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Die Erfindung betrifft ein Operationsmikroskop, insbesondere Ophthalmo-Operationsmikroskop, mit einer Mikroskop-Abbildungsoptik, die dazu ausgelegt ist, ein zu betrachtendes Objekt entlang eines optischen Abbildungsstrahlengangs, der die Mikroskop-Abbildungsoptik durchsetzt, in eine Bildebene abzubilden, und mit einer Kamera, die eine Abbildung des Objektes in der Bildebene erfasst, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Vermessen eines Objektes mit einem Operationsmikroskop, insbesondere Ophthalmo-Operationsmikroskop, das eine Mikroskop-Abbildungsoptik aufweist, die dazu ausgelegt ist, das zu betrachtende Objekt entlang eines optischen Abbildungsstrahlengangs, der die Mikroskop-Abbildungsoptik durchsetzt, in eine Bildebene abzubilden, wobei mit einer Kamera eine Abbildung des Objektes in der Bildebene erfasst wird, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
Ein Operationsmikroskop der eingangs genannten Art ist aus
WO 2006/102201 A1 bekannt.
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Ein erfindungsgemäßes Operationsmikroskop kann ein monokulares, ein binokulares oder ein stereoskopisches Operationsmikroskop sein.
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Ein Operationsmikroskop der eingangs genannten Art wird beispielsweise in der Mikrochirurgie verwendet. Spezieller kann ein derartiges Operationsmikroskop in der Ophthalmochirurgie verwendet werden. Eine besondere Bedeutung hat dabei die sogenannte Katarakt-Chirurgie erlangt. Unter „Katarakt“ wird die Trübung der natürlichen Augenlinse verstanden. Bekannt ist diese Erkrankung auch als Grauer Star. Im Rahmen der Katarakt-Chirurgie wird die getrübte natürliche Augenlinse aus dem Auge entfernt und durch eine künstliche Augenlinse, eine sogenannte intraokulare Linse, ersetzt. Ein „Objekt“ kann im Sinne der vorliegenden Erfindung somit ein Auge eines Patienten, eine spezielle Struktur eines Auges, beispielsweise die Cornea, noch spezieller der Scheitelpunkt der Vorderseite der Cornea, sein, um ein paar Beispiele zu nennen.
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Die Katarakt-Chirurgie wird üblicherweise von einem Arzt unter Beobachtung des Auges des Patienten durch ein Ophthalmo-Operationsmikroskop durchgeführt. Im Rahmen der Katarakt-Operation wird eine Refraktionsmessung am phaken, aphaken und/oder am pseudo-phaken Auge vorgenommen. Unter „phak“ wird der Zustand des Auges verstanden, in dem die natürliche Linse im Auge vorhanden ist, unter „aphak“ der Zustand, in dem die natürliche Linse aus dem Auge entnommen ist und das Auge linsenlos ist, und „pseudo-phak“ bezeichnet den Zustand, in dem eine künstliche Linse in das Auge eingesetzt ist, wobei die künstliche Linse eine provisorische Linse sein kann. Die vorstehend genannte Refraktionsmessung umfasst eine Abstandsmessung zwischen dem Operationsmikroskop und dem Scheitel bzw. Apex der Hornhaut des Auges, die mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden muss.
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Um zum Beispiel mit einer wellenfrontbasierten intraoperativen Refraktionsmessung ein aphakes Patientenauge mit der erforderlichen Messgenauigkeit vermessen zu können, muss der Messabstand mit einer Genauigkeitsspanne von 0,3 mm eingehalten werden bzw. bekannt sein.
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Allgemein besteht bei dem Einsatz von Operationsmikroskopen in der Mikrochirurgie bei bestimmten Applikationen die Notwendigkeit, den Abstand zwischen dem Operationsmikroskop und dem betrachteten Objekt genau zu ermitteln, was voraussetzt, dass die objektseitige Fokusebene des Operationsmikroskops exakt auf das zu vermessende Objekt eingestellt ist.
