Stereomikroskop
Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Mikroskop. Weiter betrifft die vorliegende Erfindung ein Stereomikroskop zur Abbildung eines in einer Objektebene des Stereomikroskops anordenbaren Objekts, wobei das Stereomikroskop wenigstens ein Paar von Abbildungsstrahlengängen bereitstellt. Das Stereomikroskop umfaßt ein Abbildungssystem mit mehreren optischen Elementen, wobei die mehreren optischen Elemente eine Mehrzahl von Linsen und wenigstens ein Umlenkelement mit einer Spiegelfläche zur Faltung des wenigstens einen Paars von Abbildungsstrahlengängen umfassen.
Derartige Mikroskope und insbesondere Stereomikroskope finden beispielsweise in der Medizintechnik als Operationsmikroskope Verwendung. Der prinzipielle Aufbau eines Stereomikroskops, wie es aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 197 18 102 Al bekannt ist, ist in Figur 8A schematisch gezeigt.
Gemäß Figur 8A weist ein Stereomikroskop zur Abbildung eines in einer Objektebene 41 anordenbaren Objekts eine Objektivlinse 44, eine Lichtblende 45 und ein variables Vergrößerungssystem mit Umkehrsystem 51 auf. Weiter sind austrittsseitig des Vergrößerungssystems mit Umkehrsystem 51 links- und rechtsseitige optische Abbildungssysteme vorgesehen. Ein Paar von Abbildungsstrahlengängen 42a und 42b wird in der Objektivlinse 44 und in dem Vergrößerungssystem mit Umkehrsystem 51 gemeinsam geführt. In Linsen 56 und 57 bzw. 56' und 57' des links- bzw. rechtsseitigen Abbildungssystems werden die Abbildungsstrahlengänge 42a und 42b getrennt geführt. Zur Erzielung eines stereoskopischen Effekts schließen die Abbildungsstrahlengänge in der Objektebene 41 einen Stereowinkel α ein, der üblicherweise zwischen 4° und 8° beträgt.
Die Lichtblende 45 dient zur Einstellung der Empfindlichkeit des Stereomikroskops. Hierfür muß im Bereich der Lichtblende 45 und damit zwischen der Objektivlinse 44 und dem variablen Vergrößerungssystem mit Umkehrsystem 51 eine Pupillenebene 4A
einer Eintrittspupille der Abbildungsstrahlengänge 42a und 42b angeordnet sein.
Dabei wird unter Pupillenebene die gekrümmte oder flache Ebene verstanden, in der sich Mitten- oder Hauptstrahlen der von den AbbildungsStrahlengängen 42a und 42b geführten Strahlenbündel schneiden, wobei die Mitten- oder Hauptstrahlen von unterschiedlichen Objektpunkten in der Objektebene 41 ausgehen.
Weiter bewirkt das Abbildungssystem des in Figur 8A gezeigten Stereomikroskops innerhalb des variablen Vergrößerungssystems mit Umkehrsystem 51 die Abbildung eines Zwischenbildes 4P. Dies erleichtert aufgrund des im Zwischenbild minimalen Durchmessers des von dem Abbildungssystem geführten Strahlenbündels ein Durchfädeln des Strahlenbündels durch das variable Vergrößerungssystem mit Umkehrsystem 51.
Dabei wird unter einem Zwischenbild eine zur Objektebene 41 optisch konjugierte Ebene verstanden.
Eine perspektivische Ansicht ausgewählter Elemente eines aus dem Stand der Technik nach DE 197 18 102 Al bekannten Stereomikroskops mit dem aus Figur 8A bekannten prinzipiellen Aufbau ist in Figur 8B schematisch dargestellt.
Wie aus Figur 8B ersichtlich, weisen aus dem Stand der Technik bekannte Stereomikroskope eine Vielzahl von jeweils wenigstens eine Spiegelfläche aufweisenden Umlenkelementen 43, 46, 47, 49, 51, 52, 53 und 54 auf, um einen von dem Paar von Abbildungsstrahlengängen gebildeten Abbildungsstrahlengang 42 zu falten. Der Grund für die Faltung ist, daß zum einen eine Gesamtlänge des Aufbaus des Stereomikroskops gering gehalten werden soll. Weiter wird es mittels des Faltens ermöglicht, in den Abbildungsstrahlengang 42 über einen Umlenkspiegel 43, der vor der Objektivlinse 44 benachbart zur Objektebene 41 angeordnet ist, einen Beleuchtungsstrahlengang eines (nicht gezeigten) Beleuchtungssystems einzukoppeln. Hierdurch wird eine 0° -Beleuchtung eines in der Objektebene 43 anordenbaren Objekts ermöglicht. Hierfür weist der Spiegel 43 eine Oberfläche auf,
welche semitransparent ist. Schließlich bewirkt die Faltung eine Pupillenvertauschung und Bildumkehr und korrigiert so eine von Linsen 44, 50, 55 und dem Vergrößerungssystem 48 des Stereomikroskops bewirkte Pupillenvertauschung und Bildumkehr.
Der vorstehend beschriebene Aufbau eines Stereomikroskops aus dem Stand der Technik weist die folgenden Nachteile auf :
Die Einkopplung eines 0° -Beleuchtungssystems über den semi- transparenten Spiegel 43 führt zu erheblichen Verlusten sowohl im Beleuchtungsstrahlengang als auch im Abbildungsstrahlengang. Der Grund ist, daß der semitransparente Spiegel die Abbildungsstrahlen nicht vollständig faltet und die im Beleuchtungsstrahlengang geführte Beleuchtungsstrahlen nicht vollständig hindurch läßt. In der Folge muß die Intensität der von dem Beleuchtungssystem emittierten Strahlen erhöht werden, was zu Hitzeproblemen im Operationsfeld und damit einer erhöhten Patientenbelastung führen kann.
Weiter läßt sich bei der Einkopplung einer 0° -Beleuchtung über einen semitransparenten Spiegel nur mit großem Aufwand verhindern, daß bei dem Durchlaufen der Beleuchtungsstrahlen durch den semitransparenten Spiegel Reflexe auftreten, die auch in den von dem Abbildungsstrahlengang geführten Abbildungs- strahlen zu sehen sind. Der Grund ist, daß sich bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Stereomikroskop die Abbildungs- Strahlengänge und der Beleuchtungsstrahlengang systembedingt überlappen.
Weiter ist es bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Aufbau nachteilig, daß dieser acht Umlenkelemente zur Faltung des Abbildungsstrahlenganges verwendet und daher einen sehr voluminösen Aufbau aufweist. Dieser voluminöse Aufbau ist auch eine Folge davon, daß aus Anwendersicht ein Stereomikroskop mit ein oder zwei frei drehbaren Tubusoptiken mit Okularen, denen jeweils ein Paar von Abbildungsstrahlengängen zugeführt wird, realisiert werden soll. Der Grund ist, daß die Paare von Abbildungsstrahlengängen auch nach einer Drehung eines
jeweiligen Tubus mit Okularen vollständig von einem jeweiligen Umlenkelement gefaltet werden müssen.
Aus der DE 10 2004 059 143, auf deren Inhalt vollumfänglich Bezug genommen wird, ist ein Mikroskop-Endoskop- Untersuchungssystem für die Untersuchung eines Objekts bekannt. Das vorbekannte System umfasst eine Endoskopoptik und eine Hauptoptik mit einem Endoskop- und einem Stereomikroskopstrahlengang. Ein erstes und zweites optisches Element der Hauptoptik ist einer Objektebene des Stereomikroskopstrahlengangs am nächsten angeordnet und von einem linken bzw. einem rechten Strahlengang des Stereomikroskopstrahlengangs durchsetzt. Zentralstrahlachsen von Zentralstrahlen des linken bzw. rechten Strahlengangs sind zwischen der Objektebene und dem ersten bzw. zweiten optischen Element im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, wobei, gesehen in einer Projektion auf die gemeinsame Ebene, sämtliche optische Elemente der Endoskopoptik wenigstens teilweise zwischen den beiden Zentralstrahlachsen angeordnet sind. Der Aufbau des vorbekannten System ist jedoch sehr aufwändig .
Ausgehend von dem vorstehenden Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Stereomikroskop bereitzustellen, welches gegenüber dem Stand der Technik einen verbesserten Aufbau aufweist.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen ein Stereomikroskop bereit, welches wenigstens einem Betrachter Freiheitsgrade hinsichtlich seiner Anordnung relativ zu einem in einer Objektebene anordenbaren zu beobachtenden Objekt bietet.
Weiter stellen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Stereomikroskop bereit, welches, welches einen Sekundär- strahlengang aufweist, der mit Abbildungsstrahlengängen des Stereomikroskops einen Winkel von kleiner 5° und insbesondere kleiner 3° und weiter insbesondere im wesentlichen gleich 0° einschließt, wobei eine Beeinträchtigung von in den Abbildungsstrahlengängen geführten Abbildungsstrahlen durch in
dem Sekundärstrahlengang geführte SekundärStrahlung wirkungsvoll vermieden wird.
Weitere Ausführungsformen stellen ein Stereomikroskop bereit, welches eine besonders kompakte Bauform aufweist.
Weitere Ausführungsformen stellen ein verbessertes Mikroskop bereit, welches für eine Verwendung in Verbindung mit einem Endoskop geeignet ist.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Stereomikroskop zur Abbildung eines in einer Objektebene des Stereomikroskops anordenbaren Objekts offenbart, wobei das Stereomikroskop wenigstens ein Paar von Abbildungsstrahlengängen bereitstellt. Das Stereomikroskop umfasst wenigstens ein Umlenkelement mit (wenigstens) einer Spiegelfläche sowie ein Abbildungssystem mit mehreren optischen Elementen, wobei die mehreren optischen Elemente eine Mehrzahl von Linsen umfassen. Dabei sind die mehreren optischen Elemente derart konfiguriert, daß Pupillenebenen der Abbildungsstrahlengänge die Spiegelfläche des wenigstens einen Umlenkelements schneiden oder mit einem Abstand von der Spiegelfläche angeordnet sind. Dabei ist der Abstand kleiner als ein 1,5-faches und insbesondere kleiner als ein 1,0-faches und weiter insbesondere kleiner als ein 0,5- faches eines Durchmessers einer der Spiegelfläche entlang der Abbildungsstrahlengänge am nächsten angeordneten Linse der Mehrzahl von Linsen.
Zusammenfassend sind die Abbildungsstrahlengänge so geführt, daß im Bereich der Spiegelfläche des wenigstens einen Umlenkelements des Stereomikroskops eine Pupillenebene (Ebene, in der eine Pupillenabbildung erfolgt) angeordnet ist. Dies führt aufgrund eines von den Abbildungsstrahlengängen in der Objektebene paarweise eingeschlossenen Stereowinkels dazu, daß sich die Abbildungsstrahlengänge im Bereich der Spiegelfläche nicht überlappen. Diese saubere Trennung der Abbildungsstrahlengänge erlaubt eine für in den Abbildungsstrahlengängen geführte Strahlung weitgehend störungsfreie Anordnung eines
Sekundärstrahlengangs zwischen den Abbildungsstrahlengängen (Null-Grad-Anordnung) .
Dabei bezeichnet der Begriff "Pupillenebene" diejenige Ebene, die durch eine Abbildung einer Pupille eines jeweiligen AbbildungsStrahlengangs aufgespannt wird. Der Begriff "Ebene" im Sinne von "Pupillenebene" ist in diesem Dokument nicht auf eine mathematische Ebene beschränkt, sonder beschreibt eine in der Praxis zumeist gekrümmte optische Fläche. Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei der Pupillenebene um diejenige Ebene, in der eine Eintrittspupille eines Objektivs des Stereomikroskops angeordnet ist.
Weiter wird der Abstand zwischen einer Pupillenebene eines jeweiligen AbbildungsStrahlengangs und der Spiegelfläche gemäß einer Ausführungsform ausgehend von einer auf der Spiegelfläche von einer Strahlquerschnittsfläche des jeweiligen Abbildungsstrahlengangs maximal überstrichenen Fläche parallel zum Strahlengang des jeweiligen AbbildungsStrahlengangs gemessen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Abstand ausgehend von einem Flächenschwerpunkt der von der Strahlquerschnittsfläche auf der Spiegelfläche maximal überstrichenen Fläche und parallel zu einem Zentralstrahl des AbbildungsStrahlengangs gemessen.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform sind die mehreren optischen Elemente des Stereomikroskops derart konfiguriert, daß durch Pupillenabbildungen der AbbildungsStrahlengänge festgelegte Flächen die Spiegelfläche des wenigstens einen Umlenkelements schneiden oder mit einem Abstand von der Spiegelfläche angeordnet sind. Dabei ist der Abstand ausgehend von einem Flächenschwerpunkt der von einer Strahlquerschnittsfläche des jeweiligen Abbildungsstrahlengangs auf der Spiegelfläche maximal überstrichenen Fläche parallel zu einem Zentralstrahl des jeweiligen Abbildungsstrahlengangs kleiner als ein 1,5-faches und insbesondere kleiner als ein 1,0- faches und weiter insbesondere kleiner als ein 0,5-faches eines Durchmessers einer der Spiegelfläche entlang der Abbildungsstrahlengänge am nächsten angeordneten Linse der
Mehrzahl von Linsen. Weiter ist die Spiegelfläche des Umlenkelements gemäß dieser Ausführungsform benachbart zu den Pupillenabbildungen der Abbildungsstrahlengänge angeordnet.
