DE102018110643B3

DE102018110643B3 - Stereo-Mikroskop und Verfahren zur Stereomikroskopie

Info

Publication number: DE102018110643B3
Application number: DE102018110643.2A
Authority: DE
Inventors: Christoph Hauger; Alois Regensburger; Christoph Nieten; Artur Högele
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2018-05-03
Filing date: 2018-05-03
Publication date: 2019-07-25
Anticipated expiration: 2038-05-04

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Stereomikroskopie, umfassend die Schritte: Erzeugen eines ersten elektronischen Stereo-Bilds des Objekts (O) mit einer ersten Stereobasis durch Verwendung eines ersten linken Teilkanal (17L) und eines ersten rechten Teilkanal (17R), Erzeugen eines zweiten elektronischen Bilds (111L, 111R) des Objekts (O) mit einem zweiten Kanal (117L, 117R), wobei der erste linke Teilkanal (17L) und/oder der erste rechte Teilkanal (17R) einerseits und der zweite Kanal (117L, 117R) andererseits hinsichtlich ihrer Bildgewinnung unterschiedlich eingestellt werden und ein elektronisches Gesamtbild erzeugt wird, indem das erste elektronische Stereo-Bild und das zweite elektronische Bild (111L, 111R) kombiniert werden.

Description

Die Erfindung befasst sich mit einem Stereo-Mikroskop zur stereoskopischen Abbildung eines Objekts, wobei das Stereo-Mikroskop einen ersten Kanal, der stereoskopisch ausgebildet ist, und einen zweiten Kanal umfasst. Der erste Kanal erzeugt ein erstes elektronisches (Stereo)-Bild mit einer ersten Stereobasis, und der zweite Kanal erzeugt ein zweites elektronisches Bild des Objekts. Die Strahlteilereinrichtung ist ausgebildet, vom Objekt kommende Strahlung zwischen erstem Kanal und zweitem Kanal aufzuteilen.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Stereomikroskopie, umfassend die Schritte: Erzeugen eines ersten elektronischen Stereo-Bilds des Objekts mit einer ersten Stereobasis mittels eines ersten Kanals umfassend einen ersten linken Teilkanal und einen ersten rechten Teilkanal, wobei der erste linke Teilkanal mittels eines ersten linken optischen Abbildungsstrahlengangs und eines ersten linken datentechnischen Teils ein erstes linkes elektronisches Bild des Objekts erzeugt und der erste rechte Teilkanal mittels eines ersten rechten optischen Abbildungsstrahlengangs und eines ersten rechten datentechnischen Teils ein erstes rechtes elektronisches Bild des Objekts erzeugt; Erzeugen eines zweiten elektronischen Bilds des Objekts mit einem zweiten Kanal, welcher mittels eines zweiten optischen Abbildungsstrahlengangs und eines zweiten datentechnischen Teils ein zweites elektronisches Bild des Objekts erzeugt; Leiten von dem Objekt kommende Strahlung mittels einer Strahlteilereinrichtung in den ersten linken optischen Abbildungsstrahlengang und/oder den ersten rechten optischen Abbildungsstrahlengang einerseits und in den zweiten optischen Abbildungsstrahlengang anderseits.
Operationsmikroskope, insbesondere Stereo-Operationsmikroskope, die für einen chirurgischen Eingriff Bilder für zwei Operateure bereitstellen, erzeugen für zwei Beobachter ein vergrößertes Bild des Objektes mit einer Stereobasis, die i. d. R. zur jeweiligen Perspektive des Betrachters passt. Weiter erfordern manche Operationsschritte Bilder auf Basis von Fluoreszenzlicht oder von Licht außerhalb des sichtbaren Wellenlängenbereichs. Da dieses Licht häufig sehr viel schwächer als das reflektierte Licht im sichtbaren Bereich ist, ist eine effiziente Detektion dieses Lichts erforderlich, wobei den Beobachtern jedoch gleichzeitig auch ein Stereo-Bild im sichtbaren Wellenlängenbereich zur Verfügung stehen sollte.
Im Stand der Technik sind Operationsmikroskope nach dem Fernrohrtyp, auch Abbescher Typ, bekannt, wie z. B. DE 10 2006 009 452 B4 , in der DE 103 35 644 B3 oder der DE 10 2013 009 817 A1 beschrieben. Für digitale Operationsmikroskope mit zwei unabhängig voneinander operierenden Beobachtern wird typischerweise eine Anordnung verwendet, die von einem Objekt Detektionslicht sammelt und, nach Einstellung der Vergrößerung mittels eines Zoom-Systems, über einen Strahlteiler einem ersten Stereo-System für den ersten Beobachter und einem zweiten Stereo-System für den zweiten Beobachter zuteilt. Der Strahlteiler hat oft ein Teilungsverhältnis von 50:50. Beide Stereo-Systeme können zur Einstellung der Stereobasis geschwenkt werden, so dass jedem Beobachter ein zu seiner Position passendes Stereo-Bild zur Verfügung steht. Die EP 1 333 305 A2 beschreibt ein Stereo-Untersuchungssystem und eine Stereo-Bildverarbeitungsvorrichtung, bei dem Stereo-Kameras um eine optische Achse drehbar sind.
Weiter ist aus der DE 10 2008 062 650 A1 ein Operationsmikroskop zur Beobachtung einer Infrarot-Fluoreszenz umfassend ein Kamerasystem mit einer 3-Chip-Kamera, wobei lediglich einem Kamera-Chip der drei Kamera-Chips Infrarotlicht über einen dichroitischen Strahlteiler zugeleitet wird, bekannt.
Die DE 10 2011 016 138 A1 weist eine Vorrichtung zur Fluoreszenzdiagnose auf. Die DE 10 2015 216 570 A1 beschreibt ein Mikroskopiesystem mit einer Bildaufnahmevorrichtung, die zur Aufnahme eines Bilds in einem Wellenlängenbereich eingerichtet ist, der eine Fluoreszenzwellenlänge eines Fluoreszenzfarbstoffs umfasst, und mit einem optischen System, durch das ein erster Beobachtungsstrahlengang und ein zweiter Beobachtungsstrahlengang definiert ist.
Aus der DE 10 2015 216 648 B3 ist ein System für das stereoskopische Visualisieren eines Objektbereichs mit drei optischen Kanälen und einem gemeinsamen Bildsensor bekannt. Ferner wird in der DE 103 00 925 A1 ein Stereo-Untersuchungssystem und eine Stereo-Bilderzeugungsvorrichtung sowie ein Verfahren zum Betrieb einer solchen beschrieben.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Stereo-Mikroskop und ein Verfahren zur Stereomikroskopie bereitzustellen, wobei die Eigenschaften des Bilds verbessert sind.
Die Erfindung ist in den nebengeordneten Ansprüchen definiert. Die abhängigen Ansprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen.
Die Erfindung schafft ein Stereo-Mikroskop zur stereoskopischen Abbildung eines Objekts, wobei das Stereo-Mikroskop einen ersten Kanal aufweist, der als erster Stereokanal ausgebildet ist und einen ersten linken Teilkanal und einen ersten rechten Teilkanal, umfasst. Weiter ist ein zweiter Kanal und eine Strahlteilereinrichtung vorhanden. Der erste Kanal erzeugt ein erstes elektronisches Stereo-Bild mit einer ersten Stereobasis, wobei der erste linke Teilkanal mittels eines ersten linken optischen Abbildungsstrahlengangs und eines ersten linken datentechnischen Teils ein erstes linkes elektronisches Bild des Objekts erzeugt und der erste rechte Teilkanal mittels eines ersten rechten optischen Abbildungsstrahlengangs und eines ersten rechten datentechnischen Teils ein erstes rechtes elektronisches Bild des Objekts erzeugt. Der zweite Kanal erzeugt mittels eines zweiten optischen Abbildungsstrahlengangs und eines zweiten datentechnischen Teils ein zweites elektronisches Bild des Objekts. Die Strahlteilereinrichtung ist ausgebildet, von dem Objekt kommende Strahlung in den ersten linken optischen Abbildungsstrahlengang und/oder den ersten rechten optischen Abbildungsstrahlengang einerseits und in den zweiten optischen Abbildungsstrahlengang anderseits zu leiten.
Das Verfahren zur Stereomikroskopie generiert ein erstes Bild des Objektes, das als elektronisches Stereo-Bild des Objektes mit einer ersten Stereobasis erzeugt wird. Dabei werden ein linker und ein rechter Teilkanal verwendet. Weiter wird mit einem zweiten Kanal ein zweites Bild erzeugt. Dieses ist ein zweites Stereo-Bild mit einer zweiten Stereobasis. Erster Kanal und zweiter Kanal arbeiten in einem ersten Betriebsmodus mit verschiedenen Parametern der Bildgewinnung - über eventuelle Unterschiede der Stereomikroskopie hinaus, die im ersten Kanal ausgeführt wird -, so dass erstes Bild und zweites Bild unterschiedliche Informationen, insbesondere unterschiedliche Spektralbereiche, enthalten. Die Bilder werden zu einem Gesamtbild kombiniert, das so einen erweiterten Informationsgehalt hat. Der Begriff „Bild“ umfasst auch bewegte Bilder, z. B. Videos.
Das Stereo-Mikroskop weist eine Steuerungseinrichtung auf, welche ausgebildet ist, ein elektronisches Gesamtbild zu erzeugen, indem sie das elektronische Gesamtbild aus Informationen des ersten elektronischen Bilds und des zweiten elektronischen Bilds zusammenfügt. Nachfolgend mit Bezug auf das Mikroskop und dessen Steuerungseinrichtung beschriebene Aspekte gelten gleichermaßen für das Verfahren.
Die Verwendung der Präfixe „erster“ und „zweiter“ dient zur Unterscheidung der jeweiligen optischen Elemente oder Merkmale, die dem ersten oder zweiten Kanal zugeordnet werden, ansonsten ist die Zuordnung „erster“ und „zweiter“ beliebig. Die Präfixe „linker“ und „rechter“ dienen zur Unterscheidung der jeweiligen Teilkanäle, inklusive ihrer optischen Elemente und Merkmale. Bezug auf den „linken“ Teilkanal meint nicht notwendigerweise, dass dieser dem linken Auge des Beobachters zugeordnet ist, sondern dient lediglich der Unterscheidung. Der Beobachter kann mit seinem rechten Auge auch das linke elektronische Bild betrachten und mit dem linken Auge das rechte elektronische Bild.
Das Stereo-Mikroskop kann von zwei Beobachtern benutzt werden, wobei jedem Beobachter ein elektronisches Bild des Objekts dargestellt wird. Ein erster Beobachter kann beispielsweise den stereoskopischen ersten Kanal nutzen, während ein zweiter Beobachter den zweiten Kanal verwenden kann. Der erste Beobachter kann ein Hauptbeobachter, wie der Chirurg, sein, während der zweite Beobachter ein Nebenbeobachter, z. B. eine Pflegekraft, ist.
Das Stereo-Mikroskop ist ein digitales Mikroskop, welches die Bilder in einer elektronischen Anzeigeeinrichtung anbietet. Der Begriff des „Kanal“ bzw. „Teilkanal“ bezieht sich deshalb auf die Kombination aus optischer Abbildung, Detektion und Erzeugung des elektronischen (i. d. R. digitalen) Bildes. Dem Mikroskop können in Ausführungsformen Anzeigeeinrichtungen zugeordnet sein, mittels welchen den Beobachtern die entsprechenden elektronischen Bilder dargestellt werden. Beispielsweise bilden die Anzeigeeinrichtungen eine erste Stereo-Anzeigeeinrichtung, mittels welcher das erste elektronische (Stereo-)Bild oder das Gesamtbild dargestellt werden kann. Die erste Stereo-Anzeigeeinrichtung weist hierzu vorzugsweise zwei zueinander beabstandete erste linke und rechte Anzeigeeinrichtungen, wie beispielsweise Bildschirme oder Displays auf, so dass ein Beobachter das Objekt stereoskopisch wahrnimmt. Das zweite Bild kann über eine zweite Anzeigeeinrichtung, welche insbesondere analog der ersten Anzeigeeinrichtungen ausgestaltet sein kann, dem zweiten Beobachter dargestellt werden. Bevorzugt ist das Stereo-Mikroskop ein rein digitales Stereo-Mikroskop, d. h. das Objekt kann ausschließlich über die Anzeigeeinrichtungen und nicht mit einem optischen Einblick betrachtet werden. Es ist jedoch aber auch möglich, dass das Stereo-Mikroskop auch die Betrachtung des Objekts mit einem optischen Einblick vorsieht. Das Stereo-Mikroskop ist insbesondere ein Stereo-Operationsmikroskop.
Das Objekt ist insbesondere eine Probe oder ein Körper, die/der mittels des Stereo-Mikroskops beobachtet werden sollen, beispielsweise ein Mensch oder ein Körperteil eines Menschen oder eines Tieres.
Vom Objekt stammende Strahlung wird in den Abbildungsstrahlengängen geführt. Diese Strahlung kann an dem Objekt reflektierte Beleuchtungsstrahlung sein. Alternativ oder zusätzlich kann die von dem Objekt stammende Strahlung im Objekt erzeugt werden, beispielsweise wenn das Objekt fluoresziert. Die Strahlung ist elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich und/oder infraroten und/oder ultravioletten Wellenlängenbereich.
Der erste linke Abbildungsstrahlengang endet in einem ersten linken Bilddetektor und der erste rechte Abbildungsstrahlengang in einem ersten rechten Bilddetektor. Analoges gilt für die zweiten Abbildungsstrahlengänge und einen zweiten linken und rechten Bilddetektor. Die Abbildungsstrahlengänge führen jeweils Strahlung vom Objekt bis zum entsprechenden Bilddetektor, die jeweils in einer Bildebene stehen. Die Strahlteilereinrichtung teilt die vom Objekt kommende Strahlung in den ersten Kanal und den zweiten Kanal auf. Der erste linke Abbildungsstrahlengang, der erste rechte Abbildungsstrahlengang und der zweite linke und rechte Abbildungsstrahlengang nutzen in Ausführungsformen optische Elemente gemeinsam, die zwischen dem Objektiv und der Strahlteilereinrichtung angeordnet sind.
Die Strahlteilereinrichtung teilt die Strahlung in die Abbildungsstrahlengänge je nach Ausführungsform wellenlängenunabhängig oder dichroitisch auf. Sie ist optional verstellbar, z. B. durch eine Wechseleinrichtung. Die Strahlteilereinrichtung umfasst zum Beispiel einen Strahlteiler, der die Intensität der Strahlung, beispielsweise wellenlängenunabhängig, zu festen Teilen in die ersten Abbildungsstrahlengänge und die zweiten Abbildungsstrahlengänge leitet.
Die Strahlteilereinrichtung erlaubt es, mit dem ersten Kanal und dem zweiten Kanal jeweils ein elektronisches Bild des Objekts zu erzeugen. Für die zwei elektronischen Bilder, die beide stereoskopisch sind, können die jeweiligen Abbildungsstrahlengänge und/oder die Aufnahme der elektronischen Bilder unterschiedlich ausgestaltet werden, wodurch sich dann ein erster Betriebsmodus ergibt, in den sich das erste elektronische Bild vom zweiten elektronischen Bild hinsichtlich der Bildgewinnung unterscheiden. Dieser Unterschied des ersten Betriebsmodus ist in einer Ausführungsform auf die optischen Abbildungseigenschaften und/oder Filterung (z. B. Wellenlängenfilterung) bezogen. Der Unterschied betrifft die Erzeugung des optischen Bilds und/oder dessen Detektion. Z. B. kann bei der Erzeugung des optischen Bildes der Abbildungsmaßstab unterschiedlich sein, oder können bei der Detektion des optischen Bilds mit unterschiedlichen Eigenschaften verwendet werden, oder die Bilddetektoren verschieden eingestellt werden, z. B. durch verschiedenes Pixel-Binning oder verschiedene Integrationszeiten. Da sich im ersten Betriebsmodus der erste Kanal und der zweite Kanal hinsichtlich ihrer Bildgewinnung unterscheiden, hat das elektronische Gesamtbild verbesserte Eigenschaften, da in jedem Kanal optimierte Eigenschaften bei der Bildgewinnung verwendet werden können.
