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RÜCKVERWEISUNG AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil der US-„utility” Anmeldung Nr. 12/899963, eingereicht am 7. Oktober 2010, deren gesamte Offenbarung hierin durch Verweis aufgenommen ist.
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HINTERGRUND
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1. Gebiet
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Diese Offenbarung betrifft allgemein medizinische oder Operationsmikroskope und insbesondere Mikroskope, die im Gebrauch die Bewegung der Objektivlinse ermöglichen.
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2. Beschreibung der verwandten Technik
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Auf dem Gebiet von Operationsmikroskopen ist bekannt, einen Stützaufbau zum Anbauen des Mikroskops und Positionieren des Mikroskops in einer zweckmäßigen Position für den Benutzer bereitzustellen und den besten verfügbaren Betrachtungswinkel des interessierenden Gebiets zu erhalten. Normalerweise weist der Stützaufbau mehrere Stützarme auf, die um verschiedene Achsen schwenken, damit das Mikroskop im dreidimensionalen Raum recht frei bewegt werden kann. Um mit dem Mikroskop zu beobachten, gibt es zahlreiche Verfahrensarten, z. B. dentale Verfahren oder Eingriffe und Augenchirurgie, sowie viele andere Arten medizinischer Prozeduren, die von der hohen Verstärkung durch ein Operationsmikroskop profitieren.
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Für den Benutzer kann es von Bedeutung sein, dass die Okulare in einer bequemen Höhe und Position platziert sind, damit der Benutzer die Position über längere Zeit ohne übermäßige Ermüdung beibehalten kann. Allerdings ist es während eines Verfahrens oft erwünscht, die Objektivlinse in eine neue Position zu bewegen, so dass ein weiteres interessierendes Gebiet betrachtet werden kann. Bei den meisten bekannten Mikroskopen müsste das gesamte Mikroskop neu positioniert werden, und auch der Benutzer müsste sich wahrscheinlich in eine neue Position bewegen. Dieses Neupositionieren des Mikroskops und des Benutzers stört und verlängert die Operationszeit.
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Ein bekanntes Patent für ein Operationsmikroskop, die
US-A-6982827 , übertragen auf Carl-Zeiss-Stiftung, offenbart ein Mikroskop, bei dem die Objektivlinse um eine Achse bewegt werden kann, ohne dass die Okulare bewegt werden müssen. Die Bewegung der Objektivlinse, ohne auch die Okulare zu bewegen, ist auf nur eine Achse beschränkt. Zusätzlich begrenzt der Röhrenabschnitt oder Drehring, der die Bewegung der Objektivlinse unabhängig von der Bewegung der Okulare ermöglicht, erheblich den Betrag der Objektivlinsenbewegung, der in der einen Achse zur Verfügung steht, bevor die betrachtete interessierende Fläche beginnt, beschnitten zu werden (gewöhnlich Vignettierung genannt), und erhebliche Aberrationen beginnen, in das betrachtete Bild eingeführt zu werden. Zudem ist oft erwünscht, die Objektivlinse in mehr als einer Raumachse zu bewegen.
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Ein weiteres bekanntes Patent für ein Operationsmikroskop, die
US-A-4448498 übertragen auf Carl-Zeiss-Stiftung, offenbart ein Mikroskop, das ein Paar Risley-Prismen (Keilprismen) verwendet, damit sich das Sichtfeld des Mikroskops um einen kreisförmigen Bereich durch die gleichzeitige Drehung zweier Keilprismen im Hinblick aufeinander bewegen kann.
1 zeigt die Bewegung eines Brennpunkts eines Risley-Prismenpaars, z. B. gemäß der Offenbarung in der US-A-4448498. Die Linien
10 stellen eine Mitte und zwei periphere Feldpunkte im Sichtfeld der Keilprismen
12 und
14 dar. Die Mitte des Kreises
16 folgt dem Umfang des Kreises
18 und wird durch Drehung des Prismas
14 gesteuert (die Bezugszahl
20 und ihre zugehörigen Pfeile veranschaulichen diese Beziehung). Die Mitte des Sichtfelds der kombinierten Keilprismen
12 und
14 folgt dem Umfang des Kreises
16 und wird durch Drehung des Prismas
12 gesteuert (die Bezugszahl
22 und ihre zugehörigen Pfeile veranschaulichen diese Beziehung). Die Mitte des Sichtfelds des Risley-Prismenpaars
12 und
14 kann an jedem Punkt in der Fläche des Kreises
24 positioniert werden und wird durch die kombinierten Drehpositionen der Prismen
12 und
14 gesteuert. Recht kompliziert wird diese kombinierte Drehung bei Bewegung von einer Position zur nächsten Position und erfordert zwei gleichzeitige und oft gegenläufige Drehungen der Prismen
12 und
14.