Die Konfiguration der optischen Elemente des Stereomikroskops zur Anordnung der Pupillenabbildungen der AbbildungsStrahlengänge im Bereich der Spiegelfläche des Umlenkelements kann beispielsweise durch Verwendung eines handelsüblichen Computerprogramms zur Berechnung von optischen Systemen wie z.B. Code V erfolgen. Derartige Programme erlauben eine Vorgabe der Lage der Pupillenabbildungen der Abbildungsstrahlengänge und geben die hierfür erforderlichen optischen Parameter der verwendeten optischen Elemente aus.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform sind zwischen der Spiegelfläche des Umlenkelements und der Objektebene des Stereomikroskops keine optisch wirksamen Elemente angeordnet. Somit sind die Abbildungsstrahlengänge zwischen der Spiegelfläche des Umlenkelements und der Objektebene des Stereomikroskops frei von optisch wirksamen Elementen. Dabei werden unter optisch wirksamen Elementen derartige Elemente verstanden, durch deren Hinzufügen oder Entfernen ein Arbeitsabstand des Stereomikroskops um mehr als 0,5% und insbesondere mehr als 1% und weiter insbesondere um mehr als 2% und weiter insbesondere um mehr als 5% verändert wird.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfassen die mehreren optischen Elemente des Abbildungssystems ferner das wenigstens eine Umlenkelement, wobei die Spiegelfläche des wenigstens einen Umlenkelements zur Faltung des wenigstens einen Paars von Abbildungsstrahlengängen ausgebildet ist.
Somit erfolgt gemäß dieser Ausführungsform eine Abbildung objektseitiger Pupillenebenen der Abbildungsstrahlengänge im Bereich einer die Abbildungsstrahlengänge faltenden Spiegelfläche. Dies führt aufgrund eines von den Abbildungsstrahlengängen in der Objektebene paarweise eingeschlossenen Stereowinkels dazu, daß sich diese die
Spiegelfläche treffenden AbbildungsStrahlengänge im Bereich der Spiegelfläche nicht überlappen.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform definieren Strahlenbündel der Abbildungsstrahlengänge auf der Spiegelfläche des wenigstens einen Umlenkelements jeweils Strahlquerschnitts- flächen, welche einen Abstand voneinander aufweisen. Dieser Abstand zwischen den Strahlquerschnittsflächen ermöglicht eine Null-Grad-Anordnung beispielsweise eines SekundärStrahlengangs (z.B. eines Beleuchtungssystems, eines Behandlungssystems oder eines Endoskops) . Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf eine ' derartige Null-Grad-Anordnung des SekundärStrahlengangs beschränkt .
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform stellt das Stereomikroskop wenigstens einen Sekundärstrahlengang bereit, welcher das Umlenkelement in einem Bereich zwischen den Strahlquerschnittsflächen der AbbildungsStrahlengänge durchsetzt .
Aufgrund der Beabstandung der Strahlquerschnittsflächen findet in der Spiegelfläche keine Überlappung der Abbildungsstrahlengänge mit dem wenigstens einen Sekundärstrahlengang statt. Hierdurch ist sichergestellt, daß in dem Sekundärstrahlengang geführte Strahlung nicht beispielsweise in Folge von Reflexen der Spiegelfläche durch die AbbildungsStrahlengänge abgebildet wird. Weiter ermöglicht die Anordnung des Sekundärstrahlengangs in dem Abstand zwischen den beiden Abbildungsstrahlengängen auf besonders einfache und genaue Weise einen Sekundärstrahlengang beispielsweise zur 0° -Beleuchtung eines in der Objektebene anordenbaren zu beobachtenden Objekts. Dieser Sekundärstrahlengang kann alternativ jedoch zu beliebigen Diagnose- und Therapiezwecken wie beispielsweise auch im Rahmen einer OCT (Optical Coherence Tomography) verwendet werden. Dabei ist zu betonen, daß die Beabstandung der Strahlquerschnittsflachen dadurch erzielt wird, daß die von Pupillen der Abbildungsstrahlengänge definierte Pupillenebene im Bereich der Spiegelflächen angeordnet ist, da die Strahlenbündel der Abbildungsstrahlengänge auf der
Spiegelfläche sonst diffuse und sich überlappende Strahlquerschnittsflächen aufweisen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform weist das Stereomikroskop wenigstens ein Rohr auf, welches das wenigstens eine Umlenkelement in einem Bereich zwischen den Strahlquerschnittsflächen der AbbildungsStrahlengänge durchsetzt. Somit kann das Rohr im Bereich zwischen den Strahlquerschnittsflächen zur Null-Grad Durchführung beispielsweise eines Untersuchungsgeräts oder Manipulators o.a. genutzt werden. Dies kann insbesondere in der Neurochirugie vorteilhaft sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Sekundärstrahlengang in dem Rohr geführt. Somit kann es sich bei dem Rohr beispielsweise um einen Teil eines Endoskopiesystems handeln.
Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn das wenigstens eine Umlenkelement in dem Bereich zwischen den Strahlquerschnittsflächen der Abbildungsstrahlengänge eine von dem wenigstens einen Sekundärstrahlengang durchsetzte Ausnehmung aufweist. Hierfür kann das wenigstens eine Umlenkelement beispielsweise zwei getrennte Spiegelflächen oder eine von der Ausnehmung durchsetzte Spiegelfläche aufweisen.
Das Vorsehen einer Ausnehmung in dem wenigstens einen Umlenkelement ist möglich, da aufgrund der Anordnung der Pupillenebene im Bereich der Spiegelfläche ein zwischen den Strahlenquerschnittsflächen der von den Abbildungsstrahlengängen geführten Strahlenbündel liegender Bereich identifiziert werden kann, der nie für die Faltung der AbbildungsStrahlengänge benötigt wird.
Alternativ kann es vorteilhaft sein, daß die Abbildungsstrahlengänge zur Abbildung von Strahlung aus einem ersten Wellenlängenbereich konfiguriert sind, und daß das wenigstens eine Umlenkelement in dem Bereich zwischen den Strahlquerschnittsflächen der AbbildungsStrahlengänge eine Reflektivität
für die Strahlung aus dem ersten Wellenlängenbereich aufweist, welche kleiner ist als eine Reflektivität des wenigstens einen Umlenkelements für die Strahlung aus dem ersten Wellenlängenbereich in einem Bereich der Strahlquerschnittsflächen.
Somit kann die Spiegelfläche des wenigstens einen Umlenkelements in dem Bereich zwischen den Strahlquerschnittsflächen der Abbildungsstrahlengänge eine vollständige oder zumindest teilweise Transparenz aufweisen, um den wenigstens einen Sekundärstrahlengang hindurchzuführen. Da sich die Transparenz auf. den Bereich zwischen den Strahlquerschnittsflächen der Abbildungsstrahlengänge beschränkt, findet im Bereich der Strahlquerschnittsflächen weiterhin eine bestmögliche Reflexion und damit Faltung der Abbildungsstrahlengänge statt. In der Folge wird die Intensität der in den durch die Spiegelfläche des wenigstens einen Umlenkelements gefalteten Abbildungsstrahlengängen geführten Strahlung durch die bereichsweise Transparenz des wenigstens einen Umlenkelements nicht beeinträchtigt.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform können die Abbildungsstrahlengänge zur Abbildung von Strahlung aus einem ersten Wellenlängenbereich konfiguriert sein, und kann der wenigstens eine Sekundärstrahlengang zur Abbildung von Strahlung aus einem von dem ersten Wellenlängenbereich verschiedenen zweiten Wellenlängenbereich konfiguriert sein. In diesem Fall kann es vorteilhaft sein, wenn das wenigstens eine Umlenkelement in wenigstens einem Bereich der Strahlquerschnittsflächen der Abbildungsstrahlengänge eine Reflektivität für die Strahlung aus dem ersten Wellenlängenbereich aufweist, welche größer ist, als eine Reflektivität für die Strahlung aus dem zweiten Wellenlängenbereich .
In der Folge kann das wenigstens eine Umlenkelement eine dichroitische Spiegelfläche zur Führung von sowohl den
Abbildungsstrahlengängen als auch dem wenigstens einen Sekundärstrahlengang aufweisen.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform stellt das Stereomikroskop ferner wenigstens einen Sekundärstrahlengang bereit und ist die Spiegelfläche des wenigstens einen Umlenkelements zur Faltung des wenigstens einen Sekundärstrahlengangs ausgebildet .
Somit erfolgt gemäß dieser einer weiteren beispielhaften Ausführungsform eine Abbildung objektseitiger Pupillenebenen der Abbildungsstrahlengänge im Bereich einer Spiegelfläche, die nicht wie in der ersten Ausführungsform die Abbildungsstrahlengänge, sondern den Sekundärstrahlengang faltet. Da auch in der weiteren Ausführungsform in der Spiegelfläche keine Überlappung der Abbildungsstrahlengänge mit dem wenigstens einen Sekundärstrahlengang stattfindet, wird auf die zur ersten Ausführungsform beschriebenen Vorteile verwiesen.
Dabei können Strahlenbündel der Abbildungsstrahlengänge in den Pupillenebenen jeweils Strahlquerschnittsflächen definieren, welche einen Abstand voneinander aufweisen. Dann kann die Spiegelfläche des wenigstens einen Umlenkelements in einem Bereich zwischen den Strahlquerschnittsflächen der Abbildungsstrahlengänge angeordnet sein, ohne daß in den Abbildungsstrahlengängen geführte Strahlung von der Spiegelfläche gefaltet wird.
Hierfür kann es vorteilhaft sein, wenn ein Durchmesser einer Projektion der Spiegelfläche des wenigstens einen Umlenkelements entlang der AbbildungsStrahlengänge kleiner oder gleich dem Abstand der Strahlquerschnittsflächen ist.
Um eine Beeinträchtigung von in den Abbildungsstrahlengängen geführter Strahlung zu vermeiden, kann es Vorteile bringen, wenn die Strahlquerschnittsflächen der Abbildungsstrahlengänge in den Pupillenebenen frei von der Spiegelfläche des wenigstens einen Umlenkelements sind.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform sind die AbbildungsStrahlengänge zur Abbildung von Strahlung aus einem ersten Wellenlängenbereich konfiguriert, und ist der (wenigstens
eine) Sekundärstrahlengang zur Abbildung von Strahlung aus einem von dem ersten Wellenlängenbereich verschiedenen zweiten Wellenlängenbereich konfiguriert. Weiter definieren Strahlenbündel der AbbildungsStrahlengänge in den Pupillenebenen jeweils Strahlquerschnittsflächen, welche einen Abstand voneinander aufweisen. Dann kann das wenigstens eine Umlenkelement in wenigstens einem Bereich außerhalb der Strahlquerschnittsflächen der Abbildungsstrahlengänge eine Reflektivität für die Strahlung aus dem zweiten Wellenlängenbereich aufweisen, welche größer ist, als eine Reflektivität für die Strahlung aus dem ersten Wellenlängenbereich.
In der Folge kann das Umlenkelement eine dichroitische Spiegelfläche sein, die zur selektiven Faltung von nur in dem Sekundärstrahlengang geführter Strahlung bei gleichzeitiger vorzugsweise geradliniger Transmission von in den AbbildungsStrahlengängen geführter Strahlung ausgebildet ist.
Allgemein kann es vorteilhaft sein, wenn das Stereomikroskop ferner ein Beleuchtungssystem zur Beleuchtung der Objektebene umfaßt, wobei das Beleuchtungssystem eine Strahlungsquelle und eine Beleuchtungsoptik umfaßt, welche Beleuchtungsoptik den wenigstens einen Sekundärstrahlengang bereitstellt.
Somit kann durch den Sekundärstrahlengang auf einfache und zuverlässige Weise ohne Beeinträchtigung der von den Abbildungsstrahlengängen geführten Abbildungsstrahlen eine 0°- Beleuchtung zur Beleuchtung eines in der Objektebene anordenbaren Objekts bereitgestellt werden.
Weiter kann es vorteilhaft sein, wenn das Stereomikroskop zusätzlich oder alternativ ein Infrarot-Beobachtungssystem mit einer Infrarot-Abbildungsoptik umfaßt, welche den wenigstens einen Sekundärstrahlengang bereitstellt.
