DE102012213369A1

DE102012213369A1 - Stereomikroskop mit vier Beobachtungskanälen

Info

Publication number: DE102012213369A1
Application number: DE102012213369.0A
Authority: DE
Inventors: Michael Güntert
Original assignee: Leica Microsystems Schweiz AG
Current assignee: Leica Microsystems Schweiz AG
Priority date: 2012-07-30
Filing date: 2012-07-30
Publication date: 2014-01-30
Anticipated expiration: 2032-07-31
Also published as: JP2014026285A; DE102012213369B4; CN103576305A; US20140029089A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Stereomikroskop (1) mit zwei Hauptbeobachterstrahlengängen (24a, 24b) und zwei Assistentenbeobachterstrahlengängen (23a, 23b), die ein Hauptobjektiv (2) des Stereomikroskops (1) durchsetzen, wodurch in der Objektivebene jeweils Pupillen (4a, 4b; 3a, 3b) der Hauptbeobachter- und der Assistentenbeobachterstrahlengänge gebildet werden, wobei die die Zentren eines Pupillenpaares verbindenden Stereobasen (9, 10) der Hauptbeobachter- und der Assistentenbeobachterstrahlengänge sich in einem Winkel schneiden, und mit einer Einrichtung zur Beleuchtungseinkoppelung, die ein Beleuchtungsumlenkelement (8) aufweist, das derart angeordnet ist, dass Beleuchtungslicht simultan zumindest zum Teil in alle vier Beobachtungsstrahlengänge (24a, 24b; 23a, 23b) einkoppelbar ist, wobei senkrecht zu und zwischen den Achsen jeweils eines Assistentenbeobachterstrahlengangs und eines Hauptbeobachterstrahlengangs gedachte Verbindungslinien (12, 13) verlaufen, und wobei das Beleuchtungsumlenkelement (8) derart angeordnet ist, dass zwei parallele Verbindungslinien (12, 13) in der Ebene des Beleuchtungsumlenkelements (8) liegen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein vierstrahliges Stereomikroskop, insbesondere für die ophthalmologische Chirurgie, mit zwei Hauptbeobachter- und zwei Assistentenbeobachterstrahlengängen, die ein Hauptobjektiv des Stereomikroskops durchsetzen, wodurch in der Objektivebene jeweils Pupillen der Hauptbeobachter- und der Assistentenbeobachterstrahlengänge gebildet werden, wobei die die Zentren eines Pupillenpaares verbindenden Stereobasen der Hauptbeobachter- und der Assistentenbeobachterstrahlengänge sich in einem Winkel schneiden. Unter "Stereobasis" wird im Rahmen dieser Anmeldung die gedachte Linie verstanden, die sich zwischen den Zentren der Pupillen eines Pupillenpaares der Hauptbeobachter- bzw. der Assistentenbeobachterstrahlengänge in der Objektivebene erstreckt. Die Stereobasis der Hauptbeobachterstrahlengänge kreuzt die Stereobasis der Assistentenbeobachterstrahlengänge, so dass sich die Stereobasen in einem Winkel schneiden.
Stand der Technik
Die DE 10 2009 037 022 A1 beschreibt ein Operationsmikroskop mit einem von einem binokularen Hauptbeobachterstrahlengang sowie einem binokularen Mitbeobachterstrahlengang durchsetzten Hauptobjektiv, wobei diese Beobachterstrahlengänge in der Objektivebene jeweils ein Paar von Beobachtungspupillen aufweisen. Die Zentren dieser Pupillenpaare verbindenden Linien (im Rahmen der vorliegenden Anmeldung als "Stereobasen" bezeichnet) kreuzen sich bzw. schneiden sich unter einem Winkel. Dieser Winkel, der üblicherweise 90° beträgt, kann gemäß der genannten Schrift mittels einer Verlagerungseinrichtung verändert werden, wobei gleichzeitig eine Verlagerung des Mittelpunkts der Stereobasis des Mitbeobachterstrahlengangs erfolgen kann.
