DE102009040082B4

DE102009040082B4 - Operationsmikroskop mit optischen Schnittstellen

Info

Publication number: DE102009040082B4
Application number: DE200910040082
Authority: DE
Inventors: Daniel Kolster; Dirk Holzmann; Alfons Abele
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2009-09-04
Filing date: 2009-09-04
Publication date: 2015-04-09
Anticipated expiration: 2029-09-05
Also published as: DE102009040082A1

Abstract

Operationsmikroskop (1) mit einem ersten und einem zweiten stereoskopischen Teilstrahlengang (5, 7) für das stereoskopische Beobachten eines Objektbereichs (15); mit einem ersten Strahlteiler (19), der in dem ersten stereoskopischen Teilstrahlengang (5) angeordnet ist und dazu dient, einen weiteren optischen Strahlengang (27) in den ersten stereoskopischen Teilstrahlengang (5) einzukoppeln oder einen weiteren optischen Strahlengang (27) aus dem ersten stereoskopischen Teilstrahlengang (5) auszukoppeln; mit einer ersten optischen Schnittstelle (14) und mit wenigstens einer weiteren optischen Schnittstelle (16); und mit einer steuerbaren Umlenkeinrichtung (31) für Licht, mittels der wahlweise der weitere optische Strahlengang (27) für einen Verlauf zwischen der ersten optischen Schnittstelle (14) und dem ersten Strahlteiler (19) oder zwischen der weiteren optischen Schnittstelle (16) und dem ersten Strahlteiler (19) eingestellt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten stereoskopischen Teilstrahlengang (7) ein zweiter Strahlteiler (37) angeordnet ist, der dazu dient, einen weiteren optischen Strahlengang (41) in den zweiten stereoskopischen Teilstrahlengang (7) einzukoppeln oder einen weiteren optischen Strahlengang (41) aus dem zweiten stereoskopischen Teilstrahlengang (7) auszukoppeln, wobei der erste Strahlteiler (19) eine Teilerfläche (21) hat, deren dem Objektbereich (15) abgewandte Flächennormale (23) in der Betriebsstellung mit der als Abstand der optischen Achsen des ersten und des zweiten stereoskopischen Teilstrahlengangs (5, 7) an dem ersten Strahlteiler (19) und dem zweiten Strahlteiler (27) definierten Stereobasis (63) des ersten und zweiten stereoskopischen Teilstrahlengangs (5, 7) einen stumpfen Winkel β > 90° bildet, und wobei die erste optische Schnittstelle (14) der weiteren optischen Schnittstelle (16) gegenüberliegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Operationsmikroskop mit einem ersten und einem zweiten stereoskopischen Teilstrahlengang für das stereoskopische Beobachten eines Objektbereichs, mit einem ersten Strahlteiler, der in dem ersten stereoskopischen Teilstrahlengang angeordnet ist und dazu dient einen weiteren optischen Strahlengang in den ersten stereoskopischen Teilstrahlengang einzukoppeln oder einen weiteren optischen Strahlengang aus dem stereoskopischen Teilstrahlengang auszukoppeln, mit einer ersten optischen Schnittstelle und mit wenigstens einer weiteren optischen Schnittstelle, sowie mit einer steuerbaren Umlenkeinrichtung für Licht, mittels der wahlweise der weitere optische Strahlengang für einen Verlauf zwischen der ersten optischen Schnittstelle und dem ersten Strahlteiler oder zwischen der zweiten optischen Schnittstelle und dem Strahlteiler eingestellt werden kann.
Ein derartiges Operationsmikroskop ist aus der EP 1 486 813 A1 bekannt. Das Operationsmikroskop hat einen Tubus für Hauptbeobachtung und es weist mehrere optische Schnittstellen, an die ein Tubus für Mitbeobachtung angeschlossen werden kann. Der Strahlengang für Hauptbeobachtung ist mit einem ersten und mit einem zweiten stereoskopischen Teilstrahlengang ausgebildet. In dem ersten und dem zweiten Teilstrahlengang gibt es drehbeweglich gelagerte Strahlteiler. Durch Schwenken der Strahlteiler kann das Beobachtungslicht aus einem der stereoskopischen Teilstrahlengänge wahlweise zu den unterschiedlichen optischen Schnittstellen am Operationsmikroskop geführt werden.