Somit ermöglicht der Sekundärstrahlengang weiter eine 0° -Beobachtung eines in der Objektebene anordenbaren Objekts mittels des Infrarot-Beobachtungssystems. Bei Infrarot-
beobachtungsSystemen ist es erforderlich, daß der Strahlengang des Infrarot-Beobachtungssystems möglichst wenig optische Linsen durchläuft, da die Temperatur der durchlaufenen optischen Linsen ansonsten die von dem Infrarot-Beobachtungssystem empfangene Strahlung beeinflußt.
Zudem kann es vorteilhaft sein, wenn das Stereomikroskop zusätzlich oder alternativ einen Laser mit einem Strahlführungssystem umfaßt, welches den wenigstens einen Sekundärstrahlengang bereitstellt .
Ein derartiger Laser kann beispielsweise bei der Krebsbehandlung zu Therapiezwecken eingesetzt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Abbildungssystem ein erstes Teilsystem aufweisen, dessen optischen Elemente eine Mehrzahl von Linsen umfassen, welche von beiden AbbildungsStrahlengängen des wenigstens einen Paars von Strahlengängen gemeinsam durchsetzt sind.
In der Folge kann der allgemein übliche prinzipielle Aufbau eines Stereomikroskops auch bei dem vorgeschlagenen Stereomikroskop beibehalten werden.
In diesem Fall kann es vorteilhaft sein, wenn die der wenigstens einen Spiegelfläche entlang der Abbildungsstrahlengänge am nächsten angeordnete Linse eine Linse des ersten Teilsystems ist.
Dies ermöglicht bei geeigneter Wahl der optischen Systemdaten der am nächsten angeordneten Linse auch bei einer Veränderung eines Arbeitsabstandes des Stereomikroskops eine automatische Anpassung des von dem wenigstens einen Paar von Abbildungsstrahlengängen in der Objektebene eingeschlossenen Stereowinkels. Dabei ist zu betonen, daß der Stereowinkel nicht konstant sein muß. Vielmehr ist lediglich erforderlich, daß sich die Abbildungsstrahlengänge auch nach einer Änderung des Arbeitsabstandes in der Objektebene unter einem gewissen von Null verschiedenen Winkel treffen.
Weiter kann es Vorteile bringen, wenn die Mehrzahl von Linsen das erste Teilsystems entlang einer gemeinsamen optischen Achse angeordnet sind, und wenigstens zwei Linsen des ersten Teilsystems entlang der optischen Achse relativ zueinander verlagerbar sind.
In diesem Fall können die wenigstens zwei Linsen des ersten Teilsystems entlang der optischen Achse relativ zueinander verlagerbar sein, um einen Abstand der Objektebene von dem Stereomikroskop und/oder eine Vergrößerung der bewirkten Abbildung zu ändern.
Dabei kann bei geeigneter, dem Fachmann bekannter Wahl der Systemdaten der optischen Linsen sichergestellt werden, daß das wenigstens eine Paar von Abbildungsstrahlengängen auch nach einer Änderung des Abstandes der Objektebene von dem Stereomikroskop und damit des Arbeitsabstandes und/oder einer Vergrößerung der Abbildung in der Objektebene automatisch einen Stereowinkel einschließt.
Weiter können die optischen Elemente des ersten Teilsystems derart konfiguriert sein, daß die Objektebene des Stereomikroskops in ein Zwischenbild abgebildet ist, welches zwischen einem Paar von Linsen des ersten Teilsystems angeordnet ist.
Die Bereitstellung eines Zwischenbildes im Bereich des ersten Teilsystems erlaubt einen kompakten Aufbau und eine vereinfachte Korrektur von Bildfehlern.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Abbildungssystem ein zweites Teilsystem aufweisen, dessen optische Elemente eine Mehrzahl von Linsen umfassen, welche jeweils von lediglich einem Abbildungsstrahlengang des wenigstens einen Paars von Abbildungsstrahlengängen durchsetzt sind.
In diesem Fall kann es vorteilhaft sein, wenn das Stereomikroskop ferner eine Strahlteileranordnung mit wenigstens einer teilweise transparenten Spiegelfläche umfaßt, welche von
einem ersten Paar von Abbildungsstrahlengängen des wenigstens einen Paars von Abbildungsstrahlengängen durchsetzt ist, und an welcher ein zweites Paar von AbbildungsStrahlengängen des wenigstens einen Paars von Abbildungsstrahlengängen reflektiert ist.
Somit ist es durch die Verwendung eines physikalischen Strahlenteilers möglich, zwei unabhängige Paare von Abbildungsstrahlengängen bereitzustellen, die in dem zweiten Teilsystem unabhängig voneinander vergrößert werden können. Dies ist sinnvoll, wenn ein in der Objektebene anordenbares Objekt gleichzeitig von zwei Benutzern beobachtet werden soll, oder aber beispielsweise gleichzeitig zu einer Beobachtung durch einen Benutzer eine Protokollierung mittels einer Kamera ermöglicht werden soll.
Hierdurch weisen die unabhängigen Paare von Abbildungsstrahlengängen Freiheitsgrade hinsichtlich ihrer Anordnung relativ zu dem in der Objektebene anordenbaren zu beobachtenden Objekt auf.
Weiter kann es vorteilhaft sein, wenn wenigstens zwei Linsen des zweiten Teilsystems entlang der optischen Achse relativ zueinander verlagerbar sind, um eine Vergrößerung der Abbildung zu ändern.
Das zweite Teilsystem kann weiter wenigstens eine Tubusoptik mit Okularen aufweisen.
Somit ist eine direkte Beobachtung der durch das Stereomikroskop bewirkten Abbildung eines in der Objektebene anordenbaren Objekts durch einen Benutzer möglich.
Alternativ oder zusätzlich kann das zweite Teilsystem wenigstens ein Paar von Kameras aufweisen.
Dies erlaubt beispielsweise eine stereoskopische Protokollierung der von dem Stereomikroskop bereitgestellten Abbildung des in der Objektebene anordenbaren zu beobachtenden Objekts.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Stereomikroskop weiter eine Selektoranordnung zur Auswahl eines Paars von Teilstrahlenbündeln eines von dem Abbildungssystem geführten bildseitigen Strahlenbündels aufweisen, wobei die Selektoranordnung dazu ausgebildet ist, einen Strahlquerschnitt wenigstens eines der beiden Teilstrahlenbündel relativ zu einem Strahlquerschnitt des bildseitigen Strahlenbündels zu verlagern.
Somit erfolgt die Definition der Abbildungsstrahlengänge erst durch die Selektoranordnung, welche aus einem in dem AbbildungsSystem geführten Strahlengang Teilstrahlenbündel herausgreift, deren Strahlenquerschnitte relativ zu einem Strahlenquerschnitt des gesamten bildseitigen Strahlenbündels verlagert sind. Aufgrund der durch die Selektoranordnung bewirkten Verlagerung schließen die beiden zeitlich aufeinander folgenden Teilstrahlenbündel bei entsprechender Anpassung der Selektoranordnung an das Abbildungssystem in der Objektebene einen Stereowinkel ein. In der Folge enthalten zeitlich nacheinander aufgenommene Abbildungen von durch die Selektoranordnung relativ zueinander verlagerten Teil- strahlenbündeln zusammen die volle Stereoinformation. Dies ermöglicht beispielsweise die stereoskopische Protokollierung einer durch das Stereomikroskop bewirkten Abbildung eines in der Objektebene anordenbaren Objektes auch dann, wenn an Stelle von zwei Kameras oder einer Stereokamera eine einzelne Kamera verwendet wird. Auch ein digitales Stereomikroskop mittels einer Digitalkamera kann so realisiert werden.
In diesem Fall kann es vorteilhaft sein, wenn die Selektoranordnung benachbart zur (wenigstens einen) Spiegelfläche des wenigstens einen Umlenkelements angeordnet ist und eine in einem Strahlquerschnitt des bildseitigen Strahlenbündels angeordnete schaltbare Blende umfaßt, die wahlweise das erste Teilstrahlenbündel oder das zweite Teilstrahlenbündel transmittiert .
Da die Strahlenquerschnittsflächen der Abbildungsstrahlengänge im Bereich der Spiegelfläche des wenigstens einen Umlenkelements
aufgrund der Anordnung der Pupillenebene im Bereich der Spiegelfläche leicht bestimmbar sind, ist die Integration der Selektoranordnung ohne großen Aufwand möglich.
Alternativ kann die Selektoranordnung in das wenigstens eine Umschaltelement integriert sein. In diesem Fall ist die Spiegelfläche des wenigstens einen Umschaltelements schaltbar.
In der Folge kann die Anordnung der Pupillenebenen der AbbildungsStrahlengänge ohne Rücksicht auf die Selektoranordnung in der Spiegelfläche des wenigstens einen Umlenkelements erfolgen.
Dabei kann die schaltbare Spiegelfläche eine Mehrzahl von separat ansteuerbaren Spiegelelementen aufweisen, die von einem Strahlung reflektierenden Zustand in diese Strahlung nicht reflektierenden Zustand umschaltbar sind.
Dies ermöglicht die Realisierung der Selektoranordnung auf besonders einfache Weise.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die vorstehende Aufgabe durch ein Stereomikroskop zur Abbildung eines in einer Objektebene des Stereomikroskops anordenbaren Objekts gelöst. Dabei stellt das Stereomikroskop wenigstens ein Paar von Abbildungsstrahlengängen bereit und umfaßt ein Abbildungssystem mit mehreren optischen Elementen, wobei die mehreren optischen Elemente eine Mehrzahl von Linsen und eine Mehrzahl von Umlenkelementen zur Faltung des wenigstens einen Paars von Abbildungsstrahlengängen umfassen, wobei die Umlenkelemente jeweils wenigstens eine Spiegelfläche aufweisen. Weiter ist das wenigstens eine Paar von Abbildungsstrahlengängen nacheinander an einer ersten Spiegelfläche, einer zweiten Spiegelfläche, einer dritten Spiegelfläche und einer vierten Spiegelfläche reflektiert. Dabei schließen die erste Spiegelfläche und die vierte Spiegelfläche relativ zueinander einen Winkel von 70° bis 110° und insbesondere 90° ein. Weiter schließen die zweite Spiegelfläche und die dritte Spiegelfläche relativ zueinander einen Winkel von 70° bis 110° und
insbesondere 90° ein. Zudem sind die Mehrzahl von Linsen derart konfiguriert, daß die Objektebene des Stereomikroskops in ein Zwischenbild abgebildet ist, welches in einem Strahlengang des Abbildungssystems zwischen der ersten Spiegelfläche und der vierten Spiegelfläche angeordnet ist.
Dabei wird unter dem zwischen den jeweiligen Spiegelflächen eingeschlossenen Winkel der kleinste Winkel verstanden, unter dem sich zwei Geraden schneiden, die jeweils auf einer der beiden von einer jeweiligen Spiegelfläche festgelegten Ebene senkrecht stehen. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform weisen die Umlenkelemente jeweils genau eine Spiegelfläche auf. Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist wenigstens ein Umlenkelement genau zwei Spiegelflächen auf. Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist kein Umlenkelement mehr als zwei Spiegelflächen auf. Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform sind die Mehrzahl von Linsen derart konfiguriert, dass das Zwischenbild beiden Abbildungsstrahlengängen eines jeden Paars von Abbildungsstrahlengängen gemeinsam ist.
Die Konfiguration der Mehrzahl von Linsen des AbbildungsSystems des Stereomikroskops zur Anordnung des Zwischenbildes der beiden Abbildungsstrahlengänge zwischen der ersten Spiegelfläche und der vierten Spiegelfläche kann beispielsweise durch Verwendung eines handelsüblichen Computerprogramms zur Berechnung von optischen Systemen wie z.B. Code V erfolgen. Derartige Programme erlauben eine Vorgabe der Lage des Zwischenbildes der Abbildungsstrahlengänge und geben die hierfür erforderlichen optischen Parameter der verwendeten optischen Linsen aus.
Aufgrund der vorstehenden Anordnung der Spiegelflächen, die zusammen optisch wie ein Porro-Prismasystem zweiter Art wirken, weist das Stereomikroskop einen besonders kompakten und einfachen Aufbau auf . Dabei bewirkt die Faltung eine Pupillenvertauschung und Bildumkehr und korrigiert so eine von der Mehrzahl von Linsen des Stereomikroskops bewirkte Pupillenvertauschung und Bildumkehr.
Gemäß einer Ausführungsform können die erste Spiegelfläche und die vierte Spiegelfläche relativ zueinander einen Winkel von 70° bis 110° und insbesondere 90° einschließen.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Strahlengang zwischen der zweiten Spiegelfläche und der dritten Spiegelfläche frei von Linsen.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist das Zwischenbild in dem Strahlengang zwischen der dritten Spiegelfläche und der vierten Spiegelfläche angeordnet.
Somit ist das Zwischenbild des Stereomikroskops innerhalb des von den vier nacheinander entlang der Abbildungsstrahlengänge angeordneten Spiegelflächen optischen bewirkten Porro- Prismensystems zweiter Art angeordnet.
