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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Mikroskop, insbesondere ein Stereomikroskop,
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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In
der Ophthalmologie eingesetzte Operationsmikroskope bieten die Möglichkeit,
daß sowohl der
Hauptoperateur als auch ein Assistent das gleiche Operationsfeld
einsehen können.
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Ein
derartiges ophthalmologisches Operationsmikroskop ist beispielsweise
aus der
DE 43 31 635
C2 bekannt. Das dort beschriebene Mikroskop weist je einen
Binokulartubus für
einen Haupt- und einen Mitbeobachter sowie einen Strahlteiler, der
das Objektlicht auf den Haupt- und Mitbeobachter aufteilt, auf.
Als nachteilig bei diesem Mikroskop wird angesehen, daß es relativ
hoch baut, da die vollständige Vergrößerungsoptik
für den
Hauptbeobachter im wesentlichen vertikal angeordnet ist.
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Auch
in der Neurochirurgie machen es neue Operationstechniken erforderlich,
daß Hauptoperateur
und Assistent die gleiche Sicht auf einen zu operierenden Bereich
haben.
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Eine
wesentliche Anforderung an heutige Operationsmikroskope besteht
darin, daß ihre
Bauhöhe
aus ergonomischen Gründen
so gering wie möglich
gehalten wird. Ferner wird gefordert, daß der Mitbeobachter- bzw. Assistenteneinblick
schnell und ohne Umbauarbeiten von der rechten zur linken Seite des
Mikroskops (oder umgekehrt) verschwenkt werden kann, und daß durch
Zubehör,
welches nur für bestimmte
Operationstechniken benötigt
wird, weder die Bildqualität
noch die Bauhöhe
negativ beeinflußt wird.
Ferner sollen bei ophthalmologischen Mikroskopen sowohl der Hauptbeobachter
als auch der Assistent die Möglichkeit
haben, den sogenannten Red-Reflex in gleicher Güte zu beobachten. Weiterhin
soll der freie Arbeitsabstand, d.h. der Bereich zwischen Objekt
und Objektiv, nicht durch zusätzliche bzw.
optionale Bauelemente verringert werden. Bei Mikroskopen, welche
in der Neurochirurgie eingesetzt werden ist es besonders vorteilhaft,
wenn ein Assistentenmikroskop in allen Raumrichtungen relativ zur
Blickrichtung des Hauptoperateurs positioniert werden kann.
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Bei
herkömmlichen
Mikroskopen werden diese Anforderungen nur teilweise erfüllt.
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Bei
dem Mikroskop M840/M841 der Anmelderin gemäß dem Prospekt "Leica M841 EBS", Drucklegung November
2001, ist beispielsweise gewährleistet,
daß Hauptoperateur
und Assistent das gleiche Blickfeld haben. Dies wird dadurch erreicht, daß die assistentische
Beobachtungseinrichtung oberhalb des Vergrößerungssystems angeordnet ist, und
als Vergrößerungssystem
ein Zoom-System verwendet wird, das aus vier identischen monoskopischen
Vergrößerungssystemen
aufgebaut ist. Dabei bilden jeweils zwei von den vier zueinander
parallel liegenden Systemen das stereoskopische Vergrößerungssystem
für den
Hauptbeobachter. Auf der Verbindungsachse dieser Systeme senkrecht
liegende weitere Systeme bzw. Kanäle stellen hierbei das stereoskopische
Vergrößerungssystem
für den
Assistenten dar.
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Aus
der US 2001/0010592 A1 ist ein in der Neurochirurgie einsetzbares
Mikroskop bekannt, welches ein Objektivsystem, ein Zoomsystem und ein
Okularsystem aufweist. Hierbei ist das Objektivsystem im wesentlichen
vertikal angeordnet, während
das aus zwei Einzelsystemen bzw. optischen Kanälen bestehende Zoom-System
horizontal angeordnet ist. Hierbei liegt die Achse des Zoom-Systems senkrecht
zu der Achse des Hauptobjektivs. Das Zoom-System besteht, wie erwähnt, wiederum
aus zwei identischen Vergrößerungskanälen, deren
Achsen parallel zueinander verlaufen, womit die stereoskopische
Betrachtung eines Objektes durch den Hauptbeobachter gewährleistet
ist. Als nachteilig bei dem dort beschriebenen Mikroskop wird empfunden, daß durch
die Auskopplung des Assistenten-Strahlengangs unterhalb des Hauptobjektivs
der freie Arbeitsabstand erheblich reduziert wird. Ferner ist ein relativ
hoher Aufwand bezüglich
der verwendeten optischen Komponenten notwendig, da Hauptoperateur und
Assistent jeweils separate Hauptobjektive benötigen.
