DE19950899A1

DE19950899A1 - Beleuchtbare optische Vergrösserungsvorrichtung

Info

Publication number: DE19950899A1
Application number: DE19950899A
Authority: DE
Inventors: Peter Mueller; Horst Glaum; Ruediger Hempfling
Original assignee: Lifatec GmbH Faseroptik und Optoelektronik
Current assignee: Lifatec GmbH Faseroptik und Optoelektronik
Priority date: 1999-10-22
Filing date: 1999-10-22
Publication date: 2001-06-07
Also published as: US6384988B1

Abstract

Beleuchtbare optische Vergrößerungsvorrichtung mit einer optischen Abbildungseinheit (1), die ein vergrößertes Abbild eines zu betrachtenden Gegenstandes (2) erzeugen kann und mit einer Beleuchtungseinrichtung, deren Licht zumindest teilweise zur Ausleuchtung des zu betrachtenden Gegenstandes (2) verwendbar ist, wobei die Beleuchtungseinrichtung mindestens eine Lumineszenzdiode (4) umfaßt, die derart in der Vergrößerungsvorrichtung angeordnet ist, daß ihr Licht im wesentlichen direkt in Richtung auf den zu betrachtenden Gegenstand (2) aus der Vergrößerungsvorrichtung austreten kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine beleuchtbare optische Vergrößerungsvorrichtung, insbesondere eine Vergrößerungsvorrichtung mit einer optischen Abbildungseinheit, die ein vergrößertes Abbild eines zu betrachtenden Gegenstandes erzeugen kann, und mit einer Beleuchtungseinrichtung, deren Licht zumindest teilweise zur Ausleuchtung des zu beleuchtenden Gegenstandes verwendbar ist.

Eine Vergrößerungsvorrichtung der vorgenannten Art ist aus der deutschen Patentschrift DE 39 15 119 C1 bekannt. Bei der darin beschriebenen insbesondere als Leselupe verwendbaren Vergrößerungsvorrichtung besteht die Abbildungseinheit aus einer Plankonvexlinse und einer Plankonkavlinse, deren konkave Fläche der planen Fläche der Plankonvexlinse gegenüberliegt, so daß abgesehen von einem äußeren an der planen Fläche der Plankonvexlinse anliegenden ringförmigen Bereich ein Luftspalt zwischen den beiden Linsen besteht. Die beiden Linsen dieser Abbildungseinheit weisen einen im wesentlichen kreisförmigen Umriß auf, wobei in den äußeren Randbereichen der Plankonkavlinse in gleichen Winkelabständen Glühlampen angeordnet sind, die Teil der Beleuchtungseinrichtung der aus dem Stand der Technik bekannten Vergrößerungsvorrichtung sind. Das von diesen Glühlampen ausgehende Licht breitet sich durch die Plankonkavlinse aus und wird von ihrer an den Luftspalt angrenzenden konkaven Fläche in Richtung auf die plane Fläche der Plankonkavlinse im wesentlichen total reflektiert, so daß das aus dieser planen Fläche austretende Licht einen beabstandet zu dieser planen Fläche angeordneten Gegenstand ausleuchten kann, der mittels der als Leselupe ausgebildeten Vergrößerungsvorrichtung vergrößert betrachtet werden soll. Die vorgenannte Leselupe ist mit einer die Abbildungseinheit umgebenen ringförmigen Halterung versehen, an der ein Handgriff für die Aufnahme einer Batterie vorgesehen ist.

Als nachteilig bei der vorgenannten Vorrichtung erweist sich, daß aufgrund des relativ hohen Energieverbrauchs der Glühlampen häufig die Batterien ausgewechselt werden müssen. Weiterhin muß die Möglichkeit vorgesehen sein, die Glühlampen auszuwechseln, da diese nur mit einer begrenzten Lebensdauer ausgestattet sind. Zusätzlich wird bei der vorgenannten Vorrichtung ein erheblicher Aufwand betrieben, um das von den Glühlampen ausgesandte Licht vermittels Reflexion an der konkaven Fläche der Plankonkavlinse auf den zu betrachtenden Gegenstand zu lenken. Der für die Anordnung notwendige Luftspalt und die Ausgestaltung der Plankonkavlinse verhindern eine für die optische Abbildung des zu betrachtenden Gegenstandes optimale Gestaltung der Abbildungseinheit.

Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problem ist die Schaffung einer Vergrößerungsvorrichtung der eingangs genannten Art, die einfach gestaltet ist und bei guter Ausleuchtung eines zu betrachtenden Gegenstandes einen geringen Energieverbrauch aufweist.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß die Beleuchtungsvorrichtung mindestens eine Lumineszenzdiode umfaßt, die derart in der Vergrößerungsvorrichtung angeordnet ist, daß ihr Licht im wesentlichen direkt in Richtung auf den zu betrachtenden Gegenstand aus der Vergrößerungsvorrichtung austreten kann. Im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Glühlampen ist der Stromverbrauch einer Lumineszenzdiode in der Regel wesentlich geringer, so daß eine beispielsweise als Batterie oder wiederaufladbare Batterie in der Vergrößerungsvorrichtung vorgesehene Stromversorgung nur noch recht selten ausgetauscht werden muß. Weiterhin haben aktuelle Lumineszenzdioden eine Lebensdauer von etwa 100.000 Stunden, so daß die Vergrößerungsvorrichtung einfacher gestaltet werden kann, weil ein Wechsel der mindestens einen Lumineszenzdiode im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Glühfadenlampen nicht mehr erforderlich ist. Zusätzlich wird aufgrund des im wesentlichen direkten Lichtaustritts in Richtung auf den zu betrachtenden Gegenstand ein komplizierter Aufbau der Vergrößerungsvorrichtung vermieden. Es muß nicht mehr wie in dem beispielsweise vorgenannten Stand der Technik ein relativ großer Aufwand betrieben werden, um das Licht einer oder mehrerer Glühfadenlampen beispielsweise durch Totalreflektion möglichst effektiv auf den zu betrachtenden Gegenstand zu lenken. Daher läßt sich die Abbildungseinheit unabhängig von der gemäß dem Stand der Technik notwendigen Funktion der Gegenstandsausleuchtung so gestalten, daß herkömmliche Linsenfehler, wie sphärische Abberation, Astigmatismus, Bildfeldwölbung, Verzerrung und chromatische Abberation weitestgehend vermieden werden können. Zusätzlich läßt sich aufgrund des Wegfalls der Beleuchtungsfunktion der Abbildungseinheit deren gesamte geometrische Linsenfläche optisch nutzen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die mindestens eine Lumineszenzdiode derart gestaltet, daß sie weißes Licht, insbesondere mit einer Farbtemperatur von etwa 6500 K, aussenden kann. Es zeigt sich, daß die Qualität einer Abbildung für das menschliche Auge bis zu einem gewissen Grad von der Farbtemperatur des beleuchtenden Lichtes abhängt. Beispielsweise ergibt weißes Licht einen klareren Kontrast als gelbes Licht. Damit wird durch die Verwendung von weißen Lumineszenzdioden, insbesondere bei einer Farbtemperatur von etwa 6500 K, eine besonders gute Abbildung ermöglicht. Leuchtdioden der vorgenannten Art entwickeln während des Betriebs zusätzlich eine geringe Wärme, da die Wandlung von Strom und Licht mit einem hohen Wirkungsgrad erfolgt. Daher kann die Konstruktion der Vergrößerungseinrichtung darauf verzichten, Vorkehrungen für den Ausgleich thermischer Spannungen zu treffen. Zusätzlich wird durch das weiße neutrale Licht insbesondere bei einer Verwendung der erfindungsgemäßen Vergrößerungsvorrichtung als Leselupe der zu betrachtende Bereich extrem gut ausgeleuchtet bei gleichzeitig geringem Energieverbrauch.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Abbildungseinheit einen wesentlichen kreisförmigen Querschnitt beziehungsweise Umriß auf, wobei die Beleuchtungseinrichtung eine Anzahl von Lumineszenzdioden aufweist, die, vorzugsweise in gleichen Winkelabständen, um die Abbildungseinheit herum angeordnet sind. Auf diese Weise ergibt sich eine besonders wirkungsvolle Ausleuchtung des zu betrachtenden Gegenstandes.

Die Abbildungseinheit kann mindestens eine Sammellinse und/oder mindestens einen Achromaten umfassen, die zur Abbildung des zu betrachtenden Gegenstandes Verwendung finden können. Wie bereits im vorgenannten erwähnt, kann die Abbildungseinheit beliebig hinsichtlich ihrer Abbildungseigenschaften optimiert werden.