Weiter kann eine Mehrzahl von Linsen des Abbildungssystems zwischen der ersten Spiegelfläche und dem Zwischenbild angeordnet sein, und kann die Mehrzahl von Linsen von beiden Abbildungsstrahlengängen des wenigstens einen Paars von Abbildungsstrahlengängen gemeinsam durchsetzt sein.
In diesem Fall kann es Vorteile bringen, wenn die Mehrzahl von Linsen entlang einer gemeinsamen optischen Achse angeordnet sind, und wenigstens zwei Linsen entlang der gemeinsamen optischen Achse relativ zueinander verlagerbar sind.
Hierdurch wird bei geeigneter Wahl der Systemdaten der Linsen sichergestellt, daß das wenigstens eine Paar von Abbildungsstrahlengängen auch nach einer relativen Verlagerung der wenigstens zwei Linsen entlang der optischen Achse in der Objektebene automatisch einen Stereowinkel einschließt.
Weiter können die wenigstens zwei Linsen relativ zueinander entlang der optischen Achse verlagerbar sein, um einen Abstand der Objektebene von dem Stereomikroskop und/oder eine Vergrößerung der Abbildung zu ändern.
Gemäß einer Ausführungsform sind die erste Spiegelfläche, die zweite Spiegelfläche, die dritte Spiegelfläche und die vierte Spiegelfläche so angeordnet, dass sie bezogen auf das wenigstens eine Paar von AbbildungsStrahlengängen ein Porro- System zweiter Art bilden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Mikroskop zur Abbildung eines in einer Objektebene des Mikroskops anordenbaren Objekts vorgeschlagen, wobei das Mikroskop wenigstens einen und insbesondere genau einen Abbildungsstrahlengang bereitstellt. Das Mikroskop umfasst wenigstens ein Umlenkelement mit einer Spiegelfläche sowie ein Abbildungssystem mit mehreren optischen Elementen, wobei die mehreren optischen Elemente eine Mehrzahl von Linsen umfassen, und wobei die mehreren optischen Elemente derart konfiguriert sind, daß eine von einer Pupille des wenigstens einen AbbildungsStrahlengangs festgelegte Fläche benachbart zur Spiegelfläche angeordnet ist und die Spiegelfläche des wenigstens einen Umlenkelements schneidet oder mit einem Abstand von der Spiegelfläche angeordnet ist. Dabei ist der Abstand kleiner als ein 1,5-faches und insbesondere kleiner ist als ein 1,0-faches und weiter insbesondere kleiner ist als ein 0,5- faches eines Durchmessers einer der Spiegelfläche entlang des wenigstens einen AbbildungsStrahlengangs am nächsten angeordneten Linse der Mehrzahl von Linsen. Weiter wird unter dem Begriff "benachbart" in dieser Anmeldung gemäß einer Ausführungsform verstanden, dass ein jeweiliger Abstand kleiner ist als ein 1,5-faches und insbesondere kleiner ist als ein 1,0- faches und weiter insbesondere kleiner ist als ein 0,5-faches eines Durchmessers einer der Spiegelfläche entlang des wenigstens einen Abbildungsstrahlengangs am nächsten angeordneten Linse der Mehrzahl von Linsen. Gemäß einer alternativen Ausführungsform bedeutet "benachbart", dass ein Abstand nicht größer als 10cm und insbesondere nicht größer als 5cm und insbesondere nicht größer als 2cm und weiter insbesondere nicht größer als lern und weiter insbesondere nicht größer als 0,5cm ist.
Dabei wird der Abstand auch in dieser Ausführungsform wie vorstehend beschrieben gemessen. Die Anordnung einer Pupillenabbildung im Bereich einer Linse des Abbildungssystems schafft Freiheitsgrade hinsichtlich einer möglichen Kombination des Mikroskops mit weiteren Geräten wie beispielsweise einer Beleuchtung oder einem medizinischen Gerät wie z.B. einem Endoskop oder chirurgischen Instrument.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist der wenigstens eine Abbildungsstrahlengang zwischen der Spiegelfläche des Umlenkelements und der Objektebene des Mikroskops frei von optisch wirksamen Elementen. Auf die vorstehende Definition für optisch wirksame Elemente wird verwiesen.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfassen die mehreren optischen Elemente des AbbildungsSystems ferner das wenigstens eine Umlenkelement, und ist die Spiegelfläche des wenigstens einen Umlenkelements zur Faltung des wenigstens einen Abbildungsstrahlengangs ausgebildet. Somit ist die Spiegelfläche Teil des Abbildungssystems.
Dann kann es Vorteile bringen, wenn das Mikroskop wenigstens einen Sekundärstrahlengang bereitstellt, welcher benachbart zur Spiegelfläche des wenigstens einen Umlenkelements angeordnet ist oder diese in einem Bereich außerhalb einer maximalen Strahlquerschnittsfläche des wenigstens einen Abbildungsstrahlengangs auf der Spiegelfläche durchsetzt. Diese Anordnung stellt sicher, dass die in den Abbildungsstrahlengängen geführte Strahlung durch in dem Sekundärstrahlengang geführte Strahlung nicht beeinträchtigt wird. Ein Abstand zwischen der Spiegelfläche und dem Sekundärstrahlengang ist gemäß einer Ausführungsform eine kürzeste Verbindung zwischen einer Außenkante der Spiegelfläche und dem Sekundärstrahlengang.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist das Mikroskop weiter wenigstens ein Rohr auf, welches benachbart zur Spiegelfläche des wenigstens einen Umlenkelements angeordnet ist oder diese in einem Bereich außerhalb der maximalen
Strahlquerschnittsfläche durchsetzt. Diese Anordnung stellt sicher, dass die in den AbbildungsStrahlengängen geführte Strahlung durch das Rohr nicht beeinträchtigt wird. Dieses Rohr kann beispielsweise zur Führung eines chirurgischen Instruments dienen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann der Sekundärstrahlengang in dem Rohr geführt sein. Somit kann das Rohr beispielsweise Teil eines Endoskops sein.
Gemäß einer alternativen beispielhaften Ausführungsform kann das Mikroskop ferner wenigstens einen Sekundärstrahlengang bereitstellen und kann die Spiegelfläche des wenigstens einen Umlenkelements zur Faltung des wenigstens einen Sekundärstrahlengangs ausgebildet sein. Gemäß dieser Ausführungsform ist die Spiegelfläche somit nicht Teil des Abbildungssystems, sondern führt den Sekundärstrahlengang.
In diesem Fall kann es Vorteile bringen, wenn ein Strahlenbündel des wenigstens einen Abbildungsstrahlengangs in der von der Pupille festgelegten Fläche eine Strahlquerschnittsfläche definiert, und die Spiegelfläche des wenigstens einen Umlenkelements benachbart zu der Strahlquerschnittsfläche des wenigstens einen AbbildungsStrahlengangs angeordnet ist, wobei die Strahlquerschnittsfläche frei von der Spiegelfläche des wenigstens einen Umlenkelements ist. Dies ermöglicht eine möglichst nahe Anordnung der Spiegelfläche und damit des Sekundärstrahlengangs bezüglich des wenigstens einen AbbildungsStrahlengangs, wobei eine Beeinträchtigung von in dem Abbildungsstrahlengang geführter Strahlung durch die Spiegelfläche für jeden Arbeitsabstand und jede Zoomstellung des Mikroskops in jedem Fall sicher vermieden wird.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfasst das Mikroskop ferner ein Beleuchtungssystem mit einer Strahlungsquelle und einer Beleuchtungsoptik zur Beleuchtung der Objektebene und/oder ein Infrarot-Beobachtungssystem mit einer Infrarot-Abbildungsoptik und/oder einen Laser mit einem
Strahlführungssystem, welche den wenigstens einen Sekundär- strahlengang bereitstellt.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfasst das Mikroskop ferner ein Beobachtungssystem mit einer Abbildungsoptik, welche den wenigstens einen Sekundärstrahlengang bereitstellt .
Weiter kann es Vorteile bringen, wenn die Mehrzahl von Linsen entlang einer gemeinsamen optischen Achse angeordnet ist, und wenigstens zwei Linsen entlang der optischen Achse relativ zueinander verlagerbar sind.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausfürungsform umfasst das Mikroskop weiter eine insbesondere robotische Aufhängung mit wenigstens drei Freiheitsgraden für die Strahlungsquelle und Beleuchtungsoptik und/oder das Infrarot-Beobachtungssystem mit der Infrarot-Abbildungsoptik und/oder den Laser mit dem Strahlführungssystem und/oder die den wenigstens einen Sekundärstrahlengang bereitstellende Abbildungsoptik. Dies erlaubt eine einfache und genaue Ausrichtung des Sekundärstrahlenganges hinsichtlich des in der Objektebene anordenbaren Objektes unabhängig von dem Stereomikroskop bzw. Mikroskop.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist das Mikroskop eine insbesondere robotische Aufhängung mit wenigstens drei Freiheitsgraden auf, um eine flexible Ausrichtung bzw. Anordnung des Mikroskops bzw. Stereomikroskops zu ermöglichen.
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen werden soweit möglich gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, um auf gleiche oder ähnliche Elemente zu verweisen. Dabei zeigt
Figur IA schematisch einen Strahlengang durch eine in eine Ebene entfaltete Anordnung ausgewählter Elemente eines
Stereomikroskops gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Figur IB schematisch eine Aufsicht auf ausgewählte Elemente des Stereomikroskop gemäß der ersten Ausführungsform,
Figur IC schematisch eine Seitenansicht der ausgewählten Elemente des Stereomikroskops gemäß der ersten Ausführungsform,
Figur ID schematisch eine perspektivische Ansicht der ausgewählten Elemente des Stereomikroskops gemäß der ersten Ausführungsform,
Figur 2A schematisch eine Aufsicht auf eine Spiegelfläche eines Umlenkelements des Stereomikroskops gemäß der ersten Ausführungsform in einem ersten Betriebszustand,
Figur 2A1 schematisch einen der Figur 2A entsprechenden Strahlengang durch eine Anordnung ausgewählter Elemente des Stereomikroskops,
Figur 2B schematisch eine Aufsicht auf die Spiegelfläche des Umlenkelements des Stereomikroskops gemäß der ersten Ausführungsform in einem zweiten Betriebszustand,
Figur 2B1 schematisch einen der Figur 2B entsprechenden Strahlengang durch die Anordnung ausgewählter Elemente des Stereomikroskops,
Figur 3 schematisch einen Strahlengang durch eine in eine Ebene entfaltete Anordnung ausgewählter Elemente eines Stereomikroskops gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Figur 4A schematisch einen Strahlengang durch eine in eine Ebene entfaltete Anordnung ausgewählter Elemente eines Stereomikroskops gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Figur 4B schematisch eine Aufsicht auf eine Spiegelfläche eines Umlenkelements des Stereomikroskops gemäß der dritten Ausführungsform in einem ersten Betriebszustand,
Figur 4C schematisch eine Aufsicht auf die Spiegelfläche des Umlenkelements des Stereomikroskops gemäß der dritten Ausführungsform in einem zweiten Betriebszustand,
Figur 5 schematisch einen Strahlengang durch eine in eine Ebene entfaltete Anordnung ausgewählter Elemente eines Stereomikroskops gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Figur 6A schematisch eine perspektivische Ansicht ausgewählter Elemente eines Stereomikroskops gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Figur 6B schematisch eine Aufsicht auf eine Spiegelfläche eines Umlenkelements des Stereomikroskops gemäß der fünften Ausführungsform,
Figur 6C schematisch eine Aufsicht auf eine Spiegelfläche eines Umlenkelements des Stereomikroskops gemäß einer Abwandlung der fünften Ausführungsform,
Figur 6D schematisch eine Aufsicht auf eine Spiegelfläche eines Umlenkelements eines Mikroskops gemäß einer weiteren Abwandlung der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Figur 7 schematisch einen Strahlengang durch eine in eine Ebene entfaltete Anordnung ausgewählter Elemente eines Mikroskops mit nur einem Abbildungsstrahlengang gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Figur 8A schematisch den prinzipiellen Aufbau eines Stereomikroskops nach dem Stand der Technik, und
Figur 8B schematisch eine perspektivische Ansicht ausgewählter Elemente des Stereomikroskops aus dem Stand der Technik.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren IA, IB, IC, ID, 2A, 2A1 , 2B und 2B ' eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
Figur IA zeigt schematisch einen Strahlengang durch eine in eine Ebene entfaltete Anordnung ausgewählter Elemente eines Stereomikroskops gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Figuren IB, IC und ID zeigen schematisch verschiedene Ansichten auf ausgewählte Elemente des Stereomikroskop gemäß der Ausführungsform.
