DE102009012897A1

DE102009012897A1 - Stereo microscope for imaging object, has imaging optical path, which comprises lens with optical axis and left and right stereo optical path, where each stereo optical path has optical axis

Info

Publication number: DE102009012897A1
Application number: DE102009012897A
Authority: DE
Inventors: Egon Luther; Ingo Koschmieder; Karl-Heinz Dr. Donnerhacke; Peter Reimer; Johannes Dr. Knoblich
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2009-03-12
Filing date: 2009-03-12
Publication date: 2010-09-16
Anticipated expiration: 2029-03-13
Also published as: DE102009012897B4

Abstract

The stereo microscope (1) comprises an imaging optical path, which comprises a lens (3) with an optical axis (OA) and a left and a right stereo optical path (4l,4r). Each stereo optical path has an optical axis (OAl,OAr) and the object is imaged on an image receiving device (6l,6r). An adjustment mechanics (7) is provided, which adjusts the distance (d) by displacing the image receiving device transverse to the optical axes of the assigned stereo optical path.

Description

Die Erfindung bezieht sich in einem ersten Aspekt auf ein Stereomikroskop zum Abbilden eines Objektes, wobei das Stereomikroskop aufweist: einen Abbildungsstrahlengang, der ein Objektiv, welches eine optische Achse aufweist, und diesem nachgeordnet einen linken und einen rechten Stereostrahlengang umfaßt, wobei jeder Stereostrahlengang eine optische Achse aufweist und das Objekt auf eine Bildempfangseinrichtung abbildet, wobei die optischen Achsen der Stereostrahlengänge zumindest abschnittsweise zur optischen Achse des Objektives parallel verlaufen und in diesem Abschnitt voneinander um einen Abstand beabstandet sind, der einen Stereowinkel der Abbildung des Objektes festlegt. Die Erfindung bezieht sich im ersten Aspekt weiter auf ein Stereomikroskop zum Abbilden eines Objektes, wobei das Stereomikroskop aufweist: einen linken und einen rechten Stereostrahlengang, die eine optische Achse aufweisen, wobei jeder Stereostrahlengang eine Bildempfangseinrichtung aufweist, auf die der Stereostrahlengang das Objekt abbildet, wobei die optischen Achsen der Stereostrahlengänge bezogen auf das Objekt zueinander in einem Winkel liegen, der einen Stereowinkel der Abbildung des Objektes festlegt.The The invention relates in a first aspect to a stereomicroscope for imaging an object, the stereomicroscope comprising: an imaging beam path comprising a lens, which is an optical Has axis, and this downstream a left and a right Stereo ray path includes, wherein each stereo beam path has an optical axis and the object to an image receiving device where the optical axes of the stereo beam paths at least in sections, parallel to the optical axis of the objective run and spaced from each other in this section by a distance are, which sets a stereo angle of the image of the object. The invention further relates in the first aspect to a stereomicroscope for imaging an object, the stereomicroscope comprising: a left and a right stereo ray path, which is an optical Have axis, each stereo beam path an image receiving device has, on which the stereo ray path images the object, wherein the optical axes of the stereo beam paths based on the object are at an angle to each other that has a stereo angle the image of the object.

Die Erfindung bezieht sich in einem zweiten Aspekt auf ein Stereomikroskop zum Abbilden eines Objektes, wobei das Stereomikroskop aufweist: einen Abbildungsstrahlengang, der ein Objektiv und dem Objektiv in Abbildungsrichtung nachgeordnet einen linken und rechten Stereostrahlengang aufweist, wobei jeder Stereostrahlengang das Objekt auf eine Bildempfangseinrichtung abbildet, wobei zusätzlich ein Monostrahlengang vorgesehen ist, der durch das Objektiv das Objekt abbildet, und wobei dem Objektiv in Abbildungsrichtung ein Parallelstrahlengang folgt und in diesem eine Strahlteilereinrichtung angeordnet ist, welche die Stereostrahlengänge abteilt.The The invention relates in a second aspect to a stereomicroscope for imaging an object, the stereomicroscope comprising: an imaging beam path containing a lens and the lens in the imaging direction downstream of a left and right stereo beam path wherein each stereo beam path passes the object to an image receiving device images, with a mono-beam path provided in addition is, which images the object through the lens, and wherein the lens in Imaging direction follows a parallel beam path and in this a beam splitter is arranged, which the stereo beam paths divides.

Stereomikroskope sind seit über hundert Jahren bekannt. Das erste Stereomikroskop wurde 1882 von Greenough vorgeschlagen. Es besteht im wesentlichen aus zwei unter einem Winkel zueinander geneigten Mikroskopen, wobei der Winkel, den die Mikroskope zueinander haben, den Stereowinkel festlegt. Ein Beispiel für eine Weiterbildung dieses Mikroskoptyps findet sich in der DE 19722726 der Anmelderin, bei der vorteilhaft ein DMD eingesetzt wird, um eine kompakte Bauweise zu erreichen.Stereo microscopes have been known for over a hundred years. The first stereomicroscope was proposed in 1882 by Greenough. It consists essentially of two mutually inclined at an angle microscopes, wherein the angle that the microscopes have to each other determines the stereo angle. An example of a further development of this microscope type can be found in the DE 19722726 the applicant, in which advantageously a DMD is used to achieve a compact design.

Ein weiterer Mikroskoptyp sind die erstmals 1924 von Carl Zeiss Jena realisierten Fernrohrlupen-Stereomikroskope, bei der hinter einem gemeinsamen Objektiv zwei Teilbündel entsprechend Stereostrahlengängen isoliert werden und mit entsprechenden Tubussystemen in Okulare abgebildet werden. Ein solcher Fernrohrlupen-Typ ist beispielsweise in der DE 3546915 C2 beschrieben.Another type of microscope is the first telescope magnifying glass stereomicroscopes realized by Carl Zeiss Jena in 1924, in which two sub-beams corresponding to stereo beam paths are isolated behind a common objective and imaged with eyepieces using appropriate tube systems. Such a telescope magnifier type is for example in the DE 3546915 C2 described.

Stereomikroskope haben sich insbesondere im Bereich der Operationsmikroskopie als vorteilhaft erwiesen. Aus diesem Gebiet ist es auch bekannt, ein Stereomikroskop mit elektronischem Bildaufnehmer zu verwenden. Hierzu sei exemplarisch auf die US 6525878 verwiesen. Dort ist einer Optik einer Bildempfangseinrichtung nachgeordnet, wobei mit geeigneten Blenden auf dem Bildaufnehmer die linken und rechten Teilbilder erzeugt werden. Ein weiteres Operationsmikroskop ist aus der DE 10203215 A1 bekannt, bei der eine Stereokamera in Kombination mit gemeinsamer vorgeordneter Mikroskopoptik eingesetzt wird.Stereomicroscopes have proven to be particularly advantageous in the field of surgical microscopy. From this field it is also known to use a stereomicroscope with electronic image sensor. This is exemplified on the US 6525878 directed. There, an optics of an image receiving device is arranged downstream, with the appropriate images on the Bildaufnehmer the left and right partial images are generated. Another surgical microscope is from the DE 10203215 A1 in which a stereo camera in combination with a common upstream microscope optics is used.

Der natürliche Stereowinkel für das menschliche Sehen liegt im Bereich von 13°. Er ergibt sich aus anatomischen und optischen Parametern des Menschen, insbesondere aus der konventionellen Sehweite von 25,0 cm und einem typischen mittleren Augenabstand von 5,7 cm. Hiervon abweichende Stereowinkel können vorteilhaft sein, so z. B. für die Gewinnung stereoskopischer Bilder bei durch Objekt bzw. durch Hilfsmittel eingeschränkten Beobachtungssituationen, wie z. B. in engen Kanälen, oder stereoskopische Abbildung über kleine Strahlumlenkspiegel (z. B. Dreispiegelkontaktglas am Auge). Hier besteht das Ziel u. U. bei erweiterter Pupille den peripheren Bereich der Netzhaut in seiner Tiefenausdehnung zu beurteilen. Einem ersten Aspekt der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Stereomikroskop der genannten Art bezüglich des Stereowinkels zu verbessern.Of the natural stereo angles for human vision is in the range of 13 °. It results from anatomical and optical parameters of humans, especially from the conventional visual range of 25.0 cm and a typical mean eye distance of 5.7 cm. Deviating stereo angles may be advantageous so z. B. for the extraction of stereoscopic images by observation object or by means of limited observation situations, such as In narrow channels, or stereoscopic imaging small beam deflection mirrors (eg three-mirror contact glass on the eye). Here is the goal u. U. in the case of dilated pupil the peripheral area to assess the retina in its depth. A first Aspect of the invention is therefore the object of a stereomicroscope of the type mentioned with respect to the stereo angle.

Diese Aufgabe des ersten Aspekts wird in einer ersten Variante gelöst mit einem Stereomikroskop zum Abbilden eines Objektes, wobei das Stereomikroskop aufweist: einen Abbildungsstrahlengang, der ein Objektiv, welches eine optische Achse aufweist, und diesem nachgeordnet einen linken und einen rechten Stereostrahlengang umfaßt, wobei jeder Stereostrahlengang eine optische Achse aufweist und das Objekt auf eine Bildempfangseinrichtung abbildet, wobei die optischen Achsen der Stereostrahlengänge zumindest abschnittsweise zur optischen Achse des Objektives parallel verlaufen und in diesem Abschnitt voneinander um einen Abstand beabstandet sind, der einen Stereowinkel der Abbildung des Objektes festlegt, wobei eine Verstellmechanik vorgesehen ist, welche den Abstand durch Verschieben der Bildempfangseinrichtungen quer zur optischen Achse der zugeordneten Stereostrahlengänge verstellt. Die Erfindung sieht also bei einem Stereomikroskop vom Fernrohrlupen-Typ eine Verstellmechanik vor, welche durch Verschieben der Bildempfangseinrichtungen quer zu ihrer entsprechenden optischen Achse den Abstand zur optischen Achse des (gemeinsamen) Objektivs und damit im Ergebnis den Stereowinkel verstellt.These The object of the first aspect is achieved in a first variant with a stereomicroscope for imaging an object, wherein the Stereomicroscope has: an imaging beam path, the one Lens, which has an optical axis, and arranged downstream comprises a left and a right stereo beam path, wherein each stereo beam path has an optical axis and the object is imaged onto an image receiving device, wherein the optical axes of the stereo beam paths at least in sections parallel to the optical axis of the lens and in this Section are spaced from each other by a distance, the one Sets the stereo angle of the image of the object, with an adjustment mechanism provided is which the distance by moving the image receiving devices adjusted transversely to the optical axis of the associated stereo beam paths. The invention thus provides for a stereomicroscope of the telescope magnifier type an adjusting mechanism, which by moving the image receiving devices transverse to their respective optical axis the distance to the optical Axis of the (common) lens and thus the stereo angle adjusted.

Die Aufgabe des ersten Aspekts wird in einer zweiten Erfindungsvariante gelöst mit einem Stereomikroskop zum Abbilden eines Objektes, wobei das Stereomikroskop aufweist: einen linken und einen rechten Stereostrahlengang, die eine optische Achse aufweisen, wobei jeder Stereostrahlengang eine Bildempfangseinrichtung aufweist, auf die der Stereostrahlengang das Objekt abbildet, wobei die optischen Achsen der Stereostrahlengänge bezogen auf das Objekt zueinander in einem Winkel liegen, der einen Stereowinkel der Abbildung des Objektes festlegt, und wobei eine Verstellmechanik vorgesehen ist, welche den Winkel durch Verschwenken der optischen Achsen der Stereostrahlengänge verstellt.The The object of the first aspect is in a second variant of the invention solved with a stereomicroscope for imaging an object, wherein the stereomicroscope comprises: a left and a right Stereo ray path having an optical axis, each one Stereo beam path having an image receiving device, on the the stereo ray path images the object, with the optical Axes of the stereo ray paths related to the object to each other lie at an angle that is a stereo angle of the figure of the Object sets, and wherein an adjustment mechanism is provided, which the angle by pivoting the optical axes of the stereo beam paths adjusted.

