CH680168A5 - - Google Patents

Description

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CH 680 168 A5

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein afokales pankratisches optisches System als kontinuierlicher Vergrösse-rungswechsler für ein Stereomikroskop gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ist ein wesentlich gebrauchswertbestimmender Bestandteil, insbesondere für Operationsmikroskope.

Es sind zwei Grundtypen von Vergrösserungswechslern in Stereomikroskopen bekannt: die Schalt- v walze, womit stufenweise eine Variation der Vergrösserung erreicht wird und Variosysteme. Zu den letzteren zählen afokale pankratische Systeme für eine Vergrösserung r = 0.4x . . . 2.4x für technische und medizinische Zwecke.

Bekannte Systeme ohne feststehende erste Gruppe haben den Nachteil, dass sie einen höheren kontrastmindernden Reflexlichtanteil aufnehmen. Systeme mit erster feststehender Gruppe und zwei beweglichen Gliedern zeigen diesen Nachteil nicht. Die bekannten Lösungen gestatten durch ihren inneren Aufbau nicht, den Leistungsumfang in Abhängigkeit von der Stereobasis bis an die erreichbare Grenze des Auflösungsvermögens zu treiben.

- Das in der Jenaer Rundschau H4/1980/S. 169 beschriebene afokale Variosystem besitzt 8 Linsen, die in 3 Gliedern zusammengefasst sind. Allerdings realisiert dieses System nur Austrittspupillendurchmesser bis zum 0.36fachen der Stereobasis, der Randlichtabfall beträgt bis zu 75% bis 80%. Der maximale Blendendurchmesser beträgt 8 mm.

- In der DE 3 202 075 wird ein dreigliedriges Variosystem vorgestellt, dessen maximaler Austrittspupillendurchmesser schon bis zum 0.72fachen der Stereobasis reicht.

- Bekannt ist weiterhin ein afokales Variosystem in einem Operationsmikroskop der Firma OPTON/BRD als dreigliedriges System. Dieses Objektiv besitzt einen maximalen Blendendurchmesser von 16 mm und folglich einen Austrittspupillendurchmesser bis zum 0.73fachen der Stereobasis. Nachteilig wirkt sich hier allerdings die verwendete Doppelblende vor und nach dem Variosystem aus, wodurch der wirksame Eintrittspupillendurchmesser eingeschränkt wird und ein erheblicher Randlichtabfall entsteht. Durch den Einsatz von Normalgläsern kann keine optimale polychromatische Korrektion erreicht werden.

Alle bekannten Lösungen weisen einen höheren Randlichtabfall auf, gestatten keine maximale Grösse von Ein- und Austrittspupille und sind optimal bezüglich ihrer Farbkorrektion.

Die Erfindung hat das Ziel, eine wesentliche Steigerung der optischen Leistung von Stereooperationsmikroskopen zu erreichen, so dass auch kleinere Strukturen in deutlich höherem Kontrast abgebildet werden.

Die Erfindung hat die Aufgabe, ein afokales Variosystem für Stereomikroskope zu schaffen, welches im Hauptanwendungsbereich bei kleineren Vergrösserungen eine hohe Auflösung besitzt und welches die beschriebenen Nachteile des Standes der Technik vermeidet und beiträgt, ein grosses Objektfeld ohne wesentlichen Randlichtabfall abzubilden. Des weiteren soll das Variosystem optimal farbkorri-giert sein.

Diese Aufagbe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.

Besonders vorteilhafte Varianten der Erfindung ergeben sich, wenn die zwei negativen zweilinsigen Kittgruppen gemeinsam gefasst sind und als Variator verschiebbar sind und das letzte Positivglied als Kompensator verschiebbar ist oder wenn die erste Kittgruppe negativer Brennweite als Variator und die zweite Kittgruppe negativer Brennweite als Kompensator getrennt verschiebbar sind und das letzte Positivglied fest ist.

