DE3939399C2 - Optischer Koppler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen optischen Koppler nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Dieser Koppler ist zur Verwendung in einer Umgebung hoher Reinheit bestimmt.

Zum Stand der Technik sind die US-PSen 4 402 572 und 4 718 750 zu nennen.

Aus der US-PS 4 718 750 ist ein optischer Koppler bekannt, der ein in einem zylindrischen Träger befindliches Objektiv, eine Gehäuseeinheit und eine Hülse aufweist, die in der Ge­ häuseeinheit gleitend geführt ist. Dieser Koppler ist dazu bestimmt, eine an seinem einen Ende befindliche fotografi­ sche oder ähnliche Aufzeichnungseinrichtung mit einem opti­ schen Instrument am anderen Ende zu verbinden. Das Objektiv und der Träger können axial innerhalb der Gehäuseeinheit verschoben werden, um ein von dem optischen Instrument auf­ genommenes Bild auf eine Abbildungsebene in der Aufzeich­ nungseinrichtung zu fokussieren.

Diese und andere optische Vorrichtungen sind sehr nützlich bei medizinischen Verfahren, für die optische Diagnose­ instrumente wie Endoskope und dergleichen verwendet werden. In solchen Umgebungen ist es jedoch unbedingt notwendig, daß die Vorrichtungen sauber sind. Es ist darum besonders wün­ schenswert, daß solche optischen Vorrichtungen mit Sterili­ sierverfahren in üblichen Autoklaven oder durch Eintauchen in Flüssigkeiten oder Gase behandelt werden können.

Die Autoklav-Behandlung geschieht üblicherweise in Dampf bei einer Temperatur von etwa 130°C und einem Druck im Bereich von etwa 21 N/cm². Im Tauchverfahren werden die Geräte in Sterilisierlösungen unterschiedlicher Art und in Äthylen- Trioxid und ähnliche gasförmige Sterilisiermittel einge­ bracht. Für optische Geräte kann jedes dieser Verfahren eine rauhe Umgebung darstellen. Für bekannte optische Systeme war es notwendig, das Gerät gegen Flüssigkeiten abzudichten. So werden beispielsweise nach der US-PS 4 718 750 feine Fäden und Schmiermittel als Dichtung gegen den Zutritt von Flüs­ sigkeiten in das System verwendet. Bei anderen optischen Sy­ stemen wird das Objektiv gegen äußere Flüssigkeiten abge­ dichtet und mit einem Inertgas gefüllt. Trotz dieser Maßnah­ men können wiederholte Sterilisierungen dazu führen, daß die Dichtungen angegriffen oder zerstört werden, so daß Flüssig­ keit in das Objektiv eindringen kann. In diesem Fall kann in dem optischen Weg eine Kondensation auftreten und Reste der Sterilisierflüssigkeit können im optischen Weg verbleiben; hierdurch wird das Bild gestört.

Aus der US-PS 4 718 750 ist auch ein optisches System mit relativ dünnen Linsen im optischen Weg bekannt. Die US-PS 4 402 572 zeigt ein Projektionsgerät mit länglichen Stablin­ sen aus Kunststoff, wobei jede Linse eine große Länge in der optischen Achse aufweist. Kunststofflinsen werden aber durch Feuchtigkeit angegriffen, die den Brechungsindex über die Er­ streckung der Linsen unterschiedlich verändert. Nach der US-PS 4 402 572 werden darum die Stablinsen in einem Objek­ tivträger gehalten, der am eingangsseitigen und am ausgangs­ seitigen Ende durch transparente und feuchtigkeitsdichte Ele­ mente abgedichtet ist. In dem Objektivträger werden zwei ent­ lang der optischen Achse mit Abstand voneinander angeordnete Linsen gehalten, die axial durch einen Ring getrennt sind. Mit dieser Gesamtanordnung sollen die Kunststofflinsen von der äußeren Umgebung abgeschirmt werden.

