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DE102009012897B4 - Stereo microscope - Google Patents

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DE102009012897B4
DE102009012897B4 DE102009012897.2A DE102009012897A DE102009012897B4 DE 102009012897 B4 DE102009012897 B4 DE 102009012897B4 DE 102009012897 A DE102009012897 A DE 102009012897A DE 102009012897 B4 DE102009012897 B4 DE 102009012897B4
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stereo
objective
beam path
optical axis
stereo microscope
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German (de)
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Egon Luther
Ingo Koschmieder
Dr. Donnerhacke Karl-Heinz
Peter Reimer
Dr. Knoblich Johannes
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Carl Zeiss Meditec AG
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Carl Zeiss Meditec AG
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Abstract

Stereomikroskop zum Abbilden eines Objektes (2), wobei das Stereomikroskop (1) aufweist:- einen Abbildungsstrahlengang, der ein Objektiv (3) mit einer optischen Achse (OA) und dem Objektiv (3) in Abbildungsrichtung nachgeordnet einen linken und einen rechten Stereostrahlengang (41, 4r) umfaßt,- wobei jeder Stereostrahlengang (41, 4r) eine optische Achse (OAI, OAr) aufweist und das Objekt (2) auf eine Bildempfangseinrichtung abbildet, wobei jede der zwei Bildempfangseinrichtungen jeweils aus einer Tubusoptik (5i, 5r) und einem Bildsensor (6l, 6r) gebildet ist und jede Tubusoptik (5l, 5r) als Zoomsystem ausgebildet ist, wobei zwischen jeder Tubusoptik (5l, 5r) und dem Objektiv (3) ein Parallelstrahlengang verläuft,- wobei die optischen Achsen (OAI, OAr) der Stereostrahlengänge (4l, 4r) zumindest abschnittsweise zur optischen Achse (OA) des Objektives (3) parallel verlaufen und in diesem Abschnitt voneinander um einen Abstand (d) beabstandet sind, der einen Stereowinkel (α) der Abbildung des Objektes (2) festlegt,- wobei eine Verstellmechanik (7) vorgesehen ist, welche den Abstand (d) durch Verschieben der Bildempfangseinrichtungen quer zur optischen Achse (OAI, OAr) der zugeordneten Stereostrahlengänge (4l, 4r) verstellt.Stereo microscope for imaging an object (2), the stereo microscope (1) having: - an imaging beam path which has an objective (3) with an optical axis (OA) and the objective (3) downstream in the imaging direction a left and a right stereo beam path ( 41, 4r), - each stereo beam path (41, 4r) having an optical axis (OAI, OAr) and images the object (2) onto an image receiving device, each of the two image receiving devices each consisting of tube optics (5i, 5r) and an image sensor (6l, 6r) and each tube optic (5l, 5r) is designed as a zoom system, with a parallel beam path running between each tube optic (5l, 5r) and the objective (3), the optical axes (OAI, OAr ) the stereo beam paths (4l, 4r) at least in sections run parallel to the optical axis (OA) of the lens (3) and are spaced from one another in this section by a distance (d) equal to a stereo angle (α) of the image of the object (2), - an adjustment mechanism (7) being provided which adjusts the distance (d) by moving the image receiving devices transversely to the optical axis (OAI, OAr) of the associated stereo beam paths (4l, 4r).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Stereomikroskop zum Abbilden eines Objektes, wobei das Stereomikroskop aufweist: einen Abbildungsstrahlengang, der ein Objektiv, welches eine optische Achse aufweist, und diesem nachgeordnet einen linken und einen rechten Stereostrahlengang umfaßt, wobei jeder Stereostrahlengang eine optische Achse aufweist und das Objekt auf eine Bildempfangseinrichtung abbildet, wobei die optischen Achsen der Stereostrahlengänge zumindest abschnittsweise zur optischen Achse des Objektives parallel verlaufen und in diesem Abschnitt voneinander um einen Abstand beabstandet sind, der einen Stereowinkel der Abbildung des Objektes festlegt.The invention relates to a stereomicroscope for imaging an object, the stereomicroscope having: an imaging beam path which comprises an objective which has an optical axis and, downstream of this, a left and a right stereo beam path, each stereo beam path having an optical axis and the Object images on an image receiving device, wherein the optical axes of the stereo beam paths at least partially run parallel to the optical axis of the lens and are spaced from each other in this section by a distance that defines a stereo angle of the image of the object.

Es kann zusätzlich ein Monostrahlengang vorgesehen sein, der durch das Objektiv das Objekt abbildet, wobei dem Objektiv in Abbildungsrichtung ein Parallelstrahlengang folgt und in diesem eine Strahlteilereinrichtung angeordnet ist, welche die Stereostrahlengänge abteilt.A mono beam path can also be provided which images the object through the objective, the objective being followed in the imaging direction by a parallel beam path and a beam splitter device being arranged in this which divides the stereo beam paths.

Stereomikroskope sind seit über hundert Jahren bekannt. Das erste Stereomikroskop wurde 1882 von Greenough vorgeschlagen. Es besteht im wesentlichen aus zwei unter einem Winkel zueinander geneigten Mikroskopen, wobei der Winkel, den die Mikroskope zueinander haben, den Stereowinkel festlegt. Ein Beispiel für eine Weiterbildung dieses Mikroskoptyps findet sich in der DE 19722726 A1 der Anmelderin, bei der vorteilhaft ein DMD eingesetzt wird, um eine kompakte Bauweise zu erreichen.Stereo microscopes have been known for over a hundred years. The first stereo microscope was proposed by Greenough in 1882. It essentially consists of two microscopes inclined at an angle to one another, the angle that the microscopes have to one another defining the stereo angle. An example of a further development of this microscope type can be found in DE 19722726 A1 by the applicant, who advantageously uses a DMD in order to achieve a compact design.

Ein weiterer Mikroskoptyp sind die erstmals 1924 von Carl Zeiss Jena realisierten Fernrohrlupen-Stereomikroskope, bei der hinter einem gemeinsamen Objektiv zwei Teilbündel entsprechend Stereostrahlengängen isoliert werden und mit entsprechenden Tubussystemen in Okulare abgebildet werden. Ein solcher Fernrohrlupen-Typ ist beispielsweise in der DE 3546915 C2 beschrieben.Another type of microscope are the telescope magnifying stereomicroscopes, first realized by Carl Zeiss Jena in 1924, in which two partial bundles are isolated according to stereo beam paths behind a common objective and are mapped into eyepieces with appropriate tube systems. Such a telescopic magnifier type is for example in the DE 3546915 C2 described.

Stereomikroskope haben sich insbesondere im Bereich der Operationsmikroskopie als vorteilhaft erwiesen. Aus diesem Gebiet ist es auch bekannt, ein Stereomikroskop mit elektronischem Bildaufnehmer zu verwenden. Hierzu sei exemplarisch auf die US 6525878 B1 verwiesen. Dort ist einer Optik einer Bildempfangseinrichtung nachgeordnet, wobei mit geeigneten Blenden auf dem Bildaufnehmer die linken und rechten Teilbilder erzeugt werden. Ein weiteres Operationsmikroskop ist aus der DE 10203215 A1 bekannt, bei der eine Stereokamera in Kombination mit gemeinsamer vorgeordneter Mikroskopoptik eingesetzt wird.Stereo microscopes have proven to be particularly advantageous in the field of surgical microscopy. It is also known from this field to use a stereomicroscope with an electronic image recorder. For example, refer to the US 6525878 B1 referenced. There an optical system of an image receiving device is arranged downstream, with the left and right partial images being generated on the image recorder with suitable diaphragms. Another surgical microscope is from the DE 10203215 A1 known, in which a stereo camera is used in combination with common upstream microscope optics.

Der natürliche Stereowinkel für das menschliche Sehen liegt im Bereich von 13°. Er ergibt sich aus anatomischen und optischen Parametern des Menschen, insbesondere aus der konventionellen Sehweite von 25,0 cm und einem typischen mittleren Augenabstand von 5,7 cm. Hiervon abweichende Stereowinkel können vorteilhaft sein, so z. B. für die Gewinnung stereoskopischer Bilder bei durch Objekt bzw. durch Hilfsmittel eingeschränkten Beobachtungssituationen, wie z. B. in engen Kanälen, oder stereoskopische Abbildung über kleine Strahlumlenkspiegel (z. B. Dreispiegelkontaktglas am Auge). Hier besteht das Ziel u. U. bei erweiterter Pupille den peripheren Bereich der Netzhaut in seiner Tiefenausdehnung zu beurteilen. Die DE 18 27 188 U offenbart ebenso wie die DE 195 04 443 A1 , die DE 35 30 928 A1 , die DE 18 52 999 U und die DE 43 06 374 A1 ein Stereomikroskop. Die DE 103 23 091 A1 beschreibt eine OP-Feldbeleuchtungsvorrichtung. Die DE 10 2006 001 888 A1 offenbart ein stereoskopisches optisches System. Die DE 10 2004 016 736 A1 beschreibt ein Bildaufnahme- und ein Bildwiedergabesystem. Die US 2002/0114071 A1 offenbart ein Stereoendoskop, die AT 409 042 B beschreibt eine Sehhilfe, und die EP 1 763 258 A2 offenbart ein medizinisches Stereomikroskop.The natural stereo angle for human vision is in the range of 13 °. It results from anatomical and optical parameters of humans, in particular from the conventional visual range of 25.0 cm and a typical mean interpupillary distance of 5.7 cm. Different stereo angles can be advantageous, e.g. B. for obtaining stereoscopic images in observation situations restricted by the object or by means of aids, such as, for. B. in narrow channels, or stereoscopic imaging via small beam deflecting mirrors (e.g. three-mirror contact glass on the eye). The goal here is to assess the depth of the peripheral area of the retina, possibly with a dilated pupil. the DE 18 27 188 U reveals as well as the DE 195 04 443 A1 , the DE 35 30 928 A1 , the DE 18 52 999 U and the DE 43 06 374 A1 a stereo microscope. the DE 103 23 091 A1 describes an operating theater field lighting device. the DE 10 2006 001 888 A1 discloses a stereoscopic optical system. the DE 10 2004 016 736 A1 describes an image capture and display system. the US 2002/0114071 A1 discloses a stereo endoscope that AT 409 042 B describes a visual aid, and the EP 1 763 258 A2 discloses a medical stereo microscope.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Stereomikroskop der genannten Art bezüglich des Stereowinkels zu verbessern.The invention is based on the object of improving a stereo microscope of the type mentioned with regard to the stereo angle.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Stereomikroskop mit allen Merkmalen gemäß des Hauptanspruches 1. Die Erfindung sieht also bei einem Stereomikroskop vom Fernrohrlupen-Typ eine Verstellmechanik vor, welche durch Verschieben der Bildempfangseinrichtungen quer zu ihrer entsprechenden optischen Achse den Abstand zur optischen Achse des (gemeinsamen) Objektivs und damit im Ergebnis den Stereowinkel verstellt.This object is achieved with a stereo microscope with all the features according to the main claim 1 . The invention therefore provides an adjustment mechanism for a stereo microscope of the telescopic magnifier type, which adjusts the distance to the optical axis of the (common) objective and thus the stereo angle as a result by moving the image receiving devices transversely to their corresponding optical axis.

Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Verstellmechanik kann nun der Stereowinkel auf den für eine Anwendung optimalen Wert eingestellt werden. So kann es für manche Anwendungen, z. B. in eingeschränkten Beobachtungssituationen, vorteilhaft sein, unter einem Stereowinkel, der vom physiologisch optimalen Wert von etwa 13° abweicht, zu arbeiten. Eine solche Anwendung findet sich beispielsweise in der Ophthalmologie, wo beispielsweise der periphere Bereich der Netzhaut in seiner Tiefenausdehnung beurteilt werden soll. Eine Verminderung des Stereowinkels geht natürlich auf Kosten des Stereoeindrucks. Allerdings kann auch ein verminderter Stereoeindruck immer noch hilfreicher sein, als ein Ausschluß stereoskopischer Betrachtung, so daß eine verminderte Tiefenwahrnehmung unter bestimmten Bedingungen vorteilhaft in Kauf zu nehmen ist.By means of the adjustment mechanism provided according to the invention, the stereo angle can now be set to the value that is optimal for an application. So it can be for some applications, e.g. B. in restricted observation situations, it may be advantageous to work at a stereo angle that deviates from the physiologically optimal value of about 13 °. Such an application can be found, for example, in ophthalmology, where, for example, the depth of the peripheral area of the retina is to be assessed. A reduction in the stereo angle is of course at the expense of the stereo impression. However, a reduced stereo impression can still be more helpful than excluding stereoscopic viewing, so that a reduced depth perception can advantageously be accepted under certain conditions.

