DE19837135B4 - Afokales Zoomsystem - Google Patents

Afokales Zoomsystem Download PDF

Info

Publication number
DE19837135B4
DE19837135B4 DE19837135A DE19837135A DE19837135B4 DE 19837135 B4 DE19837135 B4 DE 19837135B4 DE 19837135 A DE19837135 A DE 19837135A DE 19837135 A DE19837135 A DE 19837135A DE 19837135 B4 DE19837135 B4 DE 19837135B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
zoom system
afocal
lens
links
afocal zoom
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19837135A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19837135A1 (de
DE19837135C5 (de
Inventor
Fritz Dr. Strähle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Zeiss Meditec AG
Original Assignee
Carl Zeiss Surgical GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=7843917&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE19837135(B4) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Carl Zeiss Surgical GmbH filed Critical Carl Zeiss Surgical GmbH
Priority to DE19837135.7A priority Critical patent/DE19837135C5/de
Publication of DE19837135A1 publication Critical patent/DE19837135A1/de
Publication of DE19837135B4 publication Critical patent/DE19837135B4/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19837135C5 publication Critical patent/DE19837135C5/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/0004Microscopes specially adapted for specific applications
    • G02B21/0012Surgical microscopes
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/144Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only
    • G02B15/1441Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only the first group being positive
    • G02B15/144109Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only the first group being positive arranged +--+
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/02Objectives
    • G02B21/025Objectives with variable magnification
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/18Arrangements with more than one light path, e.g. for comparing two specimens
    • G02B21/20Binocular arrangements
    • G02B21/22Stereoscopic arrangements

