DE102005051070A1 - Optisches Gerät - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein optisches Gerät (100) zur Betrachtung eines Objektes (117), mit mindestens einem Tubus (118), mindestens einem Objektiv (102), mindestens einem Okular (115, 116) sowie mindestens einem Unterbrechungselement (101), wobei das mindestens eine Unterbrechungselement (101) zwischen dem mindestens einen Objektiv (102) und dem zu betrachtenden Objekt (117) angeordnet ist, wobei das mindestens eine Unterbrechungselement (101) zwischen einem hoch transparenten Zustand und einem Streuzustand schaltbar ist.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Gerät zur Betrachtung eines Objektes, insbesondere ein Beobachtungsgerät, wie beispielsweise ein Mikroskop.
• Bei optischen Geräten, insbesondere bei Beobachtungsgeräten, wie Mikroskopen, hat es sich als notwendig erwiesen außer der Abbildung einer Ebene eines Objekts, dem Benutzer auch weitere Bilder zur Verfügung stellen zu können. Bei Operationsmikroskopen sollen dem operierenden Arzt, insbesondere dem Chirurg, beispielsweise Zusatzinformationen, wie Vergleichsbilder oder Patienteninformationen, zur Verfügung gestellt werden. Diese Zusatzinformationen müssen für den Chirurg sichtbar sein, ohne dass dieser den Blick von dem Mikroskop abwenden muss.
• Zu diesem Zweck sind Einrichtungen zum Einblenden von Abbildungen entwickelt worden. Ein Mikroskop, bei dem eine solche Einblendeinrichtung realisiert ist, ist beispielsweise in der US 6,304,372 B1 beschrieben. Hierbei wird ein Lichtstrahl über einen Einkopplungsspiegel in den Strahlengang in dem Tubus des Mikroskops geleitet. In dem Tubus kann der umgelenkte Lichtstrahl wahlweise in die Zwischenbildebene oder direkt in das Auge des Betrachters projiziert werden, wodurch die Zusatzinformationen für den Betrachter erkennbar werden. Hierbei kann in dem Tubus im Bereich der Zwischenbildebene eine Mattscheibe, beispielsweise in Form einer unbeschichteten Glassplatte, vorgesehen sein. Der Nachteil dieser Art des Einblendens einer Zusatzinformation in den Strahlengang eines Mikroskops besteht darin, dass der Objektstrahlengang während des Einblendens der Zusatzinformation offen ist und dadurch stets eine Überlagerung des Bildes des betrachteten Objekts und der Zusatzinformation erfolgt.
• In einigen Situationen kann es allerdings erforderlich sein, dem Betrachter zumindest zeitweise nur die Zusatzinformation anzuzeigen. Um dies zu ermöglichen, wird im Stand der Technik die Verwendung einer Verschlussblende vorgeschlagen. Ein solcher Verschluss des Strahlengangs wird beispielsweise in der WO 02/084 365 A2 beschrieben. Hierbei kann eine Blende zwischen den Objektstrahlengang und den die Zusatzinformation einblendenden Strahlenteiler geschoben werden. Dadurch wird nur die zusätzliche Information für den Betrachter sichtbar.
• Da bei dieser Ausgestaltung keine Mattscheibe vorgesehen ist, kann die Zusatzinformation nur in der Zwischenbildebene wiedergegeben werden. Soll diese in einer anderen Tiefe dargestellt werden, so muss eine Mattscheibe verwendet werden und zusätzlich weiterhin die Blende zum Verschließen des Strahlengangs eingesetzt werden, um eine ausschließliche Betrachtung der Zusatzinformation zu ermöglichen. Ferner wird durch die Verwendung einer derartigen Blende zwischen dem Objektiv und dem Okular bzw. dem Strahlenteiler das optische Gerät in seiner räumlichen Dimension größer ausgebildet, da zusätzlicher Platz innerhalb des optischen Gerätes für die Blende bzw. Blenden notwendig ist. Ferner ist eine Reparatur an der Blende schwierig durchzuführen, da diese im Inneren des Tubus angeordnet ist.
