DE102014210150A1

DE102014210150A1 - Optical assembly with a display for data input

Info

Publication number: DE102014210150A1
Application number: DE102014210150.6A
Authority: DE
Inventors: Gerald Panitz; Christoph Hauger
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2014-05-27
Filing date: 2014-05-27
Publication date: 2015-12-03

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Optikbaugruppe (54, 54') für eine Visualisierungsvorrichtung, die eine in einem Grundkörper (12) aufgenommene Abbildungsoptik (38) und einen Okulartubus (16) für das Bereitstellen eines Beobachtungsbildes eines Objektbereichs (22) hat. Die Optikbaugruppe (54, 54') enthält eine Anzeigeeinrichtung (60, 60'), die für das Anzeigen eines Bildes ein Display (62, 62') enthält. In der optikbaugruppe (54, 54') gibt es einen Strahlteiler (58, 58') für das Einkoppeln eines dem Strahlteiler (58, 58') entlang einer optischen Achse (66, 66') zugeführten von dem Display (62, 62') ausgehenden Display-Strahlengangs in einen Beobachtungsstrahlengang (28, 30), der von dem Objektbereich (22) ausgehend in den Okulartubus (16) durch die Visualisierungsvorrichtung (10) geführt ist. Erfindungsgemäß weist die Optikbaugruppe (54, 54') eine Einrichtung (64, 64') für das Justieren eines mit der Anzeigeeinrichtung (60, 60') angezeigten Bildes auf.The invention relates to an optical assembly (54, 54 ') for a visualization device, which has an imaging optics (38) accommodated in a base body (12) and an eyepiece tube (16) for providing an observation image of an object region (22). The optical assembly (54, 54 ') includes a display (60, 60') containing a display (62, 62 ') for displaying an image. In the optical assembly (54, 54 ') there is a beam splitter (58, 58') for the coupling of a the beam splitter (58, 58 ') along an optical axis (66, 66') supplied by the display (62, 62 ' ) emanating display beam path in an observation beam path (28, 30), which is guided by the object area (22) starting in the Okulartubus (16) through the visualization device (10). According to the invention, the optical assembly (54, 54 ') has means (64, 64') for adjusting an image displayed by the display device (60, 60 ').

Description

Die Erfindung betrifft eine Optikbaugruppe für eine Visualisierungsvorrichtung, die eine in einem Grundkörper aufgenommene Abbildungsoptik und einen Okulartubus für das Bereitstellen eines Beobachtungsbildes eines Objektbereichs hat, mit einer Anzeigeeinrichtung, die für das Anzeigen eines Bildes mit Orientierungsinformation ein Display enthält, und mit einem Strahlteiler für das Einkoppeln eines dem Strahlteiler entlang einer optischen Achse zugeführten von dem Display ausgehenden Display-Strahlengangs in einen Beobachtungsstrahlengang, der von dem Objektbereich ausgehend in den Okulartubus durch die Visualisierungsvorrichtung geführt ist.The invention relates to an optical assembly for a visualization device, which has an imaging optics incorporated in a base body and an eyepiece tube for providing an observation image of an object region, with a display device which contains a display for displaying an image with orientation information, and with a beam splitter for the Coupling of the beam splitter along an optical axis supplied from the display emanating display beam path in an observation beam path, which is guided by the object area starting in the Okulartubus by the visualization device.

Unter einer Orientierungsinformation im Sinne der Erfindung werden insbesondere Hilfsgeometrien verstanden, die einem Beobachtungsbild in Operationsmikroskopen überlagert werden. Mit solchen Hilfsgeometrien ist es z.B. möglich, einem Operateur das Orientieren in einem Operationsgebiet zu erleichtern. Z.B. können mit solchen Hilfsgeometrien einem Operateur Gewebe- und Knochenstrukturen in einem Operationsgebiet präzise angezeigt werden. Orientierungsinformation im Sinne der Erfindung kann aber auch in Bildern bestehen, die z.B. mit diagnostischen Apparaten wie etwa MRT-Apparaten (Magnetic Resonance Tomography) oder MRI-Apparaten (Magnetic Resonance Imaging) an einem Patient präoperativ aufgenommen werden und die Strukturen in einem Operationsgebiet zeigen, die für eine Beobachtungsperson in dem Beobachtungsbild eines Objektbereichs nicht oder nur schwer zu erkennen sind.In the context of the invention, orientation information is understood in particular to mean auxiliary geometries which are superimposed on an observation image in surgical microscopes. With such auxiliary geometries it is e.g. possible to facilitate an operator in an operating area. For example, With such auxiliary geometries, an operator can precisely display tissue and bone structures in an operating area. However, orientation information within the meaning of the invention may also consist of images which are e.g. with diagnostic apparatus such as Magnetic Resonance Tomography (MRI) or Magnetic Resonance Imaging (MRI) apparatuses on a patient preoperatively and showing the structures in an operating area that are difficult or impossible for an observer in the observation image of an object area recognize.

