DE102017110816A1 - An optical observation apparatus and method for efficiently performing an automatic focusing algorithm - Google Patents

An optical observation apparatus and method for efficiently performing an automatic focusing algorithm Download PDF

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum effizienten Ausführen eines automatischen Fokussieralgorithmus zur Verfügung gestellt. Das Verfahren umfasst ein Erfassen (101) einer Lage eines eine automatische Fokussiereinheit aufweisenden optischen Beobachtungsgeräts relativ zu einer Lage eines Objekts zu einem ersten Zeitpunkt. Es umfasst weiterhin, basierend auf der Lage des optischen Beobachtungsgeräts relativ zu der Lage des Objekts ein Erfassen (102) eines Start-Abstands zwischen dem optischen Beobachtungsgerät und einem Beobachtungsgebiet auf dem Objekt durchzuführen und einen automatischen Fokussieralgorithmus mit dem Start-Abstand als initialem Fokusabstand auszuführen (103).A method is provided for efficiently performing an automatic focusing algorithm. The method comprises detecting (101) a position of an optical focusing device having an automatic focusing unit relative to a position of an object at a first point in time. It further comprises, based on the position of the optical observation device relative to the position of the object, detecting (102) a start distance between the optical observation device and an observation area on the object and performing an automatic focusing algorithm with the start distance as the initial focus distance (103).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum effizienten Ausführen eines automatischen Fokussieralgorithmus. Daneben betrifft die Erfindung ein optisches Beobachtungsgerät.The present invention relates to a method for efficiently performing an automatic focusing algorithm. In addition, the invention relates to an optical observation device.

Optische Beobachtungsgeräte sind beispielsweise Mikroskope bzw. Mikroskopsysteme und deren optische Systeme weisen beispielsweise Tubusobjektive zum Beobachten eines Beobachtungsgebiet eines Objekts durch den Benutzer des optischen Beobachtungsgeräts auf und/oder nehmen die Beobachtungsstrahlengänge zumindest des interessierenden Beobachtungsgebiets nach Durchlaufen des zugehörigen optischen Systems über Bildsensoren auf, die daraus Bildsignale, beispielsweise in digitaler Form, erzeugen, um diese dann mit einer Visualisierungskomponente, d.h. beispielsweise auf einem oder mehreren Displays dem Beobachter anzuzeigen und ggf. auch abzuspeichern oder einer weiteren Bildverarbeitung zuzuführen. Die Visualisierungskomponente kann ein integraler Bestandteil des optischen Beobachtungsgeräts oder Mikroskopsystems sein, aber auch mit der das optische System enthaltenden Bildaufnahmekomponente verbunden oder verbindbar sein, ohne zwingend örtlich zusammengehörig angeordnet zu sein, sofern beispielsweise eine leitungsgebundene oder drahtlose Übertragung der Bildsignale an die Visualisierungskomponente ermöglicht ist. Auf diese Weise kann das optische Beobachtungsgerät bzw. deren Bildaufnahmekomponente beispielsweise auch beweglich an einem Stativ oder programmierbaren Roboterarm befestigt werden und die Visualisierungskomponente für den Benutzer dennoch optimal bequem einsehbar angeordnet werden.Optical observation devices are, for example, microscopes or microscope systems, and their optical systems have, for example, tube lenses for observing an observation area of an object by the user of the optical observation device and / or record the observation beam paths of at least the observation area of interest after passing through the associated optical system via image sensors which are therefrom Image signals, for example, in digital form, generate these then with a visualization component, ie For example, to display on one or more displays the observer and possibly also save or supply to another image processing. The visualization component can be an integral part of the optical observation device or microscope system, but also be connected or connectable with the image acquisition component containing the optical system without necessarily being arranged locally, provided, for example, a wired or wireless transmission of the image signals to the visualization component is made possible. In this way, the optical observation device or its image recording component, for example, also be movably attached to a tripod or programmable robotic arm and the visualization component for the user are still optimally convenient arranged visible.

Optische Beobachtungsgeräte bzw. deren optische Systeme weisen einen begrenzten Tiefenschärfebereich auf. Beispielsweise kommt es bei der Verwendung von Operationsmikroskopen, darauf an, das beobachtete Objekt bzw. das interessierende Beobachtungsgebiet am Objekt, das beispielsweise der Situs, d.h. das Operationsgebiet, am Patienten während einer Operation sein kann, möglichst dauerhaft im Tiefenschärfebereich zu halten, da außerhalb dieses Bereiches das Beobachtungsgebiet für den Benutzer unscharf erscheint. Daher sollte als Fokusebene des optischen Beobachtungsgeräts bzw. dessen optischen Systems immer diejenige ausgewählt sein, in der das Objekt bzw. das Beobachtungsgebiet liegt. Da sich die Lage des optischen Beobachtungsgeräts oder des beobachteten Objekts oder beispielsweise bei einem chirurgischen Eingriff das Beobachtungsgebiet selbst verändern kann und somit der Arbeitsabstand, d.h. der Fokusabstand, kann ein schnelles erneutes Einstellen des Fokusabstands des optischen Beobachtungsgeräts erforderlich sein, was vorzugsweise automatisch erfolgt.Optical observation devices or their optical systems have a limited depth of focus range. For example, with the use of surgical microscopes, it is important that the observed object or field of interest on the object, for example, the site, i. The operation area, which may be on the patient during an operation, to keep as long as possible in the depth of field, as outside of this range, the observation area for the user appears blurred. Therefore, as focal plane of the optical observation device or its optical system should always be selected that in which the object or the observation area is located. Since the position of the optical observer or the observed object or, for example, in a surgical procedure can change the viewing area itself and thus the working distance, i. the focus distance, a rapid resetting of the focus distance of the optical observation device may be required, which is preferably done automatically.

Beispielsweise können Operationsmikroskope mit Varioskopobjektiven ausgestattet sein, bei denen wenigstens zwei gegeneinander entlang der optischen Achse verschiebbare Linsen vorhanden sind, wobei durch Verschieben der beiden Linsen relativ zueinander der Fokusabstand des Objekts und damit der Arbeitsabstand des Operationsmikroskops variiert werden kann, ohne die Position des Operationsmikroskops selbst zu verändern, so dass die Einblickposition für den Benutzer des Operationsmikroskops beim Einstellen des Arbeitsabstandes unverändert bleibt. Optische Beobachtungsgeräte können eine Autofokus-Funktionalität aufweisen, bei der ein automatischer Fokussier-Algorithmus ausgeführt wird, durch den der Fokusabstand basierend auf der Auswertung von Sensordaten, beispielsweise Bilddaten, mit Hilfe einer automatischen Fokussiereinheit mit einer Steuereinheit und einem Motor optimiert wird.For example, surgical microscopes can be equipped with varioscope objectives in which at least two lenses displaceable relative to each other along the optical axis are present, whereby the focus distance of the object and thus the working distance of the surgical microscope can be varied by displacing the two lenses relative to each other, without the position of the surgical microscope itself to change so that the viewing position for the user of the surgical microscope when setting the working distance remains unchanged. Optical observation apparatuses may have autofocus functionality in which an automatic focusing algorithm is executed by which the focus distance is optimized based on the evaluation of sensor data, for example image data, by means of an automatic focusing unit having a control unit and a motor.

Bildbasierte Verfahren zur Autofokusbestimmung generieren aus verfügbaren Bilddaten von dem Beobachtungsgebiet eine Information über den besten Fokusabstand. Beispielsweise wird in der EP2373043 gezeigt, dass hierzu ein stereoskopischer Ansatz verwendet werden kann, bei dem der beste Fokusabstand durch Auswertung des Versatzes zwischen im ersten und im zweiten Stereobild sichtbaren Objektmerkmalen berechnet wird.Image-based methods for autofocus determination generate information about the best focus distance from available image data from the observation area. For example, in the EP2373043 have shown that for this purpose a stereoscopic approach can be used in which the best focus distance is calculated by evaluating the offset between object features visible in the first and in the second stereo image.

Allerdings benötigen bildbasierte Verfahren zur Autofokusbestimmung eine gewisse Entropie in den zu analysierenden Bilddaten. Diese kann unter Umständen jedoch nicht gegeben sein, wenn sich das Objekt außerhalb des Tiefenschärfebereichs des Bildaufnahmesystems befindet. Bei nichtiterativen Verfahren (z.B. Stereoskopie) kann die Berechnung des Fokusabstands nicht erfolgen, wenn zu wenig Textur in den beiden Bildern vorhanden ist, um korrespondierende Bildpunkte im linken und rechten Bild zu erkennen. Dies kann beispielsweise bei hohen Zoomstufen bzw. -werten des optischen Beobachtungsgeräts der Fall sein.However, image-based methods for autofocus determination require some entropy in the image data to be analyzed. However, this may not be the case if the subject is out of the depth-of-field of the imaging system. In non-iterative methods (e.g., stereoscopy), the focus distance calculation can not be done if there is too little texture in the two images to detect corresponding pixels in the left and right images. This may for example be the case with high zoom levels or values of the optical observation device.

Andere bildbasierte Verfahren zum automatischen Fokussieren sehen beispielsweise vor, ein Schärfemaß anhand des Bildinhalts (z.B. Kanten, Kontrast) zu bestimmen, das dann in einem iterativen Verfahren bzw. Algorithmus, bei dem der Fokusabstand variiert wird, optimiert wird.Other image-based automatic focusing methods, for example, provide for determining a focus based on the image content (e.g., edges, contrast), which is then optimized in an iterative algorithm where the focal distance is varied.

Allerdings kann dies ein zeitaufwendiger Prozess sein, insbesondere wenn der mögliche Wertebereich an Fokuswerten so lange verändert werden muss, bis sich das Beobachtungsgebiet im Tiefenschärfebereich des Bildaufnahmesystems befindet, was einen effizienten Einsatz des optischen Beobachtungsgeräts behindern kann. Beispielsweise kann bei Änderungen der Lage, d.h. der Position und/oder der Ausrichtung, eines Operationsmikroskops im chirurgischen Einsatz der Fokusbereich stark variieren, obwohl der Benutzer, d.h. der Chirurg, auf eine möglichst kontinuierlich scharfe Ansicht des Beobachtungsgebiets angewiesen ist, möglichst ohne manuell selbst Einstellungen vornehmen zu müssen. Um ein möglichst nahtloses Weiterarbeiten des Benutzers zu gewährleisten, sollte ein verwendetes Autofokus-Verfahren, d.h. ein verwendeter automatischer Fokussieralgorithmus, geeignet initialisiert werden, so dass der Fokussieralgorithmus schneller zu einem Ergebnis führen kann.However, this can be a time-consuming process, especially if the possible value range of focus values has to be changed until the observation area is in the depth of field of the image acquisition system, which can hinder an efficient use of the optical observation device. For example, with changes in the position, ie the position and / or orientation, of a surgical microscope in surgical use, the focus area strong vary, although the user, ie the surgeon, relies on a continuously as possible sharp view of the observation area, if possible without manually make settings themselves. In order to ensure a seamless working of the user as possible, a used autofocus method, ie a used automatic focusing algorithm, should be properly initialized, so that the focusing algorithm can lead to a result more quickly.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Einsatz automatischer Fokussieralgorithmen für optische Beobachtungsgeräte dahingehend zu verbessern, dass möglichst schnell automatisch ein optimierter Fokusabstand eingestellt wird.It is therefore an object of the present invention to improve the use of automatic focusing algorithms for optical observation devices to the effect that as quickly as possible automatically optimized focus distance is set.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum effizienten Ausführen eines automatischen Fokussieralgorithmus gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 sowie einem optischen Beobachtungsgerät gemäß dem nebengeordneten Anspruch 12 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.This object is achieved according to the invention with a method for efficiently carrying out an automatic focusing algorithm according to independent claim 1 and an optical observation device according to independent claim 12. Preferred embodiments and further developments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum effizienten Ausführen eines automatischen Fokussieralgorithmus umfasst zunächst ein Erfassen einer Lage eines eine automatische Fokussiereinheit aufweisenden optischen Beobachtungsgeräts relativ zu einer Lage eines Objekts zu einem ersten Zeitpunkt. Basierend auf der Lage des optischen Beobachtungsgeräts relativ zu der Lage des Objekts wird dann ein Start-Abstand zwischen dem optischen Beobachtungsgerät und einem Beobachtungsgebiet auf dem Objekt erfasst und ein automatischer Fokussieralgorithmus mit dem so bestimmten Start-Abstand als initialem Fokusabstand durchgeführt.The method according to the invention for efficiently carrying out an automatic focusing algorithm comprises firstly detecting a position of an optical observation device having an automatic focusing unit relative to a position of an object at a first point in time. Based on the position of the optical observation device relative to the position of the object, a starting distance between the optical observation device and an observation area on the object is detected and an automatic focusing algorithm is carried out with the starting distance determined as the initial focus distance.

Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das Autofokus-Verfahren, d.h. der automatische Fokussieralgorithmus, bei einem erwartbar sinnvollen Fokusabstand beginnt und daher schnell ein optimiertes Ergebnis aufgefunden werden kann.In this way, it is ensured that the autofocus method, i. the automatic focusing algorithm starts at an expected reasonable focus distance and therefore an optimized result can be quickly found.

Das Beobachtungsgebiet sollte in der Fokusebene liegen und kann, je nach Anwendungsfall, das gesamte Objekt umfassen oder eine Teilregion davon. Beispielsweise kann bei Verwendung eines Operationsmikroskops bei einem chirurgischen Eingriff das Objekt dem Patienten und das Beobachtungsgebiet dem Situs, d.h. dem Gebiet des chirurgischen Eingriffs, entsprechen.The observation area should lie in the focal plane and may, depending on the application, comprise the entire object or a subregion thereof. For example, if a surgical microscope is used in a surgical procedure, the object may be exposed to the patient and the viewing area to the site, i. the field of surgery.

Das Erfassen des Start-Abstands kann insbesondere ein Berechnen durch Auswerten der relativen Lageinformationen umfassen, wodurch ein Messen mit einer ansonsten dafür zusätzlich vorzusehenden Einrichtung vermieden werden kann.The detection of the start distance may in particular comprise calculating by evaluating the relative position information, whereby a measurement with an otherwise additionally to be provided device can be avoided.

In einer Ausführungsform umfasst das Erfassen der Lage, d.h. der Position und/oder Ausrichtung, des eine automatische Fokussiereinheit aufweisenden optischen Beobachtungsgeräts relativ zu der Lage des Objekts ein Erfassen und in-Beziehung-Setzen der absoluten Lagen des optischen Beobachtungsgeräts und des Objekts, d.h. ein Erfassen der Lagen des optischen Beobachtungsgeräts und des Objekts (direkt oder indirekt) bezogen auf ein gemeinsames ortsfestes Referenz- oder Koordinatensystem. Dies bietet beispielsweise den Vorteil, dass auch bei Auftreten von gleichzeitigen absoluten Lageänderungen sowohl des optischen Beobachtungsgeräts als auch des Objekts diese getrennt voneinander registriert werden können, auch wenn diese sich ggf. relativ zueinander zumindest teilweise kompensieren, so dass eine erneute Autofokussierung sicherheitshalber trotzdem initiiert werden kann, um die höchstmögliche Präzision in jedem Fall zu gewährleisten.In one embodiment, detecting the location, i. the position and / or orientation of the optical focusing device having an automatic focusing unit relative to the position of the object detecting and relating the absolute positions of the optical observation device and the object, i. detecting the positions of the viewing optical device and the object (directly or indirectly) relative to a common fixed reference or coordinate system. This offers, for example, the advantage that even when simultaneous absolute changes in position of both the optical observation device and the object can be registered separately from each other, even if these possibly at least partially compensate each other relative to each other, so that a new autofocusing safety anyway be initiated can, in order to ensure the highest possible precision in each case.

Die Lageinformationen des optischen Beobachtungsgeräts können beispielsweise durch vom Gerät umfasste Sensoren oder insbesondere durch Auswertung extern erfasster Sensordaten eines geeigneten Lageerfassungssystems, beispielsweise eines externen Kamerasystems bzw. optischen Trackingsystems, erfasst werden. Die Lage des Objekts kann ebenfalls durch Auswertung von Sensordaten erfasst werden oder durch beispielsweise bauliche Vorgaben, wie das Objekt anzuordnen ist, vorbekannt sein.The position information of the optical observation device can be detected, for example, by sensors included in the device or, in particular, by evaluation of externally acquired sensor data of a suitable position detection system, for example an external camera system or optical tracking system. The position of the object can likewise be detected by evaluating sensor data or be previously known by, for example, structural specifications as to how the object is to be arranged.

Das Beobachtungsgebiet ist Bestandteil des Objekts, ein Erfassen der Lage des Objekts beinhaltet daher auch ein Erfassen der Lage des Beobachtungsgebiets. Das Beobachtungsgebiet liegt auf dem Objekt und bezieht sich auf die aktuell sichtbare Oberfläche. Dies schließt mit ein, dass beispielsweise das Operationsgebiet bei einem chirurgischen Eingriff auch als innerhalb des Patienten liegend angesehen werden kann.The observation area is part of the object, therefore detecting the position of the object also involves detecting the position of the observation area. The observation area lies on the object and refers to the currently visible surface. This implies, for example, that the surgical site may also be considered intra-patient during a surgical procedure.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Erfassen der Lage des optischen Beobachtungsgeräts relativ zu der Lage des Objekts ein Erfassen der Lage des Objekts mit einem an dem optischen Beobachtungsgerät angeordneten Sensor, d.h. das Erfassen der relativen Lage zueinander erfolgt direkt durch Auswerten von Sensordaten eines direkt an dem optischen Beobachtungsgerät angeordneten Sensor, beispielsweise durch optisches Tracking des Objekts oder zumindest eines Referenzpunktes auf dem Objekt in Signalen beispielsweise einer Umfeldkamera oder eines topografischen Sensors des optischen Beobachtungsgeräts. Dies bietet beispielsweise den Vorteil, dass möglicherweise ohnehin verfügbare Sensordaten ausgewertet werden können. Zudem befindet sich ein an dem optischen Beobachtungsgerät angeordneter Sensor in einer gut geeigneten Position, um auch kleinere Entfernungsänderungen, die beispielsweise durch Veränderung des Beobachtungsgebiets entstehen, z.B. durch Schnitte eines Chirurgen im Situs des Patienten, erfassen zu können.In a further embodiment, the detection of the position of the optical observation device relative to the position of the object comprises detecting the position of the object with a sensor arranged on the optical observation device, ie the relative position to each other is detected directly by evaluating sensor data directly on the sensor optical observation device arranged sensor, for example by optical tracking of the object or at least a reference point on the object in signals such as an environment camera or a topographic sensor of the optical observation device. This offers, for example, the advantage that possibly available sensor data can be evaluated. In addition, a sensor arranged on the optical observation device is in a good position suitable position, in order to be able to detect even smaller changes in distance, which arise, for example, by changing the observation area, for example, by sections of a surgeon in the patient's situs.

In noch einer weiteren Ausführungsform umfasst das Erfassen der Lage des eine automatische Fokussiereinheit aufweisenden optischen Beobachtungsgeräts relativ zu der Lage des Objekts, die Lage des optischen Beobachtungsgeräts mit einem an dem Objekt angeordneten Sensor zu erfassen, d.h. es werden Sensordaten eines direkt an dem Objekt angeordneten Sensors verwendet, z.B. durch optischen Tracking des optischen Beobachtungsgeräts oder zumindest eines Referenzpunktes auf dem optischen Beobachtungsgeräts in Kameradaten einer an dem Objekt angebrachten Kamera. Das Anbringen des Sensors am Objekt bietet beispielsweise den Vorteil, dass ein Anbau eines Sensors am optischen Beobachtungsgerät vermieden werden kann, wenn dieses nicht bereits einen geeigneten Sensor aufweist. Zudem kann gegenenenfalls auch die Form des Objekts, z.B. die Anatomie des Patienten, individuell bei der Anordung des Sensors berücksichtigt werden.In yet another embodiment, detecting the position of the optical focusing device having an automatic focusing unit relative to the position of the object comprises detecting the position of the optical observation device with a sensor disposed on the object, i. Sensor data of a sensor placed directly on the object, e.g. by optical tracking of the optical observation device or at least one reference point on the optical observation device in camera data of a camera attached to the object. The attachment of the sensor to the object offers, for example, the advantage that an attachment of a sensor to the optical observation device can be avoided if it does not already have a suitable sensor. In addition, the shape of the object, e.g. the anatomy of the patient, to be considered individually in the arrangement of the sensor.

In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren außerdem ein Erfassen von auf das Objekt bezogenen Navigationsdaten. Diese beinhalten die auf das Beobachtungsgebiet bezogenen Navigationsdaten oder diese lassen sich aus den objektbezogenen Navigationsdaten generieren. Das Erfassen bzw. Berechnen des Start-Abstands erfolgt dann in Abhängigkeit von auf das Beobachtungsgebiet des Objekts bezogenen Navigationsdaten. Navigationsdaten können beispielsweise Topografiedaten sein, aber auch beispielsweise Volumendaten und noch nicht sichtbare Bereiche des Objekts berücksichtigen, z.B. bei einem Patienten die Anatomie und Beschaffenheit von Bereichen berücksichtigen, die erst während der Operation in das Sichtfeld des optischen Beobachtungsgeräts gelangen. So können beispielsweise bei einer Schädeloperation Volumendaten des Schädels als Navigationsdaten dienen bzw. Volumendaten zu Bereichen, die der Chirurg erst durch Schnitte während der Operation freilegt. Hierzu können direkt am Patienten gemessene Daten dienen, aber auch standardisierte Datensätze aus einer Datenbank, die z.B. typische Formen, beispielsweise des Schädels, beschreiben, die z.B. in Form eines individualisierten oder standardisierten Patientenatlas zur Verfügung gestellt werden.In an embodiment, the method further comprises detecting navigation data related to the object. These contain the navigation data related to the observation area or these can be generated from the object-related navigation data. The acquisition or calculation of the start distance then takes place as a function of navigation data related to the observation area of the object. For example, navigation data may be topographical data, but may also include, for example, volume data and non-visible portions of the object, e.g. consider in a patient the anatomy and nature of areas that do not enter the field of view of the optical scope until the surgery. For example, in a skull operation volume data of the skull can serve as navigation data or volume data on areas that the surgeon exposes only through cuts during the operation. For this purpose data measured directly on the patient can be used, but also standardized data sets from a database, which can be used for example. typical forms, for example of the skull, describe e.g. in the form of an individualized or standardized patient atlas.

Neben zeitlich zuvor erfassten Navigationsdaten können auch Daten verwendet werden, die erst während des Betriebs des optischen Beobachtungsgeräts erfasst werden. Beispielsweise können so bei einer Operation neben prä-operativen Daten auch intraoperative Daten verwendet werden. Bei Kenntnis der aktuellen relativen Lage zwischen optischem Beobachtungsgerät und Objekt bzw. Patient kann so eine interne oder externe Steuereinheit bzw. ein Navigationssystem basierend auf den prä- und/oder intraoperativen Daten den zu erwartenden Fokusabstand zum Situs berechnen und als Start-Abstand für den automatischen Fokussieralgorithmus zur Verfügung stellen. Auch bei einer Änderung der relativen Lage kann so, falls erforderlich, schnell ein neuer initialer Fokusabstand bestimmt werden.In addition to temporally previously recorded navigation data and data can be used, which are detected only during the operation of the optical observation device. For example, intraoperative data can be used during an operation in addition to pre-operative data. With knowledge of the current relative position between the optical observation device and the object or patient, an internal or external control unit or a navigation system based on the pre- and / or intraoperative data can calculate the expected focus distance to the situs and the starting distance for the automatic Provide focusing algorithm. Even if the relative position changes, a new initial focus distance can be determined quickly, if necessary.

In einer Ausführungsform ist es vorgesehen, zu mindestens einem zweiten Zeitpunkt eine Änderung der Lage des optischen Beobachtungsgeräts relativ zu der Lage des Objekts zu erfassen und basierend auf der Änderung einen aktualisierten Abstand zwischen dem optischen Beobachtungsgerät und dem Beobachtungsgebiet als aktualisierten initialen Fokusabstand zu erfassen bzw. zu berechnen.In one embodiment, it is provided to detect a change in the position of the optical observation device relative to the position of the object at least a second time and to detect an updated distance between the optical observation device and the observation area as the updated initial focus distance based on the change. to calculate.