Weiter erlaubt die erfindungsgemäße Verstellung in Fällen, in denen keine anwendungsbedingte Begrenzungen für den Stereowinkel gegeben sind, den ergonomisch optimalen Stereowinkel einzustellen. Diese Einstellung kann insbesondere unter Berücksichtigung des physiologischen Zusammenhangs zwischen Augenkonvergenz und Unendlich-Sehen an die aktuelle Einstellung des Mikroskops angepaßt werden. Ohne optische Instrumente stellt die Augenkonvergenz bei der Betrachtung von Objekten in der Nähe sicher, daß keine Doppelbildwahrnehmung auftritt. Die Augenkonvergenz ist deshalb in einem neurophysiologischen Regelkreis mit dem Mechanismus zur Nahstellung des optischen Systems des Auges, d.h. der Akkomodation, gekoppelt. Zu diesem Regelkreis gehört auch die Verengung der Pupille, weshalb von einem „Naheinstellungstrias“ gesprochen wird.Furthermore, the adjustment according to the invention allows in cases where none application-related limitations for the stereo angle are given to set the ergonomically optimal stereo angle. This setting can be adapted to the current setting of the microscope, particularly taking into account the physiological relationship between eye convergence and infinite vision. In the absence of optical instruments, eye convergence when viewing nearby objects ensures that double vision does not occur. The eye convergence is therefore coupled in a neurophysiological control loop with the mechanism for the proximity adjustment of the optical system of the eye, ie the accommodation. This control loop also includes the narrowing of the pupil, which is why it is referred to as a “close-up triad”.

Dieser physiologische Regelkreis kann beim erfindungsgemäßen Mikroskop nun beachtet werden, d.h. der Akkomodationszustand, den das Auge des Betrachters einnimmt, kann bei der Wahl des Stereowinkels berücksichtigt werden. Es ist deshalb in einer Weiterbildung der Erfindung eine Betrachtungseinrichtung, z.B. ein Stereookular, vorgesehen, das eine Anzeige für die von den Bildempfangseinrichtungen aufgenommenen Bilder hat, wobei vorzugsweise zusätzlich eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, welche mit, der Betrachtungseinrichtung der Bildempfangseinrichtung und der Verstellmechanik verbunden ist und die Verstellmechanik abhängig vom Einstellungszustand der Betrachtungseinrichtung der Bildempfangseinrichtung ansteuert. Dadurch kann ein Stereowinkel eingestellt werden, der dem natürlichen Konvergenzwinkel, welcher zum Akkomodationszustand, der an der Bildbetrachtungseinrichtung eingestellt ist, möglichst am besten paßt.This physiological control loop can now be taken into account in the microscope according to the invention, i.e. the state of accommodation that the viewer's eye assumes can be taken into account when selecting the stereo angle. In a further development of the invention, a viewing device, for example a stereo eyepiece, is therefore provided which has a display for the images recorded by the image receiving devices, with a control device preferably additionally being provided which is connected to the viewing device of the image receiving device and the adjustment mechanism and controls the adjustment mechanism as a function of the setting state of the viewing device of the image receiving device. As a result, a stereo angle can be set which as closely as possible fits the natural convergence angle which is best suited to the state of accommodation that is set on the image viewing device.

Die Verschiebung des parallel verlaufenden Abschnittes der optischen Achse der Stereostrahlengänge ist besonders einfach, wenn die Stereostrahlengänge im Sinne eines herkömmlichen mikroskopischen Tubusstrahlengangs ausgebildet sind, also jeweils ein Tubussystem mit Tubusoptik aufweisen, so daß zwischen der Tubusoptik jedes Stereostrahlenganges und dem beiden Stereostrahlengängen gemeinsamen Objektiv ein Parallelstrahlengang besteht. Diese Ausbildung der ersten Variante der Erfindung ermöglicht es, durch einfaches Verschieben der Tubusoptik samt nachgeordneter Optik des Stereostrahlenganges oder durch einfache Verschiebung der Bildempfangseinrichtung gegenüber der Tubusoptik des jeweiligen Stereostrahlenganges den Abstand der optischen Achse des Stereostrahlenganges zur optischen Achse des Objektives und damit den Stereowinkel einzustellen, der sich insgesamt durch den Abstand der optischen Achsen der Stereostrahlengänge ergibt.The displacement of the parallel section of the optical axis of the stereo beam paths is particularly easy if the stereo beam paths are designed in the sense of a conventional microscopic tube beam path, i.e. each have a tube system with tube optics, so that a parallel beam path is common between the tube optics of each stereo beam path and the two stereo beam paths consists. This embodiment of the first variant of the invention makes it possible to adjust the distance of the optical axis of the stereo beam path to the optical axis of the objective and thus the stereo angle by simply shifting the tube optics including the downstream optics of the stereo beam path or by simply shifting the image receiving device with respect to the tube optics of the respective stereo beam path. which results overall from the distance between the optical axes of the stereo beam paths.

Für diese Ausgestaltung ist es weiter zweckmäßig, wenn die Parallelstrahlengänge der Stereostrahlengänge jeweils einen Querschnitt aufweisen, der kleiner ist, als der der Apertur- bzw. Öffnungsblende des Objektivs, und die Verstellmechanik die Parallelstrahlengänge innerhalb der Aperturblende des Objektivs verschiebt.For this embodiment, it is also useful if the parallel beam paths of the stereo beam paths each have a cross section that is smaller than that of the aperture diaphragm of the objective, and the adjustment mechanism shifts the parallel beam paths within the aperture diaphragm of the objective.

Nach dem gemeinsamen Objektiv geben die freien Eingangsdurchmesser der Stereotubussysteme die Aperturbegrenzung vor. Zusammen mit der Brennweite des Objektives bestimmt dieser Durchmesser die mögliche Helligkeit, die Detailauflösung und die Schärfentiefe. Die Eingangsdurchmesser sind gewissermaßen Öffnungsblenden. Ein zusätzliches Abblenden mittels einer Blendeneinrichtung in jedem Tubussystem verringert die Helligkeit und die Auflösung, verändert den Bildausschnitt nicht und erhöht die Schärfentiefe. Nichtkonzentrische Flächenmanipulationen mittels spezieller Blenden (Kantenblenden, dezentrierte Blenden) können auch zur Veränderung des Stereowinkels bei gesteigerter Lichtausbeute genutzt werden. Der Abstand der so entstehenden Flächenschwerpunkte definiert den Stereowinkel. Es ist deshalb bevorzugt, daß eine Einrichtung zur Veränderung der Größe des Querschnitts der Parallelstrahlengänge der Stereostrahlengänge vorgesehen ist, wobei diese Einrichtung insbesondere als Blendeneinrichtung ausgebildet sein kann.After the common lens, the free entrance diameter of the stereo tube systems determine the aperture limitation. Together with the focal length of the lens, this diameter determines the possible brightness, detail resolution and depth of field. The entrance diameters are, so to speak, aperture diaphragms. Additional stopping down by means of an aperture device in each tube system reduces the brightness and the resolution, does not change the image section and increases the depth of field. Non-concentric surface manipulations by means of special diaphragms (edge diaphragms, decentered diaphragms) can also be used to change the stereo angle with increased light yield. The distance between the centroids thus created defines the stereo angle. It is therefore preferred that a device for changing the size of the cross-section of the parallel beam paths of the stereo beam paths is provided, wherein this device can in particular be designed as a diaphragm device.

Bei der Erfindung ist es vorteilhaft, ein gemeinsames Objektiv für den Abbildungsstrahlengang zu verwenden und den Abbildungsstrahlengang nach dem Objektiv mittels eines Elementes zur Pupillenteilung in die zwei Stereostrahlengänge aufzuteilen. Diese Aufteilung ist auf die Öffnung des Objektives bezogen. Deshalb werden die Begriffe „Öffnung“, „Öffnungsblende“, „Apertur“ und „Pupille“ hier austauschbar verwendet. Diese Bauform erreicht nicht nur ein kompaktes Stereomikroskop, sondern zugleich auch eine vereinfachte Verstellmechanik, welche die Bilderfassungseinrichtungen, z.B. Sensoren und diese vorgeordnete Optiken quer zur entsprechenden optischen Achse des Stereostrahlenganges verschiebt. Das Element zur Pupillenteilung blendet also zwei Stereostrahlengänge hinter dem (gemeinsamen) Objektiv aus. Als Alternative für ein gemeinsames Objektiv können natürlich auch zwei Einzelelemente verwendet werden, die als gemeinsames Objektiv wirken, wie dies für Fernrohrlupen schon seit langem bekannt ist. Beispielsweise können die Einzelelemente als Randteile eines großen Objektives verstanden werden.In the invention it is advantageous to use a common objective for the imaging beam path and to split the imaging beam path after the objective into the two stereo beam paths by means of an element for pupil splitting. This division is based on the opening of the lens. Therefore, the terms “opening”, “aperture stop”, “aperture” and “pupil” are used interchangeably here. This design not only achieves a compact stereo microscope, but also a simplified adjustment mechanism, which moves the image acquisition devices, e.g. sensors and these upstream optics, transversely to the corresponding optical axis of the stereo beam path. The element for pupil splitting thus fades out two stereo beam paths behind the (common) lens. As an alternative to a common lens, two individual elements can of course also be used, which act as a common lens, as has long been known for telescopic magnifiers. For example, the individual elements can be understood as edge parts of a large lens.

Im Parallelstrahlengangabschnitt jedes Stereostrahlenganges sind geeignete Tubusoptiken angeordnet, die als Zoomsystem ausgebildet sind. Sie bilden die Objektinformation auf Bildsensoren ab, die in den jeweiligen Brennebenen liegen. Die Bildempfangseinrichtung ist also aus dem Bildsensor und der entsprechenden Optik im Parallelstrahlengang gebildet. Die Verstellmechanik verschiebt den Abstand der Parallelstrahlengänge gegeneinander, so daß dadurch der Stereowinkel eingestellt wird. Das in einer Brennebene der beiden Tubussysteme entstehende Zwischenbild muß, bedingt durch Abstimmung auf optisch konjugierte Zubehörebenen (z. B. für Mitbeobachtereinrichtungen, Dokumentationseinrichtungen, wie Foto und TV) grundsätzlich mit auf die Beobachterrefraktion kompensierten, elektronischen Okularen betrachtet werden, d.h. das betrachtete Zwischenbild im Okular erscheint bei einem normalsichtigen Beobachter immer im Unendlichen. Für diese Beobachtungsart ist keine Konvergenzstellung der Augen erforderlich, da sie der Betrachtung eines im Unendlichen liegenden Bildes widerspräche. Die Parallelstrahlengänge sind deshalb optional in dieser Variante als nicht konvergierende Tubusstrahlengänge ausgebildet.Suitable tube optics, which are designed as a zoom system, are arranged in the parallel beam path section of each stereo beam path. They map the object information onto image sensors that are located in the respective focal planes. The image receiving device is thus formed from the image sensor and the corresponding optics in the parallel beam path. The adjustment mechanism moves the Distance between the parallel beam paths so that the stereo angle is set. The intermediate image created in a focal plane of the two tube systems must be viewed with electronic eyepieces compensated for the observer refraction, i.e. the viewed intermediate image in the Eyepiece always appears at infinity to a normal-sighted observer. No convergence of the eyes is required for this type of observation, since it would contradict the observation of an image lying in infinity. The parallel beam paths are therefore optionally designed as non-converging tube beam paths in this variant.

