DE102017216754B4 - Surgical microscope with an illumination device - Google Patents
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Abstract
Operationsmikroskop (130) mit einer Beleuchtungsvorrichtung (100, 180) zur Beleuchtung einer Objektebene (132), umfassend eine Lichtquelle (101) zur Abstrahlung von Beleuchtungslicht in einem ersten Wellenlängenbereich, eine Beleuchtungsoptik mit einem optischen Einkoppelelement (120), wobei das Beleuchtungslicht entlang eines Strahlengangs (102) von der Lichtquelle (101) zu dem optischen Einkoppelelement (120) geführt ist und über die Beleuchtungsoptik zu der Objektebene (132) geführt ist, einen Beleuchtungsfilter (110), der in dem Strahlengang (102) zwischen der Lichtquelle (101) und dem optischen Einkoppelelement (120) angeordnet ist und einen Durchlassbereich in einem zweiten Wellenlängenbereich aufweist, der als Anregungswellenlängenbereich eines Fluoreszenzfarbstoffs geeignet ist, wobei der Strahlengang (102) in mindestens einem Bereich zwischen der Lichtquelle (101) und dem optischen Einkoppelelement (120) derart gekapselt geführt ist, dass von der Lichtquelle (101) abgestrahltes Beleuchtungslicht nur durch den Beleuchtungsfilter (110) hindurch zum Einkoppelelement (120) gelangt. Surgical microscope (130) with an illumination device (100, 180) for illuminating an object plane (132), comprising a light source (101) for emitting illumination light in a first wavelength range, illumination optics with an optical coupling element (120), the illumination light being directed along a Beam path (102) is guided from the light source (101) to the optical coupling element (120) and is guided via the illumination optics to the object plane (132), an illumination filter (110) which is in the beam path (102) between the light source (101 ) and the optical coupling element (120) is arranged and has a pass band in a second wavelength range which is suitable as the excitation wavelength range of a fluorescent dye, the beam path (102) being in at least one region between the light source (101) and the optical coupling element (120). is encapsulated in such a way that illumination light emitted by the light source (101) only passes through the illumination filter (110) to the coupling element (120).
Description
Die Erfindung betrifft ein Operationsmikroskop mit einer Beleuchtungsvorrichtung zur Beleuchtung eines Objektbereiches in der Fluoreszenzdiagnostik.The invention relates to a surgical microscope with an illumination device for illuminating an object area in fluorescence diagnostics.
Eine Möglichkeit, Tumore für den Chirurgen mit Hilfe eines Operationsmikroskops sichtbar zu machen, besteht in der Fluoreszenzdiagnostik.One way to make tumors visible to the surgeon using a surgical microscope is through fluorescence diagnostics.
Zur Untersuchung und Behandlung von Tumoren ist es bekannt, einem Patienten einen Fluoreszenzfarbstoff zu verabreichen, der sich selektiv in Tumorzellen anreichert. Durch eine Beleuchtung des Fluoreszenzfarbstoffs mit einer bestimmten Wellenlänge, bezeichnet als Anregungswellenlänge oder Anregungslicht, werden dessen Moleküle zum Fluoreszieren angeregt. Ein derartiges Fluoreszenzlicht ist durch ein optisches System detektierbar, so dass ein Tumor lokalisiert werden kann. In gesundem Gewebe reichern sich die Fluoreszenzfarbstoffe nicht an, sodass das kranke Gewebe durch eine signifikant höhere Fluoreszenz erkannt werden kann. Beispiele für einen Fluoreszenzfarbstoff ist Protoporphyrin IX.To examine and treat tumors, it is known to administer a fluorescent dye to a patient that accumulates selectively in tumor cells. By illuminating the fluorescent dye with a certain wavelength, referred to as the excitation wavelength or excitation light, its molecules are stimulated to fluoresce. Such fluorescent light can be detected by an optical system so that a tumor can be localized. The fluorescent dyes do not accumulate in healthy tissue, so that the diseased tissue can be recognized by a significantly higher fluorescence. Examples of a fluorescent dye are protoporphyrin IX.
Das von dem Fluoreszenzfarbstoff abgestrahlte Fluoreszenzlicht liegt in einem anderen Wellenlängenspektrum als das Anregungslicht. In dem Beobachtungstrahlengang des Operationsmikroskops ist deshalb mindestens ein Filter angeordnet, damit das abgestrahlte Wellenlängenspektrum des Fluoreszenzlichtes von dem Wellenlängenspektrum des Anregungslichtes separiert werden kann. Somit kann das Tumorgewebe vom gesunden Gewebe unterschieden werden.The fluorescent light emitted by the fluorescent dye lies in a different wavelength spectrum than the excitation light. At least one filter is therefore arranged in the observation beam path of the surgical microscope so that the emitted wavelength spectrum of the fluorescent light can be separated from the wavelength spectrum of the excitation light. This means that the tumor tissue can be distinguished from the healthy tissue.
Die Intensität des abgestrahlten Fluoreszenzlichtes ist jedoch nicht bei allen Fluoreszenzfarbstoffen oder Tumorarten gleich groß. Es gibt Tumore, die nur sehr schwach fluoreszieren. Dieses sehr schwach ausgestrahlte Fluoreszenzlicht ist in den jeweiligen Wellenlängen ist in einem Operationsmikroskop nicht einfach zu visualisieren. In einigen Anwendungsfällen ist eine Detektion und Registrierung dieses sehr schwachen Fluoreszenzlichtes nur mit sehr sensitiven Kamerachips möglich.However, the intensity of the fluorescent light emitted is not the same for all fluorescent dyes or tumor types. There are tumors that only fluoresce very weakly. This very weakly emitted fluorescent light is not easy to visualize in the respective wavelengths in a surgical microscope. In some applications, detection and registration of this very weak fluorescent light is only possible with very sensitive camera chips.
Wenn nur ein geringer Teil des von der Lichtquelle abgestrahltes Beleuchtungslichtes, der in dem Wellenlängenspektrum des Fluoreszenzlichtes liegt, zu der Objektebene gelangt, dann kann ein Beobachter nicht mehr unterscheiden, ob es sich um das von dem Fluoreszenzfarbstoff abgestrahlte schwache Fluoreszenzlicht oder um Licht aus der Beleuchtungsvorrichtung handelt.If only a small portion of the illumination light emitted by the light source, which lies in the wavelength spectrum of the fluorescent light, reaches the object plane, then an observer can no longer distinguish whether it is the weak fluorescent light emitted by the fluorescent dye or light from the illumination device acts.
In
Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Operationsmikroskop bereitzustellen, bei dem die Beobachtung eines in sehr schwacher Intensität fluoreszierenden Gewebes möglich ist.The object of the invention is to provide an improved surgical microscope in which the observation of tissue that fluoresces with very weak intensity is possible.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.The task is solved by a device with the features of independent claim 1. Advantageous developments of the invention are described in the subclaims.
