DD214223A1

DD214223A1 - STEREOMICROSCOPE

Info

Publication number: DD214223A1
Application number: DD24835883A
Authority: DD
Inventors: Frieder Veit
Original assignee: Zeiss Jena Veb Carl
Priority date: 1983-03-01
Filing date: 1983-03-01
Publication date: 1984-10-03

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Stereomikroskop, das insbesondere fuer mikrochirurgische Operationen verwendet werden kann und dessen Objektiv zusammen mit Strahlenumlenkelementen um eine gemeinsame, zur Beobachtungsrichtung im wesentlichen senkrechte Achse gegenueber einen Mikroskopkoerper verschwenkbar ist. Es ist das Ziel, unter Beibehaltung eines von der Beobachtungsrichtung unabhaengigen Binokulareinblickes, den Schwenkbereich des Objektives zu vergroessern. Die Aufgabe der Erfindung, den Winkel des auf das Strahlenumlenkelement einfallenden Lichtes waehrend der Aenderung der Beobachtungsrichtung konstant zu halten, wird erfindungsgemaess dadurch geloest, dass jedem Strahlengang ein Strahlenumlenkelement zugeordnet ist, dessen Reflexionsflaeche von der gemeinsamen Achse durchstossen und gegen diese geneigt ist. Beide Umlenkelemente sind mit dem Objektiv starr verbunden.The invention relates to a stereomicroscope, which can be used in particular for microsurgical operations and whose objective is pivotable together with Strahlenumlenkelementen about a common, substantially perpendicular to the observation direction axis relative to a microscope body. It is the goal, while maintaining an independent of the observation direction Binoculareinblickes to increase the pivoting range of the lens. The object of the invention to keep constant the angle of the incident on the Strahlumlenkelement light during the change of the observation direction, is inventively achieved in that each beam path is associated with a Strahlumlenkelement whose reflection surface is pierced by the common axis and inclined against it. Both deflecting elements are rigidly connected to the lens.

Description

Titel der ^rfinduü-: Stereomikroskop Title of the ^ rfinduü-: Stereomicroscope

Field of application of the invention:

Die Erfindung betrifft ein Stereomikroskop, das insbesondere für mikrochirurgische Operationen verwendet werden kann« Einsatzgebiete sind vor allem diejenigen Fachdisziplinen, bei denen häufig wechselnde Beobachtungsrichtungen auftreten, wie z. 3. die !Teuro- und die HUO-Chirurgie. Das schließt die Verwendung in anderen chirurgischen Disziplinen und für technische Zwecke nicht aus.The invention relates to a stereomicroscope, which can be used in particular for microsurgical operations "applications are mainly those disciplines where frequently changing observation directions occur, such. 3. the! Teuro and HUO surgery. This does not preclude use in other surgical disciplines and for technical purposes.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen: Stereomikroskope für mikrochirurgische Operationen bestehen aus einem Stativ, einer Ivlikroskopmontierung und dem Ge- rätekopf als dem eigentlichem Mikroskop. Die Stative dienen zur Anbringung des Mikroskope» an '.Yaηd oder Decke des Arbeitsraumes bzw. sind als fahrbare oder ortsfeste Bodenstative ausgebildet. Der Gerätekopf besteht im einfachsten Fall aus einem Frontobjektiv und einem binokularen Tubus. Bei der Mehrzahl der bekannten Mikroskope befindet sich zwischen diesen Baueinheiten eine optische Vorrichtung zur Änderung des Vergrö'Serungsfaktors. Ebenso ist bei den meisten bekannten Mikroskopen zwischen Binokulartubus und Frontobjektiv bzw. dem Vergrö^erungswechsler eine Trennstelle vorhanden, so da3 unter Zuhilfenahme strahlentei- Characteristic of the known technical solutions: Stereomicroscopes for microsurgical operations consist of a tripod, an optical microscope and the device head as the actual microscope. The tripods are used to attach the microscope "on '.Yaηd or ceiling of the work space or are designed as mobile or stationary floor tripods. The device head consists in the simplest case of a front lens and a binocular tube. In the majority of the known microscopes, an optical device for changing the magnification factor is located between these structural units. Likewise, most of the known microscopes have a separation point between the binocular tube and the front objective or the magnification changer, so that with the aid of radiopaque

