DE102018110642B4

DE102018110642B4 - Microscopy method for imaging an object and microscope

Info

Publication number: DE102018110642B4
Application number: DE102018110642.4A
Authority: DE
Inventors: Alois Regensburger; Christoph Hauger
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2018-05-03
Filing date: 2018-05-03
Publication date: 2024-02-22
Anticipated expiration: 2038-05-04
Also published as: DE102018110642A1

Abstract

Mikroskopieverfahren zur Abbildung eines Objekts (O), umfassend die Schritte- Abbilden des Objekts (O) in ein optisches Bild (5L, 5R, 105L, 105R) auf einen Bilddetektor (6L, 6R, 106L, 106R),- Erzeugen von elektronischen Bilddaten (7L, 7R, 107L, 107R) aus dem optischen Bild (5L, 5R, 105L, 105R) mittels des Bilddetektors (6L, 6R, 106L, 106R) und Generieren eines elektronischen Bilds (11 L, 11R, 111L, 111R) aus den elektronischen Bilddaten (7L, 7R, 107L, 107R), und- Anzeigen des elektronischen Bilds (11 L, 11R, 111 L, 111R) auf einer Anzeigeeinrichtung (10, 110) und gekennzeichnet durch- Erfassen einer Blickrichtung eines Benutzers B des Mikroskops (M) und Ermitteln eines Ortes (202) im elektronischen Bild (11 L, 11R, 111 L, 111R), auf den der Benutzer B blickt, wobei ein Ort auf der Anzeigeeinrichtung (10, 110) auf den der Benutzer blickt, während einer Verschiebung des Mikroskops (M) nicht erfasst oder ausgewertet wird, und- Prüfen, ob der ermittelte Ort (202) in einem zentralen Bereich (206) der Anzeigeeinrichtung (10, 110) liegt und, falls nicht, Modifizieren des Abbildens des Objekts (O) in das optische Bild (5L, 5R, 105L, 105R) und/oder des Generierens des elektronischen Bilds (11 L, 11R, 111 L, 111 R) aus den elektronischen Bilddaten (7L, 7R, 107L, 107R) derart, dass der dem ermittelten Ort (202) zugeordnete Bildinhalt in den zentralen Bereich (206) der Anzeigeeinrichtung (10, 110) verschoben wird.Microscopy method for imaging an object (O), comprising the steps of - imaging the object (O) in an optical image (5L, 5R, 105L, 105R) on an image detector (6L, 6R, 106L, 106R), - generating electronic image data (7L, 7R, 107L, 107R) from the optical image (5L, 5R, 105L, 105R) by means of the image detector (6L, 6R, 106L, 106R) and generating an electronic image (11L, 11R, 111L, 111R). the electronic image data (7L, 7R, 107L, 107R), and - displaying the electronic image (11L, 11R, 111L, 111R) on a display device (10, 110) and characterized by - detecting a viewing direction of a user B of the microscope (M) and determining a location (202) in the electronic image (11L, 11R, 111L, 111R) at which the user B is looking, a location on the display device (10, 110) at which the user is looking, while a displacement of the microscope (M) is not detected or evaluated, and - checking whether the determined location (202) is in a central area (206) of the display device (10, 110) and, if not, modifying the imaging of the object ( O) in the optical image (5L, 5R, 105L, 105R) and / or generating the electronic image (11L, 11R, 111L, 111R) from the electronic image data (7L, 7R, 107L, 107R) in such a way, that the image content assigned to the determined location (202) is moved to the central area (206) of the display device (10, 110).

Description

Die Erfindung betrifft ein Mikroskopieverfahren zur Abbildung eines Objekts, umfassend die Schritte Abbilden des Objekts in ein optisches Bild auf einen Bilddetektor, Erzeugen von elektronischen Bilddaten aus dem optischen Bild mittels des Bilddetektors und Generieren eines elektronischen Bilds aus den elektronischen Bilddaten, und Anzeigen des elektronischen Bilds auf einer Anzeigeeinrichtung.The invention relates to a microscopy method for imaging an object, comprising the steps of imaging the object into an optical image on an image detector, generating electronic image data from the optical image using the image detector and generating an electronic image from the electronic image data, and displaying the electronic image on a display device.

Ferner betrifft die Erfindung ein Mikroskop zur Erzeugung eines elektronischen Bilds eines Objekts, umfassend eine Abbildungsoptik, einen Bilddetektor, eine Steuerungseinrichtung und eine Anzeigeeinrichtung, wobei die Abbildungsoptik das Objekt in ein optisches Bild auf den Bilddetektor abbildet, der Bilddetektor aus dem optischen Bild elektronische Bilddaten erzeugt und die Steuerungseinrichtung aus den elektronischen Bilddaten ein elektronisches Bild des Objekts generiert, und die Anzeigeeinrichtung das elektronische Bild des Objekts anzeigt.The invention further relates to a microscope for generating an electronic image of an object, comprising imaging optics, an image detector, a control device and a display device, the imaging optics imaging the object in an optical image on the image detector, the image detector generating electronic image data from the optical image and the control device generates an electronic image of the object from the electronic image data, and the display device displays the electronic image of the object.

Bei Mikroskopen müssen zur Erzeugung eines Bilds des Objekts mehrere Abbildungsparameter angepasst werden, um ein scharfes, kontrastreiches und auflösungsreiches Bild zu erzeugen. Ein Parameter ist der angezeigte Ausschnitt des Objektes, also die Lage des abgebildeten Objektfelds. Üblicherweise richtet der Benutzer das Mikroskop hierzu passend aus. Er verschiebt entweder das Objekt gegenüber dem Mikroskop oder, bei größeren Objekten, verstellt das Mikroskop gegenüber dem Objekt. Letzteres Vorgehen findet sich beispielsweise bei der mikroskopgestützten Chirurgie.In microscopes, to produce an image of the object, several imaging parameters must be adjusted to produce a sharp, high-contrast, and high-resolution image. A parameter is the displayed section of the object, i.e. the position of the imaged object field. The user usually aligns the microscope appropriately for this purpose. It either moves the object relative to the microscope or, for larger objects, adjusts the microscope relative to the object. The latter approach can be found, for example, in microscope-assisted surgery.

Aus der DE 10262230 A1 ist ein gattungsgemäßes Mikroskopieverfahren und ein gattungsgemäßes, digitales Operationsmikroskop bekannt, bei dem ein Objekt mittels eines Bilddetektors erfasst wird und das elektronische Bild in einer als Okular ausgebildeten Anzeigeeinrichtung angezeigt wird. Es ist eine Koppeleinheit zwischen elektronischen Okular und Kamerakörper vorgesehen. Diese setzt eine Bewegung des (Stereo-)Okulars in eine entsprechende Bewegung des Mikroskopgehäuses mit dem Bildsensor um. Auf diese Weise kann der Beobachter das dargestellte Objektfeld verstellen, indem er das Okular bewegt. Alternativ kann die Objektfeldveränderung durch eine elektronische Verschiebung des Bildes im Okular erfolgen, die ebenfalls durch eine mechanische Bewegung des Okulars ausgelöst wird. Im Konzept der DE 10262230 A1 erfolgt die Wahl des Operationsfeldes also durch die Verstellung des Okulars. From the DE 10262230 A1 a generic microscopy method and a generic digital surgical microscope are known, in which an object is detected by means of an image detector and the electronic image is displayed in a display device designed as an eyepiece. A coupling unit is provided between the electronic eyepiece and the camera body. This converts a movement of the (stereo) eyepiece into a corresponding movement of the microscope housing with the image sensor. In this way, the observer can adjust the displayed object field by moving the eyepiece. Alternatively, the object field change can occur through an electronic shift of the image in the eyepiece, which is also triggered by a mechanical movement of the eyepiece. In the concept of DE 10262230 A1 The selection of the operating field is done by adjusting the eyepiece.

Die DE 10 2009 010 263 A1 beschreibt eine Steuerung der Bildaufnahme bei Endoskopen und eine Steuerung mikroinvasiver Instrumente mittels Eye-Tracking. Die Druckschrift DE 40 18 400 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Nachstellen von Einstellungsvorrichtungen eines Beobachtungsgeräts. Die Druckschrift DE 10 2004 016 736 A1 zeigt ein Bildaufnahmesystem, ein Bildwiedergabesystem und eine Bildaufnahme/-wiedergabesystem, und Druckschrift DE 10 2013 206 546 A1 beschreibt eine Anordnung zum Abtasten einer Probenfläche, sowie ein entsprechendes Verfahren.The DE 10 2009 010 263 A1 describes a control of image capture in endoscopes and a control of microinvasive instruments using eye tracking. The publication DE 40 18 400 A1 describes a method and a device for adjusting the setting devices of an observation device. The publication DE 10 2004 016 736 A1 shows an image recording system, an image reproducing system and an image recording/reproducing system, and publication DE 10 2013 206 546 A1 describes an arrangement for scanning a sample area and a corresponding method.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Mikroskop und ein Mikroskopieverfahren bereitzustellen, mittels dem das abgebildete Objektfeld einfacher eingestellt werden kann.The invention is based on the object of providing a microscope and a microscopy method by means of which the imaged object field can be adjusted more easily.

Die Erfindung ist in den unabhängigen Ansprüchen definiert. Die abhängigen Ansprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.The invention is defined in the independent claims. The dependent claims relate to preferred embodiments of the invention.

Beim Mikroskopieverfahren wird ein Objekt auf einen Bilddetektor abgebildet und so ein elektronisches Bild des Objektes anzeigt. Um den Ausschnitt des Objektes zu wählen, ist eine Automatik vorgesehen. Im Mikroskopieverfahren wird eine Blickrichtung eines Benutzers des Mikroskops erfasst und ein Ort im elektronischen Bild ermittelt, auf den der Benutzer blickt. Es ist davon auszugehen, dass dieser Ort einen Interessenbereich bildet, der möglichst gut im Objektausschnitt abgebildet werden soll. Es wird deshalb geprüft, ob der Ort in einem zentralen Bereich der Anzeigeeinrichtung liegt. Falls dies nicht der Fall ist, wird das Abbilden des Objektes in das optische Bild und/oder das Generieren des elektronischen Bildes aus den elektronischen Bilddaten derart modifiziert, dass der dem Ort zugeordnete Bildinhalt in den zentralen Bereich der Anzeigeeinrichtung verschoben wird.In the microscopy process, an object is imaged onto an image detector, thus displaying an electronic image of the object. An automatic system is provided to select the section of the object. In the microscopy process, a viewing direction of a user of the microscope is recorded and a location in the electronic image at which the user is looking is determined. It can be assumed that this location forms an area of interest that should be depicted as well as possible in the object section. It is therefore checked whether the location is in a central area of the display device. If this is not the case, the imaging of the object into the optical image and/or the generation of the electronic image from the electronic image data is modified in such a way that the image content assigned to the location is moved to the central area of the display device.

Durch dieses Vorgehen kann ein Benutzer durch eine Blicksteuerung die Lage des abgebildeten Objektfeldes, d. h. die Lage des Ausschnittes des Objektes, welcher ihm angezeigt wird, einstellen. Es ist keine manuelle Tätigkeit nötig, was insbesondere in der mikroskopiegestützten Chirurgie vom großen Vorteil ist. Die Erfindung realisiert somit eine automatische Objektfeldeinstellung durch Blicksteuerung. Dies ist aufgrund der digitalen Bildgebung über den Bildsensor unproblematisch möglich.With this procedure, a user can control the position of the imaged object field, i.e. H. adjust the position of the section of the object that is displayed to him. No manual work is necessary, which is particularly advantageous in microscopy-assisted surgery. The invention thus realizes automatic object field adjustment through eye control. This is possible without any problems due to digital imaging via the image sensor.

