JP6534821B2 - 可視化装置におけるデータミラーリング用モジュール - Google Patents

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Description

本発明は、可視化装置のためのモジュールに関し、このモジュールは:光学観察ビーム路を用いて対象領域の観察画像を生成するための基体に収容される撮像光学ユニット;対象領域の観察画像上に重畳された方向情報を有する画像を可視化するためのディスプレイを有する表示デバイス;及び対象領域の画像を取得するための画像センサを有する画像取得デバイスを備える。
本発明の意味において、方向情報は、特に外科用顕微鏡内の観察画像上に重畳される補助的幾何学(Hilfsgeometrie)を意味することが理解される。このような補助的幾何学によって、例えば手術者が手術野において方向決定するのを容易にすることができる。例えばこのような補助的幾何学によって、手術野内の組織及び骨構造を手術者に正確に示すことができる。しかしながら本発明の意味における方向情報は、例えばMRT(Magnetic Resonance Tomography:磁気共鳴断層撮影)又はMRI(Magnetic Resonance Imaging:磁気共鳴映像法)等の診断装置を使用して手術前に患者に関して撮影した手術野内の構造を示す画像からなる場合もあり、観察者にとって前記構造は、対象領域の観察画像において識別できないか又は識別が困難である。
この場合モジュールは、可視化装置に恒久的に一体化される組立体、及び交換可能な補充物として設計される組立体又は可視化装置の改造のために設計される組立体(これは例えば蟻継ぎ連結を用いて可視化装置の基体に接続できる)の両方を意味すると理解される。
冒頭で言及したタイプのモジュールを備える可視化装置は、特許文献1から公知である。当該文献では、対象平面の観察画像を生成する撮像光学ユニットを有する外科用顕微鏡の形態の可視化装置を記載している。この外科用顕微鏡は、眼科外科用顕微鏡検査システムである。これは電子画像センサを有し、この電子画像センサは、画像解析によって患者の眼の位置及び方向を計算するためのコンピュータユニットに接続される。計算された補助的幾何学(これは相互に関連する形態で患者の眼の観察画像上に重畳される)の形態の方向情報を、観察者に表示できる。
手術者が手術野内の正確な配向が得られるようにするために、このような可視化装置において、重畳された方向情報を観察画像に対して正確に位置合わせして表示する必要がある。
特許文献1に記載される可視化装置のコンピュータユニットは、この目的のためのコンピュータプログラムを有し、このコンピュータプログラムにより、デジタル処理で生成した画像に基づく画像データの取得中に決定した誤差の補償と、決定された位置、方向及びスケーリング誤差に対する画像データの適合とを行うことができる。
特許文献2は、光学観察ビーム路の光チャネル内、及び対応する観察ビーム路内の対象領域画像を取得するための画像センサ上の両方でディスプレイの画像を提供できる可視化装置を開示している。ディスプレイを用いて観察ビーム路内の表示情報を表示する場合、表示情報は画像センサに常に供給される。
国際公開第2013/072422 A1 ドイツ特許第10157613 A1
本発明の目的は、観察画像上に重畳された方向情報の簡単かつ正確な調整を可能とすることからなり、また本発明の目的は、系統誤差なしに方向情報を表示できるようにするために、方向情報中の上記系統誤差を可視化装置内で正確に決定できる方法を特定することである。
この目的は、請求項1又は請求項12の特徴を有する可視化装置のためのモジュールによって達成される。
本発明者らは、可視化装置内の対象領域の観察画像上に重畳された画像の表示は、極めて複雑である光学組立体の調整によってしか補償できない系統誤差を有することが多いことを認識していた。特に構造の位置及び対象領域内の範囲の特定に使用される方向情報、例えば腫瘍の輪郭又は患者の眼の位置若しくは方向を、可視化装置内で観察画像上に重畳しようとする場合に、このような系統誤差が感知される。つまりこの場合、この方向情報に影響をあたえるのはせいぜい、このような前記可視化装置を用いて患者に対して可能な外科的介入又は診断の精度を損なわない、即ち低下させない程小さい残留誤差であることが望ましい。
従って本発明の1つの構想は、対象領域の画像上に重畳された計算された画像を、好ましくは、ディスプレイに表示される画像の系統誤差を用いて可視化装置においてコンピュータによって自動的に調整された状態で可視化できる表示デバイスからなる。上記系統誤差は、第1にディスプレイの接続及び/若しくは製造及び/若しくは設置若しくは調整許容差、第2に画像取得デバイス若しくはその中に配設される画像センサの接続及び/若しくは製造及び/若しくは調整許容差、又は表示デバイスのための画像データの計算において考慮されるディスプレイ及び画像取得デバイスのための撮像レンズ系の製造及び調整許容差に由来する。従って、このような可視化装置に関する製造の複雑性のみが低減されることではない。このような可視化装置において表示される画像の系統誤差のコンピュータユニットを使用した補償は、更に外科用顕微鏡内で交換可能なカメラが取得した画像データの画像解析によって計算される方向情報の表示に関する精度ももたらし、これは従来の組立体の機械的調整方法を用いては全く達成できない。
本発明によるモジュールにおける幾何学的構造は、可能であれば、ディスプレイの表示内容の位置及び少なくとも1つの長さ及び方位配向を画定するパターンを備える。
例えば神経外科の分野のために設計された可視化装置では、この方向情報は手術野内の腫瘍の輪郭からなり、又は手術野内に延在する血管からなる。眼科学の分野のために設計された可視化装置では、問題となっている方向情報は、嚢切開の範囲、トーリックレンズの位置、乱視の主軸又は角膜移植の場合の縫合線である。
本発明によるモジュールは、好ましくは画像取得デバイスに対象領域の観察画像を供給するために分離ビームスプリッタが配設された光学観察ビーム路のための光チャネルを有する。そして、表示デバイスのディスプレイ上に表示された画像を観察ビーム路内の対象領域の観察画像上に重畳するために、結合ビームスプリッタが光チャネルに配置される。
切替え可能デバイスは、特にビーム偏向系を有することができ、このビーム偏向系は、ディスプレイから入って結合ビームスプリッタを通過する光ビームを偏向し、続いてディスプレイから画像センサへの光学ビーム路を任意に提供及び抑制するための分離ビームスプリッタを介して、上記光学ビーム路を画像センサに供給する。
ビーム偏向系は、好ましくは第1のミラー表面における反射によって、結合ビームスプリッタの、ディスプレイから離間した側部上にディスプレイから入射する光学ビーム路を、画像取得デバイスから離間した分離ビームスプリッタの側部に対して光学ビーム路を反射する第2のミラー表面に向けるように設計される。
本発明によると、ビーム偏向系は、例えばディスプレイから入射する光学ビーム路を偏向するための90°のプリズムを含ませることができる。
本発明によるモジュールの場合、結合ビームスプリッタと分離ビームスプリッタとの間に、結合ビームスプリッタを通過する光学ビーム路を任意に有効にする及び遮断するための光学素子を更に設けることもできる。この光学素子は、好ましくはシャッタの形態であり、これはビーム路へと、及びビーム路から外へと移動できる。特に好ましくは、このシャッタは再配置可能な光トラップの形態であり、この光トラップは、モジュールが外科用顕微鏡に一体化された場合に、対象領域及びディスプレイからシャッタに衝突する光を受けとる。
結合ビームスプリッタ及び分離ビームスプリッタは、それぞれスプリッタ層を有するスプリッタ表面を有する。そして、切替え可能デバイスは、特に再配置可能ミラーを有するビーム偏向系を含むこともでき、この再配置可能ミラーは、結合ビームスプリッタを用いて、結合ビームスプリッタのスプリッタ表面での偏向によって光学観察ビーム路上に重畳された光学ビーム路を、ディスプレイの背面から結合ビームスプリッタへと戻るように反射し、上記スプリッタ表面を通して上記重畳された光学ビーム路を分離ビームスプリッタへと供給する。続いて分離ビームスプリッタにおいてこの光学ビーム路は、分離ビームスプリッタのスプリッタ表面において、画像取得デバイスから離間した分離ビームスプリッタの側部上に配設された更なる偏向ミラーへと反射され、これにより、分離ビームスプリッタのスプリッタ表面を通過するビーム路を用いて、分離ビームスプリッタを通して光学ビーム路を画像取得デバイスに供給する。