Eine Optikbaugruppe der eingangs genannten Art für eine Visualisierungsvorrichtung ist aus der WO 2013/072422 A1 bekannt. Dort ist eine als Operationsmikroskop ausgebildete Visualisierungsvorrichtung beschrieben, die eine Abbildungsoptik hat, die ein Beobachtungsbild einer Objektebene erzeugt. An optical assembly of the type mentioned for a visualization device is known from WO 2013/072422 A1 known. There is a designed as a surgical microscope visualization device is described, which has an imaging optics, which generates an observation image of an object plane.

Dieses Operationsmikroskop ist ein Augenchirurgie-Mikroskopiesystem. Es enthält einen elektronischen Bildsensor, der mit einer Rechnereinheit für das Berechnen der Lage und Orientierung eines Patientenauges mittels Bildauswertung verbunden ist. Damit kann einer Beobachtungsperson Orientierungsinformation in Form einer berechneten Hilfsgeometrie angezeigt werden, die dem Beobachtungsbild eines Patientenauges korreliert überlagert ist.This surgical microscope is an ophthalmic surgery microscopy system. It contains an electronic image sensor which is connected to a computer unit for calculating the position and orientation of a patient's eye by means of image evaluation. Thus, orientation information in the form of a calculated auxiliary geometry, which is correlated to the observation image of a patient's eye, can be displayed to an observation person.

Um einem Operateur ein genaues Orientieren in einem Operationsgebiet zu ermöglichen, ist es erforderlich, dass die angezeigte, überlagerte Orientierungsinformation zu dem Beobachtungsbild in einer solchen Visualisierungsvorrichtung exakt ausgerichtet ist.In order to allow a surgeon to accurately orient in an operating area, it is necessary that the displayed superimposed orientation information be exactly aligned with the observation image in such a visualization device.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Optikbaugruppe bereitzustellen, die das einfache und präzise Justieren von Orientierungsinformation gestattet, die einem Beobachtungsbild in einer Visualisierungsvorrichtung überlagert ist, und ein Verfahren anzugeben, mit dem sich ein systematischer Fehler von Orientierungsinformation in einer Visualisierungsvorrichtung mit geringem Aufwand ausgleichen lässt.The object of the invention is to provide an optical assembly which allows the simple and precise adjustment of orientation information superimposed on an observation image in a visualization device, and to provide a method with which a systematic error of orientation information in a visualization device can be compensated with little effort ,

Diese Aufgabe wird durch eine Optikbaugruppe für eine Visualisierungsvorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, die eine Einrichtung für das Justieren eines mit der Anzeigeeinrichtung angezeigten Bildes enthält.This object is achieved by an optical assembly for a visualization device of the type mentioned above, which contains a device for adjusting an image displayed by the display device.

Die Erfinder haben erkannt, dass die Anzeige eines Bildes, das dem Beobachtungsbild eines Objektbereichs in einer Visualisierungsvorrichtung überlagert wird, häufig systematische Fehler aufweist, die sich nur mit sehr hohem Aufwand durch eine Justage von optischen Baugruppen ausgleichen lassen. Diese systematischen Fehler können sich insbesondere bemerkbar machen, wenn dem Beobachtungsbild in einer Visualisierungsvorrichtung Orientierungsinformation überlagert werden soll, mit der die Position von Strukturen und Gebieten in einem Objektbereich angegeben wird, z.B. die Umrisse eines Tumors oder die Lage und Orientierung eines Patientenauges. Hier ist es nämlich wünschenswert, dass diese Orientierungsinformation allenfalls mit einem Restfehler behaftet ist, der so gering ist, dass er die Genauigkeit von chirurgischen Eingriffen oder Diagnosen, die mit einer solchen Visualisierungsvorrichtung an einem Patient möglich sind, nicht beeinträchtigt oder verringert.The inventors have recognized that the display of an image, which is superimposed on the observation image of an object region in a visualization device, often has systematic errors that can be compensated only with great effort by an adjustment of optical assemblies. These systematic errors can be particularly noticeable if the observation image in a visualization device is to be overlaid with orientation information indicating the position of structures and regions in an object region, e.g. the outline of a tumor or the location and orientation of a patient's eye. In this case, it is desirable for this orientation information to have at most a residual error that is so small that it does not impair or reduce the accuracy of surgical interventions or diagnoses that are possible with such a visualization device on a patient.