Die DE 89 02 710 U1 offenbart ein stereoskopisches Operationsmikroskop, das im linken und rechten stereoskopischen Teilstrahlengang einen bewegbaren Strahlteiler enthält. Diese Strahlteiler können jeweils um die optische Achse der Teilstrahlengänge gedreht werden. Mittels der Strahlteiler kann an zwei unterschiedlichen Schnittstellen Beobachtungslicht bereitgestellt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Operationsmikroskop bereitzustellen, das mehrere gleichwertige optische Schnittstellen hat, an die Zusatzeinrichtung wie z. B. ein Tubus für Mitbeobachtung angeschlossen werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Operationsmikroskop mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1 und 2 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Operationsmikroskops sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei dem in Anspruch 1 angegebenen Operationsmikroskop liegt die erste optische Schnittstelle der weiteren optischen Schnittstelle gegenüber. Hier wird ermöglicht, dass die optische Weglänge des weiteren optischen Strahlengangs zwischen der ersten optischen Schnittstelle und dem ersten Strahlteiler und die optische Weglänge des weiteren optischen Strahlengangs zwischen der ersten Schnittstelle und der weiteren optischen Schnittstelle gleich. Unter gleichen optischen Weglängen sind dabei Weglängen zu verstehen, die um nicht mehr als 10% voneinander abweichen.
Ein Operationsmikroskop mit zwei einander gegenüberliegenden optischen Schnittstellen ermöglicht insbesondere einem Assistenten im Bezug auf einen Hauptbeobachter zwei gleichwertige Arbeitspositionen. Identische optische Weglängen für den von bzw. zu den optischen Schnittstellen im Operationsmikroskop geführten Abbildungsstrahlengang gewährleisten die gleiche Bildqualität einer optischen Abbildung von und zu den Schnittstellen.
Bei dem in Anspruch 2 angegebenen Operationsmikroskop ist in dem zweiten stereoskopischen Teilstrahlengang ein zweiter Strahlteiler angeordnet, der dazu dient, einen weiteren optischen Strahlengang in den stereoskopischen Teilstrahlengang einzukoppeln oder einen weiteren optischen Strahlengang aus dem zweiten stereoskopischen Teilstrahlengang auszukoppeln, und der ein von dem ersten Strahlteiler verschiedenes Strahlteilungsverhältnis hat. In den stereoskopischen Teilstrahlengängen können auch mehrere Strahlteiler vorgesehen werden.
Bei einem erfindungsgemäßen Operationsmikroskop kann auch bei verschiedenen Lichttransmissionen in dem ersten und dem zweiten stereoskopischen Teilstrahlengang, die von dem unterschiedlichen Strahlteilungsverhältnis der Strahlteiler herrührt, Bildinformation mit der gleichen Bildhelligkeit an mehreren optischen Schnittstellen bereitgestellt werden. Ein erfindungsgemäßes Operationsmikroskop kann insbesondere mehr als zwei optische Schnittstellen aufweisen.
Der Erfindung liegt auch die Erkenntnis zugrunde, dass Bildinformation, die durch digitales Auswerten eines Beobachtungsbildes generiert wird, nur dann exakt ortsrichtig und ohne Parallaxefehler für eine Beobachtungsperson im Okulareinblick eines Operationsmikroskops visualisiert werden kann, wenn dem digital ausgewerteten Beobachtungsbild ein Abbildungsstrahlengang zugrunde liegt, der mittels Strahlteiler aus demjenigen stereoskopischen Teilstrahlengang ausgekoppelt ist, in den die Bildinformation mittels Strahlteiler eingekoppelt wird.
Wenn vermieden werden soll, dass das der digitalen Bildverarbeitung zugrunde liegende Bild keine in den Strahlengang eingespiegelte Bildinformation enthält, müssen in dem entsprechenden Strahlengang zwei räumlich voneinander getrennte Strahlteiler so angeordnet werden, dass sich der Strahlteiler zum Auskoppeln von Beobachtungslicht zu einem Kameramodul für eine digitale Bildauswertung vom Objektbereich aus gesehen vor dem Strahlteiler für das Einspiegeln von Bildinformation befindet.
Strahlteiler in einem Beobachtungsstrahlengang haben einen Verlust an Bildhelligkeit zur Folge. Eine Idee der Erfindung ist, das Teilungsverhältnis der Strahlteiler entsprechend der erforderlichen Bildhelligkeit für den ein- und ausgespiegelten Strahlengang so zu wählen, dass die Transmissionsverluste in dem entsprechenden Beobachtungsstrahlengang möglichst gering sind. Vor diesem Hintergrund besteht eine Erkenntnis der Erfindung darin, dass ein Strahlteiler mit einem Teilungsverhältnis T = 80/20 ± 20% hervorragend für das Ausspiegeln von Beobachtungslicht aus einem Beobachtungsstrahlengang geeignet ist, dem ein transparenter Objektbereich, wie z. B. die Cornea eines Patientenauges zugrunde liegt, um das ausgespiegelte Beobachtungslicht einer digitalen Bildverarbeitung zu unterziehen, mittels der die Lage der Iris des Patientenauges und die Position punktförmiger Markierungsmuster am Patientenauge bestimmt wird. Eine weitere Erkenntnis der Erfindung ist, dass mittels eines Strahlteilers, dessen Teilungsverhältnis T = 90/10 ± 20% beträgt, die Anzeigeinformation eines Displays in den Beobachtungsstrahlgang des Operationsmikroskops mit einer Helligkeit eingespiegelt werden kann, die dafür ausreicht, dass eine Beobachtungsperson insbesondere eingespiegelte Orientierungsmuster für Schnittrichtungen und Nahtverläufe bei chirurgischen Eingriffen an einem Patientenauge im Beobachtungsbild des Patientenauges deutlich und mit guten Kontrast wahrnehmen kann.
