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Die
vorliegende Erfindung betrifft zunächst eine Beleuchtungseinrichtung
für eine
Beobachtungseinrichtung, insbesondere für ein Mikroskop, gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1. Weiterhin ist die Erfindung auf eine solche Beobachtungseinrichtung
gerichtet.
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Bei
derartigen Beobachtungseinrichtungen kann es sich beispielsweise
um Mikroskope handeln. Mikroskope können in unterschiedlichsten
Bereichen eingesetzt werden. Ein Bereich für den Einsatz von Mikroskopen
stellt beispielsweise die Medizin dar. Hier werden Mikroskope etwa
als Operationsmikroskope und dergleichen eingesetzt. Solche Mikroskope stellen
in der Regel ein wichtiges Hilfsmittel dar, wenn es um den gezielten
und exakten Eingriff bei einer Operation geht. Vorzugsweise sind
solche Mikroskope als Stereomikroskope für zwei voneinander unabhängig und
parallel zueinander verlaufende Strahlengänge ausgebildet, wodurch dem
Beobachter ein stereoskopisches Bild vermittelt wird. Wenn ein solches
Mikroskop beispielsweise als Operationsmikroskop eingesetzt wird,
kann dem Operateur auf diese Weise die Tiefenlokalisation bei der
Führung
des chirurgischen Instruments erleichtert werden.
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Ein
Operationsmikroskop besteht grundsätzlich aus mehreren Bauelementen,
insbesondere einem Tubus, einem Grundkörper und möglicherweise noch einem Stativ.
Zusätzlich
ist es bei vielen Operationsmikroskopen möglich, unterschiedliche Zusatzmodule
wie zum Beispiel einen Mitbeobachtertubus für einen assistierenden Beobachter,
eine Videokamera zur Dokumentation oder dergleichen anzuschließen.
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Innerhalb
des Grundkörpers
lassen sich wiederum mehrere Baugruppen zusammenfassen, wie beispielsweise
eine Beleuchtungseinrichtung, eine Vergrößerungseinrichtung, das Hauptobjektiv
oder dergleichen. Die charakteristische Größe beim Hauptobjektiv ist seine
Brennweite, die den Arbeitsabstand vom Operationsmikroskop zum Operationsfeld
festlegt und die somit Einfluss auf die Gesamtvergrößerung des
Mikroskops hat. Bei der Vergrößerungseinrichtung
kann es sich beispielsweise um einen Vergrößerungswechsler handeln, mit
dem sich unterschiedliche Vergrößerungen
einstellen lassen. In vielen Anwendungsfällen ist ein Vergrößerungswechsel
in Stufen völlig
ausreichend. Es ist jedoch auch möglich, als Vergrößerungseinrichtung
pankratische Vergrößerungssysteme
zu verwenden, mittels derer eine stufenlose Vergrößerung (Zoom-System) möglich ist.
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Bei
vielen Operationen, beispielsweise im Bereich der Hals-Nasen-Ohren-Medizin,
der Neurologie, der Gynäkologie
oder dergleichen werden Operationsmikroskope benötigt, die eine Einstellung sowohl
großer
als auch sehr kleiner Leuchtfelder erlauben. Die Beleuchtungseinrichtung
innerhalb eines Operationsmikroskops spielt daher ein nicht zu vernachlässigende,
wichtige Rolle.
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Aus
der
DE 38 33 877 ist
eine Beleuchtungseinrichtung für
Operationsmikroskope bekannt, die zunächst eine Lichtquelle aufweist,
welcher ein Lichtleiter nachgeordnet ist. Dem Lichtleiter wiederum nachgeordnet
ist eine optische Baugruppe zum Einstellen des Leuchtfeldes. Diese
optische Baugruppe weist einen asphärischen Kollektor sowie ein
optisches System auf, wobei das optische System ein als Sammellinse
ausgebildetes einzelnes Linsenelement aufweist. Weiterhin weist
die optische Baugruppe eine änderbare
Blende auf. Diese bekannte Baugruppe ist in ihrer Gesamtheit entlang
der optische Achse verschiebbar angeordnet, wobei die einzelnen Elemente
der optischen Baugruppe dazu in einer Halterung befestigt sind.