ディスプレイから画像センサへの光学ビーム路を任意に提供及び抑制するための切替え可能デバイスとして、再配置デバイスを提供することもでき、この再配置デバイスは、結合ビームスプリッタ及び分離ビームスプリッタを第1の位置から第2の位置へと、またその逆へと移動させる目的を果たす。分離ビームスプリッタは第1の位置において、対象領域の観察画像を画像取得デバイスのディスプレイに提供し、また分離ビームスプリッタは、表示デバイスに表示された画像を、観察ビーム路内の対象領域の観察画像上に重畳する。結合ビームスプリッタは第2の位置において、表示デバイスのディスプレイに表示された画像を分離ビームスプリッタに向け、この分離ビームスプリッタは第2の位置において、この画像を画像取得デバイスに供給する。
これに対する代替として、結合ビームスプリッタ及び分離ビームスプリッタをモジュール内で組み合わせることによって、共通のビームスプリッタを形成でき、また対象領域の観察画像上に重畳された画像を可視化するための表示デバイスを偏光によって形成することもできる。ここで切替え可能光学素子は、ビームスプリッタと画像センサとの間の、画像取得デバイスに供給されるビーム路中に配設され、この切替え可能光学素子は、第1の切替え状態において表示デバイスの偏光に対して透過性であり、第1の切替え状態とは異なる更なる切替え状態において、表示デバイスから画像センサへの偏光の通過を抑制する。
モジュールは幾何学的構造も含むことができ、これはディスプレイからは離間しており、基体に対して定位置に固定された状態で配設され、また画像センサ上に幾何学的構造の画像を任意に提供及び抑制するための切替え可能デバイスを備えさせることができる。次にこの切替え可能デバイスは、第1の切替え状態において、光学ビーム路によって幾何学的構造の画像を画像センサ上に提供し、第1の切替え状態とは異なる更なる切替え状態において、幾何学的構造から画像センサへの光学ビーム路を抑制する。
この場合においても、対象領域の観察画像を画像取得デバイスに提供するために、分離ビームスプリッタを光学観察ビーム路のための光チャネルに配設できる。特にこの光チャネルには、表示デバイスのディスプレイに表示された画像を観察ビーム路内の対象領域の観察画像上に重畳するために、結合ビームスプリッタも配置できる。
画像センサ上への幾何学的構造の画像の任意の提供及び抑制のための切替え可能デバイスとして、例えば、幾何学的構造を照明するための照明デバイスが有利である。
本発明によるモジュール内の光チャネルは、例えば可視化装置内の第1の立体視部分観察ビーム路のための光チャネルであってもよい。本発明によるモジュールは、可視化装置内に、第2の立体視部分観察ビーム路のための更なる光チャネルも有することができる。光チャネル内の第1の立体視部分観察ビーム路に関する光路長、及び更なる光チャネル内の第2の立体視部分観察ビーム路に関する光路長を少なくとも部分的に補償するための光学素子を、この更なる光チャネル内に設けると有利である。
また、追加の更なる光チャネルに、光チャネル内の第1の立体視部分観察ビーム路の光強度、及び更なる光チャネル内の第2の立体視部分観察ビーム路の光強度を少なくとも部分的に補償するために使用される光学素子を配設することも有利である。
本発明によるモジュールは、また対象領域から分離ビームスプリッタに供給されるビーム路を任意に有効にする及び遮断するための、分離ビームスプリッタの対象領域に面する側部の光学観察ビーム路に配設できる光学素子も含むことができる。
本発明は、また対応するよう設計されたモジュールを含む可視化装置、特に対象領域の観察領域の観察画像を生成するための、基体に収容される撮像光学ユニットにまで拡張される。
本発明は、また、このような可視化装置において、表示デバイスが表示するデータを、画像取得デバイスが取得する観察領域の画像に適合させる方法にまで更に拡張され、この画像取得デバイスにおいて、幾何学的構造の画像を画像取得デバイスに提供し、次に、画像センサ上の画像取得デバイスによって取得された幾何学的構造の画像における幾何学的構造の位置及び/又はサイズ及び/又は方向から、補正パラメータを決定することにより、表示デバイスが表示できるデータに関して、画像センサ上の画像取得デバイスにおいて取得された画像の、表示デバイスのディスプレイに対して固定されている座標系における位置及び/又は方向及び/又はスケーリングにおいて、特に組立体の許容差が引き起こす不一致を補償できる。
この方法を実装するために、可視化装置が、画像取得デバイス及び表示デバイスに接続された、コンピュータプログラムを有するコンピュータユニットを含み、このコンピュータユニットが上述した方法を実装できると有利である。
本発明を、図面において概略的に示した例示的な実施形態を参照して、以下により詳細に説明する。
図1は、表示デバイスが表示するデータをミラーリングするためのモジュールを備えた外科用顕微鏡の形態の可視化装置を示す。 図2は、画像取得デバイス及びモジュールの表示デバイスを備えた可視化装置における第1及び第2の立体視部分観察ビーム路を示す。 図3は、モジュールのディスプレイを表示された幾何学的構造と共に示す。 図4aは、表示デバイスが表示するデータを画像取得デバイスが取得する対象領域の画像に適合させる以前の状態を可視化装置において観察者が認識する画像センサ及びディスプレイの視野を示す。 図4bは、表示デバイスが表示するデータを画像取得デバイスが取得する対象領域の画像に適合させた後の状態を可視化装置において観察者が認識する画像センサ及びディスプレイの視野を示す。 図5は、表示デバイスを画像取得デバイスに適合させるためのディスプレイに表示された幾何学的構造を示す。 図6は、可視化装置においてデータをミラーリングするための代替的な設計を有する第2のモジュールを示す。 図7aは、可視化装置においてデータをミラーリングするための代替的な設計を有する第3のモジュールを第1の設定において示す。 図7bは、可視化装置においてデータをミラーリングするための第3のモジュールを第2の設定において示す。 図8aは、可視化装置においてデータをミラーリングするための代替的な設計を有する第4のモジュールの第1の図を示す。 図8bは、可視化装置においてデータをミラーリングするための第4のモジュールの第2の図を示す。 図9aは、可視化装置においてデータをミラーリングするための代替的な設計を有する第5のモジュールの第1の図を示す。 図9bは、可視化装置においてデータをミラーリングするための第5のモジュールの第2の図を示す。 図9cは、画像センサが取得でき、かつモジュールにおいて表示できる幾何学的構造を示す。
図1に示す外科用顕微鏡10は、眼科学において使用するためのもの(眼科外科用顕微鏡)である。外科用顕微鏡10は基体12を有し、基体12は、外科用顕微鏡スタンド(これ以上詳述しない)の支持アーム14に取り付けられ、左側双眼用見口18及び右側双眼用見口20を有する双眼鏡筒16を含み、これら左側双眼用見口18及び右側双眼用見口20を通して、観察者は光学観察ビーム路を有する対象領域22を拡大された形態で観察できる。
外科用顕微鏡10は、患者の眼24の水晶体を人工水晶体で置換する白内障手術に特によく適している。
観察者が対象領域において容易に配向を得られるように、及び上記観察者が双眼鏡筒16を覗き込む際に上記観察者に追加の情報(この追加の情報は対象領域22の観察画像上に重畳される)を表示するために、外科用顕微鏡10は、表示デバイス及び画像取得デバイスを備えたデータミラーリングのための交換式モジュール26として設計された光学組立体を有する。
しかしながらモジュール26は原理的に、外科用顕微鏡の基体に固定して一体化された非交換式組立体の形態とすることもできる点に留意されたい。
