DE102016113363B4 - Stereoskopisches Operationsmikroskop mit verstellbarem Okular - Google Patents

Stereoskopisches Operationsmikroskop mit verstellbarem Okular Download PDF

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Abstract

Stereoskopisches Operationsmikroskop (10) mit einer Abbildungsoptik zum Erzeugen eines Beobachtungsbilds einer Objektebene (48) in einem Objektbereich (15) für ein Beobachterauge (14, 14') einer Beobachtungsperson mit einem Beobachtungsstrahlengang (18, 18'),mit einem von dem Beobachtungsstrahlengang (18, 18') durchsetzten und für die Dioptrieeinstellung verstellbaren Okular (34, 34');mit einem Bilderfassungssystem (19), das einen Bildsensor (27, 27') mit einer Sensorfläche (52, 52') für das Erfassen von Bildern des Objektbereichs (15) und ein Bildsensor-Objektivsystem (30, 30') enthält; undmit einem in dem Beobachtungsstrahlengang (18, 18') angeordneten optischen Funktionselement (26, 26') für das Auskoppeln von Beobachtungslicht in einen Auskoppel-Strahlengang (18'', 18'''), der das Bildsensor-Objektivsystem (30, 30') durchsetzt und zu dem Bildsensor (27, 27') geführt ist,dadurch gekennzeichnet, dassdas Bilderfassungssystem (19) eine Einrichtung zum Ermitteln der Bildschärfe von Bildern des Objektbereichs (15) auf der Sensorfläche (52, 52') hat und eine Bildschärfe-Bewertungsstufe (23) enthält, die ein von einer ermittelten Bildschärfe eines Bilds des Objektbereichs (15) auf der Sensorfläche (52, 52') abhängiges Bildschärfe-Bewertungssignal (B) bereitstellt, undeine Systembaugruppe für das Ausführen einer Visualisierungsvorrichtungs-Systemfunktion vorgesehen ist, die mit der Bildschärfe-Bewertungsstufe (23) wirkungsgekoppelt ist, wobeidie Systembaugruppe das Ausführen der Visualisierungsvorrichtungs-Systemfunktion auslöst, wenn der Betrag des Bildschärfe-Bewertungssignals (B) einen Schwellwert (SW) überschreitet, und die Systembaugruppe einen Warnsignalgenerator (53) enthält, der bei Auslösen der Visualisierungsvorrichtungs-Systemfunktion ein Warnsignal erzeugt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein stereoskopisches Operationsmikroskop mit einer Abbildungsoptik zum Erzeugen eines Beobachtungsbilds eines Objektbereichs für ein Beobachterauge einer Beobachtungsperson mit einem Beobachtungsstrahlengang, mit einem von dem Beobachtungsstrahlengang durchsetzten, für die Dioptrieeinstellung verstellbaren Okular, mit einem Bilderfassungssystem, das einen Bildsensor mit einer Sensorfläche für das Erfassen von Bildern des Objektbereichs und ein Bildsensor-Objektivsystem enthält, und mit einem in dem Beobachtungsstrahlengang angeordneten optischen Funktionselement für das Auskoppeln von Beobachtungslicht in einen Auskoppel-Strahlengang, der das Bildsensor-Objektivsystem durchsetzt und zu dem Bildsensor geführt ist.
  • Eine derartige Visualisierungsvorrichtung ist aus der EP 1 369 728 A1 bekannt. Dort ist ein Operationsmikroskop mit einem Binokulartubus beschrieben, der zum Zwecke des Ausgleichs von Fehlsichtigkeiten einer Beobachtungsperson Okulare mit einer verstellbaren Dioptrieeinstellung hat. In einer Zwischenbildebene des Beobachtungsstrahlengangs kann hier der Beobachtungsperson ein Fadenkreuz visualisiert werden, das als eine Einstellhilfe für die Dioptrieeinstellung dient. Das Operationsmikroskop hat einen Anschluss für Zubehör, an dem ein aus dem Beobachtungsstrahlengang mittels eines Strahlteilers ausgekoppelter Teilstrahlengang einer Kamera mit einem Bildsensor zugeführt werden kann.
  • Wenn die Beobachtungsperson hier eine Einstellung für die Okulare des Binokulartubus wählt, bei der diese ein scharfes Bild des Objektbereichs sieht, besteht die Gefahr, dass die Kamera mit dem Bildsensor ein unscharfes Bild des Objektbereichs erhält, weil die Zwischenbildebene der Kamera nicht zwingend zu der Zwischenbildebene in dem Beobachtungsstrahlengang optisch konjugiert ist, die von den Augen der Beobachtungsperson durch die Okulare betrachtet wird. D. h., wenn eine fehlsichtige Beobachtungsperson ihre Fehlsichtigkeit nicht korrigiert, liegt der mit der Visualisierungsvorrichtung beobachtete Objektbereich im Allgemeinen nicht in der Hauptobjektivsystem-Fokusebene der Abbildungsoptik.
  • Die von der Beobachtungsperson beobachtete Objektebene im Objektbereich und die Fokusebene des Hauptobjektivsystems in dem Objektbereich stimmen dann nicht überein. Das unscharfe Kamerabild bemerkt eine Beobachtungsperson oftmals nicht. Ein unscharfes Kamerabild kann aber die Funktionalität einer Visualisierungsvorrichtung beeinträchtigen, insbesondere wenn aus einem Kamerabild Informationen über den Objektbereich gewonnen werden, welche die Beobachtungsperson als eine Anzeigeinformation erhält.
  • In der DE 20 2010 008 225 U1 ist ein Operationsmikroskop mit einer Einrichtung für das automatische Verstellen der Okulare beschreiben, die für das Ausgleichen der Fehlsichtigkeit einer Beobachtungsperson dient.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, mit einer Visualisierungsvorrichtung einer Beobachtungsperson das Visualisieren eines Objektbereichs mit einem Beobachtungsstrahlengang durch ein Okular und ein Hauptobjektivsystem mit einem scharfen Seheindruck zu ermöglichen, wobei sichergestellt ist, dass eine von der Beobachtungsperson durch das Okular betrachtete Zwischenbildebene zu der Fokusebene des Hauptobjektivsystems konjugiert ist und ein Bildsensor in der Visualisierungsvorrichtung dabei ein scharfes Bild des Objektbereichs erhält.
  • Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1, 5 und 9 angegebene stereoskopisches Operationsmikroskop gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Ein erfindungsgemäßes stereoskopisches Operationsmikroskop hat eine Abbildungsoptik zum Erzeugen eines Beobachtungsbilds einer Objektebene in einem Objektbereich für ein Beobachterauge einer Beobachtungsperson mit einem Beobachtungsstrahlengang. Das Operationsmikroskop enthält ein von dem Beobachtungsstrahlengang durchsetztes und für die Dioptrieeinstellung verstellbares Okular. Sie enthält ein Bilderfassungssystem, das einen Bildsensor mit einer Sensorfläche für das Erfassen von Bildern des Objektbereichs und ein Bildsensor-Objektivsystem hat. In dem Operationsmikroskop gibt es ein in dem Beobachtungsstrahlengang angeordnetes optisches Funktionselement für das Auskoppeln von Beobachtungslicht in einen Auskoppel-Strahlengang, der das Bildsensor-Objektivsystem durchsetzt und zu dem Bildsensor geführt ist. In dem Bilderfassungssystem ist eine Einrichtung zum Ermitteln der Bildschärfe von Bildern des Objektbereichs auf der Sensorfläche und eine Bildschärfe-Bewertungsstufe vorgesehen, die ein von einer ermittelten Bildschärfe eines Bilds des Objektbereichs auf der Sensorfläche abhängiges Bildschärfe-Bewertungssignal bereitstellt.
  • Die als ein Operationsmikroskop ausgebildete Visualisierungsvorrichtung kann eine mit der Bildschärfe-Bewertungsstufe wirkungsgekoppelte Systembaugruppe für das Ausführen einer Visualisierungsvorrichtungs-Systemfunktion in Abhängigkeit des von der Bildschärfe-Bewertungsstufe bereitgestellten Bildschärfe-Bewertungssignals enthalten.
