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DE10317746B4 - Planapochromatic microscope objective - Google Patents

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DE10317746B4 DE2003117746 DE10317746A DE10317746B4 DE 10317746 B4 DE10317746 B4 DE 10317746B4 DE 2003117746 DE2003117746 DE 2003117746 DE 10317746 A DE10317746 A DE 10317746A DE 10317746 B4 DE10317746 B4 DE 10317746B4
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Abstract

Planapochromatisches Mikroskopobjektiv, umfassend von der Objektebene her geordnet
– eine erste Linse (L1) mit positiver Brennweite (f1) und objektseitig gelegenen Radienkrümmungsmittelpunkten, wobei das Verhältnis von der Brennweite (f1) zur Gesamtbrennweite (f) des Mikroskopobjektivs größer als 3,6 und kleiner als 7,4 ist,
– eine zweite Linse (L2) mit positiver Brennweite (f2), deren bildseitig gelegene Oberfläche eine stärkere Radienkrümmung als ihre objektseitig gelegene Oberfläche aufweist,
– eine erste Linsengruppe (G1) mit positiver Gesamtbrennweite (fG1) aus einer dritten Linse (L3) und einer vierten Linse (L4), wobei die dritte Linse (L3) und die vierte Linse (L4) miteinander verkittet sind und die eine der beiden Linsen eine positive, die andere eine negative Brennweite aufweist,
– eine zweite Linsengruppe (G2) mit positiver Gesamtbrennweite (fG2) aus einer fünften Linse (L5) und einer sechsten Linse (L6), wobei die fünfte und sechste Linse (L5) bzw. (L6) miteinander verkittet sind und die eine der beiden Linsen...Planapochromatic microscope objective, arranged from the object level
A first lens (L1) having a positive focal length (f 1 ) and radii of curvature points on the object side, wherein the ratio of the focal length (f 1 ) to the total focal length (f) of the microscope objective is greater than 3.6 and less than 7.4,
A second lens (L2) with a positive focal length (f 2 ) whose surface on the image side has a greater radius curvature than its surface located on the object side,
A first lens group (G1) having a total positive focal length (f G1 ) of a third lens (L3) and a fourth lens (L4), wherein the third lens (L3) and the fourth lens (L4) are cemented together and one of the both lenses have a positive, the other a negative focal length,
- A second lens group (G2) with a total positive focal length (f G2 ) of a fifth lens (L5) and a sixth lens (L6), wherein the fifth and sixth lens (L5) and (L6) are cemented together and one of the two lenses ...

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Bei der Anwendung in der Mikroskopie mit Auflichtbeleuchtung hat in letzter Zeit die Untersuchung von Werkstoffoberflächen mit extrem schwachen Strukturen, beispielsweise Wafern, und von Materialien mit Fluoreszenz zunehmend an Bedeutung gewonnen. Mikroskopobjektive, die bei solchen Untersuchungen eingesetzt werden, müssen einerseits einen guten Bildkontrast gewährleisten, andererseits möglichst wenig Eigenfluoreszenz aufweisen. Notwendig ist insbesondere eine gute Durchlässigkeit im nahen ultravioletten Spektralbereich, da die Anregungswellenlänge für Fluoreszenz etwa bei 365 nm liegt. Die Anzahl der Glassorten, die in diesen Bereich kurzer Wellenlängen durchlässig sind, ist jedoch beschränkt. Außerdem darf die Anzahl der Linsen nicht zu groß sein, damit die Herstellungskosten niedrig bleiben und ein genügender Anteil an ultraviolettem Licht durchgelassen wird. Aus diesem Grund ist es schwierig, für solche Mikroskopobjektive die Abbildungsfehler wie sphärische Aberration, Koma, Astigmatismus, Verzeichnung, Bildfeldwölbung, Farblängs- sowie Farbquerfehler auszukorrigieren. Außerdem sollte ein möglichst ebenes Bild erzeugt werden, insbesondere wenn der Abbildungsmaßstab nicht allzu groß, beispielsweise 20×, ist.at The application in microscopy with incident illumination has in Recently, the study of material surfaces with extremely weak structures, such as wafers, and of materials with fluorescence increasingly important. Microscope objectives, which are used in such investigations, on the one hand ensure a good picture contrast, on the other hand possible have little intrinsic fluorescence. In particular, one is necessary good permeability in the near ultraviolet spectral region, since the excitation wavelength for fluorescence is about 365 nm. The number of glass types used in these Range of short wavelengths permeable are, but is limited. Furthermore The number of lenses must not be too large, hence the production costs stay low and a sufficient one Share of ultraviolet light is transmitted. For this reason it is difficult for such microscope lenses the aberrations such as spherical aberration, Coma, astigmatism, distortion, field curvature, color longitudinal as well as Correct transverse color aberrations. In addition, one should as possible even image are generated, especially if the magnification is not too big, for example 20 ×, is.

