JP7073450B2

JP7073450B2 - 対象領域の観察画像の生成

Info

Publication number: JP7073450B2
Application number: JP2020123214A
Authority: JP
Inventors: ハウガー，クリストフ; メッケス，ギュンター
Original assignee: カール・ツアイス・メディテック・アーゲー
Priority date: 2014-02-19
Filing date: 2020-07-17
Publication date: 2022-05-23
Anticipated expiration: 2035-02-19
Also published as: DE102014207130A1; EP3108282B1; US20160357003A1; US10274714B2; WO2015124699A3; WO2015124699A2; DE102014205038A1; EP3108282A2; JP2017510837A; DE102014205038B4; JP2020173481A

Description

本発明は、観察者のための対象領域の観察画像を生成するための外科用顕微鏡であって、対象領域の画像を取得するための画像取得デバイスを備え、表示デバイスを備え、画像取得デバイスによって取得された対象領域の画像を視覚化することを目的として画像取得デバイスおよび表示デバイスに接続された画像処理および制御デバイスを備える、外科用顕微鏡に関する。

本発明は、具体的には、外科用顕微鏡によって、観察者のための対象領域の観察画像を生成するための方法であって、対象領域の画像が画像取得デバイスによって取得される、方法にさらに関する。

外科用顕微鏡は、例えば、神経外科、低侵襲手術または眼科など、様々な医療分野で使用される。外科用顕微鏡は、具体的には、手術中の医者が手術領域を拡大して観察できるようにする役割を果たす。

最初に記載されるタイプの外科用顕微鏡は、米国特許第４，７８６，１５５号明細書から知られている。この外科用顕微鏡では、ディスプレイ上に表示された画像データは、接眼レンズにおいて対象領域の画像と重ね合わせることによって観察者のために視覚化することができる。この目的のため、外科用顕微鏡は、光学観察ビーム路に配置されたビームスプリッタを含む。このビームスプリッタは、ディスプレイによって表示された対象領域の画像を光学観察ビーム路に映し出し、前記画像は、特徴的な波長範囲の画像センサによって取得される。

本発明の目的は、観察者の要件、患者の要件および／または外科用顕微鏡の異なる応用に対してその画像の取得を適応させるために観察者が多数の異なる方法で対象領域を視覚化できる、外科用顕微鏡を提供し、および方法を指定することである。

この目的は、請求項１の特徴を有し、請求項１１の特徴を有する外科用顕微鏡によって、および請求項２１の特徴を有する方法によって達成される。本発明の有利な実施形態は、従属請求項で指定される。

第１に、本発明は、光学観察ビーム路によって接眼レンズで対象領域を視覚化することで、外科医が高倍率の場合でさえ非常に優れた光学画質と忠実な色の自然な視覚印象との両方で手術領域を観察できるという外科用顕微鏡における利点が得られるという発見に基づく。第２に、本発明は、手術領域におけるオブジェクト構造のデジタル取得および表示が多くの外科用顕微鏡の応用で有利であるという発見にも基づく。実際に、手術領域におけるオブジェクト構造のデジタル取得および表示に対して照射光はほとんど必要とされず、その結果、具体的には、身体組織の放射線暴露が低減されるだけでなく、手術領域におけるオブジェクト構造のデジタル取得および表示により、可視光線のスペクトル範囲では取得できない組織構造を観察者に表示することも可能になる。

さらに、本発明は、画像取得デバイスによってデジタルで取得され、その後にコンピュータユニットで準備されるデータの視覚化により、外科医が手術領域を回避するための方
法を容易に見つけられるようになり、また、外科用顕微鏡の管理も改善できるという発見にも基づく。

従って、本発明は、表示デバイスに供給可能である、撮像方法で得られた対象領域画像データを提供するための、画像処理および制御デバイスに接続されたコンピュータユニットを外科用顕微鏡に提供すること、ならびに第１の切替状態において光学観察ビーム路によって接眼レンズに対象領域の観察画像を供給し、光学観察ビーム路上には、表示デバイスによって表示された対象領域画像データを正しい位置で重ね合わせることができる、切替可能な撮像光学ユニットであって、第１の切替状態とは異なるさらなる切替状態では、接眼レンズで光学観察ビーム路からの対象領域の画像を表示するための対象領域から接眼レンズへの光学観察ビーム路を遮断し、前記画像が、画像取得デバイスによって取得され、かつ表示デバイスによって表示される、切替可能な撮像光学ユニットを提供することを提案する。

ここでは、撮像方法によって得られた対象領域画像データは、例えば、核磁気共鳴画像（ＭＲＩ）、陽電子放射断層撮影法（ＰＥＴ）、脳磁図（ＭＥＧ）または単一光子放射断層撮影法（ＳＰＥＣＴ）によって、好ましくは手術前に得られる対象領域の画像の形態の情報を意味すると理解される。具体的には、そのような対象領域画像データは、血管造影データ、核磁気共鳴画像データ、Ｘ線断層撮影データ、または内視鏡、腹腔鏡もしくは顕微鏡によって取得された空間分解された画像データであり得る。具体的には、撮像方法によって得られた対象領域画像データは、三次元画像データであり得る。

本発明による外科用顕微鏡は、外科用顕微鏡に対して固定された座標系を対象領域の座標系および撮像方法によって得られた対象領域画像データの座標系と関連させるためのデバイスを含む。外科用顕微鏡用のそのようなデバイスについては、例えば、本明細書で参照され、その開示が本出願の開示に組み込まれる米国特許第５，６５７，１２８号明細書で説明されている。

このデバイスは、本発明の外科用顕微鏡において、表示デバイスによる外科用顕微鏡における対象領域の観察画像上に対象領域画像データを正しい位置で重ね合わせることができるようにする。

正しい位置でのこの重ね合わせのため、対象領域画像データの座標系を外科用顕微鏡の座標系および外科用顕微鏡によって観察された対象領域の座標系と関連させるかまたは相関させる必要がある。この座標系の関連付けまたは相関については、例えば、本明細書で参照され、その開示が本出願の開示に組み込まれる米国特許第５，６９７，３６８号明細書で説明されている。対応する座標系の相関または関連付けにより、対象領域画像データおよび対象領域の画像における相互に対応する構造が互いの上に重ね合わされるように、対象領域の画像と共にこれらの画像データを観察者のために視覚化できるように、画像データの座標系における対象領域画像データの座標を外科用顕微鏡の座標系に変換できるようになる。

具体的には、本発明による外科用顕微鏡は、観察者のための対象領域の左側および右側の部分画像の立体視覚化のための第１の接眼レンズおよび第２の接眼レンズを有し得る。好ましくは、切替可能な撮像光学ユニットが使用され、第１の切替状態では、さらなる光学観察ビーム路で第２の接眼レンズに対象領域の観察画像を供給し、および第１の切替状態とは異なるさらなる切替状態では、対象領域から第２の接眼レンズへのさらなる光学観察ビーム路を遮断する。ここでは、画像取得デバイスが対象領域の左側および右側の立体部分画像を取得するための第１の画像取得アセンブリおよびそれに加えて第２の画像取得アセンブリを有していれば有利である。具体的には、外科用顕微鏡において、画像取得デ
バイスに接続された表示デバイスが第２の接眼レンズでさらなる光学観察ビーム路から画像取得デバイスによって取得された対象領域の画像を視覚化する役割も果たしていれば有利である。

実際に、そのような表示デバイスは、具体的には、例えば、患者の血管造影データ、内視鏡画像、Ｘ線記録または核磁気共鳴画像など、好ましくはピクチャインピクチャで、観察者のために追加の情報を視覚化できるようにもし、それらの追加の情報は、画像処理および制御デバイスにおける電子的混合によって、外科用顕微鏡において対象領域の画像上に重ね合わせることができる。

好ましくは、切替可能な撮像光学ユニットは、第１の切替状態では、光学観察ビーム路で対象領域の観察画像を第２の接眼レンズに供給することも行う。対照的に、第１の切替状態とは異なる外科用顕微鏡のさらなる切替状態では、ここでは第２の接眼レンズでさらなる光学観察ビーム路からの対象領域の画像を表示するための対象領域から第２の接眼レンズへの光学観察ビーム路が遮断され、前記画像は、画像取得デバイスによって取得され、かつ表示デバイスのディスプレイによって表示される。

具体的には、本発明の概念は、画像処理および制御デバイスが、さらなる切替状態では、コンピュータユニットによって提供され、かつ撮像方法で得られた対象領域画像データを、正しい位置で、表示デバイスによって第２の接眼レンズで表示された対象領域の画像上に電子的に重ね合わせることである。

具体的には、本発明による外科用顕微鏡は、共同観察者のための対象領域の観察画像を生成するための第３の接眼レンズも有し得る。ここでは、画像取得デバイスに接続された表示デバイスに、第３の接眼レンズで第１の画像取得デバイスによって取得された対象領域の画像を視覚化するためのディスプレイを提供することが有利である。次いで、切替可能な撮像光学ユニットは、第１の切替状態では、好ましくは、さらなる光学観察ビーム路上に重ね合わされた第３の光学観察ビーム路によって対象領域の観察画像を第３の接眼レンズに供給し、および第１の切替状態とは異なるさらなる切替状態では、対象領域から第３の接眼レンズへの第３の光学観察ビーム路を遮断する。これにより、光学観察ビーム路からまたはさらなる光学観察ビーム路からの対象領域の画像を第３の接眼レンズに表示できるようになり、前記画像は、第１の画像取得デバイスによって取得され、かつ表示デバイスのディスプレイによって表示される。

