DE29500221U1

DE29500221U1 - Binokulartubus für ein Stereomikroskop

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Publication number: DE29500221U1
Application number: DE29500221U
Authority: DE
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH; Carl Zeiss AG
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH; Carl Zeiss AG
Priority date: 1994-03-24
Filing date: 1995-01-07
Publication date: 1995-03-09
Anticipated expiration: 2005-01-08
Also published as: CH689653A5; US5589977A; JPH0843740A; DE19503575A1; JP3672350B2; DE19503575B4

Description

Beschreibung: 95001 G

Binokulartubus für ein Stereomikroskop

Die vorliegende Erfindung betrifft einen- Binokulartubus für ein Stereomikroskop nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Dieser Binokulartubus ist aus einer Geradsicht-Position heraus in einem definierten Winkelbereich schwenkbar.

Binokulartuben für Stereomikroskope mit optischer Strahlaufwicklung finden beispielsweise in Operationsmikroskopen Anwendung. Dort ist bei einer großen Hauptobjektiv-Schnittweite ein möglichst kurzer Arbeitsabstand zwischen dem Mikroskop-Einblick und dem betrachteten Objekt erforderlich, so daß der Chirurg eine entspannte Körperhaltung bei der Durchführung seiner Arbeiten einnehmen kann.

Desweiteren wird bei Operationsmikroskopen üblicherweise eine Möglichkeit zur kontinuierlichen Veränderung des Einblickwinkels zwischen dem Gehäuse des Stereomikroskopes und dem Binokulartubus gewünscht. Ferner sollte ein derartiger Binokulartubus eine Möglichkeit zur Einstellung des Augenabstandes bzw. der Pupillendistanz bieten.

Ein schwenkbarer Binokulartubus für ein Operationsmikroskop wird beispielsweise in der noch nicht veröffentlichten Patentanmeldung P 44 10 147.3 der Anmelderin vorgeschlagen. Dieser Binokulartubus kann jedoch konzeptionsbedingt nicht in eine Geradsicht-Position geschwenkt werden. Hierbei sei unter Geradsicht-Position eine Position des Binokulartubus verstanden, bei der die Einblickrichtung durch den Binokulartubus zur optischen Achse des Mikroskopes hin ausgerichtet ist.

Darüberhinaus sind vielfältigste weitere Möglichkeiten der Anordnung der erforderlichen optischen Elemente eines Binokulartubus bekannt geworden. So wird etwa in der

DE 3 7 18 843 vorgeschlagen, als optische Bildumkehr-Elemente im Binokulartubus Porro-Prismen zweiter Art einzusetzen. Derartige Prismen bauen jedoch sehr voluminös und führen insgesamt zu einer entsprechend ausladenden Bauweise für den gesamten Binokulartubus. Als weiterer Nachteil dieser Lösung resultieren lange Glas- und Luftwege.

Eine ähnliche Anordnung mit den selben Nachteilen ist auch aus dem Gebrauchsmuster G 9308044.1 bekannt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Binokulartubus für ein Stereomikroskop zu schaffen, der aus einer Geradsicht-Position heraus innerhalb eines bestimmten Winkelbereiches geschwenkt werden kann. Neben einer möglichst optimalen Ergonomie für den Beobachter, insbesondere einer geringen Bauhöhe, ist eine gute Abbildungs-Qualität ohne Vignettierungen im Binokulartubus wünschenswert. Desweiteren sollte der Justage- und Fertigungsaufwand weitgehend minimiert werden, d.h. eine möglichst geringe Anzahl optischer Elemente zum Einsatz kommen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Binokulartubus für ein Stereomikroskop mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Binokulartubus ergeben sich aus den Merkmalen der abhängigen Ansprüche.

Erfindungsgemäß sind nunmehr im Binokulartubus äußerst kompakte optische Bildumkehr-Elemente in Form von Pentaprismen mit Dachkante vorgesehen. In jedem der beiden stereoskopischen TeilStrahlengänge ist hierbei ein derartiges Bildumkehr-Element angeordnet; beiden Teilstrahlengängen gemeinsam ist ein optisches Umlenkelement, das ebenfalls um die Schwenkachse drehbar gelagert ist.

Es resultiert ein kompakter Aufbau des erfindungsgemäßen Binokulartubus mit einer kurzen Baulänge in der Geradsichtposition; ferner ergibt sich die gewünschte Minimierung der Anzahl erforderlicher optischer Elemente.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Binokulartubus kann nunmehr ein Schwenkbereich aus der Geradsicht-Position heraus in einem Winkelintervall von ca. ± 3 0 ° realisiert werden.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich aufgrund der versetzten Anordnung der beiden optischen Umkehrelemente relativ zu den optischen Achsen der eintretenden stereoskopischen Teilstrahlengänge. Es resultiert eine Vergrößerung des Abstandes der beiden optischen Achsen der stereoskopischen Teilstrahlengänge nach dem Durchtritt durch die optischen Bildumkehr-Elemente. Dies wiederum erleichtert die erforderliche Verstellung der Pupillendistanz mit Hilfe der nachgeordneten, um die optischen Achsen drehbaren Rhombusprismen. Für die Drehung der Rhombusprismen im Binokulartubus steht dann entsprechend mehr Platz zur Verfügung.

