DE3515004A1 - Stereomikroskop - Google Patents

Description

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O f\ 0^-* ^: "--■..." Dipl.-lng. H. Tiedtke

ΠΞΙ_Ι_ΜΑΝΝ - URAMS - OTRUIF Dipl.-Chem. G. Bühling

3515004 Dipl.-lng. R. Kinne

Dipl.-lng. R Grupe Dipl.-lng. B. Pellmann _ Dipl.-lng. K. Grams

Dipl.-Chem. Dr. B. Struif

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25. April 1985 DE 4793

CANON KABUSHIKI KAISHA Tokio, Japan

Stereomikroskop

Die Erfindung bezieht sich auf ein Stereomikroskop, das beispielsweise am optischen Beobachtungssystem einer ophthalmologischen Spaltlampe anwendbar ist, und insbesondere auf ein Stereomikroskop mit einem Galilei¹sehen Vergrößerungswechsler.

Das Galilei'sehe Mikroskop und das Binokularmikroskop sind bisher in weitem Umfang für das optische System von Vergrößerungswechslern dieser Art verwendet worden. Bei dem Binokularmikroskop sind zwei völlig eigene Mikroskopoptiken - eine linke und eine rechte - so angeordnet, daß sie sich untereinander unter einem vorbestimmten Winkel von z.B. 10° - 12° schneiden, weshalb das Problem der Blickrichtungsablenkung der Augen nicht auftritt. Bei diesem optischen System ist jedoch das Objektiv zweigeteilt, d.h., es sind zwei Objektivlinsen vorhanden, weshalb bei einem Austausch der Objektivlinsen zum Zweck eines Vergrößerungswechsels deren Bedienung kompliziert und beschwerlich ist. Auch wird kein Teil des Lichtstrahls zu einem parallelen Licht, so daß es notwendig ist, die Strahlengänge des seitlichen Beobachtungsspiegels, der

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Kamera usw. von der Mitte des Tubus her zu trennen.

Andererseits ist das Galilei'sehe Mikroskop mit einem einzelnen Objektiv und zwei Okularen ausgestattet, wobei die durch die Okulare in die beiden Augen des Beobachters getretenen Lichtstrahlen zueinander parallel sind, weshalb der Ablenkungswinkel Null ist, während bei einer Beobachtung mit dem entfernten Mikroskop der Ablenkwinkel einen vorbestimmten Wert hat und unterschiedlich ist zwischen der Zeit, da die Beobachtung durch das Mikroskop erfolgt, und der Zeit, da die Beobachtung ohne das als Hilfsmittel dienende Mikroskop erfolgt. Somit hat das Galilei'sehe Mikroskop einen Nachteil insofern, als es schwierig wird, stereoskopisch zu beobachten. Bei diesem optischen System kann jedoch der Lichtstrahl von einem Punkt auf dem Objektivkörper zu einem parallelen Lichtstrahl durch die Objektivlinse gemacht werden, womit der Vergrößerungswechsel des optischen Systems, das ein pankratisches System einschließt, einfach wird. Ein weiterer Vorzug ist auch darin zu sehen, daß verschiedene Zubehörteile durch Einsetzen eines Strahlenteilers in den parallelen Teil des Lichtstrahls angebracht werden können.

Als ein Galilei'sches Stereomikroskop, bei dem die Ablenkung der Blickrichtung berücksichtigt wird, ist ein solches bekannt, wobei Keilprismen außerhalb der Okulare angeordnet sind (japanische Gebrauchsmusterschrift Nr. 19 530/1983), jedoch sind bei dieser Art eines Mikroskops zwischen den Okularen und den Augen des Beobachters Prismen vorhanden, was den Nachteil zur Folge hat, daß die Augenkreise des Beobachters, d.h. die Lagen der Pupillen, zum Sehen zu nahe an die Prismen kommen. Ein weiteres Problem liegt auch darin, daß eine chromatische Aberration und ein Astigmatismus auftreten.