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Die
vorliegende Erfindung hat zum Ziel, ein Mikroskop, insbesondere
Stereomikroskop, welches eine Simultanbeobachtung durch einen ersten
und einen zweiten Beobachter gestattet, mit möglichst geringer Bauhöhe und möglichst
großem
freien Arbeitsabstand bei gleichzeitiger einfacher Handhabbarkeit
zur Verfügung
zu stellen.
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Dieses
Ziel wird erreicht mit einem Mikroskop, insbesondere Stereomikroskop,
mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.
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Durch
die dem gemeinsamen Hauptobjektiv für den ersten und zweiten Beobachter
nachgeordnete Strahlenteilereinrichtung, d.h. der Anordnung der Strahlenteilereinrichtung
innerhalb des Mikroskopkörpers
zwischen Hauptobjektiv und Vergrößerungssystem,
erfährt
der freie Arbeitsabstand zwischen Hauptobjektiv und zu beobachtendem
Objekt keine Beeinträchtigung.
Durch die erfindungsgemäße Umlenkung
des das Hauptobjektiv durchsetzenden Beobachtungsstrahlenbüschels bzw.
-ganges in Ebenen, welche bezüglich
der optischen Achse des Hauptobjektivs unter einem Winkel, insbesondere
senkrecht, verlaufen, kann ferner die Bauhöhe des erfindungsgemäßen Mikroskops
gegenüber
herkömmlichen
Lösungen
verkleinert werden.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Mikroskops sind Gegenstand
der Unteransprüche.
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Gemäß einer
ersten bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Mikroskops
ist die Strahlteilereinrichtung als geometrischer Strahlenteiler
ausgebildet. Bei Verwendung eines derartigen Strahlenteilers ist
der Lichtverlust aufgrund von Absorption besonders gering.
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Zweckmäßigerweise
weist die beispielsweise als Platte ausgebildete Strahlenteilereinrichtung wenigstens
einen reflektierenden Bereich und wenigstens einen transmittierenden
Bereich auf. Eine derartige Strahlenteilereinrichtung ist in einfacher und
preiswerter Weise herstellbar und gewährleistet durch entsprechende
Anordnung in einem Winkel zu dem sie beaufschlagenden Strahlengang
die gewünschte
Teilung dieses Strahlengangs in Teilstrahlengänge. Mittels dieser Maßnahme ist
ferner die Festlegung von Paaren stereoskopischer Strahlenbüschel in
einfacher Weise definierbar.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Mikroskops
ist die Strahlenteilereinrichtung als physikalischer Strahlenteiler
ausgebildet. Bei einer derartigen Strahlenteilung bleibt der Querschnitt
eines die Strahlenteilereinrichtung durchsetzenden Lichtbündels bzw.
Strahlenganges unverändert,
d.h. die Aufteilung des Strahlenganges in Teilstrahlengänge erfolgt
gleichmäßig über den
gesamten Querschnitt der Strahlenteilereinrichtung.
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Es
ist bevorzugt, daß die
erste, zweite und dritte Ebene des Mikroskops im wesentlichen horizontal
ausgerichtet sind. Insbesondere in Kombination mit einer vertikal
verlaufenden optischen Achse des Hauptobjektivs ist so die Bauhöhe des Mikroskops
minimierbar.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung weist das Vergrößerungssystem
ein in der ersten oder zweiten Ebene des Mikroskops vorgesehenes
erstes Zoom-System für
den ersten Beobachter, und ein in der dritten Ebene vorgesehenes zweites
Zoom-System für
den zweiten Beobachter auf. Durch diese getrennte Anordnung der Zoom-Systeme
ist es möglich,
Hauptoperateur und Assistenten mit Zoom-Systemen verschiedener Vergrößerung auszustatten.
Ferner können,
beispielsweise bei gleichen oder gleichartigen Zoom-Systemen für Hauptoperateur
und Assistent, unterschiedliche Vergrößerungen eingestellt werden.
Durch diese Anordnung des Zoom-Systems für den zweiten Beobachter bzw.
Assistenten ist ferner eine örtlich
variable Einstellung des Assistentenmikroskops bzw. Assistenteneinblicks
bezüglich
des Hauptoperateurs zur Verfügung
gestellt.
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Zweckmäßigerweise
weisen das erste und das zweite Zoom-System jeweils wenigstens zwei Vergrößerungs-
bzw. Beobachtungskanäle
auf. Durch diese Maßnahme
kann zunächst
eine stereoskopische Beobachtung sowohl für den Hauptoperateur als auch
den Assistenten bereitgestellt werden. Es ist hier ebenfalls denkbar,
die Zoom-Systeme mit wenigstens einem weiteren Vergrößerungs-
bzw. Beobachtungskanal auszustatten, an dem beispielsweise eine
Videokamera zur Dokumentation anschließbar ist. Zweckmäßigerweise
sind bei Verwendung eines geometrischen Strahlenteilers die transmittierenden
und reflektierenden Bereiche des Strahlenteilers auf die Vergrößerungs-
bzw. Beobachtungskanäle der
Zoom-Systeme abgestimmt.