Die Halterung wiederum kann in einem Gehäuse entlang der optischen Achse verschoben
werden.
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Bei
der bekannten Lösung
verfügt
das optische System über
ein einziges Linsenelement. Es sind jedoch auch bereits Lösungen bekannt
geworden, in die Beleuchtungseinrichtung für eine Beobachtungseinrichtung
generell ein Vergrößerungssystem
(Zoom-System) mit zwei voneinander räumlich getrennten Linsenelementen
einzubauen. Die Größe des beleuchteten
Feldes wird dann durch eine Betätigung
des Vergrößerungssystems
innerhalb der Beleuchtungseinrichtung eingestellt. Eine solche Lösung ist
beispielsweise aus der US-A-5,140,458 bekannt.
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Ausgehend
vom genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung
zunächst
die Aufgabe zugrunde, eine Beleuchtungseinrichtung für eine Beobachtungseinrichtung
bereitzustellen, die kompakt baut, robust ist und eine möglichst
weitgehende Einstellbarkeit des Leuchtfeldes gestattet. Weiterhin
soll eine entsprechend verbesserte Beobachtungseinrichtung bereitgestellt
werden.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
die Beleuchtungseinrichtung mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Anspruch
1 sowie die Beobachtungseinrichtung mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Anspruch
15. Weitere Vorteile, Merkmale, Details, Aspekte und Effekte der
Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie
den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang
mit der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung
beschrieben sind, selbstverständlich
auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Beobachtungseinrichtung,
und jeweils umgekehrt.
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Gemäß dem ersten
Aspekt der Erfindung wird eine Beleuchtungseinrichtung für eine Beobachtungseinrichtung,
insbesondere für
ein Mikroskop bereitgestellt, mit einer Lichtquelle und mit einer
der Lichtquelle nachgeordneten optischen Baugruppe zum Einstellen
des Leuchtfeldes, aufweisend wenigstens einen Kollektor und wenigstens
ein optisches System mit wenigstens einer Linsengruppe, aufweisend
wenigstens ein Linsenelement. Diese Beleuchtungseinrichtung ist
erfindungsgemäß dadurch
gekennzeichnet, dass die optische Baugruppe an sich in einem festen
Abstand zur Lichtquelle angeordnet ist, wobei der Kollektor in einem
festen Abstand zur Lichtquelle angeordnet ist, und dass innerhalb
des optischen Systems mindestens eine Linsengruppe entlang der optischen
Achse verschiebbar angeordnet ist.
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Dadurch
wird eine Beleuchtungseinrichtung mit der Einstellmöglichkeit
eines variablen Leuchtfeld-Durchmessers und mit einer hohen Beleuchtungsstärke geschaffen.
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Erfindungsgemäß sind zwei
generell unterschiedliche Ausführungsformen
der Beleuchtungseinrichtung denkbar. Gemäß einer ersten Ausführungsform
ist vorgesehen, dass das optische System zwei oder mehr Linsengruppen
mit minimal jeweils einem Linsenelement aufweist. Dabei sind zwei
oder mehrere Linsengruppen verschiebbar entlang der optischen Achse
angeordnet. Gemäß einer
anderen grundlegenden Ausführungsform
ist nur eine einzige Linsengruppe mit wenigstens einem Linsenelement vorgesehen,
die entlang der optischen Achse verschiebbar angeordnet ist. Dabei
ist die Erfindung nicht auf bestimmte Typen von Linsenelementen
beschränkt.
Nicht ausschließliche
Beispiele bevorzugter Ausführungsformen
werden im weiteren Verlauf der Beschreibung näher erläutert.
