体视显微镜,设定立体角的光学组装件及可变成像系统的制作方法

文档序号:20686779发布日期:2020-05-08 18:53阅读:340来源:国知局
体视显微镜,设定立体角的光学组装件及可变成像系统的制作方法

本发明涉及格里诺型体视显微镜。本发明还涉及在格里诺型体视显微镜中设定立体角的光学组装件。最后,本发明涉及格里诺型体视显微镜的可变成像系统。



背景技术:

存在不同类型的体视显微镜。在如已知的格里诺型中,两个束路径在构造方面彼此之间完全分离开。如已知的阿贝类型对于两个束路径具有共同的主物镜。

格里诺体视显微镜例如从de19943015a1和de4315630a1获悉。其他体视显微镜从de102006036768a1、de3217776c2和de6926292获悉。



技术实现要素:

本发明的目的是改进格里诺型体视显微镜。

该目的通过下面所述的格里诺型体视显微镜来实现。一种格里诺型的体视显微镜包括:两个分离的成像通道,其中所述成像通道具有从共同参考平面开始平行于彼此延伸的束路径。

本发明的核心是在格里诺型体视显微镜中使两个成像通道的束路径平行。这特别地被理解为意味着两个分离成像通道的束路径从共同的参考平面开始平行于彼此延伸。为了使两个成像通道的束路径平行,特别地提供光学组装件,其将在下文更加详细地解释。

两个分离成像通道的束路径的平行轮廓有利于光学组件部分在共同参考平面的束路径下游的布置。

参考位置位于物镜组装件的物侧上,在该参考位置的下游,束路径平行于彼此延伸。两个成像通道的束路径因此特别是在物镜组装件的区域中平行于彼此延伸。由此,简化并同时改进物镜组装件的构造。

根据本发明的一个方面,体视显微镜具有可调节的立体角。

立体角特别是通过光学组装件是可调节的。立体角特别是通过布置显微镜的在两个成像通道及其物镜的焦平面之间的束路径中的光学组装件是可调节的。

可变化调节的立体角提供更大的灵活性。

根据本发明的其他方面,设定立体角的光学组装件配置为使得当对立体角进行调节时,两个成像通道的物平面的相交线在空间上保持固定。

这导致当在不同立体角下观察物体时的明显优势。特别地,一种结果为当对立体角进行调节时可以省略重新聚焦。

根据本发明的其他方面,体视显微镜具有模块化构造。

这进一步提高了体视显微镜的灵活性。

根据本发明的其他方面,成像通道的束路径各实施为无限远光学系统。这特别是应该理解为意味着物镜在各个情况下不会产生实际的中间像而是具有设定为无限远的像距。换言之,两个成像通道在其物镜的像侧上具有平行束的形状。

为了创造实际中间像,可以在成像通道的束路径中各提供镜筒透镜。

通过将成像通道实现为无限远光学系统,也就是说通过提供已知的无线空间,还增加了体视显微镜的灵活性。无限空间特别是可用于布置光学组装件和/或附加装置。

根据本发明的其他方面,体视显微镜包括设定并改变放大率的可变成像系统。可变成像系统特别地包括放大率改变器,特别是无焦放大率改变器。

这还进一步提高了体视显微镜的灵活性。

本发明的其他目的是为了提供在格里诺型体视显微镜中设定立体角的光学组装件。

该目标由以下光学组装件实现:具有两个分离的成像通道,该两个成像通道各具有各用于将成像光从物平面转移到参考平面中的第一反射镜和第二反射镜,其中光轴围成可调节的立体角,其中参考平面对于两个成像通道(4l、4r)是相同的。