• Aus der DE 100 21 063 A1 ist ein Stereomikroskop bekannt, welches zum gleichzeitigen Sehen einer Ansicht eines zu betrachtenden Objektes und eines auf einem Bildanzeigemittel angezeigten Bildes vorgesehen ist. Dieses Stereomikroskop ermöglicht es, zwischen einem Doppelbild mit einem einem Mikroskopbild überlagerten, auf einem Bildanzeigemittel angezeigten Bild, einem Mikroskopbild, von welchem ein Teil mit einem auf einem Bildanzeigemittel angezeigten Bild ersetzt ist, einem Mikroskopbild und einem Bild mittels einer einfachen Schaltvorrichtung umzuschalten. Hierzu sind drei Polarisatoren vorgesehen, die allesamt zwischen dem Okular und dem Objektiv des Stereomikroskops angeordnet sind, wobei ein Polarisator in einem Seitenkanal mit einem Monitor vorgesehen ist. Auch bei diesem optischen Gerät ist der Aufbau kompliziert und die Dimension des Gerätes durch die Anordnung der drei Polarisatoren erhöht.
• Aus der EP 1 224 499 B1 ist bekannt eine Blende zur Unterbrechung des Hauptstrahlengangs bei gleichzeitiger Freischaltung des Lichtweges eines Einspiegelungs-Strahlengangs zwischen einem Strahlteiler und dem Hauptobjektiv des Stereo-Operationsmikroskops einzubringen. Es ist in der EP 1 224 499 B1 offenbart mehrere Blenden vorzusehen, so dass jeder Strahlengang einzeln unterbrochen werden kann. Hierdurch ergeben sich viele Betrachtungsmöglichkeiten für den Operateur. Zum einen kann die Operationsstelle stereo betrachtet werden, wenn keine Blende in die Strahlengänge geschoben wird. Eine monokulare Betrachtung der Operationsstelle mit nur einem Auge. Eine Stereobetrachtung der Operationsstelle mit einer Stereoüberlagerung eines 3-D-Bildes, wobei pro Hauptstrahlengang eine Einspiegelung mit je einem eigenen Überlagerungsbildsignal erforderlich ist. Eine Stereobetrachtung der Operationsstelle mit einer monokularen Überlagerung eines 2-D-Bildes, wobei pro Hauptstrahlengang eine Einspiegelung mit einem gemeinsamen Überlagerungsbildsignal erforderlich ist. Ferner ist eine Stereobetrachtung der Operationsstelle möglich mit monokularer Überlagerung eines am rechten oder am linken Strahlengang eingespiegelten Bildes. Es kann beispielsweise auch nur ein eingespiegeltes 3-D-Bild stereo betrachtet werden, ohne das die Operationsstelle betrachtet wird. Nachteilig ist, dass durch die Verwendung mehrerer Blenden die Größe des Stereo-Operationsmikroskops zunimmt. Die Größe derartiger Stereo-Operationsmikroskope ist jedoch von großer Bedeutung, da sie den Abstand zwischen Stereo-Operationsmikroskop und Operationsstelle beeinflusst. Je größer das Stereo-Operationsmikroskop, desto weniger Platz bleibt zwischen dem Stereo-Operationsmikroskop und der Operationsstelle und damit zur Operation übrig.
• Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein optisches Gerät, insbesondere ein optisches Beobachtungsgerät zu schaffen, das die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist. Insbesondere soll das optische Gerät einen einfachen räumlich kompakten Aufbau besitzen und auf einfache Weise die Auswahl einer oder mehrerer zu betrachtenden Abbildungen) ermöglichen.
• Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass diese Aufgabe gelöst werden kann, indem ein einziges optisches Element mehrere Funktionen ausführen kann.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein optisches Gerät gemäß Patentanspruch 1. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen optischen Gerät beschrieben sind, gelten dabei selbstverständlich, soweit anwendbar, auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt.
