DE1942971A1 - Optisches Bilduebertragungsgeraet - Google Patents

Description

Dr. Wtrner Haßler Lüdenscheid, den 21. Aurust 1^C)€>9

FATiNTANWALT

sas lüdhn:.^ϊίΓ.ιο ^{A faj iW} 1942971

Aunbtrg 3i-Po»l'od» 1704

,uimolderin: Pa. Nippon Sol foe Kabushiki Kaisha (also known 3 Nippon Selfoc Co., Ltd.)
7-15t 3-Chome, ühiba, Kinato-Ku, Tokyo-To, Japan

Optisches Bildübertragungsgerät

Die Erfindung betrifft ein optisches Bildübertra^ungsgerMt.

Anwendungsgebiet der Erfindung ist ein stereoskopisches Mikroskop, wo mit beiden Augen durch zwei unabhängige optische Systeme ein Gegenstand stereoskopisch betrachtet werden kann· Fig. 1 zeigt ein solches stereoskopisches System aus den einäugigen Linsensystemen I und II mit je einer Objektivlinse 1, 1a, einem Prisma 2, 2a und einem Okular 3, 3a· Der von den optischen Achsen der Xinsensysteme, I -und II eingeschlossenen Öffnungswinkel 9 hat ,normalerweise einen Wert von etwa.12° entsprechend einer Betrachtung mit beiden Augen in einem angenehmen Betrachtungsabstand. Dies bedingt einen Nachteil, daß die Fassungsrohre der rechten und linken Objektivlinsen einander im ./ege. stehen*-wenn ein Artikel 'unter gleichzeitiger Annäherung der beiden Linsensysteme betrachtet wird. Man kann dann nicht beide Faosungarohre genügend nahe zueinander bringen». Da normalerweise als Objektivlinse eine sphärische Linse« benutzt wird, kann keine Einzellinse btnutsst werden, weil die sphärische Aberration zu groß wird, insbesondere .wenn die Vergrößerung gesteigert werden soll» Deshalb sieht »an im allgemeinen eine Kombin&tionslinse vor. Dadurch werdenMie Objektivlinsen im Vergleich zur Größe des Gegenstangroß_t..so tlUI es schwierig ist, swei Objektivlinsen

!»folge der Einschränkungen der Objektivlinseh, müssen dieselben !rennweite haben, so daß man mit solchen Linsen keine, tar^e ftrgrößerungÄhtlten fcaan.

Andererseits v.ird in einem normalen Mikroskop als Objektiv] innc eine sphärische Linse benutzt· Für eine starke Vergrößerung ist eine Einzellinse infolge der sphärischen Aberration ungeeignet. Dort verwendet man ebenfalls im allgemeinen eine Kombi-, nationslinse, wodurch die übjektivlinse im 7erp;lf>ich zu der Grüße des Gegenstands eebr ffroß wird. Infolfßdeosen ist on un-· möglich, unbehindert den Innenraum eines en^en Loches ο·1ι;ΐ· ο ire i'lfccho nut vergleichsweise LToßon Unregelmäßigkeiten- zu betrachten. Infolge der pefjenr'eitigen öeziehnnf zwischen C"^iek!;^?vlL:i.>e ur.J Ckularlinse knnn man dieselben n'cht entsprecheitd dera ,Jeweiligen Gegenstand frei verschieben. 3ei einem Gegenstand mit [^rojon iibmessunpen i3t eine Vorbereitung demselben crforüerllch, -.vodurch die Formcebung de3 Ge^enotandes zum «>wecke einer leicJiteren Beobachtung geändert wird.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Bildübertragungsgeräts inform eines Mikroskops zur stereoskopischen Betrachtung eines Gegenstandes unter hoher Vergrößerung. Mn solcheij Mikroskop noch der Erfindung soll auch in der Medizin zur Untersuchung von Körperproben·sowie Körperhohluncen brauchbar aein, damit ohne Schwierigkeiten Untersuchungen des Körperinneren vorgenommen werden können·

