DE10335644B9 - Mikroskopiesystem - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Mikroskopiesystem vorgeschlagen, welches mehrere Funktionen für einen Benutzer bereitstellt, die durch eine Positionierung oder Orientierung von Körperteilen des Benutzers einstellbar sind. Diese Funktionen umfassen unter anderem eine Positionierung eines eine Mikroskopieoptik halternden Stativs und eine Einstellung einer Stereobasis zur Erzeugung von stereoskopischen Darstellungen eines zu beobachtenden Objekts.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Mikroskopiesystem zur Darstellung eines Abbilds eines zu untersuchenden Objekts zur Betrachtung durch einen oder mehrere Benutzer.
  • Ein herkömmliches Mikroskopiesystem umfaßt eine Mikroskopieoptik mit einem Objektiv und einem Paar von Okularen sowie ein Stativ mit mehreren relativ zueinander verlagerbaren Stativgliedern, von denen eines die Mikroskopieoptik derart trägt, daß diese im Raum verlagerbar ist und von einem Benutzer in einer gewünschten Weise relativ zu dem zu untersuchenden Objekt positionierbar ist, indem der Benutzer mit einer Hand an eines der Stativglieder oder ein Chassis der Mikroskopieoptik angreift, um diese zu bewegen. Andererseits wird der Benutzer, wenn er an dem Objekt mit beiden Händen und Werkzeugen arbeitet und die Mikroskopieoptik verlagern möchte, um das Objekt aus einer anderen Perspektive durch die Mikroskopieoptik zu betrachten, das Werkzeug aus einer Hand ablegen müssen, um mit der Hand entsprechend die Mikroskopieoptik zu verlagern. Erst danach kann er das Werkzeug wieder aufgreifen, um seine Arbeit fortzusetzen.
  • Diese Vorgehensweise ist mühselig. Eine Erleichterung hierfür ist in DE 42 02 505 A1 vorgeschlagen. Gemäß diesem Vorschlag ist an der Mikroskopieoptik ein Meßsystem angebracht, welches die Lage der Mikroskopieoptik relativ zum Kopf des Benutzers permanent vermißt und Aktuatoren des Stativs derart zu Bewegungen ansteuert, daß die Mikroskopieoptik permanent in einer solchen vorbestimmten Lage relativ zum Kopf des Benutzers gehalten wird, daß dieser ständig Einblick in die Okulare nehmen kann. Bewegt der Benutzer seinen Kopf, so folgt die Mikroskopieoptik diesen Bewegungen automatisch. Die Mikroskopieoptik ist somit mit dem Kopf des Benutzers gewissermaßen fest verbunden.
  • Will nun der Benutzer allerdings seinen Blick von den Okularen kurz abwenden, um beispielsweise neben diesen vorbei auf einen Tisch zu blicken, um von diesem ein neues Werkzeug aufzugreifen, so ist dies mit dem vorgeschlagenen System nicht möglich, da dieses die Mikroskopieoptik bei einer entsprechenden Kopfbewegung, die der Benutzer ausführt, um seinen Blick von der Mikroskopieoptik zu lösen, folgt, so daß es dem Benutzer schließlich nicht gelingt, an den Okularen vorbei auf den Tisch zu blicken.
  • Aus diesem Grund konnte sich das vorgeschlagene System in der Praxis nicht durchsetzen.
  • Die US Patentschriften US 5,067,804 und US 5,867,210 offenbaren jeweils ein Mikrokospiesystem, bei welchem ein Objektiv und ein Visualisierungsmodul relativ zueinander frei bewegbar sind.
  • Die Internationale Patentanmeldung WO 96/06507 A1 offenbart ein Mikroskopiesystem, in welchem eine Topologie eines untersuchten Objekts aus von zwei unter unterschiedlichen Winkeln relativ zum Objekt orientierten Kameras aufgenommenen Bildern erfasst wird.
  • Die deutsche Patentschrift DE 24 18 565 offenbart ein an einem Stativ gehaltertes Mikroskopiesystem mit relativ zu einem Objektiv fest angebrachten Okularen. Es ist ein Mundschalter vorgesehen, um das Mikroskopiesystem an dem Stativ relativ zu dem Objekt zu bewegen.
  • Die deutsche Offenlegungsschrift DE 42 13 312 A1 offenbart ein Mikroskopiesystem mit einem Objektiv und fest daran angebrachten Okularen. Objektiv und Okulare sind an einem Stativ gehaltert und weisen einen Sensor zur Erfassung einer Lageänderung des Objektivs relativ zu einem untersuchten Objekt auf, um eine Zoom- oder Fokuseinstellung in Abhängigkeit von der Verlagerung zu ändern.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Mikroskopiesystem vorzuschlagen, welches es dem Benutzer ermöglicht, eine Position der Mikroskopieoptik relativ zu dem Objekt einfach zu ändern und ferner gleichwohl dem Benutzer eine Bewegungsfreiheit für dessen Kopf läßt, so daß dieser seinen Blick auch von der Mikroskopieoptik abwenden kann.
  • Die Erfindung geht hierzu zunächst aus von einem Mikroskopiesystem zur Darstellung eines Abbilds eines zu untersuchenden Objekts zur Betrachtung durch wenigstens einen Benutzer, umfassend:
    Eine Mikroskopieoptik mit einem Objektiv zur Abbildung des in einer Objektebene des Objektivs anordenbaren Objekts und wenigstens einem Visualisierungsmodul zur Darstellung eines Abbilds des Objekts für den Benutzer, ein erstes Stativ zur Halterung wenigstens des Objektivs der Mikroskopieoptik nahe dem zu untersuchenden Objekt, wobei das erste Stativ wenigstens einen Antrieb aufweist, um das Objektiv relativ zu dem zu untersuchenden Objekt zu verlagern, eine erste Lageerfassungsvorrichtung, welche dazu ausgebildet ist, eine Lage des Kopfes des Benutzers bezüglich einem vorbestimmten ersten Ort zu erfassen, und ein Steuersystem, welches ein erstes Modul umfaßt, das dazu ausgebildet ist, den wenigstens einen Antrieb des ersten Stativs im Hinblick auf eine Verlagerung des Objektivs in Abhängigkeit von einer Verlagerung des Kopfes des Benutzers anzusteuern.
  • Hierbei kann das Visualisierungsmodul beispielsweise Okulare umfassen, welche mit dem Objektiv fest verbunden sind. Das Visualisierungsmodul kann allerdings auch relativ zu dem Objektiv frei verlagerbar sein, beispielsweise indem das Visualisierungsmodul eine kopfgetragene Anzeigevorrichtung, z. B. ein "head mounted display", umfaßt, der das darzustellende Abbild als Bilddaten zugeführt werden. Die Bilddaten können beispielsweise durch eine an dem Objektiv vorgesehene Kamera gewonnen werden und von dieser zu der kopfgetragenen Anzeigevorrichtung über eine Datenleitung oder per Funk übertragen werden.
  • Das Mikroskopiesystem kann auch mehrere Visualisierungsmodule umfassen, um durch ein an dem ersten Stativ gehaltertes einziges Objektiv gewonnene Darstellungen mehreren Benutzern zuzuführen.
  • Unter einem ersten Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch einen von der ersten Lageerfassungsvorrichtung separaten und durch den Benutzer betätigbaren Aktivierungssignalempfänger zur Bereitstellung eines Aktivierungssignals bei Betätigung durch den Benutzer, wobei das erste Modul des Steuersystems dazu ausgebildet ist, den wenigstens einen Antrieb des ersten Stativs lediglich bei Empfang des Aktivierungssignals im Hinblick auf die Verlagerung des Objektivs anzusteuern.
  • Hierdurch kann der Benutzer dem Mikroskopiesystem gegenüber kenntlich machen, ob eine von ihm durchgeführte Bewegung des Kopfes mit dem Wunsch durchgeführt wird, das Objektiv der Mikroskopieoptik relativ zu dem Objekt zu verlagern oder den Kopf aus einem anderen Grunde zur verlagern, welcher nicht zu einer Bewegung des Objektivs führen soll. Insbesondere führen damit unwillkürliche Verlagerungen des Kopfes des Benutzers, wie sie beispielsweise durch die Atmung des Benutzers oder Standwechsel oder dergleichen herbeigeführt werden, nicht zu einer Verlagerung des Objektivs. Insbesondere nehmen dann weitere Benutzer des Mikroskopiesystems, welchen ebenfalls Darstellungen des Objektivs zugeführt werden, nicht ein ständig wackelndes Bild des Objekts wahr.
  • Das Aktivierungssignal kann dem Aktivierungssignalempfänger des Mikroskopiesystems auf verschiedene Weisen zugeführt werden, beispielsweise mittels eines Schalters, insbesondere eines am Boden angeordneten Fußschalters oder Mundschalters, wie er aus der DE-PS 24 18 565 bekannt ist, oder auch durch akustische Signale, die der Benutzer in Form von gesprochenen Worten, Pfeifen oder dergleichen abgibt. Dann wird das Mikroskopiesystem vorteilhafterweise ein Mikrofon umfassen, und das Steuersystem wird ein zweites Modul aufweisen, um empfangene Töne dahingehend zu analysieren, ob diese das Aktivierungssignal repräsentieren sollen.