Ein Strahlteiler mit dem Teilungsverhältnis T = 90/10 transmittiert 90% des Lichts in dem Beobachtungsstrahlengang. Mit einem solchen Strahlteiler werden jedoch nur 10% des Lichts aus dem Beobachtungsstrahlengang ausgekoppelt. Aufgrund zu geringer Bildhelligkeit ist das Teilungsverhältnis dieses Strahlteilers für das Auskoppeln eines Strahlengangs zu einem Tubus für Mitbeobachtung ungeeignet.
Ein Gedanke der Erfindung besteht deshalb insbesondere darin, nur in einem der stereoskopischen Teilstrahlengänge eines Operationsmikroskops einen Strahlteiler mit einem Teilungsverhältnis anzuordnen, welches das Auskoppeln von Bildinformation ermöglicht, die dann an mehreren optische Schnittstellen des Operationsmikroskops zu Verfügung gestellt wird. Besonders günstig für einen solchen Strahlteiler ist das Teilungsverhältnis T = 70/30 ± 20%.
Üblicherweise sind bei einem Operationsmikroskop mit mehreren optischen Schnittstellen Strahlteiler in beiden stereoskopischen Teilstrahlengängen vorgesehen, die jeweils Beobachtungslicht zu einer der optischen Schnittstellen führen. Wenn bei einem solchen Operationsmikroskop in einem stereoskopischen Teilstrahlengang noch Strahlteiler angeordnet werden, um Beobachtungslicht zu einem Kameramodul auszukoppeln und um Displayinformation, die auf digitaler Bildauswertung beruht, in den stereoskopischen Teilstrahlengang einzuspiegeln, befinden sich in dem stereoskopischen Teilstrahlengang wenigstens drei Strahlteiler.
Das Auskoppeln von Bildinformation aus einem stereoskopischen Teilstrahlengang, die an mehreren optischen Schnittstellen zur Verfügung gestellt wird, ermöglicht daher auch eine kompakte Bauform eines Operationsmikroskops mit einer geringen Bauhöhe, bei dem Beobachtungslicht aus einem stereoskopischen Teilstrahlengang zu einem Kameramodul ausgekoppelt wird und bei dem auf digitaler Bildauswertung beruhende Displayinformation in diesen Strahlengang eingespiegelt wird.
Vorteilhaft ist es, den ersten Strahlteiler neben dem zweiten Strahlteiler anzuordnen. Der Bauraum für die Strahlteiler lässt sich insbesondere auch dadurch reduzieren, dass die Teilerfläche des ersten Strahlteilers schräg zu der Stereobasis des den ersten Strahlteiler und den zweiten Strahlteiler durchsetzenden ersten und zweiten stereoskopischen Teilstrahlengangs orientiert ist.
Es ist günstig, den ersten Strahlteiler als Rhombusteiler auszubilden. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die steuerbare Umlenkeinrichtung für Licht eine bewegbare Spiegelfläche aufweist. Bevorzugt wird die steuerbare Umlenkreinrichtung als drehbar gelagertes Umlenkprisma ausgebildet. Zum Zwecke einer einfachen Bedienbarkeit ist günstiger weise dem Umlenkprisma ein steuerbarer Antrieb zugeordnet.
Eine Idee der Erfindung ist weiter, in den stereoskopischen Teilstrahlengängen eines Operationsmikroskops Strahlteiler mit unterschiedlichem Teilungsverhältnis einzusetzen, von denen einer für das Auskoppeln von Beobachtungslicht aus einem Beobachtungsstrahlengang in Form eines stereoskopischen Teilstrahlengangs zu einem Mitbeobachter optimiert ist, ein anderer für das Auskoppeln von Beobachtungslicht zu einer Kamera zum Zwecke einer digitalen Bildverarbeitung und ein weiterer für das Einspiegeln von Displayinformation in den Beobachtungsstrahlengang optimiert ist. Dies hat zur Folge, dass die Transmission für den ersten und den zweiten stereoskopischen Teilstrahlengang in dem Operationsmikroskop unterschiedlich ist. Ein Gedanke der Erfindung ist insbesondere, dass unterschiedliche Transmissionen in den stereoskopischen Teilstrahlengängen eines Operationsmikroskops von einer Beobachtungsperson nicht wahrgenommen werden, wenn die Transmissionen der betreffenden stereoskopischen Teilstrahlengänge um weniger als 10% voneinander abweichen.
