DE1901008A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Verunreinigung oder Trennung von zwei optischen Strahlenbuendeln - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Vereinigung 4der Trennung von zwei optischen Strahlenbündeln.
• Der Zusatz einer Aufzeichnungseinrichtung (z. B. fotografischen, kinematographischen Aufzeichnungseinrichtung usw.) oder eines Übertragungssystems (z. B. eines Bernsehübertragungssystems) zu einem Beobachtungssystem (Teleskop, Fernrohr, Mikroskop usw.) oder umgekehrt (sogenannte Reflexsucher) erfolgt im allgemeinen dadurch, daß man in dem das optische Hauptsystem durchlaufenden Strahlengang ein bewegliches reflektierendes oder feststehendes halbreflektierendes Element vorsieht, das derart geneigt ist, daß das Strahlenbündel entweder abgelenkt oder aber geteilt wird, so daß ein dem ersten Strahlenbündel ähnliches zweites Strahlenbündel gebildet wird, das jedoch räumlich versetzt ist.
• Ein entsprechendes System wird ebenfalls in umgekehrter Weise und insbesondere bei der Mikrofotografie dann verwendet, wenn eine Dauerbeleuchtung, die während der Beobachtung und während der Einstellung verwendet wird, und eine besondere Beleuchtung zur Aufzeichnung des Bildes (insbesondere Blitzlichtlampe) vereinigt werden müssen.
• Ein System mit beweglichem Reflektor weist jedoch den Nachteil auf, daß seine Ausfuhrung umständlich ist und daß das beobachtete Bild vorübergehend verschwindet oder zumindestens flimmert.
• Ein System mit feststehendem Halbreflektor weist den Nachteil auf, daß ein Lichtverlust entsteht, der bei bestimmten Anwendungen nicht tragbar ist. Trotz dieses Lichtverlustes, der wie bei einem Filter entsteht, muß das zur Aufzeichnung dienende Lichtbündel abgeblendet werden, um eine ausreichende Tiefenschärfe zu erhalten, während bei dem Auge des Beobachters diese Tiefenschärfe durch Akkommodation erreicht wird. Eine Lösung, bei der man die Beobachtung zu Gunsten der Aufnahme preisgibt, indem man einen von 50 % verschiedenen Reflexionskoeffizienten wählt, ist in bestimmten Fällen auch nicht mehr vertretbar, in denen eine genaue Einstellung dadurch unmöglich wird.
• Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese oben genannten Nachteile zu beheben. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vereinigung oder zur Teilung von zwei optischen Strahlenbündeln, von denen das eine zur Dauerbelichtung eines zu beobachtenden Bildes oder zur Beobachtung dieses Bildes und das andere zur Momentbeleuchtung oder zur fotografischen oder kinematographischen Aufnahme dieses Bildes dient.
• Das Verfahren besteht darin, daß an der Stelle, an der die beiden Strahlenbündel vereinigt oder getrennt werden ein reflektierendes Element angeordnet wird, dessen Oberfläche gleich einem regulären Teil des Querschnittes des nicht reflektierten Strahlenbündels ist. Dieses Element ist derart geneigt, daß das reflektierte Strahlenbündel an der Vereinigungsstelle der beiden Strahlenbündel in die Achse des nicht reflektierten Strahlenbündels abgelenkt wird, und daß das reflektierte Strahlenbündel an der Trennungsstelle der Strahlenbündel in eine Richtung abgelenkt wird, die von der Richtung des nicht reflektierten Strahlenbündels verschieden ist, so daß das reflektierte Strahlenbündel, das zur momentanen Belichtung oder zur Aufnahme des Bildes dient, durch das reflektierende Element abgeblendet wird, während das andere Strahlenbündel für die Dauerbeleuchtung oder zur Beobachtung dieses Bildes dient.
• Die Vorrichtung zur Durchfünrung dieses Verfahrens wird durch ein optisches Element gebildet, das eine total reflektierende Oberfläche besitzt, die geometrisch nur einen Teil des Querschnittes des gesamten austretenden oder einfallenden Strahlenbündels einnimmt.
• Gemäß einer einfachen erfindungsgemäßen Ausführungsform wird diese Vorrichtung durch ein rechteckiges Prisma gebildet, in dem innen eine geneigte reflektierende Fläche vorgesehen ist.
• Insbesondere, wenn das Verfahren bei einem fotografischen Augenmikroskop mit einer Spaltlampe verwendet wird, enthält die Vorrichtung zur Vereinigung der optischen Strahlenbündel vorzugsweise eine sehr schmale, rechteckige, reflektierende Fläche, während die Vorrichtung zur Trennung der optischen Strahlenbündel eine reflektierende1 elliptische Fläche enthält.
