DE9313125U1 - Zusatzgerät für Doppelfernrohre - Google Patents

Description

Beschreibung: 93042 G

Zusatzgerät für Doppelfernrohre

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zusatzgerät für Doppelfernrohre zum Zusammenwirken des Doppelfernrohres mit einer Vorsatzoptik als Stereomikroskop.

Aus der DE 26 22 743 ist ein derartiges Zusatzgerät bekannt. Es besteht aus einem Stativ und einem am Stativ befestigten Trägerteil zur Aufnahme des Doppelfernrohres. Im Trägerteil ist ein Mikroskopobjektiv angeordnet, das das zu beobachtende Objekt im wesentlichen nach unendlich abbildet. Dem Objektiv sind in jedem stereoskopischen Teilstrahlengang zwei Reflexionsflächen nachgeordnet, durch die der Abstand der optischen Achsen der beiden Fernrohrtuben an die durch das Mikroskopobjektiv begrenzte Stereobasis angepaßt ist. Durch das Zusatzgerät kann auf einfacher Weise aus einem binokularen Fernglas ein vollwertiges Stereomikroskop gebildet werden.

Die Vergrößerung des Stereomikroskopes ist durch die Vergrößerung des Fernrohres und durch die Brennweite des Mikroskopobjektivs definiert. Die Gesamtvergrößerung läßt sich für ein gegebenes Zusatzgerät nur durch Austausch des Doppelfernrohres gegen eins mit anderer Vergrößerung variieren.

Aus der DE 24 47 048-Al ist ein optischer Bausatz bekannt, aus dem wahlweise durch unterschiedliche Kombination der Komponenten unter anderem ein Fernglas oder ein Mikroskop herstellbar ist. Das Mikroskop wird aus dem Fernglas durch Austausch des Fernglasobjektivs gegen ein Photoobjektiv realisiert. Das Fernglas und das Mikroskop sind hier jedoch monokular. Eine stereomikroskopische Beobachtung ist mit diesem System nicht möglich. Da Photoobjektive üblicher-

weise für unendliche Gegenstandsweite (Eingangsschnittweite unendlich) korrigiert sind, das Photoobjektiv hier jedoch zur Abbildung eines relativ nah beabstandeten Objektes dient, ist das mikroskopische Bild außerdem mit recht starken Abbildungsfehlern behaftet.

Aus der DE 33 18 011-C2 ist ein Stereomikroskop bekannt, das auch als Makroskop verwendbar ist. Für den Betrieb als Makroskop wird das Mikroskopobjektiv gegen ein Photoobjektiv in Retrostellung ausgetauscht. Die Aufteilung des Abbildungsstrahlenganges in die beiden binokularen Strahlengänge erfolgt jedoch durch physikalische Strahlteilung, so daß beim Betrieb als Makroskop eine stereoskopische Beobachtung nicht möglich ist.

Die vorliegende Erfindung soll ein Zusatzgerät der eingangs genannten Art schaffen, das bei Verwendung einer gegebenen Fernrohrvergrößerung und bei Verwendung des selben Zusatzgerätes eine stereomikroskopische Beobachtung bei verschiedenen gewünschten Vergrößerungen gestattet.

Diese Aufgabe wird durch ein Zusatzgerät für Doppelfernrohre mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Das erfindungsgemäße Zusatzgerät umfaßt ein Stativ zur Aufnahme des Doppelfernrohres. Am Stativ ist desweiteren eine Aufnahme zur Vorschaltung eines Photoobjektivs in Retrostellung vorgesehen. Bei vorgeschaltetem Photoobjektiv ist der Abbildungsstrahlengang durch Strahlteilung in die beiden stereoskopischen Teilstrahlengänge geteilt und jeder der beiden stereoskopischen Teilstrahlengänge ist zu einem der beiden Fernrohrtuben gelenkt.

Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Zusatzgerätes mit einem vorgeschalteten Photoobjektiv und einem nachgeschalteten Doppelfernrohr bildet das Photoobjektiv das zu

beobachtende Objekt zunächst nach Unendlich ab. Jedes der beiden Fernrohrobjektive bildet dann ein reelles Zwischenbild im jeweils zugehörigen Fernrohrokular. Der Abstand zwischen Objekt und Photoobjektiv entspricht dem Anlagemaß des Photoobjektives. Da das erfindungsgemäße Zusatzgerät das Vorschalten des Photoobjektivs in Retrostellung vorsieht, wird das Photoobjektiv unter korrigierten Betriebsbedingungen betrieben. Die Korrektionseigenschaften des Photoobjektivs und auch die der beiden Fernrohrobjektive bleiben daher auch bei mikroskopischer Beobachtung erhalten.