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Die
Ausgestaltung der Beleuchtungseinrichtung gestattet zunächst eine
sehr kompakte Bauweise.
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Generell
ist die Beleuchtungseinrichtung für jede Art von Beobachtungseinrichtungen
geeignet, sodass die Erfindung nicht auf bestimmte Beobachtungseinrichtungen
beschränkt
ist. Vorteilhaft kann es sich bei der Beobachtungseinrichtung jedoch
um ein Mikroskop und hier insbesondere um ein Operationsmikroskop
handeln. Diesbezüglich
wird folglich auch auf die entsprechenden Ausführungen zu Operationsmikroskopen
in der Beschreibungseinleitung Bezug genommen und verwiesen.
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Die
Beleuchtungseinrichtung verfügt
zunächst über eine
Lichtquelle. Optional kann weiterhin vorgesehen sein, dass das von
der Lichtquelle emittierte Licht über einen Lichtleiter, der
dann der Lichtquelle nachgeordnet ist, transportiert wird. Dabei
ist die Erfindung nicht auf bestimmte Typen von Lichtquellen beziehungsweise
Lichtleitern beschränkt.
Bei dem Lichtleiter kann es sich vorteilhaft, jedoch nicht ausschließlich, um
einen sogenannten Faser-Lichtleiter handeln. Dieser Faser-Lichtleiter
kann vorteilhaft als Faserbündel
oder Einzelfaser ausgebildet sein.
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Der
Lichtquelle (beziehungsweise dem Lichtleiter) nachgeordnet wiederum
befindet sich die optische Baugruppe zum Einstellen des Leuchtfeldes. Gemäß einem
grundlegenden Gedanken der Erfindung ist diese optische Baugruppe
an sich in einem festen Abstand zur Lichtquelle (beziehungsweise
zu einem Lichtleiterende) angeordnet. Die optische Baugruppe umfasst
dabei all diejenigen Elemente, die zur Einstellung des Leuchtfelds
benötigt
werden. Durch die Tatsache, dass die optische Baugruppe fest angeordnet
ist, wird zunächst
erreicht, dass diese Baugruppe kompakt baut und eine hohe Robustheit
aufweist. Insbesondere ist es bei dieser Lösung nicht erforderlich, dass
die optische Baugruppe zur Einstellung des Leuchtfelds verschoben
werden muss. Aus diesem Grund kann bei der erfindungsgemäßen Lösung nicht
die Situation auftreten, dass diese während des Betriebs dejustiert
werden könnte, hervorgerufen
durch einen sich ständig
wiederholenden Bewegungsablauf der gesamten Baugruppe. Vielmehr
kann die optische Baugruppe, die sich üblicherweise in einem Gehäuse befindet,
bei der Montage der Beobachtungseinrichtung einmal justiert werden.
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Der
feste Abstand der gesamten optischen Baugruppe zur Lichtquelle (beziehungsweise
zum Lichtleiterende) wird zunächst
dadurch erreicht, dass der wenigstens eine Kollektor in einem festen
Abstand zur Lichtquelle (beziehungsweise zum Lichtleiterende) angeordnet
ist.
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Erfindungsgemäß ist weiterhin
vorgesehen, dass innerhalb des optischen Systems, welches ebenfalls
Bestandteil der optischen Baugruppe ist, mindestens eine Linsengruppe
entlang der optischen Achse verschiebbar angeordnet ist. Die optische Achse
stellt dabei zumindest die optische Achse der optischen Baugruppe,
vorzugsweise der gesamten Beleuchtungseinrichtung, dar. Somit wird
eine Beleuchtungseinrichtung für
eine Beobachtungseinrichtung geschaffen, bei der von der Lichtquelle
abgestrahltes Licht von einem Kollektor sowie einem optischen System
ins Leuchtfeld projiziert wird, wobei ein großer Leuchtfeld-Durchmesser
ausgeleuchtet wird. Um den Leuchtfeld-Durchmesser zu variieren und um
die Beleuchtungsstärke
im Leuchtfeld zu erhöhen,
wird der Abstand Kollektor – optisches
System vergrößert beziehungsweise
verkleinert.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung der ersten Ausführungsform der Erfindung weist
das optische System zwei Linsengruppen mit jeweils wenigstens einem
Linsenelement auf. Dabei ist eine Linsengruppe vorteilhaft als Zerstreuungslinsengruppe und
eine Linsengruppe als Sammellinsengruppe ausgebildet. Die Zerstreuungslinsengruppe
und/oder die Sammellinsengruppe sind unabhängig voneinander entlang der
optischen Achse verschiebbar angeordnet. Dabei können die Zerstreuungslinsengruppe und/oder
die Sammellinsengruppe einlinsig oder mehrlinsig ausgebildet sein.
