DE10140402A1 - Bildumkehrsystem, Ophthalmoskopie-Vorsatzmodul und Operationsmikroskop - Google Patents
Bildumkehrsystem, Ophthalmoskopie-Vorsatzmodul und OperationsmikroskopInfo
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Abstract
Ein System zur Bildumkehr 500 bewirkt eine gleichzeitige Bildumkehr und Strahlvertauschung mehrerer Beobachtungsstrahlengänge 503a, 503b, 504a und 504b. Es umfaßt wenigstens ein Porro-Prismensystem und ist zur Anordnung in einem konvergenten Strahlengang ausgelegt. Aufgrund seiner geringen Bauhöhe eignetessich als Bildumkehrsystem in einem Vorsatzmodul für Operationsmikroskope, die in der Ophthalmoskopie eingesetzt werden.
Description
Die Erfindung betrifft System zur Bildumkehr mit einem ersten Spiegel zur Umlenkung
eines Strahlenbündels aus einer Einfallsrichtung in eine erste Richtung, die quer zu der
Einfallsrichtung ist, einem zweiten Spiegel zur Umlenkung des an dem ersten Spiegel
umgelenkten Strahlenbündels in eine zweite Richtung, die quer zu der ersten Richtung ist,
einem dritten Spiegel zur Umlenkung des an dem zweiten Spiegel umgelenkten Strahlen
bündels in eine dritte Richtung, die quer zu der zweiten Richtung ist, und einem vierten
Spiegel zur Umlenkung des an dem dritten Spiegel umgelenkten Strahlenbündels in eine
Richtung, die quer zu der dritten Richtung ist, wobei die ersten, zweiten, dritten und vierten
Spiegel jeweils Flächennormalen haben, welche in einem Winkel zueinander stehen, und
wenigstens zwei Spiegel von einer Oberfläche eines 90°-Prismas gebildet werden. Unter
Flächennormalen, die zueinander in einem Winkel stehen, sind dabei Flächennormalen zu
verstehen, die einen Winkel einschließen, der von 4° und 180° verschieden ist. Dies be
deutet, daß diese Flächennormalen zueinander weder parallel noch antiparallel sind. Die
Erfindung betrifft weiter ein mit einem solchen System zur Bildumkehr ausgestattetes
Operationsmikroskop-Vorsatzmodul und ein mit einem solchen Vorsatzmodul aus
gerüstetes Mikroskop, insbesondere Operationsmikroskop.
Ein System zur Bildumkehr der eingangs genannten Art ist aus der DE 38 26 069 C2
bekannt. Dort wird vorgeschlagen, für ein binokulares Operationsmikroskop zur Bild
umkehr und seitlichen Vertauschung zweier Beobachtungsstrahlengänge ein Prismensystem
vorzusehen, das aus acht 90°-Prismen aufgebaut ist. Bei jedem dieser 90°-Prismen wirkt
einem dem 90°-Winkel gegenüberliegende Prismenfläche als Spiegel. Ein jeder Be
obachtungsstrahlengang wird mittels eines solchen 90°-Prismas in eine zur optischen
Achse des Mikroskop-Linsensystems senkrechte Ebene ausgekoppelt, um nach zweifacher
Reflexion bildverkehrt dem jeweils anderen Beobachtungsstrahlengang zugeführt zu
werden. Dieses System zur Bildumkehr ist im Mikroskop zwischen dem Mikroskoptubus
und einem Vergrößerungswechsler angeordnet. Es kann in den Beobachtungsstrahlengang
des Operationsmikroskops ein- und ausgeschaltet werden.
In "Neumann-Schröder: Bauelemente der Optik, Hanser Verlag München, 1992" ist auf
Seite 174 beschrieben, wie durch Mehrfachreflexion an den Oberflächen von Porro-Pris
men und von verkürzten Porro-Prismen ein bildumkehrender Strahlengang bereitgestellt
werden kann.
Die DE 200 21 955 U1 offenbart ein Operationsmikroskop mit Vorsatzmodul, das für die
Durchführung von Operationen im hinteren Augenabschnitt mit einer Ophthalmoskopier
lupe ausgelegt ist. Dieses Vorsatzmodul umfaßt ein auf einer Prismenkonstruktion
basierendes System zur Bildumkehr.
Es wird unterhalb des Operationsmikroskop-Hauptobjektivs angeordnet und ermöglicht
einem Betrachter eine seitenrichtige Darstellung des Augenhintergrunds.
Aus der DE 41 14 646 A1 ist ein Operationsmikroskop mit Ophthalmoskopie-Vorsatz
modul bekannt, das unterhalb des Mikroskop-Hauptobjektivs in Verlängerung des
Mikroskoptubus angeordnet ist. Dieses Ophthalmoskopie-Vorsatzmodul hat eine oder
mehrere zum Objektiv weisende Ophthalmoskopierlinsen, die dazu dienen, in einer ersten
Zwischenbildebene ein höhen- und seitenverkehrtes Bild des Augenhintergrunds eines
Patienten zu erzeugen. Über ein optisches System zur Bildaufrichtung und Pupillenver
tauschung wird das Bild dieser ersten Zwischenbildebene aufgerichtet und seitenrichtig in
eine zweite Zwischenbildebene abgebildet. Das Bild dieser zweiten Zwischenbildebene
kann ein Mikroskop-Beobachter durch das Mikroskop-Hauptobjektiv und eine zum Mi
kroskop-Hauptobjektiv weisende verschiebbare Linse sehen. Mittels des Vorsatzmoduls
vermag er so den interessierenden Abschnitt eines Patientenauges zu fokussieren.
Bei Verwendung eines solchen Ophthalmoskopie-Vorsatzmoduls an einem
Operationsmikroskop steht einem Operateur allerdings nur ein relativ geringer Arbeitsraum
zur Verfügung. Dies liegt daran, daß zur Abbildung des Augenhintergrundes eines
Patientenauges das Ophthalmoskopier-Linsensystem knapp oberhalb der Augenhornhaut
angeordnet werden muß. Für Kontaktgläser, mit denen entsprechend einer Ophthalmos
kopierlupe der Augenhintergrund sichtbar gemacht werden kann und bei denen ein ver
gleichsweise großer Arbeitsraum für den Operateur möglich ist, sind solche Ophthalmos
kopie-Vorsatzmodule nicht ausgelegt.
Das in der DE 41 14 646 A1 beschriebene Ophthalmoskopie-Vorsatzmodul ist auch nicht
für eine gleichwertige Operationsgebiet-Mitbeobachtung durch einen Operationsassistenten
ausgelegt. Um eine Operationsgebiet-Mitbeobachtung zu ermöglichen, muß das ver
wendete Operationsmikroskop mit Strahlauskoppeleinheiten im Bereich des Mikroskop
tubus versehen werden, die einen Beobachtungsstrahlengang in jeweils zwei Teilstrahlen
für Hauptbeobachter und Mitbeobachter aufteilen. Diese Bauweise gewährleistet zwar, daß
Haupt- und Mitbeobachter grundsätzlich das gleiche Bild sehen, sie hat jedoch einen deut
lichen Helligkeitsverlust des von Haupt- und Mitbeobachter wahrgenommen Bildes zur
Folge.
Ein weiters stereoskopisches Operationsmikroskop, bei dem für Augenoperationen zur
Abbildung des Augenhintergrundes eines Patientenauges Ophthalmoskopierlupen bzw.