Abstract

Afokales Zoomsystem (1) für Operationsmikroskope mit vier optischen Gliedern (13, 31, 19, 25), wobei die optischen Glieder (13, 31, 19, 25) paarweise identisch ausgebildet sind und zwei Außenglieder (13, 31) und zwei verschiebbare Innenglieder (19, 25) umfassen und wobei die paarweise identischen optischen Glieder (13, 31, 19, 25) spiegelbildlich zu einer zur optischen Achse (7) orthogonalen Symmetrieebene angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Außenglieder (13, 31) feststehend sind und die Innenglieder (19, 25) auf verschiedenen Kurven in gleichsinniger Weise verschiebbar sind und dass das Zoomsystem (1) Linsen (11, 27, 17, 21) aus Gläsern anomaler Teildispersion umfasst.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein afokales Zoomsystem mit einer geraden Anzahl optischer Glieder und ein Mikroskop vom Teleskop-Typ, insbesondere ein Stereomikroskop, welches mit einem derartigen afokalen Zoomsystem ausgestattet ist.
  • Aus der DE 39 04 190 A1 ist ein Zoomsystem bekannt. Dieses bekannte afokale Zoomsystem ist für ein Stereomikroskop vom Teleskop-Typ, insbesondere ein Operationsmikroskop, bestimmt. Das Zoomsystem der DE 39 04 190 A1 umfasst zehn unterschiedliche Linsen und ist damit vergleichsweise aufwendig aufgebaut.
  • Die DE 39 11 664 A1 offenbart ein pankratisches System bestehend aus, in der Richtung des Lichtes gesehen, einem feststehenden positiven System, zwei beweglichen negativen Systemen und einem feststehenden positiven System, wobei die beiden beweglichen negativen Systeme die gleiche Brennweite haben. Gesteuert werden die beiden Verschiebeglieder durch zwei identische Kurvenscheiben, die spiegelsymmetrisch angeordnet sind.
  • Die US 4,132,463 A offenbart ein optisches Zoom System mit, in der Richtung des Lichtes gesehen, einer feststehenden positiven Linsengruppe, zwei in unterschiedlicher Weise beweglichen negativen Linsengruppen und einer feststehenden positiven Linsengruppe.
  • Die US 3,127,466 A , von der die Erfindung ausgeht, beschreibt ein Linsensystem mit variabler Vergrößerung für Mikroskope. Das optische System umfasst zwei Linsengruppen. Beide Linsengruppen bestehen jeweils aus vier Linsen. Die Linsen jeder Linsengruppe sind jeweils paarweise identisch. Die erste Linsengruppe besteht aus zwei identischen positiven Linsendubletten, die zweite Linsengruppe besteht aus zwei identischen negativen Linsendubletten. Die jeweiligen Dubletten sind gegenüberliegend zueinander angeordnet. Die erste Linsengruppe umgreift die zweite Linsengruppe. Die negative Linsengruppe wird nach der Lehre dieses Dokuments in festem räumlichem Bezug gehalten. Dies kann z. B. dadurch erfolgen, dass eine der positiven Linsendubletten fest gehalten wird und die negativen Komponenten als Gruppe sowie die andere positive Linsendublette relativ zur ersten positiven Linsendublette bewegt wird.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein afokales Zoomsystem mit einer geraden Anzahl optischer Glieder bereitzustellen, welches bei optimaler Korrektur der Abbildungsfehler einfacher aufgebaut und kostengünstiger herzustellen ist.
  • Diese Aufgabe wird durch ein afokales Zoomsystem mit einer geraden Anzahl optischer Glieder gelöst, welches symmetrisch, d. h. aus paarweise identischen und spiegelbildlich angeordneten optischen Gliedern aufgebaut ist.
  • Durch den symmetrischen Aufbau kann die Anzahl der unterschiedlichen Linsen des Zoomsystems stark verringert werden, woraus sich ein verringerter Herstellungsaufwand und aufgrund der höheren Stückzahlen gleicher Linsen auch verringerte Herstellungskosten ergeben. Ferner ermöglicht der symmetrische Aufbau eine optimale Korrektion außeraxialer Bildfehler, z. B. chromatische Vergrößerungsdifferenz, Tangensverzeichnung und Koma, durch eine annähernd zentrale Pupillenlage in jeder Vergrößerungsstellung.
  • Dabei ist es insbesondere im Hinblick auf die Verwendung des afokalen Zoomsystems in einem Mikroskop vom Teleskop-Typ wesentlich, daß über den gesamten pankratischen Vergrößerungsbereich die Afokalität erhalten bleibt, d. h. in das Zoomsystem eintretende parallele Strahlenbüschel müssen das Zoomsystem in jeder seiner Stellungen auch wieder als parallele Strahlenbüschel verlassen.
  • Wenn das afokale Zoomsystem viergliedrig ist, ist die Anzahl verschiedenartiger Linsentypen minimal.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform umfaßt das afokale Zoomsystem zwei feststehende Außenglieder und zwei bewegliche Innenglieder, welche auf verschiedenen Kurven in gleichsinniger Weise verschiebbar sind. Dadurch kann die Verschiebemechanik des Zoomsystems besonders gut an den eingeschränkten Bauraum in Mikroskopen angepaßt werden.
  • Wenn das Zoomsystem zwei positive Außenglieder und zwei negative Innenglieder umfaßt, ist durch geeignete Wahl der Brennweiten ein Zoomsystem mit sehr kurzer Baulänge möglich. Ferner kann durch eine geeignete Kombination der Brennweiten der positiven Außenglieder und der negativen Innenglieder die Bildfeldwölbung optimal korrigiert werden, da sich die durch die positiven Außenglieder erzeugte negative Bildfeldwölbung weitestgehend mit der durch die negativen Innenglieder erzeugten positiven Bildfeldwölbung kompensiert.