Um den Leuchtfeld-Durchmesser zu variieren und um die Beleuchtungsstärke im Leuchtfeld
zu erhöhen,
werden die beiden Linsengruppen des optischen Systems verschoben.
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Bei
dieser Ausführungsform
wurde herausgefunden, dass der Kollektor zur Einstellung des Leuchtfeldes
mit einem Vergrößerungssystem (Zoom-System)
gekoppelt werden kann. Zur Einstellung des Leuchtfeldes ist das
optische System erfindungsgemäß daher
als Vergrößerungssystem
mit wenigstens zwei Linsengruppen ausgebildet. Die bei der aus der
bekannten
DE 38 33 877 verwendete Einzellinse
wird nunmehr durch ein Vergrößerungssystem
(auch Zoom-System,
Tele-System oder dergleichen genannt) ersetzt. Um die Einstellung
des Leuchtfeldes vornehmen zu können,
ist vorgesehen, dass innerhalb der optischen Baugruppe zumindest zwei
Linsengruppen unabhängig
voneinander entlang der optischen Achse verschiebbar angeordnet sind.
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Vorteilhaft
kann die optische Baugruppe des Weiteren wenigstens eine in ihrem
Durchmesser veränderbare
Blende – beispielsweise
ein Ringblende oder dergleichen - aufweisen, wobei die wenigstens eine
Blende zwischen der Lichtquelle (beziehungsweise dem Lichtleiterende)
und dem Kollektor angeordnet ist. Zum Erreichen besonders kleiner
Leuchtfeld-Durchmesser (Spot) kann der Durchmesser der Blende reduziert
werden. Die Beleuchtungsstärke bleibt
dann in der Regel konstant. Bei den bisher bekannten Beleuchtungseinrichtungen
führte
die Reduzierung des Durchmessers der Blende in der Regel zu einer
unscharfen Abbildung der Blende. Bei der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung
kann durch Verschieben von wenigstens zwei Linsengruppen des als Vergrößerungssystem
ausgebildeten optischen Systems wieder eine scharfe Blendenabbildung
erreicht werden.
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Beispielsweise
kann vorgesehen sein, dass die Blende in einem festen Abstand zur
Lichtquelle (beziehungsweise zum Lichtleiterende) angeordnet ist.
Ebenso ist denkbar, dass die Blende und die Lichtquelle (beziehungsweise
das Lichtleiterende) in ihrem Abstand variierbar zueinander angeordnet sind.
Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Blende
entlang der optischen Achse verschiebbar angeordnet ist. Ebenso
ist es möglich, dass
die Lichtquelle (beziehungsweise der Lichtleiter, beziehungsweise
das Lichtleiterende) entlang der optischen Achse verschiebbar angeordnet
ist. Durch eine Verringerung des Abstandes Lichtquelle (beziehungsweise
Lichtleiterende) – Blende
kann beispielsweise der Lichtverlust bei Reduzierung des Blenden-Durchmessers – zumindest
teilweise – ausgeglichen
werden.