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Im Folgenden wird ein Beispiel für die erforderliche Prismendrehung dargestellt. Liegt eine Anfangsposition in der Mitte des Kreises 24 an den Koordinaten 0, 0 und lenken die Prismen 12 und 14 einen Lichtstrahl jeweils um 10 Grad ab, sind die Prismen 12 und 14 zueinander 180 Grad phasenverschoben. Anders gesagt liegt an der Koordinate 0, 0 die dickste Kante des Prismas 12 auf 12 Uhr, und die dickste Kante des Prismas 14 liegt auf 6 Uhr. Um beginnend von der Position 0, 0 das Sichtfeld in eine Position 10, 0 zu bewegen (d. h. 10 Einheiten nach rechts entlang der x-Achse), muss das Prisma 12 etwa 13 Grad im Uhrzeigersinn drehen, und das Prisma 14 muss etwa 13 Grad gegen den Uhrzeigersinn drehen. In einem manuellen System erfordert dies, dass der Bediener zwei separate Drehungen in Gegenrichtungen vollführt. Zudem müsste der Bediener den Betrag der vollführten Drehung und den durch die Prismen 12 und 14 erforderlichen Betrag der Drehung irgendwie kennen und überwachen. Das o. g. erste Beispiel mag einfach erscheinen, da jedes Prisma um den gleichen Betrag dreht, wenn auch in Gegenrichtungen. Beginnend von der Position 0, 10 (d. h. 10 Einheiten entlang der y-Achse) wird aber die Bewegung komplexer. Um das Sichtfeld des Prismenpaars 12 und 14 an der Koordinate 0, 10 zu platzieren, müssen das Prisma 12 etwa –77 Grad (relativ zur Anfangsposition bei 0, 0) gedreht und das Prisma 14 etwa –103 Grad gedreht werden. Um sich dann zur Position 10, 10 zu bewegen (10 Einheiten entlang der x-Achse und 10 Einheiten entlang der y-Achse), müssen das Prisma 12 in eine Position von etwa –26 Grad und das Prisma 14 in eine Position von etwa –64 Grad gedreht werden. Wegen der erforderlichen komplizierten Drehungen der Risley-Prismen 12 und 14 werden solche Drehungen normalerweise durch Motoren, Zahnräder und eine gewisse Art von Steuerung mit Programmierung gesteuert, um den Betrag und die Relativdrehung der Prismen 12 und 14 zu steuern, um das Sichtfeld zu einer gewünschten Stelle im Kreis 24 auf der Grundlage von Eingaben über eine Benutzerschnittstelle, z. B. einen Joystick oder eine Bedientafel zu bewegen. Durch eine solche Automatisierung wird ein Mikroskop erheblich teurer, und ein Operateur muss die Benutzerschnittstelle im Auge behalten. Neben der Komplexität und den Kosten eines Systems mit Risley-Prismenpaar können die Risley-Prismen zusätzliche Blendung einführen, und verglichen mit anderen Objektivlinsen ist die Auflösung des beobachteten Gebiets beeinträchtigt. Zudem ist der Änderungsbetrag beim Brennpunkt (Größe des Kreises 24) durch die Keildicke der Prismen 12 und 14 begrenzt.
