DE3228609A1

DE3228609A1 - Einrichtung zum feststellen der scharfeinstellung eines zweiaeugigen stereomikroskops

Info

Publication number: DE3228609A1
Application number: DE19823228609
Authority: DE
Inventors: Shin-Ichi Hachioji Tokyo Mihara; Ken-Ichi Nakahashi
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1981-07-31
Filing date: 1982-07-30
Publication date: 1983-02-17
Also published as: JPS5821222A; DE3228609C2; US4516840A

Description

ToL 3223603

PATENTANWALT dr.-ing. franz

WUESTHOFF-v.PECHMANN-BEHRENS-GOETZ

EUROPEAN PATENTATTORNEYS dipl.-chem. dr. ε. Freiherr von pechmann

<|" DR.-ING. DIETER BEHRENS

DIPL.-ING.; DIPL.-VIRTSCH.-ING. RUPERT GOBTZ

1A-56 206 D-8000 MÜNCHEN 90

Olympus Optical Schweigerstrasse 2 Company Limited,

Tokyo, Japan telefon: (083)652051

TELEGRAMM: PROTECTPATENT

telex: j24 070

Beschreibung

Einrichtung zum Peststellen der Scharfeinstellung eines zweiäugigen Stereomikroskops

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung, mit der die Scharfeinstellung eines zweiäugigen Stereomikroskops festgestellt wird und "betrifft insbesondere eine derartige Peststelleinrichtung mit der bei einem zweiäugigen Stereomikroskop mit einer linken und einer rechten Beobachtungsoptik die Scharfeinstellung festgestellt wird.

Ein zweiäugiges Stereomikroskop hat im allgemeinen eine linke und eine rechte Beobachtungsoptik, die ein plastisches Bild ergeben und eine größere Schärfentiefe bieten. Folglich wird ein solches Stereomikroskop bei Präzisionswerkzeugmaschinen oder chirurgischen Eingriffen in Einzelteile eines Körpers benutzt. Dabei ist zu beachten, daß ein mit diesem Mikroskop beobachtetes Objekt Ungleichmäßigkeiten an der Oberfläche aufweist, so daß häufig die Schärfe neu eingestellt werden muß, ehe der nächste Arbeitsvorgang oder ein weiterer Schritt beim chirurgischen Eingriff möglich ist. Dies gilt insbesondere für chirurgische Eingriffe, bei denen ja das beobachtete Objekt ein lebender Körper ist, der durch Atmung und Pulsschlag Unscharfen in der Einstellung hervorruft. Folglich muß der beabsichtigte Eingriff

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häufig unterbrochen werden, und das ist in der Praxis sehr unangenehm. Das menschliche Auge hat die Fähigkeit der automatischen Adaptation an eine gewisse Unscharfe. Zusammen mit der größeren Schärfentiefe eines zweiäugigen Stereomikroskops resultiert das in geringerer Genauigkeit der Scharfeinstellung, was besonders nachteilig ist, wenn Aufnahmen gemacht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, um die Scharfeinstellung eines Stereomikroskops überwachen zu können.

Eine diese Aufgabe lösende Einrichtung zum Peststellen der Scharfeinstellung ist zusammen mit vorteilhaften Ausgestaltungen in den Patentansprüchen gekennzeichnet.

Mit der Erfindung wird eine Einrichtung zum Peststellen der Scharfeinstellung eines zweiäugigen Stereomikroskops geschaffen, bei der Strahlenteiler so in der linken und rechten Beobachtungsoptik angeordnet sind, daß die optische Abbildung einer Peststellungsmarkierung durch einen ersten dieser Strahlenteiler auf ein beobachtetes Objekt projiziert und die reflektierte Abbildung derselben durch den zweiten Strahlenteiler aus der Beobachtungsoptik so abgeleitet wird, daß sie auf ein photoelektrisches Wandlerelement trifft, welches geeignet ist, die Scharfeinstellung des Objektes festzustellen.