図2は、外科用顕微鏡10内の第1の立体視部分観察ビーム路30及び第2の立体視部分観察ビーム路28を示す。立体視部分観察ビーム路28、30は、外科用顕微鏡10内において、左側光チャネル34及び右側光チャネル36内に案内される。これらは共通の顕微鏡主対物レンズ32を通過して、調整可能な倍率を有する無限小点倍率系38を通過する。立体視部分観察ビーム路28、30は、平行なビーム路を有するモジュール26を通して案内される。これら立体視部分観察ビーム路28、30は、左側中間画像平面44又は右側中間画像平面46の管状レンズ40、42によって双眼鏡筒16に集束し、観察者は、この左側中間画像平面44又は右側中間画像平面46を、左側接眼レンズ系48及び右側接眼レンズ系50を通して無限遠に適合された観察者の眼で観察できる。
モジュール26では、右側光チャネル36中の立体視部分観察ビーム路30において、ディスプレイ70に表示された画像を、双眼鏡筒16の右側双眼用見口20において認識できる対象領域22の画像上に重畳できる。
モジュール26はモジュール基体60を有し、かつ第1の光学機械境界面52を有し、この第1の光学機械境界面52において、モジュール26が蟻継ぎ連結を用いて外科用顕微鏡基体12に接続されている。モジュール26は、更に外科用顕微鏡10の双眼鏡筒16のための第2の光学機械境界面56を備えている。双眼鏡筒16とモジュール26とは、ここでも蟻継ぎ連結を用いて接続される。
モジュール26には画像取得デバイス58として、対物レンズ系62及び画像センサ64を備えたモジュール基体60に接続されたビデオカメラが存在する。画像取得デバイス58を固定したり緩めたりするために、更なる境界面66がモジュール基体60に形成されている。
修正実施形態におけるモジュール26は、原理的にモジュール基体60に固定して一体化された画像取得デバイスも含むことができる点に留意されたい。
外科用顕微鏡10の対象領域22の画像は、モジュール26内の右側光チャネル36に配設された分離ビームスプリッタ88を介して、画像取得デバイス58に供給される。
モジュール26内の表示デバイス68を用いて、対象領域22の観察画像に関する方向情報を双眼鏡筒16の双眼用見口20において観察者に表示できる。この目的のために表示デバイス68はディスプレイ70を有し、撮像レンズ系72を備えている。この撮像レンズ系72を用いて、ディスプレイ70に表示された画像情報を平行なビーム路90に伝送することにより、立体視部分観察ビーム路30上に重畳された光学表示ビーム路76を有するモジュール26に配設された結合ビームスプリッタ74を介して、上記画像情報を双眼鏡筒16に向けることができる。
画像取得デバイス58及び表示デバイス68を制御するために、データ記憶媒体(図示せず)を有するコンピュータユニットを外科用顕微鏡10に割り当てる。コンピュータユニットはコンピュータプログラムを有し、これにより画像取得デバイス58が取得した画像を画像解析に供して、対象領域22に配設された対象の構造の位置及び方向を取得し、この情報又はこの情報から得られた情報を表示デバイス68によって観察者に対して表示できる。
図3は、ディスプレイ70を、ディスプレイ70に表示された画像78と共に示す。画像78は方向情報80を有する。この場合方向情報80は、対象領域における位置を表示するための及び/又は対象領域における方向(例えばトーリック人工水晶体の方位配向等)を表示するための補助的幾何学である。双眼鏡筒に表示されるこの方向情報80の位置、方向及びスケーリング又は撮像スケールは、ここでは補正されていない。
補正パラメータが決定されると、補正された方向情報82が、対象領域における構造の位置及び方向から得られた情報として挿入される。図3において、矢印84、角度86、補正された及び補正されていない方向情報のスケーリングに対する変化(例示目的で誇張されている)は、コンピュータユニットによる補正を例示している。このような補正は、手術者が例えばトーリック人工水晶体を、コンピュータユニットを用いて画像解析により患者の眼に対して算出及び照合した方向情報82に基づいて、正確な方向に移動させることができるようにするために、又は表示された他の用途の構造を、位置、方向及びサイズの点で正確に示すことができるようにするために必要である。
表示デバイス68のディスプレイ70によって観察者に表示される方向情報82が、観察者が認識する対象領域22の画像に対して、場所、位置、サイズに関して照合されることを保証するために、観察者に対して可視化される画像センサの視野は、表示画像内の位置、方向、スケーリングに対応している必要がある。
図4aは、画像取得デバイス58の画像センサの視野93、表示デバイス68の表示画像95と共に、外科用顕微鏡10の双眼用見口20において観察者が観察する画像91を示す。画像センサの視野93に関して、表示画像95は、一般に取付け及び製造許容差により位置及び方向に関して変位しており、上記表示画像は、画像センサの視野93から逸脱したサイズを有することがあり、このサイズは公知であるものの、一般に許容差により設定点値から外れる。
図4bは、表示デバイス及び画像取得デバイスによって認識できる表示画像95の系統誤差の補正による適合化に基づいて、双眼用見口において観察者が取得した画像センサの視野93及び表示画像95を示す。画像センサの視野93及び表示画像95内の構造は、位置、方向、スケーリングに関して、即ち撮像スケールに関して互いに対応する。
画像センサの視野93に対する表示画像95の所望の適合は、原理的には外科用顕微鏡10においては、撮像レンズ系72と、表示デバイス68内でのディスプレイ70の位置との機械的調整によって、及び画像取得デバイス58の光学組立体の機械的調整によって、保証される。しかしながら、このような機械的調整には時間がかかり、過失が極めて起こりやすい。従って一般に、外科用顕微鏡の従来のユーザはこれを実装できない。このような調整は、原理的に開放型のインタフェースを有するモジュールの場合に、画像取得デバイス58又は表示デバイス68内の光学組立体を交換する際はいつでも、最初から必要である。
外科用顕微鏡10内の開放型のインタフェースにおいてこのような機械的調整を省くことができるように、及び外科用顕微鏡10の寿命全体にわたって画像センサの視野に対するディスプレイの適合の精度を保証するために、表示デバイス60のディスプレイ70から画像取得デバイス58の画像センサ64への光学ビーム路90を、モジュール26において任意に提供又は抑制できる。
このような光学ビーム路90を提供することによって、表示デバイス68のディスプレイ70を用いて幾何学的構造を表示でき、この幾何学的構造は、画像取得デバイス58の画像センサ64に供給される。これにより、コンピュータによる補正パラメータの決定が可能となり、この補正パラメータに基づいて、観察者が認識できる対象領域22の観察画像と、画像取得デバイスが取得して表示デバイス60が表示する画像とが、表示デバイス60が表示する領域内で一致するように、画像取得デバイス58が取得した対象領域22の画像を、外科用顕微鏡10の双眼用見口20において観察者に対して表示できる。
このような幾何学的構造の例を図5に示す。図5の幾何学的構造92は、中心94を有する標的の形態を有する。幾何学的構造92は、中心94に対して同心円状に配設された円形ディスク96を備え、この円形ディスクは、この円形ディスクに対して同心に配設された円形リング98の形態で幾何学的構造内に位置する。互いに向かい合っている棒状のマーク100、102を、円形リング98の外周に設ける。幾何学的構造92は、互いに垂直に配設され、かつ中心94と一致する交差点を有する2つの線104、106を有する。2つのマーク100、102は前記線106上に位置する。幾何学的構造92は、また互いに対して同心であり、かつ円形リング98の周りに同心円状に配設された4つの円形線108、110、112、114も有する。幾何学的構造92は、更に1°の角度間隔を有して連続的に配設された3つの角度線118a、118b、118cを有する方位角マーク116を有する。
線104、106及び円形線108、110、112、114に基づいて、幾何学的構造92のパターンにより、幾何学的構造92の位置、長さ(即ち撮像スケール)及び画像取得デバイス58の画像センサ64に対して固定された座標系における幾何学的構造92の方位配向を決定できる。