Die ersten und zweiten Kanäle können z. B. unterschiedlich ausgebildet sein, indem sie unterschiedliche oder unterschiedlich betriebene Bilddetektoren haben, insbesondere hinsichtlich ihrer Lichtsensitivität oder Auflösung. Z. B. können die ersten Bilddetektoren auf höhere Auflösung, die zweiten Bilddetektoren hingegen auf höherer Lichtsensitivität oder höhere Bildrate eingestellt/ausgebildet werden.
Die Stereobasis ist, wie fachüblich bei Fernrohrmikroskopen, durch die Lage und Länge eines Verbindungslots zwischen den beiden optischen Achsen einer linken und rechten Tubuslinse der Abbildungsstrahlengänge oder die Lage einer die Achsen enthaltenden Ebene definiert. Die Stereobasis beschreibt somit die Ausrichtung der linken und rechten Tubuslinse gegenüber dem Objekt oder dem Objektiv sowie den Abstand zwischen linker und rechter Tubuslinse.
Die Stereobasis kann hinsichtlich ihrer Ausrichtung dadurch verstellt werden, dass die ersten Abbildungsstrahlengänge und/oder die zweiten Abbildungsstrahlengänge, insbesondere deren Tubuslinsen und/oder die jeweiligen Bilddetektoren, um die Hauptachse des Objektivs drehbar sind, d. h. die optischen Achsen des linken und rechten Teilkanals rotieren um die Hauptachse. Auch kann die Strahlteilereinrichtung die Strahlung der zweiten Abbildungsstrahlengänge von der Hauptachse ablenken, beispielsweise um 90°, wobei dann der abgelenkte Teil um die Hauptachse geschwenkt wird. Es ist für den Betrachter nicht erkennbar, ob die Stereobasis durch Verdrehen oder Verschwenken eingestellt wird. Es ist möglich, dass die beiden Variationen miteinander kombiniert werden. Die Verdrehbarkeit beider Stereo-Beobachtungskanäle begünstigt einen kompakten Aufbau des Stereo-Mikroskops.
Die Steuerungseinrichtung kann beispielsweise ein Mikroprozessor, ein Computer mit entsprechend versehenem Computerprogramm oder ein sonstiger elektrischer Schaltkreis sein. Die Steuerungseinrichtung ist vorzugsweise datentechnisch mittels elektrischer Leitungen oder per Funk mit den jeweiligen Bilddetektoren und den jeweiligen Anzeigeeinrichtungen verbunden.
Die Begriffe „Stereokanal“ bzw. „linker und rechter Teilkanal“ sind hier so zu verstehen, dass sie sämtliche optische Elemente als auch datentechnische Bauteile umfassen, welche zur Erzeugung (und optional auch Darstellung) des elektronischen Bildes des Objekts nötig sind. Umfasst ist der Abbildungsstrahlengang, welcher mithilfe von optischen Elementen, wie dem Objektiv und der Tubuslinse, ein optisches Bild des Objekts in einer Bildebene erzeugt, in der der jeweilige Bilddetektor steht und aus dem optischen Bild elektronische Bilddaten erzeugt, die der Steuerungseinrichtung zugeführt werden. Die Steuerungseinrichtung erzeugt aus den elektronischen Bilddaten die elektronischen Bilder, welche dann an Anzeigeeinrichtungen übermittelt werden und so dem Beobachter dargestellt werden. Der Bilddetektor, die Steuerungseinrichtung und optional auch die jeweilige Anzeigeeinrichtung bilden zusammen den datentechnischen Teil des Kanals. Der Bilddetektor kann beispielsweise einen CMOS-Sensor oder einen CCD-Sensor umfassen. Das Objektiv dient zum Sammeln der vom Objekt kommenden Strahlung. Die Strahlung ist in der Regel nach dem Objektiv parallelisiert und wird mithilfe der Tubuslinsen auf den jeweiligen Bilddetektor abgebildet. Das Objektiv und/oder die Tubuslinsen können mit Zoomoptiken versehen sein, die einen optischen Abbildungsmaßstab des Objekts auf den jeweiligen Bilddetektor verändern. Darüber hinaus kann die Brennweite des Objektivs und/oder der Tubuslinse verändert werden; auch auf diese Weise lässt sich der optische Abbildungsmaßstab der Abbildung des Objekts auf die Bilddetektoren verändern. Dadurch lassen sich zudem Arbeitsabstand und Tiefenschärfebereich der Abbildung des Objekts auf den jeweiligen Bilddetektor verändern. Letzteres kann auch über Blenden erreicht werden. Es ist bevorzugt, dass im ersten Betriebsmodus die optischen Abbildungseigenschaften der jeweiligen Abbildungsstrahlengänge für den ersten und zweiten Beobachter oder für den linken Teilkanal und den rechten Teilkanal unterschiedlich sind.
Das Zusammenfügen der jeweiligen elektronischen Bilder zum elektronischen Gesamtbild kombiniert im ersten Betriebsmodus bevorzugt unterschiedliche Informationen hinsichtlich der Wellenlänge, des vom Objekt erfassten Ausschnitts, der Auflösung usw. Das erste elektronische (Stereo-)Bild und das zweite elektronische (Stereo-)Bild enthalten dadurch unterschiedliche Informationen, welche überlagert werden können.
Der zweite Kanal ist ebenfalls ein Stereokanal, dem eine zweite Stereobasis zugeordnet ist. Dabei sind der erste Stereokanal zur Veränderung der ersten Stereobasis und/oder der zweite Stereokanal zur Veränderung der zweiten Stereobasis verstellbar, insbesondere individuell. Die Steuerungseinrichtung erfasst die Relativlage oder die absoluten Lagen der beiden Stereobasen. Stimmen die Stereobasen innerhalb gewisser Toleranzen (z. B. ± 10°) überein, werden die Stereo-Bilder zu einem stereoskopischen Gesamtbild überlagert.
In einer optionalen Weiterbildung dieser Ausführungsform führt die Steuerungseinrichtung einen zweiten Betriebsmodus aus, wenn die erste Stereobasis innerhalb eines Toleranzbereichs nicht mit der zweiten Stereobasis übereinstimmt, und generiert aus dem zweiten Stereo-Bild ein monoskopisches zweites elektronisches Bild und fügt es ist mit dem ersten Stereo-Bild zum elektronischen Gesamtbild zusammen. Der zweite Kanal kann dann auch durch den zweiten linken Teilkanal oder der zweiten rechten Teilkanal realisiert sein. Insbesondere ist es bei dieser Ausführungsform des Stereo-Mikroskops im ersten Betriebsmodus möglich, für jeden Beobachter ein elektronisches Stereo-Bild zu erzeugen, das Informationen aus zwei hinsichtlich Abbildungsparametern (damit ist nicht die Stereobasis gemeint) unterschiedlich gewonnenen Bildern vereint.
Die Verstellbarkeit der Stereobasis erfolgt insbesondere dadurch, dass das Paar von linker und rechter Tubuslinse um sein Zentrum drehbar angeordnet ist. Es ist aber auch möglich, dass nur die linke oder die rechte Tubuslinse beweglich angeordnet ist. Meist ist die Tubuslinse mit dem jeweiligen zugeordneten Bilddetektor fest verbunden, so dass die Einheit aus Tubuslinse und jeweiligem Bilddetektor beweglich ist. Beispielsweise bilden die linke und rechte Tubuslinse sowie der linke und rechte Bilddetektor eine Stereo-Kamera, welche drehbar angeordnet ist, um die Ausrichtung der Stereobasis zu verändern.
Die Ausrichtung der Stereobasis wird in der Regel als Winkel gegenüber einer Nulllage ausgegeben. Die Nulllage ist prinzipiell frei wählbar, ist aber vorzugsweise für die erste Stereobasis und/oder die zweite Stereobasis identisch. Letztlich kommt es nur auf die Relativlage der Stereobasen an. Die Ausrichtung der Stereobasis kann durch einen optionalen Winkeldetektor erfasst werden, welcher die Ausrichtung der ersten Stereobasis beispielsweise durch Messen einer Schwenk- oder Drehposition der Stereo-Kamera misst. Die zweite Stereobasis kann fest sein. Ansonsten kann auch hierfür ein Winkeldetektor vorgesehen sein. Alternativ kann die Steuerungseinrichtung die Stereobasen auch durch eine Bildanalyse ermitteln, wie dies im Folgenden noch näher erläutert wird.
Der erste Betriebsmodus wird ausgeführt, wenn sich die erste von der zweiten Stereobasis innerhalb des Toleranzbereichs nicht unterscheidet. Die Differenz der Winkellage zwischen der ersten Stereobasis und der zweiten Stereobasis muss somit innerhalb des Toleranzbereichs gleich 0° oder 180° sein; bei 180° wird das Objekt durch die Stereobasen spiegelverkehrt und vertauscht aufgenommen. Der Toleranzbereich kann beispielsweise ± 5°, ± 10° oder ± 20° sein. Der Toleranzbereich ist insbesondere so gewählt, dass die beiden Bilder noch stereoskopisch überlagert werden können, so dass ein Betrachter des überlagerten stereoskopischen Gesamtbilds keine oder nicht irritierende Störungen aufgrund differierender Stereobasen wahrnimmt. Der erste Betriebsmodus wird deshalb bevorzugt auch ausgeführt, wenn innerhalb des Toleranzbereichs die Differenz der Ausrichtung der Stereobasen 0° oder 180° beträgt, wobei bei einer Differenz von 180° die rechten und linken elektronischen Bilder eines der Stereo-Bilder gespiegelt und vertauscht werden, so dass die ersten und zweiten elektronischen Stereo-Kanäle das Objekt gleich darstellen. Der erste Betriebsmodus liefert zwei Beobachtern ein Stereo-Bild, das Informationen mit zwei verschiedenen Bildgewinnungen enthält, da sich die beiden Kanäle ja unterschieden.
Der zweite Betriebsmodus wird beispielsweise ausgeführt, wenn das Stereo-Mikroskop von zwei Beobachtern benutzt wird, welche jeweils beabstandet voneinander an dem Objekt stehen, wobei den Beobachtern jeweils ein elektronisches Stereo-Bild angezeigt werden soll, dessen Stereobasis zum Blickwinkel des Beobachters auf das Objekt passt. Wenn das Stereo-Mikroskop als Operationsmikroskop verwendet wird, stehen die Beobachter nebeneinander an einem Operationstisch, so dass der Unterschied in den Stereobasen z. B. 30° - 60° ist. Dann wird aus dem Stereo-Bild des zweiten Stereokanals ein monoskopisches Bild erzeugt. Dies erfolgt z. B. dadurch, dass nur das zweite linke oder rechte elektronische Bild verwendet wird. Eine andere Möglichkeit, das monoskopische Bild zu erzeugen, ist es, die linken und rechten elektronischen Bilder eines Stereokanals gemittelt zu überlagern.
Es ist bevorzugt, dass das Mikroskop einen ersten Antrieb zur Einstellung der ersten Stereobasis und/oder einen zweiten Antrieb zur Einstellung der zweiten Stereobasis aufweist, wobei die Steuerungseinrichtung auf ein Aufforderungssignal hin den ersten Antrieb und/oder den zweiten Antrieb derart ansteuert, dass die erste Stereobasis und die zweite Stereobasis innerhalb des Toleranzbereichs übereinstimmen. Der Antrieb kann beispielsweise ein elektrischer Motor sein, welcher mit der Steuerungseinrichtung verbunden ist. Der Antrieb verstellt die jeweilige Stereobasis, z. B. indem er die erste Stereo-Kamera gegenüber der Strahlteilereinrichtung um die Hauptachse des Objektives dreht. Ferner kann der Antrieb ausgebildet sein, die linke Tubuslinse, insbesondere zusammen mit dem entsprechenden Bilddetektor, gegenüber der rechter Tubuslinse oder umgekehrt zu bewegen.
Die Steuerungseinrichtung kann den ersten Betriebsmodus aktiv einleiten und den Antrieb so steuern, dass die Ausrichtungen der Stereobasen übereinstimmen. Dies kann durch ein Aufforderungssignal beispielsweise mithilfe einer Eingabeeinrichtung aktiviert werden, welche mit der Steuerungseinrichtung mittels elektrischer Leitungen oder per Funk verbunden ist. Das Aufforderungssignal kann vom Benutzer des Stereo-Mikroskops ausgelöst oder automatisch erzeugt werden, z. B. wenn nur ein Beobachter das Stereo-Mikroskop verwendet. Es ist bevorzugt, dass die Steuerungseinrichtung in den elektronischen Stereo-Bildern einen Unterschied zwischen den Stereobasen ermittelt und den ersten Antrieb und/oder den zweiten Antrieb zur Minimierung des Unterschieds ansteuert. Dies kann beispielsweise durch eine Auswertung von Merkmalen der elektronischen Bilder erfolgen, beispielsweise durch die relative Anordnung einzelner Merkmale in den jeweiligen linken und rechten elektronischen Bildern. Solche Merkmalserkennungen können automatisiert erfolgen, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist. Dann kann auf ein Winkeldetektor verzichtet werden. Darüber hinaus kann die Ansteuerung der Antriebe durch die Analyse der elektronischen Stereo-Bilder überwacht werden.
Es ist ferner bevorzugt, dass, wenn die erste Stereobasis mit der zweiten Stereobasis innerhalb des Toleranzbereichs übereinstimmt, durch eine elektronische Bearbeitung der Bilder Rest-Unterschiede zwischen den Stereobasen ausgeglichen werden.
Es ist bevorzugt, dass die Strahlteilereinrichtung in einem ersten Wellenlängenbereich die Strahlung zwischen dem ersten (Stereo)-Kanal und dem zweiten Kanal nach einem ersten Intensitätsverhältnis aufteilt und in einem zweiten Wellenlängenbereich die Strahlung zwischen dem ersten (Stereo)-Kanal und dem zweiten Kanal nach einem zweiten Intensitätsverhältnis aufteilt, das sich von dem ersten Intensitätsverhältnis unterscheidet, wobei vorzugsweise das erste Intensitätsverhältnis von 0,4 bis 0,6, insbesondere 0,5, ist, und das zweite Intensitätsverhältnis kleiner als 0,2, insbesondere kleiner als 0,05, ist. Die Strahlteilereinrichtung kann als dichroitischer Spiegel ausgebildet sein, der die von dem Objekt kommende Strahlung in die ersten Abbildungsstrahlengänge oder die zweiten Abbildungsstrahlengänge lenkt. Die ersten Bilddetektoren sind insbesondere ausgebildet, elektronische Bilder aus der Strahlung der ersten Abbildungsstrahlengänge in einem ersten Wellenlängenbereich zu erzeugen. Der erste Wellenlängenbereich kann beispielsweise Licht des sichtbaren Spektralbereichs sein. Das erste elektronische (Stereo-)Bild ist somit vorzugsweise ein Bild des Objekts im sichtbaren Wellenlängenbereich. Die zweiten Bilddetektoren dienen vorzugsweise dazu, das zweite elektronische Bild aus Strahlung der zweiten Abbildungsstrahlengänge im ersten Wellenlängenbereich und im zweiten Wellenlängenbereich zu erzeugen. Dabei überlappt der zweite Wellenlängenbereich bevorzugt nicht mit dem ersten Wellenlängenbereich. Der zweite Wellenlängenbereich kann beispielsweise im Infraroten oder im Ultravioletten liegen. Mit Hilfe des zweiten Wellenlängenbereichs wird insbesondere Fluoreszenzlicht detektiert, und das zweite elektronische Bild zeigt Fluoreszenz des Objekts und gleichzeitig das Objekt im sichtbaren Wellenlängenbereich. Insbesondere werden für die Erzeugung von Fluoreszenzlicht im Objekt Fluoreszenzmarker wie Indocyaningrün (ICG) oder Protoporphyrin IX (PpIX) verwendet.
