-shaped negative lens with a focal length f _I <0, in which the convex surface of the field stop (F) and the concave surface faces the eye (AP) ,
- The second member (II) consists of a biconvex positive lens with the focal length f _II <0

and that the three members meet the following conditions:
f _I < f _II ,
f _II < f _III and
1.5 f < f _I <3 f
where f is the focal length of the eyepiece.

2. Microscope eyepiece according to claim 1, characterized in that a cemented lens (Z) with a low negative refractive power is arranged in front of the field stop (F) on the objective side, which the condition | f _z | <20 f fulfilled.

3. Microscope eyepiece according to claim 1, characterized by the following design data as a function of the eyepiece focal length f : Tabel

4. Microscope eyepiece according to claim 3, characterized by the following design data for the focal length f = 25.51 mm: Tabel

5. Microscope eyepiece according to claim 2, characterized by the following design data as a function of the eyepiece focal length f : Tabel

6. Microscope eyepiece according to claim 5, characterized by the following design data for the focal length f = 25.61 mm: Tabel