Die Verwendung von vierstrahligen Operationsmikroskopen gewährleistet, das sowohl dem Hauptbeobachter als auch dem Mitbeobachter (Assistenten) die volle Intensität des jeweiligen Beobachterstrahlengangs und somit die volle Bildhelligkeit zur Verfügung steht. Im Gegensatz hierzu wird bei zweistrahligen Operationsmikroskopen der Assistentenstrahlengang aus dem Hauptbeobachterstrahlengang ausgekoppelt. Insbesondere bei Augenoperationen ist jedoch der hieraus resultierende Lichtverlust nicht immer hinnehmbar. Die beispielsweise bei Kataraktoperationen eingesetzte Rotreflexbeleuchtung ist lichtschwach, da einerseits nicht das gesamte Beleuchtungslicht an der Netzhaut des Auges reflektiert wird und andererseits die Beleuchtungsintensität auf der Netzhaut nicht zu hoch sein darf, um diese nicht zu schädigen. Hier haben sich vierstrahlige Operationsmikroskope bewährt, wobei beispielsweise mittels eines gemeinsamen Zoomsystems die Vergrößerung bei allen vier Kanälen (Beobachterstrahlengänge) identisch gewählt werden kann. Es ist weiterhin erwünscht, dass der Rotreflex in gleicher Weise für den Hauptbeobachter (Chirurg) als auch für den Mitbeobachter (Assistent) sichtbar ist. Das Entstehen des Rotreflexes setzt voraus, dass der Winkel zwischen dem Beobachtungsstrahlengang und dem Beleuchtungsstrahlengang möglichst gering ist. Dies gilt in gleicher Weise für den Haupt- als auch für den Assistentenbeobachterstrahlengang. Aus diesem Grund findet häufig die bereits erwähnte Pupillenanordnung Verwendung, bei der die Pupillenpaare des Hauptbeobachterstrahlengangs in der Objektivebene zu den Pupillenpaaren des Assistentenbeobachterstrahlengangs um 90° verdreht angeordnet sind, sich also kreuzen, wobei die entsprechenden Stereobasen einen Winkel von 90° einschließen.
Während bei einer solchen Anordnung die Blickrichtung des Hauptbeobachters senkrecht zur Stereobasis der beiden Hauptbeobachterstrahlengänge (oder binokularer Hauptbeobachterstrahlengang) steht, ist die Einblickrichtung des Assistentenbeobachters um 90° hierzu gedreht. Es sind weiterhin sogenannte 0°-Assistenteneinrichtungen bekannt, die ermöglichen, den Assistententubus um 180° zu drehen bzw. zu versetzen.
Die bereits erwähnte DE 10 2009 037 022 A1 ermöglicht mittels der genannten Verlagerungseinrichtung eine wählbar einstellbare Orientierung des Mitbeobachtertubus relativ zum Hauptbeobachtertubus.
Die DE 102 08 594 A1 behandelt eine Beleuchtungseinkoppelung für eine optische Betrachtungseinrichtung, wie ein Stereo-Operationsmikroskop, bei welcher die Beleuchtungseinkoppelung durch vier, kreuzweise und symmetrisch zur optischen Achse des Hauptobjektivs angeordnete, teildurchlässige und vollverspiegelte Umlenkelemente simultan in die Haupt- und Assistenten-Beobachterstrahlengänge erfolgt. Hauptanwendungsgebiet ist hier das Gebiet der ophthalmologischen Operationen unter Anwendung des sogenannten Rotreflexes. An der Retina des Patientenauges reflektiertes Beleuchtungslicht ergibt eine rote Hintergrundbeleuchtung, in der Einzelheiten des vorderen Augenabschnitts vom Operateur gut erkannt werden können. Hierzu muss der Beleuchtungsstrahlengang optimalerweise unter einem geringen Winkel von etwa 0° bis 6° zum Beobachtungsstrahlengang eingekoppelt werden. Häufig tritt das Problem auf, dass der Hauptbeobachter und der Assistentenbeobachter, die eigentlich das Gleiche sehen sollten, unterschiedliche Rotreflexe erhalten.
Die erwähnte Beleuchtungseinkoppelung gemäß DE 102 08 594 A1 sieht in einer ersten Ausführungsform vier Umlenkelemente vor, die zwei Beleuchtungsstrahlengänge über das Hauptobjektiv in die vier Beobachterstrahlengänge einkoppeln. In Richtung eines Beleuchtungsstrahlengangs ist zunächst ein teilreflektierendes Umlenkelement angeordnet, das von einem vollreflektierenden Umlenkelement gefolgt ist. Durch eine zur optischen Achse des Hauptobjektivs symmetrische und kreuzweise Anordnung der Umlenkelemente entsteht eine homogene Beleuchtung des Objektfeldes sowohl für die Hauptbeobachterstrahlengänge als auch für die Assistentenbeobachterstrahlengänge. Bei dieser Ausführungsform stehen die beiden Beleuchtungsstrahlengänge vor Umlenkung senkrecht aufeinander und schneiden sich in der Achse des Hauptobjektivs. In einer zweiten Ausführungsform der Beleuchtungseinkoppelung gemäß DE 102 08 594 A1 ist das jeweils erste Umlenkelement, auf das ein Beleuchtungsstrahlengang trifft, in mehrere Zonen aufgeteilt, die durchlässig, teildurchlässig oder vollreflektierend ausgebildet sind. Dadurch können bei weitgehend homogener Beleuchtung die beiden Beleuchtungsstrahlengänge vor ihrer Umlenkung unter einem deutlich geringeren Winkel als 90° zueinander geführt werden. Es werden auch Ausführungsformen mit nur zwei Umlenkelementen sowie einem bzw. zwei Beleuchtungsstrahlengängen vorgeschlagen, wobei auch hier wesentlich ist, dass jedes Umlenkelement derart angeordnet ist, dass es Beleuchtungslicht gleichzeitig sowohl in einen der Hauptbeobachterstrahlengänge als auch in einen der Assistentenbeobachterstrahlengänge einspiegelt.
Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass die Operationsmikroskope der genannten Art hinsichtlich folgender Punkte häufig Nachteile aufweisen: Schlechterer (oder gar kein) Rotreflex auf dem Assistentenkanal und Videoausgang (Dokumentationskanal); Bildrotation am Videoausgang beim 180°-Schwenken des Assistententubus; Überschreiten einer optimalen Bauhöhe des Operationsmikroskops; Schwierigkeiten bei der Positionierung einer Hauptbeleuchtung zusätzlich zur Rotreflex-Beleuchtung bei bestehenden Mikroskopobjektiven; reduzierte Transmission auf dem Hauptbeobachterkanal; Reflexionen auf der Kornea (Hornhaut) des Patientenauges.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein vierstrahliges Stereomikroskop, insbesondere für die ophthalmologische Chirurgie, anzugeben, bei dem die Rotreflex-Beleuchtung auf allen vier Strahlengängen verbessert ist, wobei die oben genannten Nachteile des Standes der Technik möglichst vermieden werden sollen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Stereomikroskop gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche und der nachfolgenden Beschreibung.
Das erfindungsgemäße vierstrahlige Stereomikroskop der eingangs genannten Art mit sich unter einem Winkel schneidenden Stereobasen der Hauptbeobachter- und der Assistentenbeobachterstrahlengänge umfasst eine Einrichtung zur Beleuchtungseinkoppelung, die ein Beleuchtungsumlenkelement aufweist, das derart angeordnet ist, dass Beleuchtungslicht simultan zumindest zum Teil in alle vier Beobachtungsstrahlengänge einkoppelbar ist, wobei senkrecht zu und zwischen den Achsen jeweils eines Assistentenbeobachterstrahlengangs und eines Hauptbeobachterstrahlengangs gedachte Verbindungslinien verlaufen, und wobei das Beleuchtungsumlenkelement derart angeordnet ist, dass zwei parallele Verbindungslinien in der Ebene des Beleuchtungsumlenkelements liegen.
Diese Anordnung des Beleuchtungsumlenkelements, insbesondere eines einzigen Beleuchtungsumlenkelements für die Rotreflex-Beleuchtung, zeichnet sich dadurch aus, dass bei niedriger Bauhöhe wenigstens zum Teil alle vier Beobachtungsstrahlengänge überdeckt werden, so dass Beleuchtungslicht simultan in alle vier Beobachtungsstrahlengänge eingekoppelt werden kann. Bei bisher bekannten Lösungen mit nur einem Umlenkelement für die Rotreflex-Beleuchtung überdeckte dieses wenigstens zum Teil nur die beiden Hauptbeobachterstrahlengänge. Da dieses Umlenkelement in Richtung Strahlengang schräg, meist unter einem Winkel von 45° zu den Achsen der Beobachterstrahlengänge angeordnet ist, würde eine weitere Ausdehnung des Umlenkelements zur Überdeckung auch der Assistentenbeobachterstrahlengänge die Bauhöhe des Mikroskops stark vergrößern. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Anordnung vermeidet dies. Vereinfacht ausgedrückt wird das Umlenkelement im Vergleich zur bisherigen Anordnung (Überdeckung nur der Hauptbeobachterstrahlengänge) in Draufsicht gesehen um einen Winkel von etwa 45° gedreht, so dass zumindest zum Teil alle vier Beobachtungsstrahlengänge überdeckt werden. Denkt man sich eine Verbindungslinie zwischen einem ersten Hauptbeobachterstrahlengang und einem ersten Assistentenstrahlengang und eine weitere, hierzu parallele Verbindungslinie zwischen einem zweiten Hauptbeobachterstrahlengang und einem zweiten Assistentenbeobachterstrahlengang, so kann man zwei parallele Verbindungslinien konstruieren, die in der Ebene des Beleuchtungsumlenkelements liegen.
Diese neuartige Anordnung insbesondere eines einzigen Umlenkelements für die Rotreflex-Beleuchtung ermöglicht einen Rotreflex auf dem Hauptbeobachter- wie auf dem Assistentenkanal bei gleichbleibender Bauhöhe des Operationsmikroskops. Gleichzeitig können die Kornea-Reflexe begrenzt werden, nämlich beim Einsatz zweier Beleuchtungsstrahlengänge für die Rotreflex-Beleuchtung auf maximal zwei Reflexe, beim Einsatz nur eines Beleuchtungsstrahlengangs auf einen Kornea-Reflex.
Das Beleuchtungsumlenkelement ist derart ausgebildet (d.h. derart bemessen und derart ausgerichtet), dass es in Draufsicht mindestens 50 %, insbesondere zwischen 50 % bis 75 %, einer jeden Pupille der Beobachtungsstrahlengänge überdeckt.
