DE2001953C - Weitwinkelokular - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Weitwinkelokular für ein Mikroskop mit Feldlinsen und Augenlinsen, die durch einen Luftabstand voneinander getrennt sind. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Ultra-Weitwinkelokular mit einer hohen Feldzahl und einem großen S Augenpunktabstand.

Bei bekannten Weitwinkelokularen fehlt im allgemeinen Licht in den ringförmigen Randbereichen des Blickfeldes, wenn nicht die sphärische Aberration des Bildes der Austrittspupille des mit dem Okular verwendeten Objektivs am Punkt des Auges genügend vermieden wird. Das hat seinen Grund in der Tatsache, daß der Durchmesser der Austrittspupille des Objektivs relativ klein ist und daß daher der Durchmesser der Austrittspupille am Augenpunkt des Okulars im allgemeinen kleir. gemacht wird, und zwar in der Größenordnung von 1 mm, während das Blickfeld sehr hell ist und daher der Durchmesser der Pupille des Beobachters notwendigerweise verringert ist, so daß ein Ausfall von Licht in den ringförmigen Randbereichen des Blickfeldes auftritt, auch wenn nur eine geringe sphärische Aberration auftritt. Es ist daher notwendig, die sphärische Aberration genügend zu kompensieren, um Lichtausfall in den ringförmigen Randbereichen des Blickfeldes zu vermeiden. »5

Es ist weiterhin notwendig, die Feldlinse eines Okulars* vor der Augenlinse desselben in einem geeigneten Abstand anzuoi Jnta, um Jie Hauptstrahlen, die vom Objektiv ausgehen, oirzufangen und in die Hülse des Okulars einzuführen, die b. grenzten Durchmesser hat. Daher neigt man dazu, in einem Weitwinkelokular den Augenpunktabsiand klein zu machen. Der Augenpunktabstand ist im allgemeinen genügend groß, wenn er 6 mm, d. ii. die mittlere Länge, die eine menschliche Augenwimper hat, überschreitet. Auf der anderen Seite ist es, wenn der AugenpunktaUstand zu groß ist, als Folge unstetiger Bewegungen des Kopfes für den Beobachter schwierig, das Bild stabil zu beobachten. Daher sollte die obere Grenze für den Augenpunktabstand 20 mm nicht übersteigen. Daher wird angenommen, daß der geeignete Augenpunktabstand in der Größe von 14 bis 15 mm liegt.
. Wenn ein Weitwinkelokular zusammen mit einem Objektiv mit hoher Vergrößerung in einem Mikroskop verwendet wird, ist es notwendig, dem Okular eine Überkorrektion der chromatischen Aberration der Vergrößerung zu geben, um die Unterkorrektion der chromatischen Aberration der Vergrößerung des Objektivs zu kompensieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile bekannter Weitwinkelokulare zu vermeiden, bei denen die Feldlinse ein achromatisches Kittglied ist, das positive Brechkraft hat, und die Augenlinsen ein dickes Meniskusglied enthalten, das aus einer vorderen negativen Linre und einer hinteren positiven Linse besteht, wobei die Kittfläche negative Brechkraft hat und die vordere konkave Fläche der vorderen negativen Linse auf das Objektiv zu gerichtet ist, und daß ferner Linsen positiver Brechkraft in kurzem Abstand hinter dem dicken Meniskusglied angeordnet sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Okular folgende numerische Daten aufweist:

	T	d	nd	1	Vd
1	161,0	1,5	1,6204
2	30,0	6,5	1,6259	60,3
3	-48,7	22,0	1	35,6
4	-51,9	1,8	1,7174
5	16,9	9,8	1,5891	29,5
6	-30,7	0,3	1	61,2
7	30,7	3,5	1,5891
8	-240,3	0,3	1	61,?
9	15,0	3,5	1,5891
10	28,8		1	61,2
11

Brennweite F = 25,0

Feldzahl = 26,0

Vergrößerung — lOfach

Augenpunktabstand E.P. = 14,6

Das erfindungsgemäße Weitwinkelokular hat eine große Feldzahl und einen großen Augenpunktabstand. Es vermeidet Lichtverluste in dem ringförmigen Randbereich des Blickfeldes. Trotz der einfachen Konstruktion erzeugt es Bilder hoher Qualität.

