WO2001038919A1 - Sehhilfe in form einer lupenbrille mit autofokussiereinrightung - Google Patents

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WO2001038919A1
WO2001038919A1 PCT/AT2000/000317 AT0000317W WO0138919A1 WO 2001038919 A1 WO2001038919 A1 WO 2001038919A1 AT 0000317 W AT0000317 W AT 0000317W WO 0138919 A1 WO0138919 A1 WO 0138919A1
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Gerald Anton Ofner
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Life Optics Handel Und Vertrieb Gmbh
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    • G02B5/30—Polarising elements

Definitions

  • the invention relates to a visual aid with the features of the introductory part of claim 1 with an autofocusing device, with a device for changing the focal length and with a device for adapting the parallax between the tubes of the visual aid to the focal length set in each case.
  • Such a visual aid magnifying glasses with an autofocusing device, with a device for changing the focal length and with a device for adapting the parallax between the tubes of the visual aid to the focal length set in each case is known from WO 96/09566 A (or essentially the same content US 5 971 540 A) is known.
  • the well-known visual aid is intended for use as magnifying glasses.
  • the known magnifying glasses have an automatic and / or a manual focusing device, a device for manually changing the magnification factor and a device for an automatic, mechanical parallax compensation corresponding to the respective focal length. If, for example during a vascular surgical intervention, a change in the working distance is necessary due to the location of the various surgical sites, the focal length and the parallax angle are automatically or manually adapted to the new working distance. This ensures an optimal adjustment of the visual aid corresponding to the intervention performed in each case.
  • the user of the visual aid can take the most advantageous, ergonomic position, so that fatigue-free operation is possible.
  • the well-known visual aid offers the possibility of adapting the magnification factor to the respective requirement at any selected working distance.
  • the known visual aid worn by means of a head holder (“headset") enables the user to work and use the working distance
  • a foot switch serves as the control unit.
  • the known visual aid uses an autofocus device which, by mechanically changing the angle of the tubes of the visual aid to one another, reduces the parallax angle of the adapts to each focal length. This type of adjustment of the parallax to the focal length set has several disadvantages:
  • the parallax compensation device changes the position of the tubes to each other and thus also the angle of the eyepiece planes to the eyes of the user. This can lead to disturbing reflections and to a reduction in the size of the entrance pupil and thus the visual field.
  • Pupil distance tailored This makes higher investments necessary, e.g. if Hospitals want to ensure that all operations can be performed with autofocus magnifying glasses.
  • correction glasses protrude above the eyepieces, they can touch the face of the user when changing the position of the tubes and thus distract him.
  • WO 95/25979 A discloses an operating microscope which includes devices for generating and displaying three-dimensional image data of the operating field and for mirroring additional information, such as e.g. Has patient data.
  • US 4,621,283 A describes a device to be worn on a surgeon's head with magnifying glasses and a recording camera and a light source, the recording camera and the light source being carried by a pivotable mirror, regardless of the fact that they are carried at a distance from the top of the head, have a direction of view that is essentially parallel to the viewing directions through the magnifying glasses in front of the surgeon's eyes, so that the image field seen by the surgeon can be transmitted to a screen from the recording device essentially from the same viewing angle.
  • the invention is based on the object of providing a visual aid which is worn on the head and which enables the user to change the working distance and to use different magnification actuators adapted to the respective activity. Furthermore, the 3-D image is to be retained without the position of the two tubes of the visual aid relative to one another having to be changed, as is the case with the visual aid known from WO 96/09566. In addition, the user should be able to view additional information in text or image form that comes from external data sources and to correct any ametropia by making appropriate settings on the eyepieces of the visual aid.
  • the 3-D image is to be retained without the position of the two tubes of the visual aid relative to one another having to be changed, as is the case with the visual aid known from WO 96/09566.
  • the user should be able to view additional information in text or image form that comes from external data sources and to correct any ametropia by making appropriate settings on the eyepieces of the visual aid.
  • This object is achieved according to the invention with a visual aid, which is characterized in that the adjustable optical elements provided in the beam path of the visual aid Angle between the ray paths running from the tubes to the object can be changed.
  • the visual aid according to the invention represents a completely new application or (product) class. On the one hand, it differs from magnifying glasses or surgical microscopes in that, thanks to the features of autofocus, optical parallax compensation and variable zoom, a previously unheard of complete freedom of movement during use is possible.
  • the visual aid according to the invention differs from surgical microscopes primarily in that it can be worn on the head of the user by means of a head holder.
  • the visual aid according to the invention can be used not only in operations on the human or animal body, but everywhere where the user is to see an enlarged work area.
  • the invention provides a light, stable and comfortable stereoscopic visual aid with a variable magnification factor, auto focus and automatic parallax compensation and with the possibility of compensating for ametropia, the angle of the tubes of the visual aid not having to be changed relative to one another.
  • This feature also allows a design of the visual aid in such a way that the two beam paths can be accommodated in a single, preferably oval, tube.
  • the user can be offered additional visual information.
  • the visual aid according to the invention offers at least one of the options mentioned below.
  • the working distance of the surgeon using the visual aid of the invention can be changed - for example in order to give an assistant a better view of the area of operation - without the magnification factor also changing.
  • objects such as a tumor, an exact, be subjected to size determination without having to adapt the magnification factor.
  • the automatic change of the focal length is provided with a delay switch and therefore a change in the working distance leads only after an adjustable time and / or at a selectable speed to a focal length optimized for the new working distance.
  • the response time of the autofocus part can therefore be tailored to a specific situation or a personal work style.
  • an embodiment of the invention allows the students who are observing an operation to follow the intervention in exactly the same perspective that is also available to the surgeon.
  • the problem of optimal illumination often arises: the ceiling light can often not be brought into the right position, a light source mounted in a head holder necessarily has a parallax angle to the optical beam path between the lens and the field of view, which is particularly the case in body cavities with a small size Diameter leads to undesirable drop shadow formation. It may also be advantageous for medical assistants to recognize the precise field of vision of the surgeon in order to focus their attention on it.
  • the invention achieves this in one Embodiment by means of a device for increasing the distance between the lenses.
  • Defective vision which cannot be corrected by a diopter compensation attached to the eyepieces, is problematic when using the visual aid known from WO 96/09566 and is eliminated in one embodiment of the present invention by correction glasses attached to the eyepieces.
  • the easily provided, easy-to-clean, absorbent, reflecting or filtering protective glasses, as well as reflections in or next to the immediate field of view of information, such as operation parameters, are also advantageous in several conceivable applications.
  • a measuring scale which is designed as a liquid crystal display, LED, vacuum fluorescence or gas discharge display or in another form, can be introduced in an intermediate image plane in the invention.
  • a possibility can be created, for example in surgical training, to observe the course of the operation on a monitor.
  • a light source that is preferably provided and integrated in the optical system or embodied as an aperture-variable fiber bundle significantly improves the lighting properties when using this embodiment of the visual aid of the invention compared to known visual aids.
  • the coupling in of light is preferably carried out by a Beam splitter or in a prism surface of the prism reversal system.
  • the light source can emit UV / IR or laser light for observation.
  • the light reflected from the object can be absorbed or reflected by a filter in the eyepieces.
  • the use of infrared light, ultraviolet light or laser light can be of great diagnostic value.
  • the parallax compensation in the case of changes in the focal length without changing the tube or eyepiece distances can be achieved in the invention by, for example, an electric motor mounted in the middle part of the visual aid via corresponding cables or gears, the respective lens or a part thereof (front member) cam-controlled, simultaneously laterally and / or moved axially and tilts if necessary. With the help of the axial displacement, the focusing (change in focal length) can take place at different distances.
  • the distance setting and convergence angle 1 are preferably set to a medium working distance, so that the optical axes of the eyepieces run through the optical centers of the eyes .
  • the lenses or, in the case of internal focusing, the corresponding lens parts can be axially displaced to such an extent that the system focal points on the object side lie in the object plane.
  • a lateral movement controlled by curves such that the focal points of the two objectives are guided exactly along the plane of symmetry of the visual aid, can take place. Neither a change in angle nor a change in distance with respect to the optical axes of the eyepieces is then required for parallax compensation.
  • a correction of the image errors occurring due to their lateral displacement e.g. astigmatism, tilting of the image plane
  • the aforementioned movements of the lenses or lens parts can also be effected by electrically or pneumatically actuated linear drives of the actuators.
  • the focal length of the lens system must correspond to the distance between the object / object field, e.g. with an autofocusing device.
  • This "focusing" results in a focused image, the size of which depends solely on the distance between the lens system and the object / object field.
  • the size of the focused image of the object / object field can only be changed by changing the distance between the object / object field and the lens system (larger distance: smaller image - smaller distance: larger image).
  • Figure 1 is a visual aid.
  • FIG. 9 shows a schematic representation of an embodiment of the visual aid with a device for preventing the entry of external (infrared) light into the receiving part of the infrared autofocus device
  • FIG. 10 shows a representation similar to that of FIG. 9, another embodiment of the device for preventing the entry of extraneous (infrared) light into the receiving part of the infrared autofocus device, and
  • FIG. 11 schematically in the form of a basic sketch of the arrangement of a transparent display in the beam path of the visual aid.
  • a visual aid (“magnifying glasses”) consisting of two tubes 1, eyepiece parts 2, an autofocus device 4 with an infrared diode 5 and a receiving unit 6, which is attached centrally in the present exemplary embodiment.
  • the tubes 1 can be fixed to one another, or as shown in FIG. 1, connected by length-adjustable webs 17 his.
  • An external switch 3 and an external electronics unit 7 can be connected to the visual aid by cable, or, as in the present exemplary embodiment, wirelessly, for example by radio transmitter 8 and radio receiver 9 or otherwise.
  • Fig. 1 further shows two, in the present embodiment, housed in the tubes 1, curved plates as guides 12, on which 10 optical elements 11 can be moved back and forth by servomotors so that the refractive property of their respective position that necessary for each selected working distance A. Angle 13 between the beam paths 14 emerging from the tubes 1 results.
  • the optical elements 11 can - if they have the appropriate shape - be accommodated in the tubes 1 or in front of them.
  • the optical elements 11 can also be displaceable on straight or curved boards.
  • the optical elements 11 can also be arranged such that they can only be rotated or tilted.
  • the autofocus device 4 provides the basis for measuring the position of the optical elements 11.
  • the electronic unit 7 calculates the position of the optical elements 11 required for parallax compensation.
