Operationsmikroskop mit Beleuchtungssystem und Beleuchtungssystem- Steuereinheit
Die Erfindung betrifft ein Operationsmikroskop mit einer Beobachtungsoptik, die einer Beobachtungsperson in einem Sehfeld die vergrößerte Darstellung eines Objektbereichs ermöglicht, wobei die Beobachtungsoptik ein stufenlos einstellbares Vergrößerungssystem umfasst, dem eine Beobachtungsoptik - Einstelleinheit zugeordnet ist, und mit einem einstellbaren Beleuchtungssystem, das Beleuchtungslicht für den Objektbereich bereitstellt, um diesen in einem einstellbaren Leuchtfeld mit Beleuchtungslicht einstellbarer Bestrahlungsstärke auszuleuchten, wobei eine Beleuchtungssystem- Steuereinheit vorgesehen ist, die für das Erhalten einer Information zu der eingestellten Vergrößerung der Beobachtungsoptik mit der Beobachtungsoptik-Einstelleinheit verbunden ist und die mit dem Beleuchtungssystem in Wirkverbindung steht, um dieses für eine Anpassung der Größe des Leuchtfeldes an die Größe des Sichtfeldes einzustellen.
Ein Operationsmikroskop der eingangsgenannten Art ist aus der EP 0 321 586 Al bekannt. Dort ist ein Operationsmikroskop beschrieben, das eine Beobachtungsoptik mit einstellbarer Vergrößerung aufweist, das eine Beleuchtungseinrichtung mit verstellbarer Beleuchtungsoptik umfasst. Um die Größe des Leuchtfeldes an die Größe des Sehfeldes bei Verändern der Vergrößerung der Beobachtungsoptik anzupassen, ist eine Kopplung der Beobachtungsoptik mit der Optik der Beleuchtungseinrichtung vorgesehen.
Die DE 195 37 868 B4 offenbart ein Operationsmikroskop mit einstellbarer Abbildungsschnittweite. Das Operationsmikroskop hat ein Beleuchtungssystem, mit dem Beleuchtungslicht für den Objektbereich erzeugt werden kann. Um die Schnittweite des Beleuchtungssystems an die Abbildungsschnittweite des Operationsmikroskops anpassen zu können, ist die Schnittweite des Beleuchtungssystems variierbar ausgeführt. Es ist ein Kopplungsmechanismus vorgesehen, der die Beleuchtungsschnittweite mit der Abbildungsschnittweite des Operationsmikroskops koppelt. Da bei Variieren der Abbildungs- Schnittweite sich die Vergrößerung des Mikroskops und damit dessen Sehfelddurchmesser verändert, bewirkt die Kopplung von Beleuchtungsschnittweite und
Abbildungsschnittweite eine Anpassung des Durchmessers des Leuchtfeldes an den Durchmesser des Sehfeldes bei dem Operationsmikroskop.
Ein einstellbares Beleuchtungssystem für ein Operationsmikroskop ist darüber hinaus in der DE 203 10 548 Ul erläutert. Dieses System ermöglicht, das Beleuchtungslicht für unterschiedliche Leuchtfelddurchmesser zu fokussieren. Hierdurch wird auch die Bestrahlungsstärke des Beleuchtungslichts im Leuchtfeld entsprechend variiert.
In der DE 10 2005 011 121 Al ist ein Verfahren zum optimierten Einstellen der Lichtleistung in der Objektebene bei Auflichtmikroskopen beschrieben, die insbesondere als Operationsmikroskope ausgebildet sein können. Um zu vermeiden, dass in mit dem Mikroskop untersuchtem biologischem Gewebe thermische Schäden auftreten, die auf übermäßig intensitätsstarkes Beleuchtungslicht zurückgehen, wird vorgeschlagen, dass bei Verstellen des Beleuchtungssystems die Licht leistung, die zum Objektbereich gelangt, gesteuert bzw. geregelt wird.
