DE10349293A1

DE10349293A1 - Stereo-Mikroskopiesystem und Stereo-Mikroskopieverfahren

Info

Publication number: DE10349293A1
Application number: DE2003149293
Authority: DE
Inventors: Andreas Dr. Obrebski; Fritz Dr. Strähle
Original assignee: Carl Zeiss AG
Current assignee: Carl Zeiss Surgical GmbH
Priority date: 2003-10-23
Filing date: 2003-10-23
Publication date: 2005-06-09
Anticipated expiration: 2023-10-24
Also published as: CN1882856A; DE10349293A8; DE10349293B4

Abstract

Es werden Optiken vorgeschlagen, die festbrennweitige Linsen (71¶1¶, 72¶1¶, 71¶2¶, 72¶2¶) und einstellbare optische Elemente (73¶1¶, 73¶2¶) umfassen. Mit einer entsprechenden Steuerung (13a) für das einstellbare optische Element können damit Eigenschaften der Optik vorteilhaft verändert werden. Hierzu werden Systeme vorgeschlagen, welche als Stereo-Operationsmikroskop, Zoom (57a) und Okular einsetzbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Stereo-Mikroskopiesystem zur Erzeugung einer vergrößerten stereoskopischen Abbildung eines Objekts sowie ein entsprechendes Stereo-Mikroskopieverfahren.
Ein herkömmliches Stereo-Mikroskopiesystem umfaßt eine linke Stereo-Optik, um eine linke Teilabbildung der stereoskopischen Abbildung zu erzeugen, sowie eine rechte Stereo-Teiloptik, um eine rechte Teilabbildung der stereoskopischen Abbildung zu erzeugen.
Aus beispielsweise US 6,081,372 ist ein Stereo-Mikroskopiesystem vom sogenannten Grenough-Typ bekannt, bei welchem sowohl die linke Stereo-Teiloptik als auch die rechte Stereo-Teiloptik eine eigene Objektivbaugruppe aufweisen. Hauptachsen der beiden Stereo-Teiloptiken sind unter einem Winkel zueinander derart ausgerichtet, daß sich diese in einer Objektebene der beiden Objektivbaugruppen schneiden. Soll bei einem solchen Stereo-Mikroskopiesystem ein Arbeitsabstand zwischen der Objektebene und den Objektivbaugruppen geändert werden, so ist entsprechend der Winkel zwischen den beiden Hauptachsen zu ändern, was einen in der Praxis nicht vertretbaren mechanischen Aufwand nach sich zieht.
Aus DE 90 16 892 U1 und US 5,701,196 sind Stereo-Mikroskopiesysteme bekannt, bei welchen ein Objektiv zum Überführen eines von einer Objektebene des Objektivs ausgehenden objektseitigen Strahlenbündels in ein bildseitiges Strahlenbündel vorgesehen ist, und wobei linke und rechte Stereo-Teiloptiken jeweils in dem bildseitigen Strahlenbündel angeordnet sind und hieraus ein linkes bzw. ein rechtes Teilstrahlenbündel herausgreifen, um daraus die linke bzw. rechte Teilabbildung der stereoskopischen Abbildung zu erzeugen. Die Hauptachsen der beiden Teilstrahlenbündel der linken und rechten Stereo-Teiloptiken sind mit Abstand und fest zueinander angeordnet und durchsetzen auch das gemeinsame Objektiv mit Abstand voneinander. Das Objektiv stellt eine Brechkraft einer Rundlinse bereit. Das Objektiv umfaßt wenigstens eine Baugruppe positiver Brechkraft und eine Baugruppe negativer Brechkraft, wobei ein Abstand zwischen den beiden Baugruppen änderbar ist, um einen Arbeitsabstand zwischen dem Objektiv und einer Objektebene des Objektivs zu ändern. Im Unterschied zu dem aus US 6,081,372 bekannten Stereo-Mikroskopiesystem ist zur Änderung eines Arbeitsabstands ein Winkel zwischen den Hauptachsen der beiden Stereo-Teiloptiken nicht zu ändern.
Die aus DE 90 16 892 U1 und US 5,701,196 bekannten Stereo-Mikroskopiesysteme haben sich in der Praxis hinsichtlich der Änderbarkeit des Arbeitsabstandes bewährt, weisen allerdings im Vergleich zu einem vergleichbaren Stereomikroskop, bei dem der Arbeitsabstand fest, daß heißt nicht änderbar ist, Unterschiede hinsichtlich der bereitgestellten optischen Eigenschaften auf. So ist bei dem aus DE 90 16 892 U1 bekannten Stereo-Mikroskopiesystem die Baugruppe mit der negativen Brechkraft näher an der Objektebene angeordnet als die Baugruppe mit positiver Brechkraft. Dies hat zur Folge, daß eine Hauptebene des Objektivs, gesehen von der Objektebene des Objektivs aus, hinter dem Objektiv liegt. Damit ist eine Brennweite des Objektivs größer als ein Arbeitsabstand zwischen Objektiv und Objektebene. Aufgrund der im Vergleich zum Arbeitsabstand großen Brennweite weist das Objektiv im Vergleich zu dem entsprechenden Objektiv mit fester Brennweite, bei welchem die Brennweite in etwa gleich dem Arbeitsabstand ist, eine geringere erzielbare Gesamtvergrößerung und einen verminderten Stereoeindruck und eine verminderte Auflösung auf.
Bei dem aus US 5,701,196 bekannten Stereo-Mikroskopiesystem ist die Baugruppe mit positiver Brechkraft näher an der Objektebene angeordnet als die Baugruppe negativer Brechkraft, was dazu führt, daß eine Hauptebene des Objektivs zwischen dem Objektiv und der Objektebene angeordnet ist. Damit ist eine Brennweite des Objektivs kleiner als ein Arbeitsabstand zwischen der Objektebene und dem Objektiv selbst. Daraus resultieren im Vergleich zu dem entsprechenden Objektiv mit fester Brennweite eine Verringerung des Objektfelddurchmessers und der Tiefenschärfe, sowie eine Erhöhung der Baulänge, des Bauvolumens und des Gewichts.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Stereo-Mikroskopiesystem mit änderbaren optischen Eigenschaften, wie beispielsweise einem änderbaren Arbeitsabstand, vorzuschlagen, welches, insbesondere hinsichtlich seiner optischen Qualitäten oder/und seines Bauvolumens bzw. Gewichts mit einem entsprechenden Mikroskopiesystem mit festem Arbeitsabstand vergleichbar ist.
Unter einem ersten Aspekt sieht die Erfindung ein Stereo-Mikroskopiesystem vor, welches eine linke und eine rechte Stereo-Teiloptik aufweist, um eine linke bzw. rechte Teilabbildung der stereoskopischen Abbildung zu erzeugen. Das Stereo-Mikroskopiesystem umfaßt ferner ein von linken und rechten Teilstrahlenbündeln der linken bzw. rechten Stereo-Teiloptiken gemeinsam durchsetztes Objektiv.
Das Objektiv umfaßt eine Linsenbaugruppe aus einer ersten Linse positiver Brechkraft und einer zweiten Linse nega tiver Brechkraft, wobei Brechungsindizes der Linsenmaterialien der beiden Linsen unterschiedlich sind, um eine Korrektion bestimmter Aberrationen, wie z.B. chromatische Längsaberration und sphärische Aberration, zu erreichen. Hierzu kann die Linsenbaugruppe als ein Kittglied ausgebildet sein.
Die Linsenbaugruppe umfaßt ferner eine dritte Linse mit einer änderbaren Brechkraft. Die erste, zweite und dritte Linse sind entlang der optischen Achse mit festen Abständen relativ zueinander angeordnet. Eine Brennweite der ersten und der zweiten Linse zusammen, also ohne Betrachtung der dritten Linse bzw. in einem Fall, in dem die dritte Linse selbst keine Brechkraft bereitstellt, liegt in einem Bereich zwischen 150 mm und 450 mm. Die Brechkraft der dritten Linse ist derart änderbar, daß ein Arbeitsabstand zwischen der Objektebene des Objektivs und einer der ersten, zweiten oder dritten Linse des Objektivs wenigstens in einem Bereich von 200 mm bis 400 mm änderbar ist.