Die Konstruktion nach der US-PS 4 402 572 ist in erster Linie zur Verwendung in Fotokopiergeräten, nicht jedoch in einer aggressiven Umgebung bestimmt, wie sie in einem Autoklav oder beim Eintauchen in eine Sterilisierflüssigkeit vorliegt. Die Konstruktion nach der US-PS 4 718 750 ergibt zwar eine Ab­ dichtung des optischen Weges gegen die äußere Umgebung, ist jedoch kompliziert in der Herstellung und kann nur einer be­ grenzten Anzahl von Sterilisierungen standhalten.

Die US 4,781,488 beschreibt einen Adapter zum Anschluß eines Endoskops an einen Kamerakopf. Der Adapter umfaßt ein Gehäuse mit einem Linsenträger, einem Fokussierring und einem Zoom- Ring. Eine Linse ist in dem Träger längsverschiebbar angeord­ net, wobei die Verschiebung in Abhängigkeit der Drehung des Zoom-Ringes erfolgt. Daraus ergibt sich eine Änderung des Übertragungsformats des am Ende des Endoskops aufgenommenen Bildes. Zur Fokussierung des Bildes im Kamerakopf wird der Fokussierring gedreht und damit eine axiale Bewegung des Trä­ gers in dem Gehäuse erzeugt.

Aus der US 4,354,730 A ist ein optischer Übertrager bekannt, der zur Übertragung von Bildern entlang einer optischen Achse dient. Dieser Übertrager umfaßt zwei optische Systeme, die jeweils aus zwei Linsen gebildet sind, von denen eine als Streulinse und die andere als Sammellinse ausgebildet ist. Die Linsen des Systems können unmittelbar aneinander liegen oder in einem begrenzten Abstand angeordnet sein, eine Ver­ schiebbarkeit ist jedoch nicht vorgesehen.

Die DE 25 56 717 A1 beschreibt ein Endoskop mit einem opti­ schen Bildübertragungssystem, das aus einem Außenrohr mit darin aufgenommenen Linsen und Glasblöcken besteht. Dabei sind die Linsen und Glasblöcke ohne zusätzliche Abstandhalter in dem Außenrohr befestigt, was vorzugsweise dadurch erreicht wird, daß diese Elemente in unmittelbarer Anlage aneinander positioniert sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein optisches System der genannten Art so auszubilden, daß es wiederholt, insbesondere in einem Autoklav, sterilisiert werden kann. Das optische System soll auch vielfältig verwendet werden können.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Das erfindungsgemäße optische System enthält entlang einer optischen Achse aneinandergrenzende Linsen, die aus ver­ schiedenen beliebigen Linsenwerkstoffen bestehen, die un­ durchlässig für die verschiedenen Stoffe sind, die unter Sterilisierbedingungen oder in ähnlichen Umgebungen vorzu­ finden sind. Das optische System erstreckt sich axial über eine Distanz, die größer ist als die Querabmessung des Sy­ stems. Ein an einem Ende offener Objektivträger stützt das optische System ab, das den Träger im wesentlichen vollstän­ dig ausfüllt. Der Objektivträger und andere, ihn abstützende Konstruktionsteile enthalten jeweils verschiedene Werkstof­ fe, die den bei der Sterilisierung oder in ähnlichen Umge­ bungen gegebenen Bedingungen standhalten. Etwaige restliche Flüssigkeiten, die sich zwischen dem Objektivträger und des­ sen Tragkonstruktion ansammeln könnten, lassen sich bei die­ ser Konstruktion entfernen.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprü­ chen. Die verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten, Vorteile und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung werden im fol­ genden im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher beschrie­ ben. Es zeigen

Fig. 1 eine Ansicht einer zusammengebauten optischen Vorrichtung entsprechend der Erfindung;

Fig. 2 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des optischen Systems nach Fig. 1;

Fig. 3 bis 7 verschiedene Objektive, die in einem Objektiv­ träger nach den Fig. 1 und 2 angeordnet werden können.