In Operationsmikroskopen, die für die Neuro- und HNO Chirurgie ausgelegt sind, werden Hochleistungslichtquellen, wie etwa Xenonlampen eingesetzt. Diese Lichtquellen haben neben dem erwünschten Effekt einer hellen Ausleuchtung des Objektbereichs den Nachteil, dass trotz Ausfilterung von UV- und Infrarotlicht aus dem von diesen Lichtquellen bereitgestellten Beleuchtungslicht das Gewebe im Objektbereich erwärmt werden kann. Dies birgt die Gefahr von thermischen Schäden. Abhängig von der Leistungseinstellung, von Arbeitsabstand und von der Bündelung des zum Objektbereich gerichteten Beleuchtungslichts können mit dem Beleuchtungssystem in solchen Operationsmikroskopen im untersuchten Gewebe phototoxische Reaktionen ausgelöst werden. Dann entstehen Gewebeschäden.
In Systemen, die dem Stand der Technik entsprechen, wird es der Beobachtungsperson, also in der Regel dem operierenden Chirurgen, überlassen, welche Bestrahlungsstärke er zur Beleuchtung des Objektbereichs wählt. Diesem Personenkreis ist die Gefahr durchaus bewusst, dass mit vom Beleuchtungssystem im Operationsmikroskop bereitgestelltem Beleuchtungslicht Patientengewebe geschädigt werden kann. Die Hersteller von
Operationsmikroskopen weisen nämlich in Betriebsanleitungen auf diese Gefahr hin und es wird dort empfohlen, mit einer möglichst geringen Lichtquellenleistung zu arbeiten. Zu Beginn einer Operation wählen Operateure häufig eine niedrige Lampenleistungseinstellung. Bei Steigerung der Vergrößerung des optischen Beobachtungssystems im Operationsmikroskop muss dann aber die zum Operationsbereich geführte Lichtmenge erhöht werden, da das Sehfeld sonst zu dunkel erscheint. Nun wird beim Arbeiten mit Operationsmikroskopen das mit dem Beleuchtungssystem beleuchtete Feld meist größer eingestellt als das Sehfeld, auch wenn entsprechende Systeme die Möglichkeit der Verkleinerung des Leuchtfeldes bieten. Dies liegt daran, dass Chirurgen die Möglichkeit der Verkleinerung des Leuchtfeldes im laufenden Operationsbetrieb bei einem entsprechenden Operationsmikroskop häufig nicht nutzen. Dann aber wird das Körpergewebe eines Patienten unnötig durch Beleuchtungslicht belastet.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Operationsmikroskop bereitzustellen, das einem Operateur das Ausleuchten eines Operationsbereichs mit Beleuchtungslicht in der Weise ermöglicht, dass ein Beobachtungsbild hell genug ist, ohne dass die Gefahr einer thermischen Schädigung von Patientengewebe durch das Beleuchtungslicht besteht.
Diese Aufgabe wird durch ein Operationsmikroskop der eingangs genannten Art gelöst, bei dem die Beleuchtungssystem-Steuereinheit das Beleuchtungssystem in Abhängigkeit der eingestellten Vergrößerung der Beobachtungsoptik derart steuert, dass in einem ersten Vergrößerungsbereich die Größe des Leuchtfeldes bei konstanter Bestrahlungsstärke des Beleuchtungslichts im Objektbereich variiert wird und in einem zweiten Vergrößerungsbereich die Größe des Leuchtfeldes unter Veränderung der Bestrahlungsstärke eingestellt wird.
In Weiterbildung der Erfindung enthält das Beleuchtungssystem für das Einstellen des Leuchtfeldes eine verstellbare Optikbaugruppe. Diese verstellbare Optikbaugruppe umfasst vorzugsweise wenigstens ein verstellbares Linsenelement und eine verstellbare Leuchtfeldblende. Indem die Optikbaugruppe ein gemeinsames Antriebselement für die Verstellung von Linsenelement und Leuchtfeldblende aufweist, wird ein sehr zuverlässiger Betrieb des Operationsmikroskops ermöglicht.
In Weiterbildung der Erfindung ist als Antriebselement eine drehbare Welle vorgesehen. Zum Antrieb dieser Welle eignet sich insbesondere ein Elektromotor. Alternativ oder zusätzlich kann jedoch auch der drehbaren Welle ein Drehknopf zu deren Antrieb zugeordnet werden.
