DE202005005967U1

DE202005005967U1 - Hauptobjektiv für Stereo- bzw. Operationsmikroskope

Info

Publication number: DE202005005967U1
Application number: DE200520005967
Authority: DE
Original assignee: Leica Microsystems Schweiz AG
Current assignee: Leica Instruments Singapore Pte Ltd
Priority date: 2005-04-14
Filing date: 2005-04-14
Publication date: 2005-08-11
Anticipated expiration: 2015-04-15

Abstract

Hauptobjektiv für Stereo- bzw. Operationsmikroskope mit einer Kombination verschiedener Linsen zur Realisierung eines unverkitteten Luftspalt-Achromat-Typs, dadurch gekennzeichnet, dass es Linsen (1, 3) mit dazwischen angeordnetem Luftspalt (2) aufweist mit einer Sammellinse (1) und einer Zerstreuungslinse (3), wobei die Kombination aus je einer Glas- und Kunststofflinse oder einer Kombination von Kunststofflinsen besteht und wenigstens eine der Linsen (1, 3) wenigstens eine asphärische Fläche (1a oder 3a) aufweist, oder wobei der jeweilige Brechungsindex der Linsen (1, 3) so gewählt ist, dass sich eine optimale Korrektur des Gesamtsystems ergibt.

Description

Die Neuerung betrifft ein Hauptobjektiv für Stereo- bzw. Operationsmikroskope mit einer Kombination verschiedener Linsen.
Bekannt sind unverkittete Achromate, die aus zwei Glaslinsen mit unterschiedlichen Brechungsindices bestehen. Dabei werden zwei Glassorten verwendet, die wegen ihrer unterschiedlichen thermischen und mechanischen Eigenschaften nicht gekittet werden können. Eine der Glaslinsen kann dabei auch mindestens eine asphärische Fläche aufweisen. Gegenüber den gekitteten Achromaten können Objektive dieses Typs dank der zusätzlichen Fläche und dem zusätzlichen Luftabstand jedoch optisch besser korrigiert werden. Dies hat für die Weiterentwicklung der Operationstechnik sowie für die gestiegenen Ansprüche an eine verzerrungsfreie Abbildungsleistung von Operationsmikroskopen eine große Bedeutung.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Neuerung, ein verbessertes Hauptobjektiv für ein Stereo- bzw. Operationsmikroskop anzugeben, das den gestiegenen Anforderungen an ein modernes medizinisches Untersuchungsinstrument entspricht.
Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß durch ein Hauptobjektiv der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Linsen einen Luftspalt-Achromaten-Typ mit zwei unverkitteten Linsen – und zwar einer Sammellinse und einer Zerstreuungslinse – umfassen, wobei die Kombination aus Glas- und Kunststofflinsen oder einer Kombination von Kunststofflinsen besteht und wenigstens eine der Linsen wenigstens eine asphärische Fläche aufweist.
Weitere Ausgestaltungen der vorliegenden Neuerung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die nachfolgende Tabelle I zeigt in der Übersicht die neuerungsgemäßen Variationen von achromatischen Linsenpaaren mit (X) bzw. ohne (O) asphärische Korrektur.
Angegeben sind 12 Einzelbeispiele (Varianten). In den Beispielen 4, 8 und 12 sind beide Linsen asphärisch korrigiert; in den Beispielen 2, 3, 6, 7, 10 und 11 ist jeweils nur eine Linse asphärisch korrigiert; in den Beispielen 1, 5 und 9 sind keine asphärischen Flächen vorhanden, vielmehr wird in diesen letztgenannten Fällen die jeweilige Korrektion durch eine passende Wahl der Glas- oder Kunststoffsorte realisiert.
TABELLE I
Asphärische Linsen können beispielsweise durch spanabhebende Flächenbearbeitung – wie Fräsen oder Polieren – bzw. durch Pressen oder Verformen von Glaslinsen produziert werden. Durch die gesteigerte Rechnerleistung können inzwischen auch komplexe Kunststofflinsen berechnet und anschließend gefertigt werden, beispielsweise durch Pressen, Spritzen oder Gießen.
In der Grundausgestaltung ist neuerungsgemäß der asphärische Luftspalt-Achromat mit mindestens einer Kunststofflinse vorgesehen. Die bevorzugte Variante ist aus Fertigungs-, Kosten- und Gewichtsgründen jedoch die Kunststoff-Kunststoff-Kombination. Darüber hinaus ist es aber auch möglich, geeignete Glassorten für die Linsen zu verwenden, weil sie thermisch stabiler sind, was bei Operationsmikroskopen mit eingebauter Beleuchtung von Bedeutung sein kann.
Die nachfolgende Tabelle II gibt die Konstruktionsdaten eines neuerungsgemäßen Hauptobjektives mit zwei Kunststofflinsen an.
TABELLE II
Dabei bedeuten:

