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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Anordnung im Strahlengang
vor dem Objektiv eines Mikroskops nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Mikroskope
der eingangs genannten Art sind aus der Praxis bekannt und existieren
in den unterschiedlichsten Ausführungsformen.
Ein Beispiel eines derartigen Mikroskopaufbaus wird durch ein konvokales
Scanmikroskop gebildet, bei dem ein zu untersuchendes Objekt mit
einem Lichtstrahl abgerastert wird. Weiterhin sind aus dem Stand
der Technik stereoskopische Mikroskope bekannt, welche zunehmend
in der Chirurgie als auch in der Fertigung und Kontrolle kleiner
mechanischer und elektrotechnischer Bauteile Verwendung finden.
In vielen Anwendungsgebieten sollen stereoskopische Mikroskopbilder,
auf elektronischen Bildwiedergabevorrichtungen z. B. Fernsehbildschirmen
dargestellt werden, sei es für
Demonstrationszwecke oder zur Bildübertragung an einem vom Arbeitsort
entfernten Beobachtungsort. Bekannte stereoskopische Operationsmikroskope
weisen dazu im Strahlengang nach dem Objektiv für jeden Teilstrahlengang einen
Vergrößerungswechsler
auf, der als Gallilei-Fernrohr oder als Zoomsystem ausgebildet ist.
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Nachteilig
an den aus dem Stand der Technik bekannten Mikroskopen bzw. Übertragungssystemen
ist jedoch, dass sich der gewonnene Eindruck des beobachteten Objekts
lediglich auf den im Strahlengang des Mikroskops liegenden Bereich
beschränkt,
wobei das beobachtete Objekt zumeist nur als Panoramabild dargestellt
werden kann.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine Vorrichtung zu schaffen
welche einfach und kostengünstig
herstellbar und montierbar ist und zugleich in der Lage ist, dem
Betrachter ein dreidimensionales Bild eines außerhalb des direkten Strahlengangs
eines Mikroskops liegenden Objekts zu ermöglichen.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen
der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß ist dazu
an der Vorrichtung ein Beobachtungsspiegel vorgesehen, der mittels
eines am Mikroskop befestigbaren Halteorgans im Strahlengang des
Mikroskops anordenbar ist, wobei der Strahlengang des Mikroskops
durch den Beobachtungsspiegel aus der optischen Mittelachse des
Mikroskops abgelenkt werden kann. Diese Winkelperspektive hat den
Vorteil, dass dreidimensionale mikroskopische Bilder gelieliefert
werden, während die
Sehachse abgewinkelt wird. Ferner hat die Erfindung den Vorteil,
dass Manipulationen im Bereich außerhalb der direkten Sehachse
unter hochauflösender
dreidimensionaler Sicht vorgenommen werden können.
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Eine
Ausführungsform
der Erfindung sieht vor, dass das Halteorgan um die optische Mittelachse des
Mikroskops drehbar am Mikroskop gelagert ist.
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Bevorzugt
kann das Halteorgan dabei in einem Stellbereich von 0° bis 360° um die optische
Mittelachse des Mikroskops rotierend verstellbar sein. Dies hat
den Vorteil, dass die Rundumsicht in einem Hohlkörper bzw. in einem Hohlorgan
ermöglicht
werden kann.
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Des
Weiteren kann zur rotatorischen Verstellung des Halteorgans eine
fernsteuerbare, insbesondere elektrische, Antriebseinrichtung vorgesehen sein.
Dies hätte
den Vorteil, dass das Halteorgan auch von einer sich Abseits der
Vorrichtung aufhaltenden Person ferngesteuert werden könnte.
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Die
rotatorische Antriebseinrichtung selber kann in der Art eines mit
einem Elektromotor angetriebenen Zahnradantriebes ausgebildet sein,
mit dem das Halteorgan um die optische Mittelachse rotierend antreibbar
ist. Der Einsatz eines solchen mit einem Elektromotor angetriebenen
Zahnradantriebs hätte
den Vorteil, dass eine besonders genau regelbare Verstellung des
Halteorgans gewährleistet
ist.
