CH689954A5 - Stereomikroskop-Anordnung mit geeigneter Beleuchtungseinheit. - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stereomikroskop-Anordnung mit einem gemeinsam genutzten Objektiv, das von mindestens zwei Paaren stereoskopischer Beobachtungsstrahlengänge durchsetzt wird, sowie eine geeignete Beleuchtungseinheit für eine derartige Anordnung. Zum Einsatz in der Mikrochirurgie sind Stereomikroskope bekannt, die neben einem Hauptbeobachter-Tubus mit einem ersten Paar stereoskopischer Beobachtungsstrahlengänge des Weiteren einen sogenannten Mitbeobachter-Tubus mit einem zweiten Paar von stereoskopischen Beobachtungsstrahlengängen aufweisen, d.h. ein optisch-mechanisch mit dem Hauptbeobachter-Mikroskop gekoppeltes Mitbeobachter-Mikroskop. Beleuchtungsseitig umfassen derartige Anordnungen üblicherweise eine Beleuchtungseinheit, die optimal für lediglich einen der beiden Beobachter bzw. ein Beobachtungsstrahlengang-Paar dimensioniert ist. Vorzugsweise ist die Beleuchtung hierbei für die stereoskopischen Beobachtungsstrahlengänge des Hauptbeobachters bzw. des Hauptbeobachter-Mikroskopes optimiert. Wichtig ist eine optimale Beleuchtungskonfiguration insbesondere im Bereich der ophthalmo-Chirurgie, wenn bei Katarakt-Operationen ein möglichst guter "Roter Reflex" erforderlich ist, der zur kontrastreichen Sichtbarmachung von Linsenresten dient. Für ein Stereomikroskop ohne MitbeobachterMikroskop erweist sich hierzu eine Beleuchtungseinrichtung als vorteilhaft, wie sie in der Patentanmeldung DE 40 28 605 der Anmelderin beschrieben ist. Dort sind zwei Umlenkelemente im Beleuchtungs-Strahlengang vorgesehen, die Licht unter verschiedenen Winkeln relativ zur optischen Achse des Hauptobjektives in die Objektebene umlenken. Wünschenswert ist nunmehr, die Vorteile einer für den Hauptbeobachter optimierten Beleuchtungseinrichtung, wie beispielsweise aus der DE 4 028 605 bekannt, in einer derartigen Stereomikroskop-Anordnung auch einem Mitbeobachter zumindest optional zur Verfügung zu stellen. Auch bei nichtoptimaler Beleuchtungskonfiguration sollte jedoch zumindest eine zufriedenstellende Beleuchtung für den Mitbeobachter bzw. für den Hauptbeobachter garantiert sein. Gelöst wird dieses Problem durch eine Stereomikroskop-Anordnung mit den Merkmalen des Anspruches 1, d.h. es ist nunmehr eine Beleuchtungseinheit vorgesehen, die relativ zur optischen Achse des gemeinsam genutzten Objektives in mindestens zwei verschiedenen Positionen montierbar ist. Eine geeignete Beleuchtungseinheit ist Gegenstand des Anspruches 11. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich jeweils aus den abhängigen Ansprüchen. Aufgrund der erfindungsgemässen Anordnung bzw. Ausgestaltung der Beleuchtungseinheit ist nunmehr gewährleistet, dass wahlweise der Hauptbeobachter oder aber der Mitbeobachter die optimierte Beleuchtungs-Konfiguration optional zur Verfügung hat. Dies geschieht durch einfaches Montieren oder aber Drehen der Beleuchtungseinheit in die gewünschte Position. So kann etwa während einer Operation der Hauptoperateur die für ihn optimierte Beleuchtungseinheit zeitweise auch einem Assistenten zur Verfügung stellen. Je nach Relativ-Position der Beleuchtungseinheit zu den stereoskopischen Beobachtungsstrahlengängen erhält dann dieser den optimierten Bildeindruck des Hauptbeobachters dargeboten und umgekehrt. Hierzu muss weder der Haupt- noch der Mitbeobachter seine Arbeitsposition wechseln, was insbesondere