In der Schrift US 5,798,870 A wird ein Mikroskopobjektiv mit dem Abbildungsmaßstab 20× und einer numerischen Apertur von 0,5 beschrieben. Dieses Mikroskopobjektiv besteht aus acht Linsen, wobei zwei Linsen aus Flußspat sind. Das von diesem Objektiv erzeugte Bild ist zwar flach, jedoch nur halbapochromatisch korrigiert, d. h. die Farbfehler des sekundären Spektrums bzw. die Farbunterschiede, die sich aus der Abhängigkeit der Fokuslage von der Wellenlänge ergeben, sind zwar reduziert, jedoch nicht vollständig korrigiert.In Scripture US 5,798,870 A For example, a 20 × magnification microscope objective and a 0.5 numerical aperture will be described. This microscope objective consists of eight lenses, with two lenses made of fluorspar. Although the image produced by this lens is flat, it is corrected only half-apochromatically, ie the color errors of the secondary spectrum or the color differences resulting from the dependence of the focal position on the wavelength are reduced but not completely corrected.

Ferner werden in US 3471219 A und US 3428389 A Semi-Objektive vorgestellt, deren Korrekturen jedoch nicht denen eines Planapochromaten entsprechen.Furthermore, in US 3471219 A and US 3,428,389 A Semi-lenses presented, whose corrections but not correspond to those of a planapochromatic.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein planapochromatisches Mikroskopobjektiv, welches zur Untersuchung von Werkstoffoberflächen mit extrem schwachen Strukturen und von Materialien mit Fluoreszenz geeignet sein soll, zu verbessern.task The invention is a plano-chromatic microscope objective, which investigates material surfaces with extremely weak structures and of materials with fluorescence should be able to improve.

Diese Aufgabe wird durch ein planapochromatisches Mikroskopobjektiv gelöst, welches von der Objektebene her geordnet eine erste und eine zweite Linse und daran anschließend eine erste, zweite und dritte Linsengruppe umfaßt. Die Radienkrümmungsmittelpunkte der Oberflächen der ersten Linse liegen dabei beide objektseitig. Die Brennweite der ersten Linse ist positiv und das Verhältnis zur Gesamtbrennweite des Mikroskopobjektivs ist größer als 3,6 und kleiner als 7,4. Auch die Brennweite der zweiten Linse ist positiv. Die bildseitig gelegene Oberfläche der zweiten Linse weist dabei eine stärkere Radienkrümmung als die objektseitig gelegene Oberfläche auf. Daran an schließt sich eine erste Linsengruppe mit positiver Gesamtbrennweite aus einer dritten und einer vierten Linse. Beide Linsen sind miteinander verkittet. Eine der beiden Linsen weist eine positive, die andere eine negative Brennweite auf. Die zweite Linsengruppe hat ebenfalls eine positive Gesamtbrennweite und besteht aus einer fünften und einer sechsten Linse, die beide miteinander verkittet sind. Auch hier weist eine der beiden Linsen eine positive, die andere eine negative Brennweite auf. Die dritte und letzte Linsengruppe hat eine negative Gesamtbrennweite und besteht aus einer siebten und einer achten Linse, die beide miteinander verkittet sind. Hier weist ebenfalls eine der beiden Linsen eine positive, die andere eine negative Brennweite auf. Das Verhältnis der Gesamtbrennweite der dritten Linsengruppe zur Gesamtbrennweite des Mikroskopobjektivs ist dabei größer als –1,5 und kleiner als –1,2.These Task is solved by a planapochromatic microscope objective, which arranged from the object plane forth a first and a second lens and afterwards a first, second and third lens group. The radii of curvature centers the surfaces the first lens are both on the object side. The focal length the first lens is positive and the ratio to the total focal length of the microscope objective is greater than 3.6 and less than 7.4. Also the focal length of the second lens is positive. The image-side surface of the second lens has a stronger one radii of curvature as the object-side surface. This is followed by a first lens group with positive total focal length from a third and a fourth lens. Both lenses are cemented together. One of the two lenses has a positive, the other a negative Focal length up. The second lens group also has a positive total focal length and consists of a fifth and a sixth lens, both cemented together. Also Here, one of the two lenses has a positive, the other one negative focal length. The third and last lens group has a negative total focal length and consists of a seventh and an eighth lens, both of which are cemented together. Here points also one of the two lenses a positive, the other one negative focal length. The ratio of the total focal length the third lens group to the total focal length of the microscope objective is greater than -1.5 and less than -1.2.