Erfindungsgemäß umfasst ein Operationsmikroskop mit einer Beleuchtungsvorrichtung zur Beleuchtung einer Objektebene eine Lichtquelle zur Abstrahlung von Beleuchtungslicht in einem ersten Wellenlängenbereich, eine Beleuchtungsoptik mit einem Einkoppelelement, wobei das Beleuchtungslicht entlang eines Strahlengangs von der Lichtquelle zu dem optischen Einkoppelelement geführt ist und über die Beleuchtungsoptik zu der Objektebene geführt ist. Ein Beleuchtungsfilter ist in dem Strahlengang zwischen der Lichtquelle und dem optischen Einkoppelelement angeordnet und weist einen Durchlassbereich in einem zweiten Wellenlängenbereich auf, der als Anregungswellenlängenbereich eines Fluoreszenzfarbstoffs geeignet ist. Der Strahlengang ist in mindestens einem Bereich zwischen der Lichtquelle und dem optischen Einkoppelelement derart gekapselt geführt, dass von der Lichtquelle abgestrahltes Beleuchtungslicht nur durch den Beleuchtungsfilter hindurch zum Einkoppelelement gelangt.According to the invention, a surgical microscope with an illumination device for illuminating an object plane comprises a light source for emitting illuminating light in a first wavelength range, an illumination optics with a coupling element, the illumination light being guided along a beam path from the light source to the optical coupling element and via the illumination optics to the object plane is guided. An illumination filter is arranged in the beam path between the light source and the optical coupling element and has a pass band in a second wavelength range, which is suitable as the excitation wavelength range of a fluorescent dye. The beam path is encapsulated in at least one area between the light source and the optical coupling element in such a way that illumination light emitted by the light source only reaches the coupling element through the illumination filter.
Eine Lichtquelle erzeugt Beleuchtungslicht in einem ersten Wellenlängenbereich. Das Beleuchtungslicht wird entlang eines Strahlenganges zu einer Objektebene geführt. In dem Strahlengang sind ein Beleuchtungsfilter, ein Einkoppelelement und eine Beleuchtungsoptik angeordnet. Das Beleuchtungslicht wird dabei durch den Beleuchtungsfilter geleitet. Der Beleuchtungsfilter weist einen Durchlassbereich in einem zweiten Wellenlängenbereich auf, so dass ein genau definierter zweiter Wellenlängenbereich aus dem ersten Wellenlängenbereich ausgeschnitten wird. Dieser zweite Wellenlängenbereich bildet einen Anregungswellenlängenbereich für eine Fluoreszenzbeobachtung. Das aus dem Filter austretende Beleuchtungslicht in diesem zweiten Wellenlängenbereich wird über ein Einkoppelelement in die Beleuchtungsoptik eingekoppelt und durch die Beleuchtungsoptik zur Beleuchtung einer Objektebene geführt.A light source generates illuminating light in a first wavelength range. The illuminating light is guided along a beam path to an object plane. An illumination filter, a coupling element and illumination optics are arranged in the beam path. The illumination light is passed through the illumination filter. The illumination filter has a pass band in a second wavelength range, so that a precisely defined second wavelength range is cut out of the first wavelength range. This second wave Length range forms an excitation wavelength range for fluorescence observation. The illumination light emerging from the filter in this second wavelength range is coupled into the illumination optics via a coupling element and guided through the illumination optics to illuminate an object plane.
Das auf die Objektebene geleitete Beleuchtungslicht wird als Anregungslicht für eine Fluoreszenzbeobachtung eingesetzt. Dazu soll lediglich das durch den Beleuchtungsfilter geleitete Beleuchtungslicht in dem zweiten Wellenlängenbereich zu der Objektebene geleitet werden. Dazu soll in das optische Einkoppelelement nur das durch den Beleuchtungsfilter gefilterte Beleuchtungslicht gelangen.The illumination light directed to the object plane is used as excitation light for fluorescence observation. For this purpose, only the illumination light guided through the illumination filter should be directed to the object plane in the second wavelength range. For this purpose, only the illumination light filtered through the illumination filter should enter the optical coupling element.
Deshalb ist der Strahlengang in mindestens einem Bereich zwischen der Lichtquelle und dem optischen Einkoppelelement gekapselt geführt.The beam path is therefore encapsulated in at least one area between the light source and the optical coupling element.
Durch die Kapselung entlang eines Bereiches des Strahlengangs zwischen Lichtquelle und Einkoppelelement wird verhindert, dass Licht durch Reflexion oder Streuung in die Beleuchtungsvorrichtung hinein abgestrahlt wird, das an einer anderen Stelle wieder in den Strahlengang eingekoppelt werden könnte.The encapsulation along a region of the beam path between the light source and the coupling element prevents light from being emitted into the lighting device through reflection or scattering, which could be coupled back into the beam path at another point.
Die Kapselung bildet für diesen Bereich des Strahlengangs eine vollständige Umhüllung, so dass kein Licht aus dem Strahlengang nach außen dringen kann oder von außen in den Strahlengang eindringen kann. Das Eindringen von Streulicht, Reflexionslicht, oder sonstigem Fremdlicht, dass von außen in diesen gekapselten Abschnitt des Strahlengangs gelangen könnte, wird zuverlässig verhindert.The encapsulation forms a complete enclosure for this area of the beam path, so that no light can penetrate from the beam path to the outside or enter the beam path from outside. The penetration of scattered light, reflected light, or other extraneous light that could enter this encapsulated section of the beam path from outside is reliably prevented.
Ist der Strahlengang in einem Abschnitt zwischen der Lichtquelle und dem Beleuchtungsfilter gekapselt, wird das von der Lichtquelle abgestrahlte Beleuchtungslicht in dem ersten Wellenlängenbereich innerhalb der Kapselung zu dem Beleuchtungsfilter geleitet. Durch die Kapselung ist somit ausgeschlossen, dass Umgebungslicht oder Fremdlicht, das nicht von der Lichtquelle erzeugt wird, zu dem Beleuchtungsfilter gelangt. Nur das von der Lichtquelle erzeugte Licht wird entlang des Strahlengangs zu dem Beleuchtungsfilter geleitet.If the beam path is encapsulated in a section between the light source and the illumination filter, the illumination light emitted by the light source is directed to the illumination filter in the first wavelength range within the encapsulation. The encapsulation therefore prevents ambient light or extraneous light that is not generated by the light source from reaching the lighting filter. Only the light generated by the light source is guided along the beam path to the illumination filter.
Eine Kapselung in einem Abschnitt zwischen dem Beleuchtungsfilter und dem Einkoppelelement stellt sicher, dass lediglich das durch den Beleuchtungsfilter austretende Beleuchtungslicht in dem zweiten Wellenlängenbereich zu dem Einkoppelelement gelangen kann. Das Eindringen von Streulicht, Reflexionslicht, oder sonstigem Fremdlicht, dass von außen in diesen Abschnitt des Strahlengangs zwischen Beleuchtungsfilter und Einkoppelelement gelangen könnte, wird zuverlässig verhindert.Encapsulation in a section between the illumination filter and the coupling element ensures that only the illumination light emerging through the illumination filter in the second wavelength range can reach the coupling element. The penetration of scattered light, reflected light, or other extraneous light that could enter this section of the beam path between the lighting filter and the coupling element from the outside is reliably prevented.
