DE102006050846B4

DE102006050846B4 - Stereomikroskop mit Strahlteilereinrichtung

Info

Publication number: DE102006050846B4
Application number: DE102006050846A
Authority: DE
Inventors: Lothar Dipl.-Ing. Knuenz; Heinz Dipl.-Ing. Suhner
Original assignee: Leica Microsystems Schweiz AG
Current assignee: Leica Instruments Singapore Pte Ltd
Priority date: 2006-10-27
Filing date: 2006-10-27
Publication date: 2009-12-17
Anticipated expiration: 2026-10-28
Also published as: US20080100893A1; US7894130B2; DE102006050846A1

Abstract

Stereomikroskop (20) mit
einem ersten und einem zweiten Hauptstrahlengang (21, 22), deren Abstand eine Stereobasis (23) definiert, wobei durch die Mitte der Stereobasis (23) parallel zu den Hauptstrahlengängen (21, 22) eine Mikroskopachse (24) verläuft,
und mit einer optischen Strahlteilereinrichtung (30) zur Erzeugung eines Assistenten-Strahlengangs (31) und eines Dokumentations-Strahlengangs (32), wobei der Assistenten-Strahlengang (31) in einer ersten Stellung der Strahlteilereinrichtung (30) aus dem ersten (21), in einer zweiten Stellung aus dem zweiten Hauptstrahlengang (22) auskoppelbar ist und der Dokumentations-Strahlengang (32) aus dem jeweils anderen Hauptstrahlengang (21; 22) auskoppelbar ist, und wobei die Richtung des Assistenten-Strahlengangs (31) in der ersten Stellung zu der Richtung des Assistenten-Strahlengangs (31) in der zweiten Stellung der Strahlteilereinrichtung (30) um 180° gedreht ist und der ausgekoppelte Dokumentations-Strahlengang (32) in beiden Stellungen der Strahlteilereinrichtung (30) jeweils senkrecht zum ausgekoppelten Assistenten-Strahlengang (31) steht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Stereomikroskop mit einem ersten und einen zweiten Hauptstrahlengang, deren Abstand eine Stereobasis definiert, wobei durch die Mitte der Stereobasis parallel zu den Hauptstrahlengängen eine Mikroskopachse verläuft, und mit einer optischen Strahlenteilereinrichtung zur Erzeugung eines Assistenten-Strahlengangs und eines Dokumentations-Strahlengangs.
Solche Stereomikroskope werden insbesondere bei ophthalmologischen und neurochirurgischen Operationen eingesetzt. Der Strahlteilereinrichtung ist in solchen Fällen ein Binokulartubus nachgeordnet, durch den der Chirurg oder Hauptoperateur das Objekt stereoskopisch betrachten kann. Derartige Stereomikroskope können vom Teleskop-Typ (Galilei-System) sein, wobei ein für beide Hauptstrahlengänge gemeinsames Hauptobjektiv am Mikroskopkörper angeordnet ist. Es sind auch Stereomikroskope vom Greenough-Typ bekannt, bei denen für jeden Hauptstrahlengang ein Objektiv vorgesehen ist. Häufig ist dem Objektiv ein Vergrößerungswechsler oder ein Zoomsystem nachgeschaltet. Hierdurch ist es möglich, verschiedene feste Vergrößerungen oder einen kontinuierlichen Vergrößerungsbereich zu erzielen. Für jeden der beiden Kanäle (Hauptstrahlengänge) des Stereomikroskops ist jeweils ein Kanal eines Vergrößerungswechslers (Zoomsystems) vorgesehen, wobei beide Vergrößerungswechsler/Zoomsystem-Kanäle synchron einzustellen bzw. zu verstellen sind. Bei einem solchen Aufbau ist die genannte Strahlteilereinrichtung zweckmäßigerweise dem Vergrößerungswechs ler/Zoomsystem nachgeschaltet. Derartige Stereomikroskope sind hinlänglich bekannt und sollen daher vorliegend nicht im Detail erörtert werden.
Beim Einsatz eines solchen Stereomikroskops als Operationsmikroskop wird häufig ein Assistenten-Strahlengang aus einem der beiden oder aus beiden Hauptstrahlengängen ausgekoppelt (ausgeblendet) und an eine Schnittstelle für einen Assistententubus gelenkt, wobei der Assistent oder Mitbeobachter über diesen Assistententubus ein Bild des Objekts betrachten kann. Bei Auskopplung des Assistenten-Strahlengangs aus nur einem der beiden Hauptstrahlengänge liegt ein monoskopisches (nicht räumliches) Bild vor. Jedoch kann im Assistententubus eine Aufspaltung eines solchen Assistenten-Strahlengangs in zwei Kanäle (geringerer Stereobasis) erfolgen, wodurch ein stereoskopisches Bild geringeren räumlichen Eindrucks erhalten werden kann. Weiterhin ist es zweckmäßig und bekannt, ein Dokumentations-Strahlengang auszukoppeln, der einem Dokumentationsmodul oder einer Dokumentationseinrichtung zugeführt wird. Bei diesen Dokumentationsmodulen kann es sich beispielsweise um elektrooptische Aufnehmer (CCD-Arrays) oder andere Bildspeicher handeln, die Bildfolgen oder Einzelbilder aufnehmen und speichern können. Mittels solcher Dokumentationseinrichtungen kann beispielsweise der Verlauf einer Operation zu Dokumentationszwecken festgehalten oder einzelne Bilder des Objekts zur späteren Analyse gespeichert werden.
Es sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, dass die Begriffe Assistenten-Strahlengang und Dokumentations-Strahlengang lediglich zur besseren Anschaulichkeit der Verwendung des erfindungsgemäßen Stereomikroskops gewählt wurden und durch die allgemeinen Begriffe ”Sekundär-Strahlengang” bzw. ”Tertiär-Strahlengang” ersetzt werden können, sofern diese Strahlengänge anderweitige Verwendung finden sollen. Im Folgenden soll aus Gründen der Einfachheit von Assistenten- und Dokumentations-Strahlengängen die Rede sein, ohne dass die Erfindung auf ein Stereomikroskop mit entsprechenden Assistenten- bzw. Dokumentationsmodulen beschränkt sei.
Bei den genannten Operationsmikroskopen besteht der Wunsch, den Assistenten oder Mitbeobachter wahlweise auf der linken oder rechten Seite des Mikroskops zu platzieren. Es ist zu diesem Zweck bekannt, sowohl aus dem linken, als auch aus dem rechten Hauptstrahlengang einen Assistenten-Strahlengang auszukoppeln und zu einer entsprechenden Schnittstelle am Mikroskopgehäuse zu führen. Ist das entsprechende Mikroskop jedoch nur mit einem Assistententubus ausgestattet, so muss dieser bei einem Assistentenwechsel von der einen auf die andere Seite ummontiert werden. Eine solche Montage birgt Gefahren und Sterilitätsprobleme in sich. Die Ausstattung mit zwei fixen Assistententuben wäre aus Gewichts- und Kostengründen nicht vorteilhaft.
Es gibt weiterhin Lösungen, bei denen der Assistententubus in einer horizontalen Ebene schwenkbar ausgebildet ist. Die Horizontalebene stellt hierbei eine Ebene dar, die senkrecht auf der die beiden Hauptstrahlengänge des Stereomikroskops enthaltenden Ebene steht. Diese Lösungen bedingen zwei zusätzliche, zu den beiden Stereo-Hauptstrahlengängen parallel verlaufende Assistenten-Hauptstrahlengänge mit der Folge eines aufwendigen vierstrahligen Mikroskopaufbaus. Weiterer Nachteil solcher Lösungen ist, dass erst der Hauptbeobachtertubus entfernt oder zumindest weggeklappt werden muss, bevor der Assistententubus geschwenkt werden kann.
Aus der EP 1 486 813 A1 ist ein Stereooperationsmikroskop mit einem Assistententubus bekannt, der an der Rückseite des Mikroskops in einer Parallelebene zu den Stereo-Hauptstrahlengängen schwenkbar angeordnet ist. Der Hauptbeobachtertubus ist hierbei an der Vorderseite des Mikroskops angeordnet. Der Assistententubus ist auf der Rückseite des Mikroskops nach hinten hinaus geführt und kann je nach gewünschter Position des Assistenten von der linken auf die rechte Seite und zurück geschwenkt werden. Die Auskopplung eines Dokumentations-Strahlenganges ist hier nicht angesprochen. Bei einer derartigen Anordnung ist aus Stabilitätsgründen das Anbringen eines Gegengewichts an den schwenkbaren Assistententubus von Vorteil. Dies gestaltet sich in der Praxis aber ebenfalls aus Kosten-, Gewichts- und Justiergründen als nachteilig.