• Die Spaltlampe enthält vorzugsweise eine zwischen der reflektierenden, geneigten Fläche und dem Spalt angeordnet Sammellinse, wobei die Unordnung so getroffen wird, daß der Spalt wenigstens annähernd im Brennpunkt der Sammellinse liegt.
• Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand eines in der Zeichnung dargestellten vorzugsweisen Ausführungsbeispiels für die Anwendung des Verfahren bei Augenmikroskopen erläutert werden. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht im Längsschnitt eines Augenmikroskopes mit einer Spaltlampe, das mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ausgestattet ist; Fig. 2 eine Vorrichtung zur Trennung der optischen Strahlenbündel in dem Mikroskop gesehen in Richtung des Pfeiles A in Fig. 13 Figt 3 eine Vorrichtung zur Vereinigung optischer Strahlenbündel in der Spaltlampe gesehen in Richtung des Pfeiles B in Fig. 1; Fig. 4 eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung der Betriebsweise des mit der Spaltlampe ausgestatteten Augenmikroskopes in Fig.1.
• Wie bei jedem Augenmikroskop projiziert die Spaltlampe in das untersuchte Auge 1 ein ebenes Strahlenbündel 2, das von einet spalt 3 ausgeht, der in dem optischen Medium des Auges einen optischen Ausschnitt bestimmt, den man mit Hilfe des Mikroskopes untersucht. Das Mikroskop besitzt eine fotografische Einrichtung.
• Das von dem Spalt 3 herrührende ebene Licht strahlenbündel 2 wird durch das Objektiv 4 in das optische Medium des Auges fokussiert, wobei das Objektiv 4 den Spalt 3 in dem Bild 5 abbildet. Wie aus Fig. 4 zu ersehen ist1 besteht der betrachtete optische Ausschnitt in Wirklichkeit aus dem Volumen des optischen MediumsXdas durch die Lichtstrahlen abgegrenzt wird, die die Ränder des Spaltbildes 5 mit den Rändern der freien Öffnung des Objektivs 4 verbinden. Die Bildschärfe dieses optischen Ausschnittes ist jedoch umgekehrt proportional zu seiner Dicke bzw.
• Tiefe. In unmittelbarer ffiåhe des Spaltbildes 5 kann diese Tiefe leicht dadurch kontrolliert werden, daß man die regelbare Breite des Spaltes 3 verändert. Dies ist nicht mehr der Fall, sobald man sich von dem apaltbild mehr nach vorne oder nach hinten entfernt, da das Strahlenbündel sodann eine Form annimmt, deren Querschnitt sich dem des Objektives 4 annähert. Um diesen Nachteil zu beheben, ist die Spaltlampe mit einer rechteckigen Blende 6 ausgestattet, deren große achse parallel zu dem Spalt verläuft, so daß das Strahlenbündel einen rechteckigen erschnitt beibehält. Trotzdem muß man einen Kompromiss zwischen der Verringerung der Beleuchtung und dem Gewinn an Tiefenschärfe schließen, der sich aus der Rinf4gung der Blende 6 ergibt.
• Man kann jedoch sagen daß zur Beobachtung und selbst für kinematographische Aufnahmen eine geringere Tiefenschärfe erforderlich ist als bei der Fotografie, da man bei der Beobachtung und bei der kinematographischen Aufnahme die Möglichkeit hat, die verschiedenen Teile des Auges mit einem scharfen, genau abgegrenzten Ausschnitt zu beobachten1 während man bei der Fotografie einen optischen Ausschnitt, der sich z. B. durch die gesamte Augenlinse erstreckt, in einem einzigen Bild mit ausreichender Tiefenschärfe darstellen muß.
• Zum Fotografieren mit einer Blitzlichtlampe 7 wird gemäß der Erfindung eine Lösung für die Vereinigung der Lichtstrahlenbündel angegeben, die einerseits von der Dauerlichtquelle 8 für eine Beobachtung und andererseits von der Blitzlichtlampe 7 erzeugt werden, wobei jedem der beiden Strahlenbündel in dem gemeinsamen Licht strahl enbündel eine dem jeweiligen Verwendungszweck entsprechende Form und Lage zugeordnet wird.
• Gemäß der Erfindung wird gleichfalls eine Lösung des selben Problems für ein Mikroskop angegeben. Das Mikroskop wird im Prinzip auf eine genau festgelegte Ebene scharf eingestellt, jedoch verbleibt wegen der Fähigkeit, sich zu akkommodieren, wegen der Grenze des Auflosingsvermögens und wegen der Sehschärfe in Wirklichkeit im Objektraum durchaus ein Volumen mit einer bestimmten Tiefe, das mit dem Auge des Beobachters scharf sichtbar ist. Wenn das aufgenommene Bild wenigstens die Qualität des beobachteten Bildes haben soll, so muß man sicher sein, daß die Giefenschärfe des auf die Aufnahmeplatte gerichteten Strahlen bündels größer als die Tiefenschärfe des Strahlenbündels ist, das dem Beobachter zugestrahlt wird.