Die Fokussierung auf das Objekt kann durch eine Relativverschiebung des Mikroskopes gegenüber dem Objekt oder durch ein entsprechend verstellbares gemeinsames Objektiv erfolgen. Insbesondere zur Feinfokussierung oder zum Abgleich des Gerätes beziehungsweise der beiden Stereostrahlengänge zueinander kann eine Relativverschiebung in einer der beiden Bildempfangseinrichtungen erfolgen, d.h. die Bildempfänger werden gegenüber ihrer vorgeordneten Optik relativ verschoben. Die Vergrößerung des Mikroskops kann durch Eingriff am gemeinsamen Objektiv eingestellt werden. Es sind Zoomsysteme im Bereich der Bildempfänger zwischengeschalten.The focus on the object can take place by shifting the microscope relative to the object or by means of a correspondingly adjustable common objective. In particular, for fine focusing or for aligning the device or the two stereo beam paths to one another, a relative shift can take place in one of the two image receiving devices, i.e. the image receivers are shifted relative to their upstream optics. The magnification of the microscope can be adjusted by manipulating the common objective. Zoom systems are interposed in the area of the image receivers.

Es kann vorteilhafterweise zusätzlich ein Monostrahlengang vorgesehen sein, der eine Mono-Bildempfangseinrichtung aufweist, mit welcher das Objekt abgebildet ist. Damit können beispielsweise Objektkoordinaten kontrolliert werden, z.B. ein sogenanntes Augentracking im Bereich der Ophthalmologie. Auch können weitere Objekteigenschaften erfaßt werden, wie z.B. spektrale Eigenschaften, Temperatur, etc., für die keine stereoskopische Beobachtung erforderlich ist. Die Mono-Bildempfangseinrichtung kann optional an die optische Achse des Objektives starr gekoppelt sein, da hiermit keine stereoskopische Beobachtung stattfindet.A mono beam path can advantageously also be provided which has a mono image receiving device with which the object is imaged. With this, for example, object coordinates can be checked, e.g. so-called eye tracking in the field of ophthalmology. Further object properties can also be recorded, such as spectral properties, temperature, etc., for which no stereoscopic observation is required. The mono image receiving device can optionally be rigidly coupled to the optical axis of the objective, since no stereoscopic observation takes place with it.

Die Mono-Bildempfangseinrichtung kann zum Erreichen einer kompakten Bauweise auch über einen Strahlteiler beziehungsweise Prisma in den Abbildungsstrahlengang des Stereomikroskops angekoppelt werden.To achieve a compact design, the mono image receiving device can also be coupled into the imaging beam path of the stereo microscope via a beam splitter or prism.

Bevorzugt geht die Erfindung von der Anforderung aus, daß für viele mikroskopische Anwendungen zusätzlich zur stereoskopischen Betrachtung, auch noch eine mono-okulare Bildaufnahme gewünscht wird. Im Stand der Technik ist dazu bekannt, in die Öffnungsblende oder deren Bilder, die Pupille eines Objektives, das für beide Stereostrahlengänge gemeinsam bei der Objektabbildung verwendet wird, zusätzlich noch einen nichtstereoskopischen, also mono-okularen Strahlengang einzuspiegeln. Üblicherweise wird dazu ein Pupillenteilungselement verwendet. Dadurch entsteht nicht nur ein gesteigerter optischer Aufwand, auch sind solche mono-okularen Strahlengänge in der Regel in ihrer Auflösung merklich eingeschränkt.The invention is preferably based on the requirement that, in addition to stereoscopic viewing, a mono-ocular image recording is also desired for many microscopic applications. In the prior art, it is known to additionally reflect a non-stereoscopic, that is to say mono-ocular, beam path into the aperture diaphragm or its images, the pupil of an objective, which is used jointly for both stereo beam paths in object imaging. A pupil splitting element is usually used for this purpose. This not only results in increased optical complexity, but also, as a rule, such mono-ocular beam paths are noticeably limited in their resolution.

Die Erfindung weist bevorzugt ein Stereomikroskop zum Abbilden eines Objektes auf, wobei das Stereomikroskop aufweist: einen Abbildungsstrahlengang, der ein Objektiv und dem Objektiv in Abbildungsrichtung nachgeordnet einen linken und rechten Stereostrahlengang aufweist, wobei jeder Stereostrahlengang das Objekt auf eine Bildempfangseinrichtung abbildet, wobei zusätzlich ein Monostrahlengang vorgesehen ist, der durch das Objektiv das Objekt abbildet, wobei dem Objektiv in Abbildungsrichtung ein Parallelstrahlengang folgt und in diesem eine Strahlteilereinrichtung angeordnet ist, welche die Stereostrahlengänge abteilt, wobei die Strahlteilereinrichtung auch den Monostrahlengang von den Stereostrahlengängen trennt, wobei im Parallelstrahlengang der Querschnitt des Monostrahlenganges zumindest teilweise den der die Stereostrahlengänge überdeckt.The invention preferably has a stereomicroscope for imaging an object, the stereomicroscope having: an imaging beam path which has an objective and the objective in the imaging direction downstream of a left and right stereo beam path, each stereo beam path images the object on an image receiving device, with an additional mono beam path is provided which images the object through the objective, the objective in the imaging direction being followed by a parallel beam path and in this a beam splitter device is arranged which divides the stereo beam paths, the beam splitter device also separating the mono beam path from the stereo beam paths, the cross section of the mono beam path in the parallel beam path at least partially that covers the stereo beam paths.

Es wird also bevorzugt ein Monostrahlengang verwendet, der im Parallelstrahlengang nach dem Objektiv (bezogen auf die Abbildungsrichtung) die Stereostrahlengänge zumindest teilweise im Querschnitt überlappt. Dadurch kann der Monostrahlengang einen größeren Anteil an der Objektivöffnungsblende bzw. -pupille nutzen, als dies bei einer Pupillenteilung gemäß dem Stand der Technik erreicht ist. Idealerweise nutzt der Monostrahlengang die Objektivpupille vollständig aus, so daß ein mono-okulares Bild entsteht, welches die vom Objektiv erreichte optische Auflösung vollständig ausschöpft. Dies ist dann der Fall, wenn der Monostrahlengang eine optische Achse aufweist, welche mit einer optischen Achse des Objektivs zusammenfällt.A mono-beam path is therefore preferably used which in the parallel beam path after the objective (based on the imaging direction) at least partially overlaps the stereo beam paths in cross-section. As a result, the mono beam path can use a larger proportion of the objective aperture stop or pupil than is achieved with a pupil division according to the prior art. Ideally, the mono beam path uses the objective pupil completely, so that a mono-ocular image is created which fully utilizes the optical resolution achieved by the objective. This is the case when the mono beam path has an optical axis which coincides with an optical axis of the objective.

Die Abtrennung von Monostrahlengang und Stereostrahlengängen mittels der Strahlteilereinrichtung kann zweckmäßigerweise durch zwei, um unterschiedliche Ablenkachsen ablenkende, teildurchlässige Spiegel erreicht werden, welche die Stereostrahlengänge abtrennen. Diese teildurchlässigen Spiegel können sich in einem Strahlteilerprisma befinden oder durch geeignet beschichtete dünnen Glasplatten oder Folien verwirklicht werden.The separation of the mono beam path and stereo beam paths by means of the beam splitter device can expediently be achieved by two partially transparent mirrors deflecting about different deflection axes, which separate the stereo beam paths. These partially transparent mirrors can be located in a beam splitter prism or they can be implemented using suitably coated thin glass plates or foils.

Es besteht bevorzugt eine Möglichkeit, Beleuchtungsstrahlung als Auflichtbeleuchtung einzukoppeln, indem eine Strahlungsquelle vorgesehen ist, die Beleuchtungsstrahlung abgibt, wobei im Monostrahlengang ein Umlenkspiegel angeordnet ist, über den die Beleuchtungsstrahlung einfällt und dann durch das Objektiv das Objekt beleuchtet. Natürlich kann die Beleuchtungsstrahlung auch zwischen der Strahlteilereinrichtung und dem Objektiv eingekoppelt werden. Zweckmäßigerweise wird man den Umlenkspiegel so ausbilden, daß er nicht-teildurchlässig ist, damit keine störende Reflexe der Beleuchtungsstrahlung in der Detektion des mono-okularen Kanals auftreten. Als Konsequenz deckt der Umlenkspiegel einen Teil des Querschnitts im Öffnungsblendenbereich des Monostrahlengangs ab. Die dadurch verursachte Auflösungseinschränkung ist jedoch gegenüber den verschiedenen Störungen hinnehmbar. Vorteilhafterweise können Teilungselemente (z. B. Spiegel) der Strahlteilereinrichtung auch ausgeschwenkt werden, um kurzzeitig optimale Abbildungsverhältnisse für den Monostrahlengang zu erreichen. Die Stereostrahlengänge sind dann ausgeschaltet.There is preferably a possibility of coupling in illuminating radiation as incident light illumination by providing a radiation source which emits illuminating radiation, a deflecting mirror via which the illuminating radiation is incident and then being arranged in the mono beam path illuminates the object through the lens. Of course, the illumination radiation can also be coupled in between the beam splitter device and the objective. The deflecting mirror is expediently designed in such a way that it is not partially transparent so that no disruptive reflections of the illuminating radiation occur in the detection of the mono-ocular channel. As a consequence, the deflection mirror covers part of the cross section in the aperture diaphragm area of the mono-beam path. The resulting limitation of resolution is acceptable compared to the various interferences. Splitting elements (e.g. mirrors) of the beam splitter device can advantageously also be swiveled out in order to briefly achieve optimal imaging conditions for the mono beam path. The stereo beam paths are then switched off.

Zweckmäßigerweise fällt die Beleuchtungsstrahlung auf das Objektiv längs einer optischen Achse ein, die zur optischen Achse des Objektivs parallel verschoben ist. Dies realisiert eine Schrägbeleuchtung des Objektes, wie sie für bestimmte Anwendungen vorteilhaft ist, wobei „schräg“ auf die Beobachtungsachse(n) bezogen ist. Beispielsweise möchte man bei Kataraktoperationen einen schrägen Beleuchtungseinfall auf den Fundus erreichen, um die Rückseite des Linsensackes per Fundusreflex von der Netzhaut aus indirekt zu beleuchten, da dadurch störende Reste der zu entfernenden Linse besonders gut zu erkennen sind. Der Einfall der Beleuchtungsstrahlung längs einer optischen Achse, die zur optischen Achse des Objektivs parallelverschoben ist, führt zu einer solchen gewünschten Schrägbeleuchtung des Objektes. Gleichbedeutend mit diesem Einfall längs einer optischen Achse, die zur optischen Achse parallelverschoben ist, ist das Merkmal, daß bezogen auf die Objektivpupille die Projektion des Umlenkspiegels einen Schwerpunkt aufweist, der neben dem Durchtrittspunkt der optischen Achse durch die Objektivpupille liegt.The illuminating radiation is expediently incident on the objective along an optical axis which is shifted parallel to the optical axis of the objective. This implements an oblique illumination of the object, which is advantageous for certain applications, with "oblique" referring to the observation axis (s). For example, in cataract operations, one would like to achieve an oblique incidence of illumination on the fundus in order to illuminate the back of the lens sac indirectly from the retina by means of a fundus reflex, since this makes it particularly easy to see disturbing remnants of the lens to be removed. The incidence of the illuminating radiation along an optical axis which is displaced parallel to the optical axis of the objective leads to such a desired oblique illumination of the object. Equivalent to this incidence along an optical axis which is displaced parallel to the optical axis is the feature that, based on the objective pupil, the projection of the deflecting mirror has a center of gravity which lies next to the point of passage of the optical axis through the objective pupil.

Um den Einfallswinkel der Beleuchtungsstrahlung auf das Objekt verstellen zu können, ist vorzugsweise eine Beleuchtungsverstelleinrichtung vorgesehen, welche entweder die Lage des Umlenkspiegels verstellt (z. B. den Spiegel verschiebt oder kippt) oder die Lage einer Einfallsachse, mit der die Beleuchtungsstrahlung auf den Umlenkspiegel trifft. In beiden Fällen wird dadurch der Abstand zwischen optischer Achse des Beleuchtungsstrahlungseinfalls auf das Objektiv und der optischen Achse des Objektives eingestellt, mithin der Winkel der Schrägbeleuchtung.In order to be able to adjust the angle of incidence of the illumination radiation on the object, an illumination adjustment device is preferably provided which either adjusts the position of the deflection mirror (e.g. shifts or tilts the mirror) or the position of an axis of incidence with which the illumination radiation hits the deflection mirror . In both cases, this sets the distance between the optical axis of the incidence of illuminating radiation on the objective and the optical axis of the objective, and consequently the angle of the oblique illumination.