Das Stereomikroskop gemäß der ersten Ausführungsform umfaßt ein optisches Abbildungssystem 26, welches zwei Paare von Abbildungsstrahlengängen 2a, 2b sowie 2c, 2d bereitstellt. Die Abbildungsstrahlengänge 2a und 2b sowie die Abbildungsstrahlengänge 2c und 2d treffen sich jeweils paarweise in der Objektebene 1 und schließen dabei jeweils paarweise einen Stereowinkel α ungleich Null ein. Der in der Objektebene 1 von dem ersten Paar von Abbildungsstrahlengängen 2a, 2b eingeschlossene Stereowinkel kann dabei von dem Stereowinkel, der in der Objektebene 1 von dem zweiten Paar von AbbildungsStrahlengängen 2c, 2d eingeschlossen wird, verschieden sein. Die in der Objektebene 1 von den Abbildungsstrahlengängen 2a, 2b sowie 2c, 2d paarweise eingeschlossenen Stereowinkel können jedoch auch gleich groß sein. In Figur IA beträgt der Stereowinkel α = 4°. Der besseren Übersichtlichkeit halber sind die Abbildungsstrahlengänge 2c und 2d in den Figuren nicht vollständig gezeigt.
Das Abbildungssystem 26 wird von einem ersten optischen Teilsystem Tl und einem zweiten optischen Teilsystem T2 gebildet, welche jeweils eine Mehrzahl optischer Elemente aufweisen.
Das erste Teilsystem Tl weist ein erstes optisches Umlenkelement mit einer ersten optischen Spiegelfläche 3, eine erste, zweite, dritte, vierte und fünfte optische Linse 4, 5, 6, 7 und 8, ein zweites optisches Umlenkelement mit einer zweiten optischen Spiegelfläche 9, ein drittes optisches Umlenkelement mit einer dritten optischen Spiegelfläche 10, eine sechste optische Linse 11, ein viertes optisches Umlenkelement mit einer vierten optischen Spiegelfläche 12, eine siebte und achte optische Linse 13 und 14 sowie Prismenteile 15 ' , 15" einer Strahlteileranordnung 15 auf. Dabei werden die Linsen 4, 5, 6, 7, 8, 11, 13 und 14 des ersten Teilsystems Tl von den vier Abbildungsstrahlengängen 2a, 2b, 2c und 2d gemeinsam durchsetzt.
Die Abbildungsstrahlengänge 2a, 2b, 2c und 2d werden nacheinander an der ersten Spiegelfläche 3, der zweiten Spiegelfläche 9, der dritten Spiegelfläche 10 und der vierten Spiegelfläche 12 reflektiert und so gefaltet. Wie besonders gut aus Figur ID ersichtlich, schließen dabei die erste Spiegelfläche 3 und die vierte Spiegelfläche 12 relativ zueinander einen Winkel von 90° ein. Auch die zweite Spiegelfläche 9 und die dritte Spiegelfläche 10 schließen relativ zueinander einen Winkel von 90° ein.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf einen Winkel von 90° beschränkt. Vielmehr können die erste Spiegelfläche 3 und die vierte Spiegelfläche 12 sowie die zweite Spiegelfläche 9 und die dritte Spiegelfläche 10 paarweise einen Winkel von vorzugsweise 70° bis 110° einschließen.
Zudem schließen die erste Spiegelfläche 3 und die zweite Spiegelfläche 9 relativ zueinander einen Winkel von 90° ein.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf einen Winkel von 90° beschränkt. Vielmehr können die erste Spiegelfläche 3 und die zweite Spiegelfläche 9 relativ zueinander einen Winkel von 70° bis 110° einschließen.
Schließen die erste Spiegelfläche 3 und die vierte Spiegelfläche 12 und/oder die zweite Spiegelfläche 9 und die dritte Spiegelfläche 10 und/oder die erste Spiegelfläche 3 und die zweite Spiegelfläche 9 relativ zueinander einen Winkel von ungleich 90° ein, so wird eventuell eine zusätzliche Bildrotation hervorgerufen. Diese Bildrotation kann ggf . beispielsweise rechnerisch auf digitalem Weg und/oder auf optischem Weg durch entsprechend justierte Spiegel bzw. Prismen korrigiert werden (nicht eigens dargestellt) . Dabei können zur Korrektur auch jeweils direkt die ersten, zweiten, dritten und vierten Spiegelflächen 3, 9, 10, 12 verwendet werden.
Dabei wird unter dem zwischen den jeweiligen Spiegelflächen 3, 9, 10, 12 paarweise eingeschlossenen Winkel der kleinste Winkel verstanden, unter dem sich zwei Geraden schneiden, die jeweils auf einer von zwei Ebenen senkrecht stehen, welche von den beiden jeweiligen Spiegelfläche festgelegt werden.
Aufgrund dieser Anordnung wirken die erste bis vierte Spiegelfläche 3, 9, 10 und 12 des ersten bis vierten Umlenkelements zusammen optisch wie ein Porro-System zweiter Art. Das heißt die erste bis vierte Spiegelfläche 3, 9, 10 und
12 bewirken sowohl eine Bildumkehr als auch eine Pupillenvertauschung. Die erste, zweite, dritte, vierte und fünfte Linse 4, 5, 6, 7 und 8 sind zwischen dem ersten Umlenkelement mit der ersten Spiegelfläche 3 und dem zweiten Umlenkelement mit der zweiten Spiegelfläche 9 angeordnet. Die sechste Linse 11 ist zwischen dem dritten Umlenkelement mit der dritten Spiegelfläche 10 und dem vierten Umlenkelement mit der vierten Spiegelfläche 12 angeordnet. Die siebte und achte Linse
13 und 14 sind zwischen dem vierten Umlenkelement mit der vierten Spiegelfläche 12 und der Strahlteileranordnung 15 angeordnet .
Somit ist der Strahlengang zwischen dem zweiten Umlenkelement mit der zweiten Spiegelfläche 9 und dem dritten Umlenkelement mit der dritten Spiegelfläche 10 frei von optischen Linsen.
Dabei sind das erste, zweite, dritte und vierte Umlenkelement mit der ersten, zweiten, dritten und vierten Spiegelfläche 3, 9, 10 und 12 sowie die erste bis achte Linse 4 bis 8, 11, 13 und 14 so konfiguriert, daß Pupillenebenen 27a, 27b der Abbildungsstrahlengänge 2a, 2b, 2c und 2d in unmittelbarer Nähe zu der ersten Spiegelfläche 3 des ersten Umlenkelementes liegen. Somit sind die Pupillenebenen 27a und 27b zwischen der ersten Linse 4 und der Objektebene 1 im Bereich des ersten Umlenkelements mit der ersten Spiegelfläche 3 angeordnet. Weiter sind zwischen der Spiegelfläche 3 des ersten Umlenkelements und der Objektebene 1 des Stereomikroskops keine optischen Elemente angeordnet .
Gemäß einer in den Figuren nicht eigens gezeigten alternativen Ausführungsform können zwischen der Spiegelfläche 3 des ersten Umlenkelements und der Objektebene 1 des Stereomikroskops jedoch optisch nicht wirksame Elemente wie beispielsweise Abdeckscheiben, Filter o.a. vorgesehen sein. Dabei bedeutet "optisch nicht wirksam" , dass ein Hinzufügen oder Entfernen der zwischen der Spiegelfläche des Umlenkelements und der Objektebene des Stereomikroskops angeordneten Elemente einen Arbeitsabstand des Stereomikroskops um weniger als 5% vorzugsweise weniger als 2% und weiter vorzugsweise um weniger als 1% und weiter vorzugsweise um weniger als 0.5% ändert.
Wie in dem vergrößerten Ausschnitt V von Figur IA gezeigt, sind die Linsen 4, 5, 6, 7, 8, 11, 13 und 14 des ersten Teilsystems Tl gemäß dieser Ausführungsform so konfiguriert, daß die Pupillenebenen 27a und 27b die wenigstens eine erste Spiegelfläche 3 des ersten Umlenkelements schneiden.
Dabei wird unter Pupillenebene 27a und 27b die gekrümmte oder flache Ebene (optischer Fläche) verstanden, in der sich die Mitten- oder Hauptstrahlen eines von den AbbildungsStrahlengängen 2a, 2b des AbbildungsSystems 26 geführten Strahlenbündels schneiden, wobei die Mitten- oder Hauptstrahlen von unterschiedlichen Objektpunkten in der Objektebene 1 ausgehen.
Diese Anordnung der Pupillenebenen 27a und 27b hat zur Folge, daß Strahlenbündel der Abbildungsstrahlengänge 2a, 2b, 2c und 2d auf der ersten Spiegelfläche 3 des ersten Umlenkelements jeweils Strahlquerschnittsflächen 28a, 28b, 28c und 28d definieren, welche zumindest paarweise einen Abstand voneinander aufweisen und sich somit zumindest paarweise nicht überlappen. Dies ist in den Figuren 2A und 2B, welche schematisch eine Aufsicht auf die erste Spiegelfläche 3 des ersten Umlenkelements in einem ersten und zweiten Betriebszustand zeigen, dargestellt. Dabei zeigen Figuren 2A1 und 2B ' schematisch den ersten und zweiten Betriebszuständen mit unterschiedlichen Vergrößerungen entsprechende Strahlengänge .
Um zu erreichen, daß die Strahlquerschnittsflächen 28a, 28b, 28c und 28d einen Bereich der ersten Spiegelfläche 3 definieren, der immer frei von den Strahlquerschnittsflächen 28a, 28b, 28c und 28d ist, ist es erfindungsgemäß jedoch nicht zwingend erforderlich, daß die Pupillenebenen 27a und 27b die erste Spiegelfläche 3 schneiden. Vielmehr ist es ausreichend, wenn die Pupillenebenen 27a und 27b der Abbildungsstrahlengänge 2a und 2b mit einem Abstand S, S1 von der wenigstens einen Spiegelfläche 3 angeordnet sind, wobei der Abstand S, S1 kleiner ist als ein 1, 5-faches und insbesondere kleiner ist als ein 1,0-faches und weiter insbesondere kleiner ist als ein 0,5-faches eines Durchmessers D derjenigen Linse, welche der ersten Spiegelfläche 3 entlang der Abbildungsstrahlengänge 2a, 2b, 2c und 2d am nächsten angeordnet ist. In den Figuren IA, IB, IC und ID ist das die erste Linse 4. Dabei wird der Abstand S, S1 ausgehend von der von den Strahlquerschnittsflächen 28a, 28b, 28c und 28d maximal überstrichenen Fläche der ersten Spiegelfläche 3 parallel zum Strahlengang gemessen. Die Verschiebung der Pupillenebene kann dabei sowohl in Richtung des zweiten Umlenkelements mit der zweiten Spiegelfläche 9 als auch in Richtung der Objektebene 1 erfolgen. Dies ist in dem vergrößerten Ausschnitt V von Figur IA durch die Pfeile S, S' symbolisiert .
Weiter sind die ersten bis vierten Umlenkelemente mit der ersten bis vierten Spiegelfläche 3, 9, 10 und 12 sowie die erste bis
achte Linse 4 - 8, 11, 13 und 14 so konfiguriert, daß die Objektebene 1 des Stereomikroskops im ersten Teilsystem Tl in ein Zwischenbild P abgebildet ist. Das Zwischenbild P ist in der in den Figuren IA und IB gezeigten ersten Ausführungsform in einem Strahlengang des Abbildungssystems 26 zwischen der dritten Spiegelfläche 10 des dritten Umlenkelements und der vierten Spiegelfläche 12 des vierten Umlenkelements angeordnet. Genauer gesagt ist das Zwischenbild P in dieser Ausführungsform zwischen der sechsten Linse 11 und der vierten Spiegelfläche 12 des vierten Umlenkelements angeordnet. Entsprechend ist das Zwischenbild P zwischen der sechsten Linse 11 und der siebten Linse 13 des ersten Teilsystems Tl angeordnet. Somit sind die erste, zweite, dritte, vierte, fünfte und sechste Linse 4 - 8 und 11 zwischen der ersten Spiegelfläche 3 des ersten Umlenkelementes und dem Zwischenbild P angeordnet.
Dabei wird unter dem Zwischenbild P die zur Objektebene konjugierte Ebene, die auch gekrümmt sein kann, verstanden, in der sich Teilstrahlen des Strahlengangs, welche die Objektebene 1 in einem gemeinsamen Punkt aber unter unterschiedlichen Winkeln verlassen, schneiden.
Auch wenn das Zwischenbild P in der ersten Ausführungsform explizit zwischen der sechsten Linse 11 und der vierten Spiegelfläche 12 angeordnet ist, kann das Zwischenbild P beispielsweise auch allgemein in dem Strahlengang des AbbildungsSystems 26 zwischen der ersten Spiegelfläche 3 des ersten Umlenkelements und der vierten Spiegelfläche 12 des vierten Umlenkelements angeordnet sein.
