DE19537868A1 - Beleuchtungseinrichtung für ein Stereomikroskop - Google Patents
Beleuchtungseinrichtung für ein StereomikroskopInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung
für ein Stereomikroskop, das ein Objektiv mit variabler
Abbildungs-Schnittweite aufweist und bei der eine Beleuchtungs-
Schnittweiten-Variation über ein von der Beobachtungsoptik
separiertes optisches System möglich ist.
Aus der EP 0 364 794 der Anmelderin ist eine Beleuchtungs
einrichtung für ein als Operationsmikroskop ausgeführtes
Stereomikroskop mit einem Hauptobjektiv fester Abbildungs-
Schnittweite bekannt. Die Beleuchtungseinrichtung ermöglicht
die wahlweise Einstellung des gewünschten Leuchtfeld-
Durchmessers in der Objektebene, wobei die Beleuchtungs
einrichtung ein von der Beobachtungsoptik unabhängiges, d. h.
separates optisches System aufweist. Das optische System
bewirkt hierbei eine unabhängige Abbildung der Leuchtfeldblende
über ein unterhalb des Objektives angeordnetes Umlenkelement,
d. h. der Beleuchtungsstrahlengang wird nicht über das Objektiv
des Beobachtungsstrahlenganges abgebildet.
Das optische System dieser bekannten Beleuchtungseinrichtung
ist nunmehr auf eine feste Abbildungs-Schnittweite des in
Verbindung damit eingesetzten Hauptobjektives des Stereo
mikroskopes ausgelegt. Dies bedeutet, daß beim Einsatz eines
Objektives mit variabler Abbildungs-Schnittweite, wie etwa aus
dem Gebrauchsmuster G 90 16 892.5 der Anmelderin bekannt, die
Schnittweiten der Beleuchtungseinrichtung sowie die Abbildungs-
Schnittweite des Objektives nicht immer übereinstimmen. Die aus
der EP 0 364 794 bekannte Beleuchtungseinrichtung läßt sich -
somit nicht in Verbindung mit einem Objektiv mit variabler
Abbildungs-Schnittweite einsetzen.
Grundsätzlich tritt diese Problematik dann auf, wenn der
Beleuchtungsstrahlengang nicht über das Objektiv der
Beobachtungsstrahlengänge in die betrachtete Objektebene
abgebildet wird, sondern hierzu ein separates optisches System
vorgesehen ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine
Beleuchtungseinrichtung für ein Stereomikroskop mit einem
Objektiv mit variabler Abbildungs-Schnittweite zu schaffen, bei
dem ein von der Beobachtungsoptik separates optisches System
für den Beleuchtungsstrahlengang vorgesehen ist. Hierbei soll
stets gewährleistet sein, daß die Abbildungs-Schnittweite und
die Schnittweite der Beleuchtungseinrichtung übereinstimmen.
Ferner soll für den Benutzer dabei eine stets optimierte
Beleuchtung ohne größere Einstellarbeiten gegeben sein.
Wünschenswert ist ferner eine Einstellmöglichkeit für den
Leuchtfelddurchmesser in der Objektebene.
Dies Aufgabe wird gelöst durch eine Beleuchtungseinrichtung mit
den Merkmalen des Anspruches 1.
Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Beleuchtungseinrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Ein Stereomikroskop mit einer erfindungsgemäßen Beleuchtungs
einrichtung ist Gegenstand des Anspruches 13.
Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung gewährleistet
nunmehr aufgrund der vorgesehenen ersten Kopplungsmittel, daß
die Beleuchtungs-Schnittweite mit der Abbildungs-Schnittweite
des verwendeten Objektives stets übereinstimmt. Die
Fokussierung der im Beleuchtungsstrahlengang angeordneten
Leuchtfeldblende erfolgt demzufolge immer in die jeweilige
Objektebene, auf die auch über das Objektiv mit variabler
Schnittweite gerade fokussiert wird.
Über zweite Kopplungsmittel kann desweiteren gewährleistet
werden, daß die Winkelstellung eines Umlenkelementes der
Beleuchtungseinrichtung in Abhängigkeit der jeweiligen
Abbildungs- und Beleuchtungs-Schnittweiten so verändert wird,
daß immer eine zentrierte Ausleuchtung des betrachteten
Sehfeldes erfolgt.