Kontaktgläser eingesetzt werden können, ist in der DE 299 05 969 U1 beschrieben. Dieses
Operationsmikroskop umfaßt eine in den Strahlengang vor dem Mikroskop-Hauptobjektiv
einschwenkbare Zusatzlinse. Oberhalb des Vergrößerungswechslers befindet sich im Mi
kroskoptubus ein ein- und ausschiebbares System zur Bildumkehr, das es ermöglicht, für
einen Operateur ein seiten- und pupillenrichtiges Abbild des Augenhintergrunds zu ge
nerieren. Diese Anordnung des Systems zur Bildumkehr hat jedoch einen relativ hohen
Mikroskopaufbau zur Folge. Dies führt zu einer entsprechend hohen Einblickhöhe und ein
Operateur kann dann nur eine ungünstige Arbeitshaltung einnehmen. Außerdem wird bei
diesem Konstruktionsprinzip das für einen Beobachter zu sehende Mikroskopbild nicht
durch die Größe des Mikroskop-Hauptobjektivs, sondern durch die Dimensionierung des
Systems zur Bildumkehr begrenzt. Dies hat zur Folge, daß ein Beobachter ein vignettiertes
Mikroskopbild wahrnimmt. Wird ferner das Mikroskop einerseits zur Untersuchung des
Augenhintergrunds eines Patientenauges zusammen mit Ophthalmoskopierlupe bzw. Kon
taktglas eingesetzt und muß dann zur Betrachtung der Augenhornhaut die Ophthalmos
kopierlupe bzw. das Kontaktglas aus dem Strahlengang entfernt werden, so ist es erfor
derlich, mit wechselnden Scharfeinstellungen des Mikroskops zu arbeiten. Zum einen
behindert dies den Operationsablauf, zum anderen wird hierdurch auch die Brennebene des
optischen Systems verlagert. Letzteres hat für den Beobachter einen unerwünschten Ver
größerungswechsel zur Folge. Außerdem ist es bei diesem Konstruktionsprinzip nicht
möglich, unerwünschte Abbildungsfehler von Zusatzlinse, Ophthalmoskopierlupen bzw.
Kontaktgläsern zu korrigieren.
Aus der DE 35 39 009 A1 ist ein Vorsatzmodul für ein stereoskopisches Operationsmikros
kop bekannt, das ein vor dem Mikroskop-Hauptobjektiv angeordnetes System zur Bildum
kehr umfaßt und eine Ophthalmoskopierlinse aufweist. Mittels dieser Ophthalmoskopier
linse wird der Augenhintergrundes in eine Zwischenbildebene abgebildet, die sich im Vor
satzmodul befindet. Das Bild dieser Zwischenbildebene wird über eine Feldlinse und das
System zur Bildumkehr in das Mikroskop-Hauptobjektiv geworfen. Wiederum bedingt ein
solcher Mikroskopaufbau einen lediglich geringen Arbeitsraum für einen Operateur und
ermöglicht nicht einen Einsatz von Kontaktgläsern, die auf dem Patientenauge angeordnet
werden. Soll außerdem während einer Operation abwechselnd der Augenhintergrund oder
die Netzhaut eines Patientenauges betrachtet werden, so muß das Vorsatzmodul aus dem
Strahlengang entfernt und die Fokussierungseinstellung des Mikroskop-Hauptobjektivs
geändert werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein System zur Bildumkehr mit geringer Bauhöhe zu
schaffen, das in einem zur Durchführung von Operationen im hinteren Augenabschnitt
ausgelegten Vorsatzmodul für Operationsmikroskope eingesetzt werden kann, sowie ein
Vorsatzmodul für ein Operationsmikroskop und ein Mikroskop bereitzustellen, das eine
jeweils seitenrichtige Betrachtung von Netzhaut und Augenhintergrund bei größt
möglichem Arbeitsraum für einen Operateur ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein System zur Bildumkehr der eingangs genannten Art gelöst,
bei dem wenigstens ein Spiegel eine Oberfläche eines Porro-Prismas ist. Bei einem solchen
erfindungsgemäßen System zur Bildumkehr ist die als Spiegel wirkende Oberfläche des
Porro-Prismas nicht gleichzeitig eine Oberfläche eines 90°-Prismas. Auf diese Weise wird
eine kompakte Bauform des Systems zur Bildumkehr ermöglicht.
In Weiterbildung der Erfindung ist das Porro-Prisma als verkürztes Porro-Prisma zweiter
Art ausgebildet. Es hat sich herausgestellt, daß ein Porro-Prismensystem zweiter Art eine
optische Systemkomponente ist, die sich in hervorragender Weise dazu eignet, einen ge
wünschten Versatz zwischen einem eintretenden und einem austretenden Strahlenbündel
hervorgerufen, wie dies für eine Strahlvertauschung erforderlich ist. Gleichzeitig wird mit
dem Porro-Prismensystem zweiter Art eine Bildumkehr bewirkt. Ein Porro-Prismensystem
zweiter Art ist vergleichsweise kompakt aufgebaut. Die Verwendung eines solchen Pris
mensystems in Baugruppen für Operationsmikroskope ermöglicht es, die Abmessungen
von Operationsmikroskopen hin sichtlich eines größtmöglichen Arbeitsraumes oder einer
unerwünschten Verdeckung von Teilen des Operationsfeldes zu optimieren. Dabei wird die
Bildumkehr und die Strahlvertauschung mit optischen Komponenten erreicht, die zum
gesamten Lichtweg der Strahlbündel mit nur einer vergleichsweise kurzen optischen Weg
länge beitragen.
Indem das System zur Bildumkehr wenigstens einen Spiegel aufweist, der um eine quer zu
der Flächennormalen des Spiegels verlaufende Achse drehbar ist, d. h. drehbeweglich an
einer Achse festgelegt ist, die zur Flächennormalen des Spiegels nicht parallel ist, wird ein
justierbares System zur Bildumkehr geschaffen, das sich zum Einsatz in einem konver
genten Strahlengang eignet.
In Weiterbildung der Erfindung umfaßt das System zur Bildumkehr wenigstens einen
Spiegel, der in quer zur Spiegelfläche verlaufender Richtung verschiebbar ist. Unter einer
zu einer Spiegelfläche queren Richtung wird dabei jede Richtung verstanden, die nicht
parallel zu dieser Spiegelfläche ist. Auf diese Weise wird ein System zur Bildumkehr mit
einstellbarem Strahlversatz geschaffen.
In Weiterbildung der Erfindung umfaßt das System zur Bildumkehr wenigstens einen
Spiegel, der als Mantelfläche eines 90°-Prismas ausgebildet ist, wobei das 90°-Prisma um
eine zu der Mantelfläche des Prismas in etwa parallele Achse drehbar ist. Unter einer zu
einer Fläche in etwa parallelen Achse soll dabei jede Achse verstanden werden, die nicht
senkrecht zu dieser Fläche steht. Auf diese Weise wird ein einfacher Aufbau des Systems
zur Bildumkehr ermöglicht.
In Weiterbildung der Erfindung umfaßt das System zur Bildumkehr wenigstens zwei dreh
bare und wenigstens zwei verschiebbare Spiegel. Auf diese Weise ist es möglich, ein das
System zur Bildumkehr durchlaufendes Strahlenbündel bezüglich der optischen Achse
eines Abbildungssystems auszurichten.
In Weiterbildung der Erfindung umfaßt das System zur Bildumkehr zwei zu einer
symmetrischen Anordnung ineinandergefügte Porro-Prismensysteme. Auf diese Weise
kann die Bauhöhe des Systems minimiert werden.
Ein Vorsatzmodul für Operationsmikroskope, das als System zur Bildumkehr ein oder zwei
Porro-Prismen zweiter Art umfaßt, läßt sich besonders kompakt aufbauen.