Fig. 1 zeigt als Ausführungsbeispiel einen optischen Koppler 10, der einen Bilderzeuger oder Bildwerfer 11 und einen Bildaufzeichner oder Bildschirm 12 miteinander verbindet. Die spezielle Ausbildung des Bilderzeugers 11 und des Bild­ aufzeichners 12 ist für die Erfindung nicht von besonderer Bedeutung; es kann sich bei ihnen um bekannte optische Ein­ richtungen verschiedener Art handeln.

Der optische Koppler 10 nach den Fig. 1 und 2 hat einen Ob­ jektivträger 14 mit einem mit Außengewinde versehenen Kupp­ lungsteil 13, das in ein mit Innengewinde versehenes Kupp­ lungsteil 15 des Bilderzeugers 11 eingreift. Dadurch ergibt sich eine gegen den Zutritt von Licht dichte Verbindung und die richtige Ausrichtung zwischen dem optischen Koppler 10 und dem Bilderzeuger 11. Außerdem hat der Koppler 10 eine Objektivfassung 17 mit einem Kupplungsteil 16 mit Außenge­ winde, das in ein Kupplungsteil 20 mit Innengewinde ein­ greift. Im Ausführungsbeispiel ist das Kupplungsteil 20 mit einem Flansch zum Eingriff mit einem O-Ring 21 versehen, der in einer Ringnut 22 liegt, welche in einer Gegenfläche der Objektivfassung 17 angebracht ist, um den optischen Koppler 10 und den Bildaufzeichner 12 abzudichten. Diese Verbindung ergibt darüberhinaus eine lichtdichte und richtig ausgerich­ tete Zuordnung des optischen Kopplers 10 zu dem Bildauf­ zeichner 12.

Wie weiterhin aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, kann dieser optische Koppler durch Drehen eines gerändelten oder geriffelten Fokussierringes 23 fokussiert werden, der an einer Fokussierhülse 24 befestigt ist. Dadurch kann der Ob­ jektivträger 14 zum Verschieben eines in dem Träger befind­ lichen Objektivs 25 axial bewegt werden, um ein Bild vom Bilderzeuger 11 auf eine Brennebene des Bildaufzeichners 12 zu fokussieren. Wie im einzelnen aus Fig. 2 ersichtlich ist, enthält der Fokussiermechanismus außer dem Fokussierring 23 und der Fokussierhülse 24 eine Stellhülse 26 mit schraubenför­ migem Schlitz, einen Anschlagring 27, einen Fokussierstift 30 und einen Paßstift 31. Weiterhin ist ein Vakuumnippel 32 vorgesehen.

Die genannten Bauteile werden im folgenden anhand der Fig. 2 näher erläutert. Die Objektivfassung 17 ist an einem Basis- Ringflansch 33 angebracht, der das Verbindungsstück 16 trägt und die den O-Ring aufnehmende Ringnut 22 (Fig. 1) aufweist. Ein zylindrischer Tubus 34 erstreckt sich von der ringförmi­ gen Basisplatte 33 aus koaxial zu einer optischen Achse. Im Innenraum des Tubus 34 ist der Objektivträger 14 gleitend geführt. Zwei mit Abstand voneinander liegende umfangsseiti­ ge Ansätze 35 und 36 sind an den Enden des zylindrischen Tu­ bus 34 vorhanden und haben glatte und polierte Oberflächen, auf denen die Stellhülse 26 drehbar ist. Zur Aufnahme einer am Anschlagring 27 vorgesehenen, später zu beschreibenden Rastnase ist ein Schlitz 37 vorgesehen. Außerdem hat der zy­ lindrische Tubus 34 einen axialen Schlitz 40, der sich im wesentlichen über die ganze Länge des Tubus erstreckt und an einem Ende offen ist. Dem axialen Schlitz 40 genau gegenüber und zwischen den Ansätzen 35 und 36 liegt ein Umfangsschlitz 41. Eine Innennut 42 des Tubus 34 wirkt mit dem Anschlagring 27 zusammen, wie später zu beschreiben ist. Außerdem sind in der Innenfläche des Tubus 34 mehrere mit Abstand voneinander vorgesehene axiale Nuten 43 vorhanden, die das Evakuieren der Einheit erleichtern.