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Eine
weitere bevorzugte Ausführungsform der
Erfindung sieht vor, dass der Beobachtungsspiegel um eine insbesondere
rechtwinklig zur optischen Mittelachse des Mikroskops verlaufenden
Schwenkachse schwenkbar am Halteorgan gelagert ist.
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Dazu
ist vorgesehen, dass der Beobachtungsspiegel in einem Stellbereich
von 0° bis
90° um die
Schwenkachse schwenkend verstellbar ist. Dies ermöglicht die
Ablenkung des Sichtwinkels des Mikroskops von 0° bis 180°.
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Auch
hier kann zur schwenkenden Verstellung des Beobachtungsspiegels
eine fernsteuerbare, insbesondere elektrische Antriebseinrichtung
vorgesehen sein.
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Bevorzugt
ist davon auszugehen, dass die schwenkende Antriebseinrichtung in
der Art eines mit einem Elektromotor angetriebenen Schneckenradantriebs
ausgebildet ist, mit dem der Beobachtungsspiegel um die Schwenkachse
schwenkend antreibbar ist. Dabei ist es denkbar, dass die Elektromotoren sowohl
an der Vorrichtung angebracht werden als auch extern über eine
Welle mit der Vorrichtung verbunden sein können.
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Eine
vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass zur Übertragung
der Stellbewegung von der Antriebseinrichtung auf den Beobachtungsspiegel
eine biegsame Übertragungswelle
vorgesehen ist. Der Einsatz einer solchen biegsamen Übertragungswelle
hat den Vorteil, dass sich die Vorrichtung nicht exakt linear verlaufenden
Verstellbereichen anpassen kann.
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Eine
weitere besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht
vor, dass am Beobachtungsspiegel ein kleinerer Ablenkspiegel befestigt
ist, mit dem ein von einer Laserlichtquelle erzeugter Laserstrahl
in das mit dem Beobachtungsspiegel beobachtbare Beobachtungsfeld
ablenkbar ist. Dies ermöglicht
eine Bewegung des Laserstrahls im gesamten Sichtfeld bei stehendem
Blickfeld.
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Des
Weiteren ist vorgesehen, dass der von der Laserlichtquelle erzeugte
Laserstrahl mittels zumindest einer optischen Umlenkeinrichtung
zwischen dem Objektiv des Mikroskops und dem Beobachtungsspiegel
auf die optische Mittelachse des Mikroskops umlenkbar ist. Dies
hätte den
Vorteil, dass die Laserlichtquelle nicht in unmittelbarer Nähe der Vorrichtung
positioniert sein müsste.
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Vorzugsweise
ist die Umlenkeinrichtung dabei in der Art eines Spiegels ausgebildet,
der am Halteorgan starr befestigt ist. Dies hat den Vorteil, dass die
Umlenkeinrichtung auch in unmittelbarer Nähe des Sichtfeldes des Mikroskops
angeordnet sein kann.
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Denkbar
ist weiterhin, dass der Spiegel den rechtwinklig zur Mittelachse
des Mikroskops verlaufenden Laserstrahl um 90° auf die Mittelachse des Mikroskops
ablenkt.
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Vorzugsweise
ist der Ablenkspiegel dabei im Zentrum des Beobachtungsspiegels
angeordnet.
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Um
die Aufnahme des Ablenkspiegels zu ermöglichen, kann der Beobachtungsspiegel
eine Ausnehmung aufweisen. Dies hätte den Vorteil, dass zur Aufnahme
des Ablenkspiegels nicht ein weiteres Halteelement nötig wäre, so dass
eine gemeinsame Anordnung von Ablenkspiegel und Beobachtungsspiegel
auf einem gemeinsamen Trägerelement
realisiert werden kann.
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Der
Ablenkspiegel selber ist dabei um zumindest eine Schwenkachse schwenkbar
am Beobachtungsspiegel verstellbar gelagert.
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Vorzugsweise
ist jedoch vorgesehen, dass der Ablenkspiegel um zwei, insbesondere
rechtwinklig zueinander verlaufenden Schwenkachsen schwenkbar am
Beobachtungsspiegel kardanisch verstellbar gelagert ist. Diese kardanische
Lagerung des Ablenkspiegels ermöglicht
eine Verstellung des Ablenkspiegels in viele verschiedene Freiheitsgrade.
