DE19504427B4

DE19504427B4 - stereomicroscope

Info

Publication number: DE19504427B4
Application number: DE19504427A
Authority: DE
Inventors: Hartmut Wolf
Original assignee: Carl Zeiss AG
Current assignee: Carl Zeiss AG
Priority date: 1994-03-04
Filing date: 1995-02-10
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2015-02-11
Also published as: DE19504427A1

Abstract

Stereomikroskop, mit
– mindestens drei Beobachtungs- und/oder Dokumentationspupillen (10, 11, 12), die stereoskopische Primär- und Sekundär-Beobachtungsstrahlengänge (I, II) definieren, und
– einem dem Hauptobjektiv (2) nachgeordneten, drehbaren Strahlteilerelement (4), das mindestens zwei Strahlteilerflächen (4.1, 4.2) aufweist, die einen definierten Anteil des vom zu beobachtenden Objekt (1) kommenden Lichtes zu den Primär- und Sekundär-Beobachtungsstrahlengängen (I, II) hin transmittieren bzw. reflektieren,
dadurch gekennzeichnet, dass
– das Strahlteilerelement (4) um eine Achse (13) drehbar ist, die mit einer der optischen Achsen der stereoskopischen Teilstrahlengänge der Primär- und Sekundär-Beobachtungsstrahlengänge (I, II) zusammenfällt.Stereo microscope, with
At least three observation and / or documentation pupils (10, 11, 12) defining stereoscopic primary and secondary observation beam paths (I, II), and
- A the main objective (2) downstream, rotatable beam splitter element (4), the at least two beam splitter surfaces (4.1, 4.2), which a defined proportion of the object to be observed from the (1) coming light to the primary and secondary observation beam paths (I , II) transmit or reflect,
characterized in that
- The beam splitter element (4) about an axis (13) is rotatable, which coincides with one of the optical axes of the stereoscopic partial beam paths of the primary and secondary observation beam paths (I, II).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Stereomikroskop mit mindestens drei Beobachtungs- und/oder Dokumentations-Strahlengängen inklusive eines geeigneten Strahlteilerelementes, das eine variable Orientierung der Beobachtungs- und/oder Dokumentations-Strahlengänge in einem definierten Winkelbereich ermöglicht.The The present invention relates to a stereomicroscope with at least three observation and / or documentation beam paths including a suitable Beam splitter element, the variable orientation of the observation and / or documentation beam paths in a defined angle range allows.

Bei der Verwendung von Stereomikroskopen in der Mikrochirurgie wird neben einer Beobachtungsmöglichkeit für einen Hauptbeobachter oft auch eine weitere Beobachtungsmöglichkeit für einen zweiten Chirurgen oder Assistenzpersonal benötigt. Hierfür existieren eine Reihe von Lösungsansätzen.at the use of stereomicroscopes in microsurgery will next to a viewing opportunity for one Main observers often also another observation option for a second Surgeons or assistants needed. There are a number of Solutions.

So ist aus der DE-AS 12 17 099 und der DE 36 02 095 A1 bekannt, die Orientierung des Primär-Beobachtungsstrahlenganges des Hauptbeobachters relativ zum Sekundär-Beobachtungsstrahlengang eines Mitbeobachters zu variieren.Thus, from DE-AS 12 17 099 and the DE 36 02 095 A1 It is known to vary the orientation of the primary observation beam path of the main observer relative to the secondary observation beam path of a co-observer.

Die in diesen Vorrichtungen verwendeten, drehbaren Strahlteiler-Elemente, mit denen eine Aufteilung des vom Objekt kommenden Lichtes in Richtung Haupt- und Mitbeobachter-Beobachtungs-Strahlengang erfolgt, weisen jedoch gewisse Nachteile auf. So bauen die dort vorgeschlagenen Strahlteilerelemente relativ voluminös. Dies hat zum einen zur Folge, daß relativ lange Glaswege für die durchtretenden Teilstrahlengänge resultieren. Mit der Länge der Glaswege erhöht sich jedoch auch der erforderliche Aufwand für optische Korrekturmaßnahmen im jeweiligen Strahlteilerelement. Zudem sind eine größere Anzahl unerwünschter Reflexionen in diesem Bauteil die Folge. Desweiteren ergibt sich bei einem voluminös bauenden derartigen Strahlteilerelement auch einentsprechend voluminöser Aufbau des gesamten Operationsmikroskopes, d.h. eine unerwünschte Vergrößerung des Arbeitsabstandes zwischen dem Binokulartubus und dem Sehfeld. Die Folge sind ungünstige ergonomische Arbeitsbedingungen für den operierenden Chirurgen. The used in these devices, rotatable beam splitter elements, with which a division of the light coming from the object in the direction Main and Co-Watcher Observation Beam takes place, but have certain disadvantages. So they build there proposed beam splitter elements relatively bulky. This has the consequence that relatively long glass paths for the passing partial beam paths result. With the length the glass paths increased However, also the required effort for optical corrective measures in the respective beam splitter element. In addition, a larger number undesirable Reflections in this component the consequence. Furthermore arises at a voluminous such beam splitter element also correspondingly bulky construction of the entire Surgical microscope, i. an unwanted enlargement of the Working distance between the binocular tube and the field of view. The Consequence are unfavorable Ergonomic working conditions for the operating surgeon.