Damit wird ausschließlich Licht des zweiten Wellenlängenbereiches des genau definierten Beleuchtungsfilters in das Einkoppelelement eingekoppelt und durch die Beleuchtungsoptik zu der Objektebene geleitet, um so den Fluoreszenzfarbstoff in einem Tumor anzuregen.This means that only light of the second wavelength range of the precisely defined illumination filter is coupled into the coupling element and guided through the illumination optics to the object plane in order to stimulate the fluorescent dye in a tumor.
Fremdlicht, das auf irgendeine Weise in die Beleuchtungsvorrichtung eindringen könnte, durch Reflexion oder Streuung in die Beleuchtungsvorrichtung gelangt oder durch eine mögliche weitere Lichtquelle erzeugt wird, kann nicht zu dem Einkoppelelement gelangen.External light that could penetrate the lighting device in some way, enters the lighting device through reflection or scattering, or is generated by a possible additional light source, cannot reach the coupling element.
Vorteilhaft wird der Operationssitus wellenlängenselektiv ohne störendes Fremdlicht, Reflexionslicht oder Streulicht beleuchtet. Dadurch ist sichergestellt, dass das durch die Beobachtung des Operationsmikroskops detektierbare Fluoreszenzlicht ausschließlich durch den Fluoreszenzfarbstoff im Tumor erzeugt wird und nicht durch die Beleuchtungsvorrichtung generiert wird. Das in der Objektebene bei der Fluoreszenzbetrachtung durch das Operationsmikroskop vorhandene Licht liegt in zwei getrennten Wellenlängenbereichen vor. Der erste Wellenlängenbereich stellt das Anregungslicht dar, der zweite Wellenlängenbereich das in der Beobachtung detektierte Fluoreszenzlicht. Somit ist auch die Beobachtung und Detektion eines in sehr schwacher Intensität fluoreszierenden Gewebes möglich.The surgical site is advantageously illuminated in a wavelength-selective manner without disturbing extraneous light, reflected light or scattered light. This ensures that the fluorescent light detectable through observation of the surgical microscope is generated exclusively by the fluorescent dye in the tumor and is not generated by the lighting device. The light present in the object plane when viewing fluorescence through the surgical microscope is in two separate wavelength ranges. The first wavelength range represents the excitation light, the second wavelength range represents the fluorescent light detected in the observation. This also makes it possible to observe and detect tissue that fluoresces at a very weak intensity.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Strahlengang in einem ersten Bereich zwischen dem Beleuchtungsfilter und dem optischen Einkoppelelement gekapselt ausgebildet.In one embodiment of the invention, the beam path is designed to be encapsulated in a first region between the illumination filter and the optical coupling element.
Die Kapselung zwischen dem Beleuchtungsfilter und dem Einkoppelelement stellt sicher, dass lediglich das durch den Beleuchtungsfilter austretende Beleuchtungslicht in dem zweiten Wellenlängenbereich zu dem Einkoppelelement gelangen kann. Das Eindringen von Streulicht, Reflexionslicht, oder sonstigem Fremdlicht, dass von außen in diesen Abschnitt des Strahlengangs zwischen Beleuchtungsfilter und Einkoppelelement gelangen könnte, wird zuverlässig verhindert.The encapsulation between the illumination filter and the coupling element ensures that only the illumination light emerging through the illumination filter in the second wavelength range can reach the coupling element. The penetration of scattered light, reflected light, or other extraneous light that could enter this section of the beam path between the lighting filter and the coupling element from the outside is reliably prevented.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Strahlengang in einem zweiten Bereich zwischen der Lichtquelle und dem Beleuchtungsfilter gekapselt ausgebildet ist.In one embodiment of the invention, the beam path is designed to be encapsulated in a second region between the light source and the illumination filter.
Durch die Kapselung in diesem zweiten Bereich ist ausgeschlossen, dass Umgebungslicht oder Fremdlicht, das nicht von der Lichtquelle erzeugt wird, zu dem Beleuchtungsfilter gelangt. Nur das von der Lichtquelle erzeugte Licht wird entlang des Strahlengangs zu dem Beleuchtungsfilter geleitet. Zudem wird sichergestellt, dass kein Licht zwischen der Lichtquelle und dem Beleuchtungsfilter durch Reflexion oder Streuung in die Beleuchtungsvorrichtung abgestrahlt wird.The encapsulation in this second area prevents ambient light or extraneous light that is not generated by the light source from reaching the lighting filter. Only the light generated by the light source is captured along the beam path to the lighting filter. It also ensures that no light between the light source and the lighting filter is emitted into the lighting device through reflection or scattering.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Strahlengang zwischen der Lichtquelle und dem optischen Einkoppelelement durch eine Kapselung geführt, wobei die Kapselung eine Aussparung aufweist, in die der Beleuchtungsfilter einbringbar ist.In one embodiment of the invention, the beam path between the light source and the optical coupling element is guided through an encapsulation, the encapsulation having a recess into which the illumination filter can be inserted.
Die vollständige Kapselung zwischen der Lichtquelle und dem optischen Einkoppelelement kann das Austreten von Streulicht oder Reflexionslicht und das Eindringen von Fremdlicht in den Strahlengang noch weiter verbessern.The complete encapsulation between the light source and the optical coupling element can further improve the escape of scattered light or reflected light and the penetration of extraneous light into the beam path.
Das von der Lichtquelle abgestrahlte Beleuchtungslicht in dem ersten Wellenlängenbereich innerhalb der Kapselung zu dem Beleuchtungsfilter geleitet. Durch die Kapselung ist somit ausgeschlossen, dass Umgebungslicht oder Fremdlicht, das nicht von der Lichtquelle erzeugt wird, zu dem Beleuchtungsfilter gelangt. Nur das von der Lichtquelle erzeugte Licht wird entlang des Strahlengangs zu dem Beleuchtungsfilter geleitet.The illumination light emitted by the light source in the first wavelength range is guided within the encapsulation to the illumination filter. The encapsulation therefore prevents ambient light or extraneous light that is not generated by the light source from reaching the lighting filter. Only the light generated by the light source is guided along the beam path to the illumination filter.
Die weitere Kapselung zwischen dem Beleuchtungsfilter und dem Einkoppelelement stellt sicher, dass lediglich das durch den Beleuchtungsfilter austretende Beleuchtungslicht in dem zweiten Wellenlängenbereich zu dem Einkoppelelement gelangen kann. Das Eindringen von Streulicht, Reflexionslicht, oder sonstigem Fremdlicht, dass von außen in diesen Abschnitt des Strahlengangs zwischen Beleuchtungsfilter und Einkoppelelement gelangen könnte, wird zuverlässig verhindert.The further encapsulation between the illumination filter and the coupling element ensures that only the illumination light emerging through the illumination filter can reach the coupling element in the second wavelength range. The penetration of scattered light, reflected light, or other extraneous light that could enter this section of the beam path between the lighting filter and the coupling element from the outside is reliably prevented.