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Heutzutage wird diese Einstellung beispielsweise durch den Einsatz von AutofokusSystemen, mit denen Operationsmikroskope ausgestattet sein können, realisiert. Derartige Autofokus-Systeme können auf einer Kontrastbewertung eines Kamerabildes beruhen. Hierzu weist ein solches Operationsmikroskop eine Kamera auf, die die Abbildung des Objektes in der Bildebene erfasst. Unter „Kamera“ wird im Sinne der vorliegenden Erfindung allgemein ein Bildaufnehmer bzw. -sensor verstanden. Die Kamera kann insbesondere eine Videokamera sein.
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Das von der Kamera aufgenommene Bild wird hinsichtlich seines Kontrastes bewertet, und das Autofokussystem stellt die Fokusebene des Operationsmikroskops ein, bis das von der Kamera aufgenommene Kamerabild des Objektes maximalen Kontrast aufweist. Die Genauigkeit der Einstellung der korrekten Fokusebene wird dabei unter anderem durch die Schärfentiefe der Abbildung des betrachteten Objektes auf die Bildebene, in der sich die Kamera befindet, bestimmt. Unter „Schärfentiefe“ wird hier ein Abstandsbereich vor und hinter der objektseitigen Einstell- bzw. Fokusebene verstanden, innerhalb dessen ein Objekt axial verschoben werden kann, ohne dass in der Bildebene eine merkliche Unschärfe der Abbildung entsteht.
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Bei derzeitigen Operationsmikroskopen mit Autofokus-System lässt sich eine genaue Abstandsmessung wegen der zu hohen Schärfentiefe der Abbildung nicht oder nur grob realisieren, zumindest bei Vergrößerungen des Operationsmikroskops, bei denen ein Arzt die Katarakt-Chirurgie durchführt. Wenn beispielsweise das Operationsmikroskop für eine Abstandsmessung genau auf den Scheitel der Vorderseite der Cornea eingestellt werden soll, kann dies durch das Autofokus-System anhand einer Kontrastbewertung des Kamerabildes nicht bewerkstelligt werden, da auch Bereiche vor und hinter dem Scheitel der Cornea im Kamerabild mit gleich hohem Kontrast erscheinen.
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Bei Operationsmikroskopen besteht andererseits grundsätzlich der Wunsch nach einer großen Schärfentiefe, weil das vom Arzt operierte Gewebe in der Regel keine Ebene bildet, sondern zerklüftet ist. Es wird daher stets angestrebt, für alle Bereiche eines Operationsgebietes ein scharfes Sehen zu ermöglichen. Dies ist insbesondere bei Operationen am Auge von Bedeutung, da es dort mit der Hornhaut, der Pupille und der Linse mehrere transparente Gewebe gibt, die übereinander liegen.
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So wird in dem Dokument
DE 103 38 472 A1 vorgeschlagen, die Schärfentiefe eines Operationsmikroskops mittels einer optischen Phasenplatte im Abbildungsstrahlengang der Mikroskop-Abbildungsoptik weiter zu vergrößern. Dies ist jedoch für eine genaue Abstandsmessung mit dem Operationsmikroskop abträglich. Eine Reduzierung der Schärfentiefe bei Autofokussystemen für Operationsmikroskope kann über eine Vergrößerung der Apertur der Mikroskop-Abbildungsoptik erreicht werden. Dies hat jedoch den Nachteil, dass das optische System des Operationsmikroskops insgesamt deutlich größer wird, da größere freie Durchmesser der Mikroskop-Abbildungsoptik erforderlich sind.
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Aus dem Bereich von Digitalkameras mit Videofunktion ist zur Verringerung der Schärfentiefe das Phasenkontrastverfahren bekannt, das aber spezielle Bildaufnehmer erfordert, die beispielsweise mehrere Sensoren in verschiedenen Ebenen aufweisen.
