DE10336476B4

DE10336476B4 - Stereo-Mikroskopiesystem

Info

Publication number: DE10336476B4
Application number: DE2003136476
Authority: DE
Inventors: Alfons Dipl.-Ing. Abele; Dirk Dipl.-Ing. Brunner; Christian Dr. Lücke; Frank Dipl.-Phys. Rudolph; Fritz Dr. Strähle; Joachim Dr. Steffen; Michael Dipl.-Ing. Wirth; Jürgen Dr. Liegel; Günter Geiss; Hans-Joachim Dr. Miesner
Original assignee: Carl Zeiss Surgical GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Surgical GmbH
Priority date: 2003-08-08
Filing date: 2003-08-08
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2023-08-09
Also published as: CH699266B1; CH700429B1; DE10336476A1; CH700429B9

Abstract

Stereo-Mikroskopiesystem zur Darstellung eines stereoskopischen Abbilds eines Objekts (103) zur Betrachtung durch wenigstens einen Benutzer (45, 45'), umfassend:
ein Objektiv (3) zur Überführung eines von einer Objektebene (9) des Objektivs (3) ausgehenden objektseitigen Objektstrahlenbündels (11) in ein bildseitiges Bildstrahlenbündel (13), wobei das Objektiv (3) eine optische Achse (21) aufweist, und
ein Beleuchtungssystem (101) zum Beleuchten des Objekts (103) mit wenigstens einem Beleuchtungslichtstrahl (110), wobei das Beleuchtungssystem (101) wenigstens eine optische Komponente (117, 119) zum Formen oder/und Richten des Beleuchtungslichtstrahls (110) hin zu dem Objekt (103) derart aufweist, daß eine Richtung des Beleuchtungslichtstrahls (110) einstellbar ist, und wobei eine in einem Strahlengang des wenigstens einen Beleuchtungslichtstrahls (110) vor dem Objekt (103) letzte optische Komponente (119) des Beleuchtungssystems (101) mit Abstand von der optischen Achse (21) des Objektivs (3) angeordnet ist,
gekennzeichnet durch
ein mit dem Objektiv (3) fest verbundenes Abstandsmeßsystem (124) zur Ausgabe eines einen Abstand B...

Description

Die Erfindung betrifft ein Stereo-Mikroskopiesystem mit einer Beleuchtungseinrichtung, welche insbesondere strukturierte Objekte, welche beispielsweise einen tiefen Graben aufweisen, ausleuchten kann.

Aus DE 197 28 035 A1 ist ein Stereo-Mikroskopiesystem bekannt, welches eine Beleuchtungseinrichtung aufweist, um das zu beobachtende Objekt zu beleuchten. Es sind zwei Beleuchtungslichtstrahlen vorgesehen, welche, bezogen auf eine optische Achse des Objektivs, schräg auf das Objekt zu verlaufen, weshalb bei strukturierten Objekten, insbesondere Objekten mit tiefen Gräben oder Ausnehmungen, durch die Beleuchtungslichtstrahlen Schatten geworfen werden, in deren Bereich das Objekt durch das Objektiv vergleichsweise schlecht wahrnehmbar ist.

Die Offenlegungsschrift DE 197 28 035 A1 beschreibt ein Stereomikroskop mit schnittweitenabhängiger Schrägbeleuchtung, wobei eine Neigung der Beleuchtungsrichtung auf das Objekt von der am Objektiv eingestellten Schnittweite abhängig ist.

Die Patentschrift DE 198 22 255 C2 beschreibt eine Beleuchtungsanordnung für ein Stereomikroskop mit einem Zoomsystem und einem oder mehren Lichtleitern, an deren Lichtaustrittsende jeweils eine Fokussierungsoptik angebracht ist, wobei die Fokussierungseinrichtung so mit dem Zoomsystem gekoppelt ist, daß die in der Objektebene beleuchtete Fläche an die bei der eingestellten Vergrößerung in der Objektebene beobachtbare Fläche angepaßt ist.

WO 03/057023 A1 beschreibt ein Beleuchtungssystem mit einer variablen Schnittweite und einer einstellbaren numerischen Apertur zur Erzeugung und Abbildung von Bestrahlungsmustern in einer frei einstellbaren Objektebene.

Die europäische Patentschrift EP 1 109 046 B1 beschreibt ein Stereomikroskop mit einem quer zur optischen Achse verschiebbaren Beleuchtungsspiegel, welcher vom Anwender nahe den Beobachtungsstrahlengängen oder überlappend mit diesen plaziert werden kann, damit der Anwender die für die konkrete Situation beste Einstellung zwischen einem verbesserten Rotreflex und der Vermeidung einer Vignettierung treffen kann.

Die Patentschrift US 5,953,114 beschreibt ein Mikroskop, dessen optische Einstellung mit einer Meßvorrichtung bestimmt wird, indem ein Lichtstrahl durch ein optisches System des Mikroskops geführt wird und der Verlauf des Lichtstrahls nach dem Austritt aus dem optischen System ausgewertet wird.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Stereo-Mikroskopiesystem vorzuschlagen, welches eine Beleuchtungseinrichtung aufweist, welche auch strukturierte Objekte vergleichsweise gleichmäßig ausleuchtet.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Stereo-Mikroskopiesystem vorgeschlagen, welches ein Objektiv zur Überführung eines von einer Objektebene des Objektivs ausgehenden objektseitigen Objektstrahlenbündels in ein bildseitiges Bildstrahlenbündel und ein Beleuchtungssystem zum Beleuchten des Objekts mit wenigstens einem Beleuchtungslichtstrahl umfaßt. Das Beleuchtungssystem umfaßt wenigstens eine optische Komponente zum Formen oder/und Richten des Beleuchtungslichtstrahls hin zu dem Objekt derart, daß eine Richtung des Beleuchtungslichtstrahls einstellbar ist, und das Beleuchtungssystem umfaßt weiter eine in einem Strahlengang des Beleuchtungslichtstrahls vor dem Objekt letzte optische Komponente des Beleuchtungssystems. Hierbei können die optische Komponente zum Formen oder/und Richten des Beleuchtungslichtstrahls und die im Strahlengang letzte Komponente als eine gemeinsame Komponente realisiert sein. Die im Strahlengang des Beleuchtungslichtstrahls letzte optische Komponente des Beleuchtungssystems kann oberhalb oder unterhalb des Objektivs angeordnet sein. Die im Strahlengang des Beleuchtungslichtstrahls letzte Komponente ist ferner mit einem Abstand von einer optischen Achse des Objektivs angeordnet.

Unter diesem Aspekt zeichnet sich das Stereo-Mikroskopiesystem aus durch ein mit dem Objektiv gekoppeltes Abstandsmeßsystem, welches einen Abstand zwischen dem Objektiv und dem untersuchten Objekt mißt, wobei ein Ort des Objekts, an dem die Abstandsmessung vorgenommen wird, mit Abstand von der optischen Achse des Objektivs angeordnet ist.

Ferner ist ein Steuersystem vorgesehen, welches in Abhängigkeit von dem gemessenen Abstand zwischen dem Objektiv und dem Objekt die Richtung des Beleuchtungslichtstrahls ändert.

Diese Ausgestaltung des Beleuchtungssystems ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn ein Objekt mit einer tiefen, engen Ausnehmung untersucht wird. Herkömmlicherweise sind nämlich die Beleuchtungslichtstrahlen eines Stereo-Mikroskopiesystems auf die Objektebene des Objektivs gerichtet, und zwar derart, daß ein durch die Beleuchtungslichtstrahlen ausgeleuchtetes Feld bezüglich der optischen Achse des Objektivs zentriert ist. Bei der Beobachtung einer engen tiefen Ausnehmung des Objekts fällt die Objektebene beispielsweise mit einem Boden der Ausnehmung zusammen. Wären bei einem solchen Objekt die Beleuchtungslichtstrahlen zentral auf die Objektebene gerichtet, würde eine die Ausnehmung umgebende Oberfläche des Objekts eventuell einen Eintritt der Beleuchtungslichtstrahlen in die Ausnehmung verhindern, so daß der Boden derselben nicht ausreichend beleuchtet wäre und die Beobachtungsbedingungen erschwert wären.

Indem der Abstandssensor nun den Abstand zwischen Objektiv und Objekt an einem Ort mißt, der mit einem vorbestimmten Abstand von der optischen Achse des Objektivs angeordnet ist, wird durch das Abstandsmeßsystem somit der Abstand zwischen dem Objektiv und der die Ausnehmung umgebenden Oberfläche des Objektivs gemessen. Dann werden die Beleuchtungslichtstrahlen auf die Ebene der Oberfläche des Objekts gerichtet, und zwar zentriert bezüglich der optischen Achse, so daß der obere Eintrittsquerschnitt der Ausnehmung beleuchtet wird und eine vergleichsweise große Lichtmenge in die Ausnehmung eintritt. Somit ist auch der tatsächlich beobachtete Boden der Ausnehmung gut beleuchtet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Steuersystem ferner dazu ausgebildet, einen Durchmesser eines Strahlquerschnitts des Beleuchtungslichtstrahls in Abhängigkeit von dem Abstandssignal einzustellen. Damit ist es möglich, bei einem hin zu dem Objekt divergent auseinanderlaufenden (oder konvergent zusammenlaufenden) Beleuchtungslichtstrahl auch bei Änderungen des Abstands des Objektivs zum Objekt einen im wesentlichen unveränderten Bereich auf der Oberfläche des Objekts und damit den Öffnungsquerschnitt der Ausnehmung mit hoher Intensität zu beleuchten.