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Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, ein Stereomikroskop zu schaffen, das die Beobachtung eines Objektkörpers durch eine einfache Konstruktion sehr stark erleichtert.

Hierbei ist es ein Ziel der Erfindung, ein Stereomikroskop aufzuzeigen, das das Auftreten einer dem Vorhandensein einer Ablenkjustiereinrichtung der Refraktionsbauart zuzuschreibenden chromatischen Aberration verhindern kann.

Der Erfindungsgegenstand wird anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausfuhrungsform eines Stereomikroskops gemäß der Erfindung in seiner Gesamtheit;

Fig. 2 eine Ansicht von Bildgestaltungsprismen zur Ablenkungsjustierung, gesehen aus der Richtung der optischen Achse;

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform gemäß der Erfindung in der Gesamtheit;

Fig. 4 die Beziehung zwischen einem Spaltbeleuchtungssystem und einem Vergrößerungswechsler;

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung eines Keilprismas.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform, wobei der Erfindungsgegenstand bei einem ophthalmologischen Stereomikroskop Anwendung findet, sind mit S ein zu untersuchendes Auge und mit EL sowie ER das linke bzw. rechte Auge des Beobachters bezeichnet. Im linken und rechten Strahlengang des Mikroskops-sind ein gemeinsames Objektiv 1, Abbildungsobjektive 2L und 2R, Bildgestaltungsprismen (Reflexionsprismen) 3L und 3R sowie 4L und 4R,

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Ablenkungsjustierkeilprismen 5L und 5R sowie Okulare 6L und 6R angeordnet.

Die linke und rechte optische Achse Ll und Rl vom Objektiv 1 zu den Reflexionsprismen 3L und 3R sind zueinander parallel, und die Vergrößerung kann durch Bewegen der Abbildungsobjektive 2L und 2R verändert werden. Auch die durch die Abbildungsobjektive 2L, 2R tretenden Lichtstrahlen sind parallele Strahlen, so daß es auch möglich ist, in geeigneter Weise ein Lichtteilglied einzufügen und die Lichtstrahlen vor einem Photographieren unter Verwendung des am Lichtteilglied reflektierten schiefen Lichts abzuzuleiten.

Wenn nun die Ablenkungsjustierkeilprismen 5L und 5R angeordnet werden, so ist es möglich, die optischen Beobachtungsachsen zum Schneiden miteinander unter einem vorbestimmten Winkel zu bringen, indem die optischen Achsen L2 und R2 von den Reflexionsprismen 3L, 3R zu den Okularen 6L und 6R geknickt werden. Auch werden, wenn die Ablenkungsjustierkeilprismen 5L und 5R nahe den Brennebenen der Okulare 6L, 6R angeordnet werden, eine chromatische Aberration und ein Astigmatismus nicht auftreten, was von größerem Vorteil ist. Wenn die Ablenkungsjustierkeilprismen 5L und 5R an irgendwelchen anderen Stellen in den Strahlengängen angeordnet werden, so ergibt sich die Notwendigkeit, ein gekittetes achromatisches Prisma zu verwenden. In dieser Hinsicht wird eine Ausführungsform, bei der die Ablenkungsjustierkeilprismen an parallelen Lichtstrahlenteilen angeordnet sind, später unter Bezugnahme auf die Fig. 3 erläutert.

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Die Fig. 2 zeigt eine Darstellung der Bildgestaltungsoder Reflexionsprismen 3L und 3R von Fig. 1 in einer Sicht in Richtung der optischen Achsen. Im allgemeinen wird ein Reflexionsprisma durch Zusammenfassen von zwei rechtwinkligen Prismen aufgebaut und hat die Funktion der Umwandlung eines kopfstehenden Bildes in ein aufrechtstehendes Bild. In Fig. 2 zeigen gestrichelte Linien einen Zustand, in dem die optis chen Achsen Ll und Rl gedreht worden sind, um die Pupillendistanz einzustellen. In diesem Zustand werden die optische Achse L2 zur Achse L3 und die optische Achse R2 zur Achse R3, weshalb die Pupillendistanz vom Abstand zwischen L2 und R2 auf den Abstand zwischen L3 und R3 eingestellt werden kann.