Die Gesamtvergrößerung bei stereomikroskopischer Beobachtung ist bei gegebener Fernrohrvergrößerung durch die Brennweite des Photoobjektivs wählbar. Dabei stehen bei kommerziellen Objektivserien Brennweiten zur Verfügung, die sich von einem Weitwinkelobjektiv bis hin zum Teleobjektiv um einen Faktor bis ca. 10 unterscheiden, und die alle mit derselben Filteraufnahme zur Adaption des Objektivs in Retrostellung versehen sind. Entsprechend ist die Mikroskop-Vergrößerung bis zu einem Faktor 10 variierbar.

Die meisten Photoobjektivserien umfassen jedoch heute auch Zoom-Objektive mit veränderbarer Brennweite. Bei Vorschaltung eines solchen Zoom-Objektivs vor das Zusatzgerät ist die Mikroskopvergrößerung auch bei Verwendung ein und desselben Objektivs variierbar.

Im Gegensatz zu dem aus der DE-26 22 743-C3 bekannten Zusatzgerät enthält das erfindungsgemäße Zusatzgerät selbst kein Hauptobjektiv. Das Zusatzgerät braucht als optisch wirksame Flächen lediglich Planfächen aufzuweisen. Dadurch ist der Aufbau besonders einfach.

Bei Aufteilung in die beiden stereoskopischen Teilstrahlengänge durch geometrische Strahlteilung sind als optische

Flächen lediglich vier Reflexionsflächen erforderlich, von denen jeweils zwei in jedem der beiden Strahlengänge des Doppelfernrohres angeordnet sind. Die Reflexionsflächen dienen zur Anpassung des Abstandes der optischen Achsen des Doppelfernrohres an die durch den Öffnungsdurchmesser des Photoobjektivs begrenzte Stereobasis und zur geometrischen Strahlteilung.

Die zwei jeweils in jedem der beiden Strahlengänge des Doppelfernrohres angeordneten Reflexionsflächen sind vorteilhafterweise totalreflektierende Flächen eines rhombischen Prismas.

Die Aufnahme zum Vorschalten des Photoobjektivs sollte annähernd zentriert zur Mittelachse des Doppelfernrohres sein, damit beide Stereoteilstrahlengänge annähernd symmetrisch im Objektiv verlaufen und die Objektbeobachtung unter annähernd gleichen Stereowinkeln für beide Teilstrahlengänge erfolgt.

Für eine sichere Vorschaltung des Photoobjektivs sollte am Stativ des Zusatzgerätes ein an das Filtergewinde des Photoobjektivs angepaßtes Außengewinde vorgesehen sein. Das Objektiv ist.dann sicher adaptierbar, kann andererseits jedoch auch leicht zur Änderung der Mikroskopvergrößerung gegen ein anderes Photoobjektiv ausgetauscht werden.

Im folgenden werden Einzelheiten der Erfindung anhand des in den Figuren 1-3 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Im einzelnen zeigen:

Figur 1 einen Vertikalschnitt durch ein erfindungsgemäßes Zusatzgerät mit dem unteren Teil eines daran auf-

genommenen Doppelfernrohres und einem am Zusatzgerät adaptierten Photoobjektiv;

Figur 2 eine Seitenansicht des Zusatzgerätes aus Figur 1 und

Figur 3 eine Prinzipsskizze der Strahlengänge im Zusatzgerät nach Figur 1 mit vorgeschaltetem Photoobjektiv und aufgenommenem Doppelfernrohr.

In den Figuren 1 und 2 ist mit (1) der Stativfuß und mit (2) eine Stativsäule des Zusatzgerätes bezeichnet. An der Stativsäule (2) ist ein Trägerteil (3) angeklemmt. Das Trägerteil (3) ist zur Grobfokussierung und zur Anpassung des Arbeitsabstandes zwischen dem Photoobjektiv (7, 8, 9, 10) und einem nichtdargestellten Objekt entlang der Stativsäule (2) verschiebbar und in der jeweils eingestellten Position mit der Klemmschraube (11) arretierbar.