Wie schon ausgeführt, läuft die Stellhülse auf den Ansätzen 35 und 36. Sie besteht im wesentlichen aus einer zylindri­ schen Hülse 44 mit glatter Innenfläche. Eine Ausnehmung 45 in der zylindrischen Hülse 44 dient zur Aufnahme des Paß­ stiftes 31. Mit einem Winkelabstand von 90° zu der Ausneh­ mung 45 ist eine Gewindebohrung 46 für den Vakuumnippel 32 vorgesehen. Die Stellhülse 26 ist von einem schraubenförmi­ gen Schlitz 47 durchbrochen, die an einem Ende 50 offen und am anderen Ende geschlossen ist. Der schraubenförmige Schlitz 47 dient zur Aufnahme des Fokussierstiftes 30. Im Ausführungsbeispiel ist die Gewindebohrung 46 der Mitte des schraubenförmigen Schlitzes 47 gegenüberliegend angeordnet.

Der Fokussierring 23 besteht im wesentlichen aus einem Ring 51 mit einer geriffelten Außenfläche 52 und einer Öffnung 53 für den Vakuumnippel 32. Die Fokussierhülse 24 hat einen Zy­ linder 54 mit einem mittig angeordneten Ansatz 55. Der An­ satz 55 nimmt den Ring 51 paßgenau auf, so daß die Fokus­ sierhülse 24 mit dem Fokussierring 23 gedreht werden kann. Außerdem hat die Fokussierhülse 24 eine Öffnung 56 zur Auf­ nahme des Paßstiftes 31 und eine Rippe 60, die mit dem An­ schlagring 27 zusammenwirkt.

Der Paßstift 31 hat einen Kopf 61, der in eine (nicht darge­ stellte) Senkbohrung in der Außenfläche des Ansatzes 55 ein­ greift. Von dem Kopf 61 aus erstreckt sich ein Stift 62 ra­ dial nach innen durch die Öffnung 56 und durch die Öffnung 45 in der Stellhülse 26 sowie in den Umfangsschlitz 41 der Objektivfassung 17. Die Stellhülse 26 hält den Paßstift 31 in seiner Position.

Der Vakuumnippel 32 enthält einen Entlüftungskopf 63 und einen Entlüftungs-Gewindeabschnitt 64, der die Öffnung 53 in der Stellhülse 23 und die Öffnung 57 in der Fokussierhülse 24 durchsetzt und in die Gewindebohrung 46 der Stellhülse 26 eingeschraubt ist. Der Vakuumnippel 32 ermöglicht daher die Evakuierung aller inneren Hohlräume, wie sie beispielsweise durch die Ansätze 35 und 36 und die Stellhülse 26 gebildet sind. Außerdem verhindert der Vakuumnippel eine Relativdre­ hung des Fokussierringes 23, der Fokussierhülse 24 und der Stellhülse 26 zueinander.

Die Stellhülse 26 und die Fokussierhülse 24 werden auf dem zylindrischen Tubus 34 durch den Anschlagring 27 in Position gehalten. Der Anschlagring 27 hat einen radialen Ringflansch 65 und einen axial gerichteten zylindrischen Abschnitt 66. Ein Z-förmiger Kanal 67 durchsetzt den Anschlagring 27 in im wesentlichen axialer Richtung. An das Ende des zylindrischen Abschnittes 66 ist ein Ansatz 68 angeformt. In dem in Um­ fangsrichtung liegenden Abschnitt des Z-Kanals 67 ist ein Rastvorsprung 70 vorgesehen. Axial von dem zylindrischen Ab­ schnitt 66 erstreckt sich eine Nase 71, die benachbart zu dem Ansatz 68 angeordnet ist.

