WO2023169784A1

WO2023169784A1 - Operationsmikroskop und verfahren zur positionierung von filterelementen in einem operationsmikroskop

Info

Publication number: WO2023169784A1
Application number: PCT/EP2023/053701
Authority: WO
Inventors: Ulrich Nägele; Andreas Raab; Joachim Goettlich
Original assignee: Carl Zeiss Meditec Ag
Priority date: 2022-03-09
Filing date: 2023-02-15
Publication date: 2023-09-14
Also published as: DE102022105521A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Operationsmikroskop (1) mit einem bewegbaren Filterträger (4.1,4.2) mit mindestens zwei auf dem Filterträger (4.1) angeordneten Filterelementen (10.x), wobei das Operationsmikroskop mindestens einen Sensor (13,13.1,13.2) zur Erfassung mindestens einer auf dem Filterträger angeordneten Kennung umfasst, wobei die Kennung mindestens eine Markierung umfasst. Dabei umfasst der Filterträger (4.1,4.2) mindestens zwei unterscheidbare, an unterschiedlichen Positionen angeordnete Kennungen (14.x). Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Positionierung eines Filterelementes (10.1,10.2,10.3,10.4) eines Filterträgers (4.1,4.2) mit mindestens zwei Filterelementen (10.1,10.2,10.3,10.4) an einer Sollposition im Strahlengang eines Operationsmikroskops (1), wobei während einer Bewegung des Filterträgers (4.1,4.2) mittels eines Sensors (13,13.1,13.2) die Position einer einem Filterelement (10.1,10.2,10.3,10.4) eindeutig zugeordneten Kennung (14.x) detektiert wird und ausgehend von der Detektion der Position der Kennung (14.x) das entsprechende Filterelement (10.1,10.2,10.3,10.4) an seiner Sollposition positioniert wird.

Description

Operationsmikroskop und Verfahren zur Positionierung von Filterelementen in einem Operationsm ikroskop

Die Erfindung betrifft ein Operationsmikroskop und ein Verfahren zur Positionierung von Filterelementen in einem Operationsmikroskop.

Operationsmikroskope werden in der Medizin für Operationen verwendet, bei denen eine Vergrößerung von im Operationsfeld befindlichen Teilen von Organen oder Gewebe eines Patienten zweckmäßig ist. Dabei werden, insbesondere bei Operationen von Tumoren, Darstellungen des Tumorgewebes mit Filtern, wie beispielsweise Farbfiltern, immer wichtiger. Das Tumorgewebe wird im Vorfeld speziell gekennzeichnet oder markiert und durch die Filter in einer anderen Farbe als das das Tumorgewebe umgebende gesunde Gewebe dargestellt. Dadurch wird die schonende Entfernung von Tumorgewebe ohne die Verletzung oder Entfernung von gesundem Gewebe durch das Operationsmikroskop zusätzlich unterstützt.

Die unterschiedlichen verwendeten Filterelemente sind im Operationsmikroskop üblicherweise auf als Filterräder ausgebildeten Filterträgem angeordnet, welche beispielsweise über einen Schrittmotor angetrieben werden können. Das Filterrad umfasst dabei eine Kennung, welche eine Position des Filterrades definiert. Beim Überfahren der Kennung, die beispielsweise einen magnetisierten Bereich umfassen kann, erkennt ein Sensor das von der Kennung ausgelöste Signal und gibt seinerseits ein Signal an eine Ansteuerung des Motors weiter. Die Ansteuerung setzt den Schrittzähler des Motors beim Überfahren der Kennung auf Null beziehungsweise speichert den aktuellen Wert, wodurch durch Abzählen der Schritte des Motors mittelbar auf die Position des Filterrades und damit auf die Position der einzelnen Filterelemente geschlossen werden kann. Diese Lösung hat den Nachteil, dass in dem Fall, dass beim Zählen der Schritte ein Fehler auftritt, weil beispielsweise das Filterrad oder ein zwischen Motor und Filterrad angeordnetes Getriebe schwergängig ist, der exakte Drehwinkel des Filterrades und damit die Position des Filterelementes verloren geht. Die Position des Filterelementes ist dadurch nicht mehr bekannt, so dass im ungünstigen Fall ein Filterelement derart positioniert wird, dass die Halterung des Filterelementes die Sicht in das Operationsfeld einschränkt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, welche die oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik löst.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Varianten der Erfindung.

Ein erfindungsgemäßes Operationsmikroskop umfasst einen bewegbaren Filterträger mit mindestens zwei auf dem Filterträger angeordneten Filterelementen. Dabei umfasst das Operationsmikroskop mindestens einen Sensor zur Erfassung mindestens einer auf dem Filterträger angeordneten Kennung, wobei die Kennung ihrerseits mindestens eine Markierung umfasst. Unter einer Markierung ist dabei ein Bereich zu verstehen, der durch einen Sensor erfasst werden kann. Die beim Verfahren des Filterträgers durch den Sensor erfasste Abfolge von Markierungen und gegebenenfalls Lücken kann dann von einer Ansteuerung mit hinterlegten Mustern verglichen werden, wodurch die Kennung eindeutig bestimmt werden kann.

