DE202010005627U1 - Optical observation device, in particular magnifying glasses - Google Patents
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Abstract
Optisches Beobachtungsgerät, wie Lupenbrille (10), das am Kopf eines Anwenders tragbar oder in dessen Hand haltbar ist, mit mindestens einem Beobachtungskanal, der eine Linse (2) veränderlicher Brechkraft enthält, dadurch gekennzeichnet, das pro Beobachtungskanal mindestens eine weitere Linse (2') vorgesehen ist, die zusammen mit der Linse (2) veränderlicher Brechkraft ein Zoomsystem (30) bildet.Optical observation device, such as loupes (10), which is portable on the head of a user or in his hand, with at least one observation channel containing a lens (2) of variable refractive power, characterized in that per observation channel at least one further lens (2 ' ) is provided, which forms a zoom system (30) together with the lens (2) of variable refractive power.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein kopfgetragenes oder handgehaltenes optisches Beobachtungsgerät, insbesondere eine Lupenbrille, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.The The present invention relates to a head-mounted or hand-held one optical observation device, in particular a loupe, according to the preamble of claim 1.
Derartige optische Beobachtungsgeräte sind insbesondere als Sehhilfen bekannt. An Stelle einer Brille (mit Brillengestell) kann auch ein Monokel (Einglas), ein Klemmer (Zwicker) oder ein Stielglas (Lorgnette) als Sehhilfe eingesetzt werden. Eine Lupenbrille ist eine Kombination aus einer Brille und einer Lupe, um im Nahbereich binokular und stereoskopisch ein Objekt vergrößert betrachten zu können. Insbesondere für den medizinischen Bereich sind sogenannte Kopflupen bekannt, die als Headset (Kopfaufsatz) oder als Aufsatz für eine Brille erhältlich sind. Mit solchen Kopflupen ist eine hohe Detailerkennung möglich.such Optical observation devices are in particular as visual aids known. In place of glasses (with glasses frame) can also be Monocle (Einlas), a Klemmer (Zwicker) or a stemmed glass (Lorgnette) used as a visual aid. A loupes is a combination from a pair of glasses and a magnifying glass to binocular and close up stereoscopically zoom in on an object to be able to. Especially for the medical Area are so-called Kopflupen known that as a headset (head attachment) or as an attachment for a pair of glasses are available. With such Kopflupen a high detail recognition is possible.
Eine für chirurgische Eingriffe geeignete Alternative zur Lupenbrille ist ein kopfgetragenes Mikroskop (beispielsweise das Leica HM500 der Anmelderin, Prospekt 10 M1 155 Ode/-, Copyright Leica Microsystems (Schweiz) AG, 2008–IV. 2008). Vorteil eines kopfgetragenen Mikroskops ist die Möglichkeit, bei größeren Arbeitsabständen arbeiten zu können sowie zwischen einer Übersichtsdarstellung und einer Darstellung hoher Auflösung wechseln zu können. Ein integrierter Autofokus sorgt für die Nachführung des Fokus. bei veränderlichem Arbeitsabstand, eine integrierte koaxiale Lichtquelle sorgt für schattenfreie Beleuchtung des Arbeitsbereiches.A surgical alternative suitable for loupes is a head-mounted microscope (for example the Leica HM500 Applicant's Brochure 10 M1 155 Ode / -, Copyright Leica Microsystems (Switzerland) AG, 2008-IV. 2008). Advantage of a head-worn Microscopes are the option for larger ones To be able to work at working intervals and between an overview and a representation of high Change resolution. An integrated Autofocus ensures the tracking of the focus. at variable working distance, an integrated coaxial Light source provides shadowless illumination of the work area.
Das genannte kopfgetragene Mikroskop ist mit einem stufenlosen Zoomsystem ausgestattet, das über einen Fußschalter betätigt wird und eine variable Auswahl des Vergrößerungsfaktors zwischen 2,0 und 9,0 ermöglicht. Obzwar das Zoomsystem für Anwendungen in der Medizin große Vorteile bringt, erhöht es den technischen Aufwand und nicht zuletzt das Gewicht des am Kopf getragenen Mikroskops enorm.The called head-worn microscope is equipped with a continuous zoom system equipped with a footswitch and a variable selection of the magnification factor between 2.0 and 9.0. Although the zoom system great advantages for applications in medicine brings, it increases the technical effort and not least that Weight of head worn microscope enormous.