Eine vorteilhafte Position für den ersten Strahlteiler im ersten stereoskopischen Teilstrahlengang ist die der dem Objekt abgewandte Seite eines Vergrößerungssystems im Operationsmikroskop. Günstigerweise werden dann oberhalb des Vergrößerungssystems auch die anderen Strahlteiler angeordnet. Hierdurch wird erreicht, dass der Querschnitt des stereoskopischen Teilstrahlengangs, der die Strahlteiler durchsetzt, vergleichsweise klein gehalten werden kann. Störende Reflexe im Beobachtungsbild des Operationsmikroskops lassen sich hierdurch minimieren bzw. unterbinden.
Wenn an die beiden Schnittstellen gleichzeitig Tuben für Mitbeobachtung angeschlossen werden, kann bei laufendem Operationsbetrieb durch Drehen des Umlenkprismas ein Mitbeobachter seine Einblickposition wechseln, ohne dass ein Verschwenken oder Ummontieren eines Tubus erforderlich ist.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen:
1 und 2 unterschiedliche Ansichten eines Operationsmikroskops mit einer ersten und mit einer zweiten optischen Schnittstelle;
3 die optischen Schnittstellen des Operationsmikroskops mit einer Strahlteileranordnung und einem Umlenkprisma in einer ersten Einstellung;
4 die optischen Schnittstellen des Operationsmikroskops mit dem Umlenkprisma in einer zweiten Einstellung; und
5 die optischen Schnittstellen des Operationsmikroskops mit zwei Mitbeobachtertuben.
Das in 1 und 2 gezeigte Operationsmikroskop 1 ist für den Einsatz in der Ophthalmo-Chirurgie ausgelegt. Das Operationsmikroskop 1 hat ein Mikroskop-Hauptobjektiv 3. Das Mikroskop-Hauptobjektiv 3 wird mit einem ersten und einem zweiten stereoskopischen Teilstrahlengang 5, 7 durchsetzt. Das Operationsmikroskop 1 hat einen Binokulartubus 9 mit einem Okular 11 und einem Okular 13. Eine Beobachtungsperson, die in dem Binokulartubus 9 blickt, kann durch die Okulare 11, 13 ein stereoskopisches Bild eines Objektbereichs 15 wahrnehmen. Das Operationsmikroskop 1 enthält zwei einander gegenüberliegende optische Schnittstellen 14, 16. Die optische Schnittstelle 14 hat eine optische Achse 69. Die optische Schnittstelle 16 hat eine optische Achse 71. An den optischen Schnittstellen 14, 16 kann jeweils ein Tubus für Mitbeobachtung oder eine Kameraeinheit an das Operationsmikroskop 1 angeschlossen werden. Das Operationsmikroskop 1 enthält ein stufenlos einstellbares Vergrößerungssystem 17. Das Vergrößerungssystem 17 umfasst zum Einstellen der Vergrößerung zwei voneinander getrennt angeordnete Linsensysteme für den ersten und den zweiten stereoskopischen Teilstrahlengang 5, 7.
In dem ersten stereoskopischen Teilstrahlengang 5 gibt es einen ersten Strahlteiler 19. Der Strahlteiler 19 ist als Rhombusteiler ausgebildet. Er umfasst ein 90°-Prisma 20, das mit einem Rhomboid-Prisma 22 verkittet ist. Der Strahlteiler 19 ist in dem stereoskopischen Teilstrahlergang 5 zwischen dem Vergrößerungssystem 17 und dem Binokulartubus 9 angeordnet. Der Strahlteiler 19 hat eine Teilerfläche 21. Die Flächennormale 23 der Teilerfläche 21 steht zur optischen Achse des stereoskopischen Teilstrahlengangs 5 unter dem Winkel α = 45°. Für das Licht im stereoskopischen Teilstrahlengang 5 beträgt das Teilungsverhältnis T₁₉ des Strahlteilers 19 T₁₉ = 70/30. D. h. der Strahlteiler 19 transmittiert 70% des Lichts aus dem Objektbereich 15, das in dem stereoskopischen Teilstrahlengang 5 geführt ist. 30% des Lichts aus dem Objektbereich werden, wie in 3 zu sehen ist, über die Teilerfläche 21 als weiterer optischer Strahlengang 27 zu der Spiegelfläche 29 gelenkt. Die Spiegelfläche 29 reflektiert den optischen Strahlengang 27 zum Umlenkprisma 31. Das Umlenkprisma 31 ist drehbar gelagert. Das Umlenkprisma 31 kann um eine Drehachse 33 geschwenkt werden. Das Umlenkprisma 31 hat eine Spiegelfläche 35. In der in 1 und 2 gezeigten Einstellung Umlenkprismas 31 wird mittels der Spiegelfläche 35 der Strahlengang 27 zu der ersten Schnittstelle 14 des Operationsmikroskops 1 gelenkt. Zu der zweiten Schnittstelle 16 ist dann kein Beobachtungslicht aus dem Objektbereich 15 geführt. Durch Verschwenken des Umlenkprismas 31 um die Drehachse 33 entsprechend dem Pfeil 34 kann der mittels des ersten Strahlteilers 19 ausgekoppelte optische Strahlengang 27 auch zu der optischen Schnittstelle 16 gelenkt werden.