Die Erfindung macht sich in vorteilhafter Weise die beiden Beobachtungsoptiken zunutze, die von Natur aus in einem zweiäugigen Stereomikroskop vorgesehen sind. Strahlenteiler innerhalb der einzelnen Beobachtungsoptiken ermöglichen das Projizieren der optischen Abbildung einer Markierung auf ein beobachtetes Objekt und die Ableitung der reflektierten Abbildung, so daß sie auf ein photoelektrisches Wandlerelement auftrifft, welches außerhalb der Beobachtungsoptik angeordnet ist. Auf diese Weise kann mit einer einfachen Anordnung die Scharfeinstellung zuverlässig festgestellt werden. Es kann unsichtbares

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Licht zum Projizieren der optischen Abbildung der Markierung benutzt werden, um nachteilige Einflüsse auf das für die Beobachtung genutzte Licht zu vermeiden und damit wirksam zu verhindern, daß Reflexe in der Beobachtungsoptik auftauchen.

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In .den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 ein Schema einer Einrichtung zum Feststellen der Scharfeinstellung eines zweiäugigen Stereomikroskops gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 bis 7 Vorderansichten verschiedener Markierungsglieder zur Verwendung in der Feststelleinrichtung gemäß Fig. 1,·

Fig. 8 ein Schema einer weiteren Einrichtung zum Feststellen der Scharfeinstellung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung!

Fig. 9 sin Schema einer weiteren Einrichtung zum reststellen der Scharfeinstellung gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 10 und 11 Vorderansichten eines elektrischen Wandlerelements, welches die optische Abbildung der Markierung empfängt, von denen Fig. 10 den fokussierten Zustand und Fig. 11 einen defokussierten Zustand zeigt.

In Fig. 1 ist eine Einrichtung zum Feststellen der Scharfeinstellung eines zweiäugigen Stereomikroskops gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Das Stereomikroskop weist eine erste Beobachtungsoptik 1 mit einem Okular IA, einem Aufrichtprisma 2A und einem Objektiv 3A sowie eine zweite Beobachtungsoptik B mit einem Okular IB, einem Aufrichtprisma 2B und einem Objektiv 3B auf. Wenn die beiden Beobachtungsoptiken A, B zur Beobachtung eines Objekts 4 benutzt werden, werden aufrechte Abbildungen 4A, 4B zwischen dem Okular IA, IB und dem Aufrichtprisraa 2A, 2B innerhalb der jeweiligen Beobachtungsoptik A bzw. B gebündelt. Auf diese Weise

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karin das Objekt ^ vergrößert stereoskopisch gesehen werden.

Für die Einrichtung zum Feststellen der Scharfeinstellung gemäß der Erfindung wird ein Teil der Beobachtungsoptik des zweiäugigen Stereomikroskops genutzt. Im einzelnen weist die Einrichtung zum Feststellen der Scharfeinstellung eine Lichtquelle

5 und ein außerhalb der Beobachtungsoptik A angeordnetes Markierungsglied A, einen zwischen dem Aufrichtprisma 2A und dem Objektiv 3A der Beobachtungsoptik A angeordneten ersten Strahlenteiler ?, einen zwisehen dem Aufrichtprisma 2B urödem Objektiv 33 der Beobachtungsoptik B angeordneten zweiten Strahlenteiler 8 sowie ein Maskenglied 9 und ein photoelektrisches Wandlerelement 10 auf, die beide außerhalb der Beobachtungsoptik B angeordnet sind.

Beide Strahlenteiler 7, 8 bestehen aus einem halbdurchlässigen Prisma, und an ihren jeweiligen Verbindungsflächen ist eine halbdurchlässige Schicht 7ä, 8a vorgesehen. Das Markierungsglied

6 und das Maskenglied 9 ist im Verhältnis zum Objektiv 3A bzw. 3B so angeordnet, daß die beiden Glieder im Hinblick auf das beobachtete Objekt h einander zugeordnet bzw. konjugiert sind, wenn das Stereomikroskop scharfeingestellt ist. Wie Fig. 2 zeigt, kann das Markierungsglied 6 einen Lichtschirm 11 aufweisen, der aus einer Metallsaheibe besteht, in welcher in der Mitte eine schlitzartige Öffnung lla ausgebildet ist, die eine Markierung 6a abgrenzt. Entsprechend kann das'dem Markierungsglied zugeordnete Maskenglied 9 eine transparente Glasscheibe 12 aufweisen, die stark lichtdurchlässig ist und in der Mitte mit einem langgestreckten, schlitzartigen Lichtabschirmbereich 12a versehen ist, dessen Gestalt der Öffnung lla im Lichtschirm 11 entspricht. Durch den Bereich 12a ist eine Maske 9a abgegrenzt. Der Lichtabschirmbereich 12a kann durch Auftragen von schwarzer Farbe oder Aufdampfen eines Metalls, wie Chrom mit überlagertem Antireflexbelag .geschaffen sein. Es ist ersichtlich, daß die Markierung 6a und die Maske 9a in einem Verhältnis zueinander stehen, welches dem Verhältnis zwischen einem photo-