  • Beim Aufbau des afokalen Zoomsystems aus vorzugsweise vier Kittgliedern können die sphärische Aberration und die chromatische Längsabweichung im wesentlichen in jedem Kittglied für sich korrigiert werden, wobei der noch verbleibende Restfehler in jeder Zoomstellung durch die Gesamtkorrektion des afokalen Zoomsystems praktisch beugungsbegrenzt korrigiert werden kann.
  • Mit Gläsern anomaler Teildispersion ist die chromatische Längsabweichung derart wirkungsvoll korrigierbar, dass das erfindungsgemäße Zoomsystem im sichtbaren Spektralbereich eine apochromatische, nur durch die Beugung begrenzte Korrektion der chromatischen Längsabweichung aufweist. Dabei hat es sich als besonders günstig herausgestellt, Gläser mit anomaler Teildispersion sowohl in den Außengliedern als auch in den Innengliedern zu verwenden.
  • Das durch die Tabelle 1 offenbarte afokale Zoomsystem ist aufgrund seines pankratischen Dehnungsfaktors von 6 und aufgrund seiner hohen Lichtstärke vor allem im unteren und mittleren Vergrößerungsbereich von etwa 0,4 bis etwa 1,0 und aufgrund der Tatsache, daß es aus nur zwei verschiedenen zweielementigen Kittgliedern aufgebaut ist, eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung. Aber auch die Zoomsysteme nach den Tabellen 2 und 3 sind für die Praxis interessante Erfindungsvarianten.
  • Nach einem weiteren Gesichtspunkt betrifft die Erfindung auch ein Mikroskop mit einem der im vorhergehenden angesprochenen afokalen Zoomsysteme. Dabei ergibt sich aus der kurzen Baulänge des symmetrischen afokalen Zoomsystems ein kompakter Mikroskopkörper, welcher wichtige ergonomische Vorteile für den Benutzer bietet. Insbesondere sind dies eine leichte Beweglichkeit des Mikroskops und ein großer Spielraum für die optimale Einstellung der Einblickhöhe z. B. mittels eines schwenkbaren binokularen Fernrohrs.
  • Wenn das Mikroskop ein Stereomikroskop ist, kann aufgrund der Symmetrie des Zoomsystems der für die Parallelität der stereoskopischen Teilstrahlengänge eines Stereomikroskops erforderliche Zentrieraufwand relativ gering sein. Wobei zu beachten ist, daß diese Parallelität über dem gesamten pankratischen Vergrößerungsbereich für ein Stereomikroskop vom Teleskop-Typ von großer Bedeutung ist, da eine als Binokularfehler bezeichnete Abweichung davon zu erheblichen Störungen des stereoskopischen Sehens führen kann.
  • Insbesondere bei einem als Operationsmikroskop ausgeführten erfindungsgemäßen Stereomikroskop ist die hohe Lichtstärke des symmetrischen afokalen Zoomsystems von großem Vorteil. Denn aufgrund der hohen Lichtstärke kann die Beleuchtungsintensität des Operationsfelds verringert werden und somit zum einen der Patient entlastet und zum anderen die Abbildungsqualität des Operationsmikroskops durch eine Reduzierung kontrastmindernden Streulichts erhöht werden.
  • Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines symmetrischen, afokalen Zoomsystems im Axiallängsschnitt;
  • 2 das Zoomsystem von 1 in einer Stellung mit kleinerer Vergrößerung;
  • 3 das Zoomsystem von 1 in einer Stellung mit höherer Vergrößerung; und
  • 4 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stereomikroskops.
  • In 1 ist eine viergliedrige Ausführungsform eines afokalen Zoomsystems 1 zusammen mit Randstrahlen 3 und 5 eines parallel zur optischen Achse 7 verlaufenden Strahlenbüschels dargestellt.
  • Das afokale Zoomsystem 1 umfaßt objektseitig ein aus Einzellinsen 9 und 11 bestehendes Kittglied 13 positiver Brechkraft. Bildseitig folgt dem Kittglied 13 ein aus Einzellinsen 15 und 17 bestehendes Kittglied 19 negativer Brechkraft. An das Kittglied 19 schließt sich bildseitig ein aus Linsen 21 und 23 aufgebautes Kittglied 25 negativer Brechkraft und an dieses ein Linsen 27 und 29 umfassendes Kittglied 31 positiver Brechkraft an.
  • Aufgrund des symmetrischen Aufbaus des afokalen Zoomsystems 1 ist die Linse 9 gleich der Linse 29, die Linse 11 gleich der Linse 27, die Linse 15 gleich der Linse 23 und die Linse 17 gleich der Linse 21, wobei die Linsen 21, 23, 27 und 29 um eine mittlere, zur optischen Achse 7 orthogonale Symmetrieebene gespiegelt zu den Linsen 9, 11, 15 und 17 angeordnet sind.
  • Dabei ist die erfindungsgemäße Symmetrie auch dann erfüllt, wenn einander gleiche Linsen unterschiedliche freie Durchmesser haben. Entscheidend für die Symmetrie sind Krümmungsradien, Glassorte und spiegelbildliche Anordnung im Gesamtsystem.
  • Die Stellung des afokalen Zoomsystems gemäß 1 entspricht einer Vergrößerung Γ = 1, was daran zu erkennen ist, daß der Durchmesser des in das Zoomsystem 1 einfallenden Strahlenbüschels gleich dem Durchmesser des aus dem Zoomsystem 1 austretenden Strahlenbüschels ist.