Dies bietet den Vorteil, dass durch ein Überprüfen bzw. Tracken der relativen Lage von optischem Beobachtungsgerät und Objekt zu einander zu mindestens einem, vorzugsweise mehreren Zeitpunkten nach der ursprünglichen Bestimmung des initialen Fokusabstands ein aktualisierter Fokusabstandswert zur Verfügung steht, mit dem ein erneutes automatisches Fokussieren durchgeführt werden kann. In einer beispielhaften Ausführungsform ist es vorgesehen, den automatischen Fokussieralgorithmus mit dem aktualisierten initialen Fokusabstand sofort erneut auszuführen. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform wird der aktualisierte initiale Fokusabstand zwar bestimmt, das erneute Autofokussieren wird aber erst durch ein Kommandosignal des Benutzers ausgelöst, beispielsweise durch einen Knopfdruck oder sprachgesteuert, damit der Benutzer die Kontrolle behält, wann genau die kurzzeitige Autofokussierung im Arbeitsablauf des Benutzers am wenigsten als störend empfunden wird.This offers the advantage that an updated focus distance value is available by checking or tracking the relative position of the optical observation device and object to one another at least one, preferably a plurality of points in time after the original determination of the initial focus distance, with which a renewed automatic focusing is performed can be. In an exemplary embodiment, it is contemplated to re-execute the automatic focus algorithm with the updated initial focus distance immediately. Although the updated initial focus distance is determined in another example embodiment, the re-autofocusing is triggered only by a user command signal, such as a button press or voice prompt, to allow the user to control exactly when the short autofocus is in the user's workflow at least as disturbing.

In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform erfolgt, wenn auf das Objekt bezogene Navigationsdaten vorliegen, das Erfassen des aktualisierten Abstands in Abhängigkeit von den auf das Beobachtungsgebiet des Objekts bezogenen Navigationsdaten. Dabei umfassen die auf das Objekt bezogenen Navigationsdaten zumindest als Untermenge die auf das Beobachtungsgebiet des Objekts bezogene Navigationsdaten.In a further exemplary embodiment, if there is navigation data related to the object, the detection of the updated distance takes place as a function of the navigation data related to the observation area of the object. In this case, the navigation data related to the object include, at least as a subset, the navigation data related to the observation area of the object.

Liegt eine Änderung der relativen Lage zwischen dem optischen Beobachtungsgerät und dem Objekt vor, kann dies, je nach Anwendungsfall, zum Teil eine erhebliche Änderung der Fokusebene zur Folge haben. Stehen die Navigationsdaten zur Verfügung, kann darauf basierend jedoch sehr schnell auch ein stark abweichender aktualisierter Abstand als initialer Fokusabstand für eine erneute Ausführung des automatischen Fokussieralgorithmus zur Verfügung gestellt werden.If there is a change in the relative position between the optical observation device and the object, this can, depending on the application, sometimes result in a significant change in the focal plane. If the navigation data are available, however, based on this, a strongly deviating updated distance as the initial focus distance for a new one can very quickly arise Execution of the automatic focusing algorithm.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Erfassen der Änderung der Lage des optischen Beobachtungsgeräts relativ zu der Lage des Objekts ein Erfassen einer Änderung der Lage des optischen Beobachtungsgeräts mindestens zu dem zweiten Zeitpunkt relativ zu der Lage des optischen Beobachtungsgeräts zu dem ersten Zeitpunkt. Es wird also die absolute Lageänderung des optischen Beobachtungsgeräts vom ersten zumindest zu dem zweiten Zeitpunkt überprüft.In a further embodiment, detecting the change in the position of the optical observation device relative to the position of the object comprises detecting a change in the position of the optical observation device at least at the second time relative to the position of the optical observation device at the first time. Thus, the absolute change in position of the optical observation device is checked from the first at least to the second time.

Insbesondere wenn eine Lageänderung des Objekts nur gering oder sehr unwahrscheinlich ist, kann die Überwachung der relativen Lage zwischen optischem Beobachtungsgerät und Objekt reduziert werden auf eine Überwachung der Lageänderung des optischen Beobachtungsgeräts. Da beispielsweise einige Operationsmikroskope ohnehin Lageinformationen zur Verfügung stellen, reduziert sich der Berechnungsaufwand für die Berechnung des initialen Fokusabstands erheblich.In particular, if a change in position of the object is only slight or very unlikely, the monitoring of the relative position between the optical observation device and the object can be reduced to monitoring the change in position of the optical observation device. Since, for example, some surgical microscopes provide position information anyway, the calculation effort for the calculation of the initial focal distance is considerably reduced.

Zulässig ist die Annahme der konstanten Objektlage bei vielen Objekten, von denen nur die Oberfläche betrachtet wird, ohne Veränderungen am Objekt vorzunehmen. Handelt es sich bei dem optischen Beobachtungsgerät beispielsweise um ein Operationsmikroskop und bei dem Objekt um einen Patienten, ist beispielsweise bei Narkose, je nach vorgenommenem Eingriff, Bewegungslosigkeit ebenfalls näherungsweise annehmbar.The assumption of the constant object position is permissible for many objects, of which only the surface is considered without making changes to the object. If the optical observation device is, for example, a surgical microscope and the object is a patient, motionlessness, for example, under anesthesia, depending on the procedure performed, is also approximately acceptable.

Alternativ oder zusätzlich umfasst in einer Ausführungsform das Erfassen der Änderung der Lage des optischen Beobachtungsgeräts relativ zu der Lage des Objekts ein Erfassen einer Änderung der Lage des Objekts mindestens zu dem zweiten Zeitpunkt relativ zu der Lage des Objekts zu dem ersten Zeitpunkt. Insbesondere wenn die absolute Lage des optischen Beobachtungsgeräts unveränderlich ist, beispielsweise wenn es fest in einer Lage arretiert ist oder gar keine Möglichkeit der Lageänderung bietet, kann es ausreichen, die Änderungen der Objektlage zu überwachen, so dass sich auch hier der Berechnungsaufwand reduziert, um den initialen Fokuswert (neu) zu bestimmen.Alternatively or additionally, in one embodiment, detecting the change in the position of the optical observation device relative to the position of the object comprises detecting a change in the position of the object at least at the second time relative to the position of the object at the first time. In particular, if the absolute position of the optical observation device is fixed, for example, if it is firmly locked in a position or no possibility of changing the position, it may be sufficient to monitor the changes in the object position, so that also reduces the calculation effort to the to determine the initial focus value (new).

In einer weiteren Ausführungsform wird zunächst überprüft, ob sich der aktualisierte Abstand um mehr als einen Toleranzwert von dem Start-Abstand unterscheidet, und wenn dies der Fall ist, wird der automatische Fokussieralgorithmus mit dem aktualisierten initialen Fokusabstand ausgeführt und der aktualisierte Abstand als neuer Start-Abstand festgelegt. Der automatische Fokussieralgorithmus wird nicht bei jeder Abstandsänderung sofort ausgeführt, sondern erst, wenn der Start-Abstand um den Toleranzwert über- oder unterschritten wird. Kleinere Abweichungen, die durch geringe Defokussierung beispielsweise durch Unachtsamkeit des Benutzers bewirkt werden, können so zugunsten eines ungestörteren Arbeitsablaufs ignoriert werden, wenn sie innerhalb des Toleranzbereichs liegen.In a further embodiment, it is first checked whether the updated distance differs by more than a tolerance value from the starting distance, and if this is the case, the automatic focusing algorithm is executed with the updated initial focus distance and the updated distance as the new starting distance. Distance set. The automatic focusing algorithm is not executed immediately with every change of distance, but only when the starting distance is exceeded or fallen below by the tolerance value. Minor deviations caused by slight defocusing, for example due to carelessness of the user, can thus be ignored in favor of an undisturbed workflow if they are within the tolerance range.

In einer Ausführungsform erfolgt zumindest das Erfassen der Änderung zu einer Mehrzahl von verschiedenen Zeitpunkten oder zeitkontinuierlich. Dies bietet den Vorteil, die Änderung der relativen Lage kontinuierlich oder beispielsweise in regelmäßigen Zeitabständen tracken bzw. verfolgen zu können, um so möglichst jede Situation, in der erneutes Autofokussieren vorteilhaft wäre, zeitnah erkennen zu können.In one embodiment, at least the detection of the change takes place at a plurality of different times or continuously. This offers the advantage of being able to track or track the change in the relative position continuously or, for example, at regular time intervals so as to be able to recognize as soon as possible any situation in which re-autofocusing would be advantageous.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner ein Verringern eines ursprünglichen Zoomwerts des optischen Beobachtungsgeräts vor dem Ausführen des automatischen Fokussieralgorithmus und ein Vergrößern des verringerten Zoomwerts auf den ursprünglichen Wert nach dem Ausführen des automatischen Fokussieralgorithmus.In another embodiment, the method further comprises decreasing an original zoom level of the optical viewing device prior to performing the automatic focusing algorithm and increasing the reduced zoom level to the original value after performing the automatic focusing algorithm.

Um ein erweitertes Field-of-View bzw. Sichtfeld oder Beobachtungsgebiet insbesondere bei ansonsten vorhandenen hohen Zoomwerten des optischen Beobachtungsgeräts zu erhalten, wird kurzfristig automatisch ein niedriger Zoomwert eingestellt, um dort den automatischen Fokussieralgorithmus durchzuführen. Nach ermitteltem Fokusabstand wird wieder der ursprüngliche Zoomwert eingestellt. Die Vergrößerung des Field-of-View (bei einem unveränderten Fokusabstand) hat den Vorteil, dass mehr Informationen für den Fokussieralgorithmus zur Bestimmung des Fokusabstands vorhanden sind und die Ermittlung daher robuster und auch schneller erfolgen kann.In order to obtain an extended field-of-view or field of view, in particular in the case of otherwise existing high zoom values of the optical observation device, a low zoom value is automatically set in the short term in order to carry out the automatic focusing algorithm there. After the determined focus distance, the original zoom value is set again. Increasing the field-of-view (with an unchanged focus distance) has the advantage that more information is available for the focusing algorithm for determining the focal distance and the determination can therefore be more robust and also faster.

In einer beispielhaften Ausführungsform erfolgen das Verringern des ursprünglichen Zoomwerts und das Vergrößern auf den ursprünglichen Zoomwert nur, wenn der ursprüngliche Zoomwert zuvor über einem Schwellenwert liegt. Dies hat den Vorteil, dass diese Sichtfeldvergrößerung nur für große Zoomwerte durchgeführt wird, bei denen die Wahrscheinlichkeit groß ist, dass ansonsten aufgrund der starken Vergrößerung keine oder nur noch wenige Strukturen im Beobachtungsgebiet vorhanden sind, die für eine automatische Fokussierung ausgewertet werden können.In an exemplary embodiment, decreasing the original zoom value and increasing to the original zoom value occur only when the original zoom level is above a threshold. This has the advantage that this field of view enlargement is performed only for large zoom values, in which the probability is high that otherwise due to the high magnification, no or only a few structures are present in the observation area, which can be evaluated for automatic focusing.

In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform erfolgt, wenn das optische Beobachtungsgerät über mehr als einen Beobachtungskanal verfügt, das Verringern des ursprünglichen Zoomwerts und das Vergrößern auf den ursprünglichen Zoomwert auf mindestens einem der Beobachtungskanäle.In another exemplary embodiment, if the optical scope has more than one viewing channel, reducing the original zoom level and increasing to the original zoom level on at least one of the viewing channels.

Steht beispielsweise ein separater Videokanal zur Verfügung, kann der beschriebene schnelle Zoomvorgang auch nur auf dem Videokanal durchgeführt werden, damit der Benutzer weniger gestört wird. Bei einem digitalen System mit mehreren Kanälen kann der Vorgang wahlweise auf dem Gesamtsystem oder nur auf einem der Kanäle durchgeführt werden, z.B. auf dem SW-Kanal. In einer Ausführungsform kann ferner vorgesehen sein, den auf einem Kanal ermittelten Fokusabstand auf andere Kanäle anzuwenden. For example, if a separate video channel is available, the fast zooming described above can only be performed on the video channel, so that the user is less disturbed. In a digital system with multiple channels, the process can be performed either on the whole system or only on one of the channels, eg on the SW channel. In one embodiment, it may further be provided to apply the focus distance determined on one channel to other channels.