In Weiterbildung der Erfindung wirkt das gemeinsame Antriebselement in der Weise auf einen Leuchtfeldblenden-Verstellmechanismus, dass eine in das Antriebselement eingeleitete Antriebskraft sowohl bei Öffnen der Leuchtfeldblende als auch bei Schließen der Leuchtfeldblende auf die Leuchtfeldblende übertragen wird. Ein solcher Verstellmechanismus ist so in der Lage, relativ große Verstellkräfte in die Leuchtfeldblende einzuleiten. Auf diese Weise ist ein zuverlässiger Betrieb der Leuchtfeldblende auch bei häufigem Öffnen und Schließen über lange Zeiträume hinweg möglich, obwohl durch mechanischen Verschleiß der beweglichen Elemente die Betätigungskräfte für die Blende mit der Zeit ansteigen.
In Weiterbildung der Erfindung weist das Beleuchtungssystem eine Lichtquelle für Beleuchtungslicht auf, der eine Einheit zum Einstellen eines Beleuchtungslichtstromes von Beleuchtungslicht aus der Lichtquelle zugeordnet ist. Vorzugsweise enthält das Beleuchtungssystem zum Einstellen eines Beleuchtungslichtstromes eine Siebblende. Auf diese Weise kann ein Schwellwert für Phototoxizität von zum Objektbereich gelenktem Beleuchtungslicht präzise eingehalten werden.
In Weiterbildung der Erfindung ist dem Vergrößerungssystem eine Einstelleinheit zugeordnet, die dazu dient, die Vergrößerung der Beobachtungsoptik auf einen von der Beobachtungsperson wählbaren Wert einzustellen.
In Weiterbildung der Erfindung ist in dem ersten Vergrößerungsbereich die Transmission der Beobachtungsoptik im Wesentlichen konstant und in dem zweiten Vergrößerungsbereich nimmt die Transmission der Beobachtungsoptik mit zunehmender Vergrößerung ab.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in den Figuren dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Operationsmikroskops mit Beleuchtungssystem und Beleuchtungssystemsteuereinheit;
Fig. 2 ein Leuchtfeld und ein Sehfeld des Operationsmikroskops bei hoher Vergrößerung;
Fig. 3 ein Leuchtfeld und ein Sehfeld des Operationsmikroskops bei niedriger Vergrößerung;
Fig. 4 die Transmission der Beobachtungsoptik im Operationsmikroskop aus Fig. 1 für unterschiedliche Sehfelddurchmesser;
Fig. 5 die Intensität des Beleuchtungslichts im Beleuchtungssystem des Operationsmikroskops für unterschiedlich eingestellte Leuchtfelddurchmesser;
Fig. 6 die Bestrahlungsstärke des Beleuchtungslichts im Objektbereich für unterschiedliche Leuchtfelddurchmesser; und
Fig. 7, Fig. 8 und Fig. 9 eine Baugruppe im Operationsmikroskop aus Fig. 1.
Das Operationsmikroskop 100 aus Fig. 1 hat eine Beobachtungsoptik mit einem fokussierbaren Mikroskop-Hauptobjektivsystem 101, das eine optische Achse 110 aufweist. Die Beobachtungsoptik des Operationsmikroskops umfasst als stufenlos einstellbares Vergrößerungssystem 104 ein dreigliedriges Zoom mit verstellbaren Linsen, das von einem linken Beobachtungsstrahlgang 111 und einem rechten Beobachtungsstrahlgang 112 durchsetzt wird. Das Operationsmikroskop 100 ermöglicht einer Beobachtungsperson durch Einblick in einen Binokulartubus 113 mit einer
Okularoptik 115 das Beobachten eines Objektbereichs 116 in einem Sehfeld 117 unter einstellbarer Vergrößerung.
Dem fokussierbaren Hauptobjektivsystem 101 und dem einstellbaren Vergrößerungssystem 104 ist jeweils eine Einstelleinheit 119, 118 zugeordnet. Eine jede Einstelleinheit 118, 119 umfasst nicht weiter dargestellte motorische Antriebe.