• Auch hier kann gemäß der Erfindung die Trennung von zwei Strahlenbündeln derart durchgeführt werden, daß diese-attgezeichnet die Anforderungen für ihre jeweilige Verwendung erfüllen.
• In der im folgenden beschriebenen Vorrichtung ist die vorliegende Erfindung auf die folgende Weise verwirklicht worden: Die Spaltlampe enthält: A) eine Dauerlichtquelle 8, die über den Kondensor 9 den Spiegel 10, das mit parallelen Stirnflächen ausgestattete Prisma 11, einen zweiten Spiegel 12 und eine Sammellinse 13, den Spalt 3 beleuchtet, wobei das Objektiv 4 das Bild 5 scharf auf dem untersuchten Auge abbildet. Das in das Auge projizierte Lichtbündel erhält durch die Blende 6 einen rechteckigen Querschnitt.
• B) eine Blitzlichtlampe 7, deren durch den Kondensor 14 gestrahlter Licht strom an einer in dem Prisma 11 vorgesehenen geneigten, zusammenhängenden Fläche 15 reflektiert wird, so daß er sodann demselben Lichtweg folgt, wie das Strahlenbündel, das von der Dauerlichtquelle 8 ausgeht.
• Gemäß der Erfindung deckt die reflektierende Fläche 15 nur einen Mittelteil des Qilerschnittes des Lichtbiindels für die Dauerbelichtung ab. Bei dieser Ausführungsform ist eine Anordnung in Form von drei parallelen Bändern getroffen, d. h. ein mittleres Band 15 für die Blitzlichtlampe, das von zwei seitlichen Bändern 16 für die Scharfeinstellung umgeben igt.
• Außerdem ist der Spalt 3 im wesentlichen im Brennpunkt der Sammellinse 13 angeordnet, so daß die Lichtstrahlen, die durch den Spalt 3 hindurchgehen, wenn dieser sehr schmal eingestellt ist, das ganze Prisma 11 parallel zu dessen Mittelebene durchlaufen, die durch die optische Achse und den Spalt führt. Durch diese Anordnung wird ein flaches Lichtbündel mit rechteckigem Querschnitt gebildet, das von der reflektierenden Fläche 15 mit parallel verlaufenden Seiten ausgeht, ohne daß durch die Neigung dieser reflektierenden Oberfläche eine Deformation des Querschnittes dieses Strahlenbündels eintritt.
• Das Prisma kann zusätzlich durch Verstellung zwei weitere Stellungen einnehmen, um in das Strahlenbündel entweder die halbversilberte Fläche 1? für fotografische Aufnahmen, die nicht einen optischen Ausschnitt wiedergeben, oder für Beobachtungen mit auf 50 % gedämpftem Licht, oder die Fläche 18 einzublenden, die vollständig durchsichtig ist, um Beobachtungen mit voller Beleuchtung, ohne fotografische Aufnahme, durchzuführen, oder um kinematografische Aufnahmen zu machen, indem man die Dauerlichtquelle 8 an eine höhere Spannung legt.
• Das Mikroskop enthält hinter einem optischen Schutzspiegel 19 einen Objektivwechsler mit zwei Objektivpaaren 20, zwei Prismensysteme 21 und Okulare 22, die ein klassisches Stereomikroskop bilden. Hinter den Objektiven der linken Mikroskophälfte ist das mit parallelen Seiten ausgestattete Prisma 23 vorgesehen, in dem die reflektierende Oberfläche 24 eingeschlossen ist, die gemäß der Erfindung den mitt; leren Teil des Strahlenbündels durch die Linse 25 auf den Aufnahmeträger 26 ablenkt, während der Randteil des Strahlenbündels seinen Weg in das Auge des Beobachters fortsetzt. Bei dieser Ausführungsform ist die Verteilung konzentrisch um die optische Achse herum vorgenommen worden, wobei das Strahlenbündel 24, das auf den Aufnahmeträger zu gerichtet ist, einen vollen runden Querschnitt mit kleinem Durchmesser besitzt und von dem Strahlenbündel 27 umgeben ist, das einen ringförmigen Querschnitt besitzt und gegen den Beobachter hin gerichtet ist.
• Um reine Beobachtungen ohne Aufnahmen mit voller Lichtstärke durchzuführen, kann man die reflektierende Oberfläche 24 entfernen, indem man das Prisma 23 so verschiebt, daß das Strahlenbündel direkt den freien Teil 28 durchstrahlt, so daß es vollständig in das linke Auge des Beobachters gelangt.
• Die rechte Mikroskophälfte weist ein feststehendes Plättecken mit parallelen AusgleichsClachen mit derselben Stärke wie das Prisma 23 auf.