Aus der DE 195 04 427 B4 ist ein Stereomikroskop mit einer Singleoptik, d. h. mit nur einem Kanal, bekannt, wobei dem Hauptobjektiv und einem Vergrößerungswechsler ein Strahlteiler-Element nachgeschaltet ist. Das Strahlteiler-Element koppelt aus dem Primär-Beobachtungsstrahlengang einen Sekundär-Beobachtungsstrahlengang aus. Bei dem Strahlteiler-Element handelt es sich um drei separate Prismen. Dem Strahlteiler-Element nachgeschaltet sind zwei benachbart zueinander angeordnete optische Elemente, die ein Zwischenbild des betrachteten Objekts liefern, das von zwei elektrooptischen Bildaufnehmern detektiert wird. Ein solcher Aufbau ist für ein Video-Stereomikroskop geeignet. Auch der Sekundär-Beobachtungsstrahlengang wird auf einen solchen Bildaufnehmer abgebildet. Die gesamte Optik des Sekundär-Beobachtungsstrahlengangs einschließlich des Strahlteiler-Elements ist um eine Drehachse drehbar gelagert, die durch die gemeinsam von Primär- und Sekundär-Beobachtungsstrahlengang genutzten Pupille verläuft. Diese vorgeschlagene Konstruktion ist für ein zweistrahliges Stereomikroskop nicht geeignet. Das Strahlteiler-Element dreht sich hier um einen entsprechend breiten Kanal des Haupt strahlengangs. Auch in dieser Schrift ist die Auskopplung eines weiteren Tertiär- oder Dokumentations-Strahlengangs nicht angesprochen.
Die EP 1 308 766 B1 beschreibt ein Operationsstereomikroskop mit einem mehrstufigen Aufbau, wobei in jedem der beiden Beobachtungsstrahlengänge ein erster Strahlteiler vorgesehen ist. Diese beiden ersten Strahlteiler koppeln einen Teil des Beobachtungsstrahlengangs zu links bzw. rechts vom Hauptbeobachter angeordneten Videokameras aus. Ein weiterer Teil des Lichts wird zu einem Hauptbeobachter-Tubus gelenkt, das restliche Licht gelangt nach mehrmaliger Umlenkung zu einem Mitbeobachter-Tubus, der gegenüber dem Hauptbeobachter-Tubus angeordnet ist. Eines der Umlenkelemente, das als Reflexionseinrichtung bezeichnet ist und den Beobachtungsstrahlengang zum Mitbeobachter lenkt, ist um 90 Grad um eine vertikale Achse drehbar. Bei entsprechender Drehung wird der Strahlengang des betreffenden Beobachtungskanals seitlich des Hauptbeobachters zu einem Anschluss herausgelenkt, an dem ein Mitbeobachter-Tubus oder eine Videokamera angeordnet sein kann. Bei einem Wechsel des Mitbeobachters von der gegenüberliegenden Position auf eine seitliche Position in Bezug auf den Hauptbeobachter tritt folglich ein Wechsel von stereoskopischem Sehen zu monoskopischem Sehen ein.
Die Druckschrift DE 101 57 613 A1 betrifft ein Operationsmikroskop bei dem der Mitbeobachter ebenfalls zwei Positionen einnehmen kann, nämlich entweder gegenüber dem Hauptbeobachter, wobei in diesem Fall ein stereoskopisches Bild wahrgenommen wird, oder seitlich vom Hauptbeobachter, wobei in diesem Fall nur eine monoskopische Betrachtung des Mikroskopbilds möglich ist. Innerhalb des Mikroskops können optionale Bildsensoren jeden der Beobachtungskanäle zugeordnet sein. Hauptaugenmerk liegt in dieser Schrift auf dem Einblenden von Zusatzinformationen, die mittels im Mikroskop angeordnete Displays erzeugt werden.
Schließlich ist aus der US 5,552,929 ein Stereomikroskop mit einem Hauptbeobachtertubus, einem Mitbeobachtertubus sowie einem Dokumentationsausgang bekannt. Auch hier handelt es sich um ein sogenanntes ”Single Optical System”, bei dem die Aufspaltung in zwei Strahlengänge erst im Tubus vorgenommen wird. Die Auskopplung der Strahlengänge in einen Strahlengang für den Haupt- und Mitbeobachter findet durch Strahlteiler statt, die in einem entsprechend breiten Kanal des Hauptstrahlengangs angeordnet sind. Die dort vorgeschlagene Konstruktion ist nicht für zweistrahlige Stereomikroskope geeignet, da sich bei letzteren bei einem Verschwenken eines Tubus das Bild mitdrehen würde. Folglich müssten wiederum Prismen vorgesehen werden, die ein Rückdrehen des Bildes bewirken.
Bei anderen bekannten zweistrahligen Stereomikroskopen wird bisher ein sogenannter (Semi-)Stereoassistent seitlich am Strahlenteiler angeschlossen. Dieser ist nicht schwenkbar, da auf der gegenüberliegenden Seite bereits die (Video-)Dokumentation angeschlossen ist, der der zweite Hauptstrahlengang zugeführt wird. Die fehlende Möglichkeit des Assistentenwechsels ist für die Benutzer hier im höchsten Maße nachteilig. Andere, bereits angesprochene Lösungen, verwenden einen vierstrahligen Mikroskopaufbau, der zu Stereomikroskopen in einer wesentlich höheren Preisklasse führt.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist daher, ein Stereomikroskop mit einem zweistrahligen Aufbau und einer optischen Strahlteiler-Einrichtung zur Erzeugung eines Assistenten- und eines Dokumentations-Strahlengangs zu schaffen, bei dem ein einfacher Assistentenwechsel möglich ist, und wobei insbesondere die Helligkeitsverhältnisse der stereoskopischen Hauptbeobachtung von einem solchen Assistentenwechsel unbeeinflusst bleiben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Stereomikroskop gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Stereomikroskop der eingangs genannten Art vorgeschlagen, bei dem eine optische Strahlteilereinrichtung zur Erzeugung eines Assistenten- und eines Dokumentations-Strahlengangs vorgesehen ist, wobei der Assistenten-Strahlengang in einer ersten Stellung der Strahlteiler-Einrichtung aus dem ersten, in einer zweiten Stellung aus dem zweiten Hauptstrahlengang auskoppelbar ist und der Dokumentations-Strahlengang aus dem jeweils anderen Hauptstrahlengang auskoppelbar ist, und wobei die Richtung des Assistenten-Strahlengangs in der ersten Stellung zu der Richtung des Assistenten-Strahlengangs in der zweiten Stellung der Strahlteiler-Einrichtung um im wesentlichen 180° gedreht ist und der ausgekoppelte Dokumentations-Strahlengang in beiden Stellungen der Strahlteiler-Einrichtung jeweils senkrecht zum ausgekoppelten Assistenten-Strahlengang steht.
Beim erfindungsgemäßen Stereomikroskop werden folglich der Assistenten-Strahlengang sowie der Dokumentations-Strahlengang jeweils aus einem anderen der beiden Hauptstrahlengänge ausgekoppelt. In beiden Fällen ist folglich eine monoskopische oder stereoskopische Betrachtung geringeren räumlichen Eindrucks des Bildes möglich. Die Strahlteiler-Einrichtung ist derart ausgebildet, dass (mindestens) zwei verschiedene Stellungen eingenommen werden können, in denen der Assistenten-Strahlengang um 180° gedreht wird, um einen Assistentenwechsel zu ermöglichen. Da der ausgekoppelte Dokumentations-Strahlengang in beiden Fällen senkrecht zum ausgekoppelten Assistenten-Strahlengang steht, ist ein solcher Assistentenwechsel ohne Kollisionsgefahr mit der Schnittstelle für die Dokumentation möglich, da beispielsweise letztere auf der Rückseite des Stereomikroskops angeordnet werden kann, während die Schnittstelle zum Assistenten sich beispielsweise auf der rechten und auf der linken Seite des Mikroskopgehäuses befindet. Ist diese Schnittstelle verschwenkbar ausgebildet, so kann das Verschwenken über die Vorderseite des Mikroskops erfolgen. Da der Assistenten-Strahlengang aus einem der Hauptstrahlengänge und der Dokumentations-Strahlengang immer aus dem jeweils anderen Hauptstrahlengang auskoppelbar ist, bleiben die Helligkeitsverhältnisse für den Hauptbeobachter, den Assistenten und die Dokumentation bei einem Assistentenwechsel immer gleich.