Die Ablenkungsjustierkeilprismen 5L und 5R werden mit den Reflexionsprismen 3L und 3R während der Anpassung der Pupillendistanz gedreht.

Der Ablenkungswinkel ist bei Kurzsichtigkeit etwa 10°. Nimmt man an, daß die Ablenkungswinkel jeweils in Fig.l um 5° durch die Ablenkungsjustierkeilprismen 5L und 5R geknickt werden, so werden sich, wenn die Richtung des Sehstrahls nach einer Drehung der Reflexionsprismen 3L und 3R um 15° in Fig. 2 zur Ablenkungsjustierung berechnet wird, der Ablenkungswinkel in der Horizontalen von 10° zu 9,7° und der Ablenkungswinkel in der Vertikalen von 0° zu einem Depressionswinkel von 1,3° ändern, jedoch ist eine in diesem Ausmaß stattfindende Änderung praktisch vernachlässigbar.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 3 wird eine zweite Ausführungsform gemäß der Erfindung erläutert.

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Die Fig. 3 zeigt lediglich eine Draufsicht auf den Vergrößerungswechsler eines Stereomikroskops, wobei die optischen Achsen, die dem rechten bzw. linken Auge des Beobachters entsprechen, mit Oa bzw. Ob bezeichnet sind. Auf diesen optischen Achsen Oa und Ob sind hintereinander ein gemeinsames Objektiv 11, Vergroßerungswechseloptiken 12a und 12b, Strahlenteiler 13a und 13b, die Licht zu einem seitlichen Beobachtungsspiegel abteilen, Keilprismen 14a und 14b zur Ablenkung der Strahlengänge, Übertragungsobjektive 15a und 15b, Umkehrprismen 16a und 16b sowie Okulare 17a und 17b angeordnet. Vor dem Objektiv 11 liegt ein Lichtteilglied 18, das ein Prisma eines noch zu erläuternden Beleuchtungssystems umfaßt.

In der in Fig. 4 gezeigten Seitenansicht dieser Ausführungsform sind ein Spaltbeleuchtungssystem A und der Vergrößerungswechsler B dargestellt.

Das Spaltbeleuchtungssystem A umfaßt eine Beleuchtungslichtquelle 19, eine Kondensorlinse 20, eine Spaltblende 21, ein Filter 22, ein Projektionsobjektiv 23 und das Lichtteilglied 18, wobei diese Bauteile in Aufeinanderfolge angeordnet sind. Von der Lichtquelle 19 ausgehendes Licht wird durch die Kondensorlinse 20 konzentriert, worauf es die Spaltblende 21 beleuchtet, deren Bild am Bildort E eines zu untersuchenden Auges durch das Lichtteilglied 18 abgebildet wird.

Die Spaltblende 21 hat in an sich bekannter Weise einen Mechanismus, mit dem deren Höhe, Breite usw. verändert werden können. Der Bildort E der Spaltblende 21 wird mit der objektseitigen Lage des Brennpunkts des Objektivs 11 zusammenfallend gemacht, und das Licht vom Bildort E wird durch das Objektiv 11 zu einem parallelen Licht-

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strahl ausgebildet, dessen Vergrößerung durch die Vergrößerungswechseloptiken 12a und 12b verändert wird.