  • Diese Systembaugruppe kann z. B. für das Ausführen einer Visualisierungsvorrichtungs-Systemfunktion in Form einer Abgabe eines Warnsignals einen Warnsignalgenerator für das Erzeugen des Warnsignals für eine falsche Dioptrieeinstellung des verstellbaren Okulars aufweisen. Das Warnsignal kann insbesondere ein akustisches und/oder ein optisches und/oder ein haptisches Warnsignal sein.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die als ein Operationsmikroskop ausgebidlete Visualisierungsvorrichtung als eine Systembaugruppe für das Ausführen einer Visualisierungsvorrichtungs-Systemfunktion in Form einer Einstellhilfe für das Okular eine Einrichtung für das Visualisieren der Einstellhilfe für das Okular in dem Beobachtungsstrahlengang aufweisen. Die Einrichtung für das Visualisieren einer Einstellhilfe für das Okular in dem Beobachtungsstrahlengang ist bevorzugt als eine Einrichtung zur Dateneinspiegelung mit einem Display und mit einem Display-Objektivsystem ausgebildet, das für das Visualisieren der Einstellhilfe in einem Okulareinblick des Okulars ein an dem Display angezeigtes Bild in einen dem Beobachtungsstrahlengang überlagerbaren parallelen Abbildungsstrahlengang überführt.
  • Die Einrichtung zum Ermitteln der Bildschärfe von Bildern des Objektbereichs auf der Sensorfläche kann als Bildschärfe insbesondere eine einer Ablage der bildsensorseitigen Fokusebene des Bildsensor-Objektivsystems von einer zu der Objektebene konjugierten Bildebene in dem Bilderfassungssystem entsprechende physikalische Messgröße ermitteln.
  • Die als ein Operationsmikroskop ausgebildete Visualisierungsvorrichtung kann auch eine mit der Bildschärfe-Bewertungsstufe wirkungsgekoppelte Systembaugruppe für das Ausführen einer Visualisierungsvorrichtungs-Systemfunktion in Abhängigkeit des von der Bildschärfe-Bewertungsstufe bereitgestellten Bildschärfe-Bewertungssignals enthalten. Die Visualisierungsvorrichtung kann dabei eine Einrichtung mit einem Stellantrieb für das Verstellen des Okulars umfassen, die eine mit einem Controller des Stellantriebs wirkungsgekoppelte Rechnereinheit enthält, welche die ermittelte Bildschärfe in einen Einstellwert für das Okular zur Ausgabe auf den Controller überführt.
  • Eine Idee der Erfindung ist es auch, dass die Systembaugruppe für das Ausführen einer Visualisierungsvorrichtungs-Systemfunktion in Abhängigkeit des von der Bildschärfe-Bewertungsstufe bereitgestellten Bildschärfe-Bewertungssignals eine Anzeigeeinrichtung für das Anzeigen eines Einstellwerts für das Okular enthält, welche die ermittelte Bildschärfe in einen der Beobachtungsperson anzeigbaren Einstellwert für das Okular überführt.
  • Darüber hinaus ist es eine Idee der Erfindung, dass die Einrichtung zum Ermitteln der Bildschärfe von Bildern des Objektbereichs auf der Sensorfläche eine Bilderfassungssystem-Einstellvorrichtung zum Einstellen der optischen Weglänge für das Beobachtungslicht in dem Auskoppel-Strahlengang zwischen Bildsensor-Objektivsystem und der Sensorfläche des Bildsensors aufweist und eine mit der Bilderfassungssystem-Einstellvorrichtung wirkungsgekoppelte Rechnereinheit mit einer Autofokusroutine enthält, die einen Kontrast von Bildern des Objektbereichs auf der Sensorfläche fortlaufend ermittelt und die der Bilderfassungssystem-Einstellvorrichtung ein den Kontrast maximierendes Steuersignal für die Bilderfassungssystem-Einstellvorrichtung zuführt. Zum Ermitteln der Bildschärfe von Bildern des Objektbereichs auf der Sensorfläche stellt die Einrichtung dabei als Bildschärfe den Wert einer auf eine Referenzeinstellung bezogene Verstellung des Bilderfassungssystems aus einer Einstellung bereitstellt, in der die Sensorfläche des Bildsensors in der Fokusebene des Bildsensor-Objektivsystems liegt, in eine Einstellung, in welcher der Kontrast von Bildern des Objektbereichs auf der Sensorfläche maximiert ist.
  • Die Einrichtung zum Ermitteln der Bildschärfe von Bildern des Objektbereichs auf der Sensorfläche kann allerdings alternativ hierzu z. B. auch einen Phasenkontrast-Fokussiersensor mit einem optischen System und mit Teilbild-Sensoren enthalten, das auf den Teilbild-Sensoren Teilbilder des Objektbereichs mit einer von der Bildschärfe der Bilder des Objektbereichs auf der Sensorfläche des Bildsensors abhängigen räumlichen Lage erzeugt, wobei die Einrichtung zum Ermitteln der Bildschärfe von Bildern des Objektbereichs auf der Sensorfläche als Bildschärfe eine aus der Ablage ΔX einander entsprechender Teilbilder des Objektbereichs auf den Teilbild-Sensoren ermittelte Größe bereitstellt.
  • Die Erfindung erstreckt sich auch auf ein binokulares Visualisierungssystem mit einer vorstehend angegebenen Visualisierungsvorrichtung für das Visualisieren der Objektebene in dem Objektbereich mit einem Beobachtungsstrahlengang für ein linkes Auge einer Beobachtungsperson und mit einer vorstehend angegebenen Visualisierungsvorrichtung für das Visualisieren der Objektebene in dem Objektbereich mit einem Beobachtungsstrahlengang für ein rechtes Auge der Beobachtungsperson.
  • Für das Einstellen eines von einem Beobachtungsstrahlengang durchsetzten und für die Dioptrieeinstellung verstellbaren Okulars einer als ein Operationsmikroskop ausgebildeten Visualisierungsvorrichtung mit einer Abbildungsoptik zum Erzeugen eines Beobachtungsbilds einer Objektebene in einem Objektbereich für ein Beobachterauge einer Beobachtungsperson und mit einem Bilderfassungssystem, das einen Bildsensor mit einer Sensorfläche für das Erfassen von Bildern des Objektbereichs und ein Bildsensor-Objektivsystem enthält, ist es möglich, für wenigstens ein Bild des Objektbereichs auf der Sensorfläche des Bildsensors eine Bildschärfe zu ermitteln die ermittelte Bildschärfe des wenigstens einen Bildes zu bewerten und das Okular abhängig von der Bewertung der Bildschärfe zu verstellen. Die Bildschärfe ist hier eine physikalische Messgröße, die einem Kontrast K eines erfassten Bilds des Objektbereichs entspricht, oder eine physikalische Messgröße, die einer Ablage ΔS einer bildsensorseitigen Fokusebene eines Bildsensor-Objektivsystems von einer zu der Objektebene konjugierten Bildebene in dem Bilderfassungssystem entspricht.
  • Unter einer der Ablage ΔS der bildsensorseitigen Fokusebene des Bildsensor-Objektivsystems von der zu der Beobachtungsperson mit der Visualisierungsvorrichtung beobachteten Objektebene konjugierten Bildebene in dem Bilderfassungssystem entsprechende physikalische Messgröße wird dabei eine physikalische Messgröße verstanden, die sich in die Ablage der bildsensorseitigen Fokusebene des Bildsensor-Objektivsystems von der zu der Beobachtungsperson mit der Visualisierungsvorrichtung beobachteten Objektebene konjugierten Bildebene in dem Bilderfassungssystem eindeutig umrechnen lässt.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1 eine Ansicht einer ersten Visualisierungsvorrichtung mit einer Abbildungsoptik für das Erzeugen eines Beobachtungsbildes eines Objektbereichs;
    • 2 eine weitere Ansicht der ersten Visualisierungsvorrichtung;
    • 3 eine mittels der Einrichtung zur Dateneinspiegelung in dem Okulareinblick der Visualisierungsvorrichtung angezeigte Einstellhilfe;
    • 4 den Objektbereich der Visualisierungsvorrichtung mit einer Struktur eines darin angeordneten Patientenauges;
    • 5 eine weitere Visualisierungsvorrichtung mit einer Abbildungsoptik für das Erzeugen eines Beobachtungsbildes eines Objektbereichs; und
    • 6 ein Flussdiagramm über das Konfigurieren der Abbildungsoptik der Visualisierungsvorrichtungen.
