-
Die
Erfindung betrifft ein Mikroskopiesystem, insbesondere ein Stereo-Mikroskopiesystem,
zur Erzeugung einer vergrößerten Abbildung
eines Objekts, wobei in einen Strahlengang des Mikroskopiesystems
Darstellungen einer Anzeige einkoppelbar sind.
-
DE 195 17 476 A1 beschreibt
ein Mikroskop mit einer Videokamera, welcher Licht eines bildseitigen
Strahlenbündels
zugeführt
wird, um ein Bild eines Objekts aufzunehmen und auf einem externen Monitor
darzustellen. Eine Ausführungsform
sieht einen integrierten Monitor vor, der dazu dient, Belichtungssteuerungsinformationen
und eine überlagerte Darstellung
des aufgenommenen Bildes in Okulare des Mikroskops einzuspiegeln.
-
US 5,867,210 beschreibt
ein Stereomikroskop für
zwei Beobachter, umfassend eine Mikroskopoptik, eine Stereokamera,
einen Monitor je Beobachter und eine Steuerung, die dazu vorgesehen
ist, wahlweise die Stereoansichten zu vertauschen und unabhängig von
dieser Einstellung wahlweise die aufgenommenen Bilder seitenverkehrt
bzw. nicht seitenverkehrt darzustellen.
-
DE 101 40 402 A1 beschreibt
ein Mikroskopiesystem mit einem Ophthalmoskopie-Vorsatzmodul, der
eine Ophthalmoskopielinse und ein Prismensystem zur Bildumkehr und
Strahlvertauschung umfaßt.
-
Aus
US 4,786,154 ist ein Stereo-Mikroskopiesystem
bekannt, welches ein Objektiv zur Überführung eines von einer Objektebene
des Objektivs ausgehenden objektseitigen Strahlenbündels in
ein bildseitiges Strahlenbündel
aufweist. In dem bildseitigen Strahlenbündel ist ein linkes und ein
rechtes Zoomsystem angeordnet. Das linke Zoomsystem greift aus dem
bildseitigen Strahlenbündel
ein linkes Teilstrahlenbündel
heraus und führt
dieses mit änderbarer
Vergrößerung einem
linken Okular des Mikroskopiesystems zu. Entsprechend greift das
rechte Zoomsystem aus dem bildseitigen Strahlenbündel ein rechtes Teilstrahlenbündel heraus
und führt
dieses einem rechten Okular des Mikroskopiesystems zu. Zwischen
den Zoomsystemen und den Okularen sind in die Teilstrahlenbündel jeweils
zwei halbdurchlässige
Spiegel eingefügt. Über den
einen der beiden Spiegel wird Licht aus dem jeweiligen Teilstrahlenbündel ausgekoppelt
und einer Kamera zugeführt, deren
Bilder von einer Steuerung ausgelesen werden und von dieser bearbeitet
werden können.
Von der Steuerung werden die bearbeiteten Bilder einer Anzeige zur
Darstellung zugeführt,
deren Licht über
den jeweils anderen halbdurchlässigen
Spiegel in das jeweilig Teilstrahlenbündel zum Okular hin eingekoppelt werden.
In den Okularen ist damit zum einen ein direktes Abbild des Objekts
und diesem überlagert die
von der Anzeige bereitgestellte Darstellung wahrnehmbar.
-
Das
Einfügen
der beiden halbdurchlässigen Spiegel
in die Strahlengänge
erfordert Bauraum und verlängert
damit die Baulänge
des Mikroskopiesystems.
-
Beispielsweise
aus der
EP 11 91 381
A2 sind Stereo-Mikroskopiesysteme bekannt, welche zum Einsatz
bei einem chirurgischen Eingriff am menschlichen Auge einsetzbar
sind, wobei ein stereomikroskopisches Abbild eines Augenhintergrunds
gewonnen wird. Hierzu wird zwischen einer Objektebene des Mikroskopiesystems
und dem zu operierenden Auge eine Ophthalmoskopielinse eingefügt, welche in
der Objektebene ein Zwischenbild des Augenhintergrundes erzeugt.