Vorteilhafterweise weist die erfindungsgemäße Beleuchtungs
einrichtung desweiteren vom Benutzer betätigbare Einstell-
Mittel zur definierten Einstellung des Leuchtfeld-Durchmessers
in der Objektebene auf. Es ist dem Beobachter somit möglich,
auch tiefergelegene Stellen im Sehfeld optimal auszuleuchten,
wenn hierzu etwa ein geringerer Leuchtfeld-Durchmesser
erforderlich ist. Dies erweist sich beispielsweise dann von
Vorteil, wenn das Stereomikroskop mit der erfindungsgemäßen
Beleuchtungseinrichtung als Operationsmikroskop in der
Neurochirurgie eingesetzt wird und hierbei tiefe Körperhöhlen
auszuleuchten sind.
In Verbindung mit den Einstell-Mitteln kann mit Hilfe dritter
Kopplungsmittel gewährleistet werden, daß stets eine möglichst
hohe Lichtleistung innerhalb einer bestimmten Fläche zur
Verfügung steht. Wird das Beleuchtungslicht bei höheren
Vergrößerungen automatisch auf einen kleineren Bereich des
Operationsfeldes konzentriert, so resultiert ein verbesserter
Kontrast für den Beobachter, da Streulicht aus anderen
Bereichen des Operationsfeldes ausgeblendet wird.
Beim Einstellen des gewünschten Leuchtfeld-Durchmessers über
die Einstell-Mittel wird hierzu gleichzeitig die Lage eines
faseroptischen Lichtleiters relativ zur vorgesehenen Leucht
feldblende definiert variiert. Die Einstellung des Leuchtfeld-
Durchmessers erfolgt hierbei vorzugsweise über die Variation
des Durchmessers der Leuchtfeldblende.
Optional wie die vorab erwähnten Kopplungsmittel können
desweiteren vierte Kopplungsmittel in Verbindung mit der
erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung innerhalb eines
Stereomikroskopes vorgesehen werden, die ein definiertes
Variieren des Leuchtfeld-Durchmessers in Abhängigkeit der
aktuellen Vergrößerung eines pankratischen Vergrößerungs
systemes bewirken. Dadurch wird eine automatisierte
Helligkeitsanpassung bei unterschiedlichen Vergrößerungen in
den stereoskopischen Beobachtungsstrahlengängen gewährleistet.
Angestrebt wird über diese Kopplung eine konstante
Beleuchtungsstärke in den Austrittspupillen der stereo
skopischen Beobachtungsstrahlengänge.
Insbesondere beim Einsatz der erfindungsgemäßen Beleuchtungs
einrichtung in einem Operationsmikroskop resultieren somit
stets optimierte Beleuchtungsverhältnisse für den operierenden
Chirurgen, wobei mit Ausnahme der manuellen Verstellbarkeit des
Leuchtfelddurchmessers sämtliche Kopplungsfunktionen über die
vorgesehenen verschiedenen Kopplungsmittel automatisiert
ablaufen, wenn die jeweilige Kopplung aktiviert ist.
Neben den im folgenden beschriebenen Ausführungsformen der
jeweiligen Kopplungsmittel ist erfindungsgemäß auch der Einsatz
alternativer Kopplungsmittel möglich, wie etwa eine
vollkommenen elektromotorisch ausgeführte Variante, bei der
alle Verstellbewegungen über geeignete Antriebseinheiten
erfolgen, denen entsprechende Encoder zugeordnet sind. Die
Encoder-Signale werden dabei von einer zentralen Steuereinheit
ausgewertet, die auf Grundlage der Encoder-Daten die
entsprechenden Steuersignale für die Antriebseinheiten
generiert.
Daneben ist es in allen Ausführungsformen jedoch auch möglich,
einzelne der erwähnten Kopplungsfunktionen wahlweise
auszuschalten und nur auf bestimmte Kopplungsfunktionen
zurückzugreifen.
Weitere Vorteile sowie Einzelheiten der erfindungsgemäßen
Beleuchtungseinrichtung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden
Zeichnungen.
Dabei zeigt:
Fig. 1 einen Schnitt durch das optische System eines
Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen
Beleuchtungseinrichtung;
Fig. 2 eine schematisierte Darstellung eines
Stereomikroskopes mit der erfindungsgemäßen
Beleuchtungseinrichtung mit sämtlichen möglichen
Kopplungen;
Fig. 3 einen Längs-Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung, angeordnet
unterhalb des Objektives eines Stereomikroskopes;
Fig. 4 einen ersten Quer-Schnitt durch die Beleuchtungs
einrichtung aus Fig. 3;
Fig. 5a einen zweiten Quer-Schnitt durch die Beleuchtungs
einrichtung aus Fig. 3;
Fig. 5b eine vergrößerte Darstellung eines Teiles der
Beleuchtungseinrichtung aus der Fig. 5a;
Fig. 5c einen Teil der Beleuchtungseinrichtung aus den
Fig. 5a und 5b.