Der Gegenstand eines nebengeordneten Anspruchs betrifft ein optisches Beobachtungsgerät, das zumindest ein optisches System mit einem einstellbaren Fokusabstand, eine automatische Fokussiereinheit, eine Lageerfassungseinheit, zumindest eine Schnittstelle zum Empfangen zumindest einer Objekt-Lageinformation und eine Steuereinheit mit einem Speicher umfasst, wobei das optische Beobachtungsgerät dazu eingerichtet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen. Auf diese Weise werden die Vorteile und Besonderheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens zum effizienten Ausführen eines automatischen Fokussieralgorithmus auch im Rahmen eines optischen Beobachtungsgeräts umgesetzt. Das optische System kann hierbei beispielsweise ein Vario-Objektiv umfassen. Die automatische Fokussiereinheit weist Mittel auf, um je nach Verfahren die jeweilige Autofokussierung ausführen zu können. Die Objekt-Lageinformation kann als von einem anderen Gerät gemessene Information über die Schnittstelle empfangen werden, oder die Schnittstelle ist die zu einer eigenen Sensor- bzw. Messeinheit, so dass das Beobachtungsgerät eigentlich alle Daten selbst generiert. Der Speicher kann ein Programm zum Durchführen des Autofokussieralgorithmus enthalten, kann den initialen Fokusabstand zwischenspeichern, ebenso ggf. den ursprünglichen Zoomwert, ggf. auch Navigationsdaten. Je nach Ausführungsform können über die mindestens eine Schnittstelle auch Navigationsdaten empfangen werden oder eine Verbindung zu einer Erfassungseinheit für die Navigationsdaten bzw. einem Navigationssystem hergestellt werden.The subject matter of an independent claim relates to an optical observation device which comprises at least one optical system with an adjustable focus distance, an automatic focusing unit, a position detection unit, at least one interface for receiving at least one object position information and a control unit with a memory, wherein the optical observation device is set up to carry out a method according to the invention. In this way, the advantages and special features of the method according to the invention for the efficient execution of an automatic focusing algorithm are also implemented in the context of an optical observation device. The optical system may in this case include, for example, a zoom lens. The automatic focusing unit has means to perform the respective Autofokussierung depending on the method. The object position information can be received as information measured by another device via the interface, or the interface is the to a separate sensor or measurement unit, so that the observation device actually generates all the data itself. The memory may include a program for performing the Autofokussieralgorithmus, can cache the initial focus distance, as well as possibly the original zoom value, possibly also navigation data. Depending on the embodiment, navigation data can also be received via the at least one interface or a connection can be made to a detection unit for the navigation data or a navigation system.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das optische Beobachtungsgerät ein (beispielsweise digitales) Operationsmikroskop oder chirurgisches Mikroskop bzw. stellt einen Teil eines Operationsmikroskops dar.In a preferred embodiment, the optical observation device is a (for example digital) surgical microscope or surgical microscope or forms part of a surgical microscope.

Die Erfindung wird nachstehend im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Beispiels für den grundsätzlichen Aufbau eines Operationsmikroskops mit Unendlichstrahlengang;
  • 2 eine schematische Darstellung eines Varioskopobjektivs;
  • 3 eine schematische Darstellung eines Beispiels für den grundsätzlichen Aufbau eines digitalen Operationsmikroskops;
  • 4 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum effizienten Ausführen eines automatischen Fokussieralgorithmus;
  • 5 eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum effizienten Ausführen eines automatischen Fokussieralgorithmus;
  • 6 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen optischen Beobachtungsgeräts;
  • 7 eine schematische Darstellung eines ersten Beispiels einer Möglichkeit, einen Fokusabstand basierend auf einer Lage eines eine automatische Fokussiereinheit aufweisenden optischen Beobachtungsgeräts relativ zu einer Lage eines Objekts zu bestimmen;
  • 8 eine schematische Darstellung eines zweiten Beispiels einer Möglichkeit, einen Fokusabstand basierend auf einer Lage eines eine automatische Fokussiereinheit aufweisenden optischen Beobachtungsgeräts relativ zu einer Lage eines Objekts zu bestimmen; und
  • 9 eine schematische Darstellung eines dritten Beispiels einer Möglichkeit, einen Fokusabstand basierend auf einer Lage eines eine automatische Fokussiereinheit aufweisenden optischen Beobachtungsgeräts relativ zu einer Lage eines Objekts zu bestimmen.
The invention will be explained in more detail below in conjunction with the following description of embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:
  • 1 a schematic representation of an example of the basic structure of a surgical microscope with infinite beam path;
  • 2 a schematic representation of a Varioskopobjektivs;
  • 3 a schematic representation of an example of the basic structure of a digital surgical microscope;
  • 4 a schematic representation of an exemplary embodiment of a method according to the invention for efficiently carrying out an automatic focusing algorithm;
  • 5 a schematic representation of another exemplary embodiment of a method according to the invention for efficiently carrying out an automatic focusing algorithm;
  • 6 a schematic representation of an exemplary embodiment of an optical observation device according to the invention;
  • 7 a schematic representation of a first example of a way to determine a focal distance based on a position of an automatic focusing unit having optical observation device relative to a position of an object;
  • 8th a schematic representation of a second example of a way to determine a focal distance based on a position of an automatic focusing unit having optical observation device relative to a position of an object; and
  • 9 a schematic representation of a third example of a way to determine a focal distance based on a position of an automatic focusing unit having optical observation device relative to a position of an object.

In den Figuren sind identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.In the figures, identical or similar elements are provided with identical reference numerals, as appropriate.

Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.It should be understood that other embodiments may be utilized and structural or logical changes may be made without departing from the scope of the present invention. It should be understood that the features of the various exemplary embodiments described may be combined with each other unless specifically stated otherwise. The description is therefore not to be considered in a limiting sense, and the scope of the present invention is defined by the appended claims.

Nachfolgend wird mit Bezug auf 1 und 2 ein möglicher Aufbau eines Operationsmikroskops 2 erläutert, das als Beispiel für ein optisches Beobachtungsgerät dient, das beispielsweise gemäß 6 erweitert werden kann, um das erfindungsgemäße Verfahren zum effizienten Ausführen eines automatischen Fokussieralgorithmus durchführen zu können.Hereinafter, with reference to 1 and 2 a possible construction of a surgical microscope 2 illustrated, which serves as an example of an optical observation device, for example, according to 6 can be extended to perform the inventive method for efficiently performing an automatic focusing algorithm.

Das in 1 gezeigte Operationsmikroskop 2 umfasst ein einem Objektfeld 3 zuzuwendendes Objektiv 5. Das Objektfeld 3 wird in der Brennebene des Objektivs 5 angeordnet, so dass es vom Objektiv 5 nach Unendlich abgebildet wird. Mit anderen Worten, ein vom Objektfeld 3 ausgehendes divergentes Strahlenbündel 7 wird bei seinem Durchgang durch das Objektiv 5 in ein paralleles Strahlenbündel 9 umgewandelt. Ein solcher Strahlengang wird auch Unendlichstrahlengang genannt.This in 1 shown surgical microscope 2 includes an object field 3 facing lens 5 , The object field 3 is in the focal plane of the lens 5 arranged so that it is from the lens 5 mapped to infinity. In other words, one from the object field 3 outgoing divergent beam 7 becomes in its passage through the lens 5 in a parallel beam 9 transformed. Such a beam path is also called infinite beam path.

In 1 ist das Objektiv 5 der Einfachheit halber lediglich schematisch als Achromatlinse dargestellt. Um den Arbeitsabstand des Operationsmikroskops 2, d.h. den Abstand der objektseitigen Brennebene von der Unterseite des Operationsmikroskops 2 variieren zu können, ohne das Operationsmikroskop 2 selbst verfahren zu müssen, kann in einem Operationsmikroskop 2 statt einer einfachen Achromatlinse ein Objektivlinsensystem aus mehreren Linsen Verwendung finden, mit dem sich der Arbeitsabstand des Operationsmikroskops 2 durch Verändern des Fokusabstands variieren lässt. Ein solches Objekltiv, mit dem sich der Fokusabstand variieren lässt, wird gelegentlich auch Vario-Objektiv genannt.In 1 is the lens 5 for the sake of simplicity only shown schematically as Achromatlinse. To the working distance of the surgical microscope 2 ie the distance of the object-side focal plane from the underside of the surgical microscope 2 to be able to vary without the surgical microscope 2 Having to go by yourself can be done in a surgical microscope 2 Instead of a simple achromatic lens, an objective lens system comprising a plurality of lenses is used, with which the operating distance of the surgical microscope 2 varies by varying the focal distance. Such an object, with which the focus distance can be varied, is sometimes called a varifocal lens.

Ein Beispiel für ein Vario-Objektiv bzw. Varioskopobjektiv ist schematisch in 2 dargestellt. Das Vario-Objektiv 50 umfasst ein Positivglied 51, also ein optisches Element mit positiver Brechkraft, das in 2 schematisch als Konvexlinse dargestellt ist. Darüber hinaus umfasst das Vario-Objektiv 50 ein Negativglied 52, also ein optisches Element mit negativer Brechkraft, das in 2 schematisch als Konkavlinse dargestellt ist. Das Negativglied 52 befindet sich zwischen dem Positivglied 51 und dem Objektfeld 3. Im dargestellten Vario-Objektiv 50 ist das Negativglied 52 fix angeordnet, wohingegen das Positivglied 51 wie durch den Doppelpfeil 53 angedeutet entlang der optischen Achse OA verschiebbar angeordnet ist. Wenn das Positivglied 51 in die in 2 gestrichelt dargestellte Position verschoben wird, verlängert sich der Fokusabstand, so dass der Arbeitsabstand des Operationsmikroskops 2 vom Objektfeld 3 ändert.An example of a varifocal lens or varioscope objective is shown schematically in FIG 2 shown. The Vario lens 50 includes a positive member 51 , ie an optical element with positive refractive power, which in 2 is shown schematically as a convex lens. In addition, the Vario lens includes 50 a negative link 52 , so an optical element with negative refractive power, the in 2 is shown schematically as a concave lens. The negative link 52 is located between the positive member 51 and the object field 3 , In the illustrated zoom lens 50 is the negative link 52 fixed, whereas the positive member 51 as by the double arrow 53 indicated slidably disposed along the optical axis OA. When the positive member 51 in the in 2 dashed position is shifted, the focus distance is extended, so that the working distance of the surgical microscope 2 from the object field 3 changes.

Obwohl in dem in 2 dargestellten Vario-Objektiv 50 das Positivglied 51 verschiebbar ausgestaltet ist, besteht grundsätzlich auch die Möglichkeit, das Negativglied 52 statt des Positivglieds 51 entlang der optischen Achse OA bewegbar anzuordnen. Das Negativglied 52 bildet jedoch häufig die Abschlusslinse des Vario-Objektivs 50. Ein feststehendes Negativglied 52 bietet daher den Vorteil, dass das Innere des Operationsmikroskops 2 leichter gegen äußere Einflüsse abgedichtet werden kann. Weiterhin sei angemerkt, dass, obwohl das Positivglied 51 und das Negativglied 52 in 2 lediglich als Einzellinsen dargestellt sind, jedes dieser Glieder statt in Form einer Einzellinse auch in Form einer Linsengruppe oder eines Kittglieds realisiert sein kann, bspw. um das Vario-Objektiv 50 achromatisch oder apochromatisch auszubilden.Although in the in 2 illustrated Vario lens 50 the positive member 51 is designed to be displaceable, there is also in principle the possibility of the negative member 52 instead of the positive member 51 to arrange movable along the optical axis OA. The negative link 52 however, often forms the terminating lens of the varifocal lens 50 , A fixed negative link 52 therefore offers the advantage of having the interior of the surgical microscope 2 can be sealed more easily against external influences. It should also be noted that although the positive member 51 and the negative link 52 in 2 are shown as single lenses, each of these members can be realized instead of in the form of a single lens in the form of a lens group or a putty member, for example. To the zoom lens 50 achromatic or apochromatic form.