  • the electronics unit 7 also determines the optimal position of the lens system of the focusing unit 14 for each working distance A. This position is also brought about by the servomotors 10.
  • FIG. 1 also shows a lens system 15, with the aid of which the magnification factor (“zoom”) of the visual aid can be changed continuously after activation by the external switch 3 or via voice control.
  • zoom magnification factor
  • additional information such as the vital data of a patient, computer tomography or X-ray data or images, measuring scales or the like can be faded into an optical plane 16 located within the two tubes 1.
  • displays 18 can also be arranged next to an eyepiece 2 or next to both eyepieces, by means of which such additional information can be represented.
  • the display of information tion can be carried out stereoscopically, ie with individual images corrected with regard to parallax and / or interpupillary distance and recorded as a full or partial image ("freeze frame").
  • the additional information introduced in the form of an image can be displayed in relation to the object under consideration. This can be done by using optical, electromagnetic or other positioning systems together with inertial sensors. Such a system can also be used to determine the location of objects, e.g. of surgical instruments relative to a patient, and to display them on an optical plane in the beam path of the visual aid or on externally attached displays.
  • Such inertial sensors, linear or angle encoders or also ultrasound, infrared or other systems can also be used to determine current parameters of the visual aid, such as e.g. Detect the magnification range, distance to an object under consideration, etc. and use and / or make it visible for the modification of additional computer-generated or optical information.
  • the visual aid according to the invention can also be equipped with a device for illuminating the work area.
  • the light required for this can be guided by means of fiber optics from an external light source to the front via the head holder in the vicinity of the objective plane of the visual aid.
  • a lens system can be attached to the end of the light guide, which bundles the emerging light according to the selected working distance and magnification factor so that the working area is optimally illuminated in terms of size and intensity.
  • the measurement data required for this can be obtained from internal or external sensors.
  • light can also be coupled into the optical system of a tube 1 or both tubes 1 by means of fiber optics in such a way that it is guided within the optical system coaxially to the optical beam path 14 to the object. This avoids a parallax angle between the optical beam path 14 and the illumination of the work area.
  • Fig. 2 shows schematically the coupling of light for coaxial illumination of the object field.
  • light is guided into optical elements 21 by an external light source 19 via fiber-optic light guides 20.
  • These elements 21 effect the coaxial alignment of the light beam 23.
  • a lens system 22 is used for each working distance Optimal illumination guaranteed in intensity and size.
  • the vision aid according to the invention solves this problem with a device with which the distance between the lenses of the vision aid can be changed while the distance between the eyepieces 2 remains the same.
  • 3 schematically shows an embodiment of the visual aid according to the invention with a device 25 for adjusting the distance between the tubes 1 connected to one another by length-adjustable webs 17 with a constant distance 26 of the eyepieces from one another and thus the 3-D effect created for the user.
  • this device 25 is designed as a component on which the eyepieces 2 can be displaced in opposite directions in order to keep the distance 26 between them constant with the changing distance 27 of the tubes 1, that is to say the objectives, from one another, without the imaging of the object area to lose.
  • this effect can also be achieved by displaceable, optical components in front of the lenses or inside the tubes 1.
  • interchangeable eyepieces and / or interchangeable lenses can be used in addition to the optical system in tubes 1 or alternatively.
  • a procedure called medical diagnosis is used in medical diagnostics.
  • a photosensitive substance is used, which accumulates in certain, for example malignant, tissue parts and is then made visible by irradiation with light of a certain wavelength - for reasons of its penetration depth of about 5 mm, red laser light is normally used.
  • Another possibility is use different autofluorescence properties of healthy and malignant tissue parts under light with a certain wavelength to make existing carcinomas or pre-carcinogenic tissue parts visible.
  • a number of systems are currently known which solve such tasks, usually using an endoscope or a surgical microscope. Although the use of this technology would also be very advantageous, for example during open surgical interventions, there are no head-worn visual aids that would allow it to be used in this diagnosis.
  • the visual aid according to the invention can be designed in such a way that filters can be introduced into the beam path of the optical system which enable or facilitate the perception of certain reflection properties of the object area under consideration, which result from irradiation with light of a certain wavelength.
  • an exemplary embodiment of the visual aid can be equipped with an internal and / or external receptor, for example a camera chip, which detects that directly from a light source via an external or internal, coaxial light-guiding system, records and guides light on the object under consideration and analyzes it, analyzes it via internal or external software applications and assigns different colors to healthy and suspicious tissue parts.
  • colors can then either be reflected either in a tube 1 or in both tubes 1 of the optical system and viewed there by the user.
  • the colors can also be reproduced via external displays or monitors, possibly with a line mark reflecting the position and size of the light beam on the object. In the case of open, surgical tumor removal, for example, this can lead to improvements in the radicality of the removal or early detection of carcinomas.
  • FIG. 4 schematically shows a visual aid consisting of the tubes 1, the eyepieces 2 and the length-adjustable connecting webs 17, in each of which two filters 28 are arranged in the optical systems.
  • Filters 28 can be manual or motorized, e.g. by moving it sideways on a board, into its operative position and away from it.
  • the light 31 reflected by a (superficial) carcinoma 32 has different properties than the light 33 reflected by healthy tissue. These differences are determined either by mirroring, analysis and color coding and reflecting back of the image, or, as shown in the example in FIG. 4, by the filter 28 shifted into its active position is made visible.
  • the visual aid according to the invention solves this problem by attaching a curved tension strut 35 running along the longitudinal axis from the rear to the front part of the head holder 34 and / or a weight 36 which is attached to the rear part of the Head bracket 34 is attached.
  • a curved tension strut 35 running along the longitudinal axis from the rear to the front part of the head holder 34 and / or a weight 36 which is attached to the rear part of the Head bracket 34 is attached.
  • FIG. 5 shows a head holder 34 with tension strut 35 and counterweight 36.
  • FIG. 6 shows a schematic elevation view of the head holder 34.
  • the tilting moment 38 triggered by the weight of the visual aid 37 and the distance from the eyes of the user by the counterweight 36 with the tension strut which is adjustable in length by an adjusting device 41 35 is compensated.
  • the weight can thus be shifted along the lines of force 39 to the longitudinal axis 40 of the user at the center of his head.
  • the problem of "trembling” and “blurring” has hitherto occurred with head-mounted visual aids, especially at large magnifications.
  • the visual aid according to the invention solves this problem by means of active and / or passive vibration damping.
  • the visual aid according to the invention can therefore be equipped with a device for detecting the pupil position of the user, coupled with multiple autofocus areas and an associated control unit.
  • bio-feedback sensors can be attached in relevant areas of the head holder, which can determine the condition of the user. The information obtained from this can then be used in a variety of ways, for example to warn a surgeon of excessive stress or exhaustion and fatigue.
  • a device is provided in the auto-focus device 4 designed as an infrared (IR) system on the receiving unit 6 thereof, which prevents and does not reflect from the object field 30 originating from or belonging to the autofocus device 4
  • IR infrared
  • Infrared radiation 43, 44 can get into the auto focus receiving unit 6.
  • Such reflected infrared rays 48, which do not belong to the autofocus device 4, can originate from passive infrared imaging or navigation systems 42.
  • both lens systems 51, 52 that is to say the right and the left lens system, are accommodated in a common tube 50 (mono tube).
  • the lens systems 51, 52 which are accommodated in the common tube 50, are protected, for example, by covers 53 on one or both ends of the tube 50 against the ingress of contaminants and against incidence of extraneous and scattered light. This makes it possible to work with the visual aid according to the invention that is not impaired by the incidence of external or scattered light.
  • a common tube 50 offers the advantage that the visual aid does not require any external and moving parts. This has among other things the advantage of better stability, an insensitivity of the visual aid against impact, tension and torsion.
  • the visual aid in the embodiment of FIG. 8 can be designed to be sealed against the ingress of moisture, so that there is protection against the penetration of splashing water and the possibility is opened to insert the visual aid according to the invention in a disinfectant solution. Finally, there is no danger that parts can fall onto an operating field from the visual aid according to the invention.
  • the parallax angle is compensated for by changing the focal length by optical elements 11 within the common tube 50, as has been described in connection with the other embodiments (in particular FIG. 1).
  • Infrared-controlled devices are used in particular in operations, for example operations on the human brain, in which the surgeon cannot view the operating field directly, but only by means of aids, in order to track the position of instruments relative to the patient and to show them on a monitor.
  • Such devices infrared tracking devices
  • Such devices have proven extremely successful. If a vision aid according to the invention is used simultaneously with such an infrared tracking device, there is a risk that infrared light emitted by the infrared tracking device will impair the infrared-controlled auto focus device of the vision aid.
  • parts of the autofocus device which prevent the incidence of extraneous light or scattered light, in particular light from infrared tracking devices 60, from being assigned.
  • FIG. 9 An embodiment of such a device is shown in FIG. 9.
  • This consists of several mutually parallel slats, which protrude beyond the inlet opening 63 of the infrared receiver of the autofocus device 4, so that the infrared receiver 6 of the autofocus device 4 of the visual aid according to the invention cannot receive obliquely incident infrared light 61, since this is arranged by the slats arranged in front of the receiver 6 62 at admission to
  • Receiver 6 is prevented. Only infrared rays aligned parallel to the viewing direction of the infrared receiver 6 can strike the receiver 6.
  • infrared scattered light which is in itself intended for determining the position of surgical instruments, to be prevented in the receiving unit 6 of the autofocus device 4 of the visual aid according to the invention and thus to prevent interference from the infrared scattered light
  • a tubular diaphragm 65 similar to a sun visor, which is used in front of lenses of a camera, is arranged in front of the receiver 6 of the autofocus device. 10 shows that infrared light 61, which comes from the infrared tracking device 60, cannot reach the receiver 6 of the autofocus device 4.
  • infrared light 66 emitted by the autofocus device 4 of the vision aid according to the invention and reflected by the object plane 30 (object field) can reach the receiver 6. from Infrared tracker 60, which is usually mounted overhead, infrared light 61 going out cannot enter the inlet opening 63 of the infrared receiving unit 6 of the autofocus device of the vision aid according to the invention.
  • the tube 65 directed towards the object field in front of the receiving part 6 of the autofocus device 4 can be coated on the inside with light-absorbing material or be made of such material to enhance the effect.
  • FIG. 11 schematically shows an embodiment of a visual aid according to the invention, with which data and other information can be easily reflected into the visual field of the visual aid according to the invention.
  • a transparent display 74 is arranged in the beam path between objective 70 and eyepiece 71 of the visual aid according to the invention, preferably between telecompressor 72 and teleconverter 73.