In Fig. 1 ist ein Schnitt durch das optische System eines
Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Beleuchtungs
einrichtung dargestellt. Das optische System umfaßt hierbei
einen faseroptischen Lichtleiter (1), in den eintrittsseitig
Licht einer geeigneten bzw. gewünschten Lichtquelle
eingekoppelt wird, wie etwa einer Kaltlichtspiegel-Lampe oder
einer Cermax-Xenon-Lampe. Die Einkoppelseite ist in Fig. 1
nicht dargestellt.
Vor der Austrittsfläche (2) des faseroptischen Lichtleiters (1)
ist eine Leuchtfeldblende (3) angeordnet, die vom
faseroptischen Lichtleiter (1) ausgeleuchtet wird. Die
Leuchtfeldblende (3) ist vorzugsweise als Irisblende ausgeführt
und kann mit Hilfe geeigneter Einstell-Mittel im Durchmesser
definiert verstellt werden, so daß damit die Einstellung eines
-gewünschten Leuchtfeld-Durchmessers in der betrachteten
Objektebene für den Benutzer möglich ist.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beleuchtungs
einrichtung ist über bestimmte Kopplungsmittel - im folgenden
als dritte Kopplungsmittel bezeichnet - vorgesehen, die
Öffnungsbewegung der Irisblende mit einer Variation des -
Relativ-Abstandes zwischen Lichtleiter-Austrittsfläche (2) und
Irisblende definiert zu koppeln. Hierdurch wird auch bei
verschiedenen eingestellten Leuchtfeld-Durchmessern
gewährleistet, daß stets eine möglichst hohe Lichtenergie pro
Fläche im Leuchtfeld zur Verfügung steht. Im Falle des
Verkleinerns des Leuchtfeld-Durchmessers wird dabei etwa auch
der Relativ-Abstand zwischen der Leuchtfeldblende (3) und der
Lichtleiter-Austrittsfläche (2) entsprechend verkleinert. Die
Variation des Relativ-Abstandes kann dabei sowohl durch
Verschieben des faseroptischen Lichtleiters (1) oder aber der
vorgeordneten Leuchtfeldblende (3) inklusive der ersten beiden
nachgeordneten optischen Elemente (L1, L2) im Beleuchtungs
strahlengang erfolgen. Diese beiden Möglichkeiten zur Variation
des Relativ-Abstandes seien durch den Pfeil zwischen dem
Lichtleiter (1) und der Leuchtfeldblende (3) veranschaulicht.
Der Leuchtfeldblende (3) nachgeordnet folgen in Strahlaus
breitungs-Richtung entlang der optischen Achse (4) vier
separate Linsen bzw. Linsengruppen (L1, L2, L3, L4). Die erste
Linsengruppe (L1) besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel
aus einer ersten Linse (5) mit sammelnder optischer Wirkung
sowie einem zweiteiligen Kittglied (6) mit ebenfalls sammelnder
optischer Wirkung. Die zweite Linsengruppe (L2) umfaßt ein
zweiteiliges Kittglied (7) mit sammelnder optischer Wirkung
sowie eine unmittelbar benachbart angeordnete weitere Linse (8)
mit ebenfalls sammelnder optischer Wirkung. Die dritte Linsen
gruppe (L3) besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel aus
einer Linse (9) mit zerstreuender optischer Wirkung und ist als
zweiteiliges Kittglied ausgeführt. Der dritten Linsengruppe
(L3) nachgeordnet folgt schließlich eine einzelne Linse (10)
der vierten Linsengruppe (L4), ausgeführt als zweiteiliges
Kittglied mit sammelnder optischer Wirkung.
Über die erste und zweite Linsengruppe (L1, L2) erfolgt im
optischen System der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung
eine Abbildung der Leuchtfeldblende (3) nach "Unendlich", d. h.
nach diesen beiden Linsengruppen (L1, L2) liegt ein paralleler
Beleuchtungs-Strahlengang vor. Der parallele Beleuchtungs-
Strahlengang wird anschließend mit Hilfe der dritten und
vierten Linsengruppe (L3, L4) in die gewünschte Objektebene
fokussiert. Die gewünschte Variation der Beleuchtungs
schnittweite erfolgt im dargestellten Ausführungsbeispiel
hierbei durch Verschieben der dritten Linsengruppe (L3) entlang
der optischen Achse (4).
