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Die
Erfindung betrifft ein Stereomikroskop. Im besonderen betrifft die
Erfindung ein Stereomikroskop mit einem Hauptobjektiv, das einen
Beobachtungsstrahlengang definiert und auf einem zu untersuchenden
Objekt einen Strahlfußpunkt
festlegt. Im Beobachtungsstrahlengang ist ein Zoomsystem und mindestens
ein Umlenkelement vorgesehenen. Das Umlenkelement lenkt den vom
Hauptobjektiv kommenden Beobachtungsstrahlengang um.
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Die
deutsche Offenlegungsschrift
DE 102 55 960 A1 offenbart ein gattungsgemäßes Stereomikroskop
mit einem Binokulartubus für
einen Hauptbeobachter und einen Mitbeobachter. Ferner sind noch weitere
Ports für
weitere Beobachter vorgesehen. Um alle möglichen Beobachter mit einem
Bild vom Objekt zu versorgen, sind im Stereomikroskop mehrere Umlenkelemente
für den
Beobachtungsstrahlengang vorgesehen. Wenn der Fußpunkt des Beobachtungsstrahls
auf der Oberfläche
des Objekts verändert
werden soll, ist es notwendig das gesamte Stereomikroskop zu verschieben.
Ein hierfür
erforderlicher Verschiebemechanismus muss aufwendig ausgebildet
sein, um die große
Masse des Stereomikroskops zur bewegen.
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US 2004/0113059 A1 offenbart
ein konfokales Scanning-Mikroskop,
bei dem ein Laser als Lichtquelle dient. Über entsprechende optische
Elemente wird ein Beleuchtungsstreifen erzeugt, der über ein Mikrospiegelarray
und einen weiteren Umlenkspiegel auf eine Probe geleitet wird.
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Vom
Objekt emittiertes Licht wird über
den gleichen Strahlengang zurück über das
Mikrospiegelarray und einen halbdurchlässigen Spiegel auf einen Fotodetektor
geleitet. Die Mikrospiegel des Arrays lassen sich an-/ausschalten,
wobei nur ein eingeschalteter Mikrospiegel das Laserlicht in den Strahlengang
zum Objekt reflektiert. Auf diese Weise kann eine Einzelpunktbeleuchtung
der Probe für
die konfokale Mikroskopie realisiert werden.
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DE 100 21 063 A1 offenbart
eine digitale Mikrospiegeleinrichtung, die auf verschiedene Weise
in einen Strahlengang eines Stereomikroskops geschaltet werden kann,
um einem Mikroskopbild ein zusätzliches
Bild zu überlagern,
um dem Betrachter zusätzliche
Bildinformationen zur Verfügung
zu stellen.
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Das
von der Firma Leica vertriebene Operationsmikroskop vom Typ M690
umfasst eine motorische Horizontalverschiebung. Durch die X/Y-Kupplung
erreicht man einen Verstellbereich des Mikroskops in einem Fenster
von 58 × 58
mm. Die Verstellung kann z. B. mit einem Fußschalter gesteuert werden.
Die Horizontalverschiebung bringt zwar Vorteile, birgt aber durch
die X/Y-Kupplung auch den Nachteil, dass sich das Gewicht des Systems
erhöht,
so dass ein Gewichtsausgleich aufwendiger gestaltet werden muss.
Hinzu kommt, dass das Operationsmikroskop ebenfalls hinsichtlich
der durch die X/Y-Verschiebung entstehenden Momente gedämpft sein
muss. Dies ist konstruktiv aufwendig. Ferner ist die mechanische Horizontalverschiebung
voluminös.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Stereomikroskop zu schaffen,
bei dem die Verstellung des Fußpunkts
des Beobachtungsstrahlengangs ohne einen aufwendigen Verstellmechanismus
erfolgen kann.
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Die
Aufgabe wird durch ein Stereomikroskop mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
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Mindestens
eines der Umlenkelemente ist ein Spiegel mit einer deformierbaren
Spiegelfläche, wobei
das Umlenkelement mit einer Steuereinheit für die Verstellung der deformierbaren
Spiegelfläche verbunden
ist.
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Die
X/Y-Verstellung des Strahlfußpunkts
auf der Oberfläche
des Objekts kann durch eine geeignete Deformierung der Spiegeloberfläche erfolgen. Ebenso
ist denkbar, dass die X/Y Verstellung der Spiegelfläche durch
zwei getrennte deformierbare Spiegelflächen erfolgt, die im Strahlengang
des Stereomikroskops angeordnet sind. Dabei erfolgt die Verstellung
in X-Richtung durch
einen Spiegel und die Verstellung in Y-Richtung durch einen anderen Spiegel.
Von der Objektseite aus gesehen, ist hierzu das erste Umlenkelement
dem Hauptobjektiv nachgeordnet und das zweite Umlenkelement dem
Zoomsystem vorgeordnet. Beide Umlenkelemente sind jeweils mit einer
deformierbaren Spiegelfläche
versehen.