Es ist vorteilhaft, das Beleuchtungslicht in Form von zwei Beleuchtungsstrahlengängen auf das Beleuchtungsumlenkelement zu richten. Diese beiden Beleuchtungsstrahlengänge können sich auf dem Beleuchtungsumlenkelement überlappen und werden nach Umlenkung in die vier Beobachtungsstrahlengänge eingekoppelt. Bei Verwendung von zwei Beleuchtungsstrahlengängen können die Durchmesser der einzelnen Beleuchtungsstrahlengänge vergleichsweise gering gehalten werden, während bei Verwendung von genau einem Beleuchtungsstrahlengang der Durchmesser dieses Strahlengangs entsprechend vergrößert werden muss, um in alle vier Beobachterstrahlengänge eingekoppelt werden zu können. Je größer aber der Durchmesser des oder der Beleuchtungsstrahlengänge, desto größer ist die Gefahr von störenden Reflexen, insbesondere von der Objektivmitte.
Zur Vermeidung solcher Reflexe von der Objektivmitte ist es vorteilhaft, wenn die Hauptachse des Hauptobjektivs des Stereomikroskops dezentriert zu den vier umgebenden Beobachtungsstrahlengängen angeordnet ist. Mit anderen Worten liegt der Schnitt- oder Kreuzungspunkt der oben genannten Stereobasen nicht auf der Hauptachse des Hauptobjektivs. Diese Ausführungsform ist bzgl. Reflexminderung insbesondere vorteilhaft in Verbindung mit der Verwendung zweier Beleuchtungsstrahlengänge zur Zuführung von Beleuchtungslicht zum erfindungsgemäß angeordneten Beleuchtungsumlenkelement, wenn ein Bereich um die Objektivmitte von Beleuchtungslicht ausgespart wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Stereomikroskop ergeben sich prinzipiell zwei unterschiedliche Möglichkeiten der Auskopplung der Hauptbeobachterstrahlengänge und in analoger Weise auch der Assistentenbeobachterstrahlengänge.
Gemäß einer ersten Möglichkeit der Auskopplung der Hauptbeobachterstrahlengänge in einen Hauptbeobachtertubus des Stereomikroskops weist dieses mindestens ein Hauptbeobachterauskoppelelement zur Umlenkung jeweils eines Hauptbeobachterstrahlengangs auf, wobei die Hauptbeobachterauskoppelelemente derart angeordnet sind, dass die Hauptbeobachterstrahlengänge in eine parallele Richtung senkrecht zu den gedachten zwei parallelen Verbindungslinien in Richtung Hauptbeobachter auskoppelbar sind. Dies führt dazu, dass die in den Hauptbeobachtertubus gelangenden Strahlengänge nach Auskoppelung eine Stereobasis besitzen, die gegenüber der Stereobasis vor Auskoppelung um einen Winkel verdreht ist. Gleiche Betrachtungen lassen sich in analoger Weise für die Assistentenbeobachterstrahlengänge anstellen.
Gemäß einer zweiten Möglichkeit der Auskoppelung der Hauptbeobachterstrahlengänge in einen Hauptbeobachtertubus des Stereomikroskops weist dieses mindestens ein Hauptbeobachterauskoppelelement zur Umlenkung jeweils eines Hauptbeobachterstrahlengangs auf, wobei die Hauptbeobachterauskoppelelemente derart angeordnet sind, dass die Hauptbeobachterstrahlengänge in einer parallelen Richtung senkrecht zur Stereobasis der Hauptbeobachterstrahlengänge in Richtung Hauptbeobachter auskoppelbar sind. In diesem Fall sind vor und nach Auskoppelung der Hauptbeobachterstrahlengänge die jeweiligen Stereobasen parallel zueinander.
Während die erstgenannte Möglichkeit schlanker baut, da sie, wie bisher üblich, die Hauptbeobachterstrahlengänge in eine Richtung auskoppelt, die parallel zu derjenigen Richtung ist, in der der oder die Beleuchtungsstrahlengänge dem Stereomikroskop zugeführt werden, vermeidet die zweite Möglichkeit der Auskoppelung der Hauptbeobachterstrahlengänge eine Verdrehung der Stereobasis, bewirkt aber bei der konstruktiven Umsetzung des Operationsmikroskops eine stärker verwinkelte Bauart. Eine solche verwinkelte Bauart kann mehr Ecken und Kanten aufweisen, die bei Operationsmikroskopen mit ihren sterilen Schutzhüllen vermieden werden sollten.
Ohne im Einzelnen gesondert darauf einzugehen, gelten die gleichen Betrachtungen für die Auskoppelung der Assistentenbeobachterstrahlengänge.
Zur Kompensierung einer auftretenden optischen Weglängendifferenz der beiden (ausgekoppelten) Hauptbeobachterstrahlengänge sind mit Vorteil ein oder mehrere optische Weglängen-Kompensationselemente in einem der beiden Hauptstrahlengänge vorgesehen. Beispielsweise kann ein planparalleles Glasstück die optische Weglänge in demjenigen Hauptstrahlengang vergrößern, der nach Auskoppelung eine kürzere optische Weglänge zum Betrachterauge zurücklegen müsste.