2~. lender Bauelemente ein Teil des Beobachtungsstrahlenganges 2 ~. lender components a part of the observation beam path

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abgelenkt und verschiedenen Zubehöreinrichtungen, wie solche zur Mitbeobachtung durch einen Assistenten oder zur Erzeugung eines Fernseht- oder Filmbildes, zugeführt werden kann. Die Mikroskopmontierung dient zur Drehung des Mikroskopes um horizontale, vertikale oder schief im Raum liegende Achsen, um unterschiedliche Beobachtungsrichtungen realisieren zu können.deflected and various accessories, such as those for co-observation by an assistant or for generating a television or film image, can be supplied. Microscope mounting is used to rotate the microscope around horizontal, vertical or oblique axes in space in order to realize different viewing directions.

Nachteilig an diesen Lösungen ist der zur Verstellung notwendige Kraft auf viand. Diese großen Kräfte treten auf, weil das Mikroskop im allgemeinen nicht in seinem Schwerpunkt unterstützt wird, so daß lageabhängige Drehmomente auftreten, die außerdem davon abhängen, in welchem Umfang Zubehör verwendet wird» Weiterhin nachteilig ist, daß bei der Schwenkung des Mikroskppes insbesondere um horizontale Achsen Änderungen der Sinblicksrichtung in die Okulare auftreten, die entweder Zwangshaltungen des Operateurs oder einen Wechsel des Binokulartubus während der Operation erforderlich machen* Der Lösung beider Probleme sind verschiedene Vorschläge bekannt geworden.A disadvantage of these solutions is the force necessary for adjustment on viand. These large forces occur because the microscope is generally not supported in its center of gravity, so that position-dependent torques occur, which also depend on the extent to which accessories are used »Another disadvantage is that in the pivoting of the microscope in particular around horizontal axes Changes in the direction of the eyesight appear in the eyepieces, which require either the operator's forced postures or a change of the binocular tube during the operation. * Various solutions have become known to solve both problems.

So beschreibt die DS-AS 21S1386 eine Art Aufhängung, bei der die Montierung Bestandteil des Statives iss. Durch horizontaiach3ige Parallelogrammführung wird der Ort des Schnittpunktes der Drehachsen in die Hähe des Schwerpunktes des Mikroskops gelegt, Drehmomente, die insbesondere bei Verwendung von Zubehör auftreten, werden durch verstellbare Gegengewichte weitgehend kompensiert, Bei dieser Lösung besteht der Nachteil, daß entsprechend dem verwendeten Zubehör eine genaue Justierung der Gewichte, zum 1?eil in zwei verschiedenen Richtungen erfor- - derlieh ist. Zusätzliche Probleme entstehen durch das erforderliche Gestänge, das bei Verstellung des Mikroskops mit bewegt wird und durch die schweren Zusatsgewichte,For example, the DS-AS 21S1386 describes a type of suspension in which the mount is part of the iss. By horizontaiach3ige parallelogram the location of the intersection of the axes of rotation is placed in the center of gravity of the microscope, torques that occur in particular when using accessories are largely compensated by adjustable counterweights, In this solution, there is the disadvantage that according to the accessories used an accurate Adjustment of the weights, required for the first time in two different directions. Additional problems arise due to the required linkage, which is moved with the adjustment of the microscope and by the heavy additional weights,

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Die DE-OS 2440958 beschreibt eine Mikroskopaufhängung, bei der das schwere Zubehör so angebracht wird, daß es die Verstellung des Mikroskopes um horizontale Achsen nicht beeinflußt, da die erforderliche Herausführung eines Teiles des Beobachtungslichtes in der Schwenkachse erfol-rt, Drehmomente um horizontale Achsen werden dadurch von der Liontierung aufgenommen und unwirksam gemacht. In der DS-OS 2654778 wird eine Lösung zur leichten Verstellbarkeit der Einblicksrichtung für Binckulartuben offenbart.DE-OS 2440958 describes a microscope suspension, in which the heavy accessories are mounted so that it does not affect the adjustment of the microscope about horizontal axes, since the required lead out a portion of the observation light in the pivot axis takes place, torques about horizontal axes thereby taken up by the Liontierung and made ineffective. DS-OS 2654778 discloses a solution for easy adjustability of the binocular tube viewing direction.