Das optische System der erfindungsgemäßen Beleuchtungs
einrichtung umfaßt desweiteren ein Umlenkelement (11), über das
der Beleuchtungsstrahlengang in Richtung der durch das Haupt
objektiv betrachteten Objektebene umgelenkt wird. Das
Umlenkelement (11) ist hierbei vorzugsweise als bekannter
Umlenkspiegel ausgeführt. Das Umlenkelement (11) des optischen
Systems ist desweiteren so im Beleuchtungsstrahlengang
angeordnet, daß damit Beleuchtungslicht unter verschiedenen
Winkeln zur optischen Achse der Abbildungsstrahlengänge
umlenkbar ist, d. h. vorzugsweise beweglich um mindestens eine
Achse gelagert. Eine derartige Verstellmöglichkeit der
Beleuchtungs-Winkel ist bei variablen Beleuchtungs- bzw.
Abbildungs-Schnittweiten erforderlich, um immer eine zentrierte
Beziehung zwischen dem Sehfeld und dem Beleuchtungsstrahlengang
zu gewährleisten. Details hierzu werden in der folgenden
Beschreibung noch näher erläutert.
Eine schematisierte Darstellung eines Stereomikroskopes (20)
mit der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung wird im
folgenden anhand der Fig. 2 erläutert. Dargestellt sind
hierbei auch sämtliche möglichen realisierbaren Kopplungen
zwischen verschiedenen Funktionen des Stereomikroskopes (20).
Das eigentliche Stereomikroskop (20) ist hierbei lediglich
schematisiert angedeutet, insbesondere die Anordnung der
Beleuchtungseinrichtung relativ zum Binokulartubus (12) bzw.
zum Gehäuse des Stereomikroskopes ist in Fig. 2 nicht korrekt
dargestellt. Das Gehäuse (21) mit der erfindungsgemäßen
Beleuchtungseinrichtung ist üblicherweise entgegengesetzt zu
der Betrachter-Richtung orientiert, d. h. in Richtung der
Zeichenebene. Die vorliegende Darstellung wurde lediglich aus
Gründen der besseren Übersichtlichkeit gewählt.
Das dargestellte Stereomikroskop (20) umfaßt neben der in Fig.
1 bereits prinzipiell beschriebenen Beleuchtungseinrichtung
ferner ein Objektiv (13) variabler Schnittweite, eine dem
Objektiv (13) nachgeordnete Vergrößerungswechsel-Einrichtung
(14) sowie einen ebenfalls bekannten Binokulartubus (12).
Erfindungsgemäß ist nunmehr über erste Kopplungsmittel (41)
vorgesehen, die variable Abbildungs-Schnittweite des Objektives
(13), mit der Beleuchtungs-Schnittweite dergestalt zu koppeln,
daß stets die Beleuchtungs-Schnittweite mit der Abbildungs-
Schnittweite des Objektives (13) übereinstimmt. Die Variation
der Abbildungs-Schnittweite des Objektives erfolgt durch
Verschieben einer oder mehrerer Objektivlinsen entlang der
optischen Achse (17), was durch den entsprechenden Pfeil
angedeutet werden soll.
Vorgesehen sind desweiteren zweite Kopplungsmittel (42), die
die Abbildungs-Schnittweite des Objektives (13) ferner mit der
Winkelstellung des um mindestens eine Achse beweglich
gelagerten Umlenkelementes (11) im Beleuchtungsstrahlengang
koppeln. Damit wird gewährleistet, daß immer eine zentrierte
Beziehung zwischen dem betrachteten Sehfeld und dem Leuchtfeld
vorhanden ist.
Ferner sind geeignete Einstell-Mittel vorhanden, um die Leucht
feldblende (3) mit einem vom Benutzer variabel einstellbaren
Durchmesser auszuführen. Die Einstell-Mittel sind in Fig. 2
dabei lediglich durch den neben der Leuchtfeldblende (3)
dargestellten Pfeil angedeutet.