Erfindungsgemäß umfasst der Filterträger mindestens zwei unterscheidbare, an unterschiedlichen Positionen angeordnete Kennungen. Dadurch, dass zwei unterscheidbare Kennungen vorhanden sind, wird der maximale Weg, den der Filterträger nach Erfassung einer Kennung zurücklegt, bis sich das jeweils gewünschte Filterelement im Strahlengang des Operationsmikroskops befindet, wirksam reduziert. Unter der Annahme, dass im Falle eines Filterrades im schlechtesten Fall (Drehung nur in einer Richtung möglich) nach dem Stand der Technik nach einem Start an der Kennung eine Drehung von fast 360° mit allen damit verbundenen Unsicherheiten erforderlich wäre, reduziert sich in derselben Situation durch die erfindungsgemäße Maßnahme dieser Weg auf etwas unter 180° unter der Voraussetzung, dass die Kennungen in einem Winkelabstand von ca. 180° auf dem Filterrad angeordnet sind. Der üblicherweise als Filterrad ausgebildete Filterträger wird beispielsweise durch einen Schrittmotor angetrieben, welcher mit definierten Schritten, wie beispielsweise 0,5° pro Schritt, verfährt.

Dadurch, dass mindestens eine Kennung auf dem Filterträger derart angeordnet ist, dass sich ein Filterelement dann an einer Sollposition im Strahlengang des Operationsmikroskops befindet, wenn sich die Kennung in einem definierten Bereich um den Erfassungsbereich des Sensors befindet, kann die Genauigkeit der Positionierung eines in diesem Fall der Kennung eindeutig zugeordneten Filterelements weiter erhöht werden. Dies ergibt sich daraus, dass der definierte Bereich beispielsweise derart festgelegt werden kann, dass er nur eine begrenzte Anzahl von Schritten eines Schrittmotors umfasst. Auf diese Weise kann die Unsicherheit, die mit dem Anfahren einer Position verbunden ist, wirksam verringert werden. Mit anderen Worten wird in diesem Fall ein Vertrauensbereich definiert, der eine Kennung umgibt und der im Falle eines Filterrades beispielsweise in Winkelgraden angegeben werden kann.

Die Genauigkeit der Positionierung eines Filterelementes kann insbesondere dadurch gesteigert werden, dass mindestens eine Kennung auf dem Filterträger derart angeordnet ist, dass sich ein Filterelement dann an einer Sollposition im Strahlengang des Operationsmikroskops befindet, wenn sich eine Markierung im Erfassungsbereich des Sensors befindet. Mit anderen Worten ist in diesem Fall die Kennung derart auf dem Filterträger positioniert, dass in der Sollposition des Filterelements der Sensor auch ein Signal erfasst, das auf eine Markierung der Kennung zurückgeht. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, die Position des Filterelementes beispielsweise durch Abzählen von Schritten eines Schrittmotors zu bestimmen, sondern die Position ist direkt mit der Erfassung eines eindeutigen Sensorsignals verknüpft.

Der Filterträger kann dabei insbesondere für jedes Filterelement eine diesem zugeordnete Kennung umfassen, so dass allein anhand des Sensorsignals bestimmt werden kann, welches Filterelement sich aktuell im Strahlengang des Mikroskops befindet. Grundsätzlich sind auch Hybridlösungen denkbar, so dass einzelne Filterelemente nicht über eine ihnen eindeutig zugeordnete Kennung verfügen, sondern in der aus dem Stand der Technik bekannten Weise über das Abzählen von Schritten im Strahlengang des Mikroskops positioniert werden.

Insbesondere kann die Kennung eine Zuordnungskennung und eine Positionskennung umfassen. Die Zuordnungskennung definiert die Kennung eindeutig und dadurch auch das der Kennung zugeordnete und in einer festen räumlichen Beziehung zu ihr stehende Filterelement. Eine Positionskennung umfasst mindestens eine Markierung, welche die in einer festen räumlichen Beziehung zum Filterelement stehende Position des Filterträgers definiert. Erfasst ein Sensor des Operationsmikroskops die Markierung der Positionskennung, ist das der Kennung zugeordnete Filterelement an der vorbestimmten Position im Strahlengang des Operationsmikroskops angeordnet.

In einer besonders vorteilhaften Variante der Erfindung umfasst die Kennung zwei Zuordnungskennungen, welche bezüglich der Positionskennung symmetrisch angeordnet sind. In diesem Fall ist die Erkennung des zugehörigen Filterelements und dessen Positionierung von der Richtung, aus welcher die Kennung angefahren wird, unabhängig.