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Es
ist bevorzugt, die Umlenkeinrichtung zur Umlenkung des Teilstrahlengangs
in die dritte Ebene um die optische Achse des Hauptobjektivs drehbar auszubilden.
Mit dieser Maßnahme
ist die Einblickrichtung für
den zweiten Beobachter in einfacher Weise bezüglich des ersten Beobachters
drehbar. Insbesondere bei Verwendung eines physikalischen Strahlenteilers
zur Bereitstellung der beiden Teilstrahlengänge ist eine Drehbarkeit des
Teilstrahlenganges für
den zweiten Beobachter in der dritten Ebene im wesentlichen um 360° möglich, da
am Ort der Umlenkeinrichtung zur Umlenkung des Teilstrahlenganges
in die dritte Ebene noch keine stereoskopische Aufspaltung des Teilstrahlenganges
stattgefunden hat. Es sei angemerkt, daß auch bei Verwendung eines
geometrischen Strahlenteilers eine Drehbarkeit der Umlenkeinrichtung
zur Umlenkung des Teilstrahlenganges in die dritte Ebene zweckmäßig ist,
da auch bei bereits erfolgter stereoskopischer Aufspaltung eine
Verschwenkung innerhalb bestimmter Grenzen bezüglich bevorzugter Positionen des
Assistentenmikroskops noch einen zufriedenstellenden Assistenteneinblick
gewährleistet.
Als bevorzugte Positionen sind insbesondere die Positionen zu nennen,
bei denen stereoskopische Strahlenbüschel des Assistenten-Teilstrahlengangs
in gleicher Höhe,
d.h. im wesentlichen horizontal, auf das Umlenkelement auftreffen,
so dass ein entsprechender horizontaler Einblick durch den Assistenten
(ohne die Notwendigkeit einer Schrägstellung des Kopfes) möglich ist.
Diese bevorzugten Positionen sind gekennzeichnet durch gleiche zurückzulegende Wegstrecken
für die
stereoskopischen Teilstrahlenbüschel.
In der Regel sind dies Positionen senkrecht zu der Einblickrichtung
des Hauptoperateurs.
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Es
kann ferner zweckmäßig sein,
einen Binokulartubus für
den Hauptoperateur, beispielsweise in der zweiten Mikroskopebene,
und/oder den Assistenten, beispielsweise in der dritten Mikroskopebene, um
die jeweilige optische Achse in den jeweiligen Ebenen drehbar auszugestalten,
so dass beispielsweise Schrägstellungen
des Gesamtmikroskops und/oder des Assistentenmikroskops ausgeglichen werden
können.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Mikroskops
kreuzen sich der erste Teilstrahlengang und der zweite Teilstrahlengang
im Bereich des Schnittpunktes der optischen Achse des Hauptobjektivs
mit der zweiten Ebene des Mikroskops. Hierbei verläuft der
erste Teilstrahlengang in der zweiten Ebene, und der erste Teilstrahlengang
entlang der optischen Achse des Hauptobjektivs. Bei dieser im wesentlichen
senkrechten Kreuzung bzw. Durchdringung der beiden Teilstrahlengänge kommt
es zu keiner gegenseitigen Beeinflussung, so daß insgesamt durch diese Maßnahme der
Bauraum des Mikroskops optimiert werden kann. Es ist ebenfalls denkbar,
die beiden Teilstrahlengänge
ohne gegenseitige Kreuzung oder Durchdringung aneinander vorbeizuführen.
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Zweckmäßigerweise
weist das erfindungsgemäße Mikroskop
wahlweise einsetzbare und/oder verschwenkbare Umlenkelemente auf,
mittels derer der erste Teilstrahlengang von der zweiten in die
erste Ebene umlenkbar bzw. um die jeweiligen optischen Achsen in
der ersten oder zweiten Ebene verschwenkbar ist. Mittels dieser
Maßnahme
ist der Einsehbarkeitsbereich für
den ersten Beobachter bzw. Hauptoperateur ebenfalls variierbar.
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Mit
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Mikroskops
ist zwischen dem Hauptobjektiv und der Strahlenteilereinrichtung
eine Dateneinspiegelungseinrichtung vorgesehen. Durch eine derartige
Dateneinspiegelung vor der Aufteilung des Strahlenganges in die
Teilstrahlengänge
können
die eingespiegelten Daten mittels ei ner einzigen Dateneinspiegelung
dem Hauptoperateur und dem Assistenten zur Verfügung gestellt werden.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Mikroskops
ist die Beleuchtungseinrichtung bezüglich der dem Hauptobjektiv
nachgeordneten Strahlenteilereinrichtung beobachterseitig positioniert.