Der Objektivträger 14 hat einen zylindrischen Abschnitt 72, in dem eine Gewindebohrung 73 zur Aufnahme eines Gewindeab­ schnittes 74 des Fokussierstiftes 30 vorgesehen ist. Der Fo­ kussierstift 30 weist einen vergrößerten Kopfteil 75 auf, der der jeweiligen Breite des Z-Kanals 67 im Anschlagring 27, des schraubenförmigen Schlitzes 47 in der Stellhülse 26 und des axialen Schlitzes 40 im Tubus 34 entspricht. Nahe dem mit Außengewinde versehenen Kupplungsteil 13 befindet sich ein Flansch 76, und die Innenwandung des zylindrischen Abschnittes 72 endet in einer ringförmigen Rippe 80, welche das Objektiv 25 axial positioniert.

Beim Zusammenbau der in Fig. 2 gezeigten Teile zu der Ein­ heit nach Fig. 1 gleitet die Stellhülse 26 auf die Objektiv­ fassung 17, so daß sie die ringförmigen Ansätze 35 und 36 überdeckt. Das offene Ende des schraubenförmigen Schlitzes 47 wird auf den Axialschlitz 40 und die Ausnehmung 45 axial auf den Umfangsschlitz 41 ausgerichtet. Danach wird die Fokus­ sierhülse 24 auf die Stellhülse 26 aufgeschoben, wobei die Öffnungen 56 und 57 mit den Öffnungen 45 bzw. 46 der Stell­ hülse zur Deckung gebracht werden. Dann wird der Paßstift 31 eingesetzt, so daß sein Kopf 61 in die Senkbohrung in der Außenfläche des mittigen Ansatzes 55 eingreift. Der Schaft 62 des Paßstiftes durchsetzt dann die Öffnung in der Fokus­ sierhülse 24 und die Öffnung 50 der Stellhülse 26 und ragt in den Umfangsschlitz 41. Wenn dann der Fokussierring 23 auf dem ringförmigen Ansatz 55 positioniert wird, so hält er den Paßstift 31 in seiner Lage und der Paßstift verhindert eine Axialverschiebung der Fokussierhülse 24 und der Stellhülse 26 relativ zu der Objektivfassung 17. Der Fokussierring 23 wird nach dem Aufschieben auf den Ansatz 55 mit seiner Öff­ nung 53 in Deckung mit der Öffnung 57 gebracht, so daß der Vakuumnippel 32 durch diese Öffnungen eingesetzt und in die Gewindebohrung 46 der Stellhülse 26 eingeschraubt werden kann.

Anschließend wird der Anschlagring 27 in das Ende der Fokus­ sierhülse 24 axial eingeschoben, wobei die Nase 71 auf den Einführschlitz 37 der Objektivfassung 17 ausgerichtet wird. Da der Anschlagring 27 von dem Z-förmigen Kanal 67 durchbro­ chen ist, kann er etwas zusammengedrückt werden. Wenn der Anschlagring 27 vollständig eingesetzt ist, rastet der An­ satz 68 in die Innennut 42 des Tubus 34 ein, wobei der Ringflansch 65 an der Rippe 60 in der Fokussierhülse 24 zur Anlage kommt.