Beobachterseitig des Objektivs 5 ist ein Vergrößerungswechsler 11 angeordnet, der entweder wie im dargestellten Ausführungsbeispiel als Zoom-System zur stufenlosen Änderung des Vergrößerungsfaktors oder als so genannter Galilei-Wechsler zur stufenweisen Änderung des Vergrößerungsfaktors ausgebildet sein kann. In einem Zoom-System, das bspw. aus einer Linsenkombination mit drei Linsen aufgebaut ist, können die beiden objektseitigen Linsen verschoben werden, um den Vergrößerungsfaktor zu variieren. Tatsächlich kann das Zoom-System aber auch mehr als drei Linsen, bspw. vier oder mehr Linsen aufweisen, wobei die äußeren Linsen dann auch fest angeordnet sein können. In einem Galilei-Wechsler existieren dagegen mehrere feste Linsenkombinationen, die unterschiedliche Vergrößerungsfaktoren repräsentieren und im Wechsel in den Strahlengang eingebracht werden können. Sowohl ein Zoom-System, als auch ein Galilei-Wechsler wandeln ein objektseitiges paralleles Strahlenbündel in ein beobachterseitiges paralleles Strahlenbündel mit einem anderen Bündeldurchmesser um. Der Vergrößerungswechsler 11 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel bereits Teil des binokularen Strahlengangs des Operationsmikroskops 1, d.h. er weist eine eigene Linsenkombination für jeden stereoskopischen Teilstrahlengang 9A, 9B des Operationsmikroskops 1 auf. Das Einstellen eines Vergrößerungsfaktors mittels des Vergrößerungswechslers 11 erfolgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel über ein motorisch angetriebenes Stellglied, das zusammen mit dem Vergrößerungswechsler 11 Teil einer Vergrößerungswechseleinheit zum Einstellen des Vergrößerungsfaktors ist.Observer side of the lens 5 is a magnification changer 11 arranged, which can be formed either as in the illustrated embodiment as a zoom system for stepless change of the magnification factor or as a so-called Galilei changer for stepwise change of the magnification factor. In a zoom system, which is constructed, for example, from a combination of lenses with three lenses, the two object-side lenses can be moved to vary the magnification factor. In fact, however, the zoom system can also have more than three lenses, for example four or more lenses, the outer lenses then being able to be fixed. In a Galilean changer, on the other hand, there are several fixed lens combinations that represent different magnification factors and that can be alternately introduced into the beam path. Both a zoom system and a Galilean changer convert an object-side parallel beam into an observer-side parallel beam with a different beam diameter. The magnification changer 11 In the present embodiment, it is already part of the binocular beam path of the surgical microscope 1, ie it has its own lens combination for each stereoscopic partial beam path 9A . 9B of the surgical microscope 1. Setting a magnification factor using the magnification changer 11 takes place in the present embodiment, a motor-driven actuator, which together with the magnification changer 11 Part of a magnification change unit for setting the magnification factor.

An den Vergrößerungswechsler 11 schließt sich beobachterseitig eine Schnittstellenanordnung 13A, 13B an, über die externe Geräte an das Operationsmikroskop 1 angeschlossen werden können und die im vorliegenden Ausführungsbeispiel Strahlteilerprismen 15A, 15B umfasst. Grundsätzlich können aber auch andere Arten von Strahlteilern Verwendung finden, bspw. teildurchlässige Spiegel. Die Schnittstellen 13A, 13B dienen im vorliegenden Ausführungsbeispiel zum Auskoppeln eines Strahlenbündels aus dem Strahlengang des Operationsmikroskops 2 (Strahlteilerprisma 15B) bzw. zum Einkoppeln eines Strahlenbündels in den Strahlengang des Operationsmikroskops 2 (Strahlteilerprisma 15A). Es können jedoch auch beide Schnittstellen 13A, 13B zum Einkoppeln oder beide Schnittstellen 13A, 13B zum Auskoppeln von Strahlenbündeln dienen.To the magnification changer 11 closes observer side, an interface arrangement 13A . 13B on, via the external devices to the surgical microscope 1 can be connected and the beam splitter prisms in the present embodiment 15A . 15B includes. In principle, however, other types of beam splitters may also be used, for example partially transmissive mirrors. The interfaces 13A . 13B serve in the present embodiment for decoupling a beam from the beam path of the surgical microscope 2 (Beam splitter prism 15B ) or for coupling a beam in the beam path of the surgical microscope 2 (Beam splitter prism 15A ). However, both interfaces can be used 13A . 13B for coupling or both interfaces 13A , 13B for coupling out bundles of rays.

Das Strahlteilerprisma 15A in dem Teilstrahlengang 9A dient im vorliegenden Ausführungsbeispiel dazu, mit Hilfe eines Displays 37, bspw. einer Digital Mirror Device (DMD) oder eines LCD-Displays, und einer zugehörigen Optik 39 über das Strahlteilerprisma 15A Informationen oder Daten für einen Betrachter in den Teilstrahlengang 9A des Operationsmikroskops 1 einzuspiegeln. Im anderen Teilstrahlengang 9B ist an der Schnittstelle 13B ein Kameraadapter 19 mit einer daran befestigten Kamera 21 angeordnet, die mit einem elektronischen Bildsensor 23, bspw. mit einem CCD-Sensor oder einem CMOS-Sensor, ausgestattet ist. Mittels der Kamera 21 kann ein elektronisches und insbesondere ein digitales Bild des Gewebebereichs 3 aufgenommen werden. Als Bildsensor kann insbesondere auch ein Hyperspektralsensor Verwendung finden, in dem nicht nur drei Spektralkanäle (bspw. rot, grün und blau) vorhanden sind, sondern eine Vielzahl von Spektralkanälen.The beam splitter prism 15A in the partial beam path 9A used in the present embodiment, with the help of a display 37 For example, a digital mirror device (DMD) or an LCD display, and an associated optics 39 via the beam splitter prism 15A Information or data for a viewer in the sub-beam path 9A einzuspiegeln the surgical microscope 1. In the other partial beam path 9B is at the interface 13B a camera adapter 19 with a camera attached to it 21 arranged with an electronic image sensor 23 , For example, with a CCD sensor or a CMOS sensor equipped. By means of the camera 21 can be an electronic and especially a digital image of the tissue area 3 be recorded. In particular, a hyperspectral sensor in which not only three spectral channels (for example red, green and blue) are present but also a multiplicity of spectral channels can be used as the image sensor.

An die Schnittstelle 13 schließt sich beobachterseitig ein Binokulartubus 27 an. Dieser weist zwei Tubusobjektive 29A, 29B auf, welche das jeweilige parallele Strahlenbündel 9A, 9B auf eine Zwischenbildebene 31 fokussieren, also das Beobachtungsobjekt 3 auf die jeweilige Zwischenbildebene 31A, 31B abbilden. Die in den Zwischenbildebenen 31A, 31B befindlichen Zwischenbilder werden schließlich von Okularlinsen 35A, 35B wiederum nach Unendlich abgebildet, so dass ein Betrachter das Zwischenbild mit entspanntem Auge betrachten kann. Außerdem erfolgt im Binokulartubus mittels eines Spiegelsystems oder mittels Prismen 33A, 33B eine Vergrößerung des Abstandes zwischen den beiden Teilstrahlenbündeln 9A, 9B, um diesen an den Augenabstand des Betrachters anzupassen. Mit dem Spiegelsystem oder den Prismen 33A, 33B erfolgt zudem eine Bildaufrichtung.At the interface 13, a binocular tube closes observer side 27 at. This has two tube lenses 29A . 29B on which the respective parallel beam 9A . 9B focus on an intermediate image plane 31, so the observation object 3 to the respective intermediate image plane 31A , 31B. The in the intermediate picture planes 31A . 31B intermediate images are finally from eyepiece lenses 35A . 35B again shown to infinity, so that a viewer can view the intermediate image with a relaxed eye. In addition, in the binocular tube by means of a mirror system or prisms 33A . 33B an increase in the distance between the two partial beams 9A , 9B to adjust it to the eye relief of the observer. With the mirror system or the prisms 33A . 33B In addition, a picture erection takes place.

Das Operationsmikroskop 2 ist außerdem mit einer Beleuchtungsvorrichtung ausgestattet, mit der der das Objektfeld 3 mit breitbandigem Beleuchtungslicht beleuchtet werden kann. Hierzu weist die Beleuchtungsvorrichtung im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Weißlichtquelle 41, etwa eine Halogenglühlampe oder eine Gasentladungslampe, auf. Das von der Weißlichtquelle 41 ausgehende Licht wird über einen Umlenkspiegel 43 oder ein Umlenkprisma in Richtung auf das Objektfeld 3 gelenkt, um dieses auszuleuchten. In der Beleuchtungsvorrichtung ist weiterhin eine Beleuchtungsoptik 45 vorhanden, die für eine gleichmäßige Ausleuchtung des gesamten beobachteten Objektfeldes 3 sorgt.The surgical microscope 2 is also equipped with a lighting device with which the object field 3 can be illuminated with broadband illumination light. For this purpose, the lighting device in the present embodiment, a white light source 41 , such as a halogen bulb or a gas discharge lamp on. That from the white light source 41 Outgoing light is transmitted through a deflecting mirror 43 or a deflection prism in the direction of the object field 3 steered to illuminate this. In the lighting device is also an illumination optics 45 present, for a uniform illumination of the entire observed object field 3 provides.

Es sei darauf hingewiesen, dass der in 1 dargestellte Beleuchtungsstrahlengang stark schematisiert ist und nicht notwendigerweise den tatsächlichen Verlauf des Beleuchtungsstrahlengangs wiedergibt. Grundsätzlich kann der Beleuchtungsstrahlengang als sogenannte Schrägbeleuchtung ausgeführt sein, die der schematischen Darstellung in 1 am nächsten kommt. In einer solchen Schrägbeleuchtung verläuft der Strahlengang in einem relativ großen Winkel (6° oder mehr) zur optischen Achse des Objektivs 5 und kann, wie in 1 dargestellt, vollständig außerhalb des Objektivs verlaufen. Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, den Beleuchtungsstrahlengang der Schrägbeleuchtung durch einen Randbereich des Objektivs 5 hindurch verlaufen zu lassen. Eine weitere Möglichkeit zur Anordnung des Beleuchtungsstrahlengangs ist die sogenannte 0°-Beleuchtung, bei der der Beleuchtungsstrahlengang durch das Objektiv 5 hindurch verläuft und zwischen den beiden Teilstrahlengängen 9A, 9B, entlang der optischen Achse des Objektivs 5 in Richtung auf das Objektfeld 3 in das Objektiv eingekoppelt wird. Schließlich besteht auch die Möglichkeit, den Beleuchtungsstrahlengang als sogenannte koaxiale Beleuchtung auszuführen, in der ein erster und ein zweiter Beleuchtungsteilstrahlengang vorhanden sind. Die Teilstrahlengänge werden über einen oder mehrere Strahlteiler parallel zu den optischen Achsen der Beobachtungsteilstrahlengänge 9A, 9B in das Operationsmikroskop eingekoppelt, so dass die Beleuchtung koaxial zu den beiden Beobachtungsteilstrahlengängen verläuft.It should be noted that the in 1 Illuminating beam path shown is highly schematic and does not necessarily reflect the actual course of the illumination beam path. In principle, the illumination beam path can be embodied as so-called oblique illumination, which corresponds to the schematic representation in FIG 1 comes closest. In such an oblique illumination of the beam path is at a relatively large angle (6 ° or more) to the optical axis of the lens 5 and can, as in 1 shown completely outside the lens. Alternatively, however, it is also possible, the illumination beam path of the oblique illumination through an edge region of the lens 5 pass through. Another possibility for the arrangement of the illumination beam path is the so-called 0 ° illumination, in which the illumination beam path through the lens 5 passes through and between the two partial beam paths 9A . 9B , along the optical axis of the lens 5 towards the object field 3 is coupled into the lens. Finally, it is also possible to carry out the illumination beam path as so-called coaxial illumination, in which a first and a second illumination beam path are present. The partial beam paths are parallel to the optical axes of the observation partial beam paths via one or more beam splitters 9A . 9B coupled into the surgical microscope, so that the illumination is coaxial with the two observation partial beam paths.