Brillen
veränderlicher Brechkraft sind aus dem Stand der Technik
bekannt. So offenbart die schweizerische Patentschrift
Aus
der
Schließlich
ist aus der
Zu
den im oben zitterten Stand der Technik erwähnten Flüssiglinsen
variabler Brechkraft sei auf die Druckschriften
Es besteht ein Bedürfnis nach einem kopfgetragenen oder handgehaltenen optischen Beobachtungsgerät, wie einer Lupenbrille, mit dem ein Anwender in technisch einfacher Weise interessierende Details stark vergrößert betrachten kann.It There is a need for a head-worn or hand-held one optical observation device, such as a loupe, with a user in a technically simple way of interest details can look greatly enlarged.
Diese Aufgabe wird durch ein optisches Beobachtungsgerät gemäß Anspruch 1 gelöst.These The object is achieved by an optical observation device according to claim 1 solved.
Das erfindungsgemäße optische Beobachtungsgerät mit mindestens einem Beobachtungskanal, der eine Linse veränderlicher Brechkraft enthält, ist dadurch gekennzeichnet, dass pro Beobachtungskanal mindestens eine weitere Linse vorgesehen ist, die zusammen mit der Linse veränderlicher Brechkraft ein Zoomsystem bildet.The optical observation device according to the invention with at least one observation channel, which contains a lens of variable refractive power, is characterized in that at least one further lens is provided per observation channel, which together with the lens of variable refractive power forms a zoom system.
Hierdurch wird es möglich, mit dem optischen Beobachtungsgerät, wie beispielsweise einer Lupenbrille, in einen beobachteten Objektbereich hinein zu zoomen, d. h. diesen stark vergrößert darzustellen. Die technische Umsetzung ist hierbei erheblich leichter als bei einem eingangs geschilderten kopfgetragenen Mikroskop. Das Zoomsystem wird nämlich im einfachsten Fall lediglich durch zwei Linsen gebildet, von denen zumindest eine Linse eine solche veränderlicher Brechkraft ist. Eine mechanische Verschiebung von Linsen entlang der optischen Achse des Zoomsystems ist nicht erforderlich.hereby it becomes possible, with the optical observation device, such as a loupes, in a watched object area to zoom in, d. H. this greatly enlarged display. The technical implementation is considerably easier as in a head-worn microscope described above. The Zoom system is namely only in the simplest case formed two lenses, of which at least one lens such is variable refractive power. A mechanical shift of lenses along the optical axis of the zoom system is not required.
Ein Zoomsystem ist im einfachsten Fall aus zwei Teilen zusammengesetzt: Einem Vergrößerungssystem, beispielsweise einem afokalen Zoomsystem, und einem sich daran anschließenden Fokussiersystem, beispielsweise einer Sammellinse. Das afokale Zoomsystem besteht im einfachsten Fall seinerseits aus drei Linsen, wobei zwischen zwei Sammellinsen eine Zerstreuungslinse angeordnet ist. Während eine Sammellinse fest angeordnet ist, bewegen sich die beiden anderen Linsen auf fest vorgegebenen Bahnen, wodurch insgesamt die Vergrößerung verändert wird. Aus dem Stand der Technik sind selbstverständlich auch andersartig aufgebaute Zoomsysteme bekannt, wobei komplexere Zoomsysteme ein Mehrfaches an Einzellinsen aufweisen, wobei eine oder mehrere Linsengruppen beweglich angeordnet sind. Zum Stand der Technik bezüglich Zoomsysteme sei auch auf die Veröffentlichung ”Selected Papers an Zoom Lenses”, Herausgeber Allen Mann, SPIE Milestone Series, Volume MS 85, hingewiesen.One Zoom system is composed of two parts in the simplest case: A magnification system, such as a afocal zoom system, and an adjoining one Focusing system, such as a converging lens. The afocal zoom system consists in the simplest case in turn of three lenses, with between two converging lenses a diverging lens is arranged. While a condenser lens is fixed, the other two move Lenses on tightly defined paths, increasing the overall magnification is changed. Of course, from the prior art Also differently constructed zoom systems known, with more complex Zoom systems have a multiple of individual lenses, with a or more lens groups are movably arranged. To the stand The technology regarding zoom systems is also on the publication "Selected Papers to Zoom Lenses, "publisher Allen Mann, SPIE Milestone Series, Volume MS 85, noted.
Die vorliegende Erfindung nutzt ein zweigliedriges System zur Variation der Vergrößerung sowie zur anschließenden Fokussierung. Zumindest eine Linse sollte eine veränderliche Brechkraft enthalten, es ist jedoch vorteilhaft, wenn beide Linsen eine veränderliche (einstellbare) Brechkraft besitzen. Auf diese Weise können die Vergrößerung und die Fokussierung optimal auf einander abgestimmt werden.The The present invention utilizes a two-part system for variation the magnification and the subsequent Focusing. At least one lens should be a variable one However, it is advantageous if both lenses one have variable (adjustable) refractive power. To this Way, the magnification and the focus optimally adapted to each other.