Beim verwendeten Strahlteilerelement aus der DE 36 02 095 A1 ergibt sich beim Variieren der Beobachtungsrichtungen von Haupt- und Mitbeobachter zudem die unerwünschte Folge, dass beim Überlappen der Teilstrahlengänge von Haupt- und Mitbeobachter eine Verminderung der wahrgenommenen Objekthelligkeit für den Hauptbeobachter erfolgt. Die optische Beobachtungsqualität variiert somit hinsichtlich der wahrgenommenen Objekthelligkeit für den Hauptbeobachter und beeinträchtigt dessen Wahrnehmung des betrachteten Sehfeldes in unerwünschter Art und Weise.When used beam splitter element from the DE 36 02 095 A1 also results in varying the observation directions of main and co-observer, the undesirable consequence that when overlapping the partial beam paths of main and co-observer, a reduction of the perceived object brightness for the main observer takes place. The optical observation quality thus varies with respect to the perceived object brightness for the main observer and impairs its perception of the observed field of view in an undesired manner.

Die DE 29 49 428 A1 offenbart ein Operationsmikroskop, das für einen Hauptbeobachter und einen Mitbeobachter die Beobachtung eines Objektbereichs mit stereoskopischem Strahlengang ermöglicht. Der stereoskopische Beobachtungsstrahlengang von Haupt- und Mitbeobachter fällt in einer gemeinsamen Beobachtungspupille zusammen. In diesem zusammenfallenden Beobachtungsstrahlengang ist ein Strahlteiler vorgesehen, der einen Anteil des vom Objektbereich herkommenden Lichts zu dem Mitbeobachter auskoppelt und einen entsprechenden Anteil zum Hauptbeobachter freigibt.The DE 29 49 428 A1 discloses a surgical microscope that allows for a main observer and a co-observer to observe an object area with stereoscopic beam path. The stereoscopic observation beam path of main and co-observer coincides in a common observation pupil. In this coincident observation beam path, a beam splitter is provided, which decouples a portion of the light coming from the object area to the co-observer and releases a corresponding portion to the main observer.

Desweiteren existieren auch Lösungen, bei denen eine derartige variable Einstellung des Winkels zwischen Haupt- und Mitbeobachter nicht vorgesehen ist, sondern vielmehr eine feste bzw. gleichbleibende Orientierung von Primär- und Sekundär-Beobachtungsstrahlengängen in 180°- oder 90°-Orientierung zueinander erfolgt. Insbesondere derartige, fest zueinander orientierte Beobachtungsrichtungen von Haupt- und Mitbeobachter werden den Anforderungen in der modernen Mikrochirurgie jedoch nicht mehr gerecht. Gewünscht wird vielmehr eine variable Möglichkeit zur wahlweisen Orientierung der Beobachtungsrichtungen von Haupt- und Mitbeobachter.Furthermore There are also solutions where such a variable adjustment of the angle between Main and co-watcher is not provided, but rather a fixed or constant orientation of primary and secondary observation beam paths in 180 ° or 90 ° orientation to each other. In particular, such, firmly oriented to each other Observational directions of main and Co-observers will meet the requirements in modern microsurgery, however no longer fair. required rather becomes a variable possibility for the optional orientation of the observation directions of main and fellow watchers.

Die gleiche Problematik ergibt sich im übrigen auch, wenn ein herkömmliches Stereomikroskop keine üblichen Binokulartuben zur unmittelbaren Betrachtung eines Objektes aufweist, sondern als Video-Stereomikroskop ausgelegt wird. In diesem Fall sind an Stelle der üblichen Binokulartuben elektrooptische Bildaufnehmer wie z.B. CCD-Arrays in den entsprechenden Dokumentations-Strahlengängen im Stereomikroskop vorgesehen. Analoges gilt auch für eine gemischte Auslegung, d.h. ein Operationsmikroskop mit einer Möglichkeit zur unmittelbaren Betrachtung inclusive Dokumentations-Strahlengängen mit derartigen elektrooptischen Bildaufnehmern.The the same problem arises, moreover, when a conventional Stereomicroscope no usual Binocular tubes for direct viewing of an object, but is designed as a video stereo microscope. In this case are on Place the usual Binocular Tubes Electro-optical image sensors such. CCD arrays in the corresponding Documentation beam paths in the Stereomicroscope provided. The same applies to a mixed interpretation, i.e. a surgical microscope with a possibility for immediate viewing including documentation beam paths with such electro-optical Imagers.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Stereomikroskop zu schaffen, das eine variable Orientierung der Beobachtungsrichtungen eines Haupt- sowie mindestens eines Mitbeobachters in einem definierten Winkelbereich ermöglicht und die erwähnten Nachteile des Standes der Technik vermeidet. Das hierzu verwendete Strahlteilerelement im Stereomikroskop sollte dabei eine ausreichende Lichtökonomie für Haupt- und Mitbeobachter bieten. Ferner soll das Stereomikroskop sowohl in herkömmlicher Art und Weise die unmittelbare Betrachtung über Binokulartuben ermöglichen als auch als Video-Stereomikroskop ausgelegt werden können.task the present invention is to provide a stereomicroscope that a variable orientation of the observation directions of a main and at least one co-observer in a defined angular range allows and the mentioned Disadvantages of the prior art avoids. The used for this Beam splitter element in the stereomicroscope should have a sufficient light economy for main and co-watchers. Furthermore, the stereomicroscope should be both in conventional Way of enabling immediate consideration via binocular tubes as well as a video stereo microscope can be interpreted.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Stereomikroskop mit den Merkmalen des Anspruchs 1.These Task is solved by a stereomicroscope having the features of claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Stereomikroskopes finden sich in den Unteransprüchen.advantageous Find embodiments of the stereomicroscope of the invention in the subclaims.

