DE102009037921B4 - Tubus für Operationsmikroskop - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen Tubus für ein Operationsmikroskop mit einem durch ein Basisteil, durch ein um eine Drehachse am Basisteil schwenkbares Zwischenteil und durch ein um eine Drehachse am Zwischenteil schwenkbares Okularteil geführten Abbildungsstrahlengang, mit einem Tubuslinsensystem, das einen über eine Öffnung in einem Anschlussstück des Basisteils eintretenden parallelen Abbildungsstrahlengang in ein Zwischenbild überführt, mit einem ersten verstellbaren Spiegelelement, das um die Drehachse am Basisteil bewegt werden kann, und mit einem weiteren verstellbaren Spiegelelement, das um die Drehachse am Zwischenteil bewegbar ist, wobei das erste Spiegelelement den über das Anschlussstück eintretenden Abbildungsstrahlengang zu dem weiteren Spiegelelement lenkt.
- Ein derartiger Tubus ist aus der
DE 297 07 144 U1 bekannt. Dort ist ein Binnokulartubus für ein Operationsmikroskop beschrieben. Der Tubus hat drei Gehäuseteile, durch die der Abbildungsstrahlengang geführt ist und die mittels zweier Drehgelenke schwenkbeweglich miteinander verbunden sind. Der Tubus enthält ein erstes und ein zweites verstellbares Spiegelelement. Die Spiegelelemente sind in den Drehachsen der Drehgelenke angeordnet. Sie lenken den durch eine Tubuslinse mit positiver Brechkraft eintretenden Abbildungsstrahlengang zu den Okularen des Tubus. - Aufgabe der Erfindung ist es, einen Tubus für ein Operationsmikroskop mit sehr guten ergonomischen Eigenschaften und sehr guter Abbildungsqualität bereitzustellen.
- Diese Aufgabe wird durch einen Tubus der eingangs genannten Art gelöst, der ein als Telesystem ausgebildetes Tubuslinsensystem enthält, das eine Linseneinheit mit positiver Brechkraft aufweist und eine Linseneinheit mit negativer Brechkraft hat, wobei in dem Abbildungsstrahlengang das erste Spiegelelement und das zweite Spiegelelement zwischen der Linseneinheit mit positiver Brechkraft und der Linseneinheit mit negativer Brechkraft angeordnet ist.
- Ein Telesystem umfasst eine Linseneinheit mit positiver Brechkraft und enthält eine Linseneinheit, deren Brechkraft negativ ist.
- Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, dass mittels eines Telesystems die optische Weglänge im Tubuslinsensystem deutlich verkürzt werden kann, um Bauraum für zusätzliche optische Komponenten in einem Tubus zu schaffen. Darüber hinaus kann mittels eines Telesystems die Bildfeldwölbung des Zwischenbilds im Tubus verringert bzw. unterbunden werden.
- Um die Kompatibilität der Baugruppen eines Operationsmikroskops zu gewährleisten, legen die Hersteller von Operationsmikroskopen Normmasse für die Größe des Zwischenbildes im Binokulartubus, für die Brennweite des Tubuslinsensystems und für die Austrittspupille fest. Bei einer vorgegebenen Brennweite des Tubuslinsensystems ist, wenn als Tubuslinsensystem ein Telesystem eingesetzt wird, die optische Weglänge des Abbildungsstrahlenganges zwischen der Linseneinheit mit positiver Brechkraft und dem Zwischenbild im Tubus kleiner als bei einem Tubus mit einem Tubuslinsensystem, das lediglich eine Linseneinheit mit positiver Brechkraft umfasst.
- Ein Tubus für ein Operationsmikroskop ist für den Anschluss an einen Grundkörper des Operationsmikroskops ausgelegt, in dem das Mikroskop-Hauptobjektiv angeordnet ist und der ein Vergrößerungssystem enthält.
- Die Position der Austrittspupille eines Tubus mit einem als Telesystem ausgebildeten Tubuslinsensystem ist in erster Linie durch den Abstand der Linseneinheit positiver Brechkraft des Telesystems von der Austrittspupille des Vergrößerungssystems im Operationsmikroskop-Grundkörper und der Brechkraft der Linseneinheit mit negativer Brechkraft des Telesystems bestimmt.
- Ein ergonomisch günstig gestalteter Tubus ermöglicht einer Beobachtungsperson insbesondere, den Okulareinblick zum Operationsmikroskop-Grundkörper hin und weit weg von diesem zu bewegen. Ein weiter Einstellungsbereich des Tubus bedingt eine vergleichsweise lange optische Weglänge von der Öffnung am Anschlussstück des Basisteils bis zu dem Zwischenbild voraus, das von einer Beobachtungsperson durch ein Okular mit Vergrößerung betrachtet werden kann.
- Bei einem Tubus mit guten ergonomischen Eigenschaften, der um zwei Drehachsen bewegbar ist und der ein Basisteil, ein Zwischenteil und ein Okularteil hat, muss der mechanische Abstand der Öffnung im Basisteil des Tubus und einem bei der ersten Drehachse angeordneten bewegbaren Spiegelelement etwa so groß sein, wie der Abstand zwischen dem ersten und einem zweiten Spiegelelement im Tubus, das sich bei der zweiten Drehachse befindet. Dann kann nämlich durch Verschwenken von Okularteil und Basisteil um die Drehachsen des Tubus ein weiterer Verstellbereich abgedeckt werden.