  • Erst wenn das Mikroskopiesystem das Aktivierungssignal empfängt, werden die Antriebe des ersten Stativs in Abhängigkeit von Verlagerungen des Kopfes des Benutzers angesteuert. Eine laterale Verlagerung des Kopfes kann dann beispielsweise in eine laterale Verlagerung des Objektivs relativ zu der Objektebene des Objektivs umgesetzt werden, eine Drehung des Kopfes des Benutzers um dessen horizontale oder vertikale Achse kann auch in eine entsprechende Dre hung des Objektivs relativ zu dessen Vertikal- oder Horizontalachse oder bezüglich Achsen, die in der Objektebene angeordnet sind oder sich orthogonal zu dieser erstrecken, umgesetzt werden.
  • Ferner ist es möglich, daß bei Empfang des Aktivierungssignals nicht eine durch den Kopf gesteuerte Bewegung des Stativs ausgelöst wird, sondern eine andere Funktion des Mikroskops durch Bewegung des Kopfes angesteuert wird, wie beispielsweise eine Änderung einer eingestellten Vergrößerung eines Zoom-Systems des Mikroskops oder dergleichen. Beispielsweise kann eine Bewegung des Kopfes hin zum Objekt die eingestellte Vergrößerung dann erhöhen. Ebenso können andere Funktionen des Mikroskopiesystems angesteuert werden. Auch kann das System dann vorzugsweise umschalten zwischen verschiedenen Betriebsmoden, in denen Kopfbewegungen wahlweise die verschiedenen Funktionen des Mikroskopiesystems ansteuern.
  • Unter einem zweiten Aspekt der Erfindung ist demgemäß vorgesehen, daß ein Ausmaß der Verlagerung des Objektivs abhängig ist von einem Ausmaß der Verlagerung des Kopfes des Benutzers, d.h. daß eine lediglich kleine Verlagerung des Kopfes auch nur zu einer kleinen Verlagerung des Objektivs führt, während eine größere Verlagerung des Kopfes des Benutzers, sei es als Translation oder als Rotation des Kopfes, auch zu einer entsprechend größeren Verlagerung des Objektivs führt. Hierbei ist allerdings das Ausmaß der Verlagerung des Objektivs kleiner als das Ausmaß der Verlagerung des Kopfes.
  • Diese Ausgestaltung geht auf die Überlegung zurück, daß der Benutzer über das Visualisierungsmodul eine beispielsweise fünffache Vergrößerung des Objekts wahrnimmt. Wird das Objektiv nun bei einer translatorischen Verlagerung des Kopfes mit einem Ausmaß von beispielsweise 1 cm um ein glei ches Ausmaß von ebenfalls 1 cm verlagert, so erscheint diese Verlagerung dem Benutzer beim Einblick in das Visualisierungsmodul aufgrund der Vergrößerung wie eine Verlagerung um 5 cm. Ist andererseits lediglich eine kleine Verlagerung des Objektivs relativ zu dem Objekt, beispielsweise mit einem Ausmaß von nur 1 mm gewünscht, so ist es insbesondere bei hohen Vergrößerungen für den Benutzer schwierig, entsprechend kleine gezielte Bewegungen des Kopfes durchzuführen, um diese Verlagerung herbeizuführen.
  • Demgemäß ist zwischen den Verlagerungen des Kopfes und den Verlagerungen des Objektivs gewissermaßen eine "Untersetzung" vorgesehen, welche dann, wenn das Objektiv ein Objektiv mit änderbarer Vergrößerung ist, von der eingestellten Vergrößerung abhängig ist, so daß bei großen Vergrößerungen das Ausmaß der Verlagerung des Objektivs im Verhältnis zu dem Ausmaß der Verlagerung des Kopfes reduziert wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Visualisierungsmodul relativ zu der Mikroskopieoptik durch den Benutzer verlagerbar und durch ein zweites Stativ getragen.
  • Im Unterschied zu dem vorangehend geschilderten Visualisierungsmodul, welches als kopfgetragene Anzeige ausgestaltet ist, ist hier das Visualisierungsmodul ebenfalls relativ zu dem Objektiv verlagerbar, so daß der Benutzer zur Betrachtung des Objekts nicht etwa in eine unbequeme Haltung gezwungen ist, welche er einnehmen müßte, um bei bestimmten Positionierungen des Objektivs relativ zu dem Objekt in Okulare oder dergleichen Einblick zu nehmen.
  • Andererseits ist bei dieser Ausgestaltung das Visualisierungsmodul jedoch nicht fest mit dem Kopf des Benutzers verbunden, so daß er auch sehr einfach seinen Kopf von dem Visualisierungsmodul weg bewegen kann, um neben dem Visualisierungsmodul vorbei auf das Objekt zu blicken, und etwa ein Werkzeug von einem Objekttisch einfach mit der Hand aufgreifen kann.
  • Vorzugsweise ist das zweite Stativ zur Halterung des Visualierungsmodul an einem der Stativglieder des ersten Stativs angebracht, welches das Objektiv haltert.
  • Es ist ebenfalls bevorzugt, mehreren Benutzern jeweils ein Visualisierungsmodul bereitzustellen, wozu dann mehrere zweite Stative vorgesehen sind, von welchen ein jedes ein Visualisierungsmodul haltert.
  • Vorzugsweise haltert das zweite Stativ das Visualisierungsmodul derart, daß dieses in Umfangsrichtung um eine nahe dem Objektiv vertikal sich erstreckende Vertikalachse durch den Benutzer frei verschwenkbar ist.
  • Vorzugsweise weist das erste Stativ wenigstens einen Antrieb auf, um das Objektiv relativ zu dem zu untersuchenden Objekt, gesteuert durch ein Steuersystem, zu verlagern. Hierbei wird vorzugsweise eine durch den Benutzer herbeigeführte Verlagerung des Visualisierungsmoduls erfaßt und das Stativ zur Verlagerung des Objektivs in Abhängigkeit von der Verlagerung des Visualisierungsmoduls angesteuert. Hierbei kann, ähnlich wie dies vorangehend bereits erläutert wurde, eine translatorische Verlagerung des Visualisierungsmoduls in eine translatorische Verlagerung des Objektivs umgesetzt werden oder auch eine Drehung des Visualisierungsmoduls um die eine oder andere Achse in eine entsprechende Drehung des Objektivs umgesetzt werden, wobei vorzugsweise ein Ausmaß und eine Richtung der Verlagerung des Visualisierungsmoduls einem Ausmaß und einer Richtung der Verlagerung des Objektivs entspricht. Auch hier kann ebenfalls eine "Untersetzung" vorgesehen sein, so daß das Ausmaß der Verlagerung des Objektivs relativ zu dem Ausmaß der Verlagerung des Visualisierungsmoduls verringert ist.
  • Ferner kann dem zweiten Stativ, etwa in der Nähe des Visualisierungsmoduls, eine durch die Hand des Benutzers betätigbare Schalteranordnung vorgesehen sein, über welche das Steuersystem Steuerbefehle zur Ansteuerung des ersten Stativs im Hinblick auf die Verlagerung des Objektivs abgibt.
  • Unter einem weiteren Aspekt sieht die Erfindung ein Verfahren zur Erzeugung von Stereo-Bildpaaren vor, um mittels der Mikroskopieoptik zwei Abbilder des Objekts zu erzeugen, welche das Objekt aus einer Sicht mit unterschiedlichen Blickwinkeln repräsentieren. Die beiden Bilder werden dann den beiden Augen des Benutzers derart zur Betrachtung angeboten, daß dieser einen stereoskopischen Eindruck von dem Objekt gewinnt. Die beiden Blickrichtungen sind von dem Mikroskopiesystem in einem gewissen Rahmen einstellbar und sind von dem System deart zu wählen, daß der Benutzer bei Betrachtung der Abbilder des Objekts einen realitätsnahen Eindruck von diesem gewinnt.
  • Es könnte nun vorgesehen sein, die Auswahl der beiden Blickrichtungen in Abhängigkeit von einer Umfangsposition des Benutzers um einen mit dem Objektiv des Mikroskops fest verbundenen Fixpunkt durchzuführen. Diese Möglichkeit hat sich allerdings in der Praxis als nicht in allen Situationen geeignet erwiesen.
  • Die Erfindung sieht nun vor, die Einstellung der Blickrichtungen in Abhängigkeit von einer Orientierung eines Körperteils des Benutzers vorzunehmen.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfaßt das Verfahren ein Bereitstellen eines Mikroskopobjektivs mit einer Hauptachse und einer quer zu der Hauptachse orientierten Objektebene und mit zwei Strahlengängen des Mikroskopobjektivs, wobei Zentralstrahlen die Objektebene in im wesentlichen einem gemeinsamen Punkt schneiden und im wesentlichen in einer gemeinsamen ersten Ebene angeordnet sind. Die beiden Zentralstrahlen legen die beiden oben genannten Blickrichtungen des schließlich erzeugten Abbilds fest. Es wird ferner eine Orientierung der ersten Ebene um die Hauptachse des Mikroskops vorgenommen, und zwar in Abhängigkeit einer erfaßten Orientierung eines Körperteils des Benutzers oder/und einer Orientierung eines Paars von Anzeigevorrichtungen, in die der Benutzer Einblick nimmt. Es wird ferner ein erstes Bild des Objekts über einen linken der beiden Strahlengänge aufgenommen, und ein dem ersten Bild entsprechendes erstes Abbild des Objekts wird durch eine linke der beiden Anzeigevorrichtungen zur Betrachtung für den Benutzer dargestellt. Ebenso wird ein zweites Bild der Objektebene über einen rechten der beiden Strahlengänge aufgenommen, und es wird ein dem zweiten Bild entsprechendes zweites Abbild des Objekts durch eine rechte der beiden Anzeigevorrichtungen für die Betrachtung mit dem rechten Auge des Benutzers dargestellt.