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Daher besteht Bedarf an einem Operationsmikroskop, das ermöglicht, die Objektivlinse durch einen Benutzer leicht und ohne Ablenkung sowohl in Neige- als auch in Schwenkdrehrichtung sowie so zu bewegen, dass sich der Benutzer nicht bewegen muss. Erwünscht ist auch, eine Anordnung bereitzustellen, mit der existierende Mikroskope aufgerüstet werden können, um für die verbesserte Objektivlinsenbewegung zu sorgen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die beschriebenen Zeichnungen dienen nur zur Veranschaulichung und sollen den Schutzumfang der vorliedenden Offenbarung nicht einschränken. Es zeigen:
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1 eine Perspektivansicht der Optik eines bekannten Systems;
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2 eine Perspektivansicht eines bekannten Mikroskops;
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3 eine Perspektivansicht einer Prismenanordnung gemäß einem Beispiel für die vorliegende Offenbarung;
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4 eine Perspektivansicht mit einer teilweisen explodierten Ansicht eines Operationsmikroskops gemäß einem Beispiel für die vorliegende Offenbarung;
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5 eine nicht explodierte Perspektivansicht eines Teils des explodierten Abschnitts von 4;
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6, 6A und 6B Seitenansichten eines Beispiels für die vorliegende Offenbarung in unterschiedlichen Neigepositionen;
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7 eine Vorderansicht an der Linie 7-7 von 6;
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7A und 7B Vorderansichten eines Beispiels für die vorliegende Offenbarung in unterschiedlichen Schwenkpositionen;
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8 eine Perspektivansicht der optischen Komponenten eines weiteren Beispiels für die vorliegende Offenbarung;
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9 eine Seitenansicht der optischen Komponenten noch eines weiteren Beispiels für die vorliegende Offenbarung;
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10 eine separate Ansicht eines Abschnitts von 9; und
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11 eine explodierte Perspektivansicht der Hauptkomponenten des Beispiels von 9.
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Nähere Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Nachstehend werden beispielhafte Ausführungsformen anhand der beigefügten Zeichnungen umfassender beschrieben.
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2 ist ein Beispiel für ein bekanntes Operationsmikroskop 100. Das Mikroskop 100 weist einen Sockel 102, Stützarme 104 und eine Mikroskopanordnung 106 auf. Außerdem kann das Mikroskop 100 Räder 108 zum Bewegen des Mikroskops 100 und ein Gehäuse 110 aufweisen, das Steuervorrichtungen, Stromversorgungen und Lichtquellen enthalten kann. Darstellungsgemäß weist die Mikroskopanordnung 106 beidäugige Okulare 112, eine neigbare Binokularanordnung 114, eine Mikroskopkörperanordnung 116 und eine Objektivlinsenanordnung 118 auf. Statt der neigbaren Binokularanordnung 114 könnte die Mikroskopanordnung 106 eine feststehende Binokularanordnung aufweisen. Die neigbare Binokularanordnung 114 ist bevorzugt, da sie ermöglicht, die Okulare nach oben und unten zu drehen, um verschiedenen Betrachtungswinkeln Rechnung zu tragen. Einer der Befestigungsarme 104 ist an der Mikroskopkörperanordnung (an einer in 2 verdeckten Stelle) schwenkbar befestigt. Will ein Benutzer die Objektivlinsenanordnung 118 bewegen, um ein unterschiedliches interessierendes Gebiet zu betrachten, ist ein Benutzer gezwungen, die gesamte Mikroskopanordnung 106 zu bewegen, um der neuen Objektivlinsenposition Rechnung zu tragen. Dies stört die Operation und die Konzentration des Operateurs, bis eine neue bequeme und effektive Position erreicht ist. Zudem erhöhen sich durch Bewegen der gesamten Anordnung die Operationszeit und eventuell die erforderlichen Aufwendungen im Vergleich mit dem nachstehend dargestellten und beschriebenen Erfindungsbeispiel.
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3 ist ein Beispiel für eine Prismenanordnung 200 gemäß dem Erfindungsbeispiel, mit der eine Objektivlinse (nicht gezeigt) durch Neigen und Schwenken bewegt werden kann, ohne die Okulare (nicht gezeigt) eines Mikroskops zu bewegen. 3 ist eine visuelle Darstellung der Manipulation des Lichtwegs, ohne den Wust all der mechanischen Aufbauten, die die Prismen umgeben. Durch die Schwenkprismen 202 kann eine Objektivlinse seitwärts gedreht werden, was durch Pfeile 204 allgemein angegeben ist. Durch die Neigeprismen 206 und 208 kann die Objektivlinse drehen, was durch Pfeile 210 allgemein angegeben ist. Wie später näher beschrieben wird, ermöglichen die Erfindungsbeispiele den Prismen 202 und 206, unabhängig voneinander und unabhängig von einem Paar Okularen gedreht zu werden. Durch diese unabhängige Drehung durch Neigen und Schwenken kann ein Benutzer mit minimaler Operationsunterbrechung das betrachtete interessierende Gebiet, angegeben durch Lichtwege 212, zweckmäßig ändern, ohne das Paar Okulare zu bewegen. Erfindungsgemäß können die Objektivlinsenanordnungen von einem Benutzer zu einem interessierenden Gebiet bewegt werden, indem er einfach die Objektivlinsenanordnung ergreift und sie in Richtung des interessierenden Gebiets bewegt. Dabei wird keine komplizierte, teure Optik benötigt, die Kosten steigert und dabei die Bildqualität in Mitleidenschaft zieht, was im Stand der Technik erforderlich war. Ferner brauchen auch keine zugehörigen Mikroskopstützarme oder andere Aufbauten neu eingestellt zu werden, um das Sichtfeld zu bewegen, während die Okulare/Betrachtungseinheit feststehend bleiben. Dadurch kann der Benutzer/Operateur Ermüdung vermeiden, indem der Operateur eine bequeme Betrachtungsposition über die gesamte Operation beibehalten kann, auch während er die Objektivlinse bewegt.
