DE102017105941B3

DE102017105941B3 - Operationsmikroskop mit einem Bildsensor und einem Display und Verfahren zum Betrieb eines Operationsmikroskops

Info

Publication number: DE102017105941B3
Application number: DE102017105941.5A
Authority: DE
Inventors: Alois Regensburger; Christoph Hauger
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2017-03-20
Filing date: 2017-03-20
Publication date: 2018-05-17
Anticipated expiration: 2037-03-21
Also published as: CN108627962B; JP2018156073A; US10838189B2; CN108627962A; US20180267287A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Operationsmikroskop (10) für das Erzeugen eines Beobachtungsbildes eines Objektbereichs (32) für eine Beobachtungsperson. Das Operationsmikroskop hat einen Okulareinblick (22, 24) für das Betrachten des Beobachtungsbildes des Objektbereichs (32) in einer Zwischenbildebene (25, 27) und enthält eine Abbildungsoptik (14) für das Erzeugen einer optischen Abbildung des Objektbereichs (32) in der Zwischenbildebene (25, 27) mit einem aus dem Objektbereich (32) in die Zwischenbildebene (25, 27) geführten optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang. In dem Operationsmikroskop (10) gibt es eine schaltbare Optikbaugruppe (62, 64) für das wahlweise Freigeben und Unterbrechen des optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengangs und einen Bildsensor (38) für das Erfassen eines Bildes des Objektbereichs (32) mit einem aus dem Objektbereich (32) zu dem Bildsensor (38) geführten optischen Bildsensor-Strahlengang (28', 30'). Das Operationsmikroskop 10 weist ein Display (46, 50) für das Visualisieren von Anzeigeinformation in der Zwischenbildebene (25, 27) mit einem Display-Abbildungsstrahlengang (28", 30") auf und enthält eine Bildverarbeitungs- und Steuereinrichtung (54, 56) für das Ansteuern des Displays (46, 50) und für das Verarbeiten und Ausgeben von Bilddaten des Bildsensors (38) auf das Display (46, 50). Erfindungsgemäß umfasst das Operationsmikroskop (10) eine Abbildungsmaßstab-Einstelleinrichtung für das Einstellen eines von dem Schaltzustand der Optikbaugruppe (62, 64) abhängigen Abbildungsmaßstabs für die in der Zwischenbildebene (25, 27) mittels des Displays (46, 50) visualisierbare Anzeigeinformation.

Description

Die Erfindung betrifft ein Operationsmikroskop für das Erzeugen eines Beobachtungsbildes eines Objektfelds in einem Objektbereich für eine Beobachtungsperson, mit wenigstens einem Okulareinblick für das Betrachten des Beobachtungsbildes des Objektfelds in dem Objektbereich in einer Zwischenbildebene, mit einer Abbildungsoptik für das Erzeugen einer optischen Abbildung des Objektfelds in dem Objektbereich in der Zwischenbildebene mit einem aus dem Objektbereich in die Zwischenbildebene über eine optische Übertragungsstrecke geführten optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang, mit einer schaltbaren Optikbaugruppe für das wahlweise Freigeben und Unterbrechen des optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengangs, die in einem ersten Schaltzustand die optische Übertragungsstrecke freigibt und die in einem von dem ersten Schaltzustand verschiedenen weiteren Schaltzustand die optische Übertragungsstrecke unterbricht, mit wenigstens einem Bildsensor für das Erfassen eines Bildes des Objektbereichs mit einem aus dem Objektbereich zu dem Bildsensor geführten optischen Bildsensor-Strahlengang, mit einem Display für das Visualisieren von Anzeigeinformation in der Zwischenbildebene mit einem Display-Abbildungsstrahlengang, und mit einer Bildverarbeitungs- und Steuereinrichtung für das Ansteuern des Displays und für das Verarbeiten und Ausgeben von Bilddaten des Bildsensors auf das Display, mit einer Abbildungsmaßstab-Einstelleinrichtung für das Einstellen eines von dem Schaltzustand der Optikbaugruppe abhängigen Abbildungsmaßstabs für die in der Zwischenbildebene mittels des Displays visualisierbare Anzeigeinformation, und mit einem Kopplungsmittel für das Koppeln der schaltbaren Optikbaugruppe und der Abbildungsmaßstab-Einstelleinrichtung. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines Operationsmikroskops.
Aus der DE 10 2007 019 335 B3 ist ein Operationsmikroskop der eingangs genannten Art bekannt.
Operationsmikroskope werden in unterschiedlichen medizinischen Disziplinen, wie z. B. der Neurochirurgie, der minimalinvasiven Chirurgie oder auch der Ophthalmologie eingesetzt. Sie dienen insbesondere dazu, einem operierenden Arzt das Betrachten eines Operationsbereichs mit Vergrößerung zu ermöglichen.
Die DE 10 2014 207 130 A1 beschreibt ein Operationsmikroskop, das einer Beobachtungsperson ermöglicht, an einem Display zur Anzeige gebrachte Bilddaten in Überlagerung zu dem Bild des Objektbereichs in einem Okulareinblick zu visualisieren. Das Operationsmikroskop enthält hierfür einen in dem optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang angeordneten Strahlteiler. Dieser Strahlteiler spiegelt ein mit einem Display zur Anzeige gebrachtes Bild des Objektbereichs in den optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang, das mit einem Bildsensor in einem charakteristischen Wellenlängenbereich erfasst wird.
Operationsmikroskope, die einer Beobachtungsperson ermöglichen, an einem Display zur Anzeige gebrachte Bilddaten in Überlagerung zu dem Bild des Objektbereichs in einem Okulareinblick zu visualisieren, der einen optischen Beobachtungsstrahlengang aus einem Objektbereich erhält, sind auch in der DE 10 2010 044 502 A1 und der DE 102 43 852 A1 angegeben.
In der US 5 867 210 A ist ein Operationsmikroskopsystem offenbart, das eine Bildsensoreinrichtung enthält, die das Bild des Operationsbereichs digital erfasst und an Bildschirmen und Datenbrillen anzeigt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Operationsmikroskop bereitzustellen, das es einer Beobachtungsperson ermöglicht, einen Objektbereich mit dem gleichen Abbildungsmaßstab wahlweise mit einem optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang und mit einem optisch-elektronisch-optischen Display-Abbildungsstrahlengang zu visualisieren, in dem mittels eines Bildsensors erfasste Bilder eines zur Anzeige gebracht werden.
Diese Aufgabe wird durch ein Operationsmikroskop mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Displays und Bildsensoren in einer für Operationsmikroskope geeigneten Baugröße stehen derzeit nur mit Pixelanzahlen zur Verfügung, die keine dem natürlichen Sehen entsprechende optische Auflösung von Bildinformation ermöglichen.
Vor diesem Hintergrund nutzt die Erfindung aus, dass das Visualisieren eines Objektbereichs in einem Okulareinblick mit einem optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang bei einem Operationsmikroskop den Vorteil bietet, dass ein Operateur einen Operationsbereich auch bei hoher Vergrößerung sowohl mit sehr guter optischer Abbildungsqualität als auch mit einem farbtreuen, natürlichen Seheindruck betrachten kann. Andererseits nutzt die Erfindung aus, dass das digitale Erfassen und Anzeigen von Objektstrukturen in einem Operationsbereich in zahlreichen Anwendungen von Operationsmikroskopen vorteilhaft ist. Für das digitale Erfassen und Anzeigen von Objektstrukturen in einem Operationsbereich wird nämlich nicht nur vergleichsweise wenig Beleuchtungslicht benötigt, so dass auf diese Weise insbesondere eine Strahlenbelastung von Körpergewebe verringert wird. Das digitale Erfassen und Anzeigen von Objektstrukturen in einem Operationsbereich ermöglicht es auch, einer Beobachtungsperson Gewebestrukturen zur Anzeige zu bringen, die sich in dem Spektralbereich des sichtbaren Lichts gar nicht erfassen lassen.