  • Die erste Ebene kann dabei ständig derart orientiert sein, daß sie parallel zu der Orientierung des Körperteils oder des Paars von Anzeigevorrichtungen orientiert ist und Änderungen von deren Orientierungen folgt. Hierbei kann insbesondere vorgesehen sein, daß ein Offset-Winkel zwischen der Orientierung der ersten Ebene und der Orientierung des Körperteils des Benutzers bzw. der beiden Anzeigevorrichtungen vorgesehen ist, wobei dieser Offset-Winkel insbesondere auch frei einstellbar sein kann oder sich situationsbedingt automatisch gesteuert ändern kann.
  • Vorzugsweise ist das zur Orientierung der ersten Ebene erfaßte Körperteil eine Schulter des Benutzers, und die erste Ebene wird vorzugsweise derart eingestellt, daß diese parallel zu einer Verbindungslinie zwischen der linken und der rechten Schulter des Benutzers orientiert ist. Auch hierbei kann allerdings die Einführung des vorangehend erläuterten Offset-Winkels vorteilhaft sein. Das Körperteil, dessen Orientierung erfaßt wird, kann allerdings auch der Kopf des Benutzers sein.
  • Wenn zur Festlegung der Orientierung der ersten Ebene die Orientierung der Anzeigevorrichtung erfaßt wird, so wird die erste Ebene parallel zu einer Verbindungslinie zwischen einem linken und einem rechten Anzeigemodul der Anzeigevorrichtung eingestellt; auch hier kann die Bereitstellung eines einstellbaren Offset-Winkels vorteilhaft sein.
  • Gemäß einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform werden die beiden Abbilder des Objekts aus einem Datenmodell generiert, welches über eine das Objekt beobachtende Topologieaufnahmevorrichtung erzeugt wird. Die aus dem Datenmodell generierten Abbilder des Objekts repräsentieren dann das Objekt aus zwei verschiedenen Blickrichtungen, welche sich in im wesentlichen einem gemeinsamen Punkt schneiden und welche in im wesentlichen einer gemeinsamen ersten Ebene angeordnet sind. Die erste Ebene wird dann um eine Hauptachse der Topologieaufnahmevorrichtung in Abhängigkeit von einer erfaßten Orientierung des Körperteils des Benutzers bzw. des Paars von Anzeigevorrichtungen eingestellt.
  • Auch hier können wieder verschiedene Körperteile hinsichtlich ihrer Orientierung erfaßt werden und gegebenenfalls einstellbare Offset-Winkel vorgesehen sein, wie dies vorangehend erläutert wurde.
  • Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt
  • 1 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform eines Mikroskopiesystems mit einer Stativsteuerung in Abhängigkeit von einer Verlagerung eines Kopfes eines Benutzers,
  • 2 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform eines Mikroskopiesystems mit einem separat von einem Objektiv getragenen Visualisierungsmodul,
  • 3 eine Draufsicht auf einen Teil des in 2 gezeigten Mikroskopiesystems,
  • 4 eine schematische Darstellung einer Mikroskopieoptik zur Erzeugung von Stereo-Bildpaaren mittels einer Kamera,
  • 5 ein Diagramm zur Erläuterung einer Funktion der Mikroskopieoptik der 4,
  • 6 eine schematische Darstellung einer Mikroskopieoptik zur Erzeugung von Stereo-Bildpaaren mittels einer Topologieaufnahmevorrichtung und über ein Datenmodell, und
  • 7 ein Diagramm zur Erläuterung einer Funktion der Mikroskopieoptik der 6.
  • In 1 ist ein Mikroskopiesystem 1 schematisch dargestellt, bei welchem eine Mikroskopieoptik 3 an einem Stativ 5 im Raum verlagerbar gehaltert ist. Hierzu umfaßt das Stativ 5 eine Mehrzahl von relativ zueinander verlagerbaren Stativgliedern. Eine Basis 7 des Stativs ist auf Rädern 9 auf einem Boden eines Operationssaals aufgestellt und trägt einen um eine vertikale Achse 8 drehbaren Sockel 10. Dieser wiederum trägt einen Stativarm 11, welcher an dem Sockel 10 um eine horizontale Achse 13 verschwenkbar angebracht ist. An dem Arm 11 ist wiederum ein weiterer Arm 15 um eine horizontale Achse 17 schwenkbar angebracht. An dem Arm 15 wiederum ist ein Zwischenglied 19 angebracht, welches relativ zu dem Arm 15 um eine Horizontalachse 21 und eine Vertikalachse 23 verschwenkbar ist. An dem Zwischenglied 19 ist ein weiteres Zwischenglied 25 um eine schräg orientierte Achse 27 schwenkbar angebracht, und an dem Zwischenglied 25 ist schließlich ein Chassis 28 eines Objektivs der Mikroskopieoptik um eine Achse 29 schwenkbar angebracht.
  • Einer jeden der Schwenkachsen 12, 13, 17, 21, 23, 27 und 29 ist ein in der 1 nicht dargestellter motorischer Antrieb zugeordnet, um die Glieder 7, 10, 11, 15, 19, 25 und 28 relativ zueinander zu verlagern. Eine Steuerung 31, beispielsweise ausgeführt als ein Computer, dient zur Ansteuerung der einzelnen Motoren über eine Steuerleitung 33.
  • Um eine Antriebskraft für die den Achsen 13 und 17 zugeordneten Antriebe zu verringern, ist ein Gegengewicht 12 vorgesehen.
  • Die Mikroskopieoptik 3 umfaßt ein Objektiv, welches in dem Chassis 28 enthalten ist und stereoskopische Aufnahmen eines auf einem Objekttisch 35 angeordneten Objekts 37 gewinnt. Die Aufnahmen stellt das Objektiv 3 an die Steuerung 31 über eine Datenleitung 39 in digitaler Form bereit.
  • Die Mikroskopieoptik 3 umfaßt ferner ein Paar von Okkularen 41, in welche ein Benutzer Einblick nehmen kann, um eine Darstellung des Objekts 37 zu betrachten. Hierbei können die Okulare 41 mit dem Objektiv einen gemeinsamen Strahlengang aufweisen oder aber es sind in den Okularen Anzeigen vorgesehen, welche die von dem Objektiv gewonnenen Daten anzeigen, um in den Okularen 41 die Darstellung des Objekts stereoskopisch sichtbar zu machen. Die Okulare 41 sind allerdings lediglich optional als Alternative oder als Ergänzung zu einer kopfgetragenen Anzeigevorrichtung 43 vorgesehen, welche der Benutzer 44 an seinem Kopf 45 trägt. Die kopfgetragene Anzeigevorrichtung 43 enthält zwei Anzeigen, welchen die Bilddaten von der Steuerung 31 über eine Datenleitung 47 zugeführt werden und welche die Darstellung des Objekts 37 so anzeigen, daß der Benutzer 44 eine stereoskopische Darstellung des Objekts 37 betrachten kann. Hierbei kann sich der Benutzer 44 frei relativ zu dem Objekt 37 bewegen und dabei immer die Darstellung des Objekts betrachten. Er ist also nicht in seiner Position an die Position der Okulare 41 gebunden.
  • Das Mikroskopiesystem 1 umfaßt ferner eine Lageerfassungsvorrichtung 51 zur Erfassung einer Lage des Kopfes 45 des Benutzers 44 relativ zu dem Sockel 10 des Stativs 5. Die Lageerfassungsvorrichtung 51 umfaßt drei mit Abstand voneinander und nicht auf einer gemeinsamen Geraden angeordnete Kameras 53, deren Bilder über Datenleitungen 55 an die Steuerung 31 übertragen werden. Die Lageerfassungsvorrichtung 51 umfaßt ferner drei Leuchtdioden 57, welche ebenfalls mit Abstand voneinander und nicht auf einer gemeinsamen Geraden liegend angeordnet und fest mit dem Kopf 45 des Benutzers 44 verbunden sind. Die Leuchtdioden sind über ein Gestänge 59 mit der Anzeigevorrichtung 43 verbunden, welche wiederum fest mit dem Kopf 45 verbunden ist. Es ist allerdings auch möglich, die Leuchtdioden 57 auf andere Weise mit dem Kopf 45 des Benutzers 44 zu verbinden.
  • Die Steuerung 31 wertet die von den Kameras 53 gewonnenen Bilder im Hinblick auf Positionen der Leuchtdioden 57 in den Bildern aus und errechnet daraus die Lage des Kopfes 45 sowohl hinsichtlich Position als auch Orientierung relativ zu dem Sockel 10. Da die Steuerung 31 auch die Position des Objektivs der Mikroskopieoptik 3 über die jeweils bekannten Einstellungen der Antriebe des Stativs 5 kennt, kann die Steuerung 31 auch die Lage, d.h. Position und Orientierung, des Kopfes 45 relativ zu dem Objektiv oder dem Objekt 37 selbst ermitteln. Es ist ebenfalls möglich, daß das Chassis 28 der Mikroskopieoptik 3 ebenfalls Leuchtdioden, ähnlich den an dem Kopf 45 angebrachten Leuchtdioden 57, trägt, so daß die Lage des Objektivs durch die Steuerung 31 ebenfalls durch Auswertung der Bilder der Kameras 53 gewonnen werden kann.
  • An die Steuerung 31 ist ferner über eine Leitung 61 ein Fußschalter 63 angeschlossen, welcher auf dem Boden liegend von einem Fuß 65 des Benutzers 44 betätigbar ist.
  • Eine Betätigung des Fußschalters 63 aktiviert die Steuerung 31 im Hinblick auf eine Betätigung der Antriebe des Stativs 5 in Abhängigkeit von einer über die Lageerfassungsvorrichtung 51 erfaßten Verlagerung des Kopfes 45 des Benutzers 44.