  • Die in der 1 und der 2 gezeigte Visualisierungsvorrichtung 10 ist als ein stereoskopisches Operationsmikroskop ausgebildet, das einen Binokulartubus 12 hat, durch den eine Beobachtungsperson mit einem linken und einem rechten Beobachterauge 14, 14' einen Objektbereich 15 vergrößert betrachten kann. Die Visualisierungsvorrichtung 10 hat ein Hauptobjektivsystem 16 mit einer optischen Achse 17, das von einem ersten Beobachtungsstrahlengang 18 und einem zweiten Beobachtungsstrahlengang 18' durchsetzt ist. Der erste Beobachtungsstrahlengang 18 und der zweite Beobachtungsstrahlengang 18' sind erste bzw. zweite stereoskopische Teilbeobachtungsstrahlengänge. Sie ermöglichen der Beobachtungsperson das vergrößerte Betrachten des Objektbereichs 15 mit einem stereoskopischen Seheindruck.
  • Die Beobachtungsstrahlengänge 18, 18' sind jeweils durch ein afokales Vergrößerungssystem 20, 20' und ein optisches Funktionselement 26, 26' geführt. Die Beobachtungsstrahlengänge 18, 18' durchsetzen eine erste und eine weitere Tubuslinse 22, 22' in dem Binokulartubus 12. Dort erzeugen sie auf der dem Objektbereich 15 abgewandten Seite der Tubuslinsen 22, 22' in dem Abbildungsstrahlengang ein linkes und ein rechtes Zwischenbild der von der Beobachtungsperson mittels der Visualisierungsvorrichtung 10 in dem Objektbereich 15 betrachteten Objektebene 48.
  • Das erste und das zweite optische Funktionselement 26, 26' in der Visualisierungsvorrichtung 10 ist jeweils ein Strahlteiler, der zum Auskoppeln von Beobachtungslicht aus dem ersten bzw. dem zweiten Beobachtungsstrahlengang 18, 18' dient und der das Einkoppeln von Licht aus einer Einrichtung zur Dateneinspiegelung 70 mit einem Display 72 ermöglicht. Die Einrichtung zur Dateneinspiegelung 70 ermöglicht es, in dem ersten und in dem zweiten Beobachtungsstrahlengang 18, 18' in dem Binokulartubus 12 in einer Binokulartubus-Zwischenbildebene 24, 24' ein Zwischenbild einer Anzeigefläche des Displays 72 zu erzeugen. Die Binokulartubus-Zwischenbildebene 24, 24' ist dabei jeweils eine Ebene, die zu der Fokusebene 51 des Hauptobjektivsystems 16 konjugiert ist. D. h., die Fokusebene 51 des Hauptobjektivsystems 16 der Visualisierungsvorrichtung 10 wird in eine jede Binokulartubus-Zwischenbildebene 24, 24' scharf abgebildet.
  • Die Einrichtung zur Dateneinspiegelung 70 enthält ein Display-Objektivsystem 74, das eine Anzeige des Displays 72 in einen parallelen Abbildungsstrahlengang 76 überführt. Die Einrichtung zur Dateneinspiegelung 70 weist eine Umschalteinrichtung auf (nicht gezeigt), mittels welcher der Abbildungsstrahlengang 76 wahlweise dem ersten oder dem zweiten optischen Funktionselement 26, 26' zugeführt werden kann. Das erste oder das zweite optische Funktionselement 26, 26' überlagert dann den von dem Display 72 ausgehenden Abbildungsstrahlengang 76 wahlweise dem ersten Beobachtungsstrahlengang 18 oder dem zweiten Beobachtungsstrahlengang 18'. Die Tubuslinse 22, 22' des Binokulartubus 12 erzeugt in dem Abbildungsstrahlengang 76 für die Anzeige des Displays 72 ein Zwischenbild, das in der Binokulartubus-Zwischenbildebene 24 bzw. in der Binokulartubus-Zwischenbildebene 24' liegt.
  • In dem ersten bzw. dem zweiten Beobachtungsstrahlengang 18, 18' ist das optische Funktionselement 26, 26' zwischen dem afokalen Vergrößerungssystem 20, 20' und den Tubuslinsen 22, 22' des Binokulartubus 12 angeordnet. Zu bemerken ist allerdings, dass das erste bzw. das zweite optische Funktionselement 26, 26' anstatt als ein Strahlteiler auch als ein schaltbarer Klappspiegel oder als ein anderes, vorzugsweise elektrooptisch schaltbares Element ausgebildet sein kann, mittels dessen ein Auskoppel-Strahlengang 18'', 18''' aus dem ersten und dem zweiten Beobachtungsstrahlengang 18, 18' aus- und das Licht des Displays 72 der Einrichtung zur Dateneinspiegelung 70 in den ersten und dem zweiten Beobachtungsstrahlengang 18, 18' eingekoppelt werden kann.
  • Zu bemerken ist auch, dass das erste bzw. das zweite optische Funktionselement 26, 26' alternativ zu der Anordnung zwischen dem afokalen Vergrößerungssystem 20, 20' und den Tubuslinsen 22, 22' des Binokulartubus 12 zwischen dem Hauptobjektivsystem 16 und dem afokalen Vergrößerungssystem 20, 20' für das Auskoppeln eines Auskoppel-Strahlengangs 18'', 18''' aus dem ersten und dem zweiten Beobachtungsstrahlengang 18, 18' positioniert sein kann.
  • Das in der Visualisierungsvorrichtung 10 aus dem ersten und dem zweiten stereoskopischen Beobachtungsstrahlengang 18, 18' ausgekoppelte Beobachtungslicht ist jeweils einem Bildsensor 27 bzw. einem weiteren Bildsensor 27' durch ein entsprechend dem Doppelpfeil 28 verstellbares Bildsensor-Objektivsystem 30, 30' zugeführt.
  • Der Binokulartubus 12 der Visualisierungsvorrichtung 10 hat für das linke und das rechte Beobachterauge 14, 14' jeweils einen Okulareinblick 35, 35' mit einem in der Richtung des Doppelpfeils 32, 32' verstellbaren Okular 34, 34'. Durch Verstellen der Okulare 34, 34' kann einer Beobachtungsperson das scharfe Betrachten eines Zwischenbilds der Objektebene 48 in dem ersten und zweiten Beobachtungsstrahlengang 18, 18' in einer Beobachtungsbild-Zwischenbildebene 54, 54' ermöglicht werden.
  • In der Visualisierungsvorrichtung 10 gibt es Sensoreinrichtungen 38 für das Erfassen der jeweiligen Einstellung der Okulare 34, 34'. Darüber hinaus enthält die Visualisierungsvorrichtung 10 eine Einrichtung 58, 58' für das motorische Verstellen der Okulare 34, 34', die wahlweise manuell oder automatisch betätigbar ist. Die Einrichtung 58, 58' für das motorische Verstellen der Okulare 34, 34' hat einen Stellantrieb, der mittels eines Controllers 59 gesteuert werden kann, der mit einer Rechnereinheit 40 verbunden ist. Das linke und das rechte Zwischenbild der von der Beobachtungsperson mittels der Visualisierungsvorrichtung 10 betrachteten Objektebene 48 wird von dieser entsprechend der Einstellung der Okulare 34, 34' und dem Akkomodationszustand der Beobachteraugen 14, 14' in der Beobachtungsbild-Zwischenbildebene 54, 54' wahrgenommen. Das Verstellen der Okulare 34, 34' ermöglicht der Beobachtungsperson eine Dioptrieeinstellung und damit das Ausgleichen von Fehlsichtigkeiten des linken und rechten Beobachterauges 14, 14'.
  • In der Visualisierungsvorrichtung 10 gibt es ein Bilderfassungssystem 19, das einen ersten Bildsensor 27 mit einer Sensorfläche 52 für das Erfassen von Bildern des Objektbereichs 15 mittels des aus dem ersten Beobachtungsstrahlengangs 18 ausgekoppelten Auskoppel-Strahlengangs 18" hat und das ein erstes Bildsensor-Objektivsystem 30 enthält. Für das Erfassen von Bildern des Objektbereichs 15 mittels des aus dem ersten Beobachtungsstrahlengangs 18 ausgekoppelten Auskoppel-Strahlengangs 18''' weist das Bilderfassungssystem 19 ein zweites Bildsensor-Objektivsystem 30' und einen zweiten Bildsensor 27' mit einer Sensorfläche 52 auf.
