DD254033B5

DD254033B5 - Microscope lens with correction device

Info

Publication number: DD254033B5
Application number: DD29685486A
Authority: DD
Inventors: Horst Riesenberg; Hans-Georg Bauman; Knut Hage
Original assignee: Zeiss Carl Jena Gmbh
Priority date: 1986-12-01
Filing date: 1986-12-01
Publication date: 1995-01-26
Also published as: DD254033A1; JPS63144317A; DE3735324A1

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

field of use

Die Erfindung ist vorteilhaft anwendbar als Mikroskopobjektiv mittlerer und höherer Apertur (ab ca. 0,4) in einer Objektivreihe mit Objektiven geringerer Apertur, wo sich zwischen dem zu untersuchenden Objekt und dem Objektiv durchsichtige, planparallele Platten beliebiger Dicke befinden, z. B. Anschlußplatten spezieller Kammern oder Böden von Flüssigkeitsbehältern.The invention is advantageously applicable as a microscope objective medium and higher aperture (from about 0.4) in a series of lenses with lenses lower aperture, where between the object to be examined and the lens are transparent, plane-parallel plates of any thickness, z. B. connection plates special chambers or trays of liquid containers.

Characteristic of the known state of the art

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 Objekt-Anlagefläche.A measure of the interchangeability of microscope objectives of a lens series is the uniform adjustment length, z. B. 45 mm. The adjustment length is defined as the distance from the object plane to the object contact surface.

Objektive mit kleinen Aperturen sind unempfindlich hinsichtlich der Bildgüte bei geringen Abweichungen von der genormten Deckglasdicke von 0,17mm.Lenses with small apertures are insensitive in terms of image quality with small deviations from the standard cover glass thickness of 0.17 mm.

Bei größeren Aperturen wirken sich bereits sehr geringe Abweichungen 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 gestattet und den Öffnungsfehler kompensiert. Die bei zu kleiner oder zu großer realer Deckglasdicke entstehende sphärische Unter- oder Überkorrektion wird zumeist durch Änderung des Abstandes zwischen dem vorderen und dem hinteren Teil des optischen Systems des Objektivs kompensiert, was mechanisch durch Drehen eines Korrektionsringes geschieht. Die mit derartigen Korrektionsfassungen ausgerüsteten Objektive gleichen nur Deckglasdickenschwankungen in der Größenordnung von hundertstel Millimetern aus.For larger apertures, even very small deviations from the prescribed cover glass thickness due to the resulting opening error have an unfavorable effect on the image quality. Therefore, high-aperture dry objectives (0.9 and 0.95, respectively) for masked specimens have a correction mount that allows for adjustment to the actual cover glass thickness used and compensates for the aperture error. The resulting at too small or too large real cover glass thickness spherical undersize or overcorrection is usually compensated by changing the distance between the front and the rear of the optical system of the lens, which is done mechanically by turning a Korrektionsringes. The equipped with such Korrektionsfassungen lenses just compensate cover glass thickness variations in the order of one hundredth of a millimeter.

Bei bestimmten Verfahren der Mikroskopie befinden sich zwischen Objekt und Objektiv durchsichtige planparallele Platten unterschiedlicher Dicke, die einen weitaus größeren Schwankungsbereich haben können (Zehntelmillimeter bis Millimeter), der durch Nachfokussieren auszugleichen ist, was eine Änderung der Abgleichlänge darstellt.In certain methods of microscopy are between object and lens transparent plane-parallel plates of different thickness, which may have a much larger range of fluctuation (tenths of millimeters to millimeters), which is compensated by refocusing, which represents a change in the adjustment length.