In dem zweiten stereoskopischen Teilstrahlengang 7 gibt es zwischen dem Vergrößerungssystem 17 und dem Binokulartubus 9 einen zweiten Strahlteiler 37 und einen dritten Strahlteiler 39. Das Teilungsverhältnis T₃₇ des zweiten Strahlteilers 37 ist T₃₇ = 80/20. Der zweite Strahlteiler 37 transmittiert also 80% des Lichts im stereoskopischen Teilstrahlengang 7, das ihm aus dem Objektbereich 15 zugeführt wird. Er reflektiert 20% des Lichts mit eifern Strahlengang 41 zu einem Prisma 43. Das Prisma 43 lenkt den Strahlengang 41 durch Reflexionen an Spiegelflächen 45, 47, 49 über ein Objektivlinsensystem 51 zu einem Kameramodul 53.
Der Strahlteiler 39 hat ein Teilungsverhältnis T₃₉ = 90/10. An der Teilerfläche 61 des Strahlteilers 39 werden 90% des Lichts aus dem Objektbereich 15 transmittiert, das in dem stereoskopischen Teilstrahlengang 7 geführt ist. 10% dieses Lichts reflektiert die Teilerfläche 61 von Strahlteiler 39.
Das Operationsmikroskop 1 enthält ein System 55 für Dateneinspiegelung mit Display. Mittels des Strahlteilers 39 kann die Displayanzeige des Systems 55 zur Dateneinspiegelung mit dem durch eine Linseneinheit 57 und Umlenkprismen 58, 59 geführten Abbildungsstrahlengang 60 in den stereoskopischen Teilstrahlengang 7 eingespiegelt werden.
Das Visualisieren der Anzeige des Systems 55 zur Dateneinspiegelung in dem stereoskopischen Teilstrahlengang 7 gewährleistet, dass Bildinformation, die aufgrund von Datenauswertung des mittels des Kameramoduls 53 erfassten Beobachtungsbildes generiert wird, einer Beobachtungsperson im stereoskopischen Teilstrahlengang 7 ohne Parallaxefehler dem Bild des Objektbereichs 15 ortsrichtig überlagert visualisiert werden kann.
Die 3 zeigt die optischen Schnittstellen 14, 16 des Operationsmikroskops 1 mit dem ersten Strahlteiler 19, dem zweiten Strahlteiler 37 und dem Umlenkprisma 31. Der erste Strahlteiler 19 und der zweite Strahlteiler 37 wird von den stereoskopischen Teilstrahlengängen 5, 7 mit einer Stereobasis 63 durchsetzt. Die Stereobasis 63 ist der Abstand der optischen Achsen der stereoskopischen Teilstrahlengänge 5, 7 bei den Strahlteilern 19 und 37. Die Flächennormale 23 der Teilerfläche 21 von Strahlteiler 19 bildet mit der Stereobasis 63 der stereoskopischen Teilstrahlengänge 5, 7 einen stumpfen Winkel β > 90°. Demgegenüber schließt die Flächennormale 65 der Teilerfläche 67 des Strahlteilers 37 der Stereobasis 63 den rechten Winkel γ = 90° ein.
Die Spiegelfläche 29 der Anordnung lenkt den optischen Strahlengang 27 so zu dem bewegbaren Umlenkprisma 31, dass die optische Achse des Strahlengangs 27 mit der Drehachse 33 des Umlenkprismas 31 fluchtet.
Das Umlenkprisma 31 reflektiert den optischen Strahlengang 27 in die optische Achse 69 der optischen Schnittstelle 14 zu der optischen Schnittstelle 14. Die Drehachse 33 des Umlenkprismas 31 schneidet die optischen Achsen 69 und 71 der Schnittstellen 14, 16 in den Punkt 73. Der Punkt 73 liegt in der Spiegelfläche 35 des Umlenkprismas 31.
Die 4 zeigt das Umlenkprisma 31 in der Drehstellung, bei welcher der optische Strahlengang 27 in der optischen Achse 71 der Schnittstelle 16 zur Schnittstelle gelenkt wird. Der Abstand 75 des Punkts 73 von der Durchtrittsfläche 76 für Licht der optischen Schnittstelle 14 und der Abstand 78 des Punkts 73 von der entsprechenden Durchtrittsfläche 80 für Licht der optischen Schnittstelle 16 ist identisch. Die symmetrische Anordnung des Umlenkprismas 31 in Bezug auf die Schnittstellen 14, 16 gewährleistet, dass die optischen Weglängen von Abbildungsstrahlen aus dem Objektbereich 15 zu den Durchtrittsflächen 76, 80 der optischen Schnittstellen 14 und 16 genau gleich sind. Die beiden Schnittstellen 14, 16 sind deshalb optisch völlig gleichwertig.