Zweckmäßigerweise ist in Beleuchtungsrichtung dem Umlenkspiegel noch eine Optik nachgeordnet, die Beleuchtungsstrahlung auf das Objektiv fokussiert, um das Objektfeld möglichst gleichmäßig auszuleuchten.Expediently, optics are arranged downstream of the deflecting mirror in the direction of illumination, which focus the illuminating radiation onto the objective in order to illuminate the object field as uniformly as possible.

Natürlich kann auch bei der Erfindung, wenn ein Monostrahlengang vorgesehen ist, eine Verstellbarkeit des Stereowinkels vorgesehen werden. Hierfür kommen alle Gesichtspunkte der oben genannten Erfindung in Frage. Insbesondere kann der Strahlteilereinrichtung eine verstellbare Blendeneinrichtung vor- oder nachgeordnet sein, deren Verstellung Querschnitt und/oder Lage der Querschnitte der Stereostrahlengänge einstellt. Alternativ oder zusätzlich kann eine Verstellmechanik vorgesehen sein, mit der ein Abstand optischer Achsen der Stereostrahlengänge zur Einstellung eines Stereowinkels verstellbar ist. Diese Verstellung erfolgt bevorzugt in einem Bereich, in dem die Stereostrahlengänge Parallelstrahlengänge sind bzw. nahe der strahlquerschnittsbegrenzenden Objektivöffnung.Of course, if a mono-beam path is provided, an adjustability of the stereo angle can also be provided in the invention. All aspects of the above-mentioned invention come into consideration for this. In particular, an adjustable diaphragm device can be arranged upstream or downstream of the beam splitter device, the adjustment of which sets the cross-section and / or the position of the cross-sections of the stereo beam paths. Alternatively or additionally, an adjustment mechanism can be provided with which a distance between optical axes of the stereo beam paths can be adjusted for setting a stereo angle. This adjustment is preferably carried out in an area in which the stereo beam paths are parallel beam paths or near the lens opening which limits the beam cross-section.

Die geringe Schärfentiefe des Monostrahlenganges kann vorteilhaft zu Einstellzwecken auf ausgewählte Objektregionen genutzt werden und um die übrige Stereooptik nachzuführen.The small depth of field of the mono beam path can advantageously be used for setting purposes on selected object regions and to track the rest of the stereo optics.

In einer speziellen Weiterbildung der Erfindung kann eine Objektbewegung kompensiert werden, indem eine Objektstabilisierungseinrichtung vorgesehen ist, die ein Steuergerät und eine Verschiebeeinrichtung zur Verschiebung der Bildempfangseinrichtungen quer zur ihrer jeweiligen optischen Achse umfaßt. Das Steuergerät detektiert Objektbewegungen und steuert die Verschiebeeinrichtung derart an, daß die Bildempfangseinrichtungen eine gleichsinnige und die Objektbewegung kompensierende Verschiebungen der Bildempfangseinrichtungen (oder Teilen davon, wie z.B. der Bildsensoren) ausführen.In a special development of the invention, an object movement can be compensated by providing an object stabilization device which comprises a control device and a displacement device for moving the image receiving devices transversely to their respective optical axis. The control device detects object movements and controls the displacement device in such a way that the image receiving devices carry out shifts of the image receiving devices (or parts thereof, such as the image sensors) in the same direction and compensating for the object movement.

Während eine Bewegung der beiden Tubussysteme zur Veränderung der Stereobasis genutzt werden kann, werden vorzugsweise Bewegungen der Bildsensoren in xyz-Richtung zur Kompensation von Objektbewegungen bzw. Fokussierfehlern genutzt. Bei elektronischer Bildnachführung durch Verschiebung des gewonnenen Bildes genügt auch eine Bewegung der Bildsensoren nur in z-Richtung. In beiden Fällen können entweder Kontrastsprünge des Objektes oder zusätzlich aufprojizierte Strukturen ausgewertet werden, um das zur Kompensation erforderliche Nachführsignal zu erzeugen.While a movement of the two tube systems can be used to change the stereo base, movements of the image sensors in the xyz direction are preferably used to compensate for object movements or focusing errors. In the case of electronic image tracking by shifting the image obtained, it is also sufficient to move the image sensors only in the z-direction. In both cases, either contrast jumps in the object or additionally projected structures can be evaluated in order to generate the tracking signal required for compensation.

Für die Bildoptimierung (Bildstabilisierung, Objektnachführung, Objektmessung) sind bei stereoskopischer Anwendung ein oder weitere Beobachtungskanäle (Tubussystem mit Bildsensor) durch das gemeinsame Objektiv oder mit diesem gekoppelt vorteilhaft. Bei zeitweiser einkanaliger Beobachtung durch einen Stereokanal kann diese Aufgabe auch der dann nicht benutzte zweite Stereokanal übernehmen.For image optimization (image stabilization, object tracking, object measurement) in stereoscopic use, one or more observation channels (tube system with image sensor) through the common lens or coupled to it are advantageous. In the case of occasional single-channel observation through a stereo channel, this task can also be taken over by the then unused second stereo channel.

Weiter können über die Bildempfangseinrichtungen Koordinaten des Objektes gemessen werden und auf diese Art und Weise eine automatische Kontrolle der Vergrößerung erreicht werden. Somit kann die Optik sowohl für Fokussieraufgaben als auch zur Veränderung der Vergrößerung eingesetzt werden, wobei die entsprechende Ansteuerung der hierfür vorgesehenen Antriebe durch ein Steuergerät realisiert ist. In einer Weiterbildung kann über einen zusätzlichen Beleuchtungskanal eine Kontraststruktur auf das Objekt projiziert werden, um zur Objektkoordinatenkontrolle mittels der Mono-Bildempfangseinrichtung den Ort des Objektes oder bestimmter Orte des Objektes exakter bestimmen zu können. Beispielsweise können Reflexbilder, streifende Beleuchtung, Muster, etc. hierfür auf das Objekt projiziert werden.Furthermore, coordinates of the object can be measured via the image receiving devices and in this way an automatic control of the magnification can be achieved. The optics can thus be used both for focusing tasks and for changing the magnification, with the corresponding control of the drives provided for this purpose being implemented by a control device. In a further development, a contrast structure can be projected onto the object via an additional lighting channel in order to be able to determine the location of the object or certain locations of the object more precisely by means of the mono image receiving device for object coordinate control. For example, reflective images, grazing lighting, patterns, etc. can be projected onto the object for this purpose.

Die Bilder werden in den Bildempfangseinrichtungen auf den Bildsensoren aufgenommen. Die Bilddarstellung kann dann über eine mechanisch an das Mikroskop gekoppelte Einblickeinheit, die entsprechenden Bildwiedergabeeinrichtungen aufweist und z.B. als ein oder mehrere Stereookulare realisiert werden kann, verwirklicht werden. Auch sind mechanisch gekoppelte Stereookulare mit eigenen Stativlösungen oder in Art von Head Mounted Devices (HMD) möglich. Weitere Lösungen sind Stereomonitore und Stereoprojektionssysteme.The images are recorded in the image receiving devices on the image sensors. The image display can then be realized via a viewing unit that is mechanically coupled to the microscope, has corresponding image display devices and can be implemented, for example, as one or more stereo eyepieces. Mechanically coupled stereo eyepieces with their own tripod solutions or in the form of head mounted devices (HMD) are also possible. Other solutions are stereo monitors and stereo projection systems.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Auch sind, soweit Verfahrensweisen bzw. Betriebsmodi beschrieben werden, im Rahmen der Erfindung natürlich die entsprechende Steuereinrichtungen für die jeweiligen Ausbildungen des Stereomikroskops vorgesehen. Soweit also in dieser Beschreibung Verfahrensweisen geschildert sind, ist für das Stereomikroskop eine entsprechend ausgebildete Steuereinrichtung vorgesehen, die die Ausführung des Verfahrens am Stereomikroskop steuert. Analoges gilt natürlich umgekehrt; entsprechende Steuereinrichtungsmerkmale, die die Ausführung eines Verfahrens realisieren betreffen selbstverständlich auch ein entsprechendes Mikroskopieverfahren.It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the specified combinations, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention. To the extent that procedures or operating modes are described, the corresponding control devices for the respective designs of the stereomicroscope are of course also provided within the scope of the invention. As far as procedures are described in this description, a correspondingly designed control device is provided for the stereo microscope, which controls the execution of the method on the stereo microscope. The same applies, of course, in reverse; Corresponding control device features that implement the execution of a method naturally also relate to a corresponding microscopy method.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielsweise anhand der beigefügten Zeichnungen, die auch erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, noch näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Strahlengangs einer ersten Ausführungsform eines Stereomikroskops,
  • 2 ein im Mikroskop der 1 verwendete Blende,
  • 3 eine zweite nicht erfindungsgemäße Ausführungsform eines Stereomikroskops ,
  • 4 eine Weiterbildung des Stereomikroskops der 1,
  • 5 eine schematische Darstellung eines Strahlengangs eines Stereomikroskops,
  • 6a-6c Teildarstellungen zur Verstellung des Stereowinkels im Stereomikroskop der 5,
  • 7 eine schematische Darstellung eines Beleuchtungsstrahlengangs für das Mikroskop der 5, wobei dessen Strahlengang nur teilweise gezeigt ist,
  • 8 eine schematische Darstellung der Objektivpupille des Mikroskops der 7 und
  • 9 eine Abwandlung eines Details des Mikroskops der 5.
The invention is explained in more detail below, for example, with reference to the accompanying drawings, which also disclose features essential to the invention. Show it:
  • 1 a schematic representation of a beam path of a first embodiment of a stereo microscope,
  • 2 one in the microscope the 1 aperture used,
  • 3 a second embodiment of a stereo microscope not according to the invention,
  • 4th a further development of the stereo microscope 1 ,
  • 5 a schematic representation of a beam path of a stereo microscope,
  • 6a-6c Partial representations for adjusting the stereo angle in the stereo microscope of 5 ,
  • 7th a schematic representation of an illumination beam path for the microscope of FIG 5 , the beam path of which is only partially shown,
  • 8th a schematic representation of the objective pupil of the microscope of FIG 7th and
  • 9 a modification of a detail of the microscope of 5 .

1 zeigt schematisch den Strahlengang eines Stereomikroskops 1, das ein Bild eines Objekts 2 aufnimmt. Zur Vereinfachung ist lediglich die Objektebene des Objektes 2 dargestellt, welche sich in einer Brennebene eines Objektivs 3 befindet. Nachgeordnet in unmittelbarer Nähe der Öffnungsbegrenzung des Objektivs 3 befindet sich optional eine noch näher zu beschreibende Blendeneinrichtung als Element zur Strahlengangtrennung. Alternativ können auch die freien Eingangsdurchmesser zweier individueller Tubussysteme, die noch erläutert werden, eine Aperturbegrenzung und damit eine Strahlengangtrennung bewirken. 1 shows schematically the beam path of a stereo microscope 1 that is a picture of an object 2 records. For the sake of simplicity, only the object level of the object is used 2 shown, which is in a focal plane of a lens 3 is located. Downstream in the immediate vicinity of the aperture stop of the lens 3 there is optionally a diaphragm device to be described in more detail as an element for beam path separation. Alternatively, the free entrance diameters of two individual tube systems, which will be explained below, can also result in an aperture limitation and thus a beam path separation.

