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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Stereomikroskop zur Abbildung
eines in einer Objektebene des Stereomikroskops anordenbaren Objekts,
wobei das Stereomikroskop wenigstens ein Paar von Abbildungsstrahlengängen bereitstellt.
Das Stereomikroskop umfaßt
ein Abbildungssystem mit mehreren optischen Elementen, wobei die
mehreren optischen Elemente eine Mehrzahl von Linsen und wenigstens
ein Umlenkelement mit einer Spiegelfläche zur Faltung des wenigstens
einen Paars von Abbildungsstrahlengängen umfassen.
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Derartige
Stereomikroskope finden beispielsweise in der Medizintechnik als
Operationsmikroskope Verwendung. Der prinzipielle Aufbau eines derartigen
Stereomikroskops, wie es aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 197 18 102 A1 bekannt
ist, ist in
6A schematisch
gezeigt.
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Gemäß 6A weist ein Stereomikroskop
zur Abbildung eines in einer Objektebene 41 anordenbaren Objekts
eine Objektivlinse 44, eine Lichtblende 45 und
ein variables Vergrößerungssystem
mit Umkehrsystem 51 auf. Weiter sind austrittsseitig des
Vergrößerungssystems
mit Umkehrsystem 51 links- und rechtsseitige optische Abbildungssysteme
vorgesehen. Ein Paar von Abbildungsstrahlengängen 42a und 42b wird
in der Objektivlinse 44 und in dem Vergrößerungssystem
mit Umkehrsystem 51 gemeinsam geführt. In Linsen 56 und 57 bzw. 56' und 57' des links-
bzw. rechtsseitigen Abbildungssystems werden die Abbildungsstrahlengänge 42a und 42b getrennt
geführt.
Zur Erzielung eines stereoskopischen Effekts schließen die
Abbildungs strahlengänge
in der Objektebene 41 einen Stereowinkel α ein, der üblicherweise
zwischen 4° und
8° beträgt.
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Die
Lichtblende 45 dient zur Einstellung der Empfindlichkeit
des Stereomikroskops. Hierfür
muß im
Bereich der Lichtblende 45 und damit zwischen der Objektivlinse 44 und
dem variablen Vergrößerungssystem
mit Umkehrsystem 51 eine Pupillenebene 4A einer
Eintrittspupille der Abbildungsstrahlengänge 42a und 42b angeordnet
sein.
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Dabei
wird unter Pupillenebene die gekrümmte oder flache Ebene verstanden,
in der sich Mitten- oder Hauptstrahlen der von den Abbildungsstrahlengängen 42a und 42b geführten Strahlenbündel schneiden,
wobei die Mitten- oder Hauptstrahlen von unterschiedlichen Objektpunkten
in der Objektebene 41 ausgehen.
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Weiter
bewirkt das Abbildungssystem des in 6A gezeigten
Stereomikroskops innerhalb des variablen Vergrößerungssystems mit Umkehrsystem 51 die
Abbildung eines Zwischenbildes 4P. Dies erleichtert aufgrund
des im Zwischenbild minimalen Durchmessers des von dem Abbildungssystem
geführten
Strahlenbündels
ein Durchfädeln
des Strahlenbündels
durch das variable Vergrößerungssystem
mit Umkehrsystem 51.
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Dabei
wird unter einem Zwischenbild eine zur Objektebene 41 optisch
konjugierte Ebene verstanden.
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Eine
perspektivische Ansicht wesentlicher Elemente eines aus dem Stand
der Technik nach
DE
197 18 102 A1 bekannten Stereomikroskops mit dem aus
6A bekannten prinzipiellen
Aufbau ist in
6B schematisch
dargestellt.
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Wie
aus 6B ersichtlich,
weisen aus dem Stand der Technik bekannte Stereomikroskope eine
Vielzahl von jeweils wenigstens eine Spiegelfläche aufweisenden Umlenkelementen 43, 46, 47, 49, 51, 52, 53 und 54 auf,
um einen von dem Paar von Abbildungsstrahlengängen gebildeten Abbildungsstrahlengang 42 zu
falten. Der Grund für
die Faltung ist, daß zum
einen eine Gesamtlänge
des Aufbaus des Stereomikroskops gering gehalten werden soll. Weiter
wird es mittels des Faltens ermöglicht,
in den Abbildungsstrahlengang 42 über einen Umlenkspiegel 43,
der vor der Objektivlinse 44 benachbart zur Objektebene 41 angeordnet
ist, einen Beleuchtungsstrahlengang eines (nicht gezeigten) Beleuchtungssystems
einzukoppeln. Hierdurch wird eine 0°-Beleuchtung eines in der Objektebene 43 anordenbaren
Objekts ermöglicht.
Hierfür
weist der Spiegel 43 eine Oberfläche auf, welche semitransparent
ist. Schließlich
bewirkt die Faltung eine Pupillenvertauschung und Bildumkehr und
korrigiert so eine von Linsen 44, 50, 55 und
dem Vergrößerungssystem 48 des
Stereomikroskops bewirkte Pupillenvertauschung und Bildumkehr.
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Der
vorstehend beschriebene Aufbau eines Stereomikroskops aus dem Stand
der Technik weist die folgenden Nachteile auf Die Einkopplung eines
0°-Beleuchtungssystems über den
semitransparenten Spiegel 43 führt zu erheblichen Verlusten
sowohl im Beleuchtungsstrahlengang als auch im Abbildungsstrahlengang. Der
Grund ist, daß der
semitransparente Spiegel die Abbildungsstrahlen nicht vollständig faltet
und die im Beleuchtungsstrahlengang geführte Beleuchtungsstrahlen nicht
vollständig
hindurch läßt. In der
Folge muß die Intensität der von
dem Beleuchtungssystem emittierten Strahlen erhöht werden, was zu Hitzeproblemen
im Operationsfeld und damit einer erhöhten Patientenbelastung führen kann.
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Weiter
läßt sich
bei der Einkopplung einer 0°-Beleuchtung über einen
semitransparenten Spiegel nur mit großem Aufwand verhindern, daß bei dem
Durchlaufen der Beleuchtungsstrahlen durch den semitransparenten
Spiegel Reflexe auftreten, die auch in den von dem Abbildungsstrahlengang
geführten
Abbildungsstrahlen zu sehen sind. Der Grund ist, daß sich bei
dem aus dem Stand der Technik bekannten Stereomikroskop die Abbildungsstrahlengänge und
der Beleuchtungsstrahlengang systembedingt überlappen.
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Weiter
ist es bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Aufbau nachteilig,
daß dieser
acht Umlenkelemente zur Faltung des Abbildungsstrahlenganges verwendet
und daher einen sehr voluminösen
Aufbau aufweist. Dieser voluminöse
Aufbau ist auch eine Folge davon, daß aus Anwendersicht ein Stereomikroskop
mit ein oder zwei frei drehbaren Tubusoptiken mit Okularen, denen
jeweils ein Paar von Abbildungsstrahlengängen zugeführt wird, realisiert werden
soll. Der Grund ist, daß die
Paare von Abbildungsstrahlengängen auch
nach einer Drehung eines jeweiligen Tubus mit Okularen vollständig von
einem jeweiligen Umlenkelement gefaltet werden müssen.
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Ausgehend
hiervon ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Stereomikroskop
bereitzustellen, welches wenigstens einem Betrachter Freiheitsgrade
hinsichtlich seiner Anordnung relativ zu einem in einer Objektebene
anordenbaren zu beobachtenden Objekt bietet.
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Weiter
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Stereomikroskop
bereitzustellen, welches einen Sekundärstrahlengang aufweist, der
mit Abbildungsstrahlengängen
des Stereomikroskops einen Winkel von kleiner 5° und bevorzugt kleiner 3° und besonders
bevorzugt im wesentlichen gleich 0° einschließt, wobei eine Beeinträchtigung
von in den Abbildungsstrahlengängen
geführten
Abbildungsstrahlen durch in dem Sekundärstrahlengang geführte Sekundärstrahlung
wirkungsvoll vermieden wird.
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Weiter
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Stereomikroskop
bereitzustellen, welches eine besonders kompakte Bauform aufweist.
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Die
vorstehende Aufgabe wird durch ein Stereomikroskop mit der Kombination
der Merkmale eines der unabhängigen
Ansprüche
1 und 29 gelöst.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen finden sich in den jeweiligen Unteransprüchen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Stereomikroskop zur Abbildung eines in einer
Objektebene des Stereomikroskops anordenbaren Objekts offenbart,
wobei das Stereomikroskop wenigstens ein Paar von Abbildungsstrahlengängen bereitstellt.
Das Stereomikroskop umfasst wenigstens ein Umlenkelement mit (wenigstens)
einer Spiegelfläche
sowie ein Abbildungssystem mit mehreren optischen Elementen, wobei
die mehreren optischen Elemente eine Mehrzahl von Linsen umfassen.
Dabei sind die mehreren optischen Elemente derart konfiguriert,
daß Pupillenebenen
der Abbildungsstrahlengänge
die Spiegelfläche
des wenigstens einen Umlenkelements schneiden oder mit einem Abstand
von der Spiegelfläche
angeordnet sind. Dabei ist der Abstand kleiner als ein 1,5-faches
und bevorzugt kleiner als ein 1,0-faches und besonders bevorzugt
kleiner als ein 0,5-faches
eines Durchmessers einer der Spiegelfläche entlang der Abbildungsstrahlengänge am nächsten angeordneten
Linse der Mehrzahl von Linsen.
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Zusammenfassend
sind die Abbildungsstrahlengänge
so geführt,
daß im
Bereich der Spiegelfläche des
wenigstens einen Umlenkelements des Stereomikroskops eine Pupillenebene
(Ebene, in der eine Pupillenabbildung erfolgt) angeordnet ist. Dies
führt aufgrund
eines von den Abbildungsstrahlengängen in der Objektebene paarweise
eingeschlossenen Stereowinkels dazu, daß sich die Abbildungsstrahlengänge im Bereich
der Spiegelfläche
nicht überlappen.