  • Hierbei wird durch die Steuerung 31 eine translatorische Verlagerung des Kopfes 45 in eine hierzu parallele Verlagerung des Chassis 28 der Mikroskopieoptik 3 umgesetzt, wobei allerdings die Verlagerung des Chassis 28 gegenüber der Verlagerung des Kopfes 45 untersetzt ist und zwar in einem Verhältnis, welches einer gewählten Vergrößerung des Objektivs entspricht. Bei z. B. einer achtfachen Vergrößerung des Objektivs führt damit eine Verlagerung des Kopfes 45 um 1 cm zu einer Verlagerung des Objektiv um 0,125 mm. Es ist jedoch auch möglich, andere Übersetzungen vorzusehen oder gar das Objektiv um ein gleiches Maß zu verlagern, wie der Benutzer seinen Kopf 45 verlagert.
  • Ähnlich führt eine Drehung des Kopfes 45 des Benutzers um eine Raumachse zu einer entsprechenden Drehung des Chassis 28 um eine zu der Drehachse des Kopfes 45 parallel versetzte und das Chassis 28 durchsetzende Raumachse.
  • Mit dem Mikroskopiesystem 1 ist es somit möglich, daß der Benutzer 44 einerseits seinen Kopf 45 frei relativ zu dem Objekt 37 bewegen kann und dabei fortwährend das Objekt 37 beobachten kann, und andererseits bei Betätigung des Fußschalters 63 die Bewegung seines Kopfes 45 dazu einsetzen kann, eine Verlagerung des Objektivs relativ zu dem Objekt 37 herbeizuführen.
  • Alternativ oder ergänzend zu dem Fußschalter 63 als Aktivierungssignalempfänger ist noch ein Mikrofon 66 vorgesehen, welches von dem Benutzer 44 angegebene Sprachsignale empfängt und an die Steuerung 31 weiterleitet, welche diese Signale dahingehend auswertet, ob der Benutzer ein vorab definiertes Sprachsignal abgegeben hat, welches die Steuerung im Hinblick auf die Betätigung der Antriebe des Stativs in Abhängigkeit von einer Verlagerung des Kopfes des Benutzers ansteuert. Bei einem weiteren vordefinierten Sprachsignal wird die Steuerung 31 dann diesen Steuermodus wieder abschalten.
  • Als eine Alternative ist es möglich, daß die Lageerfassungsvorrichtung 51 nicht die Lage des Kopfes 45 des Benutzers 44 erfaßt, sondern die Lage eines anderen Körperteils des Benutzers 44, beispielsweise einer Hand 67 desselben, wozu dann beispielsweise ebenfalls drei Leuchtdioden an der Hand 67 des Benutzers anzubringen wären. Es ist jedoch ebenfalls vorgesehen, daß die Lageerfassungsvorrichtung 51 nicht, wie beschrieben mit drei Kameras 53 und drei Leuchtdioden 57 arbeitet, sondern nach einem beliebigen anderen Prinzip.
  • Nachfolgend werden Varianten der in 1 gezeigten Ausführungsform dargestellt. Hierbei sind Komponenten, welche hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer Funktion Komponenten der 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen wie in 1 bezeichnet, zur Unterscheidung jedoch mit einem zusätzlichen Buchstaben versehen. Es wird hierbei auf die gesamte vorangehende Beschreibung Bezug genommen.
  • Ein in 2 gezeigtes Mikroskopiesystem 1a umfaßt wiederum eine Mikroskopieoptik 3a mit einem Objektiv in einem Chassis 28a, welches an einem Stativ 5a räumlich verlagerbar angebracht ist. Das Stativ 5a weist einen ähnlichen Aufbau auf, wie das in 1 gezeigte Stativ, indem mehrere aneinander angelenkte Stativglieder 7a, 10a, 11a, 15a, 19a, 25a um Achsen 12a, 13a, 17a, 21a, 27a und 29a verschwenkbar sind, wobei die Verschwenkungen durch eine Steuerung 31a über den Schwenkachsen zugeordnete Antriebe bewirkt werden.
  • Ein Visualisierungsmodul der Mikroskopieoptik 3a umfaßt ein Paar Okulare 41a, welche an einem Stativ 71 gehalten sind, welches einen horizontalen Arm 73 umfaßt, der an dem Arm 15a des Stativs 5a um die vertikale Achse 23a frei verlagerbar gehalten ist. An dem Arm 73 hängt über ein Gestänge 75 ein Pult 77, welches die Okulare 41a in Augenhöhe des in 2 nicht dargestellten Benutzers trägt. In einem jeden der Okkulare 41a ist eine Anzeige vorgesehen, welche die von dem Objektiv aufgenommenen Bilder zur Betrachtung durch den Benutzer darstellt.
  • Das Objektiv gibt die Bilder als elektronische Bilddaten über eine Datenleitung 39a an die Steuerung 31a aus, welche diese bearbeitet und wiederum als Bilddaten über eine Datenleitung 47a an das Paar Okulare 41a zur Darstellung überträgt.
  • In 2 ist lediglich ein Visualisierungsmodul 41a an einem Stativ 71 dargestellt. Es ist jedoch möglich, zwei oder mehr Visualisierungssysteme für mehrere Benutzer an jeweils einem eigenen Stativ 71 ebenfalls um die Achse 23a frei verschwenkbar vorzusehen, wie dies in der 3 für zwei Okularpaare 41a und 41a' schematisch dargestellt ist.
  • Auf dem Pult 77 ist ferner ein Steuerknüppel 79 angebracht, welcher von dem Benutzer in vier zueinander orthogonale Richtungen aus einer Ruheposition heraus betätigbar ist, um eine horizontale Verlagerung des Objektivs 28a über die Ansteuerung der den Schwenkachsen zugeordneten Antriebe zu bewirken. Hierzu ist zwischen den Armen 73 und 15a ein Drehstellungssensor vorgesehen, um eine Schwenkstellung zwischen den Armen 73 und 15a um die vertikale Achse 23a zu erfassen. Die Steuerung 31a steuert dann in Abhängigkeit von der erfaßten Schwenkstellung die Antriebe derart an, daß das Objektiv in genau die gleiche Richtung verlagert wird, wie der Benutzer den Steuerknüppel 79 auslenkt.
  • Neben den in 3 gezeigten Funktionen des Steuerknüppels, nämlich der Auslenkung desselben in die vier zueinander orthogonalen Richtungen, kann dieser auch noch weitere Bedienmerkmale aufweisen, oder es können noch weitere Bedienelemente an dem Pult 77 vorgesehen sein, um auch noch eine Orientierung des Chassis 28a im Raum oder eine Verlagerung in Vertikalrichtung über die Steuerung 31a auszulösen.
  • Bei Betätigung beispielsweise eines weiteren Schalters ist es dann möglich, daß das Chassis 28a mit dem Objektiv um die Achse 23a verdreht wird, und zwar in Abhängigkeit von einer durch den Drehstellungssensor zwischen den Armen 73 und 15A erfaßten Verschwenkung des Arms 73 um die vertikale Achse 23a.
  • Die Bilddaten, welche den beiden Augen des Benutzers zur Darstellung angeboten werden, etwa über die kopfgetragene Anzeigevorrichung 43 oder die Okulare 41a können auf verschiedene Weisen gewonnen werden, wie beispielsweise zwei mit Abstand voneinander und auf die Objektebene gerichtete Kameras, die in dem Chassis 28 des Objektivs intergriert sind. Wenn sich allerdings der Benutzer 44 um das Objekt 37 herum bewegt, so ändert sich auch eine Perspektive, unter der er das Objekt ohne Zuhilfenahme des Mikroskopiesystems wahrnehmen würde, und einer solchen Änderung der Perspektive sollte auch bei der Erzeugung der Bilddaten Rechung getragen werden. Hierzu ist es notwendig, eine Stereobasis des Objektivs in Abhängigkeit von einer Positionierung des Benutzers im Raum einzustellen. Auch hierzu sind eine Vielzahl von Möglichkeiten denkbar.
  • Eine Möglichkeit, die Bilddaten für die jeweilige Anzeigevorrichtung über wenigstens eine Kamera zu gewinnen, ist in der europäischen Patentanmeldung mit Aktenzeichen 03002318.8 ( EP 13 33 305 A2 ) offenbart, wobei die Offenbarung dieser Schrift in die vorliegende Anmeldung vollumfänglich übernommen wird.
  • Eine weitere Möglichkeit, nämlich die Bilddaten aus einem von einer Topologieaufnahmevorrichtung generierten Datenmodell zu erzeugen ist in der europäischen Patentanmeldung mit Aktenzeichen 03002319.6 ( EP 13 33 306 A2 ) offenbart, deren Offenbarung ebenfalls vollumfänglich in die vorliegende Anmeldung übernommen wird.