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graphischen Positiv und einem photographischen Negativ entspricht. Es sei noch erwähnt, daß das Wandlerelement 10 eine Lichtempfangsfläche von einem ausreichend viel größeren Bereich hat als es der Maske 9a entspricht.

Wenn bei Benutzung der erfindungsgemäßen Einrichtung das Markierungsglied 6 mit Licht von der Lichtquelle 5 bestrahlt wird, wird eine optische Abbildung der Markierung 6a auf den ersten Strahlenteiler 7 gerichtet, dessen halbdurchlässige Schicht ?a die Abbildung in den Lichtweg der Beobachtungsoptik A reflektiert, so daß die Abbildung durch das Objektiv Jk auf das Objekt 4- projiziert wird. Von diesem Objekt wird die optische Abbildung der Markierung 6 reflektiert und gelangt durch das Objektiv 3B der Beobachtungsoptik B, um von der halbdurchlässigen Schicht 8a des zweiten Strahlenteilers 8 aus der Beobachtungsoptik B reflektiert zu werden, so daß sie nach dem Durchtritt durch das Maskenglied 9 auf die Lichtempfangsfläche des photoelektrischen Wandlerelements 10 auftrifft.

Wenn das zweiäugige Stereomikroskop fokussiert ist, wird die optische Abbildung der Markierung 6a, nachdem sie auf das Objekt 4 gebündelt und von diesem reflektiert wurde, auf das Maskenglied 9 gebündelt.

Da die Markierung 6a und die Maske ■ 9a optisch in solchem Verhältnis zueinander stehen, daß eines ein photographisches Positiv und das andere ein photographisches Negativ darstellt, besteht vollständige Koinzidenz der optischen Abbildung der Markierung 6a mit der Maske 9a, und folglich wird das von der Lichtquelle 5 kommende Licht vom Maskenglied 9 vollkommen unterbrochen und kann nicht auf die Lichtempfangsfläche des Wandlerelements 10 auftreffen. Wenn jedoch das zweiäugige Stereomikroskop nicht scharfeingestellt ist, sind Markierungsglied 6 und Maskenglied 9 im Verhältnis zu den zugehörigen Objektiven 3A, 3B nicht mehr so angeordnet, daß sie im Hinblick auf das Objekt 4 konjugiert

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sind, und deshalb wird die optische Abbildung der Markierung 6a nicht auf das Maskenglied 9 gebündelt.

Im einzelnen ist die optische Abbildung der Markierung 6a im Bereich des Maskengliedes 9 verschwommen und hat größere Abmessungen als die Maske 9a, so daß ein Teil des von der Lichtquelle 5 kommenden Lichts den transparenten Bereich des Maskengliedes 9 außerhalb der Maske 9a durchdringt und auf die Lichtempfangsfläche des photoelektrischen Wandlerelements 10 auftrifft. Damit ist erkennbar, daß das zweiäugige Stereomikroskop defokussiert ist, sobald das Wandlerelement 10 einen Teil des von der Licht« quelle 5 ausgehenden Lichts empfängt, während der fokussierte Zustand des zweiäugigen Stereomikroskops durch einen Minimalausgang des Wandlerelements 10 angezeigt wird, der dann erzeugt wird, wenn die optische Abbildung der Markierung 6a vollkommen mit der Maske 9a zusammenfällt und kein Licht von der Lichtquelle 5 in das Wandlerelement 10 einfallen kann. Anders ausgedrückt kann die Scharfeinstellung des zweiäugigen Stereomikroskops durch Überwachung eines Minimalausganges des Wandlerelements festgestellt werden. Wenn ein selbsttätiges Fokussiersystem vorgesehen und so ausgelegt ist, daß ein Minimalausgang des Wandlerelements 10 beibehalten wird, wird das Stereomikroskop ständig scharfeingesteilt gehalten, womit keinerlei Notwendigkeit für einen Fokussiervorgang besteht, so daß der Beobachter beide Hände für andere Vorgänge, z.B. seinen chirurgischen Eingriff frei hat.