  • In 2 ist das Zoomsystem 1 in einer Stellung gezeigt, welche einer Vergrößerung Γ = 0,4 entspricht. Für diese Vergrößerung sind die inneren Kittglieder 19 und 25 zu dem Außenglied 13 hin verschoben. Das afokale Zoomsystem 1 gestattet also eine Vergrößerungsvariation bei feststehenden Außengliedern 13 und 31, wobei lediglich die Abstände zwischen den beiden Innengliedern 19 und 25 sowie zwischen dem Innenglied 19 bzw. 25 und dem Außenglied 13 bzw. 31 variiert werden.
  • In 3 ist das afokale Zoomsystem 1 in einer Stellung entsprechend der Vergrößerung Γ = 2,4 dargestellt. Für diese Vergrößerung sind die Innenglieder 19 und 25 negativer Brechkraft an das bildseitige Außenglied 31 positiver Brechkraft bei wiederum feststehenden Außengliedern 13 und 31 angenähert.
  • Aus den 1 bis 3 ist zu erkennen, daß der Verschiebebereich der auf verschiedenen Kurven in gleichsinniger Weise zu verschiebenden Innenglieder 19 und 25 den gesamten Bereich zwischen den Außengliedern 13 und 31 ausnutzt. Dadurch wird die gesamte Baulänge des afokalen Zoomsystems 1 zur Vergrößerungsvariation ausgenutzt.
  • Es ist ferner zu erkennen, daß von kleinen Vergrößerungen Γ = 0,4 bis zur mittleren Vergrößerung Γ = 1 eine konstant hohe Lichtstärke erreicht wird, welche bei vorgegebenem bildseitigem Bildwinkel nur von dem büschelbegrenzenden freien Durchmesser des bildseitigen Außenglieds 31 bestimmt wird. In diesem Vergrößerungsbereich erfolgt vor allem keine Begrenzung durch die beiden Innenglieder 19 und 25.
  • Bei höheren Vergrößerungen ab Γ = 1 begrenzt der freie Durchmesser des objektseitigen Außengliedes 13 den Büschelquerschnitt und damit auch den für die Quantifizierung der Lichtstärke entscheidenden bildseitigen Büschelquerschnitt P2 = P1/Γ.
  • Aufgrund des Aufbaus des Zoomsystems 1 aus den zwei positiven Außengliedern 13 und 31 sowie den zwei negativen Innengliedern 19 und 25 resultiert ein afokales Zoomsystem 1, das sich durch eine kompakte Bauweise auszeichnet.
  • Die Linsen 11 und 27 positiver Brechkraft in den positiven Außengliedern 13 und 31 bestehen aus einem Kronglas mit anomaler Teildispersion, z. B. aus einem von der Firma Schott Glaswerke unter der Bezeichnung PK50 vertriebenen Phosphatkronglas. In ähnlicher Weise bestehen die Linsen 17 und 21 positiver Brechkraft der negativen Innenglieder 19 und 25 aus einem Schwerflintglas, z. B. SFL6, einem unter dieser Bezeichnung von der Firma Schott Glaswerke vertriebenen, weiteren Glas mit anomaler Teildispersion. Dadurch kann im sichtbaren Spektralbereich eine apochromatische, nur durch die Beugung begrenzte Korrektion der chromatischen Längsabweichung erreicht werden.
  • Die Linsenradien, Linsendicken bzw. Luftabstände, freien Linsendurchmesser und die verwendeten Glastypen können der folgenden Tabelle entnommen werden. In dieser Tabelle bezieht sich die Nummer auf die jeweilige optisch wirksame Grenzfläche gezählt von der objektseitigen konvexen Linsenoberfläche der Linse 9 an. Tabelle 1
    Nr. Radius ri/mm Dicke bzw. Luftabstand di/mm freier Durchmesser dF/mm Medium
    1 39,242 16,5
    2,5 BaSF2
    2 21,909 16,1
    4,0 PK50
    3 –188,36 15,8
    1,852...27,1...37,41 Luft
    4 –55,431 14,0
    2,0 BaF4
    5 15,849 13,2
    3,0 SFL6
    6 32,081 12,6
    17,74...2,794...17,74 Luft
    7 –32,081 12,6
    3,0 SFL6
    8 –15,849 13,2
    2,0 BaF4
    9 55,431 14,0
    37,41...27,1...1,852 Luft
    10 188,36 15,8
    4,0 PK50
    11 –21,909 16,1
    2,5 BaSF2
    12 –39,242 16,5
    • Baulänge: 80 mm
  • Mit den vorstehend angegebenen Daten ergibt sich für das Zoomsystem eine Baulänge von 80 mm und bei den positiven Außengliedern eine Brennweite von 76,0 mm und bei den negativen Innengliedern eine Brennweite von –42,5 mm.
  • Selbstverständlich können die freien Linsendurchmesser verändert werden, um etwa dieses Zoomsystem an die jeweiligen Einbaugegebenheiten anzupassen.
  • Die optischen Daten einer weiteren, den 1 bis 3 entsprechenden Ausführungsform eines afokalen symmetrischen Zoomsystems mit der Baulänge 60 mm sind in der folgenden, im übrigen Tabelle 1 entsprechenden Tabelle 2 angeben: Tabelle 2
    Nr. Radius ri/mm Dicke bzw. Luftabstand di/mm freier Durchmesser dF/mm Medium
    1 27,449 16,5
    2,5 BaSF2
    2 15,077 16,1
    4,0 PK50
    3 –103,888 15,8
    1,196...17,25...23,8 Luft
    4 –39,343 14,0
    2,0 BaF4
    5 10,769 13,2
    3,0 SFL6
    6 20,360 12,6
    12,00...2,5...12,00 Luft
    7 –20,360 12,6
    3,0 SFL6
    8 –10,769 13,2
    2,0 BaF4
    9 39,343 14,0
    23,8...17,25...1,196 Luft
    10 103,888 15,8
    4,0 PK50
    11 –15,077 16,1
    2,5 BaSF2
    12 –27,449 16,5
    • Baulänge: 60 mm
  • Bei den vorstehend angegebenen Daten ergibt sich für das Zoomsystem mit der Baulänge 60 mm bei den positiven Außengliedern eine Brennweite von 50,9 mm und bei den negativen Innengliedern eine Brennweite von –27,3 mm.
  • Die optischen Daten noch einer weiteren, den 1 bis 3 entsprechenden Ausführungsform eines afokalen symmetrischen Zoomsystems mit der Baulänge 100 mm sind in der folgenden, im übrigen Tabelle 1 entsprechenden Tabelle 3 angeben: Tabelle 3