Dabei ist es für die Korrektur der Bildfehler vorteilhaft, wenn in der ersten Linsengruppe die vierte Linse eine positive Brennweite aufweist. Ebenso ist es vorteilhaft, wenn in der zweiten Linsengruppe die fünfte Linse eine positive Brennweite aufweist, sie ist bevorzugt bikonvex gestaltet. Für die Korrektur von Bildwölbung und Astigmatismus ist es weiterhin vorteilhaft, daß in der dritten Linsengruppe die siebte Linse eine positive Brennweite aufweist und ihre Radienkrümmungsmittelpunkte objektseitig liegen, sowie die achte Linse eine negative Brennweite aufweist, wobei sie bevorzugt bikonkav gestaltet ist.there is it for the correction of the aberrations advantageous when in the first lens group the fourth lens has a positive focal length. It is the same advantageous if in the second lens group, the fifth lens a has positive focal length, it is preferably designed biconvex. For the Correction of image curvature and astigmatism it is further advantageous that in the third lens group, the seventh lens has a positive focal length and their radii of curvature center object side, as well as the eighth lens a negative focal length has, wherein it is preferably designed biconcave.

Um das Objektiv auch in der Polarisationsmikroskopie verwenden zu können, ist es vorteilhaft, wenn möglichst wenig Linsen aus dem Material Flußspat gefertigt werden: In der Polarisationsmikroskopie möchte man solche Strukturen auflösen, die ausschließlich oder zumindest überwiegend durch Polarisation des Lichtes von der Oberfläche der Strukturen entstehen. Dabei ist es wichtig, daß das verwendete Objektiv frei von Spannung ist, da Spannung zu einer Doppelbrechung des Lichts führt und somit den Kontrast der Abbildung vermindert. Das Material Flußspat hat unvermeidlich Baufehler in der Kristallstruktur, was ebenfalls zu einer Doppelbrechung des Lichts führt. Im vorliegenden Fall weist daher höchstens eine der dritten, vierten, fünften und sechsten Linse eine Brechzahl kleiner als 1,52 und eine Abbezahl größer als 89 auf. Bevorzugt wird nur die fünfte Linse aus einem Material, das diese Bedingungen erfüllt, nämlich Flußspat (CaF2) gefertigt.In order to be able to use the objective also in polarization microscopy, it is advantageous if as few lenses as possible are manufactured from the material fluorspar: In polarization microscopy, one would like to dissolve structures which arise exclusively or at least predominantly by polarization of the light from the surface of the structures , It is important that the lens used is free of stress, as voltage leads to birefringence of the light and thus reduces the contrast of the image. The material fluorspar inevitably has defects in the crystal structure, which also leads to birefringence of the light. In the present case, therefore, at most one of the third, fourth, fifth and sixth lens has a refractive index less than 1.52 and a Abbe number greater than 89. Preferably, only the fifth lens is made of a material which satisfies these conditions, namely fluorspar (CaF 2 ).

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Mikroskopobjektivs ergeben sich mit den in den Unteransprüchen 10 bis 12 aufgeführten Konstruktionsdaten. Die Brechzahlen beziehen sich dabei auf eine Wellenlänge von 546,07 nm. Die Abbezahlen νe wurden aus der Gleichung

Figure 00040001
berechnet. Dabei ist ne die Brechzahl bei einer Wellenlänge von 546,07 nm, nC die Brechzahl bei einer Wellenlänge von 643,85 nm und nF, die Brechzahl bei einer Wellenlänge von 479,99 nm.Advantageous embodiments of the microscope objective arise with the construction data listed in the subclaims 10 to 12. The refractive indices refer to a wavelength of 546.07 nm. The Abbe numbers ν e were taken from the equation
Figure 00040001
calculated. N e is the refractive index at a wavelength of 546.07 nm, n C is the refractive index at a wavelength of 643.85 nm and n F , the refractive index at a wavelength of 479.99 nm.