外科用顕微鏡10のモジュール26において、表示デバイス60のディスプレイ70から画像取得デバイス58の画像センサ62への光学ビーム路90を任意に提供又は抑制するために、モジュール26は、ビーム偏向系として機能する90°のプリズム122及び光トラップとして機能する再配置可能シャッタ124を備えた切替え可能デバイス120を有する。プリズム122は、ディスプレイ70のビーム路90の、結合ビームスプリッタ74によって立体視部分観察ビーム路30へとミラーリングされない部分を、第1のミラー表面126及び第2のミラー表面128における反射によって、画像取得デバイス58から離間した分離ビームスプリッタ88の側へ向ける。再配置可能シャッタ124を、結合ビームスプリッタ74と90°のプリズムとの間において、両方向矢印129で示す方向に、光学ビーム路90内へと移動させることにより、このビーム路を任意に有効にするか又は遮断できる。シャッタ124がビーム路90を遮断する場合、これは光吸収表面特性によりシャッタ124に衝突する光を吸収する光トラップとして機能する。
外科用顕微鏡10において表示デバイス68を画像取得デバイス58に適合させるために、まず外科用顕微鏡10内の画像取得デバイス58によって、幾何学的構造92の画像を提供する。
次に、幾何学的構造92の位置及び/若しくはサイズ及び/若しくは方向、又は画像センサ64上の画像取得デバイス58が取得した幾何学的構造の画像中の別の適切な構造の位置及び/若しくはサイズ及び/若しくは方向から、コンピュータユニットにおいて撮像仕様を決定する。
所望の撮像仕様を決定するために、コンピュータユニットは、例えばまず、画像センサ64を用いて取得した幾何学的構造92の画像を異なるサイズのリング状の比較対象と相関させる。これについては、国際特許出願PCT/EP2008/068104(3頁12行目〜4頁14行目、5頁9行目〜15行目)及びPCT/EP2008/068103に詳述されており、本出願はこれらの全体を参照するものとする。
従って、幾何学的構造92の中心94及び円形リング98の外半径r1が決定される。中心94及び円形リング98の外半径を決定すると、画像センサ64を用いて取得した画像は極座標へと変換され、次にマーク100、102の方位位置が、方位角マークとして機能する2つの表面要素との相関によって相関化される。前記表面要素の角度間隔Wは極座標においてW=180°であり、この表面要素はr1≦r≦r2の半径範囲にわたって延在する。ここでr1は円形リング98の外半径に対応し、r2:=1.2r1は円形リング98の周りに位置する更なる円形リングの半径r2に対応する。この更なる円形リングは、円形リング98に対して同心である。
例えば位置が変化している状況での相関関数の算出によって相関化が実施され、従って相関関数は位置変数の関数である。この場合、画像のピクセル値は比較対象のピクセルを用いて設定され、比較対象は画像取得デバイス58が取得した画像にわたって移動する。相関関数の値は、画像と比較対象との間の一致の程度である。例えば画像と比較対象との間の一致が最大である場合、即ち比較対象と画像内の標的である特徴部分とが重なる場合、相関関数の値は最大となる。
こうして決定した撮像仕様に基づいて、表示デバイス68が表示できるデータを、コンピュータユニットを用いて補正し、画像センサ64上の画像取得デバイス58において取得される画像の座標系における位置及び/又は方向及び/又はスケーリングの、組立体の許容差によってもたらされる不一致を補償できる。
画像取得デバイス58内の画像センサ64が表示デバイス68内のディスプレイの光のみを受け取り、幾何学的構造92を表示デバイスに表示させる際に表示デバイス68を画像取得デバイス58に適合させるために、両方向矢印130に対応する再配置可能に配設された光学素子132をモジュール26内に設けて、対象領域22から供給される第2の立体視部分観察ビーム路30を任意に有効にする及び遮断する。
第1及び第2の立体視部分観察ビーム路28、30に関して、外科用顕微鏡10において同一の光学路長及び同一の画像輝度を保証するために、第1の立体視部分観察ビーム路が通過するガラスキューブ134を左側光チャネル34に配設し、グレーフィルタ136を左側光チャネル34に配設する。このグレーフィルタ136は、光チャネル34内の光の輝度を、結合ビームスプリッタ74におけるスプリッタ表面138及び分離ビームスプリッタ88におけるスプリッタ表面140によって引き起こされる光チャネル36内の光の強度の損失に適合させる。
本発明によるモジュールは、原理的に撮像レンズ系72及び表示デバイス68におけるディスプレイ70の位置の機械的調整並びに画像取得デバイス58の光学組立体の機械的調整が不可能な状態で実装することもできる点に留意されたい。本発明によるモジュールでは、画像取得デバイスが取得する対象領域の画像に対する表示デバイスが表示するデータの機械的適合が、常に可能である。
図6は、可視化装置においてデータをミラーリングするための代替的な設計を有する第2のモジュール226を示し、この第2のモジュールは上述のモジュール26に機能的に対応する。図6に示す要素及び組立体が先の図面に示した要素及び組立体と同一である限り、図6では上記要素及び組立体は、図2に対して数を200だけ増やした数の形態の参照符号を有する。
表示デバイス268のディスプレイ270からモジュール226内の画像取得デバイス258の画像センサ264への光学ビーム路290を任意に提供するか又は抑制するために、モジュール226は、両方向矢印350に対応する再配置可能なミラー352を有するビーム偏向系を備えた切替え可能デバイス320を有する。ミラー352は、結合ビームスプリッタ274の、第2の立体視部分観察ビーム路230が通過する側部上に配設される。ミラー352を光チャネル236内に配置する場合、ミラー352は、表示デバイス268のディスプレイ270が放射した光を、結合ビームスプリッタ274に戻るように向け、結合ビームスプリッタ274では、光はスプリッタ表面338を部分的に通過し、ビーム路290によって分離ビームスプリッタ288へと入る。ここで、表示デバイス268のディスプレイ270が放射した光を、分離ビームスプリッタ288のスプリッタ表面340において、更なるミラー354へと向ける。更なるミラー354は、分離ビームスプリッタ288の、画像取得デバイス258から離れて面する側部上に配設されている。表示デバイス268のディスプレイ270が放射したこの光は、次に分離ビームスプリッタ288のスプリッタ表面340を通過する光学ビーム路290によって、分離ビームスプリッタ288を通して画像取得デバイス258へと案内され、この光学ビーム路290はスプリッタ表面340を通過する。一方で、ミラー352を光チャネル236の外側に配設する場合、画像取得デバイス258は、表示デバイス268のディスプレイ270からいかなる光も受け取らない。
デバイス320のビーム偏向系は光トラップ356を有し、この光トラップ356は、結合ビームスプリッタ274のスプリッタ表面338を通過する表示デバイス268からの光を吸収して、外科用顕微鏡での観察プロセスに損害を与える寄生光を抑制できる。
図7a、7bは、可視化装置においてデータをミラーリングするための代替的な設計を有する第3のモジュール426を示し、この第3のモジュールは上述のモジュール226に機能的に対応する。図7a、7bに示す要素及び組立体が図6に示した要素及び組立体と同一である限り、上記要素及び組立体は、図6に対して数を200だけ増やした数の形態の参照符号を有する。
モジュール426において、画像取得デバイス458はモジュール基体460に一体化されている。モジュール426において、表示デバイス468のディスプレイ470から画像取得デバイス458の画像センサ464への光学ビーム路490を任意に提供する又は抑制するために、モジュール426はビーム偏向系を有する切替え可能デバイス520を有し、この切替え可能デバイス520では、結合ビームスプリッタ474及び分離ビームスプリッタ488が光チャネル436の光学軸558の周りで回転可能に設置され、両方向矢印560に対応して、図7aに示す第1の位置から図7bに示す第2の位置へと、及びその逆へと、移動できる。
図7aに示す切替え可能デバイス520の設定では、画像取得デバイス458の画像センサ462は、表示デバイス468からいかなる光も受け取らない。対照的に、図7bに示す切替え可能デバイス520の設定では、光学ビーム路490が、表示デバイス468から画像取得デバイス458の画像センサへ462と供給される。