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Die
deformierbare Spiegelfläche
kann auf unterschiedlichen Umlenkelementen im Strahlengang des Stereomikroskops
angeordnet sein. Im wesentlichen ist die deformierbare Spiegelfläche nach dem
Zoomsystem vorgesehen. „Nach" bedeutet dabei,
dass von dem Hauptbeobachter oder dem Assistenten-Beobachter aus gesehen
der Strahlengang zuerst das Zoomsystem durchläuft, bevor er auf die deformierbare
Spiegelfläche
trifft.
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Die
auf dem mindestens einen Umlenkelement vorgesehene, deformierbare
Spiegelfläche
ist als ein Mikrospiegelarray ausgebildet. Das Mikrospiegelarray
ist eine 2-dimensionale Matrix aus einer Vielzahl von Einzelspiegeln.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden.
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In
der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt,
und wird anhand der Figuren nachfolgend beschrieben. Dabei zeigen:
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1 einen
schematischen Aufbau eines Stereomikroskops mit mehreren Ports für Assistenten-Beobachter,
wobei das Stereomikroskop die Erfindung beinhaltet;
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2 eine
schematische Ansicht eines Mikrospiegelarrays, das aus einer Vielzahl
von kleinen Spiegeln aufgebaut ist und so eine spiegelnde Fläche darstellt;
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3 eine
Schnittansicht des Mikrospiegelarrays entlang der Linie A-A aus 2,
wobei einige der einzelnen kleinen Spiegel verstellt sind;
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4 eine
Ausführungsform
des schematischen Aufbaus eines Stereomikroskops mit mehreren Ports
für Assistenten-Beobachter, wobei
das Stereomikroskop die Erfindung beinhaltet; und
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5 eine
weitere Ausführungsform
des schematischen Aufbaus eines Stereomikroskops mit mehreren Ports
für Assistenten-Beobachter,
wobei das Stereomikroskop die Erfindung beinhaltet.
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1 zeigt
einen schematischen Aufbau eines Stereomikroskops 1 mit
mehreren Ports 10, 10a, 10b, 10c, 10d für mehrere
Beobachter 20, 20a, 20b, 20c, 20d.
Es kann dabei einem oder mehrere Haupt-Beobachter und einen oder
mehrere Assistenten-Beobachter
geben. Der Port 10 kann mit einem schwenkbaren Umlenkelement 30 ausgestaltet
sein. Das Stereomikroskop 1 besitzt ein Hauptobjektiv 2 mit
dem ein Objekt 16 beobachtet werden kann. Bei dem Stereomikroskop 1 handelt
es sich insbesondere um ein Operationsmikroskop beispielsweise für die Ophthalmologie.
Durch das Hauptobjektiv 2 wird ein Beobachtungsstrahlengang
definiert, der auf dem Objekt 16 einen Strahlfußpunkt 16a festlegt.
Zusätzlich
zum Hauptobjektiv ist im Beobachtungsstrahlengang im Innern des Stereomikroskops 1 ein
Zoomsystem 7 vorgesehen. Zwischen dem Hauptobjektiv 2 und
dem Zoomsystem 7 ist ein erstes Umlenkelement 5 vorgesehen.
Dem Zoomsystem 7 können
je nach Bedarf mehrere weitere Umlenkelemente 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f nachgeschaltet
sein. Die Umlenkelemente 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f dienen
jeweils dazu einen Teil des Beobachtungsstrahlengangs zum entsprechenden
Port 10, 10a, 10b, 10c, 10d zu
leiten. Ebenso sind im Beobachtungsstrahlengang weitere optische
Komponenten 8a, 8b, 8c vorgesehen, die als
Filter, abbildende optische Elemente oder steuerbare Blenden ausgebildet
sein können.
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Im
Stereomikroskop 1 ist eine Beleuchtungseinrichtung 3 vorgesehen,
welche Licht 3a zur zusätzlichen
Beleuchtung auf das zu untersuchende Objekt 16 richtet.
Das Licht 3a der Beleuchtungseinrichtung 3 kann über eine
Lichtleitfaser 12 bereitgestellt werden. Über ein
Umlenkelement 3b wird das Licht 3a der Beleuchtungseinrichtung 3 durch
das Hauptobjektiv 2 auf das Objekt 16 gerichtet.
Diese Beleuchtungseinrichtung stellt eine Möglichkeit von mehreren Beleuchtungsmöglichkeiten
dar. So ist es vorstellbar, dass die Lichtquelle im Mikroskop integriert
ist.
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Das
Hauptobjektiv 2 wird im wesentlichen in vertikaler Richtung
von zwei Haupt-Beobachtungsstrahlenbüscheln 22a und 22b durchsetzt.
Entlang der Haupt-Beobachtungsstrahlenbüschel 22a und 22b werden
ebenfalls die Beobachtungsstrahlenbüschel 11a, 11b, 11c, 11d geführt, wobei
die Beobachtungsstrahlenbüschel 11a, 11b, 11c, 11d zu
den jeweiligen Ports 10a, 10b, 10c, 10d geführt werden, über die
Assistenten 20a, 20b, 20c, 20d oder
zusätzliche
Beobachter mit einem Bild vom Objekt 16 versorgt werden.