Für den ersten Satz von Konstruktionsdaten im zehnten Unteranspruch ist das Verhältnis der Brennweite der ersten Linse zur Gesamtbrennweite des Mikroskopobjektivs 3,7, das Verhältnis der Brennweite der dritten Linsengruppe zur Gesamtbrennweite des Mikroskopobjektivs –1,5. Für den zweiten Satz von Konstruktionsdaten ist das Verhältnis 4,5 bzw. –1,5. Für den dritten Satz von Konstruktionsdaten im zwölften Unteranspruch ist das Verhältnis der Brennweite der ersten Linse zur Gesamtbrennweite des Mikroskopobjektivs 7,4 und das Verhältnis der Brennweite der dritten Linsengruppe zur Gesamtbrennweite des Mikroskopobjektivs –1,2.For the first The set of design data in the tenth subclaim is the ratio of Focal length of the first lens to the total focal length of the microscope objective 3.7, the ratio the focal length of the third lens group to the total focal length of Microscope lens -1.5. For the second set of design data is the ratio of 4.5 and -1.5, respectively. For the third The set of design data in the twelfth subclaim is this relationship the focal length of the first lens to the total focal length of the microscope objective 7,4 and the ratio the focal length of the third lens group to the total focal length of Microscope lens -1,2.

Das auf diese Weise charakterisierte Mikroskopobjektiv weist den Abbildungsmaßstab 20× auf. Die numerische Apertur ist mit 0,6 höher als die numerische Apertur des aus dem Stand der Technik bekannten Objektivs. Die Sehfeldzahl beträgt 25 und das Objektiv ist für einen optischen Arbeitsabstand von 2,2 mm ausgelegt. Bei der für Fluoreszenzuntersuchung wichtigen UV-Wellenlänge von 365 nm beträgt der Reintransmissionsgrad mehr als 63 Im Gegensatz zu dem aus dem Stand der Technik bekannten Objektiv kommt das erfindungsgemäße Mikroskopobjektiv auch nur mit einer Linse aus Flußspat aus, was für die Polarisationsmikroskopie von Vorteil ist.The Microscope objective characterized in this way has the image scale 20 ×. The numerical Aperture is higher with 0.6 as the numerical aperture of the lens known in the art. The field of view is 25 and the lens is for designed an optical working distance of 2.2 mm. At the for fluorescence examination important UV wavelength of 365 nm the pure transmissivity more than 63 In contrast to that from the State of the art known lens comes the microscope objective according to the invention even with a lens made of fluorspar, which is for polarization microscopy is beneficial.

Bei dem erfindungsgemäßen Mikroskopobjektiv sind sämtliche Abbildungsfehler des Mikroskopobjektivs auskorrigiert. Auf diese Weise kann der Kontrast über das ganze Sehfeld maximiert werden. Eine weitere Verbesserung des Bildkontrasts wird dadurch erreicht, daß auch die Restreflexion der Bildebene minimiert ist. Das Mikroskopobjektiv ist daher besonders gut für die Verwendung in der Auflichtmikroskopie geeignet. Während das aus der US 5,798,870 bekannte Mikroskopobjektiv in bezug auf die Farbfehler nur halbapochromatisch korrigiert wird, ist die Korrektur beim erfindungsgemäßen Mikroskopobjektiv vollständig apochromatisch.In the microscope objective according to the invention all aberrations of the microscope objective are corrected. In this way, the contrast can be maximized throughout the field of view. A further improvement of the image contrast is achieved in that the residual reflection of the image plane is minimized. The microscope objective is therefore particularly well suited for use in reflected-light microscopy. While that from the US 5,798,870 known microscope objective with respect to the chromatic aberration is corrected only half apochromatically, the correction in the microscope objective according to the invention is completely apochromatic.

Das Mikroskopobjektiv soll im folgenden an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigtThe Microscope objective is the following on an embodiment explained become. In the corresponding Drawings shows

1 einen möglichen Objektivaufbau in Anlehnung an die Konstruktionsdaten des elften Unteranspruchs, 1 a possible lens design based on the design data of the eleventh subclaim,

2 die Queraberrationen in tangentialen Schnitt für Bildmitte (a), Bildzone (b) und Bildrand (c) für dieses Objektiv, sowie 2 the transverse aberrations in tangential section for image center (a), image zone (b) and image edge (c) for this lens, as well

3 weitere Bildfehler für dieses Objektiv. 3 more image errors for this lens.