  • This transparent display 74 shows an inverted image of the main display 75, unless a beam splitter 80 ("beam splitter”) is provided between the teleconverter and the eyepiece.
  • beam splitter 80 is to be understood as an optical device which partly reflects light beams, that is to say, for example, deflects them by 90 °, and partly transmits light beams.
  • Such a beam splitter 80 can be a porro prism or a partially transparent mirror. It is thereby achieved that at the point at which data and other information are displayed in the field of view of the visual aid according to the invention, that of the Visual aid generated image is hidden. This makes the graphics (overlay data and other information) brighter and more contrast because they do not overlay the image.
  • the main display 75 takes information from external sources, for example magnetic resonance imaging devices or computed tomography devices, digital X-ray devices, etc., and reflects them into the beam path of the visual aid according to the invention via projection optics and the beam splitter 80.
  • the object image is darkened or weakened where the information of the main display 75 is displayed, so that the data and other information are more clearly visible on the main display 75.
  • a visual aid in the form of magnifying glasses has two lens systems, each comprising at least one objective 70 and one eyepiece 71.
  • An auto-focusing device is assigned to the lens systems, which changes the focal length of the lens systems to focus them in accordance with the distance of the magnifying glasses from the object.
  • the lens systems are also assigned a device for changing the magnification factor by changing the focal length of the lens systems (“zoom”) and finally a device for adapting the parallax between the lens systems of the visual aid to the focal length set in accordance with the distance between the magnifying glasses and the object.
  • the parallax is adjusted with the aid of adjustable optical elements 11 provided in the beam path of the lens systems, with which the angle 13 between the beam paths 14 extending from the lens systems 1 to the object can be changed.

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Abstract

Eine Sehhilfe in Form einer Lupenbrille besitzt zwei, je wenigstens ein Objektiv (70) und ein Okular (71) umfassende Linsensysteme. Den Linsensystemen ist eine Autofokussiereinrichtung zugeordnet, welche die Brennweite der Linsensysteme zum Scharfstellen derselben entsprechend dem Abstand der Lupenbrille von Objekt ändert. Den Linsensystemen ist weiters eine Einrichtung zum Ändern des Vergrösserungsfaktors durch Ändern der Brennweite der Linsensysteme ('Zoom') und schliesslich eine Einrichtung zum Anpassen der Parallaxe zwischen den Linsensystemen der Sehhilfe an die jeweils entsprechend dem Abstand der Lupenbrille vom Objekt eingestellte Brennweite zugeordnet. Das Anpassen der Parallaxe erfolgt mit Hilfe von im Strahlengang der Linsensysteme vorgesehenen, verstellbaren optischen Elemente (11), mit denen der Winkel (13) zwischen den aus den Linsensystemen (1) zum Objekt hin verlaufenden Strahlengängen (14) verändert werden kann.

Description

SEHHILFE IN FORM EINER LUPENBRILLE MIT AUTOKUSSIEREINRICHTUNG
Sehhil fe
Die Erfindung betrifft eine Sehhilfe mit den Merkmalen des einleitenden Teils von Anspruch 1 mit einer Autofokussiereinrichtung, mit einer Einrichtung zum Ändern der Brennweite und mit einer Einrichtung zum Anpassen der Parallaxe zwischen den Tuben der Sehhilfe an die jeweils eingestellte Brennweite.
Eine derartige Sehhilfe (Lupenbrille) mit einer Autofokussiereinrichtung, mit einer Einrichtung zum Ändern der Brennweite und mit einer Einrichtung zum Anpassen der Parallaxe zwischen den Tuben der Sehhilfe an die jeweils eingestellte Brennweite, ist aus der WO 96/09566 A (oder den im wesentlichen inhaltsgleichen US 5 971 540 A) bekannt. Die bekannte Sehhilfe ist für den Einsatz als Lupenbrille bestimmt .
Die bekannte Lupenbrille weist eine automatische und/oder eine manuelle Fokussiereinrichtung, eine Vorrichtung zum manuellen Verändern des Vergrößerungsfaktors sowie eine Vorrichtung für einen, der jeweiligen Brennweite entsprechenden, automatischen, mechanischen Parallaxeausgleich auf. Ist, beispielsweise während eines gefäßchirurgischen Eingriffes, aufgrund der Lage der verschiedenen Operationsstellen, eine Änderung des Arbeitsabstandes notwendig, wird die Brennweite und der Parallaxwinkel automatisch oder manuell an den neuen Arbeitsabstand angepaßt. Dadurch ist eine dem jeweils durchgeführten Eingriff entsprechende, optimale Einstellung der Sehhilfe gewährleistet. Überdies kann der Benutzer der Sehhilfe die jeweils vorteilhafteste, ergonomische Position einnehmen, so daß ein ermüdungsfreies Operieren möglich ist. Darüber hinaus bietet die bekannte Sehhilfe die Möglichkeit, den Vergrößerungsfaktor in jedem gewählten Arbeitsabstand dem jeweiligen Erfordernis anzupassen. Die bekannte mittels einer Kopfhalterung ("Headset") getragene Sehhilfe ermöglicht es dem Benutzer den Arbeitsabstand und den verwendeten
Vergrößerungsfaktor weitgehend frei zu wählen. Als Steuergerät dient ein Fußschalter. Um bei sich änderndem Arbeitsabstand und Scharf- Stellung das 3-D-Bild nicht zu verlieren, verwendet die bekannte Sehhilfe eine Autofokuseinrichtung, die durch mechanisches Verändern des Winkels der Tuben der Sehhilfe zueinander den Parallaxwinkel der jeweiligen Brennweite anpaßt. Diese Art der Anpassung der Parallaxe an die jeweils eingestellte Brennweite birgt mehrere Nachteile:
(1) Die Tubenverstellung wird von Motoren über Getriebe mechanisch ausgeführt, was ein relativ großes Gewicht und damit einen geringen
Tragekomfort des Anwenders bedeutet .
(2) Da die Tuben der Sehhilfe zueinander nach der Längsachse beweglich ausgeführt werden müssen, leidet die Widerstandsfähigkeit des Systems gegen mechanische Beanspruchung.
(3) Bei jedem Ändern des Arbeitsabstandes ändert die Parallax-Aus- gleichseinrichtung die Stellung der Tuben zueinander und damit auch die Winkel der Okularebenen zu den Augen des Benutzers. Dies kann zu störenden Reflexionen und zu einer Verkleinerung der Eintrittspupille und damit des Gesichtsfeldes führen.
(4) In der Praxis ist es kaum möglich, mit dieser Art des Parallaxausgleiches benutzerunabhängige Systeme herzustellen, das heißt, jedes System ist auf einen bestimmten Benutzer und dessen distalen
Pupillenabstand zugeschnitten. Dies macht höhere Investitionen notwendig, wenn z.B. Krankenhäuser sicherstellen wollen, daß alle Operationen mit Autofokus-Lupenbrillen durchgeführt werden können.
(5) Werden an den Okularen über diese hinausragende Korrekturgläser angebracht, können diese bei einer Änderung der Stellung der Tuben unter Umständen das Gesicht des Anwenders berühren und diesen dadurch ablenken.
Weiters wäre es für Anwender, z.B. in der Chirurgie, sehr oft von großem Nutzen, während der Verwendung einer solchen Sehhilfe zusätzliche Information wie etwa die Vitaldaten des Patienten aus dem Monitoring-System, Meßskalen oder auch Röntgen-, Computertomographie- oder andere Daten betrachten zu können. Die derzeit bekann- ten Lupenbrillen bieten diese Möglichkeit nicht.
Eine ähnliche Lupenbrille ist aus der AT E 98782 B bekannt.
Aus der US 5 078 469 A ist eine Lupenbrille bekannt, mit der eine Videokamera und eine Anzeigeeinheit verbunden sind, um Aufnahmen des Operationsfeldes zu übertragen.
Die WO 95/25979 A offenbart ein Operationsmikroskop, das Einrichtungen zum Erzeugen und Darstellen dreidimensionaler Bilddaten des Operationsfeldes sowie zum Einspiegeln zusätzlicher Informationen, wie z.B. Patientendaten aufweist.
Die US 4 621 283 A beschreibt ein am Kopf eines Chirurgen zu tragendes Gerät mit einer Lupenbrille und einer Aufnahmekamera sowie einer Lichtquelle, wobei die Aufnahmekamera und die Lichtquelle durch einen verschwenkbaren Spiegel, ungeachtet des Umstandes, daß sie oben am Kopf im Abstand getragen werden, eine den Blickrichtungen durch die Lupenbrille vor den Augen des Chirurgen im wesentlichen parallele Blickrichtung haben, so daß das vom Chirurgen gesehene Bildfeld im wesentlichen aus demselben Blickwinkel über die Aufnahmeeinrichtung auf einen Bildschirm übertragen werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Sehhilfe zur Verfügung zu stellen, die am Kopf getragen wird und die es dem Benutzer ermöglicht, den Arbeitsabstand zu wechseln und unterschiedliche, der jeweiligen Tätigkeit angepaßte Vergrößerungstaktoren zu verwenden. Weiters soll das 3 -D-Bild erhalten bleiben, ohne daß die Stellung der beiden Tuben der Sehhilfe zueinander verändert werden muß, wie dies bei der aus der WO 96/09566 bekannten Sehhilfe der Fall ist. Überdies soll es dem Benutzer möglich sein, Zusatzinformationen in Text- oder Bildform, die von externen Datenquellen stammen, zu betrachten und etwaige Fehlsichtigkeiten durch entsprechende Einstellungen an den Okularen der Sehhilfe zu beheben.
Weiters soll das 3 -D-Bild erhalten bleiben, ohne daß die Stellung der beiden Tuben der Sehhilfe zueinander verändert werden muß, wie dies bei der aus der WO 96/09566 bekannten Sehhilfe der Fall ist. Überdies soll es dem Benutzer möglich sein, Zusatzinformationen in Text- oder Bildform, die von externen Datenquellen stammen, zu betrachten und etwaige Fehlsichtigkeiten durch entsprechende Einstellungen an den Okularen der Sehhilfe zu beheben.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung mit einer Sehhilfe, welche dadurch ausgezeichnet ist, daß mit Hilfe der im Strahlengang der Sehhilfe vorgesehenen, verstellbaren optischen Elemente der Winkel zwischen den aus den Tuben zum Objekt hin verlaufenden Strahlengängen veränderbar ist.
Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Sehhilfe sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die erfindungsgemäße Sehhilfe stellt eine vollkommen neue Anwendung bzw. (Produkt) klasse dar. Sie unterscheidet sich einerseits von Lupenbrillen bzw. Operationsmikroskopen hauptsächlich dadurch, daß durch die Merkmale Autofokus, optischer Parallaxeausgleich und variabler Zoom eine bisher nie gekannte, völlige freie Beweglichkeit während der Anwendung möglich ist. Die erfindungsgemäße Sehhilfe unterscheidet sich von Operationsmikroskopen vornehmlich dadurch, daß sie mittels einer Kopfhalterung auf dem Kopf des Benutzers getragen werden kann.
Die erfindungsgemäße Sehhilfe ist nicht nur bei Operationen am menschlichen oder tierischen Körper, sondern überall dort einsetzbar, wo der Benutzer ein Arbeitsfeld vergrößert sehen soll.
Die Erfindung stellt eine leichte, stabile und komfortable stereoskopische Sehhilfe mit variablem Vergrößerungsfaktor, Autofokus und automatischem Parallaxeausgleich und mit Kompensationsmöglichkeit von Fehlsichtigkeit zur Verfügung, wobei der Winkel der Tuben der Sehhilfe zueinander nicht verändert werden muß. Dieses Merkmal erlaubt auch eine Konstruktionsform der Sehhilfe dergestalt, daß die beiden Strahlengänge in einem einzigen, vorzugsweise ovalen, Tubus untergebracht werden können. Weiters können dem Anwender visuelle Zusatzinformationen angeboten werden.
In bevorzugten Ausführungsformen bietet die erfindungsgemäße Sehhilfe wenigstens eine der nachstehend genannten Möglichkeiten.
Beim Benützen der Sehhilfe gemäß der Erfindung bei einer Operation kann der Arbeitsabstand des die Sehhilfe der Erfindung benützenden Chirurgen verändert werden - etwa um einem Assistenten einen besseren Einblick in das Operationsgebiet zu ermöglichen - ohne daß sich dabei auch der Vergrößerungsfaktor ändert.
Weiters können Objekte, wie zum Beispiel ein Tumor, einer genauen, größenmäßigen Bestimmung unterzogen werden, ohne eine Adaption des Vergrößerungsfaktors durchführen zu müssen.
Während einer Operation kommt es häufig zu kurzfristigem Durch- kreuzen des Strahlenganges zwischen Objektiv und Operationsfeld, was bei der bekannten Lupenbrille zu einer nicht gewünschten Adaption der Brennweite auf den durchkreuzenden Gegenstand mit einer darauffolgenden Readaption auf das ursprüngliche Gesichtsfeld durch die Autofokussiereinrichtung führt. Dies kann bei der Erfindung dadurch vermieden werden, daß die automatische Änderung der Brennweite mit einem Verzögerungsschalter versehen ist und daher eine Änderung des Arbeitsabstandes erst nach einer einstellbaren Zeit und/oder mit wählbarer Geschwindigkeit zu einer auf den neuen Arbeitsabstand optimierten Brennweite führt. Die Reaktionszeit des Autofokusteil kann also auf eine bestimmte Situation oder einen persönlichen Arbeitsstil abgestimmt werden.
Besonders in der chirurgischen Ausbildung erlaubt es eine Ausführungsform der Erfindung den, eine Operation mitbeobachtenden Studen- ten den Eingriff in genau jener Perspektive zu verfolgen, die sich auch dem Chirurgen bietet .
Speziell bei Operationen in Körperhöhlen stellt sich oft das Problem einer optimalen Ausleuchtung: die Deckenleuchte ist oft kaum in die passende Lage zu bringen, eine in einer Kopfhalterung angebrachte Lichtquelle besitzt notwendigerweise einen Parallaxwinkel zum optischen Strahlengang zwischen Objektiv und Sehfeld, was besonders in Körperhöhlen mit kleinem Durchmesser zu unerwünschter Schlagschattenbildung führt. Für Assistenzärzte kann es auch vorteilhaft sein, das genaue Sehfeld des Operateurs zu erkennen, um ihre Aufmerksamkeit darauf zu richten.
Es sind auch Anwendungen der Erfindung denkbar, bei denen die Autofluoreszenzeigenschaften von Geweben, ausgenutzt werden. Dazu kann mit oder ohne Einsatz von verschiedenen Filter- und Frequenzumwandlungssystemen, eine mit der Sehhilfe gemäß der Erfindung kombinierte UV-/IR- oder Laser-Lichtquelle verwendet werden.
Auch gibt es AnwendungsSituationen, in denen ein verstärkter 3-D Eindruck vorteilhaft wäre. Dieses erreicht die Erfindung in einer Ausführungsform durch eine Vorrichtung zur Vergrößerung des Ab- standes der Objektive voneinander.
Nicht selten blickt der Benutzer der Sehhilfe gemäß der Erfindung, zum Beispiel um sich während einer Operation überblicksweise zu orientieren, neben der vor den Augen angebrachten Lupenbrille vorbei. Bei bestehender Fehlsichtigkeit ist das nur praktikabel, wenn an den Okularen der Lupenbrille Korrekturgläser angebracht sind. Diese Korrekturgläser vollziehen, um eine Verminderung der optischen Qualität bei Änderung des Parallaxwinkels zu vermeiden, in einer Ausführungsform der Erfindung die Parallaxadaption bei Brennweitenänderung der Lupenbrille mit.
Fehlsichtigkeit, die nicht durch einen an den Okularen angebrachten Dioptrienausgleich korrigiert werden kann, ist bei Einsatz der aus der WO 96/09566 bekannten Sehhilfe problematisch und wird in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch an den Okularen befestigte Korrekturgläser behoben.
Auch sind die erfindungsgemäß bevorzugt vorgesehenen, leicht zu reinigenden, absorbierenden, reflektierenden oder filternden Schutzgläser sowie Einspiegelungen in oder neben das unmittelbare Gesichtsfeld von Informationen, wie beispielsweise von Operationsparametern, bei mehreren denkbaren Einsatzmöglichkeiten vorteilhaft.
Zur genauen größenmäßigen Bestimmung von Objekten kann bei der Erfindung eine Meßskala, die als Flüssigkristall-Anzeige, LED-, Vakuumfluoreszenz- oder Gasentladungs-Anzeige oder auch in anderer Form ausgeführt sein, in einer Zwischenbildebene eingeführt sein.
Weiters kann in einer Ausführungsform durch Ausspiegelung eines Strahlengangteiles auf ein CAD-Kameramodul ein beispielsweise in der chirurgischen Ausbildung wünschenswerte Möglichkeit geschaffen werden, den Operationsverlauf über einen Monitor zu beobachten.
Eine bevorzugt vorgesehene, in das optische System integrierte oder als aperturvariables Faserbündel ausgeführte Lichtquelle verbessert die Beleuchtungseigenschaften bei Verwendung dieser Ausführungsform der Sehhilfe der Erfindung im Vergleich zu bekannten Sehhilfen wesentlich. Das Einkoppeln von Licht erfolgt bevorzugt durch einen Strahlenteiler oder in eine Prismenfläche des PrismenumkehrSystems . Die Lichtquelle kann zur Beobachtung UV-/IR- oder Laser-Licht aussenden. Das vom Objekt reflektierte Licht kann durch einen Filter in den Okularen absorbiert oder reflektiert werden. Der Einsatz von infrarotem Licht, ultraviolettem Licht oder Laser-Licht kann von großem diagnostischem Wert sein.
Der Parallaxeausgleich bei Brennweitenänderungen ohne Änderung der Tuben- bzw. Okularabstände kann bei der Erfindung erreicht werden, indem beispielsweise ein im Mittelteil der Sehhilfe angebrachter Elektromotor über entsprechende Seilzüge oder Getriebe das jeweilige Objektiv oder einen Teil davon (Frontglied) kurvengesteuert, gleichzeitig seitlich und/oder axial bewegt und gegebenenfalls kippt. Mit Hilfe der axialen Verschiebung kann die Fokussierung (Brennweiten- änderung) auf unterschiedliche Entfernungen erfolgen. In der Grundeinstellung der Sehhilfe (die optische Achse des verschiebbaren Objektivs bzw. Objektivteils liegt in der optischen Achse des Vario- fortsatzes) sind Entfernungseinstellung und Konvergenzwinke1 bevorzugt auf einen mittleren Arbeitsabstand eingestellt, so daß die optischen Achsen der Okulare durch die optischen Mittelpunkte der Augen verlaufen. Beim Ändern des Arbeitsabstandes können die Objektive bzw. bei Innenfokussierung die entsprechenden Objektivteile soweit axial verschoben werden, daß die objektseitigen Systembrennpunkte in der Objektebene liegen. Gleichzeitig kann bei der Erfin- düng eine über Kurven gesteuerte Seitenbewegung der Art, daß die Brennpunkte der beiden Objektive exakt entlang der Symmetrieebene der Sehhilfe geführt werden, erfolgen. Zum Parallaxeausgleich ist dann weder eine Winkeländerung noch eine AbStandsänderung bezüglich der optischen Achsen der Okulare erforderlich.
Weiters kann gleichzeitig durch Kippen der Objektive oder von Teilen derselben, eine Korrektur der durch ihre seitliche Versetzung auftretenden Bildfehler (z. B. Astigmatismus, Kippung der Bildebene) bewirkt werden. Die vorgenannten Bewegungen der Objektive bzw. Objektivteile können auch durch elektrische oder pneumatisch betätigte Linearantriebe der Aktuatoren bewirkt werden.
Die Zusammenhänge zwischen
a) dem Scharfstellen der Linsensysteme durch Ändern der Brenn- weite und
b) dem Ändern des Vergrößerungsfaktors der Linsensysteme können wie folgt erläutert werden:
Um bei einem vorgegebenen Abstand zwischen einem Linsensystem und einem Gegenstand/Objektfeld ein scharfes Bild zu erhalten, muss die Brennweite des Linsensystems entsprechend dem Abstand zwischen Gegenstand/Objektfeld, z.B. mit einer Autofokussiereinrichtung, geändert werden. Dieses "Scharfstellen" ergibt ein scharfgestelltes Bild, dessen Größe ausschließlich vom Abstand zwischen Linsensystem und Gegenstand/Objektfeld abhängt. Die Größe des scharfgestellten Bildes des Gegenstandes/Objektfeldes kann nur geändert werden, indem der Abstand zwischen dem Gegenstand/Objektfeld und dem Linsensystem geändert wird (größerer Abstand: kleineres Bild - kleinerer Abstand: größeres Bild) . Das Ändern der Brennweite eines Linsensystems mit einer Zoom-Einrichtung hingegen ergibt eine Vergrößerung oder eine Verkleinerung des Bildes des Gegenstandes/Ob ektfeldes, ohne daß der Abstand zwischen Linsensystem und Gegenstand/Objektfeld geändert wird, also nur durch Ändern der Brennweite mit Hilfe der Zoom-Einrichtung. Daher implizieren sowohl das "Scharfstellen" eines Linsensystems mit einer Autofokussiereinrichtung als auch ein Verstellen einer Zoom-Einrichtung ein Verändern der Brennweite. Dessen ungeachtet sind eine Autofokussiereinrichtung und eine Zoom-Einrich- tung nicht ein- und dasselbe.