Bei einem Stereomikroskop von Greenough-Typ ist also erfindungsgemäß eine Verstellmechanik zum Verschwenken der Stereostrahlengänge vorgesehen, um so den für den Stereowinkel maßgeblichen Winkel einzustellen.at A stereomicroscope of Greenough type is thus according to the invention a Adjustment mechanism for pivoting the stereo beam paths provided so as to be relevant to the stereo angle To adjust the angle.

Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Verstellmechanik kann nun der Stereowinkel auf den für eine Anwendung optimalen Wert eingestellt werden. So kann es für manche Anwendungen, z. B. in eingeschränkten Beobachtungssituationen, vorteilhaft sein, unter einem Stereowinkel, der vom physiologisch optimalen Wert von etwa 13° abweicht, zu arbeiten. Eine solche Anwendung findet sich beispielsweise in der Ophthalmologie, wo beispielsweise der periphere Bereich der Netzhaut in seiner Tiefenausdehnung beurteilt werden soll. Eine Verminderung des Stereowinkels geht natürlich auf Kosten des Stereoeindrucks. Allerdings kann auch ein verminderter Stereoeindruck immer noch hilfreicher sein, als ein Ausschluß stereoskopischer Betrachtung, so daß eine verminderte Tiefenwahrnehmung unter bestimmten Bedingungen vorteilhaft in Kauf zu nehmen ist.By the inventively provided adjustment mechanism Now the stereo angle can be set to the optimum for an application Value to be set. So, for some applications, z. B. in restricted observation situations, advantageous be below a stereo angle that is physiologically optimal Value of about 13 ° deviates to work. Such an application is found, for example, in ophthalmology, where, for example the peripheral area of the retina is assessed in terms of its depth shall be. A reduction of the stereo angle goes of course at the expense of the stereo impression. However, a diminished stereo impression may also be present still be more helpful than an exclusion of stereoscopic Contemplation, so that a diminished depth perception advantageous under certain conditions.

Weiter erlaubt die erfindungsgemäße Verstellung in Fällen, in denen keine anwendungsbedingte Begrenzungen für den Stereowinkel gegeben sind, den ergonomisch optimalen Stereowinkel einzustellen. Diese Einstellung kann insbesondere unter Berücksichtigung des physiologischen Zusammenhangs zwischen Augenkonvergenz und Unendlich-Sehen an die aktuelle Einstellung des Mikroskops angepaßt werden. Ohne optische Instrumente stellt die Augenkonvergenz bei der Betrachtung von Objekten in der Nähe sicher, daß keine Doppelbildwahrnehmung auftritt. Die Augenkonvergenz ist deshalb in einem neurophysiologischen Regelkreis mit dem Mechanismus zur Nahstellung des optischen Systems des Auges, d. h. der Akkomodation, gekoppelt. Zu diesem Regelkreis gehört auch die Verengung der Pupille, weshalb von einem „Naheinstellungstrias” gesprochen wird.Further allows the adjustment according to the invention in cases where there are no application limitations for the Stereo angles are given, the ergonomically optimal stereo angle adjust. This setting can be particularly considering the physiological relationship between eye convergence and infinity vision be adapted to the current setting of the microscope. Without optical instruments, eye convergence is under consideration of nearby objects sure that no double vision occurs. The eye convergence is therefore in a neurophysiological Control loop with the mechanism for nearing the optical system of the eye, d. H. accommodation, coupled. To this control loop is also the narrowing of the pupil, which is why spoken by a "Naheinstellungstrias" becomes.

Dieser physiologische Regelkreis kann beim erfindungsgemäßen Mikroskop nun beachtet werden, d. h. der Akkomodationszustand, den das Auge des Betrachters einnimmt, kann bei der Wahl des Stereowinkels berücksichtigt werden. Es ist deshalb in einer Weiterbildung der Erfindung eine Betrachtungseinrichtung, z. B. ein Stereookular, vorgesehen, das eine Anzeige für die von den Bildempfangseinrichtungen aufgenommenen Bilder hat, wobei vorzugsweise zusätzlich eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, welche mit, der Betrachtungseinrichtung der Bildempfangseinrichtung und der Verstellmechanik verbunden ist und die Verstellmechanik abhängig vom Einstellungszustand der Betrachtungseinrichtung der Bildempfangseinrichtung ansteuert. Dadurch kann ein Stereowinkel eingestellt werden, der dem natürlichen Konvergenzwinkel, welcher zum Akkomodationszustand, der an der Bildbetrachtungseinrichtung eingestellt ist, möglichst am besten paßt.This physiological control loop can in the inventive Microscope are now observed, d. H. the accommodation state, the the eye of the beholder can, when choosing the stereo angle be taken into account. It is therefore in a further education the invention a viewing device, for. A stereobook, provided, which is an indication of that of the image receiving devices recorded images, preferably in addition a control device is provided, which with, the viewing device of Image receiving device and the adjusting mechanism is connected and the adjustment mechanism depends on the setting state of Viewing device of the image receiving device controls. Thereby You can set a stereo angle that is natural Konvergenzwinkel, which to the state of accommodation, at the image viewer is set, as best as possible.

Die Verschiebung des parallel verlaufenden Abschnittes der optischen Achse der Stereostrahlengänge ist besonders einfach, wenn die Stereostrahlengänge im Sinne eines herkömmlichen mikroskopischen Tubusstrahlengangs ausgebildet sind, also jeweils ein Tubussystem mit Tubusoptik aufweisen, so daß zwischen der Tubusoptik jedes Stereostrahlenganges und dem beiden Stereostrahlengängen gemeinsamen Objektiv ein Parallelstrahlengang besteht. Diese Ausbildung der ersten Variante der Erfindung ermöglicht es, durch einfaches Verschieben der Tubusoptik samt nachgeordneter Optik des Stereostrahlenganges oder durch einfache Verschiebung der Bildempfangseinrichtung gegenüber der Tubusoptik des jeweiligen Stereostrahlenganges den Abstand der optischen Achse des Stereostrahlenganges zur optischen Achse des Objektives und damit den Stereowinkel einzustellen, der sich insgesamt durch den Abstand der optischen Achsen der Stereostrahlengänge ergibt.The Displacement of the parallel section of the optical Axis of the stereo beam paths is particularly easy when the stereo beam paths in the sense of a conventional microscopic tube beam path are formed, ie in each case have a tube system with tube optics, so that between the tube optics of each stereo ray path and the two stereo ray paths common objective is a parallel beam path. This training The first variant of the invention makes it possible by simple shifting of the tube optics together with subordinate optics of the Stereo beam path or by simply shifting the image receiving device opposite the tube optics of the respective stereo beam path the distance of the optical axis of the stereo beam path to the optical Axis of the lens and thus adjust the stereo angle, the in total by the distance of the optical axes of the stereo beam paths results.

Für diese Ausgestaltung ist es weiter zweckmäßig, wenn die Parallelstrahlengänge der Stereostrahlengänge jeweils einen Querschnitt aufweisen, der kleiner ist, als der der Apertur- bzw. Öffnungsblende des Objektivs, und die Verstellmechanik die Parallelstrahlengänge innerhalb der Aperturblende des Objektivs verschiebt.For this embodiment, it is further appropriate if the parallel beam paths of the stereo beam paths each have a cross-section which is smaller than that of the Aperture or aperture stop of the lens, and the adjustment mechanism the parallel beam paths within the aperture of the Lens shifts.

Nach dem gemeinsamen Objektiv geben die freien Eingangsdurchmesser der Stereotubussysteme die Aperturbegrenzung vor. Zusammen mit der Brennweite des Objektives bestimmt dieser Durchmesser die mögliche Helligkeit, die Detailauflösung und die Schärfentiefe. Die Eingangsdurchmesser sind gewissermaßen Öffnungsblenden. Ein zusätzliches Abblenden mittels einer Blendeneinrichtung in jedem Tubussystem verringert die Helligkeit und die Auflösung, verändert den Bildausschnitt nicht und erhöht die Schärfentiefe. Nichtkonzentrische Flächenmanipulationen mittels spezieller Blenden (Kantenblenden, dezentrierte Blenden) können auch zur Veränderung des Stereowinkels bei gesteigerter Lichtausbeute genutzt werden. Der Abstand der so entstehenden Flächenschwerpunkte definiert den Stereowinkel. Es ist deshalb bevorzugt, daß eine Einrichtung zur Veränderung der Größe des Querschnitts der Parallelstrahlengänge der Stereostrahlengänge vorgesehen ist, wobei diese Einrichtung insbesondere als Blendeneinrichtung ausgebildet sein kann.After the common objective, the free input diameters of the stereo-bus systems dictate the aperture limit. Together with the focal length of the lens, this diameter determines the possible brightness, detail resolution and depth of field. The input diameters are in a sense opening apertures. An additional dimming by means of a diaphragm device in each tube system reduces the brightness and the resolution, does not change the image section and increases the depth of field. Non-concentric surface manipulations by means of special diaphragms (edges aperture, decentered apertures) can also be used to change the stereoscopic angle with increased light output. The distance between the resulting centroids defines the stereo angle. It is therefore preferred that a device for changing the size of the cross section of the parallel beam paths of the stereo beam paths is provided, wherein this device may be formed in particular as a diaphragm device.

In der ersten Variante der Erfindung ist es vorteilhaft, ein gemeinsames Objektiv für den Abbildungsstrahlengang zu verwenden und den Abbildungsstrahlengang nach dem Objektiv mittels eines Elementes zur Pupillenteilung in die zwei Stereostrahlengänge aufzuteilen. Diese Aufteilung ist auf die Öffnung des Objektives bezogen. Deshalb werden die Begriffe „Öffnung”, „Öffnungsblende”, „Apertur” und „Pupille” hier austauschbar verwendet. Diese Bauform erreicht nicht nur ein kompaktes Stereomikroskop, sondern zugleich auch eine vereinfachte Verstellmechanik, welche die Bilderfassungseinrichtungen, z. B. Sensoren und diese vorgeordnete Optiken quer zur entsprechenden optischen Achse des Stereostrahlenganges verschiebt. Das Element zur Pupillenteilung blendet also zwei Stereostrahlengänge hinter dem (gemeinsamen) Objektiv aus. Als Alternative für ein gemeinsames Objektiv können natürlich auch zwei Einzelelemente verwendet werden, die als gemeinsames Objektiv wirken, wie dies für Fernrohrlupen schon seit langem bekannt ist. Beispielsweise können die Einzelelemente als Randteile eines großen Objektives verstanden werden.In The first variant of the invention, it is advantageous to a common To use lens for the imaging beam path and the imaging beam path to the lens by means of an element to divide the pupil division into the two stereo ray paths. This division is related to the opening of the lens. Therefore, the terms "aperture", "aperture stop", "aperture" and "pupil" are here used interchangeably. This design not only achieves a compact Stereomicroscope, but at the same time a simplified adjustment mechanism, which the image capture devices, z. B. sensors and these upstream optics transverse to the corresponding optical axis of Stereo beam path shifts. The element for pupil division So hides two stereo beam paths behind the (common) Lens off. As an alternative for a common lens Of course you can also use two single elements which act as a common lens, as for Telescope magnifiers has long been known. For example, you can the individual elements as edge parts of a large objective be understood.