Darüber hinaus erlaubt der Einsatz von Linsen veränderlicher Brechkraft eine Korrektur von Sehfehlern höherer Ordnung und/oder ein bifokales, allgemein sogar multifokales, Arbeiten. Zur Realisierung eines multifokalen Systems ist das erfindungsgemäße optische Beobachtungsgerät vorteilhafter Weise mit einer Autofokuseinrichtung ausgestattet. Diese stellt je nach Blickrichtung den Fokus entsprechend ein.About that In addition, the use of lenses allows variable refractive power a correction of higher order vision defects and / or a bifocal, generally even multifocal, working. For realization a multifocal system is the invention optical observation device advantageously with a Autofocus device equipped. This is depending on the viewing direction the focus accordingly.
Es kann auch sinnvoll sein, neben den beiden genannten Linsen eine oder mehrere weitere Linsen, insbesondere solche mit veränderlicher Brechkraft, vorzusehen. Obzwar mit der Anzahl von Linsen die optische Qualität des Zoomsystems weiter gesteigert werden kann, legt die Anwendung des am Kopf zu tragenden optischen Beobachtungsgeräts eine obere Grenze der Linsenanzahl fest. Diese obere Grenze hängt von Gewicht, Bedarf und nicht zuletzt den Kosten des optischen Beobachtungsgeräts ab.It may also be useful, in addition to the two lenses mentioned one or several other lenses, in particular those with variable refractive power, provided. Although with the number of lenses, the optical quality of the zoom system can be further increased, the application the head-worn optical observation device a upper limit of the number of lenses. This upper limit depends weight, need and last but not least the cost of the optical observer.
Bezüglich der bei der Erfindung eingesetzten zumindest einen Linse veränderlicher Brechkraft sei auf den eingangs zitierten Stand der Technik verwiesen. Prinzipiell kommen die verschiedenen bekannten Linsen veränderlicher Brechkraft auch für die vorliegende Erfindung in Frage. Eine besonders geeignete Gruppe stellen jedoch EAP-Linsen dar. Hier handelt es sich um aus elektroaktiven Polymeren (EAP) gebildete Linsen. Elektroaktive Polymere ändern bei Anlegen einer elektrischen Spannung ihre Form. Sie werden auch als ”künstliche Muskel” bezeichnet. Mit elektroaktiven Polymeren können hohe Dehnungen (bis über 300%) erreicht werden. Sie besitzen eine geringe Dichte und nahezu freie Formbarkeit. Bezüglich weiterer Details zum Aufbau und zu möglichen optischen Anwendungen von elektroaktiven Polymeren sei ausdrücklich auf die Produktpalette der Firma optotune, Schweiz, hingewiesen.In terms of the at least one lens used in the invention variable Refractive power is referred to the cited prior art. In principle, the different known lenses are more variable Refractive power also for the present invention in question. However, a particularly suitable group are EAP lenses it is made of electroactive polymers (EAP) lenses. Electroactive polymers change upon application of an electrical Tension their form. They are also called "artificial Muscle ". With electroactive polymers can high strains (up to over 300%) can be achieved. You own a low density and almost free formability. In terms of Further details on the structure and possible optical Applications of electroactive polymers are express to the product range of the company optotune, Switzerland.
Eine EAP-Linse kann über die sie umgebende Fassung mit Gleichspannung angesteuert werden, um ihre Brennweite und damit Brechkraft zu verändern. Auch eine (unmittelbare) mechanische Verformung ist denkbar. EAP-Linsen sind größenskalierbar, lassen sich über Steuereinheiten ansteuern und besitzen sehr kurze Antwortzeiten von unter 200 ms. Des Weiteren besitzen sie exzellente optische Qualitäten.A EAP lens can over the surrounding socket with DC voltage be controlled to change their focal length and thus refractive power. Even (direct) mechanical deformation is conceivable. EAP lenses are scalable, can be over Control units and have very short response times less than 200 ms. Furthermore, they have excellent optical Qualities.
In
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die zumindest eine EAP-Linse
oder ein an dieser angebrachter EAP-Muskel derart ansteuerbar, das
neben der Brechkraft auch die Konvergenz eingestellt werden kann.