Statt des in Fig. 2 gezeigten Lichtschirms 11 kann das Markierungsglied 6 auch einen Lichtschirm 13 in Form einer Metallscheibe mit einer zylindrischen Öffnung 13a in der Mitte aufweisen, wie Fig. k zeigt, oder einen Lichtschirm 15» der in der Mitte eine kreuzförmige Öffnung 15a hat, wie Fig. 6 zeigt. In diesen Fällen grenzen die Öffnungen 13a, 15a die Markierung 6a ab. Ebenso kann das Maskenglied 9 eine transparente Glasscheibe 14 aufweisen, die in der Mitte einen kreisförmigen Abschirmbereich 14a hat, wie Fig. 5 zeigt, um mit dem Lichtschirm

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13 zusammenzuwirken, oder eine transparente Scheibe 16, die in der Mitte einen kreuzförmigen Abschirmbereich l6a hat, wie Fig. 7 zeigt, um mit dem Lichtschirm 15 zusammenzuwirken. In diesen Fällen wird die Maske 9a von den Lichtabschirmbereichen 14a oder 16a abgegrenzt und steht wiederum in photographischem Positiv-Negativverhältnis zu der Markierung 6a„ Wenn hierbei die optische Abbildung der Markierung 6a vollständig mit der Maske 9a· zusammenfällt, erzeugt das Wandlerelement 10 seinen Minimalausgang, anhand dessen die Scharfeinstellung festgestellt werden kann.

Es ist nicht von wesentlicher Bedeutung, daß das Markierungsglied 6 und das Maskenglied 9 der Einrichtung zum Verstellen der Scharfeinstellung gemäß der Erfindung in einem photographischen Positiv-Negativverhältnis zueinander stehen, sondern es kann auch das gleiche Glied für beide verwendet werden. So kann z.B. der Lichtschirm 11 mit der Öffnung 11a gemäß Fig. 2 sowohl als Markierungsglied 6 als auch als Maskenglied 9 benutzt werden. Die Scharfeinstellung ist dann hergestellt, wenn die in dem als Markierungsglied 6 benutzten ersten Lichtschirm 11 ausgebildete Öffnung 11a mit der Öffnung 11a zusammenfällt, die in dem als Maskenglied 9 benutzten zweiten Lichtschirm 11 ausgebildet ist. Bei dieser Konstellation fällt eine der gesamten optischen Abbildung entsprechende Lichtmenge auf die Lichtempfangsoberfläche des Wandlerelements 10 auf. Bei unscharfer Einstellung ist die optische Abbildung der Öffnung 11a im ersten Lichtschirm 11 auf dem zweiten Lichtschirm 11 verschwommen, so daß die optische Abbildung teilweise von Bereichen des zweiten Lichtschirms außerhalb der Öffnung abgefangen wird, was den Lichteinfall in das Wandlerelement 10 verringert. Mit anderen Worten wird bei Benutzung des gleichen Gliedes als Markierungsglied 6 und als Maskenglied 9 die Scharfeinstellung entsprechend einem Maximalausgang des Wandlerelements 10 hergestellt. Wenn ein automatisches Fokussiersystem vorgesehen und so ausgelegt ist, daß es einen Maximalausgang des Wandlerelements 10 beibehält, kann das zweiäugige Stereomikroskop fokussiert gehalten

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-JS-werden, ohne daß es nötig ist, eine Scharfeinstellung vorzunehmen.

Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem der erste und zweite Strahlenteiler 7 und 8 in Form halbdurchlässiger Prismen durch einen ersten und zweiten Strahlenteiler 17 und 18 in Form von Halbspiegeln ersetzt ist. Im einzelnen ist der erste Strahlenteiler 17 zwischen dem Aufrichtprisma 2A und dem Objektiv 3A der Beobachtungsoptik A angeordnet, wobei die reflektierende Oberfläche des Halbspiegels der Lichtquelle 5 und dem Objektiv 3A zugewandt ist. Der zweite Strahlenteiler 18 ist zwischen dem Aufrichtprisma 2B und dem Objektiv 33 der Beobachtungsoptik B angeordnet, und die reflektierende Oberfläche des Halbspiegels ist dem Wandlerelement 10 und dem Objektiv 3B zugewandt. Außerdem ist zwischen dem ersten Strahlenteiler 17 und dem Markierungsglied 6 ein Filter 19 angeordnet, der von der Lichtquelle 5 kommendes Licht so filtert, daß sichtbares Licht abgefangen wird und unsichtbares Licht, wie Infrarotstrahlen durchgelassen werden. Dementsprechend ist als photoelektrisches Wandlerelement 10 ein Element von hoher Empfindlichkeit gegenüber unsichtbarem Licht, wie Infrarotstrahlen vorgesehen. Im übrigen ist die Anordnung ähnlich wie das in Fig. 1 gezeigte erste Ausführungsbeispiel.

Wenn bei Benutzung dieser Einrichtung zum Feststellen der Scharfeinstellung das Markierungsglied 6 mit Licht von der Lichtquelle 5 bestrahlt wird, ist es nur der unsichtbaren Komponente, z.B, den Infrarotstrahlen des von der Lichtquelle 5 ausgehenden Lichts möglich, den Filter 19 zu passieren und die optische Abbildung der Markierung 6a abzugrenzen, die vom ersten Strahlenteiler 17 in den Lichtweg der Beobachtungsoptik A reflektiert wird, um dann vom Objektiv 3A auf das beobachtete Objekt 4 projiziert zu werden. Die vom Objekt 4 reflektierte optische Abbildung der Markierung 6a wird vom Objektiv 3B der Beobachtungsoptik B weiter geleitet, um vom zweiten Strahlenteiler 18 in Richtung aus der Beobachtungsoptik B heraus reflektiert und durch das Maskenglied 9 auf das Wandlerelement 10 projiziert zu

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werden.

Da die optische Abbildung der auf das Objekt 4 projizierten Markierung 6a von unsichtbarem Licht bestimmt ist, stört sie die Beobachtung des Objektes 4 durch den Betrachter nicht. Wenn die optische Abbildung auf das Maskenglied 9 gebündelt wird, kann das Wandlerelement 10 die Scharfeinstellung wahrnehmen. Wenn das Markierungsglied 6 einen Lichtschirm 11 (13, 15) mit einer Öffnung 11a (13a, 15a) oder eine transparente Scheibe 12 (14, 16) mit einem Lichtabschirmbereich 12a (l4a, l6a) aufweist, kann das Maskenglied 9 eine transparente Scheibe 12 (14, l6) oder einen Lichtschirm 11 (13, I5) aufweisen, um mit dem Markierungsglied 6 ein photographisches Positiv-Negativverhältnis zu schaffen, was die Peststellung der Scharfeinstellung in Abhängigkeit von einem Minimalausgang des Wandlerelements 10 ermöglicht. Wenn als Maskenglied 9 und als Markierungsglied 6 das gleiche Glied benutzt wird, wird die Scharfeinstellung in Abhängigkeit von einem Maximalausgang des Wandlerelements 10 festgestellt.

Als Lichtquelle 5 kann eine Lichtquelle vorgesehen werden, die nur unsichtbares Licht, beispielsweise Infrarotstrahlen erzeugt, so daß auf den Filter 19 verzichtet werden kann. Gemäß einer Alternative kann der Licht durchlassende Bereich des Markierungsgliedes 6 einen Filter aufweisen, der allein den Durchgang unsichtbaren Lichts erlaubt. Im einzelnen kann bei Verwendung des Lichtschirms 11 (I3, 15) als Markierungsglied 6 die Öffnung 11a (13a, 15a) mit Filtermaterial gefüllt sein. Wenn die transparente Scheibe 12 (14, 16) verwendet wird, kann ein außerhalb des Abschirmbereichs 12a (14a, 16a) liegender Bereich von Filtermaterial gebildet sein.