• Ein optisches Gerät zur Betrachtung eines Objektes, mit mindestens einem Tubus, mindestens einem Objektiv, mindestens einem Okular sowie mindestens einem Unterbrechungselement, bei dem das mindestens eine Unterbrechungselement zwischen dem mindestens einem Objektiv und dem zu betrachtenden Objekt angeordnet ist, wobei das mindestens eine Unterbrechungselement zwischen einem hoch transparenten Zustand und einem Streuzustand schaltbar ist, stellt ein optisches Gerät, insbesondere ein optisches Beobachtungsgerät, dar, das die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist. Insbesondere wird der Aufbau durch das erfindungsgemäße optische Gerät einfach und räumlich kompakt gehalten, wobei gleichzeitig auf einfache Weise die Auswahl einer oder mehrerer zu betrachtenden Abbildungen ermöglicht wird. Durch die Anordnung des Unterbrechungselementes zwischen dem Objektiv und dem zu betrachtenden Objekt ist dieses leicht an das optische Gerät zu montieren. Unterbrechungselemente, die zwischen einem transparenten und einem diffusen Zustand variieren können sind recht dünn ausgebildet, so dass die Abmaße des optischen Gerätes klein gehalten werden können.
• Durch die Schaltungsmöglichkeit des Unterbrechungselementes zwischen einem transparenten und einem diffusen Zustand beziehungsweise Streuzustand, kann das Unterbrechungselement in dem optischen Gerät mehrere Funktionen ausführen. Im diffusen Zustand, in dem das Unterbrechungselement eine hohe Streuwirkung aufweist, verschließt dieses den Strahlengang, in dem es angeordnet ist, insbesondere den oder die Beobachtungsstrahlengang/-gänge. Somit übernimmt das Unterbrechungselement die Aufgabe einer Verschlussblende. In dem transparenten Zustand behindert das Unterbrechungselement den Beobachtungsstrahlengang nicht und kann somit an dieser Stelle verbleiben, das heißt muss nicht verschoben oder ausgeschwenkt werden. Hierdurch ist eine zusätzliche aufwendige Mechanik überflüssig, was wiederum Kosten einspart.
• Vorteilhaft ist ein optisches Gerät, bei dem das mindestens ein Unterbrechungselement den stirnseitigen Abschluss des optischen Gerätes bildet, welcher zum dem zu betrachtenden Objekt gerichtet ist. Hierdurch kann das Unterbrechungselement schnell und einfach montiert bzw. ausgetauscht werden. Das optische Gerät weist wenigstens einen Tubus auf, in dem mindestens ein Objektiv und mindestens ein Okular angeordnet sind. Als Tubus wird die Aufnahmevorrichtung für das Objektiv und das Okular verstanden. Das mindestens eine Unterbrechungselement ist an dem Ende des Tubus angeordnet, welches zu dem zu betrachtenden Objekt gerichtet ist. D.h., das Unterbrechungselement bildet den stirnseitigen Abschluss des zumindest einen Tubus. Sind mehrere Tuben, jeweils mit Okular und Objektiv, vorgesehen, so ist jeweils ein Unterbrechungselement an dem Ende jedes Tubus vorgesehen. Das oder die Unterbrechungselemente) ersetzt/ersetzen die normalerweise vorgesehene(n) Abschlussglasplatte(n). D.h., die Abschlussglasplatte wird bei dem erfindungsgemäßen optischen Gerät nicht benötigt, wodurch die Ausmaße des optischen Gerätes gering gehalten werden können. Der Platz für die Abschlussglasplatte wird durch das oder die Unterbrechungselemente) genutzt. Zusätzlicher Platzbedarf für eine Blende, wie beim Stand der Technik offenbart, ist nicht erforderlich. Ferner können durch die Nichtverwendung einer Abschlussglasplatte Kosten eingespart werden.