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Neben
den bereits erwähnten
Vorteilen kann durch die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung
eine möglichst
einfache, kostengünstige
Optik und Mechanik realisiert werden. Darüber hinaus ist es mit der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung
möglich,
bei allen Leuchtfeld-Durchmessern eine scharfe Abbildung der Blende
zu erhalten. Ebenso ist der Variationsbereich des Leuchtfeld-Durchmessers größer als
bei den bisher bekannten Lösungen.
Insbesondere kann auch eine höhere
Beleuchtungsstärke
bei kleinem Leuchtfeld erreicht werden, da kein Lichtverlust, etwa
durch Abblenden der Blende oder dergleichen, entsteht.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der zweiten Ausführungsform kann vorgesehen
sein, dass das optische System nur eine einzige, entlang der optischen
Achse verschiebbare Linsengruppe mit wenigstens einem Linsenelement
aufweist.
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Vorteilhaft
kann vorgesehen sein, dass eine Zerstreuungslinsengruppe und eine
Sammellinsengruppe gekoppelt entlang der optischen Achse verschiebbar
angeordnet sind. Dabei kann es sich beispielsweise um gekoppelte
Einzellinsen handeln, die in einem bestimmten Abstand, jedoch fest
zueinander angeordnet sind. Ebenso ist es denkbar, dass die Linsengruppe
als sogenanntes Kittglied, beispielsweise mit einem Sammellinsenelement
und einem Zerstreuungslinsenelement, oder dergleichen ausgebildet
ist. Die Einstellung des Leuchtfeldes kann dann durch Verschieben
nur einer Linsengruppe – nämlich derjenigen
des optischen Systems – realisiert
werden. Eine solche Lösung
ist beispielsweise dann vorteilhaft und ausreichend, wenn auf eine
scharfe Abbildung der Blende verzichtet werden kann. Eine scharfe
Abbildung der Blende ist insbesondere bei Operationsmikroskopen
mit variablem Arbeitsabstand (Varioskop) nicht erforderlich.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass wenigstens ein Kollektor und wenigstens ein optisches System
mit wenigstens einer verschiebbaren Linsengruppe zum Einsatz kommt.
Dabei ist die Erfindung jedoch nicht auf eine bestimmte Anzahl der
vorgenannten Elemente beschränkt.
So kann die Anzahl der genannten Elemente je nach Ausgestaltungsart der
Beleuchtungseinrichtung beziehungsweise der Beobachtungseinrichtung
variieren, ohne dass dadurch der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung verlassen
würde.
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Der
in der Beleuchtungseinrichtung eingesetzte Kollektor kann beispielsweise
ein einziges sphärisches
oder asphärisches
Linsenelement aufweisen. Ebenso ist denkbar, dass der Kollektor
mehrere sphärische
und/oder asphärische
Linsenelemente aufweist.
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Gemäß dem zweiten
Aspekt der Erfindung wird eine Beobachtungseinrichtung bereitgestellt,
mit wenigstens einem Beobachtungsstrahlengang und mit einer wie
vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung.
Bei der Beobachtungseinrichtung kann es sich beispielsweise um ein
wie weiter oben beschriebenes Mikroskop handeln, so dass diesbezüglich auf
die entsprechenden Ausführungen
Bezug genommen und verwiesen wird.
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Bei
Einsatz einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung
ist es beispielsweise möglich, dass
die Beleuchtung nicht durch das Hauptobjektiv, sondern seitlich
daran vorbeigeführt
wird. Die Brechkraft eines solchen Hauptobjektivs kann dann in das optische
System der Beleuchtungseinrichtung, beispielsweise in ein Sammellinsenelement,
integriert werden.
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Vorteilhaft
kann auch vorgesehen sein, dass die Beobachtungseinrichtung ein
Hauptobjektiv aufweist, wobei vorteilhaft die optische Baugruppe
der Beleuchtungseinrichtung zwischen der Lichtquelle (beziehungsweise
dem Lichtleiter) und dem Hauptobjektiv angeordnet ist.
