DE102008006826A1 - Microscope objective i.e. oil immersion objective, for use in confocal microscope for compensating e.g. chromatic aberration, has adjusting device changing distances between lenses/lens groups to influence longitudinal chromatic aberration - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Mikroskopobjektiv, das aus mehreren optischen Linsen (L1 bis L13) besteht, die teilweise zu Linsengruppen zusammengefaßt sind, und das mit einer Stelleinrichtung versehen ist zur Veränderung von Abständen (A2, A3, A4, A6) zwischen bestimmten Linsen (L1 bis L13) oder Linsengruppen.
Erfindungsgemäß ist die Stelleinrichtung zur Abstandsänderung eines oder mehrerer Abstände ausgebildet, die
- Einfluß auf den Farblängsfehler und/oder
- Einfluß auf den sphärischen Fehler, die Feldkoma oder die Abgleichlänge des Mikroskopobjektis haben.The invention relates to a microscope objective, which consists of a plurality of optical lenses (L1 to L13), which are partially combined into lens groups, and which is provided with an adjusting device for changing distances (A2, A3, A4, A6) between certain lenses (L1 to L13) or lens groups.
According to the invention the adjusting device is designed to change the distance of one or more distances, the
- influence on the longitudinal chromatic aberration and / or
- Influence on the spherical error, the field coma or the alignment length of the microscope object have.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Mikroskopobjektiv, das aus mehreren optischen Linsen oder Linsengruppen besteht und das mit einer Stelleinrichtung versehen ist zur Veränderung von Abständen zwischen den Linsen oder Linsengruppen.The The invention relates to a microscope objective, which consists of several consists of optical lenses or lens groups and that with an adjusting device is provided for changing distances between the lenses or lens groups.
Es sind Mikroskopobjektive bekannt, bei denen Abstände zwischen Linsen oder Linsengruppen variiert werden, um Aberrationen zu korrigieren, die ihre Ursache in verschiedenen Deckglasdicken haben. Dabei werden die Aberrationen im wesentlichen korrigiert durch Einflußnahme auf den Öffnungsfehler des betreffenden Mikroskopobjektivs.It Microscope lenses are known in which distances between Lenses or lens groups are varied to correct for aberrations, which have their cause in different cover glass thicknesses. It will be the aberrations are essentially corrected by influence on the opening error of the relevant microscope objective.
So
ist beispielsweise in
In
Dagegen sind aus dem Stand der Technik keine Mikroskopobjektive bekannt, die mit Einstellmöglichkeiten zur Korrektur von Farblängsfehlern, auch als chromatische Längsaberration (CHL) bezeichnet, ausgestattet sind.On the other hand are known from the prior art no microscope lenses, those with settings for correcting chromatic aberrations, also referred to as longitudinal chromatic aberration (CHL), are equipped.
Geringe Farblängsfehler sind besonders bei Mikroskopobjektiven wichtig, die bei der Konfokalmikroskopie zum Einsatz kommen, insbesondere nämlich im Hinblick auf die Fluoreszenzkreuzkorrelation. Dabei werden unterschiedlich eingefärbte Präparate in Lösungen eingebracht und beobachtet um festzustellen, ob sich gleichzeitig Partikel innerhalb eines Volumens befinden, die mit unterschiedlichen Farbstoffen markiert sind.low Color longitudinal errors are especially in the case of microscope objectives important, which are used in confocal microscopy, in particular namely with regard to fluorescence cross correlation. There are different colored preparations introduced into solutions and observed to determine whether there are particles within a volume at the same time, which are marked with different dyes.
Das mittels des Konfokalaufbaus eines Mikroskops erfaßbare ellipsoidförmige Volumen ist sehr klein. Gewährleistet das entsprechende Mikroskopsystem und damit auch das Mikroskopobjektiv aufgrund schon geringer Farblängsabweichungen zwischen beliebigen Wellenlängen nicht mehr ein einwandfreies Überlagern der Konfokalvolumina der beiden Farbstoffe, ist die Auswertung und Interpretation der Präparate äußerst schwierig, teils auch gar nicht möglich.The detectable by means of the confocal structure of a microscope ellipsoidal volume is very small. ensures the corresponding microscope system and thus also the microscope objective due to already small color longitudinal deviations between any wavelengths no longer a perfect overlay of the Confocal volume of the two dyes, is the evaluation and interpretation of drugs extremely difficult, partly not even possible.
Die Möglichkeit einer Farbfeinjustierung am Mikroskopobjektiv ist wünschenswert, um für je zwei beliebige Farbstoffe den Farblängsfehler auf exakt „Null" kompensieren zu können.The Possibility of color fine adjustment on the microscope objective is desirable for any two dyes compensate for the color longitudinal error to exactly "zero" to be able to.