Der Objektivträger 14 kann nun unabhängig von irgendwelchen anderen Montagearbeiten eingesetzt und, wie später beschrie­ ben wird, ausgewechselt werden, so daß der optische Koppler 10 mit Objektiven unterschiedlicher Brennweite verwendet werden kann. Zum Einsetzen des Objektivträgers 14 zusammen mit dem Objektiv 25 wird der Fokussierstift 30 auf die stirnseitige Öffnung des Z-förmigen Kanals 67 im Ringflansch 65 des Anschlagringes 27 ausgerichtet. Danach wird der Objek­ tivträger axial vorgeschoben und gleichzeitig gedreht; vom Kupplungsteil 13 in Fig. 2 aus betrachtet, geschieht diese Drehung im Gegenuhrzeigersinn. Der Kopf 75 des Fokussier­ stiftes 30 gelangt dabei an den Rastvorsprung 70, jedoch kann der Anschlagring so ausreichend nachgeben, daß der Kopf 75 den Rastvorsprung 70 passieren kann. Der Objektivträger 14 kann dann axial in die Stellhülse 26 und die Objektivfas­ sung 17 eingeschoben werden, bei deckungsgleicher Lage der Eingangsöffnung 50 des schraubenförmigen Schlitzes 47 und des Endes des Axialschlitzes 40 in der Objektivfassung 17.

Wird dann die Fokussierhülse 23 gedreht, so dreht sich der schraubenförmige Schlitz 47 entsprechend, wobei sich der Schnitt­ punkt, den der Schlitz 47 mit dem Axialschlitz 40 bildet, axial bewegt und dadurch der Objektivträger 14 relativ zu dem Ringflansch 33 und damit auch zu dem Bildaufzeichner 12 (Fig. 1) axial vor oder zurück verschoben wird. Der Rastvor­ sprung 70 am Anschlagring 27 verhindert, daß der Benutzer des optischen Kopplers die Fokussierhülse unbeabsichtigt zu weit verdreht und dadurch den Objektivträger aus seiner Führung in dem Axialschlitz 40 und der Stellhülse 26 heraus­ bewegt.

Der optische Koppler 10 ist unter zwei Gesichtspunkten be­ sonders geeignet, den Beanspruchungen unter den rauhen Be­ dingungen der Sterilisierung im Autoklav oder durch Tauchen standzuhalten. Der erste Gesichtspunkt betrifft den Aufbau des Objektivs. Wie aus Fig. 2 und insbesondere aus den Fig. 3 bis 7 ersichtlich ist, wird für den Koppler ein Duplet-Objektiv verwendet. Abweichend von den üblichen Duplet-Objektiven hat mindestens eine der beiden Linsen in Richtung der optischen Achse 79 eine große Länge im Ver­ gleich zum Durchmesser bzw. der Querdimension der Linsen. Außerdem sind im optischen Weg zwischen den beiden endseiti­ gen Oberflächen 81 und 83 des Objektivs keine Luftspalte vorhanden. Betrachtet man die zylindrische Linsenfassung 77 im Schnitt, so befindet sich der einzige Bereich, in dem Sterilisierflüssigkeiten oder Dampf das Objektiv angreifen können, an den Endflächen 81 und 83. Die übrigen Oberflächen einschließlich der Grenzfläche 82 zwischen den beiden Linsen sind geschützt. Das Duplet nimmt daher den gesamten Raum ein, der durch den Objektivträger 14 zwischen der Rippe 80 und dem anderen Objektivende definiert ist, so daß Luftspal­ te eliminiert sind. Dadurch ist die Möglichkeit einer Kon­ densation an inneren Teilen des optischen Weges, der nicht leicht zugänglich ist, auf ein Minimum reduziert und es ent­ fällt die Notwendigkeit einer Trockendichtung mit Stickstoff oder anderen inerten Gasen. Zur Herstellung des Duplets nach den Fig. 3 bis 7 oder anderen Ausführungsformen können zahl­ reiche optische Glassorten verwendet werden.