Wenn verschiedene Planplattendicken auftreten, benötigen bereits Objektive mittlerer und höherer Apertur eine Bildfehlerkorrektion wie bei den herkömmlichen Objektiven mit Korrektionsfassung. Das führt gleichzeitig zu der Notwendigkeit der Nachfokussierung. Korrektur des sphärischen Fehlers und Nachfokussieren sind so oft zu wiederholen, bis genügende Bildqualität erreicht wird („trial and error"-Methode).When different faceplate thicknesses occur, even medium and high aperture lenses require image aberration correction as in conventional correction lens objectives. At the same time this leads to the need for refocusing. Correction of the spherical error and refocusing should be repeated until sufficient image quality 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. Objektive einer Reihe, mit verschiedener Vergrößerung, haben dann nicht mehr eine einheitliche Abgleichlänge, wenn sie zum Bildfehlerausgleich eine Korrektionsfassung herkömmlicher Ausführung haben und die Plattendicke vom Sollwert abweicht.When changing to another magnification (switching on the objective nosepiece), refocus if the plate thickness in the object space deviates from the nominal value. Lenses of a series, with different magnification, then no longer have a uniform adjustment length, if they have a correction version of conventional design for the image error compensation and the plate thickness deviates from the nominal value.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen, d.h. Objektive zu erhalten, die bei mittlerer und höherer Apertur mit Bildfehlerkorrektion gleichzeitig die gleiche Schärfenebene wie die schwachen Objektive ohne Bildfehlerkorrektion bei allen auftretenden Dicken der im Objektraum verwendeten Planplatten haben, so daß diese Objektivreihe immer untereinander abgeglichen bleibt.The aim of the invention is to eliminate the disadvantages of the prior art, i. Obtain lenses that at the same time have the same focus plane as the weak lenses without aberration correction at all occurring thicknesses of the plane plates used in the object space at medium and high aperture with aberration correction, so that this lens series is always aligned with each other.

Wesen der ErfindungEssence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Mikroskopobjektiv zu erhalten, daß bei Verwendung unterschiedlich dicker planparalleler Platten im Objektraum neben einer Bildfehlerkorrektur gleichzeitig eine Schärfenebenenkorrektur ermöglicht, um für alle auftretenden Plattendicken abgeglichen zu sein zu anderen Objektiven einer Objektivreihe.The object of the invention is to obtain a microscope objective that, when using differently thick plane-parallel plates in the object space in addition to an aberration correction simultaneously enables a sharpness level correction to be balanced for all occurring plate thicknesses to other lenses of a lens series.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Mikroskopobjektiv mit Korrekturvorrichtung insbesondere für unterschiedlich dicke planparallele Platten im Objektraum, wobei eine Frontlinsengruppe an der Objektseite und eine hintere Linsengruppe an der Abbildungsseite eines veränderlichen Luftabstandes angeordnet sind, wobei erfindungsgemäß die Korrekturvorrichtung so ausgebildet ist, daß gleichzeitig mit der Veränderung des Luftabstandes zur Bildfehlerkorrektur eine axiale Verschiebung des gesamten optischen Systems zur Korrektur der Lage der Schärfenebene vorgenommen wird.This object is achieved by a microscope objective with correction device, in particular for differently thick plane-parallel plates in the object space, wherein a front lens group on the object side and a rear lens group are arranged on the imaging side of a variable air gap, according to the invention, the correction device is formed so that simultaneously with the change the air clearance is performed for image aberration correction, an axial displacement of the entire optical system for correcting the position of the focus plane.

Das Wesen der Erfindung wird anhand von Zeichnungen verdeutlicht.The essence of the invention will become apparent from the drawings.

In Fig. 1 a ist ein Objektiv 1 geringer Apertur dargestellt, dessen Abgleichlänge O₁T beträgt, wobei Οι der abzubildende Objektpunkt und T der Achsenpunkt der Anlagefläche des Objektivs ist.In Fig. 1 a, an objective 1 small aperture is shown, whose adjustment length is O ₁ T, where Οι the object to be imaged and T is the axis point of the contact surface of the lens.

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

vergrößert.increased.

In Fig. 1 с 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 übereinstimmt.In Fig. 1 с 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 object space located in the space 2 and its adjustment length thus for this average plate thickness with the adjustment length of the low aperture lens 1 in FIG.

In Fig. 1 d wird eine dickere Platte 2* zwischen Objekt und Objektiv 3 gebracht. Erfindungsgemäß wird zwecks Bildfehlerkorrektur der Abstand zwischen den Linsengruppen 4 _Und 5 geändert und zwecks Erhaltung der Schärfenebene zwischen den Objektiven 1 (mit Platte 2*) und 3 zusätzlich das gesamte optische System (Teilsystem 4 und 5 gemeinsam) axial verschoben.In Fig. 1 d, a thicker plate 2 * is brought between object and lens 3. According to the invention for the purpose of image aberration, the distance between the lens groups 4 _U nd 5 changed and in order to maintain the focus plane between the lenses 1 (with plate 2 *) and 3 in addition, the entire optical system (subsystem 4 and 5 together) moved axially.