光学组装件特别是根据前文描述的格里诺型体视显微镜的光学组装件。该类型的显微镜还将在下面简称为格里诺体视显微镜。

立体角还被称为会聚角。这表明格里诺体视显微镜的两个物侧束路径(特别是其物侧光轴)相对于彼此倾斜的角度。这恰好对应于两个成像通道的焦平面在它们之间围成的角度。

成像通道的两个反射镜各形成反射镜阶梯,特别是具有可移位反射镜的反射镜阶梯。反射镜阶梯可以包括特别是在各个情况下每个成像通道恰好两个反射镜。这简化了光学组装件的构造。

优选地,成像通道的全部组件相对于中心平面镜像对称地布置。

光学组装件可以是结构上分离组件部分。它还可以是格里诺体视显微镜的物镜系统的组件部分。特别是在反射镜阶梯不形成分离组件部分的情况下,反射镜阶梯还可以仅仅通过将反射镜布置在格里诺体视显微镜的主体中来形成。

特别有利的是,参考平面对于成像通道两者是相同的,成像光通过两个反射镜阶梯被转移到该参考平面中。特别是由此可以将成像通道的随后束路径平行于彼此对准。

对应的光学组装件甚至不需要可调节的立体角的功能也是有利的。

根据本发明的方面,第二反射镜在各个情况下各绕平行于参考平面延伸的空间固定的轴线是可枢转的。枢转轴线特别地穿过反射镜的反射面延伸。因此,反射镜还称为空间上固定的反射镜。

枢转轴线特别地穿过反射镜的中心线延伸。

特别地随后束路径的光轴的位置可以被空间上固定的枢转轴线所指定,特别是被固定地指定。

根据本发明的其他方面,光学组装件的第一反射镜是可移位的,使得它在位移期间具有距相应物平面的恒定距离。在此,该距离特别地从第二反射镜的中心线测得。用于第一反射镜的定位的引导件元件可以在该情况下具有与物体同心的圆形形状。

第二反射镜特别地具有距相应物平面的恒定平均距离。

第二反射镜同样地可以绕平行于参考平面延伸的枢转轴线可枢转。此外,它可以线性地移位,也就是说第二反射镜的枢转轴线可以在其进行枢转时经受位置改变。

每个成像通道具有多于两个反射镜的更为复杂的配置原理上是可能的。

根据本发明的其他方面,第一反射镜和/或第二反射镜各为平面反射镜。因此,可以将成像光从物平面特定无像差转移到参考平面中。

根据本发明的其他方面,两个成像通道的光轴之间的会聚角可设定在从10°到15°的范围中。此外,优选是可调节的,使得垂直观察成为可能。在此可以仅使用两个成像通道中的一个用于垂直观察。替代地,在垂直观察的情况下,两个成像通道可以成像不同物场区域,特别是不同轴线点。

反射镜阶梯的两个反射镜在各个情况下布置为,特别地使得由两个反射镜偏转的轴向平行中心射线相对于设备轴线具有5°和15°之间的可调节角。对于通道中的至少一个,可以设定为0°。

反射镜阶梯的两个反射镜特别地在各个情况下布置为,使得它们可以在它们之间围成的角度在从0°到10°的范围中,特别是在从5°到7.5°的范围中,并且优选地还可以是0°角。

立体角是可调节的,特别是在物场和成像光学单元之间的束路径中可调节,特别是在物场和物镜组装件之间的束路径中可调节。由此,特别是可以形成与立体角无关的成像光学单元。成像光学单元特别是不需要适配于立体角的相应设定。

格里诺体视显微镜特别地包括结构上整体分离的成像通道。这特别是被理解为意味着成像元件(特别是透镜)在各个情况下仅用于两个成像通道中的一个。由此可以实现更好的成像质量。