Erfindungsgemäß wird im Stereomikroskop nunmehr ein Strahlteiler-Element eingesetzt, das den gleichen Anteil des vom zu beobachtenden Objekt kommenden Lichtes in Richtung des Primär- als auch des Sekundär-Beobachtungsstrahlenganges hin transmittiert und reflektiert. Hierbei ist sowohl die Transmission wie auch die Reflexion im Strahlteilerelement bzw. den entsprechenden Flächen des Strahlteilerelementes spektral als auch intensitätsmäßig für alle Strahlengänge identisch zu wählen, d.h. alle als Strahlteilerflächen wirkenden Flächen sind hinsichtlich dieser Eigenschaften möglichst identisch.According to the invention is in Stereomicroscope now a beam splitter element used, the the same proportion of the light coming from the object to be observed towards the primary as well as the secondary observation beam path transmitted and reflected. Here is both the transmission as well as the reflection in the beam splitter element or the corresponding surfaces of the beam splitter element spectrally and in terms of intensity for all beam paths identical to choose, i. all acting as beam splitter surfaces Surfaces are as identical as possible with regard to these properties.

Ferner ist das Strahlteilerelement um eine Achse drehbar, die mit einer der optischen Achsen der stereoskopischen Teilstrahlengänge der Primär- und Sekundär-Beobachtungs-Strahlengänge zusamenfällt.Further the beam splitter element is rotatable about an axis which coincides with a the optical axes of the stereoscopic partial beam paths of Primary and Secondary observation beam paths coincide.

Im Vergleich zum bekannten Stand der Technik resultiert nunmehr aufgrund der erfindungsgemäßen Dimensionierung des Strahlteiler-Elementes sowohl ein kleineres Bauvolumen als auch eine verbesserte Beobachtungs- bzw. Abbildungsqualität für das Stereomikroskop.in the Comparison with the known prior art now results due to the dimensioning according to the invention the beam splitter element both a smaller volume and construction an improved observation or imaging quality for the stereomicroscope.

Das kleinere Bauvolumen des Strahlteilerelementes wiederum hat aufgrund der kürzeren Glaswege einen wesentlich geringeren optischen Korrekturaufwand zur Folge. Ferner entfallen Probleme mit Mehrfachreflexionen, wie etwa auftretende Doppelbilder oder dgl.. Desweiteren kann das gesamte erfindungsgemäße Stereomikroskop damit kleiner bauend ausgelegt werden, was wiederum günstig für die Arbeits-Ergonomie bei der Verwendung als Operationsmikroskop ist.The smaller construction volume of the beam splitter element in turn has due the shorter one Glass paths a much lower optical correction effort result. Furthermore, there are no problems with multiple reflections, such as possibly occurring double images or the like .. Furthermore, the entire Stereomicroscope according to the invention thus designed to be smaller, which in turn is favorable for work ergonomics when used as a surgical microscope.

Schließlich treten im erfindungsgemäßen Stereomikroskop beim Variieren der Beobachtungsrichtungen und damit dem Drehen des Strahlteilerelementes keinerlei Schwankungen hinsichtlich der wahrgenommenen Objekthelligkeit mehr auf, es resultiert vielmehr auch in Zwischenstellungen mit teilweise überlagerten Beobachtungs-Strahlengängen eine gleichbleibend wahrgenommene Objekthelligkeit in allen Beobachtungs-Strahlengängen oder Dokumentations-Strahlengängen.Finally kick in the stereomicroscope according to the invention when varying the observation directions and thus the turning of the Beam splitter element no fluctuations in the perceived Object brightness more, it also results in intermediate positions partially overlaid Observing beam paths one Consistently perceived object brightness in all observation beam paths or Documentation beam paths.

Ferner ermöglicht das erfindungsgemäße Stereomikroskop nunmehr eine variable Relativorientierung eines Haupt- und eines Mitbeobachter-Strahlenganges in einem definierten Winkelbereich zueinander.Further allows the stereomicroscope according to the invention now a variable relative orientation of a main and a Co-observer beam path in a defined angle range to each other.

Das erfindungsgemäße Stereomikroskop kann desweiteren als übliches Stereomikroskop mit Binokulartuben zur unmittelbaren Beobachtung des Sehfeldes durch die Beobachter verwendet werden. Alternativ kann es jedoch auch als reines Video-Stereomikroskop ausgelegt werden, bei dem in den Dokumentations-Strahlengängen geeignete elektrooptische Bildaufnehmer angeordnet werden.The According to the invention stereomicroscope furthermore as usual Stereomicroscope with binocular tubes for direct observation of the visual field to be used by the observers. alternative however, it can also be designed as a pure video stereomicroscope, in the electro-optical in the documentation beam paths suitable Image sensor can be arranged.

Weitere Vorteile sowie Einzelheiten des erfindungsgemäßen Stereomikroskopes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnungen.Further Advantages and details of the stereomicroscope according to the invention result from the following description of exemplary embodiments with reference to FIG enclosed drawings.

Dabei zeigtthere shows

1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Stereomikroskopes in einer schematisierten Darstellung; 1 an embodiment of the stereomicroscope according to the invention in a schematic representation;

2 eine perspektivische Darstellung des verwendeten Strahlteiler-Elementes aus dem Ausführungsbeispiel nach 1; 2 a perspective view of the beam splitter element used from the embodiment according to 1 ;

3a–3c jeweils die Draufsicht auf das Strahlteiler-Element aus 2 in unterschiedlichen Winkelstellungen inklusive der jeweils genutzten Beobachtungs- und/oder Dokumentationspupillen im Primär- und Sekundär-Beobachtungsstrahlengang. 3a - 3c in each case the plan view of the beam splitter element 2 in different angular positions including the respectively used observation and / or documentation pupils in the primary and secondary observation beam path.

In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Stereomikroskopes schematisiert dargestellt.In 1 a schematic representation of a first embodiment of the stereomicroscope according to the invention.