好ましくは、本発明による外科用顕微鏡は、対象領域の左側の部分画像および右側の部分画像の両方を共同観察者のために視覚化できるように、第４の接眼レンズも有し得る。

ここでは、切替可能な撮像光学ユニットは、第１の切替状態では、第４の光学観察ビーム路によって対象領域の観察画像を第４の接眼レンズに供給し、および第１の切替状態とは異なるさらなる切替状態では、さらなる光学観察ビーム路からの対象領域の画像が第４の接眼レンズで表示可能であるように、対象領域から第４の接眼レンズへの第４の光学観察ビーム路を遮断し、前記画像は、画像取得デバイスによって取得され、かつ表示デバイスのディスプレイによって表示される。

便宜上、この事例における画像処理および制御デバイスもまた、さらなる切替状態では、コンピュータユニットによって提供され、かつ撮像方法で得られた対象領域画像データを、正しい位置で、表示デバイスによって第２の接眼レンズで表示された対象領域の画像上に電子的に重ね合わせる。

具体的には、本発明による外科用顕微鏡は、第３の光学観察ビーム路に配置された時系
列に作動可能な第１のシャッタと、第４の観察ビーム路に配置された時系列に作動可能なさらなるシャッタとを有し得る。ここでは、第１のシャッタが第３の観察ビーム路をブロック解除し、およびさらなるシャッタが第４の観察ビーム路を遮断する際に、対象領域の第１の部分画像が表示デバイスまたはさらなる表示デバイスのディスプレイによって光学観察ビーム路から第３の接眼レンズで視覚化されるように、第１のシャッタおよびさらなるシャッタは、表示デバイスまたはさらなる表示デバイスのディスプレイと結合される。ここでは、対象領域の第２の部分画像は、第１のシャッタが第３の観察ビーム路を遮断し、およびさらなるシャッタが第４の観察ビーム路をブロック解除する際に、表示デバイスまたはさらなる表示デバイスのディスプレイによってさらなる光学観察ビーム路から第４の接眼レンズで視覚化される。

本発明のさらなる概念は、そのような外科用顕微鏡に瞳を分離するためのデバイスを提供することであり、前記デバイスは、完全光学観察ビーム路から切り離されたビーム路を、第３の光学観察ビーム路として第３の接眼レンズに供給可能な第１の立体部分ビーム路と、第４の光学観察ビーム路として第４の接眼レンズに供給可能な第２の立体部分ビーム路とに分割する。

また、本発明の概念は、接眼レンズにおいて、観察者のための対象領域の観察画像を生成するための外科用顕微鏡における対象領域の、接眼レンズへの完全光学観察ビーム路から切り離された画像第１の立体部分画像を取得するため、および接眼レンズへの完全光学観察ビーム路から切り離された画像第２の立体部分画像を取得するための画像取得デバイスを提供することでもある。ここでは、画像取得デバイスは、対象領域の第１の立体画像および対象領域の第２の立体部分画像の立体視覚化のために表示デバイスに接続される。

好ましい実施形態では、第１の接眼レンズに対象領域の第１の立体部分画像を提供し、かつ第２の接眼レンズに対象領域の第２の立体部分画像を提供できるように表示デバイスを準備する。ここでは、第１の接眼レンズおよび第２の接眼レンズは、好ましくは、撮像光学ユニットから見て３つの空間方向に必要に応じて動かせるように配置可能である。

ここでは、第１の接眼レンズおよび第２の接眼レンズの方位角位置を評価するための位置センサを提供することが有利であり、画像取得デバイスは、画像処理および制御デバイスに接続され、画像処理および制御デバイスは、異なる観察方向に対応する画像表示で第１の接眼レンズおよび第２の接眼レンズで対象領域を視覚化するために、評価された方位角位置に応じた回転位置で表示デバイスに対象領域の第１の立体部分画像または第２の立体部分画像を供給する。

具体的には、本発明による外科用顕微鏡は、対象領域の画像を視覚化するために、画像取得デバイスに接続された視覚化デバイスを有し得る。例示として、この視覚化装置は、スクリーンも含み得る。好ましくは、本発明による外科用顕微鏡は、対象領域の画像の立体視覚化のために、第１の画像取得デバイスおよび第２の画像取得デバイスに接続された視覚化デバイスを備える。この目的のため、この視覚化デバイスは、例えば、３Ｄスクリーンを含み得る。

本発明による外科用顕微鏡は、適切な接眼レンズを有する主要な観察のための多数の双眼鏡筒および共同観察のための多数の双眼鏡筒も有し得、対象領域の画像は、光学観察ビーム路によってまたはディスプレイを有する表示デバイスによって観察者に選択的に表示されることに留意すべきである。

本発明による方法では、対象領域の画像は、観察者のための対象領域の観察画像を生成するための画像取得デバイスで取得される。ここでは、対象領域の画像は、完全光学観察
ビーム路によってまたは画像取得デバイスによって取得された対象領域の画像が供給される表示デバイスによって観察者に選択的に表示される。ここでは、撮像方法で得られた対象領域画像データは、好ましくは、各事例において、正しい位置で、対象領域の画像上に重ね合わされる。

以下では、本発明は、図面で概略的に描写される例示的な実施形態に基づいて、より詳細に説明される。

第１の動作状態における対象領域の立体視覚化のための、双眼鏡筒を備える第１の外科用顕微鏡を示す。第２の動作状態におけるこの外科用顕微鏡を示す。第１の動作状態および第２の動作状態における外科用顕微鏡の双眼鏡筒における双眼視を示す。第１の動作状態における対象領域の立体視覚化のための、主要な観察のための双眼鏡筒および共同観察のための双眼鏡筒を備える第２の外科用顕微鏡を示す。第２の動作状態における第２の外科用顕微鏡を示す。第１の動作状態および第２の動作状態における、第２の外科用顕微鏡の主要な観察のための双眼鏡筒および共同観察のための双眼鏡筒における双眼視を示す。第１の動作状態における対象領域の立体視覚化のための、主要な観察のための双眼鏡筒および共同観察のための双眼鏡筒を備える第３の外科用顕微鏡を示す。第２の動作状態における第３の外科用顕微鏡を示す。第１の動作状態および第２の動作状態における、第３の外科用顕微鏡の主要な観察のための双眼鏡筒および共同観察のための双眼鏡筒における双眼視を示す。対象領域の立体視覚化のための、主要な観察のための双眼鏡筒および共同観察のための双眼鏡筒を備える第４の外科用顕微鏡を示す。顕微鏡の主要な対物系を通過する、外科用顕微鏡の左側および右側の立体観察ビーム路を示す。この外科用顕微鏡の主要な観察のための双眼鏡筒および共同観察のための双眼鏡筒における双眼視を示す。第１の動作状態における対象領域の立体視覚化のための、主要な観察のための双眼鏡筒および共同観察のための２つの双眼鏡筒を備える第５の外科用顕微鏡を示す。第２の動作状態における第５の外科用顕微鏡を示す。第１、第２、第３、第４または第５の外科用顕微鏡への接続のために互いに対向するように配置された２つの双眼鏡筒を示す。

図１に示される第１の外科用実体顕微鏡１０は、外科用顕微鏡本体１２を有し、外科用顕微鏡本体１２には、顕微鏡の主要な対物系１６を備える切替可能な撮像光学ユニット１４が収容されている。第１の外科用実体顕微鏡１０は、インタフェース１８で本体１２に接続される双眼鏡筒２０を有し、双眼鏡筒２０は、観察者の左眼および右眼７２、７４用の第１の接眼レンズ２２および第２の接眼レンズ２４を備える。対象領域３２からの第１の観察ビーム路２８および第２の観察ビーム路３０は、外科用顕微鏡１０の顕微鏡の主要な対物系１６を通過する。

撮像光学ユニット１４は、顕微鏡の主要な対物系１６の対象領域３２から遠方側の第１の光学観察ビーム路２８に配置された出力結合ビームスプリッタ３４を含み、前記出力結
合ビームスプリッタは、観察光の一部を第１の観察ビーム路２８から切り離し、画像取得デバイス３５に供給する。画像取得デバイス３５は、対物レンズ系３７および画像センサ３８を備える第１の画像取得アセンブリ３６と、対物レンズ系３７および画像センサ３８を備える第２の画像取得アセンブリ４０とを含む。

その上、撮像光学ユニット１４は、顕微鏡の主要な対物系１６の対象領域３２から遠方側の第２の光学観察ビーム路３０に配置されたさらなる出力結合ビームスプリッタ２６を含み、前記さらなる出力結合ビームスプリッタは、観察光の一部を第２の光学観察ビーム路３０から切り離し、画像取得デバイス３５の対物レンズ系３７および画像センサ３８を備える画像取得デバイス４０に誘導する。

