Mikroskopobjektive werden in zwei Gruppen eingeteilt: endlich und unendlich korrigiert.
Ein endlich korrigiertes System fokussiert das Licht einer nicht im Unendlichen liegenden Quelle
auf einen Punkt. Bei einem Mikroskop wird das Bild des betrachteten Objekts vergrößert und auf das
Okular (oder den Sensor, wenn eine Kamera genutzt wird) projiziert. Der genaue Abstand im System
wird durch den DIN- oder JIS-Standard charakterisiert, alle endlich korrigierten Mikroskope basieren
auf einem dieser beiden Standards. Die endlich korrigierten Objektive werden für viele Basis-Mikroskope,
die z. B. für generelle Inspektionen verwendet werden, eingesetzt. Endlich korrigierte Objektive
werden immer dann eingesetzt, wenn geringe Kosten und Einfachheit wichtige Faktoren sind. Die
Objektive werden typischerweise nur für Hellfeld-Techniken eingesetzt.
Ein unendlich korrigiertes System fokussiert das Licht einer im Unendlichen liegenden Quelle
auf einen Punkt. Bei einem Mikroskopobjektiv entspricht der Punkt dem betrachteten Objekt und
die unendliche Seite zeigt zum Okular (oder Sensor, wenn eine Kamera eingesetzt wird). Bei diesem
Design muss eine zusätzliche Tubuslinse zwischen Objektiv und Okular eingesetzt werden, um ein
Bild zu erzeugen. Das Design ist komplizierter als das endlich korrigierte Design, ermöglicht aber
das Einbringen von optischen Komponenten wie Filtern, Polarisatoren und Strahlteilern in den optischen
Strahlengang. In der Fluoreszenzmikroskopie wird typischerweise der unendliche Designtyp
eingesetzt. Unendlich korrigierte Objektive bestehen häufig aus mehreren Elementen und korrigieren
optische Fehler wie Ebenheit, chromatische Aberration, sphärische Aberration und Polarisation.
Die Qualität des Objektivs und Okulars bestimmt wie gut das System funktioniert. Die Korrektur der
Linsenfehler zu verstehen ist bei der Auswahl des richtigen Objektivtyps extrem wichtig. Die Korrektur
wird oft auf dem Objektiv angegeben, um dem Anwender einen schnellen Hinweis auf das Design des
Objektivs zu geben. Es gibt typischerweise drei Stufen der achromatischen und sphärischen Aberrationskorrektur:
Achromat, Fluorit und Apochromat. Achromate sind die einfachsten und günstigsten
Objektive. Rote und blaue Wellenlängen sind farbkorrigiert, die sphärische Aberration wird für eine
grüne Wellenlänge korrigiert. Aufgrund der eingeschränkten Korrekturen eignen sich diese Objektive
besser für monochromatische Anwendungen. Für Fluorit-Objektive (auch Fluor-Objektive genannt)
werden fortschrittliche Glastypen verwendet, die das Mineral Fluorit enthalten (daher der Name).
Mittlerweile werden auch oft synthetische Materialien eingesetzt. Die verschiedenen Glastypen in
Fluorit-Objektiven ermöglichen eine verbesserte Korrektur der chromatischen und sphärischen Aberration
für mindestens 2 Farben. Die Objektive bieten häufig höhere numerische Aperturen und Auflösungen
als Achromate, was in der Farbbildgebung zu helleren Bildern mit besserem Kontrast führt.
Apochromate bieten die höchste Korrektur-Stufe. Die chromatische Aberration ist für mindestens 3
Farben (rot, blau und grün) korrigiert und die sphärische Aberration für mindestens 2 bis 3 Farben.
Dies ist ideal für Weißlichtanwendungen. Die Objektive haben oft längere Arbeitsabstände und die
höchsten numerischen Aperturen. Beachten Sie, dass die neusten hochqualitativen Fluorit-Objektive
und Apochromate sogar oft für 4 oder mehr Farben chromatisch und für 4 Farben sphärisch korrigiert
sind. Alle drei Objektiv-Designs zeigen allerdings signifikante Verzeichnung und Bildfeldwölbung, die
sich mit steigender Vergrößerung weiter verschlechtern.