Diese saubere Trennung der Abbildungsstrahlengänge erlaubt eine für in den
Abbildungsstrahlengängen
geführte
Strahlung weitgehend störungsfreie
Anordnung eines Sekundärstrahlengangs
zwischen den Abbildungsstrahlengängen
(Null-Grad-Anordnung).
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
umfassen die mehreren optischen Elemente des Abbildungssystems ferner
das wenigstens eine Umlenkelement, wobei die Spiegelfläche des
wenigstens einen Umlenkelements zur Faltung des wenigstens einen
Paars von Abbildungsstrahlengängen
ausgebildet ist.
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Somit
erfolgt gemäß dieser
bevorzugten Ausführungsform
eine Abbildung objektseitiger Pupillenebenen der Abbildungsstrahlengänge im Bereich
einer die Abbildungsstrahlengänge
faltenden Spiegelfläche.
Dies führt
aufgrund eines von den Abbildungsstrahlengängen in der Objektebene paarweise
eingeschlossenen Stereowinkels dazu, daß sich diese die Spiegelfläche treffenden
Abbildungsstrahlengänge
im Bereich der Spiegelfläche
nicht überlappen.
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Gemäß einer
Ausführungsform
definieren Strahlenbündel
der Abbildungsstrahlengänge
auf der Spiegelfläche
des wenigstens einen Umlenkelements jeweils Strahlquerschnittsflächen, welche
einen Abstand voneinander aufweisen, und stellt das Stereomikroskop
wenigstens einen Sekundärstrahlengang
bereit, welcher das Umlenkelement in einem Bereich zwischen den
Strahlquerschnittsflächen
der Abbildungsstrahlengänge
durchsetzt.
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In
der Folge findet in der Spiegelfläche auch keine Überlappung
der Abbildungsstrahlengänge
mit dem wenigstens einen Sekundärstrahlengang
statt. Hierdurch ist sichergestellt, daß in dem Sekundärstrahlengang geführte Strahlung
nicht beispielsweise in Folge von Reflexen der Spiegelfläche durch
die Abbildungsstrahlengänge
abgebildet wird. Weiter ermöglicht
die Anordnung des Sekundärstrahlengangs
in dem Abstand zwischen den beiden Abbildungsstrahlengängen auf
besonders einfache und genaue Weise einen Sekundärstrahlengang beispielsweise
zur 0°-Beleuchtung
eines in der Objektebene anordenbaren zu beobachtenden Objekts.
Dieser Sekundärstrahlengang
kann alternativ jedoch zu beliebigen Diagnose- und Therapiezwecken wie
beispielsweise auch im Rahmen einer OCT (Optical Coherence Tomography)
verwendet werden. Dabei ist zu betonen, daß die Beabstandung der Strahlquerschnittsflächen dadurch
erzielt wird, daß die
von Pupillen der Abbildungsstrahlengänge definierte Pupillenebene
im Bereich der Spiegelflächen
angeordnet ist, da die Strahlenbündel
der Abbildungsstrahlengänge
auf der Spiegelfläche
sonst diffuse und sich überlappende Strahlquerschnittsflächen aufweisen.
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Dabei
kann es vorteilhaft sein, wenn das wenigstens eine Umlenkelement
in dem Bereich zwischen den Strahlquerschnittsflächen der Abbildungsstrahlengänge eine
von dem wenigstens einen Sekundärstrahlengang
durchsetzte Ausnehmung aufweist. Hierfür kann das wenigstens eine
Umlenkelement beispielsweise zwei getrennte Spiegelflächen oder
eine von der Ausnehmung durchsetzte Spiegelfläche aufweisen.
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Das
Vorsehen einer Ausnehmung in dem wenigstens einen Umlenkelement
ist möglich,
da aufgrund der Anordnung der Pupillenebene im Bereich der Spiegelfläche ein
zwischen den Strahlenquerschnittsflächen der von den Abbildungsstrahlengängen geführten Strahlenbündel liegender
Bereich identifiziert werden kann, der nie für die Faltung der Abbildungsstrahlengänge benötigt wird.
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Alternativ
kann es vorteilhaft sein, daß die
Abbildungsstrahlengänge
zur Abbildung von Strahlung aus einem ersten Wellenlängenbereich
konfiguriert sind, und daß das
wenigstens eine Umlenkelement in dem Bereich zwischen den Strahlquerschnittsflächen der
Abbildungsstrahlengänge
eine Reflektivität
für die
Strahlung aus dem ersten Wellenlängenbereich
aufweist, welche kleiner ist als eine Reflektivität des wenigstens
einen Umlenkelements für
die Strahlung aus dem ersten Wellenlängenbereich in einem Bereich
der Strahlquerschnittsflächen.
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Somit
kann die Spiegelfläche
des wenigstens einen Umlenkelements in dem Bereich zwischen den Strahlquerschnittsflächen der
Abbildungsstrahlengänge
eine vollständige
oder zumindest teilweise Transparenz aufweisen, um den wenigstens
einen Sekundärstrahlengang
hindurchzuführen.
Da sich die Transparenz auf den Bereich zwischen den Strahlquerschnittsflächen der
Abbildungsstrahlengänge
beschränkt,
findet im Bereich der Strahlquerschnittsflächen weiterhin eine bestmögliche Reflexion
und damit Faltung der Abbildungsstrahlengänge statt. In der Folge wird
die Intensität
der in den durch die Spiegelfläche
des wenigstens einen Umlenkelements gefalteten Abbildungsstrahlengängen geführten Strahlung
durch die bereichsweise Transparenz des wenigstens einen Umlenkelements
nicht beeinträchtigt.
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Gemäß einer
alternativen Ausführungsform
können
die Abbildungsstrahlengänge
zur Abbildung von Strahlung aus einem ersten Wellenlängenbereich
konfiguriert sein, und kann der wenigstens eine Sekundärstrahlengang
zur Abbildung von Strahlung aus einem von dem ersten Wellenlängenbereich
verschiedenen zweiten Wellenlängenbereich
konfiguriert sein. In diesem Fall kann es vorteilhaft sein, wenn
das wenigstens eine Umlenkelement in wenigstens einem Bereich der
Strahlquerschnittsflächen
der Abbildungsstrahlengänge eine
Reflektivität
für die
Strahlung aus dem ersten Wellenlängenbereich
aufweist, welche größer ist,
als eine Reflektivität
für die
Strahlung aus dem zweiten Wellenlängenbereich.
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In
der Folge kann das wenigstens eine Umlenkelement eine dichroitische
Spiegelfläche
zur Führung von
sowohl den Abbildungsstrahlengängen
als auch dem wenigstens einen Sekundärstrahlengang aufweisen.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
stellt das Stereomikroskop ferner wenigstens einen Sekundärstrahlengang
bereit und ist die Spiegelfläche
des wenigstens einen Umlenkelements zur Faltung des wenigstens einen
Sekundärstrahlengangs
ausgebildet.
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Somit
erfolgt gemäß dieser
weiteren bevorzugten Ausführungsform
eine Abbildung objektseitiger Pupillenebenen der Abbildungsstrahlengänge im Bereich
einer Spiegelfläche,
die nicht wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform die Abbildungsstrahlengänge, sondern
den Sekundärstrahlengang
faltet. Da auch in der weiteren bevorzugten Ausführungsform in der Spiegelfläche keine Überlappung
der Abbildungsstrahlengänge
mit dem wenigstens einen Sekundärstrahlengang
stattfindet, wird auf die zur ersten Ausführungsform beschriebenen Vorteile
verwiesen.
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Dabei
können
Strahlenbündel
der Abbildungsstrahlengänge
in den Pupillenebenen jeweils Strahlquerschnittsflächen definieren,
welche einen Abstand voneinander aufweisen. Dann kann die Spiegelfläche des wenigstens
einen Umlenkelements in einem Bereich zwischen den Strahlquerschnittsflächen der
Abbildungsstrahlengänge
angeordnet sein, ohne daß in
den Abbildungsstrahlengängen
geführte
Strahlung von der Spiegelfläche
gefaltet wird.
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Hierfür kann es
vorteilhaft sein, wenn ein Durchmesser einer Projektion der Spiegelfläche des
wenigstens einen Umlenkelements entlang der Abbildungsstrahlengänge kleiner
oder gleich dem Abstand der Strahlquerschnittsflächen ist.
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Um
eine Beeinträchtigung
von in den Abbildungsstrahlengängen
geführter
Strahlung zu vermeiden, kann es Vorteile bringen, wenn die Strahlquerschnittsflächen der
Abbildungsstrahlengänge
in den Pupillenebenen frei von der Spiegelfläche des wenigstens einen Umlenkelements
sind.
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Gemäß einer
alternativen Ausführungsform
sind die Abbildungsstrahlengänge
zur Abbildung von Strahlung aus einem ersten Wellenlängenbereich
konfiguriert, und ist der (wenigstens eine) Sekundärstrahlengang
zur Abbildung von Strahlung aus einem von dem ersten Wellenlängenbereich
verschiedenen zweiten Wellenlängenbereich
konfiguriert. Weiter definieren Strahlenbündel der Abbildungsstrahlengänge in den
Pupillenebenen jeweils Strahlquerschnittsflächen, welche einen Abstand
voneinander aufweisen. Dann kann das wenigstens eine Umlenkelement
in wenigstens einem Bereich außerhalb
der Strahlquerschnittsflächen
der Abbildungsstrahlengänge
eine Reflektivität
für die
Strahlung aus dem zweiten Wellenlängenbereich aufweisen, welche
größer ist,
als eine Reflektivität
für die
Strahlung aus dem ersten Wellenlängenbereich.