Dieses Zwischenbild ist seitenverkehrt, so daß das Mikroskopiesystem eine
Vorrichtung aufweist, um die Stereokanäle des Mikroskopiesystems zu
vertauschen und eine Seitenumkehrung der von dem Mikroskop bereitgestellten
Stereobilder herbeizuführen.
-
Eine
solche Vorrichtung erfordert ebenfalls Bauraum und führt damit
zu einer Erhöhung
der Baulänge
des Mikroskopiesystems.
-
Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Mikroskopiesystem
mit Einkopplung einer Darstellung einer Anzeige vorzuschlagen, welches mit
einfacheren optischen Komponenten und insbesondere mit einem kürzeren Strahlengang
realisierbar ist.
-
Ferner
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Stereo-Mikroskopiesystem
vorzuschlagen, welches bei einem ein facheren Aufbau für einen Einsatz
zusammen mit einer Ophthalmoskopielinse einsetzbar ist.
-
Unter
einem ersten Aspekt stellt die Erfindung ein Mikroskopiesystem zur
Erzeugung einer vergrößerten Abbildung
eines Objekts bereit, wobei das Mikroskopiesystem ein Objektiv,
welches ein von einer Objektebene des Objektivs ausgehendes objektseitiges
Strahlenbündel
in ein bildseitiges Strahlenbündel überführt, wenigstens
ein Okular und wenigstens eine optische Komponente zur Bereitstellung
eines Strahlengangs umfaßt,
um dem wenigstens einen Okular Licht des bildseitigen Strahlenbündels zuzuführen.
-
Die
wenigstens eine optische Komponente zur Bereitstellung des Strahlengangs
zwischen dem Objektiv und dem wenigstens einen Okular umfaßt ein Bauernfeind-Prisma,
welches eine erste Oberfläche
aufweist, durch die der Strahlengang in das Prisma eintritt, und
welches ferner eine zweite Oberfläche aufweist, welche zu dem
in das Prisma eingetretenen Strahlengang schräg orientiert ist. Die zweite Oberfläche ist
für das
Licht des Strahlengangs halbdurchlässig und teilt dieses auf in
einen Okular-Strahlengang und einen Kamera-Strahlengang. Das Licht des
Okular-Strahlengangs tritt durch eine dritte Oberfläche des
Prismas nach Reflexion an der zweiten halbdurchlässigen Oberfläche und
einer inneren Totalreflexion an der ersten Oberfläche aus
dem Prisma hin zu dem Okular aus.
-
Das
Mikroskopiesystem umfaßt
ferner eine Kamera zur Aufnahme von Bildern des Objekts und einer
Anzeige, deren Darstellung in dem Okular mit dem Bild des Objekts überlagert
ist.
-
An
die zweite Oberfläche
des Bauernfeind-Prismas ist ein weiterer Prismenkörper optisch angekoppelt.
In diesen zweiten Prismenkörper
tritt der Kamera-Strahlengang nach Durchsetzen der halbdurchlässigen zweiten
Oberfläche
des Bauernfeind-Prismas ein. Der Kamera-Strahlengang verläßt das zweite
Prisma durch eine zweite Oberfläche
desselben hin zu der Kamera.
-
Das
zweite Prisma weist eine dritte Oberfläche auf, durch die der von
der Anzeige ausgehende Anzeigenstrahlengang in den zweiten Prismenkörper derart
eintritt, daß er
nach Durchsetzen der zweiten Oberfläche des Bauernfeind-Prismas
mit dem Okular-Strahlengang überlagert
ist.
-
Mit
dieser Prismenanordnung ist es besonders einfach möglich, das
Bild des Objektivs sowohl dem wenigstens einen Okular als auch der
Kamera zuzuführen
und die Darstellung der Anzeige mit dem Bild des Objekts in dem
wenigstens einen Okular zu überlagern.
-
Das
Bauernfeind-Prisma und das zweite Prisma sind vorzugsweise aus Materialien
mit einander gleichen Brechungsindizes gebildet und liegen vorzugsweise
unmittelbar aneinander an, wobei sie auch direkt miteinander verkittet
sein können.