Dabei wird durch Prismen- und/oder Spiegelanordnungen erreicht, daß der Winkel zwischen den optischen Achsen der Tubusobjektive des Binokulareinblickss und denen der Okuiare geändert werden kannIt is achieved by prism and / or mirror arrangements that the angle between the optical axes of the tube lenses of Binokulareinblickss and those of Okuiare can be changed

In der DE-OS 3105018 wird ein Operationsmikroskop beschrieben, bei dem die Austrittspupillen für alle Beobachter bei der Einsteilung der Beobachtungsrichtung bswegungsinvariant sind. Dazu wird das Objektiv zusammen mit Mitteln zur Umlenkung des Beobachtungsstrahlenganges in zwei Koordinatenrichtungen in einem, vor dem Mikroskopgehäuse angeordneten Gehäuse untergebracht. Das Objektivgehäuse ist·gegenüber dem feststehenden Mikroskopgehäuse drehbar und enthält ein über ein Getriebe angekoppeltes Strahlenumlenkelement, Nachteilig an dieser Lösung sind, da z. T. mit streifendem Liehteinfall auf dem Umlenkelement gearbeitet werden muß, und der in der technischen Lösung selbst begründete begrenzte Schwenkbereich des Objektives. In DE-OS 3105018 a surgical microscope is described, in which the exit pupils are path-invariant for all observers in the division of the observation direction. For this purpose, the objective is accommodated together with means for deflecting the observation beam path in two coordinate directions in a housing arranged in front of the microscope housing. The lens housing is rotatable relative to the fixed microscope housing and contains a radiation deflection element coupled via a transmission. T. with grazing Liehteinfall on the deflection must be worked, and justified in the technical solution itself limited pivoting range of the lens.

Durch die Verwendung eines Drehkeilpaares zur Einstellung der Lateralverschiebung können Färb- oder Verzeichnungsfehler auftreten.By using a pair of rotary wedges to adjust the lateral displacement, color or distortion errors can occur.

Ziel der Erfindung:Object of the invention:

Ziel der Erfindung ist es deshalb, unter Beibehaltung eines von der Beobachtungsrichtung unabhängigen Binokulareinblickes, den Schwenkbereich des Objektives zu vergrößern.The aim of the invention is therefore to increase the pivoting range of the lens while maintaining a binocular insight independent of the viewing direction.

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presentation; the essence of the invention;

Die Aufgabe der Erfindung, den Winkel des auf das Strahlenumlenke lement einfallenden Lichtes während der Änderung der Beobachtungsrichtung konstant zu halten, wird durch ein Stereomikroskop, bei dein das Bild eines Objektes in zwei Strahlengängen über ein Objektiv, das mit ersten Strahlenumlenkelementen um eine im wesentlichen senkrecht zum Beobachtungsstrahlengang verlaufende gemeinsame Achse gegenüber einem feststehenden Mikroskopkörper verschwankbar ist und über mit dem Mikroskopkörper verbundene v/eitere Strahlenumlenkelemente, über Mittel zur Kompensation von Bilddrehungen und Vergrößerungsmittel einem Binokulartubus zugeführt wird, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jedem Strahlengang eines der ersten Strahlenumlenkelemente zugeordnet ist , deren Reflexionsflächen von der gemeinsamen Achse durchstoßen und gegen diese geneigt sind, und daß die ersten Strahlenumlenkelemente mit dem Objektiv starr verbunden sindThe object of the invention to keep constant the angle of the incident on the Strahlenumlenke incident light during the change of the observation direction, by a stereomicroscope, in your the image of an object in two beam paths through a lens, with the first Strahlenumlenkelementen to a substantially perpendicular The common axis extending to the observation beam path is pivotable relative to a fixed microscope body and is supplied to a binocular tube via means for compensating image rotations and magnifying means connected to the microscope body, according to the invention, in that each beam path is assigned one of the first beam deflection elements Reflection surfaces are pierced by the common axis and inclined against this, and that the first Strahlenumlenkelemente are rigidly connected to the lens

Vorteilhaft ist es, wenn die Heigung der Reflexionsflächen gegen die gemeinsame Achse im wesentlichen 45° beträgt. It is advantageous if the tempering of the reflection surfaces against the common axis is substantially 45 °.