Im Ergebnis liegen zwei Stereostrahlengänge vor, ein linker Stereostrahlengang 41 sowie ein rechter Stereostrahlengang 4r. Nach dem Objektiv 3 weist jeder Stereostrahlengang 4 einen Parallelstrahlenabschnitt auf, und eine nachgeordnete Tubusoptik 5 (51 für den linken Stereostrahlengang 4i, 5r für den rechten Stereostrahlengang 4r) fokussiert die Strahlung auf einen entsprechenden Bildsensor 6, so daß insgesamt zwei Tubussysteme dem gemeinsamen Objektiv 3 nachgeordnet sind. Die jeweilige Tubusoptik 5l, 5r bildet mit dem ihr zugeordneten Bildsensor 61, 6r eine Bildempfangseinrichtung, die eine ihr zugeordnete optische Achse OAI, OAr aufweist. Die Signale der Bildsensoren 6 werden auf eine entsprechende Anzeigeeinrichtung geleitet, die beispielsweise als Stereookular mit entsprechenden LCD-Displays ausgebildet sein kann.As a result, there are two stereo beam paths, one left stereo beam path 41 as well as a right stereo beam path 4r . After the lens 3 shows each stereo beam path 4th a parallel beam section, and a downstream tube optics 5 (51 for the left stereo beam path 4i , 5r for the right stereo beam path 4r ) focuses the radiation on a corresponding image sensor 6th so that a total of two tube systems share the objective 3 are subordinate. The respective tube optics 5l , 5r forms with the image sensor assigned to it 61 , 6r an image receiving device having an optical axis assigned to it OAI , OAr having. The signals from the image sensors 6th are directed to a corresponding display device, which can be designed, for example, as a stereo eyepiece with corresponding LCD displays.

Die optische Achse OAI, OAr wird dabei durch den jeweiligen Bildsensor 6 definiert. Die beiden optischen Achsen OAI, OAr sind gegenüber der optischen Achse OA des Objektivs 3 versetzt, und der Abstand d zwischen den optischen Achsen OAI und OAr legt den Winkel α fest, unter dem durch die jeweiligen Stereostrahlengänge 41 und 4r das Objekt 2 abgebildet wird. Zur Einstellung dieses Winkels α ist eine Verstellmechanik 7 vorgesehen, welche die Bildempfangseinrichtungen, d.h. die Einheiten aus Tubusoptik 5 und des Bildsensor 6, für den linken beziehungsweise rechten Stereostrahlengang in ihrem Abstand zueinander verstellt.The optical axis OAI , OAr is done by the respective image sensor 6th Are defined. The two optical axes OAI , OAr are opposite the optical axis OA of the lens 3 offset, and the distance d between the optical axes OAI and OAr defines the angle α at which through the respective stereo beam paths 41 and 4r the object 2 is mapped. An adjustment mechanism is used to set this angle α 7th provided which the image receiving devices, ie the units of tube optics 5 and the image sensor 6th , for the left and right stereo beam path adjusted in their distance from one another.

Eine analoge Verstellung bewirkt die Verstelleinrichtung 7 vorzugsweise auch an der die Stereostrahlengänge teilenden Blendeneinrichtung, soweit diese vorhanden ist. Sie ist in 2 exemplarisch dargestellt. Sie weist eine Blendenöffnung 101 für den linken Teilstrahlengang 41 sowie eine Blendenöffnung 10r für den rechten Teilstrahlengang 4r auf. Die Größen der Blendenöffnungen 101 und 10r legen zum einen den Querschnitt im Parallelstrahlengang fest, den der jeweilige Stereostrahlengang erfaßt. Sie bestimmen somit Helligkeit, Auflösung und Tiefenschärfe. Der Abstand der Flächenschwerpunkte (bei runden Blender der Kreismittelpunkte) der Blendenöffnungen 101 und 10r definiert zusammen mit der Brennweite des Objektives 3 den Stereowinkel α.The adjustment device effects an analog adjustment 7th preferably also on the diaphragm device dividing the stereo beam paths, if this is available. she is in 2 shown as an example. It has an aperture 101 for the left partial beam path 41 as well as an aperture 10r for the right partial beam path 4r on. The sizes of the apertures 101 and 10r on the one hand determine the cross-section in the parallel beam path that is captured by the respective stereo beam path. You determine the brightness, resolution and depth of field. The distance between the centers of area (in the case of round diaphragms, the circle centers) of the diaphragm openings 101 and 10r defined together with the focal length of the lens 3 the stereo angle α.

Eine Verstellung des Stereowinkels α ist durch Verstellung des Abstandes d der Blendenöffnung 10i, 10r realisiert, da eine Verschiebung des Abstandes d, den die optischen Achsen OAI, OAr zueinander haben, den Stereowinkel beeinflußt. Im Sinne eines möglichst großen Verstellbereiches für α ist deshalb, die Blende 9 verstellbar gestaltet, so daß der Abstand zwischen den Blendenöffnungen 10i, 10r variiert werden kann. Zweckmäßigerweise wird dies durch die Verstellmechanik 7 oder einen entsprechenden, eigenständigen Antrieb erreicht. Die Verschiebung der Blendenöffnungen 10i, 10r relativ zueinander ist die einfachste Art, den Stereowinkel α zu verändern, da die Tubussysteme ansonsten unverändert bleiben können. Umgekehrt ist eine Stereowinkelveränderung innerhalb gewisser Grenzen auch bei unveränderter Lage der Blendenöffnungen 10i, 10r möglich. Eine Verstellung des Abstandes zwischen den Blendenöffnungen 10i, 10r ist erst dann nötig, wenn eine Verschiebung der Tubussysteme und damit der optischen Achsen OAI, OAr eine unzulässig starke Vignettierung zur Folge hätte.The stereo angle α can be adjusted by adjusting the distance d of the aperture 10i , 10r realized as a shift in the distance d that the optical axes OAI , OAr have influenced the stereo angle. In the sense of the largest possible adjustment range for α, the diaphragm is therefore 9 designed adjustable so that the distance between the aperture openings 10i , 10r can be varied. This is expediently done by the adjustment mechanism 7th or a corresponding, independent drive is achieved. The shift of the aperture 10i , 10r relative to one another is the simplest way to change the stereo angle α, since the tube systems can otherwise remain unchanged. Conversely, there is a change in the stereo angle within certain limits, even if the position of the diaphragm openings is unchanged 10i , 10r possible. An adjustment of the distance between the aperture openings 10i , 10r is only necessary when the tube systems and thus the optical axes are shifted OAI , OAr would result in inadmissibly strong vignetting.

Die Blende 9 muß jedoch nicht zwingend vorhanden sein, da die Stereostrahlengänge nach dem Objektiv Tubussysteme sind, deren Eingangsöffnungen bereits die entsprechende Aufteilung der Strahlung im Parallelstrahlengang, der nach dem Objektiv 3 besteht, bewirken. Die Darstellung der 2 ist dann als Wiedergabe der Pupille des Objektivs 3 zu verstehen. Nach dem gemeinsamen Objektiv geben die freien Eingangsdurchmesser der Tubussysteme die Aperturbegrenzung vor. Zusammen mit der Brennweite des Objektives bestimmt dieser Durchmesser die mögliche Helligkeit, die Detailauflösung und die Schärfentiefe. Die Eingangsdurchmesser sind gewissermaßen die Öffnungsblenden. Ein zusätzliches konzentrisches Abblenden mittels einer Blendeneinrichtung in jedem Tubussystem verringert die Helligkeit und die Auflösung, verändert den Bildausschnitt nicht und erhöht die Schärfentiefe. Nichtkonzentrische Flächenmanipulationen mittels spezieller Blenden (Kantenblenden, dezentrierte Blenden) in dieser Ebene können auch zur Veränderung des Stereowinkels bei gesteigerter Lichtausbeute genutzt werden. Der Abstand der so entstehenden Flächenschwerpunkte definiert den Stereowinkel.The aperture 9 does not necessarily have to be present, however, since the stereo beam paths after the objective are tube systems, the entrance openings of which already have the corresponding distribution of the radiation in the parallel beam path that follows the objective 3 exists, cause. The representation of the 2 is then as a reproduction of the pupil of the lens 3 to understand. After the common objective, the free entrance diameter of the tube systems determine the aperture limitation. Together with the focal length of the lens, this diameter determines the possible brightness, detail resolution and depth of field. The entrance diameters are, so to speak, the aperture diaphragms. An additional concentric stopping down by means of an aperture device in each tube system reduces the brightness and the resolution, does not change the image section and increases the depth of field. Non-concentric surface manipulations by means of special diaphragms (edge diaphragms, decentered diaphragms) in this plane can also be used to change the stereo angle with increased light output. The distance between the centroids thus created defines the stereo angle.

Für die Steuerung des Mikroskops 1 ist im übrigen noch ein (nicht dargestelltes) Steuergerät vorgesehen, daß zumindest mit der Verstellmechanik 7 und gegebenenfalls mit einer Verstellmechanik für die Blende 9 verbunden ist.For controlling the microscope 1 a control unit (not shown) is also provided that at least with the adjustment mechanism 7th and, if necessary, with an adjustment mechanism for the diaphragm 9 connected is.

3 zeigt eine alternative, nicht erfindungsgemäße Ausbildung des Mikroskops der 1, wobei Elemente, die in ihrer Funktion mit Elementen des Mikroskops der 1 übereinstimmen mit einem um 10 erhöhten Bezugszeichen bezeichnet sind. Das Stereomikroskop 11 erfaßt das Objekt 2 nun mit zwei Stereostrahlengängen 14l, 14r, die jeweils durch eigene Objektive (131 bzw. 13r) das Objekt mittels einer Bildempfangseinrichtung aufweisend eine Tubuslinse 15 und Bildsensor 16 abbilden. Zum Einstellen des Stereowinkels α ist nun eine Verstellmechanik mit zwei Verstellantrieben 17l, 17r vorgesehen, welche die optischen Achsen OAI, OAr der beiden Stereostrahlengänge 141, 14r gegeneinander in Richtung der Pfeile (181 bzw. 18r) verschwenken. 3 shows an alternative design of the microscope not according to the invention 1 , with elements that function with elements of the microscope 1 coincide with a reference number increased by 10. The stereo microscope 11 captures the object 2 now with two stereo beam paths 14l , 14r each with its own lens ( 131 or. 13r) the object having a tube lens by means of an image receiving device 15th and image sensor 16 depict. To set the stereo angle α there is now an adjustment mechanism with two adjustment drives 17l , 17r provided which the optical axes OAI , OAr of the two stereo beam paths 141 , 14r against each other in the direction of the arrows ( 181 or. 18r) pivot.

Natürlich kann das Prinzip zweier eigenständig Verstellantriebe für die Stereostrahlengänge auch in der Bauweise der 1 verwendet werden, so daß die dort vorgesehene Verstellmechanik 7 durch zwei Teil-Verstellmechaniken 71, 7r ersetzt werden kann, die auf den jeweiligen linken beziehungsweise rechten Stereostrahlengang 4l, 4r wirken. Umgekehrt kann natürlich die Verschwenkung der Stereostrahlengänge 141, 14r des Stereomikroskops 11 der 3 auch mit einer einzigen Verstellmechanik realisiert werden.Of course, the principle of two independent adjustment drives for the stereo beam paths can also be used in the design of the 1 are used, so that the adjustment mechanism provided there 7th thanks to two part adjustment mechanisms 71 , 7r can be replaced that on the respective left or right stereo beam path 4l , 4r works. The swiveling of the stereo beam paths can of course be reversed 141 , 14r of the stereo microscope 11 the 3 can also be implemented with a single adjustment mechanism.

4 zeigt eine Weiterbildung des Stereomikroskops der 1, das nun um eine weitere Abbildungseinrichtung ergänzt ist, welche ortsfest zur optischen Achse OA des Okulars 3 liegt. Dadurch ist ein Monostrahlengang 4m mit einer optischen Achse OAm realisiert, durch den mittels einer entsprechenden Tubuslinse 5m ein mono-okulares Bild auf einen Bildsensor 6m abgebildet wird. 4th shows a further development of the stereomicroscope of 1 , which is now supplemented by a further imaging device, which is fixed to the optical axis OA of the eyepiece 3 located. This creates a mono beam path 4m realized with an optical axis OAm by means of a corresponding tube lens 5 m a mono-ocular image on an image sensor 6m is mapped.

