DE1196392B

DE1196392B - Pankratisches Objektiv fuer Mikroskope

Info

Publication number: DE1196392B
Application number: DEL45284A
Authority: DE
Inventors: Walter Klein
Original assignee: Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Current assignee: Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Priority date: 1963-07-06
Filing date: 1963-07-06
Publication date: 1965-07-08
Also published as: US3679286A

Description

Pankratisches Objektiv für Mikroskope Die Erfindung betrifft ein pankratisches Objektiv für Mikroskope mit schwacher Vergrößerung, insbesondere für sogenannte Stereomikroskope oder binokulare Lupen.
Es sind seit langem Objektive bekannt, bei denen die Brennweite kontinuierlich durch das Verschieben von Linsengliedern geändert werden kann. Man unterscheidet dabei grundsätzlich zwei verschiedene Konstruktionen. Bei der einen wird dabei ein Linsenglied linear verstellt, während das andere mittels einer Kurve gesteuert wird, die im allgemeinen sogar eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Linsengliedes bewirkt. Dieser sogenannte mechanische Ausgleich ist insbesondere wegen der Kurvensteuerung des einen Linsengliedes aufwendig und teuer. Das zweite Konstruktionsprinzip, das als optischer Ausgleich bekannt ist, erreicht die Änderung der Brennweite durch lineare Verschiebung von mindestens zwei Linsengliedern, die starr miteinander gekoppelt sind.
Es ist ferner bereits bekannt, eine Änderung der Brennweite durch gegenläufige Verstellung von zwei Linsengliedern zu erreichen, wobei beide Linsenglieder jeweils um den Vergrößerungsbereich 1 verstellt werden. Bei dieser Konstruktion kann von den beiden obengenannten Prinzipien, nämlich dem mechanischen und dem optischen Ausgleich, Gebrauch gemacht werden.
Soll ein Objektiv mit variabler Brennweite für Mikroskope, insbesondere für Stereomikroskope, verwendet werden, ergeben sich zusätzliche Schwierigkeiten dadurch, daß die Lichtstärke bzw. Apertux und die Sehfelder möglichst groß sein müssen. Bei Stereomikroskopen dürfen jedoch die freien Durchmesser der objektivseitigen Linsen nur klein sein, wenn man nicht gezwungen sein will, nur einen sehr großen Arbeitsabstand und damit nur eine sehr schwache Vergrößerung in Kauf zu nehmen. Andererseits dürfen aber auch die freien Durchmesser der Bildseitigen Linsen nicht zu groß werden, damit nicht die freien Durchgänge in den folgenden Prismen oder Spiegelsystemen zu groß werden. Andernfalls würde das zu sehr großen Ausmaßen des ganzen Gerätes und zu schwierig herzustellenden Einzelteilen führen.

Um diesen Schwierigkeiten aus dem Weg zu gehen, ist das Objektiv nach der Erfindung so aufgebaut, daß die Pupille im pankratischen Systemteil liegt und daß bei einem Objektiv, das aus vier Linsengliedern besteht, von denen das erste und das letzte fest angeordnet, das zweite und dritte Linsenglied gegeneinander verstellbar angeordnet sind, das erste Linsenglied einen Vergrößerungsmaßstab 1 ß1' 1 < 1,0, das vierte Linsenglied einen Vergrößerungsmaßstab l«ß4' 1 > 1,5 aufweist. Das Verhältnis der absoluten Brennweiten des dritten Gliedes zum zweiten Glied ist vorzugsweise > 1,3. In der nachfolgenden Tabelle sind Daten für ein solches Objektiv angegeben, wobei 1 der Abstand von Objekt bis zum Zwischenbild, fi die Brennweite der Linsenglieder, 1i die Abstände zwischen den Linsengliedern bedeutet. Insbesondere ist mit 1o der Abstand vom Objekt bis zum ersten Linsenglied und mit 1a der Abstand vom letzten Linsenglied bis zur Zwischenbildebene gekennzeichnet.

Tabelle 1

0,21 < 1o < 0,61

0,081 < f1 < 0,251

0 <11<0,21

(f,051 < -f2 < 0,21

0 <12<0,31

0;081 < f3 < 0,251

0 <13<0,21

0,51 < -f4 < 1,01

0,31<1b<6,71

Für ein durchgerechnetes Beispiel sind die Daten der Brennweiten und Abstände in den nachfolgenden Tabellen 2 und 3 angegeben, wobei in Tabelle 3 die Luftabstände zwischen den vier Linsengliedern bei Veränderung der Brennweite angegeben sind. In den ersten drei Spalten sind dabei, die Luftabstände angegeben, wenn die Linsenglieder 2 und 3 gegenläufig linear verstellt werden, in den Spalten 4 bis 6 fier den Fall, daß das Linsenglied 3E linear, das Linsenglied 2 Jedoch über eine einfach herzustellende Kurve gesteuert wird. Tabelle 2 f1 = -I-59,470 f$ = -36,421 fa = -I-56,192 f4 = -201,716 1o = 152,090 1b = 174,821 1 = 409,997 fcm = -0,63 bis -2,0 (Gesamtvergrößerung)

Tabelle 3
Abstände der einzelnen Glieder bei
L° } linear verstellt L, über Kurve ( )
La La linear verstellt
1 2 3 4 5
6
11 1, la 11 19 la
9,781 69,612 3,693 7,658 71,735 3,693
l2,556 63,519 7,011 12,556 63,519 7,011
18,436 52,772 11,878
23,157 43,185 16,744
26,996 34,479 21,611
30,208 26,401 26,477
32,906 18,836 31,344 32,906 18,836 31,344
34.,756 14,774 33,556 33,993 15,537 33,556