- Indem bei dem erfindungsgemäßen Tubus die den Abbildungsstrahlengang umlenkenden Spiegelelemente zwischen der Linseneinheit positiver Brechkraft und einer Linseneinheit negativer Brechkraft eines Telesystems angeordnet werden, lässt sich erreichen, dass das Verhältnis der optischen Weglänge zwischen den Spiegelelementen im Zwischenteil des Tubus und der optischen Weglänge von der Öffnung im Anschlussstück des Tubus bis zu dem ersten Spiegelelement ungefähr 2/3 oder sogar mehr betragen kann. Dabei ist die optische Weglänge von der Öffnung im Anschlussteil des Tubus bis zu der Position des Zwischenbildes dieselbe wie bei einem Tubus mit einer Tubuslinse, deren Brennweite der Brechkraft des Telesystems entspricht und die in der Eintrittsöffnung des Tubus angeordnet ist. Die optische Weglänge zwischen der Öffnung im Anschlussteil des Tubus bis zu der Position des Zwischenbildes kann dann etwa das 3½-fache der optischen Weglänge von der Eintrittsöffnung des Tubus bis zu dem ersten Spiegelelement betragen.
- Der Erfindung liegt insbesondere der Gedanke zugrunde, dass durch Anordnung der Linseneinheit mit positiver Brechkraft mit Abstand von der Eintrittsöffnung des Tubus in dessen Basisteil ein Bauraum geschaffen wird, der insbesondere für einen Strahlenteiler oder ein afokales System zur Verfügung steht, wie z. B. ein Vergrößerungssystem in Form eines Galileisystems oder eines Zoomsystems.
- Eine Erkenntnis der Erfindung ist insbesondere, dass die Anordnung von zwei Spiegelelementen in einem Tubus zwischen der Linseneinheit mit positiver Brechkraft und der Linseneinheit mit negativer Brechkraft eines Telesystems, dessen Brennweite im Bereich zwischen 165 mm und 220 mm liegt, die jeweils um eine senkrecht zur optischen Achse des Abbildungsstrahlenganges verlaufende Drehachse bewegt werden können, sehr gute Abbildungsqualität bei einem Tubus mit hervorragenden ergonomischen Eigenschaften vereint.
- Indem die optische Weglänge zwischen der Linseneinheit mit positiver Brechkraft und dem ersten verstellbaren Spiegelelement kleiner gehalten ist als die optische Weglänge zwischen der Öffnung im Anschlussstück und der Linseneinheit mit positiver Brechkraft, wird ein großer Bauraum für ein in den Tubus angeordnetes Vergrößerungssystem oder für eine Strahlteileranordnung für die Ein- bzw. Auskopplung eines Abbildungsstrahlengangs geschaffen.
- Bevorzugt ist das Tubuslinsensystem für eine stereoskopische Objektbeobachtung ausgebildet. Das Tubuslinsensystem hat dann ein linkes und rechtes Tubuslinsensystem, das von einem linken und rechten stereoskopischen Abbildungsstrahlengang durchsetzt wird. Indem der stereoskopische Abbildungsstrahlengang mit konstanter Stereobasis von der Öffnung in dem Anschlussstück zu dem zweiten Spiegelelement geführt ist, können das Basisteil und das Zwischenteil des Tubus sehr schmal und platzsparend aufgebaut werden.
- Die Erfindung beruht auch auf dem Gedanken, dass der Tubus auf kleinem Raum zusammengefaltet werden kann, wenn das Basisteil ein Basisteilgehäuse hat und das Zwischenteil ein Zwischenteilgehäuse, wobei das Zwischenteil an dem Basisteil zwischen einer eingefalteten Stellung und einer ausgefalteten Stellung bewegbar ist, und wobei das das Basisteilgehäuse einen Gehäuseabschnitt hat, dessen Außenkontur mit einer in der eingefalteten Stellung die Außenkontur des Zwischenteilgehäuses aufnehmenden Geometrie ausgebildet ist. Dann kann nämlich das Zwischenteilgehäuse eng an das Basisteilgehäuse geschwenkt werden.
- Die Erfindung besteht auch in der Idee, bei einem Tubus den Abbildungsstrahlengang durch ein an dem Zwischenteil schwenkbeweglich gelagertes, ein Okularteilgehäuse aufweisendes Okularteil zu führen, das an dem Zwischenteil zwischen einer eingefalteten Stellung und einer ausgefalteten Stellung bewegt werden kann, wobei das Okularteilgehäuse einen Gehäuseabschnitt hat, dessen Außenkontur mit einer in der eingefalteten Stellung die Außenkontur des Zwischenteilgehäuses aufnehmenden Geometrie ausgebildet ist. Diese Maßnahme gewährleistet, dass das Okularteil sehr eng und Platz sparend an das Zwischenteil angelegt werden kann.
- Ein weiterer Gedanke der Erfindung besteht darin, dass sich für die Bewegung des Tubus in den Schwenkachsen große Schwenkwinkel erzielen lassen, ohne dass eine Vignettierung des den Tubus durchsetzenden Abbildungsstrahlengangs erfolgt, indem zur Abdeckung des das Basisteil durchsetzenden Abbildungsstrahlengangs eine relativ zu dem Basisteil und oder dem Okularteil bewegbare Gehäuseabdeckung vorgesehen wird. Die Erfindung besteht auch darin, zur Abdeckung des das Okularteil durchsetzenden Abbildungsstrahlengangs eine relativ zu dem Okularteil bewegbare Gehäuseabdeckung vorzusehen.
- Von Vorteil ist es, hierzu die Gehäuseabdeckung mit einem flexiblen Abdeckabschnitt und einen starren Abdeckabschnitt auszubilden. Der flexible Abdeckabschnitt und der starre Abdeckabschnitt sind durch ein Gelenk verbunden. Dieses Gelenk kann als Filmgelenk ausgebildet sein. Die Gehäuseabdeckung selbst wird günstigerweise aus Kunststoff ausgeführt. Sie kann dann etwa als Spritzgussteil hergestellt werden. Grundsätzlich ist es allerdings auch möglich, für die Gehäuseabdeckung einen Lamellenmechanismus vorzusehen.