Dieses Prinzip läßt sich an Objektiven von Kameras feststellen: eine Autofokuskamera ohne Zoom-Funktion kann einen bestimmten Baum scharf fokussiert größer oder kleiner darstellen, allerdings nur, wenn sich die Kamera einmal näher, dann wieder weiter entfernt vom Baum befindet. In beiden Fällen nimmt sie die Bilder mit unterschiedlicher Brennweite auf. Eine Kamera mit Zoom-Objektiv hingegen kann den Baum von einem Standort aus einmal größer, dann wieder kleiner aufnehmen - auch sie tut dies mit unterschiedlichen Brennweiten, aber sie besitzt auch noch eine Zoom-Einrichtung. Da eine Zoom-Einrichtung eine zusätzliche Linsengruppe mit Stellmechanik im Linsensystem erfordert, erklärt sich der wesentlich höhere Preis, die unterschiedliche (geringere) Lichtstärke und die meist größeren Abmessungen solcher Linsensysteme . Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungs- beispielen einer Sehhilfe (Lupenbrille) der Erfindung an Hand der schematischen Zeichnungen. Es zeigt:
Fig. 1 eine Sehhilfe;
Fig. 2 eine Sehhilfe mit einer Beleuchtungseinrichtung;
Fig. 3 eine Ausführungsform, bei der der Objektivabstand veränderbar ist;
Fig. 4 eine Sehhilfe mit ihr zugeordneter Laserlichtquelle; und
Fig. 5, 6 eine Kopfhalterung für die Sehhilfe,
Fig. 7, 7a und 7b eine Ausführungsform mit einer Vorrichtung vor dem Sensor für die Autofokuseinrichtung,
Fig. 8 eine Ausführungsfor bei der beide Linsensysteme in einem gemeinsamen Tubus untergebracht sind,
Fig. 9 in schematischer Darstellung eine Ausführungsform der Sehhilfe mit einer Einrichtung zum Verhindern des Eintrittes von Fremd- (Infrarot- ) Licht in den Empfangsteil der Infrarot-Autofokuseinrichtung,
Fig. 10 in einer Darstellung ähnlich der von Fig. 9 eine andere Ausführungsform der Einrichtung zum Verhindern des Eintrittes von Fremd- (Infrarot-) Licht in den Empfangsteil der Infrarot-Autofokus- einrichtung, und
Fig. 11 schematisch in Form einer prinzipiellen Skizze der Anordnung eines transparenten Displays im Strahlengang der Sehhilfe.
Fig. 1 zeigt eine Sehhilfe ("Lupenbrille"), bestehend aus zwei Tuben 1, Okularteilen 2, einer im vorliegenden Ausführungsbeispiel mittig angebrachten Autofokuseinrichtung 4 mit einer Infrarotdiode 5 und einer Empfangseinheit 6. Die Tuben 1 können miteinander fix, oder wie in Fig. 1 gezeigt, durch längenverstellbare Stege 17 verbunden sein. Ein externer Schalter 3 und eine externe Elektronikeinheit 7 können mit der Sehhilfe per Kabel, oder, wie beim vorliegenden Ausführungsbeispiel, kabellos, z.B. durch Funksender 8 und Funkempfänger 9 oder anders, verbunden sein.
Fig. 1 zeigt weiters zwei im vorliegenden Ausführungsbeispiel in den Tuben 1 untergebrachte, gebogene Platinen als Führungen 12, auf denen durch Stellmotoren 10 optische Elemente 11 so hin und her bewegt werden können, daß die Brechungseigenschaft ihrer jeweiligen Stellung den bei jedem gewählten Arbeitsabstand A notwendigen Winkel 13 zwischen den aus den Tuben 1 austretenden Strahlengängen 14 ergibt. Die optischen Elemente 11 können - bei entsprechender Form - in den Tuben 1 untergebracht oder diesen vorgelagert sein. Die optischen Elemente 11 können auch auf geraden oder gebogenen Plati- nen verschiebbar sein. Die optischen Elemente 11 können auch nur dreh- oder kippbar angeordnet sein. Die Meßgrundlage für die Stellung der optischen Elemente 11 liefert die Autofokuseinrichtung 4. Die Berechnung der jeweils für den Parallaxeausgleich erforderlichen Stellung der optischen Elemente 11 wird von der Elektronikeinheit 7 erstellt. Die Elektronikeinheit 7 ermittelt auch die für jeden Arbeitsabstand A optimale Stellung des Linsensystems der Fokussiereinheit 14. Diese Stellung wird ebenfalls durch die Stellmotore 10 herbeigeführt .
Weiters zeigt Fig. 1 ein Linsensystem 15, mit Hilfe dessen nach Aktivierung durch den externen Schalter 3 oder über Sprachsteuerung der Vergrößerungsfaktor ("Zoom") der Sehhilfe stufenlos geändert werden kann.
Mittels des externen Schalters 3, oder über die Sprachsteuerung sind auch alle anderen Funktionen der Sehhilfe aktivierbar, deaktivierbar oder veränderbar.
In eine innerhalb der beiden Tuben 1 befindliche, optische Ebene 16 können bei Bedarf zusätzliche Informationen, wie z.B. die Vitaldaten eines Patienten, Computertomografie- oder Röntgendaten oder -Bilder, Meßskalen oder ähnliches eingeblendet werden. Alternativ oder zusätzlich dazu können auch neben einem Okular 2 oder neben beiden Okularen 2 Displays 18 angebracht sein, über die solche Zusatz - Informationen dargestellt werden können. Das Einblenden von Informa- tion kann stereoskopisch, d.h, mit bezüglich Parallaxe und/oder Augenabstand korrigierten Einzelbildern erfolgen und als Ganz- oder Teilbild festgehalten werden ( "freeze-frame" ) .
Die Darstellung der in Bildform eingebrachten Zusatzinformation kann lagegetreu in Relation zu einem betrachteten Objekt erfolgen. Dies kann durch den Einsatz optischer, elektromagnetischer oder anderer Positionierungssysteme gemeinsam mit inertialen Sensoren erfolgen. Ein derartiges System kann auch dazu verwendet werden, die Lage von Objekten, z.B. von chirurgischen Instrumenten relativ zu einem Patienten zu bestimmen, und über eine optische Ebene im Strahlengang der Sehhilfe oder über extern angebrachte Displays darzustellen.
Derartige inertiale Sensoren, Linear- oder Winkelencoder oder auch Ultraschall-, Infrarot- oder andere Systeme können auch verwendet werden, um aktuelle Parameter der Sehhilfe, wie z.B. Vergrößerungs- bereich, Entfernung zu einem betrachteten Objekt usw. zu erfassen und zur Modifikation von computergenerierten oder optischen Zusatz- Informationen herangezogen und/oder sichtbar gemacht werden.
Die erfindungsgemäße Sehhilfe kann weiters mit einer Vorrichtung zum Ausleuchten des Arbeitsbereiches ausgerüstet sein. Dabei kann das hiefür benötigte Licht mittels Faseroptik von einer externen Lichtquelle über die Kopfhalterung nach vorne in die Nähe der Objektiv- ebene der Sehhilfe geführt werden. Am Ende des Lichtleiters kann ein Linsensystem angebracht sein, welches das austretende Licht dem gewählten Arbeitsabstand und Vergrößerungsfaktor so bündelt, daß das Arbeitsfeld in Größe und Intensität optimal ausgeleuchtet wird. Die dazu notwendigen Meßdaten können von internen oder externen Sensoren bezogen werden. Alternativ oder zusätzlich dazu kann Licht mittels einer Faseroptik auch in das optische System eines Tubus 1 oder beider Tuben 1 so eingekoppelt werden, daß es innerhalb des optischen Systems koaxial zum optischen Strahlengang 14 zum Objekt geleitet wird. Dadurch wird ein Parallaxwinkel zwischen optischem Strahlengang 14 und der Beleuchtung des Arbeitsbereiches vermieden.
Die oben beschriebene Anpassung von Lichtintensität und Größe der ausgeleuchteten Fläche zur Anpassung an die jeweils gewählte Vergrößerung und an den jeweiligen Arbeitsabstand kann innerhalb des optischen Systems der Sehhilfe erfolgen. Fig. 2 zeigt schematisch das Einkoppeln von Licht zur koaxialen Beleuchtung des Objektfeldes. Dabei wird von einer externen Lichtquelle 19 über faseroptische Lichtleiter 20 Licht in optische Elemente 21 geführt. Diese Elemente 21 bewirken die koaxiale Ausrich- tung des Lichtstrahls 23. Über Stellmotore 10, die kabellos, oder, wie im vorliegenden Anwendungsbeispiel mittels Kabel 24 mit der externen Elektronik 7 zwecks Übermittlung von Stelldaten verbunden sind, wird durch ein Linsensystem 22 die für jeden Arbeitsabstand in Intensität und Größe optimale Ausleuchtung gewährleistet.
Oft ist, z.B. in der Mikrochirurgie, ein Anpassen des 3 -D-Effektes an die jeweilige Anwendung, bzw. an die Oberflächenstruktur des jeweils betrachteten Objektbereiches wünschenswert. Die erfindungsgemäße Sehhilfe löst dieses Problem mit einer Vorrichtung, mit welcher der Abstand zwischen den Objektiven der Sehhilfe bei gleichbleibendem Abstand zwischen den Okularen 2 geändert werden kann. Fig. 3 zeigt schematisch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sehhilfe mit einer Vorrichtung 25 zum Verstellen des Abstandes der miteinander durch längenveränderbare Stege 17 verbundenen Tuben 1 voneinander bei gleichbleibendem Abstand 26 der Okulare voneinander und damit des für den Anwender entstehenden 3-D-Effektes . Diese Vorrichtung 25 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Bauteil ausgeführt, auf dem die Okulare 2 gegengleich verschoben werden können, um den Abstand 26 zwischen ihnen bei sich ändernden Abstand 27 der Tuben 1, also der Objektive voneinander konstant zu halten, ohne dabei die Abbildung des Objektbereiches zu verlieren. Dieser Effekt kann aber auch durch verschiebbare, optische Bauteile vor den Objektiven oder im Inneren der Tuben 1 erreicht werden.