Wie aus den Figuren IA, IB, IC und ID ersichtlich, sind die gemeinsam von beiden Paaren von Abbildungsstrahlengängen 2a, 2b, 2c und 2d durchsetzten Linsen 4-8 des ersten Teilsystems Tl entlang einer gemeinsamen optischen Achse angeordnet. Dabei ist die erste Linse 4 relativ zu der zweiten Linse 5 sowie die dritte Linse 6 relativ zu der vierten Linse 7 entlang der optischen Achse verlagerbar, um einen Abstand der Objektebene 1 von dem Stereomikroskop und damit einen Arbeitsabstand und eine Vergrößerung der Abbildung eines in der Objektebene 1
anordenbaren Objektes zu ändern. Gleichzeitig ist durch geeignete Wahl der Systemdaten dieser optischen Linsen 4, 5, 6 und 7 sichergestellt, daß die Abbildungsstrahlengänge 2a und 2b sowie 2c und 2d auch nach einer Verlagerung der Linsen in der Objektebene paarweise einen Stereowinkel einschließen.
Auch das zweite Teilsystem T2 des AbbildüngsSystems 26 weist eine Vielzahl von optischen Elementen 16' bis 22', 16" bis 22", 16'" bis 22'" und 16"" bis 22"" auf, in denen die AbbildungsStrahlengänge 2a, 2b, 2c und 2d jedoch anders als im ersten Teilsystem Tl getrennt geführt werden. Dies bedeutet, daß die optischen Linsen 16' bis 21', 16" bis 21", 16'" bis 21'" und 16"" bis 21"" jeweils von je einem Abbildungsstrahlengang 2a, 2b, 2c oder 2d durchsetzt sind.
Jeder getrennt geführte Abbildungsstrahlengang 2a, 2b, 2c und 2d des zweiten Teilsystems T2 weist einen Kameraadapter 22', 22", 22'" und 22"" für eine Kamera auf. Nur die Kameras 31'" und 31"" sind in Figur IA eigens gezeigt. Anstelle getrennter Kameras 31'" und 31"" kann auch eine Stereokamera verwendet werden. Weiter kann am Ende eines oder mehrerer bzw. aller Abbildungsstrahlengänge 2a, 2b, 2c und 2d anstelle der Kameraadapter 22', 22", 22'" und 22"" alternativ oder zusätzlich auch jeweils eine (nicht eigens gezeigte) Tubusoptik mit Okularen für eine direkte visuelle Beobachtung vorgesehen sein. Weiter sind jeweils drei Abstände zwischen den vier Linsen 16' bis 19', 16" bis 19", 16'" bis 19'" und 16"" bis 19"", die in einem jeweiligen Abbildungsstrahlengang 2a, 2b, 2c und 2d entlang einer gemeinsamen optischen Achse angeordnet sind, relativ zueinander verlagerbar, um eine Änderung einer Vergrößerung der von dem zweiten Teilsystem T2 in den jeweiligen Abbildungsstrahlengängen 2a, 2b, 2c und 2d jeweils bewirkten Abbildung zu bewirken.
Da das erste Teilsystem Tl eine Abbildung des in der Objektebene 1 anordenbaren Objektes in ein Zwischenbild P bewirkt, bewirkt das zweite Teilsystem T2 eine Abbildung des Zwischenbildes P mit variabler Vergrößerung.
Zur paarweisen Trennung der Abbildungsstrahlengänge 2a, 2b, 2c und 2d ist in der ersten Ausführungsform ein physikalischer Strahlteiler 15 vorgesehen, der eine teilweise transparente Spiegelfläche aufweist, welche von einem ersten Paar von Abbildungsstrahlengängen 2a und 2b durchsetzt ist und an welcher ein zweites Paar von Abbildungsstrahlengängen 2c und 2d reflektiert ist.
Weiter stellt das Stereomikroskop gemäß der ersten Ausführungsform einen Sekundärstrahlengang 24 bereit, welcher die erste Spiegelfläche 3 des ersten Umlenkelements in einem Bereich zwischen den Strahlquerschnittsflachen 28a, 28b, 28c und 28d der Abbildungsstrahlengänge 2a, 2b, 2c und 2d durchsetzt. Dies ist besonders gut aus den Figuren 2A und 2B ersichtlich. Hierfür weist das erste Umlenkelement und damit auch die erste Spiegelfläche 3 in dem Bereich zwischen den Strahlquerschnittsflachen 28a, 28b, 28c und 28d insbesondere eine von dem Sekundärstrahlengang 24 durchsetzte Ausnehmung 25 auf.
Alternativ kann die erste Spiegelfläche 3 des ersten Umlenkelementes in dem Bereich zwischen den Strahlquerschnittsflachen 28a, 28b, 28c und 28d jedoch auch beispielsweise eine vollständige oder zumindest teilweise Transparenz aufweisen. Dies bedeutet, daß eine Reflektivität der ersten Spiegelfläche 3 für von den Abbildungsstrahlengängen 2a, 2b, 2c und 2d geführte Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs in dem Bereich zwischen den Strahlquerschnittsflächen 28a, 28b, 28c und 28d kleiner ist, als eine Reflektivität der ersten Spiegelfläche 3 für die von den Abbildungsstrahlengängen 2a, 2b, 2c und 2d geführte Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs in dem Bereich der Strahlquerschnittsflächen 28a, 28b, 28c und 28d.
Ist der Sekundärstrahlengang 24 zur Abbildung von Strahlung aus einem zweiten Wellenlängenbereich konfiguriert, der von dem ersten Wellenlängenbereich der von den Abbildungsstrahlengängen 2a, 2b, 2c und 2d geführten Strahlung verschieden ist, kann die erste Spiegelfläche 3 des ersten Umlenkelementes beispielsweise auch eine dichroitische Eigenschaft aufweisen, um von dem Sekundärstrahlengang 24 durchsetzt zu werden. Dies bedeutet, daß
die erste Spiegelfläche 3 in wenigstens einem Bereich der Strahlquerschnittsflächen 28a, 28b, 28c, 28d eine Reflektivität für die von den Abbildungsstrahlengängen 2a, 2b, 2c und 2d geführte Strahlung aus dem ersten Wellenlängenbereich aufweist, welche größer ist, als eine Reflektivität für die von dem Sekundärstrahlengang 24 geführte Strahlung aus dem zweiten Wellenlängenbereich.
In Figur IA wird der Sekundärstrahlengang durch eine Beleuchtungsoptik 30 eines Beleuchtungssystems gebildet, wobei das Beleuchtungssystem weiter eine Strahlungsquelle 23 umfaßt. Somit weist das in Figur IA gezeigte Stereomikroskop eine 0°- Beleuchtung für ein in der Objektebene 1 anordenbares Objekt auf. Dieses Beleuchtungssystem ist nicht Teil des Abbildungssystems 26 oder des ersten Teilsystems Tl.
Alternativ kann zusätzlich oder anstelle des die Beleuchtungsoptik 30 und die Strahlungsquelle 23 umfassenden Beleuchtungssystems jedoch auch ein Infrarot-Beobachtungssystem mit einer Infrarot-Abbildungsoptik vorgesehen sein, wobei die Infrarot-Abbildungsoptik den Sekundärstrahlengang 24 bereitstellt. Dies erlaubt eine 0° -Infrarot-Beobachtung eines in der Objektebene 1 angeordneten Objektes. Hierdurch wird eine Beeinflussung der vom Infrarot-Beobachtungssystem empfangenen Infrarotstrahlung aufgrund der Temperatur optischer Elemente des AbbildungsSystems des Stereomikroskops gering gehalten.
Weiter kann zusätzlich oder anstelle des die Beleuchtungsoptik 30 und die Strahlungsquelle 23 umfassenden Beleuchtungssystems oder zusätzlich auch ein Laser mit einem Strahlführungssystem, welches den Sekundärstrahlengang 24 bereitstellt, vorgesehen sein. Ein derartiger Laser ermöglicht eine Therapie beispielsweise zur Krebsbehandlung.
In der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform ist das erste, zweite, dritte und vierte Umlenkelement jeweils ein optischer Spiegel. Alternativ können die Umlenkelemente jedoch beispielsweise auch Prismen mit jeweils wenigstens einer Spiegelfläche sein. Weiter können das erste, zweite, dritte und
vierte Umlenkelement wahlweise jeweils mehrere Spiegelflächen zur Faltung der AbbildungsStrahlengänge 2a, 2b, 2c und 2d aufweisen. Zudem können mehr oder weniger als zwei Paar von AbbildungsStrahlengängen vorgesehen sein.
In den Figuren IB bis ID wurde der besseren Übersichtlichkeit halber nur jeweils ein Abbildungsstrahlengang 2a des zweiten Teilsystems T2 dargestellt. Zudem wurde auf eine Darstellung des Beleuchtungssystems verzichtet. Um im Gegensatz zu der in Figur IA in einer Ebene entfalteten Anordnung die tatsächliche räumliche Anordnung der wesentlichen Elemente des Stereomikroskops gemäß der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform zu verdeutlichen, zeigt Figur ID schematisch eine perspektivische Ansicht des Stereomikroskops.
In den Figuren 2A und 2B ist jeweils eine schematische Aufsicht auf eine erste Spiegelfläche 3 des ersten Umlenkelementes gezeigt. Dabei sind auch die auf der ersten Spiegelfläche 3 definierten Strahlquerschnittsflächen 28a, 28b, 28c und 28d der von den AbbildungsStrahlengängen 2a, 2b, 2c und 2d geführten Strahlenbündel für verschiedene Betriebszustände und damit verschiedene Abbildungsvergrößerungen des Stereomikroskops dargestellt.
Wie aus den Figuren 2A und 2A' ersichtlich, tritt vor allem bei einem kleinen Zoomfaktor in Folge der dabei auftretenden Divergenz der von den Abbildungsstrahlengängen 2a, 2b, 2c und 2d geführten Strahlenbündel eine Vignettierung auf. Gleichwohl ist aufgrund der vorgeschlagenen Anordnung der Pupillenebenen 27a, 27b sichergestellt, daß auf der ersten Spiegelfläche 3 zwischen den Strahlquerschnittsflächen 28a, 28b, 28c und 28d selbst bei einer Rotation der Strahlquerschnittsflächen 28a, 28b, 28c und 28d zur freien Anordnung eines Betrachters immer ein von den Strahlquerschnittsflächen 28a, 28b, 28c und 28d freibleibender Bereich verbleibt. In diesem freibleibenden Bereich ist in den Figuren 2A und 2B eine von dem Sekundärstrahlengang 24 durchsetzte Ausnehmung 25 angeordnet.
Somit ist durch paarweise Drehung von optischen Elementen 16 ' - 22 ' und 16l l-221 1 bzw. 16'"-31"r und 16 ' ' ' ' -31 ' ' ' ' sowie ggf. weiterer (in den Figuren nicht gezeigter) optischer Elemente des zweiten Teilsystems T2 eine freie Anordnung eines Betrachters bezüglich des Stereomikroskops möglich.
Zusammenfassend erläutert und beschreibt die in Figuren IA bis ID sowie 2A bis 2B ' dargestellte erste Ausführungsform den Grundaufbau eines Digital-Operationsmikroskop für zwei Beobachter, wobei die Beobachter durch physikalische Strahlteilung über ein Bauernfeind-Prisma eingekoppelt werden. Die Beobachtung kann sowohl digital als auch visuell erfolgen.
Figur 3 zeigt schematisch einen Strahlengang durch eine in eine Ebene entfaltete Anordnung ausgewählter Elemente eines Stereomikroskops gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die in Figur 3 gezeigte zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der in Figur IA gezeigten ersten Ausführungsform insbesondere dadurch, daß kein physikalischer Strahlenteiler 15 vorgesehen ist. Die beiden stereoskopischen Beobachter werden durch geometrische Strahlteilung in das erste Teilsystem Tl* eingekoppelt. In Figur 3 ist nur ein stereoskopischer Beobachtungsstrahlengang dargestellt. Weiter unterscheiden sich die Systemdaten der optischen Linsen des ersten Teilsystems Tl* und insbesondere der fünften, siebten und achten Linse 8*, 13*, 14* geringfügig von denen der ersten Ausführungsform. Die optischen Systemdaten des in Figur 3 gezeigten Stereomikroskops lauten wie folgt :
Zusammenfassend entspricht die in Figur 3 dargestellte zweite Ausführungsform in wesentlichen Teilen der ersten Ausführungsform, wobei die physikalische Strahlteilung mit einem Prisma durch eine geometrische Strahlteilung mit Umlenkspiegeln bzw. freiem Durchgang ersetzt ist. Auch bei der in Figur 3 gezeigten Ausführungsform ist durch Drehung von optischen Elementen 16 '-19', lβ^-lS1 1 und ggf. weiterer optischer Elemente des zweiten Teilsystems T2 eine freie Anordnung eines Betrachters bezüglich des Stereomikroskops möglich.
Die in Figur 4A gezeigte, in eine Ebene entfaltete Anordnung ausgewählter Elemente eines Stereomikroskops gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von der in Figur 3 gezeigten zweiten Ausführungsform dadurch, daß die Abbildungsstrahlengänge 2a und 2b sämtliche optischen Linsen gemeinsam durchsetzen.