  • Zu bemerken ist, dass in einer modifizierten Ausführungsform der Visualisierungsvorrichtung 10 das Bilderfassungssystem 19 auch nur einen einzigen Bildsensor enthalten kann, dem ein aus dem ersten Beobachtungsstrahlengangs 18 ausgekoppelter Auskoppel-Strahlengangs 18" und ein aus dem zweiten Beobachtungsstrahlengangs 18' ausgekoppelter Auskoppel-Strahlengang 18''' durch eine umschaltbare Strahlschalteinrichtung zugeführt wird. Zu bemerken ist auch, dass in dieser modifizierten Ausführungsform der Visualisierungsvorrichtung 10 vorgesehen sein kann, dass der aus dem ersten Beobachtungsstrahlengangs 18 ausgekoppelte Auskoppel-Strahlengang 18" und der aus dem zweiten Beobachtungsstrahlengangs 18' ausgekoppelte Auskoppel-Strahlengang 18''' durch ein wahlweise in dem ersten oder dem zweiten Auskoppel-Strahlengang 18'', 18''' anordenbares Bildsensor-Objektivsystem zugeführt wird. Alternativ hierzu ist es auch möglich, dass ein solches Bildsensor-Objektivsystem sowohl in dem ersten als auch dem zweiten Auskoppel-Strahlengang 18'', 18''' angeordnet ist.
  • Die Einrichtung zur Dateneinspiegelung 70 ist mit der Rechnereinheit 40 gekoppelt. Sie ermöglicht das Visualisieren von Navigationsdaten und Orientierungshilfen in einem Okulareinblick 35, 35' des Binokulartubus 12. Die Rechnereinheit kann insbesondere Verarbeitungsprogramme für Bilddaten enthalten, die aus Bildern des Objektbereichs 15 Orientierungsinformation ermittelt, wie z. B. die Lage und Orientierung eines Patientenauges. Diese Information wird der Einrichtung zur Dateneinspiegelung 70 dann zugeführt.
  • Das Bilderfassungssystem 19 enthält eine Einrichtung 21 zum Ermitteln der Bildschärfe von Bildern des Objektbereichs 15 auf der Sensorfläche 52 eines Bildsensors 27, 27'. Die Einrichtung 21 zum Ermitteln der Bildschärfe weist eine Bildschärfe-Bewertungsstufe 23 auf, die in der Rechnereinheit 40 angeordnet ist und die ein von einer ermittelten Bildschärfe eines Bilds des Objektbereichs 15 auf der Sensorfläche 52 eines Bildsensors 27, 27' abhängiges Bildschärfe-Bewertungssignal B bereitstellt. Die Einrichtung 21 zum Ermitteln der Bildschärfe enthält außerdem Sensoreinrichtungen 36 für das Erfassen der Einstellung eines Bildsensor-Objektivsystems 30.
  • Die Einrichtung 21 zum Ermitteln der Bildschärfe von Bildern des Objektbereichs 15 auf der Sensorfläche 52 eines Bildsensors 27, 27' ermittelt als Bildschärfe-Bewertungssignal eine der Ablage ΔS der bildsensorseitigen Fokusebene 50 des Bildsensor-Objektivsystems 30 von der zu der Beobachtungsperson mit der Visualisierungsvorrichtung beobachteten Objektebene 48 konjugierten Bildebene 48' in dem Bilderfassungssystem 19 entsprechende physikalische Messgröße.
  • Unter einer der Ablage ΔS der bildsensorseitigen Fokusebene 50 des Bildsensor-Objektivsystems 30 von der zu der Beobachtungsperson mit der Visualisierungsvorrichtung beobachteten Objektebene 48 konjugierten Bildebene 48' in dem Bilderfassungssystem 19 entsprechende physikalische Messgröße wird eine physikalische Messgröße verstanden, die sich in die Ablage der bildsensorseitigen Fokusebene 50 des Bildsensor-Objektivsystems 30 von der zu der Beobachtungsperson mit der Visualisierungsvorrichtung beobachteten Objektebene 48 konjugierten Bildebene 48' in dem Bilderfassungssystem 19 eindeutig umrechnen lässt.
  • Die Einrichtung 21 zum Ermitteln der Bildschärfe von Bildern des Objektbereichs 15 auf einer Sensorfläche 52 hat eine Bilderfassungssystem-Einstellvorrichtung 42 zum Einstellen der optischen Weglänge für das Beobachtungslicht in dem Auskoppel-Strahlengang 18'', 18''' zwischen dem Bildsensor-Objektivsystem 30 und der Sensorfläche 52 des Bildsensors 27, 27'. Zum Einstellen der optischen Weglänge für das Beobachtungslicht in dem Auskoppel-Strahlengang 18'', 18''' zwischen Bildsensor-Objektivsystem 30 und der Sensorfläche 52 eines Bildsensors 27, 27' kann mit dieser das Bildsensor-Objektivsystem 30 in der Richtung des Doppelpfeils 28 entlang der optischen Achse des entsprechenden Auskoppel-Strahlengangs 18'', 18''' bewegt werden.
  • Die Rechnereinheit 40 ist mit der Bilderfassungssystem-Einstellvorrichtung 42 wirkungsgekoppelt. Die Rechnereinheit 40 enthält eine Autofokusroutine, die einen Kontrast K von Bildern des Objektbereichs 15 auf der Sensorfläche 52 eines Bildsensors 27, 27' fortlaufend ermittelt und die der Bilderfassungssystem-Einstellvorrichtung 42 ein den Kontrast K maximierendes Steuersignal für die Bilderfassungssystem-Einstellvorrichtung 42 zuführt. Ist der Kontrast K des Bilds des Objektbereichs 15 auf der Sensorfläche 52 eines Bildsensors 27, 27' maximiert, so befindet sich dieses Bild in einer zu der Objektebene 48 konjugierten Bildebene 48'.
  • Die damit einhergehende Einstellung des Bildsensor-Objektivsystems 30 wird mittels der Sensoreinrichtung 36 für das Erfassen der Einstellung des Bildsensor-Objektivsystems 30 in der Einrichtung 21 zum Ermitteln der Bildschärfe von Bildern des Objektbereichs 15 auf der Sensorfläche 52 des Bildsensors 27, 27' als eine Ablage ΔS der zu der Objektebene 48 konjugierten Bildebene 48' relativ zu einer als Systemparameter bekannten Einstellung erfasst. In dieser als Systemparameter bekannten Einstellung liegt die Sensorfläche 52 des Bildsensors 27, 27' in der bildsensorseitigen Fokusebene 50 des entsprechenden Bildsensor-Objektivsystems 30, die eine zu der Fokusebene 51 des Hauptobjektivsystems 16 konjugierte Ebene ist. Die Fokusebene 51 des Hauptobjektivsystems 16 wird in dieser Einstellung scharf auf die bildsensorseitige Fokusebene 50 des entsprechenden Bildsensor-Objektivsystems 30 abgebildet.
  • Die Bildschärfe-Bewertungsstufe 23 in der Rechnereinheit 40 stellt die Ablage ΔS relativ zu der als Systemparameter bekannten Einstellung als ein Bildschärfe- Bewertungssignal B bereit.
  • In der Visualisierungsvorrichtung 10 ist die Bildschärfe-Bewertungsstufe 23 mit mehreren Systembaugruppen für das Ausführen einer Visualisierungsvorrichtungs-Systemfunktion in Abhängigkeit des von der Bildschärfe-Bewertungsstufe 23 bereitgestellten Bildschärfe-Bewertungssignals B wirkungsgekoppelt.
  • Zu bemerken ist, dass in einer modifizierten Ausführungsform der Visualisierungsvorrichtung 10 die Bildschärfe-Bewertungsstufe 23 nur mit einer oder nur mit zwei oder nur mit drei der nachfolgend beschriebenen Systembaugruppen für das Ausführen einer Visualisierungsvorrichtungs-Systemfunktion wirkungsgekoppelt sein kann.