Um zu verhindern, dass kurzzeitiges Umherblicken auf der Anzeigeeinrichtung zu einer Verschiebung des Objekts führt, ist es zu bevorzugen, bei Ermitteln des Ortes eine zeitliche Tiefpassfilterung durchzuführen. Es wird beispielsweise überprüft, ob der Blick des Benutzers über einen ausreichenden Zeitraum auf einem Ort ruht oder es wird eine Mittelung mehrerer ermittelter Orte durchgeführt. Im Sinne einer rückkopplungsfreien und schwingungsfreien Einstellung ist vorgesehen, dass während der Verschiebung der Ort, auf den der Betrachter blickt, nicht erfasst oder ausgewertet wird. Weiter ist es in Ausführungsformen bevorzugt, dass nach einer erfolgten Verschiebung eine Totphase eingelegt wird, in der ebenfalls die Blickrichtung des Beobachters nicht erfasst oder ausgewertet wird. In Ausführungsformen kann der Betrachter es wünschen, dass die Objektfeldwahl nicht ständig durchgeführt wird, sondern nur zu bestimmten Zeitspannen oder auf ein bestimmtes Anforderungssignal hin. Für solche Ausführungsformen ist insbesondere bevorzugt, dass eine Eingabevorrichtung, beispielsweise in Form eines Fußschalters etc. vorgesehen ist, welche die Steuerungseinrichtung beziehungsweise das Verfahren dahingehend aktiviert, dass der Ort, auf den der Benutzer blickt, ermittelt wird.In order to prevent brief looking around at the display device from causing the object to shift, it is preferable to carry out temporal low-pass filtering when determining the location. For example, it is checked whether the user's gaze rests on one location for a sufficient period of time or an average of several determined locations is carried out guided. In the interests of a feedback-free and vibration-free setting, it is intended that the location at which the viewer is looking is not recorded or evaluated during the shift. Furthermore, in embodiments it is preferred that after a shift has taken place, a dead phase is inserted, in which the observer's line of sight is also not recorded or evaluated. In embodiments, the viewer may wish that the object field selection is not performed constantly, but only at specific time periods or in response to a specific request signal. For such embodiments, it is particularly preferred that an input device, for example in the form of a foot switch etc., is provided, which activates the control device or the method in such a way that the location at which the user is looking is determined.

Ein schnelles Verschieben des angezeigten Ausschnittes kann vom Benutzer als unangenehm empfunden werden. Es ist deshalb bevorzugt, dass das Modifizieren so erfolgt, dass beim Verschieben eine vorbestimmte und optional einstellbare Maximalgeschwindigkeit nicht überschritten wird.Quickly moving the displayed section can be uncomfortable for the user. It is therefore preferred that the modification takes place in such a way that a predetermined and optionally adjustable maximum speed is not exceeded when moving.

Wie bereits erwähnt, kommen zur Ausschnittsverschiebung sowohl der Eingriff in die optische Abbildung als auch der Eingriff in das Generieren des elektronischen Bildes aus den Bilddaten in Frage. Für einen optischen Eingriff ist es bevorzugt, dass eine Abbildungsoptik relativ zum Objekt verschoben wird. Das kann insbesondere beinhalten, dass ein optischer Teil des Mikroskops, also der Abschnitt des Mikroskops vom Objektiv bis zum Bilddetektor verschoben wird, nicht jedoch aber die Anzeigeeinrichtung. Zum Eingriff bei der Erzeugung des elektronischen Bildes ist es möglich, dass die elektronischen Bilddaten nur einen Ausschnitt des optischen Bildes auf dem Bilddetektor widergeben und das zum Modifizieren der Ausschnitt, der aus den Bilddaten im elektronischen Bild angezeigt wird, passend verschoben wird.As already mentioned, both the intervention in the optical imaging and the intervention in the generation of the electronic image from the image data can be used to shift the section. For an optical intervention, it is preferred that imaging optics be moved relative to the object. This can in particular include that an optical part of the microscope, i.e. the section of the microscope from the objective to the image detector, is moved, but not the display device. To intervene in the generation of the electronic image, it is possible for the electronic image data to only reflect a section of the optical image on the image detector and for the section that is displayed from the image data in the electronic image to be appropriately shifted in order to modify it.

Das Zentrum des Interessenbereiches des Beobachters, das sich aus dem Ort ergibt, auf den er blickte (gegebenenfalls über einen gewissen Zeitraum), soll im zentralen Bereich der Anzeigeeinrichtung zu liegen kommen. Bevorzugt stimmt der zentrale Bereich mit dem geometrischen Zentrum der Anzeigeeinrichtung überein und deckt einen vergleichsweise kleinen Teil der Anzeigeeinrichtung ab. Auf diese Weise gelangt der Ort mit einer gewissen Toleranz zuverlässig ins geometrische Zentrum der Anzeigeeinrichtung. Der maximale Flächenanteil, den der zentrale Bereich haben kann, liegt bevorzugt bei maximal 40 %, besonders bevorzugt bei maximal 30 %, insbesondere bevorzugt bei maximal 20 % und ganz besonders bevorzugt bei maximal 10 %.The center of the observer's area of interest, which results from the location at which he looked (possibly over a certain period of time), should lie in the central area of the display device. The central area preferably coincides with the geometric center of the display device and covers a comparatively small part of the display device. In this way, the location reliably reaches the geometric center of the display device with a certain tolerance. The maximum surface area that the central region can have is preferably a maximum of 40%, particularly preferably a maximum of 30%, particularly preferably a maximum of 20% and very particularly preferably a maximum of 10%.

Der Begriff der Anzeigeeinrichtung umfasst in dem hier zugrunde liegenden Verständnis den Teil einer Anzeige, auf dem das elektronische Bild angezeigt wird. Bei einem Monitor, der das elektronische Bild in einem Fenster anzeigt und neben diesem Fenster beispielsweise Einstellparameter für das Mikroskop etc. darstellt, ist die Anzeigeeinrichtung nur dieses Fenster. Die Anzeigeeinrichtung kann insbesondere als elektronisches (Stereo-)Okular ausgebildet sein. Bei einen solchen ist die Verfolgung der Blickrichtung aufgrund der bekannten Beziehung zwischen elektronischen Display und Auge des Beobachters besonders einfach zu realisieren.The term display device, in the understanding underlying it here, includes the part of a display on which the electronic image is displayed. In the case of a monitor that displays the electronic image in a window and, in addition to this window, displays, for example, setting parameters for the microscope, etc., the display device is only this window. The display device can in particular be designed as an electronic (stereo) eyepiece. In such cases, tracking the viewing direction is particularly easy to implement due to the known relationship between the electronic display and the observer's eye.

Die hinsichtlich des Verfahrens vorstehend und auch nachfolgend genannten Aspekte gelten gleichermaßen auch für das Mikroskop, das eine Abbildungsoptik, einen Bilddetektor, eine Steuerungseinrichtung und die bereits genannte Anzeigeeinrichtung aufweist. Die Abbildungsoptik bildet das Objekt in ein optisches Bild auf den Bilddetektor ab. Dieser erzeugt aus dem optischen Bild die elektronischen Bilddaten, und die Steuerungseinrichtung generiert aus den elektronischen Bilddaten das elektronische Bild des Objektes, welches die Anzeigeeinrichtung dann anzeigt. Das Mikroskop hat eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Blickrichtung eines Benutzers des Mikroskops. Die Steuerungseinrichtung ermittelt aus Signalen der Erfassungseinrichtung einen Ort auf der Anzeigeeinrichtung, auf den der Benutzer blickt und prüft, ob dieser Ort im zentralen Bereich der Anzeigeeinrichtung liegt. Falls dies nicht der Fall ist, verstellt die Steuerungseinrichtung die Abbildungsoptik oder verändert das Generieren des elektronischen Bildes jeweils derart, dass der dem Ort zugeordnete Bildinhalt in dem zentralen Bereich der Anzeigeeinrichtung verschoben wird.The aspects mentioned above and below with regard to the method also apply equally to the microscope, which has imaging optics, an image detector, a control device and the display device already mentioned. The imaging optics images the object into an optical image on the image detector. This generates the electronic image data from the optical image, and the control device generates the electronic image of the object from the electronic image data, which the display device then displays. The microscope has a detection device for detecting a viewing direction of a user of the microscope. The control device uses signals from the detection device to determine a location on the display device that the user is looking at and checks whether this location is in the central area of the display device. If this is not the case, the control device adjusts the imaging optics or changes the generation of the electronic image in such a way that the image content assigned to the location is shifted in the central area of the display device.

Die Steuerungseinrichtung achtet optional darauf, dass die genannte Maximalgeschwindigkeit nicht überschritten wird.The control device optionally ensures that the stated maximum speed is not exceeded.

Das Verändern der optischen Abbildung kann besonders einfach dadurch erfolgen, dass die Abbildungsoptik relativ zum Objekt verschiebbar ist und dass die Steuerungseinrichtung beim Verstellen der Abbildungsoptik diese verschiebt. Insbesondere kann das Mikroskop mit einem Stativ ausgerüstet sein, dass Abbildungsoptik und Bilddetektor gegenüber Objekt und Anzeigeeinrichtung verschieblich hält.Changing the optical imaging can be done particularly easily by the imaging optics being displaceable relative to the object and by the control device displacing the imaging optics when adjusting the imaging optics. In particular, the microscope can be equipped with a tripod that holds the imaging optics and image detector in a movable manner relative to the object and display device.

Die Erfassungseinrichtung erfasst die Blickrichtung des Beobachters. Dies ist besonders einfach, wenn dazu eine Kamera verendet, welche die Augen des Beobachters abbildet. Die kann insbesondere an der Anzeigeeinrichtung befestigt sein und/oder die Augenpupille erfassen. Bei letzterem lässt sich die Blickrichtung besonders leicht ableiten.The detection device detects the observer's line of sight. This is particularly easy if a camera is used that images the observer's eyes. This can in particular be attached to the display device and/or capture the pupil of the eye. With the latter, the direction of view can be deduced particularly easily.

Das Mikroskopieverfahren kann mit einem Mikroskop, insbesondere einem Stereo-Mikroskop, durchgeführt werden. Vorzugsweise ist das Mikroskop ein Operationsmikroskop, welches ein Objekt vergrößert, vorzugsweise stereoskopisch, dargestellt. Dazu weist das Mikroskop z. B. als Anzeigeeinrichtung zwei voneinander beabstandete Bildschirme oder Displays auf, so dass ein Beobachter das Objekt mittels der Anzeigeeinrichtung stereoskopisch wahrnehmen kann. Bevorzugt ist das Mikroskop ein rein digitales Mikroskop, d. h. das Objekt kann ausschließlich über die Anzeigeeinrichtung und nicht mit einem Okular betrachtet werden. Es ist jedoch aber auch möglich, dass das Mikroskop die Betrachtung des Objekts mit einem Okular oder die Kombination aus Okular- und Anzeigeeinrichtung vorliegt.The microscopy method can be carried out with a microscope, in particular a stereo microscope. The microscope is preferably a surgical microscope which enlarges an object, preferably stereoscopically. For this purpose, the microscope z. B. as a display device on two spaced-apart screens or displays, so that an observer can perceive the object stereoscopically using the display device. The microscope is preferably a purely digital microscope, i.e. H. the object can only be viewed via the display device and not with an eyepiece. However, it is also possible for the microscope to view the object with an eyepiece or a combination of eyepiece and display device.

Das Objekt ist insbesondere eine Probe oder ein Körper, die/der mittels des Stereo-Mikroskops beobachtet werden sollen, beispielsweise ein Mensch oder ein Körperteil eines Menschen oder eines Tieres.The object is in particular a sample or a body that is to be observed using the stereo microscope, for example a human or a body part of a human or an animal.

Der Bilddetektor erzeugt aus dem optischen Bild Bilddaten für ein elektronisches Bild des Objekts. Dazu weist er z. B. eine Vielzahl von Pixeln auf, welche eintreffende Strahlung in elektrische Signale umwandeln. Die eintreffende Strahlung kann beispielsweise Licht im sichtbaren Bereich und/oder Strahlung im ultravioletten Wellenlängenbereich und/oder im infraroten Wellenlängenbereich sein. Der Bilddetektor kann beispielsweise einen CMOS-Sensor oder einen CCD-Sensor umfassen. Die Steuerungseinrichtung kann beispielsweise ein Mikroprozessor, ein Computer mit entsprechend versehenem Computerprogramm oder ein sonstiger elektrischer Schaltkreis sein. Die Steuerungseinrichtung erzeugt aus den Bilddaten das elektronische Bild.The image detector uses the optical image to generate image data for an electronic image of the object. For this he points out, for example: B. a large number of pixels, which convert incoming radiation into electrical signals. The incident radiation can, for example, be light in the visible range and/or radiation in the ultraviolet wavelength range and/or in the infrared wavelength range. The image detector can include, for example, a CMOS sensor or a CCD sensor. The control device can be, for example, a microprocessor, a computer with an appropriate computer program or another electrical circuit. The control device generates the electronic image from the image data.