撮像光学ユニット１４には、入力結合ビームスプリッタ４２および入力結合ビームスプリッタ４４がある。入力結合ビームスプリッタ４２、４４により、表示デバイス４７のディスプレイアセンブリ４８のディスプレイ４６上および表示デバイス４７のディスプレイアセンブリ５２のディスプレイ５０上に表示された表示情報を、第１の光学観察ビーム路２８および第２の光学観察ビーム路３０における対象領域３２の画像上に重ね合わせることが可能である。この目的のため、表示デバイス４７のディスプレイアセンブリ４８、５２のディスプレイ４６、５０は、好ましくは、そこで表示された画像間の迅速な交換を可能にする「デジタルミラーディスプレイ」（ＤＭＤ）として具体化される。

入力結合ビームスプリッタ４２、４４により、具体的には、例えば、手術前に得られた三次元血管造影データの形態の表示情報を、対象領域３２の画像上に重ね合わせることが可能であり、対象領域３２の画像は、双眼鏡筒２０の接眼レンズ２２および接眼レンズ２４に供給される。

この目的のため、ディスプレイアセンブリ４８、５２の表示情報４６、５０は、各事例において、ディスプレイレンズ４９、５１によって平行ビーム路に転送され、結像レンズ２１、２３によって双眼鏡筒２０の左側の中間像面２５および右側の中間像面２７に画像化される。左側および右側の中間像面２５、２７の中間像は、双眼鏡筒２０の接眼レンズの視野絞り２９、３１によって制限される。左側の中間像面２５および右側の中間像面２７のディスプレイ４６、５０の画像の画像スケールは、ここでは、ディスプレイレンズ４９、５１の焦点距離ｆ_Dと結像レンズ２１、２３の焦点距離ｆ_Tとの比率ｆ_D／ｆ_Tによって決定される。

ディスプレイ４６、５０を作動させる目的のため、外科用顕微鏡１０は、コンピュータユニット４５に接続される画像処理および制御デバイス５４ならびに画像処理および制御デバイス５６を含む。コンピュータユニット４５は、外部に（具体的には、外科用顕微鏡１０の本体に対して）配置できることに留意すべきである。コンピュータユニット４５は、空間分解された三次元対象領域画像データを提供する役割を果たし、空間分解された三次元対象領域画像データは、表示のために表示デバイス４７に供給され、例えば、手術前に、例えば、核磁気共鳴画像またはＸ線断層撮影法によって、撮像方法で得られる。

ここでは、コンピュータユニット４５は、対象領域３２の座標系および外科用顕微鏡１０の座標系と関連させた画像データとして三次元対象領域画像データを提供する。この目的のため、コンピュータユニット４５は、外科用顕微鏡１０に対して固定された座標系５３を、対象領域３２に対して固定された座標系５５ならびに外科用顕微鏡１０についての位置情報および対象領域３２についての位置情報からの対象領域画像データの座標系５７と関連させるコンピュータプログラムを含む。

画像取得デバイス３５によって第１の光学観察ビーム路２８および第２の光学観察ビー
ム路３０から取得された対象領域３２の画像を視覚化するため、外科用顕微鏡１０は、画像処理および制御デバイス５６に接続された画像再生デバイス５８（好ましくは、３Ｄモニタとして具体化される）を有する。

外科用顕微鏡１０の撮像光学ユニット１４は、シャッタ要素６２およびシャッタ要素６４を含む。シャッタ要素６２、６４は、両矢印６０に従って、駆動部（ここでは図示せず）によって移動することができる。シャッタ要素６２、６４により、出力結合ビームスプリッタ３４、２６の顕微鏡の主要な対物系１６から遠方側の第１の光学観察ビーム路２８および／または第２の光学観察ビーム路３０を選択的にブロック解除またはブロックすることが可能になる。

図１に示される外科用顕微鏡の動作状態では、撮像光学ユニット１４は、シャッタ要素６２およびシャッタ要素６４が第１の光学観察ビーム路２８および第２の光学観察ビーム路３０をブロック解除するように切り替えられる。次いで、顕微鏡の主要な対物系１６を通過する対象領域３２からの完全光学観察ビーム路２８または３０は、外科用顕微鏡１０の双眼鏡筒２０の第１の接眼レンズ２２および第２の接眼レンズ２４に供給される。ここでは、表示デバイス４７によって表示された対象領域画像データは、正しい位置で、第１の接眼レンズ２２および第２の接眼レンズ２４において対象領域３２の観察画像上に重ね合わされる。

図２は、さらなる動作状態における外科用顕微鏡１０を示し、この状態では、シャッタ要素６２およびシャッタ要素６４は、第１の光学観察ビーム路２８および第２の光学観察ビーム路３０をブロックする。ここでは、画像取得デバイス３５の画像取得アセンブリ３６および４０によって取得され、かつ表示デバイス４８、５２によって表示された対象領域３２の画像が、各事例において、外科用顕微鏡１０の双眼鏡筒２０の第１の接眼レンズ２２および第２の接眼レンズ２４に供給される。

従って、対象領域３２の左側の立体部分画像は、第１の光学観察ビーム路２８によって画像取得デバイス３５の画像取得アセンブリ３６に供給することができ、対象領域３２の右側の立体部分画像は、第２の光学観察ビーム路３０によって画像取得デバイス３５の画像取得アセンブリ４０に供給することができる。ここでは、第１の光学観察ビーム路２８および第２の光学観察ビーム路３０の光軸は、ステレオ角θを含む。これにより、第１の光学観察ビーム路２８および第２の光学観察ビーム路３０がシャッタ要素６２、６４によってブロックされる際に、外科用顕微鏡１０によって、対象領域３２を立体視覚化することも可能になる。この目的のため、双眼鏡筒２２の左側の立体部分画像はディスプレイアセンブリ４８によって生成され、右側の立体部分画像は表示デバイス４７のディスプレイアセンブリ５２によって生成される。

外科用顕微鏡１０では、表示デバイス４８、５２で対象領域３２の画像を表示するだけでなく、具体的には対象領域画像データの画像情報（例えば、患者の血管造影データ、内視鏡画像、Ｘ線記録または核磁気共鳴画像など）のさらなる情報を表示することも可能であり、それらの画像は、画像処理アセンブリ５４、５６において、画像取得デバイス３５によって取得された対象領域３２の画像との電子的混合によって組み合わされることに留意すべきである。ここでは、コンピュータユニット４５によって提供された対象領域画像データは、正しい位置で、表示デバイス４７によって接眼レンズ２２で表示された対象領域の画像上に電子的に重ね合わされる。

図３ａは、光学観察ビーム路２８によって生成された左側の立体部分画像１および光学観察ビーム路３０によって生成された右側の立体部分画像２を示し、この画像は、観察者によって、双眼鏡筒２０の第１の接眼レンズ２２および第２の接眼レンズ２４を覗き込ん
だ際の対象領域３２の画像として知覚される。

図３ｂでは、表示デバイス４８によって表示された左側の立体部分画像１および表示デバイス５２によって表示された右側の立体部分画像２が双眼鏡筒２０の第１の接眼レンズ２２および第２の接眼レンズ２４に示され、この画像は、観察者によって、図２に示される外科用顕微鏡１０の動作状態における対象領域３２の画像として双眼鏡筒２０において知覚される。

図４は、第１の動作状態における第２の外科用実体顕微鏡１１０を示す。図５では、第１の動作状態とは異なるさらなる動作状態における第２の外科用顕微鏡１１０が示される。

外科用顕微鏡１１０は、主要な観察のための双眼鏡筒１２０を有し、共同観察のためのさらなる双眼鏡筒１６６も有する。図４および図５の外科用顕微鏡１１０の要素、アセンブリおよびビーム路が図１および２で説明される外科用顕微鏡１０のアセンブリおよびビーム路ならびにこれらの図に示される要素と機能的に一致する限り、これらは、図４では、図１に対して１００の数字だけ増加された参照符号としての番号によって示される。

外科用顕微鏡１１０は、顕微鏡の主要な対物系１１６を備える切替可能な撮像光学ユニット１１４を収容する外科用顕微鏡本体１１２を有する。

双眼鏡筒１６６は、さらなる観察者の左眼１７２および右眼１７４用の接眼レンズ１６９および接眼レンズ１７０を有する。第３および第４の接眼レンズは、外科用顕微鏡１１０において、接眼レンズ１６９、１７０によって提供される。

明確にするため、ダブプリズム１８０を備える双眼鏡筒１６６は、ダブプリズム１８０が軸１８７の周りを外科用顕微鏡本体１１２の断面に垂直な水平面から角度９０°回転した位置で示される。

外科用顕微鏡１１０では、第１の観察ビーム路１２８および第２の観察ビーム路１３０だけでなく、第３の観察ビーム路１７６および第４の観察ビーム路１７８も顕微鏡の主要な対物系１１６を通過する。ここでは、第３の観察ビーム路１７６および第４の観察ビーム路１７８は、第２の観察ビーム路１３０に部分的に誘導される。ここでは、双眼鏡筒１６６は、ステレオ角θ’＜θで、観察者のための対象領域１３２の立体観察を可能にする。

撮像光学ユニット１１４は、顕微鏡の主要な対物系１１６の対象領域１３２から遠方側の第１の光学観察ビーム路１２８に配置された出力結合ビームスプリッタ１３４を含み、前記出力結合ビームスプリッタは、観察光の一部を第１の観察ビーム路１２８から偏向させ、画像取得デバイス１３５に誘導し、画像取得デバイス１３５は、対物レンズ系１３７および画像センサ１３８を備える第１の画像取得アセンブリ１３６と、対物ライン系１３７および画像センサ１３８を備える第２の画像取得アセンブリ１４０とを含む。