  • Als eine erste Systembaugruppe für das Ausführen einer Visualisierungsvorrichtungs-Systemfunktion in Abhängigkeit des von der Bildschärfe-Bewertungsstufe 23 bereitgestellten Bildschärfe-Bewertungssignals B enthält die Visualisierungsvorrichtung 10 einen Warnsignalgenerator 53. Übersteigt der Betrag des Bildschärfe-Bewertungssignals B einen Schwellwert SW, so aktiviert die Bildschärfe-Bewertungsstufe 23 den Warnsignalgenerator 53. Dieser erzeugt dann ein akustisches Warnsignal für die Beobachtungsperson, anhand dessen diese erkennt, dass eine von ihr vorgenommene Einstellung des von dem ersten Beobachtungsstrahlengang 18 durchsetzten Okulars 34 und des von dem zweiten Beobachtungsstrahlengang 18' durchsetzten Okulars 34' ein mittels der Bilderfassungssystem 19 erfasstes Bild des Objektbereichs 15 hervorruft, das unscharf ist. Der Warnsignalgenerator 53 ist derart ausgelegt, dass die Beobachtungsperson anhand des Warnsignals erkennen kann, welches der beiden Okulare 34, 34' so eingestellt ist, dass ein mittels der Bilderfassungssystem 19 mit Licht aus dem ersten Beobachtungsstrahlengang 18 erfasstes Bild des Objektbereichs 15 bzw. mit Licht aus dem zweiten Beobachtungsstrahlengang 18' erfasstes Bild des Objektbereichs 15 nicht die erforderliche Bildschärfe hat, wenn die Lage einer Sensorfläche 52 eines Bildsensors 27, 27' in der zu dem entsprechenden Bildsensor-Objektivsystem 30 bildsensorseitigen konjugierten Fokusebene 50 liegt. Zu bemerken ist, dass der Warnsignalgenerator 53 in einer modifizierten Ausführungsform der Visualisierungsvorrichtung 10 für das Bereitstellen eines optischen und/oder haptischen Warnsignals alternativ oder zusätzlich zu einem akustischen Warnsignal ausgelegt sein kann.
  • Die Einrichtung zur Dateneinspiegelung 70 mit dem Display 72 und dem Display-Objektivsystem 74 ist eine zweite Systembaugruppe für das Ausführen einer Visualisierungsvorrichtungs-Systemfunktion in Abhängigkeit des von der Bildschärfe-Bewertungsstufe 23 bereitgestellten Bildschärfe-Bewertungssignals B in der Visualisierungsvorrichtung 10. Übersteigt der Betrag des Bildschärfe-Bewertungssignals B einen Schwellwert, so aktiviert die Bildschärfe-Bewertungsstufe 23 das Display 72 für das Visualisieren einer Einstellhilfe in dem Okulareinblick 35, 35' des demjenigen Beobachtungsstrahlengang 18, 18' entsprechenden Okulars 34, 34', zu dem die Bildschärfe-Bewertungsstufe 23 die Ablage ΔS relativ zu der als Systemparameter bekannten Einstellung ermittelt, in der die Sensorfläche 52 des entsprechenden Bildsensors 27, 27' in der bildsensorseitigen Fokusebene 50 des Bildsensor-Objektivsystems 30 liegt.
  • Die 3 zeigt die mittels der Einrichtung zur Dateneinspiegelung 70 in dem Okulareinblick 35, 35' der Visualisierungsvorrichtung 10 angezeigte Einstellhilfe. Die Einstellhilfe ist ein Fadenkreuz 78, das die Beobachtungsperson in dem Okulareinblick 35, 35' scharf sieht, wenn das entsprechende Auge 14, 14' der Beobachtungsperson auf unendlich adaptiert ist. Zu bemerken ist, dass die Einstellhilfe grundsätzlich nicht nur ein Fadenkreuz sondern allgemein eine für das Scharfstellen geeignete Testmarke sein kann. Durch das Okular 34, 34' in dem Okulareinblick 35, 35' wird hier das Fadenkreuz 78 auf die Netzhaut des entsprechenden Auges 14, 14' der Beobachtungsperson scharf abgebildet. Im Allgemeinen muss die Beobachtungsperson hierfür das Okular 34, 34' in einem Okulareinblick 35, 35' entsprechend dem Doppelpfeil 32, 32' verstellen.
  • Die 4 zeigt ein in einem Okulareinblick 35, 35' der Visualisierungsvorrichtung 10 wahrnehmbares Bild des Objektbereichs 15 mit einer Struktur 46 eines darin angeordneten Patientenauges und mit der mittels der Einrichtung zur Dateneinspiegelung 70 angezeigten Einstellhilfe in Form eines Fadenkreuzes 78.
  • Sieht die Beobachtungsperson das Fadenkreuz 78 in dem Okulareinblick 35, 35' scharf, so ist sichergestellt, dass die von der Beobachtungsperson in dem Okulareinblick 35, 35' betrachtete Beobachtungsbild-Zwischenbildebene 54, 54' mit der Binokulartubus-Zwischenbildebene 24, 24' zusammenfällt und dabei eine zu der Fokusebene 51 des Hauptobjektivsystems 16 konjugierte Ebene ist.
  • Die Rechnereinheit 40 mit der Einrichtung 58, 58' für das motorische Verstellen der Okulare 34, 34' und der Sensoreinrichtung 38 zum Erfassen der Okulareinstellung bildet eine dritte Systembaugruppe in der Visualisierungsvorrichtung 10 für das Ausführen einer Visualisierungsvorrichtungs-Systemfunktion in Abhängigkeit des von der Bildschärfe-Bewertungsstufe 23 bereitgestellten Bildschärfe-Bewertungssignals B. Übersteigt der Betrag des Bildschärfe-Bewertungssignals B einen Schwellwert SW, so aktiviert die Bildschärfe-Bewertungsstufe 23 die Einrichtung 58, 58' für das motorische Verstellen der Okulare 34, 34' und verstellt die Okulare 34, 34' um einen dem Bildschärfe-Bewertungssignal B entsprechenden Wert, der einer Verlagerung der jeweiligen Beobachtungsbild-Zwischenbildebene 54, 54' in dem ersten und zweiten Beobachtungsstrahlengang 18, 18' in die jeweilige Binokulartubus-Zwischenbildebene 24, 24' entspricht.
  • Als eine vierte Systembaugruppe Systembaugruppe in der Visualisierungsvorrichtung 10 für das Ausführen einer Visualisierungsvorrichtungs-Systemfunktion in Abhängigkeit des von der Bildschärfe-Bewertungsstufe 23 bereitgestellten Bildschärfe-Bewertungssignals B ermöglicht die Rechnereinheit 40 mit der Einrichtung zur Dateneinspiegelung 70, dass diese als eine Anzeigeeinrichtung für das Anzeigen eines Einstellwerts für das Okular 34, 34' fungiert, welche die ermittelte Bildschärfe in einen der Beobachtungsperson anzeigbaren Einstellwert für das Okular 34, 34' überführt. Die Beobachtungsperson hat dann die Möglichkeit, den angezeigten Einstellwert für ein Okular 34, 34' manuell oder motorisch einzustellen.
  • Die 5 zeigt eine weitere Visualisierungsvorrichtung 10', die als ein stereoskopisches Operationsmikroskop ausgebildet ist. Soweit Baugruppen und Elemente der weitere Visualisierungsvorrichtung 10' Baugruppen und Elementen der anhand der vorstehenden Figuren beschriebenen Visualisierungsvorrichtung 10 entsprechen, sind diese durch die gleichen Zahlen als Bezugszeichen dort kenntlich gemacht. Wie in der Visualisierungsvorrichtung 10 gibt es in der Visualisierungsvorrichtung 10' ein Bilderfassungssystem 19 mit zwei Bildsensoren für das Erfassen von Bildern des Objektbereichs 15 mit dem Licht aus einem ersten und einem zweiten Beobachtungsstrahlengang 18, 18'. Bis auf den Aufbau des Bilderfassungssystems 19 ist der Aufbau der übrigen Baugruppen der weiteren Visualisierungsvorrichtung 10', wie z. B. der Aufbau der Einrichtung zur Dateneinspiegelung 70, des Binokulartubus 12 und des afokalen Vergrößerungssystems 20 mit dem Hauptobjektivsystem 16 zu den entsprechenden Baugruppen der ersten Visualisierungsvorrichtung 10 identisch.