Der Aufbau eines erfindungsgemäßen Stereomikroskops kann abgesehen von der Strahlteiler-Einrichtung dem bereits bekannten und oben beschriebenen Aufbau entsprechen. Im Folgenden soll ohne Beschränkung der Allgemeinheit von einem Aufbau mit einem Hauptobjektiv ausgegangen werden, dem üblicherweise ein Vergrößerungswechsler oder Zoomsystem mit zwei Kanälen nachgeschaltet ist, die die beiden Hauptstrahlengänge definieren, wobei sich die Strahlteiler-Einrichtung dem Vergrößerungswechsler/Zoomsystem anschließt. Nachgeordnet können ein Binokulartubus zur stereoskopischen Betrachtung des Objekts und/oder ein Anschluss für ein Dokumentationsmodul zur (elektrooptischen) Dokumentation der Objektbetrachtung sein. Dieser Binokulartubus wird üblicherweise von einem Hauptbeobachter (Chirurgen) benutzt. Zur Vereinfachung der nachfolgenden Beschreibung sei davon ausgegangen, dass der Hauptbeobachter an der Vorderseite des Mikroskops platziert ist, dass die Schnitt stelle zur Dokumentation auf der Rückseite des Mikroskops angeordnet ist, und dass vorteilhafterweise eine Schnittstelle zu einem Assistentenmodul vorgesehen ist, die sich in einem um mindestens 180° um die Mikroskopachse drehbaren Gehäuse befindet. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass sich die Erfindung auch realisieren lässt, wenn zwei einander gegenüberliegenden Schnittstellen zu einem Assistentenmodul (beispielsweise links und rechts am Mikroskopgehäuse) vorgesehen sind. Nachteilig bei einer solchen Lösung wäre jedoch die Notwendigkeit der Demontage und Montage eines Assistententubus oder die Notwendigkeit zweier fixer Assistententuben. Anstelle des erwähnten Binokulartubus lässt sich selbstverständlich auch ein (Video-)Bildaufnehmer anordnen, mit dem beispielsweise eine räumliche Bildbetrachtung ermöglicht werden kann.
Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn das genannte drehbare Gehäuse, das die Schnittstelle zum Assistentenmodul trägt, die optische Strahlteiler-Einrichtung umgibt und durch eine Drehbewegung des Gehäuses (zwecks Assistentenwechsel) diese Strahlteiler-Einrichtung in ihre genannte erste oder zweite Stellung zu bringen ist. Da mit dem Assistentenwechsel eine Drehung des Gehäuses um 180° verbunden ist, kann diese Drehung für eine Drehung der optischen Komponenten der Strahlteiler-Einrichtung eingesetzt werden. Sollte beispielsweise nur eine 90°-Drehung dieser optischen Komponenten notwendig sein, so ist eine entsprechende Übersetzung der Drehbewegungen nötig. Es sei an dieser Stelle nochmals betont, dass nicht zwingend eine mechanische Kopplung des drehbaren Gehäuses mit der Strahlteiler-Einrichtung bzw. deren optischen Komponenten notwendig ist. Es ist nämlich auch denkbar, dass eine 180°-Drehung des Gehäuses mit der Assistenten-Schnittstelle detektiert wird und daraufhin die Strahlteiler-Einrichtung von ihrer ersten Stellung in ihre zweite Stellung (oder zurück), beispielsweise durch einen eigenen der Strahlteiler-Einrichtung zugeordneten Antrieb, gebracht wird.
Es ist weiterhin von Vorteil, wenn am festen Mikroskopgehäuse ein Anschluss für ein Dokumentationsmodul angebracht ist, wobei dieser Anschluss insbesondere auf einem verschiebbaren Schlitten montiert ist. Da nämlich bei einem Assistentenwechsel der entsprechende Assistenten-Strahlengang aus dem jeweils anderen Hauptstrahlengang ausgekoppelt wird, muss auch der Dokumentations-Strahlengang aus dem jeweils anderen Hauptstrahlengang ausgekoppelt werden (hierdurch ist gewährleistet, dass die Helligkeit in beiden Kanälen die gleiche bleibt). Wenn folglich die Dokumentations-Schnittstelle verschiebbar ausgestaltet ist, kann diese bei einem Assistentenwechsel ebenfalls von einem Strahlengang auf den anderen ihren Abgriff wechseln. Hierzu ist es insbesondere zweckmäßig, wenn der genannte Schlitten eine Verschiebung der Dokumentations-Schnittstelle (des Anschlusses für das Dokumentationsmodul) entlang der Stereobasis um die Länge derselbigen ermöglicht. Wiederum ist es zweckmäßig, wenn eine solche Verschiebung automatisch mit einer Drehbewegung des Gehäuses, das die Schnittstelle zum Assistentenmodul aufweist, erfolgt.
Bei einer derartigen Anordnung ist es vorteilhaft, wenn der Anschluss für das Dokumentationsmodul außerhalb des Drehbereichs der am drehbaren Gehäuse angebrachten Schnittstelle zum Assistentenmodul angeordnet ist, wobei dies für jede mögliche Stellung der Dokumentations-Schnittstelle auf besagtem Schlitten der Fall sein sollte.
Wie anhand der zu erläuternden besonders bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung verständlich werden wird, ist eine lineare Verschiebbarkeit des Anschlusses für die Dokumentation nicht zwingend notwendig. Vielmehr kann der aus gekoppelte Dokumentations-Strahlengang mittels Strahlumlenker zu einem mikroskopfesten Anschluss für die Dokumentation geleitet werden.
Ohne Beschränkung der Allgemeinheit wird im Folgenden davon ausgegangen, dass die ausgekoppelten Assistenten-Strahlengänge (in den beiden Stellungen der Strahlteiler-Einrichtung) in einer Horizontalebene liegen, die auf derjenige Ebene, in der die beiden Hauptstrahlengänge des Mikroskops liegen, senkrecht steht. Der ausgekoppelte Dokumentations-Strahlengang soll in derselben oder in einer hierzu parallelen Horizontalebene liegen.
Es seien im Folgenden verschiedene bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung, insbesondere der Strahlteiler-Einrichtung, näher erläutert, wobei der Fachmann anhand der erläuterten Grundprinzipien durch Kombination von Merkmalen andere mögliche Lösungen auffinden kann, die im Rahmen vorliegender Erfindung liegen.
Zunächst ist es vorteilhaft, wenn die Strahlteiler-Einrichtung nur zwei optische Strahlteiler aufweist, die jeweils in einem der beiden Hauptstrahlengänge, insbesondere nebeneinander, angeordnet sind. Die beiden Strahlteiler koppeln somit einen Assistenten- bzw. Dokumentations-Strahlengang aus. Da die Richtung des ausgekoppelten Assistenten-Strahlengangs senkrecht zu derjenigen des ausgekoppelten Dokumentations-Strahlengangs steht, können in einfacher Weise bei einem Assistentenwechsel die beiden Strahlteiler jeweils um 90° um die eigene (Mittel-)Achse, die mit dem jeweiligen Hauptstrahlengang zusammenfällt, gedreht werden. Somit koppelt der Strahlteiler, der in der ersten Stellung den Assistenten-Strahlengang ausgekoppelt hat, in der zweiten Stellung den Dokumentations-Strahlengang aus. Gleiches gilt umgekehrt für den anderen Strahlteiler. Die Rotation um 90° erfolgt dabei für beide Strahlteiler gleichsinnig. Bei entsprechender Umsetzung der Drehungen kann beispielsweise eine Drehung der Strahlteiler mit einer Drehung des Gehäuses, das die Schnittstelle zum Assistentenmodul aufweist, gekoppelt werden. Ohne Strahlumlenkung des ausgekoppelten Dokumentations-Strahlengangs muss der Dokumentationsanschluss um die Strecke zwischen den beiden Strahlteilern (also parallel zur Stereobasis um den Betrag der Stereobasis) verschoben werden. Alternativ können Strahlumlenker zum Einsatz kommen, mittels derer auch nach Assistentenwechsel (Übergang der Strahlteiler-Einrichtung von der ersten in die zweite Stellung oder umgekehrt) der ausgekoppelte Dokumentations-Strahlengang an einen fixen Dokumentationsanschluss gelenkt wird. Hierzu sind in der Strahlteiler-Einrichtung mehrere, insbesondere drei Strahlumlenker auf der Seite des ausgekoppelten Dokumentations-Strahlengangs vorgesehen, von denen zumindest einer in Abhängigkeit von einer Drehung eines der beiden (oder beider) Strahlteiler verschwenkbar ist. Ist der Dokumentationsanschluss beispielsweise symmetrisch zum Zentrum der Stereobasis angeordnet, können drei Strahlumlenker (Spiegel) eingesetzt werden, wobei jeweils die beiden äußeren Strahlumlenker eine Umlenkung des ausgekoppelten Dokumentations-Strahlengangs zum Dokumentationsanschluss vornehmen. Bei einem Assistentenwechsel muss dann der mittlere Strahlumlenker zusammen mit den beiden Strahlteilern um 90° (oder einen an das Optikdesign angepassten Winkel) gedreht werden (vgl. erste und zweite bevorzugte Ausführungsform in den Ausführungsbeispielen).