Im Parallelstrahlengangabschnitt jedes Stereostrahlenganges sind geeignete Tubusoptiken angeordnet, die auch als Achromat oder Zoomsystem ausgebildet sein können. Sie bilden die Objektinformation auf Bildsensoren ab, die in den jeweiligen Brennebenen liegen. Die Bildempfangseinrichtung ist also dann aus den Bildsensor und der entsprechenden Optik im Parallelstrahlengang gebildet. Die Verstellmechanik verschiebt den Abstand der Parallelstrahlengänge gegeneinander, so daß dadurch der Stereowinkel eingestellt wird. Das in einer Brennebene der beiden Tubussysteme entstehende Zwischenbild muß, bedingt durch Abstimmung auf optisch konjugierte Zubehörebenen (z. B. für Mitbeobachtereinrichtungen, Dokumentationseinrichtungen, wie Foto und TV) grundsätzlich mit auf die Beobachterrefraktion kompensierten, elektronischen Okularen betrachtet werden, d. h. das betrachtete Zwischenbild im Okular erscheint bei einem normalsichtigen Beobachter immer im Unendlichen. Für diese Beobachtungsart ist keine Konvergenzstellung der Augen erforderlich, da sie der Betrachtung eines im Unendlichen liegenden Bildes widerspräche. Die Parallelstrahlengänge sind deshalb optional in dieser Variante als nicht konvergierende Tubusstrahlengänge ausgebildet.in the Parallel beam path section of each stereo beam path are suitable Arranged tube optics, which are also designed as achromatic or zoom system could be. They form the object information on image sensors from, which lie in the respective focal planes. The image receiving device is so out of the image sensor and the corresponding optics in Parallel beam path formed. The adjustment mechanism shifts the Distance between the parallel beam paths against each other, so that thereby the stereo angle is set. That in a focal plane of the two Tubussysteme resulting intermediate image must, due to Tuning to optically conjugate accessory levels (eg. for co-observation facilities, documentation facilities, like photo and TV) basically with the observer refraction compensated, electronic eyepieces are considered, d. H. The observed intermediate image in the eyepiece appears in a normal view Observers always at infinity. For this kind of observation No convergence of the eyes is necessary since they are the Contemplation of an infinite image contradict. The parallel beam paths are therefore optional in this Variant designed as non-converging tube beam paths.

Die Fokussierung auf das Objekt kann durch eine Relativverschiebung des Mikroskopes gegenüber dem Objekt oder durch ein entsprechend verstellbares gemeinsames Objektiv erfolgen. Insbesondere zur Feinfokussierung oder zum Abgleich des Gerätes beziehungsweise der beiden Stereostrahlengänge zueinander kann eine Relativverschiebung in einer der beiden Bildempfangseinrichtungen erfolgen, d. h. die Bildempfänger werden gegenüber ihrer vorgeordneten Optik relativ verschoben. Die Vergrößerung des Mikroskops kann durch Eingriff am gemeinsamen Objektiv eingestellt werden. Auch können Zoomsysteme im Bereich der Bildempfänger zwischengeschalten werden.The Focusing on the object can be achieved by a relative shift of the microscope with respect to the object or by a corresponding adjustable common lens done. In particular for fine focusing or to adjust the device or the two Stereo ray paths to each other can be a relative shift take place in one of the two image receiving devices, d. H. the Image receivers are opposite their upstream Optics shifted relatively. The enlargement of the Microscope can be adjusted by engaging the common lens become. Also, zoom systems in the field of image receivers be interposed.

Die zweite Variante der Erfindung gemäß dem ersten Aspekt verzichtet auf ein gemeinsames Objektiv und knüpft somit an den Greenough-Typ an. Die Verstellmechanik verstellt dann den Winkel zwischen linkem und rechtem Stereostrahlengang, führt also eine Schwenkbewegung aus. Insbesondere können dabei die Bildempfangseinrichtungen gegeneinander verkippt werden.The second variant of the invention according to the first Aspect renounces a common objective and establishes thus to the Greenough type. The adjustment mechanism then adjusts the angle between the left and right stereo beam path, so leads a pivoting movement. In particular, while the Image receiving devices are tilted against each other.

Für beide Varianten kann vorteilhafterweise zusätzlich ein Monostrahlengang vorgesehen sein, der eine Mono-Bildempfangseinrichtung aufweist, mit welcher das Objekt abgebildet ist. Damit können beispielsweise Objektkoordinaten kontrolliert werden, z. B. ein sogenanntes Augentracking im Bereich der Ophthalmologie. Auch können weitere Objekteigenschaften erfaßt werden, wie z. B. spektrale Eigenschaften, Temperatur, etc., für die keine stereoskopische Beobachtung erforderlich ist. Die Mono-Bildempfangseinrichtung kann optional an die optische Achse des Objektives starr gekoppelt sein, da hiermit keine stereoskopische Beobachtung stattfindet.For Both variants can advantageously additionally Mono-optical path can be provided, which is a mono-image receiving device has, with which the object is shown. With that you can For example, object coordinates are controlled, for. B. a So-called eye tracking in the field of ophthalmology. Also can additional object properties are detected, such. B. spectral Properties, temperature, etc., for which no stereoscopic Observation is required. The mono image receiving device can optionally be rigidly coupled to the optical axis of the objective, since no stereoscopic observation takes place.

Die Mono-Bildempfangseinrichtung kann zum Erreichen einer kompakten Bauweise auch über einen Strahlteiler beziehungsweise Prisma in den Abbildungsstrahlengang des Stereomikroskops angekoppelt werden.The Mono image receiving device can be used to achieve a compact Construction also via a beam splitter or prism be coupled into the imaging beam path of the stereomicroscope.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung geht von der Anforderung aus, daß für viele mikroskopische Anwendungen zusätzlich zur stereoskopischen Betrachtung, auch noch eine mono-okulare Bildaufnahme gewünscht wird. Im Stand der Technik ist dazu bekannt, in die Öffnungsblende oder deren Bilder, die Pupille eines Objektives, das für beide Stereostrahlengänge gemeinsam bei der Objektabbildung verwendet wird, zusätzlich noch einen nichtstereoskopischen, also mono-okularen Strahlengang einzuspiegeln. Üblicherweise wird dazu ein Pupillenteilungselement verwendet. Dadurch entsteht nicht nur ein gesteigerter optischer Aufwand, auch sind solche mono-okularen Strahlengänge in der Regel in ihrer Auflösung merklich eingeschränkt.A second aspect of the invention is based on the requirement that for many microscopic applications in addition to the stereoscopic viewing, also a mono-ocular image acquisition is desired. In the prior art, it is known to additionally inclose a non-stereoscopic, ie mono-ocular, beam path into the aperture stop or its images, the pupil of an objective which is used jointly for both stereo ray paths in the object imaging. Usually, a pupil division element is used for this purpose. As a result, not only an increased optical effort, also such mono-ocular beam paths are usually in their on solution noticeably limited.

Gemäß dem zweiten Aspekt liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Stereomikroskop derart weiterzubilden, daß die optische Auflösung des mono-okularen Kanals gesteigert wird.According to the The second aspect of the invention is therefore based on the object to develop a stereomicroscope such that the optical Resolution of the mono-ocular channel is increased.

Diese Aufgabe wird gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung gelöst durch ein Stereomikroskop zum Abbilden eines Objektes, wobei das Stereomikroskop aufweist: einen Abbildungsstrahlengang, der ein Objektiv und dem Objektiv in Abbildungsrichtung nachgeordnet einen linken und rechten Stereostrahlengang aufweist, wobei jeder Stereostrahlengang das Objekt auf eine Bildempfangseinrichtung abbildet, wobei zusätzlich ein Monostrahlengang vorgesehen ist, der durch das Objektiv das Objekt abbildet, wobei dem Objektiv in Abbildungsrichtung ein Parallelstrahlengang folgt und in diesem eine Strahlteilereinrichtung angeordnet ist, welche die Stereostrahlengänge abteilt, wobei die Strahlteilereinrichtung auch den Monostrahlengang von den Stereostrahlengängen trennt, wobei im Parallelstrahlengang der Querschnitt des Monostrahlenganges zumindest teilweise den der die Stereostrahlengänge überdeckt.These Task is according to the second aspect of the invention solved by a stereomicroscope for imaging an object, the stereomicroscope comprising: an imaging beam path, the downstream of a lens and the lens in the imaging direction a left and right stereo optical path, each Stereo ray path images the object on an image receiving device, in addition, a mono-beam path is provided, the through the lens images the object, the lens in the imaging direction a parallel beam path follows and in this a beam splitter device is arranged, which divides the stereo beam paths, wherein the beam splitter device and the mono-beam path of separates the stereo beam paths, wherein in the parallel beam path the cross section of the mono ray path at least partially the the stereo beam paths are covered.

Die Erfindung gemäß dem zweiten Aspekt verwendet also einen Monostrahlengang, der im Parallelstrahlengang nach dem Objektiv (bezogen auf die Abbildungsrichtung) die Stereostrahlengänge zumindest teilweise im Querschnitt überlappt. Dadurch kann der Monostrahlengang einen größeren Anteil an der Objektivöffnungsblende bzw. -pupille nutzen, als dies bei einer Pupillenteilung gemäß dem Stand der Technik erreicht ist. Idealerweise nutzt der Monostrahlengang die Objektivpupille vollständig aus, so daß ein mono-okulares Bild entsteht, welches die vom Objektiv erreichte optische Auflösung vollständig ausschöpft. Dies ist dann der Fall, wenn der Monostrahlengang eine optische Achse aufweist, welche mit einer optischen Achse des Objektivs zusammenfällt.The Invention according to the second aspect also uses a mono-beam, the parallel beam path after the lens (with respect to the imaging direction) the stereo ray paths at least partially overlapped in cross section. This can the mono-beam path a larger share Use the lens aperture or pupil, as this in a pupil division according to the state of Technology is achieved. Ideally, the mono-ray path uses the Lens pupil completely out, so that a mono-ocular Image emerges, which is the optical resolution achieved by the lens completely exhausted. This is the case when the mono-beam path has an optical axis, which with an optical axis of the objective coincides.

Die Abtrennung von Monostrahlengang und Stereostrahlengängen mittels der Strahlteilereinrichtung kann zweckmäßigerweise durch zwei, um unterschiedliche Ablenkachsen ablenkende, teildurchlässige Spiegel erreicht werden, welche die Stereostrahlengänge abtrennen. Diese teildurchlässigen Spiegel können sich in einem Strahlteilerprisma befinden oder durch geeignet beschichtete dünnen Glasplatten oder Folien verwirklicht werden.The Separation of mono-beam path and stereo beam paths By means of the beam splitting device can expediently by two deflecting to different deflection axes, partially transparent Mirror can be achieved, which the stereo beam paths split off. These semitransparent mirrors can are in a beam splitter prism or suitably coated thin glass plates or foils can be realized.

Die Erfindung gemäß dem zweiten Aspekt bietet weiter eine Möglichkeit, Beleuchtungsstrahlung als Auflichtbeleuchtung einzukoppeln, indem eine Strahlungsquelle vorgesehen ist, die Beleuchtungsstrahlung abgibt, wobei im Monostrahlengang ein Umlenkspiegel angeordnet ist, über den die Beleuchtungsstrahlung einfällt und dann durch das Objektiv das Objekt beleuchtet. Natürlich kann die Beleuchtungsstrahlung auch zwischen der Strahlteilereinrichtung und dem Objektiv eingekoppelt werden. Zweckmäßigerweise wird man den Umlenkspiegel so ausbilden, daß er nicht-teildurchlässig ist, damit keine störende Reflexe der Beleuchtungsstrahlung in der Detektion des mono-okularen Kanals auftreten. Als Konsequenz deckt der Umlenkspiegel einen Teil des Querschnitts im Öffnungsblendenbereich des Monostrahlengangs ab. Die dadurch verursachte Auflösungseinschränkung ist jedoch gegenüber den verschiedenen Störungen hinnehmbar. Vorteilhafterweise können Teilungselemente (z. B. Spiegel) der Strahlteilereinrichtung auch ausgeschwenkt werden, um kurzzeitig optimale Abbildungsverhältnisse für den Monostrahlengang zu erreichen. Die Stereostrahlengänge sind dann ausgeschaltet.The Invention according to the second aspect provides further a possibility of illumination radiation as epi-illumination coupled by a radiation source is provided, the illumination radiation emits, wherein in the mono-beam path, a deflection mirror is arranged over the illumination radiation is incident and then through the Objectively illuminates the object. Of course, the illumination radiation can also coupled between the beam splitter device and the lens become. Appropriately, you will be the deflection mirror so that it is non-permeable, so that no disturbing reflections of the illumination radiation occur in the detection of the mono-ocular channel. As consequence the deflecting mirror covers a part of the cross section in the opening panel area of the mono-beam path. The resulting resolution restriction is however opposite to the different disturbances acceptable. Advantageously, dividing elements (For example, mirror) of the beam splitter device are also swung to short-term optimum imaging conditions for the Mono-ray path to reach. The stereo ray paths are then turned off.