Um den Vergrößerungsbereich der Sehhilfe zu variieren, können zusätzlich zum optischen System in den Tuben 1 oder alternativ dazu Wechselokulare und/oder Wechselobjektive verwendet werden.
In der medizinischen Diagnostik wird ein Verfahren angewendet, das als photodynamische Diagnose bezeichnet wird. Dabei wird eine photosensible Substanz verwendet, die sich in bestimmten, beispielsweise malignen, Gewebeteilen anreichert und danach durch Bestrahlung mit Licht einer bestimmten Wellenlänge - aus Gründen seiner Eindringtiefe von etwa 5 mm wird normalerweise rotes Laserlicht benutzt - sichtbar gemacht wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin unter- schiedliche Autofluoreszenzeigenschaften von gesunden und malignen Gewebeteilen unter Licht mit einer bestimmten Wellenlänge auszunützen, um bestehende Karzinome oder präkarzinogene Gewebeteile sichtbar zu machen. Derzeit sind eine Anzahl von Systemen bekannt, die derartige Aufgabenstellungen, meist unter Verwendung eines Endosko- pes oder eines Operationsmikroskopes, lösen. Obwohl eine Anwendung dieser Technologie auch, z.B. während offener chirurgischer Interventionen, sehr vorteilhaft wäre, existieren bislang keine kopf- getragenen Sehhilfen, die ihren Einsatz bei dieser Diagnose erlauben würden. Die erfindungsgemäße Sehhilfe kann in einer Ausführungsform so ausgebildet sein, daß in den Strahlengang des optischen Systems Filter eingebracht werden können, die das Wahrnehmen bestimmter, durch Bestrahlen mit Licht bestimmter Wellenlänge entstandene Reflexionseigenschaften des betrachteten Objektbereiches ermöglichen oder erleichtern. Für Fälle, in denen die Reflexionsunterschiede des betrachteten Objektfeldes, z.B. Autofluoreszenz von Gewebestellen, rein visuell nicht erkennbar sind, kann ein Ausführungsbeispiel der Sehhilfe mit einem internen und/oder externen Rezeptor, etwa einem Kamerachip, ausgestattet sein, der das von einer Lichtquelle direkt oder über ein externes oder internes, koaxiales Lichtleitsystem auf das betrachtete Objekt geführte und von diesem reflektierte Licht aufnimmt, über interne oder externe Softwareanwendungen analysiert und dabei gesunden und verdächtigen Gewebeteilen unterschiedliche Farben zuweist. Diese Farben können dann wieder entweder in einen Tubus 1 oder in beide Tuben 1 des optischen Systems eingespiegelt und dort vom Anwender betrachtet werden. Die Farben können auch über externe Displays oder Monitore, gegebenenfalls unter Einspiegelung einer Strichmarke, die Position und Größe des Lichtstrahls auf dem Objekt anzeigt, wiedergegeben werden. Dies kann z.B. bei einer offenen, chirurgischen Tumorentfernung zu Verbesserungen der Radikalität des Entfernens bzw. des Früherkennens von Karzinomen führen.
Fig. 4 zeigt schematisch eine aus den Tuben 1, den Okularen 2, den längenverstellbaren VerbindungsStegen 17 bestehende Sehhilfe, in deren optischen Systemen je zwei Filter 28 angeordnet sind. Die Filter 28 können manuell oder motorisch, z.B. durch seitliches Verschieben auf einer Platine, in ihre Wirkstellung und aus dieser weg verschoben werden.
Weiters ist in Fig. 4 eine Laserlichtquelle 29 mit einem Lichtleiter 20, der im gegenständlichen Ausführungsbeispiel das Objektfeld 30 von einer Position zwischen den beiden Tuben 1 der Sehhilfe aus ausleuchtet und unter die Oberfläche des Objektfeldes 30 eindringt. Das von einem (oberflächlichen) Karzinom 32 reflektierte Licht 31 besitzt andere Eigenschaften als das von gesundem Gewebe reflektierte Licht 33. Diese Unterschiede werden entweder durch Ausspiegelung, Analyse sowie Farbcodierung und Rückeinspiegelung des Bildes, oder, wie im Beispiel in Fig. 4 dargestellt, durch die in ihre Wirkstellung verschobenen Filter 28 sichtbar gemacht.
Bei den bekannten, kopfgetragenen Sehhilfen ist bislang das Problem des durch das Gewicht der Sehhilfe und deren notwendigen Abstand von den Augen des Anwenders erzeugten Kippmomentes ungelöst. Die erfin- dungsgemäße Sehhilfe löst in einer Ausführungsform (Fig. 5 und 6) dieses Problem durch das Anbringen einer über die Längsachse vom Hinter- zum Frontteil der Kopfhalterung 34 verlaufenden, gebogenen Zugstrebe 35 und/oder ein Gewicht 36, das am hinteren Teil der Kopfhalterung 34 angebracht ist. Dadurch wird eine Verlagerung des Schwerpunktes vom sensiblen Stirn- und Nasenbereich des Anwenders weg zum unproblematischen Kopfmittelpunkt und damit auch zur ergono- misch erstrebenswerten Körperlängsachse erreicht.
Fig. 5 zeigt eine Kopfhalterung 34 mit Zugstrebe 35 und Gegengewicht 36.
Fig. 6 zeigt eine schematische Aufrißdarstellung der Kopfhalterung 34. Hier ist zu sehen, wie das durch das Gewicht der Sehhilfe 37 und den Abstand von den Augen des Benutzers ausgelöste Kippmoment 38 durch das Gegengewicht 36 mit der in ihrer Länge durch eine Verstelleinrichtung 41 verstellbaren Zugstrebe 35 kompensiert wird. Das Gewicht kann so entlang der Kraftlinien 39 zur Längsachse 40 des Benutzers auf dessen Kopfmitte verlagert werden.
Besonders bei großen Vergrößerungen trat bei kopfgetragenen Seh- hilfen bisher das Problem des "Zittern" und "Verwackeln" auf. Die erfindungsgemäße Sehhilfe löst dieses Problem in einer bevorzugten Ausführungsform durch eine aktive und/oder passive Vibrationsdämp- fung.
Es kann vorkommen, daß ein Anwender der Sehhilfe beim Betrachten eines Objektes nicht den durch den mittenbetonten Autofokus erfaßten Bereich, sondern einen anderen, z.B. am Bildrand gelegenen, Bereich scharf sehen möchte. Die erfindungsgemäße Sehhilfe kann deshalb mit einer Vorrichtung zur Detektion der Pupillenlage des Anwenders, gekoppelt mit multiplen Autofokusbereichen sowie einer zugehörigen Steuereinheit, ausgestattet sein.
Es gibt Umstände, unter denen es für einen Anwender einer kopf- getragenen Sehhilfe wünschenswert wäre, Funktionen der Sehhilfe und/oder externer Geräte steuern zu können, ohne daß er einen Schalter berühren muß. Eine an sich hiefür anwendbare Sprachsteuerung ist nicht unter allen Bedingungen einsetzbar. Aus diesem Grund können in den relevanten Bereichen der Kopfhalterung der erfindungsgemäßen Sehhilfe Elektroden angebracht werden, die Hirnströme des Anwenders abnehmen und zur Steuerung der beschriebenen Funktionen der Sehhilfe und/oder zur Rekonstruktion der vom Anwender wahrgenommenen Bilder benutzen.
Weiters können in relevanten Bereichen der Kopfhalterung Bio- feedback-Sensoren angebracht sein, welche die Befindlichkeit des Anwenders feststellen können. Die daraus gewonnenen Informationen können dann in verschiedenster Weise, etwa um einen Chirurgen bei übergroßem Streß oder Erschöpfung und Müdigkeit zu warnen, verwendet werden.
Bei der in Fig. 7, Fig. 7a und Fig. 7b gezeigten Ausführungsform ist bei der als Infrarot (IR-) -System ausgeführten Autofokuseinrichtung 4 an der Empfangseinheit 6 derselben eine Vorrichtung vorgesehen, die verhindert, daß nicht vom Objektfeld 30 reflektierte und nicht von der Autofokuseinrichtung 4 stammende oder zu dieser gehörende
Infrarotstrahlung 43, 44 in die Autofokus-Empfangseinheit 6 gelangen kann. Solche nicht zur Autofokuseinrichtung 4 gehörende, reflektierte Infrarotstrahlen 48 können von passiven Infrarot- Bildführungs- oder Navigationssystemen 42 stammen.
Durch die beispielsweise als Filter, insbesondere Polarisationsfilter 45 (Fig. 7) , als zum Objektfeld gerichteter Tubus 47 (Fig. 7b) oder als gerade oder schräg gerichteter Lamellen- oder Gittervorsatz 46 (Fig. 7a) ausgebildete Vorrichtung vermeidet also eine unerwünschte Beeinflussung des Autofokussystems 4. Bei der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sehhilfe sind beide Linsensysteme 51, 52 , also das rechte und das linke Linsensystem, in einem gemeinsamen Tubus 50 (Mono-Tubus) untergebracht. Die Linsensysteme 51, 52, die in dem gemeinsamen Tubus 50 untergebracht sind, werden beispielsweise durch Abdeckungen 53 an einem oder an beiden Enden des Tubus 50 vor dem Eindringen von Verunreinigungen und vor Fremd- und Streulichteinfall geschützt. So ist ein durch Fremd- oder Streulichteinfall nicht beeinträchtigtes Arbeiten mit der erfindungsgemäßen Sehhilfe möglich.
Ein gemeinsamer Tubus 50, wie er in der Ausführungsform von Fig. 8 beispielhaft gezeigt ist, bietet den Vorteil, daß die Sehhilfe ohne außen liegende und bewegte Teile auskommt. Dies hat u.a. den Vorteil einer besseren Stabilität, einer Une pfindlichkeit der Sehhilfe gegen Stoß, Zug und Verwindungen. Außerdem kann die Sehhilfe in der Ausführungsform von Fig. 8 gegen Eindringen von Feuchtigkeit abgedichtet ausgebildet sein, so daß sich ein Schutz vor eindringendem Spritzwasser ergibt und die Möglichkeit eröffnet wird, die erfindungsgemäße Sehhilfe in eine Desinfektionslösung einzulegen. Schließlich besteht keine Gefahr, daß aus der erfindungsgemäßen Sehhilfe Teile auf ein Operationsfeld fallen können.