Der obere Teil des Trägerteils (3) ist hohl ausgebildet und dient zur Aufnahme des Doppelfernrohres mit den Fernrohrtuben (15, 16) und den Fernrohrobjektiven (13, 14), die in Figur 1 zur Vereinfachung als Einzellinsen dargestellt sind. Mittels hier nicht dargestellter Klemmelemente kann das Doppelfernrohr mit der oberen Wandung (12) des Trägerteils (3), analog zur DE 26 22 743-C3, lösbar verbunden werden.

Im unteren Bereich weist das Trägerteil (3) ein Außengewinde (6) auf, das an das üblicherweise als Innengewinde an der Fassung (7) des Photoobjektivs ausgebildete Filtergewinde angepaßt ist. Das Photoobjektiv ist daher in Retrostellung an das Trägerteil (3) adaptierbar. Dieses bedeutet, daß das Photoobjektiv, dessen optische Komponenten hier vereinfacht als Einzellinse (8) und Kittglied (9) dargestellt sind, in Strahlrichtung gesehen genau in

entgegengesetzter Richtung durchlaufen wird, wie bei der Adaption an einer Photokamera. Das für die Adaption an eine Kamera vorgesehene Außengewinde (10) bzw. der für diesen Zweck häufig verwendete Bajonettverschluß kann für Filter oder Beleuchtungseinrichtungen genutzt werden.

Die einzigen fest im Trägerteil (3) angeordneten optischen Komponenten sind zwei rhombische Prismen (4, 5), deren benachbarte Planflächen (4a, 5a) zur geometrischen Strahlteilung dienen. Die beiden von einander abgewandten Planflächen (4b, 5b) der rhombischen Prismen (4, 5) dienen jeweils zur Umlenkung eines der stereoskopischen Teilstrahlengänge in die Richtung der optischen Achsen (19, 20) der Fernrohrtuben (15, 16). Die Aufteilung in die stereoskopischen Teilstrahlengänge an den benachbarten Prismenflächen (4a, 5a) und die Umlenkung der stereoskopischen Teilstrahlengänge an den abgewandten Prismenflächen (4b, 5b) erfolgt jeweils unter Totalreflexion. Dadurch werden die Lichtverluste innerhalb des Zusatzgerätes minimiert.

Das Außengewinde (6), das zur Vorschaltung des Photoobjektivs dient, sollte bei eingesetzem Fernrohr annähernd zentriert zur Mittelachse (21) zwischen den zueinander parallelen Achsen (19, 20) der Fernrohrtuben angeordnet sein. Dabei ist die Anforderung an die Zentriergenauigkeit für eine gute stereoskopische Beobachtung relativ gering. Es ist vollkommen hinreichend, wenn das Doppelfernrohr nach Augenmaß einigermaßen zentrisch in das Trägerteil (3) eingesetzt wird.

Wie dem schematischen Strahlengang in Figur 3 zu entnehmen ist, bildet das Photoobjektiv, das hier vereinfacht als Einzellinse (8, 9) dargestellt ist, das Objekt zunächst nach unendlich ab. Der Arbeitsabstand zwischen dem Objekt (22) und dem Objektivgewinde (10) entspricht dabei dem Anlagemaß des Objektivs und ist annähernd unabhängig von

der Objektivbrennweite. Dieses Anlagemaß ist vielmehr herstellerspezifisch und beträgt beispielsweise bei den auswechselbaren Photoobjektiven der Anmelderin 45,5 mm.

Die dem Photoobjektiv nachgeschalteten rhombischen Prismen (4, 5) weisen zwei totalreflektierende Flächen (4a, 5a, 4b 5b) auf. Die beiden einander benachbarten Reflexionsflächen (4a, 5a) teilen den Unendlich-Strahlengang in die beiden Teilstrahlengänge auf und die beiden einander entfernten Reflexionflächen (4b, 5b) passen die Stereobasis (A), die durch das Photoobjektiv (8, 9) definiert ist, an den Abstand der optischen Achsen (19, 20) des Doppelfernrohres an. Dabei ist zu beachten, daß der Abstand der optischen Achsen (19, 20) des Doppelfernrohres vom Augenabstand des Beobachters abhängt und sich daher bei geringerem Augenabstand die Stereobasis geringfügig reduziert.