• Bevorzugt ist ferner ein optisches Gerät, bei dem alle Strahlengänge durch das Objektiv sowie alle Beleuchtungsstrahlengänge des optischen Gerätes durch das mindestens ein Unterbrechungselement abdeckt sind. D.h., die Beobachtungsstrahlengänge durch das Objektiv sowie alle Beleuchtungsstrahlengänge des optischen Gerätes können entweder durch ein einziges Unterbrechungselement abgedeckt werden oder je nach Ausführungsform des optischen Gerätes kann jeder Strahlengang, Beobachtungsstrahlengang oder Beleuchtungsstrahlengang, durch ein oder mehrere Unterbrechungselemente) abgedeckt werden. So können beispielsweise ein Unterbrechungselement vor dem Objektiv des optischen Gerätes, ein Unterbrechungselement vor der Beleuchtung des optischen Gerätes und ein weiteres Unterbrechungselement vor einer Zusatzbeleuchtung des optischen Gerätes angeordnet sein. Es kann ferner vorteilhaft vorgesehen sein, dass vor dem Objektiv mehrere Unterbrechungselemente vorgesehen sind, die jeweils einen Beobachtungsstrahlengang abdecken. So kann ein beispielsweise ein rechter und ein linker Beobachtungsstrahlengang getrennt voneinander geblockt werden.
• Das Unterbrechungselement stellt vorzugsweise einen elektrooptischen Schalter dar, welcher elektronisch angesteuert werden kann. Durch die elektronische Ansteuerung des Unterbrechungselementes kann ein schnelles Umschalten zwischen den unterschiedlichen Zuständen gewährleistet werden. Neben dem Zustand des vollständigen Blockierens der Strahlen oder des vollständigen Durchlassens von Strahlen, kann auch jeder Zustand zwischen beiden Extremen realisiert werden. Dies ist durch den Einsatz einer Blende, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist, nicht möglich. Auch zeitliche Verläufe können hierbei voreingestellt werden, wodurch ein zeitliches Zustandsmuster des Unterbrechungselementes realisiert werden kann.
• Das Unterbrechungselement stellt vorzugsweise ein elektronisch schaltbares Flüssigkristall-Polymer-Element (LCP) dar. Dieses Flüssigkristall-Polymer-Element, das im Folgenden auch als Polymer-Verschlussblende oder als Polymer-Shutter bezeichnet wird, ist besonders vorteilhaft, da dieses zum einen zuverlässig in die beiden erfindungsgemäß erforderlichen Zustände gebracht werden kann und andererseits eine sehr hohe Reaktionsgeschwindigkeit bei der Ansteuerung besitzt. Als Polymer-Shutter wird insbesondere ein optisches Element bezeichnet, das auf der Basis elektronisch steuerbarer Lichtstreuung arbeitet. Dieses Element wird von einem externen elektrischen Feld gesteuert, wobei das Element durch die entsprechende Ausrichtung der Kristalle hoch transparent ist, wenn das elektrische Feld abgeschaltet ist, und dem Flüssigkristall-Polymer-Element durch Anlegen des elektrischen Feldes ein hoher Trübungsgrad und damit ein hohes Streuungsvermögen verliehen wird. Polymer-Shutter arbeiten mit unpolarisiertem Licht und ermöglichen über den gesamten sichtbaren Bereich eine hohe Transmission. Als Flüssigkristall-Polymer-Element können Polymer-Shutter verwendet werden, die eine Reaktionszeit im Submillisekunden-Bereich aufweisen. Mechanische Shutter können ebenfalls verwendet werden, bieten sich aber aufgrund des höheren benötigten Platzbedarfs nicht bevorzugt an.
• Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine bestimmte Ausführungsform eines Polymer-Shutters beschränkt. Eine mögliche Ausführungsform kann beispielsweise durch ein Paar Glasscheiben mit einer dazwischen angeordneten aktiven Schicht gebildet sein, wobei die aktive Schicht freie Flüssigkristall-Moleküle aufweist. Diese können durch eine Photopolymerisation von Flüssigkristall-Polymermolekülen in Gegenwart von herkömmlichen Flüssigkristallen erhalten werden.
• Bei dem Polymer-Shutter können beispielsweise transparente Elektroden zum Aufbringen des elektrischen Feldes verwendet werden.
• Die Spannung, mit der der Polymer-Shutter beaufschlagt werden kann, kann beispielsweise bei 200V liegen, wobei dies die Differenz der Maxima eines Spannungsverlaufs darstellt. Zum Betrieb der Polymer-Shutter müssen lediglich zusätzliche elektrische Anschlüsse an dem/den Polymer-Shutter(n) vorgesehen sein.