    Nr. Radius ri/mm Dicke bzw. Luftabstand di/mm freier Durchmesser dF/mm Medium
    1 56,238 16,5
    2,5 BaSF2
    2 30,209 16,1
    4,0 PK50
    3 –191,023 15,8
    1,762...37,25...51,74 Luft
    4 –65,991 14,0
    2,0 BaF4
    5 21,291 13,2
    3,0 SFL6
    6 47,361 12,6
    23,50...2,5...23,50 Luft
    7 –47,361 12,6
    3,0 SFL6
    8 –21,291 13,2
    2,0 BaF4
    9 65,991 14,0
    51,74...37,25...1,762 Luft
    10 191,023 15,8
    4,0 PK50
    11 –30,209 16,1
    2,5 BaSF2
    12 –56,238 16,5
    • Baulänge: 100 mm
  • Bei den vorstehend angegebenen Daten ergibt sich für das Zoomsystem mit der Baulänge 100 mm bei den positiven Außengliedern eine Brennweite von 102,4 mm und bei den negativen Innengliedern eine Brennweite von –59,2 mm.
  • 4 zeigt in schematischer Weise den Strahlengang und die optischen Komponenten eines Stereomikroskops 33 vom Teleskop-Typ.
  • Das Stereomikroskop 33 umfaßt ein Hauptobjektiv 35, in dessen Brennebene ein Beobachtungsobjekt 37 auf der optischen Achse des Objektivs 35 angeordnet ist. Das Objekt 37 wird von dem Objektiv 35 über zwei stereoskopische Teilstrahlengänge in zwei stereoskopische Teilbilder nach Unendlich abgebildet. Von diesen Teilstrahlengängen sind in 1 für den Objektpunkt 37 jeweils Randstrahlen 39 und 41 bzw. 43 und 45 dargestellt. Ferner sind in 4 die optische Achse 47 des in 4 unteren stereoskopischen Teilstrahlengangs und die optische Achse 49 des oberen stereoskopischen Teilstrahlengangs zu erkennen.
  • Der bezüglich des Objektivs 35 bildseitige Abstand der optischen Achsen 47 und 49 ist die Stereobasis, welche festlegt, unter welchem Stereowinkel das Objekt 37 betrachtet wird. Desweiteren sind die bezüglich des Objektivs 35 bildseitigen optischen Achsen 47 und 49 parallel sowohl zueinander als auch zur optischen Achse des Objektivs 35.
  • Dem Hauptobjektiv 35 bildseitig nachgeordnet ist im unteren stereoskopischen Teilstrahlengang das afokale Zoomsystem 1 der 1 bis 3 und im oberen stereoskopischen Teilstrahlengang ein identisches afokales Zoomsystem 1'.
  • Das Stereomikroskop 33 weist also einen sogenannten 2-kanaligen Zoom auf, bei dem jedem stereoskopischen Teilstrahlengang ein gesondertes Linsensystem zugeordnet ist. Die durch die erfindungsgemäße Symmetrie eines afokalen Zoomsystems erzielten Vorteile können jedoch auch bei einem 1-kanaligen Zoom erreicht werden, bei dem die freien Linsendurchmesser der einzelnen Linsen des Zoomsystems so groß sind, daß die Linsen des Zoomsystems 1 entsprechend dem Hauptobjektiv 35 jeweils beide stereoskopische Teilstrahlengänge umfassen.
  • Den symmetrischen und afokalen Zoomsystemen 1 und 1' bildseitig nachgeordnet ist ein einen 2-kanaligen Tubus 51 mit Okularen 53 umfassendes binokulares Fernrohr.
  • Wie in 4 zu erkennen ist, haben die beiden Stereokanäle des aus Tubus 51 und Okular 53 bestehenden binokularen Fernrohrs jeweils eine gemeinsame optische Achse mit den Zoomsystemen 1 und 1'.
  • Zwischen dem Hauptobjektiv 35 und den afokalen Zoomsystemen 1 und 1 sowie zwischen den afokalen Zoomsystemen 1 und 1' und dem 2-kanaligen Tubus 51 sind bei einem Stereomikroskop vom Teleskop-Typ voraussetzungsgemäß die Strahlenbüschel jeweils parallel. Das symmetrische Zoomsystem 1 muß also afokal sein, d. h. Objekt- und bildseitig nach Unendlich abbilden, um die optischen Teilkomponenten des Stereomikroskops 33, nämlich das Hauptobjektiv 35 und das binokulare Fernrohr, in modularer Weise durch andere Komponenten austauschen zu können. So können z. B. Hauptobjektive unterschiedlicher Brennweite zur Variation des Arbeitsabstandes verwendet werden, oder aber auch beim binokularen Fernrohr bestehend aus Tubus 51 und Okular 53 aus ergonomischen Gründen ein Geradtubus durch einen Schrägtubus oder Schwenktubus ersetzt werden. Selbstverständlich kann das Hauptobjektiv 35 und das binokulare Fernrohr auch mit anderen afokalen symmetrischen Zoomsystemen kombiniert werden. Desweiteren können in den Bereichen mit parallelem Strahlengang, d. h. mit parallelen Strahlenbüscheln, auch Komponenten zur Photo- und TV-Dokumentation besonders einfach eingefügt werden.
  • Es ist also wesentlich, daß das afokale Zoomsystem die Afokalität im gesamten Vergrößerungsbereich von Γ = 0,4 bis Γ = 2,4 erfüllt. Dies kann durch Justierung der Außenglieder 13 und 31 des Zoomsystems 1 hinreichend genau erreicht werden.
  • Da das Zoomsystem bei der Stereomikroskop 33 aus zwei gleichen Kanälen besteht, ergeben sich durch die erfindungsgemäße Symmetrie hohe Stückzahlen jeweils gleicher Linsen, was ökonomisch von großem Vorteil ist. Auch im Hinblick auf die erforderliche Parallelität der optischen Achsen 47 und 49 ist der für die Parallelität erforderliche Mehraufwand für die Einhaltung der optischen und mechanischen Zentriergenauigkeiten der Teilglieder des afokalen Zoomsystems bei nur zwei verschiedenen Teilgliedern ökonomisch vertretbar.