Das vom betrachteten Objekt (1) kommende Licht gelangt über ein von beiden stereoskopischen Beobachtungs-Strahlengängen gemeinsam genutztes Hauptobjektiv (2) auf eine Vergrößerungswechsel-Einrichtung (3), die in der Darstellung der 1 lediglich schematisiert angedeutet ist. Als Vergrößerungswechsel-Einrichtung ist z.B. ein bekanntes Pankrat-System einsetzbar.The object being viewed ( 1 ) coming light via a shared by both stereoscopic observation beam paths main objective ( 2 ) to a magnification change device ( 3 ), which in the representation of the 1 only schematically indicated. As a magnification change device, for example, a known Pankrat system can be used.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine von allen Beobachtungs-Strahlengängen gemeinsam genutzte, einzige Vergrößerungswechsel-Einrichtung vorgesehen, die dann auch einen dementsprechenden Optikdurchmesser erfordert, um sämtliche Beobachtungs-Strahlengänge zu umfassen.in the illustrated embodiment is one of all observation beam paths shared, only one Magnification change device provided, which then also a corresponding optical diameter requires to all Observation beam paths to include.

Alternativ zu der dargestellten Anordnung aus 1 ist es auch möglich, die jeweilige Vergrößerungswechsel-Einrichtung (3) erst nach dem Strahlteilerelement (4) in den Beobachtungs-Strahlengängen von Haupt- und Mitbeobachter anzuordnen. Hierfür können dann bekannte Stereo-Pankraten mit je zwei Teilstrahlengängen in jedem der Beobachtungs-Strahlengänge eingesetzt werden.Alternatively to the illustrated arrangement 1 It is also possible, the respective magnification change device ( 3 ) after the beam splitter element ( 4 ) in the observation beam paths of main and co-observer. For this purpose, then known stereo pan rates with two partial beam paths in each of the Beo observation beam paths are used.

Im parallelen Strahlengang hinter der Vergrößerungswechsel-Einrichtung (3) folgt im dargestellten Ausführungsbeispiel der 1 das Strahlteiler-Element (4), von dem in dieser Darstellung zwei teilreflektierende und teildurchlässige Flächen (4.1, 4.2) sichtbar sind. Diese Flächen (4.1, 4.2) sind im dargestellten Ausführungsbeispiel dergestalt teildurchlässig bzw. teilreflektierend ausgelegt, daß die Hälfte des darauf gelangenden Lichtes in Richtung Primär-Beobachtungsstrahlengang (I) transmittiert wird, während die andere Hälfte in Richtung des Sekundär-Beobachtungsstrahlenganges (II) reflektiert wird. Damit sind identische Beobachtungsverhältnisse in Primär- und Sekundär-Strahlengang realisiert. Beide Flächen sind hinsichtlich ihrer Reflexions- und Transmissionscharkteristik soweit wie möglich identisch auszulegen.In the parallel beam path behind the magnification change device ( 3 ) follows in the illustrated embodiment of 1 the beam splitter element ( 4 ), of which in this illustration two partially reflecting and partially transmitting surfaces ( 4.1 . 4.2 ) are visible. These surfaces ( 4.1 . 4.2 ) are designed in the illustrated embodiment partially permeable or partially reflecting that half of the light reaching it in the direction of primary observation beam path (I) is transmitted, while the other half in the direction of the secondary observation beam path (II) is reflected. Thus, identical observation conditions in the primary and secondary beam path are realized. As far as possible, both surfaces shall be interpreted identically with regard to their reflection and transmission characteristics.

Zum konkreten Rufbau und der Funktionsweise des eingesetzten Strahlteiler-Elmentes (4) sowie möglichen alternativen Ausführungsformen sei auf die folgende Beschreibung der 2 und 3 hingewiesen.For concrete call construction and the mode of operation of the beam splitter element used ( 4 ) as well as possible alternative embodiments, should be made to the following description of 2 and 3 pointed.

Erkennbar ist in der Darstellung der 1 desweiteren ein am Strahlteiler-Element (4) angeordnetes absorbierendes Element (4.3), das unerwünschte Mehrfach-Reflexe im optischen System des erfindungsgemäßen Stereomikroskopes unterdrückt, insbesondere im Strahlteilerelement (4). Als geeignetes absorbierendes Element (4.3) kann etwa ein Neutralglasfilter hoher Absorption gewählt werden, das Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich absorbiert und z.B. am Strahlteilerelement (4) angekittet wird. Derartige Filter sind z.B. bei der Firma Schott erhältlich.Is recognizable in the representation of 1 Furthermore, at the beam splitter element ( 4 ) arranged absorbent element ( 4.3 ), which suppresses unwanted multiple reflections in the optical system of the stereomicroscope according to the invention, in particular in the beam splitter element (US Pat. 4 ). As a suitable absorbent element ( 4.3 ), a high-absorption neutral-glass filter, for example, which absorbs light in the visible wavelength range and, for example, at the beam splitter element (FIG. 4 ) is angekittet. Such filters are available, for example, from Schott.

Bei der Wahl eines geeigneten absorbierenden Elementes ist ferner darauf zu achten, daß die Brechungsindizes der aneinandergrenzenden Materialien des Strahlteilerelementes (4) und des absorbierenden Elementes möglichst identisch sind, um eventuell resultierende Reflexionen zu unterdrücken, die ansonsten an der Grenzschicht entstehen würden.When choosing a suitable absorbing element, it is further to be ensured that the refractive indices of the adjoining materials of the beam splitter element ( 4 ) and the absorbing element are as identical as possible in order to suppress any resulting reflections that would otherwise occur at the boundary layer.