In einer alternativen Ausführungsform können die beiden Strahlteiler gemeinsam um 180° um die Mikroskopachse drehbar angeordnet sein. In diesem Fall übernimmt der Strahlteiler, der in der ersten Stellung der Strahlteiler-Einrichtung den Assistenten-Strahlengang auskoppelt auch die Auskopplung desselbigen Strahlengangs in der zweiten Stellung, in der beide Strahlteiler um 180° gedreht sind. Damit der Dokumentations-Strahlengang weiterhin in dieselbe Richtung (beispielsweise in Richtung Rückseite des Mikroskops) ausgekoppelt wird, ist es notwendig, zusätzlich den für die Dokumentation zuständigen Strahlteiler um 180° um die eigene Achse, die auf dem Hauptstrahlengang liegt, zu drehen. Alternativ, aber weniger bevorzugt, könnte anstelle der 180°-Drehung des Strahlteilers für die Dokumentation um die eigene Achse eine Umlenkung des (in die falsche Richtung) ausgekoppelten Dokumentations-Strahlengangs mittels Strahlumlenker in die (richtige) Richtung des Dokumentationsanschlusses vorgenommen werden. Da bei dieser Ausführungsform mit einem Assistentenwechsel auch die Auskopplung des Dokumentations-Strahlengangs von dem jeweils anderen Hauptstrahlengang vorgenommen wird, muss der Dokumentationsanschluss entsprechend verschoben werden. Hierzu ist es wiederum zweckmäßig, den Dokumentationsanschluss parallel zur Stereobasis um die Länge derselbigen linear zu verschieben.
Anstelle der genannten Verschiebung des Dokumentations-Anschlusses kann es aber zweckmäßig sein, diesen ortsfest am Mikroskopgehäuse anzubringen. In diesem Fall ist es zweckmäßig, wenn in der Strahlteiler-Einrichtung mehrere, insbesondere zwei Strahlumlenker jeweils auf gegenüberliegenden Seiten eines der optischen Strahlteiler und fest mit diesem verbunden angeordnet sind. Mit zwei Strahlumlenkern lässt sich beispielsweise der in Richtung Rückseite des Mikroskops ausgekoppelte Dokumentations-Strahlengang zunächst in eine hierzu senkrechte Richtung umlenken und anschließend durch den zweiten Strahlumlenker wiederum in eine hierzu senkrechte, zur Richtung der Auskopplung parallelen Richtung umleiten. Hierdurch kann der ausgekoppelte Dokumentations-Strahlengang seitlich beispielsweise so versetzt werden, dass er in einer Richtung senkrecht zur Mitte der Stereobasis verläuft. Der Dokumentationsanschluss kann entsprechend zentrisch ortsfest angeordnet werden. Die zwei Strahlumlenker sind auf beiden gegenüberliegenden Seiten des für die Dokumentation zuständigen Strahlteilers angeordnet, wobei nach einer Drehung um 180° jeweils das gegenüberliegende Paar Strahlumlenker zum Einsatz kommt. Eine entsprechende Ausführungsform ist als dritte Ausführungsform in den Ausführungsbeispielen näher erläutert.
In einer anderen Ausführungsform weist die Strahlteiler-Einrichtung vier optische Strahlteiler auf, von denen jeweils zwei in einem der beiden Hauptstrahlengänge angeordnet sind. Aufgrund der jeweils übereinander angeordneten Strahlteiler in Richtung eines Hauptstrahlengangs ergibt sich ein Lichtverlust für den Hauptbeobachter. Ein Vorteil einer solchen Lösung kann jedoch sein, dass der Übergang der Strahlteilereinrichtung von ihrer ersten Stellung in die zweite Stellung (und umgekehrt) mit weniger zu bewegenden optischen Elementen realisiert werden kann.
Beispielsweise ist es sinnvoll, wenn zwei nebeneinander angeordnete Strahlteiler jeweils einen Assistenten-Strahlengang auskoppeln, wobei beispielsweise die beiden unteren (vom Objekt her gesehen) Strahlenteiler hierzu verwendet werden. In gleicher Weise ist es sinnvoll, wenn die zwei anderen nebeneinander angeordneten Strahlteiler jeweils einen Dokumentations-Strahlengang auskoppeln. Es kann sich hierbei um die beiden oberen (vom Objekt her betrachtet) Strahlteiler handeln. Bei einer solchen Anordnung wird folglich aus jedem Hauptstrahlengang ein Assistenten-Strahlengang ausgekoppelt, wobei insbesondere nur ein Assistentenstrahlengang tatsächlich genutzt wird. Gleiches gilt analog für den Dokumentations-Strahlengang. In einer ersten Stellung der Strahlteiler-Einrichtung wird nun der Assi stenten-Strahlengang (aus dem ersten Hauptstrahlengang) zum Assistentenmodul geleitet, während der Dokumentations-Strahlengang (aus dem zweiten Hauptstrahlengang) zum Dokumentationsmodul geleitet wird. Bei einem Assistentenwechsel werden die jeweils anderen Hauptstrahlengänge für die ausgekoppelten Assistenten- und Dokumentations-Strahlengänge benutzt. Wiederum ist entweder der Dokumentationsanschluss linear um die Länge der Stereobasis und parallel zu dieser verschiebbar angeordnet oder aber der ausgekoppelte Dokumentations-Strahlengang wird über Strahlumlenker an einen festen Ort des Dokumentationsanschlusses gelenkt. Hierzu eignet sich die bereits besprochene Anordnung von drei Strahlumlenkern in besonderer Weise. In diesem Fall ist lediglich der mittlere Spiegel um 90° (oder einen anderen an das Optikdesign angepassten Winkel) zu verschwenken, wenn die Strahlteiler-Einrichtung von der ersten in die zweite Stellung (und umgekehrt) wechselt. Bei dieser Anordnung, die in den Ausführungsbeispielen als vierte und fünfte bevorzugte Ausführungsform näher erläutert werden wird, ist folglich entweder nur der Dokumentationsanschluss oder nur ein Strahlumlenker verschiebbar bzw. drehbar auszuführen. Die Anzahl der zu bewegenden Teile ist somit gering.
In einer wiederum anderen Ausführungsform weist die Strahlteiler-Einrichtung zwei optische Strahlteiler auf, die jeweils in einem der beiden Hauptstrahlengänge derart angeordnet sind, dass sie in Richtung der Mikroskopachse (in Richtung der Hauptstrahlengänge) zueinander versetzt angeordnet sind. Auf diese Weise können die beiden Strahlteiler ”diagonal” in die beiden Hauptstrahlengänge gesetzt werden. Bei einer solchen Anordnung ist es zweckmäßig, wenn einer der beiden Strahlteiler um 180° um die Mikroskopachse drehbar angeordnet ist. Auf diese Weise lässt sich wieder ein Strahlteiler (beispielsweise der untere) für die Auskopplung des Assistenten-Strahlengangs auswählen, während der andere (beispielsweise der obere) für die Auskopplung des Dokumentations-Strahlengangs ausgewählt wird. Bei einem Assistentenwechsel wird dann der für den Assistenten-Strahlengang zuständige Strahlteiler um 180° um die Mikroskopachse gedreht (Übergang der Strahlteiler-Einrichtung von der ersten in die zweite Stellung (oder umgekehrt)). Alternativ zur Drehung des Strahlteilers um 180° um die Mikroskopachse kann das gleiche Ergebnis erzielt werden, indem der Strahlteiler zunächst um 180° um die eigene Achse gedreht und anschließend entlang der Stereobasis um die Länge der Stereobasis verschoben wird.