Das Operationsmikroskop 100 hat ein Beleuchtungssystem 150. Das Beleuchtungssystem 150 stellt Beleuchtungslicht 151 in einem Leuchtfeld 152 am Objektbereich 116 bereit. Das Beleuchtungssystem 150 enthält eine Xenonlampe 153 als Lichtquelle, der eine einstellbare Siebblende 154 zugeordnet ist. Das Licht aus der Xenonlampe 153 wird durch die Siebblende 154 einem Lichtleiter 155 zugeführt. Das Beleuchtungssystem 150 enthält eine Leuchtfeldblende 157. Diese wird mit dem aus dem Lichtleiter 155 austretenden Beleuchtungslicht 156 ausgeleuchtet. Das Beleuchtungssystem 150 umfasst weiter eine einstellbare Optikeinheit 158 und ein einstellbares Spiegelelement 159. Mittels der einstellbaren Optikeinheit 158 und dem einstellbaren Spiegelelement 159 wird das aus der Leuchtfeldblende 157 austretende Beleuchtungslicht 160 zum Objektbereich 116 gelenkt. Dort erzeugt es das Leuchtfeld 152.
Dem Beleuchtungssystem 150 ist eine Beleuchtungssystem - Steuereinheit 175 zugeordnet. Die Beleuchtungssystem - Steuereinheit 175 ist mit einer Einheit 176 zum Steuern der Leistung der Xenonlampe 153 und einer Einheit 177 zur Einstellung der Siebblende 154 verbunden. Die Einheit zur Einstellung der Siebblende 177 umfasst ein in der Fig. 1 nicht weiter dargestelltes motorisches Stellelement.
Die einstellbare Optikeinheit 158 und die einstellbare Leuchtfeldblende 157 bilden eine einstellbare Optikbaugruppe 180. Zur Einstellung von Optikeinheit 158 und Leuchtfeldblende 157 enthält das Beleuchtungssystem 150 eine Einstelleinheit 178. Die Einstelleinheit 178 enthält ebenfalls ein in der Fig. 1 nicht weiter dargestelltes motorisches Stellelement.
Das Spiegelelement 159 in dem Beleuchtungssystem 150 ist verstellbar ausgeführt. Zur Verstellung des Spiegelelements 159 enthält das Beleuchtungssystem 150 eine Antriebseinheit 179, die ebenfalls an die Beleuchtungssystem-Steuereinheit 175 angeschlossen ist.
Durch Verstellen des Spiegelelementes 159, der einstellbaren Optikeinheit 158 und der Leuchtfeldblende 157 kann bei dem Operationsmikroskop 100 die Größe des Leuchtfeldes 152 in der Objektebene des Mikroskops-Hauptobjektivsystems 101 an die Größe des Sehfeldes 117 angepasst werden. Hierzu ist die Beleuchtungssystem-Steuereinheit 175 mit den Einstelleinheiten 118, 119 für das fokussierbare Hauptobjektivsystem 101 an das Vergrößerungssystem 104 verbunden.
Der B eleuchtungssysstem- Steuereinheit 175 ist eine Eingabeeinheit 190 zugeordnet. Diese Eingabeeinheit 190 ermöglicht eine Konfiguration der Beleuchtungssystem-Steuereinheit 175. Insbesondere kann so die Beleuchtungssystem-Steuereinheit 175 bei Austausch der Okularoptik 115 oder des Mikroskop-Hauptobjektives 101 für geänderte Abbildungsparameter der Beobachtungsoptik im Operationsmikroskop eingestellt werden. In der Beleuchtungssystem-Steuereinheit 175 ist die Information über die Vergrößerung der Okularoptik 115 abgelegt. Der Beleuchtungssystem-Steuereinheit 175 wird die augenblicklich gewählte Einstellung des Hauptobjektivsystems 101 und des Vergrößerungssystems 104 von den Einstelleinheiten 118, 119 zugeführt.
Aus der Vergrößerung der Okularoptik 115, der Vergrößerung des Vergrößerungssystems 104 sowie der Anstellung des Mikroskops-Hauptobjektivsystems 101 berechnet die Beleuchtungssystem-Steuereinheit 175 die Größe des Sehfeldes 117, das heißt dessen Durchmesser Ds in der Objektebene. Die Objektebene entspricht der Fokusebene des Mikroskop-Hauptobjektivsystems 101.