Als weitere Alternative kann bei Verwendung eines Halbspiegels als erster und zweiter Strahlenteiler 17, 18 ein dichroitischer Spiegel vorgesehen sein, der wahlweise eine bestimmte Wellenlänge reflektiert. In diesem Fall wird eine Verminderung des

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Helligkeitsniveaus der Beobachtungsoptik A, B wirksam vermieden, die einträte, wenn normale halbdurchlässige Prismen oder Halbspiegel eingesetzt wären, da nur die unsichtbare Lichtkomponente von den Strahlenteilern 17, 18 reflektiert wird, die hier von dichroitisehen Spiegeln gebildet sind, während eine Verringerung der durch die beiden Beobachtungsoptiken A, B weitergeleiteten Menge sichtbaren Lichts vermieden wird.

Fig. 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem zwischen dem Aufrichtprisma 2A, 2B und einem ersten bzw. zweiten Strahlenteiler 7, 8 der Beobachtungsoptik A bzw. B ein erster bzw. zweiter Analysator 21, 22 und zwischen dem ersten Strahlenteiler 7 und dem Markierungsglied 6 ein Polarisator 23 angeordnet ist. Der Polarisator 23 leitet z.B. S-Polarisation weiter und entsprechend sind die beiden Analysatoren 21, 22 so gewählt, daß sie P-Polarisation weiterleiten, aber S-Polarisation abfangen. Wenn der Polarisator 23 so gewählt ist, daß er P-Polarisation weiterleitet, wird von den beiden Analysatoren 21 und 22 S-Polarisation weitergeleitet und P-Polarisation abgefangen.

Wird als Lichtquelle 5 eine normale Lichtquelle verwendet, die sichtbares Licht erzeugt, so kommt es wahrscheinlich zu Reflexen in der Beobachtungsoptik A, B. Bei der hier beschriebenen Einrichtung zum Feststellen der Scharfeinstellung wird durch die kombinierte Verwendung der Analysatoren 21, 22 und des Polarisators 23 das Auftreten von Reflexen in den Beobachtungsoptiken A, B vermieden. Wenn z.B. der Polarisator 23 zur Weiterleitung von S-Polarisation ausgelegt ist, ist das von der Oberfläche der Objektive 3A, 3B reflektierte Licht, welches die Reflexe hervorruft, auch S-polarisiert, aber diese S-Polarisation wird •von den Analysatoren 21, 22 abgefangen, so daß die genannten Reflexe weder die Augen eines Beobachters noch einen Film erreichen. Das gleiche gilt für den Fall daß der Polarisator 23 P-Polarisation weiterleitet. Die Beobachtung wird auch nicht durch die Projektion der optischen Abbildung der Markierung auf

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das Objekt 4 gestört.

Statt die Analysatoren 21, 22 und den Polarisator 23 vorzusehen, können die halbdurchlässigen Schichten 7a, 8a an den Vereinigungsflächen des ersten und zweiten Strahlenteilers 7, 8 von Dünnschichten mit hoher Brechzahl gebildet sein, so daß sie die Aufgabe von Polarisatoren übernehmen können. In diesem Fall werden Schwingungskomponenten des von der Lichtquelle 5 ausgehenden Lichts, die an der Stelle der Strahlenteiler 7» 8 rechtwinklig zur Zeichnungsebene von Fig. 9 verlaufen, reflektiert, während horizontale Komponenten, die parallel zur genannten Ebene verlaufen, durchgelassen werden. Damit wird nicht nur das Auftauchen von Reflexen in den Beobachtungsoptiken A, B vermieden sondern gleichzeitig verhindert, daß das zur Feststellung benötigte Licht die Beobachtung stört.

In der erfindungsgemäßen Einrichtung zum Feststellen der Scharfeinstellung kann die Kombination aus Maskenglied 9 und photoelektrischem Wandlerelement 10, das das vom Haskenglied 9 durchgelassene Licht empfängt, von einem einzigen photoelektrischen Wandlerelement 24 ersetzt sein, welches eine Vielzahl miteinander ausgerichteter Lichtempfangsflächen 24a von gleicher Breite cc aufweist, die der Breite der im Karkierungsglied 6 ausgebildeten Markierung 6a entspricht, wie Fig. 10 zeigt. Wenn das zweiäugige Stereomikroskop fokussiert ist, fällt die optische Abbildung der Markierung 6a, die gestrichelt gezeigt ist, nur auf den mittleren der Bereiche, nämlich 24a „ auf, der auf der optischen Achse liegt, während die übrigen Bereiche 24a keinen Lichteinfall verzeichnen. Folglich kann nur der Bereich 24a_Q ein elektrisches Signal erzeugen. Wenn andererseits das Stereomikroskop defokussiert ist, ist die optische Abbildung der Markierung 6a, wie sie über das Wandlerelement 24 zu sehen ist, vergrößert und verschwommen, wie mit den gestrichelten Linien in Fig. 11 angedeutet ist, und die Abbildung ist gegenüber dem mittleren Bereich 24a« versetzt. Durch diese Versetzung