Zur Kompensation einer möglichen Bilddrehung durch Verdrehung einer Stereobasis bei der Auskopplung können sogenannte Dove-Prismen eingesetzt werden. Solche Prismen können genutzt werden, um einen Strahl, hier den Hauptbeobachter- und/oder Assistentenbeobachterstrahlengang, um einen vorgegebenen Winkel zu drehen. Auf diese Weise kann die Verdrehung der Stereobasis kompensiert werden.
Bezüglich der Ausgleichselemente zur optischen Weglängenkompensation bzw. zur Kompensation einer Bilddrehung gelten für die Assistentenbeobachterstrahlengänge die analogen Betrachtungen wie für die Hauptbeobachterstrahlengänge.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
Figurenbeschreibung
1 zeigt eine schematische Draufsicht auf das Hauptobjektiv eines vierstrahligen Stereomikroskops mit den in der Objektivebene liegenden Pupillen der Haupt- und Assistentenbeobachterstrahlengänge;
2 zeigt in schematischer Weise eine Ausführungsform einer Beleuchtungseinkoppelung bei einer Beobachtungsanordnung gemäß 1;
3 zeigt die Ausführungsform gemäß 2 in einer schematischen Seitenansicht;
4 zeigt eine schematische Ausführungsform der Auskoppelung der Hauptbeobachterstrahlengänge in perspektivischer Ansicht; und
5 zeigt schematisch in perspektivischer Ansicht eine Ausführungsform zur Auskoppelung der Assistentenbeobachterstrahlengänge, wobei die Auskoppelung gemäß
5B zur Auskoppelung gemäß 5A um 180° gedreht ist.
1 zeigt schematisch eine Draufsicht auf das Hauptobjektiv 2 eines Stereomikroskops 1, hier ein ophthalmologisches Operationsmikroskop. Es handelt sich um ein vierstrahliges Operationsmikroskop, bei dem folglich sowohl dem Assistentenbeobachter (Hilfsbeobachter) als auch dem Hauptbeobachter (Chirurg) jeweils ein binokularer Strahlengang zur stereoskopischen Objektbetrachtung zur Verfügung stehen. Die Haupt- und Assistentenbeobachterstrahlengänge durchsetzen in der Objektivebene (Zeichenebene der 1) das Hauptobjektiv 2, wodurch die dargestellten Pupillen 4a und 4b der Hauptbeobachterstrahlengänge sowie die Pupillen 3a und 3b der Assistentenbeobachterstrahlengänge gebildet werden. Die Zentren des Pupillenpaares 3a, 3b der Assistentenbeobachterstrahlengänge sind durch die (gedachte) Stereobasis 9 verbunden, während die Zentren des Pupillenpaars 4a, 4b der Hauptbeobachterstrahlengänge durch die (gedachte) Stereobasis 10 verbunden sind. Die Stereobasen 9 und 10 schneiden sich unter einem Winkel, der im dargestellten Ausführungsbeispiel aufgrund einer leichten Unsymmetrie von 90° abweicht. Es ist ersichtlich, dass der Kreuzungspunkt der Stereobasen 9 und 10 nicht auf der Hauptachse 11 (die senkrecht auf die Zeichenebene steht) des Hauptobjektivs 2 liegt. Dies hilft, wie bereits oben ausgeführt, störende Reflexe von der Objektivmitte zu vermeiden.
In 1 ist weiterhin die Hauptbeleuchtungseinheit 5 sichtbar, die einen Hauptbeleuchtungsstrahlengang über das Hauptobjektiv 2 in Richtung Objektebene lenkt (vgl. auch 3). Im Folgenden soll weniger die Hauptbeleuchtung als vielmehr die Rotreflex-Beleuchtung bei dem dargestellten Stereomikroskop 1 näher betrachtet werden. Soweit im Folgenden daher nicht anders angegeben, soll sich der Begriff "Beleuchtung" auf die Rotreflex-Beleuchtung beziehen.
2 zeigt nun eine Ausführungsform zur Beleuchtungseinkoppelung der Rotreflex-Beleuchtung mit einem Beleuchtungsumlenkelement 8 in schematischer Draufsicht bei einer Anordnung gemäß 1. Die Rotreflex-Beleuchtungseinheit 6 (vgl. 3) erzeugt (mindestens) einen Beleuchtungsstrahlengang, der senkrecht auf die Beobachterstrahlengänge in Richtung Umlenkelement 8 auf das selbige trifft. Bei der Verbindungslinie 12 handelt es sich um eine (gedachte) Verbindungslinie zwischen den Achsen des Hauptbeobachterstrahlengangs 24a und des Assistentenbeobachterstrahlengangs 23a, deren Projektion auf die Objekivtebene vom Zentrum der Pupille 4a zum Zentrum der Pupille 3a verläuft. In der Draufsicht gemäß 2 fallen sämtliche gedachten Verbindungslinien senkrecht und zwischen den Achsen des Hauptbeobachterstrahlengangs 24a und des Assistentenstrahlengangs 23a auf die dargestellte Verbindungslinie 12.