Die Kapselung weist eine Aussparung auf, in welche der Beleuchtungsfilter einbringbar ist. Der Beleuchtungsfilter kann in den Strahlengang eingebracht und wieder entfernt werden. Durch diese Anordnung kann der Beleuchtungsfilter vorteilhaft getauscht werden. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn der Beleuchtungsfilter auf einem Filterwechsler, beispielsweise ein Filterrad, angeordnet ist. Vorteilhaft ist für mehrere Filter eine wellenlängenselektive Beleuchtung der Objektebene ohne störendes Reflexionslicht oder Streulicht bewirkbar.The encapsulation has a recess into which the lighting filter can be inserted. The illumination filter can be inserted into the beam path and removed again. This arrangement allows the lighting filter to be advantageously replaced. This is particularly advantageous if the lighting filter is arranged on a filter changer, for example a filter wheel. It is advantageous for several filters to achieve wavelength-selective illumination of the object plane without disturbing reflected light or scattered light.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Kapselung durch eine Streulichthülse gebildet.In one embodiment of the invention, the encapsulation is formed by a scattered light sleeve.
Eine Streulichthülse bildet eine längliche und feste Umhüllung des Strahlenganges und bewirkt eine Kapselung des Strahlengangs. Eine Streulichthülse kann einen beliebig geformten Querschnitt aufweisen. Ein runder Querschnitt hat den Vorteil, dass die Streulichthülse leichter herstellbar ist. Vorteilhaft kann die Streulichthülse als ein Bauteil hergestellt werden, dass leicht montierbar oder in einem Strahlengang nachrüstbar ist.A scattered light sleeve forms an elongated and solid covering of the beam path and encapsulates the beam path. A scattered light sleeve can have a cross-section of any shape. A round cross section has the advantage that the scattered light sleeve is easier to produce. The scattered light sleeve can advantageously be manufactured as a component that can be easily assembled or retrofitted in a beam path.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Streulichthülse zweiteilig ausgebildet.In one embodiment of the invention, the scattered light sleeve is designed in two parts.
Durch eine zweiteilige Streulichthülse vereinfacht die Herstellung einer Aussparung, in die der Beleuchtungsfilter einbringbar ist. Weitere Vorteile sind eine leichte Montage und einfachere Einzelteile, beispielsweise einfache und kostengünstige Drehteile.A two-part scattered light sleeve simplifies the creation of a recess into which the lighting filter can be inserted. Further advantages include easy assembly and simpler individual parts, for example simple and inexpensive turned parts.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die eine Oberfläche der Streulichthülse als Gewinde ausgebildet ist.In one embodiment of the invention, one surface of the scattered light sleeve is designed as a thread.
An dem Gewinde kann eine Mehrfachreflexion auftreten und so eine Reduzierung des auftreffenden Lichtes und des Streulicht erreicht werden. Durch ein Gewinde kann zudem eine feste mechanische und lichtdichte Verbindung zu einem anderen Bauteil, beispielsweise dem Einkoppelelement oder der Lichtquelle hergestellt werden. Gewinde sind einfach herstellbar.Multiple reflections can occur on the thread, thus reducing the amount of light that hits it and the amount of scattered light. A thread can also be used to create a solid mechanical and light-tight connection to another component, such as the coupling element or the light source. Threads are easy to produce.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Streulichthülse als Zylinder ausgebildet.In one embodiment of the invention, the scattered light sleeve is designed as a cylinder.
Ein Zylinder ist kostengünstig und einfach herstellbar, beispielsweise durch Absägen eines Rohres.A cylinder is inexpensive and easy to produce, for example by sawing off a pipe.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Streulichthülse konisch ausgebildet.In one embodiment of the invention, the scattered light sleeve is conical.
Durch eine konische Form der Streulichthülse kann diese sehr gut an einen konvergenten Strahlengang angepasst werden.Thanks to the conical shape of the scattered light sleeve, it can be adapted very well to a convergent beam path.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Oberfläche der Streulichthülse gestuft ausgebildet.In one embodiment of the invention, a surface of the scattered light sleeve is designed to be stepped.
Durch die Stufung kann eine Mehrfachreflexion auftreten und so eine Reduzierung des auftreffenden Lichtes und des Streulicht erreicht werden. Durch die Stufung können zylinderförmige Außen- und Innenflächen an den beiden Stirnseiten gebildet werden, die eine Montage und Verbindung mit einem anderen Bauteil, beispielsweise an dem Einkoppelelement oder an der Lichtquelle, erleichtern.The gradation can result in multiple reflections, thus reducing the incident light and the scattered light. The gradation can create cylindrical outer and inner surfaces on both end faces, which facilitate assembly and connection to another component, for example to the coupling element or to the light source.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist eine Stirnseite der Streulichthülse einen Borstenkamm auf.In one embodiment of the invention, an end face of the scattered light sleeve has a bristle comb.
Durch den Borstenkamm kann der Spalt zwischen einer fest monierten Streulichthülse und einem beweglichen Element, beispielsweise einem Filterrad oder einem Filterschieber, optisch abgedichtet werden, und dennoch ein Relativbewegung der Bauteile ermöglichen. Die Beweglichkeit des Filterrades oder Filterschiebers wird dabei nur geringfügig durch die Borstenreibung beeinträchtigt.The bristle comb can close the gap between a permanently mounted scattered light sleeve and a movable element, for example a Filter wheel or a filter slide, are optically sealed, and still allow relative movement of the components. The mobility of the filter wheel or filter slide is only slightly affected by the bristle friction.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Oberfläche der Streulichthülse schwarz ausgebildet.In one embodiment of the invention, a surface of the scattered light sleeve is black.
Eine schwarze Oberfläche absorbiert Licht und reduziert somit Reflexion und Streuung. Die schwarze Farbe kann durch Eloxieren, Lackieren oder plasmachemisch aufgebracht werden.A black surface absorbs light and therefore reduces reflection and scattering. The black color can be applied by anodizing, painting or plasma chemically.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist eine Oberfläche Rillen, Riefen oder Schuppen auf, so dass eine raue Oberfläche mit einem arithmetische Mittenrauwert Ra > 0,1mm gebildet ist.In one embodiment of the invention, a surface has grooves, grooves or scales, so that a rough surface is formed with an arithmetic mean roughness Ra > 0.1mm.
An einer rauen Oberfläche kann Mehrfachreflexion auftreten und so eine Reduzierung des reflektierten Lichtes und des Streulicht erreicht werden.Multiple reflections can occur on a rough surface, resulting in a reduction in reflected light and scattered light.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist der Beleuchtungsfilter einen Durchlassbereich in einem Wellenlängenbereich von 400 nm bis 435 nm auf.In one embodiment of the invention, the illumination filter has a pass band in a wavelength range of 400 nm to 435 nm.
Beleuchtungslicht in diesem Wellenlängenbereich ist für die Fluoreszenzanregung für Protoporphyrin IX besonders geeignet.Illumination light in this wavelength range is particularly suitable for fluorescence excitation for protoporphyrin IX.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist der Beleuchtungsfilter einen Durchlassbereich in einem Wellenlängenbereich von 400 nm bis 800 nm auf.In one embodiment of the invention, the illumination filter has a pass band in a wavelength range of 400 nm to 800 nm.