- Bei Verschwenken des Zwischenteils um die Drehachse am Basisteil führt der starre Abdeckabschnitt eine Drehbewegung um die Drehachse am Basisteil aus. Entsprechend dreht sich der starre Abdeckabschnitt bei Verschwenken des Okularteils um die Drehachse am Zwischenteil, wenn das Okularteil um die Drehachse am Zwischenteil bewegt wird. Der flexible Abdeckabschnitt ist in einer schlitzförmigen Aufnahme am Basisteil und oder am Okularteil geführt. Diese schlitzförmige Aufnahme wirkt als Kulissenführung.
- Die Gehäuseabdeckung ist in dem Zwischenteil festgelegt. Zur Abdeckung des das Basisteil durchsetzenden Abbildungsstrahlengangs und für die Abdeckung des Abbildungsstrahlengangs, der das Okularteil durchsetzt, werden günstigerweise zwei identisch gestaltete, miteinander verbundene Gehäuseabdeckungen vorgesehen.
- Die Linseneinheit mit negativer Brechkraft ist im Okularteil angeordnet. Das Okularteil weist einen an dem Zwischenteil angelenkten Abschnitt und einen an einem Drehgelenk schwenkbar um die optische Achse des Abbildungsstrahlenganges aufgenommenen weiteren Abschnitt mit einer Aufnahme für ein Okular auf. In dem weiteren Abschnitt befindet sich ein Porroprisma zur Bildumkehr. Für das Schwenken des weiteren Abschnitts ist ein Antrieb vorgesehen. Dies ermöglicht ein Einstellen der Pupillendistanz der Okulare des Tubus. Das Linsensystem mit negativer Brechkraft ist zwischen dem zweiten Spiegelelement und dem Porrosystem zur Bildumkehr angeordnet.
- Von Vorteil ist es, zwischen dem Linsensystem mit positiver Brechkraft und der Öffnung in dem Anschlussstück ein afokales Vergrößerungssystem zu positionieren. Das afokale Vergrößerungssystem kann als Galileiwechsler ausgebildet sein. Wenn die erste Linse des afokalen Vergrößerungssystems den parallelen Abbildungsstrahlengang zur optischen Achse hin bricht, wirkt das afokale Vergrößerungssystem einer Verdunkelung der Randbereiche des Zwischenbildes im Tubus bzw. einer Vignettierung des Zwischenbildes entgegen. Darüber hinaus ermöglicht ein einstellbares Vergrößerungssystem im Tubus eine Variation der mittels des Vergrößerungssystems im Operationsmikroskop-Grundkörper einstellbaren Vergrößerung des Operationsmikroskops.
- Um der erwähnten Verdunkelung der Randbereiche des Zwischenbildes im Tubus bzw. einer Vignettierung des Zwischenbildes im Tubus zu begegnen, ist es auch möglich, vor dem Linsenelement mit positiver Brechkraft einen Glasblock vorzusehen. Indem dieser Glasblock als Strahlteiler ausgebildet wird, wird eine Schnittstelle für die Datenein- oder Auskopplung in den Abbildungsstrahlengang im Tubus ermöglicht.
- Besonders hohen ergonomischen Anforderungen kann genügt werden, indem das Basisteil ein Drehgelenk mit einer zur optischen Achse des Abbildungsstrahlenganges parallelen Drehachse aufweist.
- Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
- Es zeigen:
-
1 einen Tubus mit integriertem Vergrößerungswechsler am Grundkörper eines Operationsmikroskops; -
2 einen dreidimensionalen Schnitt von Baugruppen des Tubus; -
3 eine Gehäuseabdeckung für das Abdecken des Abbildungsstrahlengangs in dem Tubus; -
4 bis8 Schnitte des Tubus in unterschiedlichen Schwenkstellungen; -
9 den Okulareinblick des Tubus mit einer Einrichtung für das Verstellen der Pupillendistanz; -
10 einen Tubus mit integriertem Strahlteiler und Schnittstellen zum Anschluss von Dokumentationseinrichtungen; und -
11 den Abbildungsstrahlengang des Tubus mit integriertem Strahlteiler. - Der Tubus
1 in1 hat ein Basisteil3 , ein Zwischenteil5 , sowie ein Okularteil7 . Das Basisteil3 umfasst ein Basisgehäuse9 . Das Basisgehäuse9 ist mit einem Anschlussstück11 an den Grundkörper13 eines Operationsmikroskops15 angeschlossen. Das Zwischenteil5 hat ein Zwischenteilgehäuse16 . Das Zwischenteil5 ist mit einem Drehgelenk17 schwenkbeweglich an dem Basisteil3 angeordnet. Es kann dort entsprechend dem Doppelpfeil19 um die Drehachse21 bewegt werden. Das Okularteil7 umfasst ein Okularteilgehäuse22 . Das Okularteil7 ist mit einem Drehgelenk23 am Zwischenteil5 aufgenommen. Das Drehgelenk23 hat eine Drehachse25 . An der Drehachse25 kann das Okularteil7 entsprechend dem Doppelpfeil27 verschwenkt werden. - Der Grundkörper
13 des Operationsmikroskops15 ist an dem Arm29 eines nicht weiter dargestellten Operationsmikroskopstativs befestigt. An dem Operationsmikroskopstativ kann das Operationsmikroskop15 mit dem Tubus1 um die Schwenkachse33 und die Kippachse31 verstellt werden. - Das Operationsmikroskop
15 ermöglicht einer Beobachtungsperson, einen Objektbereich35 über einen linken und rechten stereoskopischen Abbildungsstrahlengang mit optischen Achsen37 ,39 , die ein gemeinsames Mikroskop-Hauptobjektiv40 durchsetzen, durch linke und rechte Okulare41 ,43 mit Vergrößerung zu betrachten. - Das Basisteil