Über dritte Kopplungsmittel (43) ist ferner die Verstellung des
Durchmessers der Leuchtfeldblende (3) und somit des Leuchtfeld-
Durchmessers mit dem Relativabstand zwischen dem faseroptischen
Lichtleiter (1) und der Leuchtfeldblende (3) koppelbar. Damit
wird eine stets optimale Ausleuchtung des eingestellten Leucht
feldes mit möglichst hoher Lichtenergie pro Fläche garantiert.
Schließlich sind desweiteren vierte Kopplungsmittel (44) ebenso
optional wie die vorab beschriebenen Kopplungsmittel
vorgesehen, welche den Leuchtfeld-Durchmesser, d. h. den aktuell
eingestellten Durchmesser der Leuchtfeldblende (3) mit der
jeweiligen Vergrößerung der Vergrößerungswechsel-Einrichtung
(14) koppeln. Dadurch wird in allen möglichen Vergrößerungs
stufen eine optimale Helligkeits-Anpassung gewährleistet.
Sämtliche beschriebenen Kopplungsmittel können desweiteren über
- in Fig. 2 lediglich schematisiert dargestellte -
Entkopplungs-Elemente (41a, 42a, 43a, 44a) in einer möglichen
Ausführungsform ausschaltbar ausgeführt werden, d. h. der
Benutzer hat die Wahl die jeweiligen Kopplungsmittel aktiviert
oder aber deaktiviert im Stereomikroskop zu betreiben.
Anhand der Fig. 3, 4, 5a-c folgt nunmehr eine Beschreibung
eines konkreten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen
Beleuchtungseinrichtung. Hierbei werden die aus den Fig. 1
und 2 bereits bekannten Elemente mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
In Fig. 3 ist dabei ein Längs-Schnitt durch ein Ausführungs
beispiel der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung
dargestellt, angeordnet am Gehäuse (24) eines Stereomikro
skopes. Vom Stereomikroskop sind hierbei neben einem Teil des
Gehäuses (24) und den optischen Elementen (13a, 13b, 13c) des
Objektivs variabler Schnittweite keine weiteren Details
dargestellt.
Das verwendete Objektiv variabler Schnittweite entspricht
hierbei dem Objektiv aus dem Gebrauchsmuster G 90 16 892.5 der
Anmelderin. Dieses umfaßte-ein frontseitiges Negativglied (13a)
sowie zwei optische Elemente (13b, 13c) mit sammelnder
optischer Wirkung, die relativ zum stationär angeordneten
Negativglied (13a) definiert entlang der optischen Achse
verschoben werden können, so daß damit eine Variation der
Abbildungs-Schnittweite im Bereich zwischen 150 mm und 450 mm
möglich ist. Die Verschiebung der beiden beweglichen Linsen
(13b, 13c) erfolgt entweder über eine geeignete Antriebseinheit
in Form eines Schrittmotors, der in dieser Darstellung nicht
sichtbar ist oder aber manuell über einen geeigneten
Bedienknopf.
Im Gehäuse der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung ist
das Ende eines faseroptischen Lichtleiters (1) erkennbar, der
mittels einer geeigneten Befestigungs-Vorrichtung (22) fixiert
ist. Vor der Lichtleiter-Austrittsfläche (2) ist die als
Irisblende (3) ausgeführte Leuchtfeldblende angeordnet. Der
Irisblende (3) wiederum sind die vier Linsengruppen (L1, L2,
L3, L4) bzw. optischen Elemente gemäß der Beschreibung der
Fig. 1 vorgeordnet. Die einzelnen Linsen (5, . . . ,10) der
verschiedenen Linsengruppen (L1, L2, L3, L4) entsprechen
hierbei denen des aus Fig. 1 bekannten Ausführungsbeispieles
des optischen Systems der Beleuchtungseinrichtung.
In Ausbreitungs-Richtung des Beleuchtungs-Strahlenganges ist
nach den vier Linsengruppen (L1, L2, L3, L4) schräg unterhalb
des Objektives das als Umlenkspiegel ausgeführte Umlenkelement
(11) angeordnet. In der Darstellung der Fig. 3 ist hierbei
gestrichelt eine zweite mögliche Position des Umlenkspiegels
(11) sowie die entsprechend veränderte Lage der optischen Achse
(4, 4′) des Beleuchtungs-Strahlenganges eingezeichnet. Der
Umlenkspiegel (11) ist hierzu um eine Achse (15) beweglich
gelagert, die senkrecht zur Zeichenebene orientiert ist.