Bei den Mikroskopobjektiven nach Stand der Technik ist die chromatische Längsaberration unveränderbar und liegt je nach Typ des Mikroskopobjektivs bei einem mehr oder weniger großen Bruchteil der Tiefenschärfe. Dies ist in der Regel zwar für visuelle Beobachtungen, jedoch nicht für die oben beschriebenen Meßverfahren mit Hilfe der Fluoreszenzkreuzkorrelation ausreichend.at The prior art microscope objective is the chromatic Longitudinal aberration unchangeable and varies depending on Type of microscope objective for a more or less large one Fraction of the depth of field. This is usually true though for visual observations, but not for the Measuring method described above with the aid of fluorescence cross correlation sufficient.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Mikroskopobjektiv zu schaffen, mit dem die Kompensation von Restfehlern im Mikroskopstrahlengang möglich ist, insbesondere die Kompensation von Farblängsfehlern oder von sphärischen Fehlern.From that the invention is based on the object, a microscope objective to create, with the compensation of residual errors in the microscope beam path is possible, in particular the compensation of chromatic aberrations or spherical errors.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einem Mikroskopobjektiv der eingangs beschriebenen Art, bei dem
- – die Stelleinrichtung zur Abstandsänderung eines oder mehrerer Abstände ausgebildet ist, die Einfluß auf den Farblängsfehler haben, und/oder
- – die Stelleinrichtung zur Abstandsänderung eines oder mehrerer Abstände ausgebildet ist, die Einfluß auf den sphärischen Fehler, die Feldkoma oder die Abgleichlänge des Mikroskopobjektivs haben.
- - The adjusting device is designed to change the distance of one or more distances, which have an influence on the longitudinal chromatic aberration, and / or
- - The adjusting device is designed to change the distance of one or more distances that have influence on the spherical error, the field coma or the adjustment length of the microscope objective.
Die erfindungsgemäße Lösung ist insbesondere für Mikroskopobjektive mit Vergrößerungen von 40× bis 100× bei entsprechend großen numerischen Aperturen (NA > 0,75) geeignet, weil diese überwiegend für die vorgenannte Fluoreszenztechnik benutzt werden.The inventive solution is particular for microscope objectives with enlargements from 40 × to 100 × at correspondingly large numerical apertures (NA> 0.75) suitable, because this predominantly for the aforementioned Fluorescence technology can be used.
Vor allem kommen für die erfindungsgemäße Lösung auch Mikroskopobjektive mit Öl-, Wasser- oder anderen Immersionsmedien in Betracht, weil mit diesen noch größere Aperturen erzielt werden können.In front all come for the invention Solution also microscope objectives with oil, water or other immersion media, because with these still larger apertures can be achieved.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Mikroskopobjektivs besteht darin, daß eine nicht optimal justierte Anregungsseite ausgeglichen werden kann.One significant advantage of the microscope objective according to the invention is that a not optimally adjusted excitation page can be compensated.
Bei Laboraufbauten zum Zweck der Mikroskopie im Forschungsbereich wird häufig nur ein Mikroskopobjektiv mit verfügba ren Linsen aus Optikbausätzen kombiniert, die in der Regel nicht mit beliebigen Farblängskorrektionen verfügbar sind. Mit dem erfindungsgemäßen Mikroskopobjektiv bietet sich dagegen der Vorteil, eine optimale Justierung vornehmen zu können.at Laboratory abutments for the purpose of microscopy in the research field often only a microscope lens with available ren Lenses from optic kits usually combined not available with any color longitudinal correction are. With the microscope objective according to the invention on the other hand offers the advantage of making an optimal adjustment to be able to.
Vorteilhaft ist die Stelleinrichtung zur Änderung eines einzelnen Luftabstandes ausgebildet, der Einfluß auf den Farblängsfehler hat. Alternativ kann die Stelleinrichtung zur Änderung von Abständen ausgebildet sein, die Einfluß auf den sphärischen Fehler, die Feldkoma oder die Abgleichlänge haben.Advantageous is the adjusting device for changing a single air gap formed, the influence on the longitudinal chromatic aberration Has. Alternatively, the adjusting device for change be formed of intervals, the influence on the spherical error, the field coma or the adjustment length to have.