外科用顕微鏡１１０では、第３の観察ビーム路１７６および第４の観察ビーム路１７８は、第２の観察ビーム路１２８に配置された出力結合ビームスプリッタ１３９と、双眼鏡筒１６６に回転可能に装着されたダブプリズム１８０とを介して、瞳分離ミラー系１８２、１８４を通じて、双眼鏡筒１６６の接眼レンズ１６９および接眼レンズ１７０に供給される。

双眼鏡筒１６６は、双眼鏡筒１２０のように、外科用顕微鏡本体１１２のインタフェー
ス１８５に接続される。ここでは、双眼鏡筒１６６は、両矢印１８９に従って、外科用顕微鏡本体１１２を通過する軸１８７の周りを回転することができる。

双眼鏡筒１６６のハウジングでは、ダブプリズム１８０は、双眼鏡筒１６６および外科用顕微鏡本体１１２に対して軸１８７の周りを自由に回転することができる。ここでは、ダブプリズム１８０の回転は、観察ビーム路１３０の光軸に対する双眼鏡筒１６６における遠近視覚印象のステレオ基盤Ｂ_Coの方位角位置の移動（対象領域１３２における角度φによって示される）をもたらす。

外科用顕微鏡１１０の撮像光学ユニット１１４は、時系列に作動可能なシャッタ１８６、１８８、１９０、１９２を第１の光学観察ビーム路１２８、第２の光学観察ビーム路１３０、第３の光学観察ビーム路１７６および第４の光学観察ビーム路１７８にそれぞれ１つずつを含む。シャッタ１８６、１８８、１９０および１９２は、入力結合ビームスプリッタ１４２および出力結合ビームスプリッタ１３９の顕微鏡の主要な対物系１２６から遠方側のそれぞれの観察ビーム路１２８、１３０、１７６、１７８に配置され、シャッタ１８６、１８８、１９０および１９２は、適切な作動によって関連観察ビーム路を選択的にブロック解除または遮断することができる。ここでは、シャッタ１８６、１８８、１９０および１９２は、例えば、１００Ｈｚのスイッチング周波数またはより高いスイッチング周波数で動作するように構成される。

また、外科用顕微鏡１１０は、画像処理および制御デバイス１５４も有し、画像処理および制御デバイス１５４は、この事例では、第１の光学観察ビーム路１２８および第２の光学観察ビーム路１３０における画像取得デバイス１３６、１４０によって取得された対象領域１３２の画像を表示デバイス１４８に供給する。

各事例における外科用顕微鏡１１０の撮像光学ユニット１１４は、シャッタ要素１６２、１６４を含み、シャッタ要素１６２、１６４は、第１の光学観察ビーム路１２８および第２の光学観察ビーム路１３０に配置され、両矢印１６０に従って移動可能である。その上、外科用顕微鏡１１０の撮像光学ユニット１１４は、両矢印１６５に従って移動可能な追加のシャッタ要素１６７を有する。シャッタ要素１６７により、入力結合ビームスプリッタ１４２を通過する光学ビーム路１７１を入力結合ビームスプリッタ１４２と出力結合ビームスプリッタ１３９との間でブロック解除およびブロックすることができる。

この方法では、入力結合ビームスプリッタ１４２によって第１の光学観察ビーム路１２８において表示デバイス１４７によって表示可能な表示情報を提供するだけでなく、それに加えて、出力結合ビームスプリッタ１３９を通過するビーム路によって前記表示情報を双眼鏡筒１６６の第３の接眼レンズ１６９および第４の接眼レンズ１７０に表示することも選択的に可能である。

外科用顕微鏡１１２の画像処理および制御デバイス１５４は、時系列に作動可能なシャッタ１８６、１８８、１９０、１９２に接続される。図４に示される外科用顕微鏡１１０の動作状態では、時系列に作動可能なシャッタ１８６、１８８、１９０、１９２は、第１の光学観察ビーム路１２８、第２の光学観察ビーム路１３０、第３の光学観察ビーム路１７６および第４の光学観察ビーム路１７８をブロック解除する。

シャッタ要素１６７が入力結合ビームスプリッタ１４２と出力結合ビームスプリッタ１３９との間の光学ビーム路１７１をブロック解除する際は、外科用顕微鏡１１０は、ビームスプリッタ１４２、１３９によって光学観察ビーム路１２８、１３０、１７６および１７８上に重ね合わされた表示データを双眼鏡筒１２０の第１の接眼レンズ１２２およびさらなる接眼レンズ１２４ならびに双眼鏡筒１６６の２つの接眼レンズ１６９、１７０に表
示することを可能にする。

図４に示される設定では、外科用顕微鏡１１０は、原理上、スイッチオフディスプレイ（ｓｗｉｔｃｈｅｄ－ｏｆｆｄｉｓｐｌａｙ）でも動作できることに留意すべきである。

図５は、シャッタ要素１６２およびシャッタ要素１６４が第１の光学観察ビーム路１２８および第２の光学観察ビーム路１３０をブロックし、シャッタ要素１６７が入力結合ビームスプリッタ１３６と出力結合ビームスプリッタ１３９との間のビーム路１７１をブロック解除する動作状態における外科用顕微鏡１１０を示す。ここでは、画像取得デバイス１３６および１３８によって取得され、かつ表示デバイス１４８によって表示された対象領域１３２の画像は、ディスプレイ１４６の表示領域に合わせて作動するシャッタ１８６、１８８、１９０、１９２によって、外科用顕微鏡１１０の双眼鏡筒１２０の第１の接眼レンズ１２２および第２の接眼レンズ１２４ならびに双眼鏡筒１６６の第３の接眼レンズ１６９および第４の接眼レンズ１７０にそれぞれ示される。しかし、図４に示される外科用顕微鏡１１０の設定とは異なり、ダブプリズムの調整は、この事例では、立体視覚印象に対するステレオ基盤Ｂ_Mainの方位角移動をもたらすことはなく、次いで、双眼鏡筒１６６において知覚可能である。

図６ａは、光学観察ビーム路１２８によって生成された左側の立体部分画像１および光学観察ビーム路１３０によって生成された右側の立体部分画像２を示し、この画像は、観察者によって、主要な観察者の双眼鏡筒１２０の第１の接眼レンズ１２２および第２の接眼レンズ１２４を覗き込んだ際に知覚される。

外科用顕微鏡１１０の双眼鏡筒１６６の第３の接眼レンズ１６９および第４の接眼レンズ１７０において光学観察ビーム路１７６によって生成された左側の立体部分画像２’および光学観察ビーム路１７８によって生成された右側の立体部分画像２”は、この事例では、共同観察者によって、対象領域１３２の画像として知覚され、この画像は、原理上、双眼鏡筒１２０において主要な観察者によって知覚された配景に相当する配景を有する。しかし、この事例において、双眼鏡筒１６６における遠近視覚印象の基礎となる共同観察者のステレオ基盤Ｂ_Coは、双眼鏡筒１２０における遠近視覚印象のステレオ基盤Ｂ_Mainより小さい。

両矢印１８９に従って双眼鏡筒１６６を動かすとおよび／または軸１８７の周りでダブプリズム１８０を回転させると、双眼鏡筒１６６における遠近視覚印象のステレオ基盤Ｂ_Coは、観察ビーム路１３０の光軸１３３の周りを回転する。

図６ｂでは、双眼鏡筒１２０の第１の接眼レンズ１２２および第２の接眼レンズ１２４ならびに双眼鏡筒１６６の第３の接眼レンズ１６９および第４の接眼レンズ１７０における、表示デバイス１４８によって表示されるような左側の立体部分画像１および右側の立体部分画像２は、それらの画像が、図５に示される外科用顕微鏡１１０の動作状態における対象領域１３２の画像として、双眼鏡筒１２０および双眼鏡筒１６６において観察者によって知覚されるように見られる。

図６ｂに示される部分画像１、２は、画像取得デバイス１３５によって取得された対象領域１３２の画像を表示する目的で、画像処理および制御デバイス１５４が画像取得デバイス１３５によって取得された対象領域１３２の画像を表示デバイス１４８のディスプレイ１４６上に表示した際の、この事例では、第１にはシャッタ１８６、１９０が、および第２にはシャッタ１８８、１９２がそれぞれのビーム路において表示デバイス１４８と同期して選択的に光に透明および不透明となるように切り替えられることによる、対象領域
１３２の画像として、双眼鏡筒１２０および双眼鏡筒１６６において観察者に表示することができる。

この事例では、双眼鏡筒１６６における遠近視覚の基礎となる共同観察者のステレオ基盤Ｂ_Coおよび双眼鏡筒１２０における遠近視覚に対するステレオ基盤Ｂ_Mainは、同じサイズである。しかし、この事例では、双眼鏡筒１６６の観察位置が双眼鏡筒１２０の観察位置に対して外科用顕微鏡１１０の顕微鏡の主要な対物１１６の光軸の周りを角度９０°回転されても、双眼鏡筒１６６において共同観察者に、および双眼鏡筒１２０において主要な観察者に、対象領域１３２の同じ立体画像が示される。