格里诺体视显微镜特别地包括设定立体角的光学组装件,特别是光学组件部分或反射镜的布置,特别是根据前文描述在反射镜阶梯中的反射镜的布置。

所述反射镜阶梯特别是布置在物场和成像光学单元(特别是物镜组装件)之间。

根据本发明的其他方面,光学组件部分的下游或反射镜阶梯的下游(特别是参考平面的下游)的成像通道具有至少部分平行的光轴。

它们可以在特别是物镜组装件的区域中的它们的整个长度之上平行对准。

两个成像通道可以特别是具有共同(特别是相同)中间像平面。换言之,左成像通道和右成像通道的中间像平面可以重合。

根据本发明的其他方面,两个成像通道的反射镜安装为,使得相同成像通道的反射镜耦合,特别是彼此同步地移位。它们特别地安装为,使得两个成像通道中的关于中心平面对称地布置的反射镜联合,特别是彼此同步地移位。它们特别是布置为,使得两个成像通道的互相对应的反射镜在各个情况下相对于中心平面对称地移位。

本发明的其他目的由改进格里诺体视显微镜的可变成像系统构成。

该目的由可变成像系统来实现,该可变成像系统中左成像通道的透镜和右成像通道的透镜布置在共同位移装置上。

可变成像系统在此理解为意味着特别是具有可变比例尺数(也就是说可变放大率)的成像系统。具体地,例如参考de19943015a1和de4315630a1。可变成像系统特别地由变焦物镜构成。

可变成像系统特别是根据前文描述的格里诺型体视显微镜的可变成像系统。

根据本发明的其他方面,同样可以提供多个共同位移装置。作为示例,位移装置可以是光学滑架。它们可以在各个情况下用于移位透镜组合。

通过在共同位移装置上布置左成像通道的透镜和右成像通道的透镜,可以降低透镜或透镜组合的位移的引导和驱动的复杂度。

相应透镜特别是在各个情况下固定地布置在共同位移装置上。由此进一步降低结构上的费用。

在共同位移装置上布置的透镜特别是在各个情况下在相应成像通道的光轴方向上通过共同位移装置是可移位的。左成像通道的透镜在此特别是平行于右成像通道的透镜可移位的。而且,由此改进,特别是简化可变成像系统的构造。

附图说明

从示例性实施例参考附图的描述得出本发明的其他的优点和细节。附图中:

图1示意性示出了根据第一变型的格里诺型体视显微镜中的成像光的构造和束路径,

图2示意性示出了在设定不同立体角的三个不同位置中根据第一变型的反射镜阶梯的区域中的束路径,

图3示出了根据图2的反射镜阶梯的其他变型的示意图,

图4a、4b举例示意性示出了根据图1的具有可变设定系统的不同位置的体视显微镜的成像通道的成像束路径的两个束路径,以及

图5举例示出了可以实现图3中所图示的反射镜阶梯的变型的一种可能方式。

具体实施方式

首先,下面参考图1将描述格里诺型体视显微镜1的成像光学单元的基本光学组件部分。光学组件部分布置在主体2中,该主体2在图1中仅高度示意性地表明。

成像光学单元包括,特别是从左成像通道4l和右成像通道4r的两个物平面3l、3r开始,设定立体角b的光学组件部分5。如图1所图示,立体角b在此理解为在左成像通道4l和右成像通道4r的中心射线之间的夹角。

光学组件部分5特别可以对于成像通道4l、4r的每一个具有反射镜阶梯6l、6r。反射镜阶梯6l、6r各自具有第一反射镜12l、12r和第二反射镜13l、13r。

下面还将更加详细地描述光学组件部分5。

物镜组装件7在束路径中布置在光学组件部分5的下游。

在成像通道4l、4r的每一个中,物镜组装件7下游进一步布置的均是光学装置8,以将其束路径适配于观察者的眼距和/或用于建立像。特别是,镜筒系统用作光学装置8。光学装置8可以各具有偶数个、至少四个反射棱镜或反射镜面。除了建立像以外,光学装置8实现将成像束路径适配到视场角(未示出)。中间像位置(特别是中间像平面9)坐落在束路径中的光学装置8的下游。在各个情况下使用目镜10观察中间像。此外,图1示意性示出了在各个情况下一个眼瞳11。