während einer Operation von Bedeutung ist. Des Weiteren ist durch die entsprechende Dimensionierung der verwendeten Umlenkelemente relativ zu den Beobachtungspupillen innerhalb der Beleuchtungseinheit gewährleistet, dass ein möglichst geringfügiger Beschnitt der Beobachtungspupillen bzw. der Beobachtungsstrahlengänge durch die Umlenkelemente erfolgt und auch der jeweilige Beobachter mit nicht-optimaler Beleuchtungskonfiguration ein zufriedenstellendes Bild, d.h. in der Ophthalmo-Chirurgie einen kontrastreichen "Roten Reflex" dargeboten bekommt. Der modulare Aufbau der erfindungsgemässen Anordnung gestattet des Weiteren eine Reihe von Variationsmöglichkeiten hinsichtlich der Relativ-Anordnung der einzelnen Module wie etwa Haupt- und Mitbeobachter-Mikroskop, Beleuchtungseinheit etc. Weitere Vorteile sowie Einzelheiten der erfindungsgemässen Stereomikroskop-Anordnung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Figuren. Dabei zeigt Fig. 1a und 1b jeweils eine Draufsicht auf das gemeinsam von den Beobachtungsstrahlengängen durchsetzte Objektiv mit Teilen der Beleuchtungseinheit in verschiedenen Relativ-Positionen; Fig. 2a und 2b eine andere Ausführungsform der Beleuchtungseinheit mit unterschiedlich angeordneten Umlenkelementen als in Fig. 3a und 1b in verschiedenen Relativ-Positionen; Fig. 3a und 3b jeweils eine Seitenansicht verschiedener Ausführungsformen der erfindungsgemässen Stereomikroskop-Anordnung. Ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Stereomikroskop-Anordnung ist in den Fig. 1a und 1b dargestellt. Die beiden Figuren zeigen jeweils eine Draufsicht auf das gemeinsam von allen Beobachtungsstrahlengängen (Ia, Ib, Ia, IIb) durchsetzte Objektiv (1) sowie Teile der vorgesehenen Beleuchtungseinheit (2). Hierbei ist in den beiden Darstellungen die Beleuchtungseinheit (2) in zwei verschiedenen Relativ-Positionen zur optischen Achse (3) des Objektives (1) bzw. zu den stereoskopischen Beobachtungsstrahlengängen (Ia, Ib, IIa, IIb) dargestellt. Das gemeinsam genutzte Objektiv (1) wird im beschriebenen Ausführungsbeispiel der Fig. 1a und 1b von zwei Paaren stereoskopischer Beobachtungsstrahlengänge (Ia, Ib, IIa, IIb) durchsetzt. Hierbei sind die dargestellten grösseren Durchtrittspupillen der stereoskopischen Beobachtungsstrahlengänge (Ia, Ib) dem Hauptbeobachter (I) zugeordnet, während die um 90 DEG hierzu versetzten Durchtrittspupillen der stereoskopischen Beobachtungsstrahlengänge (IIa, IIb) dem Mitbeobachter (II) über das Mitbeobachter-Mikroskop zur Verfügung stehen. Die Hauptbeobachter- und Mitbeobachter-Orientierung ist des Weiteren durch die beiden Pfeile und die zugeordneten Bezugszeichen (I, II) eingezeichnet, wobei das Bezugszeichen (I) die Hauptbeobachter-Orientierung und das Bezugszeichen (II) die Mitbeobachter-Orientierung darstellen soll. Von der Beleuchtungseinheit (2) sind oberhalb des Objektives angeordnete Umlenkelemente (4a, 4b) in Form zweier Umlenkspiegel erkennbar, die jeweils bestimmte Anteile des auf sie auftreffenden Beleuchtungslichtes in Richtung Objektebene umlenken. Hinsichtlich der Anordnung der Umlenkelemente (4a, 4b) im Beleuchtungsstrahlengang sei an dieser Stelle explizit auf die DE 4 028 605 der Anmelderin verwiesen. Alternativ sind selbstverständlich auch geeignete Prismen mit wellenlängenselektiven Beschichtungen etc. als Umlenkelemente (4a, 4b) innerhalb der erfindungsgemässen Beleuchtungseinrichtung (2) einsetzbar. Die relativ zur optischen