Insbesondere kann für jede der beiden Zuordnungskennungen ein eigener Sensor vorhanden sein. Im Falle eines Filterrades können die Zuordnungskennungen und die Sensoren beispielsweise auf unterschiedlichen Radien um die Achse des Filterrades angeordnet sein. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die beiden Zuordnungskennungen auf demselben Radius anzuordnen. In diesem Fall kann beiden Zuordnungskennungen derselbe Sensor zugeordnet sein.

Weiterhin kann der Filterträger eine Nullkennung umfassen. Die Nullkennung ist eine Kennung, welche eine grundsätzlich frei wählbare Nullstellung des Filterträgers definieren kann. Diese kann beispielsweise zur Initialisierung einer Ansteuerung des Operationsmikroskops zur Positionierung des Filterträgers Anwendung finden.

Die Markierungen können beispielsweise als Aussparung in dem Filterträger oder als reflektierender Bereich auf dem Filterträger ausgebildet sein. In beiden Fällen kann das Operationsmikroskop eine Lichtschranke zur Erfassung der Markierungen umfassen, wobei die Lichtschranke im zweiten Fall als Reflexionslichtschranke ausgebildet sein kann. Auch die Verwendung magnetisierter Bereiche auf dem Filterträger in Verbindung mit einem Hallsensor ist denkbar.

Vorteilhafterweise umfasst das Operationsmikroskop eine Ansteuerung zur Bestimmung der Position des Filterelementes auf Basis der durch den Sensor erfassten Signale der Kennung.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Positionierung eines Filterelementes eines Filterträgers mit mindestens zwei Filterelementen an einer Sollposition im Strahlengang eines Operationsmikroskops zeichnet sich dadurch aus, dass während einer Bewegung des Filterträgers mittels eines Sensors die Position einer einem Filterelement eindeutig zugeordneten Kennung detektiert wird. Ausgehend von der Detektion der Position der Kennung wird dann das entsprechende Filterelement an seiner Sollposition positioniert. Im Unterschied zu dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren ist erfindungsgemäß die Kennung mit einem Filterelement verknüpft und dient nicht lediglich der Feststellung einer Nullposition eines Filterträgers, wodurch die Genauigkeit der Positionierung des entsprechenden Filterelements verbessert werden kann.

Dabei kann die Position der Kennung dadurch detektiert werden, dass ein Sensor mit einem beschränkten Erfassungsbereich verwendet wird, so dass allein aus der Detektion der Kennung durch den Sensor abgeleitet werden kann, dass sich die Kennung im Erfassungsbereich des Sensors befinden muss. In diesem Fall entspricht die Position der Kennung im Wesentlichen der räumlichen Lage des Erfassungsbereichs. Unter dem Erfassungsbereich des Sensors wird dabei derjenige Raumbereich verstanden, in welchen die Kennung eintreten muss, um ein Sensorsignal auszulösen, also beispielsweise, wenn ein Lichtempfänger auftreffende elektromagnetische Strahlung (die nicht zwingend im sichtbaren Spektralbereich liegen muss) detektiert oder ein Magnetsensor das Vorhandensein eines Magnetfeldes (zusätzlich zum Erdmagnetfeld) erkennt. Dies ist insbesondere bei Lichtschranken und Magnetsensoren, wie beispielsweise bei Hallsensoren, der Fall. Insbesondere kann die Kennung beim Überfahren eindeutig erkannt werden. Überfahren ist in diesem Zusammenhang derart zu verstehen, dass der Motor über das Ende der Kennung, also über die letzte Markierung der Kennung, hinausfährt. Die Kennung wird in dieser Ausführungsform erst nachdem der Motor eine erste Position angefahren hat, an welcher der Sensor kein Signal einer Markierung der Kennung mehr erfasst, eindeutig bestimmt. Eine erste Zuordnungskennung der Kennung kann beispielsweise eine Markierung aufweisen und eine zweite Zuordnungskennung einer zweiten Kennung zwei im Abstand von einem Motorschritt hintereinander angeordnete Markierungen aufweisen. Erst nachdem der Sensor nach dem Überfahren der letzten Markierung der Zuordnungskennungen kein Signal mehr erfasst, kann eine mit dem Sensor und dem Motor verbundene Ansteuerung die Zuordnungskennung und damit die Kennung eindeutig bestimmen. Zur Positionierung des Filterelementes kann beispielsweise die Kennung derart auf dem Filterträger angeordnet sein, dass sobald die Ansteuerung die Kennung eindeutig durch Überfahren bestimmt hat, das Filterelement an der für den Betrieb des Operationsmikroskops vorbestimmten Position positioniert ist. In diesem Fall umfasst die Kennung keine zusätzliche Positionskennung im Sinne einer Markierung, an welcher der Sensor ein Signal erfasst, sondern der Filterträger befindet sich in der korrekten Position, sobald der Sensor erstmals kein Signal erfasst, also keine Markierung erkennt. Es ist ebenso denkbar, dass zu einer Positionierung des Filterelementes der Filterträger so weit zurückbewegt wird, bis der Sensor wieder eine Markierung erkennt.