Beispielsweise kann die Beleuchtungseinrichtung im Bereich der optischen
Achse des Hauptobjektivs oder der optischen Achse in der ersten
Mikroskopebene vorgesehen sein. Beispielsweise könnte in einem derartigen Fall die
Strahlenteilereinrichtung mit weiteren reflektierenden oder transmittierenden
Bereichen ausgebildet sein, welche die Beleuchtung des zu beobachtenden
Objektes mit Licht aus der Beleuchtungseinrichtung gewährleisten.
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Es
erweist sich ferner als zweckmäßig, eine elektrische
und/oder mechanische Kopplung der Zoom-Systeme des Hauptoperateurs
und des Assistenten zur Verfügung
zu stellen. Mit dieser Maßnahme
ist insbesondere die Einstellung gleicher Vergrößerungen für den Hauptoperateur und den
Assistenten erzielbar, wobei es denkbar ist, wahlweise eine entkopplung
der Zoom-Systeme vorzunehmen.
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Die
Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung weiter erläutert. In
dieser zeigt
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1 eine erste bevorzugte
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Mikroskops
in schematischer seitlicher Schnittansicht,
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2 eine im Rahmen des erfindungsgemäßen Mikroskops
bevorzugt einsetzbare geometrische Strahlenteilereinrichtung zur
Aufspaltung des das Hauptobjektiv durchsetzenden Beobachtungsstrahlenganges in
Teilstrahlengänge
für den
ersten und zweiten Beobachter, und
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3 eine der 1 entsprechende Ansicht einer zweiten
bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Mikroskops.
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In 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform
eines als Stereomikroskop ausgebildeten erfindungsgemäßen Mikroskops
insgesamt mit 100 bezeichnet. Mittels des dargestellten
Stereomikroskops soll ein Objekt 1 beobachtet werden. Bei
dem dargestellten Stereomikroskop handelt es sich insbesondere um
ein ophthalmologisches Mikroskop oder ein Mikroskop für die Neurochirurgie.
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Das
dargestellte Stereomikroskop 100 weist ein Gehäuse 101,
in welches die optischen Systeme für einen ersten Beobachter bzw.
Hauptoperateur eingebracht sind, und ein Assistentenmikroskop 102 auf.
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Mit 4 ist
eine Beleuchtungseinrichtung bezeichnet, welche mittels eines Faserkabels 19 bereitgestelltes
Licht über
ein Umlenkelement 4a auf das zu beobachtende Objekt 1 richtet.
Die Hauptachse der Beleuchtungseinrichtung 4 ist mit 4b bezeichnet, ihre
Beleuchtungsachse mit 32.
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Im
unteren Bereich des Mikroskopgehäuses 101 ist
ein Hauptobjektiv 2 vorgesehen. Das Hauptobjektiv 2 definiert
eine optische Achse 2a.
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Oberhalb
des Hauptobjektivs 2 ist eine Strahlenteilereinrichtung 5 vorgesehen,
welche einen vom Objekt 1 entlang der optischen Achse 2a ausgehenden
Beobachtungsstrahlengang 17 in einen ersten Teilstrahlengang 17a und
einen zweiten Teilstrahlengang 17b aufspaltet. Man erkennt,
daß der
Beo bachtungsstrahlengang 17 in der dargstellten Orientierung
des Mikroskops im wesentlichen vertikal, und der Teilstrahlengang 17a hierzu
senkrecht, d.h. im wesentlichen horizontal verläuft. Teilstrahlengang 17b erfährt bezüglich des
Beobachtungsstrahlengangs 17 keine Ablenkung, verläuft also
ebenfalls im wesentlichen vertikal. Es sei angemerkt, dass das Mikroskop 100 in
alle Raumrichtungen drehbar ausgebildet sein kann, wodurch sich
entsprechend geneigte Orientierungen der optischen Achse 2a des
Hauptobjektivs ergeben.
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Teilstrahlengang 17a definiert
in einer ersten Mikroskopebene I eine optische Achse 2b,
entlang derer weitere optische Komponenten 11, 12, 15 angeordnet
sind.
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Mit 12 ist
hierbei ein Vergrößerungssystem für den Hauptoperateur
bezeichnet, welches bevorzugt als Zoom-System ausgebildet ist. Zusätzliche Bauelemente,
welche ebenfalls in der ersten Mikroskopebene I vorgesehen sein
können,
sind schematisch dargestellt und mit 15 bezeichnet. Ebenfalls
vorgesehen sind Zwischenabbildungssysteme, insgesamt mit 11 bezeichnet.