  • Die Einrichtung 21 zum Ermitteln der Bildschärfe B von Bildern des Objektbereichs 15 auf der Sensorfläche 52 eines Bildsensors 27 in der weiteren Visualisierungsvorrichtung 10' hat einen Phasenkontrast-Fokussiersensor 80 mit einem optischen System. Der Phasenkontrast-Fokussiersensor 80 erhält einen Phasenkontrastsensor 82 mit Teilbildsensoren 84, denen das Beobachtungslicht durch einen für das Licht teildurchlässigen Spiegel 86 über voneinander beabstandet angeordnete Aperturblenden 88 und Linsen 90 zugeführt wird.
  • Mittels der Teilbildsensoren 84 erfasst der Phasenkontrast-Fokussiersensor 80 mehrere Teilbilder des Objektbereichs 15, deren räumliche Lage ΔX relativ zueinander von der Bildschärfe der Bilder des Objektbereichs 15 auf der Sensorfläche 52 eines Bildsensors 27 abhängig ist. Die Einrichtung 21 zum Ermitteln der Bildschärfe von Bildern des Objektbereichs 15 auf der Sensorfläche 52 eines Bildsensors 27 in der weiteren Visualisierungsvorrichtung 10' stellt ein Bildschärfe-Bewertungssignals B bereit, das ebenfalls eine der Ablage ΔS der bildsensorseitigen Fokusebene 50 des Bildsensor-Objektivsystems 30 von der zu der Beobachtungsperson mit der Visualisierungsvorrichtung beobachteten Objektebene 48 konjugierten Bildebene 48' in dem Bilderfassungssystem 19 entsprechende physikalische Messgröße ist.
  • Die Bildschärfe-Bewertungsstufe 23 in der Rechnereinheit 40 stellt das Bildschärfe-Bewertungssignal B als eine Funktion der Ablage ΔS relativ zu der als Systemparameter bekannten Einstellung der Visualisierungsvorrichtung 10' 10 bereit.
  • Wie in der ersten Visualisierungsvorrichtung 10 ist die Bildschärfe-Bewertungsstufe 23 der weiteren Visualisierungsvorrichtung 10' mit einer Systembaugruppe oder mit mehreren Systembaugruppen für das Ausführen einer Visualisierungsvorrichtungs-Systemfunktion in Abhängigkeit des von der Bildschärfe-Bewertungsstufe 23 bereitgestellten Bildschärfe-Bewertungssignals B wirkungsgekoppelt.
  • Die 6 erläutert anhand des Flussdiagramms 100 das Konfigurieren der Abbildungsoptik in den Visualisierungsvorrichtungen 10, 10' durch eine Beobachtungsperson, damit sichergestellt ist, dass die von der Beobachtungsperson durch die Okulare 34, 34' in dem Binokulartubus 12 beobachtete Beobachtungsbild-Zwischenbildebene 54, 54' eine zu der Fokusebene 51 des Hauptobjektivsystems 16 konjugierte Ebene ist und ein Bildsensor 27, 27' in dem Bilderfassungssystem 19 eine Sensorfläche 52 hat, die ebenfalls in einer zu der Fokusebene 51 des Hauptobjektivsystems 16 konjugierten Ebene angeordnet ist.
  • In einem ersten Schritt 102 wird von der Beobachtungsperson die Visualisierungsvorrichtung 10, 10' durch Verstellen des Hauptobjektivsystems 16 und/oder der Okulare 34, 34' so eingestellt, dass die Beobachtungsperson in dem Okulareinblick 35, 35' ein scharfes Bild des Objektbereichs 15 wahrnehmen kann.
  • In einem Schritt 104 wird dann mittels der Bildschärfe-Bewertungsstufe 23 in der Rechnereinheit 40 überprüft, ob ein mittels des Bilderfassungssystems 19 mit Beobachtungslicht aus den ersten und dem zweiten Beobachtungsstrahlengang 18, 18' erfasstes Bild des Objektbereichs 15 eine definierte Bildschärfe hat.
  • Weist das mit Beobachtungslicht aus den ersten und dem zweiten Beobachtungsstrahlengang 18, 18' erfasste Bild des Objektbereichs 15 eine Bildschärfe B ≥ SW auf, wobei SW ein definierter Schwellwert ist, so ist die Visualisierungsvorrichtung 10, 10' konfiguriert.
  • Hat das mit Beobachtungslicht aus den ersten und dem zweiten Beobachtungsstrahlengang 18, 18' erfasste Bild des Objektbereichs 15 nicht die definierte Bildschärfe B, d. h. gilt B < SW, so wird in einem Schritt 106 von der Bildschärfe-Bewertungsstufe 23 ein Aktivierungssignal für den Warnsignalgenerator 53 erzeugt. Alternativ oder zusätzlich kann auch in einem Schritt 108 ein mittels der Einrichtung zur Dateneinspiegelung 70 der Beobachtungsperson in einem Okulareinblick 35, 35' einzustellender Dioptriewert für die Okulare 34, 34' zur Anzeige gebracht werden. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, in einem Schritt 110 durch motorisches Verstellen der Okulare 34, 34' eine Einstellung zu bewirken, in der die von der Beobachtungsperson in einem Okulareinblick 35, 35' mit auf den Fernpunkt adaptierten Augen betrachtete Beobachtungsbild-Zwischenbildebene 54, 54' mit der Binokulartubus-Zwischenbildebene 24, 24' zusammenfällt, die eine zu der Fokusebene 51 des Hauptobjektivsystems 16 konjugierte Ebene ist. Alternativ oder zusätzlich kann auch in einem Schritt 112 mittels der Einrichtung zur Dateneinspiegelung 70 der Beobachtungsperson in einem Okulareinblick 35, 35' eine Fokussierhilfe angezeigt werden, aufgrund der die Beobachtungsperson die Einstellung der Okulare 34, 34' überprüfen und gegebenenfalls verändern kann, so dass die Fokussierhilfe mit den Augen 14, 14' der Beobachtungsperson als ein scharfes Bild wahrgenommen wird.
  • Wenn die Visualisierungsvorrichtung 10, 10' wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, muss die Beobachtungsperson nunmehr das Hauptobjektivsystem 16 der Visualisierungsvorrichtung 10' entweder durch Verlagern der Visualisierungsvorrichtung 10, 10', wenn dieses Hauptobjektivsystem 16 eine konstante Schnittweite A hat, oder durch Variieren der Schnittweite A des Hautobjektivsystems 16 für das scharfe Abbilden einer interessierenden Objektebene 48 in dem Objektbereich 15 einstellen.
  • Die Bildschärfe des Beobachtungsbilds des Objektbereichs 15 in einem Okulareinblick 35, 35' der Visualisierungsvorrichtung verändert sich dann bei einem Variieren der Einstellung des afokalen Vergrößerungssystems 20, 20' nicht. Auch die Bildschärfe eines mittels des Bilderfassungssystems 19 in der Visualisierungsvorrichtung 10, 10' erfassten Bilds des Objektbereichs 15 erfährt dann bei einem Verstellen der Einstellung des afokalen Vergrößerungssystems 20, 20' keine Veränderung.
  • Zu bemerken ist, dass in einer modifizierten Ausführungsform der Visualisierungsvorrichtung 10 auch eine mit der Rechnereinheit 40 verbundene Einrichtung 58, 58' für das motorische Verstellen der Okulare 34, 34' vorgesehen sein kann.