Darüber hinaus nutzt die Erfindung aus, dass das Visualisieren von mit einer Bilderfassungseinrichtung digital erfassten und anschließend in einer Rechnereinheit z.B. für das Erhöhen eines Bildkontrasts aufbereiteten Daten für einen Operateur die Orientierung in einem Operationsbereich erleichtern und auch die Handhabbarkeit eines Operationsmikroskops verbessern kann.
Die Erfindung kombiniert die Vorteile der Visualisierung eines Objektbereichs mit einer optischen Übertragungsstrecke für Bildinformation mit den Vorteilen einer Objektbereich-Visualisierung, die über eine optisch-elektronisch-optische Übertragungsstrecke für Bildinformation erfolgt.
Ein erfindungsgemäßes Operationsmikroskop für das Erzeugen eines Beobachtungsbildes eines Objektbereichs für eine Beobachtungsperson hat wenigstens einen Okulareinblick für das Betrachten des Beobachtungsbildes des Objektbereichs in einer Zwischenbildebene und enthält eine Abbildungsoptik für das Erzeugen einer optischen Abbildung des Objektbereichs in der Zwischenbildebene mit einem aus dem Objektbereich in die Zwischenbildebene geführten optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang. In einem erfindungsgemäßen Operationsmikroskop gibt es eine schaltbare Optikbaugruppe für das wahlweise Freigeben und Unterbrechen des optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengangs und wenigstens einen Bildsensor für das Erfassen eines Bildes des Objektbereichs mit einem aus dem Objektbereich zu dem Bildsensor geführten optischen Bildsensor-Strahlengang. Ein erfindungsgemäßes Operationsmikroskop weist ein Display für das Visualisieren von Anzeigeinformation in der Zwischenbildebene mit einem Display-Abbildungsstrahlengang auf und enthält eine Bildverarbeitungs- und Steuereinrichtung für das Ansteuern des Displays und für das Verarbeiten und Ausgeben von Bilddaten des Bildsensors auf das Display. In einem erfindungsgemäßen Operationsmikroskop gibt es eine Abbildungsmaßstab-Einstelleinrichtung für das Einstellen eines von dem Schaltzustand der Optikbaugruppe abhängigen Abbildungsmaßstabs für die in der Zwischenbildebene mittels des Displays visualisierbare Anzeigeinformation.
Ein erfindungsgemäßes Operationsmikroskop enthält Kopplungsmittel für das Koppeln der schaltbaren Optikbaugruppe und der Abbildungsmaßstab-Einstelleinrichtung. Auf diese Weise lässt sich erreichen, dass der Abbildungsmaßstab eines von einer Beobachtungsperson in einer Zwischenbildebene wahrnehmbaren Objektbereichbilds in Abhängigkeit des Schaltzustands der schaltbaren Optikbaugruppe automatisch eingestellt wird.
Die Abbildungsmaßstab-Einstelleinrichtung weist ein optisches Vergrößerungswechselsystem auf, das in dem Bildsensor-Strahlengang angeordnet ist. Das Vergrößerungswechselsystem ist dabei ein Bestandteil der Abbildungsoptik für das Erzeugen einer optischen Abbildung des Objektbereichs in der Zwischenbildebene. Insbesondere kann das Vergrößerungswechselsystem ein afokales Zoomsystem sein.
Die Abbildungsmaßstab-Einstelleinrichtung kann eine in die Bildverarbeitungs- und Steuereinrichtung integrierte Datenverarbeitungsstufe aufweisen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Abbildungsmaßstab-Einstelleinrichtung auch ein optisches Vergrößerungswechselsystem aufweisen, das in dem Display-Abbildungsstrahlengang angeordnet ist.
Die schaltbare Optikbaugruppe für das wahlweise Freigeben und Unterbrechen des optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengangs kann insbesondere als ein schaltbarer Shutter ausgebildet sein.
Günstiger Weise ist ein erfindungsgemäßes Operationsmikroskop als ein stereoskopisches Operationsmikroskop ausgeführt.
Die Erfindung erstreckt sich auch auf ein Verfahren zum Betrieb eines vorstehend angegebenen Operationsmikroskops für das Erzeugen eines Beobachtungsbildes eines Objektbereichs für eine Beobachtungsperson, bei dem der Abbildungsmaßstab für die in der Zwischenbildebene mittels des Displays visualisierbare Anzeigeinformation abhängig von dem Schaltzustand der Optikbaugruppe eingestellt wird.
Eine Idee der Erfindung ist es dabei, dass das der Abbildungsmaßstab durch Verstellen eines in dem Bildsensor-Strahlengang angeordneten optischen Vergrößerungswechselsystems eingestellt wird. Eine Idee der Erfindung ist es auch, dass der Abbildungsmaßstab durch Anzeigen von in einer Bildverarbeitungs- und Steuereinrichtung vergrößerter oder verkleinerter Anzeigeinformation an dem Display bereitgestellt wird. Insbesondere ist es eine Idee der Erfindung, dass der Abbildungsmaßstab durch Verstellen eines in dem Bildsensor-Strahlengang angeordneten optischen Vergrößerungswechselsystems eingestellt wird.
In einem ersten Schritt kann dabei in der Zwischenbildebene ein Bild des Objektbereichs mit einer optischen Übertragungsstrecke für Bildinformation aus dem Objektbereich in die Zwischenbildebene erzeugt werden und in einem auf den ersten Schritt folgenden zweiten Schritt dann in der Zwischenbildebene ein Bild des Objektbereichs mit einer optisch-elektronisch-optischen Übertragungsstrecke für Bildinformation aus dem Objektbereich in die Zwischenbildebene erzeugt werden, wobei der Abbildungsmaßstab M_E der optisch-elektronisch-optischen Übertragungsstrecke auf den Abbildungsmaßstab Mo der optischen Übertragungsstrecke eingestellt wird.
Bei dem Einstellen des Abbildungsmaßstabs M_E der optisch-elektronisch-optischen Übertragungsstrecke wird das Anzeigen von Anzeigeinformation mittels des Displays möglichst unterbunden. Alternativ hierzu ist es auch möglich, dass bei dem Einstellen des Abbildungsmaßstabs M_E der optisch-elektronisch-optischen Übertragungsstrecke das Anzeigen von Anzeigeinformation mittels des Displays mit einem auf die Vergrößerung eines in der optisch-elektronisch-optischen Übertragungsstrecke angeordneten optischen Vergrößerungswechselsystems abgestimmten Abbildungsmaßstab erfolgt. Auf diese Weise lässt sich erreichen, dass einer Beobachtungsperson in dem Binokulartubus auch während des Einstellvorgangs für den Abbildungsmaßstab M_E der optisch-elektronisch-optischen Übertragungsstrecke der Objektbereich visualisiert werden kann, ohne dass diese eine Veränderung des Abbildungsmaßstabs wahrnimmt.
Es ist außerdem eine Idee der Erfindung, dass bei dem Betrieb des vorstehend angegebenen Operationsmikroskops in einem ersten Schritt in der Zwischenbildebene ein Bild des Objektbereichs mit einer optisch-elektronisch optischen Übertragungsstrecke für Bildinformation aus dem Objektbereich erzeugt wird und in einem auf den ersten Schritt folgenden zweiten Schritt in der Zwischenbildebene ein Bild des Objektbereichs mit einer optischen Übertragungsstrecke für Bildinformation aus dem Objektbereich in der Zwischenbildebene erzeugt wird, wobei der Abbildungsmaßstab Mo der optischen Übertragungsstrecke auf den Abbildungsmaßstab M_E der optisch-elektronisch-optischen Übertragungsstrecke eingestellt wird.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen:

1 ein erstes Operationsmikroskop für das stereoskopische Visualisieren eines Objektbereichs mit einem Binokulartubus in einem ersten Betriebszustand;
2 das Bildfeld in einer linken und rechten Zwischenbildebene des Operationsmikroskops in dem ersten Betriebszustand;
3 das erste Operationsmikroskop in einem zweiten Betriebszustand;
4 das Bildfeld in der linken und rechten Zwischenbildebene des ersten Operationsmikroskops in dem zweiten Betriebszustand;
5 eine optische Übertragungsstrecke und eine optisch-elektronisch-optische Übertragungsstrecke in dem ersten Operationsmikroskop;
6 die lichtempfindliche Fläche eines Bildsensors in dem Operationsmikroskop;
7 das Bild einer Anzeigefläche eines Displays in einer Zwischenbildebene des Operationsmikroskops in einem ersten Betriebszustand;
8 das Bild einer Anzeigefläche eines Displays in einer Zwischenbildebene des Operationsmikroskops in einem zweiten Betriebszustand;
9 ein zweites Operationsmikroskop für das stereoskopische Visualisieren eines Objektbereichs mit einem Binokulartubus in einem ersten Betriebszustand;
10 das zweite Operationsmikroskop in einem zweiten Betriebszustand;
11 eine optische Übertragungsstrecke und optisch-elektronisch-optische Übertragungsstrecke in dem zweiten Operationsmikroskop;
12 Bildfelder bei unterschiedlichen Einstellungen eines Zoomsystems in dem Operationsmikroskop; und
13 und 14 das Bild einer Anzeigefläche eines Displays in dem zweiten Operationsmikroskop bei unterschiedlichen Einstellungen des Zoomsystems.