Mit einem das erfindungsgemäße System zur Bildumkehr enthaltenden Vorsatzmodul läßt
sich daher eine hohe Bildqualität bei seitengerichtetem Mikroskopbild erzielen. Indem im
Strahlengang eines Operationsmikroskops vor dem Mikroskop-Hauptobjektiv ein Vorsatz
modul mit genau justierbarem System zur Bildumkehr angeordnet wird, kann errechnet
werden, daß Grenzwerte für Binokularfehler im Auge eines Beobachters nicht
überschritten werden.
Mit einem Fokus-Optiksystem im Vorsatzmodul, das auf der zum Objekt weisenden Seite
des Systems zur Bildumkehr angeordnet ist, ist bei Augenoperationen eine wahlweise
Verwendung von Ophthalmoskopierlupen und Kontaktgläsern möglich. Indem das Fokus-
Optiksystem des Vorsatzmoduls einstellbar gehalten ist, ermöglicht das Vorsatzmodul
selbst einen Refraktionsausgleich eines Patientenauges und kann außerdem leicht an unter
schiedliche Ophthalmoskopierlupen bzw. Kontaktgläser und das Mikroskop-Hauptobjektiv
angepaßt werden. Vorzugsweise hat das Fokus-Optiksystem wenigstens eine Sammellinse.
Auf diese Weise ist es möglich, die Fokusebene des Mikroskop-Hauptobjektivs, an die das
Vorsatzmodul angeschlossen ist, zu verlagern. Indem das Fokus-Optiksystem im Vorsatz
modul wenigstens eine Streulinse aufweist, wird ein in sich korrigiertes Fokus-Optik
system geschaffen. Außerdem können so eine geringe Bauhöhe und kleine Verschiebungs
wege des Fokus-Optiksystems erreicht werden. Es können ferner Abbildungsfehler korri
giert werden, die auch auf eine Ophthalmoskopierlupe oder ein Kontaktglas zurückgehen.
Vorzugsweise ist bei dem Vorsatzmodul die Sammellinse oder die Streulinse entlang der
optischen Achse des Fokus-Optiksystems bewegbar gehalten. Bei dieser Bauweise kann die
Fokusebene des optischen Systems aus Operationsmikroskop und Vorsatzmodul variiert
werden, ohne daß Änderungen von Einstellungen des Operationsmikroskops vorgenommen
werden müssen. Wird das System zur Bildumkehr und das Fokus-Optiksystem im Vor
satzmodul zum Ein- und Ausschalten in den Strahlengang ausgelegt, so ist es möglich,
zwischen einer Betrachtung der Cornea und einer Betrachtung des Augenhintergrunds
eines Patientenauges bequem hin- und her zu schalten.
In Weiterbildung der Erfindung weist das Vorsatzmodul eine Ophthalmoskopierlupe zur
Erzeugung eines Zwischenbildes des Augenhintergrundes eines Patientenauges auf. Auf
diese Weise wird ein besonders kompaktes Vorsatzmodul geschaffen.
In Weiterbildung der Erfindung sind bei dem Vorsatzmodul die Brennweiten von Fokus-
Optiksystem und Ophthalmoskopierlupe aufeinander abgestimmt.
Hierunter ist zu verstehen, daß bei eingeschaltetem Vorsatzmodul die Brennebene von
Mikroskop-Hauptobjektiv und Fokus-Optiksystem im Bereich der Ebene des von der
Ophthalmoskopierlupe erzeugten Zwischenbildes liegt, bei ausgeschaltetem System zur
Bildumkehr dagegen der Fokus des Operationsmikroskops auf der Cornea eines Pa
tientenauges zu liegen kommt ohne daß es hierfür einer Nachfokussierung bedarf. Auf
diese Weise wird eine leichte Einstellung des Operationsmikroskop-Vorsatzmoduls für
Augenoperationen ermöglicht, bei denen zwischen einer Betrachtung der Augenhornhaut
und Augennetzhaut hin- und hergewechselt werden muß.
Indem in dem Vorsatzmodul eine Strahlvertauschung von wenigstens zwei Beobachtungs
strahlengängen vorgesehen ist, wird eine stereoskopisch richtige Abbildung des Augen
hintergrunds bei räumlichem Bildeindruck ermöglicht.
Ein Vorsatzmodul, das ein System zur Strahlvertauschung und Bildumkehr von wenigstens
vier binokularen Beobachtungsstrahlengängen umfaßt, gestattet eine Operationsgebiet-
Mitbeobachtung ohne daß dies zu einem Helligkeitsverlust im Hauptbeobachtungsbild
führt.
Ein mit dem erfindungsgemäßen System zur Bildumkehr oder dem Vorsatzmodul ausge
rüstetes Operationsmikroskop ist für die Durchführung von Operationen am hinteren Au
genabschnitt optimiert.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und
werden nachfolgend beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Systems zur Bildumkehr;
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform eines Systems zur Bildumkehr;
Fig. 3 eine dritte Ausführungsform eines Systems zur Bildumkehr;
Fig. 4 eine vierte Ausführungsform eines Systems zur Bildumkehr;
Fig. 5a eine erste Ausführungsform eines Systems zur Strahlvertauschung und
Bildumkehr für einen binokularen Hauptbeobachtungs- und Mitbe
obachtungsstrahlengang;
Fig. 5b die erste Ausführungsform des Systems zur Strahlvertauschung und
Bildumkehr in Frontansicht;
Fig. 6 eine zweite Ausführungsform eines Systems zur Strahlvertauschung und
Bildumkehr für einen binokularen Hauptbeobachtungs- und Mitbe
obachtungsstrahlengang;
Fig. 7 ein Operationsmikroskop mit Vorsatzmodul;
Fig. 8 einen Schnitt des Strahlengangs durch ein Operationsmikroskop-Haupt
objektiv mit Vorsatzmodul, bei dem ein System zur Strahlvertauschung
und Bildumkehr in den Strahlengang geschaltet ist; und
Fig. 9 einen Schnitt des Strahlengangs durch ein Operationsmikroskop-Haupt
objektiv mit Vorsatzmodul, bei dem ein System zur Strahlvertauschung
und Bildumkehr aus dem Strahlengang geschaltet ist.
Das System zur Bildumkehr 100 aus Fig. 1 besteht aus einem Teilprisma 101, dem zwei
90°-Prismen 102 und 103 zugeordnet sind. Als Spezialfall eines Porro-Prismas ist das
Teilprisma 101 als halbes, verkürztes Porro-Prisma zweiter Art ausgebildet. Ein ein
fallendes Strahlenbündel 104 mit einem Strahlengang 105, das durch die Seitenfläche 106
von Teilprisma 102 tritt, wird an der dem 90°-Winkel gegenüberliegenden als Spiegel
wirkenden Seitenfläche reflektiert und aus seiner Einfallsrichtung hin zu dem 90°-Prisma
103 in eine Richtung umgelenkt, die quer zur Einfallrichtung ist. Dort führt die Total
reflexion an der als Spiegel wirkenden Seitenfläche 107 zur Umlenkung des Strahlengangs
in das Teilprisma 101. Nach Reflexion an den als Spiegel wirkenden Seitenflächen 108 und
109 von Teilprisma 101 tritt der Mitbeobachtungsstrahlengang seitlich versetzt durch die
Grundfläche von Teilprisma 101.
Die Flächennormalen derjenigen Seiten des Teilprismas 101 und der beiden 90°-Prismen
102 und 103, an denen der Strahlengang 105 umgelenkt wird, stehen dabei in einem
Winkel zueinander: In einem Winkel von ca. 120° stehen zueinander die Flächennormalen
derjenigen Seiten des Teilprismas 101, an denen der Strahlengang 105 umgelenkt wird. Die
Flächennormalen der beiden 90°-Prismen 102 und 103, an denen ein Umlenken des
Strahlengangs 105 erfolgt, schließen ebenfalls einen Winkel von ca. 120° ein, wogegen die
Flächennormalen der Seitenflächen 107 und 108 einen Winkel bilden, der im Bereich von
90° liegt.