In den Erfindungsgedanken eingeschlossen sind selbstverständlich auch Mikroskopobjektive, bei denen die Stelleinrichtung sowohl zur Änderung des Luftabstandes mit Einfluß auf den Farblängsfehler als auch zur Änderung von Abständen mit Einfluß auf den sphärischen Fehler, die Feldkoma oder die Abgleichlänge.In Of course, the concept of the invention is included also microscope lenses, where the adjusting device both to change the air clearance with influence on the longitudinal chromatic aberration as well as to change intervals with influence on the spherical error, the field coma or the adjustment length.
Die Stelleinrichtung weist vorteilhaft mindestens einen um die optische Achse drehbaren Korrektionsring auf, der über Getriebeglieder mit in Richtung der optischen Achse verschiebbaren Linsen beziehungsweise Linsengruppen gekoppelt ist, wobei sich mit der Verschiebung die Abstände ändern.The Adjusting device advantageously has at least one of the optical Axis rotatable correction ring, which via gear members with movable in the direction of the optical axis lenses or Lens groups coupled, with the displacement of the Change distances.
Die Getriebeglieder können beispielhaft in Form eines Gewindetriebes oder auch in Form eines Kurvengetriebes ausgebildet sein.The Gear elements can be exemplified in the form of a screw drive or be designed in the form of a cam gear.
Das erfindungsgemäße Mikroskopobjektiv soll nachfolgend anhand näher erläutert werden.The Microscope objective according to the invention is intended below will be explained in more detail with reference to.
Vom Präparat P bzw. von der Objektebene her betrachtet umfaßt das Objektiv entlang der optischen Achse zunächst eine erste Linsengruppe mit positiver Brennweite, bestehend aus zwei Linsen L1 und L2, die miteinander verkittet sind. In einem Abstand A1 folgt eine meniskusförmige dritte Linse L3 mit positiver Brennweite. Hierauf folgt in einem Abstand A2 eine zweite, als dreifaches Kittglied ausgeführte Linsengruppe mit positiver Brennweite, bestehend aus einer positiven Linse L4, einer negativer Linse L5 und einer positiven Linse L6. Es folgt in einem Abstand A3 eine dritte Linsengruppe mit negativer Brennweite, bestehend aus einer negativen Linse L7, einer positiven Linse L8 und einer weiteren negativen Linse L9. Danach folgt in einem Abstand A4 eine vierte Linsengruppe, bestehend aus einer positiven Linse L10 und einer negativen Linse L11. Schließlich folgt in einem Abstand A5 eine als Kittglied ausgeführte fünfte Linsengruppe mit einer positiven Brennweite, bestehend aus einer Meniskuslinse L12 mit einer positiven Brennweite und einer Meniskuslinse L13 mit einer negativen Brennweite.from Preparation P or viewed from the object plane forth the lens along the optical axis first a first lens group with positive focal length, consisting of two Lenses L1 and L2 cemented together. At a distance A1 follows a meniscus-shaped third lens L3 with positive Focal length. This is followed at a distance A2 a second, as a triple Kittglied executed lens group with positive focal length, consisting of a positive lens L4, a negative lens L5 and a positive lens L6. It follows at a distance A3 a third lens group with negative focal length, consisting of a negative lens L7, one positive lens L8 and another negative lens L9. This is followed by a fourth at a distance A4 Lens group consisting of a positive lens L10 and a negative lens L11. Finally follows at a distance A5 is a fifth lens group made as a cemented component with a positive focal length, consisting of a meniscus lens L12 with a positive focal length and a meniscus lens L13 with a negative focal length.
Beispielsweise sind die Abstände A2 bis A4 und der Abstand A6 sind mittels eines Korrektionsringes, der zeichnerisch nicht dargestellt ist, veränderbar.For example are the distances A2 to A4 and the distance A6 are by means a correction ring, which is not shown in the drawing, variable.
Beispielhaft
weist das erfindungsgemäße Mikroskopobjektiv folgende
Konstruktionsdaten auf:
Das Mikroskopobjektiv hat eine Numerische Apertur NA = 1,3, der Abbildungsmaßstab beträgt –40 bei einer Sehfeldzahl von 25.The Microscope lens has a numerical aperture NA = 1.3, the magnification is -40 with a field of view of 25.
Mit
der Stelleinrichtung werden der Arbeitsabstand AA und die Abstände
A2 bis A4 und der Abstand A6 nach folgender Konfigurationsvorschrift
geändert:
Der
sich in der Konfigurationsvorschrift 1 ergebende Farblängsfehler
ist aus dem Diagramm nach
Vergleichbar
zeigen
- AAAA
- Arbeitsabstandworking distance
- L1 bis L13L1 to L13
- Linsenlenses
- A1 bis A6A1 to A6
- Abständedistances
- PP
- Präparatpreparation
- II
- ImmersionsmediumImmersion medium
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