3 zeigt ein Beispiel für ein digitales Operationsmikroskop 48 in einer schematischen Darstellung. Bei diesem Operationsmikroskop unterscheiden sich das Hauptobjektiv 5, der Vergrößerungswechsler 11 sowie das Beleuchtungssystem 41, 43, 45 nicht von dem in 1 dargestellten Operationsmikroskop 2 mit optischem Einblick. Der Unterschied liegt darin, dass das in 3 gezeigte Operationsmikroskop 48 keinen optischen Binokulartubus umfasst. Statt der Tubusobjektive 29A, 29B aus 1 umfasst das Operationsmikroskop 48 aus 3 Fokussierlinsen 49A, 49B mit denen die binokularen Beobachtungsstrahlengänge 9A, 9B auf digitale Bildsensoren 61A, 61B abgebildet werden. Die digitalen Bildsensoren 61A, 61B können dabei beispielsweise als CCD-Sensoren oder als CMOS-Sensoren ausgebildet sein. Die von den Bildsensoren 61A, 61B aufgenommenen Bilder werden digital an digitale Displays 63A, 63B gesendet, die beispielsweise als LED-Displays, als LCD-Displays oder als auf organischen Leuchtioden (OLEDs) beruhende Displays ausgebildet seien können. Den Displays 63A, 63B können wie im vorliegenden Beispiel Okularlinsen 65A, 65B zugeordnet sein, mit denen die auf den Displays 63A, 63B dargestellten Bildern nach unendlich abgebildet werden, so dass ein Betrachter sie mit entspannten Augen betrachten kann. Die Displays 63A, 63B und die Okularlinsen 65A, 65B können Teil eines digitalen Binokulartubus sein, sie können beispielsweise aber auch Teil eines am Kopf zu tragenden Displays (head mounted display, HMD) wie etwa einer Datenbrille sein. 3 shows an example of a digital surgical microscope 48 in a schematic representation. In this surgical microscope, the main lens differ 5 , the magnification changer 11 as well as the lighting system 41 . 43 . 45 not of that in 1 illustrated surgical microscope 2 with optical insight. The difference is that the in 3 shown surgical microscope 48 does not include an optical binocular tube. Instead of the tube lenses 29A . 29B out 1 includes the surgical microscope 48 out 3 focusing lenses 49A . 49B with which the binocular observation beam paths 9A . 9B on digital image sensors 61A . 61B be imaged. The digital image sensors 61A , 61B may be formed for example as CCD sensors or as CMOS sensors. The of the image sensors 61A . 61B taken pictures are digital to digital displays 63A . 63B which can be formed, for example, as LED displays, as LCD displays or displays based on organic light emitting diodes (OLEDs). The displays 63A . 63B can, as in this example, eyepiece lenses 65A . 65B be associated with those on the displays 63A , 63B, so that an observer can look at them with relaxed eyes. The displays 63A , 63B and the eyepiece lenses 65A . 65B can be part of a digital binocular tube, but they can also be part of a head-mounted display, for example (head mounted display, HMD), such as data glasses.

Obwohl in 3 wie in 1 lediglich eine Achromatlinse 5 mit einer festen Brennweite dargestellt ist, kann das in 3 gezeigte Operationsmikroskop 48 wie das in 1 dargestellte Operationsmikroskop 2 ein Varioskopobjektiv statt der Objektivlinse 5 umfassen. Weiterhin ist in 3 eine Übertragung der von den Bildsensoren 61A, 61B aufgenommenen Bilder an die Displays 63A, 63B mittels Kabeln 67A, 67B gezeigt. Statt kabelgebunden können die Bilder jedoch auch drahtlos an die Displays 63A, 63B übertragen werden, insbesondere dann, wenn die Displays 63A, 63B Teil eines head mounted displays sind.Although in 3 as in 1 only an achromatic lens 5 is shown with a fixed focal length, the in 3 shown surgical microscope 48 as in 1 illustrated surgical microscope 2 a varioscope lens instead of the objective lens 5 include. Furthermore, in 3 a transmission of the image sensors 61A . 61B taken pictures to the displays 63A . 63B by means of cables 67A . 67B shown. However, instead of being wired, the images can also be sent wirelessly to the displays 63A , 63B, especially when the displays 63A . 63B Part of a head mounted displays are.

4 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum effizienten Ausführen eines automatischen Fokussieralgorithmus. Dabei ist es vorgesehen, eine Lage eines eine automatische Fokussiereinheit aufweisenden optischen Beobachtungsgeräts relativ zu einer Lage eines Objekts zu einem ersten Zeitpunkt zu erfassen 101. Basierend auf der so bestimmten Lage des optischen Beobachtungsgeräts relativ zu der Lage des Objekts erfolgt in einem nächsten Schritt ein Erfassen 102 eines Start-Abstands zwischen dem optischen Beobachtungsgerät und einem Beobachtungsgebiet auf dem Objekt. Dann wird in einem weiteren Schritt ein automatischer Fokussieralgorithmus mit dem Start-Abstand als initialem Fokusabstand ausgeführt 103. 4 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a method according to the invention for efficiently performing an automatic focusing algorithm. It is provided to detect a position of an automatic focusing unit having an optical observation device relative to a position of an object at a first time 101. Based on the thus determined position of the optical observation device relative to the position of the object is detected in a next step 102 a start distance between the optical observation device and an observation area on the object. Then, in an additional step, an automatic focusing algorithm is executed 103 with the starting distance as the initial focus distance.

In der gezeigten Ausführungsform ist zudem vorgesehen, zunächst auf das Objekt bezogene Navigationsdaten zu erfassen 104. Mit diesen kann das Erfassen 102 des Start-Abstands dann in Abhängigkeit von auf das Beobachtungsgebiet des Objekts bezogenen Navigationsdaten erfolgen, die Teil der auf das Objekt bezogenen Navigationsdaten sind.In the embodiment shown, it is additionally provided to first acquire navigation data relating to the object 104. With these, the acquisition can 102 the start distance then take place as a function of navigation data related to the observation area of the object, which are part of the navigation data related to the object.

In der gezeigten Ausführungsform endet das Verfahren nicht mit dem einmaligen Ausführen des geeignet initialisierten automatischen Fokussieralgorithmus, sondern wird fortgesetzt, um auch spätere Änderungen in der relativen Lage zwischen optischem Beobachtungsgerät und Objekt geeignet berücksichtigen zu können.In the embodiment shown, the method does not end with executing the suitably initialized automatic focusing algorithm once, but is continued in order to be able to take into account later changes in the relative position between the optical observation device and the object.

In einem nächsten Schritt wird zu mindestens einem zweiten Zeitpunkt eine Änderung der Lage des optischen Beobachtungsgeräts relativ zu der Lage des Objekts erfasst 105. Diese Ermittlung der relativen Lageänderung umfasst in der gezeigten Ausführungsform ein Erfassen 106 einer Änderung der Lage des optischen Beobachtungsgeräts mindestens zu dem zweiten Zeitpunkt relativ zu der Lage des optischen Beobachtungsgeräts zu dem ersten Zeitpunkt sowie ein Erfassen 107 einer Änderung der Lage des Objekts mindestens zu dem zweiten Zeitpunkt relativ zu der Lage des Objekts zu dem ersten Zeitpunkt. In der gezeigten Ausführungsform ist es ferner vorgesehen, das Erfassen 105 der Änderung der Lage des optischen Beobachtungsgeräts relativ zu der Lage des Objekts zeitkontinuierlich durchzuführen. Basierend auf der Änderung erfolgt dann ein Erfassen 108 eines aktualisierten Abstands zwischen dem optischen Beobachtungsgerät und dem Beobachtungsgebiet als aktualisierten initialen Fokusabstand.In a next step, a change of the position of the optical observation device relative to the position of the object is detected 105 at least a second time point. This determination of the relative change in position comprises detection in the embodiment shown 106 a change in the position of the optical observation device at least at the second time point relative to the position of the optical observation device at the first time and a detection 107 a change in the position of the object at least at the second time relative to the position of the object at the first time. In the embodiment shown, it is further provided to detect 105 the change of the position of the optical observation device relative to the position of the object to carry out continuous time. Based on the change is then detected 108 an updated distance between the optical observation device and the observation area as the updated initial focus distance.

Ein tatsächliches erneutes Ausführen des automatischen Fokussieralgorithmus soll nur erfolgen, wenn die Änderung nicht zu klein ist. Daher wird in einem nächsten Schritt überprüft, ob sich der aktualisierte Abstand um mehr als einen Toleranzwert von dem Start-Abstand unterscheidet 109. Ist dies der Fall, wird der automatische Fokussieralgorithmus mit dem aktualisierten initialen Fokusabstand erneut ausgeführt 103. Zudem wird der aktualisierte Abstand als neuer Start-Abstand festgelegt 110, so dass bei der nächsten Toleranzbereichsüberschreitung der Bereich um den neuen Start-Abstand zugrunde gelegt werden wird. Liegt die Änderung noch im Toleranzbereich, erfolgt keine erneute Autofokussierung, sondern das Verfahren wird mit Schritt 105 fortgesetzt und die relative Lageänderung weiter überwacht. Das Verfahren endet, wenn das optische Beobachtungsgerät oder deren Autofokusfunktionalität deaktiviert wird.An actual re-execution of the automatic focusing algorithm should only be done if the change is not too small. Therefore, in a next step, it is checked whether the updated distance differs by more than a tolerance value from the starting distance 109. If so, the automatic focusing algorithm is executed again with the updated initial focus distance 103. In addition, the updated distance becomes new start distance is set 110, so that the next tolerance range violation will be based on the range around the new start distance. If the change is still in the tolerance range, no autofocusing will take place, but the procedure goes to step 105 continued and the relative change in position further monitored. The process ends when the optical observer or its autofocus functionality is deactivated.

5 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum effizienten Ausführen eines automatischen Fokussieralgorithmus. Der Übersichtlichkeit halber ist hier das Verfahren auf ein einmaliges initialisiertes Durchführen des automatischen Fokussieralgorithmus beschränkt. Andere Ausführungsformen können auch hier wie bei dem in 4 gezeigten Beispiel ein Erfassen auch von späteren Lageänderungen vorsehen. 5 shows a schematic representation of another exemplary embodiment of a method according to the invention for efficiently performing an automatic focusing algorithm. For the sake of clarity, the method here is limited to a one-time initialized execution of the automatic focusing algorithm. Other embodiments may also here as in the 4 shown example also provide detection of later changes in position.

Nach dem Start wird zunächst in einem ersten Schritt 201 der aktuelle, d.h. der ursprüngliche, Zoomwert des optischen Beobachtungsgeräts erfasst. In einem nächsten Schritt 202 wird dann überprüft, ob der ursprüngliche Zoomwert über einem Schwellenwert liegt. Trifft dies zu, wird zunächst ein Verringern 203 des ursprünglichen Zoomwerts des optischen Beobachtungsgeräts durchgeführt. Danach wird bei verringertem Zoomwert das Erfassen 101 der Lage des eine automatische Fokussiereinheit aufweisenden optischen Beobachtungsgeräts relativ zu der Lage des Objekts zu dem ersten Zeitpunkt durchgeführt, wonach basierend auf der Lage des optischen Beobachtungsgeräts relativ zu der Lage des Objekts, der Start-Abstand zwischen dem optischen Beobachtungsgerät und dem Beobachtungsgebiet auf dem Objekt erfasst wird 102 und schließlich der automatischen Fokussieralgorithmus mit dem Start-Abstand als initialem Fokusabstand ausgeführt wird 103. Danach wird, wenn das Überprüfen, ob der ursprüngliche Zoomwert über dem Schwellenwert liegt 202, ergeben hatte, dass dies der Fall ist, d.h. wenn zuvor der Zoomwert verringert und ein Herauszoomen durchgeführt wurde, der verringerte Zoomwert wieder auf den ursprünglichen Zoomwert vergrößert 204 und das gezeigte Verfahren endet. Ergibt das Überprüfen des ursprünglichen Zoomwerts 202, dass der Schwellenwert nicht überschritten ist, werden die Schritte 101, 102 und 103 ausgeführt, ohne den Zoomwert zu verändern.After the start, first in a first step 201 the current, ie the original, zoom value of the optical observation device is detected. In a next step 202 it is then checked if the original zoom value is above a threshold. If this is true, then first a decrease 203 the original zoom value of the optical observation device performed. Thereafter, when the zoom level is decreased, the detection is made 101 the position of the optical focusing device having an automatic focusing unit relative to the position of the object at the first time, wherein, based on the position of the optical observation device relative to the position of the object, the starting distance between the optical observation device and the observation area on the object is detected 102 and finally the automatic focusing algorithm After that, if checking whether the original zoom value is above the threshold 202 has been found to be the case 103, that is, if the zoom value was previously decreased and zoomed out, then the reduced zoom value is increased 204 back to the original zoom level and the method shown ends. Returns the check for the original zoom value 202 that the threshold is not exceeded, become the steps 101 . 102 and 103 executed without changing the zoom value.