Zur ermüdungsfreien Objektbetrachtung ist es vorteilhaft,
abhängig vom der Vergrößerung die Konvergenz
entsprechend einzustellen. Unter dem Konvergenzwinkel wird der Winkel
verstanden, unter dem sich die Sichtlinien schneiden (vgl. auch
die in der Beschreibungseinleitung erwähne Druckschrift
Es ist beispielsweise möglich, die dem Objekt zugewandten Linsen der beiden Beobachtungskanäle aufeinander zuzubewegen, während die dem Objekt abgewandte Linsen der beiden Beobachtungskanälen ortsfest bleiben. Auf diese Weise können insgesamt die Sichtlinien konvergent eingestellt werden, eine etwaige prismatische Wirkung kann bei dieser einfachen Konvergenzmethode unter Umständen in Kauf genommen werden.It is possible, for example, facing the object Lenses of the two observation channels towards each other, while the lens facing away from the object of the two observation channels stay stationary. In this way, the total Line of sight convergently set, a possible prismatic Effect may be possible with this simple convergence method be accepted.
Bekannte Linsen veränderlicher Brechkraft verändern diese auf Grund hydraulischer, pneumatischer, mechanischer oder elektromagnetischer Einwirkung. Zur Erzeugung dieser Einwirkung sind verschiedenen Arten der Ansteuerung denkbar. Eine EAP-Linse kann beispielsweise unmittelbar mechanisch verformt werden oder die entsprechende Verformung kann über Anlegen einer Spannung erzielt werden. Es ist zweckmäßig, wenn die Ansteuerung der zumindest einen Linse veränderlicher Brechkraft über eine an dem optischen Beobachtungsgerät vorhandene Betätigungseinrichtung, wie ein Handrad, erfolgt. Beispielsweise kann über ein Handrad und einer entsprechenden Wirkverbindung zu einer EAP-Linse eine mechanische Verformung der Linse erzielt werden, um ihre Brechkraft zu verändern. Andererseits kann über ein solches Handrad mit eine entsprechenden elektronischen Wirkverbindung zu einer EAP-Linse die dort anliegende Spannung und somit die Brechkraft der Linse eingestellt werden. Es ist denkbar und zweckmäßig, die elektronische Ansteuerung als Fernbedienung, auszugestalten.Known Lenses of variable refractive power alter these due to hydraulic, pneumatic, mechanical or electromagnetic Exposure. To generate this effect are different types the control conceivable. For example, an EAP lens may be instantaneous can be mechanically deformed or the corresponding deformation can over Applying a voltage can be achieved. It is appropriate if the driving of the at least one lens is variable Refractive power via one on the optical observation device existing actuator, such as a handwheel takes place. For example, via a handwheel and a corresponding Operative connection to an EAP lens a mechanical deformation of the Lens can be achieved to change their refractive power. On the other hand, via such a handwheel with a corresponding electronic operative connection to an EAP lens which applied there Tension and thus the refractive power of the lens can be adjusted. It is conceivable and appropriate, the electronic Control as a remote control, to design.
Einzelne in Kombination miteinander geschilderte Merkmale der Erfindung können – soweit dem Fachmann ersichtlich – auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendet werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.Separate in combination with each other described features of the invention can - as far as the Professional apparent - even in other combinations or used in isolation, without the scope of the present To leave invention.
Im Folgenden soll ein Ausführungsbeispiel die Erfindung und ihre Vorteile näher erläutern. Hierzu wird auf die beigefügten Figuren verwiesen.in the Below is an embodiment of the invention and explain their advantages in more detail. This is on the attached figures referenced.
Figurenbeschreibungfigure description
Jede
EAP-Linse
In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß
Es
können pro Beobachtungskanal jeweils eine elektronische
Ansteuerung
Es
sei nochmals auf eine weitere bedeutsame alternative Methode der
erwähnten ”Ansteuerung” der EAP-Linse
Der
EAP-Muskel
Bezüglich
Anhand
von
Die vorliegende Erfindung, insbesondere in der Ausführungsform als Lupenbrille, erlaubt einen technisch wenig aufwendigen Ersatz eines kopfgetragenen Mikroskops, bei geringerem Gewicht, leichterer Handhabung und geringeren Anschaffungskosten.The present invention, in particular in the embodiment as loupes, allows a technically inexpensive replacement a head-worn microscope, lighter in weight, lighter Handling and lower acquisition costs.
- 11
- BrillengestellBrillengestell
- 2, 2'2, 2 '
- EAP-LinseEAP-lens
- 33
- Handradhandwheel
- 44
- Verbindungconnection
- 55
- elektronische Ansteuerungelectronic control
- 66
- Verbindungskabelconnection cable
- 77
- GriffHandle
- 88th
- künstlicher Muskelartificial muscle
- 99
- Fassungversion
- 1010
- Lupenbrilleloupes
- 2020
- Lupemagnifying glass
- 3030
- ZoomsystemZoom system
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 20100923 |
|
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20130625 |
|
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years | ||
R071 | Expiry of right |