Für den berechneten Durchmesser Ds des Sehfeldes wird dann von der Beleuchtungssystem-Steuereinheit 175 die Antriebseinheit 179 für das Spiegelelement 159 sowie die Einstelleinheit 178 für die Optikbaugruppe 180 mit der einstellbaren Optikeinheit 158 und der Leuchtfeldblende 157 so angesteuert, dass das mit dem
Beleuchtungssystem 150 im Objektbereich 116 erzeugte Leuchtfeld 152 an das Sehfeld 117 des Operationsmikroskops 100 angepasst ist. Eine vorteilhafte Anpassung von Leuchtfeld 152 und Sehfeld 117 besteht darin, den Durchmesser DL des Leuchtfeldes 152 auf den Durchmesser Ds des Sehfeldes 117 einzustellen. Möglich ist aber auch, den Durchmesser D2 des Leuchtfeldes 152 so zu variieren, dass dieser stets etwas größer als der Durchmesser Ds des Sehfeldes ist.
Die Beleuchtungssystem-Steuereinheit 175 steuert dabei die Optikbaugruppe 180 im Beleuchtungssystem 150 so, dass für große bis mittlere Leuchtfelder, also grosse bis mittleren Leuchtfelddurchmesser DL, die Optikbaugruppe 158 verstellt wird, ohne dass gleichzeitig eine Variation der Leuchtfeldblende 157 erfolgt.
Dagegen wird, um mittlere und kleine Leuchtfelder einzustellen, das heißt für mittlere und kleinen Durchmesser DL des Leuchtfeldes, die Stellung der Optikbaugruppe 158 unveränderlich gehalten und lediglich die Öffnung der Leuchtfeldblende 157 variiert.
Durch die automatische Kopplung der Leuchtfeldgröße an die Sehfeldgröße ist immer sichergestellt, dass für den mit dem Operationsmikroskop 100 operierenden Chirurgen die im Binokulareinblick des Operationsmikroskops sichtbaren Bereiche des Objekfeldes ausgeleuchtet sind. Gleichzeitig wird so bewirkt, dass außerhalb des Sehfeldes des Operationsmikroskops liegende Gewebestrukturen bei einem Patient vor unnötiger Belastung durch Beleuchtungslicht, das heißt vor unerwünschter Erwärmung geschützt sind.
Die Fig. 2 zeigt schematisch das Operationsmikroskop 100 aus Fig. 1 bei einer Einstellung von Beobachtungsoptik und Beleuchtungsoptik für geringe Vergrößerungen, wobei das Leuchtfeld 152 das Sehfeld 217 abdeckt und in seiner Größe derjenigen des Sehfeldes 217 entspricht.
Die Fig. 3 zeigt schematisch das Operationsmikroskop 100 aus Fig. 1 bei einer Einstellung der Beobachtungsoptik und der Beleuchtungsoptik für hohe Vergrößerung, wobei das
Leuchtfeld 352 ebenfalls das Sehfeld 317 abdeckt und wiederum eine Größe hat, die derjenigen des Sehfeldes entspricht.
Die Fig. 4 zeigt ein Diagramm 400, in dem mit einer Kurve 401 die Transmission T der Beobachtungsoptik 101, 104, 115 für einen jeweiligen Durchmesser des Sehfeldes beim Operationsmikroskop 100, d. h. das Verhältnis der des aus der Okularoptik 115 austretenden Lichtmenge zu der vom Mikroskop-Hauptobjektivsystem 101 aus dem Objektbereich 116 aufgegangenen Lichtmenge aufgetragen ist. Bei Verändern der Vergrößerung der Beobachtungsoptik 101, 104, 115, etwa indem das Vergrößerungssystem 104 verstellt wird oder indem der Fokus des Mikroskop-Hauptobjektivsystems 101 verlagert wird, ändert sich der Durchmesser Ds des Sehfeldes. Für die Form des Operationsmikroskops 100 aus Fig. 1 gilt, dass mit steigender Vergrößerung der Durchmesser Ds des Sehfeldes streng monoton abnimmt. Das heißt, die Größe des Sehfeldes und dessen Durchmesser hängt umkehrbar eindeutig mit der optischen Vergrößerung der Beobachtungsoptik 101, 104, 115 im Optiksystem zusammen.