Damit wird eine Änderbarkeit des Arbeitsabstands des Stereo-Mikroskopiesystems erreicht, ohne Linsen des Objektivs entlang der optischen Achse desselben relativ zueinander verlagern zu müssen.
Linsen mit einstellbarer und änderbarer Brechkraft sind aus dem Stand der Technik per se, beispielsweise aus US 4,795,248 oder US 5,815,233 bekannt. Solche Linsen mit einstellbarer Brechkraft umfassen eine Flüssigkristallschicht, welche über eine Elektrodenstruktur ansteuerbar ist, um eine durch die Flüssigkristallschicht bereitgestellte optische Weglänge für einen die Schicht durchsetzenden Strahl ortsabhängig, das heißt über den Querschnitt der Linse, auf gewünschte Werte einzustellen, wodurch eine flexible Linsenwirkung erreichbar ist. Allerdings ist es bisher nicht gelungen, derartige flexible Linsen mit einstellbarer Brechkraft erfolgreich in ein Stereo-Mikroskopiesystem zu integrieren. Bei der erfindungsgemäßen Realisierung wird allerdings ein Stereo-Mikroskopiesystem mit einem Objektiv geschaffen, welches einen Arbeitsabstand aufweist, der im wesentlichen gleich der Brennweite des Objektivs ist.
Damit sind die Nachteile, die vorangehend im Zusammenhang mit den Objektiven geschildert wurden, bei denen der Arbeitsabstand sich deutlich von der Brennweite unterscheidet, verringert, und es ergeben sich vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich, z.B. Gesamtvergrößerung, Stereoeindruck, Auflösung, Baulänge und Gewicht.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Stereo-Mikroskopiesystem vorgesehen, welches wiederum eine linke und eine rechte Stereo-Teiloptik und ein gemeinsames Objektiv aufweist. Die beiden Stereo-Teiloptiken umfassen jeweils eine Zoom-Optik. Die beiden Zoom-Optiken weisen vorzugsweise einen identischen Aufbau auf. Allerdings kann ein Aufbau der Zoom-Optik der linken Stereo-Teiloptik verschieden sein von dem Aufbau der Zoom-Optik der rechten Stereo-Teiloptik, die beiden Zoom-Optiken weisen jedoch funktionell einen ähnlichen Aufbau dahingehend auf, daß sie jeweils zwei mit Abstand voneinander angeordnete Linsenbaugruppen aufweisen. Eine jede der beiden Linsenbaugruppen weist eine erste Linse positiver Brechkraft und eine zweite Linse negativer Brechkraft sowie eine dritte Linse einstellbarer Brechkraft auf. Die erste, zweite und dritte Linse einer jeden Linsenbaugruppe sind relativ zueinander entlang einer Hauptachse der Zoom-Optiken fest angeordnet, und auch die beiden Linsenbaugruppen sind entlang der Hauptachse mit festem Abstand voneinander angeordnet. Mit dieser Ausgestaltung ist es möglich, eine änderbare Vergrößerung des Stereo-Mikroskopiesystems bereitzustellen, ohne hierzu Linsenbaugruppen der Zoom-Optik, wie im Stand der Technik bislang üblich, entlang der Hauptachse der Zoom-Optik verlagern zu müssen.
Gemäß einer Ausführungsform ist hierbei vorgesehen, daß bei einer Änderung der durch die Zoom-Optik bereitgestellten Vergrößerung die Brechkraft der dritten Linse der einen Linsenbaugruppe im Hinblick auf eine Erhöhung von deren Brechkraft angesteuert wird, und die dritte Linse der anderen Linsenbaugruppe im Hinblick auf eine Erniedrigung von deren Brechkraft angesteuert wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ein Stereo-Mikroskopiesystem vorgesehen, welches eine linke und eine rechte Stereo-Teiloptik umfaßt. Die linke und die rechte Stereo-Teiloptik umfassen jeweils ein Okular mit einer ersten Linse positiver Brechkraft, einer zweiten Linse negativer Brechkraft und einer dritten Linse änderbarer Brechkraft, deren Abstände voneinander entlang einer optischen Achse des Okulars festgelegt sind. Die Änderbarkeit der Brechkraft der dritten Linse ist vorgesehen, um die Fehler eines in das Okular Einblick nehmenden Auges eines Benutzers des Stereo-Mikroskopiesystems zu kompensieren. Hierdurch ist es möglich, Sehfehler des Einblick nehmenden Auges zu kompensieren, ohne hierzu Komponenten des Okulars relativ zueinander oder die Okularoptik als ganzes verlagern zu müssen. Insbesondere kann die dritte Linse mit einstellbarer Brechkraft eine Zylinderwirkung bereitstellen, so daß auf einfache Weise auch ein Astigmatismus des Einblick nehmenden Auges kompensierbar ist.
Gemäß einer Ausführungsform umfaßt eine Steuerung zur Ansteuerung der dritten Linse einen Speicher zur Speicherung von Werten, die Sehfehler von Augen verschiedener Benutzer charakterisieren. Wahlweise werden die Okulare des Stereo-Mikroskopiesystems dann zur Kompensation der Sehfehler eines der mehreren Benutzer angesteuert. Vorzugsweise weist die Steuerung eine Benutzerschnittstelle auf, die es dem jeweiligen Benutzer ermöglicht, die ihm zugeordnete Einstellung der Okulare auszuwählen, und die es einem Benutzer auch ermöglicht, Einstellungen zur Kompensation von dessen Sehfehlern zu ändern. Die Benutzerschnittstelle kann eine Tastatur, einen Wahlschalter, eine Sprachsteuerung und dergleichen umfassen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ein Stereo-Mikroskopiesystem vorgesehen, welches eine linke und eine rechte Stereo-Teiloptik aufweist, wobei eine jede der beiden Stereo-Teiloptiken ein separates Objektiv umfaßt. Ein Arbeitsabstand zwischen den Objektiven und deren Objektebenen ist änderbar, und wenigstens eines der beiden Objektive umfaßt ein Keilprisma mit einer einstellbaren Keilprismenwirkung, so daß auch bei sich ändernden Arbeitsabständen korrekte stereoskopische Teilabbildungen über die linke und rechte Stereo-Teiloptik gewonnen werden können, ohne Hauptachsen der Stereo-Teiloptiken im Hinblick auf deren Ausrichtung relativ zueinander mechanisch ändern zu müssen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ein Stereo-Mikroskopiesystem vorgesehen, welches eine linke und eine rechte Stereo-Teiloptik und ein gemeinsames Objektiv umfaßt. Das gemeinsame Objektiv umfaßt eine Linse positiver Brechkraft und eine optische Baugruppe, deren für die Baugruppe durchsetzende Strahlen bereitgestellte optische Weglänge ortsabhängig änderbar ist, und zwar derart, daß auf Hauptachsen der linken und rechten Stereo-Teiloptiken jeweils eine Rundlinsenwirkung bereitgestellt ist. Diese Baugruppe des Objektivs stellt somit für die beiden Stereo-Teiloptiken separate optische Wirkungen bereit, so daß die Baugruppe des Objektivs Funktionalitäten bereitstellen kann, welche herkömmlicherweise durch die beiden Stereo-Teiloptiken selbst bereitgestellt sind.
Insbesondere ist es hierbei möglich, die für die beiden Stereo-Teiloptiken bereitgestellten Rundlinsenwirkungen in Umfangsrichtung um eine Hauptachse des Objektivs auf einfache Weise zu verlagern. Hiermit ist eine Anzahl von Komponenten der Stereo-Teiloptiken, welche bei einer Verdrehung derselben in Umfangsrichtung um die Hauptachse des Objektivs zu verlagern sind, im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen verringert.
Insbesondere ist es dann auch möglich, in den Stereo-Teiloptiken vereinfachte Zoom-Systeme vorzusehen, indem mit einer Änderung einer durch die Zoom-Systeme bereitgestellten Vergrößerung auch Stärken der Rundlinsenwirkungen geändert werden.
Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Hierbei zeigt
1 eine optische Baugruppe mit Flüssigkristallschichten, deren optische Weglänge ortsabhängig einstellbar ist und welche bei Ausführungsformen der Erfindung einsetzbar ist,
2 eine optische Baugruppe mit zwei Flüssigkeiten mit unterschiedlichem Brechungsindex, wobei ein Krümmungsradius einer gemeinsamen Grenzfläche zwischen den beiden Flüssigkeiten einstellbar ist und wobei die Baugruppe in Ausführungsformen der Erfindung einsetzbar ist,
3 ein Stereo-Mikroskopiesystem mit einem für zwei Stereostrahlengänge gemeinsamen Objektiv änderbarer Brennweite,
4 Darstellungen von Teilansichten des Objektivs des Stereo-Mikroskopiesystems der 3 bei verschiedenen Einstellungen,
5 Darstellungen von Teilansichten einer Variante des Stereo-Mikroskopiesystems der 3 mit einem Zoom-System änderbarer Vergrößerung,
6 Teilansichten einer weiteren Variante des Stereo-Mikroskopiesystems der 3 mit Okularen zur Kompensation verschiedener Sehfehler von Benutzern,
7 eine weitere Variante des in 3 gezeigten Stereo-Mikroskopiesystems,
8 eine Ausführungsform eines Stereo-Mikroskopiesystems mit separaten Objektiven für die beiden Stereostrahlengänge und änderbarem Arbeitsabstand, und
9 eine weitere Ausführungsform eines Zoom-Systems.
Nachfolgend werden Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Stereo-Mikroskopiesystemen erläutert, welche optische Baugruppen änderbarer optischer Wirkung einsetzen. Eine Ausführungsform einer solchen optischen Baugruppe 1 änderbarer Wirkung wird zunächst nachfolgend anhand der 1 erläutert. Derartige Baugruppen sind beispielsweise aus US 4,795,248 , US 6,317,190 B1 , US 5,617,109 , US 4,909,626 , US 4,781,440 , US 4,190,330 , US 4,572,616 und US 5,815,233 bekannt, deren Offenbarung in die vorliegende Anmeldung durch Inbezugnahme vollumfänglich aufgenommen wird.
1a zeigt die Baugruppe 1 änderbarer optischer Wirkung im Querschnitt. Die Baugruppe 1 umfaßt eine erste Flüssigkristallschicht 3 und eine zweite Flüssigkristallschicht 5, welche beidseits einer gemeinsamen transparenten durchgehenden Elektrode 7 angeordnet sind. Auf einer der gemeinsamen Elektrode 7 gegenüberliegenden Seite der Flüssigkristallschicht 3 ist eine ebenfalls transparente Elektrodenstruktur 9 vorgesehen, wie sie in 1b in Draufsicht dargestellt ist. Die Elektrodenstruktur 9 stellt eine Vielzahl ansteuerbarer Pixel 11 bereit, welche in einem rechtwinkeligen Gitter angeordnet sind. Eine Steuerung 13 ist vorgesehen, um an ein jedes der Pixel 11 eine einstellbare Spannung über einen Treiber 15 anzulegen, welcher den einzelnen Pixeln die Spannungen zuführt, wie dies von Flüssigkristallanzeigen her bekannt ist. Hiermit ist ein elektrisches Feld zwischen einem jeweiligen Pixel 11 und der gemeinsamen Elektrode 7 einstellbar, und in Abhängigkeit von dem eingestellten elektrischen Feld stellt die Flüssigkristallschicht 3 für einen diese durchsetzenden Lichtstrahl 17 eine änderbare optische Weglänge für eine Polarisationsrichtung des Strahls 17 bereit. Auf einer von der gemeinsamen Elektrode 7 wegweisenden Seite der Flüssigkristallschicht 5 ist eine weitere transparente Elektrodenstruktur 9 mit dem in 1b gezeigten Aufbau angeordnet, welche ebenfalls von der Steuerung 13 angesteuert wird. Während die Flüssigkristallschicht 3 die änderbare optische Weglänge für eine in 1a mit einem Pfeil 19 angedeutete Polarisationsrichtung in Zeichenebene der 1 bereitstellt, stellt die Flüssigkristallschicht 5 eine entsprechende änderbare optische Weglänge für eine hierzu orthogonale Polarisationsrichtung bereit, wie dies durch das Symbol 21 in 1a angedeutet ist.
Durch entsprechende Ansteuerung der Elektrodenstruktur 9 ist es somit möglich, für beide Polarisationsrichtungen des Strahls 17 optische Weglängen der beiden Flüssigkristall schichten 3, 5 bereitzustellen, welche als Funktion von einer Position auf den Schichten 3, 5 einstellbar sind. Somit kann die Baugruppe 1 insgesamt angesteuert werden, um einstellbare optische Wirkungen für den Strahl 17 bereitzustellen, wie beispielsweise eine Rundlinsenwirkung positiver oder negativer Brechkraft bezüglich einer wählbaren optischen Achse, eine Zylinderlinsenwirkung positiver oder negativer Brechkraft bezüglich einer einstellbaren Symmetrieebene, eine Keilprismenwirkung einstellbarer Stärke, oder auch Wirkungen, die komplizierteren optischen Elementen entsprechen.
2 zeigt einen Querschnitt einer weiteren optischen Baugruppe 1 einstellbarer optischer Wirkung. Die Baugruppe 1 umfaßt ein Gehäuse 21 mit zwei Eintritts- bzw. Austrittsfenstern 23, zwischen welchen zwei nicht mischbare Flüssigkeiten 25 und 27 mit unterschiedlichem Brechungsindex eingeschlossen sind. Die eine Flüssigkeit 25 ist beispielsweise Wasser und die andere Flüssigkeit 27 ist beispielsweise Öl. Das Gehäuse 21 stellt für die beiden Flüssigkeiten 25, 27 eine bezüglich einer optischen Achse 29 der Baugruppe symmetrische konische Wand 31 bereit, an der eine Grenzfläche 33 zwischen den beiden Flüssigkeiten unter einem Kontaktwinkel θ anliegt. Eine ebenfalls konusförmige Elektrode 35 ist innerhalb der Wand 31 angeordnet, und eine ringförmige Elektrode 36 ist in dem Volumen der Flüssigkeit 25 nahe dem Fenster 23 angeordnet. Die Flüssigkeit 25 ist elektrisch leitend, während die Flüssigkeit 27 elektrisch im wesentlichen nichtleitend ist. Eine Spannung zwischen den Elektroden 35 und 36 ist durch eine Steuerung 13 einstellbar. Eine Änderung der Spannung zwischen den Elektroden 35 und 36 ändert den Winkel θ, den die Grenzfläche 33 zwischen den beiden Flüssigkeiten 25, 27 mit der Wand 31 einschließt. Durch Änderung der Spannung zwischen den Elektroden 35, 36 ist damit die Gestalt und Krümmung der Grenzfläche 33 änderbar, wie dies durch eine ge strichelte Linie 33' in 2 schematisch dargestellt ist. Aufgrund der unterschiedlichen Brechungsindizes der beiden Flüssigkeiten 25, 27 ist damit eine Linsenwirkung, die die Baugruppe 1 für einen diese entlang der optischen Achse 29 durchsetzenden Lichtstrahl änderbar.
Eine Baugruppe der in 2 gezeigten Art kann beispielsweise von der Firma Varioptic, 69007 Lyon, Frankreich, bezogen werden.
3 zeigt ein Stereo-Mikroskopiesystem 41 mit einem Objektiv 43 zur Überführung eines von einer Objektebene 45 ausgehenden objektseitigen Strahlenbündels 47 in ein bildseitiges Strahlenbündel 49. Das Stereo-Mikroskopiesystem 41 umfaßt ferner eine linke Teil-Optik 51 und eine rechte Teil-Optik 51', welche jeweils ein Teilstrahlenbündel 53 bzw. 53' aus dem bildseitigen Strahlenbündel 49 herausgreifen und Okularen 55 bzw. 55' des Stereo-Mikroskopiesystems 41 zuführen. Hierzu umfassen die linke und rechte Stereo-Teiloptik 51, 51' jeweils ein Zoom-System 57 bzw. 57' aus mehreren Linsengruppen 58, 58', einen Tubus mit Linsenbaugruppen 59, 59' und Umlenkprismen 61, 61', wobei der durch die Umlenkprismen 61, 61' gefaltete Strahlengang in 3 entfaltet dargestellt ist.