Weitere Vorteile sowie Einzelheitein des erfindungsgemäßen Binokulartubus ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der beiliegenden Figuren.

Dabei zeigt

Figur 1 den prinzipiellen Strahlengang und die Anordnung der wesentlichen Elemente des erfindungsgemäßen Binokulartubus in zwei Schwenkstellungen;

Figur 2 eine Draufsicht auf einen Teil der optischen Elemente des erfindungsgemäßen Binokulartubus aus Figur 1;

Figur 3 eine perspektivische Ansicht eines Pentaprismas mit Dachkante, das zur Bildumkehr im erfindungsgemäßen Binokulartubus verwendet wird.

Figur 1 zeigt eine seitliche Ansicht der wesentlichen Elemente des erfindungsgemäßen Binokulartubus in zwei Schwenkstellungen. Die horizontal ausgerichtete Stellung des Binokulartubus stellt hierbei die Geradsicht-Position dar, in der die Einblickrichtung des Beobachters durch die Okulare in Richtung der optischen Achse des Stereomikroskopes ausgerichtet ist. Ferner ist in Figur I in gestrichelter Darstellung die um 3 0° hierzu verschwenkte Position des Binokulartubus angedeutet. Aus der Geradsicht-Position heraus ist desweiteren ein Verschwenken um ebenfalls maximal 30° in die andere Richtung möglich.

Die stereoskopischen Teilstrahlengänge gelangen über das optische System des Stereomikroskopes in den erfindungsgemäßen Binokulartubus. Vor dem Binokulartubus durchtreten die beiden parallelen, stereoskopischen Teilstrahlengänge jeweils bekannte Tubus-Linsen (2a), ausgeführt als Kittglied, von denen in der Darstellung der Figur 1 lediglich eine sichtbar ist.

Das - nicht dargestellte - optische System des Stereomikroskopes weist einen bekannten optischen Aufbau mit einem gemeinsamen Hauptobjektiv für die beiden Teilstrahlengänge und eine nachfolgende Vergrößerungswechsel-Einrichtung auf. Das Gehäuse des Stereomikroskopes verlassen demnach zwei parallele, stereoskopische Teilstrahlengänge, die über die Tubuslinsen (2a) in den erfindungsgemäßen Binokulartubus gelangen. Den Tubuslinsen (2a) nachgeordnet ist in den beiden stereoskopischen TeilStrahlengängen jeweils ein optisches Bildumkehr-Element (3a). Hierbei ist der Darstellung der Figur 1 lediglich das im linken Teilstrahlengang vorgesehene Bildumkehr-Element (3a) sichtbar.

Das optische Bildumkehr-Element (3a) ist im erfindungsgemäßen Binokulartubus nunmehr als Penta-Prisma mit Dachkante ausgeführt. Hinsichtlich dieses Bauteiles sei an dieser Stelle auf die nachfolgende Beschreibung der Figur 2 verwiesen.

Eine perspektivische Darstellung eines Penta-Prismas mit Dachkante (3a) zeigt ferner Figur 3.

Nach der Bildumkehr in den beiden Penta-Prismen mit Dachkante (3a) gelangen die beiden stereoskopischen Teilstrahlengänge über eine weitere Linse (4a), ebenfalls ausgeführt als Kittglied, auf ein von beiden Teilstrahlengängen gemeinsam beaufschlagtes optisches Umlenke lernen t (5) . Im Falle längerer Tubus-Brennweiten kann auf dieses Kittglied (4a) sogar verzichtet werden, d.h. es resultiert in diesem Fall eine nochmalige Reduzierung der Anzahl optischer Komponenten.

Das optische Umlenkelement (5) ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Umlenkspiegel ausgeführt und um die Schwenkachse (G) des erfindungsgemäßen Binokulartubus drehbar gelagert. Alternativ zum Umlenkspiegel (5) können selbstverständlich auch andere reflektierende optische Elemente zum Einsatz kommen.

In einer definierten räumlichen Orientierung mit dem Umlenkelement (5) fest verbunden sind die nachfolgend angeordneten optischen Elemente des erfindungsgemäßen Binokulartubus. Hierzu zählen im einzelnen die den Penta-Prismen mit Dachkante (3a) nachgeordneten Rhombus-Prismen (9a), Sehfeldblenden (10a, lla) sowie die bereits vorab erwähnten Okularlinsen (7a, 8a) in den jeweiligen stereoskopischen TeilStrahlengängen.

Wie aus der Darstellung der-Figur 1 deutlich ersichtlich, weisen die beiden Linsen (2a, 4a) sowie das Penta-Prisma mit Dachkante (3a) als optisches Bildumkehrelement eine feste, gleichbleibende Relativ-Orientierung zueinander sowie zum nicht dargestellten - Gehäuse des Stereomikroskopes auf. Um die Schwenkachse (6) hierzu verdrehbar sind das Umlenkelement (5) sowie die nachfolgenden optischen Elemente in den stereoskopischen TeilStrahlengängen des erfindungsgemäßen Binokulartubus angeordnet.