Zweckmäßigerweise fällt die Beleuchtungsstrahlung auf das Objektiv längs einer optischen Achse ein, die zur optischen Achse des Objektivs parallel verschoben ist. Dies realisiert eine Schrägbeleuchtung des Objektes, wie sie für bestimmte Anwendungen vorteilhaft ist, wobei „schräg” auf die Beobachtungsachse(n) bezogen ist. Beispielsweise möchte man bei Kataraktoperationen einen schrägen Beleuchtungseinfall auf den Fundus erreichen, um die Rückseite des Linsensackes per Fundusreflex von der Netzhaut aus indirekt zu beleuchten, da dadurch störende Reste der zu entfernenden Linse besonders gut zu erkennen sind. Der Einfall der Beleuchtungsstrahlung längs einer optischen Achse, die zur optischen Achse des Objektivs parallelverschoben ist, führt zu einer solchen gewünschten Schrägbeleuchtung des Objektes. Gleichbedeutend mit diesem Einfall längs einer optischen Achse, die zur optischen Achse parallelverschoben ist, ist das Merkmal, daß bezogen auf die Objektivpupille die Projektion des Umlenkspiegels einen Schwerpunkt aufweist, der neben dem Durchtrittspunkt der optischen Achse durch die Objektivpupille liegt.Conveniently, the illumination radiation falls longitudinally on the lens an optical axis to the optical axis of the lens is shifted in parallel. This realizes oblique lighting of the object, as it is advantageous for certain applications is, with "oblique" on the observation axis (s) is related. For example, one would like cataract surgery reach an oblique incidence of light on the fundus, around the back of the lens bag by fundus reflex of the Illuminate retina from indirectly, as it disturbing Remains of the lens to be removed are particularly easy to recognize. The incidence of illumination radiation along an optical Axis parallel to the optical axis of the lens is, leads to such a desired oblique illumination of the object. Synonymous with this idea along an optical axis parallel to the optical axis is the feature that is related to the lens pupil the projection of the deflecting mirror has a center of gravity, the next to the passage point of the optical axis through the objective pupil lies.

Um den Einfallswinkel der Beleuchtungsstrahlung auf das Objekt verstellen zu können, ist vorzugsweise eine Beleuchtungsverstelleinrichtung vorgesehen, welche entweder die Lage des Umlenkspiegels verstellt (z. B. den Spiegel verschiebt oder kippt) oder die Lage einer Einfallsachse, mit der die Beleuchtungsstrahlung auf den Umlenkspiegel trifft. In beiden Fällen wird dadurch der Abstand zwischen optischer Achse des Beleuchtungsstrahlungseinfalls auf das Objektiv und der optischen Achse des Objektives eingestellt, mithin der Winkel der Schrägbeleuchtung.Around Adjust the angle of incidence of the illumination radiation on the object to be able to, preferably a Beleuchtungsverstelleinrichtung is provided which either adjusts the position of the deflection mirror (eg the Mirror shifts or tilts) or the position of an incident axis, with which the illumination radiation strikes the deflection mirror. In In both cases, the distance between optical Axis of illumination radiation incident on the lens and the set the optical axis of the lens, and thus the angle of the Oblique illumination.

Zweckmäßigerweise ist in Beleuchtungsrichtung dem Umlenkspiegel noch eine Optik nachgeordnet, die Beleuchtungsstrahlung auf das Objektiv fokussiert, um das Objektfeld möglichst gleichmäßig auszuleuchten.Conveniently, is in the direction of illumination the deflecting mirror still downstream of an optic, the illumination radiation focused on the lens around the object field illuminate as evenly as possible.

Natürlich kann auch bei der Erfindung gemäß dem zweiten Aspekt eine Verstellbarkeit des Stereowinkels vorgesehen werden. Hierfür kommen alle Gesichtspunkte der oben genannten ersten Variante der Erfindung gemäß dem ersten Aspekt in Frage. Insbesondere kann der Strahlteilereinrichtung eine verstellbare Blendeneinrichtung vor- oder nachgeordnet sein, deren Verstellung Querschnitt und/oder Lage der Querschnitte der Stereostrahlengänge einstellt. Alternativ oder zusätzlich kann eine Verstellmechanik vorgesehen sein, mit der ein Abstand optischer Achsen der Stereostrahlengänge zur Einstellung eines Stereowinkels verstellbar ist. Diese Verstellung erfolgt bevorzugt in einem Bereich, in dem die Stereostrahlengänge Parallelstrahlengänge sind bzw. nahe der strahlquerschnittsbegrenzenden Objektivöffnung.Naturally can also in the invention according to the second Aspect adjustment of the stereo angle can be provided. For this all aspects of the above first come Variant of the invention according to the first aspect in question. In particular, the beam splitter device can be an adjustable Aperture device upstream or downstream, their adjustment Cross section and / or location of the cross sections of the stereo beam paths established. Alternatively or additionally, an adjustment mechanism be provided, with a distance of optical axes of the stereo beam paths to adjust a stereo angle is adjustable. This adjustment is preferably in an area where the stereo beam paths Parallel beam paths are or near the Strahlquerschnittsbegrenzenden lens aperture.

Soweit technisch vereinbar kommen alle Weiterbildungen der Erfindung gemäß einer der beiden Aspekte natürlich auch bei der Erfindung gemäß dem jeweils anderen Aspekt in Frage, wobei insbesondere die in den nachfolgenden Absätzen der allgemeinen Beschreibung aufgeführten Gesichtspunkte für beide Aspekte gelten.So far technically compatible come all developments of the invention according to a Of course, the two aspects in the invention according to the each other aspect in question, in particular those in the following Paragraphs of the general description listed Aspects apply to both aspects.

Die geringe Schärfentiefe des Monostrahlenganges kann vorteilhaft zu Einstellzwecken auf ausgewählte Objektregionen genutzt werden und um die übrige Stereooptik nachzuführen.The shallow depth of field of the mono-beam path can be advantageous used for setting purposes on selected object regions and track the remaining stereo optics.

In einer speziellen Weiterbildung der Erfindung kann eine Objektbewegung kompensiert werden, indem eine Objektstabilisierungseinrichtung vorgesehen ist, die ein Steuergerät und eine Verschiebeeinrichtung zur Verschiebung der Bildempfangseinrichtungen quer zur ihrer jeweiligen optischen Achse umfaßt. Das Steuergerät detektiert Objektbewegungen und steuert die Verschiebeeinrichtung derart an, daß die Bildempfangseinrichtungen eine gleichsinnige und die Objektbewegung kompensierende Verschiebungen der Bildempfangseinrichtungen (oder Teilen davon, wie z. B. der Bildsensoren) ausführen.In A special development of the invention can be an object movement be compensated by an object stabilizer is provided, which is a control device and a displacement device for shifting the image receiving devices transversely to their respective ones optical axis includes. The control unit detects Object movements and controls the displacement device in such a way that the image receiving means a co-directional and the object movement compensating shifts of the image receiving devices (or parts thereof, such as the image sensors).

Während eine Bewegung der beiden Tubussysteme zur Veränderung der Stereobasis genutzt werden kann, werden vorzugsweise Bewegungen der Bildsensoren in xyz-Richtung zur Kompensation von Objektbewegungen bzw. Fokussierfehlern genutzt. Bei elektronischer Bildnachführung durch Verschiebung des gewonnenen Bildes genügt auch eine Bewegung der Bildsensoren nur in z-Richtung. In beiden Fällen können entweder Kontrastsprünge des Objektes oder zusätzlich aufprojizierte Strukturen ausgewertet werden, um das zur Kompensation erforderliche Nachführsignal zu erzeugen.While a movement of the two tube systems to change the Stereo base can be used, preferably movements of the Image sensors in the xyz direction to compensate for object movement or focusing errors used. With electronic image tracking By shifting the image obtained also a movement is sufficient the image sensors only in the z-direction. In both cases you can either contrast jumps of the object or in addition projected structures are evaluated in order to compensate to generate required tracking signal.

Für die Bildoptimierung (Bildstabilisierung, Objektnachführung, Objektmessung) sind bei stereoskopischer Anwendung ein oder weitere Beobachtungskanäle (Tubussystem mit Bildsensor) durch das gemeinsame Objektiv oder mit diesem gekoppelt vorteilhaft. Bei zeitweiser einkanaliger Beobachtung durch einen Stereokanal kann diese Aufgabe auch der dann nicht benutzte zweite Stereokanal übernehmen.For Image optimization (image stabilization, object tracking, Object measurement) are one or more in stereoscopic application Observation channels (Tubussystem with image sensor) through the common Lens or coupled with this advantageous. For temporary one-channel Watching through a stereo channel can do that as well then take over unused second stereo channel.

Weiter können über die Bildempfangseinrichtungen Koordinaten des Objektes gemessen werden und auf diese Art und Weise eine automatische Kontrolle der Vergrößerung erreicht werden. Somit kann die Optik sowohl für Fokussieraufgaben als auch zur Veränderung der Vergrößerung eingesetzt werden, wobei die entsprechende Ansteuerung der hierfür vorgesehenen Antriebe durch ein Steuergerät realisiert ist. In einer Weiterbildung kann über einen zusätzlichen Beleuchtungskanal eine Kontraststruktur auf das Objekt projiziert werden, um zur Objektkoordinatenkontrolle mittels der Mono-Bildempfangseinrichtung den Ort des Objektes oder bestimmter Orte des Objektes exakter bestimmen zu können. Beispielsweise können Reflexbilder, streifende Beleuchtung, Muster, etc. hierfür auf das Objekt projiziert werden.Further can coordinate through the image receiving facilities of the object to be measured and in this way an automatic control the enlargement can be achieved. Thus, the Optics for focusing as well as for change the magnification be used, the corresponding control of the drives provided for this purpose is realized by a control unit. In a further education can have an additional lighting channel a contrasting structure is projected onto the object for object coordinate control by means of the mono-image receiving device, the location of the object or certain locations of the object to determine more accurately. For example can be reflexes, grazing lighting, patterns, etc. to be projected onto the object for this purpose.

Die Bilder werden in den Bildempfangseinrichtungen auf den Bildsensoren aufgenommen. Die Bilddarstellung kann dann über eine mechanisch an das Mikroskop gekoppelte Einblickeinheit, die entsprechenden Bildwiedergabeeinrichtungen aufweist und z. B. als ein oder mehrere Stereookulare realisiert werden kann, verwirklicht werden. Auch sind mechanisch gekoppelte Stereookulare mit eigenen Stativlösungen oder in Art von Head Mounted Devices (HMD) möglich. Weitere Lösungen sind Stereomonitore und Stereoprojektionssysteme.The Images are in the image receiving devices on the image sensors added. The image representation can then via a mechanical to the microscope coupled insight unit, the corresponding Has image display devices and z. As one or more Stereo e-books can be realized, realized. Also are mechanically coupled stereo oculars with their own tripod solutions or in the manner of Head Mounted Devices (HMD). Further Solutions are stereo monitors and stereo projection systems.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Auch sind, soweit Verfahrensweisen bzw. Betriebsmodi beschrieben werden, im Rahmen der Erfindung natürlich die entsprechende Steuereinrichtungen für die jeweiligen Ausbildungen des Stereomikroskops vorgesehen. Soweit also in dieser Beschreibung Verfahrensweisen geschildert sind, ist für das Stereomikroskop eine entsprechend ausgebildete Steuereinrichtung vorgesehen, die die Ausführung des Verfahrens am Stereomikroskop steuert. Analoges gilt natürlich umgekehrt; entsprechende Steuereinrichtungsmerkmale, die die Ausführung eines Verfahrens realisieren betreffen selbstverständlich auch ein entsprechendes Mikroskopieverfahren.It it is understood that the above and the following yet to be explained features not only in the specified Combinations, but also in other combinations or in isolation can be used without departing from the scope of the present invention. Also, as far as procedures or modes of operation are described be, in the context of the invention, of course, the corresponding Control devices for the respective training courses of the Stereomicroscopes provided. So far in this description Procedures are described is for the stereomicroscope provided appropriately trained control device, which the Execution of the procedure on the stereomicroscope controls. analog Of course, the reverse applies; corresponding control device features, that relate to implementing a method of course, also a corresponding microscopy method.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielsweise anhand der beigefügten Zeichnungen, die auch erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, noch näher erläutert. Es zeigen:The invention will be described below, by way of example, with reference to the accompanying drawings, in which reveal features essential to the invention, explained in more detail. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines Strahlengangs einer ersten Ausführungsform eines Stereomikroskops gemäß dem ersten Aspekt, 1 a schematic representation of a beam path of a first embodiment of a stereomicroscope according to the first aspect,

2 ein im Mikroskop der 1 verwendete Blende, 2 a in the microscope 1 used aperture,

3 eine zweite Ausführungsform eines Stereomikroskops gemäß dem zweiten Aspekt, 3 A second embodiment of a stereomicroscope according to the second aspect,

4 eine Weiterbildung des Stereomikroskops der 1, 4 a development of the stereomicroscope of 1 .