Derartige erfindungsgemässe Systeme besitzen einen maximalen Eintrittpupillendurchmesser bis zum 0.9fachen der Stereobasis und einen maximalen Austrittspupillendurchmesser bis zum 0.8fachen der Stereobasis. Damit wird im Hauptanwendungsgebiet für die kleineren Vergrösserungen eine wesentliche Helligkeitssteigerung erreicht. Der Randlichtabfall überschreitet selbst im ungünstigsten Fall nicht 40%. Durch den Einsatz von Flussspat wird eine ausgezeichnete Farbkorrektion erreicht, die chromatische Vergrösserungsdifferenz beträgt nur 10% gegenüber den bekannten Lösungen.

Das erfindungsgemässe System ist in sich auskorrigiert und mit einem nachgeordneten Strahlenteiler sind beliebige Anschlussmöglichkeiten gegeben. Die erfindungsgemässen Systeme gestatten eine Variation der Vergrösserung von 0.4fach bis 2.4fach.

Durch die in diesem erfindungsgemässen System realisierte deutlich verbesserte Modulationsüber-tragungsfunktion bei Ausschöpfung aller Möglichkeiten an maximalen Blenden- und Eintrittspupillendurchmessern in Abhängigkeit von der gewählten Stereobasis werden die notwendig immer kleiner zu beobachtenden Strukturen in medizinischen oder technischen Anwendungsfällen mit hohem Kontrast zugänglich. Der notwendige Mindestkontrast für die Bildaufzeichnung mit Fotografie oder digitaler Bildaufzeichnung von mikroskopisch kleinsten Strukturen wird durch das erfindungsgemässe Varioobjektiv gesichert.

Die Erfindung wird anhand zweier Ausführungsbeispiele mit Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 zeigt das erfindungsgemässe System als Linsenschnittbild eines dreigliedrigen Systems.

Fig. 2 zeigt das erfindungsgemässe System als Linsenschnittbild eines viergliedrigen Systems.

Fig. 1: Entlang der optischen Achse 0-0' sind angeordnet eine Kittgruppe und eine in geringem Ab-

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CH 680 168 A5

stand h folgende Positivlinse, die zusammen das erste Glied I des Variosystems bilden. Nach einem veränderlichen Luftabstand I2 folgen eine erste negative Kittgruppe Ni und nach dem festen Luftabstand I3 folgt eine zweite negative Kittgruppe N2, die zusammengefasst und gemeinsam als zweites Glied II verschiebbar sind. Nach einem veränderlichen Luftabstand I4 folgt ein abschliessendes drittes Glied III, welches aus einer Positivlinse und einer in geringem Abstand I5 folgenden Kittgruppe besteht und insgesamt positiver Brechkraft ist. Dieses dritte Glied ist verschiebbar und durch den variablen Luftabstand l6 vor einer feststehenden Blende B angeordnet. Die Linsen sind durch ihre Radien n bis ri6 und ihre Dicken di bis dio sowie ihre Brechzahlen ne und Abbe'- Zahlen ve beschrieben. Die Variokurven K1 und K2 kennzeichnen den Bewegungsablauf der beweglichen Glieder II und III. Die konkreten Konstruktionsdaten für das System sind in Tabelle 1 angegeben.

Fig. 2 zeigt vom Linsenaufbau her das analoge System, wie in Fig. 1 beschrieben, mit dem Unterschied, dass die beiden inneren Negativgruppen Ni und N2 als getrennte Glieder II und III auf den Kurven K1 und K2 beweglich sind und das letzte Positivglied als Glied IV fest ist. Veränderlich sind in diesem System die Luftabstände I2, I3, und U- Die Linsen sind auch hier durch ihre Radien ri bis ri6, ihre Dicken di bis d«j sowie ihre Brechzahlen ne und Abbe- Zahlen ve gekennzeichnet. Die konkreten Daten für das System sind in Tabelle 2 enthalten.

Die angegebenen Parameter gestatten folgende übliche Toleranzen für r, d, 1 von ± 10%, für n von ± 0.05 und für v von ± 5.

Den optischen Systemen jeweils nachgeordnet ist ein Teilerwürfel T als Adapter für beliebige Anschlussmöglichkeiten.