Das Objektiv 43 umfaßt eine Linsenbaugruppe 63 aus einer Linse 64 negativer Brechkraft, welche die der Objektebene 45 zugewandte Linse des Objektivs 43 ist. Ferner umfaßt die Linsenbaugruppe 63 eine Linse 65 positiver Brechkraft, welche mit der Linse 64 verkittet ist. Ferner umfaßt die Linsenbaugruppe 63 noch eine Linse 66 änderbarer Brechkraft, welche auf die mit der Linse 64 nicht verkittete Seite der Linse 65 aufgebracht ist. Die Linse 66 änderbarer Brechkraft weist einen Aufbau auf, wie er anhand der 1 erläutert wurde. Hierzu ist die anhand der 1 erläuterte Baugruppe 1 als flexible Folie einer Dicke von etwa 100 μm ausgebildet und mit der Oberfläche der Linse 65 flächig fest verbunden. Allerdings ist es auch möglich, die Linse 66 änderbarer Brechkraft mit einem Abstand von der Oberfläche der Linse 65 beispielsweise auf einem planen Glasträger anzubringen.
Ebenso ist es möglich, die Linse änderbarer Brechkraft auf der mit der Linse 65 nicht verkitteten Oberfläche der Linse 64 anzubringen.
Optische Daten der beiden Linsen 64 und 65 hinsichtlich Materialien, Krümmungsradien und Scheitelabständen sind in nachfolgender Tabelle 1 angegeben. NSSK8 und NSF56 bezeichnen hierbei Glasmaterialien, welche von der Firma SCHOTT, Mainz, Deutschland bezogen werden können. Tabelle 1
Eine Bauhöhe der Linsenbaugruppe 63 beträgt somit 10 mm, und eine Brennweite der beiden Linsen 65 und 64 zusammen beträgt 205 mm, so daß auch die Brennweite der gesamten Linsenbaugruppe 63 aus den Linsen 64, 65, 66 205 mm beträgt, wenn die Linse 66 einstellbarer Brechkraft eine Wirkung von 0 Dptr bereitstellt.
Die 4a, 4b, 4c zeigen Strahlengänge des objektseitigen Strahlenbündels 47 zwischen der Objektebene 45 und dem Objektiv 43 für drei verschiedene Einstellungen der Brechkraft der Linse 66. Hierbei sind in die 4a, 4b, 4c für eine jede Einstellung ferner die Brennweite f des Objektivs 43 und der Arbeitsabstand A zwischen der Objektebene 45 und der dieser zugewandten Linsenfläche 64 eingetragen.
In der Einstellung der 4a stellt die Linse 66 eine Brechkraft von 0 Dptr bereit, und in der Einstellung der 4b stellt die Linse 66 eine Brechkraft von –1,6 Dptr bereit. Hierbei ist in 4b die Linse 66 nicht als Schicht konstanter Dicke dargestellt sondern symbolisch als eine konvexe Linse aus einem Glasmaterial, welche ebenfalls eine Brechkraft von –1,6 Dptr bereitstellt. In der Einstellung der 4c stellt die Linse 66 eine Brechkraft von –2,4 Dptr bereit, und auch hier ist die Linse 66 wiederum symbolisch als eine Glaslinse mit entsprechender Brechkraft dargestellt.
Die optischen Daten für das Objektiv 43 in den drei in 4 gezeigten Einstellungen sind in der nachfolgenden Tabelle 2 nochmals zusammengefaßt. Tabelle 2
Nachfolgend werden Varianten der anhand der 1 bis 4 erläuterten Ausführungsform dargestellt. Hierbei sind Komponenten, die hinsichtlich ihres Aufbaus oder ihrer Funktion Komponenten der 1 bis 4 entsprechen, mit den gleichen Bezugsziffern, zur Unterscheidung jedoch mit einem zusätzlichen Buchstaben versehen. Hierbei wird auf die gesamte vorangehende Beschreibung Bezug genommen.
5 zeigt eine Variante eines afokalen Zoomsystems 57a, welches in dem Mikroskopiesystem der 3 einsetzbar ist. Dort ist das Zoom-System 57 mit änderbarer Vergrößerung dadurch realisiert, daß zwei der vier Linsen gruppen 58 des Zoom-Systems 57 entlang einer optischen Achse 54 der Stereo-Teiloptiken 51 verlagerbar sind. Das in 5 gezeigte Zoom-System 57a weist zwei Linsenbaugruppen 58a₁ und 58a₂ auf, welche entlang einer optischen Achse 54a des Zoom-Systems 57a mit festem Abstand voneinander angeordnet sind. Die Linsenbaugruppe 58a₁ ist nahe dem in 5 nicht dargestellten Objektiv angeordnet, und die Linsenbaugruppe 58a₂ ist nahe dem in 5 ebenfalls nicht dargestellten Tubus angeordnet. Die Linsenbaugruppe 58a₁ umfaßt eine Linse negativer Brechkraft 71₁ , welche mit einer Linse positiver Brechkraft 72₁ verkittet ist. Auf der mit der Linse 71₁ nicht verkitteten Oberfläche der Linse 72₁ ist eine Linse 73₁ änderbarer Brechkraft flächig aufgebracht, ähnlich wie dies vorangehend anhand der 3 und 4 für die Linse 66 des Objektivs 43 bereits erläutert wurde.
Die Linsenbaugruppe 58a₂ umfaßt eine Linse 71₂ negativer Brechkraft, welche mit einer Linse 72₂ positiver Brechkraft verkittet ist. Auf der mit der Linse 71₂ nicht verkitteten Oberfläche der Linse 71₂ ist eine Linse 73₂ änderbarer Brechkraft ebenfalls flächig aufgebracht. Die Linsen änderbarer Brechkraft 73₁ und 73₂ sind von einer Steuerung 13 ansteuerbar, um deren Brechkräfte im Hinblick auf eine Änderung der Vergrößerung des Zoom-Systems 57a anzusteuern.
Die 5a, 5b, 5c zeigen drei verschiedene Einstellungen des Zoom-Systems 57a für drei verschiedene Vergrößerungen, wobei auch hier die Linsen 73₁ und 73₂ nicht als Schichten konstanter Dicke dargestellt sind sondern als entsprechende Linsen aus Glas, welche eine der Einstellung entsprechende Brechkraft bereitstellen.
Die optischen Daten der Linsen 71₁ , 72₁ , 71₂ und 72₂ hinsichtlich Materialien, Krümmungsradien und Scheitelabständen sind in der nachfolgenden Tabelle 3 angegeben.
Hierbei bezeichnen SF1, NSK4, NSK2 und NSF56 wiederum Glasmaterialien, die von der Firma SCHOTT, Mainz, Deutschland bezogen werden können. Tabelle 3
Für die drei Einstellungen gemäß der 5a, 5b, 5c sind in nachfolgender Tabelle 4 Werte für die durch das Zoom-System 57a bereitgestellte Vergrößerungen und die hierbei jeweils eingestellten Brechkräfte der Linsen 73₁ und 73₂ angegeben. Tabelle 4
6 zeigt ein Okular 55b, welches in einem Stereo-Mikroskopiesystem einsetzbar ist.
Das Okular 55b umfaßt eine Linsenbaugruppe 80 aus einer dem Tubus des Stereo-Mikroskopiesystems zugewandten Linse 81 negativer Brechkraft, welche mit einer Linse 82 positiver Brechkraft verkittet ist, sowie eine weitere Linse positiver Brechkraft 83, auf welche eine Linse änderbarer Brechkraft 84 flächig aufgebracht ist. Die Linse 84 änderbarer Brechkraft ist von einer Steuerung 13b im Hinblick auf eine Änderung von deren Brechkraft ansteuerbar, um eine Fehlsichtigkeit eines in das Okular 55b Einblick nehmenden Auges zu kompensieren.