-
Gemäß einer
Ausführungsform
ist ein Paar von Okularen vorgesehen, um ein Stereo-Mikroskopiesystem
zu bilden, wobei dann vorzugsweise das Bauernfeind-Prisma, das zweite
Prisma, die Kamera und die Anzeige jeweils paarweise und einem jeweiligen
Okular zugeordnet ausgeführt
sind.
-
Unter
einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Mikroskopiesystem zur
Erzeugung einer vergrößerten stereoskopischen
Abbildung eines Objekts bereitgestellt, welches ein Objektiv umfaßt, um ein objektseitiges
Strahlenbündel
in ein bildseitiges Strahlenbündel überzuführen. In
dem bildseitigen Strahlen bündel
ist eine linke Kamera angeordnet, welcher Licht eines linken Teilstrahlenbündels des bildseitigen
Strahlenbündels
zugeführt
ist, um ein Bild des Objekts aus einem linken Blickwinkel aufzunehmen.
Das Mikroskopiesystem umfaßt
ferner eine linke Anzeige, um eine Darstellung des Objekts einem
linken Auge eines Betrachters zuzuführen. Entsprechend ist eine
rechte Kamera vorgesehen, um aus einem rechten Teilstrahlenbündel des
bildseitigen Strahlenbündels
ein Bild des Objekts aus einem rechten Blickwinkel zu gewinnen,
und es ist eine rechte Anzeige vorgesehen, um eine Darstellung des Objekts
einem rechten Auge des Benutzers zuzuführen.
-
Eine
Steuerung des Mikroskopiesystems ist in einem ersten Betriebsmodus
derart betreibbar, daß das
Bild der linken Kamera der rechten Anzeigeseite seiteninvertiert
zur Darstellung zugeführt
wird und das Bild der rechten Kamera der linken Anzeige seiteninvertiert
zur Darstellung zugeführt
wird.
-
Hierdurch
ist es auf eine besonders einfache Weise möglich, beim Einsatz des Mikroskopiesystems
zusammen mit einer Ophthalmoskopielinse die erforderliche Vertauschung
der beiden Stereokanäle unter
gleichzeitiger Seiteninvertierung der Bilder vorzunehmen. Im Unterschied
zum herkömmlichen
System, wo die Vertauschung der Stereokanäle und die Seiteninvertierung
durch aufwendige optische Komponenten vorzunehmen ist, erfolgen
diese Maßnahmen
bei dem vorgeschlagenen Mikroskopiesystem auf elektronische Weise
durch die Steuerung.
-
In
einem zweiten Betriebsmodus ist die Steuerung dann derart betreibbar,
daß sie
das Bild der linken Kamera der linken Anzeige der Darstellung nicht invertiert
zuführt
und das Bild der rechten Kamera der rechten Anzeige ebenfalls nicht
invertiert zur Darstellung zuführt.
In dem zweiten Betriebsmodus ist das Mikroskopiesystem dann zur
Beobachtung von Objekten geeignet, welche in der Objektebene des
Objektivs angeordnet sind. Durch einfache elektronische Umschaltung
und ohne mechanische Bewegung optischer Komponenten kann das Mikroskopiesystem
somit vom Betrieb ohne Ophthalmoskopielinse in den Betrieb mit Ophthalmoskopielinse
umgestellt werden.
-
Die
linke und die rechte Anzeige ist vorzugsweise in einer am Kopf des
Benutzers tragbaren Anzeigevorrichtung ("head mounted display") integriert. Damit kann sich der Benutzer
frei relativ zu dem Mikroskopiesystem bewegen und gleichwohl die
vergrößerte stereoskopische
Abbildung des Objekts betrachten. Ferner können die linke und die rechte
Anzeige an einem separaten Stativ getragen sein.
-
Ergänzend zu
der linken und der rechten Anzeige umfaßt das Mikroskopiesystem gemäß einer Ausführungsform
auch ein linkes und ein rechtes Okular, welchen Licht des linken
bzw. des rechten Teilstrahlenbündels
zugeführt
wird, so daß ein
Benutzer auch durch Einblick in die beiden Okulare ein stereoskopisches
Abbild des Objekts betrachten kann.