Dazu kann beispielsweise vorgesehen sein, mindestens eine optisch funktionale Fläche der Abbildungseinheit, die zur Abbildung des zu betrachtenden Gegenstandes Verwendung findet, mit mindestens einer reflektionsvermindernden Beschichtung zu versehen. Dabei kann die mindestens eine Beschichtung als Mehrfachvergütung ausgeführt sein, so daß die Restreflektion im sichtbaren Spektralbereich weniger als 1%, vorteilhafterweise weniger als 0,5% beträgt. Dadurch können die Abbildungseigenschaften für den Betrachter weiter verbessert werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Vergrößerungsvorrichtung einen Handgriff umfassen, in der eine Stromversorgung für die mindestens eine Lumineszenzdiode untergebracht ist, wobei die mindestens eine Lumineszenzdiode mit der Stromversorgung vorzugsweise über einen an dem Handgriff angeordneten Schalter verbunden ist. Als Stromversorgung kann eine Batterie oder eine wiederaufladbare Batterie Verwendung finden. Die Unterbringung der Stromversorgung in einem Handgriff verleiht der Vergrößerungsvorrichtung einen kompakten Aufbau.

Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, daß die Abbildungseinheit von einer ringförmigen Halterung umgeben ist, in der die mindestens eine Lumineszenzdiode untergebracht ist. Hierzu kann die ringförmige Halterung mit dem vorgenannten Handgriff verbunden sein. Es kann weiterhin vorgesehen sein, daß auf der dem Gegenstand zugewandten Seite der ringförmigen Halterung Öffnungen für den Austritt des Lichts der jeweiligen Lumineszenzdiode angebracht sind. Hierzu können die Lumineszenzdioden beispielsweise in gleichen Winkelabständen um die Abbildungseinheit herum angeordnet sein. Auf diese Weise ergibt sich ein sehr unkomplizierter Aufbau der erfindungsgemäßen Vergrößerungsvorrichtung, da letztlich nur eine ringförmige Halterung mit einem Handgriff vorgesehen ist, wobei in der ringförmigen Halterung in einfache Bohrungen die zur Ausleuchtung dienenden Lumineszenzdioden eingebracht sind. Im Gegensatz zu dem doch recht komplizierten Stand der Technik ergibt sich somit ein robuster kompakter Aufbau der erfindungsgemäßen Vergrößerungsvorrichtung.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vergrößerungsvorrichtung;

Fig. 2 eine Seitenansicht der in Fig. 1 abgebildeten erfindungsgemäßen Vergrößerungsvorrichtung.

Die in den vorgenannten Figuren abgebildete beleuchtbare optische Vergrößerungsvorrichtung umfaßt eine optische Abbildungseinheit 1, die in dem abgebildeten Ausführungsbeispiel einen kreisförmigen Umriß beziehungsweise kreisförmigen Querschnitt aufweist. Diese optische Abbildungseinheit 1 kann beispielsweise aus einer oder mehreren Sammellinsen oder auch aus Achromaten oder einer Kombination aus Sammellinsen und Achromaten oder dergleichen bestehen. Erfindungsgemäß kann die optische Abbildungseinheit 1 so ausgestaltet sein, daß Linsenfehler wie sphärische Abberation, Astigmatismus, Bildfeldwölbung, Verzerrung und chromatische Abberation weitgehend ausgeschaltet sind. Weiterhin besteht die Möglichkeit, eine oder mehrere der an der Abbildung beteiligten optisch funktionalen Flächen mit einer reflektionsverminderden Beschichtung zu versehen. Insbesondere kann eine Mehrfachvergütung vorgesehen sein, mittels der die Restreflektion im sichtbaren Spektralbereich auf weniger als 1%, insbesondere weniger als 0,5% reduziert werden kann.

Mit der abgebildeten Vergrößerungsvorrichtung soll ein. Gegenstand 2 wie mittels einer Lupe derart abgebildet werden können, daß ein auf der dem Gegenstand 2 entgegengesetzten Seite der Abbildungseinheit 1 in diese hineinschauende Betrachter ein vergrößertes Bild des Gegenstandes 2 erblickt.

Die Abbildungseinheit 1 ist in dem abgebildeten Ausführungsbeispiel von einer ringförmigen Halterung 3 umgeben. Die ringförmige Halterung 3 ist auf ihrer dem zu betrachtenden Gegenstand zugewandten Seite mit Öffnungen versehen, die in dem abgebildeten Ausführungsbeispiel in gleichen Winkelabständen um die Abbildungseinheit 1 herum angeordnet sind. Insbesondere sind in dem abgebildeten Ausführungsbeispiel sechs Öffnungen in der Halterung 3 angeordnet. Aus diesen Öffnungen ragen die Spitzen von jeweils im Bereich einer der Öffnungen in der ringförmigen Halterung 3 gehalterten Lumineszenzdioden 4 heraus, deren Licht sich von der ringförmigen Halterung 3 aus in Richtung auf den Gegenstand 2 ausbreiten kann. In Fig. 2 sind jeweils die Randstrahlen 5 des von den einzelnen Lumineszenzdioden 4 ausgehenden Lichts eingezeichnet.