Zur Erhöhung der Lichtsensitivität des Stereo-Mikroskops im zweiten Wellenlängenbereich unterscheidet sich in Ausführungsformen das Intensitätsverhältnis für das Licht im ersten Wellenlängenbereich zwischen dem ersten Strahlengang und dem zweiten Strahlengang von dem Intensitätsverhältnis für das Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich zwischen erstem Strahlengang und zweitem Strahlengang. Insbesondere lenkt die Strahlteilereinrichtung etwa gleich viel Licht im ersten Wellenlängenbereich auf die ersten Bilddetektoren und auf die zweiten Bilddetektoren, so dass das erste elektronische (Stereo-)Bild und das zweite elektronische (Stereo-)Bild im sichtbaren Wellenlängenbereich ähnliche Eigenschaften aufweisen. Dahingegen wird mehr Licht im zweiten Wellenlängenbereich auf die zweiten Bilddetektoren als auf die ersten Bilddetektoren geleitet, so dass für die zweiten Bilddetektoren die Lichtintensität im zweiten Wellenlängenbereich gegenüber den ersten Bilddetektoren erhöht ist. So lässt sich die Lichtsensitivität für die Detektion in einem bestimmten Spektralbereich, z. B. Fluoreszenzlicht, erhöhen, und das zweite Bild hat ein verbessertes Signal-zu-Rausch-Verhältnis für den bestimmten Spektralbereich auf.
Im ersten Wellenlängenbereich wird den ersten Bilddetektoren und den zweiten Bilddetektoren ungefähr gleich viel Licht zugeteilt. Im zweiten Wellenlängenbereich lenkt die Strahlteilereinrichtung bevorzugt oder nahezu das gesamte Licht auf die zweiten Bilddetektoren, so dass dadurch die Strahlungsintensität im zweiten Wellenlängenbereich an den zweiten Bilddetektoren steigt. Beispielsweise ist die Strahlteilereinrichtung im zweiten Wellenlängenbereich komplett reflektierend oder transmittierend, während sie im ersten Wellenlängenbereich ein Transmissions-/Reflexionsverhältnis von ca. 50 % hat.
Dem ersten Beobachter kann ein erstes elektronisches Gesamtbild dargestellt werden, das sich aus dem ersten elektronischen Stereo-Bild, erzeugt aus Strahlung im ersten Wellenlängenbereich, und dem zweiten elektronischen Stereo-Bild, erzeugt aus Strahlung im zweiten Wellenlängenbereich, zusammensetzt. Das erste elektronische Gesamtbild hat so für den zweiten Wellenlängenbereich ein verbessertes Signal-zu-Rausch-Verhältnis, da die Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs zum großen Teil dem zweiten Bilddetektor zugeführt wurde.
Vorzugsweise erzeugt das Stereo-Mikroskop zwei elektronische Stereo-Bilder im ersten Wellenlängenbereich, beispielsweise dem sichtbaren Wellenlängenbereich, so dass beiden Beobachtern jeweils ein elektronisches Stereo-Bild im sichtbaren Wellenlängenbereich angezeigt wird. Das erste elektronische Stereo-Bild und/oder das zweite elektronische Stereo-Bild umfassen bevorzugt jeweils Informationen aus Strahlung im ersten Wellenlängenbereich, wobei das erste elektronische Stereo-Bild keine Information aus Strahlung im zweiten Wellenlängenbereich trägt, das zweite Stereo-Bild hingegen schon.
In einer Ausführungsform weisen die zweiten Bilddetektoren jeweils mindestens einen primären und einen sekundären Bildsensor auf, die elektronische Bilddaten des optischen Bilds des Objekts im ersten und zweiten Wellenlängenbereich erzeugen. Insbesondere umfasst jeder der zweiten Abbildungsstrahlengänge einen zweiten Kamerastrahlteiler, welcher das Licht hinsichtlich des ersten Wellenlängenbereichs und des zweiten Wellenlängenbereichs aufteilt. Beispielsweise ist dieser zweite Kamerastrahlteiler ein dichroitischer Teiler, welcher das Licht im ersten Wellenlängenbereich komplett auf den zweiten primären Bildsensor und im zweiten Wellenlängenbereich komplett auf den zweiten sekundären Bildsensor lenkt. Jeder zweite primäre Bildsensor empfängt somit Licht im ersten Wellenlängenbereich, z. B. im sichtbaren Wellenlängenbereich, während jeder zweite sekundäre Bildsensor Licht im zweiten Wellenlängenbereich erhält. Jeder zweite primäre Bildsensor und jeder zweite sekundäre Bildsensor können für Strahlung im ersten Wellenlängenbereich und im zweiten Wellenlängenbereich empfindlich sein.
In einer anderen Ausführungsform detektiert jeder zweite primäre Bildsensor nur Strahlung im ersten Wellenlängenbereich und jeder zweite sekundäre Bildsensor nur Strahlung im zweiten Wellenlängenbereich, um die Sensitivität der zweiten Bildsensoren in den jeweiligen Wellenlängenbereich zu erhöhen. Jeder zweite primäre Bildsensor kann als Farbsensor ausgebildet sein. Ein Farbsensor kann beispielsweise einen Chip mit einem darüber liegenden Bayer-Pattern oder drei Monochromsensoren (drei Chips zur Detektion von verschiedenen Wellenlängen) sowie ein über den Monochromsensoren angeordnetes Farbteilerprisma aufweisen. Der Farbsensor kann beispielsweise Licht im kompletten sichtbaren Wellenlängenbereich detektieren.
Jeder zweite sekundäre Bildsensor kann als Monochromsensor ausgebildet sein, welcher lediglich infrarotes Licht detektiert. Bei dieser Ausführungsform ist es möglich, dass sowohl dem ersten Beobachter als auch dem zweiten Beobachter ein seiner Position passendes Bild mit der Strahlung im ersten Wellenlängenbereich zugeleitet wird. Im ersten Wellenlängenbereich ist eine Aufteilung von ca. 50 % Strahlungsintensität in die ersten und zweiten Abbildungsstrahlengänge meist unproblematisch.
Es ist bevorzugt, dass die Strahlteilereinrichtung ferner in einem außerhalb des ersten Wellenlängenbereichs und des zweiten Wellenlängenbereichs liegenden dritten Wellenlängenbereich die Intensität zwischen den ersten Teilkanälen und den zweiten Teilkanälen nach einem dritten Intensitätsverhältnis aufteilt, wobei das dritte Intensitätsverhältnis hinsichtlich der Bevorzugung der Intensitätsverteilung verglichen mit dem zweiten Intensitätsverhältnis invertiert ist. Der dritte Wellenlängenbereich ist insbesondere an ein Emissionsspektrum eines zweiten Fluoreszenzfarbstoffs angepasst, so dass mit dem Stereo-Mikroskop in dieser Ausführungsform ein erstes elektronisches Stereo-Bild im ersten Wellenlängenbereich, insbesondere im sichtbaren Bereich, und ein zweites elektronisches Stereo-Bild, das eine Abbildung einer Verteilung des ersten Fluoreszenzfarbstoffes ist, und ein drittes elektronisches Stereo-Bild, das ein Abbild des Objekts hinsichtlich des zweiten Fluoreszenzfarbstoffes ist, darstellt. Der zweite Fluoreszenzfarbstoff kann beispielsweise PpIX sein. Die dritte Intensitätsverteilung ist insbesondere der Kehrwert der zweiten Intensitätsverteilung. Somit wird beispielsweise der Großteil der von dem Objekt kommenden Strahlung im dritten Wellenlängenbereich auf die ersten Bilddetektoren geführt, während der Großteil der Strahlung im zweiten Wellenlängenbereich auf die zweiten Bilddetektoren gelenkt wird. Im ersten Wellenlängenbereich wird die Abbildungsstrahlung ungefähr gleich zwischen den ersten Abbildungsstrahlengänge und den zweiten Abbildungsstrahlengängen aufgeteilt. Bevorzugt ist das dritte Intensitätsverhältnis größer als 0,8, vorzugsweise größer als 0,9, weiter vorzugsweise größer als 0,95, ist und insbesondere 0,99 ist. In dieser Ausführungsform weisen die ersten Bilddetektoren mindestens bevorzugt zwei erste Bildsensoren auf, die elektronische Bilddaten aus den optischen Bildern des Objekts im dritten Wellenlängenbereich erzeugen. Insbesondere umfassen die ersten Bilddetektoren jeweils einen ersten Kamerastrahlteiler, welcher Strahlung der ersten Abbildungsstrahlengänge hinsichtlich des ersten Wellenlängenbereichs und des dritten Wellenlängenbereichs aufteilt. Beispielsweise kann dieser erste Kamerastrahlteiler ein dichroitischer Spiegel sein, welcher die von dem Objekt kommende Strahlung im ersten Wellenlängenbereich komplett auf einen ersten primären Bildsensor lenkt und die Strahlung im dritten Wellenlängenbereich komplett auf einen ersten sekundären Bildsensor lenkt. Der erste primäre Bildsensor empfängt so Strahlung im ersten Wellenlängenbereich, insbesondere im sichtbaren Wellenlängenbereich, während der erste sekundäre Bildsensor Licht im dritten Wellenlängenbereich erhält. Der erste primäre Bildsensor und der erste sekundäre Bildsensor können für Strahlung im ersten Wellenlängenbereich und im dritten Wellenlängenbereich empfindlich sein. In einer anderen Ausführungsform detektiert der erste primäre Bildsensor nur Strahlung im ersten Wellenlängenbereich und der erste sekundäre Bildsensor nur Strahlung im dritten Wellenlängenbereich, um die Sensitivität der Bildsensoren in den jeweiligen Wellenlängenbereichen zu erhöhen. Der erste primäre Bildsensor kann als Farbsensor, sowie oben beschrieben, ausgestaltet sein, während der erste sekundäre Bildsensor wieder als Monochrombildsensor, sowie oben beschrieben wurde, ausgebildet ist.
Der erste und/oder zweite Kamerastrahlteiler ist beispielsweise ein dichroitischer Spiegel, der die Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs auf den primären Bildsensors lenkt und die Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs komplett auf den sekundären Bildsensor leitet. Alternativ kann der Kamerastrahlteiler als ein X-Cube oder dichroitisches Prisma ausgestaltet sein, wenn der primäre Bildsensor zwei Monochromsensoren aufweist. Dann kann der erste und/oder zweite Kamerastrahlteiler jeweils die Strahlung im zweiten oder dritten Wellenlängenbereich auf den sekundären Bildsensor lenken und Strahlung von zwei Teilwellenlängenbereichen des ersten Wellenlängenbereichs auf die Monochromsensoren des primären Bildsensors aufteilen. Beispielsweise erlaubt ein Monochromsensor des primären Bildsensors die Detektion von grünem und blauem Licht, während der andere Monochromsensor des primären Bildsensors zur Detektion von rotem Licht ausgebildet ist.
In dieser bevorzugten Ausführungsform können die Strahlung im ersten Wellenlängenbereich und die Strahlung im zweiten Wellenlängenbereich gleichzeitig detektiert werden, so dass gleichzeitig das erste und/oder zweite elektronische Bild aus Strahlung in zwei unterschiedlichen Wellenlängenbereichen erzeugt wird. Das Stereo-Mikroskop gemäß dieser Ausgestaltung hat ferner den Vorteil, dass für die Strahlung in den unterschiedlichen Wellenlängenbereichen Bildsensoren verwendet werden können, die gezielt für die entsprechenden Wellenlängenbereiche optimiert sind, so dass die Sensitivität erhöht ist.
Es ist bevorzugt, dass die zweiten Abbildungsstrahlengänge jeweils mind. einen in die zweiten Abbildungsstrahlengänge bewegbaren Kamerafilter aufweisen, der ausgebildet ist, einfallende Strahlung im zweiten Wellenlängenbereich zu transmittieren und Strahlung mind. in einem Teilwellenlängenbereich des ersten Wellenlängenbereichs zu blockieren.
Vorzugsweise haben die zweiten Bilddetektoren jeweils einen zweiten primären Bildsensor, einen zweiten sekundären Bildsensor und einen zweiten Kamerastrahlteiler. Der zweite primäre Bildsensor ist, wie oben beschrieben, zur Detektion von grünem und/oder blauem Licht ausgebildet und kann beispielsweise einen Farbsensor umfassen. Der zweite primäre Bildsensor kann jedoch alternativ zwei Monochromsensoren aufweisen, welche jeweils zur Detektion von grünem oder blauem Licht ausgebildet sind. Der erste Teilwellenlängenbereich entspricht in dieser Ausführungsform somit beispielsweise dem grünen und/oder blauen Lichtspektrum.
Jeder zweite sekundäre Bildsensor ist beispielsweise zur Detektion des roten Lichts ausgebildet und gleichzeitig zur Detektion von Infrarotstrahlung. Jeder zweite Kamerastrahlteiler dieser Ausführungsform kann derart ausgebildet sein, dass er das grüne und/oder blaue Licht auf den zweiten primären Bildsensor, insbesondere dessen zwei Monochromsensoren, lenkt und das rote und infrarote Licht auf den zweiten sekundären Bildsensor; insbesondere das grüne Licht auf einen Monochromsensor und das blaue Licht auf einen anderen Monochromsensor des zweiten primären Bildsensors fallen.
Der Kamerafilter für die zweiten Abbildungsstrahlengänge ist optional mittels eines Antriebs in die Strahlung des zweiten linken und/oder der rechten Abbildungsstrahlengangs hinein und heraus bewegbar. Ist der Kamerafilter im jeweiligen zweiten Abbildungsstrahlengang, generiert der zugeordnete zweite sekundäre Bildsensor elektronische Bilddaten aus dem optischen Bild des Objekts im zweiten Wellenlängenbereich. Befindet sich der Kamerafilter jedoch nicht in einem der zweiten Abbildungsstrahlengänge, wird das Objekt im zweiten Teillängenbereich des ersten Wellenlängenbereichs erfasst. Zusammen mit den Informationen des zweiten primären Bildsensors kann in dieser Position des Kamerafilters ein elektronisches Bild des Objekts im kompletten ersten Wellenlängenbereich erzeugt werden. Somit wird in dieser Ausführungsform ein elektronisches Bild des Objekts im ersten Wellenlängenbereich und zweiten Wellenlängenbereich sequenziell erzeugt. Das Stereo-Mikroskop gemäß dieser Ausgestaltung hat den Vorteil, dass für das Licht in den unterschiedlichen Wellenlängenbereichen Bildsensoren verwendet werden können, die gezielt zeitweise auf die entsprechenden Wellenlängenbereiche abgestimmt sind.
Es ist bevorzugt, dass die zweiten Bilddetektoren jeweils einen zweiten Bildsensor zur Detektion von Strahlung in dem ersten Wellenlängenbereich und in dem zweiten Wellenlängenbereich umfassen, wobei den zweiten Bilddetektoren ein einschaltbarer (z. B. bewegbarer) Kamerafilter vorgeordnet ist, der die Strahlung im zweiten Wellenlängenbereich transmittiert und die Strahlung im ersten Wellenlängenbereich blockiert. Der zweite Bildsensor dieser Ausführungsform erfasst Strahlung im ersten Wellenlängenbereich und im zweiten Wellenlängenbereich. Er kann als Farbsensor ausgebildet sein, der Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich und im infraroten detektiert. Da jedoch die Strahlung im ersten Wellenlängenbereich meist stärker als im zweiten Wellenlängenbereich ist, wird der Kamerafilter in den zweiten Abbildungsstrahlengängen eingeschaltet, der die Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs blockiert und die Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs transmittiert. Der zweite Kamerafilter lässt sich beispielsweise durch einen durch die Steuerungseinrichtung steuerbaren Antrieb bewegen, wie er zum Beispiel oben beschrieben wurde. In dieser Ausführungsform wird nur ein einziger zweiter Bildsensor benötigt.
Um die unterschiedliche Bildgewinnung bereitzustellen, können sich der erste Stereokanal und der zweite Stereokanal hinsichtlich Lichtsensitivität und/oder Auflösung und/oder Belichtungszeit unterscheiden. Dadurch kann man das erste elektronische Stereo-Bild und das zweite elektronische Stereo-Bild auf unterschiedliche Parameter hin optimieren. Beispielsweise kann bei den ersten Bilddetektoren die Belichtungszeit erhöht werden, während an den zweiten Bilddetektoren eine kurze Belichtungszeit eingestellt wird. Auf diese Weise lassen sich vorzugsweise Bereiche des Objekts unterschiedlich stark reflektierter oder emittierter Strahlung getrennt voneinander beobachten. Durch die Überlagerung der beiden elektronischen Bilder sind dem Beobachter im Gesamtbild beide Informationen sichtbar. Insbesondere erfolgt die Anpassung der Belichtungszeit mit der oben beschriebenen Strahlteilereinrichtung zur Erhöhung der Lichtsensitivität im zweiten Wellenlängenbereich.