Eine Idee der Erfindung ist es deshalb, in einer Visualisierungsvorrichtung eine Anzeigeeinrichtung, mit der ein berechnetes Bild visualisiert werden kann, das dem Bild eines Objektbereichs überlagert ist, zu justieren, indem die systematischen Fehler eines mit einem Display angezeigten Bildes sichtbar gemacht werden oder mit einem Sensor detektierbar gemacht werden, deren Ursache zum einen in den Anschluss- und/oder Fertigungs-, und/oder Einbau- sowie Justagetoleranzen von optischen Baugruppen liegt.An idea of the invention is therefore to adjust in a visualization device a display device with which a calculated image can be superimposed, which is superimposed on the image of an object region, by visualizing the systematic errors of an image displayed with a display or with a Sensor are made detectable, the cause of which lies on the one hand in the connection and / or manufacturing, and / or installation and adjustment tolerances of optical assemblies.

Damit lässt sich nämlich nicht nur der Fertigungsaufwand für eine solche Visualisierungsvorrichtung verringern. Das Kompensieren von systematischen Fehlern eines in einer solchen Visualisierungsvorrichtung angezeigten Bildes mit einer Rechnereinheit eröffnet darüber hinaus auch eine Genauigkeit für die Anzeige von Orientierungsinformation, die mittels Bildauswertung von mit einer auswechselbaren Kamera in einem Operationsmikroskop erfassten Bilddaten berechnet ist, die sich mit den Methoden einer klassischen mechanischen Justage von Baugruppen gar nicht erreichen lässt.This not only reduces the production costs for such a visualization device. Compensating for systematic errors of an image displayed in such a visualization device with a computer unit also opens up an accuracy for the display of orientation information by means of image analysis with an interchangeable camera in a surgical microscope captured image data that can not be achieved with the methods of a classical mechanical adjustment of assemblies.

Die geometrische Struktur in einer erfindungsgemäßen Optikbaugruppe umfasst möglichst ein die Lage und wenigstens eine Länge und eine die azimutale Orientierung der Anzeige des Displays definierendes Muster. The geometric structure in an optical assembly according to the invention comprises as far as possible a pattern defining the position and at least one length and a pattern defining the azimuthal orientation of the display of the display.

In einer z.B. für das Gebiet der Neurochirurgie ausgelegten Visualisierungsvorrichtung kann diese Orientierungsinformation etwa in den Umrissen eines Tumors in einem Operationsgebiet bestehen, oder in Gefäßen, die in einem Operationsgebiet verlaufen. In einer für das Gebiet der Ophthalmologie ausgebildeten Visualisierungsvorrichtung kann es sich bei der betreffenden Orientierungsinformation um den Kreis der Kapsularhexis, die Lage von torischen Linsen, die Hauptachsen eines Astigmatismus oder einen Nahtverlauf bei der Hornhautverpflanzung handeln. In a e.g. For the field of neurosurgery designed visualization device, this orientation information may consist, for example, in the outline of a tumor in an operating area, or in vessels that run in an operating area. In a visualization device designed for the field of ophthalmology, the relevant orientation information may be the circle of the capsular axis, the position of toric lenses, the major axes of an astigmatism or a seam course in corneal transplantation.