Beleuchtungslicht in diesem Wellenlängenbereich oder einem Teilbereich dieses Wellenlängenbereiches ist besonders geeignet bei Verwendung des Fluoreszenzfarbstoffes Indocyaningrün.Illumination light in this wavelength range or a portion of this wavelength range is particularly suitable when using the fluorescent dye indocyanine green.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist der Beleuchtungsfilter einen Durchlassbereich in einem Wellenlängenbereich von 380 nm bis 440 nm auf.In one embodiment of the invention, the illumination filter has a pass band in a wavelength range of 380 nm to 440 nm.
Durch diese Anregungswellenlänge wird die Fluoreszenzlichtuntersuchung eines Gewebebereiches im blauen Spektralbereich ermöglicht. Beleuchtungslicht in diesem Wellenlängenbereich oder einem Teilbereich dieses Wellenlängenbereiches bildet ein Anregungslicht für einen Fluoreszenzfarbstoff, der insbesondere für eine Wellenlänge um 405 nm sensitiv ist.This excitation wavelength enables the fluorescent light examination of a tissue area in the blue spectral range. Illumination light in this wavelength range or a portion of this wavelength range forms an excitation light for a fluorescent dye that is particularly sensitive to a wavelength around 405 nm.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Beleuchtungsfilter auf einem Filterwechsler angeordnet.In one embodiment of the invention, the lighting filter is arranged on a filter changer.
An einem Filterwechsler können mehrere Beleuchtungsfilter angeordnet sein. Vorteilhaft können verschiedene Beleuchtungsmodi mit jeweils unterschiedlichen Beleuchtungswellenlängen eingestellt werden.Several lighting filters can be arranged on a filter changer. Different lighting modes can advantageously be set, each with different lighting wavelengths.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das optische Einkoppelelement ein Lichtleiter.In one embodiment of the invention, the optical coupling element is a light guide.
Bei einer Einkopplung des Beleuchtungslichtes in einen Lichtleiter kann das Beleuchtungslicht außerhalb des Operationsmikroskops erzeugt werden. Die Lichtquelle ist leichter zugänglich, ein Austausch damit einfach. Eine Wärmeerzeugung der Lichtquelle ist von der Beobachtungsoptik des Operationsmikroskops separiert. Die Beleuchtungsvorrichtung bildet eine Kaltlichtquelle. Das Operationsmikroskop kann kompakter konstruiert werden.When the illumination light is coupled into a light guide, the illumination light can be generated outside the surgical microscope. The light source is easier to access and can therefore be replaced easily. Heat generation from the light source is separated from the observation optics of the surgical microscope. The illumination device forms a cold light source. The surgical microscope can be constructed more compactly.
In einer Ausgestaltung der Erfindung leuchtet die Lichtquelle kontinuierlich.In one embodiment of the invention, the light source lights up continuously.
Unter einer kontinuierlich leuchtenden Lichtquelle wird eine konstant leuchtende Lichtquelle verstanden. Eine gepulste Lichtquelle kann nur dann als kontinuierlich leuchtend angesehen werden, wenn ein Beobachter die Pulse optisch nicht differenzieren kann, so das ein Beobachter die Lichtquelle als kontinuierlich und konstant leuchtend wahrnimmt. Beispielsweise kann eine LED pulsweitenmoduliert angesteuert werden, um die Helligkeit der Lichtquelle zu steuern. Ein Beobachter nimmt dabei jedoch keine Pulse oder Blitze wahr, sondern empfindet die LED als konstant und kontinuierlich leuchtend. Bei der Betrachtung eines Operationssitus mit bloßem Auge wäre ein pulsierendes oder blitzendes Beleuchtungslicht störend und unangenehm.A continuously shining light source is understood to mean a constantly shining light source. A pulsed light source can only be viewed as continuously luminous if an observer cannot optically differentiate the pulses, so that an observer perceives the light source as continuously and constantly luminous. For example, an LED can be controlled using pulse width modulation to control the brightness of the light source. However, an observer does not perceive any pulses or flashes, but rather perceives the LED to be constantly and continuously lit. When viewing a surgical site with the naked eye, a pulsating or flashing illumination light would be disruptive and uncomfortable.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden in Bezug auf die nachfolgenden Zeichnungen erklärt, in welchen zeigen:
-
1 eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Operationsmikroskop in einer schematischen Darstellung; -
2 die Beleuchtungsvorrichtung gemäß1 mit einem Streulichtanteil in einer schematischen Darstellung; -
3 die Beleuchtungsvorrichtung gemäß1 mit einem durch Streulichthülsen gekapselten Strahlengang; -
4 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Streulichthülse in einer Schnittdarstellung; -
5 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Streulichthülse in einer Schnittdarstellung; -
6 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Streulichthülse in einer Schnittdarstellung.
-
1 an illumination device for a surgical microscope in a schematic representation; -
2 the lighting device according to1 with a scattered light component in a schematic representation; -
3 the lighting device according to1 with a beam path encapsulated by scattered light sleeves; -
4 a first exemplary embodiment of a scattered light sleeve in a sectional view; -
5 a second embodiment of a scattered light sleeve in a sectional view; -
6 a third embodiment of a scattered light sleeve in a sectional view.