  • In 4 ist schematisch eine Funktion des in dem Chassis 28 untergebrachten Objektivs 81 zur Erzeugung der Bilddaten über wenigstens eine Kamera dargestellt, wobei die Bilddaten den Okularen 41a und 41a' in 3 oder der kopfgetragenen Anzeigevorrichtung 43 in 1 zugeführt werden. Hierzu umfaßt das Objektiv 81 eine vordere Linsenbaugruppe 83, welche ein von dem Objektiv 37 ausgehendes objektseitiges Strahlenbündel 84 in ein bildseitiges Strahlenbündel 85 überführt, in welchem ein Strahlverschluß 86 angeordnet ist, welcher eine Vielzahl von durch die Steuerung schaltbaren Flüssigkristallschaltelementen umfaßt, welche umschaltbar sind zwischen einem Licht transmittierenden Zustand und einem Licht nicht transmittierenden Zustand. In 4 sind vier kreisförmige Bereiche 88a, 88b, 88c, 88d dargestellt, von denen der Bereich 88d dem linken Okular 41a zugeordnet ist, der Bereich 88b dem rechten Okular 41a zugeordnet ist, der Bereich 88a dem rechten Okular 41a' zugeordnet ist und der Bereich 88c dem linken Okular 41a' zugeordnet ist. Lediglich in dem Bereich 88c sind die Flüssigkristallelemente in den Licht transmittierenden Zustand geschaltet, so daß das diesen Bereich durchsetzende Licht des bildseitigen Strahlenbündels 85 über eine Adapteroptik 89 auf eine Kamera 90 trifft. Das von der Kamera 90 aufgenommene Bild wird von der Steuerung 31 ausgelesen und an die in dem linken Okular 41a' vorgesehene Anzeige, ein LCD-Display zugeführt. Danach wird der Verschluß 86 von der Steuerung 31 angesteuert, so daß lediglich der Bereich 88a lichtdurchlässig ist, und das dann von der Kamera 90 aufgenommene Bild wird der Anzeige in dem rechten Okular 41a' zugeführt. Damit sind in dem linken bzw. rechten Okular 41a' Darstellungen aus unterschiedlichen Blickrichtungen auf das Objekt 37a sichtbar, so daß ein in die Okulare 41a' einblickender Betrachter eine stereoskopische Darstellung des Objekts 37a wahrnimmt.
  • Daraufhin steuert die Steuerung 31a den Verschluß 86 derart an, daß lediglich der Bereich 88d lichtdurchlässig ist, und das dann gewonnene Bild der Kamera 90 wird dem linken Okular 41a zugeführt, woraufhin lediglich der Bereich 88b lichtdurchlässig geschaltet wird und das dann gewonnene Bild der Kamera 90 dem rechten Okular 41a zugeführt wird.
  • Somit zeigen auch die Okulare 41a eine stereoskopische Darstellung des Objekts 37. Eine Verbindungslinie zwischen den Bereichen 88d und 88b kann ebenso wie eine Verbindungslinie zwischen den Bereichen 88a und 88c als Stereobasis bezeichnet werden, wobei deren Orientierung parallel ist zu einer Verbindungslinie zwischen den beiden Okularen 41a bzw. 41a'.
  • Bei einer Verlagerung des Arms 73 bzw. 73' um die Achse 23a durch den Benutzer ändert die Steuerung 31 eine Orientierung der entsprechenden Stereobasis an dem Verschluß 86, so daß die Bereiche 88a, ... 88d in Umfangsrichtung um die optische Achse 91 des Objektivs verlagert werden, so daß in den Okularen 41a, 41a' die Darstellung jeweils mit einer der Umfangsstellung der Okulare 41a, 41a' um die Achse 23a entsprechenden korrekten Stereobasis erfolgt.
  • Die den Anzeigen in den Okularen zugeführten Bilddaten können entsprechend auch den Anzeigen in der kopfgetragenen Anzeigevorrichtung 43 (1) zugeführt werden, so daß der Benutzer bei Einblick in dieselbe ebenfalls eine korrekte stereoskopische Darstellung des Objekts gewinnt, wobei dann die Orientierung der Stereobasis in Abhängigkeit von einer Position des Kopfes 45 des Benutzers 44 in Umfangsrichtung um das Objektiv erfolgt.
  • Eine alternative Ausführungsform zur Einstellung der Stereobasis nicht in Abhängigkeit von einer Umfangsposition des Benutzers um die optische Achse sondern in Abhängigkeit von einer Orientierung eines Körperteils des Benutzers wird nachfolgend anhand der 5 beschrieben.
  • Diese zeigt ein Koordinatensystem xyz mit Ursprung O, dessen xy-Ebene mit einer Objektebene des Objektivs 81 zusammenfällt und dessen z-Achse mit der optischen Achse 91 des Objektivs 81 zusammenfällt. Ferner sind in die Dar stellung Strahlenbündel 101l und 101r eingetragen, welche die Bereiche 88a bzw. 88c der 4 durchsetzen und somit die Strahlengänge repräsentieren, über die die Kamera 90 die Bilder des Objekts gewinnt, deren Abbilder dem linken und dem rechten Auge des Benutzers dargestellt werden. Die beiden Strahlenbündel 101l und 101r weisen Zentralstrahlen 103l bzw. 103r auf. Diese bestimmen die Stereobasis und schneiden den Ursprung O unter einem Winkel α, dem sogenannten Stereowinkel.
  • Mit 105l und 105r sind in 5 Querschnitte durch die Strahlenbündel 101l und 101r in einer zu der Objektebene xy parallelen Ebene bezeichnet. Diese Ebene schneiden die Zentralstrahlen 103l und 103r in Punkten L bzw. R. Die Strecke RL zwischen den beiden Punkten R und L repräsentiert somit die Stereobasis, und die Punkte R, L und O spannen eine gemeinsame Ebene auf.
  • Mit 111 und 112 sind in 5 zwei zueinander orthogonale Geraden bezeichnet, welche in der Ebene der Querschnitte 105 liegen. Mit 113 ist eine Gerade bezeichnet, auf der die Strecke RL liegt. Durch Ansteuerung des Strahlverschlusses 86 kann die Steuerung 31 des Mikroskopiesystems einen Abstand zwischen den Geraden 112 und 113 ändern und die Orientierung der Geraden 111, 112 und 113 in der Ebene der Strahlquerschnitte 105 um die Achse z verändern, wie dies durch einen Pfeil 115 in 5 angedeutet ist. Damit wird auch die Ebene RLO um die optische Achse 91 des Objektivs verlagert.
  • 5 zeigt weiter schematisch ein Skelettmodel des Benutzers 44 mit Kopf 45, einer linken Schulter 121l, einer rechten Schulter 121r und Händen 67l bzw. 67r. Eine die Schultern 121l und 121r durchsetzende Gerade ist mit 123 bezeichnet.
  • Die Orientierung der Strecke RL um die optische Achse 91 wird nun von der Steuerung 31 derart eingestellt, daß die Ebene RLO parallel zu der Geraden 123 orientiert ist. In dem in 5 gezeigten Fall, in dem die optische Achse 91 in vertikaler Richtung, das heißt parallel zur Körperlängsachse des Benutzers 44 orientiert ist, ist dann auch die Strecke RL parallel zu der Geraden 123. Im allgemeinen Fall, in dem das Objektiv bezüglich des Objekts frei ausrichtbar ist und damit die optische Achse 91 nicht in vertikaler Richtung orientiert sein muß, ist die Strecke RL nicht unbedingt parallel zu der Geraden 123 orientiert. Allerdings bleibt die Ebene RLO parallel zu dieser Geraden 123 orientiert.
  • Die Orientierung der beiden Schultern 121l, 121r bzw. der Geraden 123 des Benutzers kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß das Gestänge 59 mit den drei Leuchtdioden 57 alternativ oder ergänzend zur Anbringung am Kopf 45 des Benutzers, wie dies in 1 dargestellt ist, mit der Schulter 121 des Benutzers verbunden ist. Das Mikroskopiesystem kann über die Kameras 53 dann die Orientierung der Schultern 121 im Raum erfassen und in Abhängigkeit davon die Orientierung der Ebene RLO vornehmen. Hierbei ist es möglich, zwischen den Orientierungen der Geraden 123 einerseits und der Orientierung der Ebene RLO einen Offset vorzusehen, beispielsweise um es zu ermöglichen, daß der Benutzer bei einer Verrichtung an dem Objekt seine Schultern 121 verdreht zu diesem anordnet, um beispielsweise mit dem rechten Arm weiter nach vorne zu greifen als mit dem linken.
  • Alternativ zu der vorangehend geschilderten Möglichkeit kann die Orientierung der Ebene RLO um die optische Achse 9 auch folgendermaßen bestimmt werden: die Lage der Schultern 21r, 21l im Raum legt eine die Schulter vertikal durchsetzende Ebene eindeutig fest. Diese Ebene wird nun so lange parallel verschoben, bis sie den Ursprung O schneidet. Dann wird die Ebene RLO in Umfangsrichtung um die Achse 91 derart verdreht, daß eine Schnittgerade zwischen der verschobenen Vertikalebene und der Ebene RLO in der Objektebene xy liegt.
  • Neben den geschilderten Möglichkeiten der geometrischen Ermittlung der Orientierung der Ebene RLO um die optische Achse sind auch noch andere geometrische Berechnungsmöglichkeiten möglich, die in der Praxis zu ähnlichen Ergebnissen führen.
  • In 6 ist eine weitere Variante eines Objektivs dargestellt, welches in dem Mikroskopiesystem der 1 und 2 einsetzbar ist, um ein Datenmodell zu erzeugen, aus dem dann die beiden Abbildungen zur Betrachtung durch den Benutzer erzeugt werden. Das in 6 gezeigte in dem Chassis 28 angebrachte Objektiv 81 umfaßt zwei Kameras 93 und 94, welche mit Abstand voneinander angeordnet sind und Bilder des Objekts 37 aufnehmen. Aus 6 ist ersichtlich, daß verschiedene Orte 95 und 96 auf dem Objekt 37 in den Bildern der Kameras 93, 94 zu unterschiedlichen Punkten 45', 46' bzw. 45'', 46'' führen. Durch Auswertung der durch die beiden Kameras gewonnenen Bilder kann die Steuerung 31 die Topologie des Objekts 37 als Datenmodell errechnen und dann wiederum aus diesem Datenmodell die Abbilder generieren, welche den beiden Anzeigen des Visualisierungsmoduls zuzuführen sind, um, bei bekannter Lage des Visualisierungsmoduls in Umfangsrichtung um das Objektiv die stereoskopischen Darstellungen mit korrekter Stereobasis darzustellen.