In den beiden stereoskopischen Teilstrahlengängen des Primär-Beobachtungsstrahlenganges (I) folgen nachgeordnet optische Elemente (5a, 5b), die ein Zwischenbild des betrachteten Objektes (1) in einer Ebene liefern, wo im dargestellten Ausführungsbeispiel elektrooptische Bildaufnehmer (6a, 6b) angeordnet sind. Als geeignete elektrooptische Bildaufnehmer (6a, 6b) kommen etwa bekannte CCD-Arrays in Frage.In the two stereoscopic partial beam paths of the primary observation beam path (I), downstream optical elements ( 5a . 5b ), which is an intermediate image of the object under consideration ( 1 ) in a plane where, in the illustrated embodiment, electro-optical image sensors ( 6a . 6b ) are arranged. As suitable electro-optical image sensor ( 6a . 6b ) come about known CCD arrays in question.

Das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Stereomikroskopes ist demnach als Video-Stereomikroskop ausgelegt. Alternativ ist es jedoch auch möglich, dem Strahlteiler-Element (4) die bekannte Beobachtungsoptik eines Binokulartubus mit Okular- und Tubuslinsen in den Primär- und Sekundär-Beobachtungsstrahlengängen (I, II) nachzuordnen, die einem Beobachter die unmittelbare Beobachtung des Objektes (1) ermöglichen. Ein derartiger Binokulartubus ist beispielsweise aus der DE 26 54 778 A1 der Anmelderin bekannt.This in 1 illustrated embodiment of the stereomicroscope according to the invention is therefore designed as a video stereomicroscope. Alternatively, however, it is also possible for the beam splitter element ( 4 ) the known observation optics of a binocular tube with eyepiece and Tubuslinsen in the primary and secondary observation beam paths (I, II) after the observers direct observation of the object ( 1 ) enable. Such Binokulartubus is for example from the DE 26 54 778 A1 the applicant known.

Ferner ist auch eine Kombination dergestalt realisierbar, daß etwa im Primär-Beobachtungsstrahlengang eine bekannte Beobachtungsoptik zur unmittelbaren Betrachtung des Objektes vorgesehen ist, während im Sekundär-Beobachtungsstrahlengang elektrooptische Bildaufnehmer angeordnet werden und umgekehrt.Further is also a combination of such a realizable that about in Primary observation beam path a known observation optics for immediate consideration of the Object is provided while in the secondary observation beam path Electro-optical image sensor can be arranged and vice versa.

Im linken stereoskopischen Teilstrahlengang des Sekundär-Beobachtungs-Strahlenganges (II), der in dieser Darstellung sichtbar ist, ist ebenfalls ein optisches Element (7a) vorgesehen, über das der reflektierte Anteil des vom Objekt (1) kommenden Lichtes in Richtung eines elektrooptischen Bildaufnehmers (9a) umgelenkt wird. Desweiteren ist ein Umlenkelement (8) in Form eines Umlenkspiegels in diesem stereoskopischen Teilstrahlengang des Sekundär-Beobachtungs-Strahlenganges (II) vorgesehen. Ggf. kann als Umlenkelement (8) auch ein Prisma Verwendung finden.In the left stereoscopic partial beam path of the secondary observation beam path (II), which is visible in this illustration, is also an optical element ( 7a ), via which the reflected portion of the object ( 1 ) incoming light in the direction of an electro-optical image sensor ( 9a ) is deflected. Furthermore, a deflection element ( 8th ) in the form of a deflection mirror in this stereoscopic partial beam path of the secondary observation beam path (II). Possibly. can be used as a deflecting element ( 8th ) also find a prism use.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Stereomikroskopes ist nunmehr die Orientierung des Primär-Beobachtungs-Strahlenganges (I) fest, während die Orientierung des Sekundär-Beobachtungs-Strahlenganges in einem Winkelbereich zwischen 90° und 180° relativ zur Orientierung des Primär-Beobachtungs-Strahlenganges (I) variiert werden kann. Somit ist eine Drehbarkeit um insgesamt 90° für den Sekundär-Beobachtungs-Strahlengang relativ zum Primär-Beobachtungs-Strahlengang (I) möglich.in the illustrated embodiment of the stereomicroscope according to the invention Now the orientation of the primary observation beam path (I) is fixed, while the orientation of the secondary observation beam path in an angular range between 90 ° and 180 ° relative to the orientation of the Primary observation beam path (I) can be varied. Thus, a total rotation is 90 ° for the secondary observation beam path relative to the primary observation beam path (I) possible.

Hierzu ist das Strahlteilerelement (4) um eine Drehachse drehbar im Stereomikroskop angeordnet. Diese Drehachse ist dabei durch eine gemeinsam genutzte Beobachtungspupille des Primär- und des Sekundärstrahlenganges im Strahlteilerelement bzw. deren optischer Achse definiert.For this purpose, the beam splitter element ( 4 ) is arranged rotatably about a rotation axis in the stereomicroscope. This axis of rotation is defined by a shared observation pupil of the primary and the secondary beam path in the beam splitter element or its optical axis.

Die im Sekundär-Beobachtungs-Strahlengang (II) angeordneten optischen Elemente (7a, 8, 9) sind mit dem drehbaren Strahlteilerelement (4) fest verbunden und damit auch drehbar relativ zum Hauptobjektiv (2) und zur Vergrößerungswechsel-Einrichtung (3) angeordnet. Die optischen Elemente (5a, 5b; 6a, 6b) im Primär-Beobachtungs-Strahlengang (I) sind hingegegen ortsfest zum Hauptobjektiv (2) und der Vergrößerungswechsel-Einrichtung (3) orientiert.The in the secondary observation beam path (II) arranged optical elements ( 7a . 8th . 9 ) are connected to the rotatable beam splitter element ( 4 ) and thus rotatable relative to the main objective ( 2 ) and the magnification change device ( 3 ) arranged. The optical elements ( 5a . 5b ; 6a . 6b ) in the primary observation beam path (I), however, are stationary relative to the main objective ( 2 ) and the magnification change sel-facility ( 3 ) oriented.