Achse (3) des Objektives (1) in mindestens zwei verschiedenen Positionen montierbare Beleuchtungseinheit (2) umfasst neben den Umlenkelementen (4a, 4b) vorteilhafterweise des Weiteren einen faseroptischen Lichtleiter (5) sowie eine vor dessen Austrittsfläche angeordnete Abbildungsoptik (6). In den faseroptischen Lichtleiter (5) wird eintrittsseitig Licht einer geeigneten Lichtquelle eingekoppelt, was in den Fig. 1a und 1b nicht dargestellt ist. Sämtliche Elemente der Beleuchtungseinheit (2) sind im dargestellten Ausführungsbeispiel in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Über die - schematisiert dargestellte - Abbildungsoptik (6) erfolgt hierbei eine Strahldimensionierung des Beleuchtungslichtes in gewünschter Art und Weise, bevor die Umlenkung über die Umlenkelemente (4a, 4b) in Richtung Objektebene erfolgt. Innerhalb der erfindungsgemäss angeordneten Beleuchtungseinheit (2) sind dabei durchaus alternative Anordnungen der Abbildungsoptik, des faseroptischen Lichtleiters, der Lichtquelle etc. realisierbar. Die Relativ-Anordnung der Durchtrittspupillen der stereoskopischen Beobachtungsstrahlengänge (Ia, Ib, IIa, IIb) von Haupt- und Mitbeobachter sowie die Umlenkelemente (4a, 4b) Projektion der Umlenkelemente in die Objektivebene sind nunmehr so gewählt bzw. dimensioniert, dass in jeder der möglichen Relativ-Stellungen der Beleuchtungseinheit (2) durch die Projektion der Umlenkelemente in die Objektivebene ein möglichst geringer Beschnitt der vorgesehenen Beobachtungsstrahlengänge (Ia, Ib, IIa, IIb) bzw. der zugeordneten Durchtrittspupillen erfolgt. In Fig. 1a ist die Beleuchtungseinheit (2) unmittelbar gegenüber dem Hauptbeobachter (I) angeordnet und stellt in dieser Stellung die optimale Beleuchtungs-Konfiguration für den Hauptbeobachter (I) zur Verfügung. Erfindungsgemäss ist nunmehr vorgesehen, die Beleuchtungseinheit (2), respektive die entsprechenden Umlenkelemente (4a, 4b), in mindestens einer weiteren Position relativ zu den Beobachtungsstrahlengängen (Ia, Ib, IIa, IIb) anzuordnen. Diese Stellung ist in Fig. 1b dargestellt, wenn nunmehr dem Mitbeobachter (II) gegenüber die Beleuchtungseinheit (2) angeordnet ist und derart der Mitbeobachter (II) die optimierte Beleuchtungs-Konfiguration mit den Umlenkelementen (4a, 4b) in den optimalen Winkelstellungen zur Verfügung hat. Auch im Fall der Stellung der Beleuchtungseinheit (2) gemäss Fig. 1b ist gewährleistet, dass eine akzeptable Beleuchtungs-Konfiguration und eine entsprechende resultierende Bildqualität für den Hauptbeobachter (I) zur Verfügung steht. Hierzu sind die Umlenkelemente (4a, 4b) geometrisch so dimensioniert und relativ so zu den Beobachtungsstrahlengängen (Ia, Ib, IIa, IIb) angeordnet, dass ein möglichst geringer Beschnitt der Beobachtungspupillen in allen möglichen Stellungen der Beleuchtungseinheit resultiert. Die Beleuchtungseinheit (2) kann nunmehr erfindungsgemäss entweder in lediglich zwei verschiedenen diskreten Positionen relativ zu den stereoskopischen Beobachtungsstrahlengängen (Ia, Ib, IIa, IIb) angeordnet werden. Es ist jedoch auch möglich, die Beleuchtungseinheit (2) beispielsweise kontinuierlich drehbar um die optische Achse (3) des Objektives (1) anzuordnen, sodass eine Vielzahl von Zwischenpositionen zur Verfügung steht. Es ist des Weiteren auch nicht erforderlich, dass die verschiedenen möglichen Positionen der Beleuchtungseinheit rotationssymmetrisch um die optische Achse des Objektives angeordnet