Weiterhin kann die Kennung beim Anfahren eindeutig erkannt werden. Im Gegensatz zum Überfahren wird eine Kennung beim Anfahren anhand der durch den Sensor erfassten Signale der Markierungen der Kennung und abhängig von der Ausführungsform der Kennung, beispielsweise durch das Erfassen einer Lücke, also einen durch den Motor durchfahrenen Bereich, in welchem der Sensor kein Signal erfasst, bereits innerhalb der Kennung erkannt. Dies bedeutet, dass der Filterträger durch den Motor an einer eindeutig definierten und mit einem Filterelement in einer festen räumlichen Beziehung stehenden Position innerhalb der Kennung positioniert werden kann. Diese Position kann durch eine Positionskennung der Kennung definiert werden, welche eine Markierung aufweist und in Bewegungsrichtung des Filterrades nach der weiter oben bereits erläuterten Zuordnungskennung auf dem Filterträger angeordnet sein kann.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann die Kennung beim Anfahren und/oder Überfahren aus einer beliebigen Richtung eindeutig erkannt werden.

Beispielsweise kann eine zweite zu der ersten Kennung spiegelbildlich ausgebildete Kennung und ein zweiter Sensor am Filterträger angeordnet sein. In Abhängigkeit der Bewegungsrichtung des Filterträgers kann durch Auswahl des zum Erfassen der Kennungen verwendeten Sensors die für die Bewegungsrichtung richtige Kennung erfasst werden. Dadurch wird unabhängig von der Bewegungsrichtung vermieden, dass der Motor nach Überfahren der Kennung die Bewegungsrichtung umdrehen muss, um den Filterträger auf die zur vorbestimmten Position des Filterelementes korrespondierenden Stellung zu positionieren. Alternativ kann die Kennung auch derart ausgebildet sein, dass diese durch Anfahren aus beiden Richtungen mit einem Sensor eindeutig erfasst werden kann.

In einer weiteren Ausführungsform kann ein Sensor beim An- oder Überfahren der Kennung ein binäres Signal erfassen. Das binäre Signal kann beispielsweise bei „1“ eine Markierung der Kennung definieren und bei einer „0“ eine Lücke beziehungsweise einen Schritt des Motors ohne Markierung definieren. Die mit dem Sensor und dem Motor verbundene Ansteuerung kann anhand der binären Signale die Kennungen und dadurch auch die vorbestimmte Position des Filterelementes eindeutig bestimmen.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele und Varianten der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 eine schematische Darstellung eines Operationsmikroskops,

Figur 2 eine Detaildarstellung der Erfindung,

Figur 3a-e Diagramme zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Operationsmikroskops 1 , in welchem die Erfindung Anwendung finden kann. Dabei ist der Strahlengang 6,7 des Lichtes zur Abbildung eines in der Objektebene 8 angeordneten Objektes 9 dargestellt. Die Beleuchtung ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Ausgehend von dem Objekt 9 wird das Licht der Abbildung zunächst durch eine Fokussiereinheit 2 und nachfolgend durch ein Zoomsystem 3 geleitet. Nach dem Zoomsystem 3 wird der Strahlengang 6, 7durch zwei nebeneinander angeordnete als Filterräder 4.1 , 4.2 ausgebildete Filterträger geführt, um durch einen Strahlteiler 5 zum einen Teil 7 auf die Netzhaut eines Beobachters (nicht dargestellt) und zu einem zweiten Teil 6 auf eine Stereokamera (nicht dargestellt) abgebildet zu werden. Die Filterräder 4.1 , 4.2 umfassen verschiedene Filterelemente, wie beispielsweise einen transparenten Filter, eine Infrarot Filter, einen Blaufilter und einen Gelbfilter, welche je nach gewünschter Darstellung des Objektes 9 in den Strahlengang 6, 7 durch Positionierung der Filterräder 4.1 , 4.2 eingeschwenkt werden können.