Biese Aufgabe wird nach der Erfindung durch einen Biläübertragun£sweg aus einem faserartigen durchsichtigen Körper und einer optischen Linse an mindestens einem Ende des Übertragungsv/egesy wobei der durchsichtige Körper eiüe Querschnittsverteiiung des Brechungsindex senkrecht zur iiittelachse im wsentlichen nach, der folgenden Gleichung hat

η - H₀ (1 - 4, r²)

mit Ji_n als Brechungsindex im Zentrum auf einem iichsenpunkt,

KJ · fy

η als Brechungsindex im radialen Abstand r vom Zentrum und -i als einer positiven Konstanten« gekennzeichnet. ■ - ^h'

IiJ. weiterer Ausbildung schlägt die Erfindung ein Eadeisenden-

BAD ORIGINAL

■Mikroskop vor, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß in ein n-'delartiges Hohlrohr ein durchsichtiger Faserkörper eingesetzt und an einem Ende mit einem Okular ausgestattet ist und daf: aui-erdom ein Lichtiibertragungsfaserbünde] vorgesehen ist, wobei der durchsichtige Körper eine Verteilung des Brechungsindex der angegebenen Art aufweist. '

Ein weiterer Vorschlag der Erfindung betrifft ein Mikroskop aus einer Objektivlinse und einer Okularlinse unter Bildung eines Linsonsystems, wonach das Objektiv aus einer biegsamen optischen Farer mit Selbstfoktissierimgsverhalten und einer Verteilung den T-echuivf~sindex im wesentlichen proportional- zum C,'iadrat des ;bst-'indes von der Mittelachse besteht.

Ein Bildübertragungsgerät nach der Erfindung erleichtert die Betrachtung eines _tj^e(*en Teils* eines Gegenstandes, ohne dabei die Lage des Gegenstandes und der Augen ändern zu müssen.

Medizinische Mikroskope nach der Erfindung verringern die Beschwerden des Patienten, wenn das Mikroskop in das Körperinnere eingeführt wird, weil der Durchmesser des Sondenrohres klein ist AuHerdem ist das Sondenrohr nachgiebig und kann auch gekrümmt werden, so daß der Betrachter den Gegenstand leicht beobachten kann. Die Erfindung bringt sehr große Vorteile, weil ein kranker Körperteil stereoskopisch beobachtet werden kann, so dai: man genau die Tiefe einer Verletzung oder den Zustand der Verformung bestimmen kann. Die Beobachtungsmöglichkeit eines verletzten Körperteils ist weitgehend verbessert. Da die Ubertragungsfasor selbst eine Linsenwirkung infolge des Konvergenzeffektes hat, besteht keine Notwendigkeit zusätzlich finde re Ob_tjektivlinsensysteme an einem Ende der.Anordnung wie bei herkömmlichen.vorzusehen. Infolgedessen hat das Gerät nach der Erfindung einen einfachen Aufbau und eine hohe mechanische Stabilität. Das Gerät ist gegenüber Stößen unempfindlich.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen erläutert, in denen darstellen:

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Fi.;:. Ί eine scheraatiuche Ansicht einen herkömmlichen.

stereoskopischen Mikroskops, Fir. <' '»id ⁷; vergrößerte (,,uerschnifcte für Ausführungs.-'

fornien nach der Erfindung, Fir. 4 cine GChematische Ansicht der, Grundred-uurens einer

weiteren Ausführungsform der hrfimlunr,, Fir,. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einen

Lndoakops nach der Erfindung,

Fip;. S einen Schnitt nach der Linie VI-VI in-Fig. ?, Fig. ?, 10 (A) und 10 (B) Diagramme zur Erläuterung der

Linsenwirkung eines durchsichtigen Faserkörpern, Fir.. 8 einen Schnitt durch ein Nadelfiond'enmikroskop für

medizinische Zwecke,
Fig. 9 ein Diagramm der. Beziehung zwischen Gegenstond und

Bild bei einem Hadelspndenmikroskop und · Fig. 11 eine schematische Ansicht zur Erläuterung einer

weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Eine Glasfaser mit Linsenwirkung, deren Brechungsindex von der Ilittelachse zum Umfang allmählich abnimmt, besitzt bereits in einer Faser eine Bildübertragungaitrkung. Damit kann man das herkömmliche Faserbündel ersetzen. Ein Endomikroskop kann in einem sehr dünnen Außenrohr untergebracht werden.