In der Objektivebene lässt sich eine zweite Verbindungslinie zwischen dem Zentrum der Pupille 3b und dem Zentrum der Pupille 4b ziehen. In der Ansicht gemäß 2 fallen alle weiteren gedachten Verbindungslinien, darunter die Verbindungslinie 13, senkrecht zu und zwischen den Achsen des Assistentenstrahlengangs 23b und des Hauptbeobachterstrahlengangs 24b mit der dargestellten Verbindungslinie 13 zusammen.
Das Beleuchtungsumlenkelement 8 ist, wie aus 3 ersichtlich, bezogen zur Richtung der Beobachterstrahlengänge in einem Winkel von 45° angeordnet, um das auftreffende Beleuchtungslicht unter einem Winkel von 90° in die Beobachtungsstrahlengänge und parallel zu diesen einzukoppeln. Bezogen auf die Haupt- und Assistentenbeobachterstrahlengänge ist das Umlenkelement 8 derart orientiert, dass die zwei parallelen Verbindungslinien 12 und 13 in der Ebene des Umlenkelements 8 liegen. Auf diese Weise überdeckt das Umlenkelement 8 zumindest zum Teil alle vier Beobachterstrahlengänge, wodurch Beleuchtungslicht simultan zumindest zum Teil in alle vier Beobachterstrahlengänge 24a, 24b und 23a, 23b eingekoppelt werden kann. Gleichzeitig geschieht dies in einer bzgl. der Bauhöhe des Stereomikroskops 1 platzsparenden Weise.
Wie aus 2 ersichtlich, überdeckt das Beleuchtungsumlenkelement 8 mindestens 50%, insbesondere bis zu 75% (vgl. 3) der Pupillen 3a, 3b sowie 4a, 4b der Beobachtungsstrahlengänge.
Der tatsächlich ausgeleuchtete Teil der Pupillen 3a, 3b und 4a, 4b ergibt sich aus der Schnittfläche dieser Pupillen mit dem Profil 7 der über das Umlenkelement 8 eingekoppelten Rotreflex-Beleuchtung. Wie aus 2 ersichtlich, entspricht das Profil 7 dem Profil zweier überlappender Beleuchtungsstrahlengänge der Rotreflex-Beleuchtungseinheit 6 (vgl. 3). Das dargestellte Profil 7 illustriert, dass die auf der Hauptachse 11 des Hauptobjektivs 2 liegende Objektivmitte von einer Beleuchtung ausgespart werden kann. Dies vermeidet zusätzlich störende Reflexe von der Objektivmitte. Ersetzt man gedanklich das dargestellte Profil 7 durch ein Profil, das durch einen einzigen Beleuchtungsstrahlengang erzeugt würde, erkennt man, dass eine ausreichende Überdeckung der Pupillen 3a, 3b und 4a, 4b zur ausreichenden Einkoppelung von Beleuchtungslicht nur möglich wäre, wenn der Durchmesser des Beleuchtungsstrahlengangs so groß gewählt wird, dass im hier dargestellten Fall die Objektivmitte vom Profil des Beleuchtungsstrahlengangs eingeschlossen würde. Insofern ist die hier dargestellte Anordnung mit zwei Beleuchtungsstrahlengängen vorzuziehen.
Die Darstellung gemäß 2 zeigt anschaulich, dass sowohl der Assistentenbeobachter als auch der Hauptbeobachter einen guten Rotreflex erhalten. Gleichzeitig sind die Reflexionen auf der Kornea des Patientenauges bei zwei Beleuchtungspupillen auf zwei Korneareflexe reduziert.
3 zeigt schematisch eine Seitenansicht der in 2 dargestellten Anordnung zur Beleuchtungseinkoppelung. Leicht perspektivisch dargestellt sind der Hauptbeobachterstrahlengang 24b und der Assistentenbeobachterstrahlengang 23a, die jeweils die dahinter liegenden Beobachterstrahlengänge 23b bzw. 24a verdecken. Deutlich sichtbar ist das Beleuchtungsumlenkelement 8 für die Rotreflex-Beleuchtung. Für die Hauptbeleuchtung ist ein Hauptbeleuchtungsumlenkelement 15 vorgesehen, das den Hauptbeleuchtungsstrahlengang in Richtung Hauptobjektiv 2 umlenkt. Die Rotreflexbeleuchtungseinheit ist mit 6 bezeichnet. Sie erzeugt zwei Beleuchtungsstrahlengänge, die auf das Umlenkelement 8 treffen. Hierdurch kann, wie aus 3 hervorgeht, das Beleuchtungslicht unter einem geringen Winkel zu den Achsen der Beobachterstrahlengänge in die Beobachterstrahlengänge eingekoppelt werden. Aus der Darstellung gemäß 3 lässt sich auch die Überdeckung des Umlenkelements 8 zu nahezu 75% der Beobachtungsstrahlengänge ablesen.