In einer weiteren Ausführungsform werden Pixel der ersten und/oder der zweiten Bilddetektoren in Gruppen von mindestens zwei auf Detektorebene oder auf Bilddatenebene kombiniert, so dass die Auflösung der Bilddetektoren und damit der elektronischen Bilder reduziert wird, sich aber gleichzeitig die Lichtempfindlichkeit dieser Bilddetektoren erhöht. Dies kann beispielsweise dazu verwendet werden, lichtschwache Signale zu detektieren, insbesondere dadurch, dass Filter oder die oben beschriebene Strahlteilereinrichtung verwendet wird, so dass die jeweiligen Bilddetektoren nur in einem bestimmten Spektralbereich ein elektronisches Bild des Objekts aufnehmen.
Wenn die ersten Bilddetektoren mit hoher Belichtungszeit und die zweiten Bilddetektoren mit kurzer Belichtungszeit arbeiten, können elektronische Gesamtbilder mit einem High Dynamic Range erzeugt werden. Im Stand der Technik werden die einzelnen elektronischen Bilder zeitsequenziell von einem einzigen Bilddetektor erzeugt. Da hier zwei Bilddetektoren verwendet werden, können Bilder mit High Dynamic Range schneller erzeugt werden.
Es ist bevorzugt, dass die Steuerungseinrichtung die ersten Bilddetektoren und die zweiten Bilddetektoren versetzt belichtet. Wird beispielsweise mit den ersten Bilddetektoren und den zweiten Bilddetektoren ein Videosignal aufgenommen, kann die Bildrate des Videosignals auf diese Weise erhöht werden. Alternativ kann die Belichtungszeit für die ersten Bilddetektoren und die zweiten Bilddetektoren erhöht werden und ein Videosignal mit gleicher Bildrate erzeugt werden, wie wenn das Videosignal mit einer einzigen Stereo-Kamera aufgenommen wird. Auf diese Weise kann die Lichtsensitivität erhöht werden.
Es ist bevorzugt, dass das Stereo-Mikroskop eine Beleuchtungseinrichtung aufweist, welche ausgebildet ist, das Objekt mit Beleuchtungsstrahlung mit sich zeitlich ändernder spektraler Zusammensetzung zu beleuchten, wobei die Steuerungseinrichtung die Beleuchtungseinrichtung derart steuert, dass diese die unterschiedliche Beleuchtungsstrahlung zu verschiedenen Zeitspannen der jeweiligen Belichtung der ersten Bilddetektoren und der zweiten Bilddetektoren abgibt. Die Beleuchtungseinrichtung kann beispielsweise eine Weißlichtquelle, einen Laser, insbesondere einen Diodenlaser, und/oder andere Leuchtmittel aufweisen. Die Beleuchtungsstrahlung wird vorzugsweise gepulst erzeugt. Zur Erzeugung von Lichtpulsen zur Beleuchtung des Objekts können die einzelnen Leuchtquellen an- und ausgeschaltet werden oder mithilfe eines schaltbaren Unterbrechungsmittels, wie beispielsweise eines Shutters, entsprechend zeitgesteuert werden. Beispielsweise kann die Beleuchtungseinrichtung Lichtpulse erzeugen, die sich in ihren spektralen Eigenschaften unterscheiden. In einer Ausführungsform kann ein Beleuchtungspuls, der mit der Belichtungszeit der ersten Bilddetektoren übereinstimmt, Weißlicht aussenden, während ein zweiter Beleuchtungspuls, der mit der Belichtungszeit der zweiten Bilddetektoren übereinstimmt, Strahlung eines bestimmten Wellenlängenbereichs aussendet, insbesondere zur Anregung eines bestimmten Fluoreszenzfarbstoffes. Mittels den ersten und zweiten Bilddetektoren können somit unterschiedliche Spektralbereiche des Objekts mit passender Beleuchtung aufgenommen werden. Optional kann die Weißlichtbeleuchtung stets vorgesehen werden, und nur die Beleuchtung in dem Wellenlängenbereich wird gepulst.
Im Stand der Technik, bei dem Fluoreszenzlicht und Weißlicht abwechselnd von lediglich einer Kamera aufgenommen wird, steigt die Daten- und Bildrate dieser Kamera, und es müssen zusätzlich eine Elektronik zur Trennung der beiden Signale und eine separate Verarbeitung der Bildsignale verwendet werden. Dadurch, dass nun die Aufnahmen der unterschiedlichen Wellenlängenbereiche auf die zwei Kanäle verteilt werden, können für die jeweiligen Spektralbereiche optimierte Bilddetektoren verwendet und einfache bzw. standardisierte Elektronik verwendet werden. Insgesamt gibt sich somit ein einfacherer Aufbau, während das erhaltene Bildsignal verbessert ist.
Es ist bevorzugt, dass die Strahlteilereinrichtung ein erstes optisches Element und ein vom ersten optischen Element getrenntes zweites optisches Element aufweist und eine Ausrichtung zwischen der zweiten Stereobasis und der Strahlteilereinrichtung mindestens zeitweise fixiert ist, wobei in den ersten Abbildungsstrahlengängen bei fixierter Winkellage Strahlung auf das erste optische Element trifft, und das erste optische Element für den ersten Wellenlängenbereich Strahlung ganz oder teilweise in die ersten Abbildungsstrahlengänge lenkt und das zweite optische Element für den zweiten Wellenlängenbereich Strahlung ganz oder teilweise in die zweiten Abbildungsstrahlengänge umlenkt. Diese Fixierung kann dadurch erreicht werden, dass die Strahlteilereinrichtung und die erste Stereo-Kamera derart miteinander verbunden sind oder eingestellt werden, dass sich die Lage der linken und rechten ersten optischen Achsen gegenüber der Strahlteilereinrichtung nicht ändert. Beispielsweise sind die ersten Tubuslinsen und/oder die ersten Bilddetektoren, insbesondere die erste Stereo-Kamera, ausschließlich längs der Hauptachse des Objektivs beweglich, aber nicht drehbar. Insbesondere sind die Strahlteilereinrichtung und die ersten Tubuslinsen und/oder die ersten Bilddetektoren, insbesondere die erste Stereo-Kamera, starr miteinander verbunden. Alternativ können die ersten Tubuslinsen und/oder die ersten Bilddetektoren, insbesondere die erste Stereo-Kamera, durch einen Antrieb in einer fest vorgegebenen Winkellage gegenüber der Strahlteilereinrichtung gehalten werden. Die Fixierung der Ausrichtung zwischen den ersten Tubuslinsen und der Strahlteilereinrichtung hat den Effekt, dass die Strahlung, welche zu den ersten Tubuslinsen gelangen soll, stets an derselben Stelle auf eine Strahlteilerfläche der Strahlteilereinrichtung trifft. An dieser Stelle ist das erste optische Element angeordnet. Das zweite optische Element wird vorzugsweise an der restlichen Fläche der Strahlteilerfläche vorgesehen.
Die Umlenkung der Strahlung kann in einer ersten Variante dadurch erfolgen, dass die in den zweiten Abbildungsstrahlengängen zu führende Strahlung an der Strahlteilerfläche reflektiert wird (d. h. am zweiten optischen Element), während die Strahlung für die ersten Abbildungsstrahlengänge an der Strahlteilerfläche transmittiert wird (d. h. am ersten optischen Element). Alternativ kann die Strahlteilerfläche die Strahlung am zweiten optischen Element transmittieren, während die Strahlung am ersten optischen Element ausgespiegelt wird. In einer Ausführungsform ist das erste optische Element ein Loch oder ein transmittiver Flächenteil, während das zweite optische Element ein spiegelnder Flächenteil ist. Bei diesen Ausführungsformen erfolgt die Umlenkung der Strahlung unabhängig von der Wellenlänge. In einer anderen Ausführungsform kann das erste optische Element wie der oben beschriebene dichroitische Strahlteiler ausgebildet sein, während das zweite optische Element komplett spiegelnd ist. In einer dazu alternativen Ausführungsform ist das erste optische Element in seinen reflektiven und transmissiven Eigenschaften invers dazu ausgebildet, während das zweite optische Element transmittierend vorgesehen ist. In diesen beschriebenen Ausführungsformen erfolgt die Umlenkung der Strahlung wellenlängenabhängig. Allen Ausführungsformen mit der oben genannten Variante der Strahlteilereinrichtung ist gemein, dass 100 % des Lichtes ausgewertet wird, wenn die Differenz der ersten Winkellage zu der zweiten Winkellage ungleich 0° ± 10° oder 180° ± 10° ist. Daher führt die Umlenkung der Strahlung in den jeweiligen Wellenlängenbereichen dann zu keiner Reduzierung der Intensität in den jeweiligen Abbildungsstrahlengängen, so dass die Lichtausbeute für das erste und zweite elektronische Stereo-Bild maximal ist. Ein derartiges Mikroskop hat besondere Vorzüge im zweiten Betriebsmodus.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Nachfolgend wird die Erfindung beispielsweise anhand der beigefügten Zeichnungen, die auch erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, noch näher erläutert. Es zeigen:

1 eine Darstellung des prinzipiellen Aufbaus eines Mikroskops gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des Mikroskops;
3 ein Diagramm, das die Transmission einer Strahlteilereinrichtung des Mikroskops der 2 sowie das Emissionsspektrum eines Fluoreszenzfarbstoffs zeigt;
4 eine zweite Stereo-Kamera und die Strahlteilereinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform des Mikroskops;
5 das Transmissionsspektrum eines Kamerafilters des Mikroskops gemäß 4 sowie das Emissionsspektrum eines Fluoreszenzfarbstoffs;
6 die zweite Stereo-Kamera und die Strahlteilereinrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform des Mikroskops;
7 die zweite Stereo-Kamera und die Strahlteilereinrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform des Mikroskops;
8 das Transmissionsspektrum eines Kamerafilters des Mikroskops gemäß 7 sowie das Emissionsspektrum eines Fluoreszenzfarbstoffs;
9 das Transmissionsspektrum der Strahlteilereinrichtung gemäß 7 sowie die Emissionsspektren von zwei Fluoreszenzfarbstoffen;
10 eine schematische Darstellung einer sechsten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mikroskops;
11 das Transmissionsspektrum der Strahlteilereinrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform des Mikroskops sowie die Emissionsspektren von zwei Fluoreszenzfarbstoffen; und
12 die Strahlteilereinrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform des Mikroskops.

1 zeigt schematisch ein Mikroskop M in einer ersten Ausführungsform. Das Mikroskop M ist vom Fernrohrtyp. Es ist ausgebildet, elektronische Stereo-Bilder und/oder Stereo-Videos eines Objekts O zu erzeugen, wobei zwei Beobachter das Mikroskop M gleichzeitig benutzen können, die nachfolgend als erster Beobachter und zweiter Beobachter bezeichnet werden.
Die dem zweiten Beobachter zugeordneten Elemente oder Merkmale des Mikroskops M sind mit einem Bezugszeichen versehen, das um 100 höher als das Bezugszeichen des entsprechenden Elementes für den ersten Beobachter ist. Die Elemente und Merkmale werden ferner wegen der Stereo-Eigenschaft des Mikroskops M hinsichtlich rechts und links durch ein Suffix „L“ oder „R“ im Bezugszeichen sowie durch das entsprechende Adjektiv „links“ oder „rechts“ unterschieden. Dies ist, wie oben ausgeführt, keine Vorgabe für die Beobachter.
Das Mikroskop M bildet das Objekt O durch Kanäle ab, die jeweils zuerst eine optische Abbildung und dann eine elektronische Bildgewinnung umfassen. In Abbildungsrichtung folgt dem Objektiv 1 ein Abschnitt mit parallelen Strahlengängen. Erste und zweite, jeweils linke und rechte, Tubuslinsen 2L, 2R, 102L, 102R erzeugen in ersten und zweiten, jeweils linken und rechten, Bildebenen 4L, 4R, 104L, 104R erste und zweite, jeweils linke und rechte, optische Bilder 5L, 5R, 105L, 105R. In den Bildebenen 4L, 4R, 104L, 104R liegen erste und zweite, jeweils linke und rechte, Bilddetektoren 6L, 6R, 106L, 106R, welche jeweils die optischen Bilder 5L, 5R, 105L, 105R in erste und zweite, jeweils linke und rechte, elektronischen Bilddaten 7L, 7R, 107L, 107R umwandeln. Die Bilddetektoren 6L, 6R, 106L, 106R umfassen beispielsweise einen CCD-Sensor (charge-coupled device) und/oder einen CMOS-Sensor (Complementary metal-oxide-semiconductor). Eine Steuerungseinrichtung 12 erzeugt aus den jeweiligen Bilddaten 7L, 7R, 107L, 107R erste und zweite, jeweils linke und rechte, elektronische Bilder 11L, 11R, 111 L, 111R, welche jeweils auf ersten und zweiten Stereo-Anzeigeeinrichtungen 10, 110 angezeigt werden. Die Steuerungseinrichtung 12 kann beispielsweise ein Mikroprozessor, ein Computer mit entsprechend versehenem Computerprogramm oder ein sonstiger elektrischer Schaltkreis sein. Sie hat in Ausführungsformen eine Eingabeeinrichtung 12.1. Die Stereo-Anzeigeeinrichtungen 10, 110 weisen jeweils linke und rechte Anzeigeeinrichtungen 9L, 9R, 109L, 109R zur Bilddarstellung der elektronischen Bilder 11L, 11R, 111 L, 111 R auf. Die Anzeigeeinrichtungen 9L, 9R, 109L, 109R können einen Bildschirm und/oder ein Display umfassen.
Das Objektiv 1 und die Tubuslinsen 2L, 2R, 102L, 102R bilden einen ersten und zweiten, jeweils linken und rechten, Abbildungsstrahlengang 8L, 8R, 108R, 108L, welcher das Objekt O in die Bildebenen 4L, 4R, 104L, 104R abbildet. Die Bilddetektoren 6L, 6R, 106L, 106R, die Steuerungseinrichtung 12 und die Anzeigeeinrichtungen 9L, 9R, 109L, 109R bilden jeweils einen ersten und zweiten, jeweils linken und rechten, datentechnischen Teil 13L, 13R, 113L, 113R des Mikroskops M.
Die ersten Abbildungsstrahlengänge 8L, 8R bilden zusammen mit den datentechnischen Teilen 13L, 13R einen ersten Kanal, nachfolgend als erster linker bzw. rechter Teilkanal 17L, 17R bezeichnet. Analog ist ein zweiter Kanal, umfassend einen zweiten linken bzw. rechten Teilkanal 117L, 117R, aus den zweiten Abbildungsstrahlengängen 108L, 108R und den datentechnischen Teilen 113L, 113R aufgebaut.
Das Mikroskop M weist somit den ersten linken Teilkanal 17L, den ersten rechten Teilkanal 17R, den zweiten linken Teilkanal 117L und den zweiten rechten Teilkanal 117R auf. Der erste linke Teilkanal 17R erzeugt ein erstes linkes elektronisches Bild 11L des Objekts O, und der erste rechte Teilkanal 17R dient zur Erzeugung eines ersten rechten elektronischen Bilds 11R des Objekts O. Das erste linke elektronische Bild 11L und das erste rechte elektronische Bild 11R bilden zusammen ein erstes elektronisches Stereo-Bild des Objekts O. Der zweite linke Teilkanal 107R dient zur Erzeugung eines zweiten linken elektronischen Bilds 111L des Objekts O, und der zweite rechte Teilkanal 107R erzeugt ein zweites rechtes elektronisches Bild 111R des Objekts O. Das zweite linke elektronische Bild 111L und das zweite rechte elektronische Bild 111R bilden zusammen ein zweites elektronisches Stereo-Bild des Objekts O. Das erste elektronische Stereo-Bild wird dem ersten Beobachter auf der Anzeigeeinrichtung 10 und das zweite elektronische Stereo-Bild dem zweiten Beobachter auf der Anzeigeeinrichtung 110 angezeigt.