Der für den Dokumentations-Strahlengang zuständige (obere) Strahlteiler wird bei einem Assistentenwechsel auf den anderen Hauptstrahlengang gesetzt, indem er beispielsweise entlang der Stereobasis um die Länge der Stereobasis verschoben wird. In diesem Zusammenhang wird auf die sechste bevorzugte Ausführungsform verwiesen, die in den Ausführungsbeispielen näher erläutert werden wird. Es sei darauf hingewiesen, dass auch Mischformen möglich sind, in denen beispielsweise drei Strahlteiler zum Einsatz kommen, so dass beispielsweise wiederum zwei Strahlteiler für die Auskopplung des Assistenten-Strahlengangs zuständig sind. Hierdurch kann eine Bewegung des genannten Strahlteilers für den Assistenten-Strahlengang umgangen werden.
Wie bereits in Zusammenhang mit anderen Ausführungsformen besprochen, kann auch bei der hier betrachteten diagonalen Anordnung zweier optischer Strahlteiler der Dokumentationsanschluss beim Übergang der Strahlteiler-Einrichtung von der ersten in die zweite Stellung (oder umgekehrt) parallel zur Stereobasis (zumindest) um die Länge der Stereobasis verschiebbar angeordnet sein oder aber der ausgekoppelte Dokumentations-Strahlengang mittels Strahlumlenker an einen fest angeordneten Dokumentationsanschluss gelenkt werden.
Hierfür bietet sich wieder die bereits besprochene Anordnung mit drei Strahlumlenkern an. In diesem Zusammenhang wird auf die sechste und siebte Ausführungsform verwiesen, die in den Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
Die vorliegend geschilderten Merkmale der Erfindung können nicht nur in der hier angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendet werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Im Folgenden sollen verschiedene Ausführungsformen der Erfindung die Erfindung und ihre Vorteile in Zusammenhang mit den beigefügten Figuren näher erläutern.
1 zeigt schematisch den Grundaufbau eines Stereomikroskops gemäß Erfindung in einer Seitenansicht;
2 zeigt schematisch eine Ansicht auf das Stereomikroskop gemäß 1 in Draufsicht;
3 zeigt eine Detailansicht einer vorteilhaften Ausführungsform eines Stereomikroskops als Querschnitt in einer Vertikalebene (3A) und in einer Horizontalebene (3B)
4 zeigt eine Detailansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform mit der Strahlteilereinrichtung in ihrer ersten Stellung (4A), in ihrer zweiten Stellung (4B) und in perspektivischer Ansicht (4C);
5 zeigt eine Detailansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform mit der Strahlteilereinrichtung in ihrer ersten Stellung (5A), in ihrer zweiten Stellung (5B) und in perspektivischer Ansicht (5C);
6 zeigt eine Detailansicht einer dritten bevorzugten Ausführungsform mit der Strahlteilereinrichtung in ihrer ersten Stellung (6A), in ihrer zweiten Stellung (6B) und in perspektivischer Ansicht (6C);
7 zeigt eine Detailansicht einer vierten bevorzugten Ausführungsform mit der Strahlteilereinrichtung in ihrer ersten Stellung (7A), in ihrer zweiten Stellung (7B) und in perspektivischer Ansicht (7C);
8 zeigt eine Detailansicht einer fünften bevorzugten Ausführungsform mit der Strahlteilereinrichtung in ihrer ersten Stellung (8A), in ihrer zweiten Stellung (8B) und in perspektivischer Ansicht (8C);
9 zeigt eine Detailansicht einer sechsten bevorzugten Ausführungsform mit der Strahlteilereinrichtung in ihrer ersten Stellung (9A), in ihrer zweiten Stellung (9B) und in perspektivischer Ansicht (9C);
10 zeigt eine Detailansicht einer siebten bevorzugten Ausführungsform mit der Strahlteilereinrichtung in ihrer ersten Stellung (10A), in ihrer zweiten Stellung (10B) und in perspektivischer Ansicht (10C); und
11 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
1 zeigt schematisch den Grundaufbau eines Stereomikroskops 20 gemäß Erfindung in einer Seitenansicht. Ein im Fokus des Objektivs 50 des Stereomikroskops 20 befindliches Objekt 55 wird über ein Binokulartubus 40 mit zwei Okularen 35 (in der Seitenansicht ist nur eines der Okulare 35 sichtbar) abgebildet, wobei dieses Bild von einem Hauptbeobachter (beispielsweise Chirurg) betrachtet werden kann. Üblicherweise sind bei derartigen Stereomikroskopen 20 zwischen Objektiv 50 und Binokulartubus 40 zwei Kanäle eines Vergrößerungssystems, wie Zoomsystem oder Vergrößerungswechsler, zur kontinuierlichen oder stufenweise Änderung der Vergrößerung vorgesehen. Da dieser Aufbau an sich bekannt ist, wird er im Folgenden nicht weiter erläutert. Die beiden optischen Kanäle des Vergrößerungssystems sind nebeneinander in einer Ebene senkrecht zur Zeichenebene im Mikroskopkörper 2 angeordnet. Sie definieren einen ersten und einen zweiten Hauptstrahlengang 21 bzw. 22. In diesen beiden Hauptstrahlengängen 21, 22 ist eine Strahlteilereinrichtung 30 vorgesehen, die aus den Hauptstrahlengängen jeweils ein Assistenten-Strahlengang 31 und ein Dokumentations-Strahlengang 32 auskoppelt. In dem in 1 betrachteten Ausführungsbeispiel wird der Dokumentations-Strahlengang 32 in Richtung Rückseite des Stereomikroskops 20 ausgekoppelt und zu einem Anschluss 4 für die Dokumentation geleitet. Die Strahlteilereinrichtung 30 ist in diesem Fall schematisch als Strahlteiler dargestellt. Der Assistenten-Strahlengang 31 wird senkrecht zum Dokumentations-Strahlengang 32 ausgekoppelt, wobei sich eine Schnittstelle zum Assistentenmodul in einer Ebene befindet, die senkrecht zur Zeichenebene durch den skizzierten Strahlteiler verläuft. Die Schnittstelle 6 zum Assistentenmodul befindet sich folglich auf der linken oder rechten Seite des Mikroskopgehäuses. Mit 24 ist die Mikroskopachse bezeichnet, die in diesem Fall symmetrisch zwischen den beiden Hauptstrahlengängen 21, 22 verläuft.
2 zeigt schematisch eine Ansicht auf das Stereomikroskop 20 gemäß 1 in Draufsicht. Bei der hier betrachteten Ausführungsform sei die Schnittstelle 6 zum Assistentenmodul in einer Ebene, die den Querschnitt des Mikroskopkörpers 2 enthält (hier gleich der Zeichenebene) um mindestens 180° schwenkbar um die Mikroskopachse 24 ausgeführt. Weiterhin sei angenommen, dass der Anschluss 4 für die Dokumentation linear parallel zur Stereobasis 23, die den Abstand zwischen ersten und zweiten Hauptstrahlengang definiert, verschiebbar angeordnet ist. Die durchgezogenen Linien in 2 bezeichnen die erste Stellung der Strahlteilereinrichtung 30, während die gestrichelten Linien in 2 die zweite Stellung der Strahlteilereinrichtung 30 bezeichnen. In diesem Fall ist nämlich eine Verschwenkung der Schnittstelle 6 zum Assistentenmodul mit einer linearen Verschiebung des Anschlusses 4 für die Dokumentation gekoppelt, wobei durch besagte Bewegungen die Strahlteilereinrichtung 30 von der ersten in die zweite Stellung (oder umgekehrt) übergeführt wird. Wie bereits verschiedentlich erwähnt, ist eine lineare Verschiebung des Anschlusses 4 für die Dokumentation nicht zwingend erforderlich, vielmehr kann der ausgekoppelte Dokumentations-Strahlengang 32 mit Hilfe von Strahlumlenkern (Spiegeln) an eine mikroskopfeste Stelle gelenkt werden.
Die 3 zeigt eine besonders vorteilhafte Ausführungsform eines Stereomikroskops, bei der eine Drehung der Schnittstelle 6 zum Assistentenmodul sowohl mit einer Verschiebung des Anschlusses 4 für die Dokumentation als auch mit einem Wechsel der Strahlteilereinrichtung 30 von einer ersten in eine zweite Stellung gekoppelt ist. 3A zeigt einen Querschnitt in einer Ebene, die die Hauptstrah lengänge 21 und 22 enthält; 3B zeigt einen Querschnitt in einer Horizontalebene, senkrecht zur Ebene aus 3A. 2 bezeichnet das (ortsfeste) Mikroskopgehäuse, das ein drehbares Gehäuse 1 umgibt, das seinerseits mit einer Schnittstelle 6 zu einem Assistentenmodul (nicht dargestellt) versehen ist. Die Schnittstelle 6 lässt sich um 180° um die Mikroskopachse 24 in der Zeichenebene gemäß 3B drehen. Ein Anschluss 4 für ein Dokumentationsmodul (ebenfalls nicht dargestellt) ist an der Rückseite des Mikroskopgehäuses 2 auf einem Schlitten 3 montiert. 5 bezeichnet einen Mitnehmerstift, der bei Drehung der Schnittstelle 6 zum Assistentenmodul den Anschluss 4 für die Dokumentation zwangsweise auf dem Schlitten 3 mitführt. Die Verschiebung des Anschlusses 4 erfolgt vorzugsweise linear parallel zur Stereobasis 23.