Selbstverständlich ist auch eine alternative Lagerung des
Umlenkelementes (11) hierbei realisierbar.
Erfindungsgemäß umfaßt die Beleuchtungseinrichtung nunmehr
erste Kopplungsmittel, die die Kopplung zwischen der
Abbildungs-Schnittweite des verwendeten Objektives mit der
Beleuchtungs-Schnittweite der eingesetzten Beleuchtungs
einrichtung bewirken, so daß stets gewährleistet ist, daß die
Abbildungs-Schnittweite des Objektives und die Beleuchtungs-
Schnittweite übereinstimmen. Hierzu wird im dargestellten
Ausführungsbeispiel die vertikale Verschiebebewegung der beiden
beweglichen Linsen (13b, 13c) des Objektives mit der
horizontalen Verschiebebewegung der dritten Linsengruppe (L3)
des optischen Systems der Beleuchtungseinrichtung gekoppelt,
über das die Schnittweitenvariation des Beleuchtungs-
Strahlenganges erfolgt. Die für die Verschiebebewegung der
beweglichen Objektiv-Elemente (13b, 13c) vorgesehene
Antriebseinheit wird hierbei auch dazu verwendet, die
Antriebsbewegung der beweglichen Objektiv-Elemente (13b, 13c)
in eine Linearbewegung des dritten Linsenelementes (L3)
umzusetzen.
Hierzu treibt die in Fig. 4 schematisiert dargestellte
Antriebseinheit (30) u. a. eine Schnecke (16) an, die wiederum
ein damit in Kontakt stehendes Schneckenrad (17) in eine
Rotationsbewegung versetzt. In eine Steuerkurve im Schneckenrad
(17) greift ein vertikal angeordneter Führungsstift (18) ein,
der mit der beweglichen Linsengruppe (L3) bzw. deren Fassung im
Inneren des Schneckenrades (17) verbunden ist. Über einen
weiteren Führungsstift (19) in einer Führung (25) präzise
stabilisiert, bewegt sich somit bei einer Drehbewegung des
Schneckenrades (17) die bewegliche Linsengruppe (L3) der
Beleuchtungseinrichtung in axialer Richtung innerhalb des
erforderlichen Verschiebebereiches. Durch die geeignete Wahl
der Getriebe-Übersetzungsverhältnisse, Steuerkurvensteigung
etc. läßt sich somit die erfindungsgemäße Kopplung zwischen den
verschiedenen Schnittweiten einstellen.
Desweiteren sind innerhalb der erfindungsgemäßen Beleuchtungs
einrichtung zweite Kopplungsmittel vorgesehen, die in
Abhängigkeit der jeweils eingestellten Abbildungs-Schnittweite
des Objektives die Winkelstellung des Umlenkelementes (11) um
eine definierte Achse (15) so variieren, daß immer die
gewünschte zentrierte Beziehung zwischen dem Sehfeld und dem
Leuchtfeld in der Objektebene besteht. Hierzu ist eine - in
Fig. 3 nicht dargestellte - Hebelmechanik vorgesehen, die die
verschiebbaren optischen Elemente (13b, 13c) des Objektives mit
dem Spiegelträger (24) des Umlenkspiegels dergestalt koppelt,
daß die gewünschte definiert-räumliche Beziehung zwischen
Sehfeldmitte und Leuchtfeld immer gewährleistet bleibt.
Daneben sind im dargestellten Ausführungsbeispieles der
erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung Einstell-Mittel zur
definierten Einstellung des Leuchtfeld-Durchmessers in der
Objektebene vorgesehen. Die Einstell-Mittel umfassen den auch
in Fig. 3 erkennbaren Drehknopf (16), über den die Öffnung der
Irisblende (3) vom Benutzer definiert verstellt werden kann.
Die Verstell-Mechanik der Irisblende (3) sei im folgenden
anhand der Fig. 5a-5c erläutert.
Während Fig. 5b hierbei eine vergrößerte Darstellung des
entsprechenden Bereiches der Beleuchtungseinrichtung in der
gleichen Perspektive wie in Fig. 3 zeigt, ist in Fig. 5a eine
Schnittansicht durch die in Fig. 5b eingezeichnete Ebene
dargestellt.