Das Mikroskop weist eine optionale Eingabeeinrichtung auf, mittels welcher die Steuerungseinrichtung bedient werden kann. Insbesondere lässt sich hierüber ein Vergrößerungsmaßstab und/oder eine Mindestauflösung und/oder Bildhelligkeit vorgeben. Die Eingabeeinrichtung kann eine Tastatur oder ein anderes Bedienelement sein und ist mit der Steuerungseinrichtung verbunden. Über sie kann auch die bereits erwähnte Anforderung der Objektfeldeinstellung erfolgen.The microscope has an optional input device by means of which the control device can be operated. In particular, a magnification scale and/or a minimum resolution and/or image brightness can be specified here. The input device can be a keyboard or another control element and is connected to the control device. The already mentioned request for the object field setting can also be made via this.

Hinsichtlich der im Zusammenhang mit dem Mikroskopieverfahren angestellten Überlegungen, bevorzugte Ausführungsformen und Vorteile gelten für das Mikroskop analog.With regard to the considerations made in connection with the microscopy method, preferred embodiments and advantages apply analogously to the microscope.

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

1 eine Darstellung des prinzipiellen Aufbaus eines Mikroskops gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 eine Darstellung des prinzipiellen Aufbaus des Mikroskops gemäß einer zweiten Ausführungsform;
3 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform des Mikroskops;
4 eine schematische Darstellung von Einzelheiten eines Objektivs des Mikroskops der 1 bis 3 und
5 eine schematische Darstellung zur Illustration der Einstellung eines abgebildeten Objektfeldes und
6 eine schematische Darstellung des Mikroskops zur Verstellung der lateralen Lage des abgebildeten Objektfeldes.

It is understood that the features mentioned above and those to be explained below can be used not only in the combinations specified, but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention. The invention is explained in more detail below, for example with reference to the accompanying drawings, which also reveal features essential to the invention. Show it:

1 a representation of the basic structure of a microscope according to a first embodiment;
2 a representation of the basic structure of the microscope according to a second embodiment;
3 a schematic representation of a third embodiment of the microscope;
4 a schematic representation of details of a lens of the microscope 1 to 3 and
5 a schematic representation to illustrate the setting of an imaged object field and
6 a schematic representation of the microscope for adjusting the lateral position of the imaged object field.

1 zeigt schematisch ein Mikroskop M. Das Mikroskop M ist vom Fernrohrtyp und ausgebildet, elektronische Stereo-Bilder und/oder Stereo-Videos eines Objekts O zu erzeugen, wobei zwei Beobachter das Mikroskop M gleichzeitig benutzen können, die nachfolgend als erster Beobachter und zweiter Beobachter bezeichnet werden. 1 schematically shows a microscope M. The microscope M is of the telescope type and is designed to generate electronic stereo images and / or stereo videos of an object O, whereby two observers can use the microscope M at the same time, hereinafter referred to as the first observer and the second observer become.

Die dem zweiten Beobachter zugeordneten Elemente oder Merkmale des Mikroskops M sind mit einem Bezugszeichen versehen, das um 100 höher als das Bezugszeichen des entsprechenden Elementes für den ersten Beobachter ist. Die Elemente und Merkmale werden ferner wegen der Stereo-Eigenschaft des Mikroskops M hinsichtlich rechts und links durch ein Suffix „L“ oder „R“ im Bezugszeichen sowie durch das entsprechende Adjektiv „links“ oder „rechts“ unterschieden. Dies ist, wie oben ausgeführt, keine Vorgabe für die Beobachter.The elements or features of the microscope M assigned to the second observer are provided with a reference number that is 100 higher than the reference number of the corresponding element for the first observer. The elements and features are further distinguished by a suffix “L” or “R” in the reference number and by the corresponding adjective “left” or “right” because of the stereo property of the microscope M with respect to right and left. As stated above, this is not a requirement for observers.

Das Mikroskop M bildet das Objekt O durch Kanäle ab, die jeweils zuerst eine optische Abbildung und dann eine elektronische Bildgewinnung umfassen. In Abbildungsrichtung folgt dem Objektiv 1, dessen Details später anhand 3 beschrieben werden, ein Abschnitt mit parallelen Strahlengängen. Erste und zweite, jeweils linke und rechte, Tubuslinsen 2L, 2R, 102L, 102R erzeugen in ersten und zweiten, jeweils linken und rechten, Bildebenen 4L, 4R, 104L, 104R erste und zweite, jeweils linke und rechte, optische Bilder 5L, 5R, 105L, 105R. In den Bildebenen 4L, 4R, 104L, 104R liegen erste und zweite, jeweils linke und rechte, Bilddetektoren 6L, 6R, 106L, 106R, welche jeweils die optischen Bilder 5L, 5R, 105L, 105R in erste und zweite, jeweils linke und rechte, elektronischen Bilddaten 7L, 7R, 107L, 107R umwandeln. Die Bilddetektoren 6L, 6R, 106L, 106R umfassen beispielsweise einen CCD-Sensor (charge-coupled device) und/oder einen CMOS-Sensor (Complementary metal-oxide-semiconductor). Eine Steuerungseinrichtung 12 erzeugt aus den jeweiligen Bilddaten 7L, 7R, 107L, 107R erste und zweite, jeweils linke und rechte, elektronische Bilder 11 L, 11R, 111 L, 111R, welche jeweils auf ersten und zweiten Stereo-Anzeigeeinrichtungen 10, 110 angezeigt werden. Die Steuerungseinrichtung 12 kann beispielsweise ein Mikroprozessor, ein Computer mit entsprechend versehenem Computerprogramm oder ein sonstiger elektrischer Schaltkreis sein. das Mikroskop umfasst eine Erfassungseinrichtung 12.2, die später noch erläutert wird. Die Stereo-Anzeigeeinrichtungen 10, 110 weisen jeweils linke und rechte Anzeigeeinrichtungen 9L, 9R, 109L, 109R zur Bilddarstellung der elektronischen Bilder 11 L, 11R, 111 L, 111R auf. Die Anzeigeeinrichtungen 9L, 9R, 109L, 109R können einen Bildschirm und/oder ein Display umfassen.The microscope M images the object O through channels, each of which first includes optical imaging and then electronic image acquisition. Lens 1 follows in the imaging direction, the details of which will be discussed later 3 are described, a section with parallel beam paths. First and second, left and right respectively, tube lenses 2L, 2R, 102L, 102R produce in first and second th, left and right, image planes 4L, 4R, 104L, 104R first and second, left and right, optical images 5L, 5R, 105L, 105R. In the image planes 4L, 4R, 104L, 104R there are first and second, left and right, image detectors 6L, 6R, 106L, 106R, which each transmit the optical images 5L, 5R, 105L, 105R into the first and second, left and right , convert electronic image data 7L, 7R, 107L, 107R. The image detectors 6L, 6R, 106L, 106R include, for example, a CCD sensor (charge-coupled device) and/or a CMOS sensor (complementary metal-oxide-semiconductor). A control device 12 generates first and second, left and right, electronic images 11L, 11R, 111L, 111R from the respective image data 7L, 7R, 107L, 107R, which are respectively displayed on first and second stereo display devices 10, 110 . The control device 12 can be, for example, a microprocessor, a computer with an appropriate computer program or another electrical circuit. the microscope includes a detection device 12.2, which will be explained later. The stereo display devices 10, 110 each have left and right display devices 9L, 9R, 109L, 109R for displaying the electronic images 11L, 11R, 111L, 111R. The display devices 9L, 9R, 109L, 109R can comprise a screen and/or a display.

Das Objektiv 1 und die Tubuslinsen 2L, 2R, 102L, 102R bilden einen ersten und zweiten, jeweils linken und rechten, Abbildungsstrahlengang 8L, 8R, 108R, 108L, welcher das Objekt O in die Bildebenen 4L, 4R, 104L, 104R abbildet. Die Bilddetektoren 6L, 6R, 106L, 106R, die Steuerungseinrichtung 12 und die Anzeigeeinrichtungen 9L, 9R, 109L, 109R bilden jeweils einen ersten und zweiten, jeweils linken und rechten, datentechnischen Teil 13L, 13R, 113L, 113R des Mikroskops M.The objective 1 and the tube lenses 2L, 2R, 102L, 102R form a first and second, left and right, imaging beam path 8L, 8R, 108R, 108L, which images the object O in the image planes 4L, 4R, 104L, 104R. The image detectors 6L, 6R, 106L, 106R, the control device 12 and the display devices 9L, 9R, 109L, 109R each form a first and second, left and right, data technical part 13L, 13R, 113L, 113R of the microscope M.

Die ersten Abbildungsstrahlengänge 8L, 8R bilden zusammen mit den datentechnischen Teilen 13L, 13R einen ersten Kanal, nachfolgend als erster linker bzw. rechter Teilkanal 17L, 17R bezeichnet. Analog ist ein zweiter Kanal, umfassend einen zweiten linken bzw. rechten Teilkanal 117L, 117R, aus den zweiten Abbildungsstrahlengängen 108L, 108R und den datentechnischen Teilen 113L, 113R aufgebaut.The first imaging beam paths 8L, 8R, together with the data technology parts 13L, 13R, form a first channel, hereinafter referred to as the first left or right sub-channel 17L, 17R. Analogously, a second channel, comprising a second left or right sub-channel 117L, 117R, is constructed from the second imaging beam paths 108L, 108R and the data technology parts 113L, 113R.

Das Mikroskop M weist somit den ersten linken Teilkanal 17L, den ersten rechten Teilkanal 17R, den zweiten linken Teilkanal 117L und den zweiten rechten Teilkanal 117R auf. Der erste linke Teilkanal 17R erzeugt ein erstes linkes elektronisches Bild 11L des Objekts O und der erste rechte Teilkanal 17R dient zur Erzeugung eines ersten rechten elektronischen Bilds 11 R des Objekts O. Das erste linke elektronische Bild 11L und das erste rechte elektronische Bild 11R bilden zusammen ein erstes elektronisches Stereo-Bild des Objekts O. Der zweite linke Teilkanal 107R dient zur Erzeugung eines zweiten linken elektronischen Bilds 111L des Objekts O, und der zweite rechte Teilkanal 107R erzeugt ein zweites rechtes elektronisches Bild 111 R des Objekts O. Das zweite linke elektronische Bild 111L und das zweite rechte elektronische Bild 111R bilden zusammen ein zweites elektronisches Stereo-Bild des Objekts O. Das erste elektronische Stereo-Bild wird dem ersten Beobachter auf der Anzeigeeinrichtung 10 und das zweite elektronische Stereo-Bild dem zweiten Beobachter auf der Anzeigeeinrichtung 110 angezeigt.The microscope M thus has the first left sub-channel 17L, the first right sub-channel 17R, the second left sub-channel 117L and the second right sub-channel 117R. The first left sub-channel 17R generates a first left electronic image 11L of the object O and the first right sub-channel 17R serves to generate a first right electronic image 11 R of the object O. The first left electronic image 11L and the first right electronic image 11R form together a first electronic stereo image of the object O. The second left sub-channel 107R is used to generate a second left electronic image 111L of the object O, and the second right sub-channel 107R generates a second right electronic image 111 R of the object O. The second left electronic Image 111L and the second right electronic image 111R together form a second electronic stereo image of the object O. The first electronic stereo image is displayed to the first observer on the display device 10 and the second electronic stereo image is displayed to the second observer on the display device 110 .

Der erste linke Abbildungsstrahlengang 8L bildet das Objekt O durch das Objektiv 1 und die erste linke Tubuslinse 2L in das erste linke optische Bild 5L ab, der erste rechte Abbildungsstrahlengang 8R analog in das erste rechte optische Bild 5R. Der erste linke Abbildungsstrahlengang 8L und der erste rechte Abbildungsstrahlengang 8R bilden einen ersten Stereo-Abbildungsstrahlengang zur optischen Stereo-Abbildung des Objekts O.The first left imaging beam path 8L images the object O through the objective 1 and the first left tube lens 2L in the first left optical image 5L, the first right imaging beam path 8R analogously in the first right optical image 5R. The first left imaging beam path 8L and the first right imaging beam path 8R form a first stereo imaging beam path for optical stereo imaging of the object O.

