显微成像系统的制作方法_2

文档序号:9630846阅读:来源:国知局
]通过在物镜侧的部件还有像侧的部件中应用多个透镜组件,能够一方面针对光瞳成像以及另一方面针对物镜成像分开地对纵向和横向色像差进行处理,从而使偏差能够分别针对光瞳成像以及物镜成像完全得到修正,但其中,所用透镜的数目同时一目了然地保持不变。用于修正的技术开支因而保持在可接受的范围内。
[0017]在简单的构造方案中,一个或多个物镜侧的和/或像侧的透镜组件分别构造为粘接透镜片,这降低了需要调校的部件的耗费,但是也降低了调整可能性。
[0018]当透镜组件并未连接为粘接透镜片时或者使用附加的透镜时,则优选也能够修正这种在场角很大的情况下出现的像差,正如这种像差在宽场显微术中例如当视场直径大于15mm是常见的。
[0019]当井筒透镜已经完全消除色差的话,则物镜侧的部件仅须对物镜光瞳的通常非常小的色差加以修正,则这种透镜组件也几乎是消除色差的。在这种情况下,必须应用量值或者说绝对值大于150的有效阿贝数,这能够以相应的粘接透镜片或透镜组件来实现。
[0020]在另一优选的构造方案中,传输系统沿着光路能移动地布置。按照这种方式,传输系统能够与根据位置的物镜光瞳位置相匹配。物镜的焦点运动也能够以这种方式得到补偿。在这两种情况下,像平面的位置保持不变。在此,速比与光瞳成像比例相关,对于比例为1: 1的成像情况,物镜侧的部件和像侧的部件朝相同方向运动相同的量。两个部件彼此间按照相应速比的运动能够通过相应的传动装置或者也能够以电子的方式来保证。
[0021]在本发明的另一构造方案中,传输系统连同光学适配元件以绕光轴旋转对称的方式构造。在此,传输系统的光轴与成像系统的其余区域内光轴的位置不重合:像平面或照相机和镜筒透镜系统以及中间像平面在这种情况下关于传输系统的光轴并非同中心地布置,或者说偏心地布置,但是对中心地布置在相应的子系统(照相机或物镜和镜筒透镜系统)的光轴上。按照这种方式,可以进一步减小适配元件上的入射角,这是因为在适配元件上被反射的光不必经过机械的边框(Fassung)。在这种情况下,入射的光在光学适配元件上以如下方式发生反射:使光再次透过相同的光学元件返回,物镜侧的部件于是与像侧的部件在结构技术上重合,但是光线相比于透射物镜侧的部件的过程以反过来的顺序透射像侧的部件。为此,透镜以相应的参数来设计,从而光线从物镜首先分别通过每个透镜的半部透射到光学适配元件上,在返程上分别透射每个透镜的另外那个半部。与传输系统的光轴相关地,一方面的物镜、镜筒透镜系统以及另一方面的像平面并不相叠地、关于传输系统还有光学适配元件的光轴不对中心地布置。于是,在旋转对称地成型的透镜中,当光轴再次与镜筒光学器件重合时,也就是处在传输系统外部,则要么是光瞳修正要么是物体成像必须以其他方式产生,而不是利用传输系统产生。
[0022]在传输系统的刚介绍的对称的实施方案中,光还必须以不为零的角度投射到光学适配元件上,以便从一部分光路转向到另外那部分。当应用光学适配元件来移动焦点时(方式为给光学适配元件成形出球形或抛物线形的曲率),则产生了与场相关的像散现象。因为传输系统和光学适配元件的对称轴重合,并且因为已知的光学器件的像散现象是与焦距相关的,所以能够以如下方式设计旋转对称的传输系统:使得在适配元件上产生的像散现象针对一定的散焦而由传输系统本身补偿。按照这种方式,能够借助适配元件利落地(sauber)调整的焦点区域能够进一步扩大。