Das in der 1 gezeigte erste stereoskopische Operationsmikroskop 10 hat einen Operationsmikroskop-Grundkörper 12, in dem eine schaltbare Abbildungsoptik 14 mit einem Mikroskop-Hauptobjektivsystem 16 aufgenommen ist. Es weist einen an den Operationsmikroskop-Grundkörper 12 an einer Schnittstelle 18 angeschlossenen Binokulartubus 20 mit einem ersten und einem zweiten Okulareinblick 22, 24 für ein linkes und ein rechtes Auge 72, 74 einer Beobachtungsperson auf. Das Mikroskop-Hauptobjektivsystem 16 in dem Operationsmikroskop 10 wird von einem ersten optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang 28 und einem zweiten optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang 30 aus einem Objektbereich 32 durchsetzt.
Die Abbildungsoptik 14 enthält ein in dem ersten optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang 28 angeordnetes Zoomsystem 33 und weist einen auf der dem Objektbereich 32 abgewandten Seite des Mikroskop-Hauptobjektivsystems 16 angeordneten Auskoppel-Strahlteiler 34 auf, der einen Teil des Beobachtungslichts aus dem ersten optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang 28 auskoppelt, um das Beobachtungslicht aus dem Objektbereich in einem Bildsensor-Strahlengang 28' der elektronischen Bilderfassungseinrichtung 35 zuzuführen. Die Bilderfassungseinrichtung 35 enthält eine erste Bilderfassungsbaugruppe 36 mit einem Objektivlinsensystem 37 und einem Bildsensor 38 sowie eine zweite Bilderfassungsbaugruppe 40 mit einem Objektlinsensystem 37 und einem Bildsensor 38.
Darüber hinaus hat die Abbildungsoptik 14 ein in dem zweiten optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang 30 auf der dem Objektbereich 32 abgewandten Seite des Mikroskop-Hauptobjektivsystems 16 angeordnetes Zoomsystem 39 und weist einen weiteren Auskoppel-Strahlteiler 26 auf, der dazu dient, einen Teil des Beobachtungslichts aus dem Objektbereich 32 in einem Bildsensor-Strahlengang 30' dem Bildsensor 38 der Bilderfassungseinrichtung 35 zuzuführen, indem dieses Licht aus dem zweiten optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang 30 ausgekoppelt wird.
In der Abbildungsoptik 14 gibt es einen ersten Einkoppel-Strahlteiler 42 und einen zweiten Einkoppel-Strahlteiler 44. Über die Einkoppel-Strahlteiler 42, 44 kann eine an einem ersten Display 46 einer Anzeigebaugruppe 48 einer Anzeigeeinrichtung 47 und an einem zweiten Display 50 einer Anzeigebaugruppe 52 der Anzeigeeinrichtung 47 zur Anzeige gebrachte Anzeigeinformation in einem Display-Abbildungsstrahlengang 28", 30" dem Bild des Objektbereichs 32 in dem ersten optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang 28 und in dem zweiten optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang 30 überlagert werden. Die Displays 46, 50 der Anzeigebaugruppen 48, 52 der Anzeigeeinrichtung 47 enthalten hierfür bevorzugt ein „Digital Micromirror Device“ (DMD), das ein schnelles Wechseln von damit angezeigten Bildern ermöglicht.
Mittels der Einkoppel-Strahlteiler 42, 44 kann dem Bild des Objektbereichs 32, das dem Okulareinblick 22 und dem Okulareinblick 24 des Binokulartubus 20 zugeführt wird, insbesondere Anzeigeinformation z. B. im Form von präoperativ gewonnenen dreidimensionalen Angiografiedaten überlagert werden.
Die Anzeigefläche der Displays 46, 50 der Anzeigebaugruppen 48, 52 wird hierfür jeweils mit einer ersten Display-Linsengruppe 49 und mit einer zweiten Display-Linsengruppe 51 in einen parallelen Strahlengang überführt und mittels der Tubuslinsen 21, 23 in die linke und rechte Zwischenbildebene 25, 27 des Binokulartubus 20 abgebildet. Dort kann es von der Beobachtungsperson mit dem linken bzw. rechten Auge 72, 74 betrachtet werden. Das Zwischenbild in der linken und rechten Zwischenbildebene 25, 27 ist durch eine Okularfeldblende 29, 31 in dem Binokulartubus 20 begrenzt. Eine jede Display-Linsengruppe 49, 51 enthält jeweils Linsen 53, 55, die wahlweise in dem Strahlengang zu dem Einkoppel-Strahlteiler 42, 44 oder außerhalb dieses Strahlengangs anordenbar sind. Die Linsen 53, 55 ermöglichen das Variieren des Abbildungsmaßstabs der Abbildungen der Anzeigeflächen der Displays 46, 50 in der linken und rechten Zwischenbildebene 25, 27. Dieser Abbildungsmaßstab ist durch das Verhältnis f_D / f_T der Brennweite f_D der Display-Linsengruppe 49, 51 und der Brennweite f_T der Tubuslinsen 21, 23 bestimmt.
Für das Ansteuern der Displays 46, 50 enthält das Operationsmikroskop 10 eine erste als eine Bildverarbeitungs- und Steuereinrichtung ausgebildete Bildverarbeitungs- und Steuereinrichtung 54 und eine als eine Bildverarbeitungs- und Steuereinrichtung ausgebildete weitere Bildverarbeitungs- und Steuereinrichtung 56, die mit einer externen Rechnereinheit (nicht gezeigt) verbunden werden können.
Um die mittels der Bilderfassungseinrichtungen 35 aus dem ersten und dem zweiten optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang 28, 30 erfassten Bilder des Objektbereichs 32 zu visualisieren, gibt es in dem Operationsmikroskop 10 eine vorzugsweise als 3D-Monitor ausgebildete Bildwiedergabeeinrichtung 58, die mit der Bildverarbeitungs- und Steuereinrichtung 56 verbunden ist.
Die Abbildungsoptik 14 des Operationsmikroskops 10 enthält eine schaltbare Optikbaugruppe in Form eines Shutterelements 62 und eine schaltbare Optikbaugruppe in Form eines Shutterelements 64. Die Shutterelemente 62, 64 können mittels eines Antriebs (nicht gezeigt) entsprechend dem Doppelpfeil 60 verlagert werden. Mittels der Shutterelemente 62, 64 ist es möglich, den ersten und/oder den zweiten optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang 28, 30 auf der dem Mikroskop-Hauptobjektivsystem 16 abgewandten Seite des Auskoppel-Strahlteilers 34, 26 wahlweise freizugeben oder zu sperren.
Die Bildverarbeitungs- und Steuereinrichtung 54 und die Bildverarbeitungs- und Steuereinrichtung 56 sind jeweils mit der schaltbaren Optikbaugruppe über eine elektrische Steuerleitung gekoppelt. Die Bildverarbeitungs- und Steuereinrichtungen 54, 56 umfassen jeweils eine Datenverarbeitungsstufe. Die Bildverarbeitungs- und Steuereinrichtung 54 erhält den Schaltzustand des Shutterelements 62 und die Bildverarbeitungs- und Steuereinrichtung 56 den Schaltzustand des Shutterelements 64.