Claims (7)

  1. Afokales Zoomsystem (1) für Operationsmikroskope mit vier optischen Gliedern (13, 31, 19, 25), wobei die optischen Glieder (13, 31, 19, 25) paarweise identisch ausgebildet sind und zwei Außenglieder (13, 31) und zwei verschiebbare Innenglieder (19, 25) umfassen und wobei die paarweise identischen optischen Glieder (13, 31, 19, 25) spiegelbildlich zu einer zur optischen Achse (7) orthogonalen Symmetrieebene angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Außenglieder (13, 31) feststehend sind und die Innenglieder (19, 25) auf verschiedenen Kurven in gleichsinniger Weise verschiebbar sind und dass das Zoomsystem (1) Linsen (11, 27, 17, 21) aus Gläsern anomaler Teildispersion umfasst.
  2. Afokales Zoomsystem (1) nach einem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenglieder (19, 25) des Zoomsystems (1) eine negative Brechkraft und die Außenglieder (13, 31) des Zoomsystems (1) eine positive Brechkraft aufweisen.
  3. Afokales Zoomsystem (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zoomsystem (1) aus Kittgliedern (13, 19, 25, 31) aufgebaut ist.
  4. Afokales Zoomsystem (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass je eine Linse (11, 27) in jedem Außenglied (13, 31) und jeweils eine Linse (17, 21) in jedem Innenglied (19, 25) aus einem Glas mit anomaler Teildispersion besteht.
  5. Afokales Zoomsystem (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zoomsystem (1) durch die in der folgenden Tabelle zusammengefassten Daten gekennzeichnet ist: Nr. Radius ri/mm Dicke bzw. Luftabstand di/mm freier Durchmesser dF/mm Medium 1 39,242 16,5 2,5 BaSF2 2 21,909 16,1 4,0 PK50 3 –188,36 15,8 1,852...27,1...37,41 Luft 4 55,431 14,0 2,0 BaF4 5 15,849 13,2 3,0 SFL6 6 32,081 12,6 17,74...2,794...17,74 Luft 7 –32,081 12,6 3,0 SFL6 8 –15,849 13,2 2,0 BaF4 9 55,431 14,0 37,41...27,1...1,852 Luft 10 188,36 15,8 4,0 PK50 11 –21,909 16,1 2,5 BaSF2 12 –39,242 16,5
    Baulänge: 80 mm
  6. Mikroskop vom Teleskop-Typ mit einem afokalen Zoomsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
  7. Mikroskop nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Stereomikroskop (33) ist.
DE19837135.7A 1997-09-29 1998-08-17 Afokales Zoomsystem Expired - Fee Related DE19837135C5 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19837135.7A DE19837135C5 (de) 1997-09-29 1998-08-17 Afokales Zoomsystem