Aufgrund der Reflexionen an den Seitenflächen des Systems zur Bildumkehr 100 bewirkt
ein das Bild 110 abbildender Strahlengang, der das System zur Bildumkehr 100 durchläuft,
ein umgekehrtes Bild 111.
Um beim Einsatz des Systems im Beobachtungsstrahlengang eines Stereomikroskops eine
Fokus- und Parallaxe-Differenz zwischen Beobachtungsstrahlengängen zu vermeiden, die
durch verschiedene Systeme zur Bildumkehr geführt werden, ist einerseits die Lage der
Brennebenen bei der Abbildung durch die verschiedenen Systeme und andererseits die
Orientierung von Eintritts- und Austrittsstrahlengang sowie deren Versatz relativ zu einer
optischen Achse 112 einstellbar gehalten. Hierzu sind das Teilprisma 101 und die beiden
90°-Prismen 102 und 103 in einem in der Figur nicht dargestellten Halterahmen mit
Justiervorrichtungen festgehalten. Diese Justiervorrichtungen ermöglichen es einerseits,
das Teilprisma 101 in Richtung einer Achse 113 quer zur als Spiegel wirkenden Seiten
fläche 108 hin und her zu verschieben, um so den Abstand dieses Teilprismas 101 zu den
90°-Prismen 102 und 103 einstellen zu können. Andererseits ist in dem Halterahmen das
90°-Prisma 102 zur Justierung um eine Drehachse 114 drehbeweglich festgelegt, die zu der
dem 90°-Winkel gegenüberliegenden, als Spiegel wirkenden Seitenfläche von 90°-Prisma
102 parallel ist. Das 90°-Prisma 103 kann um eine Drehachse 114 bewegt werden, die quer
zur Flächennormalen der als Spiegel wirkenden Seitenfläche 107 von 90°-Prisma 103
verläuft.
Die Fig. 2 zeigt ein System zur Bildumkehr 200 mit vier 90°-Prismen 201, 202, 203 und
204. Ein Strahlenbündel 205 mit einem Strahlengang 206, das durch die Seitenfläche 207
von 90°-Prisma 201 tritt, wird an der dem 90°-Winkel gegenüberliegenden Seitenfläche
reflektiert und in einer Richtung zu dem 90°-Prisma 202 umgelenkt, die quer zu seiner
Einfallsrichtung ist. Dort führt die Totalreflexion an der Seitenftäche 208 zur Umlenkung
des Strahlengangs in querer Richtung in das 90°-Prisma 203. Nach Reflexion an dessen
Seitenfläche 209 gelangt der Strahlengang in 90°-Prisma 204, um dann nach neuerlicher
Reflexion an der Seitenfläche 210 seitlich versetzt das 90°-Prisma 204 zu verlassen. Ent
sprechend dem System zur Bildumkehr 100 aus Fig. 1 stehen wiederum die Flächen
normalen derjenigen Seiten der 90°-Prismen 201, 202, 203 und 204, an denen der Strahlen
gang 206 umgelenkt wird, in einem Winkel zueinander.
Durch die Reflexionen an den Seitenflächen des Systems zur Bildumkehr 200 führt ein das
Bild 211 abbildender Strahlengang, der das System zur Bildumkehr 200 durchläuft, zu
einem umgekehrten Bild 212.
Um beim Einsatz dieses Systems im Beobachtungsstrahlengang eines Stereomikroskops
wiederum Fokus- und Parallaxe-Differenzen zwischen mehreren Beobachtungsstrahlen
gängen, die durch verschiedene Systeme zur Bildumkehr geführt werden, zu vermeiden, ist
einerseits die Lage der Brennebenen bei der Abbildung durch die verschiedenen Systeme
zur Bildumkehr und andererseits die Orientierung von Eintritts- und Austrittsstrahlengang
sowie der Versatz relativ zu einer optischen Achse 213 einstellbar gehalten. Hierzu ist ein
in der Figur nicht dargestellter Halterahmen mit Justiervorrichtungen vorgesehen, in den
die 90°-Prismen 201, 202, 203 und 204 aufgenommen sind.
In diesem Halterahmen sind die 90°-Prismen 201 und 204 unbeweglich gelagert, wogegen
das 90°-Prisma 202 zur Justierung um eine Drehachse 214 bewegt werden kann. Diese
Drehachse 214 ist zu den als Spiegel wirkenden Seitenflächen 208 und 209 der beiden
90°-Prismen 202 und 203 parallel. Weiter können in dem Halterahmen diese 90°-Prismen
202 und 203 gemeinsam um eine Kippachse 215 eingestellt werden, die quer zu den
Flächennormalen 216 und 217 der Seitenflächen 208 und 209 dieser Prismen verläuft, und
zusätzlich entlang einer Achse 218 gemeinsam hin- und hergeschoben werden, die wieder
um quer zu den Seitenflächen 208 und 209 der Prismen 202 und 203 ist.
In der Fig. 3 ist ein weiteres System zur Bildumkehr 300 gezeigt, das in seinem Aufbau
weitestgehend dem System zur Bildumkehr 200 aus Fig. 2 entspricht. Dieses System
umfaßt wiederum vier 90°-Prismen 301, 302, 303 und 304. Ein Strahlenbündel 305 mit
einem Strahlengang 306, das durch die Seitenfläche 307 von 90°-Prisma 301 tritt, wird an
der dem 90°-Winkel gegenüberliegenden Seitenfläche reflektiert und in das 90°-Prisma
302 gelenkt. Dort führt die Totalreflexion an der Seitenfläche 308 zur Umlenkung des
Strahlengangs 306 in das 90°-Prisma 303. Durch Reflexion an dessen Seitenfläche 309
wird der Strahlengang 306 in das 90°-Prisma 304 geführt, um dann nach neuerlicher
Reflexion an der Seitenfläche 310 das 90°-Prisma 304 zu verlassen. Aufgrund der Re
flexionen an den Seitenflächen des Systems zur Bildumkehr 300 führt ein das Bild 311
abbildender Strahlengang, der das System zur Bildumkehr 200 durchläuft, zu einem seit
lich versetzten und umgekehrten Bild 312.
Die Lage der Brennebene bei der Abbildung durch die verschiedenen Systeme einerseits
sowie der vom System zur Bildumkehr 300 hervorgerufene Strahlversatz und die
Orientierung von Eintritts- und Austrittsstrahlengang relativ zu einer optischen Achse 313
andererseits sind wiederum einstellbar gehalten. Hierzu ist ein in der Figur nicht darge
stellter Halterahmen mit Justiervorrichtungen vorgesehen, in den die 90°-Prismen 301,
302, 303 und 304 aufgenommen sind. In diesem Halterahmen sind die 90°-Prismen 301
und 304 unbeweglich gelagert, wogegen das 90°-Prisma 302 zur Justierung um eine Dreh
achse 314, die parallel zu der als Spiegel wirkenden Seitenfläche 308 des 90°-Prisma 302
verläuft, bewegt werden und das 90°-Prisma 303 unter Ausführung einer Kippbewegung
um eine zur Flächennormalen 315 der Seitenfläche 309 quere Drehachse 316 justiert wer
den kann. Außerdem können in dem Halterahmen die 90°-Prismen 302 und 303 ent
sprechend dem System zur Bildumkehr 200 aus Fig. 2 gemeinsam entlang einer Achse
317 hin- und hergeschoben werden, die wiederum quer zu den Seitenflächen 308 und 309
der 90°-Prismen 302 und 303 ist.