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Zu beachten ist, dass die Neige- und Schwenkprismen mit Hilfe von Spiegeln statt der gezeigten Prismen, einer Kombination aus Prismen und Spiegeln oder jede Art von Manipulierung der Lichtwegrichtung des betrachteten Gebiets zu den Okularen realisiert sein könnten. Der Grad des Neige- und Schwenkwegs in den Erfindungsbeispielen ist durch die körperliche Größe der verwendeten Prismen oder Spiegel so begrenzt, dass getrennte Lichtwege 212 beibehalten werden können. Vorzugsweise wird die Drehung der Prismen 202 gestoppt, bevor Vignettierung beginnt. Wie der Fachmann erkennen wird, entspricht das Neigeteilstück der Prismen 206 und 208 im Wesentlichen einer Art von neigbarer Binokulareinheit, z. B. den in der Technik bekannten. Das Neigeteilstück des Erfindungsbeispiels muss gegenüber neigbaren Standard-Binokulareinheiten möglicherweise modifiziert werden, um der Kopplung mit einem vorhandenen Mikroskopkörper und dem Schwenkteilstück Rechnung zu tragen.
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4 zeigt ein Beispiel für ein erfindungsgemäßes Mikroskop 300. Vorzugsweise weist das Mikroskop 300 Stützaufbauten 302 und 304 zum Abstützen und Positionieren des Mikroskops in einer gewünschten Position auf. Ferner verfügt das Mikroskop 300 über einen Stützarm 306, der mit einem Mikroskopkörper 308 schwenkbar verbunden ist, sowie andere Stützarme 310, die den Armen 104 von 2 ähneln. Auch ein Gehäuse 312 kann dem Gehäuse 110 von 2 ähneln und kann Motoren aufweisen, um die Bewegung verschiedener Mikroskopabschnitte zu veranlassen. Als Benutzerschnittstellen dienende Vorrichtungen, z. B. Fußbedienungen, Joysticks, Mundbetätigungen, Tastaturen und Touchscreens sind der Einfachheit halber nicht gezeigt. Eine allgemein bei 314 gezeigte Mikroskopanordnung entspricht diesem Beispiel. Vorzugsweise verfügt die Mikroskopanordnung 314 über einen Mikroskopkörper 308, eine Objektivlinsenanordnung 316, die ein Schwenkteilstück 318 und ein Neigeteilstück 320 aufweist, eine Betrachtungseinheit 322, die ein Paar Okulare 324 und Halter 326 aufweist, eine Objektivlinse 328 und einen Befestigungsmechanismus, der als Blackbox 330 am Ende des Neigeteilstücks 320 gezeigt ist. Durch das Schwenkteilstück 318 kann die Objektivlinse 328 von einem Benutzer direkt durch Schwenken gedreht werden (Schwenken wird in diesem Beispiel auch als Seitwärtsdrehung bezeichnet), ohne dass sich dadurch die Betrachtungseinheit 322 bewegt. Das Neigeteilstück 320 dreht um eine Achse, die im Hinblick auf das Schwenkteilstück 318 senkrecht ist, und ermöglicht, die Objektivlinse 328 direkt von einem Benutzer im Hinblick auf die Betrachtungseinheit 322 durch Neigen zu drehen (Neigen wird in diesem Beispiel auch als Drehen zum Paar Okulare 324 und weg davon bezeichnet), ohne dass sich dadurch das Paar Okulare 324 bewegt. Vorzugsweise weist der Befestigungsmechanismus 330 einen Aufbau zur Befestigung am Mikroskopkörper 308 auf, darunter einen Mechanismus, mit dem die Objektivlinsenanordnung 316 an vorhandenen Mikroskopen nachgerüstet werden kann. Auf diese Weise kann ein von einem Benutzer bereits erworbenes Mikroskop so aufgerüstet werden, dass es die erfindungsgemäße Objektivlinsenanordnung 316 aufweist, ohne ein völlig neues Mikroskop kaufen zu müssen.