図8a、8bは、可視化装置においてデータをミラーリングするための代替的な設計を有する第4のモジュール626を示し、この第4のモジュールは上述のモジュール226に機能的に対応する。図8a、8bに示す要素及び組立体が図6に示した要素及び組立体と同一である限り、上記要素及び組立体は、図6に対して数を400だけ増やした数の形態の参照符号を有する。
図8aはモジュール626を、第1の光チャネル634の光学軸及び更なる光チャネル636の光学軸に垂直な断面の断面図で示す。図8bはモジュール626を、図8aの線VIIIb‐VIIIbに沿った垂直な断面図で示す。
モジュール626において、表示デバイス668のディスプレイ670から画像取得デバイス658の画像センサ664への光学ビーム路690を任意に提供するか又は抑制するために、モジュール626は、ビームスプリッタ674と、偏光フィルタ770を備える切替え可能デバイス720とを有し、上記偏光フィルタ770は、画像取得デバイス658に供給される光学ビーム路690内に、両方向矢印772に対応するように配置できる。
ビームスプリッタ674は、結合ビームスプリッタ及び分離ビームスプリッタの両方である。従ってモジュール626において、ビームスプリッタ674は二重の機能を有する。
偏光フィルタ770に関して、リニアガイドを直線状に再配置できるようにする代わりに、光学ビーム路690への及び光学ビーム路690からの枢動のための枢動軸受内に偏光フィルタ770を収容することも考えられる点に留意されたい。
偏光フィルタ770を光学ビーム路690中に配設する場合、画像センサ664はディスプレイ670からいかなる光も受け取らない。一方で、偏光フィルタ770を光学ビーム路690の外側に位置決めする場合、ディスプレイ670に表示される画像情報が画像センサ664に供給される。
図9a、9bは、可視化装置においてデータをミラーリングするための代替的な設計を有する更なるモジュール826を示す。図9a、9bに示す要素及び組立体が図6に示した要素及び組立体と同一である限り、上記要素及び組立体は、図6に対して数を600だけ増やした数の形態の参照符号を有する。モジュール826では、右側光チャネル836中の第2の部分観察ビーム路830において、ディスプレイ870に表示された画像を、双眼鏡筒816の右側双眼用見口520内で観察者が認識できる対象領域222に重畳できる。
図9aはモジュール826を、第1の光チャネル834の光学軸及び更なる光チャネル836の光学軸に垂直な断面の断面図で示す。図9bはモジュール826を、図9aの線IXb‐IXbに沿った垂直な断面図で示す。
モジュール826は第1の光学境界面852を有し、この光学境界面852において、蟻継ぎ連結を用いてモジュール828を外科用顕微鏡の基体に接続できる。モジュール826は、外科用顕微鏡10の双眼鏡筒16の接続のために、第2の光学境界面856を有する。
画像取得デバイス858として、モジュール826は、対物レンズ系862及び画像センサ864を備えたモジュール基体860に接続された画像取得デバイス858を有する。画像取得デバイス858を固定したり緩めたりするために、モジュール基体860に境界面866が存在する。
修正実施形態におけるモジュール826は、原理的にモジュール基体860に固定して一体化された画像取得デバイスも含むことができる点に留意されたい。
図1〜図5を参照して記載したモジュール226に対応するモジュール826が外科用顕微鏡10に一体化される場合、画像取得デバイス858は、モジュール826内の右側光チャネル836に配設された分離ビームスプリッタ888を介して、外科用顕微鏡10の対象領域22の画像を受信する。この目的のために、モジュール826内の表示デバイス868を用いて、対象領域22の観察画像に対して照合される方向情報を、外科用顕微鏡10の双眼用見口20において観察者に対して表示できる。この目的のために、表示デバイス868は、ディスプレイ870を有しかつ撮像レンズ系872を備え、この撮像レンズ系872を用いて、ディスプレイ870に表示された画像情報を平行なビーム路890に伝送することにより、モジュール826に配設された、立体視部分観察ビーム路830上に重畳された光学表示ビーム路876を有する結合ビームスプリッタ874を介して、上記情報を双眼鏡筒16に向けることができる。
モジュール826には、画像取得デバイス858の画像センサ864上に幾何学的構造982の画像を任意に提供及び抑制するための切替え可能デバイス920が存在する。この目的のために、切替え可能デバイス920は照明ユニット980を有し、この照明ユニット980上には幾何学的構造982が配置される。例として図9cは、可能な幾何学的構造982を平面図として示している。幾何学的構造982は、ディスプレイ870から離間して位置決めされ、モジュール基体860に対して位置が固定される。幾何学的構造982を照明する場合、即ちデバイス920の第1の切替え状態において、幾何学的構造982の画像は、分離ビームスプリッタ888を通過する光学ビーム路892によって、画像センサ864に提供される。一方で、第1の切替え状態とは異なるデバイス920の更なる切替え状態では、幾何学的構造982は照明されず、モジュール826内に幾何学的構造982から画像センサ864への光学ビーム路は存在しない。よって幾何学的構造982から画像センサ864への光学ビーム路892は、幾何学的構造982から生じる光ビームの不在時に抑制される。
画像取得デバイス858が取得した幾何学的構造の画像は、上述のようにコンピュータプログラムを使用して画像解析に供されるため、この場合表示デバイス868を、モジュール826内の画像取得デバイス858に適合させることができる。
要約すると、特に以下の説明を保持すべきである:本発明は、可視化装置用のためのモジュール26、226、426、626に関し、上記モジュール26、226、426、626は、光学観察ビーム路30、230、430、630を用いて対象領域の観察画像を生成するための、基体12に収容される撮像光学ユニットを備えている。モジュールは、方向情報を有する、対象領域22の観察画像上に重畳された画像を、ディスプレイ70、270、470、670を用いて可視化するための表示デバイス68、268、468、668を備えている。モジュールは、対象領域22の画像を取得するための画像センサ64、264、464、664を備え、画像取得デバイス58、258、458、658を有する。モジュールは、ディスプレイから画像センサ64、264、464、664への光学ビーム路90、290、490、690を任意に提供及び抑制するための切替え可能デバイス120、320、520、720を有し、この切替え可能デバイスは、第1の切替え状態において、ディスプレイ70、470、670に表示された幾何学的構造92の画像を、光学ビーム路90、290、490、690を有する画像センサ64、264、464、664に供給し、また第1の切替え状態とは異なる更なる切替え状態において、ディスプレイ70、270、470、670に表示された幾何学的構造92から画像センサ64、264、464、664への光学ビーム路90、290、490、690を抑制する。
10 外科用顕微鏡
12 基体
14 支持アーム
16 双眼鏡筒
18、20 双眼用見口
22 対象領域
24 眼
26 モジュール
28、30 部分観察ビーム路
32 顕微鏡の主対物レンズ
34、36 光学チャネル
38 倍率系
40、42 管状レンズ
44、46 中間画像平面
48、50 接眼レンズ系
52、56 光学機械境界面
58 画像取得デバイス
60 モジュール基体、表示デバイス
62 対物レンズ系
64 画像センサ
66 境界面
68 表示デバイス
70 ディスプレイ
72 撮像レンズ系
74 結合ビームスプリッタ
76 表示ビーム路
78 画像
80、82 方向情報
84 矢印
86 角度
88 分離ビームスプリッタ
90 光学ビーム路
91 観察対象の画像
92 構造
93 画像センサの視野
94 中心
95 ディスプレイの視野
96 円形ディスク
98 円形リング
100、102 マーク
104、106 線
108、110、112、114 円形線
116 方位角マーク
118a、118b、118c 角度線
120 デバイス
122 プリズム
124 シャッタ
126、128 ミラー表面