• Das Unterbrechungselement kann in einer Ausführungsform des optischen Gerätes die gesamte stirnseitige Fläche, welche dem zu betrachtenden Objekt zugewandt ist, abdecken. D.h., das Unterbrechungselement blockt die Beobachtungsstrahlengänge, die Beleuchtung sowie eine eventuell vorgesehene Zusatzbeleuchtung. Gemäß einer Ausführungsform sind mindestens zwei Unterbrechungselemente vorgesehen. Dabei kann ein Unterbrechungselement die Beleuchtung blockieren und das andere Unterbrechungselement die Beobachtungsstrahlengänge. Es ist aber auch denkbar, dass jeder einzelne Strahlengang, Beobachtungsstrahlengang oder Beleuchtungsstrahlengang, durch jeweils ein Unterbrechungselement geblockt werden können. Dies ermöglicht dem Operateur verschiedenste Betrachtungsmöglichkeiten, wenn bei einem Blockieren zumindest eines Beobachtungsstrahlenganges in den zumindest einen blockierten Beobachtungsstrahlengang ein Lichtweg zur Einspielung eines zusätzlichen Bildes freigegeben wird. Wird kein Beobachtungsstrahlengang durch ein Unterbrechungselement blockiert, kann der Betrachter ein Objekt stereo betrachten. Es kann durch ein Blockieren eines von zwei Beobachtungsstrahlengängen durch ein entsprechendes Unterbrechungselement eine monokulare Betrachtung eines Objektes ermöglicht werden. Es kann ferner durch ein Blockieren des Beleuchtungsstrahlenganges die Lichtzufuhr auf das Objekt verhindert werden. Gleiches gilt für die Zusatzbeleuchtung.
• Ist mehr als ein Unterbrechungselement vorgesehen, so sind die mindestens zwei Unterbrechungselemente vorzugsweise separat ansteuerbar. Hierdurch kann das abwechselnde Anzeigen von Bildern, die auf den unterschiedlichen Unterbrechungselementen erzeugt wurden, realisiert werden.
• Sollen Abbildungen auf mehreren Unterbrechungselementen für den Betrachter sichtbar gemacht werden, so kann dies durch ein zeitlich moduliertes Ansteuern der Unterbrechungselemente realisiert werden, bei dem die Unterbrechungselemente zeitversetzt in den Streuzustand gebracht werden.
• Unter Ansteuern beziehungsweise Aktivieren des Unterbrechungselementes wird im Sinne der Erfindung das Versetzen des Unterbrechungselementes in den Streuzustand verstanden. Bei einem Unterbrechungselement, das auf elektronischer Basis arbeitet, bedeutet somit Ansteuern das Anlegen einer erforderlichen Spannung zur Einstellung des Streuzustandes.
• Bei der Verwendung von mindestens zwei Unterbrechungselementen sind diese lichtdicht voneinander trennbar. D.h., dass beispielsweise kein Streulicht von der Beleuchtungseinrichtung oder der Zusatzbeleuchtung in den Beobachtungsstrahlengang gelangen kann. Hierzu sind zwischen zwei Unterbrechungselementen Trennelemente vorgesehen.
• Das erfindungsgemäße optische Gerät kann gemäß einer Ausführungsform eine Einblendeinrichtung zum Einblenden eines zusätzlichen Bildes beziehungsweise Zusatzbildes in den Strahlengang zwischen Objektiv und Okular, insbesondere in den Objektstrahlengang, aufweisen. Die Einblendeinrichtung kann beispielsweise einen Einkopplungsspiegel, auch Strahlteiler genannt, umfassen. Der Einkopplungsspiegel ist hierbei vorzugsweise halbdurchlässig ausgestaltet, um den Objektstrahlengang, beispielsweise in dem Tubus, nicht zu stören. Über den Einkopplungsspiegel kann ein Lichtstrahl, der von einer Optik oder einem Display stammt, in den Beobachtungsstrahlengang geleitet werden. Das aus dem umgelenkten Lichtstrahl resultierende zusätzliche Bild kann Informations- oder Bilddaten umfassen. Das zusätzliche Bild kann beispielsweise Skalen zum Vermessen eines Objektbildes, ein Vergleichsbild oder Text mit Informationen zu dem betrachteten Objekt, insbesondere Patienteninformationen, darstellen.