1 zeigt zunächst ein Schnittbild des Objektivs gemäß der Erfindung. Ganz links befindet sich die Objektebene O, in einem Abstand von 2,2 mm befindet sich eine meniskusförmige erste Linse L1 mit positiver Brennweite. Die Radienkrümmungsmittelpunkte der beiden Linsenflächen liegen dabei objektseitig. In einem Abstand von etwa 8,5 mm ist eine zweite Linse L2 angeordnet. Auch die zweite Linse L2 weist eine positive Brennweite auf, außerdem weist die bildseitig gelegene Oberfläche eine stärkere Radienkrümmung als die objektseitig gelegene Oberfläche auf. Letztere kann dabei auch plan ausgeführt sein, wie dies in 1 der Fall ist. In einem sehr geringem Abstand von etwa 0,1 mm folgt eine erste Linsengruppe G1 mit positiver Gesamtbrennweite. Sie besteht aus einer dritten und vierten Linse L3 bzw. L4, die beide miteinander verkittet sind. Die dritte Linse L3 weist eine negative Brennweite, die vierte Linse L4 eine positive Brennweite auf. Es folgt eine zweite Linsengruppe G2, ebenfalls mit positiver Gesamtbrennweite. Sie besteht aus einer fünften und sechsten Linse L5 bzw. L6, die wiederum beide miteinander verkittet sind. Die fünfte Linse L5 ist bikonvex aus dem Material Flußspat geformt und hat eine positive Brennweite, die sechste Linse L6 weist eine negative Brennweite auf. Daran an schließt sich eine dritte Linsengruppe G3. Diese hat eine negative Gesamtbrennweite und besteht aus einer siebten und achten Linse L7 bzw. L8, die beide miteinander verkittet sind. Die siebte Linse L7 weist eine positive Brennweite auf, die achte Linse L8 ist bikonkav geformt und weist eine negative Brennweite auf. Die Radienkrümmungsmittelpunkte der siebten Linse L7 sind außerdem beide objektseitig gelegen. Das aus der achten Linse L8 austretende Licht kann nun durch eine Tubuslinse abgebildet werden. 1 shows first a sectional view of the lens according to the invention. At the far left is the object plane O, at a distance of 2.2 mm there is a meniscus-shaped first lens L1 with a positive focal length. The radii of curvature of the two lens surfaces lie on the object side. At a distance of about 8.5 mm, a second lens L2 is arranged. Also, the second lens L2 has a positive focal length, also has the image-side surface on a greater radius curvature than the object-side surface. The latter can also be executed plan, as in 1 the case is. At a very short distance of about 0.1 mm follows a first lens group G1 with a total positive focal length. It consists of a third and fourth lens L3 and L4, which are both cemented together. The third lens L3 has a negative focal length, the fourth lens L4 has a positive focal length. This is followed by a second lens group G2, also with a positive total focal length. It consists of a fifth and sixth lens L5 and L6, which in turn are both cemented together. The fifth lens L5 is biconvex formed of the material fluorspar and has a positive focal length, the sixth lens L6 has a negative focal length. This is followed by a third lens group G3. This has a negative total focal length and consists of a seventh and eighth lens L7 and L8, which are both cemented together. The seventh lens L7 has a positive focal length, the eighth lens L8 is biconcave-shaped and has a negative focal length. The radii of curvature of the seventh lens L7 are both located on the object side. The light emerging from the eighth lens L8 can now be imaged through a tube lens.

In 2 ist ein Bildfehler dieses Objektivs, nämlich die Queraberration in Abhängigkeit von der Apertur im tangentialen Schnitt an drei Punkten im Bildfeld, in der Bildmitte (a), in der Bildzone (b) und am Bildrand (c), für drei verschiedene Wellenlängen dargestellt. Die Aberrationen bei einer Wellenlänge von 546,07 nm sind mit einer durchgezogenen Linie, die Aberrationen bei einer Wellenlänge von 643,85 nm mit einer gestrichelten Linie und die Aberrationen bei einer Wellenlänge von 479,99 nm mit einer gepunkteten Linie dargestellt. Ein Teilstrich auf der y-Achse entspricht dabei 0,02 mm. Die Werte liegen über das gesamte Bildfeld unterhalb der Sichtbarkeitsgrenze.In 2 is an aberration of this lens, namely the transverse aberration depending on the aperture in the tangential section at three points in the image field, in the middle of the image (a), in the image zone (b) and the image edge (c), shown for three different wavelengths. The aberrations at a wavelength of 546.07 nm are shown with a solid line, the aberrations at a wavelength of 643.85 nm with a dashed line and the aberrations at a wavelength of 479.99 nm with a dotted line. One graduation on the y-axis corresponds to 0.02 mm. The values are below the visibility limit over the entire image field.