In den 6a, 6b, 6c sind drei verschiedene Einstellungen des Okulars 55b gezeigt, wobei das in das Okular 55b Einblick nehmende Auge symbolisch dargestellt ist durch eine Augenpupille AP und eine Linse 85, welche die Fehlsichtigkeit symbolisiert. In 6a beträgt die Fehlsichtigkeit +4 Dptr und die die Fehlsichtigkeit symbolisierende Linse 85 ist als plankonvexe Linse dargestellt. In 6b beträgt die Fehlsichtigkeit 0 Dptr, das Auge ist also idealsichtig, und die die Fehlsichtigkeit symbolisierende Linse 85 ist als planparallele Platte dargestellt. In 6c beträgt die Fehlsichtigkeit –4 Dptr, und die die Fehlsichtigkeit symbolisierende Linse 85 ist entsprechend als plankonkave Linse dargestellt. Mit ZB ist in den 6a, 6b und 6c ein durch den Tubus des Mikroskopiesystems erzeugtes Zwischenbild bezeichnet.
Optische Daten der Linsen 81, 82, 83 des Okulars 55b hinsichtlich Materialien, Krümmungsradien und Scheitelabständen sind der nachfolgenden Tabelle 5 zu entnehmen. Hierbei bezeichnen SF56A und SK55 wiederum Glasmaterialien, die von der Firma SCHOTT, Mainz, Deutschland bezogen werden können. Tabelle 5
Tabelle 5 (Fortsetzung)
Auch in den 6a, 6b, 6c ist die Linse 84 einstellbarer Brechkraft nicht als Schicht konstanter Dicke dargestellt sondern als Linse aus Glas, welche derart geschliffen ist, daß sie eine der Linse 84 entsprechende Brechkraft bereitstellt.
Die Steuerung 13b weist einen Speicher 87 auf, in dem Kenndaten für die drei verschiedenen in den 6a bis 6c gezeigten Einstellungen der Linse 84 gespeichert sind. Diese Kenndaten werden aus dem Speicher 87 wahlweise abgerufen, um die entsprechenden Einstellungen der Linse 84 vorzunehmen. Zur Änderung der Einstellung ist ein Wahlschalter 89 an die Steuerung 13b gekoppelt, welcher in dem dargestellten Ausführungsbeispiel drei Stellungen zur Auswahl bietet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Okular 55b somit schnell umschaltbar, um für einen ersten Benutzer eine Fehlsichtigkeit von +4 Dptr zu kompensieren, um das stereoskopische Abbild optimal wahrnehmen zu können, um für einen zweiten Benutzer mit Idealsichtigkeit eine Einstellung zu bieten, so daß auch dieser das stereoskopische Abbild optimal wahrnehmen kann, und um einem dritten Benutzer eine Einstellung zu bieten, welche die Fehlsichtigkeit von –4 Dptr kompensiert. Für andere oder weitere Benutzer kann der Speicher dann andere charakteristische Werte für die jeweilige Fehlsichtigkeit beinhalten. Die Speicherwerte können über eine in 6 nicht gezeigte Eingabevorrichtung vorab gesetzt werden.
7 zeigt eine weitere Variante des anhand der 3 und 4 erläuterten Stereo-Mikroskopiesystems 41c, welches sich von letzterem durch die Art der Ansteuerung einer Linse 66c änderbarer Brechkraft unterscheidet. Die Linse 66c wird nicht nur im Hinblick auf eine Änderung eines Arbeitsabstands angesteuert, indem sie eine änderbare Rundlinsenwirkung bezüglich einer optischen Achse 42c des Objektivs 63c bereitstellt, sondern weiterhin eine ergänzende Rundlinsenwirkung bezüglich optischer Achsen 54c bzw. 54c' einer linken Stereo-Teiloptik 51c und einer rechten Stereo-Teiloptik 51'c bereitstellt. Zoom-Systeme 57c und 57'c der Teil-Optiken 51c bzw. 51'c weisen Linsenbaugruppen 58c bzw. 58'c auf, welche entlang der optischen Achsen 54c bzw. 54'c der Teiloptiken verlagerbar sind, wie dies durch Pfeile 91 und 91' in 7 symbolisch dargestellt ist. Die Verlagerung der Linsenbaugruppen 58c, 58'c zur Änderung einer durch die Zoom-Systeme 57c, 57'c bereitgestellten Vergrößerung erfolgt durch eine Steuerung 13c, welche ebenfalls die Linse 66c änderbarer Brechkraft ansteuert.
Die Linse änderbarer Brechkraft 66c wird hierbei in Abhängigkeit von der eingestellten Vergrößerung angesteuert, um in dem jeweiligen Teilstrahlenbündel 53c, 53'c eine zusätzliche Brechkraft vorzusehen, wie dies in 7 durch symbolische konvexe Linsen 92 und 92' dargestellt ist. Hierdurch kann die Linse 66c änderbarer Brechkraft eine Funktionalität der Zoom-Systeme 57c, 57'c übernehmen, so daß diese selbst wenigstens eine optische Komponente weniger als üblich aufweisen müssen.
Die Zoom-Systeme 57c, 57'c sind um die optische Achse 42c des Objektivs 43c in Umfangsrichtung verlagerbar, wie dies durch einen Pfeil 95 in 7 angedeutet ist. Damit verlagern sich auch die optischen Achsen 54c, 54'c in Umfangsrichtung um die optische Achse 42c, und die Steuerung 13c steuert die Linse 66c ständig so an, daß die zusätzlichen Linsenwirkungen 92, 92' symmetrisch zu den Achsen 54c bzw. 54'c bereitgestellt werden.
In 8 ist ein weiteres Stereo-Mikroskopiesystem 41d schematisch dargestellt. Im Unterschied zu den vorangehend erläuterten Stereo-Mikroskopiesystemen weist das Stereo-Mikroskopiesystem 41d zwei Stereo-Teiloptiken 51d und 51'd auf, von denen eine jede ein separates Objektiv 63d bzw. 63'd sowie symbolisch dargestellte Zoomsysteme 58d bzw. 58d', und weiter einen Tubus 59d bzw. 59'd und ein Okular 55d bzw. 55'd umfaßt. Das Objektiv 63d (63'd),das Zoomsystem 58d (58d'), der Tubus die Feldlinse 59d (59'd) und das Okular 55d (55'd) sind entlang einer optischen Achse 54d (54'd) und symmetrisch zu dieser angeordnet und fest in einem Gehäuse 101 des Stereo-Mikroskopiesystems derart gehaltert, daß die optischen Achsen 54d und 54'd einen Winkel α von etwa 6° miteinander einschließen, wobei die Anordnung der Achsen 54d, 54'd symmetrisch bezüglich einer Hauptachse 42d des Stereo-Mikroskopiesystems 41d ist.
Die Objektive 63d und 63'd weisen einen identischen Aufbau auf mit einer Linse 64d (64'd) negativer Brechkraft, einer Linse 65d (65'd) positiver Brechkraft und einer Linse 66d (66'd) einstellbarer Brechkraft, ähnlich wie dies für das Objektiv des anhand der 3 und 4 erläuterten Mikroskopiesystems bereits beschrieben wurde. Die Brechkraft der Linse 66d ist durch eine in 8 nicht dargestellte Steuerung änderbar im Hinblick auf eine Änderung einer Brennweite des Objektivs 63d, um einen Arbeitsabstand des Stereo-Mikroskopiesystems 41d, das heißt einen Abstand zwischen einer Objektebene 45d und dem Objektiv 63d zu ändern. In 8 sind zwei Einstellungen des Arbeitsabstandes mit Objektebenen 45d₁ und 45d₂ dargestellt. Bei dem geringeren Arbeitsabstand mit der Objektebene 45d₂ können korrekte Stereo-Bilder allerdings nur dann gewonnen werden, wenn die optischen Achsen 54d₂ und 54'd₂ zwischen den Objektiven 63d und 63'd derart verlaufen, daß sie sich in der Objektebene 45d₂ auf der Hauptachse 42d schneiden. Um einen solchen "Knick" der optischen Achsen 54d₂ und 54'd₂ bereitzustellen, werden die Linsen änderbarer Brechkraft 66d und 66'd zusätzlich derart angesteuert, daß sie die Wirkung eines optischen Keils bereitstellen, wie dies in 8 mit gestrichelter Linie symbolisch dargestellt ist.