Alternativ zur festen Anordnung des Primär-Beobachtungs-Strahlenganges (I) und der hierzu variablen Anordnung des Sekundär-Beobachtungs-Strahlenganges (II) wie im dargestellten Ausführungsbeispiel der 1 ist es jederzeit möglich, etwa auch den Sekundär-Beobachtungs-Strahlengang (II) fest zum Gehäuse des Stereomikroskopes anzuordnen, während relativ hierzu der Primär-Beobachtungs-Strahlengang schwenkbar in einem definierten Winkelintervall angeordnet ist. Auch bei einer derartigen Alternativ-Anordnung wird eine von allen stereoskopischen Teilstrahlengängen gemeinsam genutzte Vergrößerungswechsel-Einrichtung, angeordnet wie in 1, benutzt.Alternatively to the fixed arrangement of the primary observation beam path (I) and the thereto variable arrangement of the secondary observation beam path (II) as in the illustrated embodiment of 1 it is always possible, for example, to arrange the secondary observation beam path (II) fixedly to the housing of the stereomicroscope, while, relative thereto, the primary observation beam path is arranged pivotably in a defined angular interval. In such an alternative arrangement as well, a magnification change device shared by all the stereoscopic partial beam paths is arranged as in FIG 1 , used.

Anhand der 2 wird im folgenden das in diesem Ausführungsbeispiel verwendete Strahlteiler-Element (4) und dessen Funktionsweise beschrieben.Based on 2 Next, the beam splitter element used in this embodiment ( 4 ) and how it works.

Das in 2 perspektivisch dargestellte Strahlteiler-Element (4) besteht aus drei separaten Prismen (4a, 4b, 4c), wobei zwischen zwei Prismen (4a, 4b) mit würfelförmigem Querschnitt, die mit einer Kante aneinanderstoßen, ein drittes Prisma (4c) formschlüssig eingefügt, vorzugsweise aufgekittet, ist. Die Flächen (4.1, 4.2), an denen die drei Prismen (4a, 4b, 4c) zusammenstoßen, dienen als Teilerflächen (4.1, 4.2), an denen das auftreffende Licht jeweils im Verhältnis 50:50 transmittiert bzw. reflektiert wird. Wesentlich ist hierbei, daß beide Teilerflächen (4.1, 4.2) von den Transmissions- und Reflexionseigenschaften möglichst identisch sind.This in 2 Perspective illustrated beam splitter element ( 4 ) consists of three separate prisms ( 4a . 4b . 4c ), whereby between two prisms ( 4a . 4b ) of cube-shaped cross-section which abut one another, a third prism ( 4c ) is positively inserted, preferably aufgekittet is. The surfaces ( 4.1 . 4.2 ) on which the three prisms ( 4a . 4b . 4c ), serve as splitter surfaces ( 4.1 . 4.2 ), at which the incident light is transmitted or reflected respectively in the ratio 50:50. It is essential here that both splitter surfaces ( 4.1 . 4.2 ) are as identical as possible from the transmission and reflection properties.

Alternativ ist es bei gewünschten unterschiedlichen Intensitätsverhältnissen im Primär- und Sekundär-Beobachtungs-Strahlengang möglich, auch andere Intensitäts-Aufteilungsverhältnisse zu wählen, wie etwa 70:30 etc.. Wichtig ist dabei lediglich wieder, für beide Teilerflächen (4.1, 4.2), ein möglichst weitgehend identisches Teilungsverhältnis zwischen reflektierter und transmittierter Intensität zu wählen.Alternatively, with desired different intensity ratios in the primary and secondary observation beam path, it is also possible to choose other intensity distribution ratios, such as 70:30, etc. It is only important again for both splitter surfaces ( 4.1 . 4.2 ), to choose a largely identical division ratio between reflected and transmitted intensity.

Es ist nunmehr etwa möglich, eine Reihe verschiedener Strahlteilerelemente vorzusehen, die unterschiedliche Teilungsverhältnisse aufweisen und je nach Bedarf im erfindungsgemäßen Stereomikroskop eingesetzt werden. Z.B.It is now possible, to provide a number of different beam splitter elements, the different division ratios and used as needed in the stereomicroscope according to the invention become. For example,

könnte realisiert werden, im Primär-Beobachtungs-Strahlengang eine größere transmittierte Intensität vorzusehen als etwa im Sekundär-Beobachtungs-Strahlengang usw.could be realized be, in the primary observation beam path to provide a greater transmitted intensity as in the secondary observation beam path etc.

Ebenfalls deutlich erkennbar ist in der perspektivischen Darstellung von 2 das am Strahlteilerelement (4) angeordnete absorbierende Element (4.3), das zur oben bereits beschriebenen Unterdrückung unerwünschter Reflexionen dient. Das absorbierende Element (4.3) ist dabei an der Fläche desjenigen Prismas (4a) angeordnet, wo keine Umlenkung des Lichtes in Richtung des Sekundär-Beobachtungs-Strahlenganges vorgesehen ist. In die Richtung des Sekundär-Beobachtungs-Strahlenganges wird damit immer nur der Anteil reflektiert, der auf die andere Teilerfläche (4.2) gelangt.Also clearly visible in the perspective view of 2 that at the beam splitter element ( 4 ) arranged absorbent element ( 4.3 ), which serves to suppress unwanted reflections already described above. The absorbent element ( 4.3 ) is on the surface of that prism ( 4a ), where no deflection of the light is provided in the direction of the secondary observation beam path. In the direction of the secondary observation beam path, only the portion which is incident on the other splitter surface ( 4.2 ).