Der erste linke Abbildungsstrahlengang 8L bildet das Objekt O durch das Objektiv 1 und die erste linke Tubuslinse 2L in das erste linke optische Bild 5L ab, der erste rechte Abbildungsstrahlengang 8R analog in das erste rechte optische Bild 5R. Der erste linke Abbildungsstrahlengang 8L und der erste rechte Abbildungsstrahlengang 8R bilden einen ersten Stereo-Abbildungsstrahlengang zur optischen Stereo-Abbildung des Objekts O.
Im ersten linken Abbildungsstrahlengang 8L und im ersten rechten Abbildungsstrahlengang 8R ist eine Strahlteilereinrichtung 115 vorgesehen. Der zweite linke Abbildungsstrahlengang 108L bildet analog das Objekt O über die Strahlteilereinrichtung 115 (insbesondere den linken Strahlteiler 116L) und die zweite linke Tubuslinse 112L in das zweite linke optische Bild 105L ab. Der zweite rechte Abbildungsstrahlengang 108R bildet das Objekt O über die Strahlteilereinrichtung 115 (insbesondere einen zweiten Strahlteiler 116R) und die zweite rechte Tubuslinse 112R in das zweite rechte optische Bild 105R ab.
Das Objektiv 1 kann eine oder mehrere, insbesondere zueinander bewegliche Linsen umfassen. Abbildungseigenschaften, insbesondere eine Brennweite des Objektivs 1, können verändert werden, beispielsweise durch Bewegen von zwei Linsengliedern zueinander.
Die Strahlteilereinrichtung 115 kann eine einzige Strahlteilerfläche aufweisen, wie dies beispielsweise in 2 gezeigt ist, oder zwei separate Strahlteiler 116L und 116R, wie dies in 1 dargestellt ist. Die Strahlteilereinrichtung 115 lenkt Strahlung, die von dem Objekt O ausgeht, in den zweiten linken Teilkanal 117L und in den zweiten rechten Teilkanal 117R um. Die Strahlung für den ersten linken Teilkanal 17L und im zweiten rechten Teilkanal 17R wird von der Strahlteilereinrichtung 115 transmittiert.
Nach der Strahlteilereinrichtung 115 wird die Strahlung durch die Tubuslinsen 2L, 2R, 102L, 102R, welche eine oder mehrere Linsen umfassen können, in die entsprechenden Bildebenen 4L, 4R, 104L, 104R fokussiert. Die Abbildungseigenschaften der Tubuslinsen 2L, 2R, 102L, 102R sind optional verstellbar und weisen dazu z. B. zueinander bewegliche Linsenglieder auf. Das Objektiv 1 sowie die ersten Tubuslinsen 2L und 2R oder die zweiten Tubuslinsen 102L und 102R bilden zusammen jeweils eine Abbildungsoptik. Sie bildet das Objekt O mit einstellbarem Abbildungsmaßstab in die jeweiligen Bildebenen 4L, 4R, 104L, 104R ab. Optional können jeweils die Tubuslinsen 2L, 2R, 102L, 102R und/oder das Objektiv 1 mit einer Zoomoptik versehen sein, beispielsweise sind Tubuslinsen 2L, 2R, 102L, 102R und/oder das Objektiv 1 mit zwei zu einer beweglich angeordneten Linsen versehen und/oder zusätzliche Linsen sind in den Teil der Abbildungsstrahlengänge 8L, 8R, 108R, 108L bringbar, in denen Strahlung parallelisiert verläuft.
Die Tubuslinsen 2L, 2R, 102L, 102R legen erste und zweite, jeweils linke und rechte, optische Achsen OA1L, OA1R, OA2L, OA2R fest. Die erste linke optische Achse OA1L und die erste rechte optische Achse OA1R bestimmen im Abschnitt zwischen der Strahlteilereinrichtung 115 und dem Objektiv 1 eine erste Stereobasis des ersten elektronischen Stereo-Bilds, während die zweite linke optische Achse OA2L und die zweite rechte optische Achse OA2R ebenfalls zwischen der Strahlteilereinrichtung 115 und dem Objektiv 1 eine zweite Stereobasis des zweiten elektronischen Stereo-Bilds definieren. Die linken und rechten optischen Achsen OA1L, OA1R und OA2L, OA2R verlaufen zwischen der Strahlteilereinrichtung 115 und dem Objektiv 1 parallel zueinander und spannen jeweils eine optische Ebene auf. Die Stereobasen sind jeweils durch Betrag und Richtung eines Abstandsvektors A zwischen den linken und rechten optischen Achsen OA1L, OA1R und OA2L, OA2R in dem Bereich zwischen der Strahlteilereinrichtung 115 und dem Objektiv 1 festgelegt. Der Abstandsvektor A liegt jeweils in von den optischen Achsen OA1L, OA1R und OA2L, OA2R definierten optischen Ebenen. Die Länge oder der Betrag des Abstandsvektors A gibt den Abstand der linken und rechten optischen Achsen OA1L, OA1R und OA2L, OA2R in der optischen Ebene an. Die Richtung des Abstandsvektors A bestimmt die Ausrichtung der optischen Ebene und damit der Stereobasis; eine Drehung der Stereobasis führt zu einer Drehung der optischen Ebene.
Die erste linke Tubuslinse 2L, der erste linke Bilddetektor 6L, die erste rechte Tubuslinse 2R und erste rechte Bilddetektor 6R sind optional zueinander starr und bilden insbesondere eine Einheit. Sie sind allerdings gegenüber der Strahlteilereinrichtung 115 drehbar, so dass dadurch Ausrichtung der ersten Stereobasis verändert werden kann. Die zweite linke Tubuslinse 102L, der zweite linke Bilddetektor 106L, die zweite rechte Tubuslinse 102R, der zweite rechte Bilddetektor 106R und die Strahlteilereinrichtung 115 sind optional ebenfalls zueinander starr und bilden eine Einheit. Sie sind vorzugsweise gegenüber dem Objektiv 1 fest angeordnet, so dass die zweite Stereobasis nicht veränderbar ist. Die jeweiligen Einheiten sind in 1 gestrichelt umrandet.
Die erste Stereobasis und das Objektiv 1 bestimmen eine erste linke Sehachse 14L für den ersten linken Teilkanal 17L und eine erste rechte Sehachse 14R für den ersten rechten Teilkanal 17R, während die zweite Stereobasis und das Objektiv 1 eine zweite linke Sehachse 114L für den zweiten linken Teilkanal 117L und eine zweite rechte Sehachse 114R für den zweiten rechten Teilkanal 117R festlegen.
Der erste linke datentechnische Teil 13L umfasst den ersten linken Bilddetektor 6L, die Steuerungseinrichtung 12 und optional die erste linke Anzeigeeinrichtung 9L zur Bilddarstellung des ersten linken elektronischen Bilds 11L. Der erste rechte datentechnische Teil 13R umfasst den ersten rechten Bilddetektor 6R, die Steuerungseinrichtung 12 und optional die erste rechte Anzeigeeinrichtung 9R zur Bilddarstellung des ersten rechten elektronischen Bildes 11R. Der zweite linke datentechnische Teil 103L umfasst den zweiten linken Bilddetektor 106L, die Steuerungseinrichtung 12 und die zweite linke Anzeigeeinrichtung 109L zur Darstellung des zweiten linken elektronischen Bilds 111L auf, während der zweite rechte datentechnische Teil 113R den zweiten rechten Bilddetektor 106R, die Steuerungseinrichtung 12 sowie die zweite rechte Anzeigeeinrichtung 109R zur Bilddarstellung des zweiten rechten elektronischen Bilds 111R umfasst. Der erste linke Bilddetektor 6L liegt in der ersten linken Bildebene 4L, der erste rechte Bilddetektor 6R in der ersten rechten Bildebene 4R, der zweite linke Bilddetektor 106L in der zweiten linken Bildebene 104L und der zweite rechte Bilddetektor 106R in der zweiten rechten Bildebene 104R. Die Bilddetektoren 6L, 6R, 106L, 106R wandeln jeweils die Strahlung der optischen Bilder 5L, 5R, 105L, 105R in elektronische Bilddaten 7L, 7R, 107L, 107R um, insbesondere erzeugt der erste linke Bilddetektor 6L erste linke elektronische Bilddaten 7L, der erste rechte Bilddetektor 6R erste rechte elektronische Bilddaten 7R, der zweite linke Bilddetektor 106L zweite linke elektronische Bilddaten 107L und der zweite rechte Bilddetektor 106R zweite rechte elektronische Bilddaten 107R.
Die elektronischen Bilddaten 7L, 7R, 107L und 107R werden über Leitungen an die Steuerungseinrichtung 12 übermittelt. Die Steuerungseinrichtung 12 erzeugt aus den elektronischen Bilddaten 7L, 7R, 107L, 107R die elektronischen Bilder 11L, 11R, 111L, 111R. Die elektronischen Bilder 11L, 11R, 111L und 111R werden jeweils über Leitungen an die optionalen Anzeigeeinrichtungen 9L, 9R, 109L und 109R übermittelt. Die Anzeigeeinrichtungen 9L, 9R, 109L, 109R stellen die elektronischen Bilder 11L, 11R, 111L und 111R für die Beobachter dar.
Die ersten Tubuslinsen 2L, 2R und die ersten Bilddetektoren 6L, 6R können wie in 1 durch die gestrichelte Umrahmung gezeigt gegenüber der Strahlteilereinrichtung 115 drehbar gehalten sein. Damit ist es möglich, die erste Stereobasis zu rotieren, nämlich durch Drehung der genannten Elemente. Auf diese Weise rotiert der Abstandsvektor A in einer Ebene senkrecht zu den ersten optischen Achsen OA1L, OA1R. Bei einer Drehung der ersten Tubuslinsen 2L, 2R und der ersten Bilddetektoren 6L, 6R rotierten vorzugsweise das Paar der ersten optischen Achsen OA1L, OA1R um sein Zentrum. Insbesondere sind die ersten Tubuslinsen 2L, 2R und die ersten Bilddetektoren 6L, 6R starr zueinander angeordnet. Darüber hinaus ist es möglich, dass die ersten Tubuslinsen 2L, 2R und die ersten Bilddetektoren 6L, 6R beweglich zueinander angeordnet sind, so dass sich beispielsweise die Länge des Abstandsvektors verändern lässt. Die zweiten Tubuslinsen 102L, 102R und die zweiten Bilddetektoren 106L, 106R sind wie in 1 durch die gestrichelte Umrahmung gezeigt gegenüber der Strahlteilereinrichtung 115 starr angeordnet.
Das Mikroskop M in einer zweiten Ausführungsform gemäß 2 ist als Stereo-Mikroskop vom Fernrohr-Typ ausgebildet, wobei in 2 Einzelheiten des ersten linken Abbildungsstrahlengang 8L, des ersten rechten Abbildungsstrahlengang 8R, des zweiten linken Abbildungsstrahlengang 108L und des zweiten rechten Abbildungsstrahlengang 108R sowie der Bilddetektoren 6L, 6R, 106L und 106R dargestellt sind. Die erste Anzeigeeinrichtung 10, die zweite Anzeigeeinrichtung 110 und die Steuerungseinrichtung 12 sind nicht eingezeichnet, können jedoch wie in 1 ausgebildet sein. Das Mikroskop M der 2 ist ein digitales Stereo-Operationsmikroskop, mit welchem elektronische Stereo-Bilder und/oder Stereo-Videos eines Objekts O erzeugt werden können. Dazu wird das Objekt O auf einem Operationsfeld 22 platziert und mittels einer Beleuchtungseinrichtung 24 beleuchtet. Die Beleuchtungseinrichtung 24 sendet als Beleuchtungsstrahlung 26 Weißlicht, d. h. Strahlung mit Wellenlängen im sichtbaren Bereich, sowie optional Strahlung zur Anregung von Fluoreszenz in dem Objekt O aus.
Die Steuerungseinrichtung 12 ist mit der Beleuchtungseinrichtung 24 per Funk oder durch in den Figuren nicht eingezeichnete Leitungen datentechnisch verbunden und kann insbesondere die Intensität des abgegebenen Lichts, die Dauer eines Beleuchtungspulses sowie die Größe einer beleuchteten Fläche auf dem Objekt O, die Beleuchtungsfläche, verändern. Dies gelingt z. B. mit Hilfe eines der Beleuchtungseinrichtung 24 zugeordneten Beleuchtungsobjektivs 28, welches steuerbar ist. Die Intensität der Beleuchtung, die Dauer eines Beleuchtungspulses sowie die Größe der Beleuchtungsfläche werden anwendungsabhängig eingestellt.
Die Steuerungseinrichtung 12 kann die Beleuchtungseinrichtung 24 auch dahingehend steuern, dass die Beleuchtungseinrichtung 24 Lichtpulse abgibt, die mit der Belichtungszeit des ersten linken Bilddetektors 6L, des ersten rechten Bilddetektors 6R, des zweiten linken Bilddetektors 106L und/oder des zweiten rechten Bilddetektors 106R synchronisiert sind. Optional kann die Steuerungseinrichtung 12 die Beleuchtungseinrichtung 24 zur Abgabe von Lichtpulsen steuern, die sich in ihrer spektralen Eigenschaft unterscheiden. Ein erster Puls kann Weißlicht umfassen und mit der Belichtung der ersten der Bilddetektoren 6L, 6R synchronisiert sein, während ein zweiter Belichtungspuls Licht zur Anregung von Fluoreszenzfarbstoffen ausstrahlt, wobei der zweite Lichtimpuls mit der Belichtung der zweiten Bilddetektoren 106L, 106R synchronisiert ist. Auf diese Weise kann die Beleuchtung für die Bilddetektoren 6L, 6R, 106L, 106R optimiert werden.
Darüber hinaus kann die Steuerungseinrichtung 12 den ersten linken Bilddetektor 6L und den ersten rechten Bilddetektor 6R einerseits sowie den zweiten linken Bilddetektor 106L und den zweiten rechten Bilddetektor 106R anderseits zeitlich versetzt belichten, so dass ein Videosignal mit doppelter Bildrate erzeugt werden kann, gegebenenfalls ohne die Belichtungsdauer zu reduzieren. Weiter ist es optional möglich, dass die Belichtungsdauer erhöht wird, beispielsweise verdoppelt, und ein Videosignal mit gleicher Bildrate erzeugt wird; auf diese Weise lässt sich das Signal-zu-Rausch-Verhältnis bei gleicher Bildrate erhöhen.
Der durch die Beleuchtungsstrahlung entsprechender Wellenlänge angeregte Fluoreszenzfarbstoff kann beispielsweise Indocyaningrün (ICG), dessen Absorptionsspektrum hauptsächlich zwischen 600 nm und 900 nm liegt und Strahlung mit Wellenlängen zwischen 750 nm und 950 nm emittiert, wie dies in den 3 dargestellt ist. Darüber hinaus kann auch Protoporphyrin IX (PpIX) als Fluoreszenzfarbstoff verwendet werden, der ein Absorptionsspektrum zwischen 400 nm und 500 nm und ein Emissionsspektrum zwischen 600 nm und 670 nm hat.
Ferner ist vorzugsweise das Objektiv 1 als ein Varioskop zur Variation eines Abbildungsmaßstabs der Abbildung in Zusammenspiel mit den Tubuslinsen 2L, 2R, 102L, 102R ausgebildet. Das Varioskop erlaubt es, einen Abbildungsmaßstab der Abbildungsoptik 60 zur Abbildung des Objekts O zu verändern.
Die Abbildungsstrahlengänge 8L, 8R, 108L und 108R weisen einen optionalen Filter 33 auf. Nach Durchgang der Strahlen durch das Objektiv 1 oder das Varioskop sind aus einem Punkt des Objekts O stammende Strahlen zueinander parallel. Der Filter 33 ist optional in die Strahlengänge bringbar, beispielsweise mit Hilfe eines elektrischen Motors, der von der Steuerungseinrichtung 12 gesteuert wird. Der Filter 33 blockt beispielsweise Strahlung mit unerwünschten Wellenlängen.