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Ein
in der ersten Mikroskopebene I vorgesehenes erstes Umlenkelement
ist mit 6a bezeichnet. Dieses dient dazu, den Teilstrahlengang 17a wiederum
in die vertikale Richtung umzulenken. In einer zweiten Mikroskopebene
II ist ein weiteres Umlenkelement 6b vorgesehen, auf welches
der Teilstrahlengang 17a nach seiner Umlenkung bei 6a trifft,
um wiederum in die horizontale Richtung abgelenkt zu werden. Eine
durch den Teilstrahlengang 17a in der zweiten Ebene II
definierte optische Achse ist mit 2c bezeichnet. Weitere
optische Zusatzkomponenten bzw. Zwischenabbildungssysteme, welche
entweder zwischen den Umlenkelementen 6a, 6b oder
entlang der optischen Achse 2c angeordnet sein können, sind
wiederum mit 15 bzw. 11 bezeichnet. Den optischen
Zusatz komponenten 15 in der zweiten Mikroskopebene II beispielsweise
nachgeordnet ist eine optische Teilereinrichtung 9. Nach
Durchgang durch die optischen Zusatzkomponenten 15 und
den optischen Teiler 9 in der zweiten Mikroskopebene II
trifft der Teilstrahlengang 17a auf einen (nicht dargestellten)
Binokulartubus für
den Hauptoperateur bzw. ersten Beobachter. Zur Verdeutlichung der
Einsehrichtung des Hauptoperateurs ist ein Auge schematisch dargestellt
und mit 25 bezeichnet. Ein (nicht dargestellter) Binokulartubus
für den
Hauptoperateur ist zweckmäßigerweise
um die optische Achse 2c der zweiten Mikroskopebene II
verdrehbar, wie durch den Drehpfeil Q veranschaulicht ist. Mit dieser
Maßnahme
sind Schrägstellungen
des Mikroskops, welche in der Ophtalmologie oder Neurochirurgie
oftmals nicht vermieden werden können,
für den
Hauptbeobachter ausgleichbar, d. h. dem Hauptoperateur wird ein
im wesentlichen horizontaler Einblick zur Verfügung gestellt.
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Der
von der Strahlenteilereinrichtung 5 transmittierte bzw.
nicht abgelenkte Teilstrahlengang 17b durchläuft, vertikal
nach oben verlaufend, zunächst ein
optisches Zwischenabbildungssystem, wiederum mit 11 bezeichnet,
und weitere optische Zusatzkomponenten 16. In einem insgesamt
mit 20 bezeichneten und der Anschaulichkeit halber mit
einem Kreis symbolisierten Durchdringungsbereich kreuzt der Teilstrahlengang 17b (bzw.
die optische Achse 2a) die zweite Mikroskopebene II. Es
ist hierbei bevorzugt, daß der
Teilstrahlengang 17b auch die optische Achse 2c,
welche in der zweiten Mikroskopebene II verläuft, kreuzt. Da hierbei keine
gegenseitige Beeinflussung der horizontal bzw. vertikal verlaufenden Teilstrahlengänge 17a, 17b erfolgt,
trifft Teilstrahlengang 17b anschließend auf ein weiteres (drittes)
Umlenkelement 6c, welches in dem Assistentenmikroskop 102 angeordnet
ist. Hierdurch erfährt
der Teilstrahlengang 17b eine Umlenkung in eine parallel
zu den Ebenen I, II verlaufende dritte Mikroskopebene III.
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Die
Umlenkung des Teilstrahlengangs 17b in die dritte Mikroskopebene
III definiert eine im wesentlichen horizontal verlaufende optische
Achse 2d.
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Entlang
der optischen Achse 2d ist ein insbesondere als Zoom-System
ausgebildetes Assistenten-Vergrößerungssystem 13 zusammen
mit zusätzlichen
Assistenten-Bauelementen, auch hier mit 16 bezeichnet,
vorgesehen. Der Assistenteneinblick (mittels eines nicht im einzelnen
dargestellten Binokulartubus) erfolgt hierbei in der dritten Mikroskopebene
III, wie mittels des schematisch dargestellten Auges (Bezugszeichen 26)
veranschaulicht ist.