Bei dem Operationsmikroskop 1 fluchtet die optische Achse 69 der Schnittstelle 14 mit der optischen Achse 71 der Schnittstelle 16. Die optischen Achsen 69, 71 der Schnittstellen 14, 16 haben im Bezug auf die optischen Achsen der stereoskopischen Teilstrahlengänge 5, 7 im Bereich der Strahlteiler 19, 37 einen Abstand 82. Der Abstand 82 ist ungefähr so groß wie die Stereobasis 63 der Teilstrahlengänge 5, 7 im Bereich der Strahlteiler 19, 37. Der Abstand 82 entspricht also in etwa der Bauhöhe 86 von Strahlteiler 19 bzw. Strahlteiler 37. D. h., der Abstand 82 und die Bauhöhe 86 weichen weniger als 30% voneinander ab.
Die optischen Achsen 69, 71 der Schnittstellen 14, 16 liegen von der mit dem Strahlengang 27 und dem Strahlengang 41 bei dem Strahlteiler 19, 37 aufgespannten Ebene in einem Abstand 84, der etwa der Höhe 86 der Strahlteiler 19 bzw. 37 entspricht. Trotz zweier gleichwertiger optischer Schnittstellen 14, 16 und einem stereoskopischen Teilstrahlengang 7, aus dem Beobachtungslicht zu einem Kameramodul 53 geführt wird und in dem einer Beobachtungsperson Displayinformation angezeigt werden kann, ist die Bauhöhe des Operationsmikroskops vergleichsweise gering. Die Prismenanordnung zwischen Vergrößerungssystem und dem Tubus für Hauptbeobachtung hat eine Bauhöhe, die lediglich etwa der zweifachen Länge der Seitenkante 86 der als Teilerwürfel ausgebildeten Strahlteiler 19 bzw. 37 entspricht. D. h., die Bauhöhe der Prismenanordnung weicht um weniger als 30% von der zweifachen Länge der Seitenkante 86 der Strahlteiler 19 bzw. 37 ab.
Für das Verstellen des Umlenkprismas 31 hat das Operationsmikroskop 1 einen Drehknopf 77. Der Drehknopf 77 ist über einen Riemen 79 über Umlenkrollen 81 mit einem Antrieb 83 für das Umlenkprisma 31 verbunden. Grundsätzlich könnte das Umlenkprisma 31 auch mittels eines elektromotorischen Antriebs, mittels eines Seilzugs, durch Zahnräder, ein Kettengetriebe oder auch einen ansteuerbaren Hubmagnet verstellt werden.
Mittels des Umlenkprismas 31 kann das Beobachtungslicht aus dem stereoskopischen Teilstrahlengang 5 wahlweise an der Schnittstelle 14 oder an der Schnittstelle 16 bereitgestellt werden. Das ist insbesondere von Interesse für den Einsatz von Mitbeobachtertuben bei einem Operationsmikroskop.
Es ist möglich, bei dem Operationsmikroskop 1 optional eine zusätzliche dritte Schnittstelle vorzusehen, der in einer in Bezug auf die in 3 und 4 gezeigten Drehstellungen des Umlenkprismas 31 mittigen Drehstellung Licht aus dem stereoskopischen Teilstrahlengang 5 zugeführt wird.
Die 5 zeigt die Schnittstellen 14, 16 mit Mitbeobachtertuben 85, 87 die an die Schnittstellen angeschlossen sind.
In der Ophthalmo-Chirurgie wird die Position des Mitbeobachters in Abhängigkeit gewechselt, ob ein Patient am rechten oder am linken Auge operiert wird. Das Operationsmikroskop 1 gewährleistet bei Einsatz von zwei Mitbeobachtertuben 85, 87, die an die beiden Schnittstellen 14 und 16 gleichzeitig angeschlossen werden, einen schnellen Operationsbetrieb bei guter Helligkeit des Beobachtungsbildes für den Haupt- und den Mitbeobachter. Durch Umschalten des Umlenkprismas 31 kann jeweils an einem der beiden Mitbeobachtertuben dann der Operationsbereich beobachtet werden, ohne dass ein aufwändiges Abschrauben oder Umstecken von Zubehör in steriler Umgebung erforderlich ist.
Es sei bemerkt, dass die Strahlteiler 19 und 37 auch für das Einspiegeln von Information gelegt werden können, indem die Teilerflächen entsprechend um einen Winkel von 90° in Bezug auf die optische Achse der Teilstrahlengänge 5 bzw. 7 gekippt werden. Damit ist es möglich, an den optischen Schnittstellen 14, 16 Module für das Einspiegeln von Displayinformation in den stereoskopischen Teilstrahlengang 5 anzuschließen.
Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten: Die Erfindung betrifft ein Operationsmikroskop 1 mit einem ersten und einem zweiten stereoskopischen Teilstrahlengang 5, 7 für das stereoskopische Beobachten eines Objektbereichs 15. Das Operationsmikroskop 1 enthält einen ersten Strahlteiler 19, der in dem ersten stereoskopischen Teilstrahlengang 5 angeordnet ist und dazu dient einen weiteren optischen Strahlengang in den stereoskopischen Teilstrahlengang 5 einzukoppeln oder einen weiteren optischen Strahlengang 27 aus dem stereoskopischen Teilstrahlengang 5 auszukoppeln. Das Operationsmikroskop 1 hat eine erste optische Schnittstelle 14. An dem Operationsmikroskop 1 gibt es wenigstens eine weitere optische Schnittstelle 16. Das Operationsmikroskop 1 enthält eine steuerbare Umlenkeinrichtung 31 für Licht, mittels der wahlweise der weitere optische Strahlengang 27 für einen Verlauf zwischen der ersten optischen Schnittstelle 14 und dem ersten Strahlteiler 19 oder zwischen der weiteren optischen Schnittstelle 16 und dem Strahlteiler 19 eingestellt werden kann. Die erste Schnittstelle 14 liegt der weiteren optischen Schnittstelle 16 gegenüber.

Claims

Operationsmikroskop (1) mit einem ersten und einem zweiten stereoskopischen Teilstrahlengang (5, 7) für das stereoskopische Beobachten eines Objektbereichs (15); mit einem ersten Strahlteiler (19), der in dem ersten stereoskopischen Teilstrahlengang (5) angeordnet ist und dazu dient, einen weiteren optischen Strahlengang (27) in den ersten stereoskopischen Teilstrahlengang (5) einzukoppeln oder einen weiteren optischen Strahlengang (27) aus dem ersten stereoskopischen Teilstrahlengang (5) auszukoppeln; mit einer ersten optischen Schnittstelle (14) und mit wenigstens einer weiteren optischen Schnittstelle (16); und mit einer steuerbaren Umlenkeinrichtung (31) für Licht, mittels der wahlweise der weitere optische Strahlengang (27) für einen Verlauf zwischen der ersten optischen Schnittstelle (14) und dem ersten Strahlteiler (19) oder zwischen der weiteren optischen Schnittstelle (16) und dem ersten Strahlteiler (19) eingestellt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten stereoskopischen Teilstrahlengang (7) ein zweiter Strahlteiler (37) angeordnet ist, der dazu dient, einen weiteren optischen Strahlengang (41) in den zweiten stereoskopischen Teilstrahlengang (7) einzukoppeln oder einen weiteren optischen Strahlengang (41) aus dem zweiten stereoskopischen Teilstrahlengang (7) auszukoppeln, wobei der erste Strahlteiler (19) eine Teilerfläche (21) hat, deren dem Objektbereich (15) abgewandte Flächennormale (23) in der Betriebsstellung mit der als Abstand der optischen Achsen des ersten und des zweiten stereoskopischen Teilstrahlengangs (5, 7) an dem ersten Strahlteiler (19) und dem zweiten Strahlteiler (27) definierten Stereobasis (63) des ersten und zweiten stereoskopischen Teilstrahlengangs (5, 7) einen stumpfen Winkel β > 90° bildet, und wobei die erste optische Schnittstelle (14) der weiteren optischen Schnittstelle (16) gegenüberliegt.
Operationsmikroskop (1) mit einem ersten und einem zweiten stereoskopischen Teilstrahlengang (5, 7) für das stereoskopische Beobachten eines Objektbereichs (15); mit einem ersten Strahlteiler (19), der in dem ersten stereoskopischen Teilstrahlengang (5) angeordnet ist und dazu dient, einen weiteren optischen Strahlengang (27) in den ersten stereoskopischen Teilstrahlengang (5) einzukoppeln oder einen weiteren optischen Strahlengang (27) aus dem ersten stereoskopischen Teilstrahlengang (5) auszukoppeln; mit einer ersten optischen Schnittstelle (14) und mit wenigstens einer weiteren optischen Schnittstelle (16); und mit einer steuerbaren Umlenkeinrichtung (31) für Licht, mittels der wahlweise der weitere optische Strahlengang (27) für einen Verlauf zwischen der ersten optischen Schnittstelle (14) und dem ersten Strahlteiler (19) oder zwischen der weiteren optischen Schnittstelle (16) und dem ersten Strahlteiler (19) eingestellt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten stereoskopischen Teilstrahlengang (7) ein zweiter Strahlteiler (37) angeordnet ist, der dazu dient, einen weiteren optischen Strahlengang (41) in den zweiten stereoskopischen Teilstrahlengang (7) einzukoppeln oder einen weiteren optischen Strahlengang (41) aus dem zweiten stereoskopischen Teilstrahlengang (7) auszukoppeln, wobei der zweite Strahlteiler (37) ein von dem ersten Strahlteiler (19) verschiedenes Teilungsverhältnis hat.
Operationsmikroskop nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste optische Schnittstelle (14) der weiteren optischen Schnittstelle (16) gegenüberliegt.