Unter einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Stereo-Mikroskopiesystem bereitgestellt, welches ein Objektiv, ein Stereo-Strahlführungssystem und ein Beleuchtungssystem aufweist.

Das Objektiv führt ein objektseitiges in ein bildseitiges Strahlenbündel über, und das Stereo-Strahlführungssystem greift aus dem bildseitigen Strahlenbündel einen linken Beobachtungsstrahl und einen rechten Beobachtungsstrahl durch eine linke bzw. rechte Optik heraus, um den linken und den rechten Beobachtungsstrahl schließlich einem linken bzw. rechten Okular des Mikroskopiesystems zuzuführen. Eine Anordnung von Querschnitten des linken und des rechten Beobachtungsstrahls in dem Bildstrahlenbündel ist hierbei änderbar, beispielsweise durch Verdrehen der Okulare bzw. der linken und rechten Optik gemeinsam in Umfangsrichtung um die optische Achse des Objektivs oder beispielsweise durch eine Änderung einer Vergrößerung der linken und rechten Optik, beispielsweise durch ein darin enthaltenes Zoomsystem, was ebenfalls zu einer Änderung der Größe des Querschnitts des linken und rechten Beobachtungsstrahls in dem bildseitigen Strahlenbündel führt.

Das Beleuchtungssystem weist wiederum eine in einem Strahlengang des Beleuchtungssystems letzte optische Komponente zum Formen oder/und Richten des Beleuchtungsstrahls hin zu dem Objekt auf. Diese im Strahlengang letzte Komponente ist in ein bezüglich der optischen Achse des Objektivs quer orientierten Ebene verlagerbar. Hierdurch ist es insbesondere möglich, eine Richtung des Beleuchtungslichtstrahls bezüglich der optischen Achse des Objektivs einzustellen und insbesondere im Hinblick auf eine gute Ausleuchtung von engen und tiefen Ausnehmungen diesen Winkel zu reduzieren, und zwar indem die in dem Strahlengang des Beleuchtungslichtstrahls letzte optische Komponente nahe an die optische Achse des Objektivs hin verlagert wird.

Bei einer Verlagerung zu nahe hin zu der optischen Achse des Objektivs jedoch führt diese im Strahlengang des Beleuchtungslichtstrahls letzte optische Komponente zu einer Abschattung bzw. Vignettierung der Beobachtungslichtstrahlen, was zu einer Störung des von dem Benutzer wahrgenommenen Abbilds des Objekts führt.

Entsprechend weist das Stereo-Mikroskopiesystem ein Steuersystem zum Ändern eines Ortes der verlagerbaren optischen Komponente in der quer zur optischen Achse orientierten Ebene auf, und zwar in Abhängigkeit von einer Einstellung der An ordnung des linken und des rechten Beobachtungsstrahls bezüglich des Bildstrahlenbündels, wobei die Verlagerung derart vorgenommen wird, daß die verlagerbare optische Komponente den linken bzw. rechten Beobachtungsstrahl im wesentlichen nicht abschattet.

Hierdurch ist ein im wesentlichen automatisch arbeitendes Stereo-Mikroskopiesystem geschaffen, welches dem Benutzer die Freiheit läßt, eine Vergrößerung des Systems bzw. seiner Umfangsposition um die optische Achse frei zu verlagern, und welches gleichwohl einen Winkel des Beleuchtungslichtstrahls zur optischen Achse so klein wie möglich halten kann, um eine Beeinträchtigung der Beobachtung zu vermeiden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die verlagerbare optische Komponente des Beleuchtungssystems bezüglich der optischen Achse radial verlagerbar, wobei es weiter bevorzugt ist, daß die verlagerbare optische Komponente in ihrer radial innersten Stellung bezüglich der optischen Achse einen Abstand von dieser aufweist, welcher kleiner als 2 cm und vorzugsweise kleiner als 1 cm ist. Hierbei ist es weiter bevorzugt, daß die verlagerbare optische Komponente bezüglich des Objektivs soweit nach radial innen verlagerbar ist, daß sie von der optischen Achse durchsetzt ist.

Ferner ist die verlagerbare optische Komponente in eine Stellung derart verlagerbar, daß, gesehen in Projektion auf die Objektebene, ein Rand des Objektivs mit der verlagerbaren optischen Komponente überlappt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine Umfangsposition der linken und der rechten Vergrößerungsoptik um die optische Achse des Objektivs änderbar, und die verlagerbare optische Komponente ist wenigstens in Umfangsrichtung um die optische Achse verlagerbar.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind mehrere Beleuchtungslichtstrahlen bereitgestellt, in deren Strahlengängen jeweils eine letzte optische Komponente angeordnet ist. Die somit mehreren letzten optischen Komponenten sind jeweils in der Ebene des Objektivs verlagerbar, um einerseits möglichst nahe an die optische Achse heranzukommen und andererseits eine Abschattung bzw. Vignettierung der auch für mehrere Benutzer durch das Mikroskopiesystem geführten linken Beobachtungsstrahlen und rechten Beobachtungsstrahlen zu vermeiden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Stereo-Mikroskopiesystem bereitgestellt, welches ein Objektiv und ein Beleuchtungssystem zum Beleuchten des Objekts mit wenigstens einem Beleuchtungslichtstrahl aufweist. Auch dieser Beleuchtungslichtstrahl weist eine in seinem Strahlengang letzte optische Komponente zum Formen oder/und Richten des Beleuchtungslichtstrahls hin zu dem Objektiv auf. Diese letzte optische Komponente ist innerhalb des von dem Objekt ausgehenden und in das Objektiv eintretenden objektseitigen Strahlenbündels angeordnet, wobei ein Träger für diese letzte optische Komponente im Strahlengang des Beleuchtungslichtstrahls durch eine Linse des Objektivs oder durch einen hiervon separaten Träger aus einem durchsichtigen Material gebildet ist.

Die in dem Strahlengang des Beleuchtungslichtstrahls letzte optische Komponente ist vorzugsweise ein Spiegel oder ein Prisma oder dergleichen.

Es ist somit möglich, daß der Beleuchtungslichtstrahl unter einem besonders kleinen Winkel zur optischen Achse hin zu der Objektebene verläuft und gegebenenfalls auch entlang der optischen Achse hin zu der Objektebene verläuft, wobei die hierzu notwendige letzte optische Komponente im Strahlengang des Beleuchtungslichtstrahls derart in dem objektseitigen Strahlenbündel getragen ist, daß eine Beeinträchtigung des beobachteten Bildes durch Abschattung und Vignettierung im wesentlichen nicht auftritt. Der hierzu notwendige Träger ist nämlich selbst durchsichtig.

Unter einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Stereo-Mikroskopiesystem bereitgestellt, welches ein Objektiv und ein Beleuchtungssystem aufweist, welches zwei verschiedene Arten von Beleuchtungslichtstrahlen hin zu der Objektebene richtet. Eine erste Art von Beleuchtungslichtstrahl verläuft unter einem vergleichsweise großen Winkel zur optischen Achse des Objektivs auf die Objektebene zu und dient vorzugsweise dazu, die Objektebene großflächig mit hoher Bestrahlungsleistung/hohem Lichtfluß auszuleuchten. Eine zweite Art von Beleuchtungslichtstrahl läuft unter einem vergleichsweise kleinen Winkel zur optischen Achse auf die Objektebene zu und dient vorzugsweise dazu, enge tiefe Ausnehmungen mit hoher Beleuchtungsstärke/Leuchtdichte auszuleuchten, so daß die zweite Art von Beleuchtungslichtstrahl lediglich ein vergleichsweise kleines Feld in der Objektebene auszuleuchten hat und sich die für die zweite Art von Beleuchtungsstrahl benötigte Beleuchtungsstärke in Grenzen hält.

Das Beleuchtungssystem umfaßt ferner eine Lichtquelle, welche mit Abstand von dem Objektiv angeordnet ist und wenigstens ein Lichtleitfaserbündel, um von der Lichtquelle emittiertes Licht in eine Nähe des Objektivs zu einem Abstrahlort zu trans portieren, wobei für den Beleuchtungslichtstrahl der ersten Art ein Abstrahlort für das aus dem Lichtleitfaserbündel austretende Licht vorgesehen ist, der von einem Abstrahlort für das aus dem Lichtleitfaserbündel austretende Licht, welches die zweite Art von Beleuchtungslichtstrahl bildet, verschieden ist.

Unter diesem Aspekt zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, daß zum Transport des Lichts für den Beleuchtungslichtstrahl erster Art Lichtleitfasern vergleichsweise hoher numerischer Apertur eingesetzt werden und für den Transport von Licht für den Beleuchtungslichtstrahl der zweiten Art Lichtleitfasern niedriger numerischer Apertur vorgesehen sind.