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Vorzugsweise weist die Objektivlinsenanordnung 316 auch einen Feinfokusmechanismus 332 auf, der den in der Technik bekannten ähnelt. Zudem weist die Objektivlinsenanordnung 316 normalerweise ein Beleuchtungsmodul 334 auf, das den in der Technik bekannten ähnelt. Dem Fachmann wird klar sein, dass die Position des Schwenk- und des Neigeteilstücks 318 und 320 gegenüber der dargestellten so ausgetauscht sein könnte, dass das Neigeteilstück an der Objektivlinse 328 befestigt und das Schwenkteilstück am Mikroskopkörper 308 befestigt wäre, was aber eine komplexere optische und mechanische Gestaltung erfordern würde, um den optischen Weg zwischen dem Schwenk- und Neigeteilstück beizubehalten.
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Zudem kann die Mikroskopanordnung 314 einen Strahlteiler mit einem Verbinder 338 zum Befestigen einer zusätzlichen optischen Aufzeichnungsvorrichtung 340 oder zusätzlicher Betrachtungseinheiten (nicht gezeigt) aufweisen. Zudem kann die Betrachtungseinheit 322 eine neigbare Binokulareinheit 342 zum Ermöglichen zusätzlicher Bewegungen der Okulare aufweisen, ohne die Stützarme 306, 310 zu justieren. Da das Neigeteilstück 320 im Wesentlichen für die gleiche Bewegung wie die neigbare Binokulareinheit 342 sorgt, ist zu beachten, dass ein Benutzer möglicherweise auf die Kosten der Binokulareinheit 342 verzichten kann. Der Stützaufbau 304 kann ein Sockel auf Rädern sein, der Räder oder Rollen 344 aufweist, damit das Mikroskop 300 leicht bewegt werden kann. Ferner könnte das Mikroskop 300 so hergestellt sein, dass es an einer Wand, Decke, einem Stuhl, Bett, Tisch oder anderen Aufbau befestigt wird, der zum Abstützen eines Mikroskops und zur Platzierung zum Betrachten eines interessierenden Gebiets geeignet ist. Die Arme 306 und 310 sind zur Anfangspositionierung des Mikroskops 300 um unterschiedliche Achsen drehbar.
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5 zeigt eine zusammengebaute Ansicht eines Teils des explodierten Abschnitts von 4, darunter die Stützarme 306 und 310. Der Arm 306 ist an einer nicht sichtbaren Stelle am Mikroskopkörper 308 befestigt. Darstellungsgemäß ist die Objektivlinsenanordnung 316 am Körper 308 auf einer Seite befestigt, und die Betrachtungseinheit 322 ist auf einer Gegenseite des Körpers 308 befestigt. Das Beispiel von 5 zeigt die Betrachtungseinheit 322 mit den Okularen 324 und Haltern 326 sowie der neigbaren Binokulareinheit 342.
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Das Schwenkteilstück 318 dreht im Hinblick auf das Neigeteilstück 320 seitwärts und weist das Paar Prismen 202 von 3 auf, die zum Richten von Licht zu den Okularen 324 gemeinsam drehen. Ferner zeigt das Schwenkteilstück 318 von 5 die Objektivlinse 328, den Feinfokusmechanismus 332 und das Beleuchtungsmodul 334. Normalerweise ist das Beleuchtungsmodul mit einer Lichtquelle oder Stromquelle im Gehäuse 312 (siehe 4) über ein nicht gezeigtes Lichtleiterkabel verbunden.