Die Glasfaser mit der genannten Verteilung des Brechungsindex kann auch in gebogenem Zustand ein Bild zum jeweils anderen Faserende übertragen, weil das einfallende Licht von einem Faserende zum anderen Faserende übertragen wird.

Ein durchsichtiger Körper mit der oben angegebenen Verteilung des Brechungsindex hat eine Brennweite

sin

wenn 1 die axiale Länge ist·. Diese Gleichung ist in eineil? beit von K. Kogelnik in Bell System Technical Journal, JiÄtk

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BAD

biß ^ι\ψν nngegeben. Für L =»

b *

erreicht die Brenn

weiten einen Minimalwert f,

min

r.ii₀

üenn der Brechungsindex n_Q in der ivlittelachne den Wert n_Q = 1,6 und b den ..ert b * 1 mm hat, erh'ilt m«n eine miniinale Brennweite

mm. Damit kann man eine Objektivlinse für ein »Mikroskop mit hoher Vergrößerung verwirklichen, linch der obigen Gleichung für die Brennweite ist f eine periodische Funktion von L, no daß bei Längenwerten in Vielfachen von Tt b keine Änderung der optischen Verhältnisse erfolgt. Folglich erhält η)·;·η ein langgestrecktes optisches Konvergenzsystem mit kurzer Brennweite und ohne sphärische Aberration. Bei einem solchen optischen Knnvoicenzsystera bleibt die Wirkuncsweise des stereoskopischen I.'.ikroskops die gleiche, wenn die beiden Ob.jektivlinsen durch ein solches Konvergenzsystem ersetzt werden. Damit kann rasn mit dünnen Linsensystemen» die sich auch in unmittelbarer Nähe voneinander befinden, ein stereoskopisches »Mikroskop mit kurzer Brennweite und starker Vergrößerung erhalten. Wenn die Linsensysteme verlängert und damit' biegsam werden, kann man auch Teile beobachten, doren Unterauchuhg bisher' schwierig war·

Die Zeichnungen stellen Ausführungsformen der Erfindung dar·

Beispiel 1

Eine Glasfaser, deren Brechungsindex quadratisch mit zunehmendem Abstand you der Mittelachse abnimmt, kann leicht außerordentlich dünn mit einem Durchmesser von'neniger als 2 mm hergestellt werden. Wenn diese Glasfaser auf eine entsprechende länge renkrecht Bur I&nfguphse abgeschnitten wird, erhält man eine- Linse kurser Länge mit sehr kleinem Durchmesser» eine sog» Minilinse.

ti» Qbäefctiviinseaeynlt^ aup Jeweils Minilinsen in oder Spiegeln 5» 5» nowi^ Hilfaliftetn 6, 7, 6a_t 7a •unearohren S₁ 8a« Die Mlöilinaen 4, 4a sind in Aufnahmedtr f anetmgBrohr« 8 und Ö% einces«^»tr_t und «war so Üie optisahtn ^i

12° betragt. Die FriBmen oder Spiegel 5, 5& befinden rieh in der Mfihe der !-.Iinilinsen ^;»-, 4a und leiten das durch die L" Lnilin^n Λ-, 'la gelangte Licht zu den Hilf »linien ο, 7, ^a, 7a v/ef.tur, Schließlich gelangt das Licht in die Ckulorllnsen.

«Venn die Singangslinse des ObjektivlinsensysUüHiS air» I.ünilinse ausgebildet ist, kann man unter starker Vergrößerung einen Gegenstandstereoskopinch betrachten, .veil die Ob.jektivlinnnn den Gegenstand ausreicliend genähert werden können.