sind, d.h. es kann die Beleuchtungseinheit auch um eine Achse versetzt angeordnet werden, die nicht der optischen Achse des Objektives entspricht usw. Wahlweise kann bei einer Drehung der Beleuchtungseinheit (2) das gemeinsam genutzte Objektiv (1) fest in seiner Position verbleiben oder aber mit der Verdrehbewegung der Beleuchtungseinheit (2) entsprechend versetzt werden. Des Weiteren erweist sich als vorteilhaft, auch die Relativ-Orientierung der Haupt- und Mitbeobachter-Beobachtungsstrahlengänge (la, Ib, IIa, IIb) relativ zueinander variabel zu gestalten. Dies kann etwa durch entsprechend um eine gemeinsame Achse verdrehbare Haupt- und Mitbeobachter-Mikroskope erfolgen. Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäss angeordneten Beleuchtungseinheit (12) ist in den Fig. 2a und 2b dargestellt. Die Beleuchtungseinheit (12) nimmt wiederum zwei verschiedene Stellungen relativ zu einer definierten Achse ein. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel der Fig. 1a und 1b ist hierbei jedoch zum einen eine andere Anordnung der Umlenkelemente (14a, 14b) innerhalb der erfindungsgemässen Beleuchtungseinheit (12) vorgesehen. So ist eines der beiden Umlenkelemente (14a, 14b) jeweils auf der entgegengesetzten Seite der stereoskopischen Beobachtungsstrahlengänge (la, Ib, IIa, IIb) angeordnet. Über dieses weitere Ausführungsbeispiel soll zum Ausdruck kommen, dass nicht die spezielle Anordnung der Umlenkelemente (14a, 14b) innerhalb der Beleuchtungseinheit (12) erfindungswesentlich ist, sondern die optionale Zur-Verfügung-Stellung der optimalen Beleuchtungs-Konfiguration für die stereoskopischen Beobachtungsstrahlengänge (la, Ib, IIa, IIb) von Haupt- (I) oder Mitbeobachter (II). Wiederum ist in Fig. 2a zunächst die Stellung der Beleuchtungseinheit (1) bzw. der Umlenkelemente (14a, 14b) in einer optimierten Relativ-Position für den Hauptbeobachter (I) dargestellt. Erneut ergibt sich ein nur geringer Beschnitt bzw. eine geringe Vignettierung der Beobachtungspupillen durch die Projektion der Umlenkelement-Flächen in die Objektivebene. In Fig. 2b ist die verdrehte Beleuchtungseinheit (12) dargestellt, die um 90 DEG versetzt zur Fig. 1a angeordnet wird und nunmehr dem Mitbeobachter (II) die optimalen Beleuchtungsverhältnisse zur Verfügung stellt. Sowohl im Ausführungsbeispiel der Fig. 1a und 1b als auch im Ausführungsbeispiel der Fig. 2a und 2b ist jeweils eine um 90 DEG versetzte Anordnung von Haupt- und Mitbeobachter-Mikroskop vorgesehen, was jedoch nicht erfindungswesentlich ist. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2a und 2b ist die Beleuchtungseinheit (12) nunmehr nicht um die optische Achse des Objektives (10) rotationssymmetrisch in mindestens zwei verschiedenen Relativpositionen montierbar, sondern um eine hierzu versetzte Symmetrie-Achse drehbar angeordnet. Nichtzentriert zur optischen Achse des Objektives sind auch die vier dargestellten Durchtrittspupillen der stereoskopischen Beobachtungsstrahlengänge (Ia, Ib, IIa, IIb) in Bezug auf das Objektiv (10) angeordnet. Wesentlich ist wiederum lediglich, dass die Beleuchtungseinheit (12) in mindestens zwei verschiedenen Relativ-Positionen zu den stereoskopischen Beobachtungsstrahlengängen (Ia, Ib, IIa, IIb) angeordnet bzw. montiert werden kann. Möglich ist demzufolge die Drehung um die Symmetrieachse, welche von den vier vorgesehenen Beobachtungsstrahlengängen (Ia, Ib, IIa, IIb) umgeben ist. In den Fig. 3a und 3b sind