この文脈において、図５に示される外科用顕微鏡１１０の設定では、図６ｂに示される左側および右側の部分画像１、２が、双眼鏡筒１６６またはダブプリズム１８０を軸１８７の周りで動く事例において、図６ｂの両矢印によって示されるように、双眼鏡筒の双眼接眼レンズ１６９、１７０において回転されることに留意すべきである。

図７は、第１の動作状態における第３の外科用実体顕微鏡２１０を示す。図８では、第２の動作状態における第３の外科用顕微鏡２１０が示される。外科用顕微鏡２１０は、主要な観察のための双眼鏡筒２２０を有し、共同観察のためのさらなる双眼鏡筒２６６も有する。図７および図８の外科用顕微鏡２１０の要素、アセンブリおよびビーム路が図４および５で説明される外科用顕微鏡１１０のアセンブリおよびビーム路ならびにこれらの図に示される要素と機能的に一致する限り、これらは、図７および図８では、図４に対して１００の数字だけ増加された参照符号としての番号によって示される。

外科用顕微鏡２１０とは異なり、外科用顕微鏡１１０は、双眼鏡筒２６６におけるダブプリズム２８０と瞳分離ミラー系２８２、２８４との間に配置された時系列に作動可能なシャッタ２９３を含む。

図９ａは、光学観察ビーム路２２８によって生成された左側の立体部分画像１および光学観察ビーム路２３０によって生成された右側の立体部分画像２を示し、この画像は、観察者によって、主要な観察者の双眼鏡筒２２０の第１の接眼レンズ２２２および第２の接眼レンズ２２４を覗き込んだ際の図７に示される外科用顕微鏡２１０の第１の動作状態で知覚される。

外科用顕微鏡２１０の双眼鏡筒２６６の第３の接眼レンズ２６９および第４の接眼レンズ２７０における光学観察ビーム路２７６によって生成された左側の立体部分画像２’および光学観察ビーム路２７８によって生成された右側の立体部分画像２”は、この事例では、共同観察者によって、対象領域２３２の立体画像として知覚される。しかし、双眼鏡筒２６６における遠近視覚の基礎となる共同観察者のステレオ基盤Ｂ_Coは、この事例でも同様に、双眼鏡筒２２０における遠近視覚に対するステレオ基盤Ｂ_Mainより小さい。

双眼鏡筒２６６を軸２８７の周りで動かすと、双眼鏡筒２６６における遠近視覚印象のステレオ基盤Ｂ_Coは、観察ビーム路２３０の光軸２３１の周りを回転する。

図９ｂは、図８に示される外科用顕微鏡２１０の動作状態において、表示デバイス２４８によって表示された双眼鏡筒２２０の第１の接眼レンズ２２２および第２の接眼レンズ２２４ならびに双眼鏡筒２６６の第３の接眼レンズ２６９および第４の接眼レンズ２７０における左側の立体部分画像１および右側の立体部分画像２を示す。部分画像１、２は、画像取得デバイス２３６、２４０によって取得された対象領域２３２の画像を表示する目的で、画像処理および制御デバイス２５４が画像情報２３６、２４０によって取得された対象領域２３２の画像を表示デバイス２４８のディスプレイ２４６上に表示することによ
る、ならびにこの事例では、第１にはシャッタ２８６、２９３が、および第２にはシャッタ２８８がそれぞれのビーム路において同期して選択的に光に透明および不透明となるように切り替えられることによる、対象領域２３２の画像として、双眼鏡筒２２０および双眼鏡筒２６６において観察者によって表示することができる。

双眼鏡筒２２０における主要な観察者のための視覚印象とは異なり、双眼鏡筒２６６における共同観察者のための視覚印象は、この事例では、遠近感を有さない。

この事例において、双眼鏡筒が図５からの両矢印２８９に従って軸２８７の周りで回転される場合は、破線によって示される同じ左側および右側の部分画像が共同観察者に表示される。双眼鏡筒２６６またはダブプリズム２８０を軸２８７の周りで動かすと、双眼鏡筒の双眼接眼レンズ２６９、２７０におけるこれらの部分画像は、図９ｂに両矢印によって示されるように、回転する。

図１０に示される第４の外科用実体顕微鏡３１０は、外科用顕微鏡本体３１２を有し、外科用顕微鏡本体３１２には、顕微鏡の主要な対物系３１６を備える切替可能な撮像光学ユニット３１４が収容されており、第４の外科用実体顕微鏡３１０は、同様に、インタフェース３１８で本体に接続される双眼鏡筒３２０を含み、双眼鏡筒３２０は、主要な観察のための第１の接眼レンズ３２２および第２の接眼レンズ３２４を備える。その上、外科用顕微鏡３１０は、共同観察のためのさらなる双眼鏡筒３６６を有する。観察者のため、双眼鏡筒３６６は、ディスプレイ３４６、３５０を備える表示デバイスとして機能する。外科用顕微鏡３１０では、双眼鏡筒３６６は、さらなる観察者の左眼３７２および右眼３７４用の追加の第３の接眼レンズ３６９および第４の接眼レンズ３７０を提供する。双眼鏡筒３６６は、保持システム３６７に収容され、従って、双眼鏡筒３２０に関連しておよび外科用顕微鏡本体３１２に関連して表示することができる。

図１０に示される外科用顕微鏡３１０の要素、アセンブリおよびビーム路が図４および５で説明される外科用顕微鏡１１０のアセンブリおよびビーム路ならびにこれらの図に示される要素と機能的に一致する限り、これらは、図１０では、図４に対して２００の数字だけ増加された参照符号としての番号によって示される。

外科用顕微鏡３１０の撮像光学ユニット３１４は、第１の観察ビーム路３２８および第２の観察ビーム路３３０が通過する顕微鏡の主要な対物系３１６を有する。撮像光学ユニット３１４は、顕微鏡の主要な対物系３２６の対象領域３３２から遠方側の第２の光学観察ビーム路３３０に配置された出力結合ビームスプリッタ３２６を含む。出力結合ビームスプリッタ３２６は、観察光の第１の部分を第１の観察ビーム路３２８から切り離し、対物レンズ系３３７および画像センサ３３８を備える画像取得デバイス３３５の画像取得アセンブリ３３６に供給する役割を果たす。その上、観察光の第１の部分とは異なる第２の部分も、前記第２の部分を画像取得デバイス３３５のさらなる画像取得アセンブリ３４０に誘導するため、出力結合ビームスプリッタ３２６によって第１の観察ビーム路３２８から切り離される。

双眼鏡筒３６６は、ディスプレイ３４６を備える第１の表示デバイス３４８と、ディスプレイ３５０を備える第２の表示デバイス３５２とを有する。ディスプレイ３４６、３５０を作動させる目的のため、外科用顕微鏡３１０には画像処理および制御デバイス３５４があり、前記画像処理および制御デバイスは、外部のコンピュータユニット３４５に接続することができる。コンピュータユニット３４５によって提供された対象領域画像データは、この事例では、正しい位置で、表示デバイス４７によって接眼レンズ２２において示される対象領域の画像上に電子的に重ね合わせることができる。

外科用顕微鏡３１０には、位置センサ３９１があり、それにより、顕微鏡の主要な対物系３１６の光軸３９５に対する、第３の接眼レンズ３６９および第４の接眼レンズ３７０の光軸３９３、３９４の対称軸３９２の位置の方位角φを取得することができる。

顕微鏡の主要な対物系３１６を通過する第２の光学観察ビーム路３３０において、画像取得デバイス３３６、３４０によって取得された画像を視覚化する目的のため、共同観察のための双眼鏡筒３６６の代替としてまたはそれに加えて、外科用顕微鏡３１０は、画像再生デバイス３５８（好ましくは、３Ｄモニタとして具体化される）に接続することができる。

図１１は、顕微鏡の主要な対物系３２６の平面における外科用顕微鏡３１０の第１の左側の立体光学観察ビーム路３２８および第２の右側の立体光学観察ビーム路３３０を示す。図１１は、対象領域３３２から顕微鏡の主要な対物系３１６を通じて画像センサ３３８’、３３８”に供給される観察光の方向における顕微鏡の主要な対物系３１６上への画像センサ３３８’、３３８”の垂直投影をさらに示す。

双眼鏡筒３６６では、画像センサ３３８’によって取得された対象領域３３２の画像は、画像処理および制御デバイス３５４によって第３の接眼レンズ３６９で表示され、その画像の光がビームスプリッタ３２６の部分３３９を通過する。ビームスプリッタ３２９の部分３４１を通過し、対象領域３３２のさらなる画像として画像センサ３３８”によって取得される光は、表示デバイス３５２によって接眼レンズ３７０で視覚化することができる。このように、観察者のために双眼鏡筒３６６において対象領域３２３の立体画像を提供することが可能である。