Das eingangs genannte Dokument
WO 2006/102201 A1 offenbart unter anderem ein Operationsmikroskop mit einem Abbildungssystem, das einen gepixelten räumlichen Lichtmodulator aufweist, um optische Eigenschaften des optischen Systems zu modifizieren, wie Wellenfront-Codierung und Schärfentiefe.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Operationsmikroskop der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass mit dem Operationsmikroskop ein Objekt mit hoher Genauigkeit vermessen werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Operationsmikroskop gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Das erfindungsgemäße Operationsmikroskop beruht somit auf dem Konzept, mittels eines Wellenfront-Codierelements, das vorzugsweise nur temporär, insbesondere zur Vermessung eines Objektes, insbesondere zur Abstandsmessung zwischen Operationsmikroskop und Objekt, in den Abbildungsstrahlengang eingebracht wird, die Schärfentiefe der Abbildung durch die Mikroskop-Abbildungsoptik zu verringern. Das Wellenfront-Codierelement, das beispielsweise eine Phasenplatte sein kann, kann hierzu geeignet ausgestaltet werden. Das Wellenfront-Codierelement ist ein optisches Element, das, wenn es im Abbildungsstrahlengang angeordnet ist, die optische Übertragungsfunktion der Mikroskop-Abbildungsoptik derart ändert, dass die Abbildung eine stärkere Varianz bzw. Abhängigkeit von der Ablage des Objektes von der Einstell- bzw. Fokusebene des Operationsmikroskops besitzt. Ein Beispiel für ein Wellenfront-Codierelement, mit dem die Schärfentiefe verringert werden kann, ist in dem Artikel von Sherif S. Sherif und W. Thomas Cathey in dem Artikel „Reduced Depth of Field in Incoherent Hybrid Imaging Systems" (Verringerte Schärfentiefe in inkoherenten Hybrid-Abbildungssystemen), Applied Optics, Band 41, Nr. 29, 10. Oktober 2002, Seiten 6062 bis 6074, beschrieben. Wenn das Wellenfront-Codierelement im Abbildungsstrahlengang des Operationsmikroskops angeordnet ist, lassen sich somit Abstände zwischen dem Operationsmikroskop und zu vermessenden Objekten genau ermitteln, bzw. die objektseitige Einstell- bzw. Fokusebene des Operationsmikroskops lässt sich mit höherer Genauigkeit als bisher auf das zu vermessende Objekt einstellen.
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Die Schärfentiefe, die bei dem erfindungsgemäßen Operationsmikroskop mittels des Wellenfront-Codierelements verringert werden soll, ist die objektseitige Schärfentiefe.
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Das Operationsmikroskop weist eine Rechnereinheit auf, die aus der von der Kamera erfassten Abbildung des Objektes mit verringerter Schärfentiefe ein Bild mit verringerter Schärfentiefe zur Weiterverarbeitung berechnet.
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Wenn das Wellenfront-Codierelement im Abbildungsstrahlengang angeordnet ist, ist die Abbildung durch die Mikroskop-Abbildungsoptik insgesamt unscharf, d.h. die Kamera erfasst mit ihren Bildpixeln in der Bildebene eine Helligkeitsverteilung. Die Rechnereinheit berechnet aus den Helligkeitswerten der Kamerabildsignale dann ein Bild, das eine verringerte Schärfentiefe aufweist, das dann weiterverarbeitet werden kann, beispielsweise indem es dem Betrachter auf einen Bildschirm dargestellt wird, wonach der Betrachter das Bild durch Fokussieren der Mikroskop-Abbildungsoptik scharf stellen kann. Wenn die Mikroskop-Abbildungsoptik ein Autofokus-System aufweist, wie erfindungsgemäß vorgesehen ist, kann die Rechnereinheit das Bild mit verringerter Schärfentiefe auswerten und Daten erzeugen, die vom Autofokus-System zum automatischen Scharfstellen des Bildes mit verringerter Schärfentiefe verwendet werden. Wenn das Bild scharf gestellt ist, ist die Fokusebene des Operationsmikroskops mit hoher Genauigkeit auf das zu vermessende Objekt eingestellt, so dass der Abstand zum Objekt genau ermittelt werden kann bzw. bekannt ist.
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Mit anderen Worten kann das bei dem Operationsmikroskop vorhandene Autofokussystem mit wesentlich höherer Genauigkeit die Fokusebene des Operationsmikroskops auf eine bestimmte Objektebene einstellen, wodurch die Abstandsmessung deutlich genauer ist.
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Vorzugsweise ist das Wellenfront-Codierelement in den Abbildungsstrahlengang einbringbar und wieder herausnehmbar.
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Hierbei ist von Vorteil, dass die Schärfentiefe der Abbildung durch die Mikroskop-Abbildungsoptik nicht permanent verringert ist, was, wie bereits oben erwähnt, bei Operationsmikroskopen unerwünscht ist, sondern nur für den Zweck der Vermessung von Objekten.