Die numerische Apertur der Lichtleitfasern hoher numerischer Apertur sind abgestimmt auf eine Optik des Beleuchtungssystems derart, daß diese Lichtleitfaser auch das Licht mit einer ausreichenden numerischen Apertur hin zu dem Abstrahlort transportieren, so daß der Beleuchtungslichtstrahl erster Art mit einer ausreichenden Divergenz zur Ausleuchtung des gesamten Objektfelds des Mikroskopiesystems transportiert werden kann. Für die Bereitstellung des Beleuchtungslichtstrahls der zweiten Art ist eine solch hohe Divergenz des Beleuchtungslichtstrahls nicht vorgesehen, so daß die entsprechende Optik des Beleuchtungssystems Beleuchtungslicht, welches zu dem Abstrahlort für den Beleuchtungslichtstrahl zweiter Art mit Fasern hoher numerischer Apertur transportiert werden würde, nicht verarbeiten kann. Dieses gewissermaßen überflüssige Licht würde dann in dieser Optik Streustrahlung erzeugen. Somit bietet der Einsatz von Lichtleitfasern niedriger numerischer Apertur zur Zuführung des Lichts für den Beleuchtungslichtstrahl der zweiten Art eine wirksame Möglich keit, dieses "überschüssige" Licht aus dem Strahlengang des Beleuchtungssystems zu entfernen.