Da bei dem erfindungsgemäßen Okular das Feldlinsenglied mit achromatischer Kittfläche und positiver Brechkraft als Ganzes vorgesehen ist, können die Hauptstrahlen, die von der Austrittspupille des mit deir Okular verwendeten Objektivs kommen, durch das Feldlinsenglied unter einem größeren Winkel in bezug auf die optisch; Achse eingefangen werden.

Dies erlaubt, einen wesentlich weiteren Bereich zu beobachten.
Um die chromatische Aberration der Vergrößerung wie auch die Verzeichnung zu kompensieren, hat die Kittfläche des Meniskusgliedes negative Brechkraft. Die Verwendung des Meniskusgliedes ist außerordentlich wirksam für die Verlängerung des Augenpunktabstandes und gleichzeitig für die Kompensation der Feldkrümmung des Okulars. Die Anordnung von einer oder mehreren Linsen mit positiver Brechkraft in geringem Abstand hinter dem Meniskusglied ist erforderlich, um die Brennweite des Okulars auf einem

Claims (1)

1. vorbestimmten positiven Wert zu halten. Durch das Bedingung 4:

   Vorsehen solcher positiver Linsen kann der Astig- η 7 f < 1 < 1 S F

   matismus, der von dem dicken Meniskusglied her- ' ^{= 3 =}

   rührt, das direkt an der Vorderseite der positiven wobei d₃ eier Luftabstand zwischen dem Feldlinsen-Linsen angeordnet ist, kompensiert werden 5 glied und den Auge.ilinsengliedern ist.

   Der Kittradius r₅ im dicken Meniskusglied, d:; Wenn der Wert von d₃ kleiner gemacht wird als die Differenz in den Brechungsindizcs n_s — /;„ zwischen oben beschriebene Grenze, ist die Fähigkeit, die Hauptder vorderen und hinteren Linse des dicken Meniskus- strahlen einzufangen, die von dem Feldlinsenglied gliedes, die Differenz in der Abbesciien Zahl vn₂ — vn₃ unter gröEzren Winkeln zur optischen Achse des zwischen der vorderen und hinteren Linse der Feld- io Okulars divergieren, ungenügend. Auch die Brechlinse und der Li-itabstand d₃ zwischen der Feldlinse kraft für die chromaiüche Aberration der Vergröße- und den Augenlinsen genügen folgender Bedingungen: rung des Okulars ist verschlechtert. Außerdem nähert

   sich in diesem Falle die bildseitige, mit der Luft in Be-

   U,->r = r_s < 0,8 F rührung stehende Oberfläche des Feldlinsengliedes der

   ("s — n_e) = 0,1 15 Bildebene des Objektivs. Daher erscheinen Beschädi-

   20 < (vn — ) gungen oder Kratzer, fremde Teile oder Staub, die

   ^{2 3} auf den mit Luft in berührung stehenden Flächen

   0,7FS d₃ S 1,5F, sitzen, oder kleine Bläscnei in dem Material, das die

   Feldlinsenelemente bildet, im Blickfeld des Okulars.

   wobei F die Brennweite des gesamten optischen ao Wenn andererseits der Wert von d₃ die vorbeschrie-

   Systems des Okulars bezeichnet. bene obere Grenze überschreitet, verringert sich der

   Die physikalische Wirksamkeit der \orbeschriebenen Abstand des Augenpunktes, da die resultierende

   vier Bedingungen soll im folgenden ausführlich er- Brennweite der Augenlinsen '..ein gemacht werden

   läutert werden. muß, um der Brennweite des Okulars einen vorbestimm-

   Bedingung 1: 25 ten festen Wert zu geben.

   0^5 f < _r < 08F ^'^e Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Hs

   zeigt

   wobei F die Brennweite des Okulars und r₅ 6er Krüm- F i g. 1 einen schematischen Längsschnitt durch die

   inungsradius der Kittfläche im dicken Meniskusglied Anordnung der Linsen,

   ist· 30 F i g. 2 bis 6 verschiedene Aberrationskurven des in

   Wenn der Wert von r₅ kleiner gemacht wird als die F i g. 1 dargestellten Okulars.