3 enthält ein Drehgelenk45 . In dem Drehgelenk45 kann der Tubus1 um eine Drehachse47 entsprechend dem Doppelpfeil51 relativ zum Grundkörper13 des Operationsmikroskops15 bewegt werden, die zu den optischen Achsen37 ,39 des in den Tubus eintretenden Abbildungsstrahlengangs parallel ist - In dem Grundkörper
13 des Operationsmikroskops15 ist ein einstellbares afokales Vergrößerungssystem angeordnet. Im Basisteil3 des Tubus1 befindet sich ein weiteres afokales Vergrößerungssystem für den linken und rechten Abbildungsstrahlengang. Dieses Vergrößerungssystem ist in einem Vergrößerungswechsler aufgenommen, der mittels eines Drehknopfs53 betätigt werden kann. Der Vergrößerungswechsler im Tubus ermöglicht ein vielseitiges Einstellen der Vergrößerung der Beobachtungsbilder bei dem Operationsmikroskop15 . - Das linke und rechte Okular
41 ,43 ist jeweils in einer Okular-Aufnahme139l ,139r angeordnet. Die Okular-Aufnahme139l ,139r kann mittels einer Antriebseinheit167 für eine Pupillendistanz-Einstelleinrichtung61 entsprechend der Doppelpfeile62 ,64 um die Achse63 ,65 geschwenkt werden. - Der Tubus
1 enthält für den linken und rechten Abbildungsstrahlengang jeweils ein als Telesystem ausgebildetes Tubuslinsensystem. - Die
2 zeigt Baugruppen des Tubus1 in einem dreidimensionalen Schnitt mit dem rechten Abbildungsstrahlengang, der die optische Achse39 hat. Der rechte Abbildungsstrahlengang durchsetzt das rechte Tubuslinsensystem67r , das einen eine Linseneinheit68r positiver Brechtkraft enthält und eine Linseneinheit69r mit negativer Brechkraft hat. - Für den linken Abbildungsstrahlengang mit der optischen Achse
37 umfasst das Tubuslinsensystem69 im Tubus1 ein linkes Tubuslinsensystem, das entsprechend eine Linseneinheit mit positiver Brechkraft aufweist und eine Linseneinheit mit negativer Brechkraft enthält. - Zwischen den Linseneinheiten
68r ,69r des Tubuslinsensystems67r sind in dem Abbildungsstrahlengang mit der optischen Achse39 ein erstes Spiegelelement71 und ein zweites Spiegelelement73 angeordnet. Entsprechendes gilt für das Tubuslinsensystem im Abbildungsstrahlengang mit der optischen Achse39 . Die Spiegelelemente71 ,73 sind in den Drehachsen21 ,25 des Tubus1 schwenkbeweglich gelagert. Die Drehachsen21 ,25 verlaufen in der Spiegelfläche75 ,77 der Spiegelelemente71 ,73 . Die Drehachsen21 ,25 schneiden die optischen Achsen37 ,39 des linken und rechten stereoskopischen Abbildungsstrahlengangs jeweils senkrecht. Das erste Spiegelelement71 lenkt den Abbildungsstrahlengang37 und39 mit der optischen Achse, der ihm über das Basisteil3 des Tubus1 zugeführt wird, durch das Zwischenteil5 direkt zu dem zweiten Spiegelelement73 . Mittels des zweiten Spiegelelements73 wird der Abbildungsstrahlengang in das Okularteil7 gelenkt. - Der Tubus
1 enthält eine erste und eine zweite Gehäuseabdeckung79 ,81 . Der Abbildungsstrahlengang mit der optischen Achse37 ,39 , der den Tubus1 durchsetzt, ist mittels des Basisgehäuses9 , des Zwischenteilgehäuses16 , des Okularteilgehäuses22 und der beiden Gehäuseabdeckungen79 ,81 abgedeckt. Die beiden Gehäuseabdeckungen79 ,81 des Tubus1 sind als exakt baugleiche Teile gestaltet. - Die
3 zeigt die Gehäuseabdeckung81 . Die Abdeckeinrichtung81 weist einen starren Abdeckabschnitt83 mit einem Sockel85 auf. Der Sockel85 hat eine Basisfläche86 . Der starre Abdeckabschnitt83 hat eine S-förmige Außenkontur87 . An dem starren Abdeckabschnitt83 sind zwei kreisbogenförmige Schienen89 ausgebildet. Der Sockel85 hat zwei Durchtrittsöffnungen91 ,93 für den stereoskopischen Abbildungsstrahlengang mit den optischen Achsen37 ,39 . An dem Sockel85 befindet sich ein Zapfen95 . Der Sockel85 hat eine Vertiefung97 , die zur Aufnahme des Zapfens der Abdeckeinrichtung79 dient. Die Gehäuseabdeckung81 hat einen flexiblen Abdeckabschnitt99 . Der flexible Abdeckabschnitt99 ist mittels eines Filmgelenks101 mit dem starren Abdeckabschnitt83 verbunden. In dem Filmgelenk101 kann der flexible Abdeckabschnitt99 relativ zu dem starren Abdeckabschnitt83 um die Drehachse103 bewegt werden. - Die beiden Gehäuseabdeckungen
79 ,81 sind in dem Zwischenteil5 des Tubus1 festgelegt. Sie liegen dort an den Basisflächen der jeweiligen Sockel der Gehäuseabdeckungen79 ,81 aneinander. Dabei ragt der Zapfen der einen Gehäuseabdeckung jeweils in die Vertiefung für die Aufnahme des Zapfens1 der anderen Gehäuseabdeckung. - Die
4 bis8 zeigen den Tubus1 jeweils als Schnitt in unterschiedlichen Schwenkstellungen. - Das Basisteil
3 hat ein Anschlussstück105 , das als männliches Schwalbenschwanzkupplungsstück ausgebildet ist. Das Anschlussstück105 ist mittels des Drehgelenks45 mit dem Basisgehäuse9 verbunden. In dem Basisgehäuse9 gibt es für den linken und rechten Abbildungsstrahlengang mit den optischen Achsen37 ,39 jeweils ein afokales Vergrößerungssystem109l ,109r , das in einem stereoskopischen Galileiwechsler107 angeordnet ist. - Wenn der Tubus
