DE3911664A1

DE3911664A1 - Pankratisches system

Info

Publication number: DE3911664A1
Application number: DE3911664A
Authority: DE
Inventors: Mathias Herrig; Helmut Scholz; Guenter Schmuhl; Wilfried Zabel; Andreas Mueller; Juergen Balzer
Original assignee: Rathenower Optische Werke VEB
Current assignee: Askania Werke Rathenow GmbH and Co KG
Priority date: 1988-07-17
Filing date: 1989-04-10
Publication date: 1990-01-18
Also published as: DD291905A7

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

In der Erfindung wird ein pankratisches System beschrieben, das vorwiegend zum kontinuierlichen Vergrößerungswechsel in Mikroskopen, insbesondere in Stereomikroskopen, eingesetzt wird, aber auch in anderen optischen Geräten Anwendung finden kann.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

In pankratischen Systemen wird die Methode des optischen oder des mechanischen Abgleichens angewandt.

Beim optischen Abgleichen werden entweder zwei verstellbare positive optische Systeme, die starr miteinander verbunden sind und ein feststehendes negatives optisches Glied einschließen, verschoben, oder es wird dieses negative Glied zwischen zwei feststehenden positiven optischen Systemen verschoben. Diese Systeme haben den Vorteil, daß die Verschiebung relativ einfach realisiert werden kann. Der Nachteil besteht darin, daß die Bildlage nicht konstant gehalten werden kann und praktische Lösungen daher nur für pankratische Systeme mit kleinem Vergrößerungsfaktor zu finden sind.

Eine Kompromißlösung zwischen der Konstanz der Bildlage und dem optisch-mechanischen Aufwand des Pankraten wird in den Patentschriften US 34 54 321 und SU 4 57 957 aufgezeigt. Hier werden zwei optische Glieder linear verstellt, wobei Zugeständnisse zur Konstanz der Bildlage gemacht werden müssen.

Bei pankratischen Systemen mit mechanischem Abgleich werden mindestens zwei optische Glieder verschoben. Durch dieses Verfahren wird ein konstanter Bildzustand erreicht. Beispiele für pankratische Systeme mit zwei verschiebbaren optischen Gliedern, von denen eines linear verschoben wird, werden in den Patentschriften US 41 96 968, US 41 59 165 und US 36 79 286 beschrieben. Da nicht in jedem Fall, zumeist aus Gründen der Steigung der Steuerkurven, eine Kurve linear gewählt werden kann, müssen zwei nichtlineare Steuerkurven angewendet werden, wie z. B. in DE-OS 22 34 728. Da die Fertigung nichtlinearer Steuerkurven mit hoher Genauigkeit sehr aufwendig ist, sind pankratische Systeme bekannt, in denen andere mechanische Antriebe eingesetzt sind. So werden nach DE-OS 11 08 457 die zwei beweglichen Komponenten durch eine Kombination aus einem sich drehenden Steuerorgan mit Hebelelementen dargestellt. In den Patentschriften CH 4 80 646 und DE 21 35 795 wird ebenfalls eine Kombination von Hebel und Kurvenscheibe zur Verschiebung der beweglichen optischen Glieder angegeben. Diese dem Stand der Technik entsprechenden Lösungen bringen aber keine entscheidende Reduzierung des Fertigungsaufwandes für pankratische Systeme.

In einer Anzahl von Pankraten werden zusätzlich Blenden eingesetzt, die axial bewegt werden, ähnlich den optischen Verschiebegliedern. So wird in DE-OS 23 19 420 beschrieben, wie zwei Linsengruppen relativ zu einer Blende bewegt werden und zusätzlich noch das gesamte System bewegt wird. In DD-PS 1 05 904 wird aufgezeigt, wie die beweglichen Optikglieder und die Blenden über Kurven gesteuert werden, deren Antrieb durch Zahnräder erfolgt.

Der Fertigungsaufwand für die Verstellung der Pankrate erhöht sich mit der Anzahl der beweglichen Glieder. So sind in den Patentschriften US 41 98 127, DE 16 22 990 und US 36 19 035 pankratische Systeme beschrieben, in denen drei optische Glieder durch Kurven gesteuert werden.