5 eine schematische Darstellung eines Strahlengangs eines Stereomikroskops gemäß dem ersten Aspekt, 5 a schematic representation of a beam path of a stereomicroscope according to the first aspect,

6a–6c Teildarstellungen zur Verstellung des Stereowinkels im Stereomikroskop der 5, 6a - 6c Partial representations for the adjustment of the stereo angle in the stereomicroscope 5 .

7 eine schematische Darstellung eines Beleuchtungsstrahlengangs für das Mikroskop der 5, wobei dessen Strahlengang nur teilweise gezeigt ist, 7 a schematic representation of an illumination beam path for the microscope of 5 , whose beam path is only partially shown,

8 eine schematische Darstellung der Objektivpupille des Mikroskops der 7 und 8th a schematic representation of the objective pupil of the microscope of 7 and

9 eine Abwandlung eines Details des Mikroskops der 5. 9 a modification of a detail of the microscope 5 ,

1 zeigt schematisch den Strahlengang eines Stereomikroskops 1, das ein Bild eines Objekts 2 aufnimmt. Zur Vereinfachung ist lediglich die Objektebene des Objektes 2 dargestellt, welche sich in einer Brennebene eines Objektivs 3 befindet. Nachgeordnet in unmittelbarer Nähe der Öffnungsbegrenzung des Objektivs 3 befindet sich optional eine noch näher zu beschreibende Blendeneinrichtung als Element zur Strahlengangtrennung. Alternativ können auch die freien Eingangsdurchmesser zweier individueller Tubussysteme, die noch erläutert werden, eine Aperturbegrenzung und damit eine Strahlengangtrennung bewirken. 1 schematically shows the beam path of a stereomicroscope 1 that is a picture of an object 2 receives. For simplicity, only the object plane of the object is 2 shown, which is in a focal plane of a lens 3 located. Subordinated in the immediate vicinity of the opening limit of the lens 3 is optionally an aperture device to be described in more detail as an element for the beam path separation. Alternatively, the free input diameter of two individual tube systems, which will be explained, also effect an aperture limitation and thus a beam path separation.

Im Ergebnis liegen zwei Stereostrahlengänge vor, ein linker Stereostrahlengang 4l sowie ein rechter Stereostrahlengang 4r. Nach dem Objektiv 3 weist jeder Stereostrahlengang 4 einen Parallelstrahlenabschnitt auf, und eine nachgeordnete Tubusoptik 5 (5l für den linken Stereostrahlengang 4l, 5r für den rechten Stereostrahlengang 4r) fokussiert die Strahlung auf einen entsprechenden Bildsensor 6, so daß insgesamt zwei Tubussysteme dem gemeinsamen Objektiv 3 nachgeordnet sind. Die jeweilige Tubusoptik 5l, 5r bildet mit dem ihr zugeordneten Bildsensor 6l, 6r eine Bildempfangseinrichtung, die eine ihr zugeordnete optische Achse OAl, OAr aufweist. Die Signale der Bildsensoren 6 werden auf eine entsprechende Anzeigeeinrichtung geleitet, die beispielsweise als Stereookular mit entsprechenden LCD-Displays ausgebildet sein kann.As a result, there are two stereo ray paths, a left stereo ray path 4l as well as a right stereo ray path 4r , After the lens 3 has every stereo beam path 4 a parallel beam section, and a downstream tube optics 5 ( 5l for the left stereo ray path 4l . 5r for the right stereo ray path 4r ) focuses the radiation onto a corresponding image sensor 6 , So that a total of two tube systems the common objective 3 are subordinate. The respective tube optics 5l . 5r forms with the associated image sensor 6l . 6r an image receiving device having an optical axis OAl, OAr associated therewith. The signals of the image sensors 6 are directed to a corresponding display device, which may be formed, for example, as a stereo viewer with corresponding LCD displays.

Die optische Achse OAl, OAr wird dabei durch den jeweiligen Bildsensor 6 definiert. Die beiden optischen Achsen OAl, OAr sind gegenüber der optischen Achse OA des Objektivs 3 versetzt, und der Abstand d zwischen den optischen Achsen OAl und OAr legt den Winkel α fest, unter dem durch die jeweiligen Stereostrahlengänge 4l und 4r das Objekt 2 abgebildet wird. Zur Einstellung dieses Winkels α ist eine Verstellmechanik 7 vorgesehen, welche die Bildempfangseinrichtungen, d. h. die Einheiten aus Tubusoptik 5 und des Bildsensor 6, für den linken beziehungsweise rechten Stereostrahlengang in ihrem Abstand zueinander verstellt.The optical axis OAl, OAr is thereby through the respective image sensor 6 Are defined. The two optical axes OAl, OAr are opposite the optical axis OA of the objective 3 and the distance d between the optical axes OAl and OAr sets the angle α below that through the respective stereo beam paths 4l and 4r the object 2 is shown. To adjust this angle α is an adjustment mechanism 7 provided, which the image receiving devices, ie the units of tube optics 5 and the image sensor 6 , Adjusted for the left and right stereo beam path in their distance from each other.

Eine analoge Verstellung bewirkt die Verstelleinrichtung 7 vorzugsweise auch an der die Stereostrahlengänge teilenden Blendeneinrichtung, soweit diese vorhanden ist. Sie ist in 2 exemplarisch dargestellt. Sie weist eine Blendenöffnung 10l für den linken Teilstrahlengang 4l sowie eine Blendenöffnung 10r für den rechten Teilstrahlengang 4r auf. Die Größen der Blendenöffnungen 10l und 10r legen zum einen den Querschnitt im Parallelstrahlengang fest, den der jeweilige Stereostrahlengang erfaßt. Sie bestimmen somit Helligkeit, Auflösung und Tiefenschärfe. Der Abstand der Flächenschwerpunkte (bei runden Blender der Kreismittelpunkte) der Blendenöffnungen 10l und 10r definiert zusammen mit der Brennweite des Objektives 3 den Stereowinkel α.An analogous adjustment causes the adjustment 7 preferably also on the stereo beam splitting aperture device, as far as it is present. she is in 2 exemplified. It has an aperture 10l for the left partial beam path 4l as well as an aperture 10r for the right partial beam path 4r on. The sizes of the apertures 10l and 10r determine on the one hand the cross section in the parallel beam path detected by the respective stereo beam path. They thus determine brightness, resolution and depth of field. The distance of the center of gravity (with round blenders of the circle centers) of the apertures 10l and 10r defined along with the focal length of the lens 3 the stereo angle α.

Eine Verstellung des Stereowinkels α ist durch Verstellung des Abstandes d der Blendenöffnung 10l, 10r realisiert, da eine Verschiebung des Abstandes d, den die optischen Achsen OAl, OAr zueinander haben, den Stereowinkel beeinflußt. Im Sinne eines möglichst großen Verstellbereiches für α ist deshalb, die Blende 9 verstellbar gestaltet, so daß der Abstand zwischen den Blendenöffnungen 10l, 10r variiert werden kann. Zweckmäßigerweise wird dies durch die Verstellmechanik 7 oder einen entsprechenden, eigenständigen Antrieb erreicht. Die Verschiebung der Blendenöffnungen 10l, 10r relativ zueinander ist die einfachste Art, den Stereowinkel α zu verändern, da die Tubussysteme ansonsten unverändert bleiben können. Umgekehrt ist eine Stereowinkelveränderung innerhalb gewisser Grenzen auch bei unveränderter Lage der Blendenöffnungen 10l, 10r möglich. Eine Verstellung des Abstandes zwischen den Blendenöffnungen 10l, 10r ist erst dann nötig, wenn eine Verschiebung der Tubussysteme und damit der optischen Achsen OAl, OAr eine unzulässig starke Vignettierung zur Folge hätte.An adjustment of the stereo angle α is by adjusting the distance d of the aperture 10l . 10r realized, since a displacement of the distance d, the optical axes OAl, OAr to each other, affects the stereo angle. In the sense of the largest possible adjustment range for α, therefore, the aperture 9 adjustable, so that the distance between the apertures 10l . 10r can be varied. Appropriately, this is due to the adjustment mechanism 7 or reached a corresponding, independent drive. The displacement of the apertures 10l . 10r relative to each other is the simplest way to change the stereo angle α, since the tube systems can otherwise remain unchanged. Conversely, a change in the stereo angle is within certain limits even with unchanged position of the apertures 10l . 10r possible. An adjustment of the distance between the apertures 10l . 10r is only necessary if a displacement of the tube systems and thus of the optical axes OAl, OAr would result in an impermissibly strong vignetting.

Die Blende 9 muß jedoch nicht zwingend vorhanden sein, da die Stereostrahlengänge nach dem Objektiv Tubussysteme sind, deren Eingangsöffnungen bereits die entsprechende Aufteilung der Strahlung im Parallelstrahlengang, der nach dem Objektiv 3 besteht, bewirken. Die Darstellung der 2 ist dann als Wiedergabe der Pupille des Objektivs 3 zu verstehen. Nach dem gemeinsamen Objektiv geben die freien Eingangsdurchmesser der Tubussysteme die Aperturbegrenzung vor. Zusammen mit der Brennweite des Objektives bestimmt dieser Durchmesser die mögliche Helligkeit, die Detailauflösung und die Schärfentiefe. Die Eingangsdurchmesser sind gewissermaßen die Öffnungsblenden. Ein zusätzliches konzentrisches Abblenden mittels einer Blendeneinrichtung in jedem Tubussystem verringert die Helligkeit und die Auflösung, verändert den Bildausschnitt nicht und erhöht die Schärfentiefe. Nichtkonzentrische Flächenmanipulationen mittels spezieller Blenden (Kantenblenden, dezentrierte Blenden) in dieser Ebene können auch zur Veränderung des Stereowinkels bei gesteigerter Lichtausbeute genutzt werden. Der Abstand der so entstehenden Flächenschwerpunkte definiert den Stereowinkel.The aperture 9 However, it does not necessarily have to be present since the stereo beam paths after the objective are tube systems whose input openings already have the corresponding distribution of the radiation in the parallel beam path, that of the objective 3 exists, effect. The presentation of the 2 is then as a reproduction of the pupil of the lens 3 to understand. According to the common objective, the free input diameters of the tube systems specify the aperture limitation. Together with the focal length of the lens, this diameter determines the possible brightness, detail resolution and depth of field. The input diameters are in a sense the aperture apertures. An additional concentric dimming by means of a diaphragm device in each tube system reduces the brightness and the resolution, does not change the image section and increases the depth of field. Non-concentric surface manipulations by means of special diaphragms (edge apertures, decentered diaphragms) in this plane can also be used to change the stereoscopic angle with increased light output. The distance between the resulting centroids defines the stereo angle.

Für die Steuerung des Mikroskops 1 ist im übrigen noch ein (nicht dargestelltes) Steuergerät vorgesehen, daß zumindest mit der Verstellmechanik 7 und gegebenenfalls mit einer Verstellmechanik für die Blende 9 verbunden ist.For the control of the microscope 1 Incidentally, a (not shown) control unit is provided that at least with the adjustment mechanism 7 and optionally with an adjustment mechanism for the panel 9 connected is.