Gemäß einer Ausführungsform sind die Fasern hoher numerischer Apertur und die Fasern niedriger numerischer Apertur in einem Bereich nahe der Lichtquelle zu einem gemeinsamen Faserbündel zusammengefaßt, so daß ein Eintrittsquerschnitt für beide Arten von Lichtleitfasern ein gemeinsamer Querschnitt ist, welcher von der Lichtquelle einfach auszuleuchten ist. Dabei sind die Fasern mit niedriger numerischer Apertur bevorzugt im Zentrum des Faserbündels angeordnet, so daß sie von der Lichtquelle so beleuchtet werden, daß sie einen Abstrahlbereich mit möglichst hoher Beleuchtungsstärke erfassen.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt
1 eine schematische Darstellung eines Strahlengangs durch ein Stereo-Mikroskopiesystem für zwei Beobachter mit quer orientierten Zoomsystemen,
2 eine weitere schematische Darstellung des in 1 gezeigten Strahlengangs,
3 eine perspektivische Detailansicht eines Strahlengangs durch das Zoomsystem des Mikroskopiesystems der 1,
4 eine schematische Teilansicht eines Stereo-Mikroskopiesystems mit einem in Abhängigkeit von einem Abstand zwischen Objektiv und Objekt änderbaren Beleuchtungsstrahlengang,
5 eine Seitenansicht eines Stereo-Mikroskopiesystems, wobei eine optische Komponente eines Beleuchtungssystems verlagerbar ist,
6 eine schematische Teilansicht in Draufsicht auf eine Ebene des Objektivs des in 5 gezeigten Stereo-Mikroskopiesystems,
7 eine schematische Teilansicht eines Stereo-Mikroskopiesystems in Draufsicht auf eine Ebene des Objektivs, wobei eine optische Komponente eines Beleuchtungssystems verlagerbar ist,
8 eine Teilansicht eines Stereo-Mikroskopiesystems mit einem Beleuchtungssystem mit einer optischen Komponente, welche unterhalb eines Objektivs angeordnet ist,
9 eine Variante des in 8 gezeigten Stereo-Mikroskopiesystems,
10 eine Teilansicht eines Stereo-Mikroskopiesystems mit einem Beleuchtungssystem, welches Lichtleitfasern mit unterschiedlicher numerischer Apertur einsetzt, und
11 eine schematische Ansicht des Lichtleitfaserbündels und der Lichtquelle des Beleuchtungssystems von 10.
In den 1 bis 3 sind Strahlengänge eines Stereo-Mikroskopiesystems 1 für zwei Beobachter schematisch darge stellt. Das Stereo-Mikroskopiesystem 1 umfaßt ein Objektiv 3 mit einem Gehäuse 5, in welchem mehrere Objektivlinsen 7 aufgenommen sind. Die Objektivlinsen 7 empfangen ein von einer Objektebene 9 des Objektivs 3 ausgehendes objektseitiges Strahlenbündel 11 und führen dieses in ein bildseitiges Strahlenbündel 13 über. Das aus dem Objektiv 3 austretende bildseitige Strahlenbündel 13 tritt in eine Strahlteileranordnung 15 ein. Die Strahlteileranordnung umfaßt eine untere Baugruppe 17, in welche das bildseitige Strahlenbündel 13 nach seinem Austritt aus dem Objektiv 3 zunächst eintritt. Die untere Baugruppe 17 umfaßt ein Gehäuse 19, welches relativ zu dem Gehäuse 5 des Objektivs 3 um eine optische Achse 21 des Objektivs verdrehbar ist. In dem Gehäuse 19 der unteren Baugruppe 17 ist ein Bauernfeind-Prisma 23 mit einer dem Objektiv 3 zugewandten Eintrittsfläche 25, welche orthogonal zur optischen Achse 21 ausgerichtet ist. Das Bauernfeind-Prisma 23 weist eine schräg zur optischen Achse orientierte halbdurchlässige Prismenfläche 27 auf, welche das bildseitige Strahlenbündel aufteilt, und zwar in ein von der halbdurchlässigen Fläche 27 reflektiertes erstes Benutzer-Bildstrahlenbündel 29 und ein die halbdurchlässige Spiegelfläche durchsetzendes zweites Benutzer-Bildstrahlenbündel 31.
Das von der Spiegelfläche 27 reflektierte erste Benutzer-Bildstrahlenbündel 29 wird weiter von der Eintrittsfläche 25 des Bauernfeind-Prismas 23 total reflektiert, auf welche das erste Benutzer-Bildstrahlenbündel schräg auftritt. Daraufhin tritt das erste Benutzer-Bildstrahlenbündel aus dem Bauernfeind-Prisma 23 über eine Austrittsfläche 33 desselben aus. Hierbei tritt das erste Benutzer-Bildstrahlenbündel 29 aus dem Bauernfeind-Prisma 23 in eine Richtung 35 aus, welche unter etwa 45° zur optischen Achse orientiert ist.
Nach seinem Austritt aus der Strahlteileranordnung 15 tritt das erste Benutzer-Bildstrahlenbündel 29 in ein erstes Paar von Zoomsystemen 37 ein, welches eine Hauptachse 39 aufweist, die unter einem Winkel α von 90° zur Richtung 35 orientiert ist, wobei in 2 aus Platzgründen für den Winkel α hilfsweise der gleichgroße Scheitelwinkel eingezeichnet ist. Nach dem Durchlaufen der Zoomsysteme 37 werden die Benutzer-Bildstrahlenbündel wieder derart umgelenkt, daß sie wieder in Richtung 35 verlaufen und in eine Tubusanordnung 41 eintreten, welche die Bildstrahlenbündel schließlich Okularen 43 zuführen, in welche ein erster Benutzer mit seinen Augen 45 Einblick nimmt.
Die Anordnung aus den Zoomsystemen 37 und den Tuben 41 ist um die Achse 34 verdrehbar. Die 1 und 2 zeigen zwei Drehstellungen dieser Anordnung vor und nach einer Drehung um 90°.
In 2 sind Komponenten dieser Anordnung, welche zu einem Strahlengang gehören, in die der Benutzer mit einem linken Auge 45l Einblick nimmt, mit dem Index l versehen und die entsprechenden Komponenten des anderen Strahlengangs, in den die der Benutzer mit seinem Auge 45r Einblick nimmt, mit dem Index r versehen.
Die Tuben 41 umfassen mehrere Gruppen von reflektierenden Flächen 47, welche die Strahlengänge mehrfach umlenken, um die übliche Verschwenkbarkeiten eines Tubus, unter anderem zur Anpassung an einen Augenabstand des Benutzers, zu erlauben. Auch sind zwischen jeweils zwei Paaren von Umlenkern 47 eines jeden Tubus 41 zusätzliche Schwenkmöglichkeiten um jeweils eine Achse 48 gegeben (2).
3 zeigt eine perspektivische Detailansicht eines der beiden Zoomsysteme 37r, 37l. Das aus dem Bauerfeind-Prisma 23 austretende Benutzer-Bildstrahlenbündel 29 wird zunächst durch ein Umlenkprisma 51 in Richtung der Achse 39 umgelenkt und durchläuft dann vier linke Baugruppen 52, 53, 54, 55 des Zoomsystems 37. Von diesen vier Linsenbaugruppen 52, 53, 54, 55 sind die beiden Linsenbaugruppen 53 und 54 entlang der Achse 39 durch einen Antrieb 57 verlagerbar, welcher selbst und dessen Kopplung an die Linsenbaugruppen 53 und 54 in 3 lediglich stark schematisiert dargestellt ist.
Die Achsen 39l und 39r des linken bzw. rechten Zoomsystems 37l, 37r sind mit Abstand voneinander angeordnet, und für beide Zoomsysteme 37l, 37r ist ein gemeinsamer Antrieb 57 vorgesehen, um die entlang der Achse 39l bzw. 39r verlagerbaren optischen Baugruppen 53l, 53r, 54l, 54r gemeinsam zu verlagern.
Nach Durchlaufen der Baugruppen 53, 54, 55 des Zoomsystems 37 wird das Benutzer-Bildstrahlenbündel 29 durch zwei 90°-Umlenkprismen 61, 62 um insgesamt 180° umgelenkt, so daß es wieder parallel zur Achse 39 auf die Achse 35 zu verläuft. In einem Strahlengang des Benutzer-Bildstrahlenbündels 29 nach Durchlaufen der Umlenkprismen 61, 62 ist ein Strahlteilerwürfel 63 angeordnet, welcher dazu eingesetzt werden kann, aus dem Benutzer-Bildstrahlenbündel 29l sowohl ein Teilstrahlenbündel auszukoppeln, um dieses beispielsweise einer in 3 nicht dargestellten Kamera zuzuführen, als auch dem Benutzer-Bildstrahlenbündel 29 ein Teilstrahlenbündel zu überlagern, welches beispielsweise von einem Anzeigemodul, wie etwa einer LCD-Anzeige, ausgeht, um für den Benutzer in das Bild des Objekts ein weiteres Bild einzukoppeln, um Daten oder andere Darstellungen oder dergleichen darzustellen. Nach Durchlaufen des Strahlteilerwürfels durchläuft das Benutzer-Bildstrahlenbündel 20 eine Tubusoptik aus einer Tubuslinse 64l und einer Negativlinse 65l. Die Tubuslinse 64l ist hierbei zwischen dem Strahlteilerwürfel 63l und einem ersten Umlenkprisma 47₁ des Tubus angeordnet, und die Negativlinse 65 ist zwischen zwei aufeinander folgenden Umlenkprismen 47l der Tubusoptik angeordnet.
Das die halbdurchlässige Spiegelfläche 27 des Bauernfeind-Prismas 23 durchsetzende Benutzer-Bildstrahlenbündel 31 tritt in einen auf die halbdurchlässige Spiegelfläche 27 aufgeklebten Prismenkeil 71 ein, welcher den gleichen Brechungsindex aufweist, wie das Bauerfeind-Prisma 25, so daß das Benutzer-Bildstrahlenbündel 31 den Keil 71 geradlinig durchsetzt und aus diesem über eine Austrittsfläche 73 austritt.