Somit weist das in Figur 4A gezeigte Abbildungssystem 26** keine Unterteilung in unterschiedliche Teilsysteme auf. Weiter weisen die optischen Linsen i6**-i9** des Abbildungssystems 26** optische Systemdaten auf, die von den optischen Systemdaten der Linsen 16" bis 19" der zweiten Ausführungsform verschieden sind.
Zur Erfassung eines in der Objektebene 1 anordenbaren, durch das Abbildungssystem 26* abzubildenden (nicht gezeigten) Objektes ist eine Digitalkamera 31* vorgesehen. Weiter ist benachbart zu der ersten Spiegelfläche 3 eine Selektoranordnung angeordnet.
Die Selektoranordnung und die Kamera 31* sind elektrisch mit einer in Figur 4A nicht gezeigten Steuereinrichtung verbunden. Die Selektoranordnung dient zur Auswahl eines Teilstrahlenbündels 2a* oder 2b* eines von dem Abbildungssystem 26** geführten Strahlenbündels. Diese Teilsstrahlenbündel 2a* und 2b* schließen miteinander in der Objektebene 1 einen Stereowinkel α ein und entsprechen somit im Wesentlichen den vorstehend beschriebenen Abbildungsstrahlengängen 2a und 2b.
Dabei ist die Selektoranordnung ausgebildet, einen Strahlenquerschnitt wenigstens eines der beiden Teil- strahlenbündel 2a* und 2b* relativ zu einem Strahlenquerschnitt des gesamten von dem AbbildüngsSystem 26** geführten Strahlenbündels zu verlagern. Dies bedeutet, daß die benachbart zu der ersten Spiegelfläche 3 angeordnete Selektoranordnung wahlweise eine der von den Teilstrahlenbündeln 2a* und 2b* auf der ersten Spiegelfläche 3 definierten Strahlquerschnittsflächen 28a oder 28b auswählt.
In den Figuren 4B, 4C ist hierfür benachbart zu der ersten Spiegelfläche 3 des ersten Umlenkelements eine schaltbare Blende 29 angeordnet. Die schaltbare Blende 29 transmittiert wahlweise die Strahlquerschnittsfläche 28a und damit das erste Teilstrahlenbündel 2a* (Figur 4B) oder die Strahlquerschnittsfläche 28b und damit das zweite Teilstrahlenbündel 2b* (Figur 4C) . Weiter weist die Blende 29 eine Öffnung 32 auf, um von dem Sekundärstrahlengang 24 geführte Sekundärstrahlung ungehindert hindurchtreten zu lassen. In den Figuren 4B und 4C sind nicht transparente Bereiche der Blende 29 schräg schraffiert.
Alternativ zum Vorsehen einer der ersten Spiegelfläche 3 des ersten Umlenkelements benachbart angeordneten Blende 29 kann die Selektoranordnung auch in das erste Umlenkelement integriert sein. In diesem Fall weist die erste Spiegelfläche 3 gemäß einer Ausführungsform einen schaltbaren Bereich auf. Somit reflektiert die erste Spiegelfläche 3 wahlweise die Strahlquerschnittsfläche 28a und damit das erste Teilstrahlenbündel 2a* oder die
Strahlquerschnittsfläche 28b und damit das zweite Teilstrahlenbündel 2b*. Hierfür weist die Spiegelfläche 3 in ihrem schaltbaren Bereich gemäß einer Ausführungsform eine Mehrzahl von separat ansteuerbaren Spiegelelementen auf, die von einem Abbildungsstrahlen der Teilstrahlenbündel 2a* bzw. 2b* reflektierenden Zustand in einen die Abbildungsstrahlen der Teil- strahlenbündel 2a* bzw. 2b* nicht reflektierenden Zustand umschaltbar sind.
Indem die Kamera 31* zeitlich hintereinander zwei Bilder von Teilstrahlenbündeln 2a* und 2b* aufnimmt, deren Strahlquerschnitte durch die Selektoranordnung relativ zueinander um einen vorgegebenen Abstand verlagert sind, ist es möglich, ein stereoskopisches Gesamtbild zu erstellen. Auch eine freie Rotation des stereoskopischen Gesamtbildes kann so durch entsprechende Ansteuerung der Selektoranordnung erzielt werden. Dies ist in der deutschen Patentanmeldung DE 103 00 925 Al, auf deren Inhalt vollständig Bezug genommen wird, ausführlich beschrieben.
Zusammenfassend erläutert und beschreibt die in den Figuren 4A bis 4C dargestellte dritte Ausführungsform eine rein digitale Bildaufnahme mit großer Optik für die stereoskopische Bildaufnahme und elektronischer Steuerung der Stereopupillen und damit der Stereostrahlengänge.
Es ist für den Fachmann offensichtlich, daß die in der ersten bis dritten Ausführungsform beschriebene und in den zugehörigen Figuren gezeigte Faltung des wenigstens einen Paars von Abbildungsstrahlengängen durch vier Umlenkelemente zur Bewirkung der Pupillenabbildung im Bereich der Spiegelfläche des ersten Umlenkelements nicht zwingend erforderlich ist. So ist alternativ auch eine Faltung mit mehr oder weniger als vier Umlenkelementen möglich, um eine Länge des Aufbaus des Stereomikroskops zu reduzieren. Eine bei einer Faltung mit mehr oder weniger als vier Umlenkelementen auftretende Seitenvertauschung und/oder Rotation der Abbildung kann dann wahlweise auf optischem Weg und/oder digitalem Weg geeignet korrigiert werden.
Figur 5 zeigt schematisch einen Strahlengang durch eine in eine Ebene entfaltete Anordnung ausgewählter Elemente eines Stereomikroskops gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die in Figur 5 gezeigte vierte Ausführungsform unterscheidet sich von den in Figuren 1 bis 4 gezeigten ersten bis dritten Ausführungsform insbesondere dadurch, daß lediglich ein Umlenkelement mit einer Spiegelfläche 3' vorgesehen ist. Diese Spiegelfläche 3 ' ist anstelle zum Falten der AbbildungsStrahlengänge 2a, 2b, 2c und 2d zum Falten des SekundärStrahlengangs 24 ausgebildet. Entsprechend ist das Umlenkelement auch nicht Teil des ersten optischen Teilsystems Tl ' , von dessen optischen Elementen die AbbildungsStrahlengänge 2a, 2b, 2c und 2d gemeinsam geführt werden.
Die im ersten optischen Teilsystem Tl ' geführten Abbildungsstrahlengänge 2a, 2b, 2c und 2d werden gemäß dieser Ausführungsform nicht gefaltet, sondern verlaufen geradlinig. Diese fehlende Faltung der Abbildungsstrahlengänge 2a, 2b, 2c und 2d führt zu einem wesentlich längeren Aufbau des Stereomikroskops. Daher sind in Figur 5 Bereiche der AbbildungsStrahlengänge 2a, 2b, 2c und 2d, die frei von optischen Elementen sind, nicht vollständig abgebildet.
Alternativ ist es zur Reduzierung der Länge des Aufbaus des Stereomikroskops auch in dieser Ausführungsform möglich, die AbbildungsStrahlengänge im ersten optischen Teilsystem durch ein oder mehrere Umlenkelemente abzulenken. Dabei ist beispielsweise auch eine vierfache Faltung der AbbildungsStrahlengänge (wie in den vorangegangen Ausführungsformen) möglich. Die vorliegende Erfindung ist jedoch ausdrücklich nicht auf eine solche vierfache Faltung beschränkt . Vielmehr können die Abbildungsstrahlengänge auch gar nicht oder durch eine entsprechende Anzahl von Umlenkelementen öfter oder weniger oft als viermal abgelenkt werden.
Mit Ausnahme der fehlenden Umlenkelemente zur Faltung der Abbildungsstrahlengänge 2a, 2b, 2c und 2d entsprechen die optischen Elemente des Abbildungssystems des Stereomikroskops gemäß der vierten Ausführungsform den optischen Elementen der ersten Ausführungsform. Auf eine eigene Beschreibung dieser optischen Elemente wird daher verzichtet. Dabei bezeichnet in Figur 5 das Bezugszeichen AF zusätzlich eine afokale Schnittstelle zwischen den Linsen 6 und 7.
Wie in dem vergrößerten Ausschnitt V von Figur 5 gezeigt, sind die Linsen 4, 5, 6, 7, 8, 11, 13 und 14 des ersten Teilsystems Tl1 auch gemäß der vierten Ausführungsform so konfiguriert, daß die Pupillenebenen 27a und 27b der Abbildungsstrahlengänge 2a, 2b, 2c und 2d im Bereich der Spiegelfläche 31 des Umlenkelements angeordnet sind. Dabei definieren Strahlenbündel der Abbildungsstrahlengänge 2a, 2b, 2c und 2d in den Pupillenebenen 27a, 27b jeweils Strahlquerschnittsflächen Qa, Qb, welche einen Abstand X voneinander aufweisen. Die Spiegelfläche 3' des Umlenkelements ist in dem Bereich zwischen den Strahlquerschnittsflächen Qa, Qb angeordnet. Dabei weist eine Projektion der Spiegelfläche 3' entlang der Abbildungsstrahlengänge 2a, 2b, 2c und 2d einen Durchmesser auf, der 2/3 des Abstands X beträgt und somit kleiner als der Abstand X ist. Folglich sind die Strahlquerschnittsflächen Qa, Qb frei von der Spiegelfläche 3 ' . Es ist ersichtlich, daß es hierfür alternativ auch ausreicht, den Durchmesser der Projektion der Spiegelfläche 3 ■ gleich dem Abstand X der Strahlquerschnittsflächen Qa, Qb auszubilden.
Der verglichen mit der ersten bis dritten Ausführungsform kleine Durchmesser der Spiegelfläche 31 führt dazu, daß Pupillenebenen 27a, 27b der AbbildungsStrahlengänge 2a, 2b, 2c, 2d die wenigstens eine Spiegelfläche 3 ' in der in Figur 5 gezeigten Ausführungsform nicht schneiden, sondern von der Spiegelfläche 3' in Richtung der Objektebene 1 mit einem Abstand S*1 angeordnet sind.
Da die Spiegelfläche 3 ■ in der vierten Ausführungsform nicht von den Strahlquerschnittsflächen Qa und Qb überstrichenen wird,
wird der Abstand S*1 bzw. S* hier entlang der optischen Achse bzw. senkrecht zur optischen Achse des Sekundärstrahlenganges 24 gemessen. Diese auf die optische Achse des Sekundärstrahlenganges 24 bezogene Messung der Abstände der Pupillenebenen von der Spiegelfläche 3 ' des Umlenkelements stellt auch bei der vorstehend beschriebenen ersten, zweiten und dritten Ausführungsform, welche ebenfalls über einen Sekundärstrahlengang 24 verfügen, eine ausreichende Genauigkeit für die Bestimmung des Abstandes S1 bzw. S bereit.
Dieser Abstand S*, S*' kann sich sowohl in Richtung der Objektebene 1 (in Figur 5 als S*1 bezeichnet) als auch in Richtung des ersten optischen Teilsystems Tl1 (in Figur 5 als S* in gestrichelter Linie gezeigt) ergeben. In Figur 5 beträgt der Abstand S* ' etwa ein Viertel des Durchmessers der Linse 4. Allgemein kann der Abstand S*, S*1 jedoch kleiner als ein 1,5- faches und insbesondere kleiner als ein 1,0-faches und weiter insbesondere kleiner als ein 0,5-faches eines Durchmessers D einer der Spiegelfläche 3 ' entlang der Abbildungsstrahlengänge 2a, 2b, 2c, 2d am nächsten angeordneten Linse (hier die Linse 4) der Linsen des ersten optischen Teilsystems Tl' sein.
Auch bei der in Figur 5 gezeigten Ausführungsform ist durch paarweise Drehung von optischen Elementen 16 '-22', 16I I-221 1 bzw. 16"'-3I1" und 16 ''1^ -31 ' ''' des zweiten Teilsystems T2 eine freie Anordnung eines Betrachters bezüglich des Stereomikroskops möglich.
Auch wenn vorstehend die Verwendung eines Umlenkelements mit einer gewöhnlichen Spiegelfläche 3' beschrieben wurde, kann das Umlenkelement alternativ auch als dichroitisches Element ausgebildet sein. Dies bedeutet, daß das Umlenkelement nur in dem Sekundärstrahlengang geführte Strahlung eines bestimmten Wellenlängenbereichs faltet und für Strahlung eines in den Abbildungsstrahlengängen geführten anderen Wellenlängenbereichs durchlässig ist. Hierdurch kann das Umlenkelement so groß ausgebildet werden, daß es auch von den Abbildungsstrahlengängen durchlaufen wird, ohne diese jedoch zu falten. Dies erlaubt eine leichtere Anordnung des Umlenkelements, da eine (nicht gezeigte)
Halterung für das Umlenkelement außerhalb der Abbildungsstrahlengänge vorgesehen werden kann.