• Da das Unterbrechungselement in dem Zustand, in dem eine Abbildung möglich ist, das heißt im Streuzustand, gleichzeitig den Objektstrahlengang verschließt, gelangt der Objektstrahl nicht zum Okular. Für den Beobachter ist somit nur das zusätzliche eingekoppelte Bild zu sehen. Sollen das zusätzliche Bild und das Objektbild überlagert werden, so kann dies erfindungsgemäß durch ein zeitliches moduliertes Ansteuern des Unterbrechungselementes erfolgen. Das Unterbrechungselement kann hierbei beispielsweise gepulst angesteuert werden, so dass in einer schnellen zeitlichen Abfolge für den Betrachter abwechselnd das zusätzliche Bild und das Objektbild sichtbar werden.
• Vorzugsweise kann mindestens eines der Unterbrechungselemente gepulst angesteuert werden. Unter gepulstem Ansteuern wird insbesondere eine regelmäßige Impulsfolge einer an das Unterbrechungselement angelegten Spannung verstanden. Hierdurch kann dem Unterbrechungselement nur für zeitlich limitierte und vorgegebene Zeiträume ein Streuverhalten verliehen werden, durch das dieses beispielsweise als Mattscheibe dienen kann. Durch die Verwendung beispielsweise eines Polymer-Shutters kann ein schnelles Umschalten des Unterbrechungselementes realisiert werden. Hierdurch kann der Übergang zwischen unterschiedlichen Abbildungen schnell erfolgen, was von dem Betrachter als angenehm empfunden wird.
• Der Spannungsverlauf kann bei gepulstem Ansteuern einen sinusförmigen oder einen rechteckigen Verlauf aufweisen. Ein rechteckiger Spannungsverlauf ist hierbei bevorzugt, da dadurch eine schnellere Verschlusszeit erzielt werden kann.
• Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich eine Betätigungsvorrichtung für das oder die Unterbrechungselemente vorzusehen, die von dem Benutzer des optischen Gerätes bedient werden kann. Diese Betätigungsvorrichtung kann beispielsweise ein Schalter sein, über den ein Unterbrechungselement aktiviert und deaktiviert werden kann. Hierbei ist vorzugsweise jedem Unterbrechungselement ein eigener Schalter zugeordnet um ein separates Ansteuern der Unterbrechungselemente ermöglichen zu können. Hierdurch kann beispielsweise der Benutzer die Dauer während derer er ein auf einem der Unterbrechungselemente wiedergegebenes Objektbild oder Zusatzbild betrachten will selber und je nach dem momentanen Bedarf einstellen.
• Das erfindungsgemäße optische Gerät stellt beispielsweise ein Beobachtungsgerät, insbesondere ein Mikroskop, beispielsweise ein Operationsmikroskop, dar. Bei einem stereoskopischen Beobachtungsgerät werden in der Regel zwei Tuben vorgesehen sein, wobei wahlweise in beiden oder aber nur in einem der Tuben eines oder mehrere Unterbrechungselemente vorgesehen sein können.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
• 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Geräts.
• In 1 ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen optischen Gerätes 100 schematisch dargestellt. Das optische Gerät 100 kann beispielsweise ein Mikroskop, insbesondere ein Operationsmikroskop sein. In der 1 ist ein optisches Gerät 100 mit einem Tubus 118, zwei Okularen 115, 116 sowie einem Objektiv 102, auch Mikroskop-Hauptobjektiv genannt, dargestellt. Das erfindungsgemäße optische Gerät 100 kann mehrere Tuben 118 aufweisen. Das Unterbrechungselement 101, insbesondere ein Polymer-Shutter, ist zwischen den Mikroskop-Hauptobjektiv 102 und dem zu betrachtenden Objekt 117 an dem elektrischen Gerät 100 angeordnet. Das Unterbrechungselement 101 ersetzt die normalerweise vorgesehene Abschlussglasplatte, so dass das Unterbrechungselement 101 das dem zu betrachtenden Objekt 117 zugewandte stirnseitige Ende des optischen Gerätes 100 bildet. Hierdurch kann das optische Gerät 100 in seinen