Die Einrichtung für das Justieren eines mit der Anzeigeeinrichtung angezeigten Bildes kann als eine Display-Justageeinrichtung ausgebildet sein, mit der das Display in einer zu der optischen Achse des Display-Strahlengangs senkrechten Ebene bewegbar ist. Alternativ oder zusätzlich ist es allerdings auch möglich, dass die Einrichtung für das Justieren eines mit der Anzeigeeinrichtung angezeigten Bildes als eine Display-Justageeinrichtung ausgebildet ist, mit der ein an dem Display angezeigtes Bild durch Ansteuern von Bildpunkten in einer zu der optischen Achse der Anzeigeeinrichtung senkrechten Ebene relativ zu dem Display bewegt werden kann.The device for adjusting an image displayed by the display device can be designed as a display adjustment device, with which the display is movable in a plane perpendicular to the optical axis of the display beam path. Alternatively or additionally, however, it is also possible that the device for adjusting an image displayed with the display device is designed as a display adjustment device, with which an image displayed on the display by driving pixels in a direction perpendicular to the optical axis of the display device Level can be moved relative to the display.

Bevorzugt ist die Einrichtung für das Justieren eines mit der Anzeigeeinrichtung angezeigten Bildes für das Verlagern des angezeigten Bildes in einer zu der optischen Achse des Display-Strahlengangs senkrechten Ebene mit wenigstens drei unterschiedlichen Bewegungsfreiheitsgraden ausgelegt. Die Einrichtung für das Justieren eines mit der Anzeigeeinrichtung angezeigten Bildes kann auch für das Drehen des angezeigten Bildes in einer zu der optischen Achse des Display-Strahlengangs senkrechten Ebene und das Verschieben des angezeigten Bildes in einer ersten Richtung und in einer von der ersten Richtung verschiedenen zweiten Richtung ausgelegt sein.The device for adjusting an image displayed by the display device is preferably designed for displacing the displayed image in a plane perpendicular to the optical axis of the display beam path with at least three different degrees of freedom of movement. The means for adjusting an image displayed by the display means may also be for rotating the displayed image in a plane perpendicular to the optical axis of the display beam path and shifting the displayed image in a first direction and in a second different from the first direction Be designed direction.

Von Vorteil ist es, wenn der Einrichtung für das Justieren ein Bedienorgan zugeordnet ist, mit dem eine Verlagerung eines mit der Anzeigeeinrichtung angezeigten Bildes eingestellt werden kann.It is advantageous if the device for adjusting an operating element is assigned, with which a shift of an image displayed by the display device can be adjusted.

Die Einrichtung für das Justieren kann einen Modulkörper mit einer ersten Kupplungspartie für das Anschließen an den Grundkörper der Visualisierungsvorrichtung und mit einer weiteren Kupplungspartie für das Anschließen des Okulartubus aufweisen. The adjusting device may have a module body with a first coupling part for connection to the base body of the visualization device and with a further coupling part for connecting the eyepiece tube.

Von Vorteil ist es, wenn es in der Optikbaugruppe ein optisches Element für das wahlweise Freigeben und Unterbrechen und/oder Abschwächen des Beobachtungsstrahlengangs auf der dem Objektbereich zugewandten Seite des Strahlteilers gibt. Die Optikbaugruppe kann auch ein optisches Element enthalten, das den Beobachtungsstrahlengang in einem ersten Schaltzustand freigibt und das den Beobachtungsstrahlengang in einem von dem ersten Schaltzustand verschiedenen weiteren Schaltzustand an einer auf der dem Objektbereich abgewandten Seite des Strahlteilers in den Strahlteiler zurückreflektiert. Dieses optische Element kann z.B. ein vorzugsweise teildurchlässiger, verlagerbarer Spiegel sein, der auf der dem Objektbereich abgewandten Seite des Strahlteilers wahlweise in dem Beobachtungsstrahlengang oder außerhalb des Beobachtungsstrahlengangs angeordnet werden kann. Auf diese Weise wird es einer Beobachtungsperson ermöglicht, durch den teildurchlässigen Spiegel hindurch Strukturen in dem Objektbereich der Visualisierungsvorrichtung zu beobachten.It is advantageous if there is an optical element in the optical assembly for selectively enabling and interrupting and / or attenuating the observation beam path on the side of the beam splitter facing the object region. The optical assembly can also contain an optical element which releases the observation beam path in a first switching state and which reflects the observation beam path back into the beam splitter in a further switching state different from the first switching state on a side of the beam splitter facing away from the object region. This optical element may e.g. a preferably partially transmissive, movable mirror, which can be arranged on the side facing away from the object area of the beam splitter either in the observation beam path or outside of the observation beam path. In this way, it is possible for an observer to observe structures in the object region of the visualization device through the partially transmissive mirror.