Desweiteren ist im erfindungsgemäßen Binokulartubus durch Verdrehen der Rhombus-Prismen (9a) um die optische Achse (la) der stereoskopischen Teilstrahlengänge ein Einstellen der Pupillendistanz in bekannter Art und Weise möglich.

Eine Draufsicht auf die Relativ-Anordnung der einzelnen optischen Komponenten des .erfindungsgemäßen Binokulartubus ist in Figur 2 dargestellt.

Die Bezeichnungen in Figur 2 entsprechen hierbei denen der bereits erläuterten Figur 1. Dargestellt ist nunmehr zudem noch der zweite stereoskopische Teilstrahlengang im erfindungsgemäßen Binokulartubus mit den entsprechenden optischen Komponenten.

Ferner ist in der Darstellung der Figur 2 nunmehr ersichtlich, wie die optischen Achsen (la, Ib) der stereoskopischen Teilstrahlengänge nach dem Durchtreten der Penta-Prismen mit Dachkante (3a, 3b) jeweils nach außen versetzt werden. Es * resultiert somit ein größerer Abstand der beiden optischen Achsen (la, Ib) nach dem Durchtritt durch die optischen Bildumkehr-Elemente (3a, 3b) im Vergleich zum Abstand der optischen Achsen (la, Ib) beim Eintritt in die jeweiligen Bildumkehr-Elemente (3a, 3b). Dieser Achsversatz erweist sich als insofern vorteilhaft, als nunmehr der zur Verfügung stehende freie Durchmesser für die beiden Rhombus-Prismen (9a, 9b) vergrößert wurde und damit auch mehr Raum für die Drehung der beiden Rhombus-Prismen (9a, 9b) zur Verfugung steht. Die Drehbarkeit der beiden Rhombus-Prismen (9a, 9b) inklusive der nachgeordneten Okular-Linsen (7a, 8a; 7b, 8b) um die beiden optischen Achsen (la, Ib) ist vorteilhaft, um die Einstellbarkeit der Pupillendistanz für den Beobachter sicherzustellen.

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Zusammenfassung:

Binokulartubus für ein Stereomikroskop (Fig. 1)

Binokulartubus für ein Stereomikroskop umfaßt mindestens ein gemeinsames optisches Umlenkelement für die beiden stereoskopischen Teilstrahlengänge, wobei das Umlenkelement um eine Schwenkachse drehbar angeordnet ist und ferner mindestens ein optisches Bildumkehr-Element in jedem der stereoskopischen TeilStrahlengänge vorgesehen ist. Als optisches Bildumkehr-Element wird jeweils ein Pentaprisma mit Dachkante in den stereoskopischen Teilstrahlengängen eingesetzt, das seitlich versetzt zur optischen Achse des jeweiligen Teilstrahlenganges angeordnet ist.

Claims

Ansprüche:

1. Binokulartubus für ein Stereomikroskop mit mindestens einem gemeinsam beaufschlagten optischen Umlenkelement für die beiden stereoskopischen Teilstrahlengänge, wobei das Umlenkelement um eine Schwenkachse drehbar angeordnet ist und ferner mindestens ein optisches Bildumkehr-Element in jedem der stereoskopischen TeilStrahlengänge angeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet, daß als optisches Bildumkehr-Element (3a, 3b) jeweils ein Pentaprisma mit Dachkante in den stereoskopischen Teilstrahlengängen vorgesehen ist, das jeweils so in den Teilstrahlengängen angeordnet ist, daß ein Versatz der optischen Achsen (la, Ib) der stereoskopischen TeilStrahlengänge nach dem Durchtritt resultiert.

2. Binokulartubus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pentaprismen mit Dachkante (3a, 3b) jeweils so in den Teilstrahlengängen versetzt angeordnet sind, daß in Beobachtungsrichtung eine Vergrößerung des Abstandes der optischen Achsen (la, Ib) resultiert.

3. Binokulartubus nach Anspruch"* 1, dadurch gekennzeichnet, daß, in den stereoskopischen Teilstrahlengängen zwischen den Okularen 7a, 8a, 7b, 8b) und dem Pentaprisma mit Dachkante (3a, 3b) jeweils ein um die optische Achse (la, Ib) schwenkbares, zur Einstellung des Augenabstandes dienendes Rhombusprisma (9a, 9b) angeordnet ist.

4. Binokulartubus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pentaprismen mit Dachkante (3a, 3b) in einer gleichbleibenden Orientierung relativ zum Mikroskop-Gehäuse angeordnet sind und die dem Umlenkelement (5) nachgeordneten optischen Elemente in den stereoskopischen Teilstrahlengängen des Binokulartubus gemeinsam mit dem optischen Umlenkelement (5) um die Schwenkachse (6) drehbar angeordnet sind.

5. Binokulartubus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, das Umlenkelement (5) in einem Winkelintervall von 30° aus der Geradsichtposition heraus drehbar angeordnet ist.

5. Binokulartubus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor und nach dem Pentaprisma mit Dachkante (3a, 3b) in den stereoskopischen Teilstrahlengängen jeweils ein
Kittglied {2a, 2b) angeordnet ist.