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Zwischen
den optischen Zusatzkomponenten 16 und dem (nicht dargestellten)
Binokulartubus für
den Assistenten kann (optional) ein weiteres (viertes) Umlenkelement 6d vorgesehen
sein, welches eine Umlenkung des Teilstrahlengangs 17b aus
der dritten Mikroskopebene III heraus bewirken kann. Hierdurch kann
entweder ein Assistenteneinblick in einer weiteren Mikroskopebene
realisiert werden, oder, beispielsweise bei halbdurchlässiger Ausführung des
Umlenkelements 6d, ein gleichzeitiger Assistenteneinblick
bei 26 in der dritten Mikroskopebene III und eine Ausspiegelung,
beispielsweise zu Dokumentationszwecken. Umlenkelement 6d kann
verschwenkbar ausgebildet sein, wie durch den Drehpfeil R veranschaulicht
ist, welcher den Winkelbereich darstellt, über den die entlang der optischen Achse 2d der
dritten Mikroskopebene III verlaufenden Strahlenbüschel drehbar
bzw. ablenkbar sind. Mit P ist hier, wie bereits erwähnt, der
Assistenteneinblick in der dritten Mikroskopebene III bezeichnet, wobei
dieser Einblick durch Verdrehung des Umlenkelements 6d um
eine in die Zeichenebene senkrecht hinein ver laufende optische Achse
in eine mit einem Pfeil P' gekennzeichnete
Einblickrichtung drehbar ist. Zweckmäßigerweise ist ferner ein (nicht
dargestellter) Binokulartubus für
den Assistenten, welcher sich beispielsweise entlang der optischen
Achse 2d in Richtung des Pfeiles P anschließen kann,
um die optische Achse 2d verdrehbar, wie mittels des Drehpfeiles
Q' veranschaulicht
ist. Wie bereits erwähnt,
sind durch diese Maßnahme
Schrägstellungen
des Assistentenmikroskops für
den Assistenten bzw. Mitbeobachter ausgleichbar.
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Die
Aufspaltung des das Hauptobjektiv 2 durchsetzenden Hauptbeobachtungsstrahlenganges 17 in
jeweils zwei Paare stereoskopischer Strahlengänge kann bevorzugt auf zwei
Arten realisiert werden.
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Zunächst ist
es möglich,
die Strahlenteilereinrichtung 5 als physikalischen Strahlenteiler,
z.B. halbdurchlässigen
Spiegel, auszubilden, so daß jeweils
ein Strahlenbüschel
aufweisende Teilstrahlengänge
auf das Vergrößerungssystem 12 für den Hauptoperateur
bzw. das Vergrößerungssystem 13 für den Assistenten
treffen. In diesen Vergrößerungssystemen 12, 13 können dann
jeweils zwei Beobachtungskanäle
vorgesehen sein, mittels der die stereoskopische Aufspaltung der
jeweiligen Teilstrahlengänge
realisiert wird. In der Perspektive der 1 sind hierbei die zwei Beobachtungskanäle des Vergrößerungssystems 12 hintereinander
auf gleicher Höhe,
d.h. parallel zu der optischen Achse 2b in der ersten Mikroskopebene
I angeordnet. In der Perspektive der 1 fallen
daher die optischen Achsen beider Beobachtungskanäle des Vergrößerungssystems 12 mit
der optischen Achse 2b zusammen. Eine entsprechende Anordnung
der Vergrößerungskanäle ist in
dem Assistenten-Vergrößerungssystem 13 realisierbar.
Bei einer derartigen Ausbildung von Strahlenteilereinrichtung 5 und
Vergrößerungssystemen 13 des
Assis tenten erweist es sich als besonders vorteilhaft, daß das Assistentenmikroskop 102 prinzipiell um
360° um
die optische Achse 2a gedreht werden kann, ohne den Einblick
für den
Assistenten zu beeinflussen bzw. zu beeinträchtigen.
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Durch
eine spezielle Konstruktion der Strahlenteilereinrichtung 5 ist
es jedoch möglich,
die Aufspaltung des Beobachtungsstrahlengangs 17 in jeweilige
Strahlengangpaare aufweisende Teilstrahlengänge 17a, 17b für den Hauptoperateur
und den Assistenten bereits vor dem Eintritt der Teilstrahlengänge 17a, 17b in
die Vergrößerungssysteme 12 bzw. 13 zu
bewerkstelligen. Dies sei nun anhand der 2 verdeutlicht, welche eine weitere bevorzugte
Ausführungsform
der Strahlenteilereinrichtung 5 darstellt. Die Darstellung
der Strahlenteilereinrichtung gemäß 2 stellt eine Projektion dieser Einrichtung
in eine Ebene senkrecht zu der optischen Achse 2a des Hauptobjektivs 2 dar.
Zur Verdeutlichung der Einbaulage in dem Mikroskop 100 sind
die untere Kante 5a und die obere Kante 5b der
Strahlenteilereinrichtung 5 sowohl in 1 als auch in 2 eingezeichnet. Die kreisförmigen Bereiche 42a, 42b sind
vollreflektierend ausgebildet, so daß auf diesen Bereichen auftreffendes
Licht des Strahlenganges 17 umgelenkt wird und den Teilstrahlengang 17a bildet,
welcher somit zwei parallel zueinander verlaufende Strahlenbüschel aufweist.