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In
der Folge kann das Umlenkelement eine dichroitische Spiegelfläche sein,
die zur selektiven Faltung von nur in dem Sekundärstrahlengang geführter Strahlung
bei gleichzeitiger vorzugsweise geradliniger Transmission von in
den Abbildungsstrahlengängen
geführter
Strahlung ausgebildet ist.
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Allgemein
kann es vorteilhaft sein, wenn das Stereomikroskop ferner ein Beleuchtungssystem
zur Beleuchtung der Objektebene umfaßt, wobei das Beleuchtungssystem
eine Strahlungsquelle und eine Beleuchtungsoptik umfaßt, welche
Beleuchtungsoptik den wenigstens einen Sekundärstrahlengang bereitstellt.
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Somit
kann durch den Sekundärstrahlengang
auf einfache und zuverlässige
Weise ohne Beeinträchtigung
der von den Abbildungsstrahlengängen
geführten
Abbildungsstrahlen eine 0°-Beleuchtung
zur Beleuchtung eines in der Objektebene anordenbaren Objekts bereitgestellt
werden.
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Weiter
kann es vorteilhaft sein, wenn das Stereomikroskop zusätzlich oder
alternativ ein Infrarot-Beobachtungssystem mit einer Infrarot-Abbildungsoptik
umfaßt,
welche den wenigstens einen Sekundärstrahlengang bereitstellt.
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Somit
ermöglicht
der Sekundärstrahlengang
weiter eine 0°-Beobachtung
eines in der Objektebene anordenbaren Objekts mittels des Infrarot-Beobachtungssystems.
Bei Infrarotbeobachtungssystemen ist es erforderlich, daß der Strahlengang
des Infrarot-Beobachtungssystems möglichst wenig optische Linsen
durchläuft,
da die Temperatur der durchlaufenen optischen Linsen ansonsten die
von dem Infrarot-Beobachtungssystem empfangene Strahlung beeinflußt.
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Zudem
kann es vorteilhaft sein, wenn das Stereomikroskop zusätzlich oder
alternativ einen Laser mit einem Strahlführungssystem umfaßt, welches
den wenigstens einen Sekundärstrahlengang
bereitstellt.
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Ein
derartiger Laser kann beispielsweise bei der Krebsbehandlung zu
Therapiezwecken eingesetzt werden.
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Gemäß einer
Ausführungsform
kann das Abbildungssystem ein erstes Teilsystem aufweisen, dessen optischen
Elemente eine Mehrzahl von Linsen umfassen, welche von beiden Abbildungsstrahlengängen des wenigstens
einen Paars von Strahlengängen
gemeinsam durchsetzt sind.
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In
der Folge kann der allgemein übliche
prinzipielle Aufbau eines Stereomikroskops auch bei dem erfindungsgemäßen Stereomikroskop
beibehalten werden.
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In
diesem Fall kann es vorteilhaft sein, wenn die der wenigstens einen
Spiegelfläche
entlang der Abbildungsstrahlengänge
am nächsten
angeordnete Linse eine Linse des ersten Teilsystems ist.
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Dies
ermöglicht
bei geeigneter Wahl der optischen Systemdaten der am nächsten angeordneten
Linse auch bei einer Veränderung
eines Arbeitsabstandes des Stereomikroskops eine automatische Anpassung
des von dem wenigstens einen Paar von Abbildungsstrahlengängen in
der Objektebene eingeschlossenen Stereowinkels. Dabei ist zu betonen,
daß der
Stereowinkel nicht konstant sein muß. Vielmehr ist lediglich erforderlich,
daß sich
die Abbildungsstrahlengänge
auch nach einer Änderung
des Arbeitsabstandes in der Objektebene unter einem gewissen von
Null verschiedenen Winkel treffen.
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Weiter
kann es Vorteile bringen, wenn die Mehrzahl von Linsen das erste
Teilsystems entlang einer gemeinsamen optischen Achse angeordnet
sind, und wenigstens zwei Linsen des ersten Teilsystems entlang der
optischen Achse relativ zueinander verlagerbar sind.
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In
diesem Fall können
die wenigstens zwei Linsen des ersten Teilsystems entlang der optischen
Achse relativ zueinander verlagerbar sein, um einen Abstand der
Objektebene von dem Stereomikroskop und/oder eine Vergrößerung der
bewirkten Abbildung zu ändern.
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Dabei
kann bei geeigneter, dem Fachmann bekannter Wahl der Systemdaten
der optischen Linsen sichergestellt werden, daß das wenigstens eine Paar
von Abbildungsstrahlengängen
auch nach einer Änderung des
Abstandes der Objektebene von dem Stereomikroskop und damit des
Arbeitsabstandes und/oder einer Vergrößerung der Abbildung in der
Objektebene automatisch einen Stereowinkel einschließt.
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Weiter
können
die optischen Elemente des ersten Teilsystems derart konfiguriert
sein, daß die
Objektebene des Stereomikroskops in ein Zwischenbild abgebildet
ist, welches zwischen einem Paar von Linsen des ersten Teilsystems
angeordnet ist.
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Die
Bereitstellung eines Zwischenbildes im Bereich des ersten Teilsystems
erlaubt einen kompakten Aufbau und eine vereinfachte Korrektur von
Bildfehlern.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
kann das Abbildungssystem ein zweites Teilsystem aufweisen, dessen
optische Elemente eine Mehrzahl von Linsen umfassen, welche jeweils
von lediglich einem Abbildungsstrahlengang des wenigstens einen
Paars von Abbildungsstrahlengängen
durchsetzt sind.
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In
diesem Fall kann es vorteilhaft sein, wenn das Stereomikroskop ferner
eine Strahlteileranordnung mit wenigstens einer teilweise transparenten
Spiegelfläche
umfaßt,
welche von einem ersten Paar von Abbildungsstrahlengängen des
wenigstens einen Paars von Abbildungs strahlengängen durchsetzt ist, und an
welcher ein zweites Paar von Abbildungsstrahlengängen des wenigstens einen Paars
von Abbildungsstrahlengängen
reflektiert ist.
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Somit
ist es durch die Verwendung eines physikalischen Strahlenteilers
möglich,
zwei unabhängige Paare
von Abbildungsstrahlengängen
bereitzustellen, die in dem zweiten Teilsystem unabhängig voneinander vergrößert werden
können.
Dies ist sinnvoll, wenn ein in der Objektebene anordenbares Objekt
gleichzeitig von zwei Benutzern beobachtet werden soll, oder aber
beispielsweise gleichzeitig zu einer Beobachtung durch einen Benutzer
eine Protokollierung mittels einer Kamera ermöglicht werden soll.
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Hierdurch
weisen die unabhängigen
Paare von Abbildungsstrahlengängen
Freiheitsgrade hinsichtlich ihrer Anordnung relativ zu dem in der
Objektebene anordenbaren zu beobachtenden Objekt auf.
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Weiter
kann es vorteilhaft sein, wenn wenigstens zwei Linsen des zweiten
Teilsystems entlang der optischen Achse relativ zueinander verlagerbar
sind, um eine Vergrößerung der
Abbildung zu ändern.
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Das
zweite Teilsystem kann weiter wenigstens eine Tubusoptik mit Okularen
aufweisen.
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Somit
ist eine direkte Beobachtung der durch das Stereomikroskop bewirkten
Abbildung eines in der Objektebene anordenbaren Objekts durch einen
Benutzer möglich.
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Alternativ
oder zusätzlich
kann das zweite Teilsystem wenigstens ein Paar von Kameras aufweisen.
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Dies
erlaubt eine stereoskopische Protokollierung der von dem Stereomikroskop
bereitgestellten Abbildung des in der Objektebene anordenbaren zu
beobachtenden Objekts.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
kann das erfindungsgemäße Stereomikroskop
weiter eine Selektoranordnung zur Auswahl eines Paars von Teilstrahlenbündeln eines
von dem Abbildungssystem geführten
bildseitigen Strahlenbündels
aufweisen, wobei die Selektoranordnung dazu ausgebildet ist, einen Strahlquerschnitt
wenigstens eines der beiden Teilstrahlenbündel relativ zu einem Strahlquerschnitt
des bildseitigen Strahlenbündels
zu verlagern.
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Somit
erfolgt die Definition der Abbildungsstrahlengänge erst durch die Selektoranordnung,
welche aus einem in dem Abbildungssystem geführten Strahlengang Teilstrahlenbündel herausgreift,
deren Strahlenquerschnitte relativ zu einem Strahlenquerschnitt
des gesamten bildseitigen Strahlenbündels verlagert sind. Aufgrund
der durch die Selektoranordnung bewirkten Verlagerung schließen die
beiden zeitlich aufeinander folgenden Teilstrahlenbündel bei
entsprechender Anpassung der Selektoranordnung an das Abbildungssystem
in der Objektebene einen Stereowinkel ein. In der Folge enthalten
zeitlich nacheinander aufgenommene Abbildungen von durch die Selektoranordnung
relativ zueinander verlagerten Teilstrahlenbündeln zusammen die volle Stereoinformation.
Dies ermöglicht
beispielsweise die stereoskopische Protokollierung einer durch das
Stereomikroskop bewirkten Abbildung eines in der Objektebene anordenbaren
Objektes auch dann, wenn an Stelle von zwei Kameras oder einer Stereokamera
eine einzelne Kamera verwendet wird. Auch ein digitales Stereomikroskop
mittels einer Digitalkamera kann so realisiert werden.
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In
diesem Fall kann es vorteilhaft sein, wenn die Selektoranordnung
benachbart zur (wenigstens einen) Spiegelfläche des wenigstens einen Umlenkelements
angeordnet ist und eine in einem Strahlquerschnitt des bildseitigen
Strahlenbündels
angeordnete schaltbare Blende umfaßt, die wahlweise das erste
Teilstrahlenbündel
oder das zweite Teilstrahlenbündel
transmittiert.