Figur 2 zeigt ein Detail der Erfindung, in welchem zwei erfindungsgemäße als Filterräder 4.1 , 4.2 ausgebildete Filterträger, wie in der Figur 1 bereits erläutert, dargestellt sind. Die Filterräder 4.1 , 4.2 weisen an ihrem Umfang eine Verzahnung 11 auf, welche einerseits den Antrieb der Filterräder 4.1 , 4.2 über einen Motor 12 mit einer korrespondierenden Verzahnung (nicht dargestellt) ermöglicht. Andererseits wird die Verzahnung 11 zur mechanischen Kopplung der beiden Filterräder 4.1 , 4.2 verwendet, so dass das von dem Motor 12 angetriebene erste Filterrad 4.1 über die Verzahnung 11 das zweite Filterrad 4.2 mit antreibt. Die Kopplung der beiden Filterräder 4.1 , 4.2 ermöglicht den Antrieb mit nur einem Motor 12, wobei auch eine Anordnung der Filterräder 4.1 , 4.2 ohne eine feste Kopplung denkbar ist. Die Filterräder 4.1 , 4.2 umfassen weiterhin jeweils vier Filterelemente 10.1 , 10.2, 10.3, 10.4, welche in einer festen räumlichen Beziehung zu jeweils einer ebenfalls auf den Filterrädern 4.1 , 4.2 angeordneten Kennung 14.1 , 14.2, 14.3 14.4, stehen. Die Kennungen 14.1 , 14.2, 14.3, 14.4 setzen sich jeweils aus einer Zuordnungskennung 15.1 , 15.2, 15.3, 15.4 und einer Positionskennung 16 zusammen. Die Zuordnungskennung 15.1 , 15.2, 15.3, 15.4 ermöglicht einer mit einem Sensor 13.1 , 13.2 verbundenen Ansteuerung (nicht dargestellt), die Kennung 14.1 , 14.2, 14.3, 14.4 beim Überfahren der Zuordnungskennung 15.1 , 15.2, 15.3, 15.4 über den Sensor 13.1 , 13.2 eindeutig zu erkennen und können diese dadurch einem Filterelement 10.1 ,

10.2, 10.3, 10.4 eindeutig zuzuordnen.

Die Positionskennung 16 innerhalb der Kennung 14.1 , 14.2, 14.3, 14.4 definiert die Position des Filterrades 4.1 , 4.2, in welcher das mit der Kennung 14.1 , 14.2, 14.3,

14.4 in einer festen räumlichen Beziehung stehende Filterelement 10.1 , 10.2, 10.3,

10.4 in Bezug zum Strahlengang 6, 7 des Operationsmikroskops 1 an der vorbestimmten Position steht. Ein Überfahren einer Kennung 14.1 , 14.2, 14.3, 14.4, einer Zuordnungskennung 15.1 ,15.2, 15.3,15.4 oder Positionskennung 16 bedeutet immer, dass der Motor 12 mindestens einen Schritt über das Ende, also eine letzte zur Kennung 14.1 , 14.2, 14.3,14.4, Zuordnungskennung 15.1 ,15.2,15.3,15.4 oder Positionskennung 16 gehörige Markierung 17 fährt, wogegen ein Anfahren einer Kennung 14.1 , 14.2, 14.3,14.4, Zuordnungskennung 15.1 ,15.2,15.3,15.4 oder einer Positionskennung 16 beschreibt, dass der Motor 12 auf der Kennung 14.1 , 14.2, 14.3,14.4, Zuordnungskennung 15.1 ,15.2,15.3,15.4 oder Positionskennung 16, welche durch eine Markierung 17 eindeutig definiert ist, anhält.

Die Zuordnungskennung 15.1 ,15.2, 15.3,15.4 und die Positionskennung 16 umfassen mindestens eine Markierung 17, wobei die Markierungen 17 in der in der Figur 2 erläuterten Ausführungsform als Aussparungen in den Filterrädern 4.1 , 4.2 ausgebildet sind. Alternativ kann die Markierung 17 auch als eine reflektierende Beschichtung oder ein Magnet oder ähnliches ausgebildet sein. Der korrespondierende Sensor 13.1 , 13.2 ist als Lichtschranke ausgebildet und kann in dem Fall, dass die Markierung 17 als Magnet ausgebildet ist, als Hall-Sensor ausgebildet sein.

In der in der Figur 2 dargestellten Ausführungsform umfasst die Positionskennung 16 immer eine Markierung 17, während die Zuordnungskennungen 15.1 , 15.2, 15.3,

15.4 eine bis vier Markierungen 17 umfassen. Die Zuordnungskennungen 15.1 ,

15.2, 15.3, 15.4 sind auf den Filterrädern 4.1 , 4.2 jeweils vor und nach der Positionskennung 16 angeordnet, so dass die Kennungen 14.1 , 14.2, 14.3, 14.4 unabhängig von der Bewegungsrichtung der Filterräder 4.1 , 4.2 durch den Sensor 13.1 , 13.2 erfasst und durch die Ansteuerung (nicht dargestellt) eindeutig bestimmt werden können. Die Funktionsweise wird in der Figur 3d im Detail erläutert. In der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform ist ein erster Sensor 13.1 an dem durch den Motor 12 angetriebenen Filterrad 4.1 angeordnet und ein zweiter Sensor 13.2 an dem über das erste Filterrad 4.1 angetriebenen zweiten Filterrad 4.2 angeordnet. Der zweite Sensor 13.2 erhöht die Positionssicherheit und dient gleichzeitig als eine Redundanz im Fall eines Ausfalls des ersten Sensors 13.1.