Dem Hauptoperateur 20 wird das Licht über das Umlenkelement 6d zugeführt. Der
Hauptoperateur 20 beobachtet das Objekt 16 über ein
drehbares Umlenkelement 30, das in gewünschter Art und Weise schwenkbar
ist.
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Mindestens
eines der Umlenkelemente 5, 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f ist
als eine deformierbare Spiegelfläche
ausgebildet. Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform
ist das Umlenkelement 5 mit der deformierbaren Spiegelfläche versehen.
Das Umlenkelement 5 ist mit einer Steuereinheit 32 für die Verstellung
der Spiegelfläche
verbunden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Umlenkelement 5 und
somit die deformierbare Spiegelfläche als ein Mikrospiegelarray 40 (siehe 2)
ausgebildet. Die Steuereinheit 32 ist ferner mit einem
Schaltelement 33 verbunden, das z. B. als Fußschalter,
oder als Handschaltpult, oder als Fernsteuerung, oder als Sprachsteuerung
oder als Eye-Tracking System realisiert ist. Über das Schaltelement 33 ist
die Steuereinheit 32 ansteuerbar, so dass die gewünschte Verstellung
des Mikrospiegelarrays 40 realisiert wird. Durch eine geeignete
Verstellung des Mikrospiegelarrays wird eine Verstellung des Strahlfußpunkts 16a des
Beobachtungsstrahlengangs auf dem Objekt 16 verändert. Je
nach gewählter
Verstellung kann man den Strahlfußpunkt in der X/Y Ebenen auf
dem Objekt 16 verstellen. Somit können ein oder mehrere Benutzer
den Strahlfußpunkt
auf der Oberfläche
verändern
ohne dabei die Position des Stereomikroskops 1 zu ändern.
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2 zeigt
eine schematische Ansicht eines Mikrospiegelarrays 40,
das aus einer Vielzahl von kleinen Spiegeln 401,1 , 401,2 , ..., 401,n , 40m,n aufgebaut ist. Die kleinen Spiegel 401,1 , 401,2 ,
..., 401,n , ... 40m,n sind
in einer 2-dimensionalen Matrix angeordnet. Die einzelnen Spiegel 401,1 , 401,2 ,
..., 401,n , ... 40m,n werden über die
Steuereinheit 32 derart angesteuert, dass sich die Winkelstellung
der angesprochenen Spiegel ändert.
Es können
somit einzelne Spiegel des Mikrospiegelarrays 40 verstellt
werden, so dass das auf diesen Bereich der spiegelnden Fläche treffende
Licht in eine andere Richtung abgelenkt wird. Dies resultiert, wie
bereits erwähnt,
in einer Verstellung des Strahlfußpunkts 16a auf dem
Objekt 16.
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3 zeigt
eine Schnittansicht des Mikrospiegelarrays 40 entlang der
Linie A-A aus 2, wobei einige der einzelnen
kleinen Spiegel verstellt sind.
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4 zeigt
eine weitere Ausführungsform des
schematischen Aufbaus eines Stereomikroskops 1 mit mehreren
Ports 10, 10a, 10b, 10c, 10d für mehrere
Beobachter 20, 20a, 20b, 20c, 20d,
wobei das Stereomikroskop 1 die Erfindung beinhaltet. Hier
ist die deformierbare Spiegelfläche
nicht am Hauptumlenkelement 5 vorgesehen. Die deformierbare
Spiegelfläche 50 ist
bei dieser Ausführungsform
entweder auf dem Umlenkelement 6a oder dem Umlenkelement 6b vorgesehen.
Die Auswahl, welches Umlenkelement 6a oder 6b mit
der deformierbaren Spiegelfläche
versehen ist, hängt
vom Gesamtdesign des Stereomikroskops 1 ab. Ist die deformierbare
Spiegelfläche
auf dem Umlenkelement 6a oder dem Umlenkelement 6b,
so ist es günstiger,
das Zoomsystem 7 zwischen dem Umlenkelement 6b und
dem Umlenkelement 6d zu positionieren. Somit ist das Zoomsystem 7 der
deformierbaren Spiegelfläche 50 vorgeordnet.
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Grundsätzlich ist
es möglich,
jedes beliebige der im Stereomikroskop 1 vorgesehenen Umlenkelemente 5, 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f mit
der deformierbaren Spiegelfläche
zu versehen.
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5 zeigt
ein Stereomikroskop 1, bei dem zwei deformierbare Spiegelflächen auf
unterschiedlichen Umlenkelementen aufgebracht sind. in der hier beschriebenen
Ausführungsform
ist das dem Hauptobjektiv 2 nachgeordnete Umlenkelement 5 und
das dem Zoomsystem 7 vorgeordnete Umlenkelement 6a jeweils
mit einer deformierbaren Spiegelfläche 50 versehen. Somit
kann mit der deformierbaren Spiegelfläche 50 auf dem Umlenkelement 5 der
Strahlfußpunkt 16a z.
B. in X-Richtung X und mit der deformierbaren Spiegelfläche 50 auf
dem Umlenkelement 6a in Y-Richtung Y abgelenkt werden.