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In
weiterer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass in dem wenigstens
einen Beobachtungsstrahlengang wenigstens ein Vergrößerungssystem (beispielsweise
ein Zoom-System) vorgesehen ist und, dass das Vergrößerungssystem
und die Beleuchtungseinrichtung verschiebungstechnisch miteinander
gekoppelt sind. Das bedeutet, dass beim Verschieben des Vergrößerungssystems
gleichzeitig auch das optische System innerhalb der Beleuchtungseinrichtung
mit verschoben wird, und umgekehrt. In diesem Fall ist es ausreichend,
wenn die Beobachtungseinrichtung nur über eine einzige Verschiebungsvorrichtung
verfügt,
wobei diese Verschiebungsvorrichtung beispielsweise mechanisch und/oder
elektronisch funktionieren kann. Ebenso ist es denkbar, die Beleuchtungseinrichtung
verschiebungstechnisch mit Mitteln zum Einstellen des Arbeitsabstands
bei der Beobachtungseinrichtung zu koppeln.
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Die
Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 bis 3: verschiedene Leuchtfeld-Durchmesser,
die mit einer Beleuchtungseinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform
der Erfindung einstellbar sind;
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4 bis 6: verschiedene Leuchtfeld-Durchmesser,
die mit einer Beleuchtungseinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung erzeugbar sind; und
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7 bis 9: verschiedene Leuchtfeld-Durchmesser,
die mit einer anderen Variante der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung
realisierbar sind.
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Die 1 bis 3 zeigen eine Beleuchtungseinrichtung 20,
deren Licht durch ein Hauptobjektiv 11 geführt wird.
Das Hauptobjektiv 11 ist Bestandteil einer Beobachtungseinrichtung,
die als Operationsmikroskop oder dergleichen ausgebildet sein kann. Das
Hauptobjektiv 11 besteht aus einer Linsengruppe mit zwei
Einzellinsen, wobei die Linsengruppe als Kittglied ausgestaltet
ist und aus einem konkaven Linsenelement 12 sowie einem
konvexen Linsenelement 13 besteht.
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Die
Beleuchtungseinrichtung 20 verfügt zunächst über einen Lichtleiter 21,
im vorliegenden Beispiel einen Faser-Lichtleiter. Der Lichtleiter 21 ist
mit einer nicht näher
dargestellten Lichtquelle verbunden. Das aus der Lichtquelle emittierte
Licht wird über
den Lichtleiter 21 transportiert und am Lichtleiterende 24 in
eine optische Baugruppe 25 der Beleuchtungseinrichtung 20 eingeleitet.
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Die
optische Baugruppe 25 besteht zunächst aus einem Kollektor 23,
bei dem es sich je nach Ausgestaltungsform um eine sphärische oder
asphärische
Einzellinse oder aber auch um eine Linsengruppe bestehend aus zwei
oder mehr sphärischen und/oder
asphärischen
Linsenelementen handeln kann. In der hier gezeigten Ausführungsform
wird ein einlinsiger asphärischen
Kollektor eingesetzt.
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Die
optische Baugruppe 25 ist in einem festen Abstand zum Lichtleiter 21 angeordnet,
was insbesondere dadurch realisiert wird, dass der asphärische Kollektor 23 in
einem feststehenden Abstand zum Lichtleiter 21, beziehungsweise
zum Lichtleiterende 24 angeordnet ist.
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Zwischen
dem Lichtleiterende 24 und dem asphärischen Kollektor 23 ist
eine in ihrem Durchmesser veränderbare
Blende 22 vorgesehen, bei der es sich beispielsweise um
eine veränderbare
Ringblende handeln kann. Je nach Ausgestaltungsform kann die Blende 22 in
einem festen Abstand zum Lichtleiterende 24 angeordnet
sein. Ebenso ist es denkbar, dass die Blende 22 und das
Lichtleiterende 24 in ihrem Abstand variierbar zueinander
angeordnet sind.
