DE3043007A1

DE3043007A1 - Optische einrichtung mit beleuchtung

Info

Publication number: DE3043007A1
Application number: DE19803043007
Authority: DE
Inventors: Charles Dr.med. Paris Freche; Jacques Paul Villennes sur Seine Lotteau
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-11-11
Filing date: 1980-11-11
Publication date: 1982-06-16

Description

Optische Einrichtung mit Beleuchtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine optische Einrichtung zum Beobachten des entsprechenden Feldes und auf die Betätigung mit der Hand zum Beleuchten und gleichzeitigem Betrachten dieses Feldes zum Vergrößern.
Einrichtungen in der Form des Beleuchtens von Darstellunen sind bekannt, die sowohl zum Projizieren eines Lichtstrahls auf das betrachtete Feld und zum Vergrößern einer Handbetätigung des vom Betrachter aufgenommenen Bildes dienen, der gleichzeitig eine Handbetätigung auf dem Feld der Betrachtung ausführt.
Solche Einrichtungen werden laufend in der Medizin und Chirurgie, besonders der Mikrochirurgie oder in industriellen Betrieben, wo sehr feine Elemente zusammengesetzt werden, insbesondere in der Mikromechanik oder Elektronik verwendet.
Es ist jedoch schwierig, eine genaue und regelmäßige Beleuchtung des bftr:chtaten Feldes mit möglichen Abänderungen und mit Einstellung dieses Feldes als Funktion der Betätigung zu kombinieren.
Die erfindung ermöglicht es, die Lichtemission und den Konvergenzpunkt der optischen Achsen automatisch zu verschmelzen, die das betrachtete Bild mit den Augen des Benutzers verbinden. Somit kann einerseits die Einrichtung nach der Erfindung die Optiken als Funktion der Tiefe des Feldes, des gewünschten Vergrößerungsgrades usw. einstellen, aber in einem Moment kann die Einrichtung nach der Erfindung das betrachtete Bild und dessen Lage im zu erhaltenden lichtstrahl verschmelzen Die Erfindung bezieht sich deshalb auf eine optische Einricntung für das erheblich vergrößerte Sehen eines nahen, engen Feldes, das der von Hand vom Betrachter gerichteten Wirkung unterworfen ist, mit Beleuchtung, wobei diese Einrichtung, besonders bei Verendng in der Mikrochirurgie oder bei sehr feiner Zusammensetzarbeit verwendet wird. Die Einrichtung enthält einen Träger, der auf stabile Weise dem Benutzer zugewandt so als Rahmen einer Darstellung aufgestellt werden kann, daß die optischen Mittel wie Vergrößerungslinsen den Augen des Benutzers gegenüber liegen und eine Beleuchtungseinrichtung zum Ausstrahlen eines Lichtstrahls in Richtung des Betrachtungsfeldes dient. Die Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß einerseits die optischen Mittel aus zwei Objektiven veränderbarer Vergrößerung bestehen, von denen ede einer Linse des Rahmens zugegeben wird, daß jedes Objektiv durch Drehen von Hand des vorderen Endes eingestellt wird und andererseits die Beleuchtungsquelle von Ende von mindestens einem Bündel optischer Fasern, z.B. Glasfasern gebildet wird, die über den Rahmen in einem biegsamen optischen Stoff hinausgehen und von denen das dem lichtemittierendem Ende gegenüberliegende Ende durch eine entsprechende Lampe mit licht versehen wird, d das emittierende Ende des Bündels optischer Fasern, die einen Strahl kalten Lichts emittieren und in der Ebene der beiden genannten Objektive und auf einer dazwischenliegenden Mittelachse lieen, daß diese Beleuchtungsquelle somit - dazu dient einen Lichtstrahl in der Achse auf den halben Konvergenzwinkel der optischen Achsen zu richten, die den betracl teten Punkt mit den Objektiven verbinden, mit dem Exgebnis, daß bei einer Einstellung der Objektive, d.h.
für eine Einstellung zum betrachteten Feld und von diesen weg, der Betrtchtlmgsplmkt stets genau auf der Achse des Lichtstrahls liegt und aus der größten Beleuchtung ohne schadlichen Schatten Nutzen zieht.
Die Beleuckltungsquelle besteht vorzugsweise aus den Enden von zwei zusammengefaßten Bündeln optischer Fasern, die in der Ebene der beiden Objektive liegen und zum Richten der konvergenten Lichtstrahlen der optischen Achsen dienen, die den betrachteten Punkt mit den Objektiven verbinden.
Die Erfindung wird mit Hilfe der Zeichnungen erläutert.
In diesen ist: Figur 1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung mit einer einzigen lichtquel.le; Figur 2 eine Vorderansicht der Einrichtung nach Figur 1; Figur 3 ein Diagramm des Arbeitens der Einrichtung nach der Erfindung nach den Figuren 1 und 2; Figur 4 eine perspektivische Darstellung eines anderen Ausführungsbeispiels mit zwei zusammengefaßten Lichtquellen; Figur 5 die Vorderansicht der Einrichtung nach Fig. 4; Figur 6 ein Diagramm des Arbeitens der Einrichtung nach den Figuren 4 und 5; Figur 7 ein Schnitt der Einrichtung nnch den Figuren 4,5 und 6 mit der Lage der Bündel optischer Fasern im Rahmen; und Figur 8 ein Diagramm der Lage des optischen Strahls bein Beispiel nach den Figuren 5 bis 7.