O

oder Verlagerung der optischen Abbildung der Markierung 6a

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gegenüber dem Ort des mittleren Bereichs 24a_Q können diejenigen Bereiche 24a, die an der Seite des mittleren Bereichs 24a_Q liegen, zu der die Verlagerung erfolgte, ein elektrisches Signal erzeugen und damit nicht nur anzeigen, daß es zu einer Verlagerung gekommen ist, sondern auch in welcher Richtung die Verlagerung erfolgte, womit angezeigt wird, ob die Anordnung sich in einem vorderen oder hinteren Brennpunkt befindet. Zusätzlich kann die Größe der Verlagerung festgestellt werden. Dementsprechend kann ein automatisches Pokussiersystem so angeordnet werden, daß es auf eine Verteilung der Ausgänge der einzelnen Lichtempfangsbereiche 24a des Wandlerelements 24 anspricht.

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Leerseite

Claims

PATENTANWÄLTE ^D? -¹* · ^PRANZ

DR.PHIL. FREDA VUESTHOFP (l927-I9$6)

WUESTHOFF - v. PECHMANN - BEHRENS - GOETZ _DIP,._ING. _{GERHARD PÜLS} ^J^

EUROPEAN PATENTATTORNEYS dipl.-chem. dr. ε. Freiherr von pechmann

DR.-ING. DIETER BEHRENS

DIPL.-ING.; DIPL.-TIRTSCH.-ING. RUPERT GOETZ

1A 56 206 D-8000 MÜNCHEN 90

Olympus Optical schwigerstrasse*

Company Limited, telefon: (089)662051

Tokyo, Japan Telegramm: protectpatent

TELEX: J 24 O70

Ansprüche

1. Einrichtung zum Peststellen der Scharfeinstellung eines zweiäugigen Stereomikroskop mit einer linken und einer rechten Beobachtungsoptik,
gekennzei ohne t durch

- einen ersten Strahlenteiler (7j 17)» der zwischen dem Objektiv (3A) und dem Okular (IA) einer der Beobachtungsoptiken (A) angeordnet ist und die optische Abbildung einer Markierung (6a), die zum Peststellen der Scharfeinstellung dient, durch das Objektiv (3A) auf das beobachtete Objekt (4) projiziert,

- einen zweiten Strahlenteiler (8; 18), der zwischen dem Objektiv (3B) und dem Okular (IB) der anderen Beobachtungsoptik (B) angeordnet ist und die vom Objekt (4) reflektierte optische Abbildung der Markierung (6a) durchläßt, die durch das Objektiv (3B) aus der anderen Beobachtungsoptik heraus gelangt,

- ein eine Markierung abgrenzendes Harkierungsglied (6), welches so angeordnet ist, daß es in bezug auf das Objektiv (3A) unter Zwischenschaltung des ersten Strahlenteilers (7;" 17) zum Objekt (4) konjugiert ist, wenn das Stereomikroskop fokussiert ist,

- eine Lichtquelle (5), die die Markierung (6a) so beleuchtet, daß deren optische Abbildung dem ersten Strahlenteiler (7j 17) zugeführt wird,

- ein photoelektrisches Wandlerelement (10; 24), welches so angeordnet ist, daß es in bezug auf das Objektiv (3B) unter Zwischenschaltung des zvjeiten Strahlenteilers (8j 18) zu dem Objekt (4) konjugiert ist, wenn das Stereomikroskop fokussiert