Die Optikbaugruppe kann einen Bildsensor und einen in dem Beobachtungsstrahlengang auf der dem Objektbereich abgewandten Seite des Strahlteilers anordenbaren weiteren Strahlteiler für das Auskoppeln des durch den Strahlteiler geführten Beobachtungsstrahlengangs und des dem Beobachtungsstrahlengang überlagerten Display-Strahlengangs zu dem Bildsensor aufweisen.The optical assembly may comprise an image sensor and a further beam splitter which can be arranged in the observation beam path on the side of the beam splitter facing away from the object for decoupling the observation beam path guided by the beam splitter and the display beam path superimposed on the observation beam path to the image sensor.

Die Erfindung erstreckt sich auch auf ein Optikmodul für eine als ein Operationsmikroskop ausgebildete Visualisierungsvorrichtung, die eine in einem Grundkörper aufgenommene von einem linken und einem rechten Beobachtungsstrahlengang durchsetzte Abbildungsoptik und einen Binokulartubus für das Bereitstellen eines stereoskopischen Beobachtungsbildes eines Objektbereichs hat, die eine in dem linken Beobachtungsstrahlengang anordenbare erfindungsgemäße Optikbaugruppe und eine in dem rechten Beobachtungsstrahlengang anordenbare erfindungsgemäße Optikbaugruppe enthält. Ein solches Optikmodul ermöglicht insbesondere das Nachrüsten von Operationsmikroskopen für das stereoskopische Einspiegeln von Daten in einen linken und rechten Beobachtungsstrahlengang.The invention also extends to an optical module for a visualization device embodied as a surgical microscope, which has an imaging optics imbedded in a base body by a left and a right observation beam path and a binocular tube for providing a stereoscopic observation image of an object region, one in the left observation beam path can be arranged optic assembly according to the invention and can be arranged in the right observing beam path inventive optical assembly. In particular, such an optical module makes it possible to retrofit surgical microscopes for the stereoscopic mirroring of data into a left and right observation beam path.

Darüber hinaus erstreckt sich die Erfindung auch auf ein Operationsmikroskop mit einem solchen Optikmodul. Das Operationsmikroskop enthält bevorzugt eine Kamera für das Erfassen eines aus dem linken und/oder dem rechten Beobachtungsstrahlengang vor dem Durchsetzen des Optikmoduls ausgekoppelten Beobachtungsbildes des Objektbereichs.In addition, the invention also extends to a surgical microscope with such an optical module. The surgical microscope preferably contains a camera for detecting an observation image of the object area coupled out of the left and / or the right observation beam path before passing through the optical module.

Das Operationsmikroskop kann auch ein mit der Kamera und mit der Anzeigeeinrichtung der in dem linken Beobachtungsstrahlengang anordenbaren Optikbaugruppe verbundenes Rechnermodul und ein mit der Kamera und mit der Anzeigeeinrichtung mit der in dem rechten Beobachtungsstrahlengang anordenbaren Optikbaugruppe verbundenes Rechnermodul aufweisen, das ein Computerprogramm enthält, mit dem das mit dem Display der in dem linken und/oder in dem rechten Beobachtungsstrahlengang anordenbaren Optikbaugruppe angezeigte Bild in Abhängigkeit des mit der Kamera erfassten Beobachtungsbildes des Objektbereichs justiert werden kann. The surgical microscope can also have a computer module connected to the camera and to the display device of the optics module that can be arranged in the left observation beam path and a computer module connected to the camera and to the display device with the optic module that can be arranged in the right observation beam path, which contains a computer program with which the can be adjusted in dependence of the captured with the camera observation image of the object area with the display of the arranged in the left and / or right observation beam path optical image.