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Da
die Strahlenquerschnittsflächen
der Abbildungsstrahlengänge
im Bereich der Spiegelfläche
des wenigstens einen Umlenkelements aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung
der Pupillenebene im Bereich der Spiegelfläche leicht bestimmbar sind,
ist die Integration der Selektoranordnung ohne großen Aufwand
möglich.
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Alternativ
kann die Selektoranordnung in das wenigstens eine Umschaltelement
integriert sein. In diesem Fall ist die Spiegelfläche des
wenigstens einen Umschaltelements schaltbar.
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In
der Folge kann die Anordnung der Pupillenebenen der Abbildungsstrahlengänge ohne
Rücksicht auf
die Selektoranordnung in der Spiegelfläche des wenigstens einen Umlenkelements
erfolgen.
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Dabei
kann die schaltbare Spiegelfläche
eine Mehrzahl von separat ansteuerbaren Spiegelelementen aufweisen,
die von einem Strahlung reflektierenden Zustand in diese Strahlung
nicht reflektierenden Zustand umschaltbar sind.
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Dies
ermöglicht
die Realisierung der Selektoranordnung auf besonders einfache Weise.
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Weiter
wird die vorstehende Aufgabe durch ein Stereomikroskop zur Abbildung
eines in einer Objektebene des Stereomikroskops anordenbaren Objekts
gelöst.
Dabei stellt das Stereomikroskop wenigstens ein Paar von Strahlengängen bereit
und umfaßt
ein Abbildungssystem mit mehreren optischen Elementen, wobei die
mehreren optischen Elemente eine Mehrzahl von Linsen und eine Mehrzahl
von Umlenkelementen zur Faltung des wenigstens einen Paars von Abbildungsstrahlengängen umfassen,
wobei die Umlenkelemente jeweils wenigstens eine Spiegelfläche aufweisen.
Weiter ist das wenigstens eine Paar von Abbildungsstrahlengängen nacheinander
an einer ersten Spiegelfläche,
einer zweiten Spiegelfläche,
einer dritten Spiegelfläche und
einer vierten Spiegelfläche
reflektiert. Dabei schließen
die erste Spiegelfläche
und die vierte Spiegelfläche relativ
zueinander einen Winkel von 70° bis
110° und
bevorzugt 90° ein.
Weiter schließen
die zweite Spiegelfläche
und die dritte Spiegelfläche
relativ zueinander einen Winkel von 70° bis 110° und bevorzugt 90° ein. Zudem
sind die Mehrzahl von Linsen derart konfiguriert, daß die Objektebene
des Stereomikroskops in ein Zwischenbild abgebildet ist, welches
in einem Strahlengang des Abbildungssystems zwischen der ersten
Spiegelfläche
und der vierten Spiegelfläche
angeordnet ist.
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Dabei
wird unter dem zwischen den jeweiligen Spiegelflächen eingeschlossenen Winkel
der kleinste Winkel verstanden, unter dem sich zwei Geraden schneiden,
die jeweils auf einer der beiden von einer jeweiligen Spiegelfläche festgelegten
Ebene senkrecht stehen.
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Aufgrund
der erfindungsgemäßen Anordnung
der Spiegelflächen,
die zusammen optisch wie ein Porro-Prismasystem zweiter Art wirken,
weist das Stereomikroskop einen besonders kompakten und einfachen Aufbau
auf. Dabei bewirkt die Faltung eine Pupillenvertauschung und Bildumkehr
und korrigiert so eine von der Mehrzahl von Linsen des Stereomikroskops
bewirkte Pupillenvertauschung und Bildumkehr.
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Gemäß einer
Ausführungsform
können
die erste Spiegelfläche
und die vierte Spiegelfläche
relativ zueinander einen Winkel von 70° bis 110° und bevorzugt 90° einschließen.
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Vorzugsweise
kann der Strahlengang zwischen der zweiten Spiegelfläche und
der dritten Spiegelfläche
frei von Linsen sein.
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Bevorzugt
kann das Zwischenbild in dem Strahlengang zwischen der dritten Spiegelfläche und
der vierten Spiegelfläche
angeordnet sein.
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Somit
ist das Zwischenbild des erfindungsgemäßen Stereomikroskops innerhalb
des von den vier nacheinander entlang der Abbildungsstrahlengänge angeordneten
Spiegelflächen
optischen bewirkten Porro-Prismensystems zweiter Art angeordnet.
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Weiter
kann eine Mehrzahl von Linsen des Abbildungssystems zwischen der
ersten Spiegelfläche
und dem Zwischenbild angeordnet sein, und kann die Mehrzahl von
Linsen von beiden Abbildungsstrahlengängen des wenigstens einen Paars
von Abbildungsstrahlengängen
gemeinsam durchsetzt sein.
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In
diesem Fall kann es Vorteile bringen, wenn die Mehrzahl von Linsen
entlang einer gemeinsamen optischen Achse angeordnet sind, und wenigstens
zwei Linsen entlang der gemeinsamen optischen Achse relativ zueinander
verlagerbar sind.
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Hierdurch
wird bei geeigneter Wahl der Systemdaten der Linsen sichergestellt,
daß das
wenigstens eine Paar von Abbildungsstrahlengängen auch nach einer relativen
Verlagerung der wenigstens zwei Linsen entlang der optischen Achse
in der Objektebene automatisch einen Stereowinkel einschließt.
-
Dabei
können
die wenigstens zwei Linsen bevorzugt relativ zueinander entlang
der optischen Achse verlagerbar sein, um einen Abstand der Objektebene
von dem Stereomikroskop und/oder eine Vergrößerung der Abbildung zu ändern.
-
Im
Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben. In den Zeichnungen werden soweit möglich gleiche oder ähnliche
Bezugszeichen verwendet, um auf gleiche oder ähnliche Elemente zu verweisen.
Dabei zeigt
-
1A schematisch
einen Strahlengang durch eine in eine Ebene entfaltete Anordnung
wesentlicher Elemente eines Stereomikroskops gemäß einer ersten bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
-
1B schematisch
eine Aufsicht auf wesentliche Elemente des Stereomikroskop gemäß der ersten bevorzugten
Ausführungsform,
-
1C schematisch
eine Seitenansicht der wesentlichen Elemente des Stereomikroskops
gemäß der ersten
bevorzugten Ausführungsform,
-
1D schematisch
eine perspektivische Ansicht der wesentlichen Elemente des Stereomikroskops gemäß der ersten
bevorzugten Ausführungsform,
-
2A schematisch
eine Aufsicht auf eine Spiegelfläche
eines Umlenkelements des Stereomikroskops gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform
in einem ersten Betriebszustand,
-
2A' schematisch einen der 2A entsprechenden
Strahlengang durch eine Anordnung wesentlicher Elemente des Stereomikroskops,
-
2B schematisch eine Aufsicht auf die Spiegelfläche des
Umlenkelements des Stereomikroskops gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform
in einem zweiten Betriebszustand,
-
2B' schematisch einen der 2B entsprechenden
Strahlengang durch die Anordnung wesentlicher Elemente des Stereomikroskops,
-
3 schematisch
einen Strahlengang durch eine in eine Ebene entfaltete Anordnung
wesentlicher Elemente eines Stereomikroskops gemäß einer zweiten bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
-
4A schematisch
einen Strahlengang durch eine in eine Ebene entfaltete Anordnung
wesentlicher Elemente eines Stereomikroskops gemäß einer dritten bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
-
4B schematisch
eine Aufsicht auf eine Spiegelfläche
eines Umlenkelements des Stereomikroskops gemäß der dritten Ausführungsform
in einem ersten Betriebszustand,
-
4C schematisch
eine Aufsicht auf die Spiegelfläche
des Umlenkelements des Stereomikroskops gemäß der dritten Ausführungsform
in einem zweiten Betriebszustand,
-
5 schematisch
einen Strahlengang durch eine in eine Ebene entfaltete Anordnung
wesentlicher Elemente eines Stereomikroskops gemäß einer vierten bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
-
6A schematisch
den prinzipiellen Aufbau eines Stereomikroskops nach dem Stand der
Technik, und
-
6B schematisch
eine perspektivische Ansicht wesentlicher Elemente des Stereomikroskops
aus dem Stand der Technik.
-
Im
Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1A, 1B, 1C, 1D, 2A, 2A', 2B und 2B' eine erste bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung erläutert.
-
1A zeigt
schematisch einen Strahlengang durch eine in eine Ebene entfaltete
Anordnung wesentlicher Elemente eines Stereomikroskops gemäß der ersten
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die 1B, 1C und 1D zeigen
schematisch verschiedene Ansichten auf wesentliche Elemente des
Stereomikroskop gemäß der bevorzugten
Ausführungsform.
-
Das
Stereomikroskop gemäß der ersten
bevorzugten Ausführungsform
umfaßt
ein optisches Abbildungssystem 26, welches zwei Paare von
Abbildungsstrahlengängen 2a, 2b sowie 2c, 2d bereitstellt.
Die Abbildungsstrahlengänge 2a und 2b sowie
die Abbildungsstrahlengänge 2c und 2d treffen
sich jeweils paarweise in der Objektebene 1 und schließen dabei
jeweils paarweise einen Stereowinkel α ungleich Null ein. Der in der Objektebene 1 von
dem ersten Paar von Abbildungsstrahlengängen 2a, 2b eingeschlossene
Stereowinkel kann dabei von dem Stereowinkel, der in der Objektebene 1 von
dem zweiten Paar von Abbildungsstrahlengängen 2c, 2d eingeschlossen
wird, verschieden sein. Die in der Objektebene 1 von den
Abbildungsstrahlengängen 2a, 2b sowie 2c, 2d paarweise
eingeschlossenen Stereowinkel können
jedoch auch gleich groß sein. In 1A beträgt der Stereowinkel α = 4°. Der besseren Übersichtlichkeit
halber sind die Abbildungsstrahlengänge 2c und 2d in
den Figuren nicht vollständig
gezeigt.