jeweils Seitenansichten von verschiedenen Ausführungsformen der erfindungsgemässen Stereomikroskop-Anordnung schematisiert dargestellt. In Fig. 3a ist über dem gemeinsam von allen Beobachtungsstrahlengängen durchsetzten Objektiv (30) ein Mitbeobachter-Mikroskop (37) drehbar um die optische Achse (33) des Objektives (30) angeordnet. Ebenfalls drehbar um diese Achse (33) ist oberhalb des Mitbeobachter-Mikroskopes (37) die Beleuchtungseinheit (32) erfindungsgemäss angeordnet, dargestellt in einer für den Mitbeobachter optimalen Stellung. Hierbei ist vorteilhaft, die optimalen Stellungen der Beleuchtungseinheit (32), die jeweils einer um 180 DEG versetzten Anordnung in Bezug auf den jeweiligen Beobachter entsprechen, z.B. über einen Einrastmechanismus leicht für den Beobachter erkennbar zu gestalten. So kann dieser ohne grösseren Justieraufwand die für ihn optimale Position der Beleuchtungseinheit (32) beispielsweise während einer Operation rasch finden. Oberhalb der Beleuchtungseinheit (32) mit faseroptischem Lichtleiter (35), Abbildungsoptik (36) und den nicht dargestellten Umlenkelementen wiederum folgt das Hauptbeobachter-Mikroskop (38) mit pankratischem Vergrösserungssystem, Binokulartubus etc. in bekannter Art und Weise. Alternativ hierzu ist es gemäss dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3b auch möglich, die Anordnung der Beleuchtungseinheit (42) und des Mitbeobachter-Mikroskopes (47) entlang der optischen Achse (43) zu vertauschen und nunmehr oberhalb des gemeinsam genutzten Objektives (40) unmittelbar die in mindestens zwei verschiedenen Relativ-Positionen zu den Beobachtungsstrahlengängen montierbare Beleuchtungseinheit (42) vorzusehen. Erst oberhalb der in verschiedenen Positionen montierbaren Beleuchtungseinheit (42) ist die Schnittstelle des drehbar angeordneten Mitbeobachter-Mikroskopes (47) vorgesehen. Wiederum umfasst die erfindungsgemäss angeordnete Beleuchtungseinheit einen faseroptischen Lichtleiter (35), eine Abbildungsoptik (36) und die nicht dargestellten Umlenkelemente wie vorab beschrieben. Neben der Möglichkeit der kontinuierlichen Drehbarkeit des Mitbeobachter-Mikroskopes ist es des Weiteren möglich, auch das Mitbeobachter-Mikroskop nur in diskreten Positionen montierbar relativ zum Hauptbeobachter-Mikroskop vorzusehen. Dies kann etwa über eine entsprechende Steckverbindung für das Mitbeobachter-Mikroskop realisiert werden etc. Ferner kann in einer weiteren Ausführungsform - insbesondere im Mitbeobachter-Mikroskop - eine Möglichkeit zur definierten Variation der Stereobasis vorgesehen werden. Dies kann beispielsweise über ein Paar von Planplatten, Prismen oder dgl. erfolgen, die beweglich in den Beobachtungsstrahlengängen angeordnet sind. Eine geeignete derartige Anordnung ist etwa in der DE 4 407 590 der Anmelderin beschrieben. Damit ist gewährleistet, dass stets eine den jeweiligen Verhältnissen angepasste Stereobasis eingestellt werden kann.
Claims (11)
1. Stereomikroskop-Anordnung mit einem gemeinsam genutzten Objektiv (1, 10, 30, 40), sowie mindestens einem ersten und einem zweiten Paar von stereoskopischen Beobachtungsstrahlengängen und einer Beleuchtungseinheit (2, 12, 32, 42) mit mindestens einem Umlenkelement (4a, 4b, 14a, 14b), das Beleuchtungslicht in Richtung Objektebene umlenkt, wobei die Beleuchtungseinheit (2, 12, 32, 42) in mindestens zwei verschiedenen Relativ-Positionen zu den stereoskopischen Beobachtungsstrahlengängen montierbar ist.