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Weiter vorzugsweise ist das Wellenfront-Codierelement an einer Stelle im Abbildungsstrahlengang positioniert oder positionierbar, an der der Abbildungsstrahlengang parallel ist, oder das Wellenfront-Codierelement ist in einer Pupillenebene im Abbildungsstrahlengang positioniert oder positionierbar.
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Vorzugsweise ist das Wellenfront-Codierelement eine Phasenplatte. Eine „Phasenplatte“ ist ein Wellenfront-Codierelement, das lichtdurchlässig ist und einem durch es hindurchtretenden Lichtstrahlenbündel einen Phasenversatz aufprägt, der vom Ort des Durchtritts der Lichtstrahlen durch die Phasenplatte abhängt.
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Weiter vorzugsweise ist die Schärfentiefe der Abbildung des Objektes durch die Mikroskop-Abbildungsoptik in die Bildebene mit dem Wellenfront-Codierelement auf eine Schärfentiefe von weniger als 1 mm, vorzugsweise auf weniger als 0,75 mm, weiter vorzugsweise auf eine Schärfentiefe von etwa 0,3 mm verringert.
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Mit dem erfindungsgemäßen Operationsmikroskop lassen sich somit Abstände zwischen dem Operationsmikroskop und zu betrachtenden Objekten mit einer Genauigkeit von weniger als 1 mm, vorzugsweise von etwa 0,3 mm, messen. Das erfindungsgemäße Operationsmikroskop eignet sich somit insbesondere für eine Wellenfront-basierende intraoperative Refraktionsmessung eines aphaken Patientenauges, bei der der Messabstand mit einer Messgenauigkeit von etwa 0,3 mm ermittelt werden kann.
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Die Schärfentiefe der Abbildung des Objektes durch die Mikroskop-Abbildungsoptik in die Bildebene mit dem Wellenfront-Codierelement ist gegenüber der Schärfentiefe der Abbildung des Objektes durch die Mikroskop-Abbildungsoptik ohne das Wellenfront-Codierelement vorzugsweise um einen Faktor in einem Bereich von 1,5 bis 5 verringert.
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Wenn das Wellenfront-Codierelement nicht im Abbildungsstrahlengang der Mikroskop-Abbildungsoptik angeordnet ist, weist das erfindungsgemäße Operationsmikroskop somit eine große Schärfentiefe auf, die die Beobachtung von unebenen Strukturen mit großer Schärfe ermöglicht.
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Das eingangs genannte Verfahren ist erfindungsgemäß durch den Schritt gekennzeichnet: Verringern einer Schärfentiefe der Abbildung des Objektes durch Anordnen eines optischen Wellenfront-Codierelements im optischen Abbildungsstrahlengang, das dazu ausgebildet ist, eine Abbildungslichtwellenfront im optischen Abbildungsstrahlengang derart zu beeinflussen, dass die Schärfentiefe der Abbildung des Objektes durch die Mikroskop-Abbildungsoptik mit dem Wellenfront-Codierelement gegenüber einer Schärfentiefe der Abbildung des Objektes durch die Mikroskop-Abbildungsoptik ohne das Wellenfront-Codierelement verringert ist.
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Die oben genannten bevorzugten Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Operationsmikroskops lassen sich auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren einsetzen. Ebenso besitzt das erfindungsgemäße Verfahren die Vorteile, wie sie in Bezug auf das erfindungsgemäße Operationsmikroskop beschrieben wurden und noch beschrieben werden.
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Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden mit Bezug auf diese hiernach näher beschrieben. Es zeigen:
- 1 ein Operationsmikroskop in einer schematischen Seitenansicht;
- 2 ein Diagramm, das ein beispielhaftes Flächenprofil eines Wellenfront-Codierelements zur Verringerung der Schärfentiefe der Abbildung durch das Operationsmikroskop veranschaulicht.
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In 1 ist ein mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 versehenes Operationsmikroskop gezeigt. Das Operationsmikroskop 10 ist insbesondere ein Ophthalmo-Operationsmikroskop, das in der Augenchirurgie verwendet wird. Das Operationsmikroskop 10 ist hier als monokulares Operationsmikroskop gezeigt, wobei sich versteht, dass ein erfindungsgemäßes Operationsmikroskop auch als binokulares Operationsmikroskop oder als stereoskopisches Operationsmikroskop ausgebildet sein kann.