-
Das
Abbildungssystem 26 wird von einem ersten optischen Teilsystem
T1 und einem zweiten optischen Teilsystem T2 gebildet, welche jeweils
eine Mehrzahl optischer Elemente aufweisen.
-
Das
erste Teilsystem T1 weist ein erstes optisches Umlenkelement mit
einer ersten optischen Spiegelfläche 3,
eine erste, zweite, dritte, vierte und fünfte optische Linse 4, 5, 6, 7 und 8,
ein zweites optisches Umlenkelement mit einer zweiten optischen
Spiegelfläche 9,
ein drittes optisches Umlenkelement mit einer dritten optischen
Spiegelfläche 10,
eine sechste optische Linse 11, ein viertes optisches Umlenkelement
mit einer vierten optischen Spiegelfläche 12, eine siebte
und achte optische Linse 13 und 14 sowie Prismenteile 15', 15'' einer Strahlteileranordnung 15 auf.
Dabei werden die Linsen 4, 5, 6, 7, 8, 11, 13 und 14 des
ersten Teilsystems T1 von den vier Abbildungsstrahlengängen 2a, 2b, 2c und 2d gemeinsam
durchsetzt.
-
Die
Abbildungsstrahlengänge 2a, 2b, 2c und 2d werden
nacheinander an der ersten Spiegelfläche 3, der zweiten
Spiegelfläche 9,
der dritten Spiegelfläche 10 und
der vierten Spiegelfläche 12 reflektiert
und so gefaltet. Wie besonders gut aus 1D ersichtlich,
schließen
dabei die erste Spiegelfläche 3 und
die vierte Spiegelfläche 12 relativ
zueinander einen Winkel von 90° ein.
Auch die zweite Spiegelfläche 9 und
die dritte Spiegelfläche 10 schließen relativ
zueinander einen Winkel von 90° ein.
-
Die
Erfindung ist jedoch nicht auf einen Winkel von 90° beschränkt. Vielmehr
können
die erste Spiegelfläche 3 und
die vierte Spiegelfläche 12 sowie
die zweite Spiegelfläche 9 und
die dritte Spiegelfläche 10 paarweise
einen Winkel von vorzugsweise 70° bis
110° einschließen.
-
Zudem
schließen
die erste Spiegelfläche 3 und
die zweite Spiegelfläche 9 relativ
zueinander einen Winkel von 90° ein.
-
Die
Erfindung ist jedoch nicht auf einen Winkel von 90° beschränkt. Vielmehr
können
die erste Spiegelfläche 3 und
die zweite Spiegelfläche 9 relativ
zueinander einen Winkel von 70° bis
110° einschließen.
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Schließen die
erste Spiegelfläche 3 und
die vierte Spiegelfläche 12 und/oder
die zweite Spiegelfläche 9 und
die dritte Spiegelfläche 10 und/oder
die erste Spiegelfläche 3 und
die zweite Spiegelfläche 9 relativ
zueinander einen Winkel von ungleich 90° ein, so wird eventuell eine
zusätzliche
Bildrotation hervorgerufen. Diese Bildrotation kann ggf. beispielsweise
rechnerisch auf digitalem Weg und/oder auf optischem Weg durch entsprechend
justierte Spiegel bzw. Prismen korrigiert werden (nicht eigens dargestellt).
Dabei können
zur Korrektur auch jeweils direkt die ersten, zweiten, dritten und
vierten Spiegelflächen 3, 9, 10, 12 verwendet
werden.
-
Dabei
wird unter dem zwischen den jeweiligen Spiegelflächen 3, 9, 10, 12 paarweise
eingeschlossenen Winkel der kleinste Winkel verstanden, unter dem
sich zwei Geraden schneiden, die jeweils auf einer von zwei Ebenen
senkrecht stehen, welche von den beiden jeweiligen Spiegelfläche festgelegt
werden.
-
Aufgrund
dieser Anordnung wirken die erste bis vierte Spiegelfläche 3, 9, 10 und 12 des
ersten bis vierten Umlenkelements zusammen optisch wie ein Porro-System
zweiter Art. Das heißt
die erste bis vierte Spiegelfläche 3, 9, 10 und 12 bewirken
sowohl eine Bildumkehr als auch eine Pupillenvertauschung. Die erste, zweite,
dritte, vierte und fünfte
Linse 4, 5, 6, 7 und 8 sind
zwischen dem ersten Umlenkelement mit der ersten Spiegelfläche 3 und
dem zweiten Umlenkelement mit der zweiten Spiegelfläche 9 angeordnet.
Die sechste Linse 11 ist zwischen dem dritten Umlenkelement
mit der dritten Spiegelfläche 10 und
dem vierten Umlenkelement mit der vierten Spiegelfläche 12 angeordnet.
Die siebte und achte Linse 13 und 14 sind zwischen
dem vierten Umlenkelement mit der vierten Spiegelfläche 12 und
der Strahlteileranordnung 15 angeordnet.
-
Somit
ist der Strahlengang zwischen dem zweiten Umlenkelement mit der
zweiten Spiegelfläche 9 und dem
dritten Umlenkelement mit der dritten Spiegelfläche 10 frei von optischen
Linsen.
-
Erfindungsgemäß sind das
erste, zweite, dritte und vierte Umlenkelement mit der ersten, zweiten,
dritten und vierten Spiegelfläche 3, 9, 10 und 12 sowie
die erste bis achte Linse 4 bis 8, 11, 13 und 14 bevorzugt so
konfiguriert, daß Pupillenebenen 27a, 27b der
Abbildungsstrahlengänge 2a, 2b, 2c und 2d in
unmittelbarer Nähe
zu der ersten Spiegelfläche 3 des
ersten Umlenkelementes liegen. Somit sind die Pupillenebenen 27a und 27b zwischen
der ersten Linse 4 und der Objektebene 1 im Bereich
des ersten Umlenkelements mit der ersten Spiegelfläche 3 angeordnet.
-
Wie
in dem vergrößerten Ausschnitt
V von 1A gezeigt, sind die Linsen 4, 5, 6, 7, 8, 11, 13 und 14 des
ersten Teilsystems T1 gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
so konfiguriert, daß die
Pupillenebenen 27a und 27b die wenigstens eine
erste Spiegelfläche 3 des
ersten Umlenkelements schneiden.
-
Dabei
wird unter Pupillenebene 27a und 27b die gekrümmte oder
flache Ebene verstanden, in der sich die Mitten- oder Hauptstrahlen
eines von den Abbildungsstrahlengängen 2a, 2b des
Abbildungssystems 26 geführten Strahlenbündels schneiden,
wobei die Mitten- oder Hauptstrahlen von unterschiedlichen Objektpunkten
in der Objektebene 1 ausgehen.
-
Diese
Anordnung der Pupillenebenen 27a und 27b hat zur
Folge, daß Strahlenbündel der
Abbildungsstrahlengänge 2a, 2b, 2c und 2d auf
der ersten Spiegelfläche 3 des
ersten Umlenkelements jeweils Strahlquerschnittsflächen 28a, 28b, 28c und 28d definieren,
welche zumindest paarweise einen Abstand voneinander aufweisen und
sich somit zumindest paarweise nicht überlappen. Dies ist in den 2A und 2B, welche schematisch eine Aufsicht auf
die erste Spiegelfläche 3 des
ersten Umlenkelements in einem ersten und zweiten Betriebszustand
zeigen, dargestellt. Dabei zeigen 2A' und 2B' schematisch den ersten und zweiten Betriebszuständen mit
unterschiedlichen Vergrößerungen
entsprechende Strahlengänge.
-
Um
zu erreichen, daß die
Strahlquerschnittsflächen 28a, 28b, 28c und 28d einen
Bereich der ersten Spiegelfläche 3 definieren,
der immer frei von den Strahlquerschnittsflächen 28a, 28b, 28c und 28d ist,
ist es erfindungsgemäß jedoch
nicht zwingend erforderlich, daß die
Pupillenebenen 27a und 27b die erste Spiegelfläche 3 schneiden.
Vielmehr ist es ausreichend, wenn die Pupillenebenen 27a und 27b der Abbildungsstrahlengänge 2a und 2b mit
einem Abstand S, S' von
der wenigstens einen Spiegelfläche 3 angeordnet
sind, wobei der Abstand S, S' kleiner
ist als ein 1,5-faches und bevorzugt kleiner ist als ein 1,0-faches
und besonders bevorzugt kleiner ist als ein 0,5-faches eines Durchmessers
D derjenigen Linse, welche der ersten Spiegelfläche 3 entlang der
Abbildungsstrahlengänge 2a, 2b, 2c und 2d am
nächsten
angeordnet ist. In den 1A, 1B, 1C und 1D ist
das die erste Linse 4. Dabei wird der Abstand S, S' ausgehend von der
von den Strahlquerschnittsflächen 28a, 28b, 28c und 28d maximal überstrichenen
Fläche
der ersten Spiegelfläche 3 parallel zum
Strahlengang gemessen. Die Verschiebung der Pupillenebene kann dabei
sowohl in Richtung des zweiten Umlenkelements mit der zweiten Spiegelfläche 9 als
auch in Richtung der Objektebene 1 erfolgen. Dies ist in
dem vergrößerten Ausschnitt
V von 1A durch die Pfeile S, S' symbolisiert.