两个成像通道的束路径4l、4r彼此分离开。特别地,它们完全分离。这被认为意味着格里诺型体视显微镜1的光学组件部分的每一个仅用在两个成像通道4l、4r之一中。不存在用于左成像通道4l和右成像通道4r的两者中的单个透镜或反射镜。因此,格里诺型体视显微镜1还被简称为格里诺体视显微镜1。

成像通道4l、4r的全部光学组件相对于中心平面17对称地布置。

在物平面和中间像平面之间成像不限于图4中所图示的实施例。特别地,可以在每个通道中使用物镜、无焦放大率改变器和镜筒透镜实现成像。与无焦放大率改变器相邻的距离适合于将系统划分为模块,并且以这种方法适合于获得格里诺原理的模块化体视显微镜。在类似类型的经典格里诺体视显微镜之上,大量的配置是可实现的并且增加灵活性,这对于阿贝类型的立体显微镜是已知的。

在物侧上,两个成像通道4l、4r的束路径相对于彼此倾斜了立体角b,还被称为会聚角b。

该立体角b使用光学组件部分5而是可调节的。这将参考图2和图3在下文更详细地解释。

在图2中,束路径作为示例在反射镜阶梯6r的反射镜12r、13r的不同位置的右成像通道4r中示出。反射镜12r、13r的不同定位由索引(1、2、3)表明。

为了简化起见,下面将仅描述在右成像通道4r中反射镜阶梯6r。相应地,实施左成像通道4l的反射镜阶梯6l。

反射镜阶梯6l、6r的反射镜12l、12r、13l、13r各用于将成像光14从物平面15转移到参考平面16中。图1中,参考平面16对于成像通道4l、4r是相同的。

反射镜12l、13l和12r、13r特别是在各个情况下为平面反射镜。

在图2所图示的变型中,第二反射镜13l、13r在各个情况下是绕轴线18可枢转的,该轴线18垂直于物镜组装件7内的左成像束路径和右成像束路径的轴19延伸。轴线18穿过反射镜13l、13r的反射面延伸。特别地,它穿过反射镜13l、13r的中心线延伸。当反射镜13l、13r被枢转时,反射镜13l、13r的中心线因此在空间上被固定。它限定光轴19在物镜组装件7的两个束路径中的位置。

成像通道4l、4r具有,至少从参考平面16开始的,平行于彼此延伸的光轴。

根据图2的变型中反射镜阶梯6l、6r的相应第一反射镜12l、12r安装为使得当第二反射镜13l、13r被枢转时,其同样绕轴线18枢转并且同时被移位。

反射镜13l和12r、13r为此各个情况下布置在附图中未示出的位移装置上。

下文将参考图3描述反射镜阶梯6的其他变型。该变型的总体细节对应于根据图2的反射镜阶梯6的总体细节,由此参考其中的描述。

在根据图2的变型的偏离中,当反射镜13r被枢转时,第二反射镜13r绕其可枢转的枢转轴线18在空间上不固定。当反射镜13r被枢转时,枢转轴线18特别在平行于光轴19的方向上以线性方式移位。当反射镜13r被枢转时,枢转轴线18还可以具有横向于光轴19延伸的位移组件。反射镜13r在枢转的情况下位移,特别是使得反射镜13r的表面上的特定点(特别是反射面的中心)平行于由物镜组装件7的两个束路径的光轴19所限定的平面移位。

在根据图3的该变型中,在反射镜12r的位移的情况下,反射镜12r的中心线具有距中心物场点20的恒定距离。

在位移的情况下,反射镜12r特别是具有距物平面15的恒定平均距离。

下面参考图5的文本将举例描述如何能够实现反射镜12r、13r的可移位性和反射镜阶梯6r的可移位性。

反射镜12r相对于物平面15中的中心物镜场点20是可移位的。图5示意性图示了与中心物场点20同心的引导凸轮k1。反射镜12r是可移位的,特别从具有引导和枢转点f1的第一位移位置经由未示出的第二位移位置移位到第三位移位置中。特别地,反射镜12r是可连续移位的。反射镜12r在第三位移位置中的引导和枢转点指定为f2。