räumlichen Abmaßen kompakt ausgebildet werden. Die Polymer-Shutter 101 sind aufgrund ihrer geringen Dicke besonders gut geeignet. Das Unterbrechungselement 101 deckt die beiden Beobachtungsstrahlengänge 104, 105 sowie den von dem Beleuchtungsspiegel 103 ausgehenden Beleuchtungsstrahlengang 104 ab. Durch entsprechendes Schalten des Unterbrechungselementes 101 in den so genannten Streuzustand, auch als diffuser Zustand bezeichnet, blockiert das Unterbrechungselement 101 die Strahlengänge 104, 105, 106, so dass der Betrachter kein Objekt 117 sehen kann. Das Unterbrechungselement 101 übernimmt somit die Funktion einer Verschlussblende. Wird das Unterbrechungselement 101 in den hoch transparenten Zustand geschaltet, behindert das Unterbrechungselement 101 die Beobachtungsstrahlengänge 104, 105 sowie Beleuchtungsstrahlengang 104 nicht, so dass der Betrachter das Objekt 117 betrachten kann. Das Unterbrechungselement 101 kann im Streuzustand als Bildebene genutzt werden, d.h., ein über eine Einblendeinrichtung von einem Bildschirm 111 eingekoppeltes Bild kann mittels des Strahlenganges 114 auf dem Unterbrechungselement 101 dargestellt werden, so dass der Betrachter dieses zusätzliche Bild durch die Okulare 115, 116 betrachten kann. Über einen Strahlenteiler 110 wird der Strahlengang 114 koaxial zu dem Beobachtungsstrahlengang 106 geleitet. Ebenso kann das betrachtete Objekt 117 auf einem Bildsensor 112 dargestellt werden. Hierzu wird beispielsweise über einen im Beobachtungsstrahlengang 105 vorgesehenen Strahlenteiler 109 ein Teilstrahl 113 entkoppelt. Zwischen den Strahlteilern 109, 110 und dem Mikroskop-Hauptobjektiv 102 können Zoomsysteme 107, 108 in den jeweiligen Beobachtungsstrahlengängen 105, 106 vorgesehen sein.
• Über den Strahlengang für Dateneinkopplung 114 können beispielsweise Bilddaten oder Informationsdaten, beispielsweise in Form von Textdaten, in das optische Gerät 100 eingespeist werden. Der Lichtstrahl wird an dem Strahlenteiler 110 umgelenkt.
• Zwischen dem Mikroskop-Hauptobjektiv 102 und dem zu betrachtenden Objekt 117 ist das Unterbrechungselement 101 vorgesehen. Dieses stellt vorzugsweise einen Polymer-Shutter dar. In einer nicht dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Gerätes 100 können mehrere Unterbrechungselemente 101 vorgesehen sein. D.h., in dem Strahlengang zwischen dem Mikroskop-Hauptobjektiv 102 und dem zu betrachtenden Objekt 117 sind parallel hintereinander zwei oder mehr Unterbrechungselemente 101 vorgesehen. Jedem einzelnen Strahlengang, der durch das Mikroskop-Hauptobjektiv 102 geleitet wird, kann ein Unterbrechungselement 101 zugeordnet sein. Hierdurch kann jeder einzelne Strahlengang, Beobachtungsstrahlengang oder Beleuchtungsstrahlengang, getrennt durch das jeweilige Unterbrechungselement 101 blockiert werden. Jedes Unterbrechungselement 101 kann dabei einzeln durch eine Betätigungsvorrichtung angesteuert werden.
• Zum Überlagern des Zusatzbildes und der Abbildung des Objekts 117 kann bei der vorliegenden Erfindung das Unterbrechungselement 101 gepulst angesteuert werden. Durch ein kurzzeitiges Versetzen des Unterbrechungselementes 101 in den Streuungszustand und anschließendes Umschalten in den transparenten Zustand, kann aufgrund der kurzen Reaktionszeit des Unterbrechungselementes 101 ein sich schnell änderndes Bild zur Verfügung gestellt werden, das als Überlagerung des Objektbildes und des Zusatzbildes empfunden wird. Es ist aber auch möglich dem Betrachter des Objektes 117 die Möglichkeit zu geben zwischen den beiden Ansichten (Zusatzbild/Objektbild) zu schalten. Somit kann die Zusatzinformation oder das Objektbild für eine längere Dauer nach Wunsch des Betrachters sichtbar gemacht werden.