Im ersten linken Abbildungsstrahlengang 8L und im ersten rechten Abbildungsstrahlengang 8R ist eine Strahlteilereinrichtung 115 vorgesehen. Der zweite linke Abbildungsstrahlengang 108L bildet analog das Objekt O über die Strahlteilereinrichtung 115 (insbesondere den linken Strahlteiler 116L) und die zweite linke Tubuslinse 112L in das zweite linke optische Bild 105L ab. Der zweite rechte Abbildungsstrahlengang 108R bildet das Objekt O über die Strahlteilereinrichtung 115 (insbesondere einen zweiten Strahlteiler 116R) und die zweite rechte Tubuslinse 112R in das zweite rechte optische Bild 105R ab.A beam splitter device 115 is provided in the first left imaging beam path 8L and in the first right imaging beam path 8R. The second left imaging beam path 108L analogously images the object O into the second left optical image 105L via the beam splitter device 115 (in particular the left beam splitter 116L) and the second left tube lens 112L. The second right imaging beam path 108R images the object O into the second right optical image 105R via the beam splitter device 115 (in particular a second beam splitter 116R) and the second right tube lens 112R.

Die Strahlteilereinrichtung 115 kann eine einzige Strahlteilerfläche aufweisen, wie dies beispielsweise in 3 gezeigt ist, oder zwei separate Strahlteiler 116L und 116R, wie dies in den 1 und 2 dargestellt ist. Die Strahlteilereinrichtung 115 lenkt Strahlung, die von dem Objekt O ausgeht, in den zweiten linken Teilkanal 117L und in den zweiten rechten Teilkanal 117R um. Die Strahlung für den ersten linken Teilkanal 17L und im zweiten rechten Teilkanal 17R wird von der Strahlteilereinrichtung 115 transmittiert.The beam splitter device 115 may have a single beam splitter surface, for example as shown in 3 is shown, or two separate beam splitters 116L and 116R as shown in Figs 1 and 2 is shown. The beam splitter device 115 redirects radiation emanating from the object O into the second left sub-channel 117L and into the second right sub-channel 117R. The radiation for the first left sub-channel 17L and in the second right sub-channel 17R is transmitted by the beam splitter device 115.

Nach der Strahlteilereinrichtung 115 wird die Strahlung durch die Tubuslinsen 2L, 2R, 102L, 102R, welche eine oder mehrere Linsen umfassen können, in die entsprechenden Bildebenen 4L, 4R, 104L, 104R fokussiert. Die Abbildungseigenschaften der Tubuslinsen 2L, 2R, 102L, 102R sind optional verstellbar und weisen dazu z. B. zueinander bewegliche Linsenglieder auf. Das Objektiv 1 sowie die ersten Tubuslinsen 2L und 2R oder die zweiten Tubuslinsen 102L und 102R bilden zusammen jeweils eine Abbildungsoptik. Sie bildet das Objekt O mit einstellbarem Abbildungsmaßstab in die jeweiligen Bildebenen 4L, 4R, 104L, 104R ab. Optional können jeweils die Tubuslinsen 2L, 2R, 102L, 102R und/oder das Objektiv 1 mit einer Zoomoptik versehen sein, beispielsweise sind Tubuslinsen 2L, 2R, 102L, 102R und/oder das Objektiv 1 mit zwei zu einer beweglich angeordneten Linsen versehen und/oder zusätzliche Linsen sind in den Teil der Abbildungsstrahlengänge 8L, 8R, 108R, 108L bringbar, in denen Strahlung parallelisiert verläuft.After the beam splitter device 115, the radiation is focused into the corresponding image planes 4L, 4R, 104L, 104R by the tube lenses 2L, 2R, 102L, 102R, which can comprise one or more lenses. The imaging properties of the tube lenses 2L, 2R, 102L, 102R are optionally adjustable and have e.g. B. mutually movable lens members. The lens 1 and the first tube lenses 2L and 2R or the second Tube lenses 102L and 102R together each form imaging optics. It images the object O with an adjustable image scale in the respective image planes 4L, 4R, 104L, 104R. Optionally, the tube lenses 2L, 2R, 102L, 102R and/or the objective 1 can be provided with zoom optics, for example, the tube lenses 2L, 2R, 102L, 102R and/or the objective 1 are provided with two lenses that are movably arranged to form one and/or or additional lenses can be brought into the part of the imaging beam paths 8L, 8R, 108R, 108L in which radiation runs in parallel.

Die Tubuslinsen 2L, 2R, 102L, 102R legen erste und zweite, jeweils linke und rechte, optische Achsen OA1 L, OA1 R, OA2L, OA2R fest. Die erste linke optische Achse OA1L und die erste rechte optische Achse OA1R bestimmen im Abschnitt zwischen der Strahlteilereinrichtung 115 und dem Objektiv 1 eine erste Stereobasis des ersten elektronischen Stereo-Bilds, während die zweite linke optische Achse OA2L und die zweite rechte optische Achse OA2R ebenfalls zwischen der Strahlteilereinrichtung 115 und dem Objektiv 1 eine zweite Stereobasis des zweiten elektronischen Stereo-Bilds definieren. Die linken und rechten optischen Achsen OA1 L, OA1 R und OA2L, OA2R verlaufen zwischen der Strahlteilereinrichtung 115 und dem Objektiv 1 parallel zueinander und spannen jeweils eine optische Ebene auf. Die Stereobasen sind jeweils durch Betrag und Richtung eines Abstandsvektors A zwischen den linken und rechten optischen Achsen OA1L, OA1 R und OA2L, OA2R in dem Bereich zwischen der Strahlteilereinrichtung 115 und dem Objektiv 1 festgelegt. Der Abstandsvektor A liegt jeweils in von den optischen Achsen OA1L, OA1 R und OA2L, OA2R definierten optischen Ebenen. Die Länge oder der Betrag des Abstandsvektors A gibt den Abstand der linken und rechten optischen Achsen OA1L, OA1R und OA2L, OA2R in der optischen Ebene an. Die Richtung des Abstandsvektors A bestimmt die Ausrichtung der optischen Ebene und damit der Stereobasis; eine Drehung der Stereobasis führt zu einer Drehung der optischen Ebene.The tube lenses 2L, 2R, 102L, 102R define first and second, left and right, optical axes OA1 L, OA1 R, OA2L, OA2R. The first left optical axis OA1L and the first right optical axis OA1R determine a first stereo base of the first electronic stereo image in the section between the beam splitter device 115 and the lens 1, while the second left optical axis OA2L and the second right optical axis OA2R also between the beam splitter device 115 and the lens 1 define a second stereo base of the second electronic stereo image. The left and right optical axes OA1 L, OA1 R and OA2L, OA2R run parallel to one another between the beam splitter device 115 and the objective 1 and each span an optical plane. The stereo bases are each determined by the magnitude and direction of a distance vector A between the left and right optical axes OA1L, OA1 R and OA2L, OA2R in the area between the beam splitter device 115 and the objective 1. The distance vector A lies in optical planes defined by the optical axes OA1L, OA1 R and OA2L, OA2R. The length or magnitude of the distance vector A indicates the distance of the left and right optical axes OA1L, OA1R and OA2L, OA2R in the optical plane. The direction of the distance vector A determines the orientation of the optical plane and thus the stereo base; a rotation of the stereo base leads to a rotation of the optical plane.

Die erste linke Tubuslinse 2L, der erste linke Bilddetektor 6L, die erste rechte Tubuslinse 2R und erste rechte Bilddetektor 6R sind optional zueinander starr und bilden insbesondere eine Einheit. Sie sind allerdings gegenüber der Strahlteilereinrichtung 115 drehbar, so dass dadurch Ausrichtung der ersten Stereobasis verändert werden kann. Die zweite linke Tubuslinse 102L, der zweite linke Bilddetektor 106L, die zweite rechte Tubuslinse 102R, der zweite rechte Bilddetektor 106R und die Strahlteilereinrichtung 115 sind optional ebenfalls zueinander starr und bilden eine Einheit. Sie sind vorzugsweise gegenüber dem Objektiv 1 fest angeordnet, so dass die zweite Stereobasis nicht veränderbar ist. Die jeweiligen Einheiten sind in den 1 und 2 gestrichelt umrandet.The first left tube lens 2L, the first left image detector 6L, the first right tube lens 2R and the first right image detector 6R are optionally rigid to one another and in particular form a unit. However, they are rotatable relative to the beam splitter device 115, so that the orientation of the first stereo base can be changed. The second left tube lens 102L, the second left image detector 106L, the second right tube lens 102R, the second right image detector 106R and the beam splitter device 115 are optionally also rigid to one another and form a unit. They are preferably arranged fixedly relative to the lens 1, so that the second stereo base cannot be changed. The respective units are in the 1 and 2 outlined with dashed lines.

Die erste Stereobasis und das Objektiv 1 bestimmen eine erste linke Sehachse 14L für den ersten linken Teilkanal 17L und eine erste rechte Sehachse 14R für den ersten rechten Teilkanal 17R, während die zweite Stereobasis und das Objektiv 1 eine zweite linke Sehachse 114L für den zweiten linken Teilkanal 117L und eine zweite rechte Sehachse 114R für den zweiten rechten Teilkanal 117R festlegen.The first stereo base and the lens 1 determine a first left visual axis 14L for the first left sub-channel 17L and a first right visual axis 14R for the first right sub-channel 17R, while the second stereo base and the lens 1 determine a second left visual axis 114L for the second left sub-channel 117L and a second right visual axis 114R for the second right sub-channel 117R.

Der erste linke datentechnische Teil 13L umfasst den ersten linken Bilddetektor 6L, die Steuerungseinrichtung 12 und optional die erste linke Anzeigeeinrichtung 9L zur Bilddarstellung des ersten linken elektronischen Bilds 11L. Der erste rechte datentechnische Teil 13R umfasst den ersten rechten Bilddetektor 6R, die Steuerungseinrichtung 12 und optional die erste rechte Anzeigeeinrichtung 9R zur Bilddarstellung des ersten rechten elektronischen Bildes 11R. Der zweite linke datentechnische Teil 103L umfasst den zweiten linken Bilddetektor 106L, die Steuerungseinrichtung 12 und die zweite linke Anzeigeeinrichtung 109L zur Darstellung des zweiten linken elektronischen Bilds 111L auf, während der zweite rechte datentechnische Teil 113R den zweiten rechten Bilddetektor 106R, die Steuerungseinrichtung 12 sowie die zweite rechte Anzeigeeinrichtung 109R zur Bilddarstellung des zweiten rechten elektronischen Bilds 111R umfasst. Der erste linke Bilddetektor 6L liegt in der ersten linken Bildebene 4L, der erste rechte Bilddetektor 6R in der ersten rechten Bildebene 4R, der zweite linke Bilddetektor 106L in der zweiten linken Bildebene 104L und der zweite rechte Bilddetektor 106R in der zweiten rechten Bildebene 104R. Die Bilddetektoren 6L, 6R, 106L, 106R wandeln jeweils die Strahlung der optischen Bilder 5L, 5R, 105L, 105R in elektronische Bilddaten 7L, 7R, 107L, 107R um, insbesondere erzeugt der erste linke Bilddetektor 6L erste linke elektronische Bilddaten 7L, der erste rechte Bilddetektor 6R erste rechte elektronische Bilddaten 7R, der zweite linke Bilddetektor 106L zweite linke elektronische Bilddaten 107L und der zweite rechte Bilddetektor 106R zweite rechte elektronische Bilddaten 107R.The first left data technical part 13L includes the first left image detector 6L, the control device 12 and optionally the first left display device 9L for image display of the first left electronic image 11L. The first right data technical part 13R includes the first right image detector 6R, the control device 12 and optionally the first right display device 9R for image display of the first right electronic image 11R. The second left data technical part 103L includes the second left image detector 106L, the control device 12 and the second left display device 109L for displaying the second left electronic image 111L, while the second right data technical part 113R includes the second right image detector 106R, the control device 12 and the second right display device 109R for image display of the second right electronic image 111R. The first left image detector 6L lies in the first left image plane 4L, the first right image detector 6R in the first right image plane 4R, the second left image detector 106L in the second left image plane 104L and the second right image detector 106R in the second right image plane 104R. The image detectors 6L, 6R, 106L, 106R each convert the radiation from the optical images 5L, 5R, 105L, 105R into electronic image data 7L, 7R, 107L, 107R, in particular the first left image detector 6L generates first left electronic image data 7L, the first right image detector 6R first right electronic image data 7R, the second left image detector 106L second left electronic image data 107L and the second right image detector 106R second right electronic image data 107R.