  • Zusammenfassend sind insbesondere folgende bevorzugte Merkmale der Erfindung festzuhalten: Eine Visualisierungsvorrichtung 10, 10' hat eine Abbildungsoptik zum Erzeugen eines Beobachtungsbilds eines Objektbereichs 15 für ein Beobachterauge 14, 14' einer Beobachtungsperson mit einem Beobachtungsstrahlengang 18, 18'. Die Visualisierungsvorrichtung 10 umfasst ein von dem Beobachtungsstrahlengang 18, 18' durchsetztes und für die Dioptrieeinstellung verstellbares Okular 34, 34'. Die Visualisierungsvorrichtung 10, 10' enthält ein Bilderfassungssystem 19, das einen Bildsensor 27, 27' mit einer Sensorfläche 52, 52' für das Erfassen von Bildern des Objektbereichs 15 und ein Bildsensor-Objektivsystem 30, 30' hat. In der Visualisierungsvorrichtung 10, 10' gibt es ein in dem Beobachtungsstrahlengang 18, 18' angeordnetes optisches Funktionselement 26, 26' für das Auskoppeln von Beobachtungslicht in einen Auskoppel-Strahlengang 18'', 18''', der das Bildsensor-Objektivsystem 30, 30' durchsetzt und zu dem Bildsensor 27, 27' geführt ist. Das Bilderfassungssystem 19 hat eine Einrichtung zum Ermitteln der Bildschärfe von Bildern des Objektbereichs 15 auf der Sensorfläche 52, 52' und enthält eine Bildschärfe-Bewertungsstufe, die ein von einer ermittelten Bildschärfe eines Bilds des Objektbereichs 15 auf der Sensorfläche 52, 52' abhängiges Bildschärfe-Bewertungssignal B bereitstellt, um der Beobachtungsperson einen Hinweis auf eine etwaige Fehleinstellung des Okulars zu geben oder eine Okulareinstellung automatisch vorzunehmen.
  • Bezugszeichenliste
  • 10, 10'
    erste Visualisierungsvorrichtung
    12
    Binokulartubus
    14
    linkes Beobachterauge
    14'
    rechtes Beobachterauge
    15
    Objektbereich
    16
    Hauptobjektivsystem
    17
    optische Achse
    18, 18'
    Beobachtungsstrahlengang
    18'', 18'''
    Auskoppel-Strahlengang
    19
    Bilderfassungssystem
    20, 20'
    afokales Vergrößerungssystem
    21
    Einrichtung zum Ermitteln der Bildschärfe
    22, 22'
    Tubuslinse
    23
    Bildschärfe-Bewertungsstufe
    24, 24'
    Binokulartubus-Zwischenbildebene
    26
    erstes optisches Funktionselement
    26'
    zweites optisches Funktionselement
    27, 27'
    Bildsensor
    28
    Doppelpfeil
    30, 30'
    Bildsensor-Objektivsystem
    32, 32'
    Doppelpfeil
    34, 34'
    Okular
    35, 35'
    Okulareinblick
    36, 38
    Sensoreinrichtung
    40
    Rechnereinheit
    42, 42'
    Bilderfassungssystem-Einstellvorrichtung
    46
    Struktur
    48
    Objektebene
    48'
    Bildebene
    50, 50'
    bildsensorseitigen Fokusebene
    51
    Fokusebene
    52, 52'
    Sensorfläche
    53
    Warnsignalgenerator
    54, 54'
    Beobachtungsbild-Zwischenbildebene
    58, 58'
    Einrichtung für das motorische Verstellen der Okulare 34, 34'
    59
    Controller
    70
    Einrichtung zur Dateneinspiegelung
    72
    Display
    74
    Display-Objektivsystem
    76
    Abbildungsstrahlengang
    78
    Fadenkreuz
    80
    Phasenkontrast-Fokussiersensor
    82
    Phasenkontrastsensor
    84
    Teilbildsensoren
    86
    Spiegel
    88
    Aperturblende
    90
    Linse
    100
    Flussdiagramm
    102 bis 112
    Verfahrensschritt
    ΔS
    Ablage
    B
    Bildschärfe-Bewertungssignal
    A
    Schnittweite
    K
    Bildkontrast
    SW
    Schwellwert

Claims (12)

  1. Stereoskopisches Operationsmikroskop (10) mit einer Abbildungsoptik zum Erzeugen eines Beobachtungsbilds einer Objektebene (48) in einem Objektbereich (15) für ein Beobachterauge (14, 14') einer Beobachtungsperson mit einem Beobachtungsstrahlengang (18, 18'), mit einem von dem Beobachtungsstrahlengang (18, 18') durchsetzten und für die Dioptrieeinstellung verstellbaren Okular (34, 34'); mit einem Bilderfassungssystem (19), das einen Bildsensor (27, 27') mit einer Sensorfläche (52, 52') für das Erfassen von Bildern des Objektbereichs (15) und ein Bildsensor-Objektivsystem (30, 30') enthält; und mit einem in dem Beobachtungsstrahlengang (18, 18') angeordneten optischen Funktionselement (26, 26') für das Auskoppeln von Beobachtungslicht in einen Auskoppel-Strahlengang (18'', 18'''), der das Bildsensor-Objektivsystem (30, 30') durchsetzt und zu dem Bildsensor (27, 27') geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bilderfassungssystem (19) eine Einrichtung zum Ermitteln der Bildschärfe von Bildern des Objektbereichs (15) auf der Sensorfläche (52, 52') hat und eine Bildschärfe-Bewertungsstufe (23) enthält, die ein von einer ermittelten Bildschärfe eines Bilds des Objektbereichs (15) auf der Sensorfläche (52, 52') abhängiges Bildschärfe-Bewertungssignal (B) bereitstellt, und eine Systembaugruppe für das Ausführen einer Visualisierungsvorrichtungs-Systemfunktion vorgesehen ist, die mit der Bildschärfe-Bewertungsstufe (23) wirkungsgekoppelt ist, wobei die Systembaugruppe das Ausführen der Visualisierungsvorrichtungs-Systemfunktion auslöst, wenn der Betrag des Bildschärfe-Bewertungssignals (B) einen Schwellwert (SW) überschreitet, und die Systembaugruppe einen Warnsignalgenerator (53) enthält, der bei Auslösen der Visualisierungsvorrichtungs-Systemfunktion ein Warnsignal erzeugt.
  2. Operationsmikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Warnsignal ein akustisches und/oder ein optisches und/oder ein haptisches Warnsignal ist.
  3. Operationsmikroskop nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Systembaugruppe eine Einrichtung für das Visualisieren einer Einstellhilfe für das Okular (34, 34') in dem Beobachtungsstrahlengang (18, 18') aufweist, die bei Auslösen der Visualisierungsvorrichtungs-Systemfunktion die Einstellhilfe für das Okular (34, 34') in dem Beobachtungsstrahlengang (18, 18') anzeigt.
  4. Operationsmikroskop nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung für das Visualisieren einer Einstellhilfe für das Okular (34, 34') in dem Beobachtungsstrahlengang (18, 18') als eine Einrichtung zur Dateneinspiegelung (70) mit einem Display (72) und mit einem Display-Objektivsystem (74) ausgebildet ist, das für das Visualisieren der Einstellhilfe in einem Okulareinblick (35, 35') des Okulars (34, 34') ein an dem Display (72) angezeigtes Bild in einen dem Beobachtungsstrahlengang (18, 18') überlagerbaren parallelen Abbildungsstrahlengang (76) überführt.
  5. Stereoskopisches Operationsmikroskop (10) mit einer Abbildungsoptik zum Erzeugen eines Beobachtungsbilds einer Objektebene (48) in einem Objektbereich (15) für ein Beobachterauge (14, 14') einer Beobachtungsperson mit einem Beobachtungsstrahlengang (18, 18'), mit einem von dem Beobachtungsstrahlengang (18, 18') durchsetzten und für die Dioptrieeinstellung verstellbaren Okular (34, 34'); mit einem Bilderfassungssystem (19), das einen Bildsensor (27, 27') mit einer Sensorfläche (52, 52') für das Erfassen von Bildern des Objektbereichs (15) und ein Bildsensor-Objektivsystem (30, 30') enthält; und mit einem in dem Beobachtungsstrahlengang (18, 18') angeordneten optischen Funktionselement (26, 26') für das Auskoppeln von Beobachtungslicht in einen Auskoppel-Strahlengang (18'', 18'''), der das Bildsensor-Objektivsystem (30, 30') durchsetzt und zu dem Bildsensor (27, 27') geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bilderfassungssystem (19) eine Einrichtung zum Ermitteln der Bildschärfe von Bildern des Objektbereichs (15) auf der Sensorfläche (52, 52') hat und eine Bildschärfe-Bewertungsstufe (23) enthält, die ein von einer ermittelten Bildschärfe eines Bilds des Objektbereichs (15) auf der Sensorfläche (52, 52') abhängiges Bildschärfe-Bewertungssignal (B) bereitstellt, und eine Systembaugruppe für das Ausführen einer Visualisierungsvorrichtungs-Systemfunktion vorgesehen ist, die mit der Bildschärfe-Bewertungsstufe (23) wirkungsgekoppelt ist, wobei die Systembaugruppe das Ausführen der Visualisierungsvorrichtungs-Systemfunktion auslöst, wenn der Betrag des Bildschärfe-Bewertungssignals (B) einen Schwellwert (SW) überschreitet, und die Systembaugruppe eine Einrichtung für das Visualisieren einer Einstellhilfe für das Okular (34, 34') in dem Beobachtungsstrahlengang (18, 18') aufweist, die bei Auslösen der Visualisierungsvorrichtungs-Systemfunktion die Einstellhilfe für das Okular (34, 34') in dem Beobachtungsstrahlengang (18, 18') anzeigt.