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In
der optischen Baugruppe 25, die sich zwischen dem Lichtleiter 21 und
dem Hauptobjektiv 11 befindet, ist darüber hinaus ein optisches System 30 vorgesehen.
Dieses optische System 30 stellt ein grundlegendes Element
der optischen Baugruppe 25 dar, über die das Leuchtfeld 50 eingestellt
werden kann.
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in
den 1 bis 3 weist das optische System 30 zwei
Linsengruppen 31, 32 auf, wobei eine Linsengruppe 31 als
Zerstreuungslinsengruppe und die andere Linsengruppe 32 als
Sammellinsengruppe ausgebildet ist. Beide Linsengruppen sind einlinsig ausgebildet,
wobei die Sammellinsengruppe 32 ein konvexes Linsenelement
und die Zerstreuungslinsengruppe 31 ein konkaves Linsenelement
aufweist. Sowohl die Sammellinsengruppe 32 als auch die
Zerstreuungslinsengruppe 31 sind entlang der optischen Achse 40 verschiebbar
angeordnet. Bei der optischen Achse 40 handelt es sich
dabei um diejenige Achse, entlang derer die einzelnen Elemente der
Beleuchtungseinrichtung 20 angeordnet beziehungsweise ausgerichtet
sind. Weiterhin ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel vorgesehen,
dass die Sammellinsengruppe 32 und die Zerstreuungslinsengruppe 31 unabhängig voneinander
entlang der optischen Achse 40 verschiebbar angeordnet
sind.
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In
den 1 und 2 kann die Blendenöffnung beispielsweise
einen Durchmesser von 7,9 mm aufweisen. Durch ein Verschieben der
Zerstreuungslinsengruppe 31 und der Sammellinsengruppe 32 lassen
sich beliebige Leuchtfeld-Durchmesser zwischen 29 mm (1) und 63 mm (2) erreichen, wobei jeweils
eine scharfe Abbildung der Blende 22 erfolgt.
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Kleinere
Leuchtfeld-Durchmesser als 29 mm können durch Reduzierung des
Durchmessers der Blende 22 erreicht werden. Wie in 3 dargestellt ist, ist bei
dieser Ausführungsvariante
der Durchmesser der Blende 22 reduziert worden, im Beispiel
auf 0,5 mm. Dies führt
dazu, dass auch der Leuchtfeld-Durchmesser erheblich reduziert werden
kann, im gezeigten Beispiel auf 2,4 mm.
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Um
bei einer derartigen Reduzierung des Leuchtfeld-Durchmessers eine
unscharfe Abbildung der Blende 22 zu vermeiden, kann die
Sammellinsengruppe 32 sowie die Zerstreuungslinsengruppe 31 in entsprechender
Weise entlang der optischen Achse 40 verschoben werden,
bis wieder eine scharfe Blendenabbildung erreicht wird.
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In
den 4 bis 9 sind zwei weitere Ausführungsformen
dargestellt, bei denen die Beleuchtung nicht durch das Hauptobjektiv
(wie bei den 1 bis 3), sondern seitlich daran
vorbei erfolgt. Um das Innere des Operationsmikroskopgehäuses vor
Verschmutzung zu schützen,
ist in der in den 4 bis 9 dargestellten Beleuchtungseinrichtung 20 eine
Planplatte 14 eingebaut, die die Funktion der Beleuchtungseinrichtung 20 jedoch
nicht beeinflusst.
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Während in
der Ausführungsform
gemäß den 1 bis 3 das optische System 30 der
optischen Baugruppe 25 aus einer verschiebbaren Sammellinsengruppe 32 und
einer unabhängig
davon verschiebbaren Zerstreuungslinsengruppe 31 besteht,
weist das in den 4 bis 6 dargestellte optische System 30 nur
eine einzige, entlang der optischen Achse 40 verschiebbare
Linsengruppe 33 mit zwei Linsenelementen auf, wobei ein
Linsenelement als Sammellinsenelement 35 und das andere
Linsenelement als Zerstreuungslinsenelement 34 ausgebildet
ist. Die beiden Linsenelemente 34, 35 sind miteinander
gekoppelt. Im besagten Ausführungsbeispiel ist
die Linsengruppe 33 als Kittglied ausgestaltet.