Die Figuren 3a bis 3e zeigen Diagramme, welche weitere mögliche Anordnungen und Ausbildungen von Kennungen 14.1 , 14.2, 14.3, 14.4 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellen. Die Diagramme weisen jeweils 3 beziehungsweise 5 Zeilen auf, wobei die erste, oberste Zeile immer die mit dem Filterrad 4.1 , 4.2 in einer festen räumlichen Beziehung stehende Position 18.1 , 18.2, 18.3, 18.4 der vier Filterelemente 10.1 , 10.2, 10.3, 10.4 umfasst. Die zweite und wenn vorhanden die vierte Zeile umfassen die Kennungen 14.1 , 14.2, 14.3, 14.4 auf mindestens einer der beiden Filterräder 4.1 , 4.2, welche Markierungen 17 in Form eines „o“ in der Zeile umfassen. Neben den Markierungen 17 sind auch die einzelnen Schritte 19 des Motors 12 durch einen Strich

in der zweiten (und vierten) Zeile dargestellt. In der dritten (und fünften) Zeile ist die Position des Sensors 13,

13.1 , 13.2 in Form eines „A“ dargestellt und die Bewegungsrichtung 20, 20.1 , 20.2 des Sensors 13, 13.1 , 13.2 in Bezug zu den Markierungen 17 in Form eines Pfeiles dargestellt.

Figur 3a zeigt eine erste Ausführungsform der Kennungen 14.1 , 14.2, 14.3, 14.4, wobei die Positionskennung 16 in der Zuordnungskennung 15.1 , 15.2, 15.3, 15.4 integriert ist, die Kennung 14.1 , 14.2, 14.3, 14.4 also identisch mit der Zuordnungskennung 15.1 , 15.2, 15.3, 15,4 ausgebildet ist. Die erste Kennung 14.1 umfasst eine Markierung 17, die zweite Kennung 14.2 umfasst zwei Markierungen 17, die dritte Kennung 14.3 umfasst drei Markierungen 17 und die vierte Kennung 14.4 umfasst vier Markierungen 17. Zwischen den Markierungen 17 der einzelnen Kennungen

14.1 , 14.2, 14.3, 14.4 sind keine Lücken, wobei eine Lücke als ein Schritt 19 des Motors 12 ohne eine Markierung 17 dargestellt ist. Die Positionskennung 16 ist jeweils in einer ersten Bewegungsrichtung 20.1 die erste Markierung 17 der Kennungen 14.1 , 14.2, 14.3, 14.4. Der Sensor 13 detektiert beispielsweise bei der dritten Kennung 14.3 zunächst drei aufeinanderfolgende Markierungen 17 und beim nächsten Schritt 19 des Motors 12 keine Markierung 17 mehr. Dadurch ist die Zuordnung der Kennung 14.3 klar definiert und die Ansteuerung kann in umgekehrter Bewegungsrichtung 20.2 die erste Markierung 17 der Kennung 14.3, welche mit der Positionskennung 16 identisch ist, anfahren. Ist diese erreicht, steht das Filterrad 4 derart, dass das in einer festen räumlichen Beziehung mit der Kennung 14.3 stehende Filterelement 10.3 an der vorbestimmten Position im Strahlengang 6, 7 des Operationsmikroskops 1 angeordnet ist. Die Ansteuerung in der gezeigten Ausführungsform kann mit dem Wissen über die Bewegungsrichtung 20.1 , 20.2 und der Position der Positionskennung 16 in der Zuordnungskennung 15.1 , 15.2, 15.3, 15.4 die Positionskennung 16 von beiden Bewegungsrichtungen 20.1 , 20.2 anfahren, wobei in beiden Fällen nach der eindeutigen Erkennung der Kennung 14.1 , 14.2,

14.3, 14.4 der Motor 12 seine Bewegungsrichtung 20.1 , 20,2 ändern und die Positionskennung 16 anfahren muss.

Figur 3b umfasst ein Diagramm mit den gleichen Kennungen 14.1 , 14.2, 14.3, 14.4, wie die in der Figur 3a erläuterten Ausführungsform. Die räumlich feste Beziehung der Kennungen 14.1 , 14.2, 14.3, 14.4 zu den Filterelementpositionen 18.1 , 18.2,

18.3, 18.4 unterscheidet sich dagegen von der Ausführungsform der Figur 3a. Die Filterelementpositionen 18.1 , 18.2, 18.3, 18.4 sind immer dem ersten Schritt 19 nach der letzten Markierung 17 der Kennungen 14.1 , 14.2, 14.3, 14.4 zugeordnet, so dass die Ansteuerung mit dem Überfahren der Kennung 14.1 , 14.2, 14.3, 14.4 mit dem ersten Schritt 19 ohne Detektion einer Markierung 17 bereits die richtige Filterelementposition 18.1 ,18.2, 18.3, 18.4 erreicht. Die Positionskennung 16 ist in diesem Fall nicht durch eine Markierung 17 definiert, sondern durch den ersten Schritt 19 des Motors 12 nach der letzten Markierung 17 der Zuordnungskennung 15.1 , 15.2,

15.3, 15.4, welche wie in der Figur 3a bereits erläutert, der Kennung 14.1 , 14.2,

14.3, 14.4 entspricht. Das unmittelbare Anfahren der richtigen Filterposition 18.1 , 18.2, 18.3, 18.4 funktioniert in diesem Fall aber nur in der in der Figur 3b dargestellten Bewegungsrichtung 20. In der entgegensetzten Bewegungsrichtung müsste die Ansteuerung nach Detektion der Zuordnungskennung 14.1 , 14.2, 14.3, 14.4 die Bewegungsrichtung ändern und ebenfalls den ersten Schritt 19 ohne eine Detektion einer Markierung 17 durch den Sensor 13, wie weiter oben bei der Figur 3a erläutert, anfahren.

Figur 3c zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, welche ebenfalls die Kennungen 14.1 , 14.2, 14.3, 14.4 der Figur 3b verwendet, wobei die Kennungen 14.1 , 14.2,

14.3, 14.4 zusätzlich spiegelbildlich 14.5, 14.6, 14.7, 14.8 zu der in der Figur 3b dargestellten Form in einer vierten Zeile dargestellt sind. Diese Ausführungsform umfasst zusätzlich einen zweiten Sensor 13.2, welcher derart angeordnet ist, dass er die spiegelbildlich ausgebildeten Kennungen 14.5, 14.6, 14.7, 14.8 detektieren kann. Durch diese Anordnung ist ein Anfahren der Positionskennungen 16, welche den vorbestimmten Filterelementpositionen 18.1 , 18.2, 18.3, 18.4 entsprechen, aus beiden Bewegungsrichtungen 20.1 , 20.2 möglich, also eine unmittelbare Positionierung des Filterrades 4, ohne nach der Detektion der Zuordnungskennung 15.1 , 15.2 15.3 15.4, 15.5, 15.6, 15.7, 15.8 die Bewegungsrichtung 20.1 , 20.2 erst wieder umkehren zu müssen, um die Positionskennung 16 anzufahren. Jede Bewegungsrichtung 20.1 , 20.2 verwendet dabei den korrespondierenden Sensor 13.1 , 13.2 und den korrespondierenden Satz von Kennungen 14.1 , 14.2, 14.3, 14.4 beziehungsweise 14.5, 14.6, 14.7,14.8.

Figur 3d zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, welche ein Anfahren der Positionskennung 16 aus beiden Bewegungsrichtungen 20.1 , 20.2 des Filterrades 4 mit nur einer Kennung 14.1 , 14.2, 14.3, 14.4 pro Filterelementposition 18.1 ,18.2, 18.3, 18.4 und einem Sensor 13 ermöglicht. Die Kennungen 14.1 , 14.2, 14.3, 14.4 umfassen drei Bestandteile, wobei zwei Bestandteile als Zuordnungskennung 15.1 , 15.2,

15.3, 15.4 und ein Bestandteil als Positionskennung 16 ausgebildet sind. Die Kennung 14.2 umfasst beispielsweise zunächst eine Zuordnungskennung 15.2 mit zwei unmittelbar aufeinander folgenden Markierungen 17, eine Lücke von einem Schritt 19 des Motors 12 ohne Markierung 17, gefolgt von einer Positionskennung

16, welche eine Markierung 17 umfasst. Auf die Positionskennung 16 folgt ebenfalls eine Lücke von einem Motorschritt 19 und eine weitere Zuordnungskennung 15.2 mit zwei unmittelbar aufeinander folgenden Markierungen 17. Unabhängig von der Bewegungsrichtung 20.1 , 20.2 des Filterrades 4 wird der Sensor 13 zunächst zwei aufeinanderfolgende Markierungen 17 gefolgt von einer Lücke detektieren, wodurch das zugeordnete Filterelement 10.2 eindeutig erkannt werden kann. Beim nächsten Schritt 19 detektiert der Sensor 13 die Markierung 17 der Positionskennung 16 und der Motor 12 hält an. Die mit der Filterelementposition18.2 korrespondierende Position des Filterrades 4 wird also unmittelbar angefahren. Durch den symmetri- sehen Aufbau der Kennung 14.2 funktioniert dieses Vorgehen auch in beiden Bewegungsrichtungen 20.1 , 20.2.

Figur 3e zeigt eine Variation der in der Figur 3d erläuterten Ausführungsform, welche eine zusätzliche Markierung 22 zur Definition einer Nullkennung 21 umfasst. Diese unterscheidet sich in der dargestellten Ausführungsform in der Art der Markie- rung 22, welche ein von dem Sensor 13 von den anderen Markierungen 17 unterscheidbares Signal, beispielsweise einen höheren Ausgangspegel des Sensors 13 erzeugt. Alternativ kann auch die Nullkennung 21 durch eine Kennung 14.1 ,14.2,

14.3, 14.4 eindeutig definiert werden. Die Nullkennung 21 kann zur Initialisierung des Motors 12 verwendet werden oder zum Anfahren einer korrespondierenden Nullposition des Filterrades 4.