100

Optisches Gerät

101

Unterbrechungselement

102

Objektiv

103

Beleuchtungsspiegel

104

Beleuchtungsstrahlengang

105

Beleuchtungsstrahlengang

106

Beobachtungsstrahlengang

107

Zoomsystem

108

Zoomsystem

109

Strahlteiler

110

Strahlteiler

111

Bildschirm

112

Bildsensor

113

Strahlengang für Datenauskopplung

114

Strahlengang für Dateneinkopplung

115

Okular

116

Okular

117

Objekt

118

Tubus

Claims (12)

1. Optisches Gerät zur Betrachtung eines Objektes (117), mit mindestens einem Tubus (118), mindestens einem Objektiv (102), mindestens einem Okular (115, 116) sowie mindestens einem Unterbrechungselement (101), dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Unterbrechungselement (101) zwischen dem mindestens einem Objektiv (102) und dem zu betrachtenden Objekt (117) angeordnet ist, wobei das mindestens eine Unterbrechungselement (101) zwischen einem hoch transparenten Zustand und einem Streuzustand schaltbar ist.
2. Optisches Gerät gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Unterbrechungselement (101) den stirnseitigen Abschluss des optischen Gerätes (100) bildet, welcher zum dem zu betrachtenden Objekt (117) gerichtet ist.
3. Optisches Gerät gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass alle Strahlengänge durch das Objektiv (102) sowie alle Beleuchtungsstrahlengänge des optischen Gerätes (100) durch das mindestens ein Unterbrechungselement (101) abdeckt sind.
4. Optisches Gerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Unterbrechungselement (101) einen elektrooptischen Schalter oder einen mechanischen Schalter darstellt.
5. Optisches Gerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterbrechungselement (101) ein Flüssigkristall-Polymer-Element, insbesondere eine Polymer-Verschlussblende, darstellt.
6. Optisches Gerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Unterbrechungselemente (101) vorgesehen sind.
7. Optisches Gerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Unterbrechungselemente (101) lichtdicht voneinander trennbar sind.
8. Optisches Gerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbrechungselemente (101) separat ansteuerbar sind.
9. Optisches Gerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das optisches Gerät (100) eine Einblendeinrichtung (111, 114) zum Einblenden eines Zusatzbildes in den Strahlengang zwischen Objektiv (117) und Okular (115, 116) des optischen Geräts (100) aufweist.
10. Optisches Gerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Objektiv (102) ansteuerbar ist und die Steuerung des Objektivs (102) und die Ansteuerung des mindestens einen Unterbrechungselementes (101) miteinander verbindbar sind.
11. Optisches Gerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Unterbrechungselement (101) gepulst angesteuert werden kann.
12. Optisches Gerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Gerät (100) eine Betätigungsvorrichtung zur Ansteuerung des mindestens einen Unterbrechungselementes (101) aufweist.