In 3 sind weitere Bildfehler des erfindungsgemäßen Objektivs dargestellt. In der senkrechten Achse ist dabei jeweils die Bildhöhe in mm dargestellt. Ein Teilstrich entspricht 6,25 mm. 3(a) zeigt zunächst die auf die jeweilige Bildhöhe normierte chromatische Vergrößerungsdifferenz in Promille. Daraus ergibt sich eine chromatische Queraberration am Feldrand von weniger als 10 μm, wobei die beiden Wellenlängen λF' = 479,99 nm und λC' = 643,85 nm zugrunde gelegt wurden. In 3(b) ist die Verzeichnung des Mikroskopobjektivs in Prozent dargestellt. Sie ist in jedem Falle kleiner als 0,6 In 3(c) schließlich ist der Astigmatismus des Objektives in Rayleigh-Einheiten (R. E.) dargestellt. Die die Bildfeldwölbung charakterisierende Petzval'sche Summe ist kleiner als 0,004.In 3 are shown further aberrations of the objective according to the invention. In the vertical axis, the image height is shown in mm. One graduation corresponds to 6.25 mm. 3 (a) first shows the normalized to the respective image height chromatic magnification difference in per mille. This results in a chromatic transverse aberration at the field edge of less than 10 microns, where the two wavelengths λ F ' = 479.99 nm and λ C' = 643.85 nm were used. In 3 (b) the distortion of the microscope objective is shown in percent. It is in any case less than 0.6 in 3 (c) finally, the astigmatism of the objective is represented in Rayleigh units (RE). The Petzval sum characterizing the field curvature is less than 0.004.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

  • G1, ..., G3G1, ..., G3
    Linsengruppenlens groups
    L1, ..., L8L1, ..., L8
    Linsenlenses
    OO
    Objektebeneobject level

Claims (12)