4 zeigt in durchgezogenen Linien lediglich diejenigen Elemente, die der Strahlengang der 1 ergänzt wird. Zur Verdeutlichung der gegenseitigen Lage sind in den Strahlengang der 4 gestrichelt noch die optischen Achsen und die Bildsensoren der stereoskopischen Teilstrahlengänge eingetragen. Wie bei der Grundform des Mikroskops 1 der 1 stellt auch bei der Weiterbildung der 4 die Kombination aus Tubuslinse 5m und Bildsensor 6m eine Bildempfangseinrichtung dar. Dieser zusätzliche, nicht-stereoskopische Bildkanal ermöglicht eine Objektkoordinatenkontrolle wie bereits im allgemeinen Teil der Beschreibung erläutert. Die Strahlung für diesen Monostrahlengang wird beispielsweise an der Blende 9 durch eine entsprechende Blendenöffnung 10m realisiert, die in 2 gestrichelt eingezeichnet ist. Natürlich kann der Monostrahlengang auch realisiert werden, wenn die Blende 9 entfällt und die ganze Öffnung des Objektives 3 genutzt wird. 4th shows in solid lines only those elements which the beam path of the 1 is supplemented. To clarify the mutual position are in the beam path of 4th the optical axes and the image sensors of the stereoscopic partial beam paths are also shown in dashed lines. As with the basic shape of the microscope 1 the 1 also provides training in the 4th the combination of tube lens 5 m and image sensor 6m an image receiving device. This additional, non-stereoscopic image channel enables object coordinate control, as already explained in the general part of the description. The radiation for this mono beam path is, for example, at the diaphragm 9 through a corresponding aperture 10m realized that in 2 is shown in dashed lines. Of course, the mono beam path can also be implemented if the diaphragm 9 omitted and the entire opening of the lens 3 is being used.

Alternativen zur Blendeneinrichtung 9 bzw. zur Verwendung der freien Eingangsdurchmesser der Tubussysteme für den Stereostrahlengang bzw. dem Monostrahlengang sind natürlich individuelle Blenden in den jeweiligen Strahlengängen 4l, 4r bzw. 4m. Für diese gilt das hinsichtlich der Blendeneinrichtung 9 gesagte analog und uneingeschränkt, insbesondere was die Verstellung angeht.Alternatives to the aperture device 9 or to use the free entrance diameter of the tube systems for the stereo beam path or the mono beam path, there are of course individual diaphragms in the respective beam paths 4l , 4r or. 4m . The same applies to these with regard to the aperture device 9 Said analog and unreserved, especially as far as the adjustment is concerned.

5 zeigt schematisch den Strahlengang eines Stereomikroskops 101, das ein Bild eines Objekts 102 aufnimmt. Zur Vereinfachung ist lediglich die Objektebene des Objektes 102 dargestellt, welche sich in einer Brennebene eines Objektivs 103 befindet. Das Objektiv 103 hat eine optische Achse OA. In Abbildungsrichtung liegt nach dem Objektiv 103 ein Parallelstrahlengang vor. Dieser wird durch ein Strahlteilerelement 120, das aus zwei teildurchlässigen Spiegelflächen 1211, 121r aufgebaut ist, in zwei Stereostrahlengänge 104l, 104r aufgeteilt, so daß nach dem Strahlteilerelement zwei Tubussysteme von Stereostrahlengängen vorliegen, der linke Stereostrahlengang 1041 sowie der rechte Stereostrahlengang 104r. Die Spiegelflächen 1211, 121r können an einem geeigneten Prisma ausgebildet sein. Das Strahlteilerelement 120 teilt in einem Parallelstrahlengangabschnitt nach dem Objektiv 103 somit die Stereostrahlengänge ab. Für die beiden Stereostrahlengänge 104l, 104r sind entsprechende Tubusoptiken 1051, 105r vorgesehen, welche die Strahlung auf entsprechende Bildsensoren 1061, 106r fokussieren. Die jeweilige Tubusoptik 1051, 105r bildet mit dem je zugeordneten Bildsensor 1061, 106r eine dem gemeinsamen Objektiv 103 nachgeordnete Bildempfangseinrichtung, die eine ihr zugeordnete optische Achse OAI, OAr hat. Die Signale der Bildsensoren 106 werden auf eine entsprechende Anzeigeeinrichtung geleitet, die beispielsweise als Stereookular mit entsprechenden LCD-Displays ausgebildet sein kann. 5 shows schematically the beam path of a stereo microscope 101 that is a picture of an object 102 records. For the sake of simplicity, only the object level of the object is used 102 shown, which is in a focal plane of a lens 103 is located. The objective 103 has an optical axis OA . In the imaging direction lies after the lens 103 a parallel beam path. This is created by a beam splitter element 120 , which consists of two partially transparent mirror surfaces 1211 , 121r is constructed in two stereo beam paths 104l , 104r divided so that two tube systems of stereo beam paths are present after the beam splitter element, the left stereo beam path 1041 as well as the right stereo beam path 104r . The mirror surfaces 1211 , 121r can be formed on a suitable prism. The beam splitter element 120 splits in a parallel beam path section after the objective 103 thus the stereo beam paths. For the two stereo beam paths 104l , 104r are corresponding tube optics 1051 , 105r provided, which the radiation to appropriate image sensors 1061 , 106r focus. The respective tube optics 1051 , 105r forms with the respective assigned image sensor 1061 , 106r one to the common lens 103 downstream image receiving device which has an optical axis assigned to it OAI , OAr has. The signals from the image sensors 106 are directed to a corresponding display device, which can be designed, for example, as a stereo eyepiece with corresponding LCD displays.

Die optische Achse OAI, OAr wird dabei durch das jeweilige Tubussystem 106 definiert. Die beiden optischen Achsen OAI, OAr sind gegenüber der optischen Achse OA des Objektivs 103 versetzt und können ggf. auch schräg dazu liegen. Der Abstand d zwischen den zueinander parallelen optischen Achsen OAI und OAr legt zusammen mit der Objektivbrennweite den Winkel α fest, unter dem durch die jeweiligen Stereostrahlengänge 104l und 104r das Objekt 102 abgebildet wird. Zur Einstellung dieses Winkels α kann optional eine Verstellmechanik, aufweisend Teil-Mechaniken 1071 und 107r, vorgesehen sein, welche die Bildempfangseinrichtungen 1231 123r der Stereokanäle, d.h. die Einheiten aus Tubusoptik 105 und Bildsensor 106 so zueinander verstellt, daß der Abstand d der zueinander parallelen optischen Achsen OAI und OAr auf ein gewünschtes Maß eingestellt ist. Diese Verstellung erfolgt z. B., indem die Bildempfangseinrichtungen parallel zum Parallelstrahlenabschnitt der Stereostrahlengänge 104l, 104r vor deren Umlenkung durch die Strahlteilereinrichtung 120 verschiebt. Auch kann in einer vereinfachten Realisierung auch die alleinige Verschiebung der Blenden 122l, 122r genügen.The optical axis OAI , OAr is thereby through the respective tube system 106 Are defined. The two optical axes OAI , OAr are opposite the optical axis OA of the lens 103 offset and can possibly also be at an angle to it. The distance d between the mutually parallel optical axes OAI and OAr together with the focal length of the lens, defines the angle α at which through the respective stereo beam paths 104l and 104r the object 102 is mapped. To set this angle α, an adjustment mechanism with partial mechanisms can optionally be used 1071 and 107r , be provided, which the image receiving devices 1231 123r the stereo channels, ie the units made of tube optics 105 and image sensor 106 so adjusted to each other that the distance d of the mutually parallel optical axes OAI and OAr is set to a desired level. This adjustment takes place z. B. by having the image receiving devices parallel to the parallel beam section of the stereo beam paths 104l , 104r before it is deflected by the beam splitter device 120 shifts. In a simplified implementation, it is also possible to move the diaphragms alone 122l , 122r suffice.

Da die Spiegelflächen 121l und 121r teildurchlässig sind, läuft der Parallelstrahlengang nach dem Objektiv 102 auch durch die Strahlteilereinrichtung 120 hindurch. Er wird für einen Monostrahlengang 104m genutzt, der mittels einer nachgeordneten Tubuslinse 105m auf einen entsprechenden Mono-Bildsensor 106m fokussiert wird. Die durch die Strahlteilereinrichtung 120 nicht abgeteilten Anteile des Parallelstrahlenganges nach dem Objektiv 103 bilden also das Objekt 102 unter Ausnutzung der vollen Apertur des Objektivs 103 auf den Bildsensor 106m ab. Damit die optische Abbildung auf den Bildsensor auf dem Bildsensor 106m erfolgen kann, muß die Strahlteilereinrichtung 120 entweder als Strahlenteilerprisma ausgebildet sein, das längs der optischen Achse OAm eine konstante optische Dicke hat, oder durch zwei teildurchlässige, dünne Spiegel realisiert sein. In einer Weiterbildung können diese auch klappbar ausgestaltet sein, so daß sie in eine zweite Position stellbar sind, in der der Monostrahlengang 104m vollkommen frei ist. Die Stereostrahlengänge 104l, 104r sind abgeschaltet, wenn die Spiegel in dieser Stellung sind.As the mirror surfaces 121l and 121r are partially transparent, the parallel beam path runs after the lens 102 also through the beam splitter device 120 through. He is going for a mono beam path 104m used by means of a downstream tube lens 105m to a corresponding mono image sensor 106m is focused. The through the beam splitter device 120 non-divided parts of the parallel beam path after the objective 103 so form the object 102 using the full aperture of the objective 103 on the image sensor 106m away. So that the optical mapping on the image sensor on the image sensor 106m can take place, the beam splitter device must 120 either be designed as a beam splitter prism which has a constant optical thickness along the optical axis OAm, or be implemented by two partially transparent, thin mirrors. In a further development, these can also be designed to be foldable, so that they can be moved into a second position in which the mono-beam path 104m is completely free. The stereo beam paths 104l , 104r are switched off when the mirrors are in this position.

Zur Festlegung des für den Monostrahlengang 105m verwendeten Bereiches der Objektivpupille ist für den Monostrahlengang 104m eine Blende 122m vorgesehen, die den Querschnitt des Monostrahlengangs definiert. Analog sind Blenden 1221 und 122r für die Stereostrahlengänge optional vorgesehen.To determine the for the mono beam path 105m The area of the objective pupil used is for the mono beam path 104m an aperture 122m provided, which defines the cross-section of the mono-ray path. Apertures are analogous 1221 and 122r optionally provided for the stereo beam paths.

Eine mechanisch besonders einfache Variante zur Verstellung des Stereowinkels α verstellt alternativ nicht die Bildempfangseinrichtung 123l, 123r, sondern lediglich die Blenden 122l, 122r. Dies ist exemplarisch anhand des linken Stereokanals in den 6a-6c gezeigt. 6a zeigt den Bildsensor 1021, die Tubusoptik 1051, die Blende 122l, sowie den Querschnitt 1241 des Parallelstrahlengangs auf der Spiegelfläche 1211. Dieser Querschnitt ist zur Vereinfachung kreissymmetrisch gezeichnet, obschon sich aufgrund der gegenüber der Blende 1221 bzw. der Tubuslinse 1051 schrägstehenden Spiegelfläche 1211 eigentlich eine Ellipse ergibt. Zur Verstellung der Stereobasis kann auch eine Verschiebung der Tubussysteme längs der optischen Achse OA des Objektives 103 verwendet werden.Alternatively, a mechanically particularly simple variant for adjusting the stereo angle α does not adjust the image receiving device 123l , 123r but only the bezels 122l , 122r . This is exemplified using the left stereo channel in the 6a-6c shown. 6a shows the image sensor 1021 , the tube optics 1051 , the aperture 122l , as well as the cross section 1241 of the parallel beam path on the mirror surface 1211 . This cross-section is drawn circularly symmetrical for the sake of simplicity, although due to the opposite of the diaphragm 1221 or. the tube lens 1051 inclined mirror surface 1211 actually results in an ellipse. To adjust the stereo base, it is also possible to shift the tube systems along the optical axis OA of the lens 103 be used.

Gemäß 6b führt eine Verkleinerung der Blendendurchmesser zu einem kleineren Querschnitts des Parallelstrahlenganges. Dies geht mit einer Helligkeitsabnahme und einer Auflösungseinschränkung einher. Zugleich erlaubt es aber auch eine große Verstellung des Stereowinkels durch Verschiebung der Blende derart, daß der Querschnitt entlang des Pfeils 125 wandert. Damit kann der Stereowinkel je nach Lage der Blende vergrößert oder verkleinert werden.According to 6b a reduction in the diaphragm diameter leads to a smaller cross-section of the parallel beam path. This is accompanied by a decrease in brightness and a restriction in resolution. At the same time, however, it also allows a large adjustment of the stereo angle by moving the diaphragm in such a way that the cross-section along the arrow 125 wanders. This allows the stereo angle to be increased or decreased depending on the position of the aperture.