Die Transmission T der Beobachtungsoptik 101, 104, 115 im Operationsmikroskop 100 aus Fig. 1 als Funktion des Sehfelddurchmessers hat einen ersten Abschnitt 402, in dem die Vergrößerung vergleichsweise gering ist. In dem Abschnitt 402 ändert sich die Transmission T der Beobachtungsoptik 101, 104, 115 mit steigender Vergrößerung, d.h. mit abnehmendem Durchmesser Ds des Sehfeldes praktisch nicht.
Dieses Verhalten der Transmission T der Beobachtungsoptik ändert sich bei einer bestimmten Vergrößerung, die einem charakteristischen Sehfelddurchmesser Ds * entspricht. Oberhalb dieser Vergrößerung nimmt mit steigender Vergrößerung das Transmissionsverhalten T der Beobachtungsoptik in einem zweiten Abschnitt 403 stark ab. Der charakteristische Sehfeldmesser Ds * grenzt im Diagramm 400 den Abschnitt 402 von dem Abschnitt 403 der Kurve 401 für die Transmission T der Beobachtungsoptik ab.
Bei dem Operationsmikroskop 100 aus Fig. 1 wird das Leuchtfeld 152 bei vergleichsweise geringer Vergrößerung an die Größe des Sehfeldes 117 angepasst, indem die einstellbare
Optikeinheit 180 im Beleuchtungssystem 150 derart variiert wird, dass bei Verkleinern des Sehfeldes durch Erhöhen der Vergrößerung der Beobachtungsoptik eine Bündelung des Beleuchtungslichts erfolgt. Um eine mit der Bündelung des Beleuchtungslichts einhergehende Steigerung von dessen Beleuchtungsstärke B im Leuchtfeld 152 bei dem Operationsmikroskop 100 aus Fig. 1 auszugleichen, wird deshalb durch Einstellen der Lampenleistung der Xenonlampe 153 und durch Verstellen der Siebblende 154 die Intensität des Beleuchtungslichts 156, das die Leuchtfeldblende 157 bei dem System ausleuchtet, abgeschwächt.
Die Fig. 5 zeigt ein Diagramm 500 mit einer Kurve 501, in der qualitativ die Intensität des Beleuchtungslichts 156, das die Leuchtfeldblende 157 im Beleuchtungssystem 150 von Operationsmikroskop 100 aus Fig. 1 ausleuchtet, in Abhängigkeit des mit dem System eingestellten Leuchtfelddurchmessers Ds aufgetragen ist.
In einem ersten Abschnitt 502, der dem Abschnitt 402 aus Fig. 4 entspricht, wird die Lichtintensität I mit steigender Vergrößerung abgesenkt. In einem zweiten Abschnitt 503, der dem zweiten Abschnitt 403 aus Fig. 4 entspricht, wird die Lichtintensität I mit steigender Vergrößerung gesteigert. Dabei ist das Verstellen des Beleuchtungssystems 150 insbesondere auf die mit der Beobachtungsoptik 101, 104, 115 eingestellte Vergrößerung in der Weise abgestimmt, dass die Beleuchtungsstärke B des Beleuchtungslichts im Leuchtfeld im Objektbereich den in Fig. 6 mit dem Diagramm 600 gezeigten Verlauf entsprechend der Kurve 601 hat. Das heißt, die Beleuchtungssystem-Steuerungseinheit 175 bei dem Operationsmikroskop 100 aus Fig. 1 steuert das Beleuchtungssystem 150 in Abhängigkeit der eingestellten Vergrößerung der Beobachtungsoptik 101, 104, 115 derart, dass in einem ersten Vergrößerungsbereich 602 die Größe des Leuchtfeldes 152 bei konstanter Bestrahlungsstärke B des Beleuchtungslichts im Objektbereich 116 variiert wird und in einem zweiten Vergrößerungsbereich 603 die Größe des Leuchtfeldes 152 unter Veränderung der Bestrahlungsstärke B eingestellt wird. Dabei wird das Beleuchtungssystem 150 im Operationsmikroskop 100 aus Fig. 1 so gesteuert, dass der Helligkeitseindruck des Beobachtungsbildes im Binokulartubus 113 für eine Beobachtungsperson über den gesamten mit der Beobachtungsoptik 101, 104, 115 im
Operationsmikroskop 100 einstellbaren Vergrößerungsbereich konstant ist.