Operationsmikroskop nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Strahlteiler (19) eine Teilerfläche (21) hat, deren dem Objektbereich (15) abgewandte Flächennormale (23) mit der als Abstand der optischen Achsen des ersten und des zweiten stereoskopischen Teilstrahlen-gangs (5, 7) bei dem ersten Strahlteiler (19) und dem zweiten Strahlteiler (27) definierten Stereobasis (63) des ersten und zweiten stereoskopischen Teilstrahlengangs (5, 7) einen stumpfen Winkel β > 90° bildet.
Operationsmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Teilungsverhältnis (T₁₉) des ersten Strahlteilers (19) für den ersten stereoskopischen Teilstrahlengang (5) und das Teilungsverhältnis (T₃₇) des zweiten Strahlteilers (37) für den zweiten stereoskopischen Teilstrahlengang (7) um weniger als 10% voneinander abweicht.
Operationsmikroskop nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass für das Teilungsverhältnis T₁₉ des ersten Strahlteilers (19) gilt: 70/30 – 20% ≤ T₁₉ ≤ 70/30 + 20% und für das Teilungsverhältnis T₃₇ des zweiten Strahlteilers (37) gilt: 80/20 – 20% ≤ T₃₇ ≤ 80/20 + 20%.
Operationsmikroskop nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilerfläche (21) des ersten Strahlteilers (19) schräg zu der Stereobasis (63) des den ersten Strahlteiler (19) und den zweiten Strahlteiler durchsetzenden ersten und zweiten stereoskopischen Teilstrahlengangs (5, 7) orientiert ist.
Operationsmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Transmission des ersten stereoskopischen Teilstrahlengangs (5) zwischen dem Objektbereich (15) und einem Okular (11) um weniger als 10% von der Transmission des zweiten stereoskopischen Teilstrahlengangs (7) zwischen dem Objektbereich (15) und einem Okular (13) abweicht.
Operationsmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Strahlteiler ein Rhombusteiler (19) ist.
Operationsmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die steuerbare Umlenkeinrichtung für Licht (31) eine bewegbare Spiegelfläche (35) aufweist.
Operationsmikroskop nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die steuerbare Umlenkreinrichtung als drehbar gelagertes Umlenkprisma (31) ausgebildet ist.
Operationsmikroskop nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenkprisma (31) in Bezug auf die erste optische Schnittstelle (14) und die weitere optische Schnittstelle (16) symmetrisch angeordnet ist, damit die optische Weglänge zwischen einer Durchtrittsfläche für Licht (76) der ersten Schnittstelle (14) und dem ersten Strahlteiler (16), wenn das Strahlengang für einen Verlauf zwischen der ersten optischen Schnittstelle (14) und dem ersten Strahlteiler (19) eingestellt ist, gleich groß ist wie die optische Weglänge zwischen einer der Durchtrittsfläche für Licht der ersten Schnittstelle (14) entsprechenden Durchtrittsfläche für Licht (80) der zweiten Schnittstelle (16) und dem ersten Strahlteiler (19), wenn das Strahlengang für einen Verlauf zwischen der zweiten optischen Schnittstelle (14) und dem ersten Strahlteiler (19) eingestellt ist.
Operationsmikroskop nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass dem Umlenkprisma ein steuerbarer Antrieb (83) zugeordnet ist.
Operationsmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Strahlteiler (19) in dem ersten stereoskopischen Teilstrahlengang (5) auf der dem Objektbereich (15) abgewandten Seite eines Vergrößerungssystems (17) angeordnet ist.
Operationsmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite stereoskopische Teilstrahlengang (7) einen zusätzlichen weiteren Strahlteiler (39) für das Ein- oder Auskoppeln von Bildinformation enthält.
Operationsmikroskop nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Strahlteiler (37) ein Strahlteiler für das Auskoppeln von Bildinformation ist und der weitere Strahlteiler (39) ein Strahlteiler für das Einkoppeln von Bildinformation ist, wobei der zweite Strahlteiler (37) für das Auskoppeln von Bildinformation und der weitere Strahlteiler (39) für das Einkoppeln von Bildinformation auf der dem Objektbereich (15) abgewandten Seite eines Vergrößerungssystems (17) positioniert ist, und wobei der zweite Strahlteiler (37) für das Auskoppeln von Bildinformation in dem zweiten stereoskopischen Teilstrahlengang (7) vom Objektbereich (15) aus gesehen vor dem weiteren Strahlteiler (39) für das Einkoppeln von Bildinformation angeordnet ist.
Operationsmikroskop nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass für das Teilungsverhältnis T₃₉ des weiteren Strahlteilers (39) gilt: 90/10 – 20% ≤ T₃₉ ≤ 90/10 + 20%.
Operationsmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass an die erste optische Schnittstelle (14) ein erster Tubus für Mitbeobachtung (85) und an die weitere optische Schnittstelle (16) ein zweiter Tubus für Mitbeobachtung (87) angeschlossen ist.