Durch Verschwenkung des Objektives zusammen mit den ersten Strahienumlenkelementen um die gemeinsame Achse wird die Beobachtungsrichtung geändert« Die von jedem Element reflektierten Strahlen werden durch die mit dem Mikroskopkörper verbundenen Strahlenumlenkelemente weitergeleitet. Die bei der Änderung der Beobachtungsrichtung entstehende Bilddrehung wird durch in beiden Strahlengängen angeordnete Kompensationsmittel in bekannter Weise aufgehoben. Dazu sind diese Mittel mechanisch mit d-er Bewegung des Objektivs gekoppelt,By pivoting the objective together with the first beam deflection elements about the common axis, the observation direction is changed. The rays reflected from each element are passed through the beam deflection elements connected to the microscope body. The image rotation resulting from the change in the direction of observation is canceled out in a known manner by compensation means arranged in both beam paths. These means are mechanically coupled to the movement of the objective,

Embodiment:

Die Erfindung wird nachstehend anhand der schematischen Zeichung naher erläutert, Ss zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to the schematic drawing, Ss show:

Fig. 1 eine Außenansicht eines erfindungsgemäSen Stereomikroskops1 is an external view of a stereomicroscope according to the invention

Pig. 2 eine optische Anordnung eines erfindungsgemäß aufgebauten MikroskopesPig. 2 shows an optical arrangement of a microscope constructed according to the invention

AP Ω1AP Ω1

In ?ig. 1 ist am Ende eines Stativarmes 1 eine Montierung drehbar befestigt mit der ein Mikroskopkörper 3 starr verbunden ist und an dein sich ein auswechselbarer Binokulartubus 4 über eine 'Trennstelle 5 anschließt. Ein Objektiv 6 wird von einem Gehäuse 7 umschlossen, das gegenüber dem Mikroskopkörper 3 um eine horizontale Achss S drehbar gelagert ist und dessen Versteilung über einen Betätigungsarm 9 erfolgt. An das Gehäuse 7 ist zur Beleuchtung vorzugsweise ein Lichtleitkabel 9.1 angeschlossen.In. Ig. 1 is at the end of a tripod arm 1, a mount rotatably mounted with a microscope body 3 is rigidly connected and connected to your interchangeable binocular tube 4 via a 'separation point 5. An objective 6 is enclosed by a housing 7, which is mounted so as to be rotatable relative to the microscope body 3 about a horizontal axis S and whose division takes place via an actuating arm 9. To the housing 7, a light guide cable 9.1 is preferably connected for illumination.

Die Einstellung der Ueigung der Beobachtungsrichtung zur Horizontalen erfolgt durch Verschwenken des drehbar gelagerten Gehäuses 7 um die Achse 8 und kann wegen der nur geringen erforderlichen Kräfte leicht mit dein Handrücken des Operateurs erfolgen, so daß z. 3. mikrochirurgische Instrumente nicht abgelegt werden .-nüssen.The adjustment of the inclination of the observation direction to the horizontal takes place by pivoting the rotatably mounted housing 7 about the axis 8 and can be done easily with the back of the hand of the surgeon because of the low forces required, so that z. 3. microsurgical instruments are not filed nuts.