Die
Eine Beleuchtungsvorrichtung 100 umfasst eine Lichtquelle 101, einen Filterwechsler, der als Filterrad 110 ausgebildet ist, mit einem ersten Beleuchtungsfilter 111 und einem zweiten Beleuchtungsfilter 112, ein optisches Einkoppelelement 120 und einen Lichtleiter 121.A
Das von der Lichtquelle 101 abgestrahlte Beleuchtungslicht wird in einem konvergenten Strahlengang 102 zu dem optischen Einkoppelelement 120 geführt. Der Beleuchtungsstrahlengang 102 ist dabei durch den ersten Beleuchtungsfilter 111 geführt. Der erste Beleuchtungsfilter 111 ist auf dem Filterrad 110 angeordnet. Das Filterrad 110 umfasst den weiteren Beleuchtungsfilter 112. Das Filterrad 110 ist auf einer Achse 113 drehbar gelagert. Dies ist durch den Pfeil 114 schematisch dargestellt.The illumination light emitted by the
Das in das optische Einkoppelelement 120 eingekoppelte Beleuchtungslicht wird über einen Lichtleiter 121 zu einem Operationsmikroskop 130 geführt. Das Operationsmikroskop 130 umfasst ein nicht dargestelltes Hauptobjektiv, eine Beleuchtungsoptik und eine Beobachtungsoptik. Das über den Lichtleiter 121 zugeführte Beleuchtungslicht wird über die Beleuchtungsoptik des Operationsmikroskops 130 zu einem Beleuchtungslichtkegel 131 geformt und bildet die Beleuchtung für eine Objektebene 132. Das Operationsmikroskop 130 ist für die Beleuchtung und Beobachtung eines Operationssitus ausgebildet. Der Operationssitus umfasst einen Tumor.The illumination light coupled into the
Die Beleuchtungsvorrichtung 100 kann weitere nicht dargestellte optische Elemente, beispielsweise Linsen, Blenden, Strahlteiler und/oder weitere Filter umfassen.The
Die Lichtquelle 101 kann eine Glühlampe, eine Halogen- oder Xenon-Lichtquelle sein. Die Lichtquelle 101 kann auch durch eine LED-Lichtquelle gebildet sein.The
Das Filterrad 110 kann einen einzelnen Beleuchtungsfilter oder mehrere Beleuchtungsfilter umfassen. Das Filterrad 110 kann auch eine Öffnung ohne ein Filterelement aufweisen, durch die das Beleuchtungslicht direkt auf das optische Einkoppelelement 120 gelangt. Das Filterrad 110 kann alternativ auch durch einen Filterschieber gebildet, bei dem ein einzelner oder mehrere Filter linear entlang einer Achse in den Strahlengang eingeschoben werden können.The
Der erste Beleuchtungsfilter 111 weist einen Durchlassbereich in einem genau definierten Wellenlängenbereich auf, der zur Anregung eines Fluoreszenzfarbstoffes im Tumor geeignet ist. Der erste Beleuchtungsfilter 111 wird deshalb auch als Anregungsfilter bezeichnet.The
Ein Beispiel für einen Durchlassbereich ist ein Wellenlängenbereich von 400 nm bis 435 nm als Anregungsbereich für Protoporphyrin IX. Dazu wird einem Körper ein Farbstoff mit der Bezeichnung 5-ALA zugeführt, der durch Stoffwechselvorgänge im Körper zu Protoporphyrin IX umgewandelt wird und somit einen Tumormarker bildet.An example of a passband is a wavelength range from 400 nm to 435 nm as the excitation range for protoporphyrin IX. For this purpose, a dye called 5-ALA is supplied to the body, which is converted into protoporphyrin IX through metabolic processes in the body and thus forms a tumor marker.
Der zweite Beleuchtungsfilter 112 weist einen Durchlassbereich auf, der sich von dem Wellenlängenbereich des ersten Beleuchtungsfilters 111 unterscheidet. Beispielsweise weist der zweite Beleuchtungsfilter 112 einen Durchlassbereich für einen anderen Fluoreszenzfarbstoff auf. In einer alternativen Ausgestaltung kann das Filterrad 110 anstelle des zweiten Beleuchtungsfilters 112 auch nur eine Öffnung aufweisen, beispielsweise wenn das durch die Lichtquelle 101 abgestrahlte Beleuchtungslicht ohne Filterung den Operationssitus beleuchten soll.The
Das optische Einkoppelelement 120 kann durch eine Linse oder einen Lichtleiter gebildet sein. Es ist auch vorstellbar, dass das Beleuchtungslicht direkt in den Lichtleiter 121 eingekoppelt wird. Der Lichtleiter 121 kann durch eine Lichtleitfaser oder einen Lichtleitstab gebildet sein. Ein Lichtleitstab ist vorteilhaft, da der gesamte Stab als Vollmaterial das Licht weiterleiten kann und somit geringe Helligkeitsverluste auftreten. Eine Lichtleitfaser ist vorteilhaft, da diese das Licht auch entlang gekrümmter Wege transportieren kann und somit ein sehr flexibler Aufbau der Beleuchtungsvorrichtung möglich wird.The
Das Operationsmikroskop 130 kann ein konventionelles optisches Stereo-Operationsmikroskop mit einem Hauptobjektiv, einer Vergrößerungsoptik und Okularen sein, oder ein rein digitales Operationsmikroskop, bei dem eine Objektebene von einer oder mehreren Kameras aufgenommen wird, deren Bild auf einem Bildschirm dargestellt wird. Das Operationsmikroskop 130 kann auch ein Hybrid-System, eine Mischung aus einem konventionellen Operationsmikroskop und einem digitalen Operationsmikroskop bilden.The
Die
Bei einer idealen Beleuchtungsvorrichtung 100 wird das gesamte Beleuchtungslicht, welches in der Lichtquelle 101 erzeugt wird, durch den ersten Beleuchtungsfilter 111 geleitet. In diesem Fall wird ausschließlich Licht des Wellenlängenbereiches des genau definierten Beleuchtungsfilters 111 über das Einkoppelelement 120 in den Lichtleiter 121 eingekoppelt und über die Beleuchtungsoptik des Operationsmikroskops 130 den Operationssitus beleuchten und somit den Fluoreszenzfarbstoff im Tumor anregen.In an
In einem Ausführungsbeispiel erzeugt eine Lichtquelle 101, die als Xenon-Lichtquelle ausgebildet ist, Beleuchtungslicht in einem Wellenlängenbereich von 370 nm bis 800 nm. Der Beleuchtungsfilter 111 hat einen Durchlassbereich von 400 nm bis 435 nm als Anregungsbereich für Protoporphyrin IX. Wenn das gesamte Beleuchtungslicht durch den Beleuchtungsfilter 111 geleitet wird, wird der Operationssitus ausschließlich mit Beleuchtungslicht der im Wellenlängenbereich von 400 nm bis 435 nm beleuchtet. Dies bewirkt eine Anregung des Fluoreszenzfarbstoffes im Tumor.In one embodiment, a
Jedoch stellt bereits die Lichtquelle 101 eine Störquelle dar. Beleuchtungslicht in einem Wellenlängenbereich außerhalb des Durchlassbereiches des Filters 111 wird innerhalb der Beleuchtungsvorrichtung an Bauteilen oder dem Gehäuse reflektiert und/oder gestreut. Dieses reflektierte und/oder gestreute Beleuchtungslicht, das nicht durch den Beleuchtungsfilter 111 geführt ist, wird schematisch durch ein erstes Streulicht 140 dargestellt. Das erste Streulicht 140 erreicht das optische Einkoppelelement 120 und wird über den Lichtleiter 121 und die Beleuchtungsoptik des Operationsmikroskops 130 auf die Objektebene 132 des Operationssitus geleitet. Damit gelangt auch Beleuchtungslicht in einem Wellenlängenbereich außerhalb des durch den Beleuchtungsfilter 111 definierten Wellenlängenbereiches von 400 nm bis 435 nm in die Objektebene, auf den Operationssitus und auf den Tumor. Somit erreicht zu viel Beleuchtungslicht, welches zuvor nicht durch den Beleuchtungsfilter 111 geführt wurde, den Lichtleiter und gelangt somit zusätzlich zum Anregungslicht auf den Fluoreszenzfarbstoff.However, the