2. Stereomikroskop-Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Beleuchtungseinheit (2, 12, 32, 42) kontinuierlich drehbar um die optische Achse (3, 33, 43) des Objektives (1, 10, 30, 40) angeordnet ist.
3.
Stereomikroskop-Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Beleuchtungseinheit (2, 12, 32, 42) zwei Umlenkelemente (4a, 4b, 14a, 14b) umfasst, die Licht unter verschiedenen Winkeln relativ zur optischen Achse (3) des Objektives (1, 10, 30, 40) in Richtung Objektebene umlenken.
4. Stereomikroskop-Anordnung nach Anspruch 1, wobei ein erstes Paar stereoskopischer Beobachtungsstrahlengänge als Hauptbeobachter-Strahlengänge in einem Hauptbeobachter-Mikroskop (38, 48) ausgeführt sind, während ein zweites Paar stereoskopischer Beobachtungsstrahlengänge als Mitbeobachter-Strahlengänge in einem MitbeobachterMikroskop (37, 47) ausgeführt sind.
5. Stereomikroskop-Anordnung nach Anspruch 4, wobei das Hauptbeobachter- (38, 48) und das Mitbeobachter-Mikroskop (37, 47) relativ zueinander um die optische Achse (3, 33, 43) des Objektives (1, 10, 30, 40) drehbar angeordnet sind.
6.
Stereomikroskop-Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Anordnung der Umlenkelemente (4a, 4b, 14a, 14b) so gewählt ist, dass die Projektion der Umlenkelemente (4a, 4b, 14a, 14b) parallel zur optischen Achse (3, 33, 43) des Objektivs (1, 10, 30, 40) in die Objektiv-Ebene einen möglichst geringen Beschnitt der das objektiv (1, 10, 30, 40) durchtretenden Beobachtungspupillen verursacht.
7. Stereomikroskop-Anordnung nach Anspruch 1, wobei das Objektiv (1, 10, 30, 40) ebenso wie die Beleuchtungseinheit (2, 12, 32, 42) in mindestens zwei unterschiedlichen Positionen um die optische Achse (3, 33, 43) montierbar oder drehbar angeordnet ist.
8. Stereomikroskop-Anordnung nach Anspruch 4, wobei für den zweiten Binokulartubus des Mitbeobachters zwei Steckpositionen im jeweils rechten Winkel relativ zum ersten Binokulartubus des Hauptbeobachters vorgesehen sind.
9.
Stereomikroskop-Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Beleuchtungseinheit (2, 12, 32, 42) ferner einen faseroptischen Lichtleiter (5, 15, 35, 45) umfasst und zwischen dessen Austrittsfläche und mindestens einem Umlenkelement (4a, 4b, 14a, 14b) eine Abbildungsoptik (6, 16, 36, 46) zur Strahldimensionierung angeordnet ist.
10.
Beleuchtungseinheit für eine Stereomikroskop-Anordnung nach Anspruch 1, mit mindestens einem optisch-mechanisch gekoppelten Mitbeobachter-Mikroskop und einem von allen Beobachtungsstrahlengängen gemeinsam durchsetzten Objektiv (1, 10, 30, 40), wobei die Beleuchtungseinheit (2, 12, 32, 42) mindestens ein Umlenkelement (4a, 4b, 14a, 14b) umfasst, über das das Beleuchtungslicht in Richtung Objektebene umgelenkt wird und die Beleuchtungseinheit (2, 12, 32, 42) in mindestens zwei verschiedenen Relativ-Positionen zu den Beobachtungsstrahlengängen montierbar ist.
11.
Beleuchtungseinheit nach Anspruch 10, wobei die Beleuchtungseinheit (2, 12, 32, 42) des Weiteren einen faseroptischen Lichtleiter (5, 15, 35, 45) sowie eine vor dessen Austrittsfläche angeordnete Abbildungsoptik (6, 16, 36, 46) umfasst und alle Elemente der Beleuchtungseinheit (2, 12, 32, 42) in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.
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PL | Patent ceased |