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19742843 1997-09-29
DE19742843.6 1997-09-29
DE19837135.7A DE19837135C5 (de) 1997-09-29 1998-08-17 Afokales Zoomsystem

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE19837135A1 DE19837135A1 (de) 1999-04-01
DE19837135B4 true DE19837135B4 (de) 2010-01-07
DE19837135C5 DE19837135C5 (de) 2016-09-22

Family

ID=7843917

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19837135.7A Expired - Fee Related DE19837135C5 (de) 1997-09-29 1998-08-17 Afokales Zoomsystem

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5991090A (de)
JP (1) JP4446024B2 (de)
CH (1) CH693753A5 (de)
DE (1) DE19837135C5 (de)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6476962B1 (en) * 2001-04-24 2002-11-05 Eastman Kodak Company Multi-beam zoom lens for producing variable spot sizes for a laser printer
JP2004012825A (ja) * 2002-06-07 2004-01-15 Fuji Photo Optical Co Ltd 投影光学系およびそれを用いた投影露光装置
DE10249702A1 (de) * 2002-10-25 2004-05-06 Leica Microsystems (Schweiz) Ag Zoomsystem
CN101825762A (zh) * 2003-10-23 2010-09-08 安德里斯·奥布雷斯基 成像光学系统
DE10359733A1 (de) 2003-12-19 2005-07-14 Carl Zeiss Jena Gmbh Afokales Zoomsystem
US20060176550A1 (en) * 2005-02-07 2006-08-10 Christian Luecke Tube for a viewing device as well as a viewing device
EP2103249B9 (de) 2008-03-19 2016-10-19 Carl Zeiss Meditec AG Chirurgisches Mikroskopsystem mit optischer Kohärenz-Tomographieeinrichtung
EP2288963B1 (de) * 2008-05-09 2013-08-21 Carl Zeiss SMT GmbH Optisches Fourier-System, Beleuchtungssystem und Belichtungssystem der Mikrolithographie
WO2009157360A1 (ja) * 2008-06-25 2009-12-30 株式会社ニコンビジョン リレーズーム系
DE102009041994A1 (de) 2009-09-18 2011-03-24 Carl Zeiss Microlmaging Gmbh Variables Mikroskopsystem
JP5646278B2 (ja) 2010-03-29 2014-12-24 オリンパス株式会社 顕微鏡アダプタユニット
DE102010026171A1 (de) * 2010-07-06 2012-01-12 Carl Zeiss Surgical Gmbh Digitales Mikroskopiesystem
US9632302B2 (en) * 2013-01-09 2017-04-25 Lumencor, Inc. Adjustable collimator for coupling a light guide to a microscope
DE102014108811B3 (de) 2014-06-24 2015-11-26 Carl Zeiss Meditec Ag Stereomikroskop mit einem Hauptbeobachterstrahlengang und einem Mitbeobachterstrahlengang
US9662010B2 (en) 2014-09-19 2017-05-30 Carl Zeiss Meditec Ag Optical system, comprising a microscopy system and an OCT system
DE102015203844A1 (de) * 2015-03-04 2016-09-08 Carl Zeiss Meditec Ag Optiksystem und Operationsmikroskop
CN109069007A (zh) 2016-03-08 2018-12-21 泽博拉医疗科技公司 皮肤疾病的非侵入式检测
WO2018047832A1 (en) 2016-09-06 2018-03-15 Nikon Corporation Catadioptric unit-magnification afocal pupil relay and optical imaging system employing the same
EP3614915A4 (de) 2017-04-28 2021-01-20 Enspectra Health, Inc. Systeme und verfahren zur bildgebung und messung von sarkomeren
CN111158114B (zh) * 2020-02-24 2022-01-07 诚瑞光学(常州)股份有限公司 摄像光学镜头
CA3206199A1 (en) * 2021-01-29 2022-08-04 Edward Allen Dehoog Opthalmic instrument eyepiece extender

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4132463A (en) * 1971-05-08 1979-01-02 Canon Kabushiki Kaisha Zoom optical system
DE3911664A1 (de) * 1988-07-17 1990-01-18 Rathenower Optische Werke Veb Pankratisches system