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Es
ist aber auch denkbar, dass der Ablenkspiegel um eine erste Schwenkachse
schwenkbar in einem Lagerring gelagert ist, wobei der Lagerring
um eine zweite Schwenkachse, die insbesondere rechtwinklig zur ersten
Schwenkachse verläuft,
schwenkbar am Beobachtungsspiegel gelagert ist.
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Zur
schwenkenden Verstellung des Ablenkspiegels kann auch hier eine
fernsteuerbare, insbesondere elektrische Antriebseinrichtung vorgesehen sein.
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Dabei
ist denkbar, dass die Antriebseinrichtung zur Verstellung des Ablenkspiegels
mittels eines Joysticks ansteuerbar ist. Die Steuerung mit einem Joystick
hätte den
Vorteil, dass die Steuerung des Laserstrahls stets dem Verlauf des
Strahls im Blickfeld entspricht.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass
die Steuerbefehle des Joysticks in einer Steuerung derart umgerechnet
werden, dass die Bewegungen des Joysticks korrespondierende Bewegungen
des Laserstrahls im Beobachtungsfeld verursachen.
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Um
die Vorrichtung an möglichst
viele verschiedene Einsatzgebiete anzupassen, kann vorgesehen sein,
dass das Halteorgan in Richtung der Mittelachse des Mikroskops teleskopierbar
ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, dass die Vorrichtung auch
in relativer Entfernung zum Beobachtungsobjekt angeordnet sein kann,
wodurch man bei kleinen räumlichen
Bewegungen, innerhalb des Schärfenbereichs des
Mikroskops, nicht das ganze Mikroskop bewegen muss.
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Eine
weitere Ausführungsform
der Erfindung sieht vor, dass am Halteorgan und/oder Beobachtungsspiegel
fernsteuerbare Instrumente angeordnet sind. Bei diesen Instrumenten
kann es sich um Bohrer, Schaber oder ähnliches handeln, mit denen
beispielsweise Gewebe- oder Materialproben entnommen werden können. Schließlich ist
es auch denkbar, Instrumente am Rand des Mikroskopierspiegels zu installieren
und durch eine Teleskopmechanik zum Einsatzort zu bringen.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand lediglich einiger bevorzugter Ausführungsformen
darstellender Zeichnungen näher
erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine erste Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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2 die Vorrichtung gemäß 1 in einer Arbeitsstellung;
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3 eine weitere Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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4 eine weitere Ausführungsform
eines Beobachtungsspiegels mit darin angeordnetem Ablenkspiegel.
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1 zeigt eine erste Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 01 zur
Anordnung im Strahlengang 02 vor dem Objektiv 03 eines Mikroskops.
An der Vorrichtung 01 ist ein Beobachtungsspiegel 04 vorgesehen,
der mittels eines am Mikroskop befestigbaren Halteorgans 05 im Strahlengang 02 des
Mikroskops angeordnet ist. Der Strahlengang 02 des Mikroskops
kann dabei durch den Beobachtungsspiegel 04 aus der optischen
Mittelachse 06 des Mikroskops abgelenkt werden. Das Halteorgan 05 ist
hierbei so ausgelegt, dass es um die optische Mittelachse 06 des
Mikroskops drehbar am Mikroskop gelagert ist. Dabei kann das Halteorgan 05 in
einem Stellbereich von 0° bis
360° um
die optische Mittelachse 06 des Mikroskops rotierend verstellbar
sein.
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Die
rotatorische Antriebseinrichtung 07 kann dabei in der Art
eines mit einem Elektromotor 08 angetriebenen Zahnradantriebs
ausgebildet sein, mit dem das Halteorgan 05 um die optische Mittelachse 06 rotierend
antreibbar ist.
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Der
Beobachtungsspiegel 04 ist hierbei um eine insbesondere
rechtwinklig zur optischen Mittelachse 06 des Mikroskops
verlaufenden Schwenkachse 09 schwenkbar am Halteorgan 05 gelagert. Dabei
ist der Stellbereich des Beobachtungsspiegels 04 bevorzugt
in einem Bereich von 0° bis
90° um die Schwenkachse 09 vorgesehen.