Mit dem um seine Mittelachse (51) drehbar gelagerten Drehknopf
(16) ist eine Kurvensteuerung (52) verbunden, die durch die
Drehbewegung des Drehknopfes (16) angetrieben wird. Zwischen
dem Drehknopf (16) und der Kurvensteuerung (52) ist ein
Endanschlag (54) für einen Anschlagstift (53) vorgesehen, der
mit der Kurvensteuerung (52) bzw. dem Drehknopf (16) mitgeführt
wird und wodurch die Drehbewegung des Drehknopfes (16) begrenzt
wird. In die Steuerkurve (55) der Kurvensteuerung (52) greift
ein erster Mitnehmer (56) ein, der die resultierende Bewegung
als Drehbewegung an eine Hülse (57) weitergibt. In Fig. 5a
sind die zwei durch die Steuerkurve (55) definierten
Grenzpositionen der Hülsenbewegung dargestellt, d. h. im
beschriebenen Ausführungsbeispiel resultiert etwa ein
Verdrehwinkel von ca. 40°.
Die resultierende Drehbewegung der Hülse (57) wiederum wird
über einen zweiten Mitnehmer (58), der sich in einer Linear-
Führung (59) bewegt, in eine definierte Axialbewegung der Hülse
(57) in Richtung der optischen Achse umgesetzt. Eine Draufsicht
auf die Führung (59) des zweiten Mitnehmers (58) ist in Fig.
5c dargestellt.
Mit der Hülse (57) verbunden sind die Irisblende (3) sowie die
optischen Elemente (5, 6, 7, 8) der ersten und zweiten
Linsengruppe (L1, L2), die sich bei der resultierenden
Axialbewegung der Hülse (57) zusammen als Baugruppe relativ zum
faseroptischen Lichtleiter bewegen.
Die Irisblende (3) wird demzufolge durch die Drehbewegung des
Drehknopfes (16) axial versetzt, während gleichzeitig der
Einstellstift (60) der Irisblende (3) in einer festen
Radialposition in einer entsprechenden Führung verbleibt. Es
resultiert je nach Drehrichtung des Drehknopfes (16) eine
Öffnungs- oder aber eine Schließbewegung der Irisblende (3).
Durch die beschriebene Mechanik der Einstell-Mittel wird somit
auch die bereits erwähnte dritte Kopplung innerhalb der
erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung realisiert, über die
gewährleistet ist, daß bei jedem eingestelltem Leuchtfeld-
Durchmesser eine optimierte Ausleuchtung der Leuchtfeldblende
vorliegt. Dies erfolgt wie beschrieben durch Variation des
Relativ-Abstandes zwischen der Lichtleiter-Austrittsfläche und
der Irisblende (3) in Abhängigkeit des Leuchtfeld-Durchmessers.
Neben den im Ausführungsbeispiel der Fig. 3, 4, 5a-5c
beschriebenen drei Kopplungsmöglichkeiten existiert eine vierte
Kopplungsmöglichkeit innerhalb der erfindungsgemäßen
Beleuchtungseinrichtung. Hierbei wird der Leuchtfeld-
Durchmesser desweiteren automatisiert mit der jeweils
eingestellten Vergrößerung der Vergrößerungswechseleinrichtung
gekoppelt. Eine geeignete Ausführungsform einer derartigen
vierten Kopplung ist etwa im Gebrauchsmuster G 87 13 356.3 der
Anmelderin beschrieben.
Neben den beschriebenen bzw. zitierten Ausführungsformen der
verschiedenen Kopplungsmittel existieren wie bereits angedeutet
eine Reihe weiterer rein mechanischer und/oder elektromoto
rischer Kopplungsvarianten, die allesamt innerhalb der
erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung realisierbar sind.
Claims (13)
1. Beleuchtungseinrichtung für ein Stereomikroskop mit einem
Objektiv mit variabler Abbildungs-Schnittweite, wobei eine
Beleuchtungs-Schnittweiten-Variation über ein von der
Beobachtungsoptik separiertes optisches System möglich ist
und ferner erste Kopplungsmittel (41) vorgesehen sind, die
eine Kopplung zwischen der Abbildungs-Schnittweite des
Objektives und der Beleuchtungs-Schnittweite dergestalt
bewirken, daß die Beleuchtungs-Schnittweite mit der
Abbildungs-Schnittweite des Objektives übereinstimmt.
2. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei zur
Variation der Beleuchtungs-Schnittweite ein faseroptischer
Lichtleiter (1) vorgesehen ist, dem austrittsseitig
mindestens eine Leuchtfeldblende (3) sowie ein optisches
System mit mindestens einem, entlang der optischen Achse
(4) verschiebbaren optischen Element (L3) vorgeordnet ist
und über das verschiebbare optische Element (L3) die
Einstellung der Beleuchtungs-Schnittweite erfolgt.
3. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 2, wobei das
optische System eine erste und eine zweite Linsengruppe
(L1, L2) umfaßt, die eine Abbildung der Leuchtfeldblende
(3) nach Unendlich bewirken und diesen beiden Linsen
gruppen (L1, L2) eine dritte und vierte Linsengruppe (L3,
L4) nachgeordnet ist, die eine Fokussierung des Leucht
feldblendenbildes in die Objektebene bewirken, wobei die
dritte Linsengruppe (L3) zur Variation der Beleuchtungs-
Schnittweite entlang der optischen Achse (4) des
Beleuchtungseinrichtung verschiebbar angeordnet ist.
4. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 3, wobei die ersten
Kopplungsmittel (41) eine von einer Antriebseinheit der
verschiebbaren Objektivelemente (13b, 13c) angetriebene
Schnecke (16) umfassen, die eine Drehbewegung in eine
Axialbewegung eines damit in Verbindung stehenden
Schneckenrades (17) umsetzt, mit dem die dritte Linsen
gruppe (L3) des optischen Systems der Beleuchtungs
einrichtung verbunden ist.
5. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 2, wobei dem
optischen System in Richtung der Strahlausbreitung ein
Umlenkelement (11) nachgeordnet ist, das den Beleuchtungs
strahlengang unterhalb des Objektives in Richtung
Objektebene umlenkt und wobei das Umlenkelement (11) so
angeordnet ist, daß damit Beleuchtungslicht unter
verschiedenen Winkeln zur optischen Achse der Abbildungs
strahlengänge umlenkbar ist.
6. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 5, wobei zweite
Kopplungsmittel (42) vorgesehen sind, die in Abhängigkeit
der jeweiligen Abbildungs-Schnittweite des Objektives die
Winkelstellung des Umlenkelementes (11) relativ zur
optischen Achse der Abbildungsstrahlengänge variieren, so
daß stets eine definierte räumliche Beziehung zwischen dem
Sehfeld und dem Leuchtfeld in der Objektebene besteht.
7. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei die
Beleuchtungseinrichtung desweiteren Einstell-Mittel zur
definierten Einstellung des Leuchtfeld-Durchmessers in der
Objektebene umfaßt.
8. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 7, wobei die
Einstell-Mittel zur definierten Einstellung des
Leuchtfeld-Durchmessers mindestens eine als Irisblende
ausgeführte Leuchtfeldblende (3) mit variabler Blenden
öffnung umfassen.
9. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 2, wobei der
Relativ-Abstand zwischen dem faseroptischen Lichtleiter
(1) und der davor angeordneten Leuchtfeldblende (3)
variabel ist.
10. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 8 und 9, wobei
dritte Kopplungsmittel (43) vorgesehen sind, die die Lage
des faseroptischen Lichtleiters (1) auf der optischen
Achse (4) relativ zur Leuchtfeldblende (3) und die
Blendenöffnung der Leuchtfeldblende (3) in einer
definierten Abhängigkeit voneinander variieren.
11. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 10, wobei die
Einstell-Mittel einen mit einer Kurvensteuerung (52)
verbundenen Drehknopf (16) umfassen, dessen Drehbewegung
eine definierte Axialbewegung einer Hülse (57) innerhalb
der Beleuchtungseinrichtung bewirkt, mit der die Iris
blende (3) sowie die erste und zweite Linsengruppe (L1,
L2) des optischen Systems der Beleuchtungseinrichtung
verbunden sind, während der faseroptische Lichtleiter (1)
in einer definierten Lage verbleibt und ferner mit der
Axialbewegung der Hülse (57) eine Variation des Iris
blenden-Durchmessers durch Festhalten der Radialposition
eines zur Irisblende (3) gehörenden Einstellstiftes (60)
erfolgt.
12. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 7, wobei vierte
Kopplungsmittel (44) vorgesehen sind, die eine definierte
Verstellung des Leuchtfeld-Durchmessers in Abhängigkeit
der aktuell eingestellten Vergrößerung einer Vergröße
rungswechsel-Einrichtung des Stereomikroskopes bewirken.
13. Stereomikroskop mit einer Beleuchtungseinrichtung nach
mindestens einem der vorangehenden Ansprüche.
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