4 zeigt eine perspektivische Darstellung des in 3 gezeigten Aufbaus, ergänzt um eine Einrichtung zur Auskopplung der Hauptbeobachterstrahlengänge 24a und 24b. Dargestellt sind Auskoppelelemente 30, 31 für den Hauptbeobachterstrahlengang 24b und 32, 34 für den Hauptbeobachterstrahlengang 24a. Nur die Achsen der ausgekoppelten Beobachterstrahlengänge sind in 4 dargestellt. An die Auskoppelelemente 31 und 34 schließt sich ein Binokulartubus für den Hauptbeobachter an. Die Einblickrichtung des Hauptbeobachters verläuft parallel zur Richtung des Strahlengangs zwischen den Auskoppelelementen 30 und 31 bzw. 32 und 34. Diese Richtung verläuft parallel zu den Richtungen senkrecht auf die gedachten zwei parallelen Verbindungslinien 12 und 13. Die Auskoppelung erfolgt somit "in Richtung der Beleuchtung", was der klassischen schlanken Anordnung von Operationsmikroskopen entspricht.
Wie aus 4 ersichtlich, ist in diesem Fall die Stereobasis nach Auskoppelung der Hauptbeobachterstrahlengänge verdreht zur Stereobasis 10 (vgl. 1). Zur Kompensation einer etwaigen Bilddrehung aufgrund der Verdrehung der Stereobasis kann ein Dove-Prisma eingesetzt werden. Des Weiteren wird bei der dargestellten Ausführungsform gemäß 4 ein Kompensationselement 33 zur Kompensation unterschiedlicher Glaswege der ausgekoppelten Hauptbeobachterstrahlengänge 24a und 24b eingesetzt.
5 zeigt in der gleichen schematischen Ansicht wie 4 eine Einrichtung zur Auskoppelung der Assistentenbeobachterstrahlengänge 23a und 23b. Nur die Achsen der ausgekoppelten Beobachterstrahlengänge sind dargestellt. Der Strahlengang 23a wird über das Auskoppelelement 36, der Strahlengang 23b über das Auskoppelelement 37 in einen Binokulartubus für den Assistentenbeobachter geleitet. Bei den Auskoppelelementen 36 und 37 handelt es sich um 90°Umlenkprismen. Das Auskoppelelement 35 übernimmt die Funktion der Auskoppelung eines Dokumentationsstrahlengangs (Achse verläuft in Richtung Umlenkelement 15).
5A zeigt eine gegenüber der Anordnung gemäß 5B um 180° gedrehte Anordnung. Bei dieser Drehung werden die Auskoppelelemente 36 und 37 um 180° gedreht. Hierbei können sie beispielsweise den Platz tauschen, wie in 5 gezeigt. Diese Drehung ist ohne Einfluss auf die Auskoppelung der Hauptbeobachterstrahlengänge. Die Assistentenstrahlengänge werden hingegen in eine um 180° gedrehte Richtung ausgekoppelt. Auch ohne Einfluss ist die 180°-Drehung für den ausgekoppelten Dokumentationsstrahlengang. Die hier dargestellte Auskoppelung der Assistentenstrahlengänge und/oder des Dokumentationsstrahlengangs ist unabhängig von der in 5 konkret dargestellten Ausführungsform, insbesondere auch von der Art und Weise der Auskopplung der Hauptstrahlengänge oder von der Art der Anordnung des Beleuchtungsumlenkelements 8.