Beispiel 2

i.in stabförmige« Linsensystem mit p;röf:eror lvnre -ils die ...LiU-linsen kann ebenfalls iia Rahmen eine;* Ctftjktivlinsensystoir.s Verwendung finden, eine sog. Stablinae.

!lach Fig. J sind in Fas3ungsrohre 12 und 12a Stablinson ? uni 'n sowie Hilfslinsen 10, 11 und 10a, 11a eingebaut. Die langgestreckten Stablins'en sind biegsam und können deshalb frei gebogen und zu den Hilfslinsen geführt werden* auch wenn die Endabochnitte der beiden Stablinsen 9 und 9a mit einem öffnungswinkel θ ■ 12° der. optischen Achsen fest eingestellt sind, innerhalb des stereoakopischen Mikroskops nach der Erfindung kann ein Bild zu dem.rechten und linken Auge übertragen werden, indem man ein Linsensystem eines herkömmlichen stereoskopisches Mikroskops .lediglichunter Ersatz des Objektivlinsensystems benutzt. ·

■"'■■"" * -

* ■ : *■■'■ Beispiel 3

Wenn nur di· Endabeennitte der beiden langen Stablinaen einge-

stellt und festgehalten werden, so daß sich die optischen Achsen unter eine« entsprechenden Öffnungswinkel schneiden, ohne daß itie Stablinsen über ihre gesamte Lenge dureli die Fassungsrohre dea Objektivlinsensystees festgelegt sind und die übrigen Seile Staulinsen tmi. Mfgbar sind, jeweils unabhöttgiR von der . / . -'Λ" ⁶AD ORIGINAL

At.lL

-7- 194297t

/err.chlebung des Okularlinnensystems, InHt sich leicht die Beih-ieh-tunr; von Gegenständen durchführen. Denn ohne Änderung der .orence it igen Lare. von Gegenstand und Augen kann die Oberfläche »inen Gegenstandes mit vergleichsweise großen Unregelmäßigkeit?ti mrehindert auo einer Richtung senkrecht nur Oberfläche beobachtet werden, indem die Objektivlinse verschoben wird.

/3ind
En Fir. 4 die Endabschnitte von zwei Stnblinoon 13 und 1;3a unter unem Winkel θ feat ausgerichtet, no da(_; sich die optischen "loaöen der beiden Stablinsen in der frlhe de« Brr;?.!jnun!;tef; schneien. Die Verschiebung der Endabschnitto erfolgt mitteln ein-rr licht dargestellten Verochiubeeinricntung; ebenso wird d.ie Stellung oder Ausrichtung des zu beobachtenden Teils eingestellt. Die ■nderen Enden der Stablinsen 13 und 13a sind mit zwei Okularlinsensyjjtemen V\ und 15 verbunden. Der gleiche Teil kann so:n5.t :1eichzeitig durch die beiden Stablinsen 13 und 13a unter unterschiedlichen Winkeln beobachtet werden. Ein vergrößertes BiIi vird in der Nähe des Brennpunktes der Okularlinsennysteme V* und 15 fokussiert. Dieses vergrößerte reelle Bild kann stereosk'eriscli dt beiden Augen betrachtet werden.

Ln herkömmlichen stereoskopischen Mikroskopen können die beiden 3b^ektivlinsen nicht unter eine bestimmte Schranke einander renähert werden, weil die Objektivlinsen zu groß sind. Dadurch wird die Vergrößerung des Geräts beschränkt. Im Gegensatz dazu läßt sich mit eineiT.stereoskopischen Mikroskop nach der Erfirdlung leicht eine Untersuchung im Inneren eines engen Loches aunführen, weil die üb^ektivlinsen genügend schmal sind. Das Milcroskop noch der Erfindung ist außerdem biegsam, so daß man unbehindert die Oberfläche eines Gegenstandes mit großen Unregelmäßigkeiten aus einer Richtung senkrecht zu dieser Oberfläche beobachten kann. Dieses ist besonders dann-wichtig, wenn man be-

Γ /bei

rücksichtigt, daß die Brennweite einer starken Vergrößerung nicht

sein darf. Wenn der Beobachtungspunkt durch Verstellung der Lage der Enden der Stablinsen 13 und 13a verschoben wird, kann jeder Teil eines Gegenstandes untersucht werden, ohne den Gegenstand und die* Augen zu verschieben.