Die elektronischen Bilddaten 7L, 7R, 107L und 107R werden über Leitungen an die Steuerungseinrichtung 12 übermittelt. Die Steuerungseinrichtung 12 erzeugt aus den elektronischen Bilddaten 7L, 7R, 107L, 107R die elektronischen Bilder 11L, 11R, 111 L, 111R. Die elektronischen Bilder 11L, 11R, 111L und 111R werden jeweils über Leitungen an die optionalen Anzeigeeinrichtungen 9L, 9R, 109L und 109R übermittelt. Die Anzeigeeinrichtungen 9L, 9R, 109L, 109R stellen die elektronischen Bilder 11L, 11 R, 111L und 111R für die Beobachter dar.The electronic image data 7L, 7R, 107L and 107R are transmitted to the control device 12 via lines. The control device 12 generates the electronic images 11L, 11R, 111L, 111R from the electronic image data 7L, 7R, 107L, 107R. The electronic images 11L, 11R, 111L and 111R are transmitted via lines to the optional displays 9L, 9R, 109L and 109R, respectively. The display devices 9L, 9R, 109L, 109R display the electronic images 11L, 11R, 111L and 111R to the observers.

Die ersten Tubuslinsen 2L, 2R und die ersten Bilddetektoren 6L, 6R können wie in 1 durch die gestrichelte Umrahmung gezeigt gegenüber der Strahlteilereinrichtung 115 drehbar gehalten sein. Damit ist es möglich, die erste Stereobasis zu rotieren, nämlich durch Drehung der genannten Elemente. Auf diese Weise rotiert der Abstandsvektor A in einer Ebene senkrecht zu den ersten optischen Achsen OA1 L, OA1 R. Bei einer Drehung der ersten Tubuslinsen 2L, 2R und der ersten Bilddetektoren 6L, 6R rotierten vorzugsweise das Paar der ersten optischen Achsen OA1 L, OA1R um sein Zentrum. Insbesondere sind die ersten Tubuslinsen 2L, 2R und die ersten Bilddetektoren 6L, 6R starr zueinander angeordnet. Darüber hinaus ist es möglich, dass die ersten Tubuslinsen 2L, 2R und die ersten Bilddetektoren 6L, 6R beweglich zueinander angeordnet sind, so dass sich beispielsweise die Länge des Abstandsvektors verändern lässt. Die zweiten Tubuslinsen 102L, 102R und die zweiten Bilddetektoren 106L, 106R sind wie in 1 durch die gestrichelte Umrahmung gezeigt gegenüber der Strahlteilereinrichtung 115 starr angeordnet.The first tube lenses 2L, 2R and the first image detectors 6L, 6R can be as in 1 shown by the dashed frame, can be held rotatably relative to the beam splitter device 115. This makes it possible to rotate the first stereo base, namely by rotating the elements mentioned. In this way, the distance vector A rotates in a plane perpendicular to the first optical axes OA1 L, OA1 R. When the first tube lenses 2L, 2R and the first image detectors 6L, 6R rotate, the pair of first optical axes OA1 L, OA1R preferably rotate around its center. In particular, the first tube lenses 2L, 2R and the first image detectors 6L, 6R are arranged rigidly relative to one another. In addition, it is possible for the first tube lenses 2L, 2R and the first image detectors 6L, 6R to be arranged to be movable relative to one another, so that, for example, the length of the distance vector can be changed. The second tube lenses 102L, 102R and the second image detectors 106L, 106R are as in 1 shown by the dashed frame, rigidly arranged relative to the beam splitter device 115.

Das Mikroskop M gemäß 2 stimmt hinsichtlich des ersten linken Teilkanals 17L und des ersten rechten Teilkanals 17R mit dem Mikroskop M gemäß der Ausführungsform der 1 überein. Auch der zweite Kanal 117L stimmt mit dem zweiten linken Teilkanal 117L des Mikroskops M gemäß der in 1 gezeigten Ausführungsform überein. Jedoch fehlt der zweite Teilkanal 117R komplett. Somit eignet sich das Mikroskop M zum Anzeigen des ersten elektronischen Stereo-Bilds und eines zweiten monoskopischen elektronischen Bilds des Objekts O. Der verbliebene zweite Kanal 117L ist somit ein monoskopischer Kanal, mittels welchem ein monoskopisches elektronisches Bild des Objekts O gewonnen und mit der Anzeigeeinrichtung 110 dargestellt werden kann.The microscope M according to 2 agrees with respect to the first left sub-channel 17L and the first right sub-channel 17R with the microscope M according to the embodiment of 1 agree. The second channel 117L also corresponds to the second left partial channel 117L of the microscope M according to FIG 1 shown embodiment. However, the second sub-channel 117R is completely missing. The microscope M is therefore suitable for displaying the first electronic stereo image and a second monoscopic electronic image of the object O. The remaining second channel 117L is therefore a monoscopic channel by means of which a monoscopic electronic image of the object O is obtained and with the display device 110 can be displayed.

Das Mikroskop M gemäß 3 ist als Stereo-Mikroskop vom Fernrohr-Typ ausgebildet, wobei in 3 Einzelheiten des ersten linken Abbildungsstrahlengang 8L, des ersten rechten Abbildungsstrahlengang 8R, des zweiten linken Abbildungsstrahlengang 108L und des zweiten rechten Abbildungsstrahlengang 108R sowie der Bilddetektoren 6L, 6R, 106L und 106R dargestellt sind. Die Anzeigeeinrichtungen und die Steuerungseinrichtung 12 sind in 2 und 3 nicht eingezeichnet, können jedoch wie in 1 ausgebildet sein. Das Mikroskop M ist ein digitales Stereo-Operationsmikroskop, mit welchem elektronische Stereo-Bilder und/oder Stereo-Videos eines Objekts O erzeugt werden können. Dazu wird das Objekt O auf einem Operationsfeld 22 platziert und mittels einer Beleuchtungseinrichtung 24 beleuchtet. Die Beleuchtungseinrichtung 24 sendet als Beleuchtungsstrahlung 26 Weißlicht, d. h. Strahlung mit Wellenlängen im sichtbaren Bereich, sowie optional Strahlung zur Anregung von Fluoreszenz in dem Objekt O aus.The microscope M according to 3 is designed as a telescope-type stereo microscope, whereby in 3 Details of the first left imaging beam path 8L, the first right imaging beam path 8R, the second left imaging beam path 108L and the second right imaging beam path 108R as well as the image detectors 6L, 6R, 106L and 106R are shown. The display devices and the control device 12 are in 2 and 3 not shown, but can be used as in 1 be trained. The microscope M is a digital stereo surgical microscope with which electronic stereo images and/or stereo videos of an object O can be generated. For this purpose, the object O is placed on an operating field 22 and illuminated by means of a lighting device 24. The illumination device 24 emits white light as illumination radiation 26, ie radiation with wavelengths in the visible range, and optionally radiation for stimulating fluorescence in the object O.

Die Steuerungseinrichtung 12 ist mit der Beleuchtungseinrichtung 24 per Funk oder durch in den Figuren nicht eingezeichnete Leitungen datentechnisch verbunden und kann insbesondere die Intensität des abgegebenen Lichts, die Dauer eines Beleuchtungspulses sowie die Größe einer beleuchteten Fläche auf dem Objekt O, die Beleuchtungsfläche, verändern. Dies gelingt z. B. mit Hilfe eines der Beleuchtungseinrichtung 24 zugeordneten Beleuchtungsobjektivs 28, welches steuerbar ist. Die Intensität der Beleuchtung, die Dauer eines Beleuchtungspulses sowie die Größe der Beleuchtungsfläche werden anwendungsabhängig eingestellt.The control device 12 is connected to the lighting device 24 via radio or via lines not shown in the figures and can in particular change the intensity of the light emitted, the duration of an illumination pulse and the size of an illuminated area on the object O, the illumination area. This works, for example: B. with the help of a lighting lens 28 assigned to the lighting device 24, which can be controlled. The intensity of the illumination, the duration of an illumination pulse and the size of the illumination area are adjusted depending on the application.

Die Steuerungseinrichtung 12 kann die Beleuchtungseinrichtung 24 auch dahingehend steuern, dass die Beleuchtungseinrichtung 24 Lichtpulse abgibt, die mit der Belichtungszeit des ersten linken Bilddetektors 6L, des ersten rechten Bilddetektors 6R, des zweiten linken Bilddetektors 106L und/oder des zweiten rechten Bilddetektors 106R synchronisiert sind. Optional kann die Steuerungseinrichtung 12 die Beleuchtungseinrichtung 24 zur Abgabe von Lichtpulsen steuern, die sich in ihrer spektralen Eigenschaft unterscheiden. Ein erster Puls kann Weißlicht umfassen und mit der Belichtung der ersten der Bilddetektoren 6L, 6R synchronisiert sein, während ein zweiter Belichtungspuls Licht zur Anregung von Fluoreszenzfarbstoffen ausstrahlt, wobei der zweite Lichtimpuls mit der Belichtung der zweiten Bilddetektoren 106L, 106R synchronisiert ist. Auf diese Weise kann die Beleuchtung für die Bilddetektoren 6L, 6R, 106L, 106R optimiert werden.The control device 12 can also control the lighting device 24 so that the lighting device 24 emits light pulses that are synchronized with the exposure time of the first left image detector 6L, the first right image detector 6R, the second left image detector 106L and / or the second right image detector 106R. Optionally, the control device 12 can control the lighting device 24 to emit light pulses that differ in their spectral properties. A first pulse may comprise white light and be synchronized with the exposure of the first of the image detectors 6L, 6R, while a second exposure pulse emits light for exciting fluorescent dyes, the second light pulse being synchronized with the exposure of the second image detectors 106L, 106R. In this way, the lighting for the image detectors 6L, 6R, 106L, 106R can be optimized.

Darüber hinaus kann die Steuerungseinrichtung 12 den ersten linken Bilddetektor 6L und den ersten rechten Bilddetektor 6R einerseits sowie den zweiten linken Bilddetektor 106L und den zweiten rechten Bilddetektor 106R anderseits zeitlich versetzt belichten, so dass ein Videosignal mit doppelter Bildrate erzeugt werden kann, gegebenenfalls ohne die Belichtungsdauer zu reduzieren. Weiter ist es optional möglich, dass die Belichtungsdauer erhöht wird, beispielsweise verdoppelt, und ein Videosignal mit gleicher Bildrate erzeugt wird; auf diese Weise lässt sich das Signal-zu-Rausch-Verhältnis bei gleicher Bildrate erhöhen.In addition, the control device 12 can expose the first left image detector 6L and the first right image detector 6R on the one hand and the second left image detector 106L and the second right image detector 106R on the other hand with a time offset, so that a video signal with twice the frame rate can be generated, possibly without the exposure duration to reduce. Furthermore, it is optionally possible for the exposure duration to be increased, for example doubled, and a video signal with the same frame rate to be generated; In this way, the signal-to-noise ratio can be increased at the same frame rate.

Der durch die Beleuchtungsstrahlung entsprechender Wellenlänge angeregte Fluoreszenzfarbstoff kann beispielsweise Indocyaningrün (ICG) sein, dessen Absorptionsspektrum hauptsächlich zwischen 600 nm und 900 nm liegt und Strahlung mit Wellenlängen zwischen 750 nm und 950 nm emittiert. Darüber hinaus kann auch Protoporphyrin IX (PpIX) als Fluoreszenzfarbstoff verwendet werden, der ein Absorptionsspektrum zwischen 400 und 500 nm und ein Emissionsspektrum zwischen 600 und 670 nm hat.The fluorescent dye excited by the illumination radiation of the corresponding wavelength can be, for example, indocyanine green (ICG), whose absorption spectrum is mainly between 600 nm and 900 nm and emits radiation with wavelengths between 750 nm and 950 nm. In addition, protoporphyrin IX (PpIX) can also be used as a fluorescent dye the one that has an absorption spectrum between 400 and 500 nm and an emission spectrum between 600 and 670 nm.