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Das Operationsmikroskop 10 weist eine Mikroskop-Abbildungsoptik 12 auf, die dazu ausgelegt ist, ein zu betrachtendes Objekt 13 entlang eines optischen Abbildungsstrahlengangs 14, der die Mikroskop-Abbildungsoptik 12 durchsetzt, in eine Bildebene 16 abzubilden. Das Objekt 13 ist hier ein Auge 15 eines Patienten oder ein Teil, beispielsweise eine Fläche, desselben.
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Die Optiken der Mikroskop-Abbildungsoptik 12 sind in 1 nur schematisch und außerdem nicht maßstabsgetreu gezeigt.
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Die Mikroskop-Abbildungsoptik 12 weist ein Hauptobjektiv 18 auf. Die Mikroskop-Abbildungsoptik 12 kann weiterhin ein Zoom-System 20 aufweisen, mit dem verschiedene Vergrößerungen der Abbildung durch das Operationsmikroskop 10 eingestellt werden können.
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Über einen Strahlteiler 22 wird ein Teil des Abbildungsstrahlengangs 14 zu einer Kamera 24, insbesondere Videokamera, geleitet. Zwischen dem Strahlteiler 22 und der Kamera 24 kann eine Kameraoptik 26 angeordnet sein, die den Abbildungsstrahlengang 14 auf die Bildebene 16 fokussiert, wobei in der Bildebene 16 ein Bildsensor der Kamera 24 angeordnet ist. Die Kameraoptik 26 kann Teil der Kamera 24 oder eine separate Optik sein. Die Kamera 24 kann auch nur den Bildsensor aufweisen. Die Kamera 24 erfasst das in die Bildebene 16 abgebildete Objekt 13.
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Ein anderer Teil des Abbildungsstrahlengangs 14 tritt durch den Strahlteiler 22 hindurch und wird von einer Tubus-Optik 28 in eine okularseitige Bildebene 30 abgebildet. Mittels eines Okulars 31 kann der Benutzer des Operationsmikroskops 10 dieses Bild des Objektes 13 mit dem Auge betrachten.
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Das Operationsmikroskop 10 ist mit einem Autofokus-System 32 ausgestattet, wobei die Kamera 24 Teil des Autofokus-Systems 32 sein kann. Mittels des Autofokus-Systems 32 kann die objektseitige Fokusebene 34 der Mikroskop-Abbildungsoptik 12 des Operationsmikroskops 10, insbesondere zur Vermessung des Objektes 13, auf das Objekt 13 eingestellt werden. In 1 ist hierzu schematisch eine Stelleinheit 33 gezeigt, mit der das Autofokus-System 32 verbunden ist. Die Stelleinheit 33 kann so ausgebildet sein, dass es das Operationsmikroskop 10 als ganzes zu der Fokusebene 34 hin oder von dieser weg verfahren kann, oder die Stelleinheit 33 kann so ausgebildet sein, dass es im Fall, dass das Hauptobjektiv 18 brennweitenverstellbar ist, das Hauptobjektiv 18 entsprechend verstellt. Das Autofokus-System 32 nutzt zur Einstellung der Fokusebene 34 auf das Objekt 13 beispielsweise eine Kontrastbewertung des von der Kamera 24 aufgenommenen Bildes des Objekts 13. Das Autofokus-System bewertet diejenige objektseitige Ebene als die Fokusebene 34 der Mikroskop-Abbildungsoptik 12, die den stärksten Kontrast im Bild der Kamera 24 liefert. Die Kontrastbewertung ist jedoch ungenau, wenn die Mikroskop-Abbildungsoptik 12 das Objekt 13 mit großer objektseitiger Schärfentiefe in die Bildebene 16 abbildet.
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Als objektseitige Schärfentiefe wird hier ein Abstandsbereich a vor und hinter der Einstell- bzw. Fokusebene 34 der Mikroskop-Abbildungsoptik 12 verstanden, innerhalb dessen das Objekt 13 axial verschoben werden kann, ohne dass in der Bildebene 16 eine merkliche Unschärfe der Abbildung entsteht.