Die Bereiche 42a, 42b sind so ausgerichtet, daß an ihnen
reflektierte Strahlenbüschel
entsprechend angeordnete (nicht im einzelnen dargestellte) Beobachtungskanäle im Vergrößerungssystem 12 beaufschlagen.
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Die
Bereiche 43a, 43b der Strahlenteilereinrichtung 5 sind
hingegen vollständig
lichtdurchlässig bzw.
transmittierend, so daß diese
Bereiche durchlaufendes Licht des Strahlengangs 17 umgewandelt bzw.
aufgespalten wird in zwei paral lele Strahlenbüschel, welche den Teilstrahlengang 17b bilden.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass die Ausbildung der Strahlenteilereinrichtung 5 mit
vier kreisförmig
ausgebildeten Bereichen 42a, 42b, 43a, 43b insbesondere
aus Gründen
der Anschaulichkeit erfolgt. Es ist auch eine beliebige Ausbildung
der als Platte ausgebildeten Strahlenteilereinrichtung 5 mit
reflektierenden oder transmittierenden Bereichen möglich, wobei
zweckmäßigerweise
darauf zu achten ist, dass die reflektierenden bzw. transmittierenden
Bereiche derart dimensioniert sind, dass die Beobachtungskanäle der jeweiligen
Vergrößerungssysteme 12 bzw. 13 vollständig mit
Lichtbüscheln
beaufschlagt sind.
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Zweckmäßigerweise
ist das Assistentenmikroskop bei Verwendung einer derartigen Strahlenteilereinrichtung 5 bezüglich der
in 1 dargestellten Ausrichtung
um 90° aus
der Zeichenebene heraus bzw. in diese hinein verschwenkt, so daß an dem Umlenkelement 6c keine
Gangunterschiede für
die jeweiligen parallelen Strahlenbüschel (welche in der Perspektive
der 1 rechts und links
versetzt bezüglich
der optischen Achse 2a verlaufen) entstehen. Als zweckmäßig erweist
sich eine Verschwenkung des Assistentenmikroskops 102 um die optische Achse 2a um ± 20° bezüglich der
erwähnten
zweckmäßigen Ausrichtung.
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Die
dargestellten Bauelemente 15 können Dateneinspiegelungen,
Shutter, Filter, transparente Displays, Pupillenverlagerer, Strahlumlenksysteme, Bildaufrichter,
Bildinverter oder ähnliche
Einrichtungen umfassen. Der optische Teiler 9 dient vorzugsweise
zum Anschluß einer
Dokumentationseinrichtung, beispielsweise einer Videokamera. Ein
derartiger optischer Teiler kann sich auch an anderer Stelle der
dar gestellten Strahlengänge
befinden, beispielsweise an den Stellen der Bauteile 11, 15 oder 16.
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Wie
bereits erwähnt,
sind Binokulartuben für den
Hauptoperateur bzw. den Assistenten in 1 nicht eingezeichnet. Es sei darauf
hingewiesen, daß in
Richtung der eingezeichneten Pfeile die Teilstrahlengänge 17a, 17b in
nicht gezeichnete Binokulartuben mit Okularen gelenkt werden, wodurch
dem Hauptbeobachter 25 bzw. dem Assistenten ein binokularer
stereoskopischer Einblick ermöglicht
wird.
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Die
zusätzlichen
optischen Komponenten 16 im Assistentenmikroskop 102 können ebenfalls
Bildaufrichter, Zwischenabbildungssysteme, Umlenkelemente, Dateneinspiegelungseinrichtungen,
Filter, Pupillenverlagerer, Bildaufrichter, Bildinverter usw. umfassen.
Falls eine Assistentenbeobachtung nicht gewünscht bzw. notwendig ist, kann
das Assistentenmikroskop 102 entfernt werden. Beispielsweise durch
Ersatz der dargestellten Strahlenteilereinrichtung 5 durch
ein vollständig
reflektierendes Umlenkelement, bspw. einen Spiegel oder ein Prisma,
kann so dem Hauptoperateur die gesamte Helligkeit bzw. Lichtstärke unter
Beibehaltung sämtlicher
anderer Vorteile der dargestellten Konstruktion zur Verfügung gestellt
werden. Zweckmäßigerweise
ist die Strahlenteilereinrichtung 5 durch Verschwenkung
oder Verschiebung aus dem Strahlengang entfernbar, und ein derartiges
vollständig
reflektierendes Element entsprechend in den Strahlengang einbringbar.