  6. Operationsmikroskop nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung für das Visualisieren einer Einstellhilfe für das Okular (34, 34') in dem Beobachtungsstrahlengang (18, 18') als eine Einrichtung zur Dateneinspiegelung (70) mit einem Display (72) und mit einem Display-Objektivsystem (74) ausgebildet ist, das für das Visualisieren der Einstellhilfe in einem Okulareinblick (35, 35') des Okulars (34, 34') ein an dem Display (72) angezeigtes Bild in einen dem Beobachtungsstrahlengang (18, 18') überlagerbaren parallelen Abbildungsstrahlengang (76) überführt.
  7. Operationsmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (21) zum Ermitteln der Bildschärfe von Bildern des Objektbereichs (15) auf der Sensorfläche (52') als Bildschärfe eine einer Ablage (ΔS) der bildsensorseitigen Fokusebene (50, 50') des Bildsensor-Objektivsystems (30, 30') von einer zu der Objektebene (48) konjugierten Bildebene (48') in dem Bilderfassungssystem (19) ermittelt.
  8. Operationsmikroskop nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Systembaugruppe das Ausführen der Visualisierungsvorrichtungs-Systemfunktion auslöst, wenn der Betrag des Bildschärfe-Bewertungssignals (B) einen Schwellwert (SW) überschreitet, und die Systembaugruppe eine Einrichtung (58, 58') mit einem Stellantrieb für das Verstellen des Okulars (34, 34') aufweist, die eine mit einem Controller (59) des Stellantriebs wirkungsgekoppelte Rechnereinheit (40) enthält, welche die ermittelte Bildschärfe in einen Einstellwert für das Okular (34, 34') zur Ausgabe auf den Controller (59) überführt, um die Dioptrieeinstellung des Okulars (34, 34') bei Auslösen der Visualisierungsvorrichtungs-Systemfunktion automatisch zu verstellen.
  9. Stereoskopisches Operationsmikroskop (10) mit einer Abbildungsoptik zum Erzeugen eines Beobachtungsbilds einer Objektebene (48) in einem Objektbereich (15) für ein Beobachterauge (14, 14') einer Beobachtungsperson mit einem Beobachtungsstrahlengang (18, 18'), mit einem von dem Beobachtungsstrahlengang (18, 18') durchsetzten und für die Dioptrieeinstellung verstellbaren Okular (34, 34'); mit einem Bilderfassungssystem (19), das einen Bildsensor (27, 27') mit einer Sensorfläche (52, 52') für das Erfassen von Bildern des Objektbereichs (15) und ein Bildsensor-Objektivsystem (30, 30') enthält; und mit einem in dem Beobachtungsstrahlengang (18, 18') angeordneten optischen Funktionselement (26, 26') für das Auskoppeln von Beobachtungslicht in einen Auskoppel-Strahlengang (18'', 18'''), der das Bildsensor-Objektivsystem (30, 30') durchsetzt und zu dem Bildsensor (27, 27') geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bilderfassungssystem (19) eine Einrichtung zum Ermitteln der Bildschärfe von Bildern des Objektbereichs (15) auf der Sensorfläche (52, 52') hat und eine Bildschärfe-Bewertungsstufe (23) enthält, die ein von einer ermittelten Bildschärfe eines Bilds des Objektbereichs (15) auf der Sensorfläche (52, 52') abhängiges Bildschärfe-Bewertungssignal (B) bereitstellt, und eine Systembaugruppe für das Ausführen einer Visualisierungsvorrichtungs-Systemfunktion vorgesehen ist, die mit der Bildschärfe-Bewertungsstufe (23) wirkungsgekoppelt ist, wobei die Einrichtung (21) zum Ermitteln der Bildschärfe von Bildern des Objektbereichs (15) auf der Sensorfläche (52') als Bildschärfe eine einer Ablage (ΔS) der bildsensorseitigen Fokusebene (50, 50') des Bildsensor-Objektivsystems (30, 30') von einer zu der Objektebene (48) konjugierten Bildebene (48') in dem Bilderfassungssystem (19) entsprechende physikalische Messgröße ermittelt und die Systembaugruppe das Ausführen der Visualisierungsvorrichtungs-Systemfunktion auslöst, wenn der Betrag des Bildschärfe-Bewertungssignals (B) einen Schwellwert (SW) überschreitet, und die Systembaugruppe eine Einrichtung (58, 58') mit einem Stellantrieb für das Verstellen des Okulars (34, 34') aufweist, die eine mit einem Controller (59) des Stellantriebs wirkungsgekoppelte Rechnereinheit (40) enthält, welche die ermittelte Bildschärfe in einen Einstellwert für das Okular (34, 34') zur Ausgabe auf den Controller (59) überführt, um die Dioptrieeinstellung des Okulars (34, 34') bei Auslösen der Visualisierungsvorrichtungs-Systemfunktion automatisch zu verstellen.
  10. Operationsmikroskop nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Systembaugruppe für das Ausführen einer Visualisierungsvorrichtungs-Systemfunktion eine Anzeigeeinrichtung für das Anzeigen eines Einstellwerts für das Okular (34, 34') enthält, welche die ermittelte Bildschärfe in einen der Beobachtungsperson anzeigbaren Einstellwert für das Okular (34, 34') überführt.
  11. Operationsmikroskop nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (21) zum Ermitteln der Bildschärfe von Bildern des Objektbereichs (15) auf der Sensorfläche (52) eine Bilderfassungssystem-Einstellvorrichtung (42, 42') zum Einstellen der optischen Weglänge für das Beobachtungslicht in dem Auskoppel-Strahlengang (18'', 18''') zwischen Bildsensor-Objektivsystem (30, 30') und der Sensorfläche (52) des Bildsensors (27, 27') aufweist und eine mit der Bilderfassungssystem-Einstellvorrichtung (42, 42') wirkungsgekoppelte Rechnereinheit (40) mit einer Autofokusroutine enthält, die einen Kontrast (K) von Bildern des Objektbereichs (15) auf der Sensorfläche (52) fortlaufend ermittelt und die der Bilderfassungssystem-Einstellvorrichtung (42, 42') ein den Kontrast (K) maximierendes Steuersignal für die Bilderfassungssystem-Einstellvorrichtung (42, 42') zuführt, wobei die Einrichtung (21) zum Ermitteln der Bildschärfe von Bildern des Objektbereichs (15) auf der Sensorfläche (52) als Bildschärfe den Wert einer auf eine Referenzeinstellung bezogene Verstellung des Bilderfassungssystems (19) aus einer Einstellung bereitstellt, in der die Sensorfläche (52) des Bildsensors (27, 27') in der Fokusebene (50) des Bildsensor-Objektivsystems (30, 30') liegt, in eine Einstellung, in welcher der Kontrast von Bildern des Objektbereichs (15) auf der Sensorfläche (52) maximiert ist.
  12. Operationsmikroskop nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (21) zum Ermitteln der Bildschärfe von Bildern des Objektbereichs (15) auf der Sensorfläche (52) einen Phasenkontrast-Fokussiersensor (80) mit einem optischen System und mit Teilbildsensoren (84) enthält, das auf den Teilbildsensoren (84) Teilbilder des Objektbereichs (15) mit einer von der Bildschärfe der Bilder des Objektbereichs (15) auf der Sensorfläche (52) des Bildsensors abhängigen räumlichen Lage erzeugt, wobei die Einrichtung (21) zum Ermitteln der Bildschärfe von Bildern des Objektbereichs (15) auf der Sensorfläche (52) als Bildschärfe eine einer Ablage (ΔX) einander entsprechender Teilbilder des Objektbereichs (15) auf den Teilbildsensoren (84) entsprechende physikalische Messgröße ermittelt.
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