6 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen optischen Beobachtungsgeräts. 6 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of an optical observation device according to the invention.

In der gezeigten Ausführungsform umfasst das optische Beobachtungsgerät 300, bei dem es sich beispielsweise um ein Operationsmikroskop handeln kann, ein optisches System 301 mit einem einstellbaren Fokusabstand sowie eine automatische Fokussiereinheit 302, mit der der Fokusabstand automatisch eingestellt werden kann. Außerdem weist das optische Beobachtungsgerät eine Lageerfassungseinheit 303 auf, mit der die Lage, d.h. die Position und/oder die Ausrichtung, des optischen Beobachtungsgeräts festgestellt wird. Zudem ist zumindest eine Schnittstelle 304 zum Empfangen zumindest einer Objekt-Lageinformation vorgesehen. Sowohl die automatische Fokussiereinheit 302, als auch die Lageerfassungseinheit 303 und die Schnittstelle 304 sind unmittelbar oder mittelbar kommunikativ mit einer Steuereinheit 305 mit einem damit verbundenen Speicher 306 verbunden, die die von den Einheiten bereitgestellten Informationen auswertet und diese geeignet ansteuert, um ein erfindungsgemäßes Verfahren zum effizienten Ausführen eines automatischen Fokussieralgorithmus durchzuführen. Bei der Steuereinheit 305 kann es sich beispielsweise um einen Prozessor, Mikrocontroller oder andere programmierbare Vorrichtung handeln, die Anweisungen eines im Speicher 306 gespeicherten Programms ausführt. Der Speicher 306 kann darüber hinaus zum Zwischenspeichern von ermittelten Parameterwerten, beispielsweise dem initialen Fokusabstand, der aktuellen Lageinformationen oder, je nach Ausführungsform, auch Navigationsdaten dienen.In the illustrated embodiment, the optical viewing device 300, which may be, for example, a surgical microscope, comprises an optical system 301 with an adjustable focus distance and an automatic focusing unit 302 with which the focus distance can be adjusted automatically. In addition, the optical observation device has a position detection unit 303 on, with the position, ie the position and / or orientation, the optical observation device is detected. In addition, at least one interface 304 is provided for receiving at least one object position information. Both the automatic focusing unit 302 , as well as the location detection unit 303 and the interface 304 are directly or indirectly communicative with a control unit 305 with an associated memory 306 which evaluates and appropriately drives the information provided by the units to perform a method of efficiently performing an automatic focusing algorithm in accordance with the invention. For example, the controller 305 may be a processor, microcontroller, or other programmable device that has instructions in memory 306 stored program. The memory 306 In addition, it can be used for temporarily storing determined parameter values, for example the initial focus distance, the current position information or, depending on the embodiment, also navigation data.

7 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Beispiels einer Möglichkeit, einen Fokusabstand basierend auf einer Lage eines eine automatische Fokussiereinheit aufweisenden optischen Beobachtungsgeräts relativ zu einer Lage eines Objekts zu bestimmen. Bei dem optischen Beobachtungsgerät 400 kann es sich beispielsweise um ein digitales Operationsmikroskop oder andere Aufnahmeeinrichtung mit Autofokusfunktion handeln, bei der das aufgenommene Beobachtungsgebiet entweder direkt am Beobachtungsgerät oder z.B. auf (nicht gezeigten) separaten Displays oder einem head mounted display angezeigt werden kann. Das optische Beobachtungsgerät ist in der gezeigten Ausführungsform beweglich an einem Stativ 401 oder programmierbar beweglichen Roboterarm befestigt und kann vom Benutzer, beispielsweise einem Chirurgen, bezüglich eines beobachteten Objekts 402, beispielsweise dem Patienten oder dem Situs, im Raum bewegt werden. Um den Fokusabstand 403 bestimmen zu können, wird über ein externes Lageerfassungsgerät 404 die Lage, d.h. der Position und/oder Ausrichtung, des optischen Beobachtungsgeräts 400 relativ zu der Lage des Objekts 402 durch ein Erfassen und in-Beziehung-Setzen der absoluten Lagen des optischen Beobachtungsgeräts 400 und des Objekts 402 erfasst, bezogen auf die Position des Lageerfassungsgeräts 404 und somit auf ein gemeinsames ortsfestes Referenz- oder Koordinatensystem. 7 FIG. 12 shows a schematic representation of a first example of a possibility of determining a focal distance based on a position of an optical observation device having an automatic focusing unit relative to a position of an object. In the optical observation device 400 it may be, for example, a digital surgical microscope or other recording device with autofocus function, in which the recorded observation area can be displayed either directly on the observation device or eg on (not shown) separate displays or a head mounted display. The optical observation device is movable on a stand in the embodiment shown 401 or programmable movable robot arm and may be used by the user, for example, a surgeon, with respect to an observed object 402 For example, the patient or the situs, be moved in space. In order to determine the focus distance 403, is via an external position sensing device 404 the position, ie the position and / or orientation of the optical observation device 400 relative to the location of the object 402 by detecting and relating the absolute positions of the viewing optical device 400 and the object 402 detected, based on the position of the position detection device 404 and thus to a common fixed reference or coordinate system.

In der gezeigten Ausführungsform ist es vorgesehen, als eindeutige Bezugspunkte für die Erfassung der Lage des optischen Beobachtungsgeräts 400 und des Objekts 402 erste und zweite Referenzpunkte 405, 406 zu verwenden. Dabei ist zu beachten, dass jeder gezeigte Referenzpunkt 405, 406 für einen oder mehrere zu verwendende Referenzpunkte stehen kann. Um die Referenzpunkte zu markieren, können beispielsweise aufklebbare 2D-Marker verwendet werden, insbesondere wenn das verwendete Lageerfassungsgerät 404 ein optisches Tracking der Referenzpunkte durchführt. Basiert die Positionserfassung durch das Lageerfassungsgerät 404 nicht auf sichtbarem Licht, können auch entsprechend andere geeignete Marker verwendet werden, beispielsweise Infrarot-Marker bei einem auf Infrarotwellen basierenden Tracking-System.In the embodiment shown, it is provided as unique reference points for the detection of the position of the optical observation device 400 and the object 402 first and second reference points 405 . 406 to use. It should be noted that each reference point shown 405 . 406 can stand for one or more reference points to be used. To mark the reference points, for example, stickable 2D markers can be used, especially if the position detection device used 404 performs an optical tracking of the reference points. Based on the position detection by the position sensing device 404 not on visible light, other suitable markers may be used accordingly, for example infrared markers in an infrared-based tracking system.

8 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Beispiels einer Möglichkeit, einen Fokusabstand basierend auf einer Lage eines eine automatische Fokussiereinheit aufweisenden optischen Beobachtungsgeräts relativ zu einer Lage eines Objekts zu bestimmen. Der Übersichtlichkeit halber bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Elemente wie in 7 und nur sich unterscheidende Elemente werden erläutert. Anders als in 7 gezeigt, wird hier nicht über ein externes Lageerfassungsgerät die Lage des optischen Beobachtungsgeräts 400 relativ zu der Lage des Objekts 402 erfasst. Stattdessen wird die Lage des Objekts 402 mit einem direkt an dem optischen Beobachtungsgerät 400 angeordneten Sensor 407 erfasst. In der gezeigten Ausführungsform erfolgt das Erfassen der relativen Lage zueinander direkt durch Auswerten der Sensordaten. Bei dem Sensor 407 kann es sich beispielsweise um eine Umfeldkamera oder einen topografischen Sensor handeln und die Lage oder Position des zweiten Referenzpunkts 406 wird durch optischen Tracking in den Sensordaten verfolgt. Der erste Referenzpunkt 405 steht in Beziehung zum optischen System des optischen Beobachtungsgeräts mit automatischer Fokussiereinheit, so dass Änderungen des Fokusabstands 403 auf der Basis der Lageänderung des zweiten Referenzpunktes 406 relativ zum ersten Referenzpunkt 405 ermittelt werden können. 8th FIG. 12 shows a schematic representation of a second example of a possibility of determining a focal distance based on a position of an optical observation device having an automatic focusing unit relative to a position of an object. For the sake of clarity, like reference numerals designate like or similar elements as in FIG 7 and only differing elements will be explained. Unlike in 7 shown here is not an external position sensing device, the location of the optical observation device 400 relative to the location of the object 402 detected. Instead, the location of the object 402 with a directly on the optical observation device 400 arranged sensor 407 detected. In the embodiment shown, the relative position to each other is detected directly by evaluating the sensor data. At the sensor 407 it may, for example, be an environment camera or a topographical sensor and the position or position of the second reference point 406 is tracked by optical tracking in the sensor data. The first reference point 405 is related to optical system of the optical observation device with automatic focusing unit, allowing changes in focus distance 403 based on the change in position of the second reference point 406 relative to the first reference point 405 can be determined.

9 zeigt eine schematische Darstellung eines dritten Beispiels einer Möglichkeit, einen Fokusabstand basierend auf einer Lage eines eine automatische Fokussiereinheit aufweisenden optischen Beobachtungsgeräts relativ zu einer Lage eines Objekts zu bestimmen. Der Übersichtlichkeit halber bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Elemente wie in 7 und 8 und nur sich unterscheidende Elemente werden erläutert. Anders als in 8 gezeigt, wird die Lage des Objekts 402 nicht mit einem an dem optischen Beobachtungsgerät angeordneten Sensor erfasst. Stattdessen wird hier die Lage des optischen Beobachtungsgeräts 400 mit einem an dem Objekt 402 angeordneten Sensor 408, beispielsweise einer Kamera, erfasst, z.B. durch optischen Tracking des optischen Beobachtungsgeräts 400 oder zumindest des ersten Referenzpunktes 405 auf dem optischen Beobachtungsgerät 400 in Kameradaten der an dem Objekt 402 angebrachten Kamera, während die Lage des zweiten Referenzpunkts 406 relativ zur Position des Sensors 408 gleich bleibt, so dass Änderungen des Fokusabstands 403 auf der Basis der Lageänderung des ersten Referenzpunktes 405 relativ zum zweiten Referenzpunkt 406 ermittelt werden können. 9 FIG. 12 shows a schematic representation of a third example of a possibility of determining a focal distance based on a position of an optical focusing device having an automatic focusing unit relative to a position of an object. For the sake of clarity, like reference numerals designate like or similar elements as in FIG 7 and 8th and only differing elements will be explained. Unlike in 8th shown, the location of the object 402 not detected with a sensor arranged on the optical observation device. Instead, here is the location of the optical viewing device 400 with one on the object 402 arranged sensor 408 , For example, a camera detected, for example by optical tracking of the optical observation device 400 or at least the first reference point 405 on the optical observation device 400 in camera data on the object 402 attached camera while the location of the second reference point 406 relative to the position of the sensor 408 stays the same, allowing changes in focus distance 403 based on the change in position of the first reference point 405 relative to the second reference point 406 can be determined.