-
Das
Mikroskopiesystem umfaßt
hierbei vorzugsweise eine Strahlteileranordnung, um das Licht der
beiden Teilstrahlenbündel
sowohl dem jeweiligen Okular als auch der jeweiligen Kamera zuzuführen.
-
Um
auch hier eine Umschaltung von dem ersten in den zweiten Betriebsmodus,
also von einer Beobachtung mit Ophthalmoskopielinse und einer Beobachtung
ohne Ophthalmoskopielinse zu ermöglichen,
umfaßt
das Mikroskopiesystem vorzugsweise einen Strahlumschalter, der dazu
ausgebildet ist, in dem ersten Betriebsmodus in einen ersten Schaltzustand
geschaltet zu sein, in welchem das Licht des linken Teilstrahlenbündels zur
Zuführung
zu dem linken Okular unterbrochen ist und das Licht der Darstellung
der linken Kamera dem linken Okular zugeführt wird, und in welchem das
Licht des rechten Teilstrahlenbündels
zur Zuführung
zu dem rechten Okular unterbrochen wird und das Licht der Darstellung der
rechten Kamera dem rechten Okular zugeführt wird. In dem zweiten Betriebsmodus
ist der Strahlumschalter in einen zweiten Schaltzustand geschaltet, in
welchem das Licht des linken Teilstrahlenbündels dem linken Okular zugeführt wird
und das Licht des rechten Teilstrahlenbündels dem rechten Okular zugeführt wird.
-
In
dem zweiten Betriebsmodus zur Betrachtung des in der Objektebene
angeordneten Objekts ohne Ophthalmoskopielinse erfolgt die Beobachtung des
Objekts über
den optischen Strahlengang zwischen Objektiv und den Okularen. In
dem ersten Betriebsmodus zur Beobachtung des Objekts über die invertierende
Ophthalmoskopielinse erfolgt dann die Beobachtung des Objekts über die
in den Strahlengang zu den Okularen hin eingekoppelten Darstellungen
der beiden Anzeigen, welchen die von den Kameras aufgenommenen Bilder
unter Vertauschung der Stereokanäle
und Seiteninversion zur Darstellung zugeführt werden.
-
Ebenso
ist eine Ausgestaltung des Mikroskopiesystems mit einem Strahlschalter
bevorzugt, der in einem ersten Schaltzustand die Zuführung der
Teilstrahlenbündel
zu den Okularen hin frei gibt und diese in einem zweiten Schaltzustand
unterbricht. Der Strahlschalter arbeitet vorzugsweise synchronisiert mit
einer schaltbaren Beleuchtungseinrichtung, welche in einem ersten
Beleuchtungszustand einen Beleuchtungslichtstrahl auf das zu untersuchende
Objekt richtet und in einem zweiten Beleuchtungszustand diesen Beleuchtungslichtstrahl
nicht auf das Objekt richtet. Damit ist in dem ersten Betriebsmodus der
Steuerung zwar der Strahlengang zwischen Objektiv und den Okularen
geöffnet,
allerdings wird in diesem Betriebsmodus das Objekt nicht beleuchtet, so
daß der
Benutzer bei Einblick in die Okulare das Objekt über den optischen Strahlengang
im ersten Schaltzustand des Strahlschalters nicht wahrnehmen kann.
Er erblickt dann die Darstellung der beiden Anzeigen, welche Bilder
des Objekts unter der Vertauschung der Stereokanäle und Seiteninversion darstellen,
so daß der
Benutzer beim Einsatz der Ophthalmoskopielinse das Bild des Objekts
von den beiden Anzeigen unter korrekter Stereobasis und Seitenrichtigkeit
des Bildes bereitgestellt bekommt. Den beiden Kameras sind die beiden
Teilstrahlenbündel ständig zugeführt, allerdings
gewinnt die Steuerung die Bilder des Objekts über die Kameras lediglich in dem
zweiten Betriebsmodus der Steuerung, da lediglich dann die Beleuchtungseinrichtung
das Objekt mit dem Beleuchtungslichtstrahl beleuchtet. In diesem ersten
Betriebsmodus ist allerdings der Strahlengang der beiden Teilstrahlenbündel hin
zu den Okularen durch den Strahlschalter unterbrochen, so daß der Benutzer
beim Einblick in die Okulare das direkte optische Bild des Objekts
seitenverkehrt und mit vertauschten Stereokanälen nicht wahrnehmen kann. Gegebenenfalls
kann die Kamera, die Anzeige oder eine zugehörige Steuerung einen Speicher
umfassen, um die von der Kamera während der Belichtungszeit derselben
aufgenommenen Bilder zu speichern und dann während der Zeit für die Anzeige
zur Darstellung bereitzustellen, während der der Beleuchtungslichtstrahl
zum Objekt unterbrochen ist und die Kamera kein Bild des Objekts
aufnehmen kann. Wenn die Anzeige allerdings eine ausreichende Trägheit hinsichtlich
Bildänderungen
aufweist, ist ein solcher Speicher nicht unbedingt vorzusehen.