Daraufhin tritt das Benutzer-Bildstrahlenbündel 31 in die obere Baugruppe 37', 41' der Strahlteileranordnung 15 ein, und zwar in ein Bauernfeind-Prisma 75, welches in einem Gehäuse 77 aufgenommen ist, welches um die optische Achse 21 relativ zu dem Gehäuse 19 der unteren Baugruppe 17 verdrehbar ist. Das Benutzer-Bildstrahlenbündel 31 wird von einer schräg zur optischen Achse 21 orientierten Prismenfläche 79 totalreflektiert und daraufhin an der Eintrittsfläche 80 des Bauernfeind-Prismas 75 totalreflektiert, woraufhin es über eine Austrittsfläche 81 aus diesem austritt. Daraufhin tritt das Benutzer-Bildstrahlenbündel 31 in ein weiteres Paar Zoomsysteme 37' ein, welche einen im wesentlichen gleichen Aufbau aufweisen, wie das Paar Zoomsysteme, welches vorangehend im Zusammenhang mit dem Benutzer-Bildstrahlenbündel 29 bereits beschrieben wurde. Nach Durchlaufen des Paars Zoomsysteme 37' wird das Benutzer-Bildstrahlenbündel 31 über den Tubus 47' Augen 45' des zweiten Benutzers zugeführt.
Die beiden Zoomsysteme 37' für die Strahlenbündel 29 bzw. 31 unterscheiden sich dahingehend, daß die Zoomsysteme bezüglich der optischen Achse 21 verschieden orientiert sind, und das Zoomsystem 37 für das Benutzer-Teilstrahlenbündel 29 nach unten "hängt" und das Zoomsystem 37' für das Benutzer-Teilstrahlenbündel 31 nach oben "steht". Insbesondere sind die Umlenkprismen 61', 62' als am weitesten von der Achse 34 beabstandete Komponenten der Zoomsysteme für das Bildstrahlenbündel 29 unterhalb der Strahlteileranordnung 15 angeordnet und für das Zoomsystem 37' für das Bildstrahlenbündel 31 oberhalb der Strahlteileranordnung 15. Hierdurch ist es möglich, die obere Baugruppe 37', 41' mit dem Bauernfeind-Prisma 75 um die optische Achse 21 herum sehr weit zu verdrehen, ohne daß ein Ineinandergreifen der beiden Zoomsystempaare 37, 37' eine frühzeitige Blockierung der Verdrehung bewirkt.
4 ist eine weitere schematische Teilansicht des in den 1 bis 3 dargestellten Stereo-Mikroskopiesystems 1.
4 zeigt Details eines Beleuchtungssystems 101 des Stereo-Mikroskopiesystems 1, wobei Details des Beleuchtungssystems in den 1 bis 3 der Übersichtlichkeit halber weggelassen sind. In einer in 4 dargestellten Situation wird ein Boden 105 einer Ausnehmung 107 in einem Objekt 103 beobachtet. Damit fällt der Boden 105 der Ausnehmung 107 mit der Objektebene 9 des Objektivs 7 zusammen. Die Ausnehmung 107 kann beispielsweise ein in einer Schädeldecke 109 eines Patienten eingebrachter Kanal sein. Ein Abstand zwischen dem Objektiv 7 und dem Boden 105 der Ausnehmung 107 wird als Arbeitsabstand A bezeichnet. Die Beleuchtungseinrichtung 101 stellt zwei Beleuchtungslichtstrahlen 110 bereit, welche jeweils einen zentralen Hauptstrahl 111 aufweisen, welcher die optische Achse 21 des Objektivs 7 in einer Ebene der Schädeldecke 109 schneidet.
Eine Ausdehnung der beiden Beleuchtungslichtstrahlen 110 in der Ebene der Schädeldecke 109 ist so groß gewählt, daß die Strahlen die Öffnung der Ausnehmung 107 in der Ebene der Schädeldecke 109 vollständig ausleuchten.
Die Beleuchtungslichtstrahlen 110 werden jeweils erzeugt durch eine Lichtquelle 113 mit einem Reflektor 115 und eine Kollimationsoptik 117, deren Komponenten relativ zueinander mittels eines Antriebs 124 verlagerbar sind, um eine Divergenz des Beleuchtungslichtstrahls 110 einzustellen, um eine Größe des beleuchteten Feldes zu variieren. Nach Durchlaufen der Kollimationsoptik 117 treffen die Lichtstrahlen 110 auf einen Spiegel 119, welcher neben dem Objektiv angeordnet ist und die Strahlen hin zu dem Objekt 103 umlenkt. Ein Neigungswinkel des Spiegels 119 ist über einen Antrieb 121 einstellbar, so daß der Ort entlang der optischen Achse 21 des Objektivs 7 einstellbar ist, an dem der Zentralstrahl 111 des jeweiligen Beleuchtungsstrahls 110 die Ebene der Schädeldecke 109 schneidet. Die Ansteuerung der Antriebe 121 erfolgt über eine Steuerung 123 in Abhängigkeit von einem gemessenen Abstand B zwischen dem Objektiv 7 und der Schädeldecke 109. Zur Messung des Abstands B ist ein Meßsystem 124 vorgesehen, welches einen fokussierten Lichtstrahl 127 hin zu dem Objekt 103 aussendet und ein Bild eines von dem Lichtstrahl 127 auf dem Objekt erzeugten Lichtflecks 129 analysiert. Aus der Größe des entstehenden Lichtflecks 129 kann die Steuerung 123 einen Wert des Abstands B ermitteln. In Abhängigkeit von dem Abstand B stellt dann die Steuerung 123 einen Winkel des Umlenkspiegels 119 zum von der Kollimationsanordnung 117 her auftreffenden Beleuchtungslichtstrahl 110 derart ein, daß der Zentralstrahl 111 des Beleuchtungslichtstrahls 110 die optische Achse 21 in einem Abstand B von dem Objektiv 7, also in der Ebene der Schädeldecke 109, schneidet. Damit ist der Eingangsquerschnitt der Öffnung 107 optimal mit Beleuchtungslicht ausgeleuchtet, so daß auch genügend Beleuchtungslicht auf den Boden 105 der Ausnehmung 107 trifft, unter anderem aufgrund von Oberflächenreflexion an einer Innenwand der Ausnehmung 107. Hierzu ist es wesentlich, daß der fokussierte Meßlichtstrahl 127 den Fleck 129 mit einem Abstand C von der optischen Achse 21 erzeugt, so daß die Messung des Abstands B an der Schädeldecke vorgenommen wird und nicht etwa an dem Boden 105 der Ausnehmung 107, welche in dem Arbeitsabstand A des Objektivs von diesem angeordnet ist.
Ein Durchmesser D der in die Schädeldecke 109 einzubringenden Öffnung kann beispielsweise vor dem operativen Eingriff in die Steuerung 123 eingegeben werden. Die Steuerung 123 stellt dann über die Antriebe 124 die Divergenz der Lichtstrahlen 110 derart ein, daß die Öffnung mit dem Durchmesser D in der Ebene der Schädeldecke 109 vollständig ausgeleuchtet ist. Die Einstellung erfolgt ebenfalls in Abhängigkeit von dem gemessenen Abstand D zwischen Objektiv und Schädeldecke 109, so daß auch bei Änderungen des Arbeitsabstands A die vollständige Ausleuchtung der Öffnung in der Ebene der Schädeldecke 109 beibehalten bleibt.
Nachfolgend werden Varianten der anhand der 1 bis 4 erläuterten Ausführungsform dargestellt. Hierbei sind Komponenten, die hinsichtlich ihres Aufbaus oder ihrer Funktion Komponenten der 1 bis 4 entsprechen, mit den gleichen Bezugsziffern, zur Unterscheidung jedoch mit einem zusätzlichen Buchstaben versehen. Hierbei wird auf die gesamte vorangehende Beschreibung Bezug genommen.
5 ist eine teilweise schematische Seitenansicht eines Stereo-Mikroskopiesystems 1a, wobei lediglich für die Erläuterung der Ausführungsform wesentliche Komponenten dargestellt sind.
Das Stereo-Mikroskopiesystem 1a umfaßt ein Objektiv 3a mit einer der Objektebene des Objektivs 3a zugewandten vorderen Linsenbaugruppe 7a und einer optischen Achse 21a. Das Objektiv 3a führt ein von dem Objekt ausgehendes objektseitiges Strahlenbündel 11a in ein bildseitiges Strahlenbündel 13a über. In dem bildseitigen Strahlenbündel 13a ist ein paarweise ausgebildetes Zoomsystem 37a angeordnet, von dem lediglich eine dem Objektiv 3a am nächsten angeordnete Zoomlinse 53a dargestellt ist.
Ein jedes der beiden Zoomsysteme 37a greift aus dem bildseitigen Strahlenbündel 13a ein Teilstrahlenbündel 29a heraus, welches dem Okular des Mikroskopiesystems zugeführt wird. In 5 ist das Teilstrahlenbündel 29a für eine mittlere durch das Zoomsystem 37a einstellbare Vergrößerung in durchgezogener Linie dargestellt. Bei Änderungen der durch das Zoomsystem 37a eingestellten Vergrößerung ändern sich auch Verläufe der Teilstrahlenbündel 29a, wie dies in 5 für ein Teilstrahlenbündel 29a' in gestrichelten Linien dargestellt ist, welches sich bei einer größeren Vergrößerung als der mittleren Vergrößerung ergibt, und wie dies in 5 mit einem Teilstrahlenbündel 29a'' dargestellt ist, welches sich bei einer kleineren Vergrößerung als der mittleren Vergrößerung ergibt. Verlängerungen der Teilstrahlenbündel 29a, 29a' und 29a'' in einen Bereich zwischen dem Objektiv 3a und der Objektebene sind in 5 mit 30a, 30a' und 30a'' bezeichnet.
Ein Beleuchtungssystem 101a umfaßt eine Strahlungsquelle 113a, einen Reflektor 115a, ein Kollimationslinsensystem 117a und einen Umlenkspiegel 119a, welcher zwischen dem Objektiv 3a und der Objektebene knapp unterhalb der Frontlinse 7a des Objektivs an einem Gestänge 131 aufgehängt ist. Der Umlenkspiegel 119 lenkt den von dem Kollimationslinsensystem 117a erzeugten Beleuchtungslichtstrahl zu der Objektebene hin um.