Die vorliegende Erfindung wurde anhand von Ausführungsbeispielen zu Erläuterungszwecken im Detail beschrieben. Der Fachmann erkennt, dass mit Bezug auf eine Ausführungsform beschriebene Details auch in anderen Ausführungsformen zum Einsatz kommen können. Die Erfindung soll daher nicht auf einzelne Ausführungsformen beschränkt sein, sondern lediglich durch die beigefügten Ansprüche.The present invention has been described in detail by way of embodiments for explanatory purposes. Those skilled in the art will recognize that details described with respect to one embodiment may also be used in other embodiments. The invention is therefore not intended to be limited to individual embodiments, but only by the appended claims.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

22
Operationsmikroskopsurgical microscope
33
Operationsfeldsurgical field
55
Objektivlens
77
Divergentes StrahlenbündelDivergent beam
99
Strahlenbündelray beam
9A, 9B9A, 9B
stereoskopischer Teilstrahlengangstereoscopic partial beam path
1111
Vergrößerungswechslermagnification changer
13A, 13B13A, 13B
SchnittstellenanordnungInterface arrangement
15A, 15B15A, 15B
StrahlteilerprismaBeam splitter prism
1919
Kameraadaptercamera adapter
2121
Kameracamera
2323
Bildsensorimage sensor
2727
Binokulartubusbinocular
29A, 29B29A, 29B
Tubusobjektivtube objective
31A, 31B31A, 31B
ZwischenbildebeneIntermediate image plane
33A, 33B33A, 33B
Prismaprism
35A, 35B35A, 35B
Okularlinseeyepiece
3737
Displaydisplay
3939
Optikoptics
4141
WeißlichtquelleWhite light source
4343
Umlenkspiegeldeflecting
4545
Beleuchtungsoptikillumination optics
4848
digitales Operationsmikroskopdigital surgical microscope
49A, 49B49A, 49B
Fokussierlinsefocusing lens
5050
Vario-ObjektivVarifocal lens
5151
Positivgliedpositive element
5252
Negativgliednegative element
5353
Verschiebewegdisplacement
61A, 61B61A, 61B
digitaler Bildsensordigital image sensor
63A, 63B63A, 63B
digitales Displaydigital display
65A, 65B65A, 65B
Okularlinseeyepiece
67A, 67B67A, 67B
Kabelelectric wire
101101
Erfassen der relativen Lage des optischen BeobachtungsgerätsDetecting the relative position of the optical observation device
102102
Erfassen eines Start-AbstandsDetecting a start distance
103103
Ausführen eines automatischen FokussieralgorithmusPerform an automatic focusing algorithm
104104
Erfassen von NavigationsdatenCapture navigation data
105105
Erfassen einer relativen LageänderungDetecting a relative change in position
106106
Erfassen der Lageänderung des optischen BeobachtungsgerätsDetecting the change in position of the optical observation device
107107
Erfassen der Lageänderung des ObjektsCapture the change in position of the object
108108
Erfassen eines aktualisierten AbstandsDetecting an updated distance
109109
Überprüfen einer ToleranzbereichsüberschreitungCheck a tolerance range violation
110110
Festlegen des aktualisierten Abstands als neuen Start-AbstandSet the updated distance as the new start distance
201201
Erfassen des ursprünglichen ZoomwertsCapture the original zoom value
202202
Überprüfen, ob Zoomwert Schwellenwert überschreitetCheck if zoom value exceeds threshold
203 203
Verringern des ursprünglichen ZoomwertsDecrease the original zoom level
204204
Vergrößern des verringerten ZoomwertsIncrease the reduced zoom value
300300
Optisches BeobachtungsgerätOptical observation device
301301
Optisches SystemOptical system
302302
Automatische FokussiereinheitAutomatic focusing unit
303303
LageerfassungseinheitPosition detection unit
304304
Schnittstelleinterface
305305
Steuereinheitcontrol unit
306306
SpeicherStorage
400400
optisches Beobachtungsgerätoptical observation device
401401
Stativtripod
402402
Objektobject
403403
Fokusabstandfocus distance
404404
externes Lageerfassungsgerätexternal position detection device
405405
erster Referenzpunktfirst reference point
406406
zweiter Referenzpunktsecond reference point
407407
Sensorsensor
408408
Sensorsensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 2373043 [0005]EP 2373043 [0005]

Claims (16)

Verfahren zum effizienten Ausführen eines automatischen Fokussieralgorithmus, umfassend Erfassen (101) einer Lage eines eine automatische Fokussiereinheit aufweisenden optischen Beobachtungsgeräts relativ zu einer Lage eines Objekts zu einem ersten Zeitpunkt; Basierend auf der Lage des optischen Beobachtungsgeräts relativ zu der Lage des Objekts, Erfassen (102) eines Start-Abstands zwischen dem optischen Beobachtungsgerät und einem Beobachtungsgebiet auf dem Objekt; und Ausführen (103) eines automatischen Fokussieralgorithmus mit dem Start-Abstand als initialem Fokusabstand.A method of efficiently performing an automatic focusing algorithm, comprising Detecting (101) a position of an optical focusing device having an automatic focusing unit relative to a position of an object at a first time; Based on the position of the optical observation device relative to the position of the object, detecting (102) a start distance between the observation optical device and an observation area on the object; and Execute (103) an automatic focusing algorithm with the starting distance as the initial focus distance. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erfassen (101) der Lage des eine automatische Fokussiereinheit aufweisenden optischen Beobachtungsgeräts relativ zu der Lage des Objekts umfasst, die Lagen des optischen Beobachtungsgeräts und des Objekts bezogen auf ein gemeinsames ortsfestes Referenzsystem zu bestimmen.Method according to Claim 1 wherein the detecting (101) comprises the position of the automatic focusing unit having an optical observation device relative to the position of the object to determine the positions of the optical observation device and the object based on a common fixed reference system. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erfassen (101) der Lage des eine automatische Fokussiereinheit aufweisenden optischen Beobachtungsgeräts relativ zu der Lage des Objekts umfasst, die Lage des Objekts mit einem an dem optischen Beobachtungsgerät angeordneten Sensor zu erfassen.Method according to Claim 1 wherein the detecting (101) comprises the position of the automatic focusing unit having an optical observation device relative to the position of the object to detect the position of the object with a sensor arranged on the optical observation device. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erfassen (101) der Lage des eine automatische Fokussiereinheit aufweisenden optischen Beobachtungsgeräts relativ zu der Lage des Objekts umfasst, die Lage des optischen Beobachtungsgeräts mit einem an dem Objekt angeordneten Sensor zu erfassen.Method according to Claim 1 wherein detecting (101) the location of the optical focusing device having an automatic focusing unit relative to the position of the object comprises detecting the position of the optical observation device with a sensor disposed on the object. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend Erfassen (104) von auf das Objekt bezogenen Navigationsdaten; wobei das Erfassen (102) des Start-Abstands in Abhängigkeit von auf das Beobachtungsgebiet des Objekts bezogenen Navigationsdaten erfolgt.The method of any one of the preceding claims, further comprising detecting (104) navigation data related to the object; wherein the detection of (102) the starting distance in dependence on the observation area of the object related navigation data takes place. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend zu mindestens einem zweiten Zeitpunkt, Erfassen (105) einer Änderung der Lage des optischen Beobachtungsgeräts relativ zu der Lage des Objekts und basierend auf der Änderung, Erfassen (108) eines aktualisierten Abstands zwischen dem optischen Beobachtungsgerät und dem Beobachtungsgebiet als aktualisierten initialen Fokusabstand.A method according to any one of the preceding claims, comprising at least a second time, detecting (105) a change in the position of the optical observation device relative to the position of the object and based on the change, detecting (108) an updated distance between the optical observation device and the Observation area as updated initial focus distance. Verfahren nach Anspruch 6, wobei, wenn auf das Objekt bezogene Navigationsdaten vorliegen, das Erfassen (108) des aktualisierten Abstands in Abhängigkeit von den auf das Beobachtungsgebiet des Objekts bezogenen Navigationsdaten erfolgt.Method according to Claim 6 wherein, when there is navigation data related to the object, detecting (108) the updated distance in accordance with the navigation data related to the observation area of the object. Verfahren nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, wobei das Erfassen (105) der Änderung der Lage des optischen Beobachtungsgeräts relativ zu der Lage des Objekts ein Erfassen (106) einer Änderung der Lage des optischen Beobachtungsgeräts mindestens zu dem zweiten Zeitpunkt relativ zu der Lage des optischen Beobachtungsgeräts zu dem ersten Zeitpunkt umfasst.Method according to Claim 6 or Claim 7 wherein detecting (105) the change of the position of the optical observation device relative to the position of the object comprises detecting (106) a change in the position of the observation optical device at least at the second time relative to the position of the observation optical device at the first time. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei das Erfassen der Änderung der Lage des optischen Beobachtungsgeräts relativ zu der Lage des Objekts ein Erfassen (107) einer Änderung der Lage des Objekts mindestens zu dem zweiten Zeitpunkt relativ zu der Lage des Objekts zu dem ersten Zeitpunkt umfasst.Method according to one of Claims 6 to 8th wherein detecting the change in position of the optical observation device relative to the location of the object comprises detecting (107) a change in the location of the object at least at the second time relative to the location of the object at the first time. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, ferner umfassend, wenn sich der aktualisierte Abstand um mehr als einen Toleranzwert von dem Start-Abstand unterscheidet (109), Ausführen (103) des automatischen Fokussieralgorithmus mit dem aktualisierten initialen Fokusabstand und Festlegen (110) des aktualisierten Abstands als neuen Start-Abstand.Method according to one of Claims 6 to 9 further comprising, when the updated distance differs by more than a tolerance value from the starting distance (109), executing (103) the automatic focusing algorithm with the updated initial focus distance, and setting (110) the updated distance as the new starting distance. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei zumindest das Erfassen (105) der Änderung der Lage des optischen Beobachtungsgeräts relativ zu der Lage des Objekts zu einer Mehrzahl von verschiedenen Zeitpunkten oder zeitkontinuierlich erfolgt.Method according to one of Claims 6 to 10 wherein at least the detection (105) of the change of the position of the optical observation device relative to the position of the object takes place at a plurality of different times or continuously. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend ein Verringern (203) eines ursprünglichen Zoomwerts des optischen Beobachtungsgeräts vor dem Ausführen des automatischen Fokussieralgorithmus und ein Vergrößern (204) des verringerten Zoomwerts auf den ursprünglichen Wert nach dem Ausführen des automatischen Fokussieralgorithmus.The method of any one of the preceding claims, further comprising decreasing (203) an original zoom level of the viewing optical device prior to performing the automatic focusing algorithm and enlarging (204) the reduced zoom level to the original value after performing the automatic focusing algorithm. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Verringern des ursprünglichen Zoomwerts und das Vergrößern auf den ursprünglichen Zoomwert nur erfolgt, wenn der ursprüngliche Zoomwert über einem Schwellenwert liegt (202).Method according to Claim 12 wherein decreasing the original zoom level and zooming in to the original zoom level occurs only when the original zoom level is above a threshold (202). Verfahren nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, wobei, wenn das optische Beobachtungsgerät über mehr als einen Beobachtungskanal verfügt, das Verringern des ursprünglichen Zoomwerts und das Vergrößern auf den ursprünglichen Zoomwert auf mindestens einem der Beobachtungskanäle erfolgt.Method according to Claim 12 or Claim 13 wherein, if the optical observation device has more than one observation channel, reducing the original zoom value and enlarging to the original zoom value occurs on at least one of the observation channels. Optisches Beobachtungsgerät (300), umfassend ein optisches System (301) mit einem einstellbaren Fokusabstand; eine automatische Fokussiereinheit (302); eine Lageerfassungseinheit (303); zumindest eine Schnittstelle (304) zum Empfangen zumindest einer Objekt-Lageinformation; eine Steuereinheit (305) mit einem Speicher (306); wobei das optische Beobachtungsgerät dazu eingerichtet ist, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 auszuführen. An optical observation device (300) comprising an optical system (301) having an adjustable focus distance; an automatic focusing unit (302); a position detection unit (303); at least one interface (304) for receiving at least one object location information; a control unit (305) having a memory (306); wherein the optical observation device is adapted to a method according to one of Claims 1 to 11 perform. Optisches Beobachtungsgerät nach Anspruch 15, wobei das optische Beobachtungsgerät (300) ein Operationsmikroskop ist.Optical observation device after Claim 15 wherein the optical observation device (300) is a surgical microscope.
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