Planapochromatisches Mikroskopobjektiv, umfassend von der Objektebene her geordnet – eine erste Linse (L1) mit positiver Brennweite (f1) und objektseitig gelegenen Radienkrümmungsmittelpunkten, wobei das Verhältnis von der Brennweite (f1) zur Gesamtbrennweite (f) des Mikroskopobjektivs größer als 3,6 und kleiner als 7,4 ist, – eine zweite Linse (L2) mit positiver Brennweite (f2), deren bildseitig gelegene Oberfläche eine stärkere Radienkrümmung als ihre objektseitig gelegene Oberfläche aufweist, – eine erste Linsengruppe (G1) mit positiver Gesamtbrennweite (fG1) aus einer dritten Linse (L3) und einer vierten Linse (L4), wobei die dritte Linse (L3) und die vierte Linse (L4) miteinander verkittet sind und die eine der beiden Linsen eine positive, die andere eine negative Brennweite aufweist, – eine zweite Linsengruppe (G2) mit positiver Gesamtbrennweite (fG2) aus einer fünften Linse (L5) und einer sechsten Linse (L6), wobei die fünfte und sechste Linse (L5) bzw. (L6) miteinander verkittet sind und die eine der beiden Linsen eine positive, die andere eine negative Brennweite aufweist, sowie – eine dritte Linsengruppe (G3) mit negativer Gesamtbrennweite (fG3) aus einer siebten Linse (L7) und einer achten Linse (L8), wobei die siebte und achte Linse (L7) bzw. (L8) miteinander verkittet sind und die eine der beiden Linsen eine positive, die andere eine negative Brennweite aufweist, und das Verhältnis der Gesamtbrennweite (fG3) der dritten Linsengruppe zur Gesamtbrennweite (f) des Mikroskopobjektivs größer als –1,5 und kleiner als –1,2 ist.A plano-chromatic microscope objective, comprising the object plane arranged - a first lens (L1) with positive focal length (f 1 ) and the object-side radii of curvature, wherein the ratio of the focal length (f 1 ) to the total focal length (f) of the microscope objective greater than 3.6 and is smaller than 7.4, - a second lens (L2) having a positive focal length (f 2 ) whose image-side surface has a greater radius curvature than its object-side surface, - a first lens group (G1) with a positive total focal length (f G1 ) of a third lens (L3) and a fourth lens (L4), wherein the third lens (L3) and the fourth lens (L4) are cemented together and one of the two lenses has a positive, the other a negative focal length, - a second lens group (G2) having a total positive focal length (f G2 ) of a fifth lens (L5) and a sixth lens (L6), wherein the fifth and sixth lens (L5) bz w. (L6) are cemented together and one of the two lenses has a positive, the other a negative focal length, and - a third lens group (G3) with negative total focal length (f G3 ) of a seventh lens (L7) and an eighth lens (L8), wherein the seventh and eighth lenses (L7) and (L8) are cemented together and one of the two lenses has a positive, the other a negative focal length, and the ratio of the total focal length (f G3 ) of the third lens group to Total focal length (f) of the microscope objective is greater than -1.5 and less than -1.2. Planapochromatisches Mikroskopobjektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Linsengruppe (G1) die vierte Linse (L4) eine positive Brennweite aufweist.Planapochromatic microscope objective according to claim 1, characterized in that in the first lens group (G1) the fourth lens (L4) a positive Focal length. Planapochromatisches Mikroskopobjektiv nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Linsengruppe (G2) die fünfte Linse (L5) eine positive Brennweite aufweist.Planapochromatic microscope objective after a the claims 1 or 2, characterized in that in the second lens group (G2) the fifth Lens (L5) has a positive focal length. Planapochromatisches Mikroskopobjektiv nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die fünfte Linse (L5) bikonvexe Form aufweist.Planapochromatic microscope objective according to claim 3, characterized in that the fifth lens (L5) has biconvex shape. Planapochromatisches Mikroskopobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß höchstens eine der vier Linsen (L3, L4, L5, L6) der ersten und zweiten Linsengruppe (G1) bzw. (G2) eine Brechzahl ne < 1,52 und eine Abbezahl νe > 89 aufweist.Plano-chromatic microscope objective according to one of claims 1 to 4, characterized in that at most one of the four lenses (L3, L4, L5, L6) of the first and second lens group (G1) and (G2) has a refractive index n e <1.52 and has a Abbe number ν e > 89. Planapochromatisches Mikroskopobjektiv nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die fünfte Linse (L5) aus Flußspat (CaF2) gefertigt ist.Plano-chromatic microscope objective according to one of the preceding claims, characterized in that the fifth lens (L5) is made of fluorspar (CaF 2 ). Planapochromatisches Mikroskopobjektiv nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der dritten Linsengruppe (G3) die siebte Linse (L7) eine positive Brennweite aufweist und ihre Radienkrümmungsmittelpunkte objektseitig gelegen sind.Planapochromatic microscope objective after a the aforementioned claims, characterized in that in the third lens group (G3) the seventh lens (L7) a positive Focal length and their radii of curvature object side are located. Planapochromatisches Mikroskopobjektiv nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der dritten Linsengruppe (G3) die achte Linse (L8) eine negative Brennweite aufweist.Planapochromatic microscope objective after a the aforementioned claims, characterized in that in the third lens group (G3) the eighth lens (L8) a negative Focal length. Planapochromatisches Mikroskopobjektiv nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der dritten Linsengruppe (G3) die achte Linse (L8) eine bikonkave Form aufweist.Planapochromatic microscope objective after a the aforementioned claims, characterized in that in the third lens group (G3) the eighth lens (L8) is a biconcave Form has. Planapochromatisches Mikroskopobjektiv nach einem der vorgenannten Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch folgende Konstruktionsdaten mit Radien r, Dicken d und Abständen a jeweils in mm, Brechzahlen ne bei einer Wellenlänge von 546.07 nm und Abbezahlen νe: r d a ne νe Objektebene ∞ 2,200 L1 –4,6031 5,000 1,886 40,8 –5,9394 10,310 L2 –64,9770 4,000 1,530 76,6 –13,8910 0,100 L3 30,1520 1,200 1,886 40,8 12,0220 L4 6,000 1,530 76,6 –38,4470 0,200 L5 13,9780 6,700 1,435 94,6 -12,8460 L6 3,500 1,617 44,3 -19,2960 0,100 L7 –52,5500 5,940 1,723 29,3 –11,6330 L8 1,100 1,617 44,3 8,5899 2,142 Tubus und Tubuslinse
Planapochromatic microscope objective according to one of the preceding claims 1 to 9, characterized by the following design data with radii r, thicknesses d and distances a in each case in mm, refractive indices n e at a wavelength of 546.07 nm and payoff ν e : r d a n e e object level ∞ 2,200 L1 -4.6031 5,000 1,886 40.8 -5.9394 10,310 L2 -64.9770 4,000 1,530 76.6 -13.8910 0,100 L3 30.1520 1,200 1,886 40.8 12.0220 L4 6,000 1,530 76.6 -38.4470 0,200 L5 13.9780 6,700 1,435 94.6 -12.8460 L6 3,500 1,617 44.3 -19.2960 0,100 L7 -52.5500 5,940 1,723 29.3 -11.6330 L8 1,100 1,617 44.3 8.5899 2,142 Tube and tube lens
Planapochromatisches Mikroskopobjektiv nach einem der vorgenannten Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch folgende Konstruktionsdaten mit Radien r, Dicken d und Abständen a jeweils in mm, Brechzahlen ne bei einer Wellenlänge von 546.07 nm und Abbezahlen νe: r d a ne νe Objektebene ∞ 2,199 L1 –4,5290 5,000 1,886 40,8 –6,0424 8,595 L2 ∞ 4,500 1,530 76,6 –14,3310 0,100 L3 30,9464 1,200 1,886 40,8 11,1410 L4 5,320 1,530 76,6 –36,5149 1,165 L5 12,2304 6,700 1,435 94,6 –12,2304 L6 3,500 1,617 44,3 –18,8360 0,102 L7 –73,9179 2,300 1,723 29,3 –12,9580 L8 1,100 7,9440 1,617 44,3 6,719 Tubus und Tubuslinse
Planapochromatic microscope objective according to one of the preceding claims 1 to 9, characterized by the following design data with radii r, thicknesses d and distances a in each case in mm, refractive indices n e at a wavelength of 546.07 nm and payoff ν e : r d a n e e object level ∞ 2,199 L1 -4.5290 5,000 1,886 40.8 -6.0424 8,595 L2 ∞ 4,500 1,530 76.6 -14.3310 0,100 L3 30.9464 1,200 1,886 40.8 11.1410 L4 5,320 1,530 76.6 -36.5149 1,165 L5 12.2304 6,700 1,435 94.6 -12.2304 L6 3,500 1,617 44.3 -18.8360 0,102 L7 -73.9179 2,300 1,723 29.3 -12.9580 L8 1,100 7.9440 1,617 44.3 6,719 Tube and tube lens
Planapochromatisches Mikroskopobjektiv nach einem der vorgenannten Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch folgende Konstruktionsdaten mit Radien r, Dicken d und Abständen a jeweils in mm, Brechzahlen ne bei einer Wellenlänge von 546.07 nm und Abbezahlen νe: r d a ne νe Objektebene ∞ 2,200 L1 –4,8537 5,500 1,886 40,8 –6,8163 7,670 L2 224,2200 5,000 1,530 76,6 –15,5270 0,100 L3 26,1380 1,200 1,886 40,8 11,3870 L4 6,500 1,530 76,6 –28,6280 0,885 L5 11,6270 6,700 1,435 94,6 –10,9940 L6 1,380 1,617 44,3 –16,8070 0,100 L7 –27,6670 2,100 1,723 29,3 –10,2360 L8 1,100 1,617 44,3 7,7303 8,060 Tubus und Tubuslinse
Planapochromatic microscope objective according to one of the preceding claims 1 to 9, characterized by the following design data with radii r, thicknesses d and distances a in each case in mm, refractive indices n e at a wavelength of 546.07 nm and Abbe numbers ν e : r d a n e e object level ∞ 2,200 L1 -4.8537 5,500 1,886 40.8 -6.8163 7,670 L2 224.2200 5,000 1,530 76.6 -15.5270 0,100 L3 26.1380 1,200 1,886 40.8 11.3870 L4 6,500 1,530 76.6 -28.6280 0.885 L5 11.6270 6,700 1,435 94.6 -10.9940 L6 1,380 1,617 44.3 -16.8070 0,100 L7 -27.6670 2,100 1,723 29.3 -10.2360 L8 1,100 1,617 44.3 7.7303 8,060 Tube and tube lens
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017218169B3 (en) 2017-10-11 2019-03-21 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Apochromatic microscope objective and microscope
CN110187490A (en) * 2019-04-30 2019-08-30 宁波永新光学股份有限公司 A method of improving micro objective resolution ratio
CN120353014B (en) * 2025-06-25 2025-09-12 长春理工大学 Long working distance plan apochromatic microscope objectives capable of generating phase contrast