-
Die
Umschaltung von dem ersten in den zweiten Betriebsmodus erfolgt
vorzugsweise periodisch und vorzugsweise so schnell, daß der Benutzer im
wesentlichen kontinuierlich die von den Anzeigen bereitgestellte
seitenkorrigierte und stereokanalkorrigierte Darstellung des Objekts
wahrnimmt.
-
Ausführungsformen
der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen erläutert. Hierbei
zeigt
-
1 eine
Ausführungsform
eines Stereo-Mikroskopiesystems mit Einkopplung einer Darstellung
einer Anzeige in einen Okularstrahlengang über ein Bauernfeind-Prisma,
wobei das Mikroskopiesystem auch zum Einsatz mit einer Ophthalmoskopielinse
geeignet ist,
-
2 ein
Mikroskopiesystem zum wahlweisen Einsatz mit oder ohne Ophthalmoskopielinse, und
-
3 ein
weiteres Mikroskopiesystem zum wahlweisen Einsatz mit oder ohne
Ophthalmoskopielinse.
-
Ein
in 1 schematisch dargestelltes Mikroskopiesystem 1 umfaßt ein Objektiv 3 mit
mehreren Objektivlinsen 5 zur Überführung eines von einer Objektebene 7 des
Objektivs 3 ausgehenden objektseitigen Strahlenbündels 9 in
ein bildseitiges Strahlenbündel 11.
-
In
dem bildseitigen Strahlenbündel 11 ist eine
Strahlteileranordnung 13 angeordnet, welche ein Bauernfeind-Prisma 15 und
einen auf dieses auf gekitteten Prismenkeil 17 umfaßt. An einer
Grenzfläche 19 der
Strahlteileranordnung 13 erfolgt eine Auf teilung des Strahlengangs,
indem ein Strahlengang für
einen Hauptbeobachter diese Grenzfläche geradlinig durchsetzt und
danach ein Paar von Zoomsystemen 21 mit jeweils mehreren
Zoomlinsen 23 angeordnet ist. In 1 ist lediglich
ein Zoomsystem 21 erkennbar. Das andere ist verdeckt unter
dem dargestellten Zoomsystem.
-
Die
Zoomsysteme greifen aus dem bildseitigen Strahlenbündel 11 jeweils
ein Teilstrahlenbündel 25 heraus
und führen
dieses an eine Strahlteileranordnung 27 weiter. Diese umfaßt ein Bauernfeind-Prisma 29 mit
einer dem Zoomsystem 21 zugewandten ersten Oberfläche 31, über welche
der Strahlengang von dem jeweiligen Zoomsystem 21 her in
das Bauernfeind-Prisma 29 eintritt. An einer halbdurchlässigen zweiten
Oberfläche 33 des
Bauernfeind-Prismas 29 erfolgt eine Strahlteilung in einen
Okular-Strahlengang 35 und einen Kamera-Strahlengang 37,
wobei letzterer die halbdurchlässige
Oberfläche 33 geradlinig
durchsetzt und der Okular-Strahlengang 35 an dieser reflektiert
wird. Daraufhin wird der Okular-Strahlengang 35 an der ersten
Oberfläche 31 des
Bauernfeind-Prisma 29 innen totalreflektiert und tritt
daraufhin über
eine Oberfläche 39 des
Bauernfeind-Prismas
aus diesem aus, um in eine Tubusanordnung 41 einzutreten,
welche mehrere Linsen 43 und Strahlumlenker 45 aufweist, um
den Strahlengang Okularen 47 zuzuführen, welche verschwenkbar
sind, um unter anderen die beiden Okulare an einen Augenabstand
des Benutzers anzupassen.