   \orstehend definierte untere Grenze, d. h. kleiner als F i g. 2 zeigt die sphärischen Aberrationen, wobei die 0,5F, wächst die sphärische Aberration der Pupille, ausgezogene Linie die Aberration für die i/-Linie zeigt, und die Verzeichnung wird überkorrigiert. Wenn an- Die gestrichelte Linie ist die der r-Linie. Die mit einem dererseits der Wert von r₅ die vorbeschriebene obere 35 Punkt unterbrochene Linie zeigt die F-Linie, während Grenze überschreitet, ist die Korrektivkraft der chro- die sphärische Aberration für dieg-Linie durch die mit rnatischen Abeiration der Vergrößerung erheblich ver- zwei Punkten unterbrochene Kurve dargestellt ist.
   schlechten. F i g. 3 zeigt die chromatische Aberration der VerBedingung 2: größerung,
   (n — η ) > 0 1 ⁴° F i g. 4 den Astigmatismus und die Feldkrümmung,

   * - ' ' während

   wobei /J₅ und /ι, die Brechungsindizes der vorderen F i g. 5 die Verzeichnung darstellt,
   negativen Linse und der hinteren positiven Linse sind, Wie den in den F i g. 2 bis 5 dargestellten Aberdie zusammen das Meniskusglied bilden, und die Kitt- rationen entnommen werden kann, ist die sphärische fläche negative Brechkraft hat. 45 Aberration außerordentlich gut kompensiert, während Wenn die Differenz (/J₅ - n_e) kleiner gemacht wird die Überkorrektion der chromatischen Aberration der aU die im vorstehenden definierte untere Grenze, d. h. Vergrößerung an das Okular weitergegeben wird, so kleiner als 0,1, wird die Korrektivkraft für die Ver. daß die Unterkorrektion der chromatischen Aberzeichnung, die chromatische Aberration der Ver- ration der Vergrößerung des Objektivs im wesentgrcßerung wie auch die sphärische Aberration der 50 liehen, genau kompensiert wi^rd. Der Astigmatismus Pupille ungenügend. wie auch die Feldkrümmung ist innerhalb 3 mm über Bedingung 3· ^as 6^anze · ^e'd reduziert und erreicht die Feldzahl 26. __Λ . . '. Außerdem ist die Verzeichnung innerhalb von 2% 20S(Vn₂-VH₃), verringert.

   wobei ν«, und vn₃ die Abbeschen Zahlen der vorderen 55 F i g. 6 zeigt die sphärische Aberration der Pupille,

   und hinteren Linse sind, die das positive Feldlinsen- Die sphärische Aberration iit innerhalb von etwa

   glied mit der achromatischen Kittfläche bilden. 1 mm im Bereich der Feldzahl 26 verringert, und der

   Wenn die Differenz (vn_% — vn₃) kleiner gemacht wird Ausfall an Licht im ringförmigen P.andbereich des

   als 20, wird die Korrektivkraft der chromatischen Feldes ir.t hinreichend vermieden Die numerische

   Aberration der Vergrößerung des Okular«; ungenügend. 6o Apertur N. A. ist 0,052 bei der Feldnahl 26. Dies er-

   Diese Bedingung ist erfüllt, wenn die vordere zer- möglicht, die numerische Apertur zu verringern,
   streuende Linse des Feldlinsengliedes aus einem Glas

   hergestellt wird, das eine hohe Abbesche Zahl hat, Patentanspruch:

   während die hintere sammelnde Linse aus einem Glas Weitwinkelokular für ein Mikroskop mit einem

   mit einer niederen Abbeschen Zahl gemacht wird. 65 Feldlinsenglied und Augenlinsengliedern, die durch

   Diese Forderung steht also im Gegensatz zu der Be- einen größeren Luftabstand voneinander getrennt

   dingung, der achromatische Linsen mit hoher posi- sind, wobei das Feldlinsenglied eine achromatische

   tiver Brechkraft unterliegen. . Kittfläche besitzt und als Ganzes positive Brech-

   kraft hat und die Augenlinsenglieder ein dickes Meniskusglied enthalten, das aus einer vorderen negativen Linse und einer hinteren positiven Linse besteht, wobei die Kittfläche negative Brechkraft hat und die vordere konkave Fläche der vorderen negativen Linse auf das Objektiv zu gerichtet ist, und daß ferner Linsen positiver Brechkraft in kurzem Abstand hinter dem dicken Meniskusglied angeordnet sind, gekennzeichnet durch die folgenden numerischen Daten:

   T d ltd 1 vd 1 161 1,5 1,6204 2 30,0 6,5 1,6259 60,3 3 -48,7 22,0 1 35,6 4 -51,9 1,8 1,7174 5 16,9 9,8 1,5891 29,7 6 -30,7 0,3 1 61,2 7 30,7 3,5 1,5891 8 -240,3 0,3 1 61,2 9 15,0 3,5 1,5891 10 28,8 1 61,2 11

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen