WO2022189365A1 - Operationsmikroskop mit beleuchtungseinrichtung - Google Patents

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WO2022189365A1
WO2022189365A1 PCT/EP2022/055773 EP2022055773W WO2022189365A1 WO 2022189365 A1 WO2022189365 A1 WO 2022189365A1 EP 2022055773 W EP2022055773 W EP 2022055773W WO 2022189365 A1 WO2022189365 A1 WO 2022189365A1
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luminous
beam path
illumination
plane
light
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PCT/EP2022/055773
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English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel Kolster
Manuel Steidle
Peter Reimer
André Müller
Franz Merz
Original Assignee
Carl Zeiss Meditec Ag
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Publication date
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    • G02B21/0012—Surgical microscopes
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Definitions

  • the invention relates to a surgical microscope with an optics assembly for imaging an object plane, which is arranged in an object region, in an image plane, the optics assembly having a first stereoscopic partial beam path with a first optical axis and a second stereoscopic partial beam path with a second contains a microscope main objective system through which the optical axis passes, and with an illumination device for illuminating the object area with an illumination beam path, which contains a light source assembly for providing illumination light in an illumination plane, which has an illumination field diaphragm arranged at a distance from the illumination plane and which has illumination optics for the imaging of the field diaphragm in a field diaphragm plane on a side of the main microscope lens system facing the object area with a beam path penetrating the main microscope lens system.
  • a surgical microscope of the type mentioned is known from DE 10 2007 041 003 A1.
  • This surgical microscope is an ophthalmic surgical microscope.
  • the illumination device For illuminating the object area, it contains an illumination device that enables the setting of an illumination beam path that runs coaxially with the stereoscopic observation beam paths in the surgical microscope and thereby penetrates the microscope's main objective system.
  • the illumination device has a double diaphragm which acts as an aperture diaphragm and is arranged in the path of the illumination beams. This double aperture is imaged via illumination optics and the microscope main objective system in an aperture plane which is at infinity or which is arranged far away from the microscope main objective system on a side of the microscope main objective system facing the object region.
  • the exiting illumination beam path is thus parallel or slightly convergent on the exit side of the microscopic main lens system.
  • the image of the double diaphragm can also be arranged far away from the microscope main objective system on a side of the microscope main objective system that faces away from the object region.
  • the image of the double diaphragm is virtual and the illumination beam path is slightly divergent on the exit side of the microscope main objective system.
  • the illumination beam path imaging the double diaphragm depends on the focal length of the microscope main objective system and guides the illumination light into the object area in such a way that it hits it at a single angle to the optical axes of the stereoscopic partial observation beam paths or at angles to the optical axes of the stereoscopic partial observation beam paths that lie in a narrow angular range.
  • WO 2012/150613 A2 describes a stereo surgical microscope with an illumination device in which illumination light for illuminating the object region in which the patient's eye is arranged is provided by means of a luminous object designed as an LED.
  • the illumination device contains a condenser lens system and a relay lens system, a beam splitter prism with mirror surfaces and a mirror arrangement with a first deflection mirror and a second deflection mirror, which is arranged on the side of the microscope main lens system facing away from the object area.
  • the condenser lens system and the relay lens system image the LED via the beam splitter prism onto a mirror surface of the mirror arrangement. A virtual luminous surface is thus generated there, which is arranged in or near at least one of the stereoscopic partial observation beam paths.
  • WO 2006/015690 A1 discloses a surgical microscope with an adjustable illumination device which, in a first setting, enables the provision of red reflex illumination light in the object area and which, in a second setting different therefrom, can provide illumination light for the ambient illumination of the object area .
  • an intermediate image of the end of a light guide generated by means of the collector in the plane of an illumination light aperture stop is infinitely imaged by means of a collector via a plano-convex lens, a relay lens system and the microscope main objective system, so that on the fundus of a right-sighted patient's eye an image of the end of the light guide is formed.
  • the object of the invention is to provide a surgical microscope with an illumination device for illuminating the object area with an illumination beam path, which guides the illumination light into the object area at different angles within a wide angle range to the optical axes of stereoscopic partial observation beam paths.
  • a surgical microscope according to the invention has an optical assembly for imaging an object plane, which is arranged in an object area, into an image plane.
  • the optics assembly contains a microscope main objective system through which a first stereoscopic partial beam path with a first optical axis and a second stereoscopic partial beam path with a second optical axis pass.
  • an illumination device for illuminating the object area with an illumination beam path, which contains a light source assembly for providing illumination light in a luminous plane, which has one of The luminous field diaphragm is spaced apart from the luminous plane and has illumination optics for imaging the luminous field diaphragm in a luminous field diaphragm plane on a side of the microscope main objective system facing the object area, with a beam path penetrating the microscope main objective system.
  • the illumination optics images a luminous object arranged in the luminous plane in the illumination beam path at least partially in at least one luminous image plane which is perpendicular to the optical axis of the microscope main objective system and which lies in the microscope main objective system or, for its perpendicular distance z from the microscope main objective system, on the plane facing the object region or the side facing away from the object area applies in relation to a focal length f of the microscope main objective system: z/f ⁇ 10%, preferably z/f ⁇ 5%, particularly preferably z/f ⁇ 2.5%.
  • the invention is based on the idea that the object area of an operating microscope can be illuminated with light that enters the object area at different angles to the optical axes of the stereoscopic partial beam paths, which are in a defined angular area when this illumination light is on
  • Light exit surfaces is provided, which are arranged in the microscope main objective system or just above or below.
  • the angle range can be defined by the geometric shape and size of the luminous surfaces and their position and orientation in relation to the optical axes of the stereoscopic partial beam paths.
  • the illumination optics images a luminous object arranged in the luminous plane with magnification.
  • illumination light can be provided that impinges on the object area at angles of incidence that lie in a large angular range.
  • the light source assembly is preferably designed to provide illumination light with a planar illumination pattern in the illumination plane, which the illumination optics images as an illumination pattern image in the at least one sectional plane optically conjugated to the illumination plane.
  • cataract operations which are usually performed under a surgical microscope, there is a need to map transparent structures in egg nem anterior segment of a patient's eye with high contrast. This requires what is known as red reflex lighting, in which the pupil of the patient's eye is illuminated by means of light reflected and/or backscattered on the patient's retina.
  • the inventors have recognized that transparent structures in the front eye segment of a patient's eye can be made clearly visible, in particular if the light reflected and/or backscattered on the retina illuminates the pupil of the patient's eye homogeneously and brightly and this light essentially comes from parts of the Retina is caused, which correspond to the area traversed by the beam bundles of the stereoscopic partial observation beams, resulting in a phase contrast.
  • One idea of the invention is therefore to design the light source assembly for providing illumination light with a planar light pattern in the light plane, which causes a light pattern image that is largely guided in the stereoscopic partial observation beam paths.
  • the illuminated pattern image can be used to provide lighting that is incident on the object area near the axis in relation to the stereoscopic partial observation beam paths .
  • the first stereoscopic partial observation beam path can at least partially penetrate the luminous pattern image and/or the second stereoscopic partial observation beam path to at least partially penetrate the luminous pattern image. In this way, illuminating light can be guided to the object area, which strikes the object area in the stereoscopic partial observation beam paths.
  • the optical axis of the first stereoscopic partial observation beam path can alternatively or additionally penetrate the luminous pattern image and/or the optical axis of the second stereoscopic partial observation beam path can penetrate the luminous pattern image. In this way, coaxial illumination light is guided to an optical axis of the stereoscopic partial observation beam path to the object area.
  • the illuminating light of a flat luminous pattern which is imaged in a luminous image plane that lies in the microscope main objective system or that is arranged at only a small distance from it, is guided into the object area with light beams that diverge while covering the entire field of view of the surgical microscope, even at the lowest possible magnification.
  • the dimensions of the light image pattern are small compared to the diameter of the microscope main objective system, it can be achieved that even with a working distance of the object area that is in a range of 175 mm to 200 mm or slightly above or slightly below, the illumination directed light impinges on the object area at angles to the optical axes of the stereoscopic partial observation beam paths, which lie in an angular range that results from the position of the luminous image pattern.
  • the light source assembly is designed for setting a planar light pattern or several planar light patterns from the following group: i. a single luminous surface; ii. a first luminous surface and a second luminous surface arranged at a distance from the first luminous surface, the first luminous surface and the second luminous surface being mirror-symmetrical to an optical axis of the lighting optics; iii.
  • the centroids of which in the luminous plane define a preferably isosceles, in particular right-angled triangle with a height h perpendicularly intersecting the base c, where the illumination optics project the base c of this triangle onto the optical axis of the first stereoscopic partial observation beam path and the optical axis of the second stereoscopic partial observation beam path perpendicularly intersecting the straight lines in the light image plane in such a way that the image of the intersection point of the height h of the with the base c of the triangle is on the center of the optical axis of the first Stereoscopic part observation beam path and the second stereoscopic part observation beam path in the light image plane is perpendicularly intersecting distance line.
  • the light source assembly can be designed in particular for setting different lighting patterns.
  • the light pattern can z. B. have at least one rectangular light area or a square light area.
  • the luminous pattern can also have one or more round, in particular circular or oval, luminous areas. It should be noted that the luminous pattern can in principle have any shape that ensures that as much illuminating light as possible reaches a luminous field on the object area without disturbing reflections of illuminating light occurring in the observation beam paths.
  • the Illumination optics in a surgical microscope according to the invention has a deflection element arranged on the side of the microscope main lens system facing away from the object area, which is used to deflect illumination light provided by means of the illumination device to the object area and one to the stereo base of the first stereoscopic part beam path and the second stereoscopic Partial beam path has parallel mirror surface, in which a straight line runs coaxially to the stereo base.
  • the deflection element can, for. B. as a beam path from the first stereoscopic part and the second stereoscopic beam path can be formed by setting ter beam splitter.
  • the illumination device can have a mirror element arranged on the side of the microscope main objective system facing away from the object area, which is positioned at a distance from the optical axis of the microscope main objective system and which, for deflecting illumination light to the object area, has a mirror element to the stereo basis of the first stereoscopic partial beam path and the second stereoscope has a mirror surface that is parallel to the partial beam path.
  • the illuminating beam path on the side of the microscope main objective system facing away from the object area both spaced from the light plane and from at least one light image plane optically conjugated thereto, which serves to prevent illumination light reflections in the first and/or second stereoscopic partial beam path on a side of an optically effective surface of the microscope main lens system that is remote from the object area .
  • This reflex diaphragm is preferably in one of the optical axes of the first stereoscopic partial observation beam path and the second stereoscopic partial observation beam path arranged parallel aperture plane.
  • the reflex panel can have a mirror-symmetrical panel structure and z. B. have five light passage surfaces separated from each other by opaque areas. It should be noted that the light passage surface of the reflex screen can in principle also have a single coherent shape, which can be B. can be produced by vapor deposition of opaque material on a glass substrate. In particular, the reflex diaphragm can be arranged in a section of the illumination beam path in which it is convergent or divergent.
  • the occurrence of disturbing light reflections in the first and/or in the second stereoscopic partial observation beam path can also be counteracted in that the light pattern generated by means of the light source assembly causes a light pattern in the light image plane that removes the disturbing light reflections that Illumination light that can be caused by reflections on the main microscope objective system is prevented or at least minimized.
  • the reflective screen can be designed in particular as a transmissive display.
  • the light source assembly for generating light patterns z. B. may contain a reflective display (DMD).
  • the arrangement of the luminous surfaces of the light sources of the light source assembly can be optimized to avoid disturbing reflections of illumination light on the microscope main objective system in the stereoscopic partial observation beam paths.
  • a decentered position of the stereoscopic partial observation beam paths and the illumination beam path in relation to the optical axis of the microscope main objective system makes it possible to prevent or reduce disruptive reflections of illumination light on the microscope main objective system in the stereoscopic partial observation beam paths.
  • the illumination device can have a collector lens system with an optical axis for imaging the light plane and can contain a collector lens system, with the luminous field diaphragm being arranged between the light plane and the collector lens system.
  • the light source assembly has two light sources, each with a particularly round but also rectangular, z. B. may have a square luminous surface, which have voneinan the spaced centroids that lie on a straight line which intersects the optical axis of the collector lens system perpendicularly, the boundary sides of the luminous surfaces of the light sources to this straight line each run obliquely or orthogonally.
  • the light source assembly can have a light source with a rectangular or round luminous surface arranged in the luminous plane, which has a centroid which is arranged at a distance from the optical axis of the collector lens system, the centroid lying on a straight line perpendicularly intersecting this optical axis, which is parallel to the luminous image plane optically conjugate to the luminous plane or to the optical axis of the microscope main objective system.
  • the light source assembly can in particular be a light source with a gene arranged in the light plane, in particular round but also rectangular, e.g. B. have square luminous surface, which has a surface focus point, which is from the optical axis of the collector lens system is arranged at a distance and lies on a straight line perpendicularly intersecting this optical axis and the luminous image plane conjugated to the luminous plane, which is parallel to the optical axis of the microscope main objective system.
  • the illumination optics of the illumination device in the surgical microscope can be designed in such a way that an illuminated object arranged in the illumination plane is at least partially imaged in the illumination beam path in different illuminated image planes, which are each located in the microscope main objective system or, for their vertical distance, e.g of the microscope main objective system on the side facing the object area or the side facing away from the object area in relation to a focal length f of the microscope main objective system applies: z/f ⁇ 10%.
  • the microscope main objective system can have a plurality of sectional planes which are optically conjugate to the luminous plane and in which the illumination optics at least partially images a luminous object arranged in the luminous plane.
  • FIG. 1 shows a surgical microscope designed as an ophthalmic surgical microscope for visualizing an object area with a microscope main objective system and with an illumination device;
  • FIG. 2 and FIG. 3 perspective partial views of the surgical microscope
  • 4 shows a plan view of a light source assembly of the lighting device with light sources that have luminous surfaces lying in a luminous plane
  • 5 shows a sectional view of the illumination device with a first beam path imaging the illumination plane in a sectional plane of the microscope main objective system
  • FIG. 6 shows a sectional view of the illumination device with a second beam path imaging the illumination plane in a sectional plane of the microscope main objective system
  • FIG. 1 is a schematic section of a surgical microscope 10 designed as an ophthalmic surgical microscope.
  • the surgical microscope 10 is used for visualizing a patient's eye 11 in an object area 12 during surgical operations with a first and second stereoscopic partial observation beam path.
  • it contains an optical assembly 15, which has a microscope main objective system 18 accommodated in a surgical microscope base body 17, which includes the stereoscopic partial observation beam paths with first and second optical axes 14, 16 enforce.
  • 2 and 3 show different perspective partial views of assemblies in the surgical microscope 10.
  • the optics assembly 15 in the surgical microscope 10 contains a pancratic magnification system 20 designed as an afocal zoom system with a first adjustable lens assembly 22 and a second adjustable lens assembly 24.
  • the optics assembly 15 in the surgical microscope 10 includes a binocular tube 26 with tube lenses 28, the generate the image of an object plane 32 in an image plane 30 in the first and second stereoscopic partial observation beam path with the optical axes 14 and 16, which can be viewed with the eyes of an observer through ocular lenses 35 with magnification.
  • a modified embodiment of the surgical microscope can have a binocular tube with image sensors for capturing the image in the image plane 30 in order to digitally capture the image of the object area 12 so that it can be viewed by an observer, e.g. B. can be displayed by means of displays.
  • the surgical microscope 10 has an illumination device 34 with a light source assembly 36.
  • the light source assembly 36 is used to provide a planar light pattern in a light plane 46.
  • the light source assembly 36 contains three light sources 38, 40, 42, each of which has square light areas 44 that are Light level 46 is arranged.
  • the light sources 38, 40 serve to generate illumination light, which illuminates the object region 12 near the axis in relation to the optical axes 14, 16 of the stereoscopic partial observation beam paths in the surgical microscope 10.
  • the illumination light generated by the light source 42 illuminates the object area 12 with an illumination beam path whose optical axis is aligned with the optical axes 14, 16 of the stereoscopic partial observation beam paths in the object area 12 encloses an angle.
  • the light sources 38, 40, 42 of the light source assembly 36 are white light LEDs, which can be controlled independently of one another for setting different light patterns in the light plane 46 .
  • the light sources 38, 40, 42 of the light source assembly 36 can be embodied in particular as OLEDs.
  • the light source assembly 36 can also have the ends of light guides as light sources, into which appropriate illumination light is coupled for generating a planar illumination pattern in the illumination level, including illumination light that is generated by means of thermal radiators such as e.g. B. a mercury lamp or a halogen lamp is generated.
  • the light source assembly 36 can have light sources in a further modified embodiment, which illuminate the luminous plane, wherein apertures with different diaphragm geometries can be arranged in the luminous plane for setting different luminous patterns.
  • the illumination device 34 there is a field diaphragm 48 and a reflex diaphragm 50.
  • the illumination device 34 has an illumination optical system 52 with a collector lens system 54 and with a collector lens system 56 formed as a cemented element.
  • the illumination optics 52 contain a deflection element 58 designed as a splitter mirror, which is arranged on a side of the microscope main objective system 18 facing away from the object region 12 and which penetrates the first and second stereoscopic partial observation beam path with the optical axes 14, 16.
  • This Deflection element 58 is used for deflecting illumination light from the illumination plane 46 to the object area 12 with an illumination beam path that passes through the microscope main objective system 18 in the vicinity of the optical axes 14, 16 of the first and second stereoscopic partial observation beam path.
  • the illumination optics 52 have a mirror element 60 arranged at a distance from the deflection element 58, which is used to deflect illumination light with an illumination beam path that is on the side facing away from the object region 12 of the microscope main objective system 18 in comparison to the optical axis of the first Deflection element 58 to guided illumination light has a course remote from the axis of the optical axes 14, 16 of the first and second stereoscopic partial beam paths.
  • the illumination optics 52 forms the luminous field diaphragm 48 for generating egg nes luminous field 61 enlarged in a luminous field plane 63, which coincides with the object plane 32.
  • the magnification V of this figure can be B. in the range 4 ⁇ V ⁇ 8 and is preferably V ⁇ 6. It should be noted, however, that the illuminated field plane 63 can also have a certain offset from the object plane 32, which, however, results in a blurred edge of the illuminated field.
  • FIG. 5 is a first partial section of the illumination device 34 with the microscope main objective system 18.
  • the illumination optics 52 of the illumination device 34 causes an enlarging optical imaging of the illumination plane 46 in an illumination image plane 65 in the illumination beam path, which is therefore optically conjugate to the illumination plane 46 and which lies in a sectional plane 62 of the microscope main objective system 18, with an illumination beam path 64, which is partly deflected by means of the deflection element 58 designed as a splitter mirror on the side of the microscope main objective system 18 facing away from the object region 12 into the microscope main objective system 18 and partly the deflection element 58 to a light trap 66 through.
  • a further partial section of the illumination device 34 with the microscope main objective system 18 can be seen in FIG. 6 .
  • the illumination optics 52 of the illumination device 34 also causes an optical imaging of the illumination plane 46 in an illumination image plane 68, which is thus also optically conjugate to the illumination plane 46 and which lies in a cutting plane 62 of the microscope main objective system 18, with a beam path that has an optical axis 70 and is deflected into the microscope main lens system 18 by means of the mirror element 60 .
  • the optical axis 70 of the imaging beam path intersects the optical axis 84 of the microscope main objective system 18 here in the object plane 32 at an angle ⁇ 5°.
  • the illuminated image planes 65, 68 of the illumination device 34 are in cutting planes 62, which are slightly different from one another due to different optical path lengths of the illumination beam path via the deflection element 58 on the one hand and the mirror element 60 on the other.
  • the illumination device 34 can in principle also be designed in such a way that the luminous image planes of the illumination device 34 lie in one and the same sectional plane of the main microscope objective system 18 .
  • the light image planes can be located close to the main lens system of the microscope, e.g. B. at a vertical distance z from the microscope main objective system 18 on the side facing the object area 12 or the side facing away from the object area 12, which is in relation to the focal length f of the microscope main objective system 18 as follows: z/f ⁇ 10%. Fig.
  • FIG. 7 is a vertical projection onto the section planes 62 of the microscope main lens system 18 with the images 72, 74, 76 of the luminous surfaces 44 of the light sources 38, 40, 42 in the light source assembly 36, the first and second stereoscopic partial observation beam paths 78, 80 with the optical axes 14, 16 and the stereo base 82 as the connecting line of the intersection points of the optical axes 14, 16 with the cutting planes 62.
  • the first and second stereoscopic partial observation beam path pass through the microscope main objective system 18 with optical axes 14, 16, the stereo base 82 of which lies away from the optical axis 84 of the microscope main objective system 18.
  • the normal 86 dropped from the optical axis 84 of the microscope main objective system 18 onto the stereo base 82 intersects the stereo base at its center point 88.
  • the images 72, 74 of the luminous surfaces 44 of the light sources 38 and 40 cover partial areas of the stereo base 82 which are arranged at a distance from one another and overlap here with the first stereoscopic partial observation beam path 78 and the second stereoscopic partial observation beam path 80.
  • the light pattern that can be generated by the light sources 38, 40, 42 in the light plane 46 when the light sources 38, 40, 42 are activated is here partially on the optical axis 14 of the first stereoscopic partial observation beam path and the optical axis 16 of the two-th stereoscopic partial observation beam path in the cutting plane 62 intersecting perpendicular straight lines to the stereo base 82 as the vertical connecting line of the optical axes 14, 16 in the cutting plane 62 of the microscope main objective system 18 is coaxial.
  • the first stereoscopic partial observation beam path 78 partially penetrates the luminous pattern image formed by the images 72, 74 and 76, namely in the areas indicated by hatching in FIG.
  • the optical axis 14 of the first stereoscopic partial observation beam path 78 also passes through the luminous pattern image. The same applies to the optical axis 16 of the partial observation beam path 80.
  • the image 76 of the luminous surface 44 of the light source 42 in the cutting plane 62 of the microscope main objective system 18 covers the extension of the normal 86 perpendicularly intersecting the optical axis 84 of the microscope main objective system 18, which extends from the center point 88 of the stereo base 82.
  • the distance of the image 76 of the luminous surface 44 of the light source 42 from the stereo base 82 of the first and second stereoscopic partial observation beam path 78, 80 is slightly greater than the distance of the stereo base 82 from the optical axis 84 of the microscope main objective system 18. It should be noted that However, this distance can also correspond to the distance between the stereo base 82 and the optical axis 84 of the microscope main objective system 18 or can be smaller than this distance.
  • the light source assembly 36 enables different flat lighting patterns to be set. It can e.g. B. light patterns are generated with only a single quadrati's light area, which corresponds to the light areas 44 of the individual light sources 38, 40, 42. However, luminous patterns can also be generated which have a luminous surface 44 of a first of the light sources 38, 40, 42 and of a further one of the light sources 38, 40, 42. So e.g. B. a luminous pattern can be set, which is generated by the light sources 38 and 40, in which the first luminous surface and the second luminous surface to the optical axis 90 of the collector lens system 54 of the illumination optics 52 are mirror symmetrical. This light pattern causes z. B. for the patient tenauge 11 a red reflex lighting.
  • a light pattern is created with a first light area, a second light area and a third light area with centroids 45, which form an isosceles triangle in the light plane 46 with a height intersecting the base side c perpendicularly h, with the illumination optics imaging the base of this triangle onto a straight line perpendicularly intersecting the optical axis 14 of the first stereoscopic partial observation beam path 78 and the optical axis 16 of the second stereoscopic partial observation beam path 80 in the cutting plane 62 of the microscope main objective system 18 such that the image of the Intersection 47 of the height h with the base c of the triangle on the center point 88 of the optical axis 14 of the first stereoscopic partial observation beam path and the optical axis 16 of the second stereoscopic partial observation beam path in this cutting plane 62 se nkrecht intersecting distance line that corresponds to the stereo base 82 is located.
  • illumination device 34 contains a reflex diaphragm 50 parallel to optical axis 84 of microscope main objective system 18, which is perpendicular to an optical axis of illumination beam path 64, which is coaxial to optical axis 90 of collector lens system 54, and which extends in illumination beam path 64 from illumination plane 46 seen at a minimum distance in front of the deflection element 58 is arranged.
  • the diagonals 91 which are parallel to the stereo base 82, of the luminous surfaces 44 of the light sources 38, 40 of the light source assembly 36 in the lighting device 34 lie on a straight line which intersects the optical axis 90 perpendicularly.
  • the diagonal 91 of the luminous surface 44 intersects the optical axis of the illumination beam path 64 perpendicularly.
  • Fig. 8 shows the luminous field diaphragm 48 of the illumination device 34.
  • the diaphragm opening of the luminous field diaphragm 48 has a base side 92 parallel to the stereo base 82 of the stereoscopic partial observation beam paths in sectional planes of the microscope main objective system 18 perpendicular to the optical axis 84 and is laterally through to the one with the optical Axis 90 of the collector lens system 54 that coincides with the optical axis of the illumination beam path 64 of the circular arcs 94 whose geometry maximizes the light yield in the illuminated field generated on the object region 12 .
  • the reflex diaphragm 50 for preventing reflections of the illumination light on optically effective surfaces of the microscope main objective system 18 on a side facing away from the object area 12 with the optical axis 90 of the collector lens system 54, which corresponds to an optical axis of the illumination beam path 64.
  • the reflex screen 50 is z. B. made of a thin sheet metal.
  • the reflex diaphragm 50 is located in a section of the imaging beam path of the illumination plane 46, in which the light rays of the illumination light converge, close to the luminescent image plane 65.
  • the reflex diaphragm 50 is mirror-symmetrical to an axis of symmetry 96 parallel to the optical axis 84 of the microscope main objective system 18.
  • This axis of symmetry 96 intersects the optical axis of the illumination beam path 64, which is coaxial to the optical axis 90 of the collector lens system 54, perpendicularly.
  • the reflex screen 50 has five separate light passage surfaces 98 which surround two opaque areas 100 which are held on webs 102 .
  • the reflex diaphragm 50 Due to the small distance between the reflex diaphragm 50 and the light image plane 65, the reflex diaphragm 50 only has to block out that illumination light that is close to the optical axis of the illumination beam path that coincides with the optical axis 90 of the collector lens system 54 in order to avoid disruptive reflections of the illumination light on the microscope main objective system 18 64 is guided.
  • the arrangement of the Re flexblende 50 in the illumination beam path 64 ensures that it can be kept small and is able to hide the illumination light that has defined critical impingement points on the optical boundary surfaces of the Mik roskopmainlinsesystems 18.
  • a reflex diaphragm can in principle also be arranged in the illumination beam path 64 close to the light source assembly 36 in order to avoid the occurrence of disturbing reflected light in the stereoscopic partial observation beam paths 78, 80, although with the geometry and arrangement of the illuminated areas 44 in of the luminous plane 46 then larger losses of illumination light have to be accepted. It should also be noted that in order to avoid disturbing reflections of the illumination light deflected by the mirror element 60 to the microscope main objective system 18, another reflex diaphragm is arranged at the optically effective boundary surfaces of the microscope main objective system 18 in front of the adjustable lens assemblies 22, 24 of the magnification system 20 can be.
  • microscope main objective system 18 can also be tilted somewhat ver in order to avoid interfering reflections of illumination light in the stereoscopic partial observation beam paths 78, 80, which, however, has a negative effect on the imaging quality of the surgical microscope 10.
  • FIG. 10 is a partial view of the retina 104 of a patient's eye shown in FIG.
  • a special feature of the surgical microscope 10 described above is that the illumination light from the luminous areas 44 of the light sources 38 , 40 and 42 is available over the entire luminous field 61 in the object region 12 .
  • the illuminating light of the light sources 38, 40 in the illuminating device 34 of the surgical microscope 10 therefore makes it possible to generate a red reflex illumination even in a patient's eye 11, which is located in the object region 12 from the optical axis of the microscope's main objective system 18.
  • a surgical microscope 10 contains an optics assembly 15 for imaging an object plane 32, which is arranged in an object region 12, into an image plane 30.
  • the optics assembly 15 has a first stereoscopic partial beam path with a first optical axis 14 and from a second stereoscopic beam path part with a second optical axis 16 interspersed micro skopsburglinsesystem 18 on.
  • Illumination device 34 for illuminating the object region 12 with an illumination beam path 64, which contains a light source assembly 36 for providing illumination light in a luminous plane 46, which has a luminous field diaphragm 48 arranged at a distance from the luminous plane 46 and which has illumination optics 52 for imaging the luminous field diaphragm 48 in a field diaphragm plane on a side of the main microscope objective system 18 facing the object region 12 with a beam path passing through the main microscope objective system 18 .
  • the illumination optics 52 images a luminous object arranged in the luminous plane 46 in the illumination beam path 64 at least partially in at least one luminous image plane 65, 68 perpendicular to the optical axis of the microscope main objective system (18), which lies in the microscope main objective system 18 or, for its vertical distance, e.g of the microscope main objective system 18 on the side facing the object area 12 or the side facing away from the object area 12 in relation to a focal length f of the microscope main objective system 18 applies: z/f ⁇ 10%, preferably z/f ⁇ 5%, particularly preferably z/ f ⁇ 2.5%.
  • the invention also relates to a surgical microscope with the following aspects:
  • the microscope main objective system (18) has a partial beam path with a first optical axis (14) and a second stereoscopic partial beam path with a second optical axis (16), and an illumination device (34) for illuminating the object region (12) with an illumination beam path (64), a light source assembly (36) for providing illumination light in a Contains the luminous plane (46), which has a luminous field diaphragm (48) arranged at a distance from the luminous plane (46) and which has illumination optics (52) for imaging the luminous field diaphragm (48) in a luminous field diaphragm plane on a plane facing the object region (12).
  • the illumination optics (52) in the illumination beam path (64) at least partially in at least one illuminated image plane ( 65, 68) located in the microscope main objective system (18) or for its vertical distance z from the microscope main objective system (18) on the side facing the object area (12) or on the side facing away from the object area (12) in relation to a
  • the focal length f of the microscope main objective system z/f ⁇ 10%, preferably z/f ⁇ 5%, particularly preferably z/f ⁇ 2.5%.
  • Surgical microscope (10) according to aspect 1, characterized in that the illumination optics (52) images a luminous object arranged in the luminous plane (46) with magnification.
  • Surgical microscope (10) according to aspect 1 or 2, characterized in that the light source assembly (36) is designed to provide illumination light with an areal illumination pattern in the illumination plane (46), which the illumination optics (52) project as an illumination pattern image into the depicts at least one luminous image plane (65) which is optically conjugate to the luminous plane (46).
  • Surgical microscope (10) according to aspect 3, characterized in that the light pattern image at least partially on an optical Axis (14) of the first stereoscopic part observation beam path and the optical axis (16) of the second stereoscopic part observation beam path in this light image plane (65) perpendicularly intersecting straight lines.
  • Surgical microscope according to aspect 3 or 4, characterized in that the first stereoscopic partial observation beam path (78) at least partially penetrates the illuminated pattern image and/or the second stereoscopic partial observation beam path (80) at least partially penetrates the illuminated pattern image.
  • Surgical microscope according to one of aspects 3 to 5, characterized in that the optical axis (14) of the first stereoscopic partial observation beam path penetrates the luminous pattern image and/or the optical axis (16) of the second stereoscopic partial observation beam path penetrates the luminous pattern image.
  • Surgical microscope (10) according to one of aspects 3 to 6, characterized in that the light source assembly (36) is designed for setting a planar light pattern or a plurality of planar light patterns from the following group: i. a single luminous area (44); ii. a first luminous surface (44) and a second luminous surface (44) arranged at a distance from the first luminous surface (44), the first luminous surface (44) and the second luminous surface (44) being mirror-symmetrical to an optical axis of the illumination optics; iii.
  • a first luminous surface (44), a second luminous surface (44) and a third luminous surface (44) whose centroids (45) in the luminous plane (46) are an isosceles triangle with a die Base c perpendicularly intersecting the height h, with the illumination optics (52) pointing the base c of this triangle to the optical axis (14) of the first stereoscopic partial observation beam path and the optical axis (16) of the second stereoscopic partial observation beam path in the illuminated image plane (65 ) vertically intersecting straight lines in such a way that the image of the point of intersection (47) of the height h of the with the base c of the triangle on the center point (88) of the optical axis (14) of the first stereoscopic partial observation beam path and the optical axis (16) of the second stereoscopic partial observation processing beam path in the light image plane (65) is perpendicular schnei Descent distance line.
  • Surgical microscope (10) according to aspect 10, characterized in that the deflection element (58) is designed as a beam splitter through which the first stereoscopic partial beam path and the second stereoscopic partial beam path pass.
  • Surgical microscope (10) according to one of aspects 1 to 11, characterized in that the illumination device (34) has a mirror element (60) which is arranged on the side of the microscope main objective system (18) facing away from the object region (12) and which is separated from the optical axis ( 84) of the microscope main objective system (18) is positioned at a distance and which has a mirror surface parallel to the stereo base (82) of the first stereoscopic partial beam path and the second stereoscopic partial beam path for deflecting illumination light to the object area (12); and/or characterized in that the illumination optics (52) at least partially images an illuminated object arranged in the illumination plane (46) in the illumination beam path (64) into different illuminated image planes (65, 68), which are each located in the microscope main objective system (18).
  • Surgical microscope (10) according to one of aspects 1 to 12, characterized by one in the illumination beam path (64) on the side of the microscope main objective system (18) facing away from the object region (12) both from the luminous plane (46) and from at least one of it optically conjugate cutting plane (62) of the microscope main objective system (18) arranged spaced apart reflex diaphragm (50) for preventing illumination light reflections in the first and/or second stereoscopic partial beam path on one of the object area (12) the side facing away from an optically effective surface of the microscope main lens system (18).
  • Surgical microscope (10) according to aspect 13, characterized in that the reflex diaphragm (50) is arranged in a diaphragm plane parallel to the optical axes (14, 16) of the first stereoscopic partial observation beam path and the second stereoscopic partial observation beam path; and/or characterized in that the reflection screen (50) has a mirror-symmetrical screen structure and has a plurality of light passage surfaces separated from one another by opaque areas; and/or characterized in that the reflection screen (50) is arranged in a section of the illumination beam path (64) in which it is convergent or divergent.
  • Surgical microscope (10) according to one of aspects 1 to 14, characterized in that the illumination device (34) for imaging the luminous plane (46) has a collector lens system (54) with an optical axis and contains a collector lens system (56), wherein the luminous field diaphragm (48) is arranged between the luminous plane (46) and the collector lens system (54).
  • the light source assembly (36) has a light source with a in the has a rectangular or round luminous surface (44) arranged on the luminous plane (46), which has a centroid (45) which is arranged at a distance from the optical axis (90) of the collector lens system (54), the centroid (45) being on one of these optical axis perpendicularly intersecting straight lines (91) that is to the to the
  • the light source assembly (36) is a light source with a rectangular or round light source arranged in the light plane (46).
  • Luminous surface (44) which has a centroid which is arranged at a distance from the optical axis of the collector lens system (54) and is on one of this optical axis and the luminous image plane (65) of the microscope main objective system (18 ) perpendicularly intersecting straight lines which are parallel to the optical axis (84) of the microscope main objective system (18).
  • optical axis microscope main objective system 86 normal

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Abstract

Ein Operationsmikroskop (10) enthält eine Optikbaugruppe (15) für das Abbilden einer Objektebene (32), die in einem Objektbereich (12) angeordnet ist, in eine Bildebene (30). Die Optikbaugruppe (15) weist ein von einem ersten stereoskopischen Teilstrahlengang mit einer ersten optischen Achse (14) und von einem zweiten stereoskopischen Teilstrahlengang mit einer zweiten optischen Achse (16) durchsetztes Mikroskophauptobjektivsystem (18) auf. In dem Operationsmikroskop (10) gibt es eine Beleuchtungseinrichtung (34) für das Beleuchten des Objektbereichs (12) mit einem Beleuchtungsstrahlengang (64), die eine Lichtquellenbaugruppe (36) für das Bereitstellen von Beleuchtungslicht in einer Leuchtebene (46) enthält, die eine von der Leuchtebene (46) beabstandet angeordnete Leuchtfeldblende (48) hat und die eine Beleuchtungsoptik (52) für das Abbilden der Leuchtfeldblende (48) in eine Leuchtfeldblendenebene auf einer dem Objektbereich (12) zugewandten Seite des Mikroskophauptobjektivsystems (18) mit einem das Mikroskophauptobjektivsystem (18) durchsetzenden Strahlengang enthält. Erfindungsgemäß bildet die Beleuchtungsoptik (52) ein in der Leuchtebene (46) angeordnetes Leuchtobjekt in dem Beleuchtungsstrahlengang (64) wenigstens teilweise in wenigstens eine zu der optischen Achse des Mikroskophauptobjektivsystems (18) senkrechte Leuchtbildebene ab, die in dem Mikroskophauptobjektivsystem (18) liegt oder für deren senkrechter Abstand z von dem Mikroskophauptobjektivsystem (18) auf der dem Objektbereich (12) zugewandten oder der dem Objektbereich (12) abgewandten Seite im Verhältnis zu einer Brennweite f des Mikroskophauptobjektivsystems (18) gilt: z/f < 10%.

Description

Operationsmikroskop mit Beleuchtungseinrichtung Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Operationsmikroskop mit einer Optikbaugruppe für das Abbilden einer Objektebene, die in einem Objektbereich angeordnet ist, in eine Bildebene, wobei die Optikbaugruppe ein von einem ersten stereoskopi schen Teilstrahlengang mit einer ersten optische Achse und von einem zwei ten stereoskopischen Teilstrahlengang mit einer zweiten optischen Achse durchsetztes Mikroskophauptobjektivsystem enthält, und mit einer Beleuch tungseinrichtung für das Beleuchten des Objektbereichs mit einem Beleuch tungsstrahlengang, die eine Lichtquellenbaugruppe für das Bereitstellen von Beleuchtungslicht in einer Leuchtebene enthält, die eine von der Leuchtebene beabstandet angeordnete Leuchtfeldblende hat und die eine Beleuchtungsop tik für das Abbilden der Leuchtfeldblende in einer Leuchtfeldblendenebene auf einer dem Objektbereich zugewandten Seite des Mikroskophauptobjektivsys tems mit einem das Mikroskophauptobjektivsystem durchsetzenden Strahlen gang aufweist.
Ein Operationsmikroskop der eingangs genannten Art ist aus der DE 10 2007 041 003 A1 bekannt. Dieses Operationsmikroskop ist ein Oph- thalmooperationsmikroskop. Es enthält für das Beleuchten des Objektbereichs eine Beleuchtungseinrichtung, die das Einstellen eines Beleuchtungsstrahlen gangs ermöglicht, der zu den stereoskopischen Beobachtungsstrahlengängen in dem Operationsmikroskop koaxial verläuft und dabei das Mikroskophaupt- objektivsystem durchsetzt. Die Beleuchtungseinrichtung weist eine als eine Aperturblende wirkende Doppelblende auf, die in dem Beleuchtungsstrahlen gang angeordnet ist. Diese Doppelblende wird über eine Beleuchtungsoptik und das Mikroskophauptobjektivsystem in eine Blendenebene abgebildet, die im Unendlichen liegt oder die auf einer dem Objektbereich zugewandten Seite des Mikroskophauptobjektivsystems weit entfernt von dem Mikroskophaupt- objektivsystem angeordnet ist. Der aus dem Mikroskophauptobjektivsystem austretende Beleuchtungsstrahlengang ist somit austrittsseitig des Mikro skophauptobjektivsystems parallel oder verläuft leicht konvergent. In dem Operationsmikroskop kann das Bild der Doppelblende allerdings auch auf ei ner dem Objektbereich abgewandten Seite des Mikroskophauptobjektivsys tems weit entfernt von dem Mikroskophauptobjektivsystem angeordnet sein. In diesem Fall ist das Bild der Doppelblende virtuell und der Beleuchtungs strahlengang verläuft austrittsseitig des Mikroskophauptobjektivsystems leicht divergent. Der die Doppelblende abbildende Beleuchtungsstrahlengang ist von der Brennweite des Mikroskophauptobjektivsystems abhängig und führt das Beleuchtungslicht so in den Objektbereich, dass dieses dort unter einem einzigen Winkel zu den optischen Achsen der stereoskopischen Teilbeobach tungsstrahlengänge oder unter Winkeln zu den optischen Achsen der stereo skopischen Teilbeobachtungsstrahlengänge auftrifft, die in einem schmalen Winkelbereich liegen.
In der WO 2012/150613 A2 ist ein Stereo-Operationsmikroskop mit einer Be leuchtungseinrichtung beschrieben, in der mittels eines als LED ausgebildeten Leuchtobjekts Beleuchtungslicht für das Beleuchten des Objektbereichs be reitgestellt wird, in dem das Patientenauge angeordnet ist. Die Beleuchtungs einrichtung enthält ein Kondensorlinsensystem sowie ein Übertragungslinsen system, ein Strahlteilerprisma mit Spiegelflächen und eine Spiegelanordnung mit einem ersten Umlenkspiegel und mit einem zweiten Umlenkspiegel, die auf der dem Objektbereich abgewandten Seite des Mikroskophauptobjektivsys tems angeordnet ist. Das Kondensorlinsensystem und das Übertragungslin sensystem bilden die LED über das Strahlteilerprisma auf eine Spiegelfläche der Spiegelanordnung ab. Damit wird dort eine virtuelle Leuchtfläche erzeugt, die in oder nahe zumindest eines der stereoskopischen Teilbeobachtungs strahlengänge angeordnet ist. Das Licht der virtuellen Leuchtfläche kann des halb auf dem Hintergrund des Patientenauges einen Rotreflex hervorrufen, der in dem stereoskopischen Teilbeobachtungsstrahlengang beobachtbar ist. Aus der WO 2006/015690 A1 ist ein Operationsmikroskop mit einer einstell baren Beleuchtungseinrichtung bekannt, die in einer ersten Einstellung das Bereitstellen von Rotreflex-Beleuchtungslicht im Objektbereich ermöglicht und die einer hiervon verschiedenen zweiten Einstellung in dem Objektbereich Be leuchtungslicht für die Umfeldbeleuchtung des Objektbereichs bereitstellen kann. Für das Bereitstellen von Rotreflex-Beleuchtungslicht wird ein mittels des Kollektors in der Ebene einer Beleuchtungslicht-Aperturblende erzeugtes Zwischenbild des Endes eines Lichtleiters mittels eines Kollektors über eine Plankonvexlinse, ein Übertragungslinsensystem und das Mikroskophauptob jektivsystem unendlich abgebildet, so dass auf dem Fundus eines rechtsichti gen Patientenauges ein Bild des Endes des Lichtleiters entsteht.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Operationsmikroskop mit einer Beleuch tungseinrichtung für das Beleuchten des Objektbereichs mit einem Beleuch tungsstrahlengang bereitzustellen, der das Beleuchtungslicht unter unter schiedlichen und in einem breiten Winkelbereich liegenden Winkeln zu den optischen Achsen stereoskopischer Teilbeobachtungsstrahlengänge in den Objektbereich führt.
Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 angegebene Operationsmikro skop gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfin dung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Ein erfindungsgemäßes Operationsmikroskop hat eine Optikbaugruppe für das Abbilden einer Objektebene, die in einem Objektbereich angeordnet ist, in eine Bildebene. Die Optikbaugruppe enthält ein von einem ersten stereosko pischen Teilstrahlengang mit einer ersten optischen Achse und von einem zweiten stereoskopischen Teilstrahlengang mit einer zweiten optischen Achse durchsetztes Mikroskophauptobjektivsystem. In dem Operationsmikroskop gibt es eine Beleuchtungseinrichtung für das Beleuchten des Objektbereichs mit einem Beleuchtungsstrahlengang, die eine Lichtquellenbaugruppe für das Bereitstellen von Beleuchtungslicht in einer Leuchtebene enthält, die eine von der Leuchtebene beabstandet angeordnete Leuchtfeldblende hat und die eine Beleuchtungsoptik für das Abbilden der Leuchtfeldblende in einer Leuchtfeld blendenebene auf einer dem Objektbereich zugewandten Seite des Mikro skophauptobjektivsystems mit einem das Mikroskophauptobjektivsystem durchsetzenden Strahlengang aufweist. In dem Operationsmikroskop bildet die Beleuchtungsoptik ein in der Leuchtebene angeordnetes Leuchtobjekt in dem Beleuchtungsstrahlengang wenigstens teilweise in wenigstens eine zu der optischen Achse des Mikroskophauptobjektivsystems senkrechte Leucht bildebene ab, die in dem Mikroskophauptobjektivsystem liegt oder für deren senkrechter Abstand z von dem Mikroskophauptobjektivsystem auf der dem Objektbereich zugewandten oder der dem Objektbereich abgewandten Seite im Verhältnis zu einer Brennweite f des Mikroskophauptobjektivsystems gilt: z/f < 10%, vorzugsweise z/f < 5%, besonders bevorzugt z/f < 2,5%. Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass der Objektbereich eines Ope rationsmikroskops dadurch mit Licht beleuchtet werden kann, das in unter schiedlichen Winkeln zu den optischen Achsen der stereoskopischen Teil strahlengänge in den Objektbereich gelangt, die in einem definierten Winkel bereich liegen, wenn dieses Beleuchtungslicht an Lichtaustrittsflächen bereit- gestellt wird, die in dem Mikroskophauptobjektivsystem oder knapp darüber oder darunter angeordnet sind. Eine Idee der Erfindung ist es, dass der Win kelbereich durch die geometrische Form und Größe der Leuchtflächen sowie deren Lage und Orientierung in Bezug auf die optischen Achsen der stereo skopischen Teilstrahlengänge festgelegt werden kann.
Von Vorteil ist es, wenn die Beleuchtungsoptik ein in der Leuchtebene ange ordnetes Leuchtobjekt mit Vergrößerung abbildet. Auf diese Weise kann durch Ausleuchten vergleichsweise kleiner Leuchtflächen in der Leuchtebene Be leuchtungslicht bereitgestellt werden, das mit Einfallswinkeln auf den Objekt bereich trifft, die in einem großen Winkelbereich liegen. Bevorzugt ist die Lichtquellenbaugruppe für das Bereitstellen von Beleuch tungslicht mit einem flächigen Leuchtmuster in der Leuchtebene ausgelegt, das die Beleuchtungsoptik als ein Leuchtmusterbild in die wenigstens eine zu der Leuchtebene optisch konjugierte Schnittebene abbildet.
Bei Kataraktoperationen, die in der Regel unter einem Operationsmikroskop durchgeführt werden, besteht das Erfordernis, transparente Strukturen in ei nem vorderen Augenabschnitt eines Patientenauges kontrastreich abzubilden. Hierfür bedarf es einer sogenannten Rotreflexbeleuchtung, bei der die Pupille des Patientenauges mittels an dessen Retina reflektiertem und/oder zurück gestreutem Licht ausgeleuchtet wird.
Die Erfinder haben erkannt, dass transparente Strukturen in dem vorderen Au genabschnitt eines Patientenauges insbesondere dann gut sichtbar gemacht werden können, wenn das an der Retina reflektierte und/oder zurückgestreute Licht die Pupille des Patientenauges homogen und hell ausleuchtet und dieses Licht im Wesentlichen von Partien der Retina hervorgerufen wird, die dem von den Strahlbüscheln der stereoskopischen Teilbeobachtungsstrahlen durch setzten Bereich entsprechen, wodurch ein Phasenkontrast entsteht.
Eine Idee der Erfindung ist es deshalb, die Lichtquellenbaugruppe für das Be reitstellen von Beleuchtungslicht mit einem flächigen Leuchtmuster in der Leuchtebene auszulegen, das ein Leuchtmusterbild bewirkt, das weitgehend in den stereoskopischen Teilbeobachtungsstrahlengängen geführt ist.
Indem das Leuchtmusterbild wenigstens teilweise auf einer die optische Achse des ersten stereoskopischen Teilbeobachtungsstrahlengangs und die opti sche Achse des zweiten stereoskopischen Teilbeobachtungsstrahlengangs in dieser Schnittebene senkrecht schneidenden Geraden liegt, kann Beleuch tungslicht bereitgestellt werden, das in Bezug auf die stereoskopischen Teil beobachtungsstrahlengänge achsnah auf den Objektbereich einfällt. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass der erste stereoskopische Teilbeobachtungsstrahlengang das Leuchtmusterbild wenigstens teilweise durchsetzt und/oder der zweite stereoskopische Teilbeobachtungsstrahlen gang das Leuchtmusterbild wenigstens teilweise durchsetzt. Auf diese Weise kann Beleuchtungslicht zu dem Objektbereich geführt werden, das in den ste reoskopischen Teilbeobachtungsstrahlengängen auf den Objektbereich trifft.
Zu bemerken ist, dass die optische Achse des ersten stereoskopischen Teil beobachtungsstrahlengangs alternativ oder zusätzlich das Leuchtmusterbild durchsetzen kann und/oder der die optische Achse des zweiten stereoskopi schen Teilbeobachtungsstrahlengangs das Leuchtmusterbild durchsetzten kann. Auf diese Weise wird zu einer optischen Achse des stereoskopischen Teilbeobachtungsstrahlengangs koaxiales Beleuchtungslicht zum Objektbe reich geführt.
Eine Idee der Erfindung ist es auch, dass das Beleuchtungslicht eines flächi gen Leuchtmusters, das in eine Leuchtbildebene abgebildet wird, die in dem Mikroskophauptobjektivsystem liegt oder die in einem lediglich geringen Ab stand hiervon angeordnet ist, mit Lichtstrahlen in den Objektbereich geführt wird, die divergieren und dabei das gesamte Sehfeld des Operationsmikro skops auch bei der kleinstmöglichen Vergrößerung abdecken. Indem die Ab messungen des Leuchtbildmusters im Vergleich zum Durchmesser des Mik roskophauptobjektivsystems klein sind, lässt sich erreichen, dass auch bei ei nem Arbeitsabstand des Objektbereichs, der in einem Bereich von 175 mm bis 200 mm oder auch etwas darüber oder leicht darunter liegt, das Beleuchtungs licht gerichtet unter Winkeln zu den optischen Achsen der stereoskopischen Teilbeobachtungsstrahlengänge auf den Objektbereich auftrifft, die in einem Winkelbereich liegen, der sich aus der Lage des Leuchtbildmusters ergibt.
Von Vorteil ist es, wenn die Lichtquellenbaugruppe für das Einstellen eines flächigen Leuchtmusters oder mehrerer flächiger Leuchtmuster aus der folgen den Gruppe ausgelegt ist: i. eine einzige Leuchtfläche; ii. eine erste Leuchtfläche und eine von der ersten Leuchtfläche beab- standet angeordnete zweite Leuchtfläche, wobei die erste Leuchtfläche und die zweite Leuchtfläche zu einer optischen Achse der Beleuch tungsoptik spiegelsymmetrisch sind; iii. eine erste Leuchtfläche, eine zweite Leuchtfläche und eine dritte Leuchtfläche, deren Flächenschwerpunkte in der Leuchtebene ein vor zugsweise gleichschenkliges, insbesondere rechtwinkliges Dreieck mit einer die Grundseite c senkrecht schneidenden Höhe h definieren, wo bei die Beleuchtungsoptik die Grundseite c dieses Dreiecks auf eine die optische Achse des ersten stereoskopischen Teilbeobachtungsstrah- lengangs und die optische Achse des zweiten stereoskopischen Teilbe obachtungsstrahlengangs in der Leuchtbildebene senkrecht schneiden den Geraden so abbildet, dass das Bild des Schnittpunkts der Höhe h des mit der Grundseite c des Dreiecks auf dem Mittelpunkt der die op tischen Achse des ersten stereoskopischen Teilbeobachtungsstrahlen- gangs und des zweiten stereoskopischen Teilbeobachtungsstrahlen gangs in der Leuchtbildebene senkrecht schneidenden Abstandslinie liegt.
Die Lichtquellenbaugruppe kann insbesondere für das Einstellen unterschied- licher Leuchtmuster ausgelegt sein. Das Leuchtmuster kann z. B. wenigstens eine rechteckige Leuchtfläche oder eine quadratische Leuchtfläche haben. Das Leuchtmuster kann aber auch eine oder mehrere runde, insbesondere kreisrunde oder ovale Leuchtflächen aufweisen. Zu bemerken ist, dass das Leuchtmuster im Grundsatz eine beliebige Form haben kann, die gewährleis- tet, dass möglichst viel Beleuchtungslicht in ein Leuchtfeld auf dem Objektbe reich gelangt, ohne dass dabei störende Reflexionen von Beleuchtungslicht in die Beobachtungsstrahlengänge auftreten. Bevorzugt weist die Beleuchtungsoptik in einem erfindungsgemäßen Operationsmikroskop ein auf der dem Objektbereich abgewandten Seite des Mikroskophauptobjektivsys tems angeordnetes Umlenkelement auf, das für das Um lenken von mittels der Beleuchtungseinrichtung bereitgestelltem Beleuchtungslicht zu dem Objektbe reich dient und das eine zu der Stereobasis des ersten stereoskopischen Teil strahlengangs und des zweiten stereoskopischen Teilstrahlengangs parallele Spiegelfläche hat, in der eine zu der Stereobasis koaxiale Gerade verläuft.
Das Umlenkelement kann z. B. als ein von dem ersten stereoskopischen Teil strahlengang und dem zweiten stereoskopischen Teilstrahlengang durchsetz ter Strahlteiler ausgebildet sein. Die Beleuchtungseinrichtung kann ein auf der dem Objektbereich abgewandten Seite des Mikroskophauptobjektivsystems angeordnetes Spiegelelement haben, das von der optischen Achse des Mik roskophauptobjektivsystems beabstandet positioniert ist und das für das Um lenken von Beleuchtungslicht zu dem Objektbereich eine zu der Stereobasis des ersten stereoskopischen Teilstrahlengangs und des zweiten stereoskopi schen Teilstrahlengangs parallele Spiegelfläche hat.
Um zu vermeiden, dass in dem ersten und/oder in dem zweiten stereoskopi schen Teilbeobachtungsstrahlengang störende Lichtreflexe auftreten, die von Beleuchtungslicht aus dem Beleuchtungsstrahlengang hervorrufen werden, ist es von Vorteil, wenn in dem Beleuchtungsstrahlengang auf der dem Objekt bereich abgewandten Seite des Mikroskophauptobjektivsystems eine sowohl von der Leuchtebene als auch von der wenigsten einen hierzu optisch konju gierten Leuchtbildebene beabstandet positionierte Reflexblende angeordnet ist, die für das Unterbinden von Beleuchtungslichtreflexen in den ersten und/oder zweiten stereoskopischen Teilstrahlengang an einer dem Objektbe reich abgewandten Seite einer optisch wirksamen Fläche des Mikro skophauptobjektivsystems dient.
Diese Reflexblende ist bevorzugt in einer zu den optischen Achsen des ersten stereoskopischen Teilbeobachtungsstrahlengangs und des zweiten stereoskopischen Teilbeobachtungsstrahlengangs parallelen Blendenebene angeordnet.
Die Reflexblende kann eine spiegelsymmetrische Blendenstruktur haben und z. B. fünf voneinander durch lichtundurchlässige Bereiche getrennte Licht durchtrittsflächen aufweisen. Zu bemerken ist, dass die Lichtdurchtrittsfläche der Reflexblende grundsätzlich auch eine einzige zusammenhängende Form aufweisen kann, die sich z. B. durch Aufdampfen von lichtundurchlässigem Material auf einen Glasträger hersteilen lässt. Die Reflexblende kann insbe sondere in einem Abschnitt des Beleuchtungsstrahlengangs angeordnet sein, in dem dieser konvergent ist oder divergent ist.
Alternativ oder zusätzlich zu der Reflexblende kann dem Auftreten von stören den Lichtreflexen in dem ersten und/oder in dem zweiten stereoskopischen Teilbeobachtungsstrahlengang auch dadurch begegnet werden, dass das mit tels der Lichtquellenbaugruppe erzeugte Leuchtmuster in der Leuchtbildebene ein Leuchtbildmuster bewirkt, das störende Lichtreflexe, die das Beleuch tungslicht durch Reflexionen an dem Mikroskophauptobjektivsystem hervorru- fen kann, unterbindet oder zumindest minimiert.
Zu bemerken ist, dass die Reflexblende insbesondere als ein transmissives Display ausgebildet sein kann. Darüber hinaus ist zu bemerken, dass die Licht quellenbaugruppe für das Erzeugen von Leuchtmustern z. B. ein reflexives Display (DMD) enthalten kann.
Zu bemerken ist auch, dass für das Vermeiden störender Reflexe von Beleuch tungslicht an dem Mikroskophauptobjektivsystem in die stereoskopischen Teil beobachtungsstrahlengänge grundsätzlich die Anordnung der Leuchtflächen der Lichtquellen der Lichtquellenbaugruppe optimiert werden kann. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, Radien von optisch wirksamen Flächen des Mikroskophauptobjektivsystems, welche die Richtung des reflektierten Be leuchtungslichts und somit auch das durch die Beobachtung erfasste Reflexlicht bestimmen, anzupassen. Darüber hinaus ermöglicht eine de- zentrierte Lage der stereoskopischen Teilbeobachtungsstrahlengänge und des Beleuchtungsstrahlengangs in Bezug auf die optische Achse des Mikro skophauptobjektivsystems das Unterbinden oder Verringern störender Re- flexe von Beleuchtungslicht an dem Mikroskophauptobjektivsystem in die ste reoskopischen Teilbeobachtungsstrahlengänge.
Die Beleuchtungseinrichtung kann für das Abbilden der Leuchtebene ein Kol lektorlinsensystem mit einer optischen Achse aufweisen und ein Sammellin- sensystem enthalten, wobei die Leuchtfeldblende zwischen der Leuchtebene und dem Kollektorlinsensystem angeordnet ist.
Zu bemerken ist, dass die Lichtquellenbaugruppe zwei Lichtquellen mit jeweils einer in der Leuchtebene angeordneten insbesondere runden aber auch recht- eckförmigen, z. B. quadratischen Leuchtfläche aufweisen kann, die voneinan der beabstandete Flächenschwerpunkte haben, die auf einer Geraden liegen, welche die optische Achse des Kollektorlinsensystems senkrecht schneidet, wobei die Begrenzungsseiten der Leuchtflächen der Lichtquellen zu dieser Geraden jeweils schräg bzw. orthogonal verlaufen.
Die Lichtquellenbaugruppe kann eine Lichtquelle mit einer in der Leuchtebene angeordneten rechteckförmigen oder runden Leuchtfläche aufweisen, die ei nen Flächenschwerpunkt hat, der von der optischen Achse des Kollektorlin sensystems beabstandet angeordnet ist, wobei der Flächenschwerpunkt auf einer diese optische Achse senkrecht schneidenden Geraden liegt, die zu der zu der Leuchtebene optisch konjugierten Leuchtbildebene oder zu der opti schen Achse des Mikroskophauptobjektivsystems parallel ist.
Die Lichtquellenbaugruppe kann insbesondere eine Lichtquelle mit einer in der Leuchtebene angeordneten insbesondere runden aber auch rechteckförmi gen, z. B. quadratischen Leuchtfläche aufweisen, die einen Flächenschwer punkt hat, der von der optischen Achse des Kollektorlinsensystems beabstandet angeordnet ist und dabei auf einer diese optische Achse und die zu der Leuchtebene konjugierte Leuchtbildebene senkrecht schneidenden Ge raden liegt, die zu der optischen Achse des Mikroskophauptobjektivsystems parallel ist.
Zu bemerken ist, dass die Beleuchtungsoptik der Beleuchtungseinrichtung in dem Operationsmikroskop derart ausgelegt sein kann, dass ein in der Leuch tebene angeordnetes Leuchtobjekt in dem Beleuchtungsstrahlengang wenigs tens teilweise in unterschiedliche Leuchtbildebenen abgebildet wird, die je weils in dem Mikroskophauptobjektivsystem liegen oder für deren senkrechten Abstand z von dem Mikroskophauptobjektivsystem auf der dem Objektbereich zugewandten oder der dem Objektbereich abgewandten Seite im Verhältnis zu einer Brennweite f des Mikroskophauptobjektivsystems gilt: z/f < 10%.
Es kann vorgesehen sein, dass das Mikroskophauptobjektivsystem mehrere zu der Leuchtebene optisch konjugierte Schnittebenen aufweist, in welche die Beleuchtungsoptik ein in der Leuchtebene angeordnetes Leuchtobjekt wenigs tens teilweise abbildet.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung in schemati scher Weise dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein als Ophthalmooperationsmikroskop ausgebildetes Operations mikroskop für das Visualisieren eines Objektbereichs mit einem Mikroskophauptobjektivsystem und mit einer Beleuchtungseinrich tung;
Fig. 2 und Fig. 3 perspektivische Teilansichten des Operationsmikro skops; Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Lichtquellenbaugruppe der Beleuchtungs einrichtung mit Lichtquellen, die in einer Leuchtebene liegende Leuchtflächen haben; Fig. 5 eine Schnittansicht der Beleuchtungseinrichtung mit einem ersten die Leuchtebene in eine Schnittebene des Mikroskophauptobjek tivsystems abbildenden Strahlengang;
Fig. 6 eine Schnittansicht der Beleuchtungseinrichtung mit einem zweiten die Leuchtebene in eine Schnittebene des Mikroskophauptobjek tivsystems abbildenden Strahlengang;
Fig. 7 eine senkrechte Projektion auf Schnittebenen des Mikroskophaupt- objektivsystems mit den Pupillen der stereoskopischen Teilbe obachtungsstrahlengänge in dem Operationsmikroskop;
Fig. 8 eine Leuchtfeldblende der Beleuchtungseinrichtung;
Fig. 9 eine Reflexblende der Beleuchtungseinrichtung; und
Fig. 10 mittels der Beleuchtungseinrichtung erzeugte Leuchtflecke auf dem Hintergrund eines Patientenauges.
Die Fig. 1 ist ein schematischer Schnitt eines als ein Ophthalmooperations- mikroskop ausgebildeten Operationsmikroskops 10. Das Operationsmikro skop 10 dient für das Visualisieren eines Patientenauges 11 in einem Objekt bereich 12 bei chirurgischen Operationen mit einem ersten und zweiten stere oskopischen Teilbeobachtungsstrahlengang. Es enthält hierfür eine Optikbau gruppe 15, die ein in einem Operationsmikroskopgrundkörper 17 aufgenom- menes Mikroskophauptobjektivsystem 18 aufweist, das die stereoskopischen Teilbeobachtungsstrahlengänge mit ersten und zweiten optischen Achsen 14, 16 durchsetzen. Die Fig. 2 und Fig. 3 zeigen unterschiedliche perspektivische Teilansichten von Baugruppen in dem Operationsmikroskop 10.
Die Optikbaugruppe 15 in dem Operationsmikroskop 10 enthält ein als afoka- les Zoomsystem ausgebildetes pankratisches Vergrößerungssystem 20 mit ei ner ersten verstellbaren Linsenbaugruppe 22 und mit einer zweiten verstellba ren Linsenbaugruppe 24. Die Optikbaugruppe 15 in dem Operationsmikroskop 10 umfasst einen Binokulartubus 26 mit Tubuslinsen 28, die in einer Bildebene 30 in dem ersten und zweiten stereoskopischen Teilbeobachtungsstrahlen gang mit den optischen Achsen 14 bzw. 16 das Bild einer Objektebene 32 erzeugen, das mit den Augen einer Beobachtungsperson durch Okularlinsen 35 mit Vergrößerung betrachtet werden kann. Zu bemerken ist, dass eine mo difizierte Ausführungsform des Operationsmikroskops einen Binokulartubus mit Bildsensoren für das Erfassen des Bilds in der Bildebene 30 aufweisen kann, um damit das Bild des Objektbereichs 12 digital zu erfassen, so dass dieses einer Beobachtungsperson z. B. mittels Displays zur Anzeige gebracht werden kann. Für das Bereitstellen von Beleuchtungslicht in dem Objektbe reich 12 hat das Operationsm ikroskop 10 eine Beleuchtungseinrichtung 34 m it einer Lichtquellenbaugruppe 36.
Die Fig. 4 ist eine Draufsicht auf die Lichtquellenbaugruppe 36. Die Lichtquel lenbaugruppe 36 dient für das Bereitstellen eines flächigen Leuchtmusters in einer Leuchtebene 46. Sie enthält hierfür drei Lichtquellen 38, 40, 42, die je weils quadratische Leuchtflächen 44 haben, die in der Leuchtebene 46 ange ordnet sind.
Die Lichtquellen 38, 40 dienen für das Erzeugen von Beleuchtungslicht, das in Bezug auf die optischen Achsen 14, 16 der stereoskopischen Teilbeobach tungsstrahlengänge in dem Operationsmikroskop 10 dem Objektbereich 12 achsnah beleuchten. Demgegenüber beleuchtet das mittels der Lichtquelle 42 erzeugte Beleuchtungslicht den Objektbereich 12 mit einem Beleuchtungs strahlengang, dessen optische Achse mit den optischen Achsen 14, 16 der stereoskopischen Teilbeobachtungsstrahlengänge in dem Objektbereich 12 einen Winkel einschließt. Die Lichtquellen 38, 40, 42 der Lichtquellenbau gruppe 36 sind Weißlicht-LEDs, die für das Einstellen unterschiedlicher Leuchtmuster in der Leuchtebene 46 voneinander unabhängig angesteuert werden können. Die Lichtquellen 38, 40, 42 der Lichtquellenbaugruppe 36 können insbesondere als OLEDs ausgebildet sein. Somit ist es in dem Opera tionsmikroskop möglich, durch entsprechendes Ein- bzw. Ausschalten der Lichtquellen 38, 40, 42 den Objektbereich 12 unter dem Operationsmikroskop 10 in Bezug auf die optischen Achsen 14, 16 der stereoskopischen Teilbe obachtungsstrahlengänge entweder nur mit achsnahem oder nur mit achsfer- nem oder sowohl mit achsfernem oder mit achsnahem Beleuchtungslicht zu beleuchten.
Zu bemerken ist, dass die Lichtquellenbaugruppe 36 in einer modifizierten Ausführungsform als Lichtquellen auch die Enden von Lichtleitern aufweisen kann, in die für das Erzeugen eines flächigen Leuchtmusters in der Leucht ebene entsprechendes Beleuchtungslicht eingekoppelt wird, auch Beleuch tungslicht, das mittels thermischer Strahler wie z. B. einer Quecksilberlampe oder einer Halogenlampe erzeugt wird. Darüber hinaus ist zu bemerken, dass die Lichtquellenbaugruppe 36 in einerweiteren modifizierten Ausführungsform Lichtquellen aufweisen kann, welche die Leuchtebene ausleuchten, wobei für das Einstellen verschiedener Leuchtmuster in der Leuchtebene Aperturblen den mit unterschiedlichen Blendengeometrien anordenbar sind.
In der Beleuchtungseinrichtung 34 gibt es eine Leuchtfeldblende 48 und eine Reflexblende 50. Die Beleuchtungseinrichtung 34 weist eine Beleuchtungsop tik 52 mit einem Kollektorlinsensystem 54 und mit einem als ein Kittglied aus gebildeten Sammellinsensystem 56 auf. Die Beleuchtungsoptik 52 enthält ein als ein Teilerspiegel ausgebildetes Umlenkelement 58, das auf einer der dem Objektbereich 12 abgewandten Seite des Mikroskophauptobjektivsystems 18 angeordnet ist und das den ersten und zweiten stereoskopischen Teilbe obachtungsstrahlengang mit den optischen Achsen 14, 16 durchsetzt. Dieses Umlenkelement 58 dient für das Umlenken von Beleuchtungslicht aus der Leuchtebene 46 zu dem Objektbereich 12 mit einem Beleuchtungsstrahlen gang, der das Mikroskophauptobjektivsystem 18 in der Nähe der optischen Achsen 14, 16 des ersten und zweiten stereoskopischen Teilbeobachtungs strahlengangs durchsetzt.
Die Beleuchtungsoptik 52 weist ein von dem Umlenkelement 58 beabstandet angeordnetes Spiegelelement 60 auf, das für das Umlenken von Beleuch tungslicht mit einem Beleuchtungsstrahlengang dient, der auf der dem Objekt bereich 12 des Mikroskophauptobjektivsystems 18 abgewandten Seite im Ver gleich zu der optischen Achse des mittels des ersten Umlenkelements 58 um gelenkten Beleuchtungslichts einen zu den optischen Achsen 14, 16 der ers ten und zweiten stereoskopischen Teilstrahlengänge achsfernen Verlauf hat. Die Beleuchtungsoptik 52 bildet die Leuchtfeldblende 48 für das Erzeugen ei nes Leuchtfelds 61 vergrößert in eine Leuchtfeldebene 63 ab, die mit der Ob jektebene 32 zusammenfällt. Die Vergrößerung V dieser Abbildung kann z. B. im Bereich 4 < V < 8 liegen und beträgt vorzugsweise V « 6. Zu bemerken ist allerdings, dass die Leuchtfeldebene 63 von der Objektebene 32 auch eine gewisse Ablage haben kann, was allerdings einen unscharfen Rand des Leuchtfelds zur Folge hat.
Die Fig. 5 ist ein erster Teilschnitt der Beleuchtungseinrichtung 34 mit dem Mikroskophauptobjektivsystem 18. Die Beleuchtungsoptik 52 der Beleuch tungseinrichtung 34 bewirkt in dem Beleuchtungsstrahlengang eine vergrö ßernde optische Abbildung der Leuchtebene 46 in eine Leuchtbildebene 65, die damit zu der Leuchtebene 46 optisch konjugiert ist und die in einer Schnitt ebene 62 des Mikroskophauptobjektivsystems 18 liegt, mit einem Beleuch tungsstrahlengang 64, der zum Teil mittels des als ein Teilerspiegel ausgebil deten Umlenkelements 58 auf der dem Objektbereich 12 abgewandten Seite des Mikroskophauptobjektivsystems 18 in das Mikroskophauptobjektivsystem 18 umgelenkt und zum Teil das Umlenkelement 58 zu einer Lichtfalle 66 durch setzt. In der Fig. 6 ist ein weiterer Teilschnitt der Beleuchtungseinrichtung 34 mit dem Mikroskophauptobjektivsystem 18 zu sehen. Die Beleuchtungsoptik 52 der Be leuchtungseinrichtung 34 bewirkt auch eine optische Abbildung der Leucht- ebene 46 in eine Leuchtbildebene 68, die damit ebenfalls zu der Leuchtebene 46 optisch konjugiert ist und die in einer Schnittebene 62 des Mikroskophaupt- objektivsystems 18 liegt, mit einem Strahlengang, der eine optische Achse 70 hat und der mittels des Spiegelelements 60 in das Mikroskophauptobjektivsys tem 18 umgelenkt wird. Die optische Achse 70 des Abbildungsstrahlengangs schneidet hier in der Objektebene 32 die optische Achse 84 des Mikro skophauptobjektivsystems 18 unter dem Winkel a « 5°.
In dem Operationsmikroskop 10 liegen die Leuchtbildebenen 65, 68 der Be leuchtungseinrichtung 34 in Schnittebenen 62, die aufgrund unterschiedlicher optischer Weglängen des Beleuchtungsstrahlengangs über das Umlenkele- ment 58 einerseits und das Spiegelelement 60 andererseits etwas voneinan der abliegen. Zu bemerken ist, dass sich die Beleuchtungseinrichtung 34 je doch grundsätzlich auch so ausbilden lässt, dass die Leuchtbildebenen der Beleuchtungseinrichtung 34 in ein und derselben Schnittebene des Mikro- skophauptobjektivsystems 18 liegen.
Darüber hinaus ist zu bemerken, dass bei einerweiteren modifizierten Ausfüh rungsform des Operationsmikroskops die Leuchtbildebenen nahe des Mikro skophauptobjektivsystems liegen können, z. B. in einem senkrechten Abstand z von dem Mikroskophauptobjektivsystem 18 auf der dem Objektbereich 12 zugewandten oder der dem Objektbereich 12 abgewandten Seite, der wie folgt im Verhältnis zu der Brennweite f des Mikroskophauptobjektivsystems 18 steht: z/f < 10%. Die Fig. 7 ist eine senkrechte Projektion auf die Schnittebenen 62 des Mikro skophauptobjektivsystems 18 mit den Abbildungen 72, 74, 76 der Leuchtflä chen 44 der Lichtquellen 38, 40, 42 in der Lichtquellenbaugruppe 36, den ersten und zweiten stereoskopischen Teilbeobachtungsstrahlengängen 78, 80 mit den optischen Achsen 14, 16 und der Stereobasis 82 als der Verbindungs linie der Schnittpunkte der optischen Achse 14, 16 mit den Schnittebenen 62.
In dem Operationsmikroskop 10 durchsetzen der erste und zweite stereosko pische Teilbeobachtungsstrahlengang das Mikroskophauptobjektivsystem 18 mit optischen Achsen 14, 16, deren Stereobasis 82 von der optischen Achse 84 des Mikroskophauptobjektivsystems 18 abliegt. Die von der optischen Achse 84 des Mikroskophauptobjektivsystems 18 auf die Stereobasis 82 ge fällte Normale 86 schneidet die Stereobasis in ihrem Mittelpunkt 88.
Die Abbildungen 72, 74 der Leuchtflächen 44 der Lichtquellen 38 und 40 über decken hier voneinander beabstandet angeordnete Teilbereiche der Stere obasis 82 und überlappen hier mit dem ersten stereoskopischen Teilbeobach tungsstrahlengang 78 und dem zweiten stereoskopischen Teilbeobachtungs strahlengang 80.
Bei einem von der Einstellung des Vergrößerungssystems 20 in dem Operati onsmikroskop 10 abhängigen Durchmesser D der stereoskopischen Teilbe obachtungsstrahlengänge von D « 16 mm, einem Abstand A der optischen Achsen 14, 16 der stereoskopischen Teilbeobachtungsstrahlengänge 78, 80 von A « 22 mm kann die Kantenlänge K der Abbildungen 72, 74, 76 der Leuchtflächen der Lichtquellen 38, 40 z. B. K ~ 10 mm betragen, wobei die Schnittweite des Hauptobjektivsystems z. B. in einem Bereich von 200 mm liegt und der Durchmesser des Hauptobjektivsystems etwa 60 mm beträgt.
Das Leuchtmuster, das mittels der Lichtquellen 38, 40, 42 in der Leuchtebene 46 erzeugt werden kann, wenn die Lichtquellen 38, 40, 42 aktiviert werden, liegt hier damit teilweise auf einer die optische Achse 14 des ersten stereosko pischen Teilbeobachtungsstrahlengangs und die optische Achse 16 des zwei ten stereoskopischen Teilbeobachtungsstrahlengangs in der Schnittebene 62 senkrecht schneidenden Geraden, die zu der Stereobasis 82 als die senkrechte Verbindungslinie der optischen Achsen 14, 16 in der Schnittebene 62 des Mikroskophauptobjektivsystems 18 koaxial ist. Der erste stereoskopi sche Teilbeobachtungsstrahlengang 78 durchsetzt das durch die Abbildungen 72, 74 und 76 gebildete Leuchtmusterbild teilweise, nämlich in den in der Fig. 7 durch Schraffur kenntlich gemachten Bereichen. Auch die optischen Achse 14 des ersten stereoskopischen Teilbeobachtungsstrahlengangs 78 durch setzt das Leuchtmusterbild. Entsprechendes gilt für die optische Achse 16 des Teilbeobachtungsstrahlengangs 80.
Die Abbildung 76 der Leuchtfläche 44 der Lichtquelle 42 in der Schnittebene 62 des Mikroskophauptobjektivsystems 18 überdeckt demgegenüber die Ver längerung der die optische Achse 84 des Mikroskophauptobjektivsystems 18 senkrecht schneidenden Normale 86, die von dem Mittelpunkt 88 der Stere obasis 82 ausgeht. Der Abstand der Abbildung 76 der Leuchtfläche 44 der Lichtquelle 42 von der Stereobasis 82 des ersten und zweiten stereoskopi schen Teilbeobachtungsstrahlengangs 78, 80 ist dabei etwas größer als der Abstand der Stereobasis 82 von der optischen Achse 84 des Mikroskophaupt- objektivsystems 18. Zu bemerken ist, dass dieser Abstand allerdings auch dem Abstand der Stereobasis 82 von der optischen Achse 84 des Mikro skophauptobjektivsystems 18 entsprechen oder kleiner als dieser Abstand sein kann.
Indem die Lichtquellen 38, 40, 42 verschieden angesteuert werden, ermöglicht die Lichtquellenbaugruppe 36 das Einstellen unterschiedlicher flächiger Leuchtmuster. Es können z. B. Leuchtmuster mit nur einer einzigen quadrati schen Leuchtfläche erzeugt werden, das den Leuchtflächen 44 der einzelnen Lichtquellen 38, 40, 42 entspricht. Es können aber auch Leuchtmuster erzeugt werden, die eine Leuchtfläche 44 einer ersten der Lichtquellen 38, 40, 42 und einerweiteren der Lichtquellen 38, 40, 42 aufweisen. So kann z. B. ein Leucht muster eingestellt werden, das mittels der Lichtquellen 38 und 40 erzeugt wird, bei dem die erste Leuchtfläche und die zweite Leuchtfläche zu der optischen Achse 90 des Kollektorlinsensystems 54 der Beleuchtungsoptik 52 spiegelsymmetrisch sind. Dieses Leuchtmuster bewirkt z. B. für das Patien tenauge 11 eine Rotreflexbeleuchtung.
Wenn alle Lichtquellen 38, 40, 42 der Lichtquellenbaugruppe 36 aktiviert wer den, entsteht ein Leuchtmuster mit einer erste Leuchtfläche, einer zweiten Leuchtfläche und einer dritten Leuchtfläche mit Flächenschwerpunkten 45, die in der Leuchtebene 46 ein gleichschenkliges Dreieck mit einer die Grundseite c senkrecht schneidenden Höhe h definieren, wobei die Beleuchtungsoptik die Grundseite dieses Dreiecks auf eine die optische Achse 14 des ersten stere oskopischen Teilbeobachtungsstrahlengangs 78 und die optische Achse 16 des zweiten stereoskopischen Teilbeobachtungsstrahlengangs 80 in der Schnittebene 62 des Mikroskophauptobjektivsystems 18 senkrecht schnei denden Geraden so abbildet, dass das Bild des Schnittpunkts 47 der Höhe h des mit der Grundseite c des Dreiecks auf dem Mittelpunkt 88 der die optische Achse 14 des ersten stereoskopischen Teilbeobachtungsstrahlengangs und die optische Achse 16 des zweiten stereoskopischen Teilbeobachtungsstrah lengangs in dieser Schnittebene 62 senkrecht schneidenden Abstandslinie liegt, die der Stereobasis 82 entspricht.
Um zu vermeiden, dass der die Leuchtflächen 44 der Lichtquellen 38, 40 in die Schnittebene 62 des Mikroskophauptobjektivsystems 18 abbildende Beleuch tungsstrahlengang 64 auf der dem Objektbereich 12 abgewandten Seite des Mikroskophauptobjektivsystems 18 teilweise in die stereoskopischen Teilbe obachtungsstrahlengänge mit den optischen Achsen 14, 16 reflektiert wird, sind die Leuchtflächen 44 der Lichtquellen 38, 40, 42 voneinander beab- standet. Darüber hinaus enthält die Beleuchtungseinrichtung 34 eine zu der optischen Achse 84 des Mikroskophauptobjektivsystems 18 parallele Reflex blende 50, die zu einer zu der optischen Achse 90 des Kollektorlinsensystems 54 koaxialen optischen Achse des Beleuchtungsstrahlengangs 64 senkrecht steht und die in dem Beleuchtungsstrahlengang 64 von der Leuchtebene 46 her gesehen mit einem minimalen Abstand vor dem Umlenkelement 58 ange ordnet ist. Die zu der Stereobasis 82 parallelen Diagonalen 91 der Leuchtflächen 44 der Lichtquellen 38, 40 der Lichtquellenbaugruppe 36 in der Beleuchtungseinrich tung 34 liegen auf einer die optische Achse 90 senkrecht schneidenden Gera- den. Demgegenüber schneidet die Diagonale 91 der Leuchtfläche 44 die opti sche Achse des Beleuchtungsstrahlengangs 64 senkrecht. Durch diese An ordnung der Leuchtflächen 44 der Lichtquellen 38, 40 wird erreicht, dass ei nerseits die Lichtmenge, die in dem Beleuchtungsstrahlengang zu dem Ob jektbereich 12 geführt werden kann, maximiert ist, und es wird vermieden, dass Reflexionen des Beleuchtungslichts an optisch wirksamen Flächen des Mikroskophauptobjektivsystems auftreten, die in die stereoskopischen Teilbe obachtungsstrahlengänge 78, 80 gelangen können.
Die Fig. 8 zeigt die Leuchtfeldblende 48 der Beleuchtungseinrichtung 34. Die Blendenöffnung der Leuchtfeldblende 48 hat eine zu der Stereobasis 82 der stereoskopischen Teilbeobachtungsstrahlengänge in zu der optischen Achse 84 senkrechten Schnittebenen des Mikroskophauptobjektivsystems 18 paral lele Grundseiten 92 und ist seitlich durch zu der mit der optischen Achse 90 des Kollektorlinsensystems 54 zusammenfallenden optischen Achse des Be- leuchtungsstrahlengangs 64 der Kreisbögen 94 begrenzt, deren Geometrie ein Maximieren der Lichtausbeute in dem auf dem Objektbereich 12 erzeugten Leuchtfeld bewirkt.
Die Fig. 9 zeigt die Reflexblende 50 für das Unterbinden von Reflexen des Beleuchtungslichts an optisch wirksamen Flächen des Mikroskophauptobjek- tivsystems 18 auf einer dem Objektbereich 12 abgewandten Seite mit der op tischen Achse 90 des Kollektorlinsensystems 54, die einer optischen Achse des Beleuchtungsstrahlengangs 64 entspricht. Die Reflexblende 50 ist z. B. aus einem dünnen Blech gefertigt. In der Beleuchtungseinrichtung 34 befindet sich die Reflexblende 50 in einem Abschnitt des Abbildungsstrahlengangs der Leuchtebene 46, in dem die Lichtstrahlen des Beleuchtungslichts konvergie ren, nahe der Leuchtbildebene 65. Die Reflexblende 50 ist spiegelsymmetrisch zu einer zu der optischen Achse 84 des Mikroskophauptobjektivsystems 18 parallelen Symmetrieachse 96. Diese Symmetrieachse 96 schneidet die zu der optischen Achse 90 des Kollektorlinsensystems 54 koaxiale optische Achse des Beleuchtungsstrahlengangs 64 senkrecht. Die Reflexblende 50 weist fünf voneinander getrennte Lichtdurchtrittsflächen 98 auf, die zwei licht undurchlässige Bereiche 100 umgeben, die an Stegen 102 gehalten werden.
Aufgrund einer geringen Entfernung der Reflexblende 50 von der Leuchtbild ebene 65 muss die Reflexblende 50 für das Vermeiden von störenden Refle xen des Beleuchtungslichts an dem Mikroskophauptobjektivsystem 18 nur dasjenige Beleuchtungslicht ausblenden, das nahe der mit der optischen Achse 90 des Kollektorlinsensystems 54 zusammenfallenden optischen Achse des Beleuchtungsstrahlengangs 64 geführt ist. Die Anordnung der Re flexblende 50 in dem Beleuchtungsstrahlengang 64 gewährleistet, dass diese klein gehalten werden kann und in der Lage ist, Beleuchtungslicht auszublen den, das definierte kritische Auftreffpunkte auf optische Grenzflächen des Mik roskophauptobjektivsystems 18 hat.
Zu bemerken ist, dass eine Reflexblende in dem Beleuchtungsstrahlengang 64 grundsätzlich auch nahe der Lichtquellenbaugruppe 36 angeordnet werden kann, um das Auftreten von störendem Reflexlicht in den stereoskopischen Teilbeobachtungsstrahlengängen 78, 80 zu vermeiden, wobei allerdings bei der hier beschriebenen Geometrie und Anordnung der Leuchtflächen 44 in der Leuchtebene 46 dann größere Beleuchtungslichtverluste in Kauf genommen werden müssen. Zu bemerken ist auch, dass für das Vermeiden störender Re flexe des mittels des Spiegelelements 60 zu dem Mikroskophauptobjektivsys tem 18 umgelenkten Beleuchtungslicht an den optisch wirksamen Grenzflä chen des Mikroskophauptobjektivsystems 18 vor den verstellbaren Linsenbau gruppen 22, 24 des Vergrößerungssystems 20 jeweils eine weitere Reflex blende angeordnet sein kann. Zu bemerken ist außerdem, dass das Mikroskophauptobjektivsystem 18 für das vermeiden störender Reflexe von Beleuchtungslicht in die stereoskopi schen Teilbeobachtungsstrahlengänge 78, 80 grundsätzlich auch etwas ver kippt werden kann, was sich allerdings negativ auf die Abbildungsqualität des Operationsmikroskops 10 auswirkt.
Die Fig. 10 ist eine Teilansicht der Retina 104 eines in der Fig. 1 gezeigten Patientenauges, das zu der optischen Achse 84 des Mikroskophauptobjek tivsystems 18 in dem Operationsmikroskop 10 zentriert ist. Die hier mittels der Beleuchtungseinrichtung 34 des Operationsmikroskops 10 erzeugten Leucht flecke 106, 108, die auf das Licht der Lichtquellen 38, 40 zurückgehen, über lappen mit dem von Strahlbüscheln der stereoskopischen Teilbeobachtungs strahlengänge 78, 80 durchstoßenen Bereich der Retina 104. Sie definieren mit dem Leuchtfleck 110, der durch das Licht der Lichtquelle 42 hervorgerufen wird, die Eckpunkte eines Dreiecks.
Eine Besonderheit des vorstehend beschriebenen Operationsmikroskops 10 ist, dass das Beleuchtungslicht von den Leuchtflächen 44 der Lichtquellen 38, 40 und 42 über das gesamte Leuchtfeld 61 im Objektbereich 12 zur Verfügung steht. Das Beleuchtungslicht der Lichtquellen 38, 40 in der Beleuchtungsein richtung 34 des Operationsmikroskops 10 ermöglicht deshalb das Erzeugen einer Rotreflexbeleuchtung auch bei einem Patientenauge 11 , das von der op tischen Achse des Mikroskophauptobjektivsystems 18 im Objektbereich 12 ab liegt.
Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten: Ein Operationsmikroskop 10 enthält eine Optikbaugruppe 15 für das Abbilden einer Objektebene 32, die in einem Objektbereich 12 angeordnet ist, in eine Bildebene 30. Die Optikbau gruppe 15 weist ein von einem ersten stereoskopischen Teilstrahlengang mit einer ersten optische Achse 14 und von einem zweiten stereoskopischen Teil strahlengang mit einer zweiten optischen Achse 16 durchsetztes Mikro skophauptobjektivsystem 18 auf. In dem Operationsmikroskop 10 gibt es eine Beleuchtungseinrichtung 34 für das Beleuchten des Objektbereichs 12 mit ei nem Beleuchtungsstrahlengang 64, die eine Lichtquellenbaugruppe 36 für das Bereitstellen von Beleuchtungslicht in einer Leuchtebene 46 enthält, die eine von der Leuchtebene 46 beabstandet angeordnete Leuchtfeldblende 48 hat und die eine Beleuchtungsoptik 52 für das Abbilden der Leuchtfeldblende 48 in eine Leuchtfeldblendenebene auf einer dem Objektbereich 12 zugewandten Seite des Mikroskophauptobjektivsystems 18 mit einem das Mikroskophaupt- objektivsystem 18 durchsetzenden Strahlengang enthält. Die Beleuchtungs optik 52 bildet ein in der Leuchtebene 46 angeordnetes Leuchtobjekt in dem Beleuchtungsstrahlengang 64 wenigstens teilweise in wenigstens eine zu der optischen Achse des Mikroskophauptobjektivsystems (18) senkrechte Leucht bildebene 65, 68 ab, die in dem Mikroskophauptobjektivsystem 18 liegt oder für deren senkrechter Abstand z von dem Mikroskophauptobjektivsystem 18 auf der dem Objektbereich 12 zugewandten oder der dem Objektbereich 12 abgewandten Seite im Verhältnis zu einer Brennweite f des Mikroskophaupt- objektivsystems 18 gilt: z/f < 10%, vorzugsweise z/f < 5%, besonders bevor zugt z/f < 2,5%.
Die Erfindung betrifft auch ein Operationsmikroskop mit den folgenden As pekten:
1. Operationsmikroskop (10) mit einer Optikbaugruppe (15) für das Abbil den einer Objektebene (32), die in einem Objektbereich (12) angeordnet ist, in eine Bildebene (30), wobei die Optikbaugruppe (15) ein von einem ersten stereoskopischen Teilstrahlengang mit einer ersten optischen Achse (14) und von einem zweiten stereoskopischen Teilstrahlengang mit einer zweiten optischen Achse (16) durchsetztes Mikroskophauptob jektivsystem (18) enthält, und mit einer Beleuchtungseinrichtung (34) für das Beleuchten des Objektbe reichs (12) mit einem Beleuchtungsstrahlengang (64), die eine Lichtquel lenbaugruppe (36) für das Bereitstellen von Beleuchtungslicht in einer Leuchtebene (46) enthält, die eine von der Leuchtebene (46) beab- standet angeordnete Leuchtfeldblende (48) aufweist und die eine Be leuchtungsoptik (52) für das Abbilden der Leuchtfeldblende (48) in einer Leuchtfeldblendenebene auf einer dem Objektbereich (12) zugewandten Seite des Mikroskophauptobjektivsystems (18) mit einem das Mikro skophauptobjektivsystem (18) durchsetzenden Strahlengang enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsoptik (52) ein in der Leuchtebene (46) angeordnetes Leuchtobjekt in dem Beleuchtungsstrahlengang (64) wenigstens teil weise in wenigstens eine Leuchtbildebene (65, 68) abbildet, die in dem Mikroskophauptobjektivsystem (18) liegt oder für deren senkrechter Ab stand z von dem Mikroskophauptobjektivsystem (18) auf der dem Objekt bereich (12) zugewandten oder der dem Objektbereich (12) abgewand ten Seite im Verhältnis zu einer Brennweite f des Mikroskophauptobjek tivsystems gilt: z/f < 10%, vorzugsweise z/f < 5%, besonders bevorzugt z/f < 2,5%.
Operationsmikroskop (10) nach Aspekt 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsoptik (52) ein in der Leuchtebene (46) angeordne tes Leuchtobjekt mit Vergrößerung abbildet.
Operationsmikroskop (10) nach Aspekt 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellenbaugruppe (36) für das Bereitstellen von Be leuchtungslicht mit einem flächigen Leuchtmuster in der Leuchtebene (46) ausgelegt ist, das die Beleuchtungsoptik (52) als ein Leuchtmuster bild in die wenigstens eine zu der Leuchtebene (46) optisch konjugierte Leuchtbildebene (65) abbildet.
Operationsmikroskop (10) nach Aspekt 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmusterbild wenigstens teilweise auf einer die optische Achse (14) des ersten stereoskopischen Teilbeobachtungsstrahlen gangs und die optische Achse (16) des zweiten stereoskopischen Teil beobachtungsstrahlengangs in dieser Leuchtbildebene (65) senkrecht schneidenden Geraden liegt.
Operationsmikroskop nach Aspekt 3 oder 4 dadurch gekennzeichnet, dass der erste stereoskopische Teilbeobachtungsstrahlengang (78) das Leuchtmusterbild wenigstens teilweise durchsetzt und/oder der zweite stereoskopische Teilbeobachtungsstrahlengang (80) das Leuchtmuster bild wenigstens teilweise durchsetzt.
Operationsmikroskop nach einem der Aspekte 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Achse (14) des ersten stereoskopischen Teilbeobachtungsstrahlengangs das Leuchtmusterbild durchsetzt und/oder die optische Achse (16) des zweiten stereoskopische Teilbe obachtungsstrahlengangs das Leuchtmusterbild durchsetzt.
Operationsmikroskop (10) nach einem der Aspekte 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellenbaugruppe (36) für das Einstellen eines flächigen Leuchtmusters oder mehrerer flächiger Leuchtmuster aus der folgenden Gruppe ausgelegt ist: i. eine einzige Leuchtfläche (44); ii. eine erste Leuchtfläche (44) und eine von der ersten Leuchtfläche (44) beabstandet angeordnete zweite Leuchtfläche (44), wobei die erste Leuchtfläche (44) und die zweite Leuchtfläche (44) zu einer optischen Achse der Beleuchtungsoptik spiegelsymmetrisch sind; iii. eine erste Leuchtfläche (44), eine zweite Leuchtfläche (44) und eine dritte Leuchtfläche (44), deren Flächenschwerpunkte (45) in der Leuchtebene (46) ein gleichschenkliges Dreieck mit einer die Grundseite c senkrecht schneidenden Höhe h definieren, wobei die Beleuchtungsoptik (52) die Grundseite c dieses Dreiecks auf eine die optische Achse (14) des ersten stereoskopischen Teilbeobach tungsstrahlengangs und die optische Achse (16) des zweiten stere oskopischen Teilbeobachtungsstrahlengangs in der Leuchtbild ebene (65) senkrecht schneidenden Geraden so abbildet, dass das Bild des Schnittpunkts (47) der Höhe h des mit der Grundseite c des Dreiecks auf dem Mittelpunkt (88) der die optischen Achse (14) des ersten stereoskopischen Teilbeobachtungsstrahlengangs und die optische Achse (16) des zweiten stereoskopischen Teilbeobach tungsstrahlengangs in der Leuchtbildebene (65) senkrecht schnei denden Abstandslinie liegt. Operationsmikroskop (10) nach Aspekt 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellenbaugruppe (36) für das Einstellen unterschiedlicher Leuchtmuster ausgelegt ist. Operationsmikroskop (10) nach Aspekt 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmuster wenigstens eine rechteckige Leuchtfläche oder eine quadratische Leuchtfläche oder eine runde Leuchtfläche hat. Operationsmikroskop (10) nach einem der Aspekte 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsoptik (52) ein auf der dem Objekt bereich (12) abgewandten Seite des Mikroskophauptobjektivsystems (18) angeordnetes Umlenkelement (58) aufweist, das für das Umlenken von mittels der Beleuchtungseinrichtung (34) bereitgestelltem Beleuch tungslicht zu dem Objektbereich (12) dient und das eine zu der Stere obasis (82) des ersten stereoskopischen Teilstrahlengangs und des zweiten stereoskopischen Teilstrahlengangs parallele Spiegelfläche hat, in der eine zu der Stereobasis (82) koaxiale Gerade verläuft. Operationsmikroskop (10) nach Aspekt 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenkelement (58) als ein von dem ersten stereoskopischen Teilstrahlengang und dem zweiten stereoskopischen Teilstrahlengang durchsetzter Strahlteiler ausgebildet ist. Operationsmikroskop (10) nach einem der Aspekte 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (34) ein auf der dem Objektbereich (12) abgewandten Seite des Mikroskophauptobjektivsys tems (18) angeordnetes Spiegelelement (60) hat, das von der optischen Achse (84) des Mikroskophauptobjektivsystems (18) beabstandet positi oniert ist und das für das Umlenken von Beleuchtungslicht zu dem Ob jektbereich (12) eine zu der Stereobasis (82) des ersten stereoskopi schen Teilstrahlengangs und des zweiten stereoskopischen Teilstrahlen gangs parallele Spiegelfläche hat; und/oder dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsoptik (52) ein in der Leuchtebene (46) angeordne tes Leuchtobjekt in dem Beleuchtungsstrahlengang (64) wenigstens teil weise in unterschiedliche Leuchtbildebenen (65, 68) abbildet, die jeweils in dem Mikroskophauptobjektivsystem (18) liegen oder für deren senk rechten Abstand z von dem Mikroskophauptobjektivsystem (18) auf der dem Objektbereich (12) zugewandten oder der dem Objektbereich (12) abgewandten Seite im Verhältnis zu einer Brennweite f des Mikros kophauptobjektivsystems gilt: z/f < 10%. Operationsmikroskop (10) nach einem der Aspekte 1 bis 12, gekennzeichnet durch eine in dem Beleuchtungsstrahlengang (64) auf der dem Objektbereich (12) abgewandten Seite des Mikroskophauptobjektivsys tems (18) sowohl von der Leuchtebene (46) als auch von der wenigsten einen hierzu optisch konjugierten Schnittebene (62) des Mikroskophaupt- objektivsystems (18) beabstandet angeordneten Reflexblende (50) für das Unterbinden von Beleuchtungslichtreflexen in den ersten und/oder zweiten stereoskopischen Teilstrahlengang an einer dem Objektbereich (12) abgewandten Seite einer optisch wirksamen Fläche des Mikros kophauptobjektivsystems (18). Operationsmikroskop (10) nach Aspekt 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexblende (50) in einer zu den optischen Achsen (14, 16) des ersten stereoskopischen Teilbeobachtungsstrahlengangs und des zwei ten stereoskopischen Teilbeobachtungsstrahlengangs parallelen Blen denebene angeordnet ist; und/oder dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexblende (50) eine spiegelsymmetrische Blendenstruktur hat und mehrere voneinander durch lichtundurchlässige Bereiche getrennte Lichtdurchtrittsflächen aufweist; und/oder dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexblende (50) in einem Abschnitt des Beleuchtungsstrah lengangs (64) angeordnet ist, in dem dieser konvergent ist oder divergent ist. Operationsmikroskop (10) nach einem der Aspekte 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (34) für das Abbil den der Leuchtebene (46) ein Kollektorlinsensystem (54) mit einer opti schen Achse aufweist und ein Sammellinsensystem (56) enthält, wobei die Leuchtfeldblende (48) zwischen der Leuchtebene (46) und dem Kol lektorlinsensystem (54) angeordnet ist. Operationsmikroskop (10) nach Aspekt 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellenbaugruppe (36) zwei Lichtquellen mit jeweils einer in der Leuchtebene (46) angeordneten rechteckförmigen oder runden Leuchtfläche (44) aufweist, die voneinander beabstandete Flächen schwerpunkte haben, die auf einer Geraden liegen, welche die optische Achse des Kollektorlinsensystems (54) senkrecht schneidet, wobei die Begrenzungsseiten zu dieser Geraden schräg verlaufen. Operationsmikroskop (10) nach Aspekt 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellenbaugruppe (36) eine Lichtquelle mit einer in der Leuchtebene (46) angeordneten rechteckförmigen oder runden Leucht fläche (44) aufweist, die einen Flächenschwerpunkt (45) hat, der von der optischen Achse (90) des Kollektorlinsensystems (54) beabstandet an geordnet ist, wobei der Flächenschwerpunkt (45) auf einer diese optische Achse senkrecht schneidenden Geraden (91) liegt, die zu der zu der
Leuchtebene (46) konjugierten Leuchtbildebene (65) oder zu der opti schen Achse (84) des Mikroskophauptobjektivsystems (18) parallel ist oder dadurch, dass die Lichtquellenbaugruppe (36) eine Lichtquelle mit einer in der Leuchtebene (46) angeordneten rechteckförmigen oder run- den Leuchtfläche (44) aufweist, die einen Flächenschwerpunkt hat, der von der optischen Achse des Kollektorlinsensystems (54) beabstandet angeordnet ist und dabei auf einer diese optische Achse und die zu der Leuchtebene (46) konjugierte Leuchtbildebene (65) des Mikroskophaupt- objektivsystems (18) senkrecht schneidenden Geraden liegt, die zu der optischen Achse (84) des Mikroskophauptobjektivsystems (18) parallel ist.