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Durch das Neigeteilstück 320 kann die Objektivlinse zu dem Paar Okularen 324 und davon weg gedreht werden, ohne dass sich dadurch das Paar Okulare 324 bewegt. Die Prismen 206 und 208 von 3 werden im Teilstück 320 gehalten, in dem die Prismen 208 so drehen, dass das Neigeteilstück 320 um eine Achse dreht, die im Hinblick auf das Schwenkteilstück 318 senkrecht ist. Mit einem Griff 346 kann ein Benutzer die Mikroskopanordnung 348 im Hinblick auf den Arm 306 schwenken. Von der Anordnung 314 unterscheidet sich die Mikroskopanordnung 348 dadurch, dass der Strahlteiler 336 und die optische Aufzeichnungsvorrichtung 340 nicht dazu gehören.
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6, 6A und 6B zeigen eine Mikroskopanordnung 348 in drei unterschiedlichen Neigepositionen. 6 zeigt die Anordnung 348 auf einer voll ausgefahrenen Geraden, wobei ein Bild durch die Okulare 324 in einem rechten Winkel zu einem interessierenden Gebiet betrachtet wird, auf das man unter der Objektivlinse 328 blickt. 6A zeigt das Neigeteilstück 320, das um einen maximalen Betrag zu den Okularen 324 gedreht ist. Pfeile 350 zeigen den maximalen Drehbetrag des Neigeteilstücks 320 zu den Okularen 324. 6B zeigt das Neigeteilstück 320, das um einen maximalen Betrag von den Okularen 324 weggedreht ist, wobei Pfeile 352 den maximalen Drehbetrag angeben. Ferner zeigen 6A und 6B das Schwenkteilstück 318, das im Hinblick auf 6 gedreht ist.
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7 ist eine Vorderansicht von 6 an der Linie 7-7 und zeigt das Schwenkteilstück 318 in einer Neutralposition relativ zu jeder Seitwärtsdrehung. 7A zeigt ein volles Ausmaß von Seitwärtsdrehung der Objektivlinse 328 nach rechts, was durch Pfeile 354 bezeichnet ist. 7B zeigt ein volles Ausmaß von Seitwärtsdrehung der Objektivlinse 328 nach links, was durch Pfeile 355 angegeben ist.
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8 ist eine Perspektivansicht eines weiteren Beispiels für eine Objektivlinsenanordnung 400 gemäß diesem Beispiel, die der Klarheit halber nur die optischen Hauptkomponenten veranschaulicht. Die Anordnung 400 verfügt über eine Objektivlinse 410, einen 90-Grad-Spiegel 412, Porro-Prismen 414 und Rechtwinkelprismen 416. Eine Linie 418 veranschaulicht Licht von einem Beleuchtungsmodul (nicht gezeigt), und Linien 420 stellen den linken und rechten Strahlweg des Sichtfelds an einem Punkt 422 dar. Das Beispiel von 8 ist kompakter als das vorherige Beispiel, wobei es den Vorteil hat, zwei Rechtwinkelprismen durch den Spiegel 412 zu ersetzen. Zusätzlich kann durch die Gestaltung von 8 die Übertragungsoptik in Zuordnung zu den Porro-Prismen 414 durch eine Vergrößerungsoptik ersetzt werden, wodurch die Notwendigkeit eines herkömmlichen Mikroskopkörpers entfällt, was später näher beschrieben wird. Im Wesentlichen wird das Neigeteilstück zum Mikroskopkörper, was die Gesamtgröße etwa auf die Größe eines traditionellen Mikroskops verkleinert.
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Ein Schwenkteilstück der Anordnung 400 weist den Spiegel 412 auf und ist in einem Gehäuse schwenkbar angeordnet, damit die Objektivlinse 410 gedreht werden kann, ohne dass sich dadurch ein Okular (nicht gezeigt, aber mit den Rechtwinkelprismen 416 verbunden) eines Mikroskops bewegt. Die Okulare und das Mikroskop können den zuvor in anderen Beispielen beschriebenen ähneln. In diesem Beispiel dreht der Spiegel 412 mit der halben Geschwindigkeit der Schwenkbewegung der Objektivlinse 410 über ein nicht gezeigtes Zahnradsystem. Beispielsweise bräuchte für einen 30-Grad-Schwenk der Objektivlinse 410 der Spiegel 412 nur 15 Grad um eine durch einen Pfeil 424 dargestellte Schwenkachse zu drehen. Zu beachten ist, dass der Spiegel 412 und die Objektivlinse 410 dieselbe Drehachse haben und diese Achse den gleichen Abstand zwischen einer Fläche jedes der Porro-Prismen 414 hat und parallel dazu ist. Der Objektivlinsenfokus kann wie in der vorstehenden Beschreibung anderer Beispiele arbeiten. Die Porro-Prismen 414 und Rechtwinkelprismen 416 bilden einen Abschnitt eines Neigeteilstücks zum Ermöglichen, dass die Objektivlinse zum Okular und davon weg bewegt wird, ohne dass sich dadurch das Okular um eine durch einen Pfeil 426 dargestellte Achse bewegt. Vorzugsweise ist die Achse 424 orthogonal zur Achse 426. Im Wesentlichen kann das Neigeteilstück dieses Beispiels mit den zuvor beschriebenen Neigeteilstücken identisch sein.