In dem in der 1 gezeigten ersten Betriebszustand des Operationsmikroskops ist die Abbildungsoptik 14 so geschaltet, dass das Shutterelement 62 und das Shutterelement 64 den ersten optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang 28 und den zweiten optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang 30 freigeben. Dem ersten und dem zweiten Okulareinblick 22, 24 des Binokulartubus 20 in dem Operationsmikroskop 10 wird dann der das Mikroskop-Hauptobjektivsystem 16 durchsetzende optische Objektbereich-Abbildungsstrahlengang 28 bzw. 30 aus dem Objektbereich 32 zugeführt.
In der linken und rechten Zwischenbildebene 25, 27 des Operationsmikroskops wird in einem in der 2 gezeigten optischen Bildfeld 78 ein Objekt 9 der Länge l_O in dem in der 1 kenntlich gemachten Objektfeld 11 in dem Objektbereich 32 mit einem Abbildungsmaßstab M_O = l_BO / l_O visualisiert, der durch die Baugruppen der optischen Übertragungsstrecken aus dem Objektbereich 32 in die linke und rechte Zwischenbildebene 25, 27 festgelegt ist.
Die 3 zeigt das Operationsmikroskop 10 in einem weiteren Betriebszustand, in dem das Shutterelement 62 und das Shutterelement 64 den ersten optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang 28 und den zweiten optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang 30 sperrt. Hier kann dem ersten und zweiten Okulareinblick 22, 24 des Binokulartubus 20 in dem Operationsmikroskop 10 jeweils ein mittels der Bilderfassungsbaugruppen 36 bzw. 40 der Bilderfassungseinrichtung 35 erfasstes und mit den Displays 46, 50 in den Anzeigebaugruppen 48, 52 zur Anzeige gebrachtes Bild des Objektbereichs 32 zugeführt werden.
Die Bilderfassungsbaugruppe 36 der Bilderfassungseinrichtung 35 kann ein linkes stereoskopisches Teilbild des Objektbereichs 32 mit einem aus dem ersten optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang 28 ausgekoppelten Strahlengang erfassen. Mit der Bilderfassungsbaugruppe 40 der Bilderfassungseinrichtung 35 ist es möglich, ein rechtes stereoskopisches Teilbild des Objektbereichs 32 mit einem aus dem zweiten optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang 30 ausgekoppelten Strahlengang aufzunehmen. Die optischen Achsen des ersten optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengangs 28 und des zweiten optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengangs 30 schließen einen Stereowinkel θ ein. Dies ermöglicht es, mit dem Operationsmikroskop 10 auch den Objektbereich 32 stereoskopisch zu visualisieren, wenn der erste optische Objektbereich-Abbildungsstrahlengang 28 und der zweite optische Objektbereich-Abbildungsstrahlengang 30 mittels der Shutterelemente 62, 64 gesperrt ist. Das linke stereoskopische Teilbild in dem Binokulartubus 20 wird hierfür dann mittels des Displays 46 in der Anzeigebaugruppe 48 und das rechte stereoskopische Teilbild mittels des Displays 50 in der Anzeigebaugruppe 52 der Anzeigeeinrichtung 47 erzeugt.
In der linken und rechten Zwischenbildebene 25, 27 des Operationsmikroskops 10 wird dann, wie die 4 zeigt, in einem dem Bildfeld 78 entsprechenden Bereich das Objekt 9 in dem in der 1 kenntlich gemachten Objektfeld 11 in dem Objektbereich 32 mit einem Abbildungsmaßstab M_E = l_Be / l_O visualisiert, der durch die Baugruppen der optisch-elektronisch-optischen Übertragungsstrecken aus dem Objektbereich 32 in die linke und rechte Zwischenbildebene 25, 27 festgelegt ist.
Es sei bemerkt, dass es bei dem Operationsmikroskop 10 möglich ist, an den Displays 46, 50 der Anzeigeeinrichtung nicht nur ein Bild des Objektbereichs 32 zur Anzeige zu bringen, sondern zusätzlich auch weitere Informationen, insbesondere Bildinformationen wie z. B. Angiografiedaten, Endoskopbilder, Röntgenaufnahmen oder auch Kernspinresonanzbilder eines Patienten, die in der Bildverarbeitungs- und Steuereinrichtung 54, 56 mit dem mit der Bilderfassungseinrichtung 35 erfassten Bild des Objektbereichs 32 durch elektronisches Mischen kombiniert werden.
Die 5 zeigt die optische Übertragungsstrecken 57a, 57b und die optisch-elektronisch-optische Übertragungsstrecken 59a, 59b in dem ersten Operationsmikroskop 10, über die in der Zwischenbildebene 25 bzw. 27 jeweils ein Bild des Objektbereichs mit dem Abbildungsmaßstab M_O = l_BO / lo bzw. dem Abbildungsmaßstab M_E = l_Be / l_O als Bildinformation bereitgestellt wird.
Das Operationsmikroskop 10 enthält eine Abbildungsmaßstab-Einstelleinrichtung, welche die Bildverarbeitungs- und Steuereinrichtung 54, 56, die Linsen 53, 55 und das Zoomsystem 33, 39 umfasst.
Diese Abbildungsmaßstab-Einstelleinrichtung dient dazu, bei einem Umschalten des Operationsmikroskops 10 von dem ersten Betriebszustand, in dem in der Zwischenbildebene 25, 27 mit dem optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang 28, 30 über die optischen Übertragungsstrecken 57a, 57b ein Bild des Objektbereichs 32 erzeugt wird, in den weiteren Betriebszustand, in dem in der Zwischenbildebene 25, 27 über die optisch-elektronisch-optischen Übertragungsstrecken 59a, 59b ein Bild des Objektbereichs 32 erzeugt wird, zu gewährleisten, dass einer Beobachtungsperson in dem ersten und dem zweiten Okulareinblick 22, 24 das Bild des Objektbereichs 32 mit dem gleichen Abbildungsmaßstab M_O = M_E zur Anzeige gebracht wird. Die Abbildungsmaßstab-Einstelleinrichtung in dem Operationsmikroskop 10 ist auch dazu ausgebildet, dass bei einem Umschalten des Operationsmikroskops 10 aus dem weiteren Betriebszustand, in dem in der Zwischenbildebene 25, 27 über die optisch-elektronisch-optischen Übertragungsstrecken 59a, 59b Bildinformation aus dem Objektbereichs 32 bereitgestellt wird, in den ersten Betriebszustand, in dem in der Zwischenbildebene 25, 27 mit dem optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang 28, 30 über die optischen Übertragungsstrecken 57a, 57b ein Bild des Objektbereichs 32 erzeugt wird, der Abbildungsmaßstab Mo der optischen Übertragungsstrecken 57a, 57b auf den Abbildungsmaßstab M_E der optisch-elektronisch-optischen Übertragungsstrecken 59a, 59b eingestellt wird.
Die 6 zeigt die lichtempfindliche Fläche 76 eines Bildsensors 38 in dem Operationsmikroskop 10 sowie das kreisrunde Bildfeld 78' des Objektbereichbilds mit dem Durchmesser D auf dieser Fläche 76.
In der 7 ist das Bild 80 der Anzeigefläche des Displays 46 in der Zwischenbildebene 25 des Operationsmikroskops 10 gezeigt, wenn die Linsen 53 der Display-Linsengruppe 49 in dem die Anzeigefläche des Displays 46 in der Zwischenbildebene 25 des Operationsmikroskops 10 abbildenden Strahlengang angeordnet sind.
Für das Bild der Anzeigefläche des Displays 50 in der Zwischenbildebene 27 des Operationsmikroskops 10 gilt entsprechendes, wenn sich die Linsen 55 der Display-Linsengruppe 51 in dem die Anzeigefläche des Displays 50 in der Zwischenbildebene 25 des Operationsmikroskops 10 abbildenden Strahlengang befinden.