Die Strahlteilereinrichtung 30 besteht im dargestellten Beispiel gemäß 3 im wesentlichen aus zwei Strahlteilern oder Teilerprismen 7 und 8. Das Teilerprisma 7 ist im Hauptstrahlengang 21, das Teilerprisma 8 im Hauptstrahlengang 22 angeordnet (vgl. 3A). Die Gehäuseteile des Mikroskops sind mit 2a und 2b bezeichnet. Wie aus 3B ersichtlich, sind die Strahlteiler 7 und 8 auf einem Zahnkranz 9 bzw. 10 montiert, wobei die Zahnkränze 9, 10 mit dem Stirnrad 11 in Eingriff stehen, das mit dem Stirnrad 12 gekoppelt ist, das seinerseits die Zahnstange 13 bewegt. Bei einer Drehung des drehbaren Gehäuses 1 erfolgt somit eine zwangsweise Mitführung des Anschlusses 4 über den Schlitten 3 und eine zwangsweise Drehung der Strahlteiler 7 und 8 über den Mechanismus aus Zahnstange 13, Stirnräder 11, 12 und Zahnkränze 9, 10. 3 stellt eine besondere Ausführungsform dar. Wie bereits erwähnt, sind andere Ausführungsformen denkbar, insbesondere solche, bei denen keine zwangsweise Mitführung bzw. Drehung erfolgt, sondern beispielsweise mittels eigener Antriebe vorgenommen wird.
Die in 3 dargestellte Strahlteilereinrichtung 30 ist lediglich exemplarisch dargestellt, um den Mechanismus zu veranschaulichen. Die in 3 dargestellte Ausführungsform wird in ihrer Funktionsweise anhand von 4 nochmals erläutert.
Die 4 bis 10 verdeutlichen die Funktionsweise von sieben verschiedenen bevorzugten Ausführungsformen, wobei hier lediglich die Strahlteilereinrichtung 30 anhand von Strahlteilern und etwaigen Strahlumlenkern schematisch dargestellt ist sowie der Anschluss 4 für die Dokumentation in seiner jeweiligen Stellung dargestellt ist. Die Darstellungen gemäß 4 bis 10 lassen sich ohne weiteres in die Gesamtdarstellung gemäß 3 einfügen bzw. in eine solche Gesamtdarstellung übertragen, um von dort zu einem erfindungsgemäßen Stereomikroskop zu gelangen. Im Folgenden seien sieben bevorzugte Ausführungsformen kurz erläutert, ohne auf mögliche alternative Ausgestaltungen einzugehen. Solche alternativen Ausgestaltungen wurden bereits weiter oben in der Beschreibung angegeben. Die 4 bis 10 sind derart aufgebaut, dass die mit A und B bezeichneten Teilfiguren die Strahlteilereinrichtung 30 in ihrer ersten bzw. zweiten Stellung darstellen, während die mit C bezeichnete Teilfigur jeweils eine perspektivische Darstellung liefert.
4 zeigt schematisch eine erste besonders bevorzugte Ausführungsform, wobei 4C eine perspektivische Ansicht des Anschlusses 4 für die Dokumentation (mit Schlitten 3) sowie die Position der beiden Strahlteiler 7 und 8 (mit Zahnkränzen und Stirnrädern) zeigt. 4A zeigt die erste Stellung der Strahlteilereinrichtung 30, in der aus dem ersten Hauptstrahlengang 21 ein Assistenten-Strahlengang 31 zur linken Seite des Mikroskops hin ausgekoppelt wird. Senkrecht hierzu wird der Dokumentations- Strahlengang 32 zur Rückseite des Mikroskops hin ausgekoppelt. Die Auskopplung des Assistenten-Strahlengangs 31 wird durch einen Strahlteiler 7 vorgenommen, der zweckmäßigerweise 50% des Lichts des Hauptstrahlengangs 21 in Richtung Binokulartubus durchlässt, die übrigen 50% in die angegebene Richtung auskoppelt bzw. ausblendet. Als Strahlteiler 7 eignet sich ein Teilerprisma. Analoges gilt für die Auskopplung des Dokumentations-Strahlengangs 32. Dieser wird unmittelbar dem Anschluss für die Dokumentation zugeführt.
4B zeigt die zweite Stellung der Strahlteilereinrichtung 30, die sich aus der ersten Stellung durch eine 90°-Drehung im Uhrzeigersinn beider Strahlteiler 7 und 8 ergibt, wobei zusätzlich der Dokumentationsanschluss 4 um die Distanz der Strahlteiler 7 und 8, die der Stereobasis 23 entspricht, parallel zur Stereobasis verschoben werden muss. In der neuen Stellung ist der Strahlteiler 8 für die Auskopplung des Assistenten-Strahlengangs 31, der Strahlteiler 7 für die Auskopplung des Dokumentations-Strahlengangs 32 zuständig. Entsprechend muss der Dokumentationsanschluss 4 in der Zeichnung nach links vor den Strahlteiler 7 verschoben werden.
5 zeigt eine bevorzugte zweite Ausführungsform der Erfindung, die vom Aufbau gemäß 4 ausgeht, wobei anstelle eines verschiebbaren Dokumentationsanschlusses 4 ein ortsfester Dokumentationsanschluss 4 am Mikroskop vorgesehen ist. Der ausgekoppelte Dokumentations-Strahlengang 32 wird über eine Anordnung von Strahlumlenkern (Spiegel) 14, 15 und 16 umgelenkt und zum Dokumentationsanschluss 4 geleitet. In der ersten Stellung (5A) ist wiederum (vgl. 4A) der Strahlteiler 7 für die Auskopplung des Assistenten-Strahlengangs 31 zuständig. Der Dokumentations-Strahlengang 32 wird über den Strahlteiler 8 aus dem Hauptstrahlengang 22 ausgekoppelt und zunächst auf den Strahlum lenker 16 geleitet, der den Strahl im rechten Winkel ablenkt. Von dort gelangt der Strahl auf den Strahlumlenker 15, der ebenfalls eine Ablenkung im rechten Winkel oder einen an das Optikdesign angepassten Winkel des Strahls in Richtung Dokumentationsanschluss 4 vornimmt. Der Übergang zur zweiten Stellung (5B) erfolgt bei dieser Ausführungsform durch 90°-Drehung der einzelnen Strahlteiler 7 und 8 um die eigene Achse (die jeweils auf dem Hauptstrahlengang liegt) im Uhrzeigersinn und zusätzlich durch 90°-Drehung im Gegenuhrzeigersinn des Strahlumlenkers 15 um eine Achse parallel zur Mikroskopachse 24 bzw. zu den Hauptstrahlengängen 21, 22. Die übrigen Strahlumlenker 14 und 16 bleiben in ihrer Position unverändert. Wie aus 4B ersichtlich, ist in dieser zweiten Position der Strahlteiler 8 nunmehr für die Auskopplung des Assistenten-Strahlengangs 31 zuständig, während der Strahlteiler 7 für die Auskopplung des Dokumentations-Strahlengangs 32 zuständig ist, der mittels der Strahlumlenker 14 und 15 zum Dokumentationsanschluss 4 geleitet wird. 5C zeigt wiederum eine perspektivische Ansicht des Aufbaus der zweiten Ausführungsform.