Das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in den Figuren 1,2 und 3 gezeigt wird, enthält einen Rahmen 1, der beispielsweise hier aus einem Stück geformt ist.
Sin Bündel optischer Fasern, z.Bo Glasfasern, ist in diesem Rahmen eingebettet, der belarleisweise aus synthetischem Material hergestellt ist. Dieses Bündel zelangt in den Rahmen in Form eines Kordfadens 2 und tritt an der Lichtquelle 3 aus. Diese befindet sich genau in der Ebene 4 der Objektive 5 und 5' wie es aus den Figuren 2 und 3 zu ersehen ist. Der Faden 2 wird durch eine Lichtquelle, z.B. einer Glühlampe, mit licht bestrahlt. Das Licht wird von diesem optischen Faden, der eine Führungswelle bildet, geleitet und tritt am Ende 3 aus, das eine Hülse bildet, in der der optische Strahl begrenzt wird, der an seinem Ende mit einer optischen Fokussiereinrichtung versehen ist, so daß der Strahl 6 in die Achse des Gesichtsfeldes des Betrachters gerichtet ist Hand die Achse des Lichtstrahls somit dem halben Winkel aus den optischen Achsen 7 und 7' (Figur 3) entspricht, die das betrachtete Bild entsprechend dem Punkt 8 (Figur 3), irnd den Objektiven 5 und 5' verbindet.
Bei welcher Einstellung der Objektive 5 und 5' auch immer befindet sich der betrachtete Punkt stets auf der TIalfte des Winkels aus den Achsen 7 und 7' und entspricht genau der Emissionsachse des Sichtstrahls 6, so daß bei enger oder weiter Einstellung der Objektive 5 und 5' der von der Quelle 3 emittierte Lichtstrahl stets in Richtung des Bildes verläuft, das aus der größten Beleuchtung ohne schädlichen Schatten Nutzen zieht.
Die Figuren 4 bis 8 zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel, bei dem der Rahmen 10 die Objektive 11 und 11' enthalt, die der vorher beschriebenen identisch sind und aus Objektiven mit veränderbarer Vergrößerung gebildet werden, die durch Drehen der Enden 12 und 12' jedes der Objektive 11 und 11' erhalten wird.
Im vorliegenden Fall besteht die Lichtquelle, die voii zwei Projektoren aus den Hülsen 13 und 13' gebildet wird, die das emittierende Ende der Bündel optischer Faserin 14 und 14', die an der Rückseite der Darstellungen aus den Seiten 15 und 15' heraustreten. Die beiden zusammengefaßten Hülsen 13 und 13' dienen Je zum Projizieren eines konvergenten Lichtstrahls 16 und 16'.
Figur 7 zeigt, daß die Bündel optischer Fasern 14 und 14', die an den emittierenden Hülsen 13 und 13' auslaufen, an ihrem gegenüberliegenden, gemeinsamen Ende mit dem Licht aus der Lichtquelle, z.B. einer Glühlampe 18 und einem Parabolspiegel 19 als Reflektor beaufschlagt werden, wobei das so in Richtung des Endes des Bündels optischer Fasern 17 er Filter 20 und 20' konzentrierte Licht so gefiltert wi.rd, daß nur Wellenlängen hindurchgelassen werden, die dem Ra.lten Licht entsprechen. Eine Optische Einrichtung 21 läßt den Lichtstrahl so konzentrieren, daß ein optimales Ergebnis erzielt wird.
Nach Figur 8 entspricht die Konvergenz der Liehtstrahlen 16 und 16' genau der Konvergenz der optischen Achsen, die dem von jedem Auge des Betrachters aufgenommenen Bildes entsprechen und durch die Objektive 11 und 11t hindurchgehen.
Nach Figur 8 entsprechen die ausgezogenen Linien @@ und 22' den optischen Achsen des engsten Gesichtfeldes 24 bei etwa 15 bis 20 cm vom Gesicht des Betrachters entfernt, während die gestrichelten linien 23 und 2D' den Gesichtsachsen des entferntesten Punkt 25 bei etwa 40 bis 50 mm von den Augen des Betrachters entfernt entsprechen. Der Abstand 26 der Punkte 24 und 25 voneinander entspricht deshalb der Tiefe des Gesichtsfeldes des Betrachters, der die Einrichtung nach der Erfindung benutzt.
Die Lichtstrahlen 16 und 16', die uf der rechten Seite der Figur 8 zu sehen sind, sind mit einer solchen Konvergenz versehen, daß die Linie 26 genau der Dislgonale 27 (entsprechend der schraffierten Zone in Figur 8) und die dem geometrischen Ort der Punkte entspricht, die der Beleuchtung der Strahlen 16 und 16' ausgesetzt sind.
Es ist zu erkennen, daß alle Punkt auf der Linie 26, die dem geometrischen Ort der Punkte entsprechen, die einer gleichen Beleuchtung der Lichtquellen 13 und 13' d.h.
an der Diagonale des Rhombus 27 ausgesetzt sind. Bei der Einrichtung nach der Erfindung wird der betrachtete Punkt, wie er auch sein mag, und wie die Einstellung der Objeltive und die Vergrößerung des Bildes auch sein möen, stets genau einer gleichen Beleuchtung der beiden Quellen 13 und 13' ausgesetzt, so daß dieser Punkt der größten Beleuchtung unterworfen wird und es dort keine schädlichen Schatten gibt Leerseite