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9 ist eine explodierte Ansicht, die nur die optischen Elemente ohne die Vielfalt der mechanischen Elemente und ohne Ablenkung durch diese zeigt. 9 zeigt ein Beispiel für eine Objektivlinsenanordnung 500, die mit der in 8 identisch ist, mit einer zusätzlichen Vergrößerungsoptik 502, die mit dem Neigeteilstück verbunden und den Porro-Prismen 414 zugeordnet ist. Der optische Weg ist durch Strichlinien 504 dargestellt. Die Vergrößerungsoptik 502 kann ein Paar Drehlinsenpaare gemäß 10 aufweisen, was vielfältige Vergrößerungsfaktoren ermöglicht (in diesem Beispiel zwei unterschiedliche Vergrößerungsmaßstäbe und vier unterschiedliche Vergrößerungsfaktoren). Hat ein Paar Linsen einen Vergrößerungsmaßstab von 1:2, so ändert eine 180-Grad-Drehung dieses Paars gemäß einem Pfeil 506 das Verhältnis zu 2:1. Der rechte und linke Satz der Optik 502 sind so mechanisch verbunden (nicht gezeigt), dass bei Drehung eines Satzes auch der andere dreht. Die Übertragungspaare können vom Galilei- oder Kepler-Typ sein, was von Gestaltungsanforderungen an ein Mikroskop abhängt. Dem Fachmann wird klar sein, dass ein Galilei-Linsenpaar für eine kompaktere Gestaltung sorgt.
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11 zeigt die Gestaltung von 9 in einer explodierten Perspektivansicht mit Hauptkomponenten; gleichwohl sind einige mechanische Aufbauten der Klarheit halber nicht dargestellt. Die Objektivlinse 410 (nicht gezeigt) wird in einem Gehäuse 600 gehalten, das alle verfügbaren Fokuseinstellungen aufweist. Im Gehäuse 600 kann auch ein Beleuchtungsmodul 602 untergebracht sein, das in einer Öffnung 604 gehalten wird, was durch eine Strichlinie 606 angegeben ist. Das Beleuchtungsmodul 602 kann jede Konstruktion haben oder für jeden Zweck dienen, den die Bedürfnisse des Mikroskops erfordern. Zusätzlich kann das Modul 602 eine Lichtleitfaser statt des Moduls selbst sein.
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Das Gehäuse 600 dreht durch Schwenken, indem ein Benutzer das Gehäuse 600 ergreift und das Gehäuse um Schwenklöcher 608 entlang einer Achse 610 schwenkt. Das Gehäuse 600 ist mit einem Schwenkspiegelgehäuse 612 durch nicht gezeigte herkömmliche Mechanismen schwenkbar verbunden. Nicht gezeigt sind ferner Zahnräder, die vorzugsweise den Spiegel 412 im Spiegelgehäuse 612 mit der halben Geschwindigkeit des Gehäuses 600 schwenken lassen. Das Spiegelgehäuse 612 schwenkt durch Neigen um eine Achse 614. Zu beachten ist, dass eine Strichlinie 616 den Sichtfeld-Mittelpunkt der Objektivlinse 410 darstellt. Damit wird deutlich, dass das Spiegelgehäuse 612 ein Schwenkteilstück der Linsenanordnung mit einem Neigeteilstück der Linsenanordnung verbindet. Das Schwenkteilstück weist den Spiegel 412 und die zugeordneten gezeigten und nicht gezeigten Mechanismen auf, durch die der Spiegel durch Schwenken drehen kann, ohne dass sich dadurch ein mit der Objektivlinsenanordnung verbundenes Okular bewegt.