Unter Bezugnahme auf die Figuren 6A- 6D wird eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
Die fünfte Ausführungsform basiert auf der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform. Auf die Beschreibung der ersten Ausführungsform wird Bezug genommen. Im Folgenden werden lediglich Abweichungen der fünften Ausführungsform von der ersten Ausführungsform beschrieben.
Die in Figur 6A in perspektivischer Ansicht gezeigte fünfte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform insbesondere dadurch, dass der Sekundärstrahlengang 24 in einem Rohr 24* eines Endoskops geführt ist. Somit durchsetzt das Rohr 24* des Endoskops in dieser Ausführungsform die erste optische Spiegelfläche 3 des ersten optischen Umlenkelements in dem Bereich zwischen den Strahlquerschnittsflächen 28a, 28b, 28c, 28d der Abbildungsstrahlengänge 2a, 2b, 2c, 2d. In der gezeigten Ausführungsform ist in dem Rohr 24* eine Endoskopoptik aufgenommen, welche die Führung sowohl eines Beleuchtungsstrahlenganges als auch eines Beobachtungsstrahlenganges ermöglicht. Alternativ kann die Beleuchtung auch über einen zusätzlich zum Rohr 24* in einem Bereich zwischen den Strahlquerschnittsflächen 28a, 28b, 28c, 28d der Abbildungsstrahlengänge 2a, 2b, 2c, 2d geführten weiteren Sekundärstrahlengang (nicht eigens gezeigt) erfolgen.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf ein Endoskop beschränkt. So kann das Rohr 24* beispielsweise auch zur Führung eines Manipulators, Behandlungsstrahlengangs oder Beobachtungsstrahlengangs verwendet werden. Es ist ersichtlich, dass der Sekundärstrahlengang 24 in jeder der vorstehenden Ausführungsformen in einem derartigen Rohr geführt sein kann.
Weiter unterscheidet sich die in Figur 6A dargestellte fünfte Ausführungsform von den vorstehenden Ausführungsformen dadurch,
dass das Abbildungssystem 26 des Stereomikroskop in einem Gehäuse 65 aufgenommen ist. Das Gehäuse wird von einer Aufhängung mit einem motorischen Antrieb getragen, welche Aufhängung eine freie Ausrichtung und Orientierung des Abbildungssystems 26 des Stereomikroskop im Raum ermöglicht. Hierfür wird die insbesondere robotische Aufhängung beispielsweise von einer Decke oder einem Boden eines Raumes getragen. In der vorliegenden Ausführungsform weist die Aufhängung 62 mehrere nicht eigens gezeigte Antriebe auf, die mittels einer Steuerung 61 gesteuert werden können. Alternativ kann die Aufhängung aber auch rein manuell ausgebildet sein. Es ist ersichtlich, dass ein derartige Aufhängung des AbbildungsSystems des Mikroskops in jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen verwendet werden kann und nur fakultativ ist.
Die in der Figur 6A gezeigte Ausführungsform weist zudem eine zweite Aufhängung 63 für das Rohr 24* des Endoskops auf. Auch diese zweite Aufhängung 63 weist durch die Steuerung 61 ansteuerbare Motoren auf . Somit erlaubt die zweite Aufhängung 63 eine Verlagerung des Rohrs 24* des Endoskops relativ zum Abbildungssystem 26 des Stereomikroskops. Diese Ausrichtung kann beispielsweise translatorisch oder rotatorisch erfolgen. In der vorliegend Ausführungsform ist die zweite Aufhängung 63 so ausgebildet, dass das Rohr 24* des Endoskops im wesentlichen entlang der optischen Achse des Abbildungssystems 26 geführt werden kann. Hierdurch ist ein Einführen und Entfernen des Rohrs 24* und somit auch des ganzen Endoskops möglich. Weiter ist die zweite Aufhängung in der gezeigten Ausführungsform mechanisch mit dem Gehäuse 65 des Stereomikroskops und damit auch mit der ersten Aufhängung 62 gekoppelt. Alternativ kann die zweite insbesondere robotische Aufhängung 63 jedoch auch direkt an einem Boden oder einer Decke eines Raumes vorgesehen und damit unabhängig von der ersten Aufhängung 62 sein. Es ist ersichtlich, dass die zweite Aufhängung nur fakultativ ist und im Verbindung mit dem Rohr in jeder der vorstehenden Ausführungsformen verwendet werden kann. Sowohl die erste als auch die zweite Aufhängung verfügen jeweils über alle notwendigen Achsen für eine beliebige Orientierung/Positionierung der beiden Systeme im Raum.
Weiter weisen die Abbildungsstrahlengänge 2a-2d in der in Figur 6A gezeigten fünften Ausführungsform jeweils Kameraadapter 31'- 31" ' ' ' für (nicht gezeigte) Kameras auf, welche mit der Steuerung 61 verbunden sind. Auch eine Kamera 64 des Endoskops ist mit der Steuerung verbunden. Die Steuerung ist in dieser Ausführungsform zur Ausgabe der von den Kameras aufgenommenen Bilder über eine Anzeige wie z.B. einen Monitor oder ein Headset (head-mounted display) oder ein Boomsystem ausgebildet. Dabei kann die Ausgabe der Bilder wahlweise gleichzeitig oder abwechselnd sowie wahlweise monoskopisch und stereoskopisch erfolgen. Sowohl die Kameras als auch die Steuerung sind lediglich fakultativ. So können anstelle der Kameras beispielsweise Okulare vorgesehen sein.
In der vorliegenden Ausführungsform wird das von den Kameras des AbbildungsSystems 26 erzeugte Bild von der Steuerung 61 dazu verwendet, das Einführen und Entfernen des Rohrs 24* des Endoskops zu kontrollieren. Fakultativ kann die Steuerung auch ausgebildet sein, das Einführen und Entfernen des Rohrs 24* anhand der Bilder automatisiert auszuführen und somit die erste und/oder zweite Aufhängung 62, 63 entsprechend zu steuern.
Auch wenn in Figur 6A der besseren Übersichtlichkeit halber nur jeweils ein Abbildungsstrahlengang 2a des zweiten Teilsystems T2 dargestellt ist, kann das Stereomikroskop gemäß der fünften Ausführungsform mehrere Paare von Abbildungsstrahlengängen oder auch lediglich nur einen Abbildungsstrahlengang aufweisen. Weist das Stereomikroskop lediglich einen oder lediglich ein Paar von AbbildungsStrahlengängen 2a, 2b auf, so kann auf die Strahlteileranordnung 15 verzichtet werden. Weiter ist beispielsweise durch Vorsehen einer Blende im Bereich der Spiegelfläche auch eine Kombination mit der dritten Ausführungsform möglich.
Figur 6B zeigt schematisch eine Aufsicht auf die erste optische Spiegelfläche 3 des ersten optischen eines Umlenkelements des Stereomikroskops gemäß der fünften Ausführungsform. Ersichtlich erlaubt die zentrale Durchführung des Rohrs 24* des Endoskops
eine freie Anordnung der Paare von Abbildungsstrahlengängen um das Rohr 24* herum. Somit ist durch Drehung der Abbildungsstrahlengänge um das Rohr 24* herum eine freie Anordnung eines Benutzers im Bezug auf das Stereomikroskop möglich.
Figur 6C zeigt schematisch eine Aufsicht auf die erste optische Spiegelfläche 3 ' ' des ersten Umlenkelements des Stereomikroskops gemäß einer Abwandlung der vorstehenden fünften Ausführungsform.
Gemäß dieser Abwandlung der fünften Ausführungsform stellt das AbbildungsSystem 26 des Stereomikroskop lediglich ein Paar von Abbildungsstrahlengängen 2a, 2b bereit. Auf die Strahlteileranordnung 15 wird daher verzichtet. Weiter wird eine freie Anordnung eines Beobachters in dieser Ausführungsform unterbunden.
Dies ermöglicht es, in der ersten Spiegelfläche 3 des ersten Umlenkelements eine deutlich vergrößerte Ausnehmung 25' (kreuzschraffiert) für die Anordnung eines oder mehrerer Rohre eines oder mehrerer chirurgischer Instrumente und/oder eines oder mehrerer Sekundärstrahlengänge vorzusehen.
Figur 6D zeigt schematisch eine Aufsicht auf die erste optische Spiegelfläche 3 ' ' ■ des ersten Umlenkelements gemäß einer weiteren Abwandlung der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Gemäß dieser weiteren Abwandlung stellt das AbbildungsSystem 26 des Stereomikroskop lediglich ein Paar von Abbildungsstrahlengängen 2a, 2b bereit und verhindert eine freie Anordnung eines Benutzers. Weiter durchsetzt das wenigstens eine Rohr 24* und/oder der wenigstens eine Sekundärstrahlengang 24 die erste optische Spiegelfläche 3 ' ' ' des ersten optischen Umdenkelements nicht in einem Bereich zwischen den Strahlquerschnittsflächen 28a, 28b, 28c, 28d der AbbildungsStrahlengänge 2a, 2b, 2c, 2d, sondern ist in einem Bereich 25* (kreuzschraffiert) benachbart zur ersten optischen Spiegelfläche 31 1 1 angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass eine
Vignettierung des Strahlengangs des AbbildungsSystems 26 des Stereomikroskop im Vergleich zu den Abbildungen 6B und 6C geringer ist. Weiter ist eine Anordnung des wenigstens einen Rohres 24* und/oder wenigstens einen Sekundärstrahlenganges 24 so besonders flexibel möglich. In Kauf genommen wird hierbei, dass das wenigstens eine Rohr 24* und/oder der wenigstens eine Sekundärstrahlengang 24 einen bezogen auf die Abbildungsstrahlengänge 2a und 2b größeren Winkel aufweist.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figur 7 eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die sechste Ausführungsform basiert auf der vorstehend beschriebenen dritten Ausführungsform, auf die vollumfänglich Bezug genommen wird. Im folgenden werden lediglich Abweichungen der sechsten von der dritten Ausführungsform beschrieben.
Die in Figur 7 gezeigte sechste Ausführungsform unterscheidet sich von der dritten Ausführungsform insbesondere dadurch, dass keine schaltbare Blende vorgesehen ist. In der Folge werden aus den einfallenden Strahlen keine unterschiedlichen AbbildungsStrahlengänge herausgegriffen, so dass es sich um ein monoskopisches Mikroskop handelt.
Auch bei der sechsten Ausführungsform weist die erste optische Spiegelfläche 3 eine Ausnehmung auf, durch die ein Sekundärstrahlengang 24 geführt ist. Alternativ kann durch die Ausnehmung auch mehr als ein Sekundärstrahlengang oder alternativ oder zusätzlich ein oder mehrere Rohre geführt sein. Da im Bereich der Spiegelfläche 3 eine Abbildung einer Pupille des AbbildungsSystems erfolgt, führt das Vorsehen einer Ausnehmung und ggf. eines Rohres in diesem Bereich dazu, dass sich eine hierdurch hervorgerufene Verschattung auf das ganze Bild verteilt.
Auch wenn in Figur 7 eine Digitalkamera 31* zur Erzeugung eines Bildes vorgesehen ist, ist ersichtlich, dass alternativ auch ein Okular für einen direkten Benutzereinblick vorgesehen sein kann.
Auch in der sechsten Ausführungsform kann eine erste und/oder zweite Aufhängung vorgesehen sein; auch besteht hier wie dort die Möglichkeit, die Strahlengänge nicht zu falten.
Es wird betont, daß die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen nur beispielhaft sind. So können die beschriebenen Ausführungsformen beispielsweise beliebig miteinander kombiniert werden. Auch kann von den Ausführungsformen abgewichen werden.
Zusammenfassend stellen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Mikroskop bzw. Stereomikroskop bereit, welches einen einfachen und kompakten Aufbau aufweist und wenigstens einem Betrachter Freiheitsgrade hinsichtlich seiner Anordnung relativ zu einem in der Objektebene 1 anordenbaren zu beobachtenden Objekt bietet.
Weiter stellt das vorgeschlagene Mikroskop bzw. Stereomikroskop einen Sekundärstrahlengang 24 bereit, der mit Abbildungsstrahlengängen 2a und 2b bzw. 2c und 2d des Stereomikroskops paarweise einen Winkel von kleiner 5° und insbesondere kleiner 3° und insbesondere im wesentlichen gleich 0° einschließt. Gleichzeitig wird eine Beeinträchtigung von in den Abbildungsstrahlengängen 2a, 2b geführten Abbildungsstrahlen durch in dem Sekundärstrahlengang 24 geführte Sekundärstrahlung wirkungsvoll vermieden, da sich die Abbildungsstrahlen und die Sekundärstrahlung in keinem optischen Element überlappen.
Ein derartiges Mikroskop bzw. Stereomikroskop eignet sich insbesondere zur Verwendung als Operationsmikroskop.