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Aufgrund der zu großen Schärfentiefe ist das Autofokus-System 32 nicht in der Lage, das Operationsmikroskop 10 mit hinreichender Genauigkeit auf die Fokus- bzw. Einstellebene 34 einzustellen, in der das zu vermessende Objekt 13 angeordnet ist. Soll beispielsweise im Fall der Refraktionsmessung im Rahmen einer Katarakt-Operation der Abstand zwischen dem Operationsmikroskop und dem vorderen Scheitel bzw. Apex 36 der Hornhaut 38 (Cornea) des Auges 15 vermessen werden, muss das Operationsmikroskop 10 auf den vorderen Scheitel 36 der Cornea 38mit hoher Genauigkeit fokussiert bzw. eingestellt werden. Aufgrund der Schärfentiefe (Abstandsbereich a) ist dies jedoch nicht mit hinreichender Genauigkeit möglich, da das auf Kontrastbewertung beruhende Autofokus-System 32 die jeweilige Einstellebene nicht mit hinreichender Genauigkeit diskriminieren kann, weil auch Ebenen in einem vergleichsweise großen Abstandsbereich a vor und hinter der Einstellebene mit hohem Kontrast, d.h. mit hoher Schärfe in die Bildebene 16 abgebildet werden.
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Um die objektseitige Schärfentiefe zu reduzieren, ist bei dem Operationsmikroskop 10 ein Wellenfront-Codierelement 42 vorgesehen, das dazu ausgebildet ist, wenn es in den Abbildungsstrahlengang 14 eingebracht ist, wie in 1 mit unterbrochenen Linien dargestellt ist, die Abbildungslichtwellenfront im optischen Abbildungsstrahlengang 14 derart zu beeinflussen, dass die objektseitige Schärfentiefe der Abbildung des Objekts 13 durch die Mikroskop-Abbildungsoptik 12 gegenüber der objektseitigen Schärfentiefe der Abbildung des Objekts 13 durch die Mikroskop-Abbildungsoptik ohne das Wellenfront-Codierelement 42 verringert ist, wie mit einem verkleinertem Abstandsbereich b in 1 angedeutet ist. Optimal ist es, wenn der Abstandsbereich b nahe null ist. Das Wellenfront-Codierelement ist ein optisches Element, das, wenn es im Abbildungsstrahlengang angeordnet ist, die optische Übertragungsfunktion der Mikroskop-Abbildungsoptik derart ändert, dass die Abbildung eine stärkere Varianz bzw. Abhängigkeit von der Ablage des Objektes von der Einstell- bzw. Fokusebene des Operationsmikroskops besitzt.
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Das Wellenfront-Codierelement 42 ist in 1 nur schematisch gezeigt.
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Das Wellenfront-Codierelement 42 kann als Phasenplatte ausgebildet sein. Die Phasenplatte ist ein lichtdurchlässiges optisches Element, das einem durch es hindurchtretenden Lichtstrahlenbündel einen Phasenversatz aufprägt, der vom Ort des Durchtritts der Lichtstrahlen durch die Phasenplatte abhängt. 2 zeigt ein Beispiel eines Flächenprofils einer Phasenplatte, mit der die Schärfentiefe der Abbildung des Objektes 13 gegenüber der Schärfentiefe ohne das Wellenfront-Codierelement 42 verringert werden kann. Eine Phasenplatte dieser Art ist in dem Artikel von Sherif S. Sherif und W. Thomas Cathey: „Reduced Depth of Field in Incoherent Hybrid Imaging Systems" (Verringerte Schärfentiefe in inkoherenten Hybrid-Abbildungssystemen), Applied Optics, Band 41, Nr. 29, 10. Oktober 2002, Seiten 6062 bis 6074, beschrieben. Dieser Artikel ist durch direkte Bezugnahme in der vorliegenden Offenbarung aufgenommen.
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Eine geeignete Phasenplatte kann in der x-y-Ebene der Funktion f(x,y) = cos(βπx) cos(βπy) genügen, wobei β eine Konstante ist.