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Das Spiegelgehäuse 612 ist mit einer allgemein bei 618 gezeigten Neigeanordnung drehbar verbunden, die Porro-Prismen 414 und eine Vergrößerungsoptik 502 aufweist. Die Neigeanordnung 618 dreht um die Achse 614 und eine Achse 620 und ist mit einem Rechtwinkelprismengehäuse 622 verbunden. Normalerweise hat das Prismengehäuse 622 einen Verbinder zum Befestigen von Binokulareinheiten (nicht gezeigt), die für betrachtende Benutzer befestigt sind. Zudem kann das Prismengehäuse 622 einen Aufbau (nicht gezeigt) zum Verbinden der Objektivlinsenanordnung 500 mit einem Mikroskopstützarm oder -stativ haben, wodurch die Notwendigkeit eines Mikroskopkörpers entfällt, den man im Stand der Technik normalerweise vorfindet. Dies ermöglicht eine viel kompaktere Gestaltung, die Raumanforderungen reduziert und zu anderen Vorteilen führt, wie der Fachmann erkennen wird. Alternativ kann das Prismengehäuse 622 einfach so nachgerüstet werden, dass es an einem vorhandenen Mikroskopkörper befestigt wird, um die Vorteile der Objektivlinsenanordnung der Erfindung erfindungsgemäß zu realisieren. Im Wesentlichen kann das Prismengehäuse 622 als Befestigungsmechanismus zum Befestigen der Objektivlinsenanordnung 400 oder 500 an einem Mikroskop dienen, z. B. dem in 3 gezeigten. Die Riemen 624 bewirken, dass die Vergrößerungslinsenpaare gemeinsam drehen, da sie durch eine gemeinsame Stange 626 verbunden sind, die teilweise gezeigt ist, aber eigentlich beide Vergrößerungsoptiken 502 miteinander verbindet. Ihrerseits kann die Stange 626 mit einem Drehknopf, Motor, Griff oder anderen Mechanismus verbunden sein, damit ein Benutzer sie dreht. Natürlich sind die Vergrößerungsoptiken 502 optional, und eine 8 ähnelnde Anordnung kann in Abhängigkeit von konstruktiven Anforderungen statt dessen verwendet werden, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Die Beispiele von 8 bis 11 ermöglichen einem Benutzer zweckmäßig, das Sichtfeld zu bewegen, wobei die Objektivlinsenanordnung von einem Benutzer ergriffen und zu einem gewünschten interessierenden Gebiet durch Neigen und Schwenken manuell bewegt wird, ohne dass sich dadurch eine Betrachtungseinheit bewegt. Dies ist eine einfache, kompakte und (verglichen mit dem Stand der Technik) billige Gestaltung, die einem Benutzer im Vergleich zur bekannten Technik stark verbesserte Betrachtungsmöglichkeiten gibt.
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Gezeigt wurde somit eine Objektivlinsenanordnung und ein Mikroskop, das der Objektivlinse ermöglicht, durch Schwenken und Neigen gedreht zu werden, ohne dass sich dadurch die Okulare bewegen. Durch Umsetzen einer oder aller zuvor beschriebenen Lehren lässt sich eine Reihe von Nutzeffekten und Vorteilen erreichen, darunter verbesserte Zuverlässigkeit, verkürzte Operationszeit, erhöhte Effizienz und Erzeugung aufgezeichneter Bilder mit höherer Qualität während der Bewegung der Objektivlinse aufgrund der unabhängigen Bewegung relativ zur Betrachtungseinheit, die durch den Stützaufbau stabil gehalten wird.
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Die vorstehende Beschreibung der Ausführungsformen dient zur Veranschaulichung und Beschreibung. Sie soll weder erschöpfend sein noch die Offenbarung einschränken. Einzelne Elemente oder Merkmale einer speziellen Ausführungsform sind allgemein nicht auf diese spezielle Ausführungsform beschränkt, sondern sind gegebenenfalls gegeneinander austauschbar und können in einer ausgewählten Ausführungsform verwendet werden, auch wenn dies nicht spezifisch dargestellt oder beschrieben ist. Sie können ebenfalls auf vielfältige Weise variiert sein. Solche Variationen sind nicht als Abweichung von der Offenbarung zu betrachten, und alle derartigen Abwandlungen sollen zum Schutzumfang der Offenbarung gehören.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- US 6982827 A [0005]
- US 4448498 A [0006]