Das Beleuchtungssystem umfaßt ferner einen Antrieb 133 zur Verlagerung des Gestänges in einer Radialrichtung bezüglich der optischen Achse 21a, so daß auch der von dem Gestänge 131 getragene Umlenkspiegel 119a in verschiedenen Radialpositionen bezüglich der optischen Achse 21a unterhalb der Frontlinse 7a des Objektivs 3a anordenbar ist. Die Ansteuerung des Antriebs 133 erfolgt durch eine Steuerung 135, welcher ein Wert M einer eingestellten Vergrößerung des Zoomsystems 37a zugeführt wird. In Abhängigkeit von der eingestellten Vergrößerung wird der Antrieb 133 derart angesteuert, daß der Umlenkspiegel 119a so weit wie möglich nahe der optischen Achse 21a angeordnet ist ohne hierbei zu einer Abschattung der bildseitigen Teilstrahlenbündel 29a, welche den Okularen des Stereo-Mikroskopiesystems 1 zugeführt werden, zu führen.
6 zeigt die Anordnung der Teilstrahlenbündel 29a und des Umlenkspiegels 19a in einer in 5 dargestellten Ebene VI-VI. In 6 ist in durchgezogenen Linien das bildseitige Strahlenbündel 11a dargestellt sowie die Strahlenbündel 30a, welche Verlängerungen der von den Zoomsystemen 37a herausgegriffenen Strahlenbündel 29a bei mittlerer Vergrößerung des Zoomsystems 37a hin zu dem Objekt sind. In durchgezogenen Linien ist dann in 6 auch weiter der Umlenkspiegel 19a in seiner Position möglichst dicht an der optischen Achse 21a dargestellt, ohne hierbei jedoch die Querschnitte der Strahlenbündel 30a zu berühren. In gestrichelten Linien sind ferner die Strahlenbündel 30a' dargestellt, welche sich bei einer ersten, beispielsweise kleineren, Vergrößerung der Zoomsysteme 37a ergeben. Diese Strahlenbündel 30a' sind im Vergleich zu den Strahlenbündeln 30a bei mittlerer Vergrößerung größer. Entsprechend ist der Umlenkspiegel 19a weiter entfernt von der optischen Achse 21a angeordnet, wie dies in 6 mit gestrichelten Linien als Spiegel 119a' dargestellt ist, um diese Strahlenbündel 30a' nicht abzuschatten.
In gestrichelten Linien sind in 6 ebenfalls die Strahlenbündel 30a'' eingezeichnet, welche sich bei einer zweiten, beispielsweise größeren, Vergrößerung der Zoomsysteme 37a ergeben. Die Strahlenbündel 30a'' sind in der Ebene VI-VI so klein, daß der Umlenkspiegel soweit nach radial innen bewegt werden kann, daß die optische Achse 21 diesen zentral schneidet, wie dies in 6 als Spiegel 119a'' in gestrichelten Linien dargestellt ist.
Mit dem Stereo-Mikroskopiesystem 1a ist es somit möglich, einen Beleuchtungslichtstrahl bereitzustellen, welcher unter einem möglichst kleinen Winkel auf die optische Achse zu verläuft und gegebenenfalls sogar entlang der optischen Achse 21a verläuft. Hiermit ist es möglich, auch tiefe Ausnehmungen, vergleiche 4, möglichst gut auszuleuchten und Abschattungen des Beleuchtungslichtstrahls in der Ausnehmung möglichst zu vermeiden.
Wie in den 5 und 6 dargestellt, stellt die Steuerung 135 die Position des Umlenkspiegels 119a derart ein, daß der Umlenkspiegel 119 den jeweils eingestellten Teilstrahl 30a gerade nicht berührt. Es ist jedoch auch möglich, daß die Steuerung die Position des Umlenkspiegels 119a derart einstellt, daß eine gewisse Abschattung des Strahls 30a eintritt, welche von dem Benutzer in Kauf genommen werden kann, um hierfür einen noch geringeren Winkel des Beleuchtungslichtstrahls zur optischen Achse 21a zu erhalten. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, daß ein Maß der Abschattung, welche vom Benutzer in Kauf genommen werden kann, über die Steuerung 135 einstellbar ist.
In den 5 und 6 ist der Betrieb des Beleuchtungssystems für den Fall dargestellt, daß lediglich ein Benutzer in das Stereo-Mikroskopiesystem Einblick nimmt, oder zwei Benutzer Einblick nehmen, diese allerdings ihre Tuben diametral gegenüberliegend angeordnet. Es werden dann lediglich zwei Teilstrahlenbündel aus dem bildseitigen Teilstrahlenbündel zur Beobachtung herausgegriffen, und der Umlenkspiegel des Beleuchtungssystems kann so nahe wie möglich zur optischen Achse hin verlagert werden, ohne zu Abschattungen oder lediglich zu in Kauf nehmbaren Abschattungen im beobachteten Bild zu führen.
In 7 ist eine Ausführungsform eines Stereo-Mikroskopiesystems 1b einer der 6 entsprechenden Darstellung gezeigt, wobei hier ein Umlenkspiegel 119b eines Beleuchtungssystems 101b ebenfalls so nahe wie möglich an einer optischen Achse 21b angeordnet wird, wobei allerdings eine Annäherung an die optische Achse 21b dadurch limitiert ist, daß zwei Benutzer Einblick in das Stereo-Mikroskopiesystem 1b nehmen, welche ihre Okulare und damit auch Zoomsysteme unter unterschiedlichen Umfangswinkeln um die optische Achse 21b des Objektivs angeordnet haben. So sind in 7 in durchgezogenen Linien die für die Beobachtung relevanten Querschnitte der Teilstrahlenbündel 30b eines ersten Benutzers und die entsprechenden Teilstrahlenbündel 30b eines zweiten Benutzers eingezeichnet. Über einen von einer Steuerung 135b angesteuerten Antrieb 133b wird ein Gestänge 131b in Radialrichtung derart verlagert, daß der an dem Gestänge festgemachte Umlenkspiegel 119b weder eines der beiden Teilstrahlenbündel 30b noch eines der beiden Teilstrahlenbündel 30b' berührt, so daß keines der Teilstrahlenbündel 30b, 30b' abgeschattet wird. Auch hier wiederum kann jedoch eine gewisse Abschattung der Teilstrahlenbündel 30b, 30b' in Kauf genommen werden, um eine noch weitere Annäherung des Umlenkspiegels 119b an die optische Achse 21b zu ermöglichen.
Ein weiterer in 7 nicht dargestellter und ebenfalls von der Steuerung 135b angesteuerter Antrieb ist vorgesehen, um die Baugruppe aus Antrieb 133b, Gestänge 131b und Umlenkspiegel 119b in Umfangsrichtung um die optische Achse zu verlagern. Dieser Antrieb wird von der Steuerung 135b dann getätigt, wenn einer der beiden Benutzer sein Okular in Umfangsrichtung um die optische Achse verlagert, und damit auch die Teilstrahlenbündel 30b bzw. 30b' sich in Umfangsrichtung um die optische Achse 21b verlagern. Die Steuerung 135b ermittelt immer die Position in Umfangsrichtung für den Spiegel 119b, in welcher dieser so nahe wie möglich an die optische Achse 21b bewegt werden kann.
Hierbei ist es möglich, den Arbeitsmodus der Steuerung 135b dann zu ändern, wenn einer der beiden Benutzer 45, 45' die Stereo-Mikroskopieanordnung 1 verläßt bzw. in diese nicht mehr Einblick nehmen möchte. Dann sind die diesem Benutzer zugeordneten Teilstrahlenbündel 30b bzw. 30b' für die Beobachtung nicht mehr relevant und es ist eine Beschränkung für die Plazierung des Spiegels 119b aufgehoben, so daß die Steuerung 135 diesen in eine andere Umfangsposition bewegen kann, um ihn dort näher an die optische Achse 21b heranzubewegen.
In 8 ist eine schematische Teilansicht eines weiteren Stereo-Mikroskopiesystems 1c dargestellt, wobei hiervon lediglich eine Frontlinse 7c eines Objektivs 3c und ein Gehäuse 5c desselben dargestellt sind. Das Stereo-Mikroskopiesystem 1c umfaßt ferner ein Beleuchtungssystem 101c mit einer in 8 nicht dargestellten Strahlungsquelle und einer Kollimationslinsenanordnung 117c zur Erzeugung eines Beleuchtungslichtstrahls 110c. Der von der Kollimationslinse 117c ausgehende Beleuchtungslichtstrahl 110c ist auf eine Spiegelfläche 141 eines Keils 143 gerichtet, welcher zentral an der Frontlinse 7c des Objektivs 3c beispielsweise mittels eines Kitts oder dergleichen festgemacht ist. Die Spiegelfläche 141 lenkt den auf diese gerichteten Beleuchtungslichtstrahl 110c derart um, daß er entlang der optischen Achse 21c des Objektivs 3c hin zu der Objektebene 109 des Objektivs 3c verläuft. Hierbei ist es möglich, den Umlenkspiegel 119c auf der optischen Achse 21c zu haltern, ohne hierfür einen separaten Träger vorsehen zu müssen, welcher zu einer weiteren Abschattung des Strahlengangs führen würde, wie dies für den Träger 131 in der in den 5 und 6 dargestellten Ausführungsform der Fall wäre.
Die Kollimationslinse 117c formt den Beleuchtungslichtstrahl 110c derart, daß er als konvergenter Strahl auf den Umlenkspiegel 119c zu verläuft und nahe der Spiegelfläche 19c einen Fokus aufweist. Somit ist es möglich, den Umlenkspiegel 119c besonders klein auszugestalten, so daß dieser die Beobachtung des Objekts in Folge von Abschattung möglichst nicht stört. In den in 6 dargestellten Beobachtungssituationen, in welchen sich die für die Beobachtung relevanten Strahlenbündel 30a und 30a'' ergeben, würde der Umlenkspiegel 19c die Beobachtung darin nicht stören, da die Beobachtungsstrahlengänge nicht nahe an die optische Achse 21c herantreten.
Mit dem auf der optischen Achse 21c angeordneten Umlenkspiegel 119c ist es wiederum möglich, enge Kanäle besonders gut zur Beleuchtung auszuleuchten.