In den Zeichnungen ist schematisch ein Objektiv nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 einen Schnitt durch ein derartiges Objektiv, F i g. 2 die Verstellwege der Linsenglieder 2 und 3, und zwar ausgezogen die Verstellwege dieser beiden Linsenglieder bei linearer Verstellung beider Glieder und gestrichelt den Verstellweg des Linsengliedes 2 bei Anwendung des sogenannten mechanischen Ausgleiches, F i g. 3 die Abweichung der Zwischenbildebene in Abhängigkeit von der Verstellung der Linsenglieder 2 und 3 bei linearer Verstellung beider Glieder, F i g. 4 die Durchstoßhöhen der Strahlenbüschel bei einem Objektiv nach der Erfindung im Maßstab 1: 2; die ausgezogenen Linien stellen die Aperturstrahlen dar, die gestrichelten Linien die Begrenzung der schiefen Strahlenbüschel; dabei gilt die F i g. 4a bei einer Gesamtvergrößerung ß' = 0,63, F i g. 4b bei einer Gesamtvergrößerung ß' = 2,0. Wie ebenfalls aus den F i g. 4a und 4b zu ersehen ist, werden die Linsendurchmesser nicht übermäßig groß, wenn erfindungsgemäß die Pupille im Linsenglied 3 liegt.

In der nachfolgenden Tabelle sind die Konstruktionsdaten nebst Angaben über die Glaswahl für ein derartiges Objektiv angegeben. Der Vergrößerungsbereich liegt dabei zwischen 0,63 und 2,0.

Tabelle 4

ne ve

r1 = -1--41,912 1o =150,65

r2 = -I-20,113 dl = 2'5 1,7343 28,4

ra = -81,93 da = 5,5 1,5821 53,6

r4 -30,839 11 = 4,97-29,61

=

r6 = -15,399 d3 = 2,5 1,7685 26,8

r8 = -1-42,963 d4 = 1'5 1,5917 52,9

1$ = 66,35-13,31

r7 = -I-46,007

ds = 1,5 1,7343 28,4

ra = -1-22,0l

dB = 3,0 1,5749 57,3

rs = -62,l06

l3 = 3,24-31,64

rlo = -95,429

rn = -I-150,205 d7 = 1,5 1,5749 57,3

da = 1,5 1,7343 28,4

r1$ = ap

1b = 172,80

ß' = 0,63 - 2,0

Claims

Patentansprüche: 1. Pankratisches Objektiv mit schwacher Vergrößerung, insbesondere für Stereomikroskope und Binokularlupen, aus vier Linsengliedern, von denen das erste und letzte Glied fest angeordnet, das zweite und dritte Linsenglied gegenläufig um den Vergrößerungsbereich 1: 1 verstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, da.ß das erste Linsenglied einen Vergrößerungsmaßstab l ß1' 1 < 1,0, das vierte Linsenglied einen Vergrößerungsmaßstab 1 ß4 1 > 1,5 aufweist und daß die Pupille im pankratischen Systemteil liegt.
2. Pankratisches Objektiv nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Daten: 0,081 < fi < 0,251 0221 < 1o < 0,61 0 <1,.<0,21 0,051 < -f2 < 0,21 0,081 < f 3 < 0,251 0 < 12 < 0,3 1 0 <1a<0,21 0,5 1 < -f4 < 1,01 0,31<1b<0,71
3. Pankratisches Objektiv nach Anspruch oder 2, gekennzeichnet durch folgende Daten: f1 = r-59,470 f2 = -36,421 f4 s = -f-56,192 _ -201,716 1 = 152,090 lb = 174,821 1 = 409,997 ß@ = -0,63 bis -2,0 (Gesamtvergrößerung) Abstände der einzelnen Glieder bei La ( ) Lg linear verstellt L9 über Kurve L$ Lear verstellt 1 2 I 3 4 5 6 h 1s ( ls h Ix 1a 9,781 69,612 3,693 7,658 71,735 3,693 12,556 63,519 7,011 12,556 63,519 7,011 18,436 52,772 11,878 ' 23,157 43,185 16,744 ' 26,996 34,479 21,611 ' 30,208 26,401 26,477 32,906 18,836 31,344 32,906 18,836 31,344 34,756 14,774 33,556 33,993 15,537 33,556
4. Pankratisches Objektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch folgende Daten: ne Ne r1 = -f-41,912 10 = 150,65 d, = 2,5 1,7343 28,4 r2 = -f-20,113 d2 = 5,5 1,5821 53,6 rs = -81,93 r4 = -30,839 11 = 4,97-29,61 d3 - 2,5 1,7685 26,8 r5 = -15,399 d4 = 1,5 1,5917 52,9 rg = -I-42,963 12 = 66,35-13,31 r7 = -I-46,007 d5 = 1,5 1,7343 28,4 rs = -f-22,01 d 6 = 3,0 1,5749 57,3 rs = -62,106 rlo = -95,429 13 - 3,24-3l,64 d7 - 1,5 1,5749 57,3 r11 = -I-150,205 d 8 = 1,5 1,7343 28,4 12 00 1b = 172,80 ß' = 0,63 - 2,0

In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 1322 227.