Daneben ist es möglich, das verwendete Strahlteilelement (4) an dessen Unterseite mittels eines – in 2 nicht dargestellten – Deckglases abzudichten, um zu verhindern, daß etwa die Kante im Verlauf der Zeit äußeren Einflüssen ausgesetzt wird. Zu diesem Zweck ist es ebenfalls möglich, die Teilerflächen (4.1, 4.2) so zu gestalten, daß diese nicht bis ganz an die obere Kante des Strahlteilerelementes (4) reichen, sondern vielmehr bereits im Inneren des Strahlteilerelementes (4) enden und so gegen äußere Einflüsse wie Luftfeuchtigkeit etc. weitgehend isoliert sind.In addition, it is possible to use the beam splitter element ( 4 ) on its underside by means of a - in 2 not shown - seal cover glass, to prevent that about the edge is exposed to external influences over time. For this purpose it is also possible to use the splitter surfaces ( 4.1 . 4.2 ) so that they do not reach all the way to the upper edge of the beam splitter element ( 4 ), but rather already in the interior of the beam splitter element ( 4 ) and are thus largely insulated against external influences such as humidity etc.

Die Funktionsweise des eingesetzten Strahlteiler-Elementes (4) wird im folgenden anhand der 3a–3c erläutert.The mode of operation of the beam splitter element ( 4 ) is explained below using the 3a - 3c explained.

Das Strahlteiler-Element (4) weist hierbei drei Beobachtungs- und/oder Dokumentationspupillen (10, 11, 12) für die steroskopischen Teilstrahlengänge des Primär- und Sekundär-Beobachtungs-Strahlenganges auf, wobei eine dieser Pupillen (13) stets sowohl vom Primär- als auch gleichzeitig vom Sekundär-Beobachtungsstrahlengang genutzt wird.The beam splitter element ( 4 ) has three observation and / or documentation pupils ( 10 . 11 . 12 ) for the partial scanning beam paths of the primary and secondary observation beam path, one of these pupils ( 13 ) is always used both by the primary and at the same time by the secondary observation beam path.

Das Strahlteiler-Element (4) ist wie bereits oben erwähnt drehbar um die optische Achse (13) der gemeinsam genutzten Pupille (13) im Stereomikroskop angeordnet.The beam splitter element ( 4 ) is, as already mentioned above, rotatable about the optical axis ( 13 ) of the shared pupil ( 13 ) arranged in a stereomicroscope.

In den 3a–3c wird über die schraffiert gekennzeichneten Pupillen jeweils die fest orientierte Beobachtungsrichtung des Haupt- oder Primär-Beobachters markiert. Diese ist im dargestellten Ausführungsbeispiel so ausgerichtet, daß die Verbindungslinie der beiden Pupillen (10, 11) in Richtung der Querachse des Blattes verläuft.In the 3a - 3c the fixed orientation direction of the main or primary observer is marked by the hatched pupils. This is aligned in the illustrated embodiment, that the connecting line of the two pupils ( 10 . 11 ) runs in the direction of the transverse axis of the sheet.

Die beiden Mitbeobachter-Pupillen (11, 12) können zu dieser festen Orientierung nunmehr um 90° verdreht werden. Eine entsprechende Drehung des Strahlteiler-Elementes (4) um die Achse (13) um jeweils 45° inklusive der dann resultierenden Orientierungen der Primär- und Sekundär-Beobachtungsstrahlengänge bzw. -Pupillen ist in den 3b und 3c dargestellt. Deutlich erkennbar ist hierbei, wie die Orientierung des Beobachtungsrichtung des Mitbeobachters um insgesamt 90° veränderbar ist, während die Beobachtungsrichtung des Hauptbeobachters unverändert bleibt.The two fellow observer pupils ( 11 . 12 ) can now be rotated by 90 ° to this fixed orientation. A corresponding rotation of the beam splitter element ( 4 ) around the axis ( 13 ) by 45 ° including the resulting orientations of the primary and secondary observation beam paths or -pupils is in the 3b and 3c shown. Clearly recognizable here is how the orientation of the observation direction of the co-observer can be changed by a total of 90 °, while the observation direction of the main observer ters remains unchanged.

Um bei dieser Drehung des Strahlteilerelementes (4) eine hinreichende optische Qualität in den beiden Beobachtungs-Strahlengängen zu gewährleisten, muß das verwendete Strahlteilerelement (4) bestimmten optischen Anforderungen genügen.In order during this rotation of the beam splitter element ( 4 ) to ensure a sufficient optical quality in the two observation beam paths, the beam splitter element used ( 4 ) meet certain optical requirements.

So müssen zum einen die wirkenden Strahlteilerflächen (4.1, 4.2) hinsichtlich ihrer Reflexions- und Transmissionseigenschaften so ausgelegt werden, daß sowohl spektral als auch intensitätsmäßig hinreichend identische Bedingungen in Reflexion und Transmission für beide Strahlteilerflächen (4.1, 4.2) vorliegen.For example, the effective beam splitter surfaces ( 4.1 . 4.2 ) are designed in terms of their reflection and transmission properties so that both spectrally and in terms of intensity sufficiently identical conditions in reflection and transmission for both beam splitter surfaces ( 4.1 . 4.2 ) are present.