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BADORlGiNAL

e beschichtet men die Oberfläche der Str ti it einem undurchsichtigen Stoff, damit der Einfall von Streulicht in den Ilchtveg »lachen den Endteilen der SteblliiRen* und der« OkularlinRvnayetcmen ausgeschaltet 1st.

Die Ki^. 5 und 6 zreLgen ein weiteres Beispiel ein·« findonifcrockepe nach der Erfindung· Glaßfaeern 18 und 18a tclt UelbatfokuasUrungswirkung und mit einer quadratigen eue Abifcand von der Mittelachse abnehmenden Verteilung dee Brechungsindex werden in einen Kohrmtmtel 16 anstelle des üblichen Olanfeserbündele eingelegt. Ein Lichtleiter 19 liept innerhalb des Rohrmantels 16 nebon den Ciasfasern und leitet daß licht einer Lichtquelle T/ · auf den zu beobachtenden Teil. Tn die Spalte ?0 zwischen den Rohrmantel 16 und den Glaskörpern ist ein Füllstoff eingefüllt_f damit fiiet-e Teile gegenaeitig fef?tgeiegt oind. Der Itchtleite? 19 erleuchtet da« BeobgchtungsJ'iilri durch das von der lichtquelle 1? herkommende Licht. Lichtleiter 19 fcenn aua einom GlaefaBerbüiidel bestehen, dessen eines Ende zu der Lichtquelle 17 Reführt int, der Beleuchtungslich&iter kann auch die nelbstfokusslerenden Glasfasern 18 und 16a umgeben· Wie bei dem oben beschriebenen Ejidomikroskop benötigt man eine Beleuchtung für ein dunkles Bcoh&chtungsfold, doch zur Beobachtung eJnee hellen Gegenataiidee, ist eine Beleuchtun^eeinrichtung nichfe erforderlich· Dfea Beobachtungsfeld 3 kann gleichezltlg unter verschiedenen Winki'ln durch die Endabechnitte der Glasfaeerö 18 und 18a mit Selbetfokuselerung beobachtet werden. Dabei liegen diene Endabeehnltte in gegenseitigen Abstand voneinander. . ,

Daa Bild.ifiiM durch die Glasfaeern 1S und 18a fu den Kndtollen' . 21 und p& übertragen, die alt weiteren Lin*enayateiiiti koabi- '. niert (ftndi daAit das Jeweile vergrößerte Bild eu beiden Aufetn . gelangt, . .

Det Bndoeikroskop necii der Erfindung benötigt keine Mehr fachzur Bildübertragung· ^u» Aufbau dieses

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BADORlQiNAL

sind nur zwei Glasfaserkörper mit Selbstfokussierung erforderlich, so daß ein sehr dünnes Rohr ausreicht.

Die Erfindung ermöglicht die Bereitstellung eines stereoskopischen Mikroskops, das infolge der Verwendung von Minilinaen, · otablinsen oder Fasoranordnungen mit einem innerhalb eines Querschnitts von der Mittelachse quadratisch abnehmenden Brechungsindex einem herkömmlichen stereoakopischen Mikroskop überlegen ist. Eine Mindestnnzahl von zwei Linsenanordnungen reicht für ctau stereoskopische Mikroskop nach der Erfindung aus. Wenn eine Mehrzahl von Glasfasern mit Solbstfokussierung innerhalb eines Systems gebündelt werden, indem man dieselben zu einer Verbundeinheit zusammenfaßt, und ein weiteres System ebenfalls aus einer Mehrzahl solcher Glasfasern vorsieht, können diese beiden Systeme in ein Hohr eingesetzt und dort so ausgerichtet werden, daß ein Gegenstand gleichzeitig unter verschiedenen Winkeln betrachtet werden kann. Die.Bilder der einzelnen Systeme können dem rechten und linken Auge für eine stereoskopische Betrachtung zugeführt werden. Auch diese Anordnung liegt im Rahmen der Erfindung.