Im Anschluss daran wird die vom Objekt O stammende Strahlung des gemeinsamen Strahlengangs in die Strahlteilereinrichtung 115 geführt, welche in dieser Ausführungsform einen dichroitischen Strahlteiler aufweist, dessen beispielhaftes Transmissions- und Reflexionsspektrum in 3 dargestellt ist. Die Strahlteilereinrichtung 115 teilt die Strahlung in den ersten linken Abbildungsstrahlengang 8L und den ersten rechten Abbildungsstrahlengang 8R einerseits sowie in den zweiten linken Abbildungsstrahlengang 108L und den zweiten rechten Abbildungsstrahlengang 108R anderseits. Die Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich, welche ein Beispiel für den einen ersten Wellenlängenbereich ist, wird z. B. zu 50 % reflektiert und zu 50 % transmittiert. Strahlung mit Wellenlängen größer als 800 nm, was ein Beispiel für einen zweiten Wellenlängenbereich ist, wird bevorzugt zu 100 % reflektiert und zu 0 % transmittiert. Wird in dem Objekt O der Fluoreszenzfarbstoff ICG angeregt, so wird die Fluoreszenzstrahlung an der Strahlteilereinrichtung 115 nahezu vollständig reflektiert. Die reflektierte Strahlung wird den zweiten Bilddetektoren 106L und 106R zugeführt und die transmittierte Strahlung den ersten Bilddetektoren 6L und 6R. Der erste linke Abbildungsstrahlengang 8L und der erste rechte Abbildungsstrahlengang 8R führen nach der Strahlteilereinrichtung 115 somit lediglich Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich, während der zweite linke Abbildungsstrahlengang 108L und der zweite rechte Abbildungsstrahlengang 108R Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich und im infraroten Wellenlängenbereich aufweisen.
Eine erste Stereo-Kamera 34 umfasst beispielsweise eine mit einem Doppelloch versehene erste Pupillenblende 36, die erste linke Tubuslinse 2L, die erste rechte Tubuslinse 2R, zwei erste Umlenkprismen 38L, 38R, den ersten linken Bilddetektor 6L und den zweiten linken Bilddetektor 6R. Der erste linke Bilddetektor 6L ist hier als einziger erster linker Bildsensor 42L und der erste rechte Bilddetektor 6R als einziger erster rechter Bildsensor 42R ausgebildet. Die erste linke Tubuslinse 2L definiert die erste linke optische Achse OA1L und die erste rechte Tubuslinse 2R definiert die erste reche optische Achse OA1R. Eine Rotation der ersten Stereobasis führt somit zu einer Drehung des Abstandsvektors A in einer Ebene senkrecht zu den ersten optischen Achsen OA1L, OA1R und somit zu einer Drehung des Paars der ersten optischen Achsen OA1L, OA1R um sich selbst. In der in 2 gezeigten Ausführungsform können alle Elemente der ersten Stereo-Kamera 34 gemeinsam gedreht werden, insbesondere gegenüber der Strahlteilereinrichtung 115.
Die von der Strahlteilereinrichtung 115 transmittierte Strahlung wird durch die zwei Öffnungen in der ersten Pupillenblende 36 geführt und durch die ersten Tubuslinsen 2L und 2R der ersten Stereo-Kamera 34 auf die ersten Bildsensoren 42L, 42R abgebildet. Sie können als Farbsensoren, beispielsweise zur Detektion von sichtbarem Licht, ausgebildet sein. Die Farbsensoren umfassen insbesondere einen Chip mit darüber liegenden Bayer-Pattern oder drei Monochromsensoren zur Detektion von Licht in bestimmten Wellenlängenbereichen mit einem darüber liegenden Farbteilerprisma. Die erste Pupillenblende 36 begrenzt die Ausdehnung der Strahlung in dem ersten linken und dem ersten rechten Abbildungsstrahlengang 8L und 8R. Erste Antriebe 46L, 46R verstellen den Abbildungsmaßstab.
Ferner kann die Größe der ersten Pupillenblende 36 für die Strahlung der ersten Abbildungsstrahlengänge 8L und 8R unterschiedlich einstellbar sein; die ersten Abbildungsstrahlengänge 8L und 8R können demnach jeweils eine unterschiedlich große Blende aufweisen. Bevorzugt ist die erste Pupillenblende 36 kontinuierlich oder stufenweise für jeden der ersten Abbildungsstrahlengänge 8L und 8R verstellbar. Es ist auch möglich, dass die erste Pupillenblende 36 nur für den ersten linken Abbildungsstrahlengang 8L oder den ersten rechten Abbildungsstrahlengang 8R verstellbar ist.
Optional sind erste linke und rechte Umlenkprismen 38L, 38R vorgesehen, welche die von den ersten Tubuslinsen 2L und 2R kommende Strahlung auf die ersten Bildsensoren 42L, 42R umlenken. Die ersten Bildsensoren 42L, 42R weisen jeweils eine Detektorfläche mit einer Vielzahl von Pixel auf, welche die einfallende Strahlung in die ersten elektronischen Bilddaten 7L und 7R umwandeln können. Die erzeugten ersten elektronischen Bilddaten 7L und 7R werden an die Steuerungseinrichtung 12 weitergeleitet. Der erste linke Bildsensor 42L legt die erste linke Bildebene 4L fest, wobei das erste linke optische Bild 5L auf den ersten linken Bildsensor 42L abgebildet wird. Analog legt der erste rechte Bildsensor 42R die erste rechte Bildebene 4R fest, wobei das erste rechte optische Bild 5R auf den ersten rechten Bildsensor 42R abgebildet wird.
Die erste Stereo-Kamera 34 umfasst ferner einen ersten Drehmotor 31 und einen ersten Winkeldetektor 31a. Die Stereobasis der ersten Stereo-Kamera 34 ist mittels des ersten Drehmotors 31 um die Hauptachse des Objektivs 1 drehbar. Auf diese Weise rotieren die erste linke optische Achse OA1L und erste optische Achse OA1R um eine Hauptachse des Objektivs 1 und es lässt sich die Stereobasis der ersten Stereo-Kamera 34 gegenüber dem Objekt O verändern. Der Drehmotor 31 ist mit dem ersten Winkeldetektor 31a versehen, welcher letztlich die Lage der ersten Stereobasis misst. Der erste Winkeldetektor 31a und der erste Drehmotor 31 sind mit der Steuerungseinrichtung 12 über nicht eingezeichnete Leitungen oder per Funk datentechnisch verbunden. Die Steuerungseinrichtung 12 steuert den ersten Drehmotor 31, welcher insbesondere die erste Stereo-Kamera 34 um die Hauptachse des Objektivs 1 dreht.
Eine zweite Stereo-Kamera 134 umfasst eine mit einem Doppelloch versehene zweite Pupillenblende 136, die zweite linke Tubuslinse 102L, die zweite rechte Tubuslinse 102R, einen zweiten linken Kamerastrahlteiler 150L und einen zweiten rechten Kamerastrahlteiler 150R sowie den zweiten linken Bilddetektor 106L und den zweiten rechten Bilddetektor 106R. Die durch die zweite Pupillenblende 136 und die rechten Tubuslinsen 102L und 102R jeweils definierten zweite linke optische Achse OA2L und zweite rechte optische Achse OA2R verlaufen in einem Abschnitt zwischen dem Objektiv 1 und der Strahlteilereinrichtung 115 parallel zur Hauptachse des Objektivs 1. Eine Rotation der zweiten Stereobasis führt zu einer Drehung des Abstandsvektors A in einer Ebene senkrecht zu den zweiten optischen Achsen OA2L, OA2R und somit zu einer Drehung des Paars der zweiten optischen Achsen OA2L, OA2R um sich selbst. In der in 2 gezeigten Ausführungsform können alle Elemente der zweiten Stereo-Kamera 134 gemeinsam gedreht werden, insbesondere gegenüber der Strahlteilereinrichtung 115.
Die von der Strahlteilereinrichtung 115 reflektierte Strahlung wird durch die Öffnungen der zweite Pupillenblende 136 geführt und durch die zweiten Tubuslinsen 102L und 102R der zweiten Stereo-Kamera 134 auf die zweiten Bilddetektoren 106L und 106R abgebildet. Die zweite Pupillenblende 136 begrenzt die Ausdehnung der Strahlung des zweiten linken Abbildungsstrahlengangs 108L und des zweiten rechten Abbildungsstrahlengangs 108R. Die zweiten Tubuslinsen 102L und 102R können zusammen mit dem Objektiv 1 über zweite Antriebe 146L, 146R den Abbildungsmaßstab der Abbildung des Objekts O auf die zweiten Bilddetektoren 106L und 106R verändern.
Ferner ist die Größe der zweiten Pupillenblende 136 für jeden der zweiten Abbildungsstrahlengänge 108L und 108R unterschiedlich einstellbar; jeder zweiter Abbildungsstrahlengang 108L und 108R kann demnach eine unterschiedlich große Blende aufweisen. Bevorzugt ist die zweite Pupillenblende 136 kontinuierlich oder stufenweise für jeden der zweiten Abbildungsstrahlengänge 108L und 108R verstellbar. Es ist auch möglich, dass die zweite Pupillenblende 136 nur für den zweiten linken Abbildungsstrahlengang 108L oder den zweiten rechten Abbildungsstrahlengang 108R verstellbar ist.
Die zweiten Bilddetektoren 106L und 106R umfassen vier zweite Bildsensoren 142L, 142La, 142R, 142Ra zur Umwandlung von einfallender Strahlung in zweite elektronische Bilddaten 107L und 107R. Der zweite linke Bilddetektor 106L weist einen zweiten linken primären Bildsensor 142L und einen zweiten linken sekundären Bildsensor 142La auf, der zweite rechte Bilddetektor 106R einen zweiten rechten sekundären Bildsensor 142R und einen zweiten rechten sekundären Bildsensor 142Ra. Die zweiten primären Bildsensoren 142L, 142R detektieren beispielsweise sichtbares Licht und können als die zuvor beschriebenen Farbsensoren ausgestaltet sein. Die zweiten sekundären Bildsensoren 142La, 142Ra sind zum Beispiel zur Detektion von infraroter Strahlung vorgesehen und als Monochromsensoren zur Detektion von Licht eines vorgegebenen Wellenlängenbereichs ausgebildet. Die zweiten Kamerastrahlteiler 150L, 150R besitzen ein Transmissions-/Reflexionsspektrum, mittels welchem Strahlung im infrarotem Wellenlängenbereich auf die zweiten sekundären Bildsensoren 142La, 142Ra gelenkt wird, während Strahlung im sichtbaren Bereich auf die zweiten primären Bildsensoren 142L, 142R transmittiert wird. Die zweiten Bildsensoren 142L, 142La, 142R, 142Ra sind mit der Steuerungseinrichtung 12 verbunden. Die zweiten linken Bildsensoren 142L, 142La legen jeweils die zweite linke Bildebene 104L fest, wobei das zweite linke optische Bild 105L auf die zweiten linken Bildsensoren 142L, 142La abgebildet wird. Analog legen die zweiten rechten Bildsensoren 142R, 142Ra jeweils die zweite rechte Bildebene 104R fest, wobei das zweite rechte optische Bild 105R auf die zweiten rechten Bildsensoren 142R, 142Ra abgebildet wird. Die Bildsensoren 42L, 42R, 142L, 142La,142R, 142Ra können jeweils als CCD-Sensor (charge-coupled device) und/oder einen CMOS-Sensor (Complementary metal-oxide-semiconductor) ausgebildet sein.
Die zweite Stereo-Kamera 134 umfasst optional einen zweiten Drehmotor 131 und einen zweiten Winkeldetektor 131a. Die zweiten optischen Achsen OA2L, OA2R sind im Abschnitt zwischen dem Objektiv 1 und der Strahlteilereinrichtung 115 mit Hilfe des zweiten Drehmotors 131 um die Hauptachse des Objektivs 1 drehbar; es lässt sich somit die Winkellage, d. h. die zweite Stereobasis, der zweiten Stereo-Kamera 134 gegenüber dem Objekt O verändern. Dem zweiten Drehmotor 131 ist der zweite Winkeldetektor 131a zugeordnet, welcher letztlich die zweite Stereobasis misst. Der zweite Drehmotor 131 sowie der zweite Winkeldetektor 131a sind mit der Steuerungseinrichtung 12 über nicht eingezeichnete Leitungen oder per Funk datentechnisch verbunden. Die Steuerungseinrichtung 12 kann den zweiten Drehmotor 131 steuern, welcher die zweite Stereo-Kamera 134 dreht.
Vorzugsweise kann die Steuerungseinrichtung 12 die Belichtungszeit und die Auflösung der ersten Stereo-Kamera 34 und der zweiten Stereo-Kamera 134 verstellen.
In den 4 und 5 wird eine dritte Ausführungsform des Mikroskops M dargestellt. Die dritte Ausführungsform des Mikroskops M unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform nur durch die Ausgestaltung der zweiten Stereo-Kamera 134; im Folgenden wird somit lediglich die zweite Stereo-Kamera 134 beschrieben.
Die zweite Stereo-Kamera 134 weist einen Kamerafilter 162, die zweite Pupillenblende 136, die zweite linke Tubuslinse 102L, die zweite rechte Tubuslinse 102R, den zweiten linken Kamerastrahlteiler 150L, den zweiten rechten Kamerastrahlteiler 150R und die zweiten linken und rechten Bilddetektor 106L und 106R mit jeweils drei zweiten Bildsensoren 142L, 142La, 142Lb, 142R, 142Ra, 142Rb auf. Der zweite linke Bilddetektor 106L umfasst die zweiten linken Bildsensoren 142L, 142La, 142Lb, der zweite rechte Bilddetektor 106R die zweiten rechten Bildsensoren 142R, 142Ra, 142Rb. Zweite primäre Bildsensoren 142L, 142R können als Monochromsensoren zur Detektion eines bestimmten Wellenlängenbereichs ausgebildet sein, während zweite sekundäre Bildsensoren 142La, 142Ra aus Monochromsensoren aufgebaut sind, welche zur Detektion eines anderen Wellenlängenbereichs ausgebildet sind. Zweite tertiäre Bildsensoren 142Lb, 142Rb können als Farbsensoren zur Detektion eines breiten Wellenlängenbereichs ausgebildet sein. Die zweiten Kamerastrahlteiler 150L, 150R sind jeweils als X-Cube oder dichroitisches Prisma ausgestaltet, welche die durch die Tubuslinsen 102L, 102R einfallende Strahlung in einen blauen Anteil, einen grünen Anteil und einen roten Anteil aufteilen. Der blaue Anteil wird auf die zweiten primären Bildsensoren 142L, 142R, der grüne Anteil auf die zweiten sekundären Bildsensoren 142La, 142Ra und der rote Anteil auf die zweiten tertiären Bildsensoren 142Lb, 142Rb gelenkt. Der infrarote Anteil wird ebenfalls auf die zweiten tertiären Bildsensoren 142Lb, 142Rb gelenkt. Die zweiten Bildsensoren 142L, 142La, 142Lb, 142R, 142Ra, 142 erzeugen jeweils wellenlängenabhängig elektronischen Bilddaten 107L, 107R, welche von der Steuerungseinrichtung 12 zu den elektronischen Bildern 111L, 111R überlagert werden, so dass die elektronischen Bilder 111L, 111R den gesamten von den zweiten Bilddetektoren 106L, 106R erfassbaren Wellenlängenbereich überdecken.
Da die zweiten tertiären Bildsensoren 142Lb, 142Rb sowohl zur Detektion des roten Lichts als auch der infraroten Strahlung vorgesehen sind, wird die Fluoreszenzstrahlung dadurch detektiert, dass der Kamerafilter 162 in den Strahlengang bewegt wird und dort Licht im Wellenlängenbereich von 600 nm bis 720 nm, das heißt rotes Licht, absorbiert. Das Transmissionsspektrum des Kamerafilters 162 ist in 3 dargestellt. Insbesondere ist die Steuerungseinrichtung 12 ausgebildet, einen Filterantrieb 162a zur Bewegung des Kamerafilters 162 in den Strahlengang zu steuern. Somit können in der dritten Ausführungsform der Erfindung mittels der zweiten Stereo-Kamera 134 ein Bild im sichtbaren Wellenlängenbereich und das Fluoreszenzbild sequenziell bestimmt werden.
6 zeigt eine vierte Ausführungsform des Mikroskops M. Sie unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform und der dritten Ausführungsform lediglich durch die Ausgestaltung der zweiten Stereo-Kamera 134.