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2 zeigt die Vorrichtung 01 gemäß 1 in einer Arbeitsstellung.
Die Vorrichtung 01 ist hierbei zur Beobachtung bzw. Betrachtung
eines im Rachen 11 eines schematisch dargestellten Menschen 10 gelegenen
Objekts 12 vorgesehen. Die Vorrichtung 01 kann
dabei soweit am Objekt 12 vorbeigeführt werden, dass durch Abwinklung
des Beobachtungsspiegels 04 ein abgewinkelter Beobachtungsbereich 13 sichtbar
wird, der außerhalb
der optischen Mittelachse 06 des Mikroskops liegt.
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Somit
kann dem Betrachter auch ein hinterer Bereich 14 des Objekts 12 mit
Hilfe des Beobachtungsspiegels 04 dreidimensional dargestellt
werden. Der Beobachtungsspiegel 04 kann dabei über die Schwenkachse 09 so
verstellt werden, dass der abgewinkelte Beobachtungsbereich 13 variiert
werden kann.
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3 zeigt eine weitere Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 15.
Die Vorrichtung 15 unterscheidet sich von der Vorrichtung 02 dadurch,
dass am Beobachtungsspiegel 16 ein kleinerer Ablenkspiegel 17 befestigt
ist, mit dem ein von einer Laserlichtquelle 18 erzeugter
Laserstrahl 19 in das mit dem Beobachtungsspiegel 16 beobachtbare Beobachtungsfeld 20 ablenkbar
ist.
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Der
von der Laserlichtquelle 18 erzeugte Laserstrahl 19 wird
hierbei mittels einer optischen Umlenkeinrichtung 21 zwischen
dem Objektiv 22 des Mikroskops und dem Beobachtungsspiegel 16 umgelenkt.
Die Umlenkeinrichtung 21 ist dabei in der Art eines Spiegels
ausgebildet welcher am Halteorgan 23 starr befestigt ist.
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Der
Ablenkspiegel 17 ist vorzugsweise im Zentrum des Beobachtungsspiegels 16 angeordnet.
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4 zeigt eine weitere Ausführungsform
eines Beobachtungsspiegels 24. Der Beobachtungsspiegel 24 ist
hierbei um eine rechtwinklig zur optischen Mittelachse 25 des
Mikroskops verlaufenden Schwenkachse 26 schwenkbar gelagert.
Im Zentrum des Beobachtungsspiegels 24 ist ein kleinerer
Ablenkspiegel 27 befestigt, mit dem ein von einer Laserlichtquelle
erzeugter Laserstrahl in das mit dem Beobachtungsspiegel beobachtbare
Beobachtungsfeld ablenkbar ist. Zur Aufnahme des Ablenkspiegels 27 weist
der Beobachtungsspiegel 24 eine Ausnehmung 28 auf.
Der Ablenkspiegel 27 selber ist hierbei um zwei, insbesondere
rechtwinklig zueinander verlaufenden Schwenkachsen 29 und 30 schwenkbar
am Beobachtungsspiegel 24 kardanisch verstellbar gelagert.
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- 01
- Vorrichtung
- 02
- Strahlengang
- 03
- Objektiv
- 04
- Beobachtungsspiegel
- 05
- Halteorgan
- 06
- optische
Mittelachse
- 07
- Antriebseinrichtung
- 08
- Elektromotor
- 09
- Schwenkachse
- 10
- Mensch
- 11
- Rachen
- 12
- Objekt
- 13
- Beobachtungsbereich
- 14
- hinterer
Bereich
- 15
- Vorrichtung
- 16
- Beobachtungsspiegel
- 17
- Ablenkspiegel
- 18
- Laserlichtquelle
- 19
- Laserstrahl
- 20
- Beobachtungsfeld
- 21
- Umlenkeinrichtung
- 22
- Objektiv
- 23
- Halteorgan
- 24
- Beobachtungsspiegel
- 25
- optische
Mittelachse
- 26
- Schwenkachse
- 27
- Ablenkspiegel
- 28
- Ausnehmung
- 29
- Schwenkachse
- 30
- Schwenkachse