130 二重方向矢印
132 光学素子
134 ガラスキューブ
136 グレーフィルタ
138、140 スプリッタ表面
226 モジュール
228、230 部分観察ビーム路
234、236 光チャネル
258 画像取得デバイス
264 画像センサ
268 表示デバイス
270 ディスプレイ
274 結合ビームスプリッタ
288 分離ビームスプリッタ
290 光学ビーム路
320 デバイス
330 両方向矢印
332 光学素子
334 ガラスキューブ
336 グレーフィルタ
338、340 スプリッタ表面
350 両方向矢印
352、354 ミラー
356 光トラップ
426 モジュール
428、430 部分観察ビーム路
434、436 光チャネル
458 画像取得デバイス
460 基体
464 画像センサ
468 表示デバイス
470 ディスプレイ
474 結合ビームスプリッタ
488 分離ビームスプリッタ
490 光学ビーム路
520 デバイス
534 ガラスキューブ
536 グレーフィルタ
538、540 スプリッタ表面
558 光学軸
560 両方向矢印
626 モジュール
628、630 部分観察ビーム路
634、636 光チャネル
658 画像取得デバイス
664 画像センサ
668 表示デバイス
670 ディスプレイ
674 ビームスプリッタ(結合ビームスプリッタ及び分離ビームスプリッタ)
690 光学ビーム路
720 デバイス
770 偏光フィルタ
772 両方向矢印
826 モジュール
828、830 部分観察ビーム路
834、836 光チャネル
852、856 光学境界面
858 画像取得デバイス
860 基体
864 画像センサ
866 境界面
868 表示デバイス
870 ディスプレイ
872 撮像レンズ系
874 結合ビームスプリッタ
888 分離ビームスプリッタ
890、892 光学ビーム路
920 デバイス
980 照明ユニット
982 構造

Claims (19)

  1. 光学観察ビーム路(30、230、430、630)を用いて対象領域(22)の観察画像を生成するための、基体(12)に収容される撮像光学ユニット;
    前記対象領域(22)の前記観察画像上に重畳された画像を可視化するためのディスプレイ(70、270、470、670)を有する表示デバイス(68、268、468、688)であって、前記重畳された画像は、前記光学観察ビーム路(30、230、430、630)における方向情報を有し;
    前記光学観察ビーム路(30、230、430、630)のための光チャネル(36、236、436、636);及び
    前記対象領域(22)の画像を取得するための画像センサ(64、264、464、664)を有する画像取得デバイス(58、258、458、658)
    を備える、可視化装置のためのモジュール(26、226、426、626)であって、
    前記ディスプレイ(70、270、470、670)から前記画像センサ(64、264、464、664)への光学ビーム路(90、290、490、690)を任意に提供及び抑制するための切替え可能デバイス(120、320、520、720)を特徴とし、
    前記光学ビーム路は、結合ビームスプリッタ(74、274、474、674)を通過し、前記結合ビームスプリッタ(74、274、474、674)は、前記光学観察ビーム路(30、230、430、630)のための前記光チャネル内に配設され、前記ディスプレイ(70、270、470、670)からの前記光学ビーム路(90、290、490、690)を前記光チャネル(36、236、436、636)内へと偏向して、前記光学観察ビーム路(30、230、430、630)上に重畳し、
    ここで前記切替え可能デバイス(120、320、520、720)は、第1の切替え状態において、前記光学ビーム路(90、290、490、690)によって、前記ディスプレイ(70、270、470、670)に表示された幾何学的構造(92)の画像を前記画像センサ(64、264、464、664)上に提供し、
    前記切替え可能デバイス(120、320、520、720)は、前記第1の切替え状態とは異なる更なる切替え状態において、前記幾何学的構造(92)から前記画像センサ(64、264、464、664)への前記光学ビーム路(90、290、490、690)を抑制し、
    分離ビームスプリッタ(88、288、488、674)は、前記光学観察ビーム路(30、230、430、630)のための前記光チャネル内に配設され、前記対象領域(22)の前記観察画像を、前記画像取得デバイス(58、258、458、658)に供給するように構成され、
    前記切替え可能デバイス(120)はビーム偏向系(120)を有し、
    前記ビーム偏向系(120)は、前記ディスプレイ(70)から入って前記結合ビームスプリッタ(74)を通過する光学ビーム路(90)を偏向し、
    また前記ビーム偏向系(120)は、前記分離ビームスプリッタ(88)を介して、前記光学ビーム路を前記画像センサ(64)に供給する、可視化装置のためのモジュール(26、226、426、626)。
  2. 前記ビーム偏向系は、第1のミラー表面(126)における反射によって、前記結合ビームスプリッタ(74)の、前記ディスプレイ(70)から離間した側部上に前記ディスプレイ(70)から入射する前記光学ビーム路(90)を、前記画像取得デバイス(58)から離間した前記分離ビームスプリッタ(88)へと前記光学ビーム路(90)を反射する第2のミラー表面(128)へと向ける、請求項に記載のモジュール。
  3. 前記ビーム偏向系は、90°のプリズム(122)の形態である、請求項に記載のモジュール。
  4. 前記結合ビームスプリッタ(74)を通過する前記光学ビーム路(90)を任意に有効にする及び遮断するための、前記結合ビームスプリッタ(74)と前記ビーム偏向系との間に配設される光学素子(124)を有する、請求項のいずれか1項に記載のモジュール。
  5. 前記光学素子はシャッタ(124)の形態であり、前記シャッタ(124)は前記光学ビーム路(90)へと、及び前記光学ビーム路(90)から外へと移動できる、請求項に記載のモジュール。
  6. 前記シャッタ(124)は、再配置可能光トラップの形態である、請求項に記載のモジュール。
  7. 光学観察ビーム路(30、230、430、630)を用いて対象領域(22)の観察画像を生成するための、基体(12)に収容される撮像光学ユニット;
    前記対象領域(22)の前記観察画像上に重畳された画像を可視化するためのディスプレイ(70、270、470、670)を有する表示デバイス(68、268、468、688)であって、前記重畳された画像は、前記光学観察ビーム路(30、230、430、630)における方向情報を有し;
    前記光学観察ビーム路(30、230、430、630)のための光チャネル(36、236、436、636);及び
    前記対象領域(22)の画像を取得するための画像センサ(64、264、464、664)を有する画像取得デバイス(58、258、458、658)
    を備える、可視化装置のためのモジュール(26、226、426、626)であって、
    前記ディスプレイ(70、270、470、670)から前記画像センサ(64、264、464、664)への光学ビーム路(90、290、490、690)を任意に提供及び抑制するための切替え可能デバイス(120、320、520、720)を特徴とし、
    前記光学ビーム路は、結合ビームスプリッタ(74、274、474、674)を通過し、前記結合ビームスプリッタ(74、274、474、674)は、前記光学観察ビーム路(30、230、430、630)のための前記光チャネル内に配設され、前記ディスプレイ(70、270、470、670)からの前記光学ビーム路(90、290、490、690)を前記光チャネル(36、236、436、636)内へと偏向して、前記光学観察ビーム路(30、230、430、630)上に重畳し、
    ここで前記切替え可能デバイス(120、320、520、720)は、第1の切替え状態において、前記光学ビーム路(90、290、490、690)によって、前記ディスプレイ(70、270、470、670)に表示された幾何学的構造(92)の画像を前記画像センサ(64、264、464、664)上に提供し、