Als Werkstoff für die durchsichtigen Körper mit der angegebenen Verteilung des Brechungsindex eignen sich Glas oder Kunstharz. 3ei Glas kann nan die angegebene Verteilung des Brechungsindex durch änderung der Katiodenkonzentration der Abwandlungsoxyde des Glases herstellen. Bei Kunstharzen läßt eich eine solche änderung dta Brechungsindex durch Wärmebehandlung erreichen» nachdem mehrere Schichten von Harzen mit verschiedenen Brechungsindices aufeinandergeschichtet sind, wobei eine gegenseitige Diffusion d^r Schichtstoffe erfolgt.

Der.durchsichtige Faserstoff mit der angegebenen Verteilung des Brechungsindex hat eine Linsenwirkung, die der Kombination melirerer Konvexlinsen gleichwertig ist» Nach Fig» ? bewegen sich Lichtstrahlen in einem durchsichtigen Körper 22 wellenförmig .. auf einer Sinuskurve um die Mittelachse m - ea mit einer Wellenlänge S »|*b, Das Licht eines Gegenstandes F wird in einem Bild £ nach Durchhang durch den durchsichtigen Körper 2<f fpkussiert«'·. ' "

Pig. 8 zeigt den Aufbau eines Hadelsondenmikroskops für medizinische Untersuchungen· liixie Hohlnadel 23 mit einem Innendurchmesser von 1,5 mm nimmt eine Glasfaser 24 mit Selbstfokuanierung f;ov/.ie ein dieselbe umgebendes optisches ,Faserbündel 25 auf. Eine Abdeckplatte 26 aus Glas befindet sich an der Spitze der Kohlnadel 23. nn der gegenüberliecenden Endseite befinden sich·eine Okularlinse 2? sowie eine Beleuchtungslichtquelle 28. Das Licht der Bc-leuchtungslichtquelle 28 gelangt durch das optische Faserbündel 25 und tritt an der Spitze 29 aus, so daß der Gegenstand außerhalb der Abdeckplatte 26 beleuchtet wird. Das licht de3 Gegenstandes P gelangt nach Fig. 9 durch dan Innere der Glasfaser 24 und wird in der Nahe der Endfläche,30 zu einem Bild Q fokussiert. Ein vergrößertes virtuelles Q_e wird durch die Okularlinse 27 beobachtet.

Die Glasfaser wird bspw. in folgender Weise hergestellt: ein Glastab mit einem Durchmesser von 1 mn und einer Zusammensetzung von 56 Gewichts-^ SiO₂, 14 Gewichte-% Na₂O, 20 Gewichts-% Tl₂O 10 Gewichts-% PbO wird 24 Stunden lang bei einer Temperatur von 500° C in ein Kaliumnitratbad mit einem Dhalliumnitratgehalt eingetaucht, so daß man einen Glasstab mit einem zentralen . >' Brechungsindex n_Q gleich 1,56, einen Oberflächenbrechungcindex von 1,53 und einer Verteilung des Brechungsindex η ■ Ti_n (1 - —

mit -^ gleich 7,7 cm erhält· Dieser Glasstab wird zurecht-

geschnitten und an beiden Stirnenden senkrecht ,zur Mittelachse geschliffen·. Die Iiänse des Glasstabeo ist durch die länge der Hohlnadel für das Nadelsondenaikroskop und die gewünschte Brennweite festgelegt, .-'* ■

die Mittelachße des durchoichtigen Körpers-gebogen ist, **' stimmt die optische Achse als'Grundachse der Weilenbewegung der Ifichttstrahlausbreitung; nicht? eit der geometrischen Stabachse \[ überein. Wenn ein Abschnitt der Mittelachsef unter einem Krüm- ? mungsradius u geboggn ist, weicht die optische Achse nach außen-, um einen Betrag g|p ab. Hach Fig. 10 (A) ist die optische Achse b iii dem gebogenen Teil des durchsieht igen Körpers 22 . / gegenüber der geometrischen Mittelachse j verschoben, ßexm die

GrüEe -jj— genügend klein im Vergleich zum Radius R der Krüntrung ist, bewegen .-sich die Lichtatrihlen um die optin.ihe Achse, "«odurch einepliildübertragung erfolgt. Die Bildhelligkeit nimmt ab, wenn -ττ— größer wird, weil die Lichtmenge, die mit den Seitenflächen des durchsichtigen Körpers zusammenstößt, ansteigt „enn folglich der durchsichtige Körper von vornherein gebogen ist oder wenn er nachgiebig und zeitweise gebogen ist, darf die Krür'.nunr eir»on Grenzwert nicht übersteigen. Die Beziehung L'.v.ii'oLcn Gegenstand und Bild bleibt öo lange unverändert, als die Krümmung diesen Grenzwert übersteigt. Solange erfolgt unverändert eine Bildübertragung. Selbstverständlich weicht die optische Achse in dem Biegungsabschnitt von der geometrischen i\i t.telachr-.e ab. Diene Verhältnisse sind in Fig. 10 (B) dargestellt, wo die gestrichelte Linie die optische Achse angibt, welche von der geometrischen Mittellinie abweicht. Dabei wird das Bild eines Gegenstnndes Γ durch das Innere des durchsichtigen Stoffes 22 zu dem Bild Q übertragen. '*

Nach der Erfindung steht ein Mikroskop mit einem durchsichtigen Körper, nämlich einer optischen Faser mit Selbstfokussierung, ·^; zur Verfugung, das biegsam ist. ' ■ · ν ·■ "', ■'

Fig. 11 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung mi ti' " einer optischen Faser 31 mit Selbstfokussierung und einem ./;'■'-Kellner-Okular 32. Die selbstfokussierende Faser 31 hat eine :*<\ obenangegebene Verteilung des Brechungsindex. Die Herstellungs-' technik ermöglicht die Herstellung einer Faser mit einem Durchmesser von etwa 0,2 mm und einem b-Wert von etwa 0,1 mm. Dementsprechend kann man eine Brennweite von etwa 30 /a erhalten. ·„ Eine Faser mit größerer Brennweite läßt sich selbstverständlich durch Änderung der Länge oder des b-Wertes herstellen. Das 33 der optischen Faser 31 ist an einer nicht dargestellten-Schiebungseinrichtung befestigt. Damit kann das achtungsfeld 41 auf einen Gegenstand 39 eingestellt daß dieses Beobachtungsfeld senkrecht auf der Verlängerung älr ^>:-f Mittelachse des Endes 35 der Faser 31 und nahezu im Brennpunkt > Steht. Das andere Ende 34 der Faser 31 ist so festgelegt,. daß.v'V** die Mittelachse des Endes 34 mit der optischen Achse 40 άβτ'.^· '.

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BAD ORIGINAL

Gkularlinse, 32 zusammenfallt. Bas vergrößerte reelle Bild 42 dos BeobachtungafeIdea 41 wird in lie Nähe des Brennpunktes der Okularlinse 32" Gebracht. Damit kann «in Beobachter daß vef(rroi?ei> tn virtuelle Bild 43 den reellen Bilder» 42 mittels der Ükular-. linse J2 beobachten. Die Beobachtung liefert eine aunreicnende Vergrößerung des BeobachtungEfeldefi 41. Da die Glasfaser $Λ genügend dünn und fein ist, ist mühelos eine Beobachtuno im Inneren eines engen Loches möglich, indem das Faserende in dieser. Loch eingeführt wird. Die ßeobachtunp; kann auch senkrecht zu dor Oberfläche eines Gegenstandes mit starken Unregelmäßigkeiten erfolgen-, weil die Faser biegsam ict. Dieses ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Brennweite infolge einer gewünschten starken Vergrößerung-nicht groß sein kann. V/enn das BeobachtunES-fold durch Verschiebung der Stellung des Endes 33 der optischen Faser 31 verschoben wird, kann dieses geänderte Eeobachtungsfe]d ohne Verschiebung des Gegenstandes und der Augen betrachtet werden. Zv/eckmäßigerweise wird die Faser mit einem undurchsichtigen Stoff beschichtet, um daäurch einen Einfall von Streulicht aus der Umgebung in den Lichtweg zwischen dem Ende 33 der optischen Faser 31 und der Okularlinße 32 auszuschalten*