  • In 7 sind Details zur Generierung der beiden Abbilder dargestellt.
  • Das aus den Bildern der Topologieaufnahmevorrichtung 81 errechnete Datenmodell ist in 7 schematisch als ein System aus Gitternetzlinien 131 dargestellt. Einer jeden Kreuzung 133 von Gitternetzlinien 131 ist hierbei ein Datensatz von Koordinaten x, y, z des Kreuzungspunkts 133 zugeordnet. Das dreidimensionale Datenmodell ist durch eine Vielzahl von Zahlentripeln repräsentiert, welche Koordinaten der Oberfläche des Objekts repräsentieren. Hierbei können einer Teilmenge der Kreuzungspunkte 133 oder sämtlichen Kreuzungspunkten noch weitere Datensätze zugeordnet sein, wie etwa Farbwerte oder andere Eigenschaften des Objekts.
  • Durch eine Orientierung und Positionierung einer Hauptachse 91 der Topologieaufnahmevorrichtung 81 bezüglich des Objekts 37 ist auch eine Positionierung und Orientierung einer Achse z' in dem Datenmodell festgelegt. Die Achse z' durchstößt die Ebene der Gitternetzlinien 131 in einem Punkt O und muß sich nicht unbedingt parallel zu einer Hauptachse z eines xyz-Koordinatensystems erstrecken, in welchem die Darstellung des Datenmodells errechnet ist.
  • Aus dem Datenmodell werden die Abbilder durch die Steuerung 31 derart generiert, daß diese das Objekt bei Betrachtung aus Blickrichtungen 103l und 103r repräsentieren, wobei die Blickrichtungen aufeinander zu verlaufen und den Punkt O schneiden. Hierbei schließen die beiden Richtungen 103l und 103r einen Winkel α, den Stereowinkel, ein.
  • Ähnlich wie in dem Beispiel der 5 lassen sich nun Ausgangspunkte R und L für die die Richtungen 103l und 103r repräsentierenden Pfeile in einer zur z'-Achse orthogonalen Ebene bestimmen, in der auch eine Gerade 111 die z'-Achse durchsetzt und eine orthogonal zu der Geraden 111 orientierte Gerade 113 die beiden Durchstoßpunkte R und L verbindet. Die Generierung der den Anzeigevorrichtungen zuge führten Abbilder kann durch die Steuerung geändert werden, indem ein Abstand zwischen der Geraden 113 und der z'-Achse geändert wird, oder die Strecke RL um die Achse z' in Umfangsrichtung verlagert wird. Hierdurch wird die Stereobasis geändert.
  • Ähnlich wie in dem Beispiel der 5 wird auch in dem Beispiel der 7 die Orientierung der Geraden RL bezüglich der Achse z' eingestellt in Abhängigkeit von einer Orientierung der die beiden Schultern 121l und 121r durchsetzenden Geraden 123.
  • Anstatt der Orientierung der Schultern 121 des Benutzers kann auch eine Orientierung jeglichen anderen Körperteils des Benutzers zur Einstellung der Stereobasis herangezogen werden. So kann beispielsweise die Orientierung des Kopfes erfaßt werden.
  • Ferner kann anstatt der Orientierung des Körperteils des Benutzers auch eine Orientierung der Anzeigevorrichtung zur Einstellung der Stereobasis herangezogen werden. So kann beispielsweise eine die beiden Okulare 41a in 3 an einander entsprechenden Punkten durchsetzende Gerade 123a die Orientierung der Ebene RLO im Raum bestimmen. Ebenso kann eine entsprechende Gerade für die kopfgetragene Anzeigevorrichtung 43 definiert werden und für die Orientierung der Ebene RLO herangezogen werden.

Claims (24)

  1. Mikroskopiesystem zur Darstellung eines Abbilds eines zu untersuchenden Objekts (37) zur Betrachtung durch wenigstens einen Benutzer (44), umfassend: – eine Mikroskopieoptik (3) mit einem Objektiv (81) zur Abbildung des in einer Objektebene des Objektivs (81) anordenbaren Objekts (37) und wenigstens einem Visualisierungsmodul (41), (43) zur Darstellung eines Abbilds des Objekts (37) für den Benutzer (44), – ein erstes Stativ (5) zur Halterung wenigstens des Objektivs (81) der Mikroskopieoptik (3) nahe dem zu untersuchenden Objekt (37), wobei das erste Stativ (5) wenigstens einen Antrieb aufweist, um das Objektiv (81) relativ zu dem zu untersuchenden Objekt (37) zu verlagern, – eine erste Lageerfassungsvorrichtung (51), welche dazu ausgebildet ist, eine Lage eines Körperteils, insbesondere des Kopfes (45), des Benutzers (44) bezüglich wenigstens einem vorbestimmten ersten Ort zu erfassen, und – ein Steuersystem (31), welches ein erstes Modul umfaßt, das dazu ausgebildet ist, den wenigstens einen Antrieb des ersten Stativs (5) im Hinblick auf eine Verlagerung des Objektivs (81) in Abhängigkeit von einer Verlagerung des Körperteils (45) des Benutzers anzusteuern, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Modul des Steuersystems ferner dazu ausgebildet ist, den wenigstens einen Antrieb des ersten Stativs (5) im Hinblick auf die Verlagerung des Objektivs (81) derart anzusteuern, daß ein Ausmaß der Verlagerung des Objektivs (81) abhängig ist von einem Ausmaß der Verlagerung des Körperteils (45) des Benutzers (44), wobei das Ausmaß der Verlagerung des Objektivs (81) geringer oder größer ist als das Ausmaß der Verlagerung des Kopfes (45).
  2. Mikroskopiesystem nach Anspruch 1, wobei das Ausmaß der Verlagerung des Objektivs (81) geringer ist als das Ausmaß der Verlagerung des Kopfes (45).
  3. Mikroskopiesystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Abbildungsvergrößerung der Mikroskopieoptik (3) einstellbar ist und ein Verhältnis zwischen dem Ausmaß der Verlagerung des Kopfes zu dem Ausmaß der Verlagerung des Objektivs abhängig ist von der eingestellten Abbildungsvergrößerung.
  4. Mikroskopiesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das erste Modul des Steuersystems ferner dazu ausgebildet ist, den wenigstens einen Antrieb des ersten Stativs im Hinblick auf die Verlagerung des Objektivs derart anzusteuern, daß eine Richtung der Verlagerung des Objektivs hinsichtlich dessen Ort oder Orientierung einer Richtung der Verlagerung des Kopfes des Benutzers hinsichtlich dessen Orts bzw. dessen Orientierung entspricht.
  5. Mikroskopiesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner umfassend einen von der ersten Lageerfassungsvorrichtung (51) separaten und durch den Benutzer betätigbaren Aktivierungssignalempfänger (63, 65) zur Bereitstellung eines Aktivierungssignals bei Betätigung durch den Benutzer (44), wobei das erste Modul des Steuersystems dazu ausgebildet ist, den wenigstens einen Antrieb des ersten Stativs (5) lediglich bei Empfang des Aktivierungssignals im Hinblick auf die Verlagerung des Objektivs (81) anzusteuern.
  6. Mikroskopiesystem nach Anspruch 5, ferner umfassend einen von dem Benutzer betätigbaren Schalter (63) zur Bereitstellung des Aktivierungssignals.
  7. Mikroskopiesystem nach Anspruch 6, wobei der Schalter einen Fußschalter (63) oder/und Mundschalter umfaßt.
  8. Mikroskopiesystem nach einem der Ansprüche 5 bis 7, ferner umfassend ein Mikrofon (66) zum Empfang eines von dem Benutzer hervorgerufenen Tons, wobei das Steuersystem (31) ein zweites Modul aufweist, welches das Aktivierungssignal in Abhängigkeit von dem empfangenen Ton bereitstellt.
  9. Mikroskopiesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Visualisierungsmodul wenigstens ein Okular (41) umfaßt, welches einen mit dem Objektiv gemeinsamen Strahlengang aufweist.
  10. Mikroskopiesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Visualisierungsmodul wenigstens eine von dem Objektiv separate Anzeigevorrichtung (41a, 43) zur Darstellung von Daten umfaßt, welche das Abbild des Objekts (37) repräsentieren.
  11. Mikroskopiesystem nach Anspruch 10, wobei das Objektiv eine Topographieaufnahmevorrichtung (93, 94) oder/und wenigstens eine Kamera (90) zur Erzeugung der das Abbild des Objekts repräsentierenden Daten aufweist.
  12. Mikroskopiesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, ferner umfassend ein zweites Stativ (71) zur Halterung des Visualisierungsmoduls (41a) derart, daß dieses relativ zu dem Objektiv (28a) durch den Benutzer verlagerbar ist.
  13. Mikroskopiesystem nach Anspruch 12, wobei das erste Stativ (5) eine Kette aneinander angelenkter und relativ zueinander verlagerbarer Stativglieder (7a, 11a, 15a, 19a, 25a) aufweist, von denen ein Basisglied (7) für eine ortsfeste Anbringung vorgesehen ist und ein Endglied (25) das Objektiv trägt, und wobei ein von dem Basisglied (7a) verschiedenes Stativglied (15a) das zweite Stativ (71) trägt.