Claims (9)

Pat entanspriche

1) Verfahren zum Vereinigen oder Teilen von zwei optischen Strahlenbündeln, von denen das eine zur Dauerbeleuchtung eines zu beobachtenden Bildes bzw. zur Beobachtung desselben und das andere zur Momentbeleuchtung oder zur fotografische oder kinematografischen Aufnahme dieses Bildes dient, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß an der Stelle, an der die beiden optischen Strahlenbündel zusammenlaufen oder getrennt werden, ein reflek-tierendes Element angeordnet wird, dessen Oberfläche einem regulären Teil des Querschnittes des einfallenden oder austretenden Strahlenbündels entspricht, daß dieses Element derart geneigt wird, daß das reflektierte Strahlenbündel am Vereinigungspunkt der beiden Strahlenbündel in die Achse des nicht reflektierten Strahlenbündels abgelenkt und daß das reflektierte Strahlenbündel am Trennungspunkt der Strahlenbündel in eine Richtung abgelenkt wird, die von der Richtung des nicht reflektierten Strahlenbündels verschieden ist, wobei das reflektierende Element auch das Strahlenbündel abblendet, das zur Momentbeleuchtung oder zur Aufnahme des Bildes dient, während das andere Strahlenbündel zur fortlaufenden Beleuchtung oder Beobachtung des Bildes vorgesehen ist.

2) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Mispruch 1, g e k e n n z e i c Ii n e t durch ein optisches Element (11) mit einer total reflektierenden Fläche, die geometrisch nur einen Teil des Querschmittes des nicht zu reflektierenden Strahlenbündels einnimmt.

3) Vorrichtung insbesondere nach Anspruch 2, g e -k e n n z e i c h n e t durch ein rechteckiges Prisma (11), in dessen Inneren eine reflektierende Eläche (15) eingesetzt ist.

4) Vorrichtung insbesondere nach Anspruch 2 oder 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die reflektierende Fläche bei der Vereinigung von durch eine Spaltlampe gebildeten Strahlenbündeln eine rechteckige Form mit sehr schmaler Breite aufweist.

5) Vorrichtung insbesondere nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die reflektierende Fläche (24) bei einer Verwendung zur Trennung der optischen Strahlenbündel für die Beobaclitung und die Aufzeichnung eine elliptische Form aufweist.

6) Vorrichtung insbesondere nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c b n e t , daß das Prisma (23) in derselben Ebene, in der die reflektierende Fläche liegt, die das Strahlenbündel geometrisch teilt, eine teilweise reflektierende Fläche besitzt, die auf den ganzen Querschnitt des Strahlenbündels wirkt, um dieses zu teilen und daß die teilweise reflektierende Fläche in dem Strahlengang der optischen Bündel an Stelle der reflektierenden Fläche einbringbar ist0

7) Augenmikroskop mit einer Spaltlampe und einer oder zwei Vorrichtungen gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß jede der Vorrichtungen aus dem primären Lichtstrahlenbündel entfernbar ist.

8) Spaltlampe mit einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß das in das Auge (1) projizierte flache Strahlenbündel (2) aus drei flachen, nebeneinander angeordneten Strahlenbündeln besteht, wobei das in der Mitte vorgesehene Strahlenbündel (15) von einer Blitzlichtlampe (7) stammt, und die beiden anderen seitlichen Strahlenbündel (16) von der Dauerlichtquelle (8) herrühren, und daß alle drei Strahlenbündel durch die Fokussierung durch das Objektiv (4) genau in dem Bild (5) des Spaltes (3) zusammenlaufen.

9) Spaltlampe insbesondere nach Anspruch 8, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß zwischen der geneigten, reflektierenden Fläche (15) und dem Spalt (3) eine Sammellinse (13) angeordnet ist, und daß der Spalt wenigstens annähernd im Brennpunkt der Sammellinse liegt.

L e e r s e i t e