Zur Einstellung des Leuchtfeldes 152 und der Bestrahlungsstärke B des Beleuchtungslichts im Objektbereich 116 wird im Beleuchtungssystem 150 des Operationsmikroskops 100 aus Fig. 1 die Leuchtfeldblende 157 und die Optikeinheit 158 mittels der Einstelleinheit 178 über ein motorisches Stellelement verstellt, wobei gleichzeitig die Intensität des von der Xenonlampe 153 an der Leuchtfeldblende 157 bereitgestellten Beleuchtungslichts 156 angepasst wird.
Die Kopplung von Leucht- und Sehfeld im Operationsmikroskop 100 bedingt, dass das Beleuchtungssystem für eine sehr hohe Zahl von Betriebszyklen ausgelegt werden muss, da bei einer jeden Verstellung der Beobachtungsoptik im Operationsmikroskop auch das Beleuchtungssystem variiert wird. Es ist davon auszugehen, dass bei einer Kopplung von Beobachtungsoptik und Beleuchtungssystem im Operationsmikroskop das Beleuchtungssystem in einem Zeitraum von 10 Jahren 220 000 Mal verstellt wird. In diesem Fall bedarf es eines kraftstarken Antriebs in einem Verstellmechanismus für die Leuchtfeldblende im Beleuchtungssystem, weil ein häufiges Bewegen entsprechender Lamellen in der Leuchtfeldblende um deren Öffnung zu verkleinern oder zu vergrößern entsprechenden Verschleiß der beweglichen Einheiten der Blende aufgrund Reibung hervorruft. Über einen Zeitraum von 10 Jahren kann dies bedeuten, dass die für ein Bewegen der Leuchtfeldblende erforderliche Verstellkraft um mehr als den 20-fachen Betrag, etwa von 0,05N auf über 1,00 N ansteigt. Für diese hohen Verstellkräfte ist eine üblicherweise in Leuchtfeldblenden eingesetzte Rückholfeder in der Regel nicht ausgelegt. Um dann dennoch ein zuverlässiges Einstellen der Blende über einen entsprechend langen Zeitraum zu gewährleisten, muss sichergestellt sein, dass für das Verstellen der Leuchtfeldblende in jeder Betriebssituation eine ausreichend große Verstellkraft in die Blende eingeleitet wird.
Die Kopplung von Leucht- und Sehfeld wie im Operationsmikroskop 100 aus Fig. erfordert daher eine entsprechend robuste Bauform des darin vorgesehenen Beleuchtungssystems 150.
Die Fig. 7, 8 und die Fig. 9 zeigt eine Baugruppe 700 im Operationsmikroskop 100, die diesen Anforderungen Rechnung trägt, in unterschiedlichen perspektivischen Ansichten.
Die Baugruppe 700 enthält das Verstellbare Mikroskop-Hauptobjektiv 790 mit einer optischen Achse 795 und umfasst eine Aufnahme 701 für einen nicht weiter dargestellten Lichtleiter. Hinter dieser Aufnahme ist die Leuchtfeldblende 702 des Operationsmikroskops angeordnet. Die Leuchtfeldblende 702 ist verstellbar ausgeführt und kann durch Bewegen eines Stellelements 703 entsprechend dem Doppelpfeil 704 geöffnet und geschlossen werden.
Die Baugruppe 700 enthält eine Beleuchtungsoptik 705 mit einer Beleuchtungslinse 706 und einem Beleuchtungsspiegel 707. Die Beleuchtungslinse 706 ist in einer Aufnahme 708 gehalten, der an Führungsschienen 709, 710 bewegbar gelagert ist. Je nach Stellung der Beleuchtungslinse 706 entlang der Führungsschienen 711, 712 wird das aus der Leuchtfeldblende 702 austretende Beleuchtungslicht mehr oder weniger stark gebündelt zu dem Beleuchtungsspiegel 707 geführt, der es zum Objektbereich des Operationsmikroskops lenkt.