Der andere Gesichtspunkt bezüglich der Widerstandsfähigkeit des optischen Kopplers gegen schädliche Einflüsse bei der Sterilisierung betrifft die Auswahl des Werkstoffes für die verschiedenen Teile des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Kopplers. Die hierfür auszuwählenden Werkstoffe müssen be­ ständig sein. Sie müssen den richtigen Temperaturkoeffizien­ ten haben, gegen Korrosion bei hoher Temperatur und Feuch­ tigkeit resistent sein, gute Lagerflächen aufweisen und un­ ter Sterilisierbedingungen elektrochemisch stabil sein. Ver­ schiedene Metalle, beispielsweise Titan, und Metallegierun­ gen wie rostfreier Stahl, erfüllen diese Bedingungen und können für alle Teile des optischen Kopplers verwendet wer­ den. Es kann jedoch für einige Ausführungsformen zweckmäßig sein, die Stellhülse 26 aus einem Metall zu fertigen, das die genannten Eigenschaften hat, aber etwas weicher ist als die anderen Metalle oder Legierungen. Als geeigneter Werk­ stoff für die Stellhülse 26 hat sich Monelmetall erwiesen, also eine warmfeste, korrosionsbeständige Nickellegierung mit 68% Ni, 1% Mn und Rest Cu.

Zur Autoklavbehandlung wird der gesamte Koppler 10, wie er in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, in einen Autoklav ge­ legt und mit Dampf unter Druck behandelt. Da das System kei­ ne nennenswerten Luftspalte enthält, kann im optischen Weg praktisch keine Flüssigkeit kondensieren. Außerdem sorgen die Temperaturen und die Restwärme in den metallischen Tei­ len dafür, daß sofort alle Feuchtigkeit entfernt wird, bevor sie sich in Hohlräumen des Kopplers 10 ansammeln kann. Wenn der Koppler 10 durch Eintauchen in Gas oder Flüssigkeit ste­ rilisiert wird und in ihm etwas Flüssigkeit verbleiben soll­ te, kann in einfacher Weise eine kleine Vakuumleitung an den Vakuumnippel 32 (Fig. 2) angeschlossen werden, um Restflüs­ sigkeit durch die Innennuten 43 und andere Hohlräume abzu­ saugen und durch den Bereich zwischen den Ringansätzen 35 und 36 hindurch abzuführen.

Ein weiterer Vorteil dieser Ausführung des Kopplers besteht darin, daß das Objektiv auswechselbar ist und daher Objekti­ ve unterschiedlicher Brennweite verwendet werden können. Der Werkstoff für die Linsen ist nach der Abbeyschen Zahl und dem Brechungsindex auszuwählen, um die Streuung und die chromatische Aberration des optischen Systems zu bestimmen. Die Brechungsindices für die Fraunhoferschen Linien des Son­ nenspektrums sind ein besonders geeigneter Brechungsparame­ ter. Es ist auch wünschenswert, die rückseitige Brennweite so lang zu wählen, daß ein Dioptrie-Fokussierbereich von mindestens ±2,7 erreicht wird. Außerdem ist es wesent­ lich, den Linsenwerkstoff, die in Richtung der optischen Achse gemessenen Längen und den Krümmungsradius so zu wäh­ len, daß die Summen der Längen der Linsen in Richtung der optischen Achse konstant sind.

Unter Beachtung dieser Überlegungen kann ein Linsenherstel­ ler Duplet-Objektive nach den Fig. 3 bis 7 mit vorgegebenen, aber unterschiedlichen Brennweiten entwerfen. Die Fig. 3 bis 7 zeigen jeweils Duplet-Objektive mit jeweiligen Brennwei­ ten im Bereich zwischen 45 mm und 20 mm.

Das Ausführungsbeispiel nach der Beschreibung betrifft einen optischen Koppler unter Verwendung verschiedener Duplet-Ob­ jektive mit der Möglichkeit der Fokussierung. Das Prinzip, den optischen Raum auszufüllen und bestimmte metallische, mit engen Toleranzen hergestellte Bauteile für diese Umge­ bungsbedingungen zu verwenden, kann bei zahlreichen opti­ schen Systemen und Vorrichtungen angewendet werden.