-
Der
Kamera-Strahlengang 37 tritt in das aufgesetzte Prisma 48 ein,
durchsetzt dieses geradlinig und tritt aus diesem über eine
Oberfläche 49 aus
in eine Kamera 51 mit einer Kameraadapteroptik 53 und
einem CCD-Chip 55. Von der Kamera gewonnene Bilder werden
von der Steuerung 57 ausgelesen, um beispielsweise einer
Archivierung 59 zugeführt
zu werden oder nach einer Bildverarbeitung oder dergleichen an einem
Bildschirm eines Computers 61 dargestellt zu werden. Die
Steuerung 57 kann ferner die von der Kamera 51 aufgenommenen
Bilder oder die verarbeiteten Bilder oder andere Daten, welche beispielsweise über eine
Tastatur 63 eingegeben werden oder auf andere Weise gewonnen
werden, einer Anzeige 65 zuführen. Die Anzeige 65 umfaßt einen
LCD-Chip 67 und eine Adapteroptik 69. Das von der
Anzeige 65 erzeugte Licht tritt über eine Oberfläche 71 unter
einem solchen Winkel und mit einer solchen Ausrichtung ein, daß ein Kamera-Strahlengang 73 nach
Durchsetzen der ersten Oberfläche 33 des Bauernfeind-Prismas 29 mit
dem Okular-Strahlengang 35 überlagert ist und der Benutzer
beim Einblick in die Okulare 47 sowohl das über das
bildseitige Strahlenbündel 11 und
die Teilstrahlenbündel 25 transportierte
optische Bild der Objektebene 7 als auch die von der Anzeige 65 erzeugte
Darstellung in Überlagerung
wahrnimmt.
-
Ein
von dem Bauernfeind-Prisma 15 reflektierter Strahlengang 81 wird
Okularen 83 zugeführt, in
die ein weiterer Benutzer Einblick nehmen kann, um ein optisches
Abbild der Objektebene 7 wahrzunehmen. In dem Strahlengang 81 ist
ebenfalls ein Paar Zoomsysteme 84 und ein Tubus 85 angeordnet, welche
einen ähnlichen
Aufbau haben wie der oben beschriebene Tubus 41 und das
ebenfalls oben beschriebene Zoomsystem 21.
-
Nachfolgend
werden Varianten der anhand der 1 erläuterten
Ausführungsform
dargestellt. Hierbei sind Komponenten, die hinsichtlich ihrer Funktion
oder ihres Aufbaus Komponenten der Ausführungsform der 1 entsprechen,
mit den gleichen Bezugszeichen, zur Unterscheidung jedoch mit einem
zusätzlichen
Buchstaben, versehen.
-
Ein
in 2 schematisch dargestelltes Mikroskopiesystem 1a umfaßt ein Objektiv 3a mit
einer Objektebene 7a zur Überführung eines von der Objektebene 7a ausgehenden
objektseitigen Strahlenbündels 9a in
ein bildseitiges Strahlenbündel 11a.
In diesem sind zwei Kameras 51al (zusätzlicher Buchstabe 1 steht
für "links" und 51ar (zusätzlicher
Buchstabe r steht für "rechts") angeordnet, um
Bilder der Objektebene 7a unter einem Blickwinkel von links bzw.
einem Blickwinkel von rechts aufzunehmen, wozu die Kameras 51al bzw. 51ar jeweils
eine Kameraadapteroptik 53al,r und einen CCD-Chip 55al,r umfassen.
In der in 2 dargestellten Ausführungsform
ist zwischen dem Objekt und den Kameras ein Zoom-System jeweils
nicht vorgesehen. Allerdings können
im Strahlengang vor den Kameras auch Zoom-Systeme vorgesehen sein,
um eine Vergrößerung der
von den Kameras aufgenommenen Bilder optisch ändern zu können.