1 an den Grundkörper13 eines Operationsmikroskops15 angeschlossen wird, durchsetzt der Abbildungsstrahlengang mit der optischen Achse37 bei parallelem Strahlengang die Öffnung108l im Anschlussstück105 des Tubus1 . In der Öffnung108l befindet sich ein Eintrittsfenster110l . Eine entsprechende Öffnung108r mit einem Fenster110r ist in dem Anschlussstück105 für den Abbildungsstrahlengang mit der optischen Achse39 ausgebildet. - Zwischen dem afokalen Vergrößerungssystem
109l ,109r und dem ersten Spiegelelement71 befindet sich die Linseneinheit68l ,68r positiver Brechkraft des Tubuslinsensystems67 . - Die optische Weglänge
111 zwischen der Linseneinheit68l ,68r mit positiver Brechtkraft in der Öffnung108l ,108r ist größer als die optische Weglänge112 zwischen der Linseneinheit68l ,68r mit positiver Brechkraft und dem Spiegelelement71 . Entsprechendes gilt für den Abbildungsstrahlengang mit der optischen Achse39 . - Das um die Drehachse
21 des Drehgelenks17 bewegbare Spiegelelement71 ist mittels eines Untersetzungsgetriebes mit dem Drehgelenk17 gekoppelt. Das Untersetzungsgetriebe bewirkt, dass bei einer Bewegung des Drehgelenks um den Winkel φ das Spiegelelement71 um den Winkel φ/2 in einer der Bewegung des Zwischenteils5 entsprechenden Richtung bewegt wird. Dies gewährleistet, dass das Spiegelelement71 den Abbildungsstrahlengang mit der optischen Achse37 ,39 bei jeder Stellung des Drehgelenks17 über die Durchtrittsöffnungen91 ,93 in den Sockelbereichen85 bzw.113 der Gehäuseabdeckungen79 ,81 auf das zweite Spiegelelement73 lenkt. - Entsprechend dem Spiegelelement
71 ist auch das Spiegelelement73 durch ein Untersetzungsgetriebe mit dem Drehgelenk23 gekoppelt. Bei einer Bewegung des Okularteils7 um die Drehachse25 des Drehgelenks23 an dem Zwischenteil5 um den Winkel φ wird der Spiegel73 um den Winkel φ/2 in eine der Bewegung des Okularteils7 entsprechende Winkelstellung bewegt. - Das Spiegelelement
73 lenkt den Abbildungsstrahlengang mit den optischen Achsen37 ,39 , der ihm vom Spiegelelement71 zugeführt wird, so in das Okularteil7 des Tubus1 , dass die optischen Achsen37 ,39 jeweils mit der optischen Achse der jeweiligen Linseneinheit negativer Brechkraft69l ,69r fluchten. Dabei verläuft der Abbildungsstrahlengang mit den optischen Achsen37 ,39 von den Öffnungen des Basisteils3 des Tubus1 mit gleichbleibender Stereobasis zu den Linseneinheiten69L ,69r mit negativer Brechkraft. - Die Gehäuseabdeckungen
79 ,81 sind in dem Zwischenteil5 festgelegt. Die Schienen89 an dem starren Abdeckabschnitt83 greifen jeweils in eine Nut eines das Zwischenteil5 seitlich abdeckenden Abdeckelements115l ,115r ein. Der flexible Abdeckabschnitt99 der Abdeckeinrichtung81 ragt in einen Schlitz116 , der am Basisgehäuse9 ausgebildet ist. - Mittels des starren Abdeckabschnitts
83 wird der Abbildungsstrahlengang bei der in4 gezeigten Stellung des Tubus1 im Bereich117 abgedeckt. Der flexible Abdeckabschnitt99 deckt dann den Abbildungsstrahlengang im Tubus1 im Bereich119 ab. - Der starre Abdeckabschnitt
120 der Abdeckeinrichtung79 ist an den das Zwischenteil5 seitlich abdeckenden Abdeckelementen115l ,116r gehalten. Der flexible Abdeckabschnitt121 der Abdeckeinrichtung79 ragt in einen Schlitz123 , der im Okularteil7 ausgebildet ist. Der flexible Abdeckabschnitt121 deckt einen Abbildungsstrahlengang im Tubus1 im Bereich125 ab. Mittels des starren Abdeckabschnitts120 wird der den Tubus1 durchsetzende Abbildungsstrahlengang im Bereich127 abgedeckt. - Das Zwischenteil
5 kann an dem Basisteil3 des Tubus1 zwischen einer eingefalteten Stellung und einer ausgefalteten Stellung bewegt werden. Entsprechendes gilt für die Bewegung des Okularteils7 am Zwischenteil5 . - Die
5 zeigt den Tubus1 in einer Einstellung, in der sowohl das Zwischenteil5 als auch das Okularteil7 in einer eingefalteten Stellung angeordnet sind. Die Außenkontur des Basisteilgehäuses9 ist im Gehäuseabschnitt149 mit einer die konvex-konkave Geometrie des Zwischenteilgehäuses16 im Abschnitt151 aufnehmenden konkav-konvexen Außenkontur ausgebildet. Die Außenkontur des Okularteils7 ist in dem Abschnitt155 an die konvex-konkave Geometrie des Zwischenteils5 in dem Abschnitt159 angepasst. - Die
6 zeigt den Tubus1 , wenn das Zwischenteil5 in der einfalteten Stellung und das Okularteil9 in der ausgefalteten Stellung positioniert ist. In der Einstellung der7 befindet sich das Zwischenteil5 des Tubus in der ausgefalteten Stellung und das Okularteil7 in der eingefalteten Position. - Das Drehgelenk
17 des Tubus1 kann über einen Winkelbereich α = 80° um die Drehachse21 verstellt werden. Das Drehgelenk23 ist über einen Winkelbereich β = 100° um die Drehachse25 bewegbar. - Wenn das Zwischenteil