Bezuqszeichenliste
10 Operationsm ikroskop
11 Patientenauge
12 Objektbereich
14 optische Achse erster stereoskopischer Teilbeobachtungsstrah lengang
16 optische Achse zweiter stereoskopischer Teilbeobachtungsstrah lengang
15 Optikbaugruppe
17 Operationsm ikroskopgrundkörper
18 Mikroskophauptobjektivsystem
20 Vergrößerungssystem
22 erste verstellbare Linsenbaugruppe Vergrößerungssystem
24 zweite verstellbare Linsenbaugruppe Vergrößerungssystem
26 Binokulartubus
28 Tubuslinse
30 Bildebene
32 Objektebene
34 Beleuchtungseinrichtung
35 Okularlinse
36 Lichtquellenbaugruppe 38, 40, 42 Lichtquellen
44 Leuchtfläche
45 Flächenschwerpunkt
46 Leuchtebene
47 Schnittpunkt
48 Leuchtfeldblende
50 Reflexblende
52 Beleuchtungsoptik
54 Kollektorlinsensystem
56 Sammellinsensystem 58 Umlenkelement
60 Spiegelelement
61 Leuchtfeld
62 Schnittebene 63 Leuchtfeldebene
64 Beleuchtungsstrahlengang
65, 68 Leuchtbildebene
66 Lichtfalle
70 optische Achse Abbildungsstrahlengang 72, 74, 76 Abbildung
78 erster stereoskopischer Teilbeobachtungsstrahlengang
80 zweiter stereoskopischer Teilbeobachtungsstrahlengang
82 Stereobasis
84 optische Achse Mikroskophauptobjektivsystem 86 Normale
88 Mittelpunkt
90 optische Achse Kollektorlinsensystem
91 Diagonale
92 Grundseite 94 Kreisbogen
96 Symmetrieachse
98 Lichtdurchtrittsfläche
100 lichtundurchlässiger Bereich
102 Steg 104 Retina
106, 108 Leuchtfleck 110 Leuchtfleck

Claims

Patentansprüche
1. Operationsmikroskop (10) mit einer Optikbaugruppe (15) für das Abbil den einer Objektebene (32), die in einem Objektbereich (12) angeordnet ist, in eine Bildebene (30), wobei die Optikbaugruppe (15) ein von einem ersten stereoskopischen Teilstrahlengang mit einer ersten optischen Achse (14) und von einem zweiten stereoskopischen Teilstrahlengang mit einer zweiten optischen Achse (16) durchsetztes Mikroskophauptob jektivsystem (18) enthält, und mit einer Beleuchtungseinrichtung (34) für das Beleuchten des Objektbe reichs (12) mit einem Beleuchtungsstrahlengang (64), die eine Lichtquel lenbaugruppe (36) für das Bereitstellen von Beleuchtungslicht in einer Leuchtebene (46) enthält, die eine von der Leuchtebene (46) beab- standet angeordnete Leuchtfeldblende (48) aufweist und die eine Be leuchtungsoptik (52) für das Abbilden der Leuchtfeldblende (48) in einer Leuchtfeldblendenebene auf einer dem Objektbereich (12) zugewandten Seite des Mikroskophauptobjektivsystems (18) mit einem das Mikro skophauptobjektivsystem (18) durchsetzenden Strahlengang enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsoptik (52) ein in der Leuchtebene (46) angeordnetes Leuchtobjekt in dem Beleuchtungsstrahlengang (64) wenigstens teil- weise in wenigstens eine zu der optischen Achse des Mikroskophaupt- objektivsystems (18) senkrechte Leuchtbildebene (65, 68) abbildet, die in dem Mikroskophauptobjektivsystem (18) liegt oder für deren senkrech ten Abstand z von dem Mikroskophauptobjektivsystem (18) auf der dem Objektbereich (12) zugewandten oder der dem Objektbereich (12) abge- wandten Seite im Verhältnis zu einer Brennweite f des Mikroskophaupt- objektivsystems gilt: z/f < 10%.
2. Operationsmikroskop (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsoptik (52) ein in der Leuchtebene (46) angeordne tes Leuchtobjekt mit Vergrößerung abbildet.
3. Operationsmikroskop (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellenbaugruppe (36) für das Bereitstellen von Beleuchtungslicht mit einem flächigen Leuchtmuster in der Leuchtebene (46) ausgelegt ist, das die Beleuchtungsoptik (52) als ein Leuchtmuster bild in die wenigstens eine zu der Leuchtebene (46) optisch konjugierte Leuchtbildebene (65) abbildet.
4. Operationsmikroskop (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmusterbild wenigstens teilweise auf einer die optische Achse (14) des ersten stereoskopischen Teilbeobachtungsstrahlen- gangs und die optische Achse (16) des zweiten stereoskopischen Teil beobachtungsstrahlengangs in dieser Leuchtbildebene (65) senkrecht schneidenden Geraden liegt.
5. Operationsmikroskop nach Anspruch 3 oder 4 dadurch gekennzeich- net, dass der erste stereoskopische Teilbeobachtungsstrahlengang (78) das Leuchtmusterbild wenigstens teilweise durchsetzt und/oder der zweite stereoskopische Teilbeobachtungsstrahlengang (80) das Leucht musterbild wenigstens teilweise durchsetzt.
6. Operationsmikroskop nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Achse (14) des ersten stereoskopi schen Teilbeobachtungsstrahlengangs das Leuchtmusterbild durchsetzt und/oder die optische Achse (16) des zweiten stereoskopische Teilbe obachtungsstrahlengangs das Leuchtmusterbild durchsetzt.
7. Operationsmikroskop (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellenbaugruppe (36) für das Einstellen eines flächigen Leuchtmusters oder mehrerer flächiger Leuchtmuster aus der folgenden Gruppe ausgelegt ist:
Figure imgf000036_0001
eine einzige Leuchtfläche (44);
Figure imgf000036_0002
eine erste Leuchtfläche (44) und eine von der ersten Leuchtfläche (44) beabstandet angeordnete zweite Leuchtfläche (44), wobei die erste Leuchtfläche (44) und die zweite Leuchtfläche (44) zu einer optischen Achse der Beleuchtungsoptik spiegelsymmetrisch sind;
Figure imgf000036_0003
eine erste Leuchtfläche (44), eine zweite Leuchtfläche (44) und eine dritte Leuchtfläche (44), deren Flächenschwerpunkte (45) in der Leuchtebene (46) ein gleichschenkliges Dreieck mit einer die Grundseite c senkrecht schneidenden Höhe h definieren, wobei die Beleuchtungsoptik (52) die Grundseite c dieses Dreiecks auf eine die optische Achse (14) des ersten stereoskopischen Teilbeobach tungsstrahlengangs und die optische Achse (16) des zweiten stere oskopischen Teilbeobachtungsstrahlengangs in der Leuchtbild ebene (65) senkrecht schneidenden Geraden so abbildet, dass das Bild des Schnittpunkts (47) der Höhe h des mit der Grundseite c des Dreiecks auf dem Mittelpunkt (88) der die optischen Achse (14) des ersten stereoskopischen Teilbeobachtungsstrahlengangs und die optische Achse (16) des zweiten stereoskopischen Teilbeobach tungsstrahlengangs in der Leuchtbildebene (65) senkrecht schnei denden Abstandslinie liegt.
8. Operationsmikroskop (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellenbaugruppe (36) für das Einstellen unterschiedlicher Leuchtmuster ausgelegt ist.
9. Operationsmikroskop (10) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmuster wenigstens eine rechteckige Leuchtfläche oder eine quadratische Leuchtfläche oder eine runde Leuchtfläche hat.
10. Operationsmikroskop (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsoptik (52) ein auf der dem Ob jektbereich (12) abgewandten Seite des Mikroskophauptobjektivsystems (18) angeordnetes Umlenkelement (58) aufweist, das für das Umlenken von mittels der Beleuchtungseinrichtung (34) bereitgestelltem Beleuch tungslicht zu dem Objektbereich (12) dient und das eine zu der Stere- obasis (82) des ersten stereoskopischen Teilstrahlengangs und des zweiten stereoskopischen Teilstrahlengangs parallele Spiegelfläche hat, in der eine zu der Stereobasis (82) koaxiale Gerade verläuft.
11. Operationsmikroskop (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich- net, dass das Umlenkelement (58) als ein von dem ersten stereoskopi schen Teilstrahlengang und dem zweiten stereoskopischen Teilstrahlen gang durchsetzter Strahlteiler ausgebildet ist.
12. Operationsmikroskop (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (34) ein auf der dem
Objektbereich (12) abgewandten Seite des Mikroskophauptobjektivsys tems (18) angeordnetes Spiegelelement (60) hat, das von der optischen Achse (84) des Mikroskophauptobjektivsystems (18) beabstandet positi oniert ist und das für das Umlenken von Beleuchtungslicht zu dem Ob- jektbereich (12) eine zu der Stereobasis (82) des ersten stereoskopi schen Teilstrahlengangs und des zweiten stereoskopischen Teilstrahlen gangs parallele Spiegelfläche hat; und/oder dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsoptik (52) ein in der Leuchtebene (46) angeordne tes Leuchtobjekt in dem Beleuchtungsstrahlengang (64) wenigstens teil- weise in unterschiedliche Leuchtbildebenen (65, 68) abbildet, die jeweils in dem Mikroskophauptobjektivsystem (18) liegen oder für deren senk rechten Abstand z von dem Mikroskophauptobjektivsystem (18) auf der dem Objektbereich (12) zugewandten oder der dem Objektbereich (12) abgewandten Seite im Verhältnis zu einer Brennweite f des Mikros kophauptobjektivsystems gilt: z/f < 10%.
13. Operationsmikroskop (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch eine in dem Beleuchtungsstrahlengang (64) auf der dem Objektbereich (12) abgewandten Seite des Mikroskophauptobjektivsys tems (18) sowohl von der Leuchtebene (46) als auch von der wenigsten einen hierzu optisch konjugierten Schnittebene (62) des Mikroskophaupt- Objektivsystems (18) beabstandet angeordneten Reflexblende (50) für das Unterbinden von Beleuchtungslichtreflexen in den ersten und/oder zweiten stereoskopischen Teilstrahlengang an einer dem Objektbereich (12) abgewandten Seite einer optisch wirksamen Fläche des Mikros kophauptobjektivsystems (18).
14. Operationsmikroskop (10) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexblende (50) in einer zu den optischen Achsen (14, 16) des ersten stereoskopischen Teilbeobachtungsstrahlengangs und des zweiten stereoskopischen Teilbeobachtungsstrahlengangs paralle- len Blendenebene angeordnet ist; und/oder dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexblende (50) eine spiegelsymmetrische Blendenstruktur hat und mehrere voneinander durch lichtundurchlässige Bereiche ge trennte Lichtdurchtrittsflächen aufweist; und/oder dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexblende (50) in einem Abschnitt des Beleuch- tungsstrahlengangs (64) angeordnet ist, in dem dieser konvergent ist oder divergent ist.
15. Operationsmikroskop (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (34) für das Abbil den der Leuchtebene (46) ein Kollektorlinsensystem (54) mit einer opti schen Achse aufweist und ein Sammellinsensystem (56) enthält, wobei die Leuchtfeldblende (48) zwischen der Leuchtebene (46) und dem Kol lektorlinsensystem (54) angeordnet ist.
16. Operationsmikroskop (10) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellenbaugruppe (36) zwei Lichtquellen mit jeweils einer in der Leuchtebene (46) angeordneten rechteckförmigen Leuchtflä che (44) aufweist, die voneinander beabstandete Flächenschwerpunkte haben, die auf einer Geraden liegen, welche die optische Achse des Kol lektorlinsensystems (54) senkrecht schneidet, wobei die Begrenzungs seiten zu dieser Geraden schräg verlaufen, oder dadurch, dass die Licht quellenbaugruppe (36) zwei Lichtquellen mit jeweils einer in der Leucht ebene (46) angeordneten runden Leuchtfläche (44) aufweist, die vonei nander beabstandete Flächenschwerpunkte haben, die auf einer Gera den liegen, welche die optische Achse des Kollektorlinsensystems (54) senkrecht schneidet, wobei die Begrenzungsseiten zu dieser Geraden orthogonal verlaufen.
17. Operationsmikroskop (10) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellenbaugruppe (36) eine Lichtquelle mit einer in der Leuchtebene (46) angeordneten rechteckförmigen oder runden Leucht fläche (44) aufweist, die einen Flächenschwerpunkt (45) hat, der von der optischen Achse (90) des Kollektorlinsensystems (54) beabstandet an geordnet ist, wobei der Flächenschwerpunkt (45) auf einer diese optische Achse senkrecht schneidenden Geraden (91) liegt, die zu der zu der Leuchtebene (46) konjugierten Leuchtbildebene (65) oder zu der opti schen Achse (84) des Mikroskophauptobjektivsystems (18) parallel ist.
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