-
Weiter
sind die ersten bis vierten Umlenkelemente mit der ersten bis vierten
Spiegelfläche 3, 9, 10 und 12 sowie
die erste bis achte Linse 4-8, 11, 13 und 14 so
konfiguriert, daß die
Objektebene 1 des Stereomikroskops im ersten Teilsystem
T1 in ein Zwischenbild P abgebildet ist. Das Zwischenbild P ist
in der in den 1A und 1B gezeigten
besonders bevorzugten ersten Ausführungsform in einem Strahlengang
des Abbildungssystems 26 zwischen der dritten Spiegelfläche 10 des
dritten Umlenkelements und der vierten Spiegelfläche 12 des vierten
Umlenkelements angeordnet. Genauer gesagt ist das Zwischenbild P
in dieser Ausführungsform
zwischen der sechsten Linse 11 und der vierten Spiegelfläche 12 des
vierten Umlenkelements angeordnet. Entsprechend ist das Zwischenbild
P zwischen der sechsten Linse 11 und der siebten Linse 13 des ersten
Teilsystems T1 angeordnet. Somit sind die erste, zweite, dritte,
vierte, fünfte
und sechste Linse 4-8 und 11 zwischen
der ersten Spiegelfläche 3 des
ersten Umlenkelementes und dem Zwischenbild P angeordnet.
-
Dabei
wird unter dem Zwischenbild P die zur Objektebene konjugierte Ebene,
die auch gekrümmt
sein kann, verstanden, in der sich Teilstrahlen des Strahlengangs,
welche die Objektebene 1 in einem gemeinsamen Punkt aber
unter unterschiedlichen Winkeln verlassen, schneiden.
-
Auch
wenn das Zwischenbild P in der ersten bevorzugten Ausführungsform
explizit zwischen der sechsten Linse 11 und der vierten
Spiegelfläche 12 angeordnet
ist, kann das Zwischenbild P beispielsweise auch allgemein in dem
Strahlengang des Abbildungssystems 26 zwischen der ersten
Spiegelfläche 3 des
ersten Umlenkelements und der vierten Spiegelfläche 12 des vierten
Umlenkelements angeordnet sein.
-
Wie
aus den 1A, 1B, 1C und 1D ersichtlich,
sind die gemeinsam von beiden Paaren von Abbildungsstrahlengängen 2a, 2b, 2c und 2d durchsetzten
Linsen 4-8 des ersten Teilsystems T1 entlang einer
gemeinsamen optischen Achse angeordnet. Dabei ist die erste Linse 4 relativ
zu der zweiten Linse 5 sowie die dritte Linse 6 relativ
zu der vierten Linse 7 entlang der optischen Achse verlagerbar,
um einen Abstand der Objektebene 1 von dem Stereomikroskop
und damit einen Arbeitsabstand und eine Vergrößerung der Abbildung eines
in der Objektebene 1 anordenbaren Objektes zu ändern. Gleichzeitig
ist durch geeignete Wahl der Systemdaten dieser optischen Linsen 4, 5, 6 und 7 sichergestellt,
daß die
Abbildungsstrahlengänge 2a und 2b sowie 2c und 2d auch
nach einer Verlagerung der Linsen in der Objektebene paarweise einen
Stereowinkel einschließen.
-
Auch
das zweite Teilsystem T2 des Abbildungssystems 26 weist
eine Vielzahl von optischen Elementen 16' bis 22', 16'' bis 22'', 16''' bis 22''' und 16'''' bis 22'''' auf, in denen
die Abbildungsstrahlengänge 2a, 2b, 2c und 2d jedoch
anders als im ersten Teilsystem T1 getrennt geführt werden. Dies bedeutet,
daß die
optischen Linsen 16' bis 21', 16'' bis 21'', 16''' bis 21''' und 16'''' bis 21'''' jeweils von
je einem Abbildungsstrahlengang 2a, 2b, 2c oder 2d durchsetzt
sind.
-
Jeder
getrennt geführte
Abbildungsstrahlengang 2a, 2b, 2c und 2d des
zweiten Teilsystems T2 weist einen Kameraadapter 22', 22'', 22''' und 22'''' für eine Kamera
auf. Nur die Kameras 31''' und 31'''' sind in 1A eigens
gezeigt. Anstelle getrennter Kameras 31''' und 31'''' kann auch eine
Stereokamera verwendet werden. Weiter kann am Ende eines oder mehrerer
bzw. aller Abbildungsstrahlengänge 2a, 2b, 2c und 2d anstelle
der Kameraadapter 22', 22'', 22''' und 22'''' alternativ
oder zusätzlich
auch jeweils eine (nicht eigens gezeigte) Tubusoptik mit Okularen
für eine
direkte visuelle Beobachtung vorgesehen sein. Weiter sind jeweils
drei Abstände
zwischen den vier Linsen 16' bis 19', 16'' bis 19'', 16''' bis 19''' und 16'''' bis 19'''', die in einem
jeweiligen Abbildungsstrahlengang 2a, 2b, 2c und 2d entlang
einer gemeinsamen optischen Achse angeordnet sind, relativ zueinander
verlagerbar, um eine Änderung
einer Vergrößerung der
von dem zweiten Teilsystem T2 in den jeweiligen Abbildungsstrahlengängen 2a, 2b, 2c und 2d jeweils
bewirkten Abbildung zu bewirken.
-
Da
das erste Teilsystem T1 eine Abbildung des in der Objektebene 1 anordenbaren
Objektes in ein Zwischenbild P bewirkt, bewirkt das zweite Teilsystem
T2 eine Abbildung des Zwischenbildes P mit variabler Vergrößerung.
-
Zur
paarweisen Trennung der Abbildungsstrahlengänge 2a, 2b, 2c und 2d ist
in der ersten bevorzugten Ausführungsform
ein physikalischer Strahlteiler 15 vorgesehen, der eine
teilweise transparente Spiegelfläche
aufweist, welche von einem ersten Paar von Abbildungsstrahlengängen 2a und 2b durchsetzt
ist und an welcher ein zweites Paar von Abbildungsstrahlengängen 2c und 2d reflektiert
ist.
-
Weiter
stellt das Stereomikroskop gemäß der ersten
bevorzugten Ausführungsform
einen Sekundärstrahlengang 24 bereit,
welcher die erste Spiegelfläche 3 des
ersten Umlenkelements in einem Bereich zwischen den Strahlquerschnittsflächen 28a, 28b, 28c und 28d der
Abbildungsstrahlengänge 2a, 2b, 2c und 2d durchsetzt.
Dies ist besonders gut aus den 2A und 2B ersichtlich. Hierfür weist das erste Umlenkelement und
damit auch die erste Spiegelfläche 3 in
dem Bereich zwischen den Strahlquerschnittsflächen 28a, 28b, 28c und 28d bevorzugt
eine von dem Sekundärstrahlengang 24 durchsetzte
Ausnehmung 25 auf.
-
Alternativ
kann die erste Spiegelfläche 3 des
ersten Umlenkelementes in dem Bereich zwischen den Strahlquerschnittsflächen 28a, 28b, 28c und 28d jedoch
auch beispielsweise eine vollständige
oder zumindest teilweise Transparenz aufweisen. Dies bedeutet, daß eine Reflektivität der ersten
Spiegelfläche 3 für von den Abbildungsstrahlengängen 2a, 2b, 2c und 2d geführte Strahlung
eines ersten Wellenlängenbereichs
in dem Bereich zwischen den Strahlquerschnittsflächen 28a, 28b, 28c und 28d kleiner
ist, als eine Reflektivität
der ersten Spiegelfläche 3 für die von
den Abbildungsstrahlengängen 2a, 2b, 2c und 2d geführte Strahlung
des ersten Wellenlängenbereichs
in dem Bereich der Strahlquerschnittsflächen 28a, 28b, 28c und 28d.
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Ist
der Sekundärstrahlengang 24 zur
Abbildung von Strahlung aus einem zweiten Wellenlängenbereich
konfiguriert, der von dem ersten Wellenlängenbereich der von den Abbildungsstrahlengängen 2a, 2b, 2c und 2d geführten Strahlung verschieden
ist, kann die erste Spiegelfläche 3 des
ersten Umlenkelementes beispielsweise auch eine dichroitische Eigenschaft
aufweisen, um von dem Sekundärstrahlengang 24 durchsetzt zu
werden. Dies bedeutet, daß die
erste Spiegelfläche 3 in
wenigstens einem Bereich der Strahlquerschnittsflächen 28a, 28b, 28c, 28d eine
Reflektivität
für die
von den Abbildungsstrahlengängen 2a, 2b, 2c und 2d geführte Strahlung
aus dem ersten Wellenlängenbereich
aufweist, welche größer ist,
als eine Reflektivität
für die von
dem Sekundärstrahlengang 24 geführte Strahlung
aus dem zweiten Wellenlängenbereich.
-
In 1A wird
der Sekundärstrahlengang
durch eine Beleuchtungsoptik 30 eines Beleuchtungssystems
gebildet, wobei das Beleuchtungssystem weiter eine Strahlungsquelle 23 umfaßt. Somit
weist das in 1A gezeigte Stereomikroskop
eine 0°-Beleuchtung
für ein
in der Objektebene 1 anordenbares Objekt auf. Dieses Beleuchtungssystem
ist nicht Teil des Abbildungssystems 26 oder des ersten
Teilsystems T1.
-
Alternativ
kann zusätzlich
oder anstelle des die Beleuchtungsoptik 30 und die Strahlungsquelle 23 umfassenden
Beleuchtungssystems jedoch auch ein Infrarot-Beobachtungssystem mit einer Infrarot-Abbildungsoptik
vorgesehen sein, wobei die Infrarot-Abbildungsoptik den Sekundärstrahlengang 24 bereitstellt.
Dies erlaubt eine 0°-Infrarot-Beobachtung
eines in der Objektebene 1 angeordneten Objektes. Hierdurch
wird eine Beeinflussung der vom Infrarot-Beobachtungssystem empfangenen
Infrarotstrahlung aufgrund der Temperatur optischer Elemente des
Abbildungssystems des Stereomikroskops gering gehalten.