5 am Basisteil3 um die Drehachse21 entsprechend dem Pfeil129 bewegt wird, so wird der starre Abdeckabschnitt83 entsprechend dem Pfeil131 um die Drehachse21 gedreht. Dabei bewegt sich der flexible Abdeckabschnitt99 wie eine Kulisse bzw. Jalousie in Richtung des Pfeils132 aus dem Schlitz116 am Basisgehäuse9 . Entsprechendes gilt für die Bewegung des starren Abdeckabschnitts120 und des flexiblen Abdeckabschnitts121 , bei einer Bewegung des Okularteils9 um die Drehachse25 des Drehgelenks23 . - Die
8 zeigt den Tubus1 in einer ausgefalteten Stellung von Zwischenteil5 und Okularteil7 . - Für den Abstand L21,25 der Drehachse
21 und der Drehachse25 gilt: L21,25 = 53 mm. Der Abstand L106,21 der Drehachse21 von der Stirnfläche106 des Anschlussstücks beträgt L106,21 = 72 mm. Der Abstand L68,21 der der Linseneinheit68l ,68r mit positiver Brechkraft von der Drehachse21 beträgt L68,21 = 23 mm. Für den Abstand der Linseneinheit69l ,69r mit negativer Brechkraft von der Drehachse25 gilt: L69,25 = 23 mm. Die optische Weglänge zwischen der Linseneinheit68l ,68r mit positiver Brechkraft und der Linseneinheit69l ,69r mit negativer Brechtkraft beträgt 99 mm. Die Brennweite f1 der Linseneinheit68l ,68r mit positiver Brechkraft beträgt f1 = 157 mm. Für die Brennweite f2 der Linseneinheit mit negativer Brechkraft69l ,69r gilt: f2 = –236 mm. Für den Abstand L170,106 der Ebene170 für das Zwischenbild in der ausgefalteten Stellung des Tubus1 von der Stirnfläche106 des Anschlussstücks beträgt dann: L170,106 = 174 mm. - Der Okularteil
7 des Tubus1 hat einen Abschnitt139l ,139r , in dem jeweils die Linseneinheit negativer Brechkraft69l ,69r für linken und rechten Abbildungsstrahlengang mit den optischen Achsen37 ,39 angeordnet ist. - Für die Aufnahme der Okulare
41 ,43 hat der Tubus an dem Abschnitt133 jeweils schwenkbeweglich angeordnete Abschnitte139l ,139r , in dem jeweils ein Porrosystem143l ,143r für die Bildumkehr vorgesehen ist. - Für die Pupillendistanzeinstellung können die Abschnitte
139l ,139r mit dem Porrosystem143l ,143r und dem Okular41 ,43 um die Drehachse63 ,65 des Drehgelenks149l ,149r verstellt werden, die mit der optischen Achse37 ,39 der Linseneinheit69l ,69r mit negativer Brechkraft fluchtet. - Die
9 zeigt den Okulareinblick des Tubus1 mit dem linken und rechten Okular41 ,43 und den schwenkbeweglichen Abschnitten139l ,139r , die mittels eines einen Drehknopfs163l ,165r aufweisenden Antriebs167 um die Achsen63 ,65 geschwenkt werden können. Der Antrieb167 umfasst eine Welle173 , in der eine erste Nutenkurve178 und eine zweite Nutenkurve177 ausgebildet ist. Die Nutenkurven177 ,178 wirken jeweils auf einen Nutenstein179 ,181 . Der Nutenstein179 ist in den schwenkbeweglichen Abschnitt139 festgelegt. Der Nutenstein181 ist im schwenkbeweglichen Abschnitt139l ,139r befestigt. Durch Drehen der Welle173 wird mittels der Nutenkurven177 ,178 eine die Pupillendistanz der Okulare41 ,43 veränderte Schwenkstellung der Abschnitte139l ,139r bewirkt, an denen die Okulare41 ,43 aufgenommen sind. - Die
10 zeigt einen modifizierten Tubus200 für ein Operationsmikroskop mit zwei Schnittstellen202 ,204 für den Anschluss von Dokumentationseinrichtungen, z. B. Dokumentationseinrichtungen in Form einer Kamera. - Die
11 zeigt die optischen Baugruppen des Tubus200 . Soweit die Baugruppen des Tubus200 den Baugruppen des Tubus1 mit Vergrößerungswechsler entsprechen, der anhand der1 bis9 erläutert ist, haben diese die gleichen Bezugszeichen. - Anstelle eines Vergrößerungswechslers im linken und rechten Abbildungsstrahlengang durchsetzt der Abbildungsstrahlengang mit den optischen Achsen
37 ,39 bei dem Tubus200 einen Strahlteiler206 und einen Strahlteiler208 . Der Strahlteiler206 ist im linken Abbildungsstrahlengang mit der optischen Achse37 angeordnet. Der Strahlteiler208 befindet sich entsprechend im rechten Abbildungsstrahlengang mit der optischen Achse39 zwischen der Linseneinheit68l mit positiver Brechkraft und dem Fenster in der Öffnung108l am Anschlussstück des Tubus200 . Mittels des Strahlteilers206 wird ein Bruchteil des linken Abbildungsstrahlengangs zur Schnittstelle202 gelenkt. Der Strahlteiler208 koppelt einen Anteil des rechten Abbildungsstrahlengangs zu der Schnittstelle204 aus. - Der durch das Fenster
110l ,110r in der Öffnung am Anschlussstück eintretende linke und rechte Abbildungsstrahlengang durchsetzt die Linseneinheit positiver Brechkraft68l ,68r des linken und rechten Tubuslinsensystems67l ,67r . Der Abbildungsstrahlengang wird dann über das erste und zweite Spiegelelement71 ,73 im Zwischenteil5 des Tubus200 zu den im Okularteil7 des Tubus angeordneten Linseneinheiten69l ,69r mit negativer Brechkraft gelenkt. Das als Telesystemsystem ausgebildete Tubuslinsensystem67 erzeugt in der Zwischenbildebene170 ein Zwischenbild, das von einer Beobachtungsperson mit einem auf unendlich adaptierten Auge durch die Okulare41 ,43 mit Vergrößerung betrachtet werden kann. Der Abbildungsstrahlengang mit den optischen Achsen37 ,39 ist von dem Anschlussstück des Tubus200 mit den Fenstern110l ,110r über das erste und zweite Spiegelelement71 ,73 bis zu den Linseneinheiten69l ,69r mit negativer Brechkraft mit einer konstanten Stereobasis210 geführt. - Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten: Die Erfindung betrifft einen Tubus