6 zeigt eine dritte bevorzugte Ausführungsform der Erfindung mit wiederum zwei Strahlteilern 7 und 8. In diesem Fall sind die Strahlteiler 7 und 8 miteinander gekoppelt und zusammen um 180° um die Hauptachse (Mikroskopachse 24) drehbar gelagert. In der ersten Stellung der Strahlteilereinrichtung 30 übernimmt der Strahlteiler 7 die Auskopplung des Assistenten-Strahlengangs 31. Zur Auskopplung des Dokumentations-Strahlengangs 32 ist wiederum ein Strahlteiler 8 vorgesehen, wobei die Strahlteilereinrichtung 30 zwei Strahlumlenker 17, 18 aufweist, um den ausgekoppelten Dokumentations-Strahlengang 32 in den Dokumentationsanschluss 4 zu lenken. Beim Assistentenwechsel erfolgt der Übergang in die zweite Stellung der Strahlteilereinrichtung 30 durch die genannte Drehung um 180°. Hierbei wird die gesamte Optikgruppe um die Hauptachse gedreht. Zusätzlich wird in dem hier dargestellten Fall auch der Strahlteiler 8 für den Dokunmentations-Strahlengang 32 um 180° um die eigene Achse gedreht, um eine Auskopplung in Richtung Dokumentationsanschluss 4 zu erzielen. Über zwei weitere Strahlumlenker 17', 18', die symmetrisch zu den Strahlumlenkern 17 und 18 angeordnet sind, kann nunmehr der ausgekoppelte Dokumentations-Strahlengang 32 in Richtung Dokumentationsanschluss gelenkt werden. Alternative Anordnungen sind hier für den Fachmann ersichtlich und wurden auch bereits oben in der Beschreibung skizziert. Beispielsweise ließe sich anstelle der 180°-Drehung des Strahlteilers 8 eine Strahlumlenkung des Dokumentations-Strahlengangs 32 in den Dokumentationsanschluss 4 auch alleine über anders angeordnete Strahlumlenker erzielen.
7 zeigt eine weitere bevorzugte vierte Ausführungsform der Erfindung, wobei hier, wie in 7C dargestellt, vier Strahlteiler 70, 70' und 80, 80' vorgesehen sind. Die Strahlteiler 80, 80' und 70, 70' sind jeweils nebeneinander angeordnet, wobei jeweils zwei Strahlumlenker 70, 80' einerseits und 70', 80 andererseits in den beiden Hauptstrahlengängen 21 bzw. 22 angeordnet sind (vgl. 7C). Die Strahlteiler 70 und 70' sind für die Auskopplung eines Assistenten-Strahlengangs 31, die Strahlteiler 80, 80' für die Auskopplung eines Dokumentations-Strahlengangs 32 zuständig.
In 7A ist wiederum die erste Stellung der Strahlteilereinrichtung 30 dargestellt, wobei zur besseren Anschaulichkeit die jeweils aktiven Strahlteiler 70, 80 eingezeichnet sind. In dieser ersten Stellung wird der Assistenten-Strahlengang 31 durch den Strahlteiler 70 zur linken Mikroskopseite hin ausgekoppelt. Von dem diagonal darüber liegenden Strahlteiler 80 wird der Dokumentations-Strahlengang 32 zur Rückseite des Mikroskops hin ausgekoppelt. Wiederum wird über eine Strahlumlenkeranordnung (Spiegelanordnung) 14, 15, 16 eine Umleitung des ausgekoppelten Dokumentations-Strahlengangs zu einem ortsfesten Dokumentationsanschluss 4 erzielt. Der Übergang in die in 7B dargestellte zweite Stellung der Strahlteilereinrichtung 30 erfolgt bei dieser vierten Ausführungsform lediglich durch 90°-Drehung des mittleren Strahlumlenkers 15, wodurch nunmehr der durch den Strahlteiler 80' ausgekoppelte Dokumentations-Strahlengang 32 über die Strahlumlenker 14 und 15 in den Dokumentationsanschluss 4 gelenkt wird. Für die Auskopplung des Assistenten-Strahlengangs 31 ist in der zweiten Stellung der Strahlteiler 70' zuständig.
Vorteil der vierten Ausführungsform ist, dass lediglich ein Bauteil (Spiegel 15) bewegt werden muss, allerdings sind vier Strahlteiler notwendig, wodurch ein Lichtverlust in den Hauptstrahlengängen verursacht wird, der sich unter Umständen für den Hauptbetrachter negativ auswirken kann.
8 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der vierten Ausführungsform aus 7. In dieser fünften Ausführungsform ist im Unterschied zur vierten Ausführungsform der Dokumentationsanschluss 4 verschiebbar gelagert. Hierdurch kann auf die Strahlumlenker 14, 15 und 16 verzichtet werden. Der Dokumentationsanschluss 4 wird beim Wechsel von der ersten Stellung (8A) in die zweite Stellung (8B) um die Distanz der Strahlteiler 80, 80' (also die Stereobasis) verschoben. Ansonsten gilt der bereits in Zusammenhang mit der vierten Ausführungsform gesagte Punkt. Vorteil der fünften Ausführungsform ist, dass überhaupt keine bewegten Optikelemente von Nöten sind, sondern lediglich der Dokumentationsanschluss 4 in bekannter Weise verschiebbar sein muss.
9 zeigt eine sechste Ausführungsform der Erfindung, wobei anstelle von vier Strahlteilern nunmehr zwei diagonal angeordnete Strahlteiler 700 und 800 in die Hauptstrahlengänge 21 bzw. 22 eingebracht sind. Der Strahlteiler 700 ist für die Auskopplung des Assistenten-Strahlengangs 31, der Strahlteiler 800 für die Auskopplung des Dokumentations-Strahlengangs 32 zuständig. In völlig analoger Weise zur Darstellung der 7A wird der Dokumentations-Strahlengang 32 vom Strahlteiler 800 ausgekoppelt und über die Strahlumlenker 15 und 16 in den Dokumentationsanschluss 4 gelenkt. Es kann folglich auf das bereits Ausgeführte verwiesen werden. Der Übergang in die zweite Stellung erfolgt nunmehr dadurch, dass der Strahlteiler 700 entweder um 180° um die eigene Achse gedreht und anschließend um die Länge der Stereobasis parallel zur Stereobasis verschoben wird oder indem der Strahlteiler 700 um 180° um die Mikroskopachse 24 gedreht wird, mit der Folge, dass der Strahlteiler 700 die in 9B dargestellte Position aufweist. Der Assistenten-Strahlengang 31 wird in dieser Position zur rechten Seite des Mikroskops hin ausgekoppelt. Gleichzeitig wird der für den Dokumentations-Strahlengang zuständige Strahlteiler 800 in Richtung des ersten Hauptstrahlengangs 21 um die Länge der Stereobasis nach links verschoben, so dass nunmehr der Dokumentations-Strahlengang 32 aus dem ersten Hauptstrahlengang 21 ausgekoppelt und über die Strahlumlenker 14 und 15 zum Dokumentationsanschluss 4 gelenkt wird. Hierzu ist es notwendig, dass sich der mittlere Spiegel 15 um 90° um die eigene Achse dreht. Bei dieser sechsten Ausführungsform ist folglich die Anzahl der bewegten Optikelemente größer, wobei im Vergleich zur vierten und fünften Ausführungsform kein zusätzlicher Lichtverlust auftritt.
Schließlich sei eine bevorzugte siebte Ausführungsform anhand 10 besprochen. Diese Ausführungsform bezieht sich auf die sechste Ausführungsform gemäß 9, wobei lediglich in bereits geschilderter Weise der Dokumentationsanschluss 4 in Richtung parallel zur Stereobasis um die Länge der Stereobasis verschiebbar angeordnet ist. Hierdurch kann auf die Strahlumlenker 14, 15 und 16 der sechsten Ausführungsform verzichtet werden. Die Strahlteiler 700 und 800 sind in der bereits geschilderten Form zu bewegen, um von der ersten Stellung (10A) in die zweite Stellung (10B) zu gelangen, wozu explizit auf die sechste Ausführungsform verwiesen wird.
Schließlich zeigt 11 eine schematische perspektivische Ansicht der zweiten oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Dargestellt sind die beiden Strahlteiler 7 und 8, die drei Strahlumlenker 14, 15 und 16, die zusammen die wesentlichen Elemente der optischen Strahlteilereinrichtung 30 bilden. Letztere ist von einem drehbaren Gehäuse 1 umgeben, um einen Assistentenwechsel von der rechten zur linken Seite des Mikroskops (und umgekehrt) zu ermöglichen. Die Schnittstelle zum Assistentenmodul ist wiederum mit 6 bezeichnet. Der Dokumentationsanschluss ist wiederum mit 4 bezeichnet.