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Eine
weitere Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Mikroskops
wird nun unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
Bereits in 1 dargestellte
Komponenten, welche bei der Ausführungsform
gemäß 3 ebenfalls vorgesehen sind,
sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Auf eine geson derte
Darstellung dieser Komponenten und Ihrer Funktionsweise kann daher
verzichtet werden.
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Die
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Mikroskops
gemäß 3 unterscheidet sich im wesentlichen
von der Ausführungsform
gemäß 1 durch die Führung des
Teilstrahlenganges 17a für den Hauptoperateur hinter
dem Durchdringungsbereich 20. Gemäß der Ausführungsform der 3 sind hier zwei weitere Umlenkelemente 14a, 14b vorgesehen,
mittels derer eine Umlenkung des Teilstrahlengangs 17a von
der zweiten Mikroskopebene II zurück in die erste Mikroskopebene
I durchführbar
ist. Bei wahlweiser Einschwenkung oder Ausschwenkung des Umlenkelements 14a in
bzw. aus dem Strahlengang 17a ist somit ein Einblick durch
den Hauptoperateur in der zweiten Mikroskopebene II (entlang der
optischen Achse 2c) bzw. in der ersten Mikroskopebene I,
bspw. entlang der Verlängerung 2e der
optischen Achse 2b möglich.
Es ist ebenfalls denkbar, diese Umlenkelemente 14a, 14b um
Achsen senkrecht zur Zeichenebene bzw. zu den optischen Achsen 2c bzw. 2e verschwenkbar
auszubilden. Hierdurch ist auch die Möglichkeit einer Schrägeinsicht
durch den Hauptoperateur zur Verfügung gestellt. Die Umlenkelemente 14a, 14b können auch halbdurchlässig ausgebildet
sein, wodurch sich wiederum verschiedene Möglichkeiten der Einblick bzw. Ausspiegelung
ergeben. Zweckmäßige Drehbereiche
der Umlenkelemente 14a, 14b sind wiederum anhand
von Drehpfeilen R veranschaulicht, welche die Drehbarkeit des Hauptoperateuer-Einblicks
zwischen jeweiligen Positionen P und P' symbolisieren.
-
Falls
eine Dateneinspiegelung sowohl für den
Hauptoperateur als auch den Assistenten gewünscht wird, muß diese
gemäß der Ausführungsform
der 1 gesondert für Hauptoperateur
bzw. Assistent vorgesehen sein. Gemäß der Ausführungsform der 2 ist eine Dateneinspiegelung 21 vor- bzw. objektseitig
der Strahlenteilereinrichtung 5 vorgesehen, (das heißt zwischen
Hauptobjektiv 2 und Strahlenteilereinrichtung 5).
Auf diese Weise können sowohl
Hauptoperateur als auch Assistent eine gemeinsame Dateneinspiegelung
benutzen.
-
Zur
Optimierung der Beleuchtungseinkopplung kann die Symmetrieachse
bzw. optische Achse 2a des Hauptobjektivs 2 bei
Bedarf dezentriert zu dem Beobachtungsstrahlengang 17 ausgerichtet sein.
-
- 1
- Objekt
- 2
- Hauptobjektiv
- 2a
- optische
Achse des Hauptobjektivs
- 2b
- optische
Achse in Mikroskopebene I
- 2c
- optische
Achse in Mikroskopebene II
- 2d
- optische
Achse in Mikroskopebene III
- 2e
- Verlängerung
der optischen Achse 2b
- 4
- Beleuchtungseinrichtung
- 4a
- Umlenkelement
- 4b
- Hauptachse
der Beleuchtungseinrichtung
- 5
- Strahlenteilereinrichtung
- 6a
bis 6d
- Umlenkelemente
- 9
- optische
Teilereinrichtung
- 11
- Zwischenabbildungssystem
- 12
- Vergrößerungssystem
(für Hauptoperateur)
- 13
- Assistenten-Vergrößerungssystem
- 14a,
14b
- Umlenkelemente
- 15,
16
- optische
Zusatzkomponenten
- 17
- Beobachtungsstrahlengang
- 17a,
17b
- Teilstrahlengänge
- 19
- Faserkabel
- 20
- Durchdringungsbereich
- 25,
26
- Augen
bzw. Einblickrichtungen
- 32
- Beleuchtungsachse
- 42a,
42b
- reflektierende
Bereiche der Strahlenteiler
-
- einrichtung 5
- 43a,
43b
- transmittierende
Bereiche der Strahlenteiler
-
- einrichtung 5
- 100
- Stereomikroskop
- 101
- Gehäuse
- 102
- Assistentenmikroskop
- I,
II, III
- Mikroskopebenen
- P,
P'
- Pfeile,
Einblickrichtungen symbolisierend
- Q,
Q'
- Drehpfeile,
Drehbarkeiten symbolisierend
- R
- Drehpfeile,
Drehbereiche symbolisierend