Die Abbildungsstrahlengänge 8L, 8R, 108L und 108R weisen einen optionalen Filter 33 auf. Nach Durchgang der Strahlen durch das Objektiv 1 oder das Varioskop sind aus einem Punkt des Objekts O stammende Strahlen zueinander parallel. Der Filter 33 ist optional in die Strahlengänge bringbar, beispielsweise mit Hilfe eines elektrischen Motors, der von der Steuerungseinrichtung 12 gesteuert wird. Der Filter 33 blockt beispielsweise Strahlung mit unerwünschten Wellenlängen.The imaging beam paths 8L, 8R, 108L and 108R have an optional filter 33. After the rays pass through the objective 1 or the varioscope, rays originating from a point on the object O are parallel to one another. The filter 33 can optionally be brought into the beam paths, for example with the aid of an electric motor that is controlled by the control device 12. The filter 33 blocks, for example, radiation with undesirable wavelengths.

Im Anschluss daran wird die vom Objekt O stammende Strahlung des gemeinsamen Strahlengangs in die Strahlteilereinrichtung 115 geführt, welche in dieser Ausführungsform einen dichroitischen Strahlteiler aufweist. Die Strahlteilereinrichtung 115 teilt die Strahlung in den ersten linken Abbildungsstrahlengang 8L und den ersten rechten Abbildungsstrahlengang 8R einerseits sowie in den zweiten linken Abbildungsstrahlengang 108L und den zweiten rechten Abbildungsstrahlengang 108R anderseits. Die Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich, welche ein Beispiel für den einen ersten Wellenlängenbereich ist, wird z. B. zu 50 % reflektiert und zu 50 % transmittiert. Strahlung mit Wellenlängen größer als 800 nm, was ein Beispiel für einen zweiten Wellenlängenbereich ist, wird bevorzugt zu 100 % reflektiert und zu 0 % transmittiert. Wird in dem Objekt O der Fluoreszenzfarbstoff ICG angeregt, so wird die Fluoreszenzstrahlung an der Strahlteilereinrichtung 115 nahezu vollständig reflektiert. Die reflektierte Strahlung wird den zweiten Bilddetektoren 106L und 106R zugeführt und die transmittierte Strahlung den ersten Bilddetektoren 6L und 6R. Der erste linke Abbildungsstrahlengang 8L und der erste rechte Abbildungsstrahlengang 8R führen nach der Strahlteilereinrichtung 115 somit lediglich Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich, während der zweite linke Abbildungsstrahlengang 108L und der zweite rechte Abbildungsstrahlengang 108R Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich und im infraroten Wellenlängenbereich aufweisen.Subsequently, the radiation from the common beam path originating from the object O is guided into the beam splitter device 115, which in this embodiment has a dichroic beam splitter. The beam splitter device 115 divides the radiation into the first left imaging beam path 8L and the first right imaging beam path 8R on the one hand and into the second left imaging beam path 108L and the second right imaging beam path 108R on the other hand. The radiation in the visible wavelength range, which is an example of the first wavelength range, is z. B. 50% reflected and 50% transmitted. Radiation with wavelengths greater than 800 nm, which is an example of a second wavelength range, is preferably 100% reflected and 0% transmitted. If the fluorescent dye ICG is excited in the object O, the fluorescent radiation is almost completely reflected at the beam splitter device 115. The reflected radiation is supplied to the second image detectors 106L and 106R and the transmitted radiation to the first image detectors 6L and 6R. The first left imaging beam path 8L and the first right imaging beam path 8R thus only guide light in the visible wavelength range after the beam splitter device 115, while the second left imaging beam path 108L and the second right imaging beam path 108R have radiation in the visible wavelength range and in the infrared wavelength range.

Eine erste Stereo-Kamera 34 umfasst eine mit einem Doppelloch versehene erste Pupillenblende 36, die erste linke Tubuslinse 2L, die erste rechte Tubuslinse 2R, zwei erste Umlenkprismen 38L, 38R, den ersten linken Bilddetektor 6L und den zweiten linken Bilddetektor 6R. Der erste linke Bilddetektor 6L ist hier als einziger erster linker Bildsensor 42L und der erste rechte Bilddetektor 6R als einziger erster rechter Bildsensor 42R ausgebildet. Die erste linke Tubuslinse 2L definiert die erste linke optische Achse OA1L und die erste rechte Tubuslinse 2R definiert die erste reche optische Achse OA1R. Eine Rotation der ersten Stereobasis führt somit zu einer Drehung des Abstandsvektors A in einer Ebene senkrecht zu den ersten optischen Achsen OA1 L, OA1R und somit zu einer Drehung des Paars der ersten optischen Achsen OA1L, OA1R um sich selbst. In der in 3 gezeigten Ausführungsform können alle Elemente der ersten Stereo-Kamera 34 gemeinsam gedreht werden, insbesondere gegenüber der Strahlteilereinrichtung 115.A first stereo camera 34 includes a first pupil diaphragm 36 provided with a double hole, the first left tube lens 2L, the first right tube lens 2R, two first deflection prisms 38L, 38R, the first left image detector 6L and the second left image detector 6R. The first left image detector 6L is designed here as the only first left image sensor 42L and the first right image detector 6R is designed as the only first right image sensor 42R. The first left tube lens 2L defines the first left optical axis OA1L and the first right tube lens 2R defines the first right optical axis OA1R. A rotation of the first stereo base thus leads to a rotation of the distance vector A in a plane perpendicular to the first optical axes OA1L, OA1R and thus to a rotation of the pair of first optical axes OA1L, OA1R about itself 3 In the embodiment shown, all elements of the first stereo camera 34 can be rotated together, in particular relative to the beam splitter device 115.

Die von der Strahlteilereinrichtung 115 transmittierte Strahlung wird durch die zwei Öffnungen in der ersten Pupillenblende 36 geführt und durch die ersten Tubuslinsen 2L und 2R der ersten Stereo-Kamera 34 auf die ersten Bildsensoren 42L, 42R abgebildet. Sie können als Farbsensoren, beispielsweise zur Detektion von sichtbarem Licht, ausgebildet sein. Die Farbsensoren umfassen insbesondere einen Chip mit darüber liegenden Bayer-Pattern oder drei Monochromsensoren zur Detektion von Licht in bestimmten Wellenlängenbereichen mit einem darüber liegenden Farbteilerprisma. Die erste Pupillenblende 36 begrenzt die Ausdehnung der Strahlung in dem ersten linken und dem ersten rechten Abbildungsstrahlengang 8L und 8R. Erste Antriebe 46L, 46R verstellen den Abbildungsmaßstab.The radiation transmitted by the beam splitter device 115 is guided through the two openings in the first pupil diaphragm 36 and imaged onto the first image sensors 42L, 42R by the first tube lenses 2L and 2R of the first stereo camera 34. They can be designed as color sensors, for example for detecting visible light. The color sensors include in particular a chip with a Bayer pattern overlying it or three monochrome sensors for detecting light in certain wavelength ranges with a color splitter prism overlying it. The first pupil stop 36 limits the extent of the radiation in the first left and the first right imaging beam paths 8L and 8R. The first drives 46L, 46R adjust the image scale.

Ferner kann die Größe der ersten Pupillenblende 36 für die Strahlung der ersten Abbildungsstrahlengänge 8L und 8R unterschiedlich einstellbar sein; die ersten Abbildungsstrahlengänge 8L und 8R können demnach jeweils eine unterschiedlich große Blende aufweisen. Bevorzugt ist die erste Pupillenblende 36 kontinuierlich oder stufenweise für jeden der ersten Abbildungsstrahlengänge 8L und 8R verstellbar. Es ist auch möglich, dass die erste Pupillenblende 36 nur für den ersten linken Abbildungsstrahlengang 8L oder den ersten rechten Abbildungsstrahlengang 8R verstellbar ist.Furthermore, the size of the first pupil diaphragm 36 can be adjusted differently for the radiation from the first imaging beam paths 8L and 8R; The first imaging beam paths 8L and 8R can therefore each have a different sized aperture. The first pupil diaphragm 36 is preferably continuously or stepwise adjustable for each of the first imaging beam paths 8L and 8R. It is also possible for the first pupil diaphragm 36 to be adjustable only for the first left imaging beam path 8L or the first right imaging beam path 8R.

Optional sind erste linke und rechte Umlenkprismen 38L, 38R vorgesehen, welche die von den ersten Tubuslinsen 2L und 2R kommende Strahlung auf die ersten Bildsensoren 42L, 42R umlenken. Die ersten Bildsensoren 42L, 42R weisen jeweils eine Detektorfläche mit einer Vielzahl von Pixel auf, welche die einfallende Strahlung in die ersten elektronischen Bilddaten 7L und 7R umwandeln können. Die erzeugten ersten elektronischen Bilddaten 7L und 7R werden an die Steuerungseinrichtung 12 weitergeleitet. Der erste linke Bildsensor 42L legt die erste linke Bildebene 4L fest, wobei das erste linke optische Bild 5L auf den ersten linken Bildsensor 42L abgebildet wird. Analog legt der erste rechte Bildsensor 42R die erste rechte Bildebene 4R fest, wobei das erste rechte optische Bild 5R auf den ersten rechten Bildsensor 42R abgebildet wird.Optionally, first left and right deflection prisms 38L, 38R are provided, which deflect the radiation coming from the first tube lenses 2L and 2R onto the first image sensors 42L, 42R. The first image sensors 42L, 42R each have a detector surface with a large number of pixels, which can convert the incident radiation into the first electronic image data 7L and 7R. The generated first electronic image data 7L and 7R are forwarded to the control device 12. The first left image sensor 42L defines the first left image plane 4L, with the first left optical image 5L being imaged onto the first left image sensor 42L. Analogously, the first right image sensor 42R defines the first right image plane 4R, with the first right optical image 5R being imaged onto the first right image sensor 42R.

Die erste Stereo-Kamera 34 umfasst ferner einen ersten Drehmotor 31 und einen ersten Winkeldetektor 31a. Die Stereobasis der ersten Stereo-Kamera 34 ist mittels des ersten Drehmotors 31 um die Hauptachse des Objektivs 1 drehbar. Auf diese Weise rotieren die erste linke optische Achse OA1L und erste optische Achse OA1R um eine Hauptachse des Objektivs 1 und es lässt sich die Stereobasis der ersten Stereo-Kamera 34 gegenüber dem Objekt O verändern. Der Drehmotor 31 ist mit dem ersten Winkeldetektor 31a versehen, welcher letztlich die Lage der ersten Stereobasis misst. Der erste Winkeldetektor 31a und der erste Drehmotor 31 sind mit der Steuerungseinrichtung 12 über nicht eingezeichnete Leitungen oder per Funk datentechnisch verbunden. Die Steuerungseinrichtung 12 steuert den ersten Drehmotor 31, welcher insbesondere die erste Stereo-Kamera 34 um die Hauptachse des Objektivs 1 dreht.The first stereo camera 34 further includes a first rotation motor 31 and a first angle detector 31a. The stereo base of the first stereo Camera 34 can be rotated about the main axis of lens 1 by means of first rotary motor 31. In this way, the first left optical axis OA1L and first optical axis OA1R rotate about a main axis of the lens 1 and the stereo base of the first stereo camera 34 can be changed relative to the object O. The rotary motor 31 is provided with the first angle detector 31a, which ultimately measures the position of the first stereo base. The first angle detector 31a and the first rotary motor 31 are connected to the control device 12 via lines not shown or by radio. The control device 12 controls the first rotary motor 31, which in particular rotates the first stereo camera 34 about the main axis of the lens 1.

Eine zweite Stereo-Kamera 134 umfasst eine mit einem Doppelloch versehene zweite Pupillenblende 136, die zweite linke Tubuslinse 102L, die zweite rechte Tubuslinse 102R, einen zweiten linken Kamerastrahlteiler 150L und einen zweiten rechten Kamerastrahlteiler 150R sowie den zweiten linken Bilddetektor 106L und den zweiten rechten Bilddetektor 106R. Die durch die zweite Pupillenblende 136 und die rechten Tubuslinsen 102L und 102R jeweils definierten zweite linke optische Achse OA2L und zweite rechte optische Achse OA2R verlaufen in einem Abschnitt zwischen dem Objektiv 1 und der Strahlteilereinrichtung 115 parallel zur Hauptachse des Objektivs 1. Eine Rotation der zweiten Stereobasis führt zu einer Drehung des Abstandsvektors A in einer Ebene senkrecht zu den zweiten optischen Achsen OA2L, OA2R und somit zu einer Drehung des Paars der zweiten optischen Achsen OA2L, OA2R um sich selbst. In der in 3 gezeigten Ausführungsform können alle Elemente der zweiten Stereo-Kamera 134 gemeinsam gedreht werden, insbesondere gegenüber der Strahlteilereinrichtung 115.A second stereo camera 134 includes a double-hole second pupil stop 136, the second left tube lens 102L, the second right tube lens 102R, a second left camera beam splitter 150L and a second right camera beam splitter 150R, as well as the second left image detector 106L and the second right image detector 106R. The second left optical axis OA2L and second right optical axis OA2R, each defined by the second pupil diaphragm 136 and the right tube lenses 102L and 102R, run parallel to the main axis of the objective 1 in a section between the objective 1 and the beam splitter device 115. A rotation of the second stereo base leads to a rotation of the distance vector A in a plane perpendicular to the second optical axes OA2L, OA2R and thus to a rotation of the pair of second optical axes OA2L, OA2R about itself 3 In the embodiment shown, all elements of the second stereo camera 134 can be rotated together, in particular relative to the beam splitter device 115.

Die von der Strahlteilereinrichtung 115 reflektierte Strahlung wird durch die Öffnungen der zweite Pupillenblende 136 geführt und durch die zweiten Tubuslinsen 102L und 102R der zweiten Stereo-Kamera 134 auf die zweiten Bilddetektoren 106L und 106R abgebildet. Die zweite Pupillenblende 136 begrenzt die Ausdehnung der Strahlung des zweiten linken Abbildungsstrahlengangs 108L und des zweiten rechten Abbildungsstrahlengangs 108R. Die zweiten Tubuslinsen 102L und 102R können zusammen mit dem Objektiv 1 über zweite Antriebe 146L, 146R den Abbildungsmaßstab der Abbildung des Objekts O auf die zweiten Bilddetektoren 106L und 106R verändern.The radiation reflected by the beam splitter device 115 is guided through the openings of the second pupil stop 136 and imaged onto the second image detectors 106L and 106R through the second tube lenses 102L and 102R of the second stereo camera 134. The second pupil stop 136 limits the extent of the radiation of the second left imaging beam path 108L and the second right imaging beam path 108R. The second tube lenses 102L and 102R, together with the objective 1, can change the magnification of the image of the object O on the second image detectors 106L and 106R via second drives 146L, 146R.

Ferner ist die Größe der zweiten Pupillenblende 136 für jeden der zweiten Abbildungsstrahlengänge 108L und 108R unterschiedlich einstellbar; jeder zweiter Abbildungsstrahlengang 108L und 108R kann demnach eine unterschiedlich große Blende aufweisen. Bevorzugt ist die zweite Pupillenblende 136 kontinuierlich oder stufenweise für jeden der zweiten Abbildungsstrahlengänge 108L und 108R verstellbar. Es ist auch möglich, dass die zweite Pupillenblende 136 nur für den zweiten linken Abbildungsstrahlengang 108L oder den zweiten rechten Abbildungsstrahlengang 108R verstellbar ist.Furthermore, the size of the second pupil stop 136 can be adjusted differently for each of the second imaging beam paths 108L and 108R; Each second imaging beam path 108L and 108R can therefore have a different sized aperture. The second pupil diaphragm 136 is preferably continuously or stepwise adjustable for each of the second imaging beam paths 108L and 108R. It is also possible for the second pupil diaphragm 136 to be adjustable only for the second left imaging beam path 108L or the second right imaging beam path 108R.

Die zweiten Bilddetektoren 106L und 106R umfassen vier zweite Bildsensoren 142L, 142La, 142R, 142Ra zur Umwandlung von einfallender Strahlung in zweite elektronische Bilddaten 107L und 107R. Der zweite linke Bilddetektor 106L weist einen zweiten linken primären Bildsensor 142L und einen zweiten linken sekundären Bildsensor 142La auf, der zweite rechte Bilddetektor 106R einen zweiten rechten sekundären Bildsensor 142R und einen zweiten rechten sekundären Bildsensor 142Ra. Die zweiten primären Bildsensoren 142L, 142R detektieren beispielsweise sichtbares Licht und können als die zuvor beschriebenen Farbsensoren ausgestaltet sein. Die zweiten sekundären Bildsensoren 142La, 142Ra sind zum Beispiel zur Detektion von infraroter Strahlung vorgesehen und als Monochromsensoren zur Detektion von Licht eines vorgegebenen Wellenlängenbereichs ausgebildet. Die zweiten Kamerastrahlteiler 150L, 150R besitzen ein Transmissions-/Reflexionsspektrum, mittels welchem Strahlung im infrarotem Wellenlängenbereich auf die zweiten sekundären Bildsensoren 142La, 142Ra gelenkt wird, während Strahlung im sichtbaren Bereich auf die zweiten primären Bildsensoren 142L, 142R transmittiert wird. Die zweiten Bildsensoren 142L, 142La, 142R, 142Ra sind mit der Steuerungseinrichtung 12 verbunden. Die zweiten linken Bildsensoren 142L, 142La legen jeweils die zweite linke Bildebene 104L fest, wobei das zweite linke optische Bild 105L auf die zweiten linken Bildsensoren 142L, 142La abgebildet wird. Analog legen die zweiten rechten Bildsensoren 142R, 142Ra jeweils die zweite rechte Bildebene 104R fest, wobei das zweite rechte optische Bild 105R auf die zweiten rechten Bildsensoren 142R, 142Ra abgebildet wird. Die Bildsensoren 42L, 42R, 142L, 142La,142R, 142Ra können jeweils als CCD-Sensor (charge-coupled device) und/oder einen CMOS-Sensor (Complementary metal-oxide-semiconductor) ausgebildet sein.The second image detectors 106L and 106R include four second image sensors 142L, 142La, 142R, 142Ra for converting incident radiation into second electronic image data 107L and 107R. The second left image detector 106L has a second left primary image sensor 142L and a second left secondary image sensor 142La, the second right image detector 106R has a second right secondary image sensor 142R and a second right secondary image sensor 142Ra. The second primary image sensors 142L, 142R detect, for example, visible light and can be designed as the color sensors described above. The second secondary image sensors 142La, 142Ra are intended, for example, for detecting infrared radiation and are designed as monochrome sensors for detecting light of a predetermined wavelength range. The second camera beam splitters 150L, 150R have a transmission/reflection spectrum, by means of which radiation in the infrared wavelength range is directed onto the second secondary image sensors 142La, 142Ra, while radiation in the visible range is transmitted to the second primary image sensors 142L, 142R. The second image sensors 142L, 142La, 142R, 142Ra are connected to the control device 12. The second left image sensors 142L, 142La each define the second left image plane 104L, with the second left optical image 105L being imaged onto the second left image sensors 142L, 142La. Analogously, the second right image sensors 142R, 142Ra each define the second right image plane 104R, with the second right optical image 105R being imaged onto the second right image sensors 142R, 142Ra. The image sensors 42L, 42R, 142L, 142La, 142R, 142Ra can each be designed as a CCD sensor (charge-coupled device) and/or a CMOS sensor (complementary metal-oxide-semiconductor).

Die zweite Stereo-Kamera 134 umfasst optional einen zweiten Drehmotor 131 und einen zweiten Winkeldetektor 131 a. Die zweiten optischen Achsen OA2L, OA2R sind im Abschnitt zwischen dem Objektiv 1 und der Strahlteilereinrichtung 115 mit Hilfe des zweiten Drehmotors 131 um die Hauptachse des Objektivs 1 drehbar; es lässt sich somit die Winkellage, d. h. die zweite Stereobasis, der zweiten Stereo-Kamera 134 gegenüber dem Objekt O verändern. Dem zweiten Drehmotor 131 ist der zweite Winkeldetektor 131a zugeordnet, welcher letztlich die zweite Stereobasis misst. Der zweite Drehmotor 131 sowie der zweite Winkeldetektor 131a sind mit der Steuerungseinrichtung 12 über nicht eingezeichnete Leitungen oder per Funk datentechnisch verbunden. Die Steuerungseinrichtung 12 kann den zweiten Drehmotor 131 steuern, welcher die zweite Stereo-Kamera 134 dreht.The second stereo camera 134 optionally includes a second rotary motor 131 and a second angle detector 131a. The second optical axes OA2L, OA2R are rotatable about the main axis of the lens 1 in the section between the objective 1 and the beam splitter device 115 with the aid of the second rotation motor 131; The angular position, ie the second stereo base, of the second stereo camera 134 relative to the object O can thus be changed. The second rotary motor 131 is the second Associated with angle detector 131a, which ultimately measures the second stereo base. The second rotary motor 131 and the second angle detector 131a are connected in terms of data technology to the control device 12 via lines not shown or by radio. The control device 12 can control the second rotation motor 131, which rotates the second stereo camera 134.

Vorzugsweise kann die Steuerungseinrichtung 12 die Belichtungszeit und die Auflösung der ersten Stereo-Kamera 34 und der zweiten Stereo-Kamera 134 verstellen.Preferably, the control device 12 can adjust the exposure time and the resolution of the first stereo camera 34 and the second stereo camera 134.

Die Größe der Pupillenblenden 36, 136 ist für jeden Abbildungsstrahlengang individuell einstellbar; jeder Abbildungsstrahlengang 8L, 8R, 108L, 108R kann demnach eine unterschiedlich große Blende aufweisen. Bevorzugt ist die erste Pupillenblende 11 kontinuierlich, mindestens aber stufenweise verstellbar. Es ist auch möglich, dass nur die erste Pupillenblende 36 verstellbar ist.The size of the pupil diaphragms 36, 136 can be adjusted individually for each imaging beam path; Each imaging beam path 8L, 8R, 108L, 108R can therefore have a different sized aperture. The first pupil diaphragm 11 is preferably adjustable continuously, but at least in steps. It is also possible for only the first pupil diaphragm 36 to be adjustable.

Wie 4 zeigt, ist das Objektiv 1 mehrteilig ausgeführt und umfasst in Ausführungsformen beispielsweise ein Varioskop 30, hier realisiert durch ein bewegliches Linsenglied 30.1 und ein feststehendes Linsenglied 30.2. Das bewegliche Linsenglied 30.1 ist unter Ansteuerung durch die Steuerungseinrichtung 12 von einem Antrieb 30.3 verstellbar. Weiter umfasst das Objektiv 1 ein bewegliches Glied 1.1 und ein feststehendes Glied 1.2. Das bewegliche Glied 1.1 ist von einem Antrieb 1.3 wiederum unter Ansteuerung durch die Steuerungseinrichtung verstellbar. Auf diese Weise ist eine Zoom-Optik realisiert, mit der der Abbildungsmaßstab und die Fokalebene bei der Abbildung des Objektes O eingestellt werden können. Somit kann das Objekt O mit einstellbarem Vergrößerungs- oder Abbildungsmaßstab im Stereomikroskop M abgebildet werden, wobei zugleich auch die Lage der Fokalebene eingestellt werden kann, d. h. in unterschiedliche Tiefenlagen fokussiert werden kann. Da das Objekt O, wie nachfolgend noch erläutert werden wird, in der Anwendung des Mikroskops M eine Tiefenstruktur aufweist, ist diese Eigenschaft von besonderer Bedeutung. 4 zeigt rein exemplarisch eine stufenlose Verstellbarkeit des Abbildungsmaßstabs. Gleichermaßen kann in Ausführungsformen durch schwenkbare Glieder jedoch auch eine gestufte Verstellung realisiert werden.How 4 shows, the lens 1 is designed in several parts and in embodiments includes, for example, a varioscope 30, here realized by a movable lens member 30.1 and a fixed lens member 30.2. The movable lens member 30.1 is adjustable by a drive 30.3 under control by the control device 12. The lens 1 further includes a movable member 1.1 and a fixed member 1.2. The movable member 1.1 can be adjusted by a drive 1.3 under control by the control device. In this way, a zoom optic is realized with which the imaging scale and the focal plane can be adjusted when imaging the object O. The object O can thus be imaged in the stereo microscope M with an adjustable magnification or imaging scale, whereby the position of the focal plane can also be adjusted at the same time, ie it can be focused at different depths. Since the object O, as will be explained below, has a deep structure when using the microscope M, this property is of particular importance. 4 purely as an example shows the infinitely variable adjustability of the image scale. Likewise, in embodiments, a stepped adjustment can also be achieved using pivotable members.