Tabelle 1

ne

Ve ri = 73.59

co CO il. "O

1.43496

94.74

Tz = —55.77

dz =2.0

1.73430

28.12

r3—142.16

CM

Ö

II

T-

r4 = 50.96

d3 = 3.0

1.48915

69.77

r5=-379.19

CO

T—

evi II JNI

.31.76

re = 468.50

d+ = 3.3

1.73430

28.12

3 «

0

O

d5 = 1.2

1.73444

51.98

r8 = 23.82

I3 = 3.8

r9=-24.72

de = 1.2

1.73444

51.98

no = 27.55

d7= 2.7

1.73430

28.12

rn = 1958.00

U = 37.58.

,..1.58

ri2 = 621.90

ds = 2.5

1.48915

69.77

ri3 =-67.72

I5 = 0.2

ru = 285.49

dg = 1.8

1.69416

30.92

ris = 67.27

dio = 3.2

1.43496

94.74

ri6- -52.28

0>

II

ro ©

.. 18.37

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Tabelle 2

ne ve ri = 63.48

di = 3.5

1.43496

94.74

Tz = -54.80

o c\i il

•o

1.73430

28.12

r3 = —121.87

Ii = 0.2

r4 = 61.12

d3 = 3.0

1.48915

69.77

rs=-731.01

12 = 2.27... 30.36

r6 =-217.91

dt=3.3

1.73430

28.12

17 =-21.13

d5 =1.5

1.73444

51.98

rs = 29.42

l3 = 19.43... 18.62

rg=-30.08

de = 1.5

1.62140

50.07

rio = 15.52

07 = 2.7

1.73430

28.12

ri 1=49.83

14 = 30.25... 2.98

n2 =-138.59

ds = 2.5

1.48915

69.77

ri3 =-53.23

I5 = 0.2

«4 = 78.77

dg = 2.0

1.73430

28.12

ri5 = 45.46

dio = 3.5

1.43496

94.74

rie = -55.67

le = 2.0

Claims (3)

Patentansprüche

1. Afokales pankratisches optisches System als kontinuierlicher Vergrösserungswechsler für ein Stereomikroskop, bestehend aus einem 10linsigen Varioobjektiv mit feststehenden und zwei verschiebbaren Linsengruppen, wobei die objektseitig angeordneten ersten drei Linsen zu einer feststehenden ersten Linsengruppe mit einer positiven Brennweite des 2,7fachen bis 2,9fachen der Stereobasis zusam-mengefasst sind, dadurch gekennzeichnet, dass die feststehende erste Linsengruppe (1) aus zwei verkitteten Linsen und einer einzelstehenden Positivlinse besteht, wobei die objektseitig erste Linse eine Positivlinse aus CaF2 ist, der eine Negativlinse folgt und die einzelstehende Positivlinse die stärker gekrümmte Fläche objektseitig aufweist, wobei der ersten Linsengruppe (I) von dieser durch einen veränderlichen Luftabstand getrennt eine verschiebbare zweite Linsengruppe (II) und eine verschiebbare dritte Linsengruppe (III) jeweils negativer Brennweite folgen, jede aufgebaut aus zwei verkitteten Linsen positiver und negativer Brennweite, wobei der dritten Linsengruppe (III) von dieser durch einen veränderlichen Luftabstand getrennt eine dreilinsige vierte Linsengruppe (IV) positiver Brennweite folgt, bestehend aus einer einzelnen Positivlinse, deren stärker gekrümmte Fläche bildseitig liegt und zwei verkitteten Linsen, wobei die objektseitig erste Linse eine Negativlinse und die zweite eine Positivlinse aus CaF2 ist und wobei dieser vierten Linsengruppe (IV) eine feststehende Aperturblende (B) nachgeordnet ist.

2. Afokales pankratisches optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite und die dritte Linsengruppe (II, III) gemeinsam gefasst sind und als Variator verschiebbar sind und die positive vierte Linsengruppe (IV) als Kompensator verschiebbar ist.

3. Afokales pankratisches optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die negative erste Linsengruppe (II) als Variator und die negative zweite Linsengruppe (III) als Kompensator getrennt verschiebbar sind und die positive vierte Linsengruppe (IV) fest ist.

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