Die Fig. 4 zeigt ein System zur Bildumkehr 400 aus Fig. 1, das aus zwei identischen
Teilprismen 401 und 402 besteht, die jeweils als Spezialfall von Porro-Prismen in Form
von halben, verkürzten Porro-Prismen zweiter Art ausgebildet sind. Die Teilprismen 401
und 402 liegen jeweils an der Seite ihrer größten Seitenflächen 403 und 404 so aneinander,
daß die nach außen weisenden Flächennormalen 405, 406 der einander entsprechenden
Seitenflächen 407 und 408 zueinander parallel stehen.
Ein Strahlenbündel 409 mit einem Strahlengang 410, das durch die Seitenfläche 407 von
Teilprisma 401 tritt, wird an der als Spiegel wirkenden Seitenfläche 411 reflektiert und aus
seiner Einfallsrichtung in eine Richtung umgelenkt, die quer zur Einfallrichtung ist und in
der es auf die Seitenfläche 412 von Teilprisma 401 trifft. Dort führt die Totalreflexion an
der als Spiegel wirkenden Seitenfläche 412 zur Umlenkung des Strahlengangs in das Teil
prisma 402 in Richtung von dessen Seitenfläche 413. Der Strahlengang wird an der Seiten
fläche 413 reflektiert und quer zur Seitenfläche 414 von Teilprisma 402 umgelenkt.
Wiederum wird der Strahlengang hier reflektiert um über die Grundfläche von Teilprisma
402 das System zur Bildumkehr 400 zu verlassen. Durch die Reflexionen an den Seiten
flächen des Systems zur Bildumkehr 400 bildet ein das Bild 415 abbildender Strahlengang,
der das System zur Bildumkehr 400 durchläuft, unter seitlichen Versatz in ein umgekehrtes
Bild 416 ab.
Bei dem System zur Bildumkehr 400 stehen die Flächennormalen 417, 418 zueinander in
einem Winkel von ca. 120°. Entsprechendes gilt für die Flächennormalen 419 und 420,
wogegen die Flächennormalen 418 und 419 mit einem im Bereich von 90° liegenden
Winkel zueinander orientiert sind. Die Flächennormalen derjenigen Seiten der Teilprismen
401 und 402, an denen der Strahlengang 410 umgelenkt wird, stehen also wiederum zu
einander in einem Winkel.
Die Fig. 5a zeigt ein System zur gleichzeitigen Strahlvertauschung und Bildumkehr für
einen binokularen Hauptbeobachtungsstrahlengang und einen binokularen Mitbe
obachtungsstrahlengang. Das System zur Strahlvertauschung und Bildumkehr 500 ist aus
einem ersten System zur Bildumkehr 501 aufgebaut, das demjenigen System zur Bildum
kehr 400 aus Fig. 4 entspricht, und umfaßt ein System zur Bildumkehr 502 mit nicht
weiter dargestellten Halterahmen, das entsprechend dem System zur Bildumkehr 100 aus
Fig. 1 aufgebaut ist. Dieses erste System zur Bildumkehr 501 und das zweiter System zur
Bildumkehr 502 sind zu einer symmetrischen Anordnung zusammengefügt, die auf eine in
der Fig. 5a nicht weiter dargestellte Halterung montiert ist. An dieser Halterung ist der
Halterahmen des Systems zur Bildumkehr 502 festgelegt. Er hält die 90°-Prismen 502a und
502b sowie das als verkürztes Porro-Prisma ausgebildete Teilprisma 502c, wobei das
90°-Prisma 502a zur Justierung um die Drehachse 502d und das 90°-Prisma 502b zur
Justierung um die Drehachse 502e bewegt werden können. Weiter ist es in dem
Halterahmen möglich, das Teilprisma 502c entlang der Achse 502f zu verschieben.
Für einen binokularen Strahlengang mit Strahlenbündeln 503a und 503b wirkt das System
zur Bildumkehr 501 sowohl als System zur Bildumkehr als auch zur Strahlvertauschung.
Für das Strahlenbündel 504a eines aus den Strahlenbündeln 504a und 504b bestehenden
binokularen Strahlengangs ruft das System zur Bildumkehr 501 dagegen nur eine Bildum
kehr unter gleichzeitigem seitlichen Versatz hervor. Indem das Strahlenbündel 504b des
zugehörigen binokularen Strahlengangs über das System zur Bildumkehr 502 geführt wird,
wird ein System zur Strahlvertauschung und Bildumkehr 500 von vier Strahlengängen ge
schaffen.
Aufgrund der Justiermöglichkeit der 90°-Prisma 502a und 502b sowie des Teilprismas
502c im System zur Bildumkehr 502 können Fokus- und Parallaxedifferenzen für den
Strahlengang aus den Strahlenbündeln 504a und 504b durch entsprechendes Einstellen der
Prismen ausgeglichen werden. Somit kann das System zur Strahlvertauschung und Bildum
kehr 500 präzise insbesondere für eine Anordnung in einem konvergenten Strahlengang
eingestellt werden, wie dies beispielsweise vor dem Hauptobjektiv eines Operations
mikroskopes der Fall ist.
Die Fig. 5b zeigt das System zur Strahlvertauschung und Bildumkehr 500 in Frontansicht.
Die Beobachtungsstrahlenbündel 503a und 503b sowie 504a und 504b können auf einem
sehr engen Raum gehalten werden, der beispielsweise durch den Durchmesser eines
Operationsmikroskop-Hauptobjektives bestimmt ist.
In Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsform 600 für ein System zur gleichzeitigen Strahl
vertauschung und Bildumkehr eines binokularen Hauptbeobachtungsstrahlenganges und
eines binokularen Mitbeobachtungsstrahlenganges gezeigt. Das System zur Strahlver
tauschung und Bildumkehr 600 ist wiederum aus einem ersten System zur Bildumkehr 601
aufgebaut, das demjenigen System zur Bildumkehr 400 aus Fig. 4 entspricht, und umfaßt
ein System zur Bildumkehr 602 mit nicht weiter dargestelltem Halterahmen, das ent
sprechend dem System zur Bildumkehr 200 aus Fig. 2 oder dem System zur Bildumkehr
300 aus Fig. 3 aufgebaut ist. Dieses erste System zur Bildumkehr 601 und das zweiter
System zur Bildumkehr 602 sind zu einer symmetrischen Anordnung zusammengefügt.
Das System zur Strahlvertauschung und Bildumkehr 600 ist wiederum auf eine in der Fig.
6 nicht weiter dargestellte Halterung montiert. An dieser Halterung ist der Halterahmen des
Systems zur Bildumkehr 602 angeordnet. Dieser Halterahmen nimmt die vier 90°-Prismen
602a, 602b, 602c und 602d auf, wobei die Lage der 90°-Prismen entsprechend den anhand
der Fig. 2 und 3 erläuterten alternativen Konfigurationen für Bewegungsachsen ein
stellbar ist.
Das System zur Bildumkehr 601 wirkt für einen binokularen Strahlengang mit Strahlen
bündeln 603a und 603b als System zur Strahlvertauschung und Bildumkehr. Für das
Strahlenbündel 604a eines aus den Strahlenbündeln 604a und 604b bestehenden bino
kularen Strahlengangs fungiert es dagegen nur als System zur Bildumkehr, das gleichzeitig
einen seitlichen Versatz des Strahlengangs hervorruft. Indem das Strahlenbündel 604b des
zugehörigen binokularen Strahlengangs über das System zur Bildumkehr 502 geführt wird,
wird ein System zur gleichzeitigen Strahlvertauschung und Bildumkehr 500 von vier
Strahlengängen geschaffen.