Wie bei den anderen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sehhilfe erfolgt der Ausgleich des Parallaxwinkels bei Änderung der Brerm- weite durch optische Elemente 11 innerhalb des gemeinsamen Tubus 50, wie dies im Zusammenhang mit den anderen Ausführungsformen (insbesondere Fig. 1) beschrieben worden ist.
Insbesondere bei Operationen, beispielsweise Operationen am mensch- liehen Gehirn, bei denen der Chirurg nicht unmittelbar, sondern nur über Hilfsmittel das Operationsfeld betrachten kann, werden infrarotgesteuerte Vorrichtungen verwendet, um die Lage von Instrumenten relativ zum Patienten zu verfolgen und an einem Monitor aufzuzeigen. Solche Vorrichtungen (Infrarot-Tracking-Einrichtungen) haben sich außerordentlich bewährt. Wenn eine erfindungsgemäße Sehhilfe gleichzeitig mit einer solchen Infrarot-Tracking-Einrich- tung verwendet wird, besteht die Gefahr, daß von der Infrarot- Tracking-Einrichtung ausgesandtes Infrarotlicht die ebenfalls infrarotgesteuerte Autofokuseinrichtung der Sehhilfe beeinträchtigt. Um hier Abhilfe zu schaffen, können bei der erfindungsgemäßen Seh- hilfe der Autofokuseinrichtung Teile zugeordnet werden, die den Einfall von Fremdlicht oder Streulicht, insbesondere Licht von Infrarot-Tracking-Einrichtungen 60 zu vermeiden. Dies ist im Prinzip weiter oben an Hand der Fig. 7, 7a und 7b erläutert worden. Auch bei Verwendung der erfindungsgemäßen Sehhilfe im Bereich der Industrie kann auch der Infrarotanteil von Tageslicht störend sein. Um die Autofokuseinrichtung 4 der erfindungsgemäßen Sehhilfe durch störendes Infrarotlicht nicht zu beeinträchtigen, sind in einer Ausfüh- rungsform der Erfindung gemäß Sehhilfe Maßnahmen getroffen, die den Einfall von störendem Infrarotlicht , das beispielsweise von Infrarot-Tracking-Einrichtungen 6 und/oder durch Tageslicht stammen kann, verhindern.
Eine Ausführungsform einer solchen Einrichtung ist in Fig. 9 ge- zeigt. Diese besteht aus mehreren zueinander parallel ausgerichteten Lamellen, die über die Eintrittsöffnung 63 des Infrarotempfängers der Autofokuseinrichtung 4 vorstehen, so daß der Infrarotempfängers 6 der Autofokuseinrichtung 4 der erfindungsgemäßen Sehhilfe schräg einfallendes Infrarotlicht 61 nicht empfangen kann, da dieses durch die vor dem Empfänger 6 angeordneten Lamellen 62 am Zutritt zum
Empfänger 6 gehindert wird. Ausschließlich parallel zur Blickrichtung des Infrarotempfängers 6 ausgerichtete Infrarotstrahlen können auf den Empfänger 6 treffen.
Um zu verhindern, daß beispielsweise bei Einsatz von Infrarottrak- kern in chirurgischen Navigationssystemen verwendetes Infrarot- Streulicht, das an sich zur Positionsbestimmung von chirurgischen Instrumenten bestimmt ist, in die Empfangseinheit 6 der Autofokuseinrichtung 4 der erfindungsgemäßen Sehhilfe zu verhindern und somit durch Infrarotstreulicht verursachte Störungen des Fokussiervorgan- ges zu vermeiden, kann auch die in Fig. 10 gezeigte Ausführungsform verwendet werden. Bei dieser Ausführungsform ist vor dem Empfänger 6 der Autofokuseinrichtung eine rohrförmige Blende 65 ähnlich einer Sonnenblende, die vor Objektiven eines Fotoapparates verwendet wird, angeordnet. Fig. 10 zeigt, daß Infrarotlicht 61, das von der Infrarot-Trackingeinrichtung 60 stammt, den Empfänger 6 der Autofokuseinrichtung 4 nicht erreichen kann. Lediglich von der zur Autofokuseinrichtung 4 der erfindungsgemäßen Sehhilfe gehörenden Infrarot- einrichtung 5 ausgesendetes und von der Objektebene 30 (Objektfeld) reflektiertes Infrarotlicht 66 kann zu dem Empfänger 6 gelangen. Vom Infrarot-Tracker 60, der üblicherweise Überkopfhoch angebracht ist, ausgehendes Infrarotlicht 61 können in die Eintrittsöffnung 63 der Infrarot-Empfangseinheit 6 der Autofokuseinrichtung der erfindungsgemäßen Sehhilfe nicht eintreten. Der zum Objektfeld hin gerichtete Tubus 65 vor dem Empfangsteil 6 der Autofokuseinrichtung 4 kann zur Verstärkung des Effektes innenseitig mit lichtabsorbierendem Werkstoff beschichtet oder aus solchem Werkstoff ausgeführt sein.
Alternativ zu den in den Fig. 9 und 10 gezeigten Ausführungsformen besteht auch die Möglichkeit, den Fremdlichteinfall (Einfall von Infrarotstrahlung) durch verschiedene (Polarisations- ) Filter zu verhindern.
Um Daten und andere Informationen in das Sehfeld der erfindungs- gemäßen Sehhilfe einzuspiegeln, sind verschiedene Möglichkeiten eröffnet. Nachteile von bekannten Möglichkeiten, Daten und anderen Informationen in das Sehfeld der erfindungsgemäßen Sehhilfe einzuspiegeln, haben den Nachteil, daß die eingespiegelten Daten oder andere Informationen (Computertomographie und Magnetresonanz-Bilder) nicht hell und kontrastreich genug dargestellt werden können, um den Anwender der erfindungsgemäßen Sehhilfe ein ermüdungsfreies Arbeiten zu ermöglichen.
In Fig. 11 ist eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sehhilfe schematisch gezeigt, mit der Daten und andere Informationen problemlos in das Sehfeld der erfindungsgemäßen Sehhilfe eingespiegelt werden können. Bei der in Fig. 11 gezeigten Ausführungsform ist im Strahlengang zwischen Objektiv 70 und Okular 71 der erfindungsgemäßen Sehhilfe, vorzugsweise zwischen dem Telekompressor 72 und dem Telekonverter 73, ein transparentes Display 74 angeordnet. Dieses transparente Display 74 zeigt ein invertiertes Bild des Hauptdisplay 75, soferne zwischen dem Telekonverter und dem Okular nicht ein Strahlenteiler 80 ("beam splitter") vorgesehen ist. Als Strahlenteiler 80 ist im vorliegenden Zusammenhang eine optische Einrichtung zu verstehen, die Lichtstrahlen teils reflektiert, also beispielsweise um 90° umlenkt, und teils für Lichtstrahlen durchlässig ist. Ein solcher Strahlenteiler 80 kann ein Porroprisma oder ein teilweise durchlässiger Spiegel sein. Dadurch wird erreicht, daß an der Stelle, an der Daten und andere Informationen in das Sehfeld der erfindungsgemäßen Sehhilfe eingeblendet werden, das von der Sehhilfe erzeugte Bild ausgeblendet wird. Dadurch wird die Grafik (eingeblendete Daten und andere Informationen) heller und kontrastreicher, weil sie das Bild nicht überlagern. Bei der in Fig. 11 gezeigten Ausführungsfor übernimmt das Hauptdisplay 75 Informatio- nen von externen Quellen, z.B. Magnetresonanz-Bildgeräten oder Computertomographie-Geräten, digitalen Röntgengeräten usw. und spiegelt sie über eine Projetionsoptik und den Strahlenteiler 80 in den Strahlengang der erfindungsgemäßen Sehhilfe ein.
Wesentlich bei der in Fig. 11 gezeigten Ausführungsform ist also, daß das Objektbild dort, wo die Informationen des Hauptdisplay 75 abgebildet werden, abgedunkelt oder geschwächt wird, so daß die Daten und anderen Informationen auf dem Hauptdisplay 75 besser sichtbar sind.
Zusammenfassend kann ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wie folgt beschrieben werden:
Eine Sehhilfe in Form einer Lupenbrille besitzt zwei, je wenigstens ein Objektiv 70 und ein Okular 71 umfassende Linsensysteme. Den Linsensystemen ist eine Autofokussiereinrichtung zugeordnet, welche die Brennweite der Lmsensysteme zum Scharfstellen derselben entsprechend dem Abstand der Lupenbrille vom Objekt ändert. Den Linsensystemen ist weiters eine Einrichtung zum Ändern des Vergrößerungs- faktors durch Ändern der Brennweite der Linsensysteme ("Zoom") und schließlich eine Einrichtung zum Anpassen der Parallaxe zwischen den Lmsensystemen der Sehhilfe an die jeweils entsprechend dem Abstand der Lupenbrille vom Objekt eingestellte Brennweite zugeordnet. Das Anpassen der Parallaxe erfolgt mit Hilfe von im Strahlengang der Linsensysteme vorgesehenen, verstellbaren optischen Elemente 11 mit denen der Winkel 13 zwischen den aus den Linsensystemen 1 zum Objekt hin verlaufenden Strahlengängen 14 verändert werden kann.

Claims

Patentansprüche :
1. Sehhilfe in Form einer Lupenbrille mit zwei Lmsensystemen, die je wenigstens ein Objektiv (70) und ein Okular (71) umfas- sen, mit einer Autofokussiereinrichtung, welche die Brennweite zum Scharfstellen der Linsensysteme entsprechend dem Abstand der Lupenbrille vom Objekt ändert, mit einer Einrichtung zum Ändern des Vergrößerungsfaktors der Linsensysteme ("Zoom"), und mit einer Einrichtung zum An-passen der Parallaxe zwischen den Linsensystemen der Sehhilfe an die jeweils entsprechend dem Abstand der Lupenbrille vom Objekt eingestellte Brennweite, wobei im Strahlengang der Sehhilfe verstellbare, optische Elemente vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (13) zwischen den aus den Linsensystemen (1) zum Objekt hin verlaufenden Strahlengängen (14) mit Hilfe der im Strahlengang der Sehhilfe vorgesehenen, verstellbaren optischen Elemente (11) veränderbar ist.