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Das Wellenfront-Codierelement 42 ist in den Abbildungsstrahlengang 14 gemäß einem Doppelpfeil 44 einbringbar und aus dem Abbildungsstrahlengang 14 wieder herausnehmbar. Das Wellenfront-Codierelement 42 wird bei der Vermessung des Objektes 13 in den Abbildungsstrahlengang 14 eingebracht und kann für die Beobachtung des Objektes 13 mit hoher Schärfentiefe aus dem Abbildungsstrahlengang 14 herausgenommen werden.
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Wenn das Wellenfront-Codierelement 42 im Abbildungsstrahlengang 14 angeordnet ist, wird das Objekt 13 mit verringerter objektseitiger Schärfentiefe in die Bildebene 16 abgebildet. Die Abbildung in der Bildebene 16 wird jedoch in der Regel insgesamt unscharf sein, d.h. auch ein Objekt (beispielsweise die Vorderseite der Cornea 38) in der Einstell- bzw. Fokusebene 34 der Mikrokop-Abbildungsoptik 12 wird nicht scharf in die Bildebene 16 abgebildet. Daher ist eine Rechnereinheit 46 vorgesehen, die aus der von der Kamera 24 in der Bildebene 16 erfassten Abbildung des Objektes 13 mit verringerter Schärfentiefe ein Bild mit verringerter Schärfentiefe zur Weiterverarbeitung berechnet. Dieses berechnete Bild kann auf einer Wiedergabeeinheit 48, beispielsweise einem Bildschirm, dargestellt werden. Der Benutzer des Operationsmikroskops 10 kann dann das Operationsmikroskop 10 manuell fokussieren, bis das von der Bildwiedergabeeinheit 48 dargestellte Bild scharf ist.
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Die Rechnereinheit 46 kann zusätzlich oder alternativ das berechnete Bild mit verringerter Schärfentiefe auswerten und Daten erzeugen, die dem Autofokus-System 32 zum automatischen Scharfstellen des Bildes mit verringerter Schärfentiefe zugeführt werden. Das scharfe Bild ist nun das Bild des Objektes, das in oder zumindest sehr nahe der Einstell- bzw. Fokusebene 34 liegt.
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In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Wellenfront-Codierelement an einer Stelle im Abbildungsstrahlengang 14 positioniert bzw. positionierbar, an der der Abbildungsstrahlengang 14 parallel ist. Der Abbildungsstrahlengang 14 ist bei dem Operationsmikroskop 10 ausgangsseitig des Zoom-Systems 20 parallel, so dass das Wellenfront-Codierelement 42 vorteilhafterweise zwischen dem Zoom-System 20 und dem Strahlteiler 22 positioniert werden kann. Das Wellenfront-Codierelement 42 kann in einer Pupillenebene im Abbildungsstrahlengang 14 positioniert werden. Eine weitere Möglichkeit der Positionierung des Wellenfront-Codierelements 42 besteht an einer Position zwischen dem Strahlteiler 22 und der Kameraoptik 26, vorzugsweise in oder nahe einer zur Pupillenebene des Abbildungsstrahlengangs 14 konjugierten Ebene.
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Das Wellenfront-Codierelement 42 kann so ausgelegt sein, dass die objektseitige Schärfentiefe der Abbildung des Objektes 13 durch die Mikroskop-Abbildungsoptik 12 in die Bildebene 16 mit dem Wellenfront-Codierelement 42 auf eine Schärfentiefe (Abstandsbereich b) von weniger als 1 mm oder sogar auf eine Schärfentiefe von etwa 0,3 mm verringert ist.
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Das Wellenfront-Codierelement 42 kann so ausgelegt sein, dass es eine Verringerung der Schärfentiefe gegenüber der Schärfentiefe ohne das Wellenfront-Codierelement 42 um einen Faktor in einem Bereich von 1,5 bis 5 bewirkt.
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Bei einem Verfahren zum Vermessen eines zu betrachtenden Objekts wird das Wellenfront-Codierelement 42 in den Abbildungsstrahlengang 14 eingebracht, wie oben beschrieben wurde. Durch das Wellenfront-Codierelement 42 wird die Schärfentiefe der Abbildung des Objektes 13 in die Bildebene 16 verringert.
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Das Verfahren zum Vermessen des Objektes 13 kann beispielsweise eine Refraktionsmessung am phaken, aphaken oder pseudo-aphaken Auge 15 sein.