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3428389A (en) * 1966-04-01 1969-02-18 Bausch & Lomb Metallurgical optical semi-objective of 8.0x magnification
US3471219A (en) * 1968-03-26 1969-10-07 Bausch & Lomb 12.5x magnification semiobjective with field flattening lens
US5798870A (en) * 1995-07-21 1998-08-25 Nikon Corporation Microscope objective lens and microscope

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4588264A (en) * 1982-11-30 1986-05-13 Nippon Kogaku K. K. Microscope objective lens
JPH0644102B2 (en) * 1985-04-17 1994-06-08 株式会社ニコン Microscope objective lens
JP3093835B2 (en) * 1991-10-28 2000-10-03 オリンパス光学工業株式会社 Microscope objective lens
JPH08286112A (en) * 1995-04-12 1996-11-01 Olympus Optical Co Ltd Objective lens for microscope
JPH11160624A (en) * 1997-12-01 1999-06-18 Union Optical Co Ltd Microscope objective lens

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3428389A (en) * 1966-04-01 1969-02-18 Bausch & Lomb Metallurgical optical semi-objective of 8.0x magnification
US3471219A (en) * 1968-03-26 1969-10-07 Bausch & Lomb 12.5x magnification semiobjective with field flattening lens
US5798870A (en) * 1995-07-21 1998-08-25 Nikon Corporation Microscope objective lens and microscope

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