Claims (9)

1. Optischer Koppler (10) zum Übertragen eines Bildes ent­ lang einer optischen Achse (79) zwischen zwei Bildein­ richtungen (11; 12) mit folgenden Merkmalen:

• A) einem Objektivträger (14), der längs der optischen Achse (79) angeordnet ist und dessen axiale Länge grö­ ßer ist als eine Querabmessung seines Innenraumes, und der ein Kupplungsteil (13) zur Verbindung mit einer der beiden Bildeinrichtungen (11; 12) aufweist;
• B) einem in dem Objektivträger (14) angeordneten, in der optischen Achse (79) ausgerichteten Objektiv (25) mit aneinander angrenzenden Linsen, deren Gesamtvolumen dem Innenvolumen des Objektivträgers (14) entspricht und dieses Innenvolumen im wesentlichen ausfüllt; und
• C) einer Objektivfassung (17), die ein Gehäuse für den Objektivträger (14) bildet und ein Kupplungsteil (16) zur Verbindung mit der anderen Bildeinrichtung (11; 12) aufweist.

2. Optischer Koppler (10) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Fokussiereinrichtung (23, 24, 26) zum Verschieben des Objektivträgers (14) relativ zu der Objektivfassung (17) entlang der optischen Achse (79).

3. Optischer Koppler (10) nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch folgende Merkmale der Fokussierein­ richtung (23, 24, 26):

• 1. 3.1 eine Fokussierhülse (24), die an der Objektivfassung (17) angebracht und mit ihr gemeinsam um die optische Achse (79) drehbar ist;
• 2. 3.2 eine Stellhülse (26) mit schraubenförmigem Schlitz (47), die gemeinsam mit der Fokussierhülse (24) dreh­ bar ist;
• 3. 3.3 einen zylindrischen Tubus (34), der sich koaxial zur optischen Achse (79) erstreckt und Bestandteil der Objektivfassung (17) ist und einen axialen Schlitz (40) aufweist, wobei die Stellhülse (26) auf dem zy­ lindrischen Tubus (34) angeordnet und gegenüber die­ sem drehbar ist; und
• 4. 3.4 einen am Objektivträger (14) angeordneten Mitnehmer (75), der in den schraubenförmigen Schlitz (47) der Stellhülse (26) und in den axialen Schlitz (40) des Tubus (24) eingreift, derart, daß der Objektivträger (14) durch Drehen der Fokussierhülse (24) axial ver­ schiebbar ist.

4. Optischer Koppler (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fokussierhülse (24) und die Stellhülse (26) Öffnungen (57, 46) zur Aufnahme einer Absaugeinrichtung (32) aufweisen.

5. Optischer Koppler (10) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fokussierhülse (24), die Objektivfassung (17) und der Objektivträger (14) aus Me­ tall einer Metallgruppe bestehen, die rostfreien Stahl und Titan umfaßt.

6. Optischer Koppler (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektiv (25) ein Duplet mit zwei Linsen ist, die an einer gemeinsamen Grenzfläche (82) luftspaltlos aneinander angrenzen, und daß die End­ flächen (81 und 83) des Objektivs (25) und die Grenzflä­ che (82) Krümmungsradien haben, die eine vorbestimmte Brennweite sowie eine rückseitige Brennweite zur Fokus­ sierung mit etwa ±2 Dioptrien ergibt.

7. Optischer Koppler (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Objektivträger (14) und das Objektiv (25) eine von der Brennweite unabhängige Ge­ samtlänge entlang der optischen Achse aufweisen.

8. Optischer Koppler (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsen des Objektivs (25) aus optischem Glas und die Objektivfassung (17) sowie der Objektivträger (14) aus hitze- und oxydationsbeständigen Metallegierungen bestehen.

9. Optischer Koppler (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Objektivfassung (17) ei­ nen Vakuumnippel (32) zum Anschließen einer Vakuumleitung zur Evakuierung des optischen Kopplers aufweist.