In dem Beobachtungsstrahlengang des Operationsmikroskops 130 kann somit bei einer Betrachtung der Objektebene 132 nicht klar unterschieden werden, ob es sich bei dem beobachteten Licht tatsächlich um Fluoreszenzlicht, das durch die Anregung des Fluoreszenzfarbstoff in dem Tumor emittiert wird, oder um das erste Streulicht 140 aus der Beleuchtungsvorrichtung 100 handelt. Dies trifft sowohl bei einer Betrachtung der Objektebene 132 durch die Okulare des Operationsmikroskops 130 als auch auf eine Betrachtung durch eine Kamera zu.In the observation beam path of the
Die
Eine Beleuchtungsvorrichtung 180 gemäß
Die Kapselung ist durch eine Streulichthülse gebildet, die zweiteilig ausgebildet ist. Der konvergente erste Abschnitt des Strahlengangs 102 zwischen der Lichtquelle 101 und dem auf dem Filterrad 110 angeordneten ersten Beleuchtungsfilter 111 ist durch eine erste Streulichthülse 150 gekapselt. Der konvergente zweite Abschnitt des Strahlengangs 102 zwischen dem ersten Beleuchtungsfilter 111 und dem optischen Einkoppelelement 120 ist durch eine zweite Streulichthülse 151 gekapselt.The encapsulation is formed by a scattered light sleeve, which is designed in two parts. The convergent first section of the
Streulicht oder reflektiertes Licht, das zwischen der Lichtquelle 101 und ersten Beleuchtungsfilter 111 entsteht, ist schematisch als ein zweites Streulicht 141 dargestellt. Das zweite Streulicht 141 wird durch die erste Streulichthülse 150 entweder absorbiert oder derart reflektiert, dass es den ersten Beleuchtungsfilter 111 passiert.Scattered light or reflected light that arises between the
Ein drittes Streulicht 142 zeigt schematisch Streulicht oder reflektiertes Licht, das zwischen dem ersten Beleuchtungsfilter 111 und dem Einkoppelelement 120 erzeugt wird. Das dritte Streulicht 142 wird durch die zweite Streulichthülse 151 entweder absorbiert oder derart reflektiert, dass es zu dem Einkoppelelement 120 geführt wird.A third
Licht, dass von außen auf die zweite Streulichthülse 151 trifft, wird schematisch durch ein viertes Streulicht 143 dargestellt. Durch die erste Streulichthülse 150 und die zweite Streulichthülse 151 wird wirkungsvoll verhindert, das Umgebungslicht, oder in der Beleuchtungsvorrichtung 100 reflektiertes oder gestreutes Licht in den Strahlengang 102 gelangt und in den Lichtleiter 121 über das optische Einkoppelelement 120 eingekoppelt wird.Light that hits the second scattered
Die erste Streulichthülse 150 kann mit der Lichtquelle 101 lichtdicht verbunden werden. Ebenso kann die zweite Streulichthülse 151 mit dem Einkoppelelement 120 lichtdicht verbunden werden. Diese Verbindungen sind statisch, da keine mechanische Relativbewegung zwischen diesen Komponenten entsteht.The first scattered
Eine mechanische Bewegung findet jedoch zwischen dem Filterrad 110 und einer ersten Stirnseite der ersten Streulichthülse 150, sowie einer zweiten Stirnseite der zweiten Streulichthülse 151 statt.However, a mechanical movement takes place between the
Deshalb ist zwischen der ersten Stirnseite der ersten Streulichthülse 150 und dem Filterrad 110 ein erster Spalt 160 vorhanden. Zwischen dem Filterrad 110 und der zweiten Stirnseite der zweiten Streulichthülse 151 ist ein zweiter Spalt 161 ausgebildet. Der erste Spalt 160 und der zweite Spalt 161 sind vorhanden, damit das Filterrad 110 eine Drehbewegung um die Achse 113 ausführen kann und dabei nicht geklemmt wird. Dieser Spalt ist sehr klein, beispielsweise kleiner als 0,1mm, um das Eindringen von Streulicht in den Strahlengang 102 weitgehend zu vermeiden.Therefore, a
Vorteilhaft kann an der ersten Stirnseite der ersten Streulichthülse 150 und an der zweiten Stirnseite der zweiten Streulichthülse 151 ein Borstenkranz angeordnet sein, um das Eindringen von Streulicht durch den ersten Spalt 160 oder den zweiten Spalt 161 wirkungsvoll zu verhindern. Ein Beispiel für solch einen Borstenkranz ist in
Die Kapselung kann auch derart ausgebildet sein, dass das Filterrad 110 vollständig oder zumindest teilweise in den gekapselten Bereich mit eingeschlossen ist.The encapsulation can also be designed such that the
In einer Ausführungsform ist der Strahlengang 102 zwischen der Lichtquelle und dem optischen Einkoppelelement 120 durch eine einteilige Kapselung geführt, wobei die Kapselung eine Aussparung aufweist, in die das Filterrad 110 mit dem Beleuchtungsfilter 111 einbringbar ist. Die einteilige Kapselung umfasst somit die erste Streulichthülse 150 und die zweite Streulichthülse 151.In one embodiment, the
In einer Ausführungsform ist nur die zweiten Streulichthülse 151 in dem Strahlengang 102 angeordnet. Somit ist sichergestellt, dass lediglich das durch den Beleuchtungsfilter 111 austretende Beleuchtungslicht in dem zweiten Wellenlängenbereich zu dem Einkoppelelement 120 gelangen kann. Das Eindringen von Fremdlicht, dass von außen in diesen Abschnitt des Strahlengangs 102 zwischen dem Beleuchtungsfilter 111 und dem Einkoppelelement 120 gelangen könnte, wird zuverlässig verhindert. Die Streulichthülse 151 bewirkt, dass Licht, da von außen in die Beleuchtungsvorrichtung gelangen könnte oder Beleuchtungslicht, das in der Beleuchtungsvorrichtung gestreut oder reflektiert wird und nicht durch den Beleuchtungsfilter 111 geführt wird, nicht in das Einkoppelelement 120 eingekoppelt wird.In one embodiment, only the second scattered
In einer weiteren Ausführungsform ist nur die erste Streulichthülse 150 in dem Strahlengang 102 angeordnet. Die erste Streulichthülse 150 verhindert, dass Umgebungslicht oder Fremdlicht, das nicht von der Lichtquelle 101 erzeugt wird, zu dem Beleuchtungsfilter 111 gelangt. Nur das von der Lichtquelle 101 abgestrahlte Licht wird entlang des Strahlengangs 102 zu dem Beleuchtungsfilter 111 geleitet. Die erste Streulichthülse 150 verhindert, dass Licht entlang des Strahlengangs 102 zwischen der Lichtquelle 101 und dem Beleuchtungsfilter 111 durch Reflexion oder Streuung in die Beleuchtungsvorrichtung 180 abgestrahlt wird.In a further embodiment, only the first scattered
Die
Eine erste Streulichthülse 200 ist als ein Zylinder ausgebildet. Die Breite der Mantelfläche 201 der ersten Streulichthülse 200 beansprucht ungefähr 10% des Durchmessers. Dadurch weist die erste Streulichthülse 200 eine relativ breite erste Stirnseite 202 und eine zweite Stirnseite 205 auf. Vorteilhaft kann an der ersten Stirnseite 202 oder an der zweiten Stirnseite 205 eine zusätzliche Abdichtelement, beispielsweise eine flexibel Dichtlippe, ein Filzelement oder ein Borstenelement angeordnet werden, um die Dichtwirkung noch weiter zu verbessern. Die äußere Mantelfläche ist als Außengewinde 204 ausgebildet, die Zylinderinnenseite ist als ein Innengewinde 203 ausgebildet.A first scattered