ASP – asphärisch
K, A, B, C, D – Koeffizienten
EFL – Brennweite
BFL – Rückfokussierlänge
IMG – Bild

Die positive Linse 1 hat die Flächen 1a und 1b:, die negative Linse 3 die Flächen 3a und 3b.
Anhand der 1 wird die Neuerung näher erläutert.
1 zeigt die in Tabelle II mit ihren Konstruktionsdaten aufgeführte Kombination von Linsen 1, 3 des Hauptobjektivs mit dem dazugehörigen Strahlengang 4 für die Abbildung im nicht mit dargestellten Stereo- bzw. Operationsmikroskop.
Die annähernd ebene Seite 3b der Linse 3 ist dem Objekt 5 zugewandt. Die Linse 3 weist mit ihrer Konkav-Seite 3a, die als asphärische Fläche ausgebildet sein kann, zum Luftspalt 2, welcher annähernd parallel ist. Zum in der Tabelle II angegebenen Beispiel ist diese Linsenseite jedoch als sphärische Fläche 3a ausgeführt. Die bikonvexe Linse 1 weist eine sphärische Fläche 1b, die zum Luftspalt 2 ausgerichtet ist, und eine asphärische Fläche 1a auf.
Die einfallenden Strahlen 4 bilden sich aufgrund der gewählten Radien 1a, 1b, 3a, 3b der Linsen 1, 3, des vorgesehenen Luftspalts 2 sowie der ausgewählten Materialien der Linsen 1, 3 punktförmig – vgl. 4a, 4b, 4c, 4d und 4e – auf dem Objekt 5 ab.

1: positive Linse
1a: asphärische Fläche von (1)
1b: sphärische Fläche von (1)
2: Luftspalt
3: negative Linse
3a: asphärische (oder sphärische) Fläche von (3)
3b: (sphärische) quasi plane Fläche von (3)
4: einfallende Strahlen
4a, b, c, d, e: punktförmige Abbildung der Strahlen (4)
5: Objekt

Claims

Hauptobjektiv für Stereo- bzw. Operationsmikroskope mit einer Kombination verschiedener Linsen zur Realisierung eines unverkitteten Luftspalt-Achromat-Typs, dadurch gekennzeichnet, dass es Linsen (1, 3) mit dazwischen angeordnetem Luftspalt (2) aufweist mit einer Sammellinse (1) und einer Zerstreuungslinse (3), wobei die Kombination aus je einer Glas- und Kunststofflinse oder einer Kombination von Kunststofflinsen besteht und wenigstens eine der Linsen (1, 3) wenigstens eine asphärische Fläche (1a oder 3a) aufweist, oder wobei der jeweilige Brechungsindex der Linsen (1, 3) so gewählt ist, dass sich eine optimale Korrektur des Gesamtsystems ergibt.
Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kombination eine positive Kunststofflinse (1) mit mindestens einer asphärischen Linsenseite (1a) und eine negativen Glaslinse (3) umfasst.
Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kombination eine positive Kunststofflinse (1) und eine negative Glaslinse (3) mit mindestens einer asphärischen Linsenseite (3a) umfasst.
Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kombination eine positive Kunststofflinse (1) mit mindestens einer asphärischen Linsenseite (1a) und eine negative Glaslinse (3) mit mindestens einer asphärischen Linsenseite (3a) umfasst.
Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kombination eine positive Glaslinse (1) mit mindestens einer asphärischen Linsenseite (1a) und eine negative Kunststofflinse (3) umfasst.
Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kombination eine positive Glaslinse (1) und eine negative Kunststofflinse (3) mit mindestens einer asphärischen Linsenseite (3a) umfasst.
Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kombination eine positive Glaslinse (1) mit mindestens einer asphärischen Linsenseite (1a) und eine negative Kunststofflinse (3) mit mindestens einer asphärischen Linsenseite (3a) umfasst.
Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kombination eine positive Kunststofflinse (1) mit mindestens einer asphärischen Linsenseite (1a) und eine negativen Kunststofflinse (3) umfasst.
Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kombination eine positive Kunststofflinse (1) und eine negative Kunststofflinse (3) mit mindestens einer asphärischen Linsenseite (3a) umfasst.
Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kombination eine positive Kunststofflinse (1) mit mindestens einer asphärischen Linsenseite (1a) und eine negative Kunststofflinse (3) mit mindestens einer asphärischen Linsenseite (3a) umfasst.
Objektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasfüllung im Luftspalt (2) einen anderen Brechungsindex als Luft aufweist und dass die Metall- oder Kunststofffassung gasdicht ist.
Objektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Linsensystem (1, 2, 3) gegen Feuchtigkeit abgekapselt ist.
Objektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Linsen (1, 3) aus gegossenem Kunststoff besteht.
Operationsmikroskop mit einem Objektiv (1, 2, 3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.