1 für ein Operationsmikroskop. Der Tubus1 hat ein Basisteil3 , ein um eine Drehachse am Basisteil3 schwenkbares Zwischenteil und ein um eine Drehachse25 am Zwischenteil5 schwenkbares Okularteil7 . Der Abbildungsstrahlengang ist durch das Basisteil3 , das Zwischenteil5 und das schwenkbare Okularteil7 geführt. Der Tubus1 hat ein Tubuslinsensystem67 , das einen über eine Öffnung108 in einem Anschlussstück105 des Basisteils3 eintretenden parallelen Abbildungsstrahlengang37 ,39 in ein Zwischenbild überführt. Der Tubus hat ein erstes verstellbares Spiegelelement71 , das um die Drehachse21 am Basisteil3 bewegt werden kann. Er enthält ein weiteres verstellbares Spiegelelement73 , das um die Drehachse25 am Zwischenteil5 bewegbar ist. Das erste Spiegelelement71 lenkt den über das Anschlussstück105 eintretenden Abbildungsstrahlengang37 ,39 zu dem weiteren Spiegelelement73 . Erfindungsgemäß ist das Tubuslinsensystem ein Telesystem67 , das eine Linseneinheit mit positiver Brechkraft68l ,68r aufweist und eine Linseneinheit mit negativer Brechtkraft69l ,69r hat, wobei das erste Spiegelelement71 und das weitere Spiegelelement73 in dem Abbildungsstrahlengang37 ,39 zwischen der Linseneinheit mit positiver Brechkraft68l ,68r und der Linseneinheit mit negativer Brechkraft69l ,69r angeordnet ist.
Claims (31)
- Tubus (
1 ) für ein Operationsmikroskop mit einem durch ein Basisteil (3 ), durch ein um eine Drehachse (21 ) am Basisteil (3 ) schwenkbares Zwischenteil (5 ) und durch ein um eine Drehachse (25 ) am Zwischenteil (5 ) schwenkbares Okularteil (7 ) geführten Abbildungsstrahlengang (37 ,39 ), mit einem Tubuslinsensystem (67 ), das einen über eine Öffnung (108 ) in einem Anschlussstück (105 ) des Basisteils (3 ) eintretenden parallelen Abbildungsstrahlengang (37 ,39 ) in ein Zwischenbild (170 ) überführt; mit einem ersten verstellbaren Spiegelelement (71 ), das um die Drehachse (21 ) am Basisteil (3 ) bewegt werden kann; und mit einem weiteren verstellbaren Spiegelelement (73 ), das um die Drehachse (25 ) am Zwischenteil (5 ) bewegbar ist; wobei das erste Spiegelelement (71 ) den über das Anschlussstück (105 ) eintretenden Abbildungsstrahlengang (37 ,39 ) zu dem weiteren Spiegelelement (73 ) lenkt; dadurch gekennzeichnet, dass das Tubuslinsensystem ein Telesystem (67 ) ist, das eine Linseneinheit mit positiver Brechkraft (68l ,68r .) aufweist und eine Linseneinheit mit negativer Brechkraft (69l ,69r ) hat, wobei das erste Spiegelelement (71 ) und das weitere Spiegelelement (73 ) in dem Abbildungsstrahlengang (37 ,39 ) zwischen der Linseneinheit mit positiver Brechkraft (68l ,68r ) und der Linseneinheit mit negativer Brechkraft (69l ,69r ) angeordnet ist. - Tubus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Weglänge zwischen der Linseneinheit mit positiver Brechkraft (
68l ,68r ) und dem ersten verstellbaren Spiegelelement (71 ) kleiner ist als die optische Weglänge zwischen der Öffnung (108l ,108r ) im Anschlussstück (105 ) und der Linseneinheit (68l ,68r ) mit positiver Brechkraft. - Tubus nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Tubuslinsensystem (
67 ) von einem linken und rechten stereoskopischen Abbildungsstrahlengang (37 ,39 ) durchsetzt wird, der mit konstanter Stereobasis von der Öffnung (108l ,108r ) in dem Anschlussstück (105 ) zu dem weiteren Spiegelelement (73 ) geführt ist. - Tubus nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Basisteil (
3 ) ein Basisteilgehäuse (9 ) hat und das Zwischenteil (5 ) ein Zwischenteilgehäuse (11 ) aufweist, wobei das Zwischenteil (5 ) an dem Basisteil (3 ) zwischen einer eingefalteten Stellung und einer ausgefalteten Stellung bewegbar ist, und wobei das Basisteilgehäuse (9 ) einen Gehäuseabschnitt (149 ) hat, dessen Außenkontur mit einer in der eingefalteten Stellung die Außenkontur des Zwischenteilgehäuses (11 ) aufnehmenden Geometrie ausgebildet ist. - Tubus nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenteil (
5 ) ein Zwischenteilgehäuse (11 ) aufweist und das Okularteil (7 ) ein Okularteilgehäuse (22 ) hat, wobei das Okularteil (7 ) an dem Zwischenteil (5 ) zwischen einer eingefalteten Stellung und einer ausgefalteten Stellung bewegbar ist, und wobei das Okularteilgehäuse (22 ) einen Gehäuseabschnitt (157 ) hat, dessen Außenkontur mit einer in der eingefalteten Stellung die Außenkontur des Zwischenteilgehäuses (11 ) aufnehmenden Geometrie ausgebildet ist. - Tubus nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abdeckung des das Okularteil (
5 ) durchsetzenden Abbildungsstrahlengangs (37 ,39 ) eine relativ zu dem Okularteil (7 ) bewegbare Gehäuseabdeckung (79 ) vorgesehen ist. - Tubus nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abdeckung des das Basisteil (