  14. Mikroskopiesystem nach Anspruch 12 oder 13, wobei das zweite Stativ (71) das Visualisierungsmodul (41a) derart haltert, daß dieses in Umfangsrichtung um eine nahe dem Objektiv vertikal sich erstreckende Achse (23a) durch den Benutzer frei verlagerbar ist.
  15. Mikroskopiesystem nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei das erste Stativ (5) wenigstens einen Antrieb aufweist, um das Objektiv relativ zu dem zu untersuchenden Objekt zu verlagern, und wobei das Mikroskopiesystem ferner ein Steuersystem mit einem ersten Modul umfaßt, das dazu ausgebildet ist, den wenigstens einen Antrieb des ersten Stativs im Hinblick auf eine Verlagerung des Objektivs anzusteuern.
  16. Mikroskopiesystem nach Anspruch 15, ferner umfassend eine zweite Lageerfassungsvorrichtung, welche dazu ausgebildet ist, eine Lage des Visualisierungsmoduls (41a) bezüglich einem vorbestimmten ersten Ort zu erfassen, wobei das erste Modul dazu ausgebildet ist, den wenigstens einen Antrieb des ersten Stativs in Abhängigkeit von einer Verlagerung des Visualisierungsmoduls anzusteuern.
  17. Mikroskopiesystem nach Anspruch 15, wobei das zweite Stativ (71) eine durch eine Hand des Benutzers betätigbare Schalteranordnung (79) trägt und das erste Modul dazu ausgebildet ist, den wenigstens einen Antrieb des ersten Stativs in Abhängigkeit von einer Betätigung der Schalteranordnung anzusteuern.
  18. Mikroskopiesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 17, ferner umfassend eine Lageerfassungsvorrichtung, welche dazu ausgebildet ist, einen Ort des Kopfes des Benutzers oder/und des Visualisierungsmoduls (41a) bezüglich einem Ort nahe dem Objekt zu erfassen, wobei die Mikroskopieoptik zur Darstellung eines stereoskopischen Abbilds des Objekts mit einer orientierten Stereobasis (88a, 88c) ausgebildet ist, deren Orientierung bezüglich dem Objektiv änderbar ist, und wobei das Steuersystem ein drittes Modul umfaßt, welches dazu ausgebildet ist, die Orientierung der Stereobasis bezüglich dem Objektiv zu ändern.
  19. Stereo-Bilderzeugungsverfahren zur Erzeugung wenigstens eines Paars von Abbildungen eines Objekts zur stereoskopischen Betrachtung durch wenigstens einen Benutzer, umfassend: – Bereitstellen eines Mikroskopiesystems mit einem Objektiv (81), welches eine Hauptachse (91), eine quer zu der Hauptachse orientierte Objektebene (xy) und zwei Strahlengänge (101l, 101r) aufweist, deren Zentralstrahlen (103l, 103r) die Objektebene in im wesentlichen einem gemeinsamen Punkt (O) schneiden und welche in einer im wesentlichen gemeinsamen ersten Ebene (RLO) angeordnet sind, wobei eine Orientierung der ersten Ebene um die Hauptachse (91) des Mikroskops (81) änderbar ist, – Bereitstellen eines Paars von Anzeigevorrichtungen (43; 43a) für ein erstes bzw. ein zweites Auge des Benutzers, – Erfassen einer Orientierung (123) eines Körperteils (121l, 121r) des Benutzers (41) oder/und einer Orientierung (123a) des Paars von Anzeigevorrichtungen (41a), – Einstellen der Orientierung der ersten Ebene (RLO) um die Hauptachse (91) des Mikroskops in Abhängigkeit von der Erfaßten Orientierung des Körperteils des Benutzers bzw. des Paars von Anzeigevorrichtungen, – Aufnehmen wenigstens eines ersten Bilds der Objektebene über einen ersten der beiden Strahlengänge und Darstellen eines dem ersten Bild entsprechenden ersten Abbilds des Objekts durch eine erste Anzeigevorrichtung des Paars von Anzeigevorrichtungen, sowie Aufnehmen wenigstens eines zweiten Bilds der Objektebene über einen zweiten der beiden Strahlengänge und Darstellen eines dem zweiten Bild entsprechenden zweiten Abbilds des Objekts durch eine zweite Anzeigevorrichtung des Paars von Anzeigevorrichtungen.
  20. Stereo-Bilderzeugungsverfahren zur Erzeugung wenigstens eines Paars von Abbildungen eines Objekts zur stereoskopischen Betrachtung durch wenigstens einen Benutzer, umfassend: – Bereitstellen eines Mikroskopiesystems mit einer Topologieaufnahmevorrichtung (81) zur Erzeugung eines eine Topologie des Objekts repräsentierenden Datenmodells (131), wobei die Topologieaufnahmevorrichtung eine Hauptachse (91) aufweist, – Bereitstellen eines Paars von Anzeigevorrichtungen (43; 43a) für ein erstes bzw. ein zweites Auge des Benutzers, – Erfassen einer Orientierung eines Körperteils des Benutzers oder/und einer Orientierung des Paars von Anzeigevorrichtungen, – Erzeugen eines ersten Abbilds des Objekts aus dem Datenmodell und Darstellen des ersten Abbilds des Objekts durch eine erste Anzeigevorrichtung des Paars von Anzeigevorrichtungen, sowie Erzeugen eines zweiten Abbilds des Objekts aus dem Datenmodell und Darstellen des zweiten Abbilds des Objekts durch eine zweite Anzeigevorrichtung des Paars von Anzeigevorrichtungen, wobei die erste Darstellung und die zweite Darstellung Bilder des Objekts aus verschiedenen Blickrichtungen repräsentieren, welche sich in im wesentlichen einem gemeinsamen Punkt schneiden und welche in einer gemeinsamen ersten Ebene angeordnet sind, und wobei eine Orientierung der ersten Ebene um die Hauptachse der Topologieaufnahmevorrichtung in Abhängigkeit von der erfaßten Orientierung des Körperteils des Benutzers bzw. des Paars von Anzeigevorrichtungen, eingestellt wird.
  21. Stereo-Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 19 oder 20, wobei die Orientierung des Rumpfes des Benutzers erfaßt wird und insbesondere die Orientierung der ersten Ebene im wesentlichen parallel zu einer eine linke mit einer rechten Schulter des Benutzers verbindenden Geraden eingestellt wird.
  22. Stereo-Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 19 oder 20, wobei die Orientierung des Rumpfes des Benutzers erfaßt wird und insbesondere die Orientierung der ersten Ebene derart eingestellt wird, daß eine eine linke und eine rechte Schulter des Benutzers vertikal durchsetzende Ebene derart parallel verschiebbar ist, daß sie die erste Ebene entlang einer in der Objektebene liegenden Geraden schneidet.
  23. Stereo-Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 19 oder 20, wobei die Orientierung des Paars von Anzeigevorrichtungen erfaßt wird und insbesondere die Orientierung der ersten Ebene im wesentlichen parallel zu einer die erste mit der zweiten Anzeigevorrichtung verbindenden Geraden eingestellt wird.
  24. Mikroskopiesystem, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei das Mikroskopiesystem zur Ausführung des Stereo-Bilderzeugungsverfahrens nach einem der Ansprüche 19 bis 23 ausgebildet ist.
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DE (1) DE10335644B9 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015218926A1 (de) 2015-09-30 2017-03-30 Carl Zeiss Meditec Ag Verfahren zur Steuerung eines Operationsmikroskop-Systems

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8339447B2 (en) * 2004-10-21 2012-12-25 Truevision Systems, Inc. Stereoscopic electronic microscope workstation
US9124877B1 (en) 2004-10-21 2015-09-01 Try Tech Llc Methods for acquiring stereoscopic images of a location
US20070188603A1 (en) * 2005-10-21 2007-08-16 Riederer Thomas P Stereoscopic display cart and system
US8358330B2 (en) * 2005-10-21 2013-01-22 True Vision Systems, Inc. Stereoscopic electronic microscope workstation
FR2902307B1 (fr) * 2006-06-14 2008-08-29 Quidd Sas Dispositif d'imagerie optique
JP2008006089A (ja) * 2006-06-29 2008-01-17 Mitaka Koki Co Ltd 手術顕微鏡システム
FR2939022B1 (fr) * 2008-11-28 2012-02-17 Assistance Publique Hopitaux Paris Dispositif de commande du deplacement d'un instrument chirurgical.