Einen ebenfalls hohen Aufwand stellt die in DE-PS 12 94 062 beschriebene Lösung dar. Hier werden drei Elemente durch eine Kombination von Zylinderkurven und Zahnstangen bewegt. In US-PS 41 96 969 werden drei Linsengruppen und eine Blende axial verschoben.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung verfolgt das Ziel, die geschilderten Nachteile der bekannten Pankraten weitgehend zu beseitigen, d. h. ein pankratisches System zum kontinuierlichen Vergrößerungswechsel zu entwickeln, wodurch eine entscheidende Reduzierung des Fertigungsaufwandes erreicht und die Bildlage auch bei höheren Vergrößerungen konstant gehalten werden soll.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Durch die Erfindung war die Aufgabe zu lösen, ein pankratisches System mit kurzer Baulänge und hohem Vergrößerungsfaktor bei möglichst gleichmäßiger Bildausleuchtung zu finden, mit dem ein angenehmer visueller Eindruck der Vergrößerungsänderung erreicht wird und deren mechanische Verstellung für beide Verschiebeglieder durch einen möglichst gleichen Mechanismus erfolgt.

Gemäß der Erfindung wurde die Aufgabe derart gelöst, daß die optischen Wirkungen der beiden positiven feststehenden Glieder und der beiden negativen Verschiebeglieder jeweils gleich sind. Der Vergrößerungsbereich ist um den Faktor 1 symmetrisch aufgebaut von bis , wobei a der Vergrößerungsfaktor des Pankraten ist. Das bedingt, daß der Pankrat eine minimale Länge hat und der Mechanismus zur Steuerung der beiden Verschiebeglieder gleich ist (z. B. Kurvenscheiben). Mit dieser Art der Lösung werden zwei gleiche Mechanismen eingesetzt, obwohl ihre Stellungen stets unterschiedlich sind. Das Prinzip besteht darin, daß sich zwei gleiche Mechanismen gegenläufig bewegen. Neben diesem Vorteil besteht ein weiterer darin, daß in den Verschiebungen kein Umkehrpunkt auftritt. Dadurch wird eine störende Lose in den Führungen vermieden.

Um das Problem der gleichmäßigen Ausleuchtung bei großen Sehfeldern und einem großen Faktor des Pankraten zu lösen, ist dem optischen System S 4 eine feste Blende vorgelagert. Bei linearem Antrieb des Verschiebemechanismus ist es erwünscht, daß die Verschiebeglieder sich derart bewegen, daß der Eindruck einer gleichmäßigen Bildveränderung entsteht. Diese Forderung wird erfüllt, wenn die Abhängigkeit der Vergrößerungsänderung vom Antrieb des Mechanismus einer geometrischen Folge entspricht. Dabei können durch günstige Kräfteverhältnisse im Bewegungsmechanismus günstige Steigungen erreicht werden (z. B. bei Kurvenscheiben).

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend unter Verwendung einer Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel noch einmal erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 die schematische Darstellung des pankratischen Systems

Fig. 2 ein Beispiel für die Kurvensteuerung des Pankraten

Fig. 3 die grafische Darstellung der Vergrößerungsänderung des Pankraten.

Ein nach Fig. 1 aufgebauter afokaler Pankrat mit den feststehenden positiven Gliedern S 1 und S 4 sowie den verschiebbaren negativen Gliedern S 2 und S 3 und der feststehenden Blende B besitzt einen Vergrößerungsbereich von V = 0,316 bis V = 3,16. Die Brennweite der beiden positiven Glieder beträgt f′ = 68,0 und die der beiden negativen Verschiebeglieder f′ = -32,0. Die Verschiebestrecke der Negativglieder beträgt l= 32,74 mm. Gesteuert werden die beiden Verschiebeglieder, wie in Fig. 2 dargestellt, durch zwei identische Kurvenscheiben, die spiegelsymmetrisch angeordnet sind. Beide Kurvenscheiben können auch fest auf einer Drehachse befestigt sein.

Die Vergrößerungsänderung in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Kurvenscheiben entspricht einer geometrischen Folge (Fig. 3).

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

S 1 feststehendes positives Glied
S 2 negatives Verschiebeglied
S 3 negatives Verschiebeglied
S 4 feststehendes positives Glied
B Blende
l Verschiebestrecke

Claims

1. Pankratisches System, bestehend aus, in der Richtung des Lichtes gesehen, einem feststehenden positiven System, zwei beweglichen negativen Systemen und einem feststehenden positiven System, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden beweglichen negativen Systeme die gleiche Brennweite haben.

2. Pankratisches System nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden beweglichen negativen Systeme durch gleiche Mechanismen bewegt werden und diese Systeme keinen Umkehrpunkt haben.

3. Pankratisches System nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem vierten feststehenden positiven System eine feste Blende vorgelagert ist.

4. Pankratisches System nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abhängigkeit vom Antrieb des Mechanismus einer geometrischen Folge entspricht.

5. Pankratisches System nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergrößerungsbereich sich von bis erstreckt, wobei a der Vergrößerungsfaktor des Pankraten ist.