Die Steuerungseinrichtung 12 ist mit der Erfassungseinrichtung 12.2 verbunden. Dies ist exemplarisch in die Bauweise der 1 eingezeichnet, kommt aber auch für die anderen Ausführungsformen in Frage. Die Erfassungseinrichtung 12.2 ermittelt, auf welchen Ort der Anzeigeeinrichtung 10, 110 der Betrachter blickt. Aus dieser Ortsangabe ermittelt die Steuerungseinrichtung 12 dann den Interessenbereich IB. Die Erfassungseinrichtung 12.2 kann beispielsweise eine Kamera umfassen, welche an der Anzeigeeinrichtung 10 und/oder 110 befestigt ist und mit deren Daten die Steuerungseinrichtung 12 den Ort erfasst. Die Erfassungseinrichtung 12.2 kann damit teilweise auch als Softwaremodul ausgeführt sein, das in der Steuerungseinrichtung 12 arbeitet.The control device 12 is connected to the detection device 12.2. This is an example of the construction method 1 shown, but is also possible for the other embodiments. The detection device 12.2 determines which location on the display device 10, 110 the viewer is looking at. From this location information, the control device 12 then determines the area of interest IB. The detection device 12.2 can, for example, comprise a camera which is attached to the display device 10 and/or 110 and with whose data the control device 12 records the location. The detection device 12.2 can therefore also be partially designed as a software module that works in the control device 12.

Beim Mikroskopieren mit dem Mikroskop M führt die Steuerungseinrichtung 12 bevorzugt fortwährend ein Verfahren zum Einstellen des abgebildeten Objektfeldes durch. Dieses Verfahren wird bei einem Mikroskop M, das für mehrere Beobachter ausgebildet ist, nur für einen der beiden Beobachter ausgeführt. Dieser ist ein Haupt-Beobachter und gibt die Lage des Objektfeldes, welches abgebildet wird, auch für den weiteren Beobachter aus, der dann ein Neben-Beobachter ist. Beispiele für solche Anwendungsfälle finden sich in der Chirurgie, bei der Operationsmikroskope eingesetzt werden. Der Chirurg gibt das Objektfeld vor, dass dann auch einem Assistenten oder eine Pflegekraft angezeigt wird.When microscoping with the microscope M, the control device 12 preferably continuously carries out a method for adjusting the imaged object field. In the case of a microscope M that is designed for several observers, this method is only carried out for one of the two observers. This is a main observer and also outputs the position of the object field that is being imaged to the other observer, who is then a secondary observer. Examples of such applications can be found in surgery, where surgical microscopes are used. The surgeon specifies the object field, which is then displayed to an assistant or nursing staff.

5 zeigt die Anzeigeeinrichtung 10, die hier als Stereookular ausgebildet ist, das mittels der Anzeigeeinrichtungen 9L und 9R ein Stereobild anzeigt. Am Stereookular ist die Erfassungseinrichtung 12.2 angebracht, die die Blickrichtung, insbesondere die Lage der Pupille des Beobachters ermittelt und daraus feststellt, wohin der Betrachter blickt. In der dargestellten Situation blickt er auf der Anzeigeeinrichtung auf einen Ort 202. dieser Ort 202 liegt außerhalb eines zentralen Bereichs 206 der Anzeigeeinrichtung 9L. Die Steuerungseinrichtung 12 verstellt deshalb das Mikroskop derart, dass der Bildinhalt, welcher sich am Ort 202 befindet, in den zentralen Bereich 206 gelangt. Dieser liegt zentriert um das geometrische Zentrum 204 der Anzeigeeinrichtung 9L. Auf diese Weise wandert das abgebildete Objektfeld ins Zentrum 206 der Anzeigeeinrichtung 9L. Während der Verschiebung wird der Ort 202 nicht erfasst. Weiter ist optional vorgesehen, dass bei der Erfassung des Ortes 202 eine Tiefpassfilterung ausgeführt wird. Dies kann dadurch geschehen, dass eine zeitliche Mittelung vorgenommen wird, oder der Beobachter über eine Mindestdauer auf den Ort 202 blicken muss, damit die Verstellung erfolgt. 5 shows the display device 10, which is designed here as a stereo eyepiece that displays a stereo image using the display devices 9L and 9R. The detection device 12.2 is attached to the stereo eyepiece, which determines the viewing direction, in particular the position of the observer's pupil, and from this determines where the observer is looking. In the situation shown, he looks at a location 202 on the display device. This location 202 lies outside a central area 206 of the display device 9L. The control device 12 therefore adjusts the microscope in such a way that the image content, which is located at the location 202, reaches the central area 206. This is centered around the geometric center 204 of the display device 9L. In this way, the imaged object field moves to the center 206 of the display device 9L. Location 202 is not recorded during the shift. Furthermore, it is optionally provided that low-pass filtering is carried out when the location 202 is detected. This can be done by averaging over time, or the observer has to look at the location 202 for a minimum period of time for the adjustment to take place.

Das Bestimmen des Ortes 202 erfolgt in der Ausführungsform der 5 ausschließlich in der linken Anzeigeeinrichtung 9L. Dies genügt aufgrund der Parallelstellung der Augen. Der Eingriff am Mikroskop erfolgt natürlich so, dass die Verschiebung des Objektfeldes für beide Stereoteilkanäle gleichermaßen ausgeführt wird. Das Mikroskop kann natürlich gleichermaßen auch als normales Mono-Mikroskop ausgebildet sein.The location 202 is determined in the embodiment of 5 exclusively in the left display device 9L. This is sufficient due to the parallel position of the eyes. The intervention on the microscope is of course carried out in such a way that the object field is shifted equally for both stereo sub-channels. The microscope can of course also be designed as a normal mono microscope.

Eine Möglichkeit zur Verstellung des Objektausschnittes ist in 6 gezeigt. Hier ist das Mikroskop M als chirurgisches Mikroskop ausgebildet, mit dem als Objekt ein Patient untersucht wird, der sich auf einer Patientenliege 300 befindet. Das Mikroskop M umfasst einen Mikroskopkörper 302, welcher beispielsweise alle Elemente vom Objektiv 1 bis zu den Bildsensoren enthält. Der Mikroskopkörper 302 ist an einem Stativ 304 befestigt, welches unter Steuerung durch die Steuerungseinrichtung 12 verstellt werden kann. Auf diese Weise kann ein Beobachter B bequem das Objektfeld anpassen kann, indem Antriebe 306 am Stativ 304 angesteuert werden, welche den Mikroskopkörper 302 verschieben und damit den Bildinhalt, welcher dem Ort 202 entspricht, in den zentralen Bereich 206 bringen. Alternative elektronische Verstellungen als Ersatz für derartige mechanische Verstellungen sind im allgemeinen Teil der Beschreibung erläutert.There is an option for adjusting the object section 6 shown. Here the microscope M is designed as a surgical microscope with which a patient who is on a patient couch 300 is examined as an object. The microscope M comprises a microscope body 302, which contains, for example, all elements from the lens 1 to the image sensors. The microscope body 302 is attached to a stand 304, which can be adjusted under the control of the control device 12. In this way, an observer B can easily adjust the object field by controlling drives 306 on the stand 304, which move the microscope body 302 and thus bring the image content, which corresponds to the location 202, into the central area 206. Alternative electronic adjustments as replacements for such mechanical adjustments are explained in the general part of the description.

Claims

Microscopy method for imaging an object (O), comprising the steps - imaging the object (O) in an optical image (5L, 5R, 105L, 105R) on an image detector (6L, 6R, 106L, 106R), - generating electronic image data (7L, 7R, 107L, 107R) from the optical image (5L, 5R, 105L, 105R) by means of the image detector (6L, 6R, 106L, 106R) and generating an electronic image (11L, 11R, 111L, 111R). the electronic image data (7L, 7R, 107L, 107R), and - displaying the electronic image (11L, 11R, 111L, 111R) on a display device (10, 110) and characterized by - detecting a viewing direction of a user B of the microscope (M) and determining a location (202) in the electronic image (11L, 11R, 111L, 111R) at which the user B is looking, a location on the display device (10, 110) at which the user is looking, while a displacement of the microscope (M) is not detected or evaluated, and - checking whether the determined location (202) is in a central area (206) of the display device (10, 110) and, if not, modifying the imaging of the object ( O) in the optical image (5L, 5R, 105L, 105R) and / or generating the electronic image (11L, 11R, 111L, 111R) from the electronic image data (7L, 7R, 107L, 107R) in such a way, that the image content assigned to the determined location (202) is moved to the central area (206) of the display device (10, 110).

microscopy method Claim 1 , characterized in that a temporal low-pass filtering is carried out when determining the location (202).

microscopy method Claim 1 or 2 , characterized in that the modification is carried out in such a way that a predetermined and optionally adjustable maximum speed is not exceeded when moving.

Microscopy method according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that in order to modify the imaging of the object (O) in the optical image (5L, 5R, 105L, 105R), imaging optics are moved relative to the object (O).

Microscopy method according to one of the above claims, characterized in that when generating the electronic image (11L, 11R, 111L, 111R) only electronic image data (7L, 7R, 107L, 107R) is used which contains a section of the optical image ( 5L, 5R, 105L, 105R) on the image detector (6L, 6R, 106L, 106R) and that the crop is moved to modify the generation of the electronic image (11L, 11R, 111L, 111R).

Microscopy method according to one of the above claims, characterized in that the central region (206) is centered on the geometric center (204) of the display device (10, 110) and covers a maximum area portion of the display device (10, 110).

Microscope for generating an electronic image (11L, 11R, 111L, 111R) of an object (O), comprising - imaging optics, an image detector (6L, 6R, 106L, 106R), a control device (12) and a display device (10, 110), whereby - the imaging optics images the object (O) into an optical image (5L, 5R, 105L, 105R) on the image detector (6L, 6R, 106L, 106R), - the image detector (6L, 6R, 106L, 106R ) generates electronic image data (7L, 7R, 107L, 107R) from the optical image (5L, 5R, 105L, 105R) and the control device (12) creates an electronic image (11 L, 11R, 111L, 111R) of the object (O) is generated, and - the display device (10, 110) displays the electronic image (11L, 11R, 111L, 111R) of the object (O), characterized in that - the microscope has a detection device (12.2) for detecting a viewing direction of a user (B) of the microscope (M), - the control device (12) determines a location (202) on the display device (10, 110) from signals from the detection device (12.2) determines what the user (B) is looking at, but neither detects nor evaluates the location (202) during a displacement of the microscope (M), and - the control device (12) checks whether the location (202) is in a central area the display direction (10, 110) and, if not, the imaging optics are adjusted and/or the generation of the electronic image (11L, 11R, 111L, 111R) from the electronic image data (7L, 7R, 107L, 107R) is changed in this way that the image content assigned to the location (202) is moved to the central area (206) of the display device (10, 110).

Microscope after Claim 7 , characterized in that the control device (12) adjusts the imaging optics and / or changes the generation of the electronic image (11L, 11R, 111L, 111R) in such a way that a predetermined and optionally adjustable maximum speed is not exceeded when moving.

Microscope after Claim 7 or 8th , characterized in that the imaging optics is displaceable relative to the object (O) and that the control device (12) moves it when adjusting the imaging optics.

Microscope after Claim 9 , characterized by a tripod with which the imaging optics and the image detector (6L, 6R, 106L, 106R) can be moved relative to the object (O) and the display device (10, 110).

Microscope according to one of the Claims 7 until 10 , characterized in that when generating the electronic image (11L, 11R, 111L, 111R), the control device (12) only uses electronic image data (7L, 7R, 107L, 107R) which contains a section of the optical image (5L, 5R, 105L, 105R) on the image detector (6L, 6R, 106L, 106R), and to modify the generation of the electronic image (11L, 11R, 111L, 111R) moves the crop.

Microscope according to one of the Claims 7 until 11 , characterized in that the central area (206) is centered on the geometric center (204) of the display device (10, 110) and covers a maximum area of the display device (10, 110).

Microscope according to one of the Claims 7 until 12 , characterized in that the detection device has a camera (12.2).