図１２は、光学観察ビームによって生成された左側の立体部分画像１および光学観察ビームによって生成された右側の立体部分画像２を示し、この画像は、観察者によって、主要な観察者の双眼鏡筒３２０の第１の接眼レンズ３２２および第２の接眼レンズ３２４を覗き込んだ際に知覚される。この事例では、共同観察者によって、対象領域３３２の画像として、双眼鏡筒３６６の第３および第４の接眼レンズ３６９、３７０において知覚される、光学観察ビームによって生成された左側の立体部分画像２’および光学観察ビームによって生成された右側の立体部分画像２”は、双眼鏡筒３２０において主要な観察者によって知覚された配景に相当する配景を有する。しかし、ここでもやはり、双眼鏡筒３６６における遠近視覚の基礎となる共同観察者のステレオ基盤Ｂ_Coは、双眼鏡筒３２０における遠近視覚に対するステレオ基盤Ｂ_Mainより小さい。

各事例において、２つの画像取得アセンブリ３３６、３４０のうちの１つで、その画像のみを双眼鏡筒３６６の表示デバイス３４８、３５２に供給する画像処理および制御デバイス３５４により、対象領域３３２の平面画像を双眼鏡筒３６６で観察者に表示することができる。外科用顕微鏡３１０のこの動作状態では、方位角φを変更した際に観察者が双眼鏡筒３６６において自然な視覚印象で対象領域３３２のオブジェクトを知覚するようにディスプレイ３４６、３５０上に表示された対象領域３３２の画像を移動するため、位置センサ３９１によって取得された方位角φは、画像処理および制御デバイス３５４において評価される。この措置により、観察者は、対象領域のオブジェクトを平面で知覚するが、観察者が顕微鏡の主要な対物系３１６の光軸３９５の周りで双眼鏡筒３６６を動かした際に、観察者は異なる観察方向でもそれを知覚し得ることが保証される。

図１３は、対象領域の立体視覚化のための第５の外科用顕微鏡４１０を示し、第５の外科用顕微鏡４１０は、第１の動作状態における、主要な観察のための双眼鏡筒および共同観察のための２つの双眼鏡筒を備える。図１４では、第２の動作状態における第５の外科用顕微鏡が示される。外科用顕微鏡４１０は、主要な観察のための双眼鏡筒４２０を有し
、好ましくは、横方向共同観察のためのさらなる双眼鏡筒４６６、４６６’を接続するための２つの互いに対向するインタフェース４８５、４８５’を有する。

図１３および図１４の外科用顕微鏡４１０の要素、アセンブリおよびビーム路が図４および５に基づいて説明される外科用顕微鏡１１０のアセンブリおよびビーム路ならびにこれらの図に示される要素と機能的に一致する限り、これらは、図１３および図１４では、図４に対して３００の数字だけ増加された参照符号としての番号によって示される。

外科用顕微鏡４１０は、第１のディスプレイアセンブリ４４８および第２のディスプレイアセンブリ４５２を備える表示デバイス４４７を含む。ディスプレイアセンブリ４４８は、ディスプレイを含み、それにより、入力結合ビームスプリッタ４４２を介して双眼鏡筒４２０に前記画像を供給するため、および双眼鏡筒４６６’のためのインタフェース４８５’で前記画像を提供するため、画像取得デバイス４３５の画像取得アセンブリ４３６によって光学観察ビーム路４２８において取得された対象領域４３２の画像を表示することができる。

それに従って、ディスプレイアセンブリ４５２にはディスプレイがあり、それにより、入力結合ビームスプリッタ４３９を介して双眼鏡筒４２０に前記画像を供給するため、および双眼鏡筒４６６のためのインタフェース４８５で前記画像を提供するため、画像取得デバイス４３５の画像取得アセンブリ４４０によって光学観察ビーム路４３０において取得された対象領域４３２の画像を表示することができる。

外科用顕微鏡４１０では、ディスプレイアセンブリ４４８、４５２のディスプレイおよびシャッタ４８６、４８８、４９０、４９２、４９０’、４９２’は、図４および図５に基づいて説明される外科用顕微鏡１１０におけるディスプレイおよびシャッタに対して比較的短いスイチッング時間用に設計することができる。

外科用顕微鏡４１０は、原則として、修正設計において、双眼鏡筒４６６、４６６’のシャッタ４９０、４９０’、４９２、４９２’なしで具体化もできることに留意すべきである。この事例では、外科用顕微鏡２１０のように、第１の光学観察ビーム路４２８および第２の光学観察ビーム路４３０がシャッタ４６２、４６４によって遮断された際は、対象領域４３２の平面画像が双眼鏡筒４６６、４６６’において観察者に表示される。

その上、図１３および図１４に基づいて上記で説明される外科用顕微鏡４１０ならびに上記で説明されるその修正設計は、原理上、横方向共同観察のための２つ以上の双眼鏡筒だけでなく、好ましくは横方向共同観察のための外科用顕微鏡４１０の本体４１２に接続される単に１つの双眼鏡筒でも具体化できることに留意すべきである。

図１５は、接眼レンズ５２２、５２４および５２２’、５２４’を備える、互いに対向するように配置された２つの双眼鏡筒５２０、５２０’を備える鏡筒アセンブリを示し、鏡筒アセンブリは、上記で説明される第１、第２、第３、第４または第５の外科用顕微鏡で、各事例において、双眼鏡筒２０、１２０、２２０、３２０および４２０のそれぞれの代替として、使用することができる。鏡筒アセンブリは、双眼鏡筒５２０と双眼鏡筒５２０’との間に、鏡筒アセンブリに供給される立体ビーム路を分割するためのビームスプリッタ５２５を含む。

本発明は、上記で説明される異なる例示的な実施形態からの特徴の組合せを見出すことができる外科用顕微鏡にも拡張されることに留意すべきである。

概要では、具体的には、下記事項に留意すべきである。本発明は、観察者のための対象
領域３２、１３２、２３２、３３２、４３２の観察画像を生成するための外科用顕微鏡１０、１１０、２１０、３１０、４１０に関する。外科用顕微鏡１０、１１０、２１０、４１０は、表示デバイス４７、１４７、２４７、４４７を備える、対象領域３２、１３２、２２３、４３２の画像を取得するための画像取得デバイス３５、１３５、２３５、４３５を有し、画像取得デバイス３５、１３５、２３５、４３５によって取得された対象領域３２、１３２、２３２、４３２の画像を視覚化するために画像取得デバイス３５、１３５、２３５、３３５、４３５および表示デバイス４７、１４７、２４７、４４７に接続された画像処理および制御デバイス５４、１５４、２５４、４５４を有する。外科用顕微鏡１０、１１０、２１０、４１０は、表示のために表示デバイス４７、１４７、２４７、４４７によって供給可能なおよび撮像方法で得られた対象領域画像データを提供するための、画像処理および制御デバイス５４、１５４、２５４、４５４に接続されたコンピュータユニット４５、１４５、２４５、４４５を含む。外科用顕微鏡１０、１１０、２１０、４１０には、第１の切替状態では、表示デバイス４７、１４７、２４７、４４７によって表示された対象領域画像データが正しい位置でその上に重ね合わされる光学観察ビーム路２８、１２８、２２８、４２８によって接眼レンズ２２、１２２、２２２、４２２に対象領域３２、１３２、２３２、４３２の観察画像を供給する切替可能な撮像光学ユニット１４、１１４、２１４、４１４がある。第１の切替状態とは異なるさらなる切替状態では、切替可能な撮像光学ユニット１４、１１４、２１４、４１４は、接眼レンズ２２、１２２、２２２、４２２で光学観察ビーム路２８、１２８、２２８、４２８からの対象領域３２、１３２、２３２、４３２の画像を表示するための対象領域３２、１３２、２３２、４３２から接眼レンズ２２、１２２、２２２、４２２への完全光学観察ビーム路２８、１２８、２２８、４２８を遮断し、前記画像は、画像取得デバイス３５、１３５、２３５、４３５によって取得され、かつ表示デバイス４７、１４７、２４７、４４７によって表示される。