9 zeigt eine weitere Variante eines afokalen Zoomsystems 57e, welches in dem Mikroskopiesystem der 3 einsetzbar ist. Das in 9 gezeigte Zoomsystem 57e umfaßt zwei Linsenbaugruppen 58e₁ und 58e₂ , welche entlang einer optischen Achse 54e des Zoomsystems 57e mit festem Abstand voneinander angeordnet sind. Die Linsenbaugruppe 58e₁ ist nahe dem in 9 nicht dargestellten Objektiv angeordnet, und die Linsenbaugruppe 58e₂ ist nahe dem in 9 ebenfalls nicht dargestellten Tubus angeordnet. Die Linsenbaugruppe 58e₁ umfaßt eine Linse 71e₁ negativer Brechkraft, welche mit einer Linse 72e₁ positiver Brechkraft verkittet ist. Ebenso umfaßt die Linsenbaugruppe 58e₂ eine Linse 71e₂ negativer Brechkraft, welche mit einer Linse 72e₂ positiver Brechkraft verkittet ist. Die Linsenbaugruppen 58e₁ und 58e₂ sind hierbei von identischem Aufbau und spiegelsymmetrisch bezüglich einer zur optischen Achse 54e orthogonalen Ebene angeordnet.
Zwischen den beiden Linsenbaugruppen 58e₁ und 58e₂ ist eine weitere Linsenbaugruppe 97 angeordnet, welche zwei Linsen positiver Brechkraft 94 und 96 aufweist, welche einander gleiche Gestalt haben und ebenfalls spiegelsymmetrisch zu einer zwischen den beiden Linsen 94, 96 angeordneten Ebene positioniert sind. In den Raum zwischen den beiden Linsen 94 und 96 ist eine Linse 95 negativer Brechkraft eingefügt und mit den beiden Linsen 94 und 96 verkittet. Die Linsenbaugruppe 97 ist durch einen Antrieb 99 entlang der optischen Achse 54e verlagerbar, um eine Vergrößerung des Zoomsystems 57e zu ändern.
Im Unterschied zu dem in 3 gezeigten Zoomsystem, bei welchem von vier Linsenbaugruppen zwei Linsenbaugruppen entlang der optischen Achse verlagerbar sind, ist von den vier Linsenbaugruppen 58e₁ , 58e₂ , 97 des Zoomsystems 57e der 9 lediglich die Linsenbaugruppe 97 entlang der optischen Achse 54e verlagerbar, und die beiden anderen Linsenbaugruppen 58e₁ und 58e₂ sind fest auf der optischen Achse angeordnet. Um hierbei verbleibende Bildlagenfehler zu kompensieren, umfaßt das Zoomsystem 57e eine Linse 73e änderbarer Brechkraft, welche in der in 9 gezeigten Ausführungsform nahe der Linse 71e₁ und mit einem kleinen Abstand von dieser angeordnet ist. Ebenso könnte die Linse änderbarer Brechkraft auch flächig auf eine der Oberflächen der Linsen 71e₁ , 72e₁ , 72e₂ und 71e₂ aufgebracht sein, oder die Linse änderbarer Brechkraft könnte auch an einer anderen Stelle im Strahlengang des Zoomsystems 57e positioniert sein.
Die 9a, 9b, 9c zeigen drei verschiedene Einstellungen des Zoomsystems 57e für drei verschiedene Vergrößerungen, wobei die Linse 73e änderbarer Brechkraft nicht als Schicht konstanter Dicke dargestellt ist, sondern als entsprechende Linse aus Glas, welche eine der jeweiligen Einstellung entsprechende Brechkraft bereitstellt. Die Ansteuerung der Linse 73e änderbarer Brechkraft und des Motors 99 zur Verlagerung der Linsenbaugruppe 97 entlang der optischen Achse 54e erfolgt durch eine Steuerung 13e, welche einen Speicher aufweist, in dem zu einzustellenden Werten der Vergrößerung die entsprechenden Ansteuerwerte für die Linse 73e änderbarer Brechkraft und den Motor 99 abgespeichert sind.
Die optischen Daten der Linsen 71e₁ , 72e₁ , 96, 95, 72e₂ hinsichtlich Materialien, Krümmungsradien und Scheitelabständen sind der nachfolgenden Tabelle 6 zu entnehmen. Hierbei bezeichnen SF56A, SSK51, SF57, LAFN7 wiederum Glasmaterialien, die von der Firma SCHOTT bezogen werden können. Tabelle 6
Für die in den 9a, 9b, 9c gezeigten Einstellungen sind in der nachfolgenden Tabelle 7 Werte für die durch das Zoomsystem 57e bereitgestellte Vergrößerung und die hierbei jeweils eingestellten Brechkräfte und Abstände zwischen den Linsen angegeben. Tabelle 7
Im Unterschied zu den herkömmlichen Zoomsystemen mit zwei verlagerbaren Linsenbaugruppen weist das in 9 gezeigte Zoomsystem 57e Vorteile hinsichtlich einer geringen Baulänge auf. Weiterhin ist zur Änderung der Vergrößerung lediglich eine Linsenbaugruppe entlang der optischen Achse zu verlagern. Deshalb kann auf eine aufwendige Kurvensteuerung zur Verschiebung von Linsenbaugruppen wie bei konventionellen Systemen verzichtet werden. Dies bedeutet eine starke Vereinfachung sowohl der mechanischen Komponenten als auch des Justieraufwands infolge unvermeidlicher mechanischer und optischer Toleranzen des Zoomsystems, wobei z.B. die notwendige mechanische Bildlagejustierung einfach von einer entsprechenden Ansteuerung des Linearantriebs vollständig ersetzt werden kann.

Claims

Stereo-Mikroskopiesystem zur Erzeugung einer vergrößerten stereoskopischen Abbildung eines Objekts, umfassend: – ein Objektiv zum Überführen eines von einer Objektebene des Objektivs ausgehenden objektseitigen Strahlenbündels in ein bildseitiges Strahlenbündel; – eine linke Stereo-Teiloptik, welcher Licht eines linken Teilstrahlenbündels des bildseitigen Strahlenbündels zugeführt ist, um eine linke Teilabbildung der stereoskopischen Abbildung zu erzeugen; und – eine rechte Stereo-Teiloptik, welcher Licht eines rechten Teilstrahlenbündels des bildseitigen Strahlenbündels zugeführt ist, um eine rechte Teilabbildung der stereoskopischen Abbildung zu erzeugen, wobei das Objektiv eine Linsenbaugruppe aufweist, welche eine erste Linse positiver Brechkraft aus einem Material mit einem ersten Brechungsindex und eine zweite Linse negativer Brechkraft aus einem Material mit einem von dem ersten Brechungsindex verschiedenen zweiten Brechungsindex aufweist, und wobei die Linsenbaugruppe ferner wenigstens eine mit einem festgelegten Abstand von der ersten Linse positionierte dritte Linse einer einstellbaren Brechkraft aufweist, und wobei das Objektiv ferner eine Steuerung zur Einstellung der Brechkraft der dritten Linse aufweist, um einen Abstand zwischen der Objektebene und der ersten Linse wenigstens innerhalb eines Bereichs von 275 mm bis 325 mm zu ändern.
Stereo-Mikroskopiesystem nach Anspruch 1, wobei die erste Linse und die zweite Linse aneinandergekittet sind und zusammen eine Brennweite zwischen 100 mm und 600 mm, insbesondere zwischen 150 mm und 450 mm und weiter bevorzugt zwischen 200 mm und 400 mm, aufweisen.