FR2974997B1 (fr) * 2011-05-10 2013-06-21 Inst Nat Rech Inf Automat Systeme de pilotage d'une unite de traitement d'informations implantee
HUP1100316A2 (en) * 2011-06-15 2012-12-28 Debreceni Egyetem Automatic positioning system for surgical lamp
DE102011054910B4 (de) 2011-10-28 2013-10-10 Ovesco Endoscopy Ag Magnetischer Endeffektor und Einrichtung zur Führung und Positionierung desselben
US9492065B2 (en) 2012-06-27 2016-11-15 Camplex, Inc. Surgical retractor with video cameras
US9642606B2 (en) 2012-06-27 2017-05-09 Camplex, Inc. Surgical visualization system
DE102013008452B4 (de) * 2013-05-17 2018-06-21 Carl Zeiss Meditec Ag Operationsmikroskop mit Positionierhilfe
WO2014189969A1 (en) 2013-05-21 2014-11-27 Camplex, Inc. Surgical visualization systems
EP3046458B1 (de) 2013-09-20 2020-10-21 Camplex, Inc. Chirurgische visualisierungssysteme
JP6521982B2 (ja) * 2013-09-20 2019-05-29 キャンプレックス インコーポレイテッド 手術可視化システム及びディスプレイ
DE102014205038B4 (de) 2014-02-19 2015-09-03 Carl Zeiss Meditec Ag Visualisierungsvorrichtungen mit Kalibration einer Anzeige und Kalibrierverfahren für eine Anzeige in einer Visualisierungsvorrichtung
JP6305187B2 (ja) * 2014-04-21 2018-04-04 三鷹光器株式会社 手術顕微鏡システム
WO2016090336A1 (en) * 2014-12-05 2016-06-09 Camplex, Inc. Surgical visualization systems and displays
US11154378B2 (en) 2015-03-25 2021-10-26 Camplex, Inc. Surgical visualization systems and displays
DE102015216646B4 (de) 2015-08-31 2022-09-15 Carl Zeiss Meditec Ag Vorrichtung für das Erfassen von stereoskopischer Bildinformation sowie System und Verfahren für das stereoskopische Visualisieren eines Objektbereichs
DE102015216573A1 (de) 2015-08-31 2016-09-29 Carl Zeiss Meditec Ag Digitales Operationsmikroskopiesystem
WO2017091704A1 (en) 2015-11-25 2017-06-01 Camplex, Inc. Surgical visualization systems and displays
US10588704B2 (en) 2016-12-09 2020-03-17 Ethicon Llc Surgical tool and robotic surgical system interfaces
US10149732B2 (en) * 2016-12-09 2018-12-11 Ethicon Llc Surgical tool and robotic surgical system interfaces
US10433920B2 (en) 2016-12-09 2019-10-08 Ethicon Llc Surgical tool and robotic surgical system interfaces
US10918455B2 (en) 2017-05-08 2021-02-16 Camplex, Inc. Variable light source
US11471241B2 (en) 2017-08-11 2022-10-18 Brainlab Ag Video based microscope adjustment
AT521076B1 (de) * 2018-03-26 2020-11-15 Bhs Tech Gmbh Stereomikroskop zur Verwendung bei mikrochirurgischen Eingriffen am Patienten und Verfahren zur Steuerung des Stereomikroskops
DE102018110643B3 (de) 2018-05-03 2019-07-25 Carl Zeiss Meditec Ag Stereo-Mikroskop und Verfahren zur Stereomikroskopie
DE102018110644B4 (de) 2018-05-03 2024-02-15 Carl Zeiss Meditec Ag Digitales Mikroskop und digitales Mikroskopieverfahren
AT522663B1 (de) * 2019-05-29 2021-05-15 Bhs Tech Gmbh Videobrille zur Verwendung mit einem Stereomikroskop für mikrochirurgische Eingriffe am Patienten
DE102019134329B4 (de) * 2019-12-13 2021-11-25 Carl Zeiss Meditec Ag Aufhängung für digitales Operationsmikroskop mit Positionskorrektur, optisches Gerät und Verfahren zu dessen Betrieb
US11409091B2 (en) 2019-12-31 2022-08-09 Carl Zeiss Meditec Ag Method of operating a surgical microscope and surgical microscope
US11864841B2 (en) 2019-12-31 2024-01-09 Carl Zeiss Meditec Ag Method of operating a surgical microscope and surgical microscope
US11048072B1 (en) * 2019-12-31 2021-06-29 Carl Zeiss Meditec Ag Method of operating a surgical microscope and surgical microscope
US11607287B2 (en) 2019-12-31 2023-03-21 Carl Zeiss Meditec Ag Method of operating a surgical microscope and surgical microscope
DE102020101880A1 (de) 2020-01-27 2021-07-29 Carl Zeiss Meditec Ag Mikroskopieverfahren und Mikroskop zur Erzeugung eines Bilds eines Objekts
CN112426236B (zh) * 2020-11-30 2021-12-07 刘朝 一种智能化显微神经外科手术用显微镜
DE102022112217A1 (de) 2022-05-16 2023-11-16 Carl Zeiss Ag Verfahren zum Betreiben eines Operationsmikroskops und Operationsmikroskop

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5067804A (en) * 1989-07-06 1991-11-26 Kabushiki Kaisha Topcon Microscope
DE4202505A1 (de) * 1992-01-30 1993-08-05 Zeiss Carl Fa Fuehrungssystem zum raeumlichen positionieren eines instrumentes
DE4213312A1 (de) * 1992-04-23 1993-10-28 Moeller J D Optik Operationsmikroskop
WO1996006507A1 (de) * 1994-08-19 1996-02-29 Leica Ag Verfahren und vorrichtung zur darstellung von stereoskopischen videobildern auf einem display
US5867210A (en) * 1996-02-09 1999-02-02 Rod; Samuel R. Stereoscopic on-screen surgical microscope systems

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3824022A (en) * 1972-09-27 1974-07-16 P Mancino Therapeutic headgear device
CH559957A5 (de) * 1973-06-18 1975-03-14 Contraves Ag
JPS63296743A (ja) * 1987-05-29 1988-12-02 Mitaka Koki Kk 医療用光学機器のスタンド装置
JP3011949B2 (ja) * 1989-08-23 2000-02-21 株式会社トプコン 手術用顕微鏡
DE4134481C2 (de) * 1991-10-18 1998-04-09 Zeiss Carl Fa Operationsmikroskop zur rechnergestützten, stereotaktischen Mikrochirurgie
DE4202922A1 (de) * 1992-02-01 1993-08-05 Zeiss Carl Fa Motorisches stativ
JP3476847B2 (ja) * 1992-07-01 2003-12-10 オリンパス株式会社 手術用顕微鏡
US5394202A (en) * 1993-01-14 1995-02-28 Sun Microsystems, Inc. Method and apparatus for generating high resolution 3D images in a head tracked stereo display system
DE4317522A1 (de) 1993-05-26 1993-11-04 Hayno Dipl Ing Rustige Ansteuerung einer allradlenkung
JP3540362B2 (ja) * 1994-06-14 2004-07-07 オリンパス株式会社 手術用マニピュレータの制御システム及びその制御方法
US5481111A (en) * 1994-01-03 1996-01-02 Philips Electronics North America Corporation Electron microscope having a goniometer controlled from the image frame of reference
US5867308A (en) * 1994-10-26 1999-02-02 Leica Mikroskopie Systeme Ag Microscope, in particular for surgical operations
JP3628743B2 (ja) * 1995-02-22 2005-03-16 オリンパス株式会社 医療用マニピュレータ
JPH08280709A (ja) * 1995-04-18 1996-10-29 Olympus Optical Co Ltd 手術用表示装置
US5769441A (en) * 1995-09-19 1998-06-23 Namngani; Abdulatif Vehicle having two axially spaced relatively movable wheels
DE19640907B4 (de) * 1995-10-12 2005-09-22 Carl Zeiss Operationsmikroskop mit integriertem Operationsnavigationssystem
DE19600140C2 (de) * 1996-01-04 1998-02-26 Daimler Benz Ag Stellelementanordnung zur Steuerung der Längsgeschwindigkeit und/oder des Lenkwinkels eines Kraftfahrzeuges
DE19635666C1 (de) 1996-09-03 1997-12-18 Kapitza Hans Georg Dr Integriertes Mikroskop
JP3527659B2 (ja) * 1999-05-31 2004-05-17 ペンタックス株式会社 立体顕微鏡
JP4422262B2 (ja) * 1999-12-14 2010-02-24 オリンパス株式会社 内視鏡手術システム
JP4245750B2 (ja) * 1999-10-15 2009-04-02 オリンパス株式会社 立体観察装置
DE10100335B4 (de) * 2001-01-03 2017-02-09 Carl Zeiss Meditec Ag Vorrichtung zur Anzeige einer Größe im Blickfeld eines Benutzers und Verwendung der Vorrichtung
DE10203215B4 (de) * 2002-01-28 2004-09-09 Carl Zeiss Jena Gmbh Mikroskop, insbesondere Operationsmikroskop
DE50307047D1 (de) 2002-02-04 2007-05-31 Zeiss Carl Surgical Gmbh Stereo-Untersuchungssysteme und Stereo-Bilderzeugungsvorrichtung sowie Verfahren zum Betrieb einer solchen
DE10204430A1 (de) * 2002-02-04 2003-08-07 Zeiss Carl Stereo-Mikroskopieverfahren und Stereo-Mikroskopiesystem

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5067804A (en) * 1989-07-06 1991-11-26 Kabushiki Kaisha Topcon Microscope
DE4202505A1 (de) * 1992-01-30 1993-08-05 Zeiss Carl Fa Fuehrungssystem zum raeumlichen positionieren eines instrumentes
DE4213312A1 (de) * 1992-04-23 1993-10-28 Moeller J D Optik Operationsmikroskop
WO1996006507A1 (de) * 1994-08-19 1996-02-29 Leica Ag Verfahren und vorrichtung zur darstellung von stereoskopischen videobildern auf einem display
US5867210A (en) * 1996-02-09 1999-02-02 Rod; Samuel R. Stereoscopic on-screen surgical microscope systems

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015218926A1 (de) 2015-09-30 2017-03-30 Carl Zeiss Meditec Ag Verfahren zur Steuerung eines Operationsmikroskop-Systems

Also Published As

Publication number Publication date
US7190513B2 (en) 2007-03-13
US20050063047A1 (en) 2005-03-24
JP2005134876A (ja) 2005-05-26
DE10335644B3 (de) 2005-12-29
JP5526301B2 (ja) 2014-06-18

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