9 zeigt eine Variante des in 7 gezeigten Beleuchtungssystems. Das in 9 gezeigte Beleuchtungssystem 101d unterscheidet sich von dem Beleuchtungssystem der 7 im wesentlichen dadurch, daß ein Umlenkspiegel 119d an einem Keil 143d nicht von einer Frontlinse 7d des Objektivs 3d selbst getragen wird sondern von einer Trägerplatte 151, welche als Planparallelplatte aus Glas ausgebildet ist und vor dem Objektiv 3d anbringbar ist. Hierzu ist die Trägerplatte 151d in einer Halterung 153 gefaßt, welche einen Fortsatz eines Gehäuses 5d des Objektivs 3d bildet und sich über die Trägerplatte 151d hinaus hin zu der Objektebene erstreckt. Hierdurch wird ein gewisser Schutz erreicht, um ein versehentliches Berühren des Keils 143d und der Trägerplatte 151d zu vermeiden. In dem sich über die Trägerplatte 151d hinauserstreckenden Teil des Gehäuses 153 ist eine Ausnehmung 155 vorgesehen, welches ein Eintreten des von einer Kollimationslinse 117d ausgehenden Beleuchtungslichtstrahls 110d hin zu dem Umlenkspiegel 119d ermöglicht.
Wiederum ist es mit dem auf der optischen Achse 21d angeordneten Umlenkspiegel 119d möglich, enge und tiefe Kanäle in einem Objekt gut auszuleuchten, wobei die transparente Trägerplatte 151 die Beobachtung kaum stört. Sollte dies jedoch dennoch einmal der Fall sein, so ist es möglich, die Trägerplatte 151 und den Umlenkspiegel 119d aus dem Strahlengang des Stereo-Mikroskopiesystems zu entfernen, indem die Fassung 153 über ein Scharnier 157, welches die Fassung 153 an dem Gehäuse 5d anlenkt, abgeklappt wird.
In den Ausführungsformen der 8 und 9 ist der Beleuchtungslichtstrahl 110 auf die Spiegelfläche 119 fokussiert. Allerdings muß dies nicht so sein, es kann ein Fokus auch im Strahlengang vor oder hinter der Spiegelfläche gebildet sein, oder es kann der Beleuchtungslichtstrahl auch divergent und gar kein Fokus gebildet sein.
Neben der Ausführung des Umlenkspiegels an einem Keil ist es auch möglich, eine spiegelnde Fläche in der Glasplatte 151 vorzusehen, oder zwei schräg angeschnittene Glasplatten zusammenzufügen, wobei von einer Glasplatte die schräg angeschnittene Stirnfläche in einem zentralen Bereich verspiegelt ist. Der Beleuchtungslichtstrahl 110 wird dann in einer Außenumfangsfläche der Glasplatte eingekoppelt und auf die integrierte Spiegelfläche gerichtet.
In den Ausführungsformen der 5 bis 9 ist der Umlenkspiegel für den Beleuchtungslichtstrahl jeweils unterhalb der Frontlinse des Objektivs angeordnet. Es ist jedoch gleichwohl möglich, den Umlenkspiegel oberhalb der Frontlinse des Objektivs anzuordnen und den Beleuchtungslichtstrahl durch diese Frontlinse hindurch hin zu der Objektebene zu richten.
In den Ausführungsformen der 5 bis 7 ist lediglich ein Umlenkspiegel zum Richten eines einzigen Beleuchtungslichtstrahls hin zu der Objektebene dargestellt. Es ist jedoch auch möglich, hier mehrere Umlenkspiegel in Umfangsrichtung um die optische Achse des Objektivs verteilt vorzusehen und diese in Radial- oder/und Umfangsrichtung zu verlagern.
Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Abstand B des Objektivs zu dem Objekt an einem Punkt (129) ge messen, welcher mit Abstand C von der optischen Achse angeordnet ist. Es ist jedoch ebenfalls möglich, den Abstand B auf andere Weise zu ermitteln, beispielsweise über ein Navigationssystem, mit welchem eine Planung des operativen Eingriffs vorgenommen wird. Ein solches Navigationssystem umfaßt meist die Auswertung von tomographischen Bildern des Patienten, welche beispielsweise aus Röntgenaufnahmen oder mittels NMR gewonnen werden können. Bei einem durch ein Navigationssystem gestützten operativen Eingriff sind damit Körperdaten als Koordinatensätze der Steuerung 123 zugänglich, so daß die Ebene der Schädeldecke in dem Ausführungsbeispiel der 4 nicht durch eine separate Messung ermittelt werden muß. Das Abstandsmeßsystem umfaßt dann eben auch das den operativen Eingriff unterstützende Navigationssystem.
In den 10 und 11 ist eine weitere Ausführungsform eines Stereo-Mikroskopiesystems 1e, von dessen Optik lediglich eine Frontobjektivlinse 7e dargestellt ist, und ein Beleuchtungssystem 101e umfaßt. Das Beleuchtungssystem 101e richtet einen auf einer optischen Achse 21e verlaufenden oder unter einem kleinen Winkel zu dieser verlaufenden Beleuchtungslichtstrahl 110e₁ hin zu einer Objektebene 9e des Objektivs 3e, um eine enge Ausnehmung 107e in einem Objekt 103e auszuleuchten. Der Beleuchtungslichtstrahl 110e₁ leuchtet nur einen zentralen Teil der beobachtbaren Objektebene 9e aus und weist entsprechend eine lediglich kleine Divergenz mit einem halben Öffnungswinkel β₁ auf.
Die Beleuchtungseinrichtung 101e richtet einen zweiten Beleuchtungslichtstrahl 110e₂ hin zu der Objektebene 9e, um darauf das gesamte beobachtbare Feld auszuleuchten. Entsprechend weist der Beleuchtungslichtstrahl 110e₂ eine größere Divergenz mit einem halben Öffnungswinkel β₂ auf.
Die beiden Beleuchtungslichtstrahlen 110e₁ und 110e₂ werden jeweils von einer Kollimationslinsenbaugruppe 110e₁ bzw. 110e₂ hin zu Umlenkspiegeln 119e₁ und 119e₂ gerichtet, welche die Strahlen 110e₁ und 110e₂ hin zu der Objektebene 9e umlenken.
Neben den in 10 gezeigten Beleuchtungslichtstrahlen 110e₁ und 110e₂ wird noch ein weiterer Beleuchtungslichtstrahl 110e₃ , welcher in 10 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist, hin zu dem Objekt gerichtet. Der dritte in 10 nicht dargestellte Beleuchtungslichtstrahl weist ebenfalls eine hohe Divergenz mit halbem Öffnungswinkel β₂ auf und wird von einem neben dem Beobachtungsstrahlengang des Objektivs 3e angeordneten Spiegel zu diesem hin umgelenkt.
Das Licht für die drei Beobachtungslichtstrahlen wird in einer Lichtquelle, beispielsweise einer Halogenlampe 113e mit Reflektor 115e, erzeugt und nach Kollimation mit einer Kollimationslinse 161 in ein Lichtleitfaserbündel 163 an einer Eintrittsfläche 165 desselben eingekoppelt. Das Licht wird über das Lichtleitfaserbündel 163 in eine Nähe des Objektivs 3e transportiert und dort hin zu den jeweiligen Kollimationslinsen 117d abgestrahlt. Hierzu wird das Lichtleitfaserbündel 163 in drei Teilbündel 167₁ , 167₂ und 167₃ aufgeteilt, welche schließlich das Licht in die unmittelbare Nähe zu den jeweiligen Kollimationslinsen 117d₁ , 117d₂ und 117d₃ transportieren. An Austrittsenden 169₁ , 169₂ , 169₃ wird das Beleuchtungslicht hin zu den Kollimationslinsen 117d₁ , 117d₂ und 117d₃ abgestrahlt, und zwar für den Beleuchtungslichtstrahl 110e₁ als Lichtstrahl 171₁ mit einem halben Öffnungswinkel α₁. Der Lichtstrahl 171₁ wird von der Kollimationsanordnung 117d₁ umgeformt in den Beleuchtungslichtstrahl 110e₁ mit dem halben Öffnungswinkel β₁. Entsprechend wird ein von dem Abstrahlende 169₂ mit einem halben Öffnungswinkel α₂ abgestrahlter Lichtstrahl 171₂ von der Kollimationsanordnung 117d₂ umgeformt in den Beleuchtungslichtstrahl 110e₂ mit dem halben Öffnungswinkel β₂. Genauso wird von einem Abstrahlende 169₃ des Lichtleiters 167₃ ein Lichtstrahl 171₃ mit halbem Öffnungswinkel α₂ abgestrahlt und von der in 10 nicht dargestellten Kollimationsanordnung in den dritten Beleuchtungslichtstrahl mit ebenfalls dem halben Öffnungswinkel β₂ umgeformt.
Lichtleitfasern der Faserbündel 167₂ und 167₃ sind Fasern hoher numerischer Apertur, welche Licht mit einem hohen Öffnungswinkel bezüglich einer Faserachse transportieren können, so daß die von diesen Faserbündeln 167₂ , 167₃ abgestrahlten Lichtstrahlen 171₂ und 171₃ hohe Öffnungswinkel α₂ aufweisen, welche von der zugeordneten Kollimationsanordnung 117d₂ in die Strahlen 110e₂ mit dem hohen Öffnungswinkel β₂ umgeformt werden. Lichtleitfasern in dem Faserbündel 169₁ sind Fasern niedriger numerischer Apertur, welche Lichtstrahlen mit einem Öffnungswinkel transportieren können, welcher im Vergleich zu den kritischen Winkeln der Fasern in den Bündeln 167₂ , 167₃ deutlich verringert ist. Damit ist auch der halbe Öffnungswinkel β₁ des von dem Faserbündel 169₁ abgestrahlten Lichtstrahls 171₁ im Vergleich zu den Lichtstrahlen 171₂ und 171₃ verringert. Damit kann die Kollimationsanordnung 171d₁ mit einer geringeren Brechkraft ausgebildet werden, um den Lichtstrahl 110e₁ mit dem geringen Öffnungswinkel β₁ zu formen, ohne unnötiges Streulicht zu erzeugen.
An dem Eintrittsquerschnitt 165 des Lichtleitfaserbündels 163 sind die Fasern, welche schließlich das Faserbündel 167₁ bilden, zentral angeordnet und die Fasern, welche schließlich die Faserbündel 167₂ und 167₃ bilden, sind um die zentralen Fasern 167₁ herum angeordnet, wobei eine obere Hälfte dieser Fasern das Faserbündel 167₂ bildet und eine untere Hälfte dieser Fasern das Faserbündel 167₃ bildet.