Bezugszeichenliste

1: Stereomikroskop
2: Hauptobjektiv
3a, 3b: Pupille des Assistentenbeobachterstrahlengangs
4a, 4b: Pupille des Hauptbeobachterstrahlengangs
5: Hauptbeleuchtungseinheit
6: Rotreflex-Beleuchtungseinheit
7: Profil der Rotreflex-Beleuchtung
8: Beleuchtungsumlenkelement
9: Stereobasis der Assistentenbeobachterstrahlengänge
10: Stereobasis der Hauptbeobachterstrahlengänge
11: Objektivhauptachse
12: erste Verbindungslinie Haupt- und Assistentenbeobachterstrahlengang
13: zweite Verbindungslinie Haupt- und Assistentenbeobachterstrahlengang
15: Hauptbeleuchtungsumlenkelement
23a, 23b: Assistentenbeobachterstrahlengang
24a, 24b: Hauptbeobachterstrahlengang
30: Auskoppelelement
31: Auskoppelelement
32: Auskoppelelement
33: Kompensationselement
34: Auskoppelelement
35: Auskoppelelement
36: Auskoppelelement
37: Auskoppelelement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009037022 A1 [0002, 0005]
DE 10208594 A1 [0006, 0007, 0007]

Claims

Stereomikroskop (1) mit zwei Hauptbeobachterstrahlengängen (24a, 24b) und zwei Assistentenbeobachterstrahlengängen (23a, 23b), die ein Hauptobjektiv (2) des Stereomikroskops (1) durchsetzen, wodurch in der Objektivebene jeweils Pupillen (4a, 4b; 3a, 3b) der Hauptbeobachter- und der Assistentenbeobachterstrahlengänge gebildet werden, wobei die die Zentren eines Pupillenpaares verbindenden Stereobasen (9, 10) der Hauptbeobachter- und der Assistentenbeobachterstrahlengänge sich in einem Winkel schneiden, und mit einer Einrichtung zur Beleuchtungseinkoppelung, die ein Beleuchtungsumlenkelement (8) aufweist, das derart angeordnet ist, dass Beleuchtungslicht simultan zumindest zum Teil in alle vier Beobachtungsstrahlengänge (24a, 24b; 23a, 23b) einkoppelbar ist, wobei senkrecht zu und zwischen den Achsen jeweils eines Assistentenbeobachterstrahlengangs und eines Hauptbeobachterstrahlengangs gedachte Verbindungslinien (12, 13) verlaufen, und wobei das Beleuchtungsumlenkelement (8) derart angeordnet ist, dass zwei parallele Verbindungslinien (12, 13) in der Ebene des Beleuchtungsumlenkelements (8) liegen.
Stereomikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungsumlenkelement (8) zwischen einem Hauptobjektiv (2) und einem Binokulartubus oder Vergrößerungswechsler des Stereomikroskops (1) angeordnet ist.
Stereomikroskop nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungsumlenkelement (8) derart ausgebildet ist, dass es in Draufsicht mindestens 50%, insbesondere zwischen 50% bis 75%, der Pupille (3a, 3b; 4a, 4b) eines Beobachtungsstrahlengangs überdeckt.
Stereomikroskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungslicht seitlich der Beobachterstrahlengänge, insbesondere senkrecht zu diesen, in Richtung des Beleuchtungsumlenkelements (8) dem Stereomikroskop (1) zuführbar ist, wobei die Flächennormale des Beleuchtungsumlenkelements (8) zu einer Achse eines Beobachterstrahlengangs einen Winkel von α > 0 bis α < 90°, insbesondere α = 45°, einschließt.
Stereomikroskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungslicht in Form von genau einem oder zwei Beleuchtungsstrahlengängen dem Stereomikroskop zuführbar ist.
Stereomikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnittpunkt der Stereobasen (9, 10) der Haupt- und Assistentenbeobachterstrahlengänge außerhalb der Hauptachse (11) des Hauptobjektivs (2) des Stereomikroskops (1) angeordnet ist.
Stereomikroskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Einrichtung zur Auskopplung der Assistentenbeobachterstrahlengänge (23a, 23b) in einen Assistententubus und der Hauptbeobachterstrahlengänge (24a, 24b) in einen Hauptbeobachtertubus des Stereomikroskops (1), mit mindestens einem Auskoppelelement (30, 31; 32, 34) zur Umlenkung jeweils eines Hauptbeobachterstrahlengangs (24b; 24a), wobei die Hauptbeobachterauskoppelelemente derart angeordnet sind, dass die Hauptbeobachterstrahlengänge (24a, 24b) in einer parallelen Richtung senkrecht zu den gedachten zwei parallelen Verbindungslinien (12, 13) in Richtung Hauptbeobachter auskoppelbar sind.
Stereomikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit einer Einrichtung zur Auskopplung der Assistentenbeobachterstrahlengänge (23a, 23b) in einen Assistententubus und der Hauptbeobachterstrahlengänge (24a, 24b) in einen Hauptbeobachtertubus des Stereomikroskops (1), mit mindestens einem Auskoppelelement (30, 31; 32, 34) zur Umlenkung jeweils eines Hauptbeobachterstrahlengangs (24b; 24a), wobei die Hauptbeobachterauskoppelelemente derart angeordnet sind, dass die Hauptbeobachterstrahlengänge (24a, 24b) in einer parallelen Richtung senkrecht zur Stereobasis (10) der Hauptbeobachterstrahlengänge in Richtung Hauptbeobachter auskoppelbar sind.
Stereomikroskop nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kompensierung einer auftretenden optischen Weglängendifferenz der beiden Hauptbeobachterstrahlengänge (24a, 24b) ein oder mehrere optische Weglängen-Kompensationselemente (33) in einem der beiden Hauptstrahlengänge vorgesehen sind.
Stereomikroskop nach Anspruch 7 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kompensierung einer auftretenden Verdrehung einer Stereobasis (9, 10) der Hauptbeobachter- und/oder Assistentenbeobachterstrahlengänge ein oder mehrere optische Bilddrehung-Kompensationselemente, wie ein oder mehrere Dove-Prismen, in Beobachterstrahlengängen vorgesehen sind.