3 zeigt eine alternative Ausbildung des Mikroskops der 1, wobei Elemente, die in ihrer Funktion mit Elementen des Mikroskops der 1 übereinstimmen mit einem um 10 erhöhten Bezugszeichen bezeichnet sind. Das Stereomikroskop 11 erfaßt das Objekt 2 nun mit zwei Stereostrahlengängen 14l, 14r, die jeweils durch eigene Objektive (13l bzw. 13r) das Objekt mittels einer Bildempfangseinrichtung aufweisend eine Tubuslinse 15 und Bildsensor 16 abbilden. Zum Einstellen des Stereowinkels α ist nun eine Verstellmechanik mit zwei Verstellantrieben 17l, 17r vorgesehen, welche die optischen Achsen OAl, OAr der beiden Stereostrahlengänge 14l, 14r gegeneinander in Richtung der Pfeile (18l bzw. 18r) verschwenken. 3 shows an alternative embodiment of the microscope of 1 , where elements that are functional in their function with elements of the microscope 1 agree with one order 10 are denoted by reference numerals. The stereomicroscope 11 detects the object 2 now with two stereo ray paths 14l . 14r , each with their own lenses ( 13l respectively. 13r ) the object by means of an image receiving device comprising a tube lens 15 and image sensor 16 depict. To adjust the stereo angle α is now an adjustment mechanism with two adjustment drives 17l . 17r provided, which the optical axes OAl, OAr of the two stereo beam paths 14l . 14r against each other in the direction of the arrows ( 18l respectively. 18r ) pivot.

Natürlich kann das Prinzip zweier eigenständig Verstellantriebe für die Stereostrahlengänge auch in der Bauweise der 1 verwendet werden, so daß die dort vorgesehene Verstellmechanik 7 durch zwei Teil-Verstellmechaniken 7l, 7r ersetzt werden kann, die auf den jeweiligen linken beziehungsweise rechten Stereostrahlengang 4l, 4r wirken. Umgekehrt kann natürlich die Verschwenkung der Stereostrahlengänge 14l, 14r des Stereomikroskops 11 der 3 auch mit einer einzigen Verstellmechanik realisiert werden.Of course, the principle of two independent adjusting drives for the stereo beam paths in the construction of the 1 be used so that the adjustment mechanism provided there 7 through two partial adjustment mechanisms 7l . 7r can be replaced on the respective left or right stereo beam path 4l . 4r Act. Conversely, of course, the pivoting of the stereo beam paths 14l . 14r of the stereomicroscope 11 of the 3 be realized with a single adjustment mechanism.

4 zeigt eine Weiterbildung des Stereomikroskops der 1, das nun um eine weitere Abbildungseinrichtung ergänzt ist, welche ortsfest zur optischen Achse OA des Okulars 3 liegt. Dadurch ist ein Monostrahlengang 4m mit einer optischen Achse OAm realisiert, durch den mittels einer entsprechenden Tubuslinse 5m ein mono-okulares Bild auf einen Bildsensor 6m abgebildet wird. 4 shows a development of the stereomicroscope of 1 , which is now supplemented by a further imaging device which is fixed to the optical axis OA of the eyepiece 3 lies. This is a mono-beam path 4m realized with an optical axis OAm, by means of a corresponding tube lens 5 m a mono-ocular image on an image sensor 6m is shown.

4 zeigt in durchgezogenen Linien lediglich diejenigen Elemente, die der Strahlengang der 1 ergänzt wird. Zur Verdeutlichung der gegenseitigen Lage sind in den Strahlengang der 4 gestrichelt noch die optischen Achsen und die Bildsensoren der stereoskopischen Teilstrahlengänge eingetragen. Wie bei der Grundform des Mikroskops 1 der 1 stellt auch bei der Weiterbildung der 4 die Kombination aus Tubuslinse 5m und Bildsensor 6m eine Bildempfangseinrichtung dar. Dieser zusätzliche, nicht-stereoskopische Bildkanal ermöglicht eine Objektkoordinatenkontrolle wie bereits im allgemeinen Teil der Beschreibung erläutert. Die Strahlung für diesen Monostrahlengang wird beispielsweise an der Blende 9 durch eine entsprechende Blendenöffnung 10m realisiert, die in 2 gestrichelt eingezeichnet ist. Natürlich kann der Monostrahlengang auch realisiert werden, wenn die Blende 9 entfällt und die ganze Öffnung des Objektives 3 genutzt wird. 4 shows in solid lines only those elements that the beam path of the 1 is supplemented. To clarify the mutual position are in the beam path of the 4 Dashed still entered the optical axes and the image sensors of the stereoscopic partial beam paths. As with the basic shape of the microscope 1 of the 1 represents also in the further education of the 4 the combination of tube lens 5 m and image sensor 6m This additional, non-stereoscopic image channel allows object coordinate control as already explained in the general part of the description. The radiation for this mono-beam path is, for example, at the aperture 9 through a corresponding aperture 10m realized that in 2 indicated by dashed lines. Of course, the mono-beam path can also be realized when the aperture 9 eliminates and the whole opening of the lens 3 is being used.

Alternativen zur Blendeneinrichtung 9 bzw. zur Verwendung der freien Eingangsdurchmesser der Tubussysteme für den Stereostrahlengang bzw. dem Monostrahlengang sind natürlich individuelle Blenden in den jeweiligen Strahlengängen 4l, 4r bzw. 4m. Für diese gilt das hinsichtlich der Blendeneinrichtung 9 gesagte analog und uneingeschränkt, insbesondere was die Verstellung angeht.Alternatives to the aperture device 9 or to use the free input diameter of the tube systems for the stereo beam path or the mono-beam path are of course individual diaphragms in the respective beam paths 4l . 4r respectively. 4m , For this applies with respect to the aperture device 9 said analogous and unrestricted, especially as regards the adjustment.

5 zeigt schematisch den Strahlengang eines Stereomikroskops 101, das ein Bild eines Objekts 102 aufnimmt. Zur Vereinfachung ist lediglich die Objektebene des Objektes 102 dargestellt, welche sich in einer Brennebene eines Objektivs 103 befindet. Das Objektiv 103 hat eine optische Achse OA. In Abbildungsrichtung liegt nach dem Objektiv 103 ein Parallelstrahlengang vor. Dieser wird durch ein Strahlteilerelement 120, das aus zwei teildurchlässigen Spiegelflächen 121l, 121r aufgebaut ist, in zwei Stereostrahlengänge 104l, 104r aufgeteilt, so daß nach dem Strahlteilerelement zwei Tubussysteme von Stereostrahlengängen vorliegen, der linke Stereostrahlengang 104l sowie der rechte Stereostrahlengang 104r. Die Spiegelflächen 121l, 121r können an einem geeigneten Prisma ausgebildet sein. Das Strahlteilerelement 120 teilt in einem Parallelstrahlengangabschnitt nach dem Objektiv 103 somit die Stereostrahlengänge ab. Für die beiden Stereostrahlengänge 104l, 104r sind entsprechende Tubusoptiken 105l, 105r vorgesehen, welche die Strahlung auf entsprechende Bildsensoren 106l, 106r fokussieren. Die jeweilige Tubusoptik 105l, 105r bildet mit dem je zugeordneten Bildsensor 106l, 106r eine dem gemeinsamen Objektiv 103 nachgeordnete Bildempfangseinrichtung, die eine ihr zugeordnete optische Achse OAl, OAr hat. Die Signale der Bildsensoren 106 werden auf eine entsprechende Anzeigeeinrichtung geleitet, die beispielsweise als Stereookular mit entsprechenden LCD-Displays ausgebildet sein kann. 5 schematically shows the beam path of a stereomicroscope 101 that is a picture of an object 102 receives. For simplicity, only the object plane of the object is 102 shown, which is in a focal plane of a lens 103 located. The objective 103 has an optical axis OA. In the imaging direction is the objective 103 a parallel beam path. This is through a beam splitter element 120 , which consists of two semitransparent mirror surfaces 121l . 121r is built in two stereo beam paths 104l . 104r split, so that after the beam splitter element two tube systems of stereo beam paths are present, the left stereo beam path 104l as well as the right stereo ray path 104r , The mirror surfaces 121l . 121r can be formed on a suitable prism. The beam splitter element 120 Shares in a parallel beam path section after the lens 103 thus the stereo ray paths off. For the two stereo ray paths 104l . 104r are corresponding tube optics 105l . 105r provided which the radiation to corresponding image sensors 106l . 106r focus. The respective tube optics 105l . 105r forms with the ever assigned image sensor 106l . 106r a common objective 103 downstream image receiving device having an associated optical axis OAl, OAr. The signals of the image sensors 106 are directed to a corresponding display device, which may be formed, for example, as a stereo viewer with corresponding LCD displays.

Die optische Achse OAl, OAr wird dabei durch das jeweilige Tubussystem 106 definiert. Die beiden optischen Achsen OAl, OAr sind gegenüber der optischen Achse OA des Objektivs 103 versetzt und können ggf. auch schräg dazu liegen. Der Abstand d zwischen den zueinander parallelen optischen Achsen OAl und OAr legt zusammen mit der Objektivbrennweite den Winkel α fest, unter dem durch die jeweiligen Stereostrahlengänge 104l und 104r das Objekt 102 abgebildet wird. Zur Einstellung dieses Winkels α kann optional eine Verstellmechanik, aufweisend Teil-Mechaniken 107l und 107r, vorgesehen sein, welche die Bildempfangseinrichtungen 123l 123r der Stereokanäle, d. h. die Einheiten aus Tubusoptik 105 und Bildsensor 106 so zueinander verstellt, daß der Abstand d der zueinander parallelen optischen Achsen OAl und OAr auf ein gewünschtes Maß eingestellt ist. Diese Verstellung erfolgt z. B., indem die Bildempfangseinrichtungen parallel zum Parallelstrahlenabschnitt der Stereostrahlengänge 104l, 104r vor deren Umlenkung durch die Strahlteilereinrichtung 120 verschiebt. Auch kann in einer vereinfachten Realisierung auch die alleinige Verschiebung der Blenden 122l, 122r genügen.The optical axis OAl, OAr is thereby through the respective tube system 106 Are defined. The two optical axes OAl, OAr are opposite the optical axis OA of the objective 103 offset and may possibly also be at an angle. The distance d between the mutually parallel optical axes OAl and OAr defines, together with the lens focal length, the angle α, below that through the respective stereo beam paths 104l and 104r the object 102 is shown. To adjust this angle α can optionally an adjustment mechanism, comprising sub-mechanisms 107l and 107r , Which are the image receiving devices 123l 123r the stereo channels, ie the units of tube optics 105 and image sensor 106 adjusted to each other so that the distance d of the mutually parallel optical axes OAl and OAr is set to a desired level. This adjustment is z. B., by the image receiving devices parallel to the parallel beam portion of the stereo beam paths 104l . 104r prior to their deflection by the beam splitter device 120 shifts. Also, in a simplified implementation, the sole displacement of the aperture 122l . 122r suffice.

Da die Spiegelflächen 121l und 121r teildurchlässig sind, läuft der Parallelstrahlengang nach dem Objektiv 102 auch durch die Strahlteilereinrichtung 120 hindurch. Er wird für einen Monostrahlengang 104m genutzt, der mittels einer nachgeordneten Tubuslinse 105m auf einen entsprechenden Mono-Bildsensor 106m fokussiert wird. Die durch die Strahlteilereinrichtung 120 nicht abgeteilten Anteile des Parallelstrahlenganges nach dem Objektiv 103 bilden also das Objekt 102 unter Ausnutzung der vollen Apertur des Objektivs 103 auf den Bildsensor 106m ab. Damit die optische Abbildung auf den Bildsensor auf dem Bildsensor 106m erfolgen kann, muß die Strahlteilereinrichtung 120 entweder als Strahlenteilerprisma ausgebildet sein, das längs der optischen Achse OAm eine konstante optische Dicke hat, oder durch zwei teildurchlässige, dünne Spiegel realisiert sein. In einer Weiterbildung können diese auch klappbar ausgestaltet sein, so daß sie in eine zweite Position stellbar sind, in der der Monostrahlengang 104m vollkommen frei ist. Die Stereostrahlengänge 104l, 104r sind abgeschaltet, wenn die Spiegel in dieser Stellung sind.Because the mirror surfaces 121l and 121r are partially transparent, runs the parallel beam path to the lens 102 also by the beam splitter device 120 therethrough. He is going for a mono beam 104m used, by means of a downstream Tubuslinse 105m to a corresponding mono image sensor 106m is focused. The through the beam splitter device 120 not divided portions of the parallel beam path after the lens 103 form the object 102 taking advantage of the full aperture of the lens 103 on the image sensor 106m from. So that the optical image on the image sensor on the image sensor 106m can be done, the beam splitter device 120 be formed either as a beam splitter prism, which along the optical axis OAm has a constant optical thickness, or be realized by two partially transparent, thin mirror. In a further development, these can also be designed to be foldable, so that they can be adjusted to a second position in which the mono-beam path 104m is completely free. The stereo ray paths 104l . 104r are turned off when the mirrors are in this position.