Von einem Objekt 10 ausgehende Lichtstrahlen 11 und 12 gelangen über das in Fig. 1 bereits dargestellte Objektiv S auf mit 13 und 14 beseichnete Prismen, die mit dem Objektiv 6 über das teilweise dargestellte Gehäuse 7 starr verbunden und mit diesem um eine Achse 8 drehbar sind und durch die die Lichtstrahlen 11 und 12 auf Prismen 15 und 1o gerichtet werden, die diese entgegengesetzt auseinanderlaufen lassen im wesentlichen in jeweils senkrechter Richtung zur ursprünglichen. Die Strahlen 11 und 12 werden durch Umlenkspiegel 17 und 18 so umgelenkt, daS sie beide in annähernd gleicher Richtung weit erverlaufen, wobei der Strahl 11 zunächst ein Prisma 2 5 und der Strahlßein Prisma 26 passiert. Den Umlenkspiegeln 17 und 18 sind im jeweiligen Strahlenverlauf Systeme 19 und 20 zum Vergrößsrungswechsel nachgeordnet. Schließlich gelangen die beiden Lichtstrahlen 11 und 12 über weitere Umlenkspiegel 21, 22, 23 und 24 in einen nichtdargestsiiten Binokulartubus, Alle Umlsnkelemente, außer die Prismen 13 und 14 sind mit dem in ?ig. 1 dargestellten Mikroskopkörper fest verbunden und in diesem angeordnet. Durch Einschaltung entsprechenderFrom an object 10 outgoing light beams 11 and 12 pass through the already shown in Fig. 1 lens S on with 13 and 14 denoted prisms, which are rigidly connected to the lens 6 via the partially shown housing 7 and rotatable about this axis 8 and by which the light beams 11 and 12 are directed to prisms 15 and 10, which diverge them oppositely in substantially the direction perpendicular to the original one. The beams 11 and 12 are deflected by deflecting mirrors 17 and 18 so that they both go far in approximately the same direction, the beam 11 first a prism 2 5 and the Strahlßein prism 26 passes. The deflecting mirrors 17 and 18 are arranged in the respective beam path systems 19 and 20 for magnification change. Finally, the two light beams 11 and 12 pass through further deflection mirrors 21, 22, 23 and 24 into a non-mounted binocular tube. All the elements except the prisms 13 and 14 are connected with the one. 1 microscope body firmly connected and arranged in this. By switching on appropriate

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strahlenteilender Elemente in die Strahlengänge zwischen den Uinlenkspiegein 21 und 22 sowie 23 und 24 können Zubehörteile, wie z. B, Einrichtungen zum Mitbeobachten oder zur Erzeugung eines Fernseh- oder Filmbildes angeschlossen werden. Die durch die Drehung des Objektives 6 zusammen mit den Prismen 13 und 14 um die gemeinsame Achse S zur Änderung der Beobachtungsrichtung hervorgerufene Bilddrehun; wird durch die Prismen 2 5 und 26 kompensiert, die dazu mit dem Gehäuse 7 mechanisch gekoppelt sind (nicht dargestellt)» Durch die Anordnung der Prismen 13 und 14 derart, daß deren reflektierende Flächen einen konstanten und günstigen Winkel zum einfallenden Licht aufweisen und gleichzeitig mit dem Objektiv 6 um die Achse 8 verschwenkt werden, wird, wie aus der Zeichnung ersichtlich, ein sehr großer Bereich der Beobachtungsrichtungsänderung gewährleistet ,beam splitting elements in the optical paths between the Uinlenkspiegein 21 and 22 and 23 and 24 can accessories such. B, facilities for watching or to create a television or film image are connected. The image rotation caused by the rotation of the lens 6 together with the prisms 13 and 14 about the common axis S for changing the observation direction; is compensated by the prisms 2 5 and 26, which are mechanically coupled to the housing 7 (not shown) »By the arrangement of the prisms 13 and 14 such that their reflective surfaces have a constant and favorable angle to the incident light and at the same time the lens 6 is pivoted about the axis 8, as is apparent from the drawing, a very large area of observation direction change ensures

Es ist weiterhin auch eine Lösung gemäß der Erfindung möglich, bei der die beiden Lichtstrahlen 11 und 12 durch die Prismen 15 und 16 so umgelenkt werden, daß sie im wesentliehen parallel zueinander in gleicher Richtung weiterverlaufen.Furthermore, a solution according to the invention is also possible, in which the two light beams 11 and 12 are deflected by the prisms 15 and 16 in such a way that they continue essentially parallel to one another in the same direction.

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Claims

^ rf indungsansp rUcn '

1, stereomicroscope, in which the image of an object in zv / ei beam paths via an objective, which is rotatable with a first Strahlumlenkelenienten to a substantially perpendicular to the observation beam common axis relative to a fixed microscope body and about connected to the microscope body further Strahlenumlenkelemente, via means is supplied to a binocular tube for the compensation of image rotation, characterized in that each beam path is associated with one of the first Strahlenumlenkelemente whose Heflexionsflachen pierced by the common axis and are inclined relative thereto and that the first Strahlenumlenkelemente are rigidly connected to the lens.

2. Stereomicroscope according to item 1, characterized in that the inclination of the Heflexionsflachen s ^e s ³ⁿ ^ ^s common axis is substantially 45 ° '

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See JL-Seiiea drawings

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