3 ) durchsetzenden Abbildungsstrahlengangs (37 ,39 ) eine relativ zu dem Basisteil (3 ) bewegbare Gehäuseabdeckung (81 ) vorgesehen ist. - Tubus nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckeinrichtung (
79 ,81 ) einen flexiblen Abdeckabschnitt (99 ) und einen starren Abdeckabschnitt (83 ) aufweist. - Tubus nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der starre Abdeckabschnitt (
83 ) bei Verschwenken des Zwischenteils (5 ) um die Drehachse (21 ) am Basisteil (3 ) eine Drehbewegung um die Drehachse (21 ) am Basisteil (3 ) ausführt. - Tubus nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der starre Abdeckabschnitt bei Verschwenken des Okularteils (
7 ) um die Drehachse (25 ) am Zwischenteil (5 ) eine Drehbewegung um die Drehachse (25 ) am Zwischenteil (5 ) ausführt. - Tubus nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der flexible Abdeckabschnitt (
99 ) in einer schlitzförmigen Aufnahme (115 ) am Basisteil (3 ) geführt ist. - Tubus nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Basisteil (
3 ) eine Kulissenführung (115 ) für den flexiblen Abdeckabschnitt (99 ) ausgebildet ist. - Tubus nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der flexible Abdeckabschnitt (
121 ) in einer schlitzförmigen Aufnahme (123 ) am Okularteil geführt ist. - Tubus nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Okularteil (
7 ) eine Kulissenführung (123 ) für den flexiblen Abdeckabschnitt ausgebildet ist. - Tubus nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der flexible Abdeckabschnitt (
99 ) und der starre Abdeckabschnitt (83 ) durch ein Gelenk (101 ) verbunden sind. - Tubus nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk ein Filmgelenk (
101 ) ist. - Tubus nach Anspruch einem der Ansprüche 6 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseabdeckung (
79 ,81 ) aus Kunststoff besteht. - Tubus nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseabdeckung (
79 ,81 ) ein Spritzgussteil ist. - Tubus nach einem der Ansprüche 6 bis 18. dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseabdeckung Lamellen aufweist.
- Tubus nach einem der Ansprüche 6 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseabdeckung (
79 ,81 ) in dem Zwischenteil (5 ) festgelegt ist. - Tubus nach einem der Ansprüche 6 bis 20. dadurch gekennzeichnet, dass zur Abdeckung des das Basisteil (
3 ) durchsetzenden Abbildungsstrahlengangs (37 ,39 ) und zur Abdeckung des das Okularteil (7 ) durchsetzenden Abbildungsstrahlengangs (37 ,39 ) zwei miteinander verbundene identisch gestaltete Gehäuseabdeckungen (79 ,81 ) vorgesehen sind. - Tubus nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Linseneinheit (
69 ) mit negativer Brechkraft im Okularteil (7 ) angeordnet ist. - Tubus nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Okularteil (
7 ) einen an dem Zwischenteil (5 ) angelenkten Abschnitt (133 ) und einen an einem Drehgelenk (149 ) schwenkbar um die optische Achse (37 ,39 ) des Abbildungsstrahlenganges aufgenommenen weiteren Abschnitt (139l ,139r ) mit einer Aufnahme für ein Okular (41 ,43 ) aufweist. - Tubus nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass in dem weiteren Abschnitt (
139l ,139r ) ein Porrosystem (143l ,143r ) zur Bildumkehr angeordnet ist. - Tubus nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass für das Schwenken des weiteren Abschnitts (
139l ,139r ) ein Antrieb (173 ) vorgesehen ist. - Tubus nach einem der Ansprüche 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Linsensystem mit negativer Brechkraft (
69l ,69r ) zwischen dem zweiten Spiegelelement (73 ) und dem Porrosystem (143l ,143r ) zur Bildumkehr angeordnet ist. - Tubus nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Linsensystem (
68l ,68r ) mit positiver Brechkraft und der Öffnung (108l ,108r ) in dem Anschlussstück (105 ) ein afokales Vergrößerungssystem (109l ,109r ) angeordnet ist. - Tubus nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass das afokale Vergrößerungssystem (
109l ,109r ) mittels eines Galileiwechslers (107 ) verstellbar ist. - Tubus nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Linsensystem mit positiver Brechkraft (
68l ,68r ) und der Öffnung (108l ,108r ) in dem Anschlussstück (105 ) ein Glasblock angeordnet ist. - Tubus nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Linsensystem mit positiver Brechkraft (
68l ,68r ) und der Öffnung (108l ,108r ) in dem Anschlussstück (105 ) ein Strahlteiler (206 ,208 )angeordnet ist. - Tubus nach Anspruch 4 oder Anspruch 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Basisteil (
3 ) ein Drehgelenk (45 ) mit einer zur optischen Achse (37 ,39 ) des Abbildungsstrahlenganges parallelen Drehachse (47 ) aufweist.
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