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Eine
solche Ausgestaltung des optischen Systems 30, ebenso wie
die Ausgestaltung des optischen Systems 30 gemäß den noch
zu beschreibenden 7 bis 9, kann insbesondere dann
eingesetzt werden, wenn auf eine scharte Abbildung der Blende verzichtet
werden kann. Dies ist beispielsweise bei Operationsmikroskopen mit
variablem Arbeitsabstand der Fall. In einem solchen Fall ist es
ausreichend, wenn nur die eine einzelne Linsengruppe 33 verschoben
wird.
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Das
von der Lichtfaser 21 abgestrahlte Licht wird von dem asphärischen
Kollektor 23 sowie der als Kittglied ausgestalteten Linsengruppe 33 in
das Leuchtfeld 50 projiziert, wobei bei der Einstellung
gemäß 4 ein großer Leuchtfeld-Durchmesser
ausgeleuchtet wird. Um den Leuchtfeld-Durchmesser zu reduzieren
und die Beleuchtungsstärke
Im Leuchtfeld 50 zu erhöhen,
wird der Abstand Kollektor 23 – Kittglied 33 vergrößert, wie
in 5 dargestellt ist. Zum
Erreichen noch kleinerer Leuchtfeld-Durchmesser, den sogenannten
Spots, kann der Durchmesser der Blende 22 reduziert werden,
wie dies in 6 dargestellt
ist. Dabei bleibt jedoch die Beleuchtungsstärke konstant.
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Falls
größere Farbsäume am Leuchtfeld-Rand
nicht störend
sind, könnte
das Kittglied 33 auch durch eine Einzellinse ersetzt werden.
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Bei
dem in den 7 bis 9 dargestellten Ausführungsbeispiel,
das in seinem Grundaufbau sowie der grundsätzlichen Funktionsweise demjenigen aus
den 4 bis 6 entspricht, wurde die in
den 4 bis 6 als Kittglied dargestellte
Linsengruppe 33 durch ein Telesystem ersetzt, dessen zwei
Linsenelemente, nämlich
das Sammellinsenelement 35 und das Zerstreuungslinsenelement 34 gekoppelt
entlang der optischen Achse 40 verschoben werden. Ein besonderer
Vorteil dieser Ausgestaltungsform liegt in der verkürzten Baulänge.
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Die
in den 1 bis 9 dargestellten Beleuchtungseinrichtungen 21 lassen
sich wegen der hohen erreichbaren Beleuchtungsstärke besonders vorteilhaft in
Operationsmikroskopen für
die Fluoreszenzdiagnose einsetzen. Bei der Fluoreszenzdiagnose werden
absorbierende Filter in den Beleuchtungs- und Beobachtungsstrahlengang
eingeschwenkt, die den Lichtstrom am Auge des Beobachters erheblich
reduzieren.
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- 11
- Hauptobjektiv
- 12
- Linsenelement
- 13
- Linsenelement
- 14
- Planplatte
- 20
- Beleuchtungseinrichtung
- 21
- Lichtleiter
- 22
- Blende
- 23
- Kollektor
- 24
- Lichtleiterende
- 25
- optische
Baugruppe
- 30
- optisches
System
- 31
- Linsengruppe
(Zerstreuungslinsengruppe)
- 32
- Linsengruppe
(Sammellinsengruppe)
- 33
- Linsengruppe
- 34
- Linsenelement
(Zerstreuungslinsenelement)
- 35
- Linsenelement
(Sammellinsenelement)
- 40
- optische
Achse
- 50
- Leuchtfeld