Die beiden Fernrohrobjektive (13, 14) erzeugen jeweils ein reelles Zwischenbild des Objektes (22) in den Brennebenen der jeweils zugeordneten Fernrohrokulare (17, 18). Sämtliche abbildenden optischen Komponenten, d.h. Photoobjektiv (8, 9), Fernrohrobjektive (13, 14) und Fernrohrokulare (17, 18) sind unter genau den Bedingungen betrieben, für die sie bei kommerziellen Fernrohren und Photoobjektiven vorgesehen und korrigiert sind. Die hochwertige Korrektion insbesondere des Photoobjektivs bezüglich sekundärem Spektrum, Öffnungsfehler, Astigmatismus, Bildfeldwölbung, Verzeichnung und Koma kommt daher auch bei stereomikroskopischer Beobachtung voll zum Tragen.

Bei Verwendung des Zusatzgerätes mit dem Taschenfernglas 10 &khgr; 25 der Anmelderin, bei dem der Abstand zwischen den Okularen (17, 18) und den Fernrohrobjektiven (13, 14) etwa 110 mm beträgt, und mit einem Photoobjektiv mit 50 mm Brennweite ergibt sich eine 22-fache Mikroskopvergrößerung. Da die Mikroskopvergrößerung umgekehrt proportional zur

Brennweite des vorgeschalteten Photoobjektives ist, läßt sich die Mikroskopvergrößerung durch Vorschalten eines Photoobjektivs kürzerer Brennweite vergrößern. Durch Vorschalten eines Weitwinkelobjektivs mit 20 mm Brennweite ergibt sich beispielsweise eine 45-fache Gesamtvergrößerung. Ist das Photoobjektiv als Zoom-Objektiv ausgebildet, so ist die Mikroskopvergrößerung durch Änderung der Brennweite variierbar. Da beide Stereoteilstrahlengänge vom Zoom-Objektiv gleichermaßen abgebildet werden, ist für die Vergrößerungsvariation nur ein einziges Zoom-Objektiv erforderlich.

Claims (9)

Schutzansprüche:

1. Zusatzgerät für Doppelfernrohre zum Zusammenwirken des Doppelfernrohres (13, 14, 17, 18) mit einer Vorsatzoptik als Stereomikroskop, wobei

das Zusatzgerät ein Trägerteil (3) zur Aufnahme des Doppelfernrohres (13, 14, 17, 18) umfaßt, das Trägerteil (3) mit einer Aufnahme (6) zur Vorschaltung eines Photoobjektivs (7, 8, 9) in Retrostellung versehen ist und wobei bei vorgeschaltetem Photoobjektiv (7, 8, 9) der Abbildungsstrahlengang in zwei stereoskopische Teilstrahlengänge geteilt und jeder der stereoskopischen Teilstrahlengänge zu einem der Fernrohrtuben (15, 16) gelenkt ist.

2. Zusatzgerät nach Anspruch 1, wobei die Aufteilung in die stereoskopischen Teilstrahlengänge durch geometrische Strahlteilung erfolgt.

3. Zusatzgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei sämtliche im Trägerteil (3) vorgesehenen optischen Flächen Planflächen (4a, 4b, 5a, 5b) sind.

4. Zusatzgerät nach Anspruch 3, wobei die einzigen im Trägerteil (3) vorgesehenen optischen Komponenten genau vier Reflexionsflächen (4a, 4b, 5a, 5b) sind, von denen jeweils zwei (4a, 4b) bzw. (5a, 5b) in jedem der beiden Strahlengänge des Doppelfernrohres (13, 14, 17, 18) angeordnet sind.

5. Zusatzgerät nach Anspruch 4, wobei die zwei jeweils in jedem der beiden Strahlengänge des Doppelfernrohres angeordneten Reflexionsflächen (4a, 4b) bzw. (5a, 5b) totalreflektierende Flächen eines rhombischen Prismas (4 bzw. 5) sind.

6. Zusatzgerät nach einem der Ansprüche 1-5, wobei die Aufnahme (6) zum Vorschalten des Photoobjektivs (7, 8, 9) annähernd zentriert zur Mittelachse (21) des Doppelfernrohres ist.

7. Zusatzgerät nach einem der Ansprüche 1-6, wobei die Aufnahme (6) zur Vorschaltung eines Photoobjektivs ein an das Filtergewinde des Photoobjektivs angepaßtes Außengewinde (6) ist.

8. Zusatzgerät nach einem der Ansprüche 1-7, wobei an einer Seite des Trägerteils (3) ein Doppelfernrohr (13, 14, 17, 18) und an der dazu gegenüberliegenden Seite ein Photoobjektiv (7, 8, 9) in Retrosteilung aufgenommen ist.

9. Zusatzgerät nach Anspruch 8, wobei das Photoobjektiv ein Zoom-Objektiv ist.