Bezugszeichenliste

1 Operationsm ikroskop

2 Fokussiereinheit

3 Zoom system

4,4.1 , 4.2 Filterrad

5 Strahlteiler

6 Strahlengang Kamera

7 Strahlengang Beobachter

8 Objektebene

9 Objekt

10.1-10.4 Filterelement

11 Verzahnung

12 Motor

13,13.1 , 13.2 Sensor

14.1-14-8 Kennung

15.1-15.8 Zuordnungskennung

16 Positionskennung

17 Markierung

18.1-18.4 Filterelementposition

19 Motorschritt

20,20.1 ,20.2 Bewegungsrichtung Filterrad

21 Nullkennung

22 Markierung

Claims

Patentansprüche Operationsmikroskop (1 ) mit einem bewegbaren Filterträger (4.1 ,4.2) mit mindestens zwei auf dem Filterträger (4.1 ) angeordneten Filterelementen (10.x), wobei das Operationsmikroskop mindestens einen Sensor (13,13.1 ,13.2) zur Erfassung mindestens einer auf dem Filterträger angeordneten Kennung umfasst, wobei die Kennung mindestens eine Markierung umfasst, wobei der Filterträger (4.1 ,4.2) mindestens zwei unterscheidbare, an unterschiedlichen Positionen angeordnete Kennungen (14.x) umfasst dadurch gekennzeichnet, dass die Kennung (14.x) zwei Zuordnungskennungen (15.1 ,15.2,15.3,15.4) und eine Positionskennung (16) umfasst, wobei die zwei Zuordnungskennungen (15.1 ,15.2,15.3,15.4) bezüglich der Positionskennung (16) symmetrisch angeordnet sind. Operationsmikroskop (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Kennung (14.x) auf dem Filterträger (4.1 ,4.2) derart angeordnet ist, dass sich ein Filterelement (10.x) dann an einer Sollposition im Strahlengang des Operationsmikroskops (1 ) befindet, wenn sich die Kennung (14.x) in einem definierten Bereich um den Erfassungsbereich des Sensors (13,13.1 ,13.2) befindet. Operationsmikroskop nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Kennung (14.x) auf dem Filterträger (4.1 ,4.2) derart angeordnet ist, dass sich ein Filterelement (10.x) dann an einer Sollposition im Strahlengang des Operationsmikroskops (1 ) befindet, wenn sich eine Markierung im Erfassungsbereich des Sensors (13,13.1 ,13.2) befindet. Operationsmikroskop (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterträger (4.1 ,4.2) für jedes Filterelement (10.x) eine Kennung (14.x) umfasst. Operationsmikroskop nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beiden Zuordnungskennungen (15.1 ,15.2, 15.3,15.4) jeweils ein Sensor (13.1 ,13.2) zugeordnet ist. Operationsmikroskop nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beiden Zuordnungskennungen (15.1 ,15.2,15.3,15.4) derselbe Sensor (13) zugeordnet ist. Operationsmikroskop (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterträger (4.1 ,4.2) eine Nullkennung (21 ) umfasst. Operationsmikroskop (1 ) nach einen der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Markierung (22) als Aussparung in dem Filterträger (4.1 ,4.2) ausgebildet ist. Operationsmikroskop (1 ) nach einen der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Markierung (22) als reflektierender Bereich auf dem Filterträger (4.1 ,4.2) ausgebildet ist. Operationsmikroskop (1 ) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Operationsmikroskop (1 ) eine Lichtschranke zur Erfassung der Kennung (14.x) umfasst. Operationsmikroskop (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Operationsmikroskop (1 ) eine Ansteuerung zur Bestimmung der Position (18.x) des Filterelementes (10.x) auf Basis der durch den Sensor (13,13.1 ,13.2) erfassten Signale der Kennung (14.x) umfasst. Verfahren zur Positionierung eines Filterelementes (10.1 ,10.2,10.3,10.4) eines Filterträgers (4.1 ,4.2) mit mindestens zwei Filterelementen

(10.1 .10.2.10.3.10.4) an einer Sollposition im Strahlengang eines Operationsmikroskops (1 ), wobei

- während einer Bewegung des Filterträgers (4.1 ,4.2) mittels eines Sensors (13,13.1 ,13.2) die Position einer einem Filterelement (10.1 ,10.2,10.3,10.4) eindeutig zugeordneten Kennung (14.x) detektiert wird

- ausgehend von der Detektion der Position der Kennung (14.x) das entsprechende Filterelement (10.1 ,10.2,10.3,10.4) an seiner Sollposition positioniert wird dadurch gekennzeichnet, dass die Kennung (14.x) zwei Zuordnungskennungen (15.1 ,15.2, 15.3,15.4) und eine Positionskennung (16) umfasst, wobei die zwei Zuordnungskennungen

(15.1.15.2.15.3.15.4) bezüglich der Positionskennung (16) symmetrisch angeordnet sind und die Kennung (14.x) beim An- oder Überfahren aus einer beliebigen Richtung (20.1 ,20.2) eindeutig erkannt wird.