[0023]本发明的其他构造方案还实现了光瞳成像与物镜光瞳的不同尺寸的匹配。例如在光路中能够在传输系统的前面布置第一望远式系统或者说望远镜或者说伸缩镜(Teleskop),在传输系统的后面布置第二望远式系统。望远式系统能够设计成可替换的,以便实现与不同物镜的匹配。在此,传输系统不是一定要更换。在模块式的构造中,也可以在不应用望远式系统的情况下,针对不同的物镜提供不同的传输系统,这种传输系统能够在更换转塔中的物镜时相应地换上或换掉,例如呈插入模块的形式装入中间像界面中。望远式系统优选是消色差的。在此,第一望远式系统以如下方式布置,使得中间像处在望远式系统的光路中,从而仅实现中间像的扩大,但焦点位置或光瞳位置不改变。在光路中,第二望远式系统处在传输系统的像侧的部件与像平面之间。
[0024]利用刚刚提到的部件能够执行与不同的光瞳尺寸分别进行匹配(例如通过更换望远式系统的方式),而还可行的是,将望远式系统构造为具有多于两个透镜的调焦望远式系统,这种调焦望远式系统也是消色差的并且实现了光瞳尺寸与不同物镜的物镜光瞳进行连续的匹配。
[0025]传输系统本身也可以构造为调焦光学器件,对光瞳成像或物镜成像的之前介绍的色彩修正则必须在外部在相对于调焦系统在前后连接的光学器件中进行。在这种情况下,光学适配元件也可以构造为起反射作用的元件,并且调焦系统绕纵轴线旋转对称地设计,从而无论是入射还是出射的光路都通过相同的透镜、但在不同侧引导。
[0026]不言而喻的是,前面提到的而且后面还要阐释的特征不仅能够以给出的组合使用,而且也能够以其他组合或者单独加以使用,而不离开本发明的范围。
【附图说明】
[0027]下面,本发明例如借助同样公开了本发明重要特征的附图进一步阐释。其中:
[0028]图1示出显微成像系统的第一构造方案,
[0029]图2示出显微成像系统的第二构造方案
[0030]图3示出显微成像系统的第三构造方案,该显微成像系统具有能移动的部件,
[0031]图4a示出沿轴向旋转对称地构造的传输系统,
[0032]图4b示出光路中的光学适配元件的作用方式,
[0033]图5a以基本状态示出旋转对称的传输系统的另一构造方案,
[0034]图5b以工作状态不出与图5a相同的传输系统,
[0035]图6示出一种显微成像系统,其中,除了传输系统之外,将望远式系统可变换地布置在光路中,
[0036]图7示出一种显微成像系统,其中,将构造为变焦望远式系统的望远式系统布置在光路中,
[0037]图8示出一种显微成像系统的构造方式,其中,传输系统构造为变焦系统,以及
[0038]图9示出一种成像系统,其中,变焦系统围绕光轴旋转对称地构造且将相同的透镜应用于入射和出射的光路。
【具体实施方式】
[0039]在图1中示出用于对试样进行宽场显微成像的显微成像系统的主要元件的基本构造。图1中所示的光路在其左侧与未示出的试样紧邻安置地首先具有物镜1。物镜1的出瞳2具有负的焦距,出瞳2以成虚像的方式处在物镜1的内部。关于试样布置在物镜1后面的是镜筒透镜系统3。凭借该镜筒透镜系统,将试样1的像成像到中间像平面4中。关于试样布置在镜筒透镜系统3后面的是传输系统5,该传输系统具有物镜侧的部件6和像侧的部件7。物镜侧的部件6包括至少两个透镜组件,在这里是第一物镜侧的透镜组件8和与之隔开间距的第二物镜侧的透镜组件9。像侧的部件7同样包括至少两个透镜组件,在这里是第一像侧的透镜组件10和与之隔开间距的第二像侧的透镜组件11。在此,传输系统5以如下方式构造:该传输系统将物镜1
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