Das Bildfeld 78 des optischen Abbildungsstrahlengangs mit dem Durchmesser D' in der Zwischenbildebene 25, 27 ist hier von dem Bild 80 der Anzeigefläche des Displays 46 bzw. des Displays 50 abgedeckt. Diese Einstellung der Display-Linsengruppe 49, 51 eignet sich für das Visualisieren von Anzeigeinformation des Displays 46, 50 in der Zwischenbildebene 25, 27, wenn das Operationsmikroskop 10 in einem Betriebszustand für das Betrachten des Objektbereichs 32 durch den ersten und zweiten Okulareinblick 22, 24 mit einem optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang 28, 30 betrieben wird.
Die 8 zeigt das Bild 80 der Anzeigefläche des Displays in der Zwischenbildebene 25 in einem Betriebszustand des Operationsmikroskops 10, in dem die Linsen 53 der Display-Linsengruppe 49 außerhalb des die Anzeigefläche des Displays 46 in die Zwischenbildebene 25 des Operationsmikroskops 10 abbildenden Strahlengang angeordnet sind. Der Durchmesser D' des Bildfelds 78 übersteigt hier die Länge der schmalen Seite der Anzeigefläche des Displays 46 wiederum um das zweifache.
Für das Bild der Anzeigefläche des Displays 50 in der Zwischenbildebene 27 des Operationsmikroskops 10 gilt entsprechendes, wenn die Linsen 55 der Display-Linsengruppe 51 außerhalb des die Anzeigefläche des Displays 50 in der Zwischenbildebene 25 des Operationsmikroskops 10 abbildenden Strahlengangs angeordnet sind.
Diese Einstellung der Display-Linsengruppe 49, 51 eignet sich für das Visualisieren von Anzeigeinformation des Displays 46, 50 in der Zwischenbildebene 25, 27, wenn das Operationsmikroskop 10 in einem Betriebszustand für das Betrachten des Objektbereichs 32 durch die Okulareinblicke 22, 24 mit einem ausschließlich der Bilderfassungseinrichtung 35 zugeführten Objektbereich-Abbildungsstrahlengang 28, 30 betrieben wird, in dem die Shutterelemente 62, 64 das Hindurchtreten von Beobachtungslicht in die Zwischenbildebenen 25, 26 in dem Binokulartubus 20 unterbinden und in dem dem ersten und zweiten Okulareinblick 22, 24 des Binokulartubus 20 jeweils das mittels der Bilderfassungsbaugruppen 36 bzw. 40 der Bilderfassungseinrichtung 35 erfasste, in der Datenverarbeitungsstufe der jeweiligen Bildverarbeitungs- und Steuereinrichtung 54, 56 verarbeitete und an den Displays 46, 50 der Anzeigeeinrichtung 47 zur Anzeige gebrachte Bild des Objektbereichs 32 zugeführt wird. In dieser Einstellung kann nämlich das Bild der Anzeigefläche eines Displays 46, 50 in der Zwischenbildebene 25, 27 mit einer größeren Anzahl von Pixeln erzeugt werden als es die anhand der 6 erläuterte Einstellung des Operationsmikroskops 10 zulässt.
In dem Operationsmikroskop 10 sind die Display-Linsengruppen 49, 51 auf die Anzeigeflächen der Displays 46, 50 derart abgestimmt, dass bei einem Umschalten des Operationsmikroskops 10 aus dem ersten Betriebszustand, in dem der Objektbereich 32 mit einem ersten und mit einem zweiten optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang 28, 30 in die linke bzw. rechte Zwischenbildebene 25, 27 abgebildet wird, in den weiteren Betriebszustand, in dem dem ersten und zweiten Okulareinblick 22, 24 des Binokulartubus 20 jeweils ein mittels der Bilderfassungsbaugruppen 36 bzw. 40 der Bilderfassungseinrichtung 35 erfasstes und mit den Displays 46, 50 in den Anzeigebaugruppen 48, 52 zur Anzeige gebrachtes Bild des Objektbereichs 32 zugeführt werden, für den durch die Baugruppen der optischen Übertragungsstrecke 57a, 57b aus dem Objektbereich 32 in die linke und rechte Zwischenbildebene 25, 27 festgelegten Abbildungsmaßstab Mo und für den Abbildungsmaßstab M_E, der durch die Baugruppen der optisch-elektronisch-optischen Übertragungsstrecken 59a, 59b aus dem Objektbereich 32 in die linke und rechte Zwischenbildebene 25, 27 festgelegt ist, gilt: M_O = M_E.
Die Abbildungsmaßstab-Einstelleinrichtung in dem Operationsmikroskop 10 stellt den Abbildungsmaßstab für die in der Zwischenbildebene 25, 27 mittels des Displays 46, 50 visualisierbare Anzeigeinformation in Abhängigkeit von dem Schaltzustand der Shutterelemente 62, 64 ein.
Hier wird in Kauf genommen, dass eine Beobachtungsperson in dem Okulareinblick 22, 24 des Binokulartubus 20 in den Bereichen 82, 84 schwarze Ränder wahrnimmt, weil die Anzeigefläche der Displays 46, 50 dorthin nicht abgebildet wird.
Zu bemerken ist, dass in einer zu der vorstehend beschriebenen Ausführungsform des Operationsmikroskops 10 modifizierten Ausführungsform vorgesehen sein kann, dass die Display-Linsengruppen 49, 51 ein stufenloses Einstellen der Vergrößerung für das Bild der Anzeigeflächen der Displays in den Zwischenbildebenen 25, 27 ermöglichen.
Die 9 zeigt ein zweites Operationsmikroskop 10' für das stereoskopische Visualisieren eines Objektbereichs 32 mit einem Binokulartubus 20 in einem ersten Betriebszustand. In der 10 ist das zweite Operationsmikroskop 10' in einem zweiten Betriebszustand gezeigt. Zueinander identische Baugruppen des Operationsmikroskops 10 und des Operationsmikroskops 10' sind mit den gleichen Bezugszeichen kenntlich gemacht. Das Operationsmikroskop 10' enthält im Unterschied zu dem Operationsmikroskop 10 keine verstellbare Display-Linsengruppen 49, 51. In dem Betriebszustand der 8 ist die Abbildungsoptik 14 so geschaltet, dass das Shutterelement 62 und das Shutterelement 64 den ersten optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang 28 und den zweiten optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang 30 freigeben. Der erste und der zweite Okulareinblick 22, 24 des Binokulartubus 20 erhält dann ein Bild des Objektbereichs über eine optische Übertragungsstrecke. Dem ersten und dem zweiten Okulareinblick 22, 24 des Binokulartubus 20 in dem Operationsmikroskop 10' wird dann der das Mikroskop-Hauptobjektivsystem 16 durchsetzende optische Objektbereich-Abbildungsstrahlengang 28 bzw. 30 aus dem Objektbereich 32 zugeführt.
In dem in der 10 gezeigten Betriebszustand des Operationsmikroskops 10' sperren das Shutterelement 62 und das Shutterelement 64 den ersten optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang 28 und den zweiten optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang 30. Hier wird dem ersten und zweiten Okulareinblick 22, 24 des Binokulartubus 20 in dem Operationsmikroskop 10 jeweils das mittels der Bilderfassungsbaugruppen 36 bzw. 40 der Bilderfassungseinrichtung 35 erfasste und mit den Displays 46, 50 der Anzeigeeinrichtung 47 zur Anzeige gebrachte Bild des Objektbereichs 32 auf eine optisch-elektronisch optischen Übertragungsstrecke zugeführt.
Die 11 zeigt die optische Übertragungsstrecken 57a, 57b und die optisch-elektronisch-optische Übertragungsstrecken 59a, 59b in dem ersten Operationsmikroskop 10, über die in der Zwischenbildebene 25 bzw. 27 jeweils ein Bild des Objektbereichs mit dem Abbildungsmaßstab M_O = l_BO / l_O bzw. dem Abbildungsmaßstab M_E = l_Be/ l_O bereitgestellt wird.
Auch das Operationsmikroskop 10' enthält eine Abbildungsmaßstab-Einstelleinrichtung, welche die Bildverarbeitungs- und Steuereinrichtung 54, 56, die Linsen 53, 55 und das Zoomsystem 33, 39 umfasst.