１、２、２’、２” 部分画像
１０外科用顕微鏡
１２外科用顕微鏡本体
１４撮像光学ユニット
１６顕微鏡の主要な対物系
１８インタフェース
２０双眼鏡筒
２１、２３結像レンズ
２２、２４接眼レンズ
２５、２７中間像面
２６、３４出力結合ビームスプリッタ
２８、３０観察ビーム路
２９、３１接眼レンズの視野絞り
３２対象領域
３５画像取得デバイス
３６画像取得アセンブリ
３７対物レンズ系
３８画像センサ
４０画像取得アセンブリ
４２、４４入力結合ビームスプリッタ
４５コンピュータユニット
４６、５０ディスプレイ
４７表示デバイス
４８、５２ディスプレイアセンブリ
４９、５１ディスプレイレンズ
５３、５５、５７座標系
５４、５６画像処理および制御デバイス
５８画像再生デバイス
６０両矢印
６２、６４シャッタ要素
７２、７４眼
１１０外科用顕微鏡
１１２外科用顕微鏡本体
１１４撮像光学ユニット
１１６顕微鏡の主要な対物系
１１８インタフェース
１２０双眼鏡筒
１２１、１２３結像レンズ
１２２、１２４接眼レンズ
１２５、１２７中間像面
１２６、１３４出力結合ビームスプリッタ
１２８、１３０観察ビーム路
１２９、１３１接眼レンズの視野絞り
１３３光軸
１３２対象領域
１３５画像取得デバイス
１３６画像取得アセンブリ
１３７対物レンズ系
１３８画像センサ
１３９出力結合ビームスプリッタ
１４０画像取得アセンブリ
１４２入力結合ビームスプリッタ
１４５コンピュータユニット
１４６ディスプレイ
１４７表示デバイス
１４８ディスプレイアセンブリ
１４９、１５１ディスプレイレンズ
１５４画像処理および制御デバイス
１５３、１５５、１５７座標系
１６０、１６５両矢印
１６２、１６４、１６７シャッタ要素
１６６双眼鏡筒
１６９、１７０接眼レンズ
１７１ビーム路
１７２、１７４左眼と右眼
１７６、１７８観察ビーム路
１８０ダブプリズム
１８２、１８４瞳分離ミラー系
１８６、１８８、１９０、１９２シャッタ
１８７軸
１８９両矢印
２１０外科用顕微鏡
２２０双眼鏡筒
２２１、２２３結像レンズ
２２２、２２４接眼レンズ
２２５、２２７中間像面
２２８、２３０観察ビーム路
２２９、２３１接眼レンズの視野面
２３２対象領域
２３５画像取得デバイス
２３６画像取得アセンブリ
２３７対物レンズ系
２３８画像センサ
２３９出力結合ビームスプリッタ
２４０画像取得アセンブリ
２４２入力結合ビームスプリッタ
２４５コンピュータユニット
２４６ディスプレイ
２４７表示デバイス
２４８ディスプレイアセンブリ
２４９、２５１ディスプレイレンズ
２５３、２５５、２５７座標系
２５４画像処理および制御デバイス
２６６双眼鏡筒
２６９、２７０接眼レンズ
２７６、２７８観察ビーム路
２８０ダブプリズム
２８２、２８４瞳分離ミラー系
２８６、２８８、２９０、２９２、２９３シャッタ
２８７軸
２８９両矢印
３１０外科用顕微鏡
３１２外科用顕微鏡本体
３１４撮像光学ユニット
３１５表示デバイス
３１６顕微鏡の主要な対物系
３１８インタフェース
３２０双眼鏡筒
３２２、３２４接眼レンズ
３２６出力結合ビームスプリッタ
３２８、３３０観察ビーム路
３３２対象領域
３３５画像取得デバイス
３３６、３４０画像取得アセンブリ
３３７対物レンズ系
３３８’、３３８” 画像センサ
３３９、３４１部分
３６７保持システム
３４０画像取得デバイス
３４５コンピュータユニット
３４６、３５０ディスプレイ
３４８、３５２ディスプレイアセンブリ
３５４画像処理および制御デバイス
３５３、３５５、３５７座標系
３５８視覚化デバイス
３６５表示デバイス
３６６双眼鏡筒
３６７サポートシステム
３６９、３７０接眼レンズ
３７２、３７４左眼と右眼
３９１位置センサ
３９２対称軸
３９３、３９４、３９５光軸
４１０外科用顕微鏡
４１２外科用顕微鏡本体
４１４撮像光学ユニット
４１６顕微鏡の主要な対物系
４１８インタフェース
４２０双眼鏡筒
４２１、４２３結像レンズ
４２２、４２４接眼レンズ
４２５、４２７中間像面
４２６、４３４出力結合ビームスプリッタ
４２８、４３０観察ビーム路
４２９、４３１接眼レンズの視野絞り
４３３光軸
４３２対象領域
４３５画像取得デバイス
４３６画像取得アセンブリ
４３７対物レンズ系
４３８画像センサ
４３９出力結合ビームスプリッタ
４４０画像取得アセンブリ
４４２入力結合ビームスプリッタ
４４５コンピュータユニット
４４６ディスプレイ
４４７表示デバイス
４４８ディスプレイアセンブリ
４４９、４５１ディスプレイレンズ
４５０ディスプレイ
４５２ディスプレイアセンブリ
４５３、４５５、４５７座標系
４５４画像処理および制御デバイス
４６０、４６５両矢印
４６２、４６４、４６７シャッタ要素
４６６、４６６’双眼鏡筒
４６９、４７０、６９’、４７０’ 接眼レンズ
４７１、４７１’ ビーム路
４７２、４７４、４７２’４７４’ 左眼と右眼
４７６、４７８、４７６’、４７８’ 観察ビーム路
４８０、４８０’ ダブプリズム
４８２、４８４、４８２’、４８４’ 瞳分離ミラー系
４８６、４８８、４９０、４９２、４９０’、４９２’ シャッタ
４８７、４８７’ 軸
４８９、４８９’ 両矢印
５２０、５２０’ 双眼鏡筒
５２２、５２４、５２２’、５２４’ 接眼レンズ
５２５ビームスプリッタ