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ist, und daß es die optische Abbildung der vom zweiten Strahlenteiler (8; 18) reflektierten Markierung (6a) empfängt und die Scharfeinstellung der Beobachtungsoptik feststellt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß sowohl der erste als auch der zweite Strahlenteiler (7; 17 - 8j 18) von einem halbdurchlässigen Prisma oder einem Halbspiegel gebildet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß die Markierung (6a) die Form einer in einer Metallplatte (11 j 13i 15) als langgestreckter Schlitz (11a)_; kreisförmiger Schlitz (13a) oder Kreuz (15a) ausgebildeten Öffnung hat.

k. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Markierung (6a) von einem Lichtabschirmbereich (12aj 1^a; 16a) in Form eines langgestreckten Schlitzes, eines Kreises oder eines Kreuzes auf einer Glasplatte (12; 14-; l6) bestimmt ist, der den Durchtritt von Licht verhindert.

5. Einrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß das photoelektrische Wandlerelement mit einem Maskenglied (9) versehen ist, welches auf seiner Lichtempfangsoberfläche eine Maske (9a) hat, deren Gestalt der der Markierung (6a) entspricht.

6. Einrichtung nach Anspruch 5»

dadurch gekennzeichnet , daß die Maske (9a) von einem Lichtabschirmbereich einer Gestalt entsprechend der der Markierung (6a) gebildet ist, wenn die Markierung in Form einer Licht durchlassenden Öffnung ausgebildet ist, und von einer Licht durchlassenden öffnung einer Gestalt entsprechend der der Markierung gebildet ist, wenn die Markierung von einem Lrchtabschirmbereich gebildet ist, wobei Markierung und Maske

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in einem Verhältnis entsprechend einem photographischen Positiv und Negativ zueinanderstehen.

7. Einrichtung nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet , daß die Lichtempfangsfläche des Wandlerelements (10) einen größeren Bereich einnimmt als die darauf vorgesehene Kaske.

8. Einrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß das Wandlerelement (24) eine Vielzahl Lichtempfangsflächen (24a) aufweist, die in gegebenen Abständen miteinander ausgerichtet sind, wobei die Scharfeinstellung entsprechend der Größe und dem Ort der auf diese Lichtempfangsbereiche fallenden optischen Abbildung der Markierung (6a) bestimmbar ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß die Lichtquelle (5) entweder unsichtbares Licht in Form von Infrarotstrahlen zur Beleuchtung der Markierung (6a) erzeugt oder die Markierung (6a) durch einen Filter (19) beleuchtet, der nur unsichtbares Licht durchläßt, und daß das Wandlerelement (10; 24), welches die optische Abbildung der Markierung empfängt, hochempfindlich gegenüber unsichtbarem Licht ist, wobei eine Störung des zur Feststellung dienenden Lichtes durch sichtbares Licht vermieden ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß der erste und zweite Strahlenteiler (17_} 18) jeweils von einem dichroitischen Spiegel gebildet ist, der nur Licht einer bestimmten Wellenlänge reflektiert, xiobei nur unsichtbares Licht der Lichtquelle (5) in das Wandlerelement (10j 24) einfällt.

11. Einrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß die halbdurchlässi-

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gen Schichten auf den Vereinigungsflächen des ersten und zweiten Strahlenteilers (7, 8) von Dünnschichtüberzügen mit hoher Brechzahl gebildet sind, die Polarisatoren darstellen, wobei verhindert wird, daß Licht der sichtbares Licht erzeugenden
Lichtquelle (5) Reflexe in der Beobachtungsoptik erzeugt.

12. Einrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß zwischen dem Okular (IA, IB) und dem ersten oder zweiten Strahlenteiler (7, 8) in jeder Beobachtungsoptik ein erster und zweiter Analysator (21, 22) angeordnet ist, und daß zwischen der Lichtquelle (5) und dem ersten Strahlenteiler (7) ein Polarisator (23) angeordnet ist, der so gewählt ist, daß er P-Polarisation durchläßt, wenn der erste und zweite Analysator (21, 22) S-Polarisation durchläßt, und daß er S-Polarisation durchläßt, wenn der erste und zweite Analysator (21, 22) P-Polarisation durchläßt, wobei verhindert wird, daß Licht der sichtbares Licht erzeugenden Lichtquelle
(5) Reflexe in den Beobachtungsoptiken erzeugt.