6c zeigt eine Verschiebung der Blende 1221 oder des Tubussystems 1231 derart, daß der Querschnitt des Parallelstrahlenganges nicht mehr kreisförmig, sondern der eines Kreis-Zweieckes ist. Stellt man den in 6c dargestellten Extremfall eines Halbkreises ein, können sich die Bilder beider Stereokanäle zu einem Monobild in hoher Auflösung addieren. Eine optionale, dünne Scheidewand zwischen der Strahlteilereinrichtung 120 und dem Objektiv 103 verhindert, daß Strahlung von einem Tubussystem in das andere gelangt. Alternativ kann auch die Strahlteilereinrichtung 120 nach oben geschoben werden (bezogen auf die Darstellung der 5). 6c shows a shift in the aperture 1221 or the tube system 1231 in such a way that the cross-section of the parallel beam path is no longer circular, but that of a circle-delta. If you set the in 6c In the extreme case of a semicircle shown here, the images of both stereo channels can add up to a mono image in high resolution. An optional thin partition between the beam splitter device 120 and the lens 103 prevents radiation from getting from one tube system to the other. Alternatively, the beam splitter device can also be used 120 be pushed up (based on the representation of the 5 ).

Es sei noch einmal betont, daß die Verstellung des gesamten Tubussystems, d.h. der Bildempfangseinrichtung 1231 bzw. 123r grundsätzlich eine Alternative zur Verstellung der Blenden 1221 bzw. 122r ist. Natürlich ist auch eine Kombination dieser beiden Ansätze möglich.It should be emphasized once again that the adjustment of the entire tube system, ie the image receiving device 1231 or. 123r basically an alternative to adjusting the aperture 1221 or. 122r is. Of course, a combination of these two approaches is also possible.

Eine Veränderung der Blende 122m für den Monostrahlengang 104m erlaubt eine verstellbare Auflösung und damit auch eine Einstellung der Schärfentiefe für die mono-okulare Abbildung, was je nach Zusatznutzen, der mit der mono-okularen Abbildung erreicht werden soll, besonders vorteilhaft ist.A change in the aperture 122m for the mono-beam path 104m allows an adjustable resolution and thus also an adjustment of the depth of field for the mono-ocular imaging, which is particularly advantageous depending on the additional benefit that is to be achieved with the mono-ocular imaging.

In 7 ist eine Ergänzung des Stereomikroskops 101 der 5 dargestellt, das um eine Beleuchtungseinrichtung 126 verfügt, die eine Auflichtbeleuchtung des Objektes 102 bewirkt. Die Darstellung der 7 ist gegenüber der Sichtweise der 5 um 90° gedreht, d.h. die Sichtweise der 7 entspricht einer Ansicht des Mikroskops der 5 von links. Die Beleuchtungseinrichtung 126 umfaßt eine Lichtquelle 127, deren Strahlung von einem Kollimator 128 gebündelt wird. Eine nachgeordnete Feldblende 129 begrenzt einen Parallelstrahlengang der Beleuchtungsstrahlung auf einen definierten Querschnitt. Ein Umlenkspiegel 120 lenkt die Beleuchtungsstrahlung in eine Richtung parallel zur optischen Achse OA des Objektivs 103 um, und eine nachgeordnete Optik 131 bildet die Blende 129 auf das Objekt 102 ab, wie die gestrichelte Darstellung des Lampensymbols verdeutlicht. Die Öffnung des Objektivs 131 bzw. eine Blende in deren Nähe beeinflußt die maximal über das Beleuchtungssystem übertragbare Lichtleistung. Für eine gleichmäßige Objektausleuchtung liegt vorzugsweise das Bild der Lichtquelle 127 konjugiert zur Öffnung des Objektivs 131 bzw. zur Blende. Wird eine verstellbare Blende verwendet, erlaubt dies eine farbtemperaturneutrale Helligkeitsregelung.In 7th is a supplement to the stereo microscope 101 the 5 shown, around a lighting device 126 which has incident light illumination of the object 102 causes. The representation of the 7th is opposite to the point of view of 5 rotated by 90 °, ie the point of view of the 7th corresponds to a view of the microscope in FIG 5 from the left. The lighting device 126 includes a light source 127 whose radiation from a collimator 128 is bundled. A downstream field stop 129 limits a parallel beam path of the illuminating radiation to a defined cross section. A deflection mirror 120 directs the illuminating radiation in a direction parallel to the optical axis OA of the lens 103 around, and a downstream optics 131 forms the aperture 129 on the object 102 as shown by the dashed representation of the lamp symbol. The opening of the lens 131 or a diaphragm in their vicinity influences the maximum light output that can be transmitted via the lighting system. For uniform object illumination, the image of the light source is preferably located 127 conjugated to the opening of the lens 131 or to the aperture. If an adjustable aperture is used, this allows a color temperature-neutral brightness control.

Da die optische Achse des Beleuchtungsstrahlenganges zwischen Umlenkspiegel 130 und Objektiv 103 gegenüber der optischen Achse OA des Objektivs parallel versetzt ist, fällt die Beleuchtungsstrahlung als Schrägbeleuchtung auf die Probe 102. Durch die Beleuchtungsanordnung ergibt sich in der Probe 102 ein beleuchtetes Feld 132, das dem Bild der Feldblende 129 entspricht. Die punktierten Linien geben diese Abbildung wieder.Since the optical axis of the illumination beam path between the deflecting mirror 130 and lens 103 opposite the optical axis OA of the objective is offset in parallel, the illuminating radiation falls on the sample as oblique illumination 102 . The lighting arrangement results in the sample 102 an illuminated field 132 that corresponds to the image of the field diaphragm 129 is equivalent to. The dotted lines reproduce this figure.

Zur Veranschaulichung ist in 7 exemplarisch der linke Stereostrahlengang eingezeichnet. In 7 ist für den linken Stereostrahlengang 104l exemplarisch der Querschnitt 1241 des Parallelstrahlenganges zu sehen, welcher (wie bereits vorher erläutert) lediglich zur Vereinfachung kreisförmig eingezeichnet ist.To illustrate this, in 7th the left stereo beam path is shown as an example. In 7th is for the left stereo beam path 104l exemplarily the cross-section 1241 of the parallel beam path, which (as already explained above) is drawn in a circle for the sake of simplicity.

Zur Verstellung des Grades der Schrägbeleuchtung ist für die Beleuchtungseinrichtung 126 eine Verstellmechanik 133 vorgesehen, die den Versatz der optischen Achse OAb im Abschnitt zwischen dem Umlenkspiegel 130 und dem Objektiv 103, und der optischen Achse OA des Objektivs 103 einzustellen erlaubt. Dies kann entweder dadurch erfolgen, daß die Beleuchtungseinrichtung 126 auf die optische Achse OA hingeschoben wird, oder indem die Feldblende 129 (optional zusammen mit der Lichtquelle 127 und dem Kollimator 128) längs der optischen Achse OA des Objektives verschoben wird.To adjust the degree of the oblique lighting is for the lighting device 126 an adjustment mechanism 133 provided that the offset of the optical axis OAb in the section between the deflection mirror 130 and the lens 103 , and the optical axis OA of the lens 103 allowed to adjust. This can be done either by the lighting device 126 on the optical axis OA is pushed or by the field stop 129 (optionally together with the light source 127 and the collimator 128 ) along the optical axis OA of the lens is shifted.

Der Umlenkspiegel 130 deckt natürlich einen Teil des Strahlengangquerschnitts des Monostrahlenganges 104m ab. Dies ist in 8 veranschaulicht, die in eine Draufsicht auf das Objektiv 103 zeigt. Die entsprechende Umrißlinie des Objektivs 103 kann natürlich auch als dessen Pupille aufgefaßt werden. Die Querschnitte 124l, 124r der Stereostrahlengänge sind, wie 8 zeigt, dezentral zum Durchstoßpunkt der optischen Achse OA, der durch einen Stern symbolisiert ist. Der Abstand der Durchstoßpunkte der optischen Achsen OAr und OAI beträgt d und stellt den Stereowinkel ein. Der Durchstoßpunkt der optischen Achse OAb ist ebenfalls gegenüber dem Durchstoßpunkt der optischen Achse OA versetzt. Optional kann die Beleuchtung auch zentral eingekoppelt werden, d. h. OAb und OA fallen zusammen. Dies ist möglich, da die Beobachtungssysteme außeraxial liegen. Auch können mehrere Beleuchtungssysteme verwendet werden, zwischen denen umgeschaltet wird und die jeweils unter verschiedenen Winkeln beleuchten. Ihre optischen Achsen OAb liegen also beabstandet.The deflection mirror 130 naturally covers part of the beam path cross-section of the mono beam path 104m away. This is in 8th Illustrated in a top view of the lens 103 indicates. The corresponding outline of the lens 103 can of course also be understood as its pupil. The cross sections 124l , 124r the stereo beam paths are like 8th shows, off-center to the point of penetration of the optical axis OA , which is symbolized by a star. The distance between the intersection points of the optical axes OAr and OAI is d and sets the stereo angle. The point of intersection of the optical axis OAb is also opposite to the point of intersection of the optical axis OA offset. Optionally, the lighting can also be coupled in centrally, ie OAb and OA collapse. This is possible because the observation systems are off-axis. Several lighting systems can also be used, between which a switch is made and which each illuminate at different angles. Their optical axes OAb are therefore spaced apart.

In einem auf dem Gebiet der Ophthalmologie liegenden Anwendungsfall werden Vorsatzlinsen vor dem Objekt (hier: Auge) verwendet, z. B. Hrubylinsen oder Augenkontaktgläser. Dann kann optional die Beleuchtung koaxial zur Beobachtung ausgestaltet sein. In diesem Fall erfolgt eine geeignete Pupillenteilung (z. B. konzentrisch) analog dem bekannten Funduskameraprinzip und/oder es werden stark dezentrierte Zusatzoptiken und/oder eine spektrale Lichtaufteilung (Fluoreszenz) und/oder polarisierte Strahlungen verwendet. Über ein flaches Kontaktglas wird eine Beleuchtungsreflexunterdrückung vorgenommen.In an application in the field of ophthalmology, auxiliary lenses are used in front of the object (here: eye), e.g. B. Hrubylinsen or eye contact glasses. The lighting can then optionally be configured coaxially for observation. In this case, a suitable pupil division (e.g. concentric) takes place analogously to the known fundus camera principle and / or strongly decentered additional optics and / or a spectral light division (fluorescence) and / or polarized radiation are used. Illumination reflex suppression is carried out via a flat contact glass.

Der Spiegel 130 und die Optik 131 decken nur einen Teil des Querschnittes im Tubusstrahlengang des Monostrahlengangs ab. Die Beleuchtungseinrichtung 126 mindert somit die Auflösung des Monostrahlenganges, erlaubt aber zugleich eine einfache und verstellbare Auflichtbeleuchtung. Hinsichtlich der Stereostrahlengänge ist das Objektiv 103 asymmetrisch ausgenutzt. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn in der Ophthalmologie Fundusreflexe genutzt werden sollen.The mirror 130 and the optics 131 cover only part of the cross section in the tube beam path of the mono beam path. The lighting device 126 thus reduces the resolution of the mono beam path, but at the same time allows simple and adjustable incident light illumination. With regard to the stereo beam paths, the lens is 103 exploited asymmetrically. This is particularly advantageous if fundus reflexes are to be used in ophthalmology.

Anstelle des Umlenkspiegels 130 kann natürlich auch ein die Beleuchtungsstrahlung strukturierendes Element verwendet werden. Gleiches gilt für die Feldblende 129, bei der z. B. eine Punktblende zur Pupillenabdeckung oder ein DMD-Chip verwendet werden kann, insbesondere wenn der Beleuchtungsstrahlengang nochmals gefaltet wird.Instead of the deflector mirror 130 An element structuring the illumination radiation can of course also be used. The same applies to the field diaphragm 129 , at the z. B. a point diaphragm for pupil coverage or a DMD chip can be used, especially if the illumination beam path is folded again.