Die Bildverarbeitungs- und Steuereinrichtung 54, 56 in dem Operationsmikroskop 10' bewirkt hier wiederum, dass bei einem Umschalten des Operationsmikroskops 10 von dem ersten Betriebszustand, in dem in der Zwischenbildebene 25, 27 mit dem optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang 28, 30 über die optischen Übertragungsstrecken 57a, 57b ein Bild des Objektbereichs 32 erzeugt wird, in den weiteren Betriebszustand, in dem in der Zwischenbildebene 25, 27 über die optisch-elektronisch-optischen Übertragungsstrecken 59a, 59b ein Bild des Objektbereichs 32 erzeugt wird, gewährleistet wird, dass einer Beobachtungsperson in dem ersten und dem zweiten Okulareinblick 22, 24 das Bild des Objektbereichs 32 mit dem gleichen Abbildungsmaßstab M_O = M_E zur Anzeige gebracht wird. Die Abbildungsmaßstab-Einstelleinrichtung in dem Operationsmikroskop 10 ist auch dazu ausgebildet, dass bei einem Umschalten des Operationsmikroskops 10 aus dem weiteren Betriebszustand, in dem in der Zwischenbildebene 25, 27 über die optisch-elektronisch-optischen Übertragungsstrecken 59a, 59b ein Bild des Objektbereichs 32 erzeugt wird, in den ersten Betriebszustand, in dem in der Zwischenbildebene 25, 27 mit dem optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang 28, 30 über die optischen Übertragungsstrecken 57a, 57b ein Bild des Objektbereichs 32 erzeugt wird, der Abbildungsmaßstab Mo der optischen Übertragungsstrecken 57a, 57b auf den Abbildungsmaßstab der optisch-elektronisch-optischen Übertragungsstrecken 59a, 59b eingestellt wird.
Die 12 zeigt das kreisrunde Bildfeld 78' des Objektbereichbilds mit dem Durchmesser D', wenn in den Zwischenbildebenen 25, 27 das Bild des Objektbereichs 32 mit dem optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang 28, 30 über die optischen Übertragungsstrecken 57a, 57b zur Anzeige gebracht wird.
Die 13 zeigt das Bild 80 der Anzeigefläche des Displays 46 in der Zwischenbildebene 25 des Operationsmikroskops in 10'. In dem Betriebszustand der 9, in dem der optische Objektbereich-Abbildungsstrahlengang 28, 30 zu den Okulareinblicken 22, 24 geführt ist, deckt das in dem Bildfeld 78 mittels des ersten optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengangs 28 und des zweiten optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengangs 30 in der Zwischenbildebene 25, 27 erzeugte Bild des Objektbereichs 32 in dem Objektfeld 11 das mittels der Display-Linsengruppe 49 bzw. 51 erzeugte Bild 80 der Anzeigefläche des Displays 46 bzw. des Displays 50 ab.
Wird das Operationsmikroskop 10' aus dem ersten Betriebszustand in den weiteren Betriebszustand geschaltet, so erhält die Bildverarbeitungs- und Steuereinrichtung 54, 56 die Einstellung des Zoomsystems 33, 39 als eine Rechengröße. Die Bildverarbeitungs- und Steuereinrichtung 54, 56 ermittelt dann daraus den Abbildungsmaßstab Mo der optischen Übertragungsstrecken 57a, 57b in dem Operationsmikroskop 10', wobei die Displays 46, 50 in den Anzeigebaugruppen 48, 52 dunkel geschaltet werden. Damit der Abbildungsmaßstab M_E der optisch-elektronisch-optischen Übertragungsstrecken 59a, 59b dem Abbildungsmaßstab M_O der optischen Übertragungsstrecken 57a, 57b entspricht, ist es hier erforderlich, dass mittels der Displays 46, 50 in den Zwischenbildebenen 25, 27 eine Bildanzeige 86 bereitgestellt wird, die das mit den Bildsensoren 38 der Bilderfassungseinrichtung 35 in dem Operationsmikroskop 10' erfasste Bild verkleinert, wobei dann in den Bereichen 82, 84 der Zwischenbildebenen 25, 27 mittels der Displays 46, 50 keine Bildinformation angezeigt wird. Solche Bereiche 82, 84 ohne Bildinformation in einer Zwischenbildebene 25, 27 werden von einer Beobachtungsperson an den Okulareinblicken 22, 24 als schwarze Ränder wahrgenommen.
Um solche Bereiche 82, 84 zu vermeiden, bewirkt die Bildverarbeitungs- und Steuereinrichtung 54, 56 in dem ersten optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang 28 und in dem zweiten optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang 30 ein Verstellen des Zoomsystems 33, 39.
Wie in der 12 gezeigt, werden die Zoomsysteme 33, 39 in dem ersten optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang 28 und in dem zweiten optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang 30 hierfür so verstellt, dass die Bildsensoren 38 der Bilderfassungseinrichtung 35 das Objektfeld 11 vollständig als ein Bildfeld 78" erfassen. Entsprechend der Verstellung des Zoomsystems 33, 39 reskaliert dann die Bildverarbeitungs- und Steuereinrichtung 54, 56 die den Displays 46, 50 zugeführten Bilddaten derart, dass mittels der in der 14 gezeigten Anzeige 86 der Displays 46, 50 in den Zwischenbildebenen 25, 27 ein Bild des Objektbereichs 32 erzeugt wird, dessen Abbildungsmaßstab M_O dem Abbildungsmaßstab M_E entspricht und das wie das in der 13 ersichtliche Bild 80 in einer Zwischenbildebene 25, 27 das Bildfeld 78 der optischen Übertragungsstrecken 57a, 57b abdeckt.
Das Operationsmikroskop 10' für das stereoskopische Visualisieren eines Objektbereichs 32 kann bei dem Umschalten aus dem ersten Betriebszustand in den weiteren Betriebszustand in einem ersten Umschalt-Betriebsmodus und in einem von dem ersten Umschalt-Betriebsmodus verschiedenen zweiten Umschalt-Betriebsmodus betreiben werden.
In dem ersten Umschalt-Betriebsmodus wird bei einem Sperren oder Freigeben des ersten optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengangs 28 und des zweiten optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengangs 30 mittels der Shutterelemente 62, 64 eine Anzeige von Anzeigeinformation an den Displays 46, 50 der Anzeigeeinrichtung 47 für die Dauer des Umschaltens unterbunden. Einer Beobachtungsperson wird hier Anzeigeinformation mittels der Displays 46, 50 in den Zwischenbildebenen 25, 27 erst dann bereitgestellt, wenn das Anpassen des Abbildungsmaßstabs M_E der optisch-elektronisch-optischen Übertragungsstrecken 59a, 59b an den Abbildungsmaßstab Mo der optischen Übertragungsstrecke 57a, 57b in dem Operationsmikroskop 10' oder das Anpassen des Abbildungsmaßstabs der optischen Übertragungsstrecke 57a, 57b in dem Operationsmikroskop 10' an den Abbildungsmaßstabs M_E der optisch-elektronisch-optischen Übertragungsstrecken 59a, 59b in dem Operationsmikroskop 10' abgeschlossen ist.
In dem zweiten Umschalt-Betriebsmodus wird bei einem Sperren oder Freigeben des ersten optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengangs 28 und des zweiten optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengangs 30 mittels der Shutterelemente 62, 64 Anzeigeinformation an den Displays 46, 50 der Anzeigeeinrichtung 47 auch während der Dauer des Umschaltens angezeigt. Dabei erfolgt bei einem Verstellen des Zoomsystems 33, 39 in dem ersten optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang 28 und in dem zweiten optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang 30 ein kontinuierliches, an die Einstellung des Zoomsystems 33, 39 jeweils angepasstes Reskalieren der Bildinformation für die mittels der Displays 46, 50 angezeigten Bilder des Objektbereichs, so dass eine Beobachtungsperson in den Okulareinblicken 22, 24 keine Veränderung des Abbildungsmaßstabs wahrnimmt, wenn das Operationsmikroskop 10' aus dem ersten Betriebszustand in den weiteren Betriebszustand umgeschaltet wird.