Aufgrund der Justiermöglichkeit der vier 90°-Prisma die vier 90°-Prismen 602a, 602b,
602c und 602d in dem System zur Bildumkehr 602 ist es wiederum möglich, Fokus- und
Parallaxendifferenzen für den Strahlengang aus den Strahlenbündeln 604a und 604b durch
entsprechendes Einstellen der Prismen auszugleichen, so daß das System zur Strahlver
tauschung und Bildumkehr 600 ebenfalls präzise justiert werden kann, was insbesondere
eine Anordnung in einem konvergenten Strahlengang ermöglicht.
Die Fig. 7 zeigt ein als stereoskopisches Operationsmikroskop ausgebildetes Mikroskop
700 mit binokularen Beobachtungsstrahlengängen 702, 703 und 708 für einen Haupt- und
Mitbeobachter. Das Mikroskop 700 umfaßt einen Tubus 701, in dem jeweils getrennte
Linsensysteme für den linken und rechten Beobachtungsstrahlengang 702, 703 vorgesehen
sind. Der linke Beobachtungsstrahlengang 702 und der rechte Beobachtungsstrahlengang
703 treten durch ein gemeinsames Mikroskop-Hauptobjektiv 704 hindurch. Für einen in
Fig. 1 nicht weiter dargestellten Hauptbeobachter ist beim Mikroskop 700 eine Okular
einheit 705 vorgesehen. Durch diese Okulareinheit 705 kann ein Operationsgebiet an
einem menschlichen Auge 720 betrachtet werden.
Im Tubus 701 des Operationsmikroskopes 700 ist oberhalb des Mikroskop-Hauptob
jektives 704 ein Umlenkspiegelsystem 706 vorgesehen, um für einen Mitbeobachter durch
eine Okulareinheit 707 und einen binokularen Beobachtungsstrahlengang 708 ebenfalls die
Beobachtung des Operationsgebietes zu ermöglichen. Der binokulare Beobachtungs
strahlengang 708 umfaßt wiederum einen linken und rechten Beobachtungsstrahlengang,
die zu den linken und rechten Beobachtungsstrahlengängen 702 und 703 durch das Mikros
kop-Hauptobjektiv 704 versetzt hindurchtreten. Somit wird eine Mitbeobachtung des
Operationsgebietes im Vergleich zum Einsatz einer Strahlteilertechnik ohne Helligkeits
verlust ermöglicht.
Am Tubus 701 des Operationsmikroskopes 700 befindet sich unterhalb des Mikros
kop-Hauptobjektivs 704 ein Vorsatzmodul 750 zur seiten- und bildrichtigen Abbildung des
Augenhintergrundes 721 des Auges 720. Dieses Vorsatzmodul 750 ist zum schnellen und
leichten Wechsel mittels Bajonettverschluß mit dem Tubus 701 verbunden. Das Vorsatz
modul 750 umfaßt ein System zur Bildumkehr und Strahlvertauschung 751, eine Fokus-
Optik 752 sowie eine Ophthalmoskopierlupe 753. Das System zur Bildumkehr und Strahl
vertauschung 751 im Vorsatzmodul 750 ist für gleichzeitige Bildumkehr und Strahlver
tauschung von vier binokularen Beobachtungsstrahlengängen ausgelegt. Es ist im zum
Mikroskop-Hauptobjektiv weisenden Bereich des Vorsatzmoduls 750 angeordnet. Die
Fokus-Optik 752 befindet sich unterhalb des Systems zur Bildumkehr und Strahlver
tauschung 751 in dem zum Operationsgebiet weisenden Bereich des Vorsatzmoduls 750.
Sie umfaßt eine Sammellinse 752a und eine Streulinse 752b. Der Fokus-Optik 752 ist eine
Ophthalmoskopierlupe 753 zugeordnet.
Zur Durchführung einer Operation an einem menschlichen Auge 720 ist das Mikros
kop-Hauptobjektiv 704 des Mikroskops 700 auf dessen Netzhaut 722 scharf gestellt.
Die Fokus-Optik 752 fokussiert die Beobachtungsstrahlengänge 702, 703 und 708 in einer
Zwischenbildebene 754, in welche die Ophthalmoskopierlupe 753 ein seitenverkehrtes
Bild des Augenhintergrundes 721 wirft. Die Lage dieser Zwischenbildebene 754 wird zum
einen durch die Brechkraft der Ophthalmoskopierlupe 753 selbst bestimmt, zum anderen
aber auch durch deren Abstand vom Auge, die Augengeometrie selbst und die Brechkraft
der Augenlinsen festgelegt. Die Fokus-Optik 752 ist einstellbar ausgeführt, indem die
Sammellinse 752a entlang der optischen Achse der Fokus-Optik 722 verschiebbar gelagert
ist. Somit kann der Arbeitsabstand des Mikroskops 700 mit Vorsatzmodul 750 von einem
menschlichen Auge 120 einstellbar gehalten werden und es ist möglich, Anpassungen an
ein ametropes oder aphakes Patientenauge vorzunehmen.
Es ist auch möglich, die Fokus-Optik derart auszuführen, daß die Streulinse verschiebbar
ist und die Sammellinse unbeweglich gehalten wird oder beide Linsen entlang der opti
schen Achse der Fokus-Optik verschoben werden können.
Die Fig. 8 zeigt einen Schnitt des unteren Bereiches 801 des Tubus von Mikroskop 700
aus Fig. 7 mit einem Verlauf der Beobachtungsstrahlengänge 804, 805 für einen Mitbe
obachter.
Die durch das Hauptobjektiv 802 tretenden binokularen Beobachtungsstrahlengänge 804,
805 für die Beobachtungspupillen des Mitbeobachters werden mit der Fokus-Optik 806 bei
auf die Netzhaut 807 eines Patientenauges 808 fokussiertem Mikroskop-Hauptobjektiv 802
auf das Zwischenbild 809 der Ophthalmoskopierlupe 810 eingestellt. Die Ophthalmosko
pierlupe 810 wirft in eine Zwischenbildebene 811 ein seitenverkehrtes Bild des Augen
hintergrundes 812.
Das System zur Bildumkehr und Strahlvertauschung 813 bewirkt für einen jeden der bino
kularen Beobachtungsstrahlengänge eine Bildumkehr des seitenverkehrten Bildes von
Augenhintergrund 812 in der Zwischenbildebene 811. Von der Zwischenbildebene 811 aus
gesehen wird im System zur Bildumkehr und Strahlvertauschung 813 der oberhalb der
optischen Achse 814 der Fokus-Optik 806 verlaufende Strahlengang 805a seitenverkehrt in
einen unterhalb der optischen Achse 814 der Fokus-Optik 806 verlaufenden Strahlengang
805b gelenkt. Ein unterhalb von der optischen Achse 814 der Fokus-Optik 806 verlaufen
der Strahlengang 804a wird durch das System zur Bildumkehr und Strahlvertauschung 813
in einen Strahlengang 804b gewandelt, der oberhalb der optischen Achse 814 der Fokus-
Optik 806 verläuft. Entsprechend lenkt das System zur Bildumkehr und Strahlvertauschung
813 von der Zwischenbildebene 811 aus gesehen einen in Fig. 2 nicht dargestellten bino
kularen Strahlengang, der links der optischen Achse 814 der Fokus-Optik verläuft, in einen
rechts dieser Achse liegenden Strahlengang. Ein Strahlengang rechts von der optischen
Achse 814 der Fokus-Optik wird durch das System zur Bildumkehr und Strahlver
tauschung 813 in einen links dieser Achse verlaufend Strahlengang umgelenkt. Aufgrund
des stereoskopischen Verlauf der Beobachtungsstrahlengänge ergibt sich damit sowohl für
Haupt- als auch Mitbeobachter ein seiten- und pupillenrichtiges Bild von Augenhinter
grund 812 mit räumlichem Eindruck.