Claims

Charles Freche, 9, rue Ville@ois-Mareuil, F-75017 Paris Jacques Lotteau, 22, rue de Breteuil, F-78670 Villennes s/Seine Patentansprüche 1. Optische Einrichtung für dar, stark vergrößerte Sehen eines engen, schmalen, der von Hand durch den Betrachter gerichteten Wirkung ausgesetzten Feldes mit Beleuchtung, bei Benutzung vorwiegend bei der Mikrochirurgie und bei empfindlichen Zusammensetzarbeiten, mit einem Träger, der sich in stabiler Weise am Gesicht des Benutzers befindet, z.B. als Ansichtsrahmen mit einer optischen Einrichtung, z.B. Vergrößerungslinsen, die sich den Augen des Benutzers gegenüber befinden, und mit einer Beleuchtungseinrichtung zum Aussenden eines Iiichtstrahls in Richtung des Betrachtungsfeldes, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß einerseits die optische Einrichtung aus zwei Objektiven (5,5' bzw. 11,11') veränderbarer Vergrößerung besteht, von denen jedes einer Linse des Rahmens (ion) zugegeben wird, d-.' jedes durch Drehen des vorderen Endes durch Hand (in bkannter Weise) eingestellt wird, und daß andererseits die Lichtquelle (3) aus dem von mindestens einem Bündel optischer Fasern (14,14t), z.B. Glasfasern, besteht, die über den Rahmen in einem biegsamen optischen Faden (2) hinausgehen und von denen das dem lichtemittierenden Ende gegentiberliegenden Ende vom Licht einer entsprechenden Lampe (3) beleuchtet wird, daß das emittierendc Ende des Bündels optischer Fasern (14,14') einen Strahl kalten Lichts ausstrahlt und sich in der Ebene der beiden Objektive (5,5') und an einer mittleren, dazwischenliewenden Achse liegt, daß die Lichtquelle (3) dazu dient, einen Li.chtstrahl in die Achse zu richten, die dem halben Konvergenzwinkel der optischen Achsen entspricht, die den betrachteten Punkt mit den Objektiven (5,5') verbindet, d.h. zum Einstellen zum Betrachteten Feld oder von diesem weg, und daß der Betrachtungspunkt stets genau in der Achse des Lichtstrahls gerichtet ist und aus der größten Beleuchtung ohne schädliche Schatten Nutzen sieht.
'. Einrichtung nch Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Lichtquelle (3) von den Enden zweiter zusammengefaßter Bündel optischer Fasern (14,14') gebildet wird, die in der Ebene der beiden Objektive (5,5') und zwischen diesen liegen und zum Richten zweier konvergenter Lichtstrahlen an der Konvergenzachse der optischen Achsen dienen, die den betrachteten Punkt mit den Objektiven verbindet.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß der Rahmen (10) aus geformten synthetischem Material besteht und jedes Bündel optischer Fasern (14,14') das Licht auf das emittierende Ende überträgt, in diesen Rahmen eingebettet ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Rahmen (10) aus einer einstückigen Form gebildet wird und jedes Bündel optischer Fasern (14,14') aus einem emittierenden Ende zwischen den Objektiven (5,5' bzw. 11,11') und seinem gegenüberliegenden Auslaß an jeder der Seiten des Rahmens (10) eingebettet ist, und daß dieser Auslaß den optischen Faden (2) zur Lichtquelle führt.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß das Ende des biegsamen optischen Fadens (9) von einem Bindel optischer Fasern (14,14'), z.B. Glasfasern gebildet wird und durch eine Glühlampe (188 mit einem Pa.raboNsnie-el als Reflektor (19) mit dazwischen]iegenden Filtern (20,20') mit kaltem Licht beaufschlagt wird.
6. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß das emittierende Ende des Bündels optischer Fasern (14,14') sich innerhalb einer Hülse (13) befindet und mit einem fokussierenden optischen System versehen ist, das den Lichtstrahl entlang einer genauen Achse richten läßt.