Zu bemerken ist, dass in einer modifizierten Ausführungsform der vorstehend beschriebenen Operationsmikroskope 10, 10' vorgesehen sein kann, dass diese für Beobachten des Objektbereichs durch einen Binokulartubus für einen Hauptbeobachter und einen oder mehrere Binokulartuben für die Mitbeobachtung ausgelegt sind. Darüber hinaus ist zu bemerken, dass die vorstehend beschriebenen Operationsmikroskope 10, 10' grundsätzlich auch für das Beobachten des Objektbereichs 32 mit einem monokularen Abbildungsstrahlengang ausgelegt sein können. Außerdem ist zu bemerken, dass sich diese Erfindung auch auf Operationsmikroskope bezieht, in denen lediglich Teilmerkmale der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen realisiert sind oder in denen Merkmale des ersten Operationsmikroskops 10 und des zweiten Operationsmikroskops 10' kombiniert sind.
Zusammenfassend ist insbesondere folgendes festzuhalten: Die Erfindung betrifft ein Operationsmikroskop 10, 10' für das Erzeugen eines Beobachtungsbildes eines Objektbereichs 32 für eine Beobachtungsperson. Das Operationsmikroskop hat einen Okulareinblick 22, 24 für das Betrachten des Beobachtungsbildes des Objektbereichs 32 in einer Zwischenbildebene 25, 27 und enthält eine Abbildungsoptik 14 für das Erzeugen einer optischen Abbildung des Objektbereichs 32 in der Zwischenbildebene 25, 27 mit einem aus dem Objektbereich 32 in die Zwischenbildebene 25, 27 geführten optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang. In dem Operationsmikroskop 10 gibt es eine schaltbare Optikbaugruppe 62, 64 für das wahlweise Freigeben und Unterbrechen des optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengangs und einen Bildsensor 38 für das Erfassen eines Bildes des Objektbereichs 32 mit einem aus dem Objektbereich 32 zu dem Bildsensor 38 geführten optischen Bildsensor-Strahlengang 28', 30'. Das Operationsmikroskop 10 weist ein Display 46, 50 für das Visualisieren von Anzeigeinformation in der Zwischenbildebene 25, 27 mit einem Display-Abbildungsstrahlengang 28", 30" auf und enthält eine Bildverarbeitungs- und Steuereinrichtung 54, 56 für das Ansteuern des Displays 46, 50 und für das Verarbeiten und Ausgeben von Bilddaten des Bildsensors 38 auf das Display 46, 50. Erfindungsgemäß umfasst das Operationsmikroskop 10 eine Abbildungsmaßstab-Einstelleinrichtung für das Einstellen eines von dem Schaltzustand der Optikbaugruppe 62, 64 abhängigen Abbildungsmaßstabs für die in der Zwischenbildebene 25, 27 mittels des Displays 46, 50 visualisierbare Anzeigeinformation.
Bezugszeichenliste

9: Objekt
10, 10': Operationsmikroskop
11: Objektfeld
12: Operationsmikroskop-Grundkörper
14: Abbildungsoptik
16: Mikroskop-Hauptobjektivsystem
18: Schnittstelle
20: Binokulartubus
21: Tubuslinse
22: erster Okulareinblick
23: Tubuslinse
24: zweiter Okulareinblick
25: linke Zwischenbildebene
26: weiterer Auskoppel-Strahlteiler
27: rechte Zwischenbildebene
28: erster Objektbereich-Abbildungsstrahlengang
30: zweiter Objektbereich-Abbildungsstrahlengang
28', 30': Bildsensor-Strahlengang
28", 30": Display-Abbildungsstrahlengang
29: Okularfeldblende
31: Okularfeldblende
32: Objektbereich
33: Zoomsystem / Vergrößerungswechselsystem
34: Auskoppel-Strahlteiler
35: Bilderfassungseinrichtung
36: erste Bilderfassungsbaugruppe
37: Objektivlinsensystem
38: Bildsensor
39: Zoomsystem / Vergrößerungswechselsystem
40: zweite Bilderfassungsbaugruppe
42: erster Einkoppel-Strahlteiler
44: zweiter Einkoppel-Strahlteiler
46: erstes Display
47: Anzeigeeinrichtung
48: Anzeigebaugruppe
49: erste Display-Linsengruppe
50: zweites Display
51: zweite Display-Linsengruppe
52: Anzeigebaugruppe
53: Linse / optisches Vergrößerungswechselsystem
54: Bildverarbeitungs- und Steuereinrichtung
55: Linse / optisches Vergrößerungswechselsystem
56: Bildverarbeitungs- und Steuereinrichtung
57a, 57b: optische Übertragungsstrecke
58: Bildwiedergabeeinrichtung
59a, 59b: optisch-elektronisch-optische Übertragungsstrecke
60: Doppelpfeil
62: Shutterelement / schaltbare Optikbaugruppe
64: Shutterelement / schaltbare Optikbaugruppe
72: linkes Auge
74: rechtes Auge
76: lichtempfindliche Fläche
78: kreisrundes Bildfeld
78': Bildfeld
78": Bildfeld
80: Bild
82: Bereich mit schwarzen Rändern
84: Bereich mit schwarzen Rändern
86: Bildanzeige

Claims

Operationsmikroskop (10, 10') für das Erzeugen eines Beobachtungsbildes eines Objektfelds (11) in einem Objektbereich (32) für wenigstens eine Beobachtungsperson, mit einem Okulareinblick (22, 24) für das Betrachten des Beobachtungsbildes des Objektfelds (11) in dem Objektbereich (32) in einer Zwischenbildebene (25, 27), mit einer Abbildungsoptik (14) für das Erzeugen einer optischen Abbildung des Objektfelds (11) in dem Objektbereich (32) in der Zwischenbildebene (25, 27), mit einem aus dem Objektbereich (32) in die Zwischenbildebene (25, 27) über eine optische Übertragungsstrecke (57a, 57b) geführten optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang (28, 30), mit einer schaltbaren Optikbaugruppe (62, 64) für das wahlweise Freigeben und Unterbrechen des optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengangs (28, 30), die in einem ersten Schaltzustand die optische Übertragungsstrecke (57a, 57b) freigibt und die in einem von dem ersten Schaltzustand verschiedenen weiteren Schaltzustand die optische Übertragungsstrecke (57a, 57b) unterbricht, mit wenigstens einem Bildsensor (38) für das Erfassen eines Bildes des Objektbereichs (32) mit einem aus dem Objektbereich (32) zu dem Bildsensor (38) geführten optischen Bildsensor-Strahlengang (28', 30'), mit einem Display (46, 50) für das Visualisieren von Anzeigeinformation in der Zwischenbildebene (25, 27) mit einem Display-Abbildungsstrahlengang (28", 30"), und mit einer Bildverarbeitungs- und Steuereinrichtung (54, 56) für das Ansteuern des Displays (46, 50) und für das Verarbeiten und Ausgeben von Bilddaten des Bildsensors (38) auf das Display (46, 50), um eine optisch-elektronisch-optische Übertragungsstrecke (59a, 59b) für das Erzeugen eines Bilds des Objektbereichs (32) in der Zwischenbildebene (25, 27) bereitzustellen, mit einer Abbildungsmaßstab-Einstelleinrichtung für das Einstellen eines von dem Schaltzustand der Optikbaugruppe (62, 64) abhängigen Abbildungsmaßstabs für die in der Zwischenbildebene (25, 27) mittels des Displays (46, 50) visualisierbare Anzeigeinformation, und mit einem Kopplungsmittel für das Koppeln der schaltbaren Optikbaugruppe und der Abbildungsmaßstab-Einstelleinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Abbildungsmaßstab-Einstelleinrichtung ein optisches Vergrößerungswechselsystem (33, 39) aufweist, das in dem Bildsensor-Strahlengang (28, 28', 30, 30') angeordnet ist, wobei das Vergrößerungswechselsystem (33, 39) ein Bestandteil der Abbildungsoptik (14) für das Erzeugen einer optischen Abbildung des Objektbereichs (32) in der Zwischenbildebene (25, 27) mit dem optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang (28, 30) ist, wobei die Abbildungsmaßstab-Einstelleinrichtung den Abbildungsmaßstab der optisch-elektronisch-optischen Übertragungsstrecke (59a, 59b) beim Umschalten aus dem ersten Schaltzustand in den weiteren Schaltzustand der schaltbaren Optikbaugruppe (62, 64) auf den Abbildungsmaßstab der optischen Übertragungsstrecke (57a, 57b) in dem ersten Schaltzustand der schaltbaren Optikbaugruppe (62, 64) einstellt und durch Einstellen des optischen Vergrößerungswechselsystems (33, 39) bewirkt, dass der wenigstens eine Bildsensor (38) das Objektfeld (11) vollständig als ein Bildfeld (78") erfasst, wobei die mittels des Displays (46, 50) in dem Display-Abbildungsstrahlengang (28", 30") in diesem Schaltzustand der schaltbaren Optikbaugruppe (62, 64) visualisierte Anzeigeinformation in der Zwischenbildebene (25, 27) in Form eines mit dem wenigstens einen Bildsensor (38) erfassten Bilds des Objektbereichs (32) das Bildfeld (78") der optischen Übertragungsstrecke (57a, 57b) in dem ersten Schaltzustand der schaltbaren Optikbaugruppe (62, 64) abdeckt, und wobei die Bildverarbeitungs- und Steuereinrichtung (54, 56) die dem Display (46, 50) zugeführten Bilddaten in dem weiteren Schaltzustand derart reskaliert, dass mittels der Anzeige (86) des Displays (46, 50) in der Zwischenbildebene (25, 27) ein Bild des Objektfelds (11) in dem Objektbereich (32) erzeugt wird, dessen Abbildungsmaßstab (M_E) dem Abbildungsmaßstab (Mo) der optischen Übertragungsstrecke (57a, 57b) entspricht.