Die Vergrößerungsoptiken 12a und 12b bilden zusammen ein sog. Galilei'sches Fernrohr, wobei die Lagen der Brennpunkte der Konvex- sowie Konkavlinsen miteinander zusammenfallen. Wenn diese Vergrößerungswechseloptiken 12a, 12b gedreht werden, wie durch die Pfeile in Fig. 4 angegeben ist, und deren Konkav- sowie Konvexlinsen gegeneinander ausgetauscht werden, so wird die Vergrößerung verändert. Von diesen Vergrößerungswechseloptiken 12a, 12b austretende Lichtstrahlen werden durch die in Übereinstimmung mit dem beabsichtigten Ziel oder Zweck entfernbar montierten Strahlenteiler 13a und 13b in einem vorbestimmten Grad geteilt, worauf sie in die Keilprismen 14a und 14b eintreten.

Jedes Keilprisma 14a, 14b ist beispielsweise dadurch gebildet, daß zwei Glieder Pl und P2 (siehe Fig. 5) miteinander verkittet werden, wobei das eine Glied Pl aus einem Kronglas kleiner Dispersion und das andere Glied P2 aus einem Flintglas großer Dispersion gefertigt ist, um den Unterschied im Brechungswinkel durch die Wellenlänge zu korrigieren. Parallele, von den Keilprismen 14a, 14b ausgetretene, durch die übertragungsobjektive 15a, 15b gelangte Lichtstrahlen haben demzufolge in den Umkehrprismen 16a, 16b ihre oberen und unteren sowie linken und rechten Teile spiegelverkehrt und bilden durch die Spaltblende 21 an den Lagen der Brennpunkte der Okulare 17a und 17b Spaltbilder, die der Beobachter durch diese Okulare betrachten kann.

Wie beschrieben wurde, hat das Stereomikroskop gemäß der Erfindung einen Vorzug insofern, als die linken und rechten Strahlengänge zu parallelen Lichtstrahlen durch das

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Objektiv gemacht werden und daß eine Vergrößerungsäiyderung sowie eine Teilung der Strahlengänge auf einfache Weise bewerkstelligt werden können. Ein weiterer Vorzug besteht darin, daß die optischen Achsen des linken und rechten Okulars zum Schneiden miteinander unter einem vorgegebenen Winkel durch die Ablenkungsjustiereinrichtungen der Refraktionsbauart gebracht werden können, um durch eine einfache Konstruktion eine Ablenkung der Blickrichtung zu erlangen. Darüber hinaus liegt kein Hindernis zwischen dem Beobachter sowie den Okularen, und es kann eine leichte, bequeme Beobachtung gewährleistet werden. Ferner kann das Auftreten einer auf dem Vorhandensein der Ablenkungsjustiereinrichtungen der Refraktionsbauart beruhende chromatische Aberration unterbunden werden.

Erfindungsgemäß wird ein Stereomikroskop mit einem einzigen Objektiv und einem Paar von rückwärts zum Objektiv angeordneten Okularen versehen. Ein Paar von den Pupillenabstand einregelnden Einrichtungen und ein Paar von Ablenkungsjustiereinrichtungen der Refraktionsbauart sind zwischen dem Objektiv und den Okularen angeordnet.

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Claims (5)

Patentansprüche

1. Stereomikroskop mit einem einzeUeriin, Objektiv, mit einem Paar von rückwärts vom Obiektiv angeordneten Okularen und mit einem Paar von zwischen dem Objektiv sowie den Okularen befindlichen Einrichtungen zur Einstellung der Pupillendistanz, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Objektiv (11) und den Okularen (6, 17) ein Paar von die Ablenkung der Blickrichtung justierenden Einrichtungen (5, 14) angeordnet ist.

2. Stereomikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkungsjustiereinrichtungen nahe den Brennebenen der Okulare angeordnet sind.

3. Stereomikroskop nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die AblenkungsJustiereinrichtungen Keilprismen sind.

4. Stereomikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkungsjustiereinrichtungen an parallelen Lichtstrahlenteilen angeordnet sind.

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5. Stereomikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkungsjustiereinrichtungen (14) Keilprismen sind, die zwei oder mehr miteinander verbundene Materialien (Pl, P2) von unterschiedlichen Dispersionen umfassen.