Claims

観察者のための対象領域（３２、４３２）の観察画像を生成するための外科用顕微鏡（１０、４１０）であって、
前記対象領域（３２、４３２）の画像を電子画像の形で取得するための画像取得デバイス（３５、４３５）と、
表示デバイス（４７、４４７）と、
前記画像取得デバイス（３５、４３５）によって取得された前記対象領域（３２、４３２）の前記画像を視覚化することを目的として前記画像取得デバイス（３５、４３５）および前記表示デバイス（４７、４４７）に接続された画像処理および制御デバイス（５４、４５４）と、
前記画像取得デバイス（３５、４３５）と異なるデバイスを用いた撮像方法によって予め得られている対象領域画像データを前記表示デバイス（４７、４４７）に供給するための、前記画像処理および制御デバイス（５４、４５４）に接続されたコンピュータユニット（４５、４４５）と、
第１の切替状態では、光学観察ビーム路（２８、４２８）によって接眼レンズ（２２、４２２）に前記対象領域（３２、４３２）の画像を光学画像の形で供給し、前記第１の切替状態とは異なるさらなる切替状態では、前記対象領域（３２、４３２）から前記接眼レンズ（２２、４２２）への前記光学観察ビーム路（２８、４２８）を遮断して前記画像取得デバイス（３５、４３５）によって取得された電子画像としての前記対象領域（３２、４３２）の画像が前記表示デバイス（４７、４４７）によって表示されるようにする切替可能な撮像光学ユニット（１４、４１４）とを備える、外科用顕微鏡（１０、４１０）において、
前記第１の切替状態では、前記光学観察ビーム路（２８、４２８）上において、光学画像としての前記対象領域（３２、４３２）の画像に前記表示デバイス（４７、４４７）によって画像表示される前記対象領域画像データが正しい位置に重ね合わさることで前記観察者のための対象領域（３２、４３２）の観察画像が生成され、
前記さらなる切替状態では、前記コンピュータユニット（４５、４４５）によって提供されかつ撮像方法で得られた対象領域画像データを、前記画像取得デバイス（３５、４３５）によって取得された前記対象領域（３２、４３２）の画像上に画像処理および制御デバイス（５４、４５４）による電子的混合によって組み合わせ、これにより、前記表示デバイス（４７、４４７）を通じて前記接眼レンズ（２２、４２２）に表示される前記観察者のための対象領域（３２、４３２）の観察画像が、前記電子画像と前記対象領域画像データとが電子的に正しい位置に重ね合わさった画像として生成されることを特徴とする、外科用顕微鏡（１０、４１０）。
前記接眼レンズ（２２）が、第１の接眼レンズ（２２）であり、およびそれに加えて、第２の接眼レンズ（２４）が、観察者のための前記対象領域（３２）の左側および右側の部分画像の立体視覚化に備えて準備され、
前記切替可能な撮像光学ユニット（１４）が、前記第１の切替状態では、さらなる光学観察ビーム路（３０）によって前記第２の接眼レンズ（２４）に前記対象領域（３２）の前記観察画像を供給し、および前記第１の切替状態とは異なる前記さらなる切替状態では、前記第２の接眼レンズ（２４）で前記さらなる光学観察ビーム路からの前記対象領域（３２）の画像を表示するための前記対象領域（３２）から前記第２の接眼レンズ（２４）への前記さらなる光学観察ビーム路（３０）を遮断し、前記画像が、前記画像取得デバイス（３５）によって取得され、かつ前記表示デバイス（４７）によって表示されることを特徴とする、請求項１に記載の外科用顕微鏡。
前記画像処理および制御デバイス（５４、４５４）が、前記さらなる切替状態では、前記コンピュータユニット（４５、４４５）によって提供され、かつ撮像方法で得られた対象領域画像データを、前記正しい位置で、前記表示デバイス（４７）によって前記第２の接眼レンズ（２４）で表示された前記対象領域（３２、４３２）の前記画像上に電子的に重ね合わせることを特徴とする、請求項２に記載の外科用顕微鏡。
共同観察者のための前記対象領域（１３２、２３２）の観察画像を生成するための第３の接眼レンズ（１６９、２６９）によって特徴付けられ、
前記切替可能な撮像光学ユニット（１１４、２１４）が、前記第１の切替状態では、前記さらなる光学観察ビーム路（１３０、２３０）上に重ね合わされた第３の光学観察ビーム路（１７６、２７６）によって前記第３の接眼レンズ（１６９、２６９）に前記対象領域（１３２、２３２）の前記観察画像を供給し、および前記第１の切替状態とは異なる前記さらなる切替状態では、前記第３の接眼レンズ（１６９、２６９）で前記光学観察ビーム路（１２８、２２８）からまたは前記さらなる光学観察ビーム路（１３０、２３０）からの前記対象領域（１３２、２３２）の画像を表示するための前記対象領域（１３２、２３２）から前記第３の接眼レンズ（１６９、２６９）への前記第３の光学観察ビーム路（１７６、２７６）を遮断し、前記画像が、前記画像取得デバイス（１３５、２３５）によって取得され、かつ前記表示デバイス（１４７、２４７）またはさらなる表示デバイスによって表示される、請求項２または３に記載の外科用顕微鏡。
前記共同観察者のために前記対象領域（１３２）の左側および右側の部分画像を視覚化するための第４の接眼レンズ（１７０）によって特徴付けられ、前記切替可能な撮像光学ユニット（１１４）が、前記第１の切替状態では、前記さらなる光学観察ビーム路（１３０）上に重ね合わされた第４の光学観察ビーム路（１７８）によって前記第４の接眼レンズ（１７０）に前記対象領域（１３２）の前記観察画像を供給し、および前記第１の切替状態とは異なる前記さらなる切替状態では、前記第４の接眼レンズ（１７０）で前記さらなる光学観察ビーム路（１３０）からの前記対象領域（１３２）の画像を表示するための前記対象領域（１３２）から前記第４の接眼レンズ（１７０）への前記第４の光学観察ビーム路（１７８）を遮断し、前記画像が、前記画像取得デバイス（１３５）によって取得され、かつ前記表示デバイス（１４７）によってまたは前記さらなる表示デバイスによって表示される、請求項４に記載の外科用顕微鏡。
前記第３の光学観察ビーム路（１７６）に配置された時系列に作動可能な第１のシャッタ（１９０）と、前記第４の光学観察ビーム路（１７８）に配置された時系列に作動可能なさらなるシャッタ（１９２）とによって特徴付けられ、前記第１のシャッタ（１９０）が前記第３の光学観察ビーム路（１７６）をブロック解除し、および前記さらなるシャッタ（１９２）が前記第４の光学観察ビーム路（１７８）を遮断する際に、前記対象領域（１３２）の第１の部分画像が前記表示デバイス（１４７）または前記さらなる表示デバイスのディスプレイ（１４６）によって前記光学観察ビーム路（１２８）から前記第３の接眼レンズ（１６９）で視覚化され、ならびに前記第１のシャッタ（１９０）が前記第３の光学観察ビーム路（１７６）を遮断し、および前記さらなるシャッタ（１９２）が前記第４の光学観察ビーム路（１７８）をブロック解除する際に、前記対象領域（１３２）の第２の部分画像が前記表示デバイス（１４７）または前記さらなる表示デバイスの前記ディスプレイ（１４６）によって前記さらなる光学観察ビーム路（１３０）から前記第４の接眼レンズ（１７０）で視覚化されるように、前記第１のシャッタ（１９０）および前記さらなるシャッタ（１９２）が、前記表示デバイス（１４７）または前記さらなる表示デバイスの前記ディスプレイ（１４６）と結合される、請求項５に記載の外科用顕微鏡。
前記共同観察者に前記対象領域（２３２）の左側および右側の部分画像を視覚化するための第４の接眼レンズ（２７０）によって特徴付けられ、前記切替可能な撮像光学ユニット（２１４）が、前記第１の切替状態では、前記さらなる光学観察ビーム路（２３０）上に重ね合わされた第４の光学観察ビーム路（２７８）によって前記第４の接眼レンズ（２７０）に前記対象領域（２３２）の前記観察画像を供給し、および前記第１の切替状態とは異なる前記さらなる切替状態では、前記第３の接眼レンズ（２２６）および前記第４の接眼レンズ（２７０）で前記光学観察ビーム路（２２８）または前記さらなる光学観察ビーム路（２３０）からの前記対象領域（２３２）の画像を表示するための前記対象領域（２３２）から前記第４の接眼レンズ（２７０）への前記第４の光学観察ビーム路（２７８）を遮断し、前記画像が、前記画像取得デバイス（２３５）によって取得され、かつ前記表示デバイス（２４７）または前記さらなる表示デバイスによって表示される、請求項４
に記載の外科用顕微鏡。
前記さらなる光学観察ビーム路（１３０）から切り離されたビーム路を、第３の光学観察ビーム路（１７６）として前記第３の接眼レンズ（１６９）に供給可能な第１の立体部分ビーム路（１３０）と、
第４の光学観察ビーム路を、前記対象領域の左側および右側の部分画像を共同観察者のために視覚化できるようにする第４の接眼レンズ（１７０）に供給可能な第２の立体部分ビーム路（１７８）とに分割する、瞳を分離するためのデバイス（１８２、１８４）によって特徴付けられる、請求項４～７のいずれか一項に記載の外科用顕微鏡。
前記画像処理および制御デバイス（１５４）が、前記さらなる切替状態では、前記コンピュータユニット（１４５）によって提供され、かつ撮像方法で得られた対象領域画像データを、前記正しい位置で、前記表示デバイス（１４７）または前記さらなる表示デバイスによって表示された前記対象領域（１３２）の前記画像上に電子的に重ね合わせることを特徴とする、請求項４～８のいずれか一項に記載の外科用顕微鏡。
前記光学観察ビーム路（２８、３３０）および前記さらなる光学観察ビーム路（３０、３２８）から前記画像取得デバイス（３５、３３５）によって取得された前記対象領域（３２、３３２）の画像を表示することによる前記対象領域（３２、３３２）の画像の前記立体視覚化のために、前記画像取得デバイス（３５、３３５）に接続された視覚化デバイス（５８、３５８）によって特徴付けられる、請求項２に記載の外科用顕微鏡。
前記視覚化デバイス（３５８）が、３Ｄスクリーンを有することを特徴とする、請求項１０に記載の外科用顕微鏡。
前記表示デバイス（３６５）に供給可能であり、かつ撮像方法で得られた対象領域画像データを提供するための、前記画像処理および制御デバイス（３５４）に接続されたコンピュータユニット（３４５）によって特徴付けられ、前記画像処理および制御デバイス（３５４）が、前記さらなる切替状態では、前記コンピュータユニット（３４５）によって提供され、かつ撮像方法で得られた対象領域画像データを、前記正しい位置で、前記表示デバイス（３６５）によって表示された前記対象領域（３３２）の前記画像上に電子的に重ね合わせる、請求項１０または１１に記載の外科用顕微鏡。
前記対象領域（３３２）の第１の立体部分画像を提供するさらなる接眼レンズ（３２２）および前記対象領域（３３２）の第２の立体部分画像を提供する前記接眼レンズ（３２４）による前記対象領域（３３２）の前記立体視覚化のための前記さらなる接眼レンズ（３２２）へのさらなる光学観察ビーム路（３２８）によって特徴付けられる、請求項１０または１１に記載の外科用顕微鏡。
観察者のための前記対象領域の左側および右側の部分画像の前記立体視覚化のためのさらなる第１の接眼レンズ（５２２’）およびさらなる第２の接眼レンズ（５２４’）と、前記第１の接眼レンズ（５２２）に供給されるビーム路から部分ビーム路を切り離して前記部分ビーム路を前記さらなる第１の接眼レンズ（５２２’）に供給し、かつ前記第２の接眼レンズ（５２４）に供給されるビーム路から部分ビーム路を切り離して前記部分ビーム路を前記さらなる第２の接眼レンズ（５２４’）に供給するビームスプリッタ構成（５２５）とによって特徴付けられる、請求項２に記載の外科用顕微鏡。
スクリーンによって前記対象領域の画像を視覚化するために、前記画像取得デバイス（３５、１３５、２３５、３３５）に接続された視覚化デバイス（３５８）によって特徴付けられる、請求項１～１４のいずれか一項に記載の外科用顕微鏡。
前記第１の切替状態において、前記物体領域の前記観測画像に前記対象領域画像データを正しい位置で重ね合わせ、前記さらなる切替状態において、前記画像取得デバイス（３５、４３５）によって得られた電子的な前記前記対象領域（３２、４３２）の画像に前記対象領域画像データを電子的に正しい位置で重ね合わせるために、自身に対して固定された座標系（１５３）を前記対象領域（３２、１３２、４２３）の座標系（１５５）および前記撮像方法によって得られた前記対象領域画像データの座標系（１５７）に関連させるためのデバイスを含むことで特徴付けられる、請求項１～１５のいずれか一項に記載の外科用顕微鏡。
具体的には、請求項１～１６のいずれか一項に記載の外科用顕微鏡によって、観察者のための対象領域（３２、４３２）の観察画像を生成するための方法であって、以下のステップ：
画像取得デバイス（３５、４３５）によって前記対象領域（３２、４３２）の画像を取得するステップを含む、方法において、
前記対象領域（３２、４３２）の前記画像が、完全光学観察ビーム路（２８、４２８）によって、または前記画像取得デバイス（３５、４３５）によって取得された前記対象領域（３２、４３２）の前記画像が供給される表示デバイス（４７、４４７）によって、前記観察者に選択的に表示され、
前記画像取得デバイス（３５、４３５）と異なるデバイスを用いた撮像方法によってそれぞれ予め得られている対象領域画像データが、正しい位置で、前記対象領域（３２、４３２）の前記画像上に重ね合わされることを特徴とする、方法。