Beim Vorsatzmodul 803 sind Ophthalmoskopierlupe 810, Fokus-Optik 806 und. das
System zur Bildumkehr und Strahlvertauschung 813 mittels eines nicht weiter dargestellten
Mechanismus beispielsweise durch Einschieben oder Einschwenken in den optischen
Strahlengang ein- und ausschaltbar gehalten.
Fig. 9 zeigt einen Schnitt des unteren Bereiches des Tubus 901 von Mikroskop 1 aus
Fig. 1 mit an das Mikroskop-Hauptobjektiv 902 angeschlossenem Vorsatzmodul 903.
Hier sind das System zur Bildumkehr 913, die Fokus-Optik und die Ophthalmoskopierlupe
910 aus dem Strahlengang geschaltet. In diesem Fall entspricht die Fokus-Ebene der Be
obachtungsstrahlengänge derjenigen des Mikroskop-Hauptobjektivs und liegt bei der
Augenhornhaut 907 eines untersuchten Patientenauges 908.
Wie bei dem System zur Bildumkehr und Strahlvertauschung 913 umfaßt das Vorsatz
modul 903 zur Schaltung von Ophthalmoskopierlupe 910 und Fokus-Optik 906 in und aus
dem Strahlengang jeweils geeignete Schwenk- oder Verschiebemechanismen. Alternativ zu
dieser Ausführung ist es auch möglich, einen Mechanismus zur Entfernung des Vorsatz
modules als Ganzes aus dem Strahlengang vorzusehen. Vorteilhafterweise sind solchen
Mechanismen steuerbare Antriebe zugeordnet.
Mit dem auf vier Beobachtungsstrahlengänge ausgelegten System zur Strahlvertauschung
und Bildumkehr kann ohne Helligkeitsverlust mit einem Mikroskop-Hauptobjektiv eine
vollwertige binokulare Mitbeobachtung eines Operationsgebietes bei 0° Blickwinkel und
gleichem Stereowinkel wie ein Hauptbeobachter bereitgestellt werden.
Indem Beobachtungsstrahlengänge unabhängig voneinander das Mikroskop-Hauptobjektiv
durchdringen, ist die Mitbeobachtung eines Operationsfeldes ohne Helligkeitsverlust für
Haupt- und Mitbeobachter im Vergleich zum Einsatz einer Strahlteilertechnik möglich.
Anstatt das System zur Bildumkehr und Strahlvertauschung für eine Bildumkehr und eine
Strahlvertauschung von vier binokularen Beobachtungsstrahlengängen auszulegen, ist es
auch möglich, das System lediglich für Bildumkehr und Strahlvertauschung von drei Be
obachtungsstrahlengängen auszuführen. Etwa können Bildumkehr und Strahlvertauschung
für zwei binokulare Hauptbeobachtungsstrahlengänge und einen Mitbeobachtungs
strahlengang vorgesehen werden. Möglich ist auch, lediglich eine Bildumkehr für ein oder
zwei Beobachtungsstrahlengänge vorzusehen. In diesem Fall wird jedoch einem Be
obachter kein räumliches Mikroskopbild dargeboten. Optional kann ein solches System zur
Bildumkehr auch für einen Hauptbeobachtungsstrahlengang und drei Mitbeobachtungs
strahlengänge ausgelegt werden.
Eine modifizierte, in den Figuren nicht dargestellte Ausführungsform des Vorsatzmoduls
zum Anbau an ein Mikroskop-Hauptobjektiv ist zur Abbildung des Hintergrundes eines
Patientenauges für den Einsatz mit einer externen Ophthalmoskopierlupe bzw. einem
Kontaktglas ausgelegt. Ein solches Vorsatzmodul ist demnach ohne Ophthalmoskopierlupe
ausgeführt. Jedoch ermöglicht die Fokus-Optik im Vorsatzmodul eine Fokussierung auf
das mit Ophthalmoskopierlupe bzw. Kontaktglas erzeugte Zwischenbild des Patienten
auges.
Claims (21)
1. System zur Bildumkehr (100, 500, 600) mit
einem ersten Spiegel zur Umlenkung eines Strahlenbündels (104) aus einer Ein fallsrichtung in eine erste Richtung, die quer zu der Einfallsrichtung ist,
einem zweiten Spiegel (107) zur Umlenkung des an dem ersten Spiegel umge lenkten Strahlenbündels in eine zweite Richtung, die quer zu der ersten Richtung ist,
einem dritten Spiegel (108) zur Umlenkung des an dem zweiten Spiegel (107) um gelenkten Strahlenbündels in eine dritte Richtung, die quer zu der zweiten Richtung ist, und
einem vierten Spiegel (109) zur Umlenkung des an dem dritten Spiegel (108) um gelenkten Strahlenbündels in eine Richtung, die quer zu der dritten Richtung ist,
wobei die ersten, zweiten, dritten und vierten Spiegel jeweils Flächennormalen haben, welche in einem Winkel zueinander stehen, und
wenigstens zwei Spiegel (107) von einer Oberfläche eines 90°-Prismas (102, 103) gebildet werden,
dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens ein Spiegel (109) eine Oberfläche eines Porro-Prismas (101) ist.
einem ersten Spiegel zur Umlenkung eines Strahlenbündels (104) aus einer Ein fallsrichtung in eine erste Richtung, die quer zu der Einfallsrichtung ist,
einem zweiten Spiegel (107) zur Umlenkung des an dem ersten Spiegel umge lenkten Strahlenbündels in eine zweite Richtung, die quer zu der ersten Richtung ist,
einem dritten Spiegel (108) zur Umlenkung des an dem zweiten Spiegel (107) um gelenkten Strahlenbündels in eine dritte Richtung, die quer zu der zweiten Richtung ist, und
einem vierten Spiegel (109) zur Umlenkung des an dem dritten Spiegel (108) um gelenkten Strahlenbündels in eine Richtung, die quer zu der dritten Richtung ist,
wobei die ersten, zweiten, dritten und vierten Spiegel jeweils Flächennormalen haben, welche in einem Winkel zueinander stehen, und
wenigstens zwei Spiegel (107) von einer Oberfläche eines 90°-Prismas (102, 103) gebildet werden,
dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens ein Spiegel (109) eine Oberfläche eines Porro-Prismas (101) ist.
2. System zur Bildumkehr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Porro-
Prisma als verkürztes Porro-Prisma zweiter Art (101) ausgebildet ist.