Bildfeldwölbung bedeutet, dass das Bild außerhalb der optischen Achse nicht auf eine flache Bildebene
fokussiert werden kann. Sie führt zu unscharfen Bildern außerhalb der optischen Achse. Es
gibt zwei Qualitätsstufen der Bildfeldwölbungs-Korrektur: plan oder semi-plan. Objektive ohne Korrektur
der Bildfeldwölbung haben ein flaches Feld in den mittigen 65% des Bildes. Bei semi-planen
Objektiven sind 80% des Bildfeldes flach. Plane Objektive erreichen die beste Korrektur mit über 90%
des Bildfeldes flach und im Fokus.
Eye Point
Eyepiece
Mikroskopie
Eye Lens
Field Lens
Real Image
Plane
OTL
(150mm for DIN)
(146.5mm for JIS)
PD
(45mm for DIN)
(36mm for JIS)
Objective Lens
Working
Distance
MTL
(160mm for
DIN/JIS)
Object
Key:
Total Magnification = x
Field of View =
NA=n sinθ
(air, n=1)
θ
Objective
Power
Eyepiece
Power
Eyepiece Field Stop Diameter
Objective Power
Abbildung 1
Aberrationskorrektur bei unendlich korrigierten Objektiven
Objektivtyp Korrektur sphärische Aberration Korrektur chromatische Aberration Korrektur Bildfeldwölbung Anwendungen
Achromat 1 Farbe 2 Farben nein monochromatische Anwendungen
Fluorit 2+ Farben 2+ Farben nein polychromatische Anwendungen
Apochromat 3+ Farben 3+ Farben nein Weißlicht-Anwendungen
Plan-Achromat 1 Farbe 2 Farben ja monochromatische Anwendungen
Plan-Fluorit 2+ Farben 2+ Farben ja polychromatische Anwendungen
Plan-Apochromat 3+ Farben 3+ Farben ja Weißlicht-Anwendungen
288 +49 (0) 6131 5700-0 | Edmund Optics® N NEUES PRODUKT PREISSENKUNG
Testen & Messen Testcharts Beleuchtung Kameras Objektive Mikroskopie Laser Mechanik Optik
ANWENDUNGSHINWEIS
Unendlich korrigierte Objektive
Objektive von Edmund Optics®..................289
Objektive von Mitutoyo.......................290-293
Objektive von Olympus.......................294-296
Objektive von ZEISS...................................297
Objektive von Nikon............................298-299
Objektive von Infinity..........................299-301
Endlich korrigierte Objektive...................302-304
Okulare & Mikroskope.............................305-310
Mikroskopiekameras...............................311, 393
Mikroskopobjektive verstehen
Die Gesamtvergrößerung eines üblichen Mikroskops
berechnet sich, indem die Vergrößerungen der unabhängigen Systeme Objektiv und Okular
multipliziert werden. Das Objektiv, welches sich nahe an der Probe befindet, liefert ein vergrößertes, invertiertes, reelles Bild. Das Okular liefert dann
ein weiter vergrößertes, virtuelles Bild dieses Bildes. Durch die Kombination von Objektiv und Okular erzeugt das Mikroskop ein virtuelles, invertiertes
Bild, das auf die Netzhaut des Betrachters gelangt (Abbildung 1). Im Gegensatz zu Lupen, die nur ein einziges optisches System nutzen, erlaubt das
Mikroskop die Verwendung einer Strichplatte zwischen Objektiv und Okular.
Industriestandards von unendlich korrigierten Objektiven Anmerkung: Die angegebenen Werte sind typische Werte.
Spezifikation Edmund Optics® Mitutoyo Olympus ZEISS Nikon
Gewinde M26 x 36 TPI M26 x 36 TPI RMS M27 x 0,75 M25 x 0,75
Typische Tubuslänge 200 mm 200 mm 180 mm 165 mm 200 mm
Typischer parfokaler Abstand 95 mm 95 mm 60 mm 45 mm 60 mm
Vergrößerungsbereich 2X bis 100X 1X bis 200X 4X bis 100X 2,5X bis 100X 2,5X bis 100X