9 zeigt eine besonders platzsparende Bauweise des Mikroskops 101 hinsichtlich der Stereostrahlengänge. Diese können nochmals unter Verwendung eines Faltungsspiegels 124 umgelenkt werden. 9 zeigt dabei der Einfachheit halber lediglich die Faltung des linken Stereostrahlenganges. Analoges gilt natürlich für den rechten Stereostrahlengang. Diese Bauweise ist besonders vorteilhaft, wenn das Objekt durch Drehung des Mikroskops um die optische Achse OA des Objektivs bzw. bei gleichzeitiger Drehung aller dem Objektiv nachgeordneten Elemente aus unterschiedlichen Blickwinkeln betrachtet werden soll. 9 shows a particularly space-saving design of the microscope 101 regarding the stereo beam paths. These can be done again using a folding mirror 124 be redirected. 9 shows only the folding of the left stereo beam path for the sake of simplicity. The same applies, of course, to the right stereo beam path. This design is particularly advantageous when the object is rotated around the optical axis OA of the lens or with simultaneous rotation of all the elements downstream of the lens should be viewed from different angles.

Grundsätzlich kann natürlich für die Erfindung auch eine automatische Fokussierung durch Bewegung der Bildsensoren längs der optischen Einfallsachse der Abbildungsstrahlung bewirkt werden. Auch können die hier geschilderten Ausführungsformen miteinander hinsichtlich ihrer Merkmale kombiniert werden, insbesondere was die Beleuchtungseinrichtung angeht.In principle, of course, automatic focusing can also be effected for the invention by moving the image sensors along the optical axis of incidence of the imaging radiation. The embodiments described here can also be combined with one another with regard to their features, in particular with regard to the lighting device.

Für die Erfindung ganz grundsätzlich kommt auch in Frage, die Beleuchtung durch eine ringförmige Lichtquelle, welche das Objektiv umgibt, vorzunehmen.In principle, it is also possible for the invention to illuminate by means of a ring-shaped light source which surrounds the objective.

Claims (14)

Stereomikroskop zum Abbilden eines Objektes (2), wobei das Stereomikroskop (1) aufweist: - einen Abbildungsstrahlengang, der ein Objektiv (3) mit einer optischen Achse (OA) und dem Objektiv (3) in Abbildungsrichtung nachgeordnet einen linken und einen rechten Stereostrahlengang (41, 4r) umfaßt, - wobei jeder Stereostrahlengang (41, 4r) eine optische Achse (OAI, OAr) aufweist und das Objekt (2) auf eine Bildempfangseinrichtung abbildet, wobei jede der zwei Bildempfangseinrichtungen jeweils aus einer Tubusoptik (5i, 5r) und einem Bildsensor (6l, 6r) gebildet ist und jede Tubusoptik (5l, 5r) als Zoomsystem ausgebildet ist, wobei zwischen jeder Tubusoptik (5l, 5r) und dem Objektiv (3) ein Parallelstrahlengang verläuft, - wobei die optischen Achsen (OAI, OAr) der Stereostrahlengänge (4l, 4r) zumindest abschnittsweise zur optischen Achse (OA) des Objektives (3) parallel verlaufen und in diesem Abschnitt voneinander um einen Abstand (d) beabstandet sind, der einen Stereowinkel (α) der Abbildung des Objektes (2) festlegt, - wobei eine Verstellmechanik (7) vorgesehen ist, welche den Abstand (d) durch Verschieben der Bildempfangseinrichtungen quer zur optischen Achse (OAI, OAr) der zugeordneten Stereostrahlengänge (4l, 4r) verstellt.Stereo microscope for imaging an object (2), the stereo microscope (1) having: - An imaging beam path which comprises an objective (3) with an optical axis (OA) and the objective (3) in the imaging direction downstream of a left and a right stereo beam path (41, 4r), - wherein each stereo beam path (41, 4r) has an optical axis (OAI, OAr) and images the object (2) on an image receiving device, each of the two image receiving devices each consisting of a tube optics (5i, 5r) and an image sensor (6l, 6r ) is formed and each tube optic (5l, 5r) is designed as a zoom system, with a parallel beam path running between each tube optic (5l, 5r) and the objective (3), - wherein the optical axes (OAI, OAr) of the stereo beam paths (4l, 4r) at least in sections run parallel to the optical axis (OA) of the objective (3) and in this section are spaced apart from one another by a distance (d) which corresponds to a stereo angle ( α) defines the image of the object (2), - An adjusting mechanism (7) is provided which adjusts the distance (d) by moving the image receiving devices transversely to the optical axis (OAI, OAr) of the associated stereo beam paths (4l, 4r). Stereomikroskop nach Anspruch 1, wobei das Objektiv eine Austrittspupille aufweist, die Parallelstrahlengänge der Stereostrahlengänge (4l, 4r) jeweils einen Querschnitt aufweisen, der kleiner ist als der der Austrittspupille des Objektivs (3), und die Verstellmechanik (7) die Parallelstrahlengänge innerhalb der Austrittspupille des Objektivs (3) verschiebt.Stereo microscope according to Claim 1 , the objective having an exit pupil, the parallel beam paths of the stereo beam paths (4l, 4r) each having a cross section which is smaller than that of the exit pupil of the objective (3), and the adjustment mechanism (7) the parallel beam paths within the exit pupil of the objective (3 ) moves. Stereomikroskop nach einem der obigen Ansprüche, wobei das Stereomikroskop eine Einrichtung zur Veränderung der Größe des Querschnitts der Parallelstrahlengänge der Stereostrahlengänge (41, 4r) aufweist.Stereo microscope according to one of the above claims, wherein the stereo microscope has a device for changing the size of the cross section of the parallel beam paths of the stereo beam paths (41, 4r). Stereomikroskop nach einem der obigen Ansprüche, wobei es zur Objektkoordinatenkontrolle zusätzlich einen Monostrahlengang (4m) umfaßt, der eine Mono-Bildempfangseinrichtung (5m, 6m) aufweist, auf die der Monostrahlengang (4m) das Objekt (2) abbildet.Stereo microscope according to one of the above claims, wherein it additionally comprises a mono-beam path (4m) for object coordinate control which has a mono-image receiving device (5m, 6m) onto which the mono-beam path (4m) images the object (2). Stereomikroskop nach Anspruch 4, wobei dem Objektiv (3) in Abbildungsrichtung ein Parallelstrahlengang folgt und in diesem eine Strahlteilereinrichtung (120) angeordnet ist, welche die Stereostrahlengänge (41, 4r) abteilt, wobei die Strahlteilereinrichtung (120) auch den Monostrahlengang (4m) von den Stereostrahlengängen (41, 4r) trennt, und wobei im Parallelstrahlengang der Querschnitt des Monostrahlenganges (4m) zumindest teilweise den der Stereostrahlengänge (4l, 4r) überdeckt.Stereo microscope according to Claim 4 , wherein the objective (3) is followed in the imaging direction by a parallel beam path and a beam splitter device (120) is arranged in this, which divides the stereo beam paths (41, 4r), the Beam splitter device (120) also separates the mono beam path (4m) from the stereo beam paths (41, 4r), and wherein in the parallel beam path the cross section of the mono beam path (4m) at least partially covers that of the stereo beam paths (4l, 4r). Stereomikroskop nach Anspruch 5, wobei der Monostrahlengang (4m) eine optische Achse (OAm) aufweist, die mit einer optischen Achse (OA) des Objektivs (3) zusammenfällt.Stereo microscope according to Claim 5 , wherein the mono-beam path (4m) has an optical axis (OAm) which coincides with an optical axis (OA) of the objective (3). Stereomikroskop nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei die Strahlteilereinrichtung (120) zwei, um unterschiedliche Ablenkachsen ablenkende, teildurchlässige Spiegel (1211, 121r) umfasst.Stereo microscope according to one of the Claims 5 or 6th wherein the beam splitter device (120) comprises two partially transparent mirrors (1211, 121r) deflecting about different deflection axes. Stereomikroskop nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei der Strahlteilereinrichtung (120) eine verstellbare Blendeneinrichtung (122l, 122r) vor- oder nachgeordnet ist, deren Verstellung Querschnitte und/oder Lage der Querschnitte (124l, 124r) der Stereostrahlengänge (104l, 104r) einstellt.Stereo microscope according to one of the Claims 5 until 7th The beam splitter device (120) is preceded or followed by an adjustable diaphragm device (122l, 122r), the adjustment of which sets cross-sections and / or the position of the cross-sections (124l, 124r) of the stereo beam paths (104l, 104r). Stereomikroskop nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei das Stereomikroskop eine Strahlungsquelle (127) aufweist, die Beleuchtungsstrahlung abgibt, wobei im Monostrahlengang (4m) ein Umlenkspiegel (130) angeordnet ist, über den die Beleuchtungsstrahlung einfällt, um dann durch das Objektiv (3) das Objekt (2) zu beleuchten.Stereo microscope according to one of the Claims 5 until 8th , the stereomicroscope having a radiation source (127) that emits illuminating radiation, a deflecting mirror (130) being arranged in the mono-beam path (4m), via which the illuminating radiation is incident, in order then to illuminate the object (2) through the objective (3) . Stereomikroskop nach Anspruch 9, wobei dem Umlenkspiegel (130) in Beleuchtungsrichtung eine Optik (131) nachgeordnet ist, welche Beleuchtungsstrahlung auf das Objektiv (3) fokussiert.Stereo microscope according to Claim 9 wherein the deflecting mirror (130) is followed by an optical system (131) which focuses the illuminating radiation onto the objective (3). Stereomikroskop nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei die Beleuchtungsstrahlung auf das Objektiv (3) längs einer optischen Achse (OAb) einfällt, die zur optischen Achse (OA) des Objektivs (3) parallelverschoben ist.Stereo microscope according to one of the Claims 9 or 10 , wherein the illuminating radiation is incident on the objective (3) along an optical axis (OAb) which is displaced parallel to the optical axis (OA) of the objective (3). Stereomikroskop nach Anspruch 11, wobei das Stereomikroskop eine Beleuchtungsverstelleinrichtung (133) aufweist, welche die Lage des Umlenkspiegels (130) oder einer Einfallsachse, mit der die Beleuchtungsstrahlung auf den Umlenkspiegel (130) einfällt, verstellt, und so einen Abstand zwischen der optischen Achse (OAb), längs der die Beleuchtungsstrahlung auf das Objektiv (3) einfällt, und der optischen Achse (OA) des Objektivs (3) einstellt.Stereo microscope according to Claim 11 , wherein the stereomicroscope has an illumination adjustment device (133) which adjusts the position of the deflection mirror (130) or an axis of incidence with which the illumination radiation is incident on the deflection mirror (130), and thus a distance between the optical axis (OAb), longitudinally which the illuminating radiation is incident on the objective (3) and adjusts the optical axis (OA) of the objective (3). Stereomikroskop nach einem der obigen Ansprüche, wobei das Stereomikroskop eine Objektstabilisierungseinrichtung aufweist, die eine Steuereinrichtung und eine Verschiebeeinrichtung zur Verschiebung der Bildempfangseinrichtungen quer zu ihrer jeweiligen optischen Achse (OAI, OAr) umfaßt, wobei die Steuereinrichtung Objektbewegungen detektiert und die Verschiebeeinrichtung (7) zu einer die Objektbewegung kompensierenden Verschiebung der Bildempfangseinrichtungen ansteuert.Stereo microscope according to one of the above claims, wherein the stereo microscope has an object stabilization device which comprises a control device and a displacement device for moving the image receiving devices transversely to their respective optical axis (OAI, OAr), the control device detecting object movements and the displacement device (7) to one controls the movement of the object compensating displacement of the image receiving devices. Stereomikroskop nach einem der obigen Ansprüche, wobei das Stereomikroskop eine Betrachtungseinrichtung, z. B. ein elektronisches Stereookular aufweist, in der die von den Bildempfangseinrichtungen aufgenommenen Bilder zur Anzeige gebracht werden, wobei zusätzlich eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, welche mit der Betrachtungseinrichtung und der Verstellmechanik (7; 17l, 17r) verbunden ist und die Verstellmechanik (7) abhängig vom Einstellungszustand der Betrachtungseinrichtung ansteuert.Stereo microscope according to one of the above claims, wherein the stereo microscope comprises a viewing device, e.g. B. has an electronic stereo eyepiece in which the images recorded by the image receiving devices are displayed, a control device being additionally provided which is connected to the viewing device and the adjustment mechanism (7; 17l, 17r) and the adjustment mechanism (7) is dependent controls from the setting state of the viewing device.
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