-
Das
Mikroskopiesystem 1a ist zur Beobachtung eines Augenhintergrunds 91 eines
Auges 93 ausgebildet, wozu das Mikroskopiesystem 1a eine Ophthalmoskopielinse 94 umfaßt, welche
in der Objektebene 7a ein Zwischenbild des Augenhintergrunds 91 erzeugt.
Dadurch ist das über
die von den Kameras 51a aus dem bildseitigen Strahlenbündel 11a herausgegriffene
Teilstrahlenbündel 25al, 25ar gewonnene
stereoskopische Bild ein Bild mit vertauschten Stereokanälen, wobei
die jeweiligen Bilder seiteninvertiert sind, das heißt die linke
mit der rechten Seite vertauscht ist und die obere mit der unteren Seite
vertauscht ist.
-
Die
von den Kameras 55a über
Datenleitungen 101l bzw. 101r in eine Steuerung 57a eingelesenen
Bilder werden mittels elektronischer Bildinvertierer 103 jeweils
seitenrichtig gestellt und an eine kopfgetragene Anzeigevorrichtung
("head mounted display") 105 ausgegeben.
Diese umfaßt
eine linke An zeige 65l zur Betrachtung mit einem linken
Auge des Benutzers und einer Anzeige 65r zur Betrachtung
mit einem rechten Auge des Benutzers. Die von der Kamera 55al aufgenommenen
Bilder werden nach ihrer Seiteninvertierung der Anzeige 65r zugeführt, und die
von der Kamera 55ar aufgenommenen Bilder werden nach ihrer
Seiteninvertierung der Anzeige 65l zugeführt, so
daß der
Benutzer beim Einblick in die Anzeigevorrichtung 105 ein
seitenrichtiges Bild des Augenhintergrunds 91 mit korrektem
Stereoeindruck wahrnehmen kann.
-
Soll
ein in der Objektebene 7a angeordnetes Objekt ohne Verwendung
der Ophthalmoskopielinse 94 betrachtet werden, so schaltet
die Steuerung 57a um (ein entsprechender Schalter 109 ist
lediglich symbolisch dargestellt), und die von der Kamera 55al aufgenommenen
Bilder werden ohne Seiteninvertierung der Anzeige 65l zugeführt, und
die von der Kamera 55a aufgenommenen Bilder werden ohne
Seiteninvertierung der Anzeige 65r zugeführt.
-
Ein
in 3 schematisch dargestelltes Stereo-Mikroskopiesystem 1b ist
ebenfalls umschaltbar zwischen einem Betriebsmodus zur Beobachtung
eines Objekts mit Ophthalmoskopielinse und einem Betriebsmodus zur
Beobachtung des Objekts ohne Ophthalmoskopielinse.
-
Die
Beobachtung ohne Ophthalmoskopielinse erfolgt auf direkt optischem
Weg, indem ein von dem Objekt ausgehendes objektseitiges Strahlenbündel 9b von
einem Objektiv 3b in ein bildseitiges Strahlenbündel 11b übergeführt wird,
aus welchem ein Paar von Zoomsystemen, von denen lediglich eines
(21bl) in 3 sichtbar ist, ein Paar von
Teilstrahlenbündeln 25b herausgegriffen
werden. Die Teilstrahlenbündel 25b werden über ein
Bauernfeind-Prisma 29b aufgeteilt. Ein Teil hiervon bildet einen
Okular-Strahlengang 35b und wird über eine Tubusanordnung 41b den
beiden Okularen 47b zugeführt.
-
Ein
anderer Teil wird als Kamera-Strahlengang 37b einer Kamera 51b zugeführt, deren CCD-Chip 55b ein
Bild des Objekts aufnimmt, und zwar eine Kamera (55bl)
das Bild aus einem Blickwinkel von links und die andere Kamera ein
Bild aus einem Blickwinkel von rechts.
-
Die
von den Kameras 55b aus aufgenommenen Bilder werden von
einer Steuerung 57b ausgelesen und an Anzeigen 65b ausgegeben,
deren LCD-Chips 67b diese Bilder darstellen.