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL90813C (de) * 1950-07-18
US2901943A (en) * 1956-09-05 1959-09-01 American Optical Corp Stereoscopic microscope
US3127466A (en) * 1961-04-12 1964-03-31 American Optical Corp Variable magnification lens system for microscopes
US4061419A (en) * 1976-03-03 1977-12-06 Xerox Corporation Variable magnification lens system
JPS60641B2 (ja) * 1977-07-25 1985-01-09 株式会社ニコン 斜視実体顕微鏡
DD271962A1 (de) * 1988-05-09 1989-09-20 Zeiss Jena Veb Carl Afokales pankratisches system
DE4326761A1 (de) * 1993-08-10 1995-02-16 Zeiss Carl Fa Stereomikroskop

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4132463A (en) * 1971-05-08 1979-01-02 Canon Kabushiki Kaisha Zoom optical system
DE3911664A1 (de) * 1988-07-17 1990-01-18 Rathenower Optische Werke Veb Pankratisches system

Also Published As

Publication number Publication date
CH693753A5 (de) 2004-01-15
JPH11160625A (ja) 1999-06-18
JP4446024B2 (ja) 2010-04-07
US5991090A (en) 1999-11-23
DE19837135A1 (de) 1999-04-01
DE19837135C5 (de) 2016-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19837135B4 (de) Afokales Zoomsystem
EP1293819B1 (de) Stereo-Mikroskopieanordnung
DE10222041B4 (de) Afokales Zoomsystem zur Verwendung in Mikroskopen
DE102013006999B4 (de) Telezentrisches modulares Zoomsystem
DE2849801C2 (de) Foto-Okular
DE3221184A1 (de) Optisches suchersystem mit dioptrien-korrekturverstellung
EP3417761B1 (de) Relaisoptik für ein starres endoskop und ein endoskop mit einer solchen relaisoptik
DE102017113274A1 (de) Kameraobjektiv für ein Endoskop und Endoskop
EP1369729A2 (de) Objektiv für Stereomikroskope vom Teleskop-Typ
DE102010002722A1 (de) Zoomsystem für ein Mikroskop und Verfahren zum Betreiben eines solchen Zoomsystems
DE19546746B4 (de) Zoom-System für mindestens zwei stereoskopische Beobachtungs-Strahlengänge
DE102012006749B4 (de) Stereomikroskop
EP0688440B1 (de) Optisches system mit variablem abbildungsmassstab
EP1025460B1 (de) Mikroskop-okular mit 10-facher vergrösserung
EP2853933B1 (de) Optisches Abbildungssystem
WO2006037530A1 (de) Stereomikroskop mit hoher numerischer apertur
DE10209403B9 (de) Video-Beobachtungssystem
DE102014108596B3 (de) Objektiv und optisches Gerät
DE102009015494A1 (de) Okular und Tubus für ein Mikroskop
EP1412800A1 (de) Stablinsensystem für starre endoskope
DE19930568A1 (de) Nahvorsatzoptik für ein Binokular
DE102013219383B3 (de) Optisches Abbildungssystem
EP2616867B1 (de) Mikroskopobjektiv mit grossem arbeitsabstand
EP3997509A1 (de) Mehrkanalige optomechanische adressiereinheit
DE102007024757A1 (de) Zoomsystem

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: CARL ZEISS SURGICAL GMBH, 73447 OBERKOCHEN, DE

8363 Opposition against the patent
R006 Appeal filed
R008 Case pending at federal patent court
R082 Change of representative

Representative=s name: PFIZ/GAUSS PATENTANWAELTE PARTMBB, DE

Representative=s name: SCHAUMBURG & PARTNER PATENTANWAELTE GBR, DE

Representative=s name: SCHAUMBURG & PARTNER PATENTANWAELTE MBB, DE

Representative=s name: WOLF, PFIZ & GAUSS PATENTANWAELTE PARTNERSCHAF, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: PFIZ/GAUSS PATENTANWAELTE PARTMBB, DE

Representative=s name: WOLF, PFIZ & GAUSS PATENTANWAELTE PARTNERSCHAF, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: CARL ZEISS MEDITEC AG, DE

Free format text: FORMER OWNER: CARL ZEISS SURGICAL GMBH, 73447 OBERKOCHEN, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: PFIZ/GAUSS PATENTANWAELTE PARTMBB, DE

Representative=s name: WOLF, PFIZ & GAUSS PATENTANWAELTE PARTNERSCHAF, DE

R034 Decision of examining division/federal patent court maintaining patent in limited form now final
R206 Amended patent specification
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee