CH707357B1

CH707357B1 - Object enlarger

Info

Publication number: CH707357B1
Application number: CH02110/13A
Authority: CH
Inventors: Schmalz Benedikt
Original assignee: Schmalz Benedikt
Priority date: 2012-12-19
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2020-07-31
Also published as: CH707375A2; CH707357A2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Objektvergrösserungsgerät, vorzugsweise ein Auflichtobjektvergrösserungsgerät, welches aus einem oder mehreren optischen Systemen besteht und anschliessend an diese optischen Systeme einen oder mehrere elektronische Bildsensoren (2,3) enthält, welche Bilddaten in einem oder mehreren optisch-elektronischen Kanälen elektronisch an ein oder mehrere Displays und/oder Betrachtungseinheiten (9) übermitteln. Es ist an einer stabilen Aufstellvorrichtung angebracht und mit einer oder mehreren Lichtquellen ausgebildet.The present invention relates to an object magnification device, preferably an incident light object magnification device, which consists of one or more optical systems and, following these optical systems, contains one or more electronic image sensors (2, 3) which electronically send image data in one or more opto-electronic channels or transmit several displays and / or viewing units (9). It is attached to a stable set-up device and designed with one or more light sources.

Description

Technisches GebietTechnical area

[0001] Die Erfindung betrifft ein Objektvergrösserungsgerät, vorzugsweise ein Auflichtobjektvergrösserungsgerät, welches aus einem oder mehreren optischen Systemen besteht und nachfolgend oder am Ende dieser optischen Systeme ein oder mehrere Bildsensoren enthalten sind, welche Bilddaten in einem oder mehreren optisch-elektronischen Kanälen hochauflösend elektronisch an ein oder mehrere Displays und/oder Betrachtungseinheiten übermittelt. The invention relates to an object magnification device, preferably a reflected light object magnification device, which consists of one or more optical systems and subsequently or at the end of these optical systems one or more image sensors are included, which image data in one or more opto-electronic channels electronically to a or several displays and / or viewing units are transmitted.

[0002] Das Objektvergrösserungsgerät, nachfolgend auch'Objektvergrösserer'genannt, ist an einer stabilen Aufstellvorrichtung angebracht, welche mobil im Raum oder fest im Raum installiert sein kann und welche es ermöglicht bzw. zulässt, den Objektvergrösserer im Raum zu bewegen und zu platzieren. The object enlargement device, hereinafter also'object enlarger 'called, is attached to a stable installation device which can be installed mobile in the room or fixed in the room and which enables or allows to move and place the object enlarger in the room.

[0003] Der Objektvergrösserer ist mit einer oder mehreren Lichtquellen verschiedenster Technologien ausgebildet, wie Xenon-, Halogen-, Laser- oder LED-Lichtquelle im für das menschliche Auge sichtbaren und/oder nichtsichtbaren Bereich. Der Begriff 'nichtsichtbarer Bereich' wird im folgenden für den für das menschliche Auge nichtsichtbaren Bereich benutzt, welcher unterhalb und/oder oberhalb des für das menschliche Auge sichtbaren Bereichs liegt, zum Beispiel im Ultravioletten UV- oder Infraroten IR-Bereich. Der nichtsichtbare Bereich liegt ausserhalb dem für das menschliche Auge sichtbaren Bereich nach einschlägigen technischen Normen unterhalb 380nm und oberhalb 780nm. Per Definition der 'Spektralfarben in sichtbarem Licht' beginnt die sichtbare Farbe violett bei etwa 390nm und geht die sichtbare Farbe rot bis etwa 790nm. Der Erwachsene sieht aber beispielsweise bei 390nm bis 405nm fast nichts, sodass er einen Farbfehler in diesem Bereich nicht bemerkt. Deshalb ist in der vorliegenden Schrift mit dem Begriff 'nichtsichtbarer Bereich' der Lichtbereich unterhalb etwa 400 nm bis 405 nm und oberhalb von etwa 780nm bis 790nm definiert. The object enlarger is designed with one or more light sources of various technologies, such as xenon, halogen, laser or LED light source in the area visible and / or invisible to the human eye. The term “invisible range” is used below for the range that is invisible to the human eye and is below and / or above the range that is visible to the human eye, for example in the ultraviolet UV or infrared IR range. The non-visible area is outside the area visible to the human eye according to the relevant technical standards below 380 nm and above 780 nm. According to the definition of 'spectral colors in visible light', the visible color begins violet at around 390nm and the visible color goes red to around 790nm. The adult sees almost nothing, for example at 390nm to 405nm, so that he does not notice a color error in this area. Therefore, in the present document, the term “invisible region” defines the light range below approximately 400 nm to 405 nm and above approximately 780 nm to 790 nm.

[0004] Der oder die Bildsensoren sind elektronische Sensoren, wie z.B. elektronische Kameras, welche Bilddaten des Objekts auf Displays oder eine Betrachtungseinheit, wie z.B eine Brille übertragen können. The image sensor or sensors are electronic sensors, e.g. Electronic cameras, which can transmit image data of the object to displays or a viewing unit such as glasses.

[0005] Der oder die Bildsensoren sind so ausgebildet, dass er sichtbare Bilder und/oder nichtsichtbare Bilder im für das menschliche Auge unterhalb und/oder oberhalb des sichtbaren Bereichs zum Beispiel im UV- und IR-Bereich erkennen und übertragen kann. The image sensor or sensors are designed so that it can detect and transmit visible images and / or invisible images in the visible range for the human eye below and / or above the visible range, for example in the UV and IR range.

[0006] Vorteile dieses Systems sind das kleinere Gewicht zu bisherigen Objektvergrösserern und damit das bzw. die kleineren stabilen Aufstellvorrichtungen; Da der Objektvergrösserer mechanisch nicht mehr mit der Objekt Betrachtungseinheit verbunden sein muss, also vom Anwender abgesetzt ist, lässt sich die Objektvergrösserer Perspektive verändern ohne dass der Anwender seine Position ändern muss. Damit hat der Anwender mehr Möglichkeiten bei der Anwendung des Objektvergrösserers und kann den Arbeitsabstand zum Objekt nahezu beliebig ändern ohne seine Position zu verändern, was mit bisherigen Geräten, welche ähnlichen Funktionen haben und mit einer optischer Verbindung zwischen Vergrösserungs-Einheit und/oder Schärfe-Einheit zur Betrachtungseinheit ausgestattet sind, nicht möglich ist. Advantages of this system are the lower weight compared to previous object enlargers and thus the or the smaller stable installation devices; Since the object enlarger no longer has to be mechanically connected to the object viewing unit, i.e. is separated from the user, the object enlarger perspective can be changed without the user having to change his position. This gives the user more options when using the object magnifier and can change the working distance to the object almost at will without changing its position, which is possible with previous devices that have similar functions and with an optical connection between the magnification unit and / or focus unit are equipped to the viewing unit is not possible.

[0007] Die Erfindung bringt Vorteile im Vergleich zu bisherigen Geräten mit ähnlichen Funktionen, da die hier beschriebene Objektvergrösserer Technik für Bilder im nichtsichtbaren Bereich unterhalb und/oder oberhalb des sichtbaren Bereichs und für Bilder im sichtbaren Bereich mit einer Sensortechnologie bzw. mit mehreren Sensortechnologien auf kleinem Raum ausgebildet ist und für den nichtsichtbaren Bereich und den sichtbaren Bereich eine Betrachtungseinheit ausgebildet ist. The invention has advantages compared to previous devices with similar functions, since the object enlarger technology described here for images in the invisible area below and / or above the visible area and for images in the visible area with one sensor technology or with several sensor technologies Small space is formed and a viewing unit is formed for the non-visible area and the visible area.

[0008] Ein Objektvergrösserer ist ein Gerät, welches es erlaubt, Objekte zu vergrössern, zu übertragen und anzusehen oder bildlich darzustellen, unabhängig von der Entfernung, Lage und Position des Objektvergrösserers zu den Displays und/oder Betrachtungseinheiten, mit welchen die Bilder betrachtet werden. Dabei handelt es sich meist um Objekte oder die Struktur von Objekten, deren Größe unterhalb des Auflösungsvermögens des menschlichen Auges liegt. An object enlarger is a device that allows objects to be enlarged, transferred and viewed or represented in images, regardless of the distance, location and position of the object enlarger to the displays and / or viewing units with which the images are viewed. These are mostly objects or the structure of objects whose size is below the resolution of the human eye.

Stand der TechnikState of the art

[0009] Bisherige Geräte mit ähnlichen Funktionen sind Geräte, mit denen Objekte durch eine oder mehrere Glaslinsen beobachtet werden und die aus einer Vergrösserungs-Einheit und/oder einer Schärfe-Einheit bestehen und mit einer optischen Verbindung beziehungsweise optischen Übertragung von den genannten Einheiten zur Betrachtungseinheit ausgebildet sind. Die Übertragung der vergrösserten Objektbilder zur Betrachtungseinheit erfolgt also rein optisch, mit optischen Linsen oder Glaslinsen und nicht elektronisch. Solche Geräte werden nachfolgende als 'optische Vergrösserungsgeräte' bezeichnet. Previous devices with similar functions are devices with which objects are observed through one or more glass lenses and which consist of a magnification unit and / or a focus unit and with an optical connection or optical transmission from the mentioned units to the viewing unit are trained. The enlarged object images are transmitted to the viewing unit purely optically, with optical lenses or glass lenses and not electronically. Such devices are hereinafter referred to as 'optical magnification devices'.

[0010] Die 'optischen Vergrösserungsgeräte' haben den Nachteil, dass der Anwender seine Position ändern muss, wenn er das Objekt ändert oder den Abstand oder den Winkel zum Objekt ändert. Der Anwender kann also den Arbeitsabstand zum Objekt nicht beliebig ändern ohne seine eigene Position zu verändern. Seine Position zum Objekt ist abhängig von der Position des Objekts. The 'optical magnifying devices' have the disadvantage that the user has to change his position when he changes the object or changes the distance or the angle to the object. The user cannot change the working distance to the object at will without changing his own position. Its position in relation to the object depends on the position of the object.

[0011] Meist haben 'optische Vergrösserungsgeräte' zusätzliche Strahlenteiler zur Anbringung von Kameras im sichtbaren und nichtsichtbaren Bereich, was zusätzlichen Platz und Gewicht bedeutet; dies kann erfindungsgemäss verbessert werden, da bei elektronischer Übertragung Bilder im nichtsichtbaren Bereich und Bilder im sichtbaren Bereich mit einer Sensortechnologie oder mit mehreren Sensortechnologien auf kleinem Raum auf eine oder mehrere Betrachtungseinheiten übertragen wird. Most 'optical magnifiers' have additional beam splitters for attaching cameras in the visible and non-visible area, which means additional space and weight; this can be improved according to the invention, since in the case of electronic transmission images in the non-visible area and images in the visible area are transferred to one or more viewing units in a small space with one sensor technology or with several sensor technologies.

[0012] Damit verbundene Vorzüge der Erfindung sind weniger Gewicht und kleinere Abmessungen des Objektvergrösserers verglichen mit 'optischen Vergrösserungsgeräten' und damit auch Aufstellvorrichtungen mit kleinerem Gewicht. [0012] The associated advantages of the invention are less weight and smaller dimensions of the object enlarger compared with 'optical enlarging devices' and thus also setting devices with a lower weight.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

[0013] Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, Objekte zu vergrössern und anzusehen oder bildlich darzustellen. Objekte oder die Struktur von Objekten, deren Größe unterhalb des Auflösungsvermögens des menschlichen Auges liegt, sollen dem menschlichen Auge sichtbar gemacht bzw. für das menschlichen Auge visualisiert werden. [0013] The invention is based on the object of enlarging and viewing or displaying objects. Objects or the structure of objects whose size is below the resolution of the human eye should be made visible to the human eye or visualized for the human eye.

[0014] Diese Aufgabe wird nicht mit einem 'optischen Vergrösserungsgerät' bisheriger Technik realisiert, sondern mit einem Objektvergrösserungsgerät, welches keine optische Verbindung beziehungsweise optische Übertragung von einer Vergrösserungs-Einheit und/oder einer Schärfe-Einheit zur Betrachtungseinheit beinhaltet. This task is not realized with an 'optical magnification device' of previous technology, but with an object magnification device which does not contain an optical connection or optical transmission from a magnification unit and / or a focus unit to the viewing unit.

[0015] Die Übertragung der vergrösserten Objektbilder zur Betrachtungseinheit erfolgt über eine elektronische Verbindung; damit kann ein oder können mehrere Benutzer mit ihrer Betrachtungseinheit abgesetzt im Raum agieren und müssen sich nicht optomechanisch bedingt an einer vorgegebenen Position aufhalten. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, flexiblere Arbeitsabstände des Objektvergrösserungsgeräts zum Objekt und mehr Handlungsfreiheit für den Benutzer zu ermöglichen. [0015] The enlarged object images are transmitted to the viewing unit via an electronic connection; This means that one or more users can act remotely with their viewing unit in the room and do not have to stay in a predetermined position for optomechanical reasons. A further object of the invention is to allow more flexible working distances between the object enlarging device and the object and more freedom of action for the user.

[0016] Diese Aufgaben werden durch die in den aufgeführten Patentansprüchen definierte Vorrichtung gelöst. [0016] These objects are achieved by the device defined in the patent claims listed.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

[0017] Die Erfindung betrifft ein Objektvergrösserungsgerät, bevorzugt ein Auflichtobjektvergrösserungsgerät, welches aus mindestens einem vorgelagerten optischen System und mindestens einem nachgelagerten elektronisch-optischen Bild-Sensor besteht. Der elektronisch-optische Bild-Sensor bzw. die elektronisch-optischen Bild-Sensoren - nachfolgend auch elektronische Bildsensoren oder Bildsensoren genannt - im genannten Gerät sind dahingehend ausgebildet, dass sie Bilddaten hochauflösend elektronisch über 'elektronische Kanäle' an mindestens ein Display und/oder mindestens eine Betrachtungseinheit übermitteln. Der Begriff 'elektronischer Kanal' beschreibt die elektronische Aufnahme und Übertragung von Bildern und ist vom Begriff 'optischer Kanal' analog abgeleitet. Hochauflösend bedeutet in diesem Kontext, dass die Bildsensoren die Bilder respektive die Bilddaten im sichtbaren Bereich in einer 'guten optischen Qualität', also optisch hochauflösend erkennen, aufnehmen und übertragen; eine 'gute optische Qualität' wird erreicht, wenn ein Bildsensor, welcher bevorzugt rechteckig oder kreisförmig ausgeführt ist, bei rechteckiger Ausführung für den sichtbaren Bereich mindestens eine Million Bildpunkte erzeugt bei mindestens 25 Bildern pro Sekunde. Das erfindungsgemässe Vergrösserungs-Gerät wird bevorzugt für medizinische und/oder veterinäre Operationstechniken eingesetzt. The invention relates to an object magnification device, preferably a reflected light object magnification device, which consists of at least one upstream optical system and at least one downstream electronic-optical image sensor. The electronic-optical image sensor or the electronic-optical image sensors - hereinafter also referred to as electronic image sensors or image sensors - in the device mentioned are designed to transmit image data in high resolution electronically via 'electronic channels' to at least one display and / or at least transmit a viewing unit. The term 'electronic channel' describes the electronic recording and transmission of images and is derived from the term 'optical channel'. In this context, high-resolution means that the image sensors recognize, record and transmit the images or the image data in the visible area in 'good optical quality', that is to say with high optical resolution; "Good optical quality" is achieved when an image sensor, which is preferably rectangular or circular, generates at least one million image points for the visible area with a rectangular design at at least 25 images per second. The magnification device according to the invention is preferably used for medical and / or veterinary surgical techniques.

[0018] Das Objektvergrösserungsgerät ist vorzugsweise an einer stabilen, beweglichen mobilen Aufstelleinrichtung angebracht, kann aber dahingehend ausgebildet sein, dass es an einer Wand oder Decke beweglich montiert ist. The object magnification device is preferably attached to a stable, movable mobile installation device, but can be designed such that it is movably mounted on a wall or ceiling.

[0019] Erfindungsgemäss besteht die vorgelagerte Optik des Objektvergrösserungsgeräts aus einem Linsensystem zur Schärfeeinstellung sowie einem Linsensystem zum Heranholen und Wegbringen der Bildebene, auch beschrieben als Näherkommen und Entfernen des Bildes, und damit ein Linsensystem zum Verändern des Bildausschnitts. According to the invention, the upstream optics of the object enlargement device consists of a lens system for setting focus and a lens system for bringing the image plane in and out, also described as approaching and removing the image, and thus a lens system for changing the image section.

[0020] Die vorgelagerte Optik besteht vorzugsweise aus zwei oder mehreren vollständig getrennten Strahlengängen, durch die das Objekt um einen bestimmten Winkel im Verhältnis zum Strahlengang aus mindestens zwei verschiedenen Richtungen betrachtet werden kann. Diese Divergenz, d.h. die Winkel der Strahlengänge sind eine wichtige Eigenschaft des Objektvergrösserers und sind massgeblich für den Komfort sowie die Stereobildqualität verantwortlich und sind ein wesentlicher Vorteil des Geräts, da steuerbare oder regelbare Winkel der Strahlengänge die natürliche Divergenz der menschlichen Augen vor allem beim Sehen in kurzer Distanz unter 1m nachbilden oder sich an diese anpassen. Die Grösse der Divergenz respektive die Winkel der getrennten Strahlengänge, durch die das Objekt aus zwei Richtungen oder bei mehr als zwei Strahlengängen aus mehreren verschiedenen Richtungen betrachtet wird, wird optional eingestellt und/oder gesteuert und /oder geregelt. Die elektronische Bildsensoren sind optional in Richtung des Objekts beweglich, beispielsweise mit Elektromotoren in Richtung des Objekts verschiebbar. The upstream optics preferably consists of two or more completely separate beam paths through which the object can be viewed from at least two different directions at a certain angle in relation to the beam path. This divergence, i. The angles of the beam paths are an important property of the object enlarger and are largely responsible for the comfort as well as the stereo image quality and are an essential advantage of the device, since controllable or adjustable angles of the beam paths the natural divergence of the human eyes, especially when seeing at a short distance below 1m emulate or adapt to them. The size of the divergence or the angle of the separate beam paths through which the object is viewed from two directions or, in the case of more than two beam paths, from several different directions, is optionally set and / or controlled and / or regulated. The electronic image sensors can optionally be moved in the direction of the object, for example, they can be displaced in the direction of the object with electric motors.

[0021] Der Objektvergrösserer ist mit einer oder mehreren Lichtquellen ausgebildet, welche je nach Anwendung des Objektvergrösserers in den optischen Strahlengängen oder nahe bei den optischen Strahlengängen angeordnet sind. Die Lichtquellen sind als Xenon-, Halogen- und/oder als LED-Lichtquellen ausgebildet und können als Lichtquellen im sichtbaren sowie ausserhalb des sichtbaren Bereichs je nach Anwendungsfall realisiert sein. The object enlarger is designed with one or more light sources which, depending on the application of the object enlarger, are arranged in the optical beam paths or close to the optical beam paths. The light sources are designed as xenon, halogen and / or LED light sources and can be implemented as light sources in the visible and outside the visible range, depending on the application.

[0022] Der Bildsensor bestehend aus einem und/oder mehreren elektronischen Sensoren ist so angeordnet, dass er geometrisch z.B. zwei oder 4 optische Kanäle oder mehrere optische Komponenten abbildet und diese an mindestens ein Display und/oder eine Betrachtungseinheit überträgt. Dabei entsprechen üblicherweise zwei optische Kanäle einem Stereobild und 4 optische Kanäle zwei Stereobildern für beispielsweise 2 Betrachter mit unterschiedlichen Bildern des Objekts und/oder unterschiedlichen Bildpositionen, also Positionen zum Objekt. The image sensor consisting of one and / or more electronic sensors is arranged so that it is geometrically e.g. maps two or 4 optical channels or more optical components and transmits them to at least one display and / or viewing unit. Two optical channels usually correspond to one stereo image and 4 optical channels correspond to two stereo images for, for example, two viewers with different images of the object and / or different image positions, that is to say positions in relation to the object.

[0023] Der Bildsensor bzw. die Bildsensoren sind so ausgebildet, dass er/sie sichtbare Bilder und/oder nichtsichtbare Bilder unterhalb und/oder oberhalb des für den Menschen sichtbaren Bereichs zum Beispiel im UV- und IR-Bereich erkennt, aufnimmt und überträgt. Das erfindungsgemäse Objektvergrösserungsgerät mit der elektronischen Bild-Übertragung für Bilder im nichtsichtbaren Bereich und für Bilder im sichtbaren Bereich ist mit einer Sensortechnologie bzw. mit mehreren Sensortechnologien auf kleinem Raum ausgeführt und bildet diese auf ein und den selben Betrachtungseinheiten und Displays ab. Damit werden Bilder - im für das menschliche Auge nichtsichtbaren Bereich - für das menschliche Auge in den Displays und/oder Betrachtungseinheiten sichtbar gemacht. Die Displays und Betrachtungseinheiten sind so ausgeführt, dass in den Displays und/oder Betrachtungseinheiten Bilder optional auch überlagert abgebildet werden. Die Übertragung der Bilddaten erfolgt kabellos und/oder über Kabel. The image sensor or the image sensors are designed so that he / she recognizes, records and transmits visible images and / or invisible images below and / or above the area visible to humans, for example in the UV and IR range. The object enlargement device according to the invention with electronic image transmission for images in the non-visible area and for images in the visible area is designed with one sensor technology or with several sensor technologies in a small space and images them on one and the same viewing units and displays. In this way, images - in the area invisible to the human eye - are made visible to the human eye in the displays and / or viewing units. The displays and viewing units are designed in such a way that images are optionally also superimposed in the displays and / or viewing units. The image data is transmitted wirelessly and / or via cable.

[0024] Vom Bildsensor bzw. von den Bildsensoren und deren integrierten Bildsensorelektronik können die Daten an ein oder mehrere externe Geräte zum Speichern, zur Verarbeitung und/oder zur Wiedergabe weitergeleitet werden. From the image sensor or from the image sensors and their integrated image sensor electronics, the data can be forwarded to one or more external devices for storage, processing and / or playback.

[0025] Da erfindungsgemäss der Objektvergrösserer mechanisch nicht mehr mit der Objektbetrachtungseinheit verbunden sein muss, also vom Anwender abgesetzt sein kann, lässt sich die Position und vor allem der Abstand des Geräts zum Objekt verändern ohne dass der Anwender seine Position ändern muss. Damit hat der Anwender mehr Möglichkeiten bei der Anwendung des Objektvergrösserers und kann den Arbeitsabstand und die Position zum Objekt nahezu beliebig ändern. Er kann sich auch abgesetzt zum Objekt in nicht unmittelbarer Nähe zum Objekt platzieren, was mit bisherigen 'optischen Vergrösserungsgeräten' nicht möglich ist. Since, according to the invention, the object enlarger no longer has to be mechanically connected to the object viewing unit, ie can be separated from the user, the position and, above all, the distance of the device to the object can be changed without the user having to change his position. This gives the user more options when using the object magnifier and can change the working distance and position to the object almost at will. He can also position himself away from the object in the immediate vicinity of the object, which is not possible with previous 'optical magnification devices'.

[0026] Dadurch kann sich der Anwender in einem bestimmten Winkel zum Objektvergrösserer platzieren, wobei der Objektvergrösserer das Bild aus seiner Position zeigt, während der Anwender das Bild aus seiner Position erwartet, welche nicht mit der Position des Objektvergrösserers übereinstimmt. Deshalb werden die aufgenommenen und übertragenen Bilder mechanisch oder elektronisch um die optische Achse des Objektvergrösserers gedreht und zwar entsprechend der Blickrichtung des Betrachters zum Objekt und werden entsprechend dieser Position in dem Display und/oder Betrachtungseinheit abgebildet. As a result, the user can place himself at a certain angle to the object enlarger, the object enlarger showing the image from its position, while the user expects the image from his position, which does not match the position of the object enlarger. Therefore, the recorded and transmitted images are rotated mechanically or electronically around the optical axis of the object enlarger, specifically in accordance with the viewing direction of the observer to the object and are shown in the display and / or viewing unit in accordance with this position.

[0027] Diese Dreh-Positionierung der übertragenen Bilder zur Position des Anwenders erfolgt manuell und/oder automatisch, beispielsweise mit Hilfe von Sensoren, welche die Position des Betrachters und/oder die Position des Displays oder der Betrachtungseinheit erkennt und das Bild entsprechend positioniert (Positionssensor). Die Dreh-Positionierung der übertragenen Bilder ist im Objektvergrösserer für alle Anwender manuell und/oder automatisch ausgeführt. Ist der Objektvergrösserer so ausgeführt, dass er zwei oder mehr Bilder oder Stereobilder aufnimmt, übertragen und abbilden kann, wählt jeder Betrachter die Bildquelle für sein Display und/oder seine Betrachtungseinheit aus. This rotary positioning of the transmitted images to the position of the user takes place manually and / or automatically, for example with the help of sensors that recognize the position of the viewer and / or the position of the display or the viewing unit and positions the image accordingly (position sensor ). The rotary positioning of the transferred images is carried out manually and / or automatically in the object enlarger for all users. If the object enlarger is designed so that it can record, transmit and display two or more images or stereo images, each viewer selects the image source for his display and / or his viewing unit.

[0028] Das Display und/oder die Betrachtungseinheit, an welche der Bildsensor bzw. die Bildsensoren die Bilddaten übertragen, ist beispielsweise in der Nähe des Objektvergrösserers, irgendwo im Raum in und/oder an einer oder mehreren Betrachtungs-einheit(en), welche eventuell an einer stabilen Aufstellvorrichtung angebracht ist/sind oder beispielsweise in einer 3D-Brille realisiert. The display and / or the viewing unit to which the image sensor or the image sensors transmit the image data is, for example, in the vicinity of the object enlarger, somewhere in the room in and / or on one or more viewing unit (s) which possibly attached to a stable setup device or implemented, for example, in 3D glasses.

[0029] Das Gerät ist optinal beispielsweise mit integrierten Sensoren, wie Abstands-, Neigungs-, Winkel- und Beschleunigungssensoren ausgestattet. Diese Sensoren dienen zur Berechnung von Wegen, Positionsänderungen, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen des Objektvergrösserungsgeräts. The device is optionally equipped, for example, with integrated sensors, such as distance, inclination, angle and acceleration sensors. These sensors are used to calculate distances, changes in position, speeds and accelerations of the object enlarging device.

[0030] Ebenso ist der Objektvergrösserer optional mit Abstandssensoren zur dreidimensionalen Positionsbestimmung im Raum sowie zur Erkennung der Bild- und Objektebene und damit des Arbeitsabstands ausgebildet sein. Somit kann eine automatische Schärfe-Einstellung auf Basis der Arbeitsabstandbestimmung realisiert werden. Likewise, the object enlarger can optionally be designed with distance sensors for three-dimensional position determination in space and for recognizing the image and object plane and thus the working distance. An automatic focus setting based on the working distance can thus be realized.

[0031] Der Objektvergrösserer kann mit abgesetzten Bedienteilen, wie Fuss- und Handschaltern, welche beispielsweise mit Schaltern und Tasten realisiert sind, bedient werden. Der Objektvergrösserer ist vorzugsweise mit einer Bedieneinheit ausgebildet, welche kabellos und/oder verkabelt ist und beispielhaft einen Touch-Screen Bildschirm mit einem Bedienermenü beinhaltet und mit welcher der Objektvergrösserer bedient und programmiert wird und verschiedenste Einstellungen vorgenommen werden. The object enlarger can be operated with remote control parts, such as foot and hand switches, which are implemented, for example, with switches and buttons. The object enlarger is preferably designed with an operating unit which is wireless and / or wired and, for example, includes a touch screen with an operator menu and with which the object enlarger is operated and programmed and a wide variety of settings are made.

[0032] Der Objektvergrösserer ist mit mindestens einer kabellosen und/oder verkabelten Schnittstelle zur Gerätekommunikation und zum Datenaustausch sowie zur Servicierung, beispielsweise mittels „Remote Control“ ausgestattet. Remote Controll ist ein Anglizismus im Fachbereich Steuerungstechnik und bedeutet Fernwartung, Fernsteuerung und Fernregelung von technischen Geräten. The object enlarger is equipped with at least one wireless and / or wired interface for device communication and for data exchange as well as for servicing, for example by means of "remote control". Remote Controll is an Anglicism in the field of control technology and means remote maintenance, remote control and remote control of technical devices.

[0033] Ebenso ist er optional mit einem Scanner, beispielsweise einem 3-D-Scanner zum Objekt-Scanning ausgebildet, welcher beispielsweise im medizinischen Bereich wertvolle zusätzliche dreidimensionale Informationen zum zu betrachtenden Objekt liefert. It is also optionally designed with a scanner, for example a 3-D scanner for object scanning, which, for example in the medical field, provides valuable additional three-dimensional information on the object to be viewed.

Vorteileadvantages

[0034] Vorteile dieses Systems sind das kleine Gewicht und damit das/die kleineren stabilen Aufstellvorrichtungen; dadurch, dass der Objektvergrösserer vom Anwender abgesetzt sein kann, lässt sich die Objektvergrösserer Perspektive verändern ohne dass der Anwender seine Position ändern muss. Advantages of this system are the low weight and thus the / the smaller stable installation devices; The fact that the object enlarger can be separated from the user means that the perspective of the object enlarger can be changed without the user having to change his position.

[0035] Ebenso ist eine Bildverarbeitung, wie z.B. ein Aufnahmesystem, einfach und zwar elektronisch/softwaremässig zu realisieren. Auch eine auf dem/den elektronischen Bildsensor(en) basierte automatische Schärfe-Einstellung, also basierend auf Videosignalen, ist einfach softwaremässig zu realisieren und/oder beispielsweise basierend auf Abstandmessung(en) ist ebenfalls einfach elektronisch und softwaremässig zu realisieren. Image processing such as e.g. a recording system, easy to implement electronically / in terms of software. An automatic sharpness setting based on the electronic image sensor (s), i.e. based on video signals, can also be easily implemented in terms of software and / or, for example, based on distance measurement (s) is also easy to implement electronically and in terms of software.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele:Description of the exemplary embodiments:

Aufzählung der FigurenList of the figures

[0036] Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen, welche in den Zeichnungen dargestellt sind, erläutert. The invention is explained using exemplary embodiments which are shown in the drawings.

[0037] Fig. 1 zeigt beispielhaft ein Objektvergrösserungsgerät, bestehend aus elektronischen Bildsensoren (2 und 3), einer Einheit zum Heranholen und Wegbringen der Bildebene - auch beschrieben als Näherkommen und Entfernen des Bildes (4), einer Einheit zur Schärfeeinstellung (5) und einer optischen Linse (6) sowie die Übertragungseinheit (7). Des Weiteren zeigt Fig. 1 die optische Achse und die Beleuchtungsachse (1), welche die Bezugsachse für den Betrachtungswinkel darstellt. Fig. 1 shows an example of an object enlargement device, consisting of electronic image sensors (2 and 3), a unit for fetching and removing the image plane - also described as approaching and removing the image (4), a unit for focusing (5) and an optical lens (6) and the transmission unit (7). Furthermore, FIG. 1 shows the optical axis and the illumination axis (1), which represents the reference axis for the viewing angle.

[0038] Fig. 2 zeigt beispielhaft ein Objektvergrösserungsgerät, bestehend aus elektronischen Bildsensoren (2 und 3), einer Einheit zum Heranholen und Wegbringen der Bildebene (4), einer Einheit zur Schärfeeinstellung (5) und einer optische Linse (6) sowie der Übertragungseinheit (7). Des weiteren zeigt Fig. 2 die optische Achse und die Beleuchtungsachse (1), welche die Bezugsachse für den Betrachtungswinkel darstellt, sowie die Übertragungsstrecke (8) für die Bilddaten und eine Betrachtungseinheit, z.B. eine 3D Display-Brille (9). Fig. 2 shows an example of an object magnification device, consisting of electronic image sensors (2 and 3), a unit for fetching and removing the image plane (4), a unit for setting focus (5) and an optical lens (6) and the transmission unit (7). Furthermore, Fig. 2 shows the optical axis and the illumination axis (1), which represents the reference axis for the viewing angle, as well as the transmission path (8) for the image data and a viewing unit, e.g. 3D display glasses (9).

[0039] Fig. 3 zeigt beispielhaft ein Objektvergrösserungsgerät, bestehend aus elektronischen Bildsensoren (2 und 3), einer Einheit zum Heranholen und Wegbringen der Bildebene (4), einer Einheit zur Schärfeeinstellung (5) und einer optische Linse (6) sowie der Übertragungseinheit (7). Des weiteren zeigt Fig. 3 die optische Achse und die Beleuchtungsachse (1), welche die Bezugsachse für den Betrachtungswinkel darstellt sowie eine erste Übertragungsstrecke (8) für die Bilddaten und eine zweite Übertragungsstrecke (10) für die Bilddaten, welche hier als optisches Kabel ausgebildet ist sowie eine 3D-Betrachtungseinheit (11) und eine weitere Betrachtungs-Einheit, z.B. eine 3D Display-Brille (9). Fig. 3 shows an example of an object magnification device, consisting of electronic image sensors (2 and 3), a unit for fetching and removing the image plane (4), a unit for focus adjustment (5) and an optical lens (6) and the transmission unit (7). Furthermore, Fig. 3 shows the optical axis and the illumination axis (1), which represents the reference axis for the viewing angle, as well as a first transmission path (8) for the image data and a second transmission path (10) for the image data, which is designed here as an optical cable is as well as a 3D viewing unit (11) and another viewing unit, e.g. 3D display glasses (9).

[0040] Fig. 4 zeigt beispielhaft ein Vergrösserungsgerät, bestehend aus elektronischen Bildsensoren (2 und 3), einer Einheit zur Schärfeeinstellung (5) und einer optische Linse oder einem Schutzglas (6) sowie der Übertragungseinheit (7) sowie der optischen Achse und der Beleuchtungsachse (1), welche die Bezugsachse für den Betrachtungs-Winkel darstellt. Die Einheit zur Schärfeeinstellung (5) ist optional und wird in einer anderen Variante des Vergrösserungsgeräts weggelassen. Fig. 4 shows an example of a magnifying device, consisting of electronic image sensors (2 and 3), a unit for focus adjustment (5) and an optical lens or protective glass (6) and the transmission unit (7) and the optical axis and the Illumination axis (1), which represents the reference axis for the viewing angle. The unit for adjusting the focus (5) is optional and is omitted in another variant of the enlarger.

[0041] Fig. 5 zeigt beispielhaft ein Objektvergrösserungsgerät, bestehend aus elektronischen Bildsensoren (2 und 3), einer Einheit zur Schärfeeinstellung (5) (ist optional) und einer optische Linse oder einem Schutzglas (6) sowie der Übertragungseinheit (7). Des weiteren zeigt Fig. 5 die optische Achse und die Beleuchtungsachse (1), die Divergenzachsen (12, 13), die Divergenzwinkel (14, 15) sowie die Bildebene (16) des zu betrachtenden Objekts, den Arbeitsabstand (18) und den Schnittpunkt der divergenten Strahlengänge (17). Fig. 5 shows an example of an object magnification device, consisting of electronic image sensors (2 and 3), a unit for focus adjustment (5) (is optional) and an optical lens or protective glass (6) and the transmission unit (7). Furthermore, FIG. 5 shows the optical axis and the illumination axis (1), the divergence axes (12, 13), the divergence angles (14, 15) and the image plane (16) of the object to be viewed, the working distance (18) and the intersection the divergent beam paths (17).

[0042] Fig. 6 zeigt beispielhaft ein Objektvergrösserungsgerät, wie in Fig. 5, mit kleinerem Divergenzwinkeln (14, 15) und damit grösserem Arbeitsabstand (18). Bei dieser Variante des Objektvergrösserungsgeräts wird der Divergenzwinkel durch Steuerung oder Regelung verändert, indem nur die Bildsensoren (2 und 3) in ihrem Winkel zur optischen Achse (1) verändert werden. FIG. 6 shows an example of an object enlargement device, as in FIG. 5, with a smaller divergence angle (14, 15) and thus a larger working distance (18). In this variant of the object magnification device, the divergence angle is changed by open-loop or closed-loop control, in that only the image sensors (2 and 3) are changed in their angle to the optical axis (1).

[0043] Fig. 7 zeigt beispielhaft ein Objektvergrösserungsgerät, bestehend aus elektronischen Bildsensoren (2 und 3), einer Einheit zur Schärfeeinstellung (5) (ist optional) und einer optische Linse oder einem Schutzglas (6); die Übertragungseinheit wurde hier zu Gunsten der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Des weiteren zeigt Fig. 7 die optische Achse und Beleuchtungsachse (1). Fig. 8 zeigt beispielhaft einen Objektvergrösserer wie in Fig. 7 ohne eine Einheit zur Schärfeeinstellung. Des weiteren zeigen Fig. 7 und Fig. 8 eine Variante des Objektvergrösserungsgeräts, mit welcher die Bildsensoren (2 und 3) um ihre Achsen drehbar ausgeführt sind (19, 20) und beide Bildsensoren (2 und 3) um die optische Achse (1) drehbar ausgeführt sind. 7 shows an example of an object enlarging device, consisting of electronic image sensors (2 and 3), a unit for setting focus (5) (is optional) and an optical lens or protective glass (6); the transmission unit has not been shown here for the sake of clarity. Furthermore, Fig. 7 shows the optical axis and illumination axis (1). FIG. 8 shows an example of an object enlarger as in FIG. 7 without a unit for setting the focus. Furthermore, Fig. 7 and Fig. 8 show a variant of the object magnification device, with which the image sensors (2 and 3) are designed to be rotatable about their axes (19, 20) and both image sensors (2 and 3) about the optical axis (1) are rotatable.

[0044] Die Fig. 9 und Fig. 10 zeigen beispielhaft eine Variante des Objektvergrösserungsgeräts, mit welcher die Bildsensoren (2 und 3) um ihre Achsen drehbar ausgeführt sind (19, 20) und zusätzlich das ganze System, bestehend aus elektronischen Bildsensoren (2 und 3), einer Einheit zur Schärfeeinstellung (5) (ist optional) und einer optischen Linse oder einem Schutzglas (6), um die optische Achse (1) drehbar ausgeführt ist. 9 and 10 show an example of a variant of the object magnification device with which the image sensors (2 and 3) are designed to be rotatable about their axes (19, 20) and additionally the entire system, consisting of electronic image sensors (2 and 3), a unit for focusing (5) (is optional) and an optical lens or a protective glass (6), which is designed to be rotatable about the optical axis (1).

Claims

1. Object magnification device, preferably a reflected light object magnification device for enlarging and depicting an object, preferably for medical and / or veterinary operations, comprising at least one optical system and subsequently arranged on this at least one optical system at least one first electronic image sensor (2, 3), which sends image data via at least one electronic channel to at least one viewing unit, preferably a Display, transmitted, wherein the at least one optical system is designed as a lens system with which the image sharpness can be adjusted, for example optically and / or by optimizing the distance to the object, and the image plane can be brought up and away, wherein the at least one optical system consists of at least two separate beam paths (17) through which the object can be viewed at a certain angle from two or more than two different directions, and the object enlarging device with at least one light source, e.g. Xenon, halogen or LED, which are arranged in the beam paths (17) or close to the beam paths (17) of the at least one optical system and / or can be coupled into the beam paths (17) via a light guide, characterized in that at least one of the first electronic image sensors (2, 3) is designed so that it detects and / or records and transmits and / or records non-visible images below and / or above the visible range, preferably in the UV and IR range, and / or visible images /or if at least two of the first electronic image sensors (2, 3) are included, these are designed in combination so that they recognize invisible images below and / or above the visible range, preferably in the UV and IR range, and / or visible images and / or record and transmit.

2. Object magnification device, preferably an incident light object magnification device for enlarging and pictorial representation of an object, preferably for medical and / or veterinary operations, comprising at least one optical system and subsequently arranged on this at least one optical system at least one first electronic image sensor (2, 3) which transmits image data in optically high resolution to at least one viewing unit, preferably a display, via at least one electronic channel, each of the aforementioned optical System is designed as a lens system, wherein the at least one optical system has at least two separate beam paths (17) through which the object can be viewed at a certain angle from two or more than two different directions and the object enlarging device is provided with at least one light source, e.g. Xenon, halogen or LED is formed, which are arranged in the beam paths (17) or close to the beam paths (17) of the at least one optical system and / or can be coupled into the beam paths (17) via a light guide, characterized in that the at least one first image sensor (2,3) can electronically bring the image plane up and away and with the lens system the image sharpness can be adjusted optically and / or by optimizing the distance to the object and thus the at least one optical system of the object magnification device only consists of units for setting sharpness and a lens and / or a protective glass or the at least one first image sensor (2,3) can electronically bring the image plane in and out and adjust the image sharpness electronically and the at least one optical system of the object magnification device consists only of a lens and / or a protective glass and at least one of the first electronic image sensors (2, 3) is designed so that it recognizes and / or records and transmits and / or non-visible images below and / or above the visible range, preferably in the UV and IR range, and / or visible images if at least two of the first electronic image sensors (2, 3) are present, these are designed in combination so that they recognize invisible images below and / or above the visible range, preferably in the UV and IR range, and / or visible images and / or record and transmit.

3. Object magnification device according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one light source emits light in the range visible to the human eye and / or outside the light range visible to the human eye and / or that, in addition to the at least one first electronic image sensor (2, 3), the object magnification device is equipped with at least one second electronic image and / or one light sensor in order to detect the light sources and / or the wavelengths of the light sources, as well as with a downstream control and regulating unit is equipped to regulate the at least one light source in terms of its wavelength, its brightness and / or its color temperature.

4. Object magnification device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the first electronic image sensors (2,3) in the direction of the object, that is in the direction of the intersection of the beam paths (17), are designed to be movable, for example with electric motors in Direction of the object, and / or the beam paths (17) of the optical system and / or the associated first electronic image sensors (2, 3), through which the object can be viewed from two or more different directions, can be moved so that the angles of the separate beam paths (17) are adjustable and / or controllable and / or regulatable.

5. Object magnification device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the object magnification device with a unit for recognizing the image and object plane and thus the working distance and / or with an automatic focus setting based on the working distance determination with distance sensors and / or Pressure and / or sound and / or inclination and / or acceleration sensors is equipped and / or is equipped with one or more automatic focus adjustment units, which are based on the at least one first electronic image sensor (2, 3) and a processing unit for processing the image data and calculation of the sharpness as well as the control of the sharpness setting.

6. Object enlarging device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the object magnification device is additionally equipped with at least one of the viewing units, preferably a display such as 3D display glasses, a 3D display with lenses, a 3D monitor, or with other two- or three-dimensional image-displaying devices , and / or that the transmission of the image data to the viewing unit takes place via electrical cables and / or wirelessly via radio and / or wirelessly optically and / or via optical cables, and / or the viewing unit is equipped with image processing software to, for example, image overlays and To enable information or external images to be displayed in addition to the image data that can be transmitted by the object magnification device via the electronic channels mentioned and / or to implement a recording / playback function of images and / or image sequences in order to enable image documentation and image processing .

7. Object magnification device according to one of claims 1 to 6, characterized in that both images in the visible area and images in the area invisible to the human eye are visible to the human eye in one and the same viewing units, preferably displays.

8. Object magnification device according to claim 7, characterized in that, when images are recorded and transmitted, they are automatically rotatable, for example with the use of position sensors and / or manually, about the optical axis mechanically or electronically, according to a desired position to the object , and these images can be represented according to this position in the viewing unit, preferably in displays, with more than two image sources or stereo images being able to select the image sources for viewing in their viewing units.

9. Object magnification device according to one of claims 7 to 8, characterized in that the object magnification device is designed so that it can be moved three-dimensionally in space, for example designed with motors, and / or the at least one viewing unit used in the object magnification device, for example with motors equipped, can be moved in three dimensions.

10. Object magnification device according to one of claims 1 to 9, characterized in that for the detection of, for example, people, elements or objects in the room, both the object magnification device and the viewing units used with it with sensors such as distance, pressure, sound, inclination -, angle and acceleration sensors are equipped for calculating and recognizing positions, paths, speeds and accelerations, with which a three-dimensional position determination in the area of the object magnification device and the viewing units used with it as well as a position determination to the object and / or to people can be realized and / or people, elements or objects are recognizable in the room.

11. Object enlarging device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the object enlarging device is designed with at least one wireless and / or wired operating unit, via which the object enlarging device can be operated and programmed and via which various settings can be made and / or that the object enlarging device and / or the viewing units used with this with remote control parts, for example foot and hand switches, which are wireless, with radio, IR or other wireless technologies and are wired and provided with switches and / or buttons and / or slide switches and / or slide levers, are controllable and / or operable.

12. Object magnification device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the object magnification device is additionally equipped with a scanning device which is designed so that it can scan the object with one or more light beams, preferably in the area invisible to the human eye and thus can determine, save and transmit three-dimensional data of the object.

13. Object magnification device according to claim 12, characterized in that the object magnification device data, for example the scanned three-dimensional data of the object, image data, device data and general data, with one or more external devices and / or with one or more viewing units for storage Can exchange processing and / or for reproduction bidirectionally and / or multidirectionally.

14. Object enlargement device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the object enlargement device is equipped with at least one wireless and / or wired interface for device communication and / or data exchange and servicing, for example via remote maintenance, remote control and / or remote control.