Die Lumineszenzdioden 4 sind vorteilhafterweise als sogenannte Weißlichtdioden ausgeführt, deren Licht eine Farbtemperatur von etwa 6500 K aufweisen kann.

Die ringförmige Halterung 3 ist in dem abgebildeten Ausführungsbeispiel mit einem Handgriff 6 verbunden. In dem Handgriff 6 kann eine Stromversorgung untergebracht sein, die beispielsweise als Batterie oder wiederaufladbare Batterie ausgeführt sein kann. Die Stromversorgung ist über einen ebenfalls im Bereich des Handgriffs angeordneten Schalter 7 elektrisch leitend mit den Lumineszenzdioden 4 verbunden. An dem von der ringförmigen Halterung 3 abgewandten Ende des Handgriffes 6 kann eine Griffkappe 8 angeordnet sein, die abgeschraubt werden kann, um dem Benutzer einen Zugang zu der Stromversorgung, mithin zu der Batterie oder der wiederaufladbaren Batterie zu ermöglichen.

Claims

1. Beleuchtbare optische Vergrößerungsvorrichtung mit einer optischen Abbildungseinheit (1), die ein vergrößertes Abbild eines zu betrachtenden Gegenstandes (2) erzeugen kann und mit einer Beleuchtungseinrichtung, deren Licht zumindest teilweise zur Ausleuchtung des zu betrachtenden Gegenstandes (2) verwendbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinrichtung mindestens eine Lumineszenzdiode (4) umfaßt, die derart in der Vergrößerungsvorrichtung angeordnet ist, daß ihr Licht im wesentlichen direkt in Richtung auf den zu betrachtenden Gegenstand (2) aus der Vergrößerungsvorrichtung austreten kann.

2. Vergrößerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Lumineszenzdiode (4) derart gestaltet ist, daß sie weißes Licht, insbesondere mit einer Farbtemperatur von etwa 6500 K, aussenden kann.

3. Vergrößerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildungseinheit (1) einen im wesentlichen kreisförmigen Umriß beziehungsweise Querschnitt aufweist, wobei die Beleuchtungseinrichtung eine Anzahl von Lumineszenzdioden (4) aufweist, die, vorzugsweise in gleichen Winkelabständen, um die Abbildungseinheit (1) herum angeordnet sind.

4. Vergrößerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildungseinheit (1) mindestens eine Sammellinse und/oder mindestens einen Achromaten umfaßt, die zur Abbildung des zu betrachtenden Gegenstandes (2) Verwendung finden können.

5. Vergrößerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine optisch funktionale Fläche der Abbildungseinheit (1), die zur Abbildung des zu betrachtenden Gegenstandes Verwendung finden kann, mit mindestens einer reflektionsvermindernden Beschichtung versehen ist.

6. Vergrößerungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Beschichtung als Mehrfachvergütung ausgeführt ist, so daß die Restreflektion der Abbildungseinheit (1) im sichtbaren Spektralbereich weniger als 1%, vorteilhafterweise weniger als 0,5% beträgt.

7. Vergrößerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergrößerungsvorrichtung einen Handgriff (6) umfaßt, in der eine Stromversorgung für die mindestens eine Lumineszenzdiode (4) untergebracht ist, wobei die mindestens eine Lumineszenzdiode (4) mit der Stromversorgung vorzugsweise über einen an dem Handgriff (6) angeordneten Schalter (7) verbunden ist.

8. Vergrößerungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgung als Batterie oder wiederaufladbare Batterie ausgeführt ist.

9. Vergrößerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildungseinheit (1) von einer ringförmigen Halterung (3) umgeben ist, in der die Lumineszenzdioden (4) untergebracht sind, wobei die ringförmige Halterung (3) vorzugsweise mit dem Handgriff (6) verbunden ist.

10. Vergrößerungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Gegenstand zuzuwendenden Seite der ringförmigen Halterung (3) Öffnungen für den Austritt des Lichts der jeweiligen Lumineszenzdiode (4) angebracht sind.