Claims

Stereo-Mikroskopiesystem zur Darstellung eines stereoskopischen Abbilds eines Objekts (103) zur Betrachtung durch wenigstens einen Benutzer (45, 45'), umfassend: ein Objektiv (3) zur Überführung eines von einer Objektebene (9) des Objektivs (3) ausgehenden objektseitigen Objektstrahlenbündels (11) in ein bildseitiges Bildstrahlenbündel (13), wobei das Objektiv (3) eine optische Achse (21) aufweist, und ein Beleuchtungssystem (101) zum Beleuchten des Objekts (103) mit wenigstens einem Beleuchtungslichtstrahl (110), wobei das Beleuchtungssystem (101) wenigstens eine optische Komponente (117, 119) zum Formen oder/und Richten des Beleuchtungslichtstrahls (110) hin zu dem Objekt (103) derart aufweist, daß eine Richtung des Beleuchtungslichtstrahls (110) einstellbar ist, und wobei eine in einem Strahlengang des wenigstens einen Beleuchtungslichtstrahls (110) vor dem Objekt (103) letzte optische Komponente (119) des Beleuchtungssystems (101) mit Abstand von der optischen Achse (21) des Objektivs (3) angeordnet ist, gekennzeichnet durch ein mit dem Objektiv (3) fest verbundenes Abstandsmeßsystem (124) zur Ausgabe eines einen Abstand B zwischen dem Abstandsmeßsystem (124) und einem mit Abstand von der optischen Achse (21) angeordneten Ort (129) des Objekts (103) repräsentierenden Abstandssignals, und ein Steuersystem (123) zum Einstellen der Richtung des Beleuchtungslichtstrahls (110) in Abhängigkeit von dem Abstandssignal.
Stereo-Mikroskopiesystem nach Anspruch 1, wobei das Steuersystem (123) dazu ausgebildet ist, die Richtung des Beleuchtungslichtstrahls (110) derart einzustellen, daß ein Zentrum eines Strahlquerschnitts des Beleuchtungslichtstrahls (111) in einer quer zu der optischen Achse orientierten und den Ort des Objekts (103) durchsetzenden Ebene (109) im wesentlichen mit der optischen Achse (21) zusammenfällt.
Stereo-Mikroskopiesystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Steuersystem (123) dazu ausgebildet ist, einen Durchmesser eines Strahlquerschnitts des Beleuchtungslichtstrahls (110) in Abhängigkeit von dem Abstandssignal einzustellen.
Stereo-Mikroskopiesystem zur Darstellung eines stereoskopischen Abbilds eines Objekts (103) zur Betrachtung durch wenigstens einen Benutzer (45, 45'), umfassend: ein Objektiv (3) zur Überführung eines von einer Objektebene (9) des Objektivs (3) ausgehenden objektseitigen Objektstrahlenbündels (11) in ein bildseitiges Bildstrahlenbündel (29, 31), wobei das Objektiv (3) eine optische Achse (21) aufweist, ein Stereo-Strahlführungssystem mit einer aus dem Bildstrahlenbündel (29, 31) einen linken Beobachtungs strahl (30a) herausgreifenden linken Optik (51l, 51l', 37, 37') und einer aus dem Bildstrahlenbündel einen rechten Beobachtungsstrahl (30a) herausgreifenden rechten Optik (51r, 51r'), wobei eine Anordnung des linken und des rechten Beobachtungsstrahls bezüglich dem Bildstrahlenbündel (29, 31) änderbar ist, ein Beleuchtungssystem (101) zum Beleuchten des Objekts (103) mit wenigstens einem, Beleuchtungslichtstrahl (110), wobei das Beleuchtungssystem (101) wenigstens eine optische Komponente (117, 119) zum Formen oder/und Richten des Beleuchtungslichtstrahls (110) hin zu dem Objekt (103) aufweist und wobei eine in einem Strahlengang des wenigstens einen Beleuchtungslichtstrahls (110) vor dem Objekt (103) von dem Objektiv (3) verschiedene letzte optische Komponente (119) des Beleuchtungssystems (101) in einer quer zur optischen Achse (21) orientierten Ebene verlagerbar ist, gekennzeichnet durch ein Steuersystem (123) zum Ändern des Ortes der verlagerbaren optischen Komponente (119) in Abhängigkeit von der Einstellung der Anordnung des linken und des rechten Beobachtungsstrahls (30a) bezüglich dem Bildstrahlenbündel (29, 31) derart, daß die verlagerbare optische Komponente (119) den linken und rechten Beobachtungsstrahl (30) im wesentlichen nicht abschattet.
Stereo-Mikroskopiesystem nach Anspruch 4, wobei eine Vergrößerung der linken und der rechten Optik (37, 37') änderbar ist und das Steuersystem (123) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von einer Einstellung der Vergrößerung die von dem Objektiv (3) verschiedene letzte optische Komponente (119) des Beleuchtungssystems (101) bezüglich der optischen Achse (21) wenigstens radial zu verlagern.
Stereo-Mikroskopiesystem nach Anspruch 5, wobei in einer radial. innersten Stellung der verlagerbaren optischen Komponente (119) ein Abstand zwischen der optischen Achse (21) und der verlagerbaren optischen Komponente kleiner als 2 cm, insbesondere kleiner als 1 cm ist.
Stereo-Mikroskopiesystem nach Anspruch 6, wobei in der radial innersten Stellung der verlagerbaren optischen Komponente (119) diese von der optischen Achse (21) durchsetzt ist.
Stereo-Mikroskopiesystem nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die verlagerbare optische Komponente (119) in eine Stellung verlagerbar ist, in der ein Rand des Objektivs (3) – in Projektion entlang der optischen Achse (21) – mit der verlagerbaren optischen Komponente (119) überlappt.
Stereo-Mikroskopiesystem nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei eine Umfangsposition der linken und der rechten Optik (37, 37') um die optische Achse (21) des Objektivs (3) änderbar ist und das Steuersystem (123) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von einer Einstellung der Umfangspositionen der linken und der rechten Optik (37, 37') um die optische Achse (21) die von dem Objektiv (3) verschiedene letzte optische Komponente (119) des Beleuchtungssystems (101) wenigstens in Umfangsrichtung um die optische Achse (21) zu verlagern.
Stereo-Mikroskopiesystem nach einem der Ansprüche 4 bis 9, wobei das Beleuchtungssystem (101) eine Mehrzahl von Beleuchtungslichtstrahlen (110) bereitstellt und für einen jeden der Mehrzahl von Beleuchtungslichtstrahlen (110) eine separate von dem Objektiv (3) verschiedene letzte optische Komponente (119) aufweist.
Stereo-Mikroskopiesystem nach Anspruch 10, wobei die Mehrzahl von letzten optischen Komponenten (119) in Umfangsrichtung um die optische Achse (21) mit im wesentlichen gleichen Abständen voneinander angeordnet sind.
Stereo-Mikroskopiesystem nach einem der Ansprüche 4 bis 11, wobei die verlagerbare optische Komponente (119) zwischen dem Objektiv (3) und der Objektebene (109) angeordnet ist.
Stereo-Mikroskopiesystem zur Darstellung' eines stereoskopischen Abbilds eines Objekts (103) zur Betrachtung durch wenigstens einen Benutzer (45, 45'), umfassend: ein Objektiv (3) zur Überführung eines von einer Objektebene (109) des Objektivs (3) ausgehenden objektseitigen Objektstrahlenbündels (11) in ein bildseitiges Bildstrahlenbündel (29, 31), wobei das Objektiv (3) wenigstens eine in einer Objektiv-Fassung (5c, 5d) gehaltene Linse (7c, 7d) aufweist, und einen mit der Objektiv-Fassung (5) verbundenen Träger (7c, 151), welcher aus einem durchsichtigen Material gefertigt ist, gekennzeichnet durch ein Beleuchtungssystem (101) zum Beleuchten des Objekts (3) mit wenigstens einem Beleuchtungslichtstrahl (110c, 110d), wobei das Beleuchtungssystem (101) wenigstens eine optische Komponente (143c, 143d) zum Formen oder/und Richten des Beleuchtungslichtstrahls (110c, 110d) hin zu dem Objekt (3) aufweist, wobei die optische Komponente (143c, 143d) zwischen der wenigstens einen Linse (7) des Objektivs und der Objektebene (109) an dem Träger (7c, 151) angebracht ist.
Stereo-Mikroskopiesystem nach Anspruch 13, wobei der Träger (7c) durch eine Linse (7) des Objektivs (3) bereitgestellt ist.
Stereo-Mikroskopiesystem nach Anspruch 13, wobei der Träger (7d) durch eine von der wenigstens einen Linse (7) verschiedenen Platte (151) bereitgestellt ist.
Stereo-Mikroskopiesystem nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die optische Komponente (143c, 143d) auf einer der Objektebene (9) zuweisenden Seite des Trägers (7c, 7d) an diesem angebracht ist.
Stereo-Mikroskopiesystem nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei die optische Komponente (143c, 143d) eine lichtreflektierende Fläche (119c, 119d), insbesondere eine Spiegelfläche oder eine Prismenfläche, aufweist.
Stereo-Mikroskopiesystem nach Anspruch 17, wobei der Beleuchtungslichtstrahl (110c, 110d) in einem Strahlengang desselben vor der lichtreflektierenden Fläche (119c, 119d) ein konvergenter Strahl ist.
Stereo-Mikroskopiesystem nach einem der Ansprüche 13 bis 18, wobei das Objektiv (3) eine optische Achse (21) aufweist und die optische Komponente (143c, 143d) von der optischen Achse (21) durchsetzt ist.
Stereo-Mikroskopiesystem nach einem der Ansprüche 13 bis 19, wobei die Fassung (153) als ein Schutzring über die optische Komponente (143d) zu der Objektebene (109) hin vorsteht.
Stereo-Mikroskopiesystem nach einem der Ansprüche 13 bis 20, wobei der Träger (7c, 151) relativ zu der Fassung verlagerbar ist, um eine Position der optischen Komponente (143c, 143d) relativ zu dem Objektiv zu ändern.
Stereo-Mikroskopiesystem nach Anspruch 21, wobei die optische Komponente (143c, 143d) aus einen Strahlengang zwischen dem Objektstrahlenbündel und dem Bildstrahlenbündel entfernbar ist.
Stereo-Mikroskopiesystem zur Darstellung eines stereoskopischen Abbilds eines Objekts zur Betrachtung durch wenigstens einen Benutzer, umfassend: ein Objektiv mit einer optischen Achse, zur Überführung eines von einer Objektebene (9e) des Objektivs ausgehenden objektseitigen Objekt-Strahlenbündels in ein bildseitiges Bildstrahlenbündel, und ein Beleuchtungssystem (101e) zum Beleuchten des Objekts (103e) mit wenigstens einem ersten Beleuchtungslichtstrahl, der unter einem ersten Winkel zur optischen Achse die Objektebene (9e) trifft, wobei das Beleuchtungssystem (101e) umfaßt: eine mit Abstand von dem Objektiv angeordnete Lichtquelle (113e), und wenigstens ein Lichtleitfaserbündel (163), welches Fasern hoher numerischer Apertur aufweist, die wenigstens einem Abstrahlort für den ersten Beleuchtungslichtstrahl zugeführt sind, um von der Lichtquelle (113e) emittiertes Licht in eine Nähe des Objektivs (3e) zu transportieren, dadurch gekennzeichnet, daß das Beleuchtungssystem (101e) ferner zum Beleuchten des Objekts (103e) mit wenigstens einem zweiten Beleuchtungslichtstrahl (110e) ausgebildet ist, der unter einem im Vergleich zu dem ersten Winkel kleineren zweiten Winkel zur optischen Achse die Objektebene (9e) trifft, und daß das wenigstens eine Lichtleitfaserbündel (163) ferner Fasern einer im Vergleich zu der hohen numerischen Apertur niedrigen numerischen Apertur aufweist, welche wenigstens einem Abstrahlort für den zweiten Beleuchtungslichtstrahl zugeführt sind.
Stereo-Mikroskopiesystem nach Anspruch 23, wobei in einem gegenüber der Lichtquelle (113e) angeordneten Eintrittsquerschnitt (165) des wenigstens einen Lichtleitfaserbündels (163) die Fasern niedriger numerischer Apertur im wesentlichen zentral angeordnet sind.
Stereo-Mikroskopiesystem nach Anspruch 23 oder 24, wobei in einem gegenüber der Lichtquelle (113e) angeordneten Eintrittsquerschnitt (165) des wenigstens einen Lichtleitfaserbündels (163) eine erste Gruppe von Fasern hoher numerischer Apertur eine zweite Gruppe von Fasern niedriger numerischer Apertur wenigstens teilweise, insbesondere im wesentlichen vollständig, umgibt.
Stereo-Mikroskopiesystem nach einem der Ansprüche 23 bis 25, wobei die Fasern hoher numerischer Apertur und die Fasern niedriger numerischer Apertur in einem Bereich nahe der Lichtquelle (113e) zu einem gemeinsamen Faserbündel (163) zusammengefaßt sind und wobei in einem Bereich nahe dem Objektiv (3) die Fasern hoher numerischer Apertur und die Fasern niedriger numerischer Apertur zu jeweils separaten Faserbündeln (169₁ , 169₂ , 169₃ ) zusammengefaßt sind.
Stereo-Mikroskopiesystem nach einem der Ansprüche 23 bis 26, wobei Fasern hoher numerischer Apertur, welche in einem Eintrittsquerschnitt (165) des Faserbündels (163) als eine Teilgruppe zusammenhängend benachbart zueinander angeordnet sind, in einem Austrittsquerschnitt des Faserbündels (169₁ , 169₂ , 169₃ ) verteilt angeordnet sind.