2. Sehhilfe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Elemente (11) quer zum Strahlengang in den Linsensystemen verschiebbar sind.
3. Sehhilfe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Elemente (11) längs gerader Bahnen verschiebbar sind.
4. Sehhilfe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Elemente (11) längs gekrümmter Bahnen (12) verschiebbar sind.
5. Sehhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Elemente (11) kippbar angeordnet sind.
6. Sehhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Elemente (11) Linsen oder Linsengruppen sind.
7. Sehhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn- zeichnet, daß die optischen Elemente (11) Prismen oder Pris- mengruppen sind.
8. Sehhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsensysteme (51,53) in jeweils einem Tubus (1) angeordnet sind.
9. Sehhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsensysteme (51,53) in einem gemeinsamen Tubus (50) angeordnet sind.
10. Sehhilfe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsensysteme (51,53) durch eine dem Objektiv (70) und/oder eine dem Okular (71) benachbart angeordnete Abdeckung (53) abgedeckt sind.
11. Sehhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Elemente (11) innerhalb des Tubus (50) oder innerhalb der Tuben (1) angeordnet sind.
12. Sehhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Elemente (11) der Objektivebene vorgeordnet sind.
13. Sehhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn- zeichnet, daß in eine wenigstens in einem der Linsensysteme angeordnete optische Ebene (16) Informationen in Bild- und/oder Textform einblendbar sind.
14. Sehhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekenn- zeichnet, daß neben wenigstens einem der beiden Okulare (2)
Displays (18) zum Anzeigen von Informationen in Bild- und/oder Textform angeordnet sind.
15. Sehhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekenn- zeichnet, daß mit der Sehhilfe eine Anzeigeeinrichtung (18) , z.B. ein Display, verbunden ist, auf die von der Sehhilfe erfaßte Bilder übertragbar sind.
16. Sehhilfe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung (18) außerhalb der Sehhilfe angeordnet ist.
17. Sehhilfe nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Sehhilfe erfaßten Bilder durch ein optisches Element, z.B. einen Strahlteiler, oder durch Ausspiegelung aus wenigstens einem der beiden Strahlengänge der Sehhilfe auf die Anzeigeeinrichtung (18) übertragbar ist.
18. Sehhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß Informationen enthaltende Bild- oder Textein- blendungen in beide Strahlengängen der Tuben (1) stereoskopisch einblendbar sind.
19. Sehhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Bilder oder Textteile als durch Augenabstand und Parallaxe korrigierte Einzelbilder einblendbar sind.
20. Sehhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß eingeblendete Informationen durch Verändern des Blickwinkels der Sehhilfe zu dem betrachteten Objekt auswähl- bar sind.
21. Sehhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Sehhilfe Meßgeräte und/oder Sensoren, wie optische oder elektromagnetische Positionsbestimmungssysteme oder Inertialsensoren, wie Akzellerometer oder Winkelgeschwin- digkeits-Sensoren zugeordnet sind.
22. Sehhilfe nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß als Informationen anatomische funktioneile und technische Informationen, wie Bilddaten, EKG, positionsgetreu einblendbar sind.
23. Sehhilfe nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß Daten über die interaktive Bestimmung der Lage medizinischer Geräte und/oder Instrumente relativ zum Patienten einblendbar sind.
24. Sehhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß Bilder, die in den Strahlengang wenigstens eines Linsensystems oder in neben den Okularen (2,71) angebrachten Displays (18) eingeblendet sind, als Ganz- oder Teilbilder darstell- und fixierbar sind.
25. Sehhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekenn- zeichnet, daß in eine Zwischenbildebene (16) des Objektivs eine Meßskala eingespiegelt ist.
26. Sehhilfe nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßskala der jeweils eingestellten Brennweite und Vergrößerung des Objektivs entsprechend ausgewählt ist.
27. Sehhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Verändern der Brennweite und/oder des Vergrößerungsfaktors durch eine sprachabhängige Steuerung steuer- bar ist.
28. Sehhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß an der Sehhilfe eine Lichtquelle angeordnet ist, deren Aperturwinkel an die jeweilige Vergrößerung der Sehhilfe anpaßbar ist, derart, daß die Größe des beleuchteten Feldes dem Gesichtsfeld der Sehhilfe entspricht.
29. Sehhilfe nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle eine über ein Lichtleitfaserbündel (20) aus einer externen Lichtquelle (29) gespeiste Lichtquelle ist.
30. Sehhilfe nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Aperturwinkel der Lichtquelle sowie die Intensität des austretenden Lichtes durch ein in den Tuben oder an der Licht- quelle angeordnetes Linsensystem und/oder einen Verschluß veränderbar ist.
31. Sehhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß Licht aus einer Lichtquelle (19) durch einen Strahlteiler (21) oder eine Prismenflache eines Prismenumkehr- systems (21) einkoppelbar ist und durch das optische System der Sehhilfe zum Objekt hin austritt.
32. Sehhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekenn- zeichnet, daß der Abstand der Objektive (70) der Linsensysteme voneinander bei konstantem Abstand der Okulare (2) voneinander veränderbar ist.
33. Sehhilfe nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Objektive (70) voneinander durch eine längenverstellbare Verbindung (17) zwischen den die Linsensysteme aufnehmenden Tuben (1) bei konstanter Verbindung (17) zwischen den Okularen (2) der Linsensysteme vorgesehen ist.
34. Sehhilfe nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Objektive (70) voneinander durch Parallelverstellen der Tuben (1) veränderbar ist, und daß die Okulare (2) an den Tuben (1) gegengleich verstellbar sind.
35. Sehhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Okulare (2) als Wechselokulare und/oder die Objektive (70) als Wechselobjektive ausgebildet sind.
36. Sehhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch gekenn- zeichnet, daß in der Sehhilfe wenigstens eine Einrichtung zum
Erfassen der Lage der Pupille des Anwenders vorgesehen ist, die mit der Autofokuseinrichtung gekuppelt ist, und daß der Abstand (A) zwischen Sehhilfe und Objekt zum Betätigen der Autofokuseinrichtung in dem durch die Lage der Pupille vor- gegebenen Blickwinkel erfaßt wird.
37. Sehhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens einem der beiden Linsensysteme Filter (28) vorgesehen sind.
38. Sehhilfe nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter (28) in ihre Wirklage und aus ihrer Wirklage heraus verstellbar sind.
39. Sehhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens einem Linsensystem ein von einer Lasereinrichtung ausgehender Laserstrahl, gegebenenfalls in den Strahlengang des Linsensystems eingekoppelt, auf das Objekt (30) gerichtet ist.
40. Sehhilfe nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Einkopplung des Laserstrahls in einer Zwischenbildebene mit einer Strichmarke ausgestattet ist, so daß der Durchmesser und die Position des Laserstrahls im Objektfeld anzeigbar sind.
41. Sehhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß die Sehhilfe an einer Kopfhalterung (34) angebracht ist.
42. Sehhilfe nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kopfhalterung (34) eine von der Stirn zum Hinterkopf verlaufende längenveränderliche Zugstrebe (35) vorgesehen ist.
43. Sehhilfe nach Anspruch 41 oder 42, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kopfhalterung (34) , gegebenenfalls verstellbar, wenigstens ein das Gewicht der Sehhilfe ganz oder teilweise ausgleichendes Gegengewicht (36) angeordnet ist.
44. Sehhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 43, dadurch gekenn- zeichnet, daß den Strahlengängen durch die Linsensysteme eine
Sichtlinienstabilisierung zugeordnet ist.
45. Sehhilfe nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß die Sichtlinienstabilisierung als aktive oder passive Vibrations- dämpfung ausgebildet ist.
46. Sehhilfe nach einem der Ansprüche 41 bis 45, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kopfhalterung (34) für die Sehhilfe Elektroden angeordnet sind, welche Gehirnströme erfassen und daß die Elektroden mit einer Steuerung gekuppelt sind, mit der Funktionen der Sehhilfe steuerbar sind.
47. Sehhilfe nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung mit externen Geräten, z.B. Robotern, gekuppelt sind.
48. Sehhilfe nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung über Drahtfunk oder Infrarot erfolgt.
49. Sehhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 48, dadurch gekenn- zeichnet, daß an der Kopfhalterung (34) Biosensoren, EEG-Sen- soren und/oder Sensoren zur Hautwiderstandsmessung zum Erfassen der Vitaldaten eines Verwenders der Sehhilfe angeordnet sind.
50. Sehhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 49, dadurch gekennzeichnet, daß an den Okularen (2) der Sehhilfe Halterungen für optische Sehbehelfe, z.B. Brillengläser, angeordnet sind.
51. Sehhilfe nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Halterung gehaltenen Sehbehelfe neben den Okularen angeordnet sind.
52. Sehhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 48, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsensysteme beider Strahlengänge in einem gemeinsamen Tubus untergebracht sind.
53. Sehhilfe nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (45, 46, 47) ausschließlich für vom Objektfeld
(30) reflektierte Infrarotsignale (44) durchlässig ist.
54. Sehhilfe nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein Filter (45) ist.
55. Sehhilfe nach Anspruch 54, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter ein Polarisationsfilter (45) ist.
56. Sehhilfe nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein am Empfangsteil (6) der Autofokuseinrichtung
(4) angeordneter, zum Objektfeld (30) hin gerichteter Tubus (47,65) ist.
57. Sehhilfe nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein am Empfangsteil (6) der Autofokuseinrichtung
(4) angeordneter Lamellen- (63) oder Gittervorsatz (46) ist.
58. Sehhilfe nach Anspruch 57, dadurch gekennzeichnet, daß der Lamellen- (63) oder Gittervorsatz (46) ein gerade gerichteter Lamellen- (63) oder Gittervorsatz (46) ist.
59. Sehhilfe nach Anspruch 57, dadurch gekennzeichnet, daß der Lamellen- oder Gittervorsatz ein schräg gerichteter Lamellenoder Gittervorsatz ist.
60. Sehhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 59, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang wenigstens eines Linsensystems (51,53) ein transparentes Display (74) angeordnet ist, und daß aus einem Hauptdisplay (75) über einen Strahlenleiter (80) virtuelle Anzeigen in den Strahlengang des Linsensystems eingespiegelt sind.
61. Sehhilfe nach Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlenleiter (80) ein Prisma, insbesondere ein Porroprisma, oder ein halbdurchlässiger Spiegel ist.
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