-
Weiter
kann zusätzlich
oder anstelle des die Beleuchtungsoptik 30 und die Strahlungsquelle 23 umfassenden
Beleuchtungssystems auch ein Laser mit einem Strahlführungssystem,
welches den Sekundärstrahlengang 24 bereitstellt,
vorgesehen sein. Ein derartiger Laser ermöglicht eine Therapie beispielsweise
zur Krebsbehandlung.
-
In
der vorstehend beschriebenen ersten bevorzugten Ausführungsform
ist das erste, zweite, dritte und vierte Umlenkelement jeweils ein
optischer Spiegel. Alternativ können
die Umlenkelemente jedoch beispielsweise auch Prismen mit jeweils
wenigstens einer Spiegelfläche
sein. Weiter können
das erste, zweite, dritte und vierte Umlenkelement wahlweise jeweils
mehrere Spiegelflächen
zur Faltung der Abbildungsstrahlengänge 2a, 2b, 2c und 2d aufweisen.
Zudem können
mehr oder weniger als zwei Paar von Abbildungsstrahlengängen vorgesehen
sein.
-
In
den 1B bis 1D wurde
der besseren Übersichtlichkeit
halber nur jeweils ein Abbildungsstrahlengang 2a des zweiten
Teilsystems T2 dargestellt. Zudem wurde auf eine Darstellung des
Beleuchtungssystems verzichtet. Um im Gegensatz zu der in 1A in
einer Ebene entfalteten Anordnung die tatsächliche bevorzugte räumliche
Anordnung der wesentlichen Elemente des Stereomikroskops gemäß der vorstehend beschriebenen
ersten bevorzugten Ausführungsform
zu verdeutlichen, zeigt 1D schematisch
eine perspektivische Ansicht des Stereomikroskops.
-
In
den 2A und 2B ist jeweils
eine schematische Aufsicht auf eine erste Spiegelfläche 3 des
ersten Umlenkelementes gezeigt. Dabei sind auch die auf der ersten
Spiegelfläche 3 definierten
Strahlquerschnittsflächen 28a, 28b, 28c und 28d der
von den Abbildungsstrahlengängen 2a, 2b, 2c und 2d geführten Strahlenbündel für verschiedene
Betriebszustände
und damit verschiedene Abbildungsvergrößerungen des Stereomikroskops
dargestellt.
-
Wie
aus den 2A und 2A' ersichtlich, tritt
vor allem bei einem kleinen Zoomfaktor in Folge der dabei auftretenden
Divergenz der von den Abbildungsstrahlengängen 2a, 2b, 2c und 2d geführten Strahlenbündel eine
Vignettierung auf. Gleichwohl ist aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung
der Pupillenebenen 27a, 27b sichergestellt, daß auf der
ersten Spiegelfläche 3 zwischen
den Strahlquerschnittsflächen 28a, 28b, 28c und 28d selbst
bei einer Rotation der Strahlquerschnittsflächen 28a, 28b, 28c und 28d zur
freien Anordnung eines Betrachters immer ein von den Strahlquerschnittsflächen 28a, 28b, 28c und 28d freibleibender
Bereich verbleibt. In diesem freibleibenden Bereich ist in den 2A und 2B eine von dem Sekundärstrahlengang 24 durchsetzte
Ausnehmung 25 angeordnet.
-
Zusammenfassend
erläutert
und beschreibt die in 1A bis 1D sowie 2A bis 2B' dargestellte erste bevorzugte Ausführungsform
den Grundaufbau eines Digital-Operationsmikroskop
für zwei
Beobachter, wobei die Beobachter durch physikalische Strahlteilung über ein
Bauernfeind-Prisma eingekoppelt werden. Die Beobachtung kann sowohl
digital als auch visuell erfolgen.
-
3 zeigt
schematisch einen Strahlengang durch eine in eine Ebene entfaltete
Anordnung wesentlicher Elemente eines Stereomikroskops gemäß einer
zweiten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
Die
in
3 gezeigte zweite Ausführungsform unterscheidet sich
von der in
1A gezeigten ersten Ausführungsform
insbesondere dadurch, daß kein
physikalischer Strahlenteiler
15 vorgesehen ist. Die beiden stereoskopischen
Beobachter werden durch geometrische Strahlteilung in das erste
Teilsystem T1* eingekoppelt. In
3 ist nur
ein stereoskopischer Beobachtungsstrahlengang dargestellt. Weiter
unterscheiden sich die Systemdaten der optischen Linsen des ersten
Teilsystems T1* und insbesondere der fünften, siebten und achten Linse
8*,
13*,
14* geringfügig von
denen der ersten Ausführungsform.
Die optischen Systemdaten des in
3 gezeigten
Stereomikroskops lauten wie folgt:
-
Zusammenfassend
entspricht die in 3 dargestellte zweite Ausführungsform
in wesentlichen Teilen der ersten bevorzugten Ausführungsform,
wobei die physikalische Strahlteilung mit einem Prisma durch eine geometrische
Strahlteilung mit Umlenkspiegeln bzw. freiem Durchgang ersetzt ist.
-
Die
in 4A gezeigte, in eine Ebene entfaltete Anordnung
wesentlicher Elemente eines Stereomikroskops gemäß einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von der in 3 gezeigten
zweiten Ausführungsform
dadurch, daß die
Abbildungsstrahlengänge 2a und 2b sämtliche
optischen Linsen gemeinsam durchsetzen.
-
Somit
weist das in 4A gezeigte Abbildungssystem 26** keine
Unterteilung in unterschiedliche Teilsysteme auf. Weiter weisen
die optischen Linsen 16**-19** des Abbildungssystems 26** optische
Systemdaten auf, die von den optischen Systemdaten der Linsen 16'' bis 19'' der
zweiten Ausführungsform
verschieden sind.
-
Zur
Erfassung eines in der Objektebene 1 anordenbaren, durch
das Abbildungssystem 26* abzubildenden (nicht gezeigten)
Objektes ist eine Digitalkamera 31* vorgesehen. Weiter
ist benachbart zu der ersten Spiegelfläche 3 eine Selektoranordnung
angeordnet.
-
Die
Selektoranordnung und die Kamera 31* sind elektrisch mit
einer in 4A nicht gezeigten Steuereinrichtung
verbunden. Die Selektoranordnung dient zur Auswahl eines Teilstrahlenbündels 2a* oder 2b* eines
von dem Abbildungssystem 26** geführten Strahlenbündels. Diese
Teilsstrahlenbündel 2a* und 2b* schließen miteinander
in der Objektebene 1 einen Stereowinkel α ein und
entsprechen somit im Wesentlichen den vorstehend beschriebenen Abbildungsstrahlengängen 2a und 2b.
-
Dabei
ist die Selektoranordnung ausgebildet, einen Strahlenquerschnitt
wenigstens eines der beiden Teilstrahlenbündel 2a* und 2b* relativ
zu einem Strahlenquerschnitt des gesamten von dem Abbildungssystem 26** geführten Strahlenbündels zu
verlagern. Dies bedeutet, daß die
benachbart zu der ersten Spiegelfläche 3 angeordnete
Selektoranordnung wahlweise eine der von den Teilstrahlenbündeln 2a* und 2b* auf
der ersten Spiegelfläche 3 definierten
Strahlquerschnittsflächen 28a oder 28b auswählt.
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In
den 4B, 4C ist hierfür benachbart zu der ersten
Spiegelfläche 3 des
ersten Umlenkelements eine schaltbare Blende 29 angeordnet,
Die schaltbare Blende 29 transmittiert wahlweise die Strahlquerschnittsfläche 28a und
damit das erste Teilstrahlenbündel 2a* (4B)
oder die Strahlquerschnittsfläche 28b und
damit das zweite Teilstrahlenbündel 2b* (4C).
Weiter weist die Blende 29 eine Öffnung 32 auf, um
von dem Sekundärstrahlengang 24 geführte Sekundärstrahlung
ungehindert hindurchtreten zu lassen. In den 4B und 4C sind
nicht transparente Bereiche der Blende 29 schräg schraffiert.
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Alternativ
zum Vorsehen einer der ersten Spiegelfläche 3 des ersten Umlenkelements
benachbart angeordneten Blende 29 kann die Selektoranordnung
auch in das erste Umlenkelement integriert sein. In diesem Fall
weist die erste Spiegelfläche 3 bevorzugt
einen schaltbaren Bereich auf. Somit reflektiert die erste Spiegelfläche 3 wahlweise
die Strahlquerchnittsfläche 28a und
damit das erste Teilstrahlenbündel 2a* oder
die Strahlquerschnittsfläche 28b und
damit das zweite Teilstrahlenbündel 2b*.
Hierfür
weist die Spiegelfläche 3 in ihrem
schaltbaren Bereich bevorzugt eine Mehrzahl von separat ansteuerbaren
Spiegelelementen auf, die von einem Abbildungsstrahlen der Teilstrahlenbündel 2a* bzw. 2b* reflektierenden
Zustand in einen die Abbildungsstrahlen der Teilstrahlenbündel 2a* bzw. 2b* nicht
reflektierenden Zustand umschaltbar sind.
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Indem
die Kamera
31* zeitlich hintereinander zwei Bilder von
Teilstrahlenbündeln
2a* und
2b* aufnimmt,
deren Strahlquerschnitte durch die Selektoranordnung relativ zueinander um
einen vorgegebenen Abstand verlagert sind, ist es möglich, ein
stereoskopisches Gesamtbild zu erstellen. Auch eine freie Rotation
des stereoskopischen Gesamtbildes kann so durch entsprechende Ansteuerung
der Selektoranordnung erzielt werden. Dies ist in der deutschen
Patentanmeldung
DE
103 00 925 A1 , auf deren Inhalt vollständig Bezug genommen wird, ausführlich beschrieben.
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Zusammenfassend
erläutert
und beschreibt die in den 4A bis 4C dargestellte
dritte bevorzugte Ausführungsform
eine rein digitale Bildaufnahme mit großer Optik für die stereoskopische Bildaufnahme
und elektronischer Steuerung der Stereopupillen und damit der Stereostrahlengänge.