Stereo-Mikroskopiesystem zur Erzeugung einer vergrößerten stereoskopischen Abbildung eines Objekts, insbesondere in Kombination mit dem System gemäß Anspruch 1 oder 2, umfassend: – ein Objektiv zum Überführen eines von einer Objektebene des Objektivs ausgehenden objektseitigen Strahlenbündels in ein bildseitiges Strahlenbündel; – eine linke Stereo-Teiloptik, welcher Licht eines linken Teilstrahlenbündels des bildseitigen Strahlenbündels zugeführt ist, um eine linke Teilabbildung der stereoskopischen Abbildung zu erzeugen; und – eine rechte Stereo-Teiloptik, welcher Licht eines rechten Teilstrahlenbündels des bildseitigen Strahlenbündels zugeführt ist, um eine rechte Teilabbildung der stereoskopischen Abbildung zu erzeugen, wobei ein Arbeitsabstand zwischen der Objektebene und einer der Objektebene am nächsten angeordneten Linse des Objektivs wenigstens innerhalb eines Bereichs von 275 mm bis 325 mm änderbar ist, und wobei eine Differenz zwischen dem Arbeitsabstand und einer Brennweite des Objektivs bei einer jeden Einstellung des Arbeitsabstands in dem Bereich kleiner ist als 50 mm, insbesondere kleiner als 20 mm und weiter bevorzugt kleiner als 10 mm.
Stereo-Mikroskopiesystem zur Erzeugung einer vergrößerten stereoskopischen Abbildung eines Objekts, insbesondere in Kombination mit dem System gemäß Anspruch 1 oder 3, wobei das Stereo-Mikroskopiesystem umfaßt – ein Objektiv zum Überführen eines von einer Objektebene des Objektivs ausgehenden objektseitigen Strahlenbündels in ein bildseitiges Strahlenbündel; – eine linke Stereo-Teiloptik, welcher Licht eines linken Teilstrahlenbündels des bildseitigen Strahlenbündels zugeführt ist, um eine linke Teilabbildung der stereoskopischen Abbildung zu erzeugen; und – eine rechte Stereo-Teiloptik, welcher Licht eines rechten Teilstrahlenbündels des bildseitigen Strahlenbündels zugeführt ist, um eine rechte Teilabbildung der stereoskopischen Abbildung zu erzeugen, wobei die linke und die rechte Stereo-Teiloptik jeweils eine Zoom-Optik umfassen, wobei eine jede der beiden Zoom-Optiken zwei mit Abstand voneinander angeordnete Linsenbaugruppen aufweist, wobei eine jede der beiden Linsenbaugruppen eine erste Linse positiver Brechkraft aus einem Material mit einem ersten Brechungsindex und eine zweite Linse negativer Brechkraft aus einem Material mit einem von dem ersten Brechungsindex verschiedenen zweiten Brechungsindex aufweist, wobei die erste Linse und die zweite Linse aneinandergekittet sind, und wobei die Linsenbaugruppe ferner wenigstens eine mit einem festgelegten Abstand von der ersten Linse positionierte dritte Linse einer einstellbaren Brechkraft aufweist und die beiden Zoom-Optiken ferner eine Steuerung zur Einstellung der Brechkraft der dritten Linse aufweisen, um eine durch die beiden Zoom-Optiken jeweils bereitgestellte Vergrößerung zu ändern.
Stereo-Mikroskopiesystem nach Anspruch 4, wobei die Steuerung dazu ausgebildet ist, eine erste Vergrößerung der Zoom-Optiken einzustellen und eine von der ersten Vergrößerung verschiedene zweite Vergrößerung einzustellen, wobei bei der Einstellung der ersten Vergrößerung die dritte Linse einer ersten der beiden Linsengruppen eine größere Brechkraft aufweist als bei der Einstellung der zweiten Vergrößerung und bei der Einstellung der ersten Vergrößerung die dritte Linse einer zweiten der beiden Linsengruppen eine kleinere Brechkraft aufweist als bei der Einstellung der zweiten Vergrößerung.
Stereo-Mikroskopiesystem zur Erzeugung einer vergrößerten stereoskopischen Abbildung eines Objekts, insbesondere in Kombination mit dem System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Stereo-Mikroskopiesystem umfaßt: – ein Objektiv zum Überführen eines von einer Objektebene des Objektivs ausgehenden objektseitigen Strahlenbündels in ein bildseitiges Strahlenbündel; – eine linke Stereo-Teiloptik, welcher Licht eines linken Teilstrahlenbündels des bildseitigen Strahlenbündels zugeführt ist, um eine linke Teilabbildung der stereoskopischen Abbildung zu erzeugen; und – eine rechte Stereo-Teiloptik, welcher Licht eines rechten Teilstrahlenbündels des bildseitigen Strahlenbündels zugeführt ist, um eine rechte Teilabbildung der stereoskopischen Abbildung zu erzeugen, wobei die linke und die rechte Stereo-Teiloptik jeweils eine Zoom-Optik umfassen, wobei eine jede der beiden Zoom-Optiken eine erste, eine zweite und eine dritte Linsenbaugruppe aufweist, wobei die erste und die zweite Linsenbaugruppe relativ zueinander fest entlang einer optischen Achse der ersten, zweiten und dritten Linsenbaugruppe angeordnet sind und die dritte Linsenbaugruppe entlang der optischen Achse relativ zu der ersten und zweiten Linsenbaugruppe verlagerbar ist, und wobei die Zoom-Optik ferner eine Linse einer einstellbaren Brechkraft und eine Steuerung aufweist, welche dazu ausgebildet ist, die Brechkraft der Linse einstellbarer Brechkraft in Abhängigkeit von einer Position der dritten Linsenbaugruppe entlang der optischen Achse zu ändern.
Stereo-Mikroskopiesystem nach Anspruch 6, wobei die Zoom-Optik einen von der Steuerung gesteuerten Antrieb zur Verlagerung der dritten Linsenbaugruppe entlang der optischen Achse aufweist.
Stereo-Mikroskopiesystem nach Anspruch 6 oder 7, wobei die erste Linsenbaugruppe und die zweite Linsenbaugruppe einen einander gleichen Aufbau aufweisen.
Stereo-Mikroskopiesystem nach Anspruch 6, wobei die erste Linsenbaugruppe und die zweite Linsenbaugruppe symmetrisch bezüglich einer von der optischen Achse durchsetzten Ebene angeordnet sind.
Stereo-Mikroskopiesystem nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die dritte Linsenbaugruppe einen bezüglich einer von der optischen Achse durchsetzten Ebene symmetrischen Aufbau aufweist.
Stereo-Mikroskopiesystem zur Erzeugung einer vergrößerten stereoskopischen Abbildung eines Objekts, insbesondere in Kombination mit dem System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Stereo-Mikroskopiesystem umfaßt: – ein Objektiv zum Überführen eines von einer Objektebene des Objektivs ausgehenden objektseitigen Strahlenbündels in ein bildseitiges Strahlenbündel; – eine linke Stereo-Teiloptik, welcher Licht eines linken Teilstrahlenbündels des bildseitigen Strahlenbündels zugeführt ist, um eine linke Teilabbildung der stereoskopischen Abbildung zu erzeugen; und – eine rechte Stereo-Teiloptik, welcher Licht eines rechten Teilstrahlenbündels des bildseitigen Strahlenbündels zugeführt ist, um eine rechte Teilabbildung der stereoskopischen Abbildung zu erzeugen, wobei die linke und die rechte Stereo-Teiloptik jeweils ein Okular umfassen, wobei ein jedes der beiden Okulare eine Linsenbaugruppe aufweist, welche eine erste Linse positiver Brechkraft aus einem Material mit einem ersten Brechungsindex und eine zweite Linse negativer Brechkraft aus einem Material mit einem von dem ersten Brechungsindex verschiedenen zweiten Brechungsindex aufweist, wobei die erste Linse und die zweite Linse aneinandergekittet sind, und wobei die Linsenbaugruppe ferner wenigstens eine mit einem festgelegten Abstand von der ersten Linse positionierte dritte Linse einer einstellbaren Brechkraft aufweist und die beiden Okulare ferner eine Steuerung zur Einstellung der Brechkraft der dritten Linse aufweisen, um für die beiden Okulare jeweils eine zusätzlich Brechkraft zur Kompensation von Sehfehlern von Augen eines Beobachters zu bereitzustellen.
Stereo-Mikroskopiesystem nach Anspruch 11, wobei die Steuerung einen Speicher zur Speicherung von mehreren Wertepaaren aufweist, welche Brechkräfte zur Kompen sation von Sehfehlern der Augen mehrerer Beobachter repräsentieren, und wobei die Steuerung dazu ausgebildet ist, die Brechkräfte der dritten Linsen der Okulare in Abhängigkeit von jeweils einem ausgewählten Wertepaar einzustellen.