    前記切替え可能デバイス(120、320、520、720)は、前記第1の切替え状態とは異なる更なる切替え状態において、前記幾何学的構造(92)から前記画像センサ(64、264、464、664)への前記光学ビーム路(90、290、490、690)を抑制し、
    分離ビームスプリッタ(88、288、488、674)は、前記光学観察ビーム路(30、230、430、630)のための前記光チャネル内に配設され、前記対象領域(22)の前記観察画像を、前記画像取得デバイス(58、258、458、658)に供給するように構成され、
    前記結合ビームスプリッタ(274)及び前記分離ビームスプリッタ(288)は、それぞれスプリッタ表面(338、340)を有し、
    前記切替え可能デバイス(320)は、再配置可能ミラー(352)を有するビーム偏向系を含み、
    前記再配置可能ミラー(352)は、前記結合ビームスプリッタ(274)を用いて、前記結合ビームスプリッタ(274)の前記スプリッタ表面(338)における偏向によって前記光学観察ビーム路(230)上に重畳された前記光学ビーム路を、前記ディスプレイ(70、270)から前記結合ビームスプリッタ(274)へと戻るように反射し、
    また前記再配置可能ミラー(352)は、前記結合ビームスプリッタの前記スプリッタ表面(338)を通して、前記光学ビーム路を前記分離ビームスプリッタ(288)へ供給し、
    前記分離ビームスプリッタ(288)において、前記光学ビーム路は、前記分離ビームスプリッタ(288)の前記スプリッタ表面(340)において更なるミラー(354)に反射され、
    前記更なるミラー(354)は、前記画像取得デバイス(258)から離間した前記分離ビームスプリッタ(288)の側部に配設され、
    前記更なるミラーは、前記スプリッタ表面を通過するビーム路を用いて、前記分離ビームスプリッタ(288)を通して前記光学ビーム路を前記画像取得デバイス(258)に供給する、可視化装置のためのモジュール(26、226、426、626)
  8. 光学観察ビーム路(30、230、430、630)を用いて対象領域(22)の観察画像を生成するための、基体(12)に収容される撮像光学ユニット;
    前記対象領域(22)の前記観察画像上に重畳された画像を可視化するためのディスプレイ(70、270、470、670)を有する表示デバイス(68、268、468、688)であって、前記重畳された画像は、前記光学観察ビーム路(30、230、430、630)における方向情報を有し;
    前記光学観察ビーム路(30、230、430、630)のための光チャネル(36、236、436、636);及び
    前記対象領域(22)の画像を取得するための画像センサ(64、264、464、664)を有する画像取得デバイス(58、258、458、658)
    を備える、可視化装置のためのモジュール(26、226、426、626)であって、
    前記ディスプレイ(70、270、470、670)から前記画像センサ(64、264、464、664)への光学ビーム路(90、290、490、690)を任意に提供及び抑制するための切替え可能デバイス(120、320、520、720)を特徴とし、
    前記光学ビーム路は、結合ビームスプリッタ(74、274、474、674)を通過し、前記結合ビームスプリッタ(74、274、474、674)は、前記光学観察ビーム路(30、230、430、630)のための前記光チャネル内に配設され、前記ディスプレイ(70、270、470、670)からの前記光学ビーム路(90、290、490、690)を前記光チャネル(36、236、436、636)内へと偏向して、前記光学観察ビーム路(30、230、430、630)上に重畳し、
    ここで前記切替え可能デバイス(120、320、520、720)は、第1の切替え状態において、前記光学ビーム路(90、290、490、690)によって、前記ディスプレイ(70、270、470、670)に表示された幾何学的構造(92)の画像を前記画像センサ(64、264、464、664)上に提供し、
    前記切替え可能デバイス(120、320、520、720)は、前記第1の切替え状態とは異なる更なる切替え状態において、前記幾何学的構造(92)から前記画像センサ(64、264、464、664)への前記光学ビーム路(90、290、490、690)を抑制し、
    分離ビームスプリッタ(88、288、488、674)は、前記光学観察ビーム路(30、230、430、630)のための前記光チャネル内に配設され、前記対象領域(22)の前記観察画像を、前記画像取得デバイス(58、258、458、658)に供給するように構成され、
    前記結合ビームスプリッタ(474)及び前記分離ビームスプリッタ(488)を第1の位置から第2の位置へと、またその逆へと移動させるために、前記ディスプレイ(470)から前記画像センサ(464)へ光学ビーム路を任意に提供及び抑制するための切替え可能デバイス(520)として、再配置デバイスが提供され、
    前記分離ビームスプリッタ(488)は前記第1の位置において、前記対象領域(22)の前記観察画像を前記画像取得デバイス(458)に提供し、前記結合ビームスプリッタ(474)は、前記表示デバイス(468)のディスプレイ(470)に表示された画像を前記観察ビーム路(558)内の前記対象領域(22)の前記観察画像上に重畳し、
    前記結合ビームスプリッタ(474)は前記第2の位置において、前記表示デバイス(468)の前記ディスプレイ(470)に表示された画像を前記分離ビームスプリッタ(488)に向け、前記分離ビームスプリッタ(488)は前記第2の位置において、前記画像を前記画像取得デバイス(458)に供給する、可視化装置のためのモジュール(26、226、426、626)
  9. 光学観察ビーム路(30、230、430、630)を用いて対象領域(22)の観察画像を生成するための、基体(12)に収容される撮像光学ユニット;
    前記対象領域(22)の前記観察画像上に重畳された画像を可視化するためのディスプレイ(70、270、470、670)を有する表示デバイス(68、268、468、688)であって、前記重畳された画像は、前記光学観察ビーム路(30、230、430、630)における方向情報を有し;
    前記光学観察ビーム路(30、230、430、630)のための光チャネル(36、236、436、636);及び
    前記対象領域(22)の画像を取得するための画像センサ(64、264、464、664)を有する画像取得デバイス(58、258、458、658)
    を備える、可視化装置のためのモジュール(26、226、426、626)であって、
    前記ディスプレイ(70、270、470、670)から前記画像センサ(64、264、464、664)への光学ビーム路(90、290、490、690)を任意に提供及び抑制するための切替え可能デバイス(120、320、520、720)を特徴とし、
    前記光学ビーム路は、結合ビームスプリッタ(74、274、474、674)を通過し、前記結合ビームスプリッタ(74、274、474、674)は、前記光学観察ビーム路(30、230、430、630)のための前記光チャネル内に配設され、前記ディスプレイ(70、270、470、670)からの前記光学ビーム路(90、290、490、690)を前記光チャネル(36、236、436、636)内へと偏向して、前記光学観察ビーム路(30、230、430、630)上に重畳し、
    ここで前記切替え可能デバイス(120、320、520、720)は、第1の切替え状態において、前記光学ビーム路(90、290、490、690)によって、前記ディスプレイ(70、270、470、670)に表示された幾何学的構造(92)の画像を前記画像センサ(64、264、464、664)上に提供し、
    前記切替え可能デバイス(120、320、520、720)は、前記第1の切替え状態とは異なる更なる切替え状態において、前記幾何学的構造(92)から前記画像センサ(64、264、464、664)への前記光学ビーム路(90、290、490、690)を抑制し、
    分離ビームスプリッタ(88、288、488、674)は、前記光学観察ビーム路(30、230、430、630)のための前記光チャネル内に配設され、前記対象領域(22)の前記観察画像を、前記画像取得デバイス(58、258、458、658)に供給するように構成され、
    前記結合ビームスプリッタ及び前記分離ビームスプリッタを組み合わせて、共通のビームスプリッタ(674)を形成し、
    前記対象領域(22)の前記観察画像上に重畳された画像を可視化するための表示デバイス(668)を偏光によって形成し、
    前記ビームスプリッタ(674)と前記画像センサ(664)との間の、前記画像取得デバイス(658)に供給される前記ビーム路(690)中に、切替え可能光学素子(770)が配設され、
    前記切替え可能光学素子は、第1の切替え状態において前記表示デバイス(668)の前記偏光に対して透過性であり、
    前記切替え可能光学素子は、前記第1の切替え状態とは異なる更なる切替え状態において、前記表示デバイス(668)から前記画像センサ(664)への前記偏光の通過を抑制する、可視化装置のためのモジュール(26、226、426、626)
  10. 光学観察ビーム路(830)を用いて対象領域(22)の観察画像を生成するための、基体(12)に収容される撮像光学ユニット;
    前記対象領域(22)の前記観察画像上に重畳された画像を可視化するためのディスプレイ(870)を有する表示デバイス(868)であって、前記重畳された画像は、前記光学観察ビーム路(830)における方向情報を有し;
    前記光学観察ビーム路(830)のための光チャネル(836);及び
    前記対象領域(22)の画像を取得するための画像センサ(864)を有する画像取得デバイス(858)
    を備える、可視化装置のためのモジュール(826)であって、
    前記ディスプレイ(870)から離間し、かつ前記基体(12)に対して定位置に固定された状態で配設された幾何学的構造(982);並びに
    前記画像センサ(864)上に前記幾何学的構造(982)の画像を任意に提供及び抑制するための切替え可能デバイス(920)
    を有し、
    前記切替え可能デバイス(920)は、第1の切替え状態において、光学ビーム路(892)を用いて、前記幾何学的構造(982)の前記画像を前記画像センサ(864)に提供し、
    前記光学ビーム路(892)は分離ビームスプリッタ(888)を通過し、
    前記分離ビームスプリッタ(888)は、前記光学観察ビーム路(830)のための前記光チャネル(836)内に配設され、
    また前記分離ビームスプリッタ(888)は、前記対象領域(22)の前記観察画像を前記画像取得デバイス(858)に供給し、かつ前記光学ビーム路(892)を前記光チャネル(836)へと偏向するように構成され;
    前記切替え可能デバイス(920)は、前記第1の切替え状態とは異なる更なる切替え状態において、前記幾何学的構造(982)から前記画像センサ(864)への前記光学ビーム路(892)を抑制する、可視化装置のためのモジュール(826)。
  11. 結合ビームスプリッタ(874)は、前記光チャネル(836)内に配設され、
    前記結合ビームスプリッタ(874)は、前記光学観察ビーム路(830)において、前記表示デバイス(868)の前記ディスプレイ(870)に表示された画像を、前記対象領域(22)の前記観察画像上に重畳するように構成された、請求項10に記載のモジュール。
  12. 前記幾何学的構造(982)の画像を前記画像センサ(864)に任意に提供及び抑制するための切替え可能デバイスとして、前記幾何学的構造(982)を照明するための照明デバイス(980)を設けた、請求項10又は11に記載のモジュール。
  13. 前記光チャネル(36、236、436、636、836)は、第1の立体視部分観察ビーム路(30、230、430、630、830)のための光チャネルであり、
    第2の立体視観察ビーム路(28、228、428、628、828)のための更なる光チャネル(34、234、434、634、834)が設けられ、
    前記更なる光チャネルは、前記光チャネル(36、236、436、636、836)内の前記第1の立体視部分観察ビーム路(30、230、430、630、830)に関する光路長、及び前記更なる光チャネル(34、234、434、634、834)内の前記第2の立体視観察ビーム路(28、228、428、628、828)に関する光路長を少なくとも部分的に補償するための光学素子(134、334、534、934)を有する、請求項11又は12のいずれか1項に記載のモジュール。
  14. 前記光チャネル(36、236、436、636、836)は第1の立体視部分観察ビーム路(30、230、430、630、830)のための光チャネルであり、
    第2の立体視観察ビーム路(28、228、428、628、828)のための更なる光チャネル(34、234、434、634、834)が更に設けられ、
    前記更なる光チャネルは、前記光チャネル(36、236、436、636、836)内の前記第1の立体視部分観察ビーム路(30、230、430、630、830)の光強度、及び前記更なる光チャネル(34、234、434、634、834)内の前記第2の立体視観察ビーム路(28、228、428、628、828)の光強度を少なくとも部分的に補償するための光学素子を有する、請求項、又は1113のいずれか1項に記載のモジュール。
  15. 前記対象領域(22)から前記分離ビームスプリッタ(88、288、674、888)に供給された前記光学観察ビーム路を任意に有効にする及び遮断するために、前記分離ビームスプリッタ(88、288、674、888)の前記対象領域(22)に面する側部上の前記観察ビーム路(30、230、630、830)に配設できる光学素子(132、332、732、932)
    を有する、請求項1〜14のいずれか1項に記載のモジュール。
  16. 前記幾何学的構造(92、982)は、位置及び少なくとも1つの長さ及び方位配向を定義するパターンを備える、請求項1〜15のいずれか1項に記載のモジュール。
  17. 対象領域(22)の観察画像を生成するための、基体(12)に収容される撮像光学ユニット;及び
    請求項1〜16のいずれか1項に記載の通り設計されたモジュール
    を備える、外科用顕微鏡(10)である、可視化装置。
  18. 請求項17に記載の可視化装置において、表示デバイス(68、268、468、688、868)が表示するデータを、画像取得デバイス(58、258、458、658、858)が取得する対象領域(22)の画像に適合させる方法であって、
    前記方法において、幾何学的構造(92、982)を前記画像取得デバイス(58、258、458、658、858)に提供し、
    続いて、前記画像センサ(64、264、464、664、864)上の前記画像取得デバイス(58、258、458、658、858)によって取得された前記幾何学的構造(92、982)の画像における前記幾何学的構造(92、982)の位置及び/又はサイズ及び/又は方向から、補正パラメータを決定し、
    これにより、前記表示デバイス(68、268、468、668、868)が表示できるデータに関して、前記画像センサ(64、264、464、664、864)上の前記画像取得デバイス(58、258、458、658、858)において取得された画像の、前記表示デバイス(68、268、468、668、868)のディスプレイ(70、270、670、870)に対して固定されている座標系における位置及び/又は方向及び/又はスケーリングにおいて、組立体の許容差が引き起こす不一致を補償する、方法。
  19. 前記画像取得デバイス(58、258、458、658、858)及び前記表示デバイス(68、268、468、688、868)に接続されたコンピュータユニットを特徴とし、
    前記コンピュータユニットは、請求項18において明記した方法を実装するためのコンピュータプログラムを有する、請求項17に記載の可視化装置。
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