Die zweite Stereo-Kamera 134 gemäß der vierten Ausführungsform weist analog der zweiten Ausführungsform und der dritten Ausführungsform die zweite Pupillenblende 136, die zweite linke Tubuslinse 102L, die zweite rechte Tubuslinse 102R, den zweiten linken Kamerastrahlteiler 150L, den rechten Kamerastrahlteiler 150R und den zweiten linken und rechten Bilddetektor 106L, 106R mit jeweils drei zweiten Bildsensoren 142L, 142La, 142Lb, 142R, 142Ra, 142Rb auf. Der Kamerafilter 162 ist in der vierten Ausführungsform nicht vorgesehen. Der zweite linke Bilddetektor 106L umfasst die zweiten Bildsensoren 142L, 142La, 142Lb, der zweite rechte Bilddetektor 106R die zweiten Bildsensoren 142R, 142Ra, 142Rb. Zweite primäre Bildsensoren 142L, 142R können als Farbsensoren zur Detektion eines breiten Wellenlängenbereichs ausgebildet sein. Der Farbsensor kann wie zuvor beschrieben ausgestaltet sein. Zweite sekundäre Bildsensoren 142La, 142Ra können als Monochromsensoren zur Detektion eines bestimmten schmalen Wellenlängenbereichs ausgebildet sein. Auch zweite tertiäre Bildsensoren 142Lb, 142Rb können als Monochromsensoren ausgestaltet sein. Die zweiten Kamerastrahlteiler 150L, 105R können jeweils als X-Cube oder dichroitisches Prisma ausgestaltet sein und teilen die durch die Tubuslinsen 102L, 102R einfallende Strahlung in die Anteile blau-grün, rot und infrarot auf. Die zweiten primären Bildsensoren 142L, 142R sind zur Detektion von blauem und grünem Licht, die zweiten sekundären Bildsensoren 142La, 142Ra zur Detektion von rotem Licht und die zweiten tertiären Bildsensoren 142Lb, 142Rb zur Detektion von infrarotem Licht vorgesehen.
Somit kann mit Hilfe der zweiten Stereo-Kamera 134 gleichzeitig ein Bild im sichtbaren Wellenlängenbereich und ein Bild im infraroten Wellenlängenbereich zur Detektion der Fluoreszenzstrahlung erzeugt werden. Der Kamerafilter 162 der dritten Ausführungsform ist somit nicht notwendig.
Eine fünfte Ausführungsform des Mikroskops M wird anhand der 7 beschrieben. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der zweiten bis vierten Ausführungsform lediglich durch die Ausgestaltung der zweiten Stereo-Kamera 134.
Die zweite Stereo-Kamera 134 weist den Kamerafilter 162, die zweite Pupillenblende 136, die zweite linke Tubuslinse 102L, die zweite rechte Tubuslinse 102R, einen zweiten linken Glasweg 164L, einen zweiten rechten Glasweg 164R sowie den zweiten linken und rechten Bilddetektor 106L, 106R. Der zweite linke Bilddetektor 106L weist einen den zweiten linken Bildsensor 142L auf, der zweite rechte Bilddetektor 106L den zweiten rechten Bildsensor 142R, wobei beide zweite Bildsensoren 142L, 142R Strahlung im sichtbaren Bereich sowie im infraroten Wellenlängenbereich detektieren. Die Bildsensoren 142L, 142R sind bevorzugt als Farbsensoren ausgestaltet. Die über die Tubuslinsen 102L, 102R einfallende Strahlung wird von der zweiten Pupillenblende 136 über die zweiten Glaswege 164L, 164R auf die zweiten Bildsensoren 142L, 142R gelenkt.
Zur Erzeugung der zweiten elektronischen Bilder 111L, 111R im sichtbaren Wellenlängenbereich wird der Kamerafilter 162 aus dem Strahlengang entfernt, da der Kamerafilter 162 wie in 8 dargestellt die Transmission im sichtbaren Wellenlängenbereich blockiert. Insbesondere ist die Steuerungseinrichtung 12 ausgebildet, den Filterantrieb 162a zur Bewegung des Kamerafilters 162 in den Strahlengang zu steuern. Sollen die zweiten elektronischen Bilder 111L, 111R des Objekts O im infraroten Wellenlängenbereich zur Darstellung von Fluoreszenz erzeugt werden, wird der Kamerafilter 162 in die durch die Tubuslinsen 102L, 102R einfallende Strahlung bewegt, so dass lediglich Infrarotstrahlung die zweiten Bildsensoren 142L, 142R erreicht.
In weiteren Abwandlungen des Mikroskops M kann dieses auch zur Detektion von zwei Fluoreszenzfarbstoffen, nämlich beispielsweise ICG und PplX verwendet werden. 9 zeigt das Transmissions-/Reflexionsverhalten der Strahlteilereinrichtung 115. Im sichtbaren Wellenlängenbereich wird das von dem Objekt O kommende Licht zu 50 % auf die ersten Bilddetektoren 6L und 6R geleitet, so dass die Helligkeit im sichtbaren Wellenlängenbereich für beide Beobachter annähernd gleich ist. Oberhalb des sichtbaren Wellenlängenbereichs wird jedoch die Strahlung nahezu vollständig auf die zweiten Bilddetektoren 106L und 106R gelenkt. Auf diese Weise wird z. B. die Effizienz der Detektion von schwacher PpIX-Fluoreszenz verbessert, da ein größerer Anteil des Lichts auf die die zweiten Bilddetektoren 106L und 106R fällt. Dies ist gerade für die Detektion von niedergradigen Gliomen (LLG) von Bedeutung. In diesem Fall kann der Kamerafilter 162 entfallen. Von der zweiten Stereo-Kamera 134 kann sowohl sichtbares als auch Fluoreszenzlicht aufgenommen werden. Alternativ kann der Kamerafilter 162 auch als sogenannter „notch“-Filter“ für eine Fluoreszenz im sichtbaren Spektrum, wie beispielsweise die PpIX-Fluoreszenz ausgestaltet sein. In diesem Fall würde eine der Stereo-Kameras 34, 134 Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich und Fluoreszenzstrahlung erfassen, während die andere der beiden Stereo-Kameras 34, 134 ausschließlich Fluoreszenzstrahlung detektiert. Im Anschluss daran können die zweiten elektronischen Bilddaten 107L, 107R der erfassten Fluoreszenzstrahlung wieder digital mit den ersten oder zweiten elektronischen Bilddaten 7L, 7R, 107L, 107R des sichtbaren Wellenlängenbereichs überlagert werden.
In einer sechsten Ausführungsform des Mikroskops M, die in den 10 und 11 dargestellt ist, kann die Strahlteilereinrichtung 115 ein Transmissions-/Reflexionsspektrum, wie in 11 gezeigt, aufweisen. In diesem Fall wird die vom Objekt O kommende Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich zu 50 % auf die erste Stereo-Kamera 34 und zu 50 % auf die zweite Stereo-Kamera 134 gelenkt. Die von dem Fluoreszenzfarbstoff PpIX emittierte Strahlung wird der ersten Stereo-Kamera 34 zugeteilt, während die Fluoreszenzstrahlung des Farbstoffs ICG der zweiten Stereo-Kamera 134 zugeführt wird. Dazu kann ein „notch“-Filter vor der ersten Stereo-Kamera 34 platziert werden, um ein Fluoreszenzbild und ein Licht im sichtbaren Wellenbereich zu erhalten.
Das Mikroskop M der sechsten Ausführungsform unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform nur durch die Ausgestaltung der ersten Stereo-Kamera 34, welche analog der zweiten Stereo-Kamera 134 ausgestaltet ist, so dass mittels beider Stereo-Kameras 34 ,134 jeweils Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich und im Fluoreszenzbereich detektiert werden kann. Dies ist in 10 dargestellt. Das Mikroskop M der sechsten Ausführungsform weist somit keine erste Umlenkprismen 38L, 38R, sondern einen ersten linken und rechten Kamerastrahlteiler 50L, 50R auf, welche die von einer ersten Pupillenblende 36 kommende Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich auf erste primäre Bildsensoren 42L, 42R und im Wellenlängenbereich des Emissionsspektrums des Fluoreszenzfarbstoffs PpIX auf erste sekundäre Bildsensoren 42La, 42Ra der ersten Stereo-Kamera 34 leiten. Der erste linke Bilddetektor 6L weist die ersten linken Bildsensoren 42L und 42La auf, während der erste rechte Bilddetektor 6R die ersten rechten Bildsensoren 42R und 42Ra. Analog dem zweiten Bildsensor 142L, 142R, 142La, 142Ra können die ersten primären Bildsensoren 42L, 42R als Farbsensoren ausgebildet sein, während die ersten sekundären Bildsensoren 42La, 42Ra als Monochromsensoren ausgestaltet sind.
Eine siebte Ausführungsform des Mikroskops M gemäß 12 unterscheidet sich von den zweiten bis sechsten Ausführungsformen des Mikroskops M dadurch, dass die erste Stereo-Kamera 34 gegenüber der Strahlteilereinrichtung 115 nicht drehbar angeordnet ist, sondern fixiert ist.
Die von den ersten Bilddetektoren 6L und 6R erfasste Strahlung entspricht der von der ersten Pupillenblende 36 durchgelassenen Strahlung. Da die erste Stereo-Kamera 34 gegenüber der Strahlteilereinrichtung 115 fixiert ist, durchstoßen die ersten optischen Achsen OA1L und OA1R eine Strahlteilerfläche 166 der Strahlteilereinrichtung 115 an festliegenden ersten Durchstoßpunkten, so dass die von den ersten Bilddetektoren 6L, 6R erfasste Strahlung durch dort angeordnete erste Durchstoßflächen 168L und 168R fällt. Die ersten Durchstoßflächen 168L und 168R stimmen in ihrer Ausdehnung mit einem ersten optischen Element 170 auf der Strahlteilerfläche 166 überein, das ein Transmissions- und Reflexionsspektrum hat, wie dies in den 3, 9 oder 10 dargestellt ist. Der übrige Bereich der Strahlteilerfläche 166 stellen ein zweites optisches Element 172 dar, welches z. B. komplett reflektierend ausgestaltet ist. Auf das zweite optische Element 172 trifft, soweit die Stereobasen der ersten und zweiten Stereo-Kameras 34, 134 verschieden sind, die Strahlung, die auf die zweite Bilddetektoren 106L, 106R geleitet wird. Somit wird dann die Strahlung für die zweite Stereo-Kamera 134 zu 100 % reflektiert, während die auf die ersten Bilddetektoren 6L und 6R fallende Strahlung die Charakteristik wie in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen aufweist. Auf diese Weise kann die Lichtsensitivität der ersten Stereo-Kamera 34, z. B. für PpIX-Fluoreszenz, gesteigert werden, ohne dass die Orientierung der zweiten Stereo-Kamera 134 an die Orientierung der ersten Stereo-Kamera 34 angepasst werden muss. Es muss lediglich Identität der Stereobasen verhindert werden, was aber leicht möglich ist.
Alternativ kann die in 12 gezeigte Ausführungsformen des Mikroskops M auch verwendet werden, wenn lediglich einer der Beobachter ein elektronisches Stereo-Bild der Fluoreszenz (z. B. von ICG) benötigt, während dem anderen Beobachter ein elektronisches Stereo-Bild im sichtbaren Wellenlängenbereich dargestellt wird. Sofern die maximale Lichtsensitivität für beide Beobachter benötigt wird, so sind die Orientierungen der beiden Stereo-Kameras 34, 134 derart einzustellen, dass deren Stereobasen nicht im Toleranzbereich gleich sind. Der zweiten Stereo-Kamera 134 wird damit die maximale Lichtmenge zugeführt, während mittels der ersten Stereo-Kamera 34 Strahlung mit reduzierter Empfindlichkeit (aber in Stereo) erfasst werden kann oder dem Beobachter werden Bilder von der zweiten Stereo-Kamera 134 ebenfalls monokular zur Darstellung angeboten.
In einer weiteren Variante kann das erste optische Element 170 komplett transmittierend ausgestaltet sein, während das zweite optische Element 172 komplett reflektierend ist. In diesem Fall sollten zweite Durchstoßflächen der von den zweiten Bilddetektoren 106L, 106R erfassten Strahlung nicht mit den ersten Durchstoßflächen 168L und 168R übereinstimmen. Dazu kann die Steuerungseinrichtung 12 ausgebildet sein, die zweite Stereo-Kamera 134 nur in die entsprechenden Winkellagen zu drehen.
Die Funktionsweise des Mikroskops M und die Betriebsweise, welche von der Steuerungseinrichtung bewirkt wird, sind wie folgt:
Die vom Objekt O kommende Strahlung wird von der Strahlteilereinrichtung 115 aufgeteilt. Dabei werden z. B. 50 % des Lichts im sichtbaren Bereich transmittiert, so dass dem ersten linken Bilddetektor 6L und dem ersten rechten Bilddetektor 6R gemeinsam 50 % der Intensität der Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich zur Erzeugung des ersten linken elektronischen Bilddaten 7L und des ersten rechten elektronischen Bilddaten 7R zugeführt wird. Da die Strahlteilereinrichtung 115 die Strahlung im infraroten Wellenlängenbereich reflektiert, erfassen die von dem ersten linken Teilkanal 17L und dem ersten rechten Teilkanal 17R erzeugten ersten elektronischen Bilder 11L und 11R im Wesentlichen Strahlung im sichtbaren Bereich. Information im infraroten Wellenlängenbereich wird vom ersten linken Teilkanal 17L und vom ersten rechten Teilkanal 17R in der dargestellten Ausführungsform des Mikroskops M nicht erfasst.
Ungefähr 50 % der Intensität der von dem Objekt O stammenden Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich wird zur Erzeugung des zweiten linken elektronischen Bilds 111L und des zweiten rechten elektronischen Bilds 111R dem zweiten linken Bilddetektor 106L und dem zweiten rechten Bilddetektor 106R zugeführt wird, während annähernd 100 % der Strahlung im infraroten Wellenlängenbereich auf die zweiten Bilddetektoren 106L und 106R gelenkt wird. Die zweite Stereo-Kamera 134 kann also zweite elektronische Bilddaten 107L und 107R des Objekts O im sichtbaren Bereich und ein infrarotes, z. B. Fluoreszenzbild des Objekts O erzeugen, z. B. wenn in dem Objekt O der Fluoreszenzfarbstoff ICG oder ein andere Farbstoff vorhanden ist. Aufgrund der Tatsache, dass annähernd die gesamte infrarote Strahlung auf die zweite Stereo-Kamera 134 gelenkt wird, kann, obwohl die Intensität der Fluoreszenzstrahlung meist gering ist, ein Fluoreszenzbild mit gutem Signal-zu-Rausch-Verhältnis erzeugt werden. Die von der ersten Stereo-Kamera 34 erzeugten ersten elektronischen Bilddaten 7L und 7R und die von der zweiten Stereo-Kamera 134 erzeugten zweiten elektronischen Bilddaten 107L und 107R werden an die Steuerungseinrichtung 12 weitergeleitet, welche zunächst die zweiten elektronischen Bilder 111L und 111R des sichtbaren Wellenlängenbereichs und des infraroten erzeugt und diese dann überlagert. Dieses zweite Stereo-Gesamtbild kann dem zweiten Beobachter mit Hilfe der Stereo-Anzeigeeinrichtung 110 dargestellt werden.
Dem ersten Beobachter kann das erste elektronische Stereo-Bild aus den ersten elektronischen Bildern 11L und 11R im sichtbaren Bereich der Stereo-Kamera 34 mit dem Fluoreszenzbild aus den zweiten elektronischen Bildern 111L und 111R der zweiten Stereo-Kamera 134 von der Steuerungseinrichtung 12 überlagert werden.
In der Regel ist die Ausrichtung der Stereobasen der ersten Stereo-Kamera 34 und der zweiten Stereo-Kamera 134 unterschiedlich, über die Winkeldetektoren 31a, 131a jedoch bekannt. Ist der Unterschied in der Ausrichtung zwischen den Stereobasen der ersten Stereo-Kamera 34 und der zweiten Stereo-Kamera 134 bei 0° (z. B. ±10°) oder 180° (z. B. ±10°), so wird ein erster Betriebsmodus ausgeführt und das erste elektronische Stereo-Gesamtbild für beide Beobachter aus dem ersten elektronischen Stereo-Bild im sichtbaren Wellenlängenbereich und dem zweiten elektronischen Stereo-Bild im infraroten Wellenlängenbereich zusammengesetzt (gegebenenfalls gespiegelt und vertauscht, wenn die Stereobasen 180° zueinander liegen). Es wird ein Stereo-Gesamtbild erzeugt, das sowohl Information des sichtbaren Wellenlängenbereichs als auch des infraroten Wellenlängenbereichs enthält.