Zur Festlegung des für den Monostrahlengang 105m verwendeten Bereiches der Objektivpupille ist für den Monostrahlengang 104m eine Blende 122m vorgesehen, die den Querschnitt des Monostrahlengangs definiert. Analog sind Blenden 122l und 122r für die Stereostrahlengänge optional vorgesehen.Determining the for the mono-beam path 105m used area of the lens pupil is for the mono-beam path 104m a panel 122m provided, which defines the cross section of the mono-beam path. Analog are apertures 122l and 122r Optionally provided for the stereo beam paths.

Eine mechanisch besonders einfache Variante zur Verstellung des Stereowinkels α verstellt alternativ nicht die Bildempfangseinrichtung 123l, 123r, sondern lediglich die Blenden 122l, 122r. Dies ist exemplarisch anhand des linken Stereokanals in den 6a–6c gezeigt. 6a zeigt den Bildsensor 102l, die Tubusoptik 105l, die Blende 122l, sowie den Querschnitt 1241 des Parallelstrahlengangs auf der Spiegelfläche 121l. Dieser Querschnitt ist zur Vereinfachung kreissymmetrisch gezeichnet, obschon sich aufgrund der gegenüber der Blende 122l bzw. der Tubuslinse 105l schrägstehenden Spiegelfläche 121l eigentlich eine Ellipse ergibt. Zur Verstellung der Stereobasis kann auch eine Verschiebung der Tubussysteme längs der optischen Achse OA des Objektives 103 verwendet werden.A mechanically particularly simple variant for adjusting the stereo angle α does not alternatively displace the image receiving device 123l . 123r , but only the aperture 122l . 122r , This is exemplified by the left stereo channel in the 6a - 6c shown. 6a shows the image sensor 102l , the tube optic 105l , the aperture 122l , as well as the cross section 1241 of the parallel beam path on the mirror surface 121l , This cross section is drawn circularly symmetrical for simplicity, although due to the opposite of the aperture 122l or the tube lens 105l tilted mirror surface 121l actually gives an ellipse. In order to adjust the stereo base, it is also possible to shift the tube systems along the optical axis OA of the objective 103 be used.

Gemäß 6b führt eine Verkleinerung der Blendendurchmesser zu einem kleineren Querschnitts des Parallelstrahlenganges. Dies geht mit einer Helligkeitsabnahme und einer Auflösungseinschränkung einher. Zugleich erlaubt es aber auch eine große Verstellung des Stereowinkels durch Verschiebung der Blende derart, daß der Querschnitt entlang des Pfeils 125 wandert. Damit kann der Stereowinkel je nach Lage der Blende vergrößert oder verkleinert werden.According to 6b leads to a reduction of the aperture diameter to a smaller cross section of the parallel beam path. This is accompanied by a decrease in brightness and a resolution restriction. At the same time, it also allows a large adjustment of the stereo angle by shifting the aperture such that the cross section along the arrow 125 emigrated. Thus, the stereo angle can be increased or decreased depending on the position of the aperture.

6c zeigt eine Verschiebung der Blende 122l oder des Tubussystems 123l derart, daß der Querschnitt des Parallelstrahlenganges nicht mehr kreisförmig, sondern der eines Kreis-Zweieckes ist. Stellt man den in 6c dargestellten Extremfall eines Halbkreises ein, können sich die Bilder beider Stereokanäle zu einem Monobild in hoher Auflösung addieren. Eine optionale, dünne Scheidewand zwischen der Strahlteilereinrichtung 120 und dem Objektiv 103 verhindert, daß Strahlung von einem Tubussystem in das andere gelangt. Alternativ kann auch die Strahlteilereinrichtung 120 nach oben geschoben werden (bezogen auf die Darstellung der 5). 6c shows a shift of the aperture 122l or the tube system 123l in such a way that the cross section of the parallel beam path is no longer circular, but that of a circle-shaped triangle. If you put the in 6c shown extreme case of a semicircle, the images of both stereo channels can add up to a mono image in high resolution. An optional, thin septum between the beam splitter device 120 and the lens 103 prevents radiation from passing from one tube system to the other. Alternatively, the beam splitter device 120 be pushed upwards (based on the representation of 5 ).

Es sei noch einmal betont, daß die Verstellung des gesamten Tubussystems, d. h. der Bildempfangseinrichtung 123l bzw. 123r grundsätzlich eine Alternative zur Verstellung der Blenden 122l bzw. 122r ist. Natürlich ist auch eine Kombination dieser beiden Ansätze möglich.It should again be emphasized that the adjustment of the entire tube system, ie the image receiving device 123l respectively. 123r basically an alternative to adjusting the aperture 122l respectively. 122r is. Of course, a combination of these two approaches is possible.

Eine Veränderung der Blende 122m für den Monostrahlengang 104m erlaubt eine verstellbare Auflösung und damit auch eine Einstellung der Schärfentiefe für die mono-okulare Abbildung, was je nach Zusatznutzen, der mit der mono-okularen Abbildung erreicht werden soll, besonders vorteilhaft ist.A change in the aperture 122m for the mono-beam path 104m allows an adjustable resolution and thus a depth of field adjustment for mono-ocular imaging, which ever after additional benefit to be achieved with the mono-ocular imaging is particularly advantageous.

In 7 ist eine Ergänzung des Stereomikroskops 101 der 5 dargestellt, das um eine Beleuchtungseinrichtung 126 verfügt, die eine Auflichtbeleuchtung des Objektes 102 bewirkt. Die Darstellung der 7 ist gegenüber der Sichtweise der 5 um 90° gedreht, d. h. die Sichtweise der 7 entspricht einer Ansicht des Mikroskops der 5 von links. Die Beleuchtungseinrichtung 126 umfaßt eine Lichtquelle 127, deren Strahlung von einem Kollimator 128 gebündelt wird. Eine nachgeordnete Feldblende 129 begrenzt einen Parallelstrahlengang der Beleuchtungsstrahlung auf einen definierten Querschnitt. Ein Umlenkspiegel 120 lenkt die Beleuchtungsstrahlung in eine Richtung parallel zur optischen Achse OA des Objektivs 103 um, und eine nachgeordnete Optik 131 bildet die Blende 129 auf das Objekt 102 ab, wie die gestrichelte Darstellung des Lampensymbols verdeutlicht. Die Öffnung des Objektivs 131 bzw. eine Blende in deren Nähe beeinflußt die maximal über das Beleuchtungssystem übertragbare Lichtleistung. Für eine gleichmäßige Objektausleuchtung liegt vorzugsweise das Bild der Lichtquelle 127 konjugiert zur Öffnung des Objektivs 131 bzw. zur Blende. Wird eine verstellbare Blende verwendet, erlaubt dies eine farbtemperaturneutrale Helligkeitsregelung.In 7 is a supplement of the stereomicroscope 101 of the 5 represented, which is a lighting device 126 features a reflected light illumination of the object 102 causes. The presentation of the 7 is opposite to the viewpoint of 5 rotated by 90 °, ie the view of the 7 corresponds to a view of the microscope 5 from the left. The lighting device 126 includes a light source 127 whose radiation is from a collimator 128 is bundled. A downstream field stop 129 limits a parallel beam path of the illumination radiation to a defined cross section. A deflecting mirror 120 deflects the illumination radiation in a direction parallel to the optical axis OA of the objective 103 um, and a downstream optics 131 forms the aperture 129 on the object 102 as the dashed representation of the lamp symbol illustrates. The opening of the lens 131 or an aperture in their vicinity affects the maximum transmissible via the illumination system light output. For a uniform object illumination is preferably the image of the light source 127 conjugated to the opening of the lens 131 or to the aperture. If an adjustable aperture is used, this allows color temperature-neutral brightness control.

Da die optische Achse des Beleuchtungsstrahlenganges zwischen Umlenkspiegel 130 und Objektiv 103 gegenüber der optischen Achse OA des Objektivs parallel versetzt ist, fällt die Beleuchtungsstrahlung als Schrägbeleuchtung auf die Probe 102. Durch die Beleuchtungsanordnung ergibt sich in der Probe 102 ein beleuchtetes Feld 132, das dem Bild der Feldblende 129 entspricht. Die punktierten Linien geben diese Abbildung wieder.Since the optical axis of the illumination beam path between deflecting mirror 130 and lens 103 is offset parallel to the optical axis OA of the objective, the illumination radiation falls as oblique illumination on the sample 102 , The illumination arrangement results in the sample 102 a lit field 132 that is the image of the field stop 129 equivalent. The dotted lines represent this picture again.

Zur Veranschaulichung ist in 7 exemplarisch der linke Stereostrahlengang eingezeichnet. In 7 ist für den linken Stereostrahlengang 104l exemplarisch der Querschnitt 124l des Parallelstrahlenganges zu sehen, welcher (wie bereits vorher erläutert) lediglich zur Vereinfachung kreisförmig eingezeichnet ist.By way of illustration is in 7 as an example, the left stereo beam path drawn. In 7 is for the left stereo ray path 104l exemplary cross section 124l of the parallel beam path, which (as already explained above) is drawn in a circle only for the sake of simplicity.

Zur Verstellung des Grades der Schrägbeleuchtung ist für die Beleuchtungseinrichtung 126 eine Verstellmechanik 133 vorgesehen, die den Versatz der optischen Achse OAb im Abschnitt zwischen dem Umlenkspiegel 130 und dem Objektiv 103, und der optischen Achse OA des Objektivs 103 einzustellen erlaubt. Dies kann entweder dadurch erfolgen, daß die Beleuchtungseinrichtung 126 auf die optische Achse OA hingeschoben wird, oder indem die Feldblende 129 (optional zusammen mit der Lichtquelle 127 und dem Kollimator 128) längs der optischen Achse OA des Objektives verschoben wird.To adjust the degree of oblique lighting is for the lighting device 126 an adjustment mechanism 133 provided that the offset of the optical axis OAb in the section between the deflection mirror 130 and the lens 103 , and the optical axis OA of the objective 103 allowed to adjust. This can be done either by the fact that the lighting device 126 is slid on the optical axis OA, or by the field stop 129 (optional together with the light source 127 and the collimator 128 ) is displaced along the optical axis OA of the objective.

Der Umlenkspiegel 130 deckt natürlich einen Teil des Strahlengangquerschnitts des Monostrahlenganges 104m ab. Dies ist in 8 veranschaulicht, die in eine Draufsicht auf das Objektiv 103 zeigt. Die entsprechende Umrißlinie des Objektivs 103 kann natürlich auch als dessen Pupille aufgefaßt werden. Die Querschnitte 124l, 124r der Stereostrahlengänge sind, wie 8 zeigt, dezentral zum Durchstoßpunkt der optischen Achse OA, der durch einen Stern symbolisiert ist. Der Abstand der Durchstoßpunkte der optischen Achsen OAr und OAl beträgt d und stellt den Stereowinkel ein. Der Durchstoßpunkt der optischen Achse OAb ist ebenfalls gegenüber dem Durchstoßpunkt der optischen Achse OA versetzt. Optional kann die Beleuchtung auch zentral eingekoppelt werden, d. h. OAb und OA fallen zusammen. Dies ist möglich, da die Beobachtungssysteme außeraxial liegen. Auch können mehrere Beleuchtungssysteme verwendet werden, zwischen denen umgeschaltet wird und die jeweils unter verschiedenen Winkeln beleuchten. Ihre optischen Achsen OAb liegen also beabstandet.The deflection mirror 130 naturally covers a part of the beam path cross-section of the mono-beam path 104m from. This is in 8th illustrated in a plan view of the lens 103 shows. The corresponding outline of the lens 103 Of course, it can also be considered as its pupil. The cross sections 124l . 124r the stereo beam paths are how 8th shows, decentralized to the puncture point of the optical axis OA, which is symbolized by a star. The distance of the piercing points of the optical axes OAr and OAl is d and adjusts the stereo angle. The piercing point of the optical axis OAb is also offset from the piercing point of the optical axis OA. Optionally, the lighting can also be coupled in centrally, ie OAb and OA coincide. This is possible because the observation systems are off-axis. It is also possible to use a plurality of lighting systems between which switching takes place and lighting each at different angles. Their optical axes OAb are therefore at a distance.