Operationsmikroskop (10, 10') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vergrößerungswechselsystem ein afokales Zoomsystem (33, 39) ist.
Operationsmikroskop (10, 10') nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abbildungsmaßstab-Einstelleinrichtung eine in die Bildverarbeitungs- und Steuereinrichtung (54, 56) integrierte Datenverarbeitungsstufe aufweist.
Operationsmikroskop (10, 10') nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die schaltbare Optikbaugruppe für das wahlweise Freigeben und Unterbrechen des optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengangs (28, 30) als ein schaltbarer Shutter (62, 64) ausgebildet ist.
Verfahren zum Betrieb eines Operationsmikroskops (10, 10') für das Erzeugen wenigstens eines Beobachtungsbildes eines Objektfelds (11) in einem Objektbereich (32) für wenigstens eine Beobachtungsperson, mit einem Okulareinblick (22, 24) für das Betrachten des Beobachtungsbildes des Objektfelds (11) in dem Objektbereich (32) in einer Zwischenbildebene (25, 27), mit einer Abbildungsoptik (14) für das Erzeugen einer optischen Abbildung des Objektfelds (11) in dem Objektbereich (32) in der Zwischenbildebene (25, 27) mit einem aus dem Objektbereich (32) in die Zwischenbildebene (25, 27) über eine optische Übertragungsstrecke (57a, 57b) geführten optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang (28, 30), mit einer schaltbaren Optikbaugruppe (62, 64) für das wahlweise Freigeben und Unterbrechen des optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengangs (28, 30), die in einem ersten Schaltzustand die optische Übertragungsstrecke (57a, 57b) freigibt und die in einem von dem ersten Schaltzustand verschiedenen weiteren Schaltzustand die optische Übertragungsstrecke (57a, 57b) unterbricht, mit wenigstens einem Bildsensor (38) für das Erfassen eines Bildes des Objektbereichs (32) mit einem aus dem Objektbereich (32) zu dem Bildsensor (38) geführten optischen Bildsensor-Strahlengang (28, 28', 30, 30'), mit einem Display (46, 50) für das Visualisieren von Anzeigeinformation in der Zwischenbildebene (25, 27) mit einem Display-Abbildungsstrahlengang (28", 30"), und mit einer Bildverarbeitungs- und Steuereinrichtung (54, 56) für das Ansteuern des Displays (46, 50) und für das Verarbeiten und Ausgeben von Bilddaten des Bildsensors auf das Display (46, 50), um eine optisch-elektronisch-optische Übertragungsstrecke (59a, 59b) für das Erzeugen eines Bilds des Objektbereichs (32) in der Zwischenbildebene (25, 27) bereitzustellen, wobei der Abbildungsmaßstab mittels einer Abbildungsmaßstab-Einstelleinrichtung für die in der Zwischenbildebene (25, 27) mittels des Displays (46, 50) visualisierbare Anzeigeinformation abhängig von dem Schaltzustand der Optikbaugruppe (62, 64) eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Abbildungsmaßstab-Einstelleinrichtung ein optisches Vergrößerungswechselsystem (33, 39) aufweist, das in dem Bildsensor-Strahlengang (28, 28', 30, 30') angeordnet ist, wobei das Vergrößerungswechselsystem (33, 39) ein Bestandteil der Abbildungsoptik (14) für das Erzeugen einer optischen Abbildung des Objektbereichs (32) in der Zwischenbildebene (25, 27) mit dem optischen Objektbereich-Abbildungsstrahlengang (28, 30) ist, wobei in einem ersten Schritt in der Zwischenbildebene (25, 27) ein Bild des Objektbereichs (32) mit der optischen Übertragungsstrecke (57a, 57b) für Bildinformation aus dem Objektbereich (32) in die Zwischenbildebene (25, 27) erzeugt wird, wobei in einem auf den ersten Schritt folgenden zweiten Schritt in der Zwischenbildebene (25, 27) ein Bild des Objektbereichs (32) mit der optisch-elektronisch-optischen Übertragungsstrecke (59a, 59b) für Bildinformation aus dem Objektbereich (32) in die Zwischenbildebene (25, 27) erzeugt wird, wobei der Abbildungsmaßstab (M_E) der optisch-elektronisch-optischen Übertragungsstrecke (59a, 59b) beim Umschalten aus dem ersten Schaltzustand in den weiteren Schaltzustand der schaltbaren Optikbaugruppe (62, 64) auf den Abbildungsmaßstab (Mo) der optischen Übertragungsstrecke (57a, 57b) eingestellt wird, wobei das optische Vergrößerungswechselsystem (33, 39) derart eingestellt wird, dass der wenigstens eine Bildsensor (38) das Objektfeld (11) vollständig als ein Bildfeld (78") erfasst, wobei die Anzeigeinformation ein mit dem wenigstens einen Bildsensor (38) erfasstes Bild des Objektbereichs ist, die in der Zwischenbildebene (25, 27) das Bildfeld (78") der optischen Übertragungsstrecke (57a, 57b) in dem ersten Schaltzustand der schaltbaren Optikbaugruppe (62, 64) abdeckt, und wobei die dem Display (46, 50) zugeführten Bilddaten in dem weiteren Schaltzustand derart reskaliert werden, dass mittels der Anzeige (86) des Displays (46, 50) in der Zwischenbildebene (25, 27) ein Bild des Objektfelds (11) in dem Objektbereich (32) erzeugt wird, dessen Abbildungsmaßstab (M_E) dem Abbildungsmaßstab (Mo) der optischen Übertragungsstrecke (57a, 57b) entspricht.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Einstellen des Abbildungsmaßstabs (M_E) der optisch-elektronisch-optischen Übertragungsstrecke (59a, 59b) das Anzeigen von Anzeigeinformation mittels des Displays (46, 50) unterbunden wird oder dass bei dem Einstellen des Abbildungsmaßstabs (M_E) der optisch-elektronisch-optischen Übertragungsstrecke (59a, 59b) das Anzeigen von Anzeigeinformation mittels des Displays (46, 50) mit einem auf die Vergrößerung eines in der optisch-elektronisch-optischen Übertragungsstrecke (59a, 59b) angeordneten optischen Vergrößerungswechselsystems (33, 39) abgestimmten Abbildungsmaßstab erfolgt.