3. System zur Bildumkehr (100, 200, 300), insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, mit
einem ersten Spiegel zur Umlenkung eines Strahlenbündels aus einer Einfalls richtung in eine erste Richtung, die quer zu der Einfallsrichtung ist,
einem zweiten Spiegel (107, 208, 308) zur Umlenkung des an dem ersten Spiegel umgelenkten Strahlenbündels in eine zweite Richtung, die quer zu der ersten Richtung ist
einem dritten Spiegel (108, 209, 309) zur Umlenkung des an dem zweiten Spiegel (107, 208, 308) umgelenkten Strahlenbündels in eine dritte Richtung, die quer zu der zweiten Richtung ist, und
einem vierten Spiegel (109, 210, 310) zur Umlenkung des an dem dritten Spiegel (108, 209, 309) umgelenkten Strahlenbündels in eine Richtung, die quer zu der dritten Richtung ist,
wobei die ersten, zweiten, dritten und vierten Spiegel (107, 208, 308, 108, 209, 309, 109, 210, 310) jeweils Flächennormalen (116, 216, 217, 315) haben, welche in einem Winkel zueinander stehen, und
wenigstens zwei Spiegel (107, 208, 209, 210, 308, 309, 310) von einer Oberfläche eines 90°-Prismas (102, 103, 201, 202, 203, 204, 301, 302, 303, 304) gebildet werden,
dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens ein Spiegel (107, 208, 209) um eine quer zu der Flächennormalen (116, 216, 315) des Spiegels verlaufende Achse (115, 214, 314) drehbar ist.
einem ersten Spiegel zur Umlenkung eines Strahlenbündels aus einer Einfalls richtung in eine erste Richtung, die quer zu der Einfallsrichtung ist,
einem zweiten Spiegel (107, 208, 308) zur Umlenkung des an dem ersten Spiegel umgelenkten Strahlenbündels in eine zweite Richtung, die quer zu der ersten Richtung ist
einem dritten Spiegel (108, 209, 309) zur Umlenkung des an dem zweiten Spiegel (107, 208, 308) umgelenkten Strahlenbündels in eine dritte Richtung, die quer zu der zweiten Richtung ist, und
einem vierten Spiegel (109, 210, 310) zur Umlenkung des an dem dritten Spiegel (108, 209, 309) umgelenkten Strahlenbündels in eine Richtung, die quer zu der dritten Richtung ist,
wobei die ersten, zweiten, dritten und vierten Spiegel (107, 208, 308, 108, 209, 309, 109, 210, 310) jeweils Flächennormalen (116, 216, 217, 315) haben, welche in einem Winkel zueinander stehen, und
wenigstens zwei Spiegel (107, 208, 209, 210, 308, 309, 310) von einer Oberfläche eines 90°-Prismas (102, 103, 201, 202, 203, 204, 301, 302, 303, 304) gebildet werden,
dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens ein Spiegel (107, 208, 209) um eine quer zu der Flächennormalen (116, 216, 315) des Spiegels verlaufende Achse (115, 214, 314) drehbar ist.
4. System zur Bildumkehr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein
Spiegel (108, 208, 209, 308, 309) in quer zur Spiegelfläche verlaufender Richtung
(113, 218, 314) verschiebbar ist.
5. System zur Bildumkehr nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenig
stens ein Spiegel (107, 208, 308, 309) als Mantelfläche eines 90°-Prismas (102, 103,
202, 302, 303) ausgebildet ist und das 90°-Prisma (102, 103, 202, 302, 303) um eine zu
der Mantelfläche des Prismas in etwa parallele Achse (114, 115, 214, 215, 314, 316)
drehbar ist.
6. System zur Bildumkehr nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens zwei Spiegel (107, 208, 209, 308, 309) drehbar und wenigstens zwei
Spiegel (108, 109, 208, 209, 308, 309) verschiebbar gelagert sind.
7. System zur Bildumkehr nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das System zur
Bildumkehr (500, 600) zwei zu einer symmetrischen Anordnung ineinandergefügte
Porro-Prismensysteme (501, 502, 601, 602) umfaßt.
8. Vorsatzmodul (750) mit einem System zur Bildumkehr (751) zum Anbau an ein Mi
kroskop-Hauptobjektiv, insbesondere für ein Operationsmikroskop (704),
dadurch gekennzeichnet, daß
das System zur Bildumkehr nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist.
9. Vorsatzmodul (750) mit einem System zur Bildumkehr (751) zum Anbau an ein Mi
kroskop-Hauptobjektiv, insbesondere für ein Operationsmikroskop (704),
dadurch gekennzeichnet, daß
das System zur Bildumkehr ein Porro-Prisma zweiter Art umfaßt.
10. Vorsatzmodul (750) mit einem System zur Bildumkehr (751) zum Anbau an ein Mi
kroskop-Hauptobjektiv, insbesondere für ein Operationsmikroskop (704),
dadurch gekennzeichnet, daß
das System zur Bildumkehr zwei Porro-Prismen zweiter Art umfaßt.
11. Vorsatzmodul (750), insbesondere nach Anspruch 8, 9 oder 10, zum Anbau an ein
Mikroskop-Hauptobjektiv (704) mit
einem einstellbaren Fokus-Optiksystem (752) zur Variation der Brennweite des Mikroskop-Hauptobjektivs (704) und
einem dem Fokus-Optiksystem (752) zugeordneten System zur Bildumkehr (751),
wobei für den Anbau des Vorsatzmoduls (750) an das Mikroskop-Hauptobjektiv (704) das System zur Bildumkehr (751) auf der zum Mikroskop-Hauptobjektiv (704) weisenden Seite des Vorsatzmoduls (750) vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
das System zur Bildumkehr (751) als System zur Strahlvertauschung von wenigstens zwei binokularen Beobachtungsstrahlengängen (702, 703, 708) ausgelegt ist.
einem einstellbaren Fokus-Optiksystem (752) zur Variation der Brennweite des Mikroskop-Hauptobjektivs (704) und
einem dem Fokus-Optiksystem (752) zugeordneten System zur Bildumkehr (751),
wobei für den Anbau des Vorsatzmoduls (750) an das Mikroskop-Hauptobjektiv (704) das System zur Bildumkehr (751) auf der zum Mikroskop-Hauptobjektiv (704) weisenden Seite des Vorsatzmoduls (750) vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
das System zur Bildumkehr (751) als System zur Strahlvertauschung von wenigstens zwei binokularen Beobachtungsstrahlengängen (702, 703, 708) ausgelegt ist.
12. Vorsatzmodul (750) gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das System zur
Bildumkehr (751) als System zur Strahlvertauschung von wenigstens vier binokularen
Beobachtungsstrahlengänge (702, 703, 708) ausgelegt ist.
13. Vorsatzmodul (750) gemäß einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet,
daß das Fokus-Optiksystem (752) wenigstens eine Streulinse (752b) aufweist.
14. Vorsatzmodul (750) gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
daß das Fokus-Optiksystem (752) wenigstens eine Sammellinse (752b) aufweist, die
entlang der optische Achse (814) des Fokus-Optiksystems (752) bewegbar ist.
15. Vorsatzmodul (750) gemäß Anspruch 13 oder gemäß Anspruch 14, soweit Anspruch
14 auf Anspruch 13 zurückbezogen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Streulinse
(152b) entlang der optischen Achse (814) des Fokus-Optiksystems (752) bewegbar ist.
16. Vorsatzmodul (750) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
daß das System zur Bildumkehr (751) in den Strahlengang ein- und ausschaltbar ist.
17. Vorsatzmodul (750) gemäß Anspruch 11 oder gemäß einem der Ansprüche 12 bis 16,
soweit die Ansprüche 12 bis 16 auf Anspruch 11 zurückbezogen sind, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Fokus-Optiksystem (752) zum Ein- und Ausschalten in den
Strahlengang ausgelegt ist.
18. Vorsatzmodul (750) gemäß einem der Ansprüche 8-17, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Erzeugung eines Zwischenbildes eines menschlichen Auges (720) das Vorsatz
modul (750) eine Ophthalmoskopierlupe (753) umfaßt.
19. Vorsatzmodul (750) gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenn
weiten von Fokus-Optiksystem (752) und Ophthalmoskopierlupe (753) aufeinander
abgestimmt sind.
20. Mikroskop, insbesondere Operationsmikroskop (700), mit System zur Bildurakehr nach
einem der Ansprüche 1 bis 7.
21. Mikroskop, insbesondere Operationsmikroskop (700), mit Vorsatzmodul (750) nach
einem der Ansprüche 8-19.
Priority Applications (8)
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