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

Die Zahl der Linsengruppen in einem erfindijngsgemäßen Mikroskopobjektiv ist nicht wesentlich, erfindungswesentlich ist, daß eine Linsengruppe, vorzugsweise die Frontlinsengruppe, zur Bildfehlerkorrektur verschiebbar ist und daß alle Linsengruppen des Objektivs zusätzlich gemeinsam axial verschiebbar sind.The number of lens groups in a microscope objective according to the invention is not essential; it is essential to the invention that a lens group, preferably the front lens group, is displaceable for correcting image aberrations and that all lens groups of the objective are additionally axially displaceable together.

embodiment

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

Ein dargestelltes Mikroskopobjektiv enthält eine verschiebbare Frontlinse 6 und Linsengruppen 7 a, 7 b, 7 c, 7 d, die gemeinsam in einem Gleitrohr 8 gelagert sind.An illustrated microscope objective includes 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 version of the front lens 6 is firmly connected to a sleeve with movement thread 9 and at the same time the sliding tube 8 is held axially displaceable.

In das Bewegungsgewinde der Hülse 9 greift ein Gewinde eines Bedienteiles 10 ein, in dem eine Schraube mit Führungszylinder 13 befestigt ist, die an einer Kurvenkante eines Abstimmringes 14 anliegt, daß mit einem feststehenden Rohr 11 fest verbunden ist. Den abbildungsseitigen Anschlag des Gleitrohres 8 im Rohr 11 bildet eine Schraube 12. Der objektseitige Anschlag wird durch die Kurvenkante des Teiles 14 an den-) Führungszylinder der Schraube 13 gebildet.In the movement thread of the sleeve 9 engages a thread of a control panel 10, in which a screw with guide cylinder 13 is fixed, which rests against a curved edge of Abstimmringes 14 that is fixedly connected to a fixed tube 11. The image-side stop of the slide tube 8 in the tube 11 forms a screw 12. The object-side stop is formed by the curve edge of the part 14 on the guide cylinder of the screw 13.

Das dargestellte Mikroskopobjektiv enthält als Bildfehlerkompensationselement die axial verschiebbare Frontlinse 6. Die Fassung dieser Linse wird über die Hülse mit Bewegungsgewinde 9 durch Drehung des Bedienteiles 10 in Bezug auf die übrigen Linsengrupen mit Gleitrohr 8 axial verschoben. Erfindungsgemäß wird bei dieser Drehung des Bedienteiles 10 auch das Gleitrohr 8 bewegt und somit das gesamte optische System verschoben, um die Schärfenebenenverschiebung auszugleichen. Das geschieht dadurch, daß im feststehenden Rohr 11 das axialverschiebbar gelagerte und azimutal gesicherte Gleitrohr 8 durch die Federkraft der Feder 12 über die Schraube I3 am Kurvenablauf des Abstimmringes 14 anschlägt, der fest mit dem Rohr 11 verbunden ist.The version of this lens is axially displaced via the sleeve with movement thread 9 by rotation of the operating part 10 with respect to the other lens groups with slide tube 8. According to the invention, the sliding 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 sharpness plane shift. This happens because in the fixed tube 11 axially slidably mounted and azimuthal secured sliding tube 8 abuts by the spring force of the spring 12 via the screw I3 on the curve of the Abstimmringes 14, which is firmly connected to the tube 11.

Bei der Drehung des Bedienteiles 10 läuft di_e Schraube 13 an der azimutal angebrachten Steuerkurve des Abstimmringes 14 ab und positioniert das Gleitrohr und damit da_s gesamte optische System, entsprechend der erfindungsgemäßen Schärfenebenenverschiebung.Upon rotation of the operating part 10 di _e screw 13 runs on the azimuthally mounted control cam of the tuning ring 14 and positioned the sliding tube and thus there _s entire optical system, according to the invention Schärfenebenenverschiebung.

Bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Mikroskopobjektivs für normale Deckgläser oder unbedeckte Präparate ist es vorteilhaft, eine planparallele Platte vor der>i Objektiv im Objektraum anzubringen als Kompensationselement.When using a microscope objective according to the invention for normal coverslips or uncovered specimens, it is advantageous to attach a plane-parallel plate in front of the> i objective in the object space as a compensation element.

Claims

1. A microscope objective with correction device, in particular for differently thick plane-parallel plates in the object space, wherein a front lens group on the object side and a rear lens group on the imaging side of a variable air space are arranged, characterized in that the correction device is formed so that simultaneously with the change in the air distance to Image correction, an axial displacement of the entire optical system for correcting the position of the focus plane is made.

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 movement 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 azimuthal secured sliding tube (8) and with the same operating part (10) by means of the azimuthal curve of the Abstimmringes (14) by the spring force of the spring (12) abutting Screw (13), relative to the fixed tube (11), are moved together.