Die Erfindung stellt ein Stereomikroskop mit Assistenten- und Dokumentationsausgang bereit, das insbesondere in der Chirurgie mit Vorteil eingesetzt werden kann. Es gestattet einen bequemen Assistentenwechsel, ohne in Kollision mit der Dokumentationsschnittstelle oder mit dem Hauptbeobachtertubus zu kommen. Die vorgeschlagenen Anordnungen (vgl. erste bis siebte Ausführungsform) sind ergonomisch und funktional. Das vorgeschlagene drehbare Gehäuse für den Assistentenwechsel mit der zwangsweisen Mitnahme der Komponenten der Strahlteilereinrichtung 30, die bei Verschwenken des drehbaren Gehäuses von ihrer ersten in die zweite Stellung wechselt, gestattet einen automatischen und für den Benutzer in hohem Maße komfortablen Assistentenwechsel, der sich überdies nicht auf die Bildhelligkeit oder die Bildorientierung auswirkt. Die vorgeschlagenen Ausführungsformen sind vergleichsweise kostengünstig zu realisieren, ohne dass ein vierstrahliger Mikroskopaufbau notwendig wäre, der überproportional hohe Kosten verursachen würde.

1: drehbares Gehäuse
2, 2a, 2b: Mikroskopgehäuse
3: Schlitten
4: Anschluss für Dokumentation
5: Mitnehmerstift
6: Schnittstelle Assistentenmodul
7: Strahlteiler, Teilerprisma
8: Strahlteiler, Teilerprisma
9: Zahnkranz
10: Zahnkranz
11: Stirnrad
12: Stirnrad
13: Zahnstange
14, 15, 16: Strahlumlenker
17, 17': Strahlumlenker
18, 18': Strahlumlenker
20: Stereomikroskop
21: erster Hauptstrahlengang
22: zweiter Hauptstrahlengang
23: Stereobasis
24: Mikroskopachse
30: optische Strahlteilereinrichtung
31: ausgekoppelter Assistenten-Strahlengang
32: ausgekoppelter Dokumentations-Strahlengang
35: Okular
40: Binokulartubus
50: Objektiv
55: Objekt
70, 70': Strahlteiler, Teilerprisma
80, 80': Strahlteiler, Teilerprisma
700: Strahlteiler, Teilerprisma
800: Strahlteiler, Teilerprisma

Claims

Stereomikroskop (20) mit einem ersten und einem zweiten Hauptstrahlengang (21, 22), deren Abstand eine Stereobasis (23) definiert, wobei durch die Mitte der Stereobasis (23) parallel zu den Hauptstrahlengängen (21, 22) eine Mikroskopachse (24) verläuft, und mit einer optischen Strahlteilereinrichtung (30) zur Erzeugung eines Assistenten-Strahlengangs (31) und eines Dokumentations-Strahlengangs (32), wobei der Assistenten-Strahlengang (31) in einer ersten Stellung der Strahlteilereinrichtung (30) aus dem ersten (21), in einer zweiten Stellung aus dem zweiten Hauptstrahlengang (22) auskoppelbar ist und der Dokumentations-Strahlengang (32) aus dem jeweils anderen Hauptstrahlengang (21; 22) auskoppelbar ist, und wobei die Richtung des Assistenten-Strahlengangs (31) in der ersten Stellung zu der Richtung des Assistenten-Strahlengangs (31) in der zweiten Stellung der Strahlteilereinrichtung (30) um 180° gedreht ist und der ausgekoppelte Dokumentations-Strahlengang (32) in beiden Stellungen der Strahlteilereinrichtung (30) jeweils senkrecht zum ausgekoppelten Assistenten-Strahlengang (31) steht.
Stereomikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der optischen Strahlteilereinrichtung (30) ein Binokulartubus (40) und/oder ein Anschluss (4) für ein Dokumentationsmodul nachgeordnet ist.
Stereomikroskop nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schnittstelle (6) zu einem Assistentenmodul vorgesehen ist, die sich in einem um mindestens 180° um die Mikroskopachse (24) drehbaren Gehäuse (1) befindet.
Stereomikroskop nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das drehbare Gehäuse (1) die Strahlteiler-Einrichtung (30) umgibt und durch eine Drehbewegung des Gehäuses (1) die Strahlteiler-Einrichtung (30) in die erste oder zweite Stellung zu bringen ist.
Stereomikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass am festen Mikroskopsehäuse (2) des ein Anschluss (4) für ein Dokumentationsmodul angebracht ist, wobei dieser Anschluss (4) insbesondere auf einem verschiebbaren Schlitten (3) montiert ist.
Stereomikroskop nach Anspruch 5 und Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss (4) für das Dokumentationsmodul, insbesondere für jede Stellung des Dokumentationsmoduls auf dem Schlitten (3), außerhalb des Drehbereichs der am drehbaren Gehäuse (1) angebrachten Schnittstelle (6) zum Assistentenmodul angeordnet ist.
Stereomikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlteilereinrichtung (30) zwei optische Strahlteiler (7, 8) aufweist, die jeweils in einem der beiden Hauptstrahlengänge (21, 22) angeordnet sind.
Stereomikroskop nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden optischen Strahlteiler (7, 8) jeweils um 90° um die eigene Achse drehbar angeordnet sind.
Stereomikroskop nach Anspruch 8 und nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss (4) für das Dokumentationsmodul linear in einer Richtung parallel zu der Stereobasis (23) zumindest um den Betrag der Stereobasis (23) verschiebbar ist.
Stereomikroskop nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Strahlteiler-Einrichtung (30) mehrere, insbesondere drei Strahlumlenker (14, 15, 16) auf der Seite des ausgekoppelten Dokumentations-Strahlengangs (32) vorgesehen sind, von denen zumindest einer (15) in Abhängigkeit von einer Drehung eines der beiden Strahlteiler (7, 8) verschwenkbar ist.
Stereomikroskop nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Strahlteiler (7, 8) gemeinsam um 180° um die Mikroskopachse (24) drehbar angeordnet sind.
Stereomikroskop nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass einer der beiden Strahlteiler (8) um 180° um die eigene Achse drehbar angeordnet ist.
Stereomikroskop nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der Strahlteiler-Einrichtung (30) mehrere, insbesondere zwei Strahlumlenker (17, 18; 17', 18') jeweils auf gegenüberliegenden Seiten eines der optischen Strahlteiler (8) und fest mit diesem verbunden angeordnet sind.
Stereomikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlteiler-Einrichtung (30) vier optische Strahlteiler (70, 70', 80, 80') aufweist, von denen jeweils zwei in einem der beiden Hauptstrahlengänge (21, 22) angeordnet sind.
Stereomikroskop nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwei nebeneinander angeordnete Strahlteiler (70, 70') jeweils einen Assistenten-Strahlengang (31) auskoppeln.
Stereomikroskop nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass zwei nebeneinander angeordnete Strahlteiler (80, 80') jeweils einen Dokumentations-Strahlengang (32) auskoppeln.
Stereomikroskop nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, insbesondere drei Strahlumlenker (14, 15, 16) auf der Seite des ausgekoppelten Dokumentations-Strahlengangs (32) vorgesehen sind, von denen zumindest einer (15) verschwenkbar ist, um die Strahlteiler-Einrichtung (30) von der ersten Stellung in die zweite Stellung überzuführen.
Stereomikroskop nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss (4) für das Dokumentationsmodul linear in einer Richtung parallel zur Stereobasis (23) um den Betrag der Stereobasis (23) verschiebbar ist.
Stereomikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlteiler-Einrichtung zwei optische Strahlteiler (700, 800) aufweist, die jeweils in einem der beiden Hauptstrahlengänge (21, 22) derart angeordnet sind, dass sie in Richtung der Mikroskopachse (24) zueinander versetzt sind.
Stereomikroskop nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass einer der beiden Strahlteiler (700) um 180° um die Mikroskopachse (24) drehbar angeordnet ist.
Stereomikroskop nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass einer der beiden Strahlteiler (700) um 180° um die eigene Achse drehbar und zumindest um die Stereobasis (23) entlang der Stereobasis (23) verschiebbar angeordnet ist.
Stereomikroskop nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass einer der beiden bzw. der andere der beiden Strahlteiler (800) zumindest um die Stereobasis (23) und entlang der Stereobasis (23) verschiebbar angeordnet ist.
Stereomikroskop nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss (4) für das Dokumentationsmodul linear in einer Richtung parallel zur Stereobasis (23) zumindest um den Betrag der Stereobasis (23) verschiebbar ist.
Stereomikroskop nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, insbesondere drei Strahlumlenker (14, 15, 16) auf der Seite des ausgekoppelten Dokumentations-Strahlengangs (32) vorgesehen sind, von denen zumindest einer (15) verschwenkbar ist, um die Strahlteiler-Einrichtung (30) von der ersten Stellung in die zweite Stellung überzuführen.