-
Sollen
diese Bilder bei der Beobachtung mit Ophthalmoskopielinse in den
Strahlengang der Okulare 47b eingekoppelt werden, so ist
ein von der Steuerung 57b ansteuerbarer Klappspiegel 111 in den
Okular-Strahlengang 53b eingeklappt. In dieser Position
blockiert der Klappspiegel 111 das von dem Objekt über das
Objektiv 3b und die Zoomsysteme 21b herkommende
Licht der Teilstrahlenbündel 25b und
koppelt das von den Anzeigevorrichtungen 65b erzeugte Licht
in den Okularstrahlengang ein, so daß der Benutzer bei Einblick
in die Okulare 47b ein seitenrichtiges Bild des hinter
der Ophthalmoskopielinse (in 3 nicht
dargestellt) angeordneten Objekts mit korrekter Stereobasis wahrnehmen
kann.
-
Soll
das Objekt ohne Opthalmoskopielinse beobachtet werden, so steuert
die Steuerung 57b den Klappspiegel 111 an, so
daß dieser
in die in 3 mit gestrichelter Linie dargestellte
Stellung schwenkt. Dann wird das von den Anzeigen 65b erzeugte
Bild nicht in den Okular-Strahlengang 35b eingekoppelt,
und über
die Okulare 47b kann das Objekt über die Zoomsysteme 23b und
das Objektiv 5b direkt beobachtet werden.
-
Auch
das in 1 dargestellte Mikroskopiesystem 1 ist
wahlweise mit einer Ophthalmoskopielinse betreibbar.
-
Hierzu
umfaßt
das Mikroskopiesystem 1 eine Beleuchtungseinrichtung 121 mit
einer Lichtquelle 123 und einem Reflektor 125 zur
Erzeugung eines Lichtstrahls 127, der von einer Kollimationslinse 129 zu
einem kollimierten Strahl 131 geformt wird und dann von
einer Linsengruppe 133 als Beleuchtungslichtstrahl 135 hin
zu dem Objekt abgestrahlt wird. Das Beleuchtungssystem ist in 1 lediglich
schematisch derart dargestellt, daß der Beleuchtungslichtstrahl
schräg
auf das Objekt trifft. Insbesondere beim Einsatz in der Ophthalmoskopie
sind jedoch auch Anwendungen vorteilhaft, bei denen der Beleuchtungslichtstrahl
durch Umlenkspiegel unter lediglich kleinen Winkeln zur optischen
Achse zum Objekt hin gerichtet ist.
-
Es
ist ein Chopper 137 mit einem von einem Antrieb 139 angetriebenen
Chopper-Flügelrad 142 vorgesehen,
um den Beleuchtungslichtstrahl 135 abwechselnd zu unterbrechen
und freizugeben. Eine Drehgeschwindigkeit und Phase des Antriebs 139 wird
von der Steuerung 57 kontrolliert. Somit wird das Objekt
abwechselnd beleuchtet und nicht beleuchtet. In dem Zustand, in
dem das Objekt nicht beleuchtet wird, schaltet ein von der Steuerung 57 kontrollierter Strahlverschluß 141,
der zwischen dem Bauernfeind-Prisma 29 und dem Tubus 41 angeordnet
ist in einen lichtblockierenden Zustand, so daß der Okular-Strahlengang 35 unterbrochen
ist und der Benutzer beim Einblick in die Okulare 47 das
Objekt nicht sehen kann, obwohl dieses beleuchtet ist. In diesem Zustand
nimmt dann die Kamera 51 ein Bild des Objekts auf, welches
die Steuerung 57 ausliest. Die Steuerung 57 invertiert
dann die beiden Bilder, wie dies in 2 mit den
Invertierern 103 dargestellt ist, und führt diese dann den entsprechend
anderen Anzeigen 65 zu, welche die Bilder dann in dem Zeitraum darstellen,
in dem das Chopper-Rad 41 den Beleuchtungslichtstrahl 135 unterbricht.
In diesem Zustand wird auch der Strahlverschluß 41 in seinen lichtdurchlässigen Zustand
geschaltet, so daß die
von den Anzeigen 65 dann seitenrichtig dargestellten Bilder über die
Einkopplung in den Okular-Strahlengang 35 durch die Okulare 47 mit
korrekter Stereobasis wahrgenommen werden können.