Stereo-Mikroskopiesystem nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Brechkräfte der dritten Linsen der Okulare eine einstellbare astigmatische Wirkung mit einer einstellbaren Orientierung bezüglich einer optischen Achse des jeweiligen Okulars oder/und eine einstellbare Rundlinsenwirkung umfassen.
Stereo-Mikroskopiesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Linse mit der einstellbaren Brechkraft wenigstens zwei Flüssigkeiten mit unterschiedlichem Brechungsindex und einer gemeinsamen Grenzfläche aufweist, deren Krümmungsradius einstellbar ist.
Stereo-Mikroskopiesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Linse mit der einstellbaren Brechkraft wenigstens eine Flüssigkristallschicht aufweist, deren optische Weglänge ortsabhängig einstellbar ist.
Stereo-Mikroskopiesystem zur Erzeugung einer vergrößerten stereoskopischen Abbildung eines Objekts, insbesondere in Kombination mit dem System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei das Stereo-Mikroskopiesystem umfaßt: – eine linke Stereo-Teiloptik mit einer linken Objektivbaugruppe, welcher Licht eines von einer Objektebene der linken Objektivbaugruppe ausgehenden linken objektseitigen Strahlenbündels empfängt, um eine linke Teilabbildung der stereoskopischen Abbildung zu erzeugen, – eine rechte Stereo-Teiloptik mit einer rechten Objektivbaugruppe, welche Licht eines von der Objektebene der rechten Objektivbaugruppe ausgehenden rechten objektseitigen Strahlenbündels empfängt, um eine rechte Teilabbildung der stereoskopischen Abbildung zu erzeugen, wobei ein Abstand von der linken und der rechten Objektivbaugruppe zu deren Objektebenen jeweils einstellbar ist, und wobei wenigstens eine der beiden Objektivbaugruppen ferner wenigstens ein Prisma einer einstellbaren Prismenwirkung aufweist, und wobei die beiden Objektivbaugruppen ferner eine Steuerung zur Einstellung der Prismenwirkung des wenigstens einen Prismas in Abhängigkeit von den eingestellten Abständen aufweisen.
Stereo-Mikroskopiesystem nach Anspruch 16, wobei das Prisma mit der einstellbaren Prismenwirkung wenigstens eine Flüssigkristallschicht aufweist, deren optische Weglänge ortsabhängig einstellbar ist.
Stereo-Mikroskopiesystem zur Erzeugung einer vergrößerten stereoskopischen Abbildung eines Objekts, insbesondere in Kombination mit dem System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei das Stereo-Mikroskopiesystem umfaßt: – ein Objektiv zum Überführen eines von einer Objektebene des Objektivs ausgehenden objektseitigen Strahlenbündels in ein bildseitiges Strahlenbündel; – eine linke Stereo-Teiloptik, welche Licht eines linken Teilstrahlenbündels des bildseitigen Strahlenbündels zugeführt ist, um eine linke Teilabbildung der stereoskopischen Abbildung zu erzeugen; und – eine rechte Stereo-Teiloptik, welcher Licht eines rechten Teilstrahlenbündels des bildseitigen Strahlenbündels zugeführt ist, um eine rechte Teilabbildung der stereoskopischen Abbildung zu erzeugen, wobei das Objektiv eine Linsenbaugruppe aufweist, welche ein von dem linken und dem rechten Teilstrahlenbündel durchsetzte erste Linse positiver Brechkraft aufweist, und wobei die Linsenbaugruppe ferner wenigstens eine von dem linken und dem rechten Teilstrahlenbündel durchsetzte optische Baugruppe aufweist, welche für Lichtstrahlen, die die Baugruppe durchsetzen, ortsabhängige optische Weglängen bereitstellt, und wobei das Objektiv eine Steuerung zur Einstellung der ortsabhängigen optischen Weglängen derart umfaßt, daß bezüglich einer ersten Hauptachse des linken Teilstrahlenbündels wenigstens eine Rundlinsenwirkung bereitstellt ist und bezüglich einer mit Abstand von der ersten Hauptachse angeordneten zweiten Hauptachse des rechten Teilstrahlenbündels wenigstens eine Rundlinsenwirkung bereitstellt ist.
Stereo-Mikroskopiesystem nach Anspruch 18, wobei die linke und die rechte Stereo-Teiloptik in Umfangsrichtung um eine Hauptachse des Objektivs verlagerbar sind.
Stereo-Mikroskopiesystem nach Anspruch 18 oder 19, wobei eine Vergrößerung des der linken und der rechten Teilabbildung einstellbar ist und die Steuerung dazu ausgebildet ist, Stärken der Rundlinsenwirkungen für das linke und das rechte Teilstrahlenbündel in Abhängigkeit von der eingestellten Vergrößerung einzustellen.
Stereo-Mikroskopiesystem nach einem der Ansprüche 18 bis 20, wobei die optische Baugruppe wenigstens eine Flüssigkristallschicht aufweist, deren optische Weglänge ortsabhängig einstellbar ist.
Zoom-System, umfassend: zwei mit Abstand voneinander angeordnete Linsenbaugruppen, wobei eine jede der beiden Linsenbaugruppen eine erste Linse positiver Brechkraft aus einem Material mit einem ersten Brechungsindex und eine zweite Linse negativer Brechkraft aus einem Material mit einem von dem ersten Brechungsindex verschiedenen zweiten Brechungsindex aufweist, wobei die erste Linse und die zweite Linse aneinandergekittet sind, und wobei die Linsenbaugruppe ferner wenigstens eine mit einem festgelegten Abstand von der ersten Linse positionierte dritte Linse einer einstellbaren Brechkraft aufweist, und wobei das Zoom-System ferner eine Steuerung zur Einstellung der Brechkraft der dritten Linse aufweist, um eine durch das Zoom-System bereitgestellte Vergrößerung zu ändern.
Zoom-System, umfassend: eine erste, eine zweite und eine dritte Linsenbaugruppe, wobei die erste und die zweite Linsenbaugruppe relativ zueinander fest entlang einer optischen Achse der ersten, zweiten und dritten Linsenbaugruppe angeordnet sind und die dritte Linsenbaugruppe entlang der optischen Achse relativ zu der ersten und zweiten Linsenbaugruppe verlagerbar ist, und wobei das Zoom-System ferner eine Linse einer einstellbaren Brechkraft und eine Steuerung aufweist, welche dazu ausgebildet ist, die Brechkraft der Linse einstellbarer Brechkraft in Abhängigkeit von einer Position der dritten Linsenbaugruppe entlang der optischen Achse zu ändern.
Stereo-Mikroskopiesystem nach Anspruch 23, ferner umfassend einen von der Steuerung gesteuerten Antrieb zur Verlagerung der dritten Linsenbaugruppe entlang der optischen Achse aufweist.
Okular, umfassend: eine Linsenbaugruppe, welche eine erste Linse positiver Brechkraft aus einem Material mit einem ersten Brechungsindex und eine zweite Linse negativer Brechkraft aus einem Material mit einem von dem ersten Brechungsindex verschiedenen zweiten Brechungsindex, wobei die erste Linse und die zweite Linse aneinandergekittet sind, und wobei die Linsenbaugruppe ferner wenigstens eine mit einem festgelegten Abstand von der ersten Linse positionierte dritte Linse einer einstellbaren Brechkraft aufweist und wobei das Okular ferner eine Steuerung zur Einstellung der Brechkraft der dritten Linse aufweist, um für die beiden Okulare jeweils eine zusätzlich Brechkraft zur Kompensation von Sehfehlern eines Auges eines Beobachters zu bereitzustellen.
Okular nach Anspruch 25, wobei die Steuerung einen Speicher zur Speicherung von mehreren Wertepaaren aufweist, welche Brechkräfte zur Kompensation von Sehfehlern der Augen mehrerer Beobachter repräsentieren, und wobei die Steuerung dazu ausgebildet ist, die Brechkräfte der dritten Linse des Okulars in Abhängigkeit von jeweils einem ausgewählten Wertepaar einzustellen.