Vorteilhaft kann damit die erste Streulichthülse an die Lichtquelle oder an das Einkoppelelement angeschraubt werden, um die Lichtdichtigkeit an dieser Verbindungsstelle noch weiter zu verbessern. Vorteilhaft kann das Innengewinde 203 oder das Außengewinde 204 als Lichtfalle ausgebildet sein, um Streulicht wirksam zu absorbieren. In Kombination mit einer lichtreduzierenden Oberfläche wird Licht aufgrund des mehrfachen Auftreffens auf der Oberfläche besonders gut absorbiert. Das Innengewinde 203 und/oder das Außengewinde 204 kann dazu eine hohe Rauheit aufweisen. Die Oberfläche kann Rillen, Riefen oder Schuppen aufweisen, so dass die eine raue Oberfläche mit einem arithmetische Mittenrauwert Ra > 0,1mm gebildet ist.The first scattered light sleeve can thus advantageously be screwed onto the light source or onto the coupling element in order to further improve the light tightness at this connection point. The
Die erste Streulichthülse 200 kann zur Absorption auftreffenden Lichtes schwarz eloxiert oder lackiert sein. Die Färbung kann auch plasmachemisch erfolgen.The first scattered
Die erste Streulichthülse 200 kann aus Kunststoff oder Metall hergestellt sein. Kunststoff ist leicht und kann bereits eingefärbt produziert werden. Metall hat eine gute Wärmeleitfähigkeit. Die mechanische Bearbeitung einer zylinderförmigen Streulichthülse ist auf einer Drehbank möglich. Eine zylinderförmige Streulichthülse kann kostengünstig als Meterware hergestellt werden.The first scattered
Die
Eine zweite Streulichthülse 300 ist konisch ausgebildet. Ein erster Durchmesser einer ersten Stirnseite 203 ist größer als ein zweiter Durchmesser einer zweiten Stirnseite 205. Durch die im Wesentlichen konische Form einer Mantelfläche 301 ist die zweite Streulichthülse 300 besonders gut an einen konvergenten Strahlengang angepasst. Der Kegelmantel weist an seiner Außenfläche 304 und an seine Innenfläche 303 jeweils stufenförmige Absätze auf. Damit kann Reflexionslicht und Streulicht wirksamer absorbiert werden. Die Oberfläche kann lichtreduzierend schwarz gefärbt sein. Die stufenförmigen Absätze können derart ausgebildet sein, dass die Mantelflächen der Stufen jeweils zylindrisch ausgebildet sind.A second scattered
Durch die stufenförmige Ausbildung ist die jeweils angrenzende Stufe an der ersten Stirnseite 203 und an der zweiten Stirnseite 302 zylindrisch ausgebildet. Damit kann die zweite Streulichthülse 300 leicht auf die Lichtquelle oder an das optische Einkoppelelement aufgesteckt oder in eine passende Bohrung lichtdicht eingeführt werden.Due to the step-shaped design, the adjacent step on the
Die Oberflächenbeschaffenheit, die Färbung und das Material können genauso ausgeführt sein, wie bei der ersten Streulichthülse 200 gemäß
Die
Eine dritte Streulichthülse 400 ist als ein Zylinder ausgebildet. Ein Außenzylinder 404 und ein Innenzylinder 403 sind jeweils plan ausgeführt. Dies ist eine günstige Bauform. Die Breite einer Mantelfläche 401 der dritten Streulichthülse 400 ist beansprucht ungefähr 10% des Durchmessers. Dadurch weist die dritte Streulichthülse 400 genauso wie die erste Streulichthülse 200 gemäß
An der ersten Stirnseite 402 ist ein Borstenkamm 406 angeordnet. Durch den Borstenkamm 406 kann der Spalt zwischen der der dritten Streulichthülse 400 und einem Filterrad oder einem Filterschieber optisch abgedichtet werden, ohne die Beweglichkeit des Filterrades oder Filterschiebers signifikant zu beeinträchtigen.A bristle comb 406 is arranged on the first end face 402. The bristle comb 406 allows the gap between the third scattered light sleeve 400 and a filter wheel or a filter slide to be optically sealed without significantly impairing the mobility of the filter wheel or filter slide.
Der Borstenkamm 406 kann ebenfalls an der ersten Streulichthülse gemäß
Die Oberflächenbeschaffenheit, die Färbung und das Material können genauso ausgeführt sein, wie bei der ersten Streulichthülse 200 gemäß
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 100100
- Beleuchtungsvorrichtunglighting device
- 101101
- LichtquelleLight source
- 102102
- Strahlengangbeam path
- 110110
- FilterradFilter wheel
- 111111
- Erster BeleuchtungsfilterFirst lighting filter
- 112112
- Zweiter BeleuchtungsfilterSecond lighting filter
- 113113
- Achseaxis
- 114114
- PfeilArrow
- 120120
- Optisches EinkoppelelementOptical coupling element
- 121121
- Lichtleiterlight guide
- 130130
- OperationsmikroskopSurgical microscope
- 131131
- BeleuchtungslichtkegelIllumination light cone
- 132132
- ObjektebeneObject level
- 140140
- Erstes StreulichtFirst scattered light
- 141141
- Zweites StreulichtSecond scattered light
- 142142
- Drittes StreulichtThird scattered light
- 143143
- Viertes StreulichtFourth scattered light
- 150150
- Erste StreulichthülseFirst scattered light sleeve
- 151151
- Zweite StreulichthülseSecond diffuser sleeve
- 160160
- Erster SpaltFirst gap
- 162162
- Zweiter SpaltSecond gap
- 200200
- Erste StreulichthülseFirst scattered light sleeve
- 201, 301, 401201, 301, 401
- KorpusCorpus
- 202, 302, 402202, 302, 402
- Erste StirnseiteFirst face
- 203203
- Innengewindeinner thread
- 204204
- AußengewindeExternal thread
- 205, 305, 405205, 305, 405
- Zweite StirnseiteSecond front side
- 303303
- InnenflächeInner surface
- 304304
- Außenflächeexternal surface
- 403403
- Innenzylinderinner cylinder
- 404404
- AußenzylinderExternal cylinder
- 406406
- Borstenkammbristle comb
- 300300
- Zweite StreulichthülseSecond diffuser sleeve
- 400400
- Dritte StreulichthülseThird diffuser sleeve
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102017216754.8A DE102017216754B4 (en) | 2017-09-21 | 2017-09-21 | Surgical microscope with an illumination device |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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DE102017216754A1 DE102017216754A1 (en) | 2019-03-21 |
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DE102017216754.8A Active DE102017216754B4 (en) | 2017-09-21 | 2017-09-21 | Surgical microscope with an illumination device |
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DE (1) | DE102017216754B4 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102008004596A1 (en) | 2008-01-16 | 2008-06-19 | Carl Zeiss Surgical Gmbh | Illumination system, for an operation microscope, has a filter to set the intensity in the visible and infra red ranges giving minimum energy at the object for imaging and excitation |
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