Ist die Winkellage zwischen der ersten Stereo-Kamera 34 und der zweiten Stereo-Kamera 134 nicht in dem oben aufgeführten Winkelbereich, so wird ein zweiter Betriebsmodus ausgeführt und dem ersten Beobachter ein erstes elektronisches Stereo-Gesamtbild dargestellt, welches das erste elektronische Stereo-Bild im sichtbaren Wellenlängenbereich mit einem monoskopischen Bild aus einem der zweiten elektronischen Bilder 111L und 111R kombiniert. Es ist auch möglich, dass das monoskopische Bild aus den zweiten elektronischen Bildern 111L und 111R berechnet wird.
In einer optionalen Variante steuert, sofern kein zweiter Beobachter das Mikroskop M nutzen will, die Steuerungseinrichtung 12 den zweiten Drehmotor 131 derart, dass die Ausrichtung der Stereobasen der ersten Stereo-Kamera 34 und der zweiten Stereo-Kamera 134 gleich sind, z. B. in einen Toleranzbereich von ± 10°, so dass die Überlagerung des ersten elektronischen Stereo-Bilds von der ersten Stereo-Kamera 34 im sichtbaren Wellenlängenbereich und des zweiten elektronischen Stereo-Bilds von der zweiten Stereo-Kamera 134 im infraroten Wellenlängenbereich möglich ist. Die Ausrichtung der zweiten Stereobasis kann iterativ oder durch Regelschleifen erfolgen.
Alternativ oder ergänzend zur Verwendung unterschiedlicher Spektralauslegung und -optimierung für erste Kanäle und zweite Kanäle kann auch ein anderer Parameter der Bildgewinnung in den Kanälen verschieden gewählt sein. Beispiele sind im allgemeinen Teil der Beschreibung genannt.
Als Ersatz für die Winkeldetektoren ist es möglich, den Unterschied zwischen der ersten Stereobasis und der zweiten Stereobasis durch Auswertung der elektronischen Bilddaten 7L, 7R, 107L, 107R und/oder der elektronischen Bilder 11L, 11R, 111L, 111R zu bestimmen.
Optional werden das erste Stereo-Bild 11L, 11R und das zweite Stereo-Bild 111 L, 111R rechnerisch gedreht, wenn sich die Stereobasen innerhalb des Toleranzbereichs unterscheiden. Ziel der Drehung der ersten und/oder zweiten Stereobasis ist es, Deckungsgleichheit hinsichtlich der Ausrichtung des ersten Stereo-Bilds 11L, 11R und des zweiten Stereo-Bilds 111 L, 111R zu erreichen.

Claims

Stereo-Mikroskop zur stereoskopischen Abbildung eines Objekts (O), wobei das Stereo-Mikroskop (M) aufweist: - einen ersten Kanal, der als erster Stereokanal ausgebildet ist und einen ersten linken Teilkanal (17L) und einen ersten rechten Teilkanal (17R) zur Erzeugung eines ersten elektronischen Stereo-Bilds mit einer ersten Stereobasis aufweist, wobei der erste linke Teilkanal (17L) mittels eines ersten linken optischen Abbildungsstrahlengangs (8L) und eines ersten linken datentechnischen Teils (13L) ein erstes linkes elektronisches Bild (11 L) des Objekts (O) erzeugt und der erste rechte Teilkanal (17R) mittels eines ersten rechten optischen Abbildungsstrahlengangs (8R) und eines ersten rechten datentechnischen Teils (13R) ein erstes rechtes elektronisches Bild (11 R) des Objekts (O) erzeugt, - einen zweiten Kanal (117L, 117R), welcher mittels eines zweiten optischen Abbildungsstrahlengangs (108L, 108R) und eines zweiten datentechnischen Teils (113L, 113R) ein zweites elektronisches Bild (111L, 111R) des Objekts (O) erzeugt, und - eine Strahlteilereinrichtung (115), die ausgebildet ist, von dem Objekt (O) kommende Strahlung in den ersten linken optischen Abbildungsstrahlengang (8L) und/oder den ersten rechten optischen Abbildungsstrahlengang (8R) einerseits und in den zweiten optischen Abbildungsstrahlengang (108L, 108R) anderseits zu leiten, - wobei in einem ersten Betriebsmodus der erste linke Teilkanal (17L) und/oder der erste rechte Teilkanal (17R) einerseits und der zweite Kanal (117L, 117R) andererseits hinsichtlich ihrer Bildgewinnung unterschiedlich ausgebildet sind und - wobei das Stereo-Mikroskop (M) eine Steuerungseinrichtung (12) aufweist, welche ausgebildet ist, ein elektronisches Gesamtbild zu erzeugen, indem sie das elektronische Gesamtbild aus Informationen des ersten elektronischen Stereo-Bilds und des zweiten elektronischen Bilds (111L, 111R) zusammenfügt, dadurch gekennzeichnet, dass - der zweite Kanal als zweiter Stereokanal (117L, 117R) umfassend einen zweiten linken Teilkanal (117L), aufweisend einen zweiten linken optischen Abbildungsstrahlengang (108L), und einen zweiten rechten Teilkanal (117R), aufweisend einen zweiten rechten optischen Abbildungsstrahlengang (108R), zur Erzeugung eines zweiten elektronischen Stereo-Bilds mit einer zweiten Stereobasis ausgebildet ist, - wobei der erste Kanal (17R) zur Veränderung der ersten Stereobasis und/oder der zweite Kanal (117L) zur Veränderung der zweiten Stereobasis verstellbar sind, und - wobei die Steuerungseinrichtung (12) die Relativlage der beiden Stereobasen erfasst und, wenn die erste Stereobasis innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs mit der zweiten Stereobasis übereinstimmt oder innerhalb des Toleranzbereiches eine Differenz von 180° hat, den ersten Betriebsmodus ausführt und die hinsichtlich ihrer Bildgewinnung unterschiedlichen beiden Stereo-Bilder zur Erzeugung des elektronischen Gesamtbilds stereoskopisch überlagert.
Stereo-Mikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (12) einen zweiten Betriebsmodus ausführt, wenn die erste Stereobasis über den Toleranzbereich hinaus nicht mit der zweiten Stereobasis übereinstimmt oder nicht die Differenz von 180° hat, und dann aus den zweiten elektronischen Bildern (111L, 111 R) ein monoskopisches zweites elektronisches Bild (111L, 111R) generiert und das elektronische Gesamtbild aus dem ersten Stereo-Bild und dem monoskopischen zweiten elektronisches Bild (111L, 111R) zusammenfügt.
Stereo-Mikroskop nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen ersten Antrieb (31) zur Einstellung der ersten Stereobasis und/oder einen zweiten Antrieb (131) zur Einstellung der zweiten Stereobasis, wobei die Steuerungseinrichtung (12) auf ein Aufforderungssignal hin den ersten Antrieb (31) und/oder den zweiten Antrieb (131) derart ansteuert, dass die erste Stereobasis und die zweite Stereobasis innerhalb des Toleranzbereichs übereinstimmen.
Stereo-Mikroskop nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (12) aus den elektronischen Bildern (11L, 11R, 111L, 111R) einen Unterschied zwischen der ersten Stereobasis und der zweiten Stereobasis ermittelt und den ersten Antrieb (31) und/oder den zweiten Antrieb (131) zur Minimierung des Unterschieds ansteuert.
Stereo-Mikroskop nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlteilereinrichtung (115) in einem ersten Wellenlängenbereich die Intensität zwischen dem ersten Kanal (17L, 17R) und dem zweiten Kanal (117L, 117R) nach einem ersten Intensitätsverhältnis aufteilt und in einem zweiten Wellenlängenbereich die Intensität der Strahlung zwischen dem ersten Kanal (17L, 17R) und dem zweiten Kanal (117L, 117R) nach einem zweiten Intensitätsverhältnis aufteilt, das sich von dem ersten Intensitätsverhältnis unterscheidet, wobei vorzugsweise das erste Intensitätsverhältnis von 0,4 bis 0,6, insbesondere 0,5, ist, und das zweite Intensitätsverhältnis kleiner als 0,2, insbesondere kleiner als 0,05, ist.
Stereo-Mikroskop nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlteilereinrichtung (115) ferner in einem außerhalb des ersten Wellenlängenbereichs und des zweiten Wellenlängenbereichs liegenden dritten Wellenlängenbereich die Intensität zwischen dem ersten Kanal (17L, 17R) und dem zweiten Kanal (117L, 117R) nach einem dritten Intensitätsverhältnis aufteilt, wobei das dritte Intensitätsverhältnis hinsichtlich der Bevorzugung der Intensitätsverteilung verglichen mit dem zweiten Intensitätsverhältnis invertiert ist.
Stereo-Mikroskop nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Stereokanal (117L, 117R) für den zweiten linken Teilkanal (117L) einen zweiten linken datentechnischen Teil (113L) und einen zweiten linken Bilddetektor (106L) sowie für den zweiten rechten Teilkanal (117R) einen zweiten rechten datentechnischen Teil (113R) und einen zweiten rechten Bilddetektor (106R) aufweist, wobei der zweite linke Bilddetektor (106L) des zweiten linken datentechnischen Teils (113L) und der zweite rechte Bilddetektor (106R) des zweiten rechten datentechnischen Teils (113R) jeweils einen zweiten primären Bildsensor (142L, 142R) zur Detektion von Strahlung im ersten Wellenlängenbereich und einen zweiten sekundären Bildsensor (142La, 142Ra) zur Detektion von Strahlung im zweiten Wellenlängenbereich umfassen, wobei die zweiten Abbildungsstrahlengänge (108L, 108R) jeweils einen zweiten Kamerastrahlteiler (150L, 105R) aufweisen, der einfallende Strahlung im ersten Wellenlängenbereich auf den zweiten primären Bildsensor (142L, 142R) lenkt und einfallende Strahlung im zweiten Wellenlängenbereich auf den zweiten sekundären Bildsensor (142La, 142Ra) lenkt.
Stereo-Mikroskop nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Stereokanal (117L, 117R) für den zweiten linken Teilkanal (117L) einen zweiten linken datentechnischen Teil (113L) und einen zweiten linken Bilddetektor (106L) sowie für den zweiten rechten Teilkanal (117R) einen zweiten rechten datentechnischen Teil (113R) und einen zweiten rechten Bilddetektor (106R) aufweist, wobei der zweite linke Bilddetektor (106L) des zweiten linken datentechnischen Teils (113L) und der zweite rechte Bilddetektor (106R) des zweiten rechten datentechnischen Teils (113R) jeweils einen zweiten Bildsensor (142Lb, 142Rb) zur Detektion von Strahlung in einem Teilwellenlängenbereich des ersten Wellenlängenbereich und im zweiten Wellenlängenbereich umfassen, wobei die zweiten Abbildungsstrahlengänge (108L, 108R) jeweils einen in die zweiten Abbildungsstrahlengänge (108L, 108R) bewegbaren Kamerafilter (162) aufweisen, der ausgebildet ist, einfallende Strahlung im zweiten Wellenlängenbereich zu transmittieren und die Strahlung im Teilwellenlängenbereich zu blockieren.
Stereo-Mikroskop nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Stereokanal (117L, 117R) für den zweiten linken Teilkanal (117L) einen zweiten linken datentechnischen Teil (113L) und einen zweiten linken Bilddetektor (106L) sowie für den zweiten rechten Teilkanal (117R) einen zweiten rechten datentechnischen Teil (113R) und einen zweiten rechten Bilddetektor (106R) aufweist, wobei der zweite linke Bilddetektor (106L) des zweiten linken datentechnischen Teils (113L) und der zweite rechte Bilddetektor (106R) des zweiten rechten datentechnischen Teils (113R) jeweils einen zweiten Bildsensor (142L, 142R) zur Detektion von Strahlung im ersten Wellenlängenbereich und im zweiten Wellenlängenbereich umfassen, wobei die zweiten Bilddetektoren (106L, 106R) jeweils einen in die zweiten optischen Abbildungsstrahlengänge (108L, 108R) bewegbaren Kamerafilter (162) aufweisen, der ausgebildet ist, die Strahlung im zweiten Wellenlängenbereich zu transmittieren und die Strahlung im ersten Wellenlängenbereich zu blockieren.
Stereo-Mikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste Kanal (17L, 17R) und der zweite Kanal (117L, 117R) hinsichtlich ihrer Lichtsensitivität und/oder ihrer Auflösung unterscheiden.
Stereo-Mikroskop nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (12) am Ende der ersten optischen Abbildungsstrahlengänge (8L, 8R) angeordnete, erste Bilddetektoren (6L, 6R) und am Ende der zweiten optischen Abbildungsstrahlengänge (108L, 108R) angeordnete, zweite Bilddetektoren (106L, 106R) derart ansteuert, dass die ersten Bilddetektoren (6L, 6R) und die zweiten Bilddetektoren (106L, 106R) versetzt belichtet werden.
Stereo-Mikroskop nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Beleuchtungseinrichtung (24), welche ausgebildet ist, das Objekt (O) mit Beleuchtungsstrahlung (26) mit sich zeitlich ändernder spektraler Zusammensetzung zu beleuchten, wobei die Steuerungseinrichtung (12) die Beleuchtungseinrichtung (24) derart steuert, dass diese die unterschiedliche Beleuchtungsstrahlung (26) zu verschiedenen Zeitspannen der jeweiligen Belichtung der ersten Bilddetektoren (6L, 6R) und der zweite Bilddetektoren (106L, 106R) abgibt.
Stereo-Mikroskop Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass - die Strahlteilereinrichtung (115) ein erstes optisches Element (170) und ein von dem ersten optischen Element (170) getrenntes zweites optisches Element (172) aufweist, - eine Ausrichtung zwischen der zweiten Stereobasis und der Strahlteilereinrichtung (115) mindestens zeitweise fixiert ist, - wobei bei fixierter Winkellage Strahlung auf das erste optische Element (170) trifft, und das erste optische Element (170) für den ersten Wellenlängenbereich Strahlung ganz oder teilweise in die ersten Abbildungsstrahlengänge (8L, 8R) lenkt und das zweite optische Element (172) für den zweiten Wellenlängenbereich Strahlung ganz oder teilweise in den zweiten Abbildungsstrahlengang (108L, 108R) umlenkt.
Verfahren zur Stereomikroskopie, umfassend die Schritte: - Erzeugen eines ersten elektronischen Stereo-Bilds des Objekts (O) mit einer ersten Stereobasis durch Verwendung eines ersten linken Teilkanals (17L) und eines ersten rechten Teilkanals (17R), und - Erzeugen eines zweiten elektronischen Bilds (111L, 111R) des Objekts (O) mit einem zweiten Kanal (117L, 117R), - wobei der erste linke Teilkanal (17L) und/oder der erste rechte Teilkanal (17R) einerseits und der zweite Kanal (117L, 117R) andererseits hinsichtlich ihrer Bildgewinnung unterschiedlich eingestellt werden und - ein elektronisches Gesamtbild erzeugt wird, indem das erste elektronische Stereo-Bild und das zweite elektronische Bild (111L, 111 R) kombiniert werden, dadurch gekennzeichnet, dass - der zweite Kanal (117L, 117R) als zweiter Stereokanal umfassend einen zweiten linken Teilkanal (117L) und einen zweiten rechten Teilkanal (17R) zur Erzeugung eines zweiten elektronischen Stereo-Bilds mit einer zweiten Stereobasis ausgebildet wird, - wobei die ersten Teilkanäle (17L, 17R) zur Veränderung der ersten Stereobasis und/oder der zweite Kanal (117L, 117R) zur Veränderung der zweiten Stereobasis verstellbar sind, - wobei die Relativlage der beiden Stereobasen erfasst und, wenn die erste Stereobasis innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs mit der zweiten Stereobasis übereinstimmt oder innerhalb des Toleranzbereichs eine Differenz von 180° hat, die hinsichtlich ihrer Bildgewinnung unterschiedlichen beiden Stereo-Bilder zur Erzeugung des elektronischen Gesamtbilds stereoskopisch überlagert werden.