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Es
ist für
den Fachmann offensichtlich, daß die
in der ersten bis dritten Ausführungsform
beschriebene und in den zugehörigen
Figuren gezeigte Faltung des wenigstens einen Paars von Abbildungsstrahlengängen durch
vier Umlenkelemente zur Bewirkung der Pupillenabbildung im Bereich
der Spiegelfläche
des ersten Umlenkelements nicht zwingend erforderlich ist. So ist
alternativ auch eine Faltung mit mehr oder weniger als vier Umlenkelementen
möglich,
um eine Länge
des Aufbaus des Stereomikroskops zu reduzieren. Eine bei einer Faltung
mit mehr oder weniger als vier Umlenkelementen auftretende Seitenvertauschung
und/oder Rotation der Abbildung kann dann wahlweise auf optischem
Weg und/oder digitalem Weg geeignet korrigiert werden.
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5 zeigt
schematisch einen Strahlengang durch eine in eine Ebene entfaltete
Anordnung wesentlicher Elemente eines Stereomikroskops gemäß einer
vierten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Die
in 5 gezeigte vierte Ausführungsform unterscheidet sich
von den in 1 bis 4 gezeigten
ersten bis dritten Ausführungsform
insbesondere dadurch, daß lediglich
ein Umlenkelement mit einer Spiegelfläche 3' vorgesehen ist. Diese Spiegelfläche 3' ist anstelle
zum Falten der Abbildungsstrahlengänge 2a, 2b, 2c und 2d zum
Falten des Sekundärstrahlengangs 24 ausgebildet.
Entsprechend ist das Umlenkelement auch nicht Teil des ersten optischen
Teilsystems T1',
von dessen optischen Elementen die Abbildungsstrahlengänge 2a, 2b, 2c und 2d gemeinsam
geführt
werden.
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Die
im ersten optischen Teilsystem T1' geführten
Abbildungsstrahlengänge 2a, 2b, 2c und 2d werden gemäß dieser
Ausführungsform
nicht gefaltet, sondern verlaufen geradlinig. Diese fehlende Faltung
der Abbildungsstrahlengänge 2a, 2b, 2c und 2d führt zu einem
wesentlich längeren
Aufbau des Stereomikroskops. Daher sind in 5 Bereiche
der Abbildungsstrahlengänge 2a, 2b, 2c und 2d,
die frei von optischen Elementen sind, nicht vollständig abgebildet.
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Alternativ
ist es zur Reduzierung der Länge
des Aufbaus des Stereomikroskops auch in dieser Ausführungsform
möglich,
die Abbildungsstrahlengänge
im ersten optischen Teilsystem durch ein oder mehrere Umlenkelemente
abzulenken. Dabei ist beispielsweise auch eine vierfache Faltung
der Abbildungsstrahlengänge
(wie in den vorangegangen Ausführungsformen)
möglich.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch ausdrücklich nicht auf eine solche
vierfache Faltung beschränkt.
Vielmehr können
die Abbildungsstrahlengänge auch
gar nicht oder durch eine entsprechende Anzahl von Umlenkelementen öfter oder
weniger oft als viermal abgelenkt werden.
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Mit
Ausnahme der fehlenden Umlenkelemente zur Faltung der Abbildungsstrahlengänge 2a, 2b, 2c und 2d entsprechen
die optischen Elemente des Abbildungssystems des Stereomikroskops
gemäß der vierten Ausführungsform
den optischen Elementen der ersten Ausführungsform. Auf eine eigene
Beschreibung dieser optischen Elemente wird daher verzichtet. Dabei
bezeichnet in 5 das Bezugszeichen AF zusätzlich eine afokale
Schnittstelle zwischen den Linsen 6 und 7.
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Wie
in dem vergrößerten Ausschnitt
V' von 5 gezeigt,
sind die Linsen 4, 5, 6, 7, 8, 11, 13 und 14 des
ersten Teilsystems T1' auch
gemäß der vierten
bevorzugten Ausführungsform
so konfiguriert, daß die
Pupillenebenen 27a und 27b der Abbildungsstrahlengänge 2a, 2b, 2c und 2d im
Bereich der Spiegelfläche 3' des Umlenkelements
angeordnet sind. Dabei definieren Strahlenbündel der Abbildungsstrahlengänge 2a, 2b, 2c und 2d in
den Pupillenebenen 27a, 27b jeweils Strahlquerschnittsflächen Qa,
Qb, welche einen Abstand X voneinander aufweisen. Die Spiegelfläche 3' des Umlenkelements
ist in dem Bereich zwischen den Strahlquerschnittsflächen Qa,
Qb angeordnet. Dabei weist eine Projektion der Spiegelfläche 3' entlang der
Abbildungsstrahlengänge 2a, 2b, 2c und 2d einen
Durchmesser auf, der 2/3 des Abstands X beträgt und somit kleiner als der
Abstand X ist. Folglich sind die Strahlquerschnittsflächen Qa,
Qb frei von der Spiegelfläche 3'. Es ist ersichtlich,
daß es
hierfür
alternativ auch, ausreicht, den Durchmesser der Projektion der Spiegelfläche 3' gleich dem
Abstand X der Strahlquerschnittsflächen Qa, Qb auszubilden.
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Der
verglichen mit der ersten bis dritten Ausführungsform kleine Durchmesser
der Spiegelfläche 3' führt dazu,
daß Pupillenebenen 27a, 27b der
Abbildungsstrahlengänge 2a, 2b, 2c, 2d die
wenigstens eine Spiegelfläche 3' in der in 5 gezeigten
Ausführungsform
nicht schneiden, sondern von der Spiegelfläche 3' in Richtung der Objektebene 1 mit
einem Abstand S*' angeordnet
sind.
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Da
die Spiegelfläche 3' in der vierten
Ausführungsform
nicht von den Strahlquerschnittsflächen Qa und Qb überstrichenen
wird, wird der Abstand S*' bzw.
S* hier entlang der optischen Achse bzw. senkrecht zur optischen
Achse des Sekundärstrahlenganges 24 gemessen.
Diese auf die optische Achse des Sekundärstrahlenganges 24 bezogene
Messung der Abstände
der Pupillenebenen von der Spiegelfläche 3' des Umlenkelements stellt auch
bei der vorstehend beschriebenen ersten, zweiten und dritten Ausführungsform,
welche ebenfalls über
einen Sekundärstrahlengang 24 verfügen, eine
ausreichende Genauigkeit für
die Bestimmung des Abstandes S' bzw.
S bereit.
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Dieser
Abstand S*, S*' kann
sich sowohl in Richtung der Objektebene 1 (in 5 als
S*' bezeichnet) als
auch in Richtung des ersten optischen Teilsystems T1' (in 5 als
S* in gestrichelter Linie gezeigt) ergeben. In 5 beträgt der Abstand
S*' etwa ein Viertel
des Durchmessers der Linse 4. Allgemein kann der Abstand
S*, S*' jedoch kleiner
als ein 1,5-faches und bevorzugt kleiner als ein 1,0-faches und
besonders bevorzugt kleiner als ein 0,5-faches eines Durchmessers D einer der
Spiegelfläche 3' entlang der
Abbildungsstrahlengänge 2a, 2b, 2c, 2d am
nächsten
angeordneten Linse (hier die Linse 4) der Linsen des ersten
optischen Teilsystems T1' sein.
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Auch
wenn vorstehend die Verwendung eines Umlenkelements mit einer gewöhnlichen
Spiegelfläche 3' beschrieben
wurde, kann das Umlenkelement alternativ auch als dichroitisches
Element ausgebildet sein. Dies bedeutet, daß das Umlenkelement nur in
dem Sekundärstrahlengang
geführte
Strahlung eines bestimmten Wellenlängenbereichs faltet und für Strahlung
eines in den Abbildungsstrahlengängen
geführten
anderen Wellenlängenbereichs
durchlässig
ist. Hierdurch kann das Umlenkelement so groß ausgebildet werden, daß es auch
von den Abbildungsstrahlengängen
durchlaufen wird, ohne diese jedoch zu falten. Dies erlaubt eine leichtere
Anordnung des Umlenkelements, da eine (nicht gezeigte) Halterung
für das
Umlenkelement außerhalb
der Abbildungsstrahlengänge
vorgesehen werden kann.
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Es
wird betont, daß die
vorstehend beschriebenen Ausführungsformen
nur beispielhaft sind. So können
die beschriebenen Ausführungsformen
beispielsweise beliebig miteinander kombiniert werden. Auch kann von
den Ausführungsformen
abgewichen werden.
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Zusammenfassend
stellt die vorliegende Erfindung ein Stereomikroskop bereit, welches
einen einfachen und kompakten Aufbau aufweist und wenigstens einem
Betrachter Freiheitsgrade hinsichtlich seiner Anordnung relativ
zu einem in der Objektebene 1 anordenbaren zu beobachtenden
Objekt bietet.
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Weiter
stellt das erfindungsgemäße Stereomikroskop
einen Sekundärstrahlengang 24 bereit,
der mit Abbildungsstrahlengängen 2a und 2b bzw. 2c und 2d des
Stereomikroskops paarweise einen Winkel von kleiner 5° und bevorzugt
kleiner 3° und
insbesondere im wesentlichen gleich 0° einschließt. Gleichzeitig wird eine Beeinträchtigung
von in den Abbildungsstrahlengängen 2a, 2b geführten Abbildungsstrahlen
durch in dem Sekundärstrahlengang 24 geführte Sekundärstrahlung
wirkungsvoll vermieden, da sich die Abbildungsstrahlen und die Sekundärstrahlung
in keinem optischen Element überlappen.
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Ein
derartiges Stereomikroskop eignet sich insbesondere zur Verwendung
als Operationsmikroskop.