Im Rahmen des beschriebenen Beispieles muß die optische Faser 31 aus einem biegsamen durchsichtigen Stoff mit entsprechender Verteilung des Brechungsindex bestehen. Derselbe braucht nicht Glas zu sein, man kann auch einen Kunststoff benutzen. Anstelle eines Eellner-Okulars ist auch eine andere Ckularlinse brauchbar, weil damit das reelle Bild 42 vergrößert betrachtet wird.

BAD.-QRiGlt#ä}"^'''

Claims (1)

1. Patentansprüche

   Λ) Optisches Bildübertragunrsgerrit, gekennzeichnet durch einen Bildübertragungsweg aus einem faserartigen durchsichtigen Körper und einer optischen Linse an mindestens einem ü'nde dos ubertra-Piunrisweges, wobei der durchs'.chtire Körper eine ^uerschnittsvertüilung des Bre chunks index senkrecht zur !«ittolachse im wesentlichen nach der folgenden Gleichung hat

   η « n_Q (1 - -| r²)

   mit U_n als Brechungsindex im Zontrum auf einem Achsenpunkt, η al Brechungsindex im radialen Abstand r vom Zentrum und -% als eine positiven Konstanten·

   2, Bildübertraßiin£sp:erö.t nach Anspruch 1 inform eines stereoskopischen Mikroskops, dadurch gekennzeichnet, daß zv/ei Linsen und zv/ei optische Systeme jeweils paarweise miteinander verbunden sind und daß jedes optische System aus einem stabförmigen oder faserformigen durchsichtigen Körper mit einer Verteilung des Brechungsindex in einer Jeden Querschnittsebene senkrecht zur Achse unter im wesentlichen quadratischer Abnahme mit zunehmenden Abstand von der Achse aufweist, und daß schließlich die beiden durchsichtigen Körper mit dem jeweils zugeordneten optischen System im Sinne einer stereoskopischen Betrachtung angeordnet sind,

   5. Bildübertragungsgerät nach Anspruch 1 inform eines lladelsondenmikroskops, dadurch gekennzeichnet, daß in ein nadelartiges Hohlrohr ein durchsichtiger Faserkörper eingesetzt und an einem Ende mit einem Okular ausgestattet ist und daß außerdem ein Lichtübertragungsfaserbündel vorgesehen ist, wobei der durchsichtige Körper eine Verteilung des Brechungsindex der angegebenen Art aufweist.

   4, Bildübertragungsgerät nach Anspruch \ inform eines Mikroskops aus einem Objektiv und einem Okular zur Bildung einee optischen

   --¹^ ^{; :}ü% ORIGINAL

   L insensystems, dadurch ßekennzeichnefc, da, .ias (Jb₁]Ok⁺-. Lv aun eirer t-ie^nraer. optischen Faser mit .;elbytro>:ur3if/i:n.--3ver:ri' A. or. urul ei.ior Verteilung des irechunfsIndex in ν e^ent] icb'>n pror-ortior.«l zum \_uadrat des Abstandes von uer ..'.i 1 te In.-.hr.e lestont,

   ^. 3ildübertraruncsEerät nach einem der An^r r"c}ie 1 bis 4, dadurch eckenivselehnet, daß dar, Ob.iektiv neben der Fafierlinise noch weitere Zusatzlincen umCalit.

   6. Bildübertrar;un-5Sgerät nach einem der'jinsr rüche 1 bis 5» dadurch Gekennzeichnet, daß die Bildübertracun-;sf3isern bie^üam ausgehil-iet üind.

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