Die Baugruppe umfasst eine Antriebswelle 720 als gemeinsames Antriebselement für die Leuchtfeldblende 702 und die Aufnahme 708 der Beleuchtungslinse 706. Der Antriebswelle 720 ist ein Stellmotor 721 mit Getriebe 722 zugeordnet. Der Stellmotor 721 wirkt über das Getriebe 722 auf diese Antriebswelle 720 und vermag diese um eine Drehachse 723 zu bewegen. Weiter ist der Antriebswelle ein Drehknopf 725 zugeordnet, um in jedem Fall auch ein manuelles Bewegen der Antriebswelle 720 zu gewährleisten.
Die Baugruppe 700 umfasst einen ersten Antriebshebel 730. Dieser erste Antriebshebel 730 ist starr mit der Antriebswelle 720 verbunden. Er wirkt mit einem Rollenlager 731 auf einen Führungsschlitten 732, der mit der Aufnahme 708 für die Beleuchtungslinse 706 verbunden ist. Durch Drehen der Antriebswelle 720 um die Drehachse 723 entsprechend der mittels des Pfeils 733 kenntlich gemachten Drehrichtung wird der Führungsschlitten 732 in Richtung des Pfeiles 734 bewegt.
Zum Verstellen der Leuchtfeldblende 702 ist in der Baugruppe 700 ein zweiter Antriebshebel 740 vorgesehen. Dieser zweite Antriebshebel 740 ist zu der Antriebswelle 720 um deren Drehachse 723 drehbar gelagert. An dem zweiten Antriebshebel sind zwei Führungsschienen 741, 742 ausgebildet, die auf einen Betätigungszapfen 743 an dem Stellelement der Leuchtfeldblende 702 wirken.
Bei Drehen der Antriebswelle 720 wird der zweite Antriebshebel 740 nur in einem bestimmten Drehbereich der Antriebswelle 720 entsprechend dem Doppelpfeil 750 bewegt. Diese Drehbewegung wird über die Führungsschienen 741, 742 auf den Betätigungszapfen 743 der Leuchtfeldblende 702 für eine Verstellbewegung entsprechend dem Doppelpfeil 704 übertragen.
Zur Kopplung von Antriebswelle 720 und dem zweiten Antriebshebel 740 ist ein Mitnehmermechanismus mit einer raumfest zur Antriebswelle 720 angeordneten Mitnehmerelement 750. Dieses Mitnehmerelement 750 steuert eine Riegelvorrichtung 751. Diese Riegelvorrichtung 751 wirkt über ein nicht weiter dargestelltes Federelement auf das Mitnehmerelement 750 und wird entsprechend einer am Mitnehmerelement ausgebildeten Steuerkurve 752 bewegt. In einer bestimmten Drehposition des ersten Antriebshebels 730 wirkt dieser mit einer Mitnehmernase 753 und der Riegelvorrichtung 751 auf den zweiten Antriebshebel 740. Dann wir eine Drehbewegung der Antriebswelle 720 auch auf den zweiten Antriebshebel 740 übertragen. Auf diese Weise wird ein Verstellmechanismus für die Leuchtfeldblende 702 geschaffen, der in das Stellelement 703 der Leuchtfeldblende 702 sowohl zum Öffnen der Blende als auch um diese zu schließen eine Antriebskraft einleiten kann.
Bei dem in der Fig. 1 gezeigten Operationsmikroskop 100 ist eine Kopplung des mit dem Beleuchtungssystem 150 erzeugten Leuchtfeldes an das Sehfeld der Bobachtungsoptik 101, 104, 115 realisiert. Es ist vorteilhaft, bei dem Operationsmikroskop optional auch die Möglichkeit vorgesehen, das Leuchtfeld unabhängig von der Einstellung der Beobachtungsoptik zu steuern. Hierzu kann in das Operationsmikroskop ein schaltbarer Kopplungsmechanismus von Leuchtfeld und Sehfeld integriert sein.