从动件t1固定地连接到反射镜12r。从动件t1接触空间上固定的凸轮k2。在反射镜12r从第一位移位置移位到第三位移位置中时,从动件t1从接触位置f3移动到接触位置f4。

引导和接触元件实施为使得,在自外部发起的移动的情况下,反射镜12r的枢转点跟随凸轮k1并且从动件t1的接触点跟随凸轮k2。

在这种情况下,反射镜13r与反射镜12r同步移动。反射镜13r是可移位的,特别是从第一端部位置(13r1)经由图中未示出的中间位置移位到第二端部位置(13r3)中。在这种情况下,反射镜13r的引导和枢转点沿着平行于光轴19延伸的引导件k3从位置f5移动到位置f6中。在此固定连接到反射镜13r的从动件t2接触空间上固定的凸轮k4。从动件t2特别是沿着凸轮k4从接触位置f7移动到接触位置f8。

引导和接触元件实施为使得,在自外部发起的移动的情况下,反射镜13r的引导和枢转点跟随凸轮k3并且从动件t2跟随凸轮k4。

沿着空间上固定的引导件(由直线k5所描述的),凸轮盘ks可移位地布置在引导点f9上。凸轮盘ks承载凸轮k6。

反射镜13r在接触点f5中接触凸轮k6处的凸轮盘ks。引导和枢转点f1经由杠杆h1(特别地以铰接的方式)在点f11处可旋转地连接到凸轮盘ks。在反射镜12r从位置12r1移动到位置12r3中,凸轮盘ks移位。在此,引导点f9行进到位置f10。在此,反射镜13r的引导件和枢转点f5沿着凸轮k3和移位的凸轮k6行进到位置f6。

凸轮k1至k6设计为使得反射镜12r和13r的全部反射镜位置12ri、13ri通过外部发起的进行致动的移动是可调节地耦合的。

由于成像通道4l、4r两者的参考平面16是相同的事实,可以在共同滑架21、22上布置可移位的光学组件部分,特别是物镜组装件7的左成像通道4l和右成像通道4r的可移位的透镜组合。滑架21、22是位移装置的机械元件的示例。

图1中的引导件作为示例参考图4a和图4b的变型。在共同滑架21上安装并驱动右通道和左通道的第一透镜组合和第三透镜组合。在第二滑架22上一起安装并驱动右通道和左通道的第二透镜组合。被迫耦合存在于滑架21和滑架22的驱动之间。

还可以在共同滑架22上仅布置左成像通道4l和右成像通道4r的透镜中的一些,然而一个成像通道4l、4r的其他透镜特别是可移位地布置,与相应的其他成像通道4r、4l的相应透镜无关。

通过在共同滑架22上布置物镜组装件7的光学组件部分,特别是左成像通道4l和右成像通道4r的光学组件部分,可以降低引导和驱动的复杂度。由于共同位移装置上的布置,特别地可以确保左成像通道4l和右成像通道4r的相应的透镜一起(特别是同步地)且平行于彼此移位。

图4a和图4b作为示例示出了物镜组装件7的成像通道4l、4r的透镜组合的不同布置。

此外,图4a和图4b的示例性束路径中示出了光阑23。

此外,图4a和图4b示出了其它参考平面24的位置。参考平面24描述了物镜组装件7的安装空间的端部以及其向光学装置8的过渡。

由于从参考平面16开始在两个成像通道4l、4r中平行引导束路径,观察者的眼距以简单的方式变化是可能的,而不会干扰像旋转。

代替目镜10的一个或两个,由成像光学单元产生的图像(特别是中间像)还可以使用一个或多个相机进行记录。

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