In einem auf dem Gebiet der Ophthalmologie liegenden Anwendungsfall werden Vorsatzlinsen vor dem Objekt (hier: Auge) verwendet, z. B. Hrubylinsen oder Augenkontaktgläser. Dann kann optional die Beleuchtung koaxial zur Beobachtung ausgestaltet sein. In diesem Fall erfolgt eine geeignete Pupillenteilung (z. B. konzentrisch) analog dem bekannten Funduskameraprinzip und/oder es werden stark dezentrierte Zusatzoptiken und/oder eine spektrale Lichtaufteilung (Fluoreszenz) und/oder polarisierte Strahlungen verwendet. Über ein flaches Kontaktglas wird eine Beleuchtungsreflexunterdrückung vorgenommen.In an application in the field of ophthalmology auxiliary lenses are used in front of the object (here: eye), eg. B. Hrubyl lenses or eye contact lenses. Then optional the illumination should be coaxial with the observation. In this Case a suitable pupil division takes place (eg concentric) analogous to the known fundus camera principle and / or it will be strong decentered additional optics and / or a spectral light distribution (Fluorescence) and / or polarized radiations used. about a flat contact glass becomes an illumination reflex suppression performed.

Der Spiegel 130 und die Optik 131 decken nur einen Teil des Querschnittes im Tubusstrahlengang des Monostrahlengangs ab. Die Beleuchtungseinrichtung 126 mindert somit die Auflösung des Monostrahlenganges, erlaubt aber zugleich eine einfache und verstellbare Auflichtbeleuchtung. Hinsichtlich der Stereostrahlengänge ist das Objektiv 103 asymmetrisch ausgenutzt. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn in der Ophthalmologie Fundusreflexe genutzt werden sollen.The mirror 130 and the optics 131 cover only a part of the cross-section in the tube beam path of the mono-beam path. The lighting device 126 thus reduces the resolution of the mono-beam path, but at the same time allows a simple and adjustable incident illumination. Regarding the stereo ray paths, the lens is 103 exploited asymmetrically. This is particularly advantageous if fundus reflexes are to be used in ophthalmology.

Anstelle des Umlenkspiegels 130 kann natürlich auch ein die Beleuchtungsstrahlung strukturierendes Element verwendet werden. Gleiches gilt für die Feldblende 129, bei der z. B. eine Punktblende zur Pupillenabdeckung oder ein DMD-Chip verwendet werden kann, insbesondere wenn der Beleuchtungsstrahlengang nochmals gefaltet wird.Instead of the deflecting mirror 130 Of course, a structuring the illumination radiation element can be used. The same applies to the field stop 129 in which z. B. a point aperture for pupil cover or a DMD chip can be used, especially when the illumination beam path is folded again.

9 zeigt eine besonders platzsparende Bauweise des Mikroskops 101 hinsichtlich der Stereostrahlengänge. Diese können nochmals unter Verwendung eines Faltungsspiegels 124 umgelenkt werden. 9 zeigt dabei der Einfachheit halber lediglich die Faltung des linken Stereostrahlenganges. Analoges gilt natürlich für den rechten Stereostrahlengang. Diese Bauweise ist besonders vorteilhaft, wenn das Objekt durch Drehung des Mikroskops um die optische Achse OA des Objektivs bzw. bei gleichzeitiger Drehung aller dem Objektiv nachgeordneten Elemente aus unterschiedlichen Blickwinkeln betrachtet werden soll. 9 shows a particularly space-saving design of the microscope 101 regarding the stereo ray paths. These can be repeated using a folding mirror 124 redirected who the. 9 For the sake of simplicity, it shows only the folding of the left stereo ray path. The same applies of course to the right stereo ray path. This design is particularly advantageous when the object is to be viewed from different angles by rotation of the microscope about the optical axis OA of the lens or with simultaneous rotation of all the elements downstream of the lens.

Grundsätzlich kann natürlich für die Erfindung im ersten wie im zweiten Aspekt auch eine automatische Fokussierung durch Bewegung der Bildsensoren längs der optischen Einfallsachse der Abbildungsstrahlung bewirkt werden. Auch können die hier geschilderten Erfindungen gemäß dem ersten bzw. dem zweiten Aspekt auch miteinander hinsichtlich ihrer Merkmale kombiniert werden, insbesondere was die Beleuchtungseinrichtung angeht.in principle of course, for the invention in the first how in the second aspect also an automatic focusing by movement the image sensors along the optical axis of incidence of the imaging radiation be effected. Also, the inventions described here according to the first and the second aspect also be combined with each other in terms of their characteristics, in particular as far as the lighting device is concerned.

Für die Erfindung ganz grundsätzlich kommt auch in Frage, die Beleuchtung durch eine ringförmige Lichtquelle, welche das Objektiv umgibt, vorzunehmen.For the invention quite fundamentally comes into question, the Illumination by an annular light source, which surrounding the lens.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19722726 [0003]
- DE 3546915 C2 [0004]
US 6525878 [0005]
- DE 10203215 A1 [0005]

Claims

Stereomicroscope for imaging an object ( 2 ), the stereomicroscope ( 1 ): - an imaging beam path comprising a lens ( 3 ) with an optical axis (OA) and the objective ( 3 ) in the imaging direction downstream of a left and a right stereo beam path ( 4l . 4r ), wherein each stereo beam path ( 4l . 4r ) has an optical axis (OAl, OAr) and the object ( 2 ) to an image receiving device ( 6l . 6r ), - wherein the optical axes (OAl, OAr) of the stereo beam paths ( 4l . 4r ) at least in sections to the optical axis (OA) of the objective ( 3 ) are parallel and in this section spaced from each other by a distance (d) having a stereo angle (α) of the image of the object ( 2 ), characterized in that - an adjusting mechanism ( 7 ) is provided which the distance (d) by moving the image receiving devices ( 6l . 6r ) transverse to the optical axis (OAl, OAr) of the associated stereo beam paths ( 4l . 4r ) adjusted.

Stereomicroscope according to claim 1, characterized in that the stereo beam paths ( 4l . 4r ) each a tube optics ( 5l . 5r ) and between each tube optics ( 5l . 5r ) and the lens ( 3 ) runs a parallel beam path.

Stereomicroscope according to Claim 2, characterized in that the objective has an exit pupil, the parallel beam paths of the stereo ray paths ( 4l . 4r ) each have a cross-section which is smaller than that of the exit pupil of the objective ( 3 ), and the adjustment mechanism ( 7 ) the parallel beam paths within the exit pupil of the objective ( 3 ) shifts.

Stereomicroscope according to one of the preceding claims, characterized in that a device for changing the size of the cross section of the parallel beam paths of the stereo beam paths ( 4l . 4r ) is provided.

Stereomicroscope for imaging an object ( 2 ), the stereomicroscope ( 11 ): - a left and a right stereo beam path ( 14l . 14r ) having an optical axis (the optical axis (OAl, OAr), - each stereo beam path ( 14l . 14r ) an image receiving device ( 16l . 16r ), to which the stereo beam path ( 14l . 14r ) the object ( 2 ), wherein the optical axes (OAl, OAr) of the stereo ray paths relate to the object ( 2 ) are at an angle (α) to each other, which has a stereo angle of the image of the object ( 2 ), characterized in that - an adjusting mechanism ( 17l . 17r ) is provided which the angle (α) by pivoting the optical axes (OAl, OAr) of the stereo beam paths ( 14l . 14r ) adjusted.

Stereomicroscope according to claim 5, characterized in that the adjusting mechanism ( 17l . 17r ) the image receiving devices tilted against each other.

Stereomicroscope according to one of the preceding claims, characterized in that, for the object coordinate control, there is additionally a monostear path ( 4m ) comprising a mono image receiving device ( 5 m . 6m ), to which the mono-beam path ( 4m ) the object ( 2 ) maps.

Stereomicroscope according to one of the preceding claims, characterized by an object stabilization device which comprises a control device and a displacement device for displacing the image reception devices ( 6l . 6r ) transversely to its respective optical axis (OAl, OAr), wherein the control means detects object movements and the displacement means ( 7 ) to a object movement compensating displacement of the image receiving devices ( 6l . 6r ).

Stereomicroscope according to one of the above claims, characterized by a viewing device, e.g. Example, an electronic stereo viewer, in which the of the image receiving devices ( 6l . 6r ; 16l . 16l ) are displayed, wherein additionally a control device is provided, which with the viewing device and the adjustment mechanism ( 7 ; 17l . 17r ) and the adjustment mechanism ( 7 ) depending on the setting state of the viewer controls.

Stereomicroscope for imaging an object ( 2 ), the stereomicroscope ( 101 ): - an imaging beam path comprising a lens ( 103 ) and the lens ( 103 ) in the imaging direction downstream of a left and right stereo beam path ( 104l . 104r ), wherein each stereo beam path ( 104l . 104r ) the object ( 102 ) to an image receiving device ( 105l . 105r ), wherein in addition a mono-beam path ( 104m ) provided by the lens ( 103 ) the object ( 102 ), wherein the lens ( 103 ) follows in the imaging direction a parallel beam path and in this a beam splitter device ( 120 ) is arranged, which the stereo beam paths ( 104l . 104r ), characterized in that the beam splitting device ( 120 ) also the mono-beam path ( 104m ) from the stereo beam paths ( 104l . 104r ), wherein in the parallel beam path, the cross section of the mono-beam path ( 104m ) too at least partially that of the stereo beam paths ( 104l . 104r ) covered.

Stereomicroscope according to claim 10, characterized in that the mono-beam path ( 104m ) has an optical axis (OAm) with an optical axis (OA) of the objective ( 103 ) coincides.

Stereomicroscope according to claim 10 or 11, characterized in that the beam splitter device ( 120 ) two deflection-deflecting, partially transmissive mirrors ( 121l . 121r ).

Stereomicroscope according to one of Claims 10 to 12, characterized in that the beam splitter device ( 120 ) an adjustable aperture device ( 122l . 122r ) upstream or downstream, whose adjustment cross sections and / or position of the cross sections ( 124l . 124r ) of the stereo beam paths ( 104l . 1045 ).

Stereomicroscope according to one of Claims 10 to 13, characterized in that a radiation source ( 127 ) is provided which emits illumination radiation, wherein in the mono-beam path ( 104m ) a deflection mirror ( 130 ) is arranged, over which the illumination radiation is incident, then through the lens ( 103 ) the object ( 102 ) to illuminate.

Stereomicroscope according to claim 14, characterized in that the deflecting mirror ( 130 ) in the illumination direction an optic ( 131 ), which illuminating radiation is transmitted to the objective ( 103 ) focused.

Stereomicroscope according to claim 14 or 15, characterized in that the illumination radiation on the objective ( 103 ) along an optical axis (OAb) which is incident to the optical axis (OA) of the objective (OA). 103 ) is shifted in parallel.

Stereomicroscope according to Claim 16, characterized in that a lighting adjustment device ( 133 ) is provided, which the position of the deflection mirror ( 130 ) or an incident axis, with which the illumination radiation on the deflection mirror ( 130 ), adjusted, and so a distance between the optical axis (OAb), along which the illumination radiation to the lens ( 103 ) and the optical axis (OA) of the objective ( 130 ).

Stereomicroscope according to one of claims 10 to 17, characterized in that an adjusting mechanism ( 170l . 170r ) is provided, with a distance (d) of optical axes (OAl, OAr) of the stereo beam paths ( 104l . 104r ) is adjustable to adjust a stereo angle (α).