Desweiteren ist zu gewährleisten, daß die Kante (15) an der Stelle, wo die drei Halbwürfel-Prismen (4a, 4b, 4c) zusammentreffen beim Drehen des Strahlteilerelementes (4) in den Pupillen des Haupt- und Mitbeobachters nicht sichtbar ist. Diese Kante (15) durchwandert in nicht dargestellten Zwischenstellungen des Strahlteilerelementes (4) eine Pupille (10) des Hauptbeobachters und darf dort nicht zu einer Beeinträchtigung im eigentlichen Bild führen. Dies wird im erfindungsgemäßen Stereomikroskop dadurch gewährleistet, daß das Strahlteilerelement (4) im parallelen Strahlengang angeordnet ist, wobei die Kante nicht in unmittelbarer Nähe einer Zwischenbildebene liegt. Im anderweitigen Falle könnte etwa eine Abbildung der Kante durch das optische System des Stereomikroskopes erfolgen und die Kante beim Durchwandern der Pupille des Hauptbeobachters störend wirken.Furthermore, it must be ensured that the edge ( 15 ) at the point where the three half-cube prisms ( 4a . 4b . 4c ) coincide when rotating the beam splitter element ( 4 ) is not visible in the pupils of the main and co-observer. This edge ( 15 ) through in non-illustrated intermediate positions of the beam splitter element ( 4 ) a pupil ( 10 ) of the main observer and may not lead to any impairment in the actual image. This is ensured in the stereomicroscope according to the invention in that the beam splitter element ( 4 ) is arranged in the parallel beam path, wherein the edge is not in the immediate vicinity of an intermediate image plane. Otherwise, an image of the edge could take place through the optical system of the stereomicroscope and the edge could interfere with the migration of the pupil of the main observer.

Wird das erfindungsgemäße Stereomikroskop als reines Video-Stereomikroskop ausgelegt, so sind desweiteren geeignete Displays oder Monitore vorzusehen, auf denen eine stereoskopische Darstellung der aufgenommenen Bilder vom jeweils betrachteten Objekt möglich ist. Dies kann etwa in bekannter Art und Weise über die sequentielle Darstellung stereoskopischer Teilbilder und entsprechend hierzu synchronisierten Shutterbrillen erfolgen.Becomes the stereomicroscope according to the invention as a pure video stereo microscope Furthermore, appropriate displays or monitors are to be provided, on which a stereoscopic view of the captured images is possible from each considered object. This can be about in known way about the sequential representation of stereoscopic partial images and according thereto synchronized shutter glasses take place.

Claims

Stereomicroscope, with - at least three observation and / or documentation pupils ( 10 . 11 . 12 ), which define stereoscopic primary and secondary observation beam paths (I, II), and - a main objective ( 2 ) downstream, rotatable beam splitter element ( 4 ), the at least two beam splitter surfaces ( 4.1 . 4.2 ), which has a defined proportion of the object to be observed ( 1 ) transmitted light to the primary and secondary observation beam paths (I, II) out or reflected, characterized in that - the beam splitter element ( 4 ) about an axis ( 13 ), which coincides with one of the optical axes of the stereoscopic partial beam paths of the primary and secondary observation beam paths (I, II).

Stereo microscope according to claim 1, wherein three observation and / or 10 . 11 . 12 ) and the observation and / or documentation pupil ( 11 ) around which the beam splitter element ( 4 ) is rotatable in each rotational position of a stereoscopic beam path of the primary and secondary observation beam path (I, II) is usable.

Stereomicroscope according to claim 2, wherein the beam splitter element ( 4 ) of two prisms with a semi-cube-shaped cross section ( 4a . 4b ), which with one edge ( 15 ), and a third prism ( 4c ) is positively arranged between the other two and the boundary surfaces between the prisms ( 4a . 4b . 4c ) as beam splitter surfaces ( 4.1 . 4.2 ) and the beam splitter element ( 4 ) is further arranged in the stereomicroscope in the parallel beam path.

Stereomicroscope according to claim 3, wherein all beam splitter surfaces ( 4.1 . 4.2 ) of the beam splitter element ( 4 ) have spectrally and intensity identical reflection and transmission properties.

Stereomicroscope according to claim 4, wherein all beam splitter surfaces ( 4.1 . 4.2 ) cause a split between reflected and transmitted beams in the ratio 50:50.

Stereomicroscope according to claim 3, wherein the beam splitter element ( 4 ) is rotatable by 90 °.

Stereomicroscope according to claim 3, wherein the beam splitter element ( 4 ) a light-absorbing element ( 4.3 ) on the secondary observation beam path (II) facing away from.

Stereomicroscope according to claim 7, wherein the light-absorbing element ( 4.3 ) is designed as a neutral glass filter, which has an identical refractive index as the adjacent prism ( 4a ) having.

Stereomicroscope according to at least one of the preceding claims, wherein in the primary and secondary observation beam paths (I, II) electro-optical image sensor ( 6a . 6b . 9a ) are arranged.

Stereomicroscope according to at least one of the preceding claims, wherein the beam splitter element ( 4 ) Imaging optics ( 5a . 5b . 7a ) for generating an intermediate image in the stereoscopic Primary and secondary observation beam paths (I, II) are ordered by and the imaging optics ( 7a ) in the secondary observation beam path (II) fixed to the rotatable beam splitter element ( 4 ) connected is.

Stereomicroscope according to at least one of the preceding claims, wherein a magnification change device common to all stereoscopic observation beam paths (I, II) ( 3 ) between the beam splitter element ( 4 ) and a main objective common to all stereoscopic observation beam paths ( 2 ) is arranged.

Stereomicroscope according to at least one of the preceding Claims, wherein Raff change switching facilities the Arranged downstream beam splitter element in the primary and secondary observation beam paths are.

Stereomicroscope according to one of the preceding claims used as a surgical microscope.