Die Erfindung erstreckt sich auch auf ein Verfahren für das Justieren der Anzeigeeinrichtung der in dem linken Beobachtungsstrahlengang angeordneten Optikbaugruppe und der in dem rechten Beobachtungsstrahlengang angeordneten Optikbaugruppe bei dem in dem Objektbereich eine geometrischen Struktur bereitgestellt wird, bei dem in dem linken Beobachtungsstrahlengang ein Bild der geometrischen Struktur mit dem Display der Anzeigeeinrichtung zur Anzeige gebracht wird, bei dem in dem linken Beobachtungsstrahlengang das mit der Anzeigeeinrichtung dort angezeigte Bild durch Justieren des angezeigten Bildes dem Bild der in dem Objektbereich bereitgestellten geometrischen Struktur überlagert wird; bei dem in dem rechten Beobachtungsstrahlengang ein Bild der geometrischen Struktur mit dem Display der Anzeigeeinrichtung zur Anzeige gebracht wird, und bei dem in dem rechten Beobachtungsstrahlengang das mit der Anzeigeeinrichtung dort angezeigte Bild durch Justieren des angezeigten Bildes dem Bild der in dem Objektbereich bereitgestellten geometrischen Struktur überlagert wird.The invention also extends to a method for adjusting the display device of the optical subassembly arranged in the left observation beam path and the optical subassembly arranged in the right observation beam path in which a geometric structure is provided in the object region, in which an image of the geometric structure in the left observation beam path is displayed with the display of the display device, in which in the left observation beam path, the image displayed there with the display device is superimposed by adjusting the displayed image of the image provided in the object area geometric structure; in which an image of the geometric structure in the right observation beam path is displayed with the display of the display device, and in which the image displayed there with the display device in the right observation beam path is superposed by adjusting the displayed image to the image of the geometric structure provided in the object region becomes.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.In the following the invention will be explained in more detail with reference to the embodiments schematically illustrated in the drawing.

Es zeigen:Show it:

1 eine als Operationsmikroskop ausgebildete Visualisierungsvorrichtung mit einem ersten Optikmodul für das Einspiegeln von mit einer Anzeigeeinrichtung zur Anzeige gebrachten Daten; 1 a visualization device designed as a surgical microscope with a first optical module for mirroring in data presented with a display device;

2 einen ersten und einen zweiten stereoskopischen Teil-Beobachtungsstrahlengang in der Visualisierungsvorrichtung mit einer in dem ersten Optikmodul angeordneten ersten und zweiten Optikbaugruppe; 2 a first and a second partially stereoscopic viewing beam path in the visualization device having a first and second optical assembly disposed in the first optical module;

3 das Display einer Optikbaugruppe des Optikmoduls mit einem angezeigten Bild; 3 the display of an optical assembly of the optical module with a displayed image;

4a ein in dem Operationsmikroskop mit dem Display angezeigtes Display-Bild; 4a a display image displayed on the surgical microscope with the display;

4b das einer Beobachtungsperson in dem Operationsmikroskop visualisierte Bild des Objektbereichs mit einem diesem Bild überlagerten Display-Bild; 4b the image of the object area visualized by an observer in the surgical microscope with a display image superimposed on this image;

5 eine als Operationsmikroskop ausgebildete Visualisierungsvorrichtung mit einem zweiten, alternativ aufgebauten Optikmodul; und 5 a trained as a surgical microscope visualization device with a second, alternatively constructed optical module; and

6 eine als Operationsmikroskop ausgebildete Visualisierungsvorrichtung mit einem dritten, alternativ aufgebauten Optikmodul. 6 a trained as a surgical microscope visualization device with a third, alternatively constructed optical module.

Die in der 1 gezeigte als ein stereoskopisches Operationsmikroskop 10 ausgebildete Visualisierungsvorrichtung dient für den Einsatz in der Neurochirurgie (Neuro-Operationsmikroskop). Das Operationsmikroskop 10 hat einen Grundkörper 12, der an einem Tragarm 14 eines nicht weiter dargestellten Operationsmikroskop-Stativs aufgenommen ist und enthält einen als Binokulartubus 16 ausgebildeten Okulartubus. Der Binokulartubus weist einen linken und einen rechten Binokulareinblick 18, 20 auf, durch den eine Beobachtungsperson einen Objektbereich 22 mit einem optischen Beobachtungsstrahlengang vergrößert betrachten kann.The in the 1 shown as a stereoscopic surgical microscope 10 trained visualization device is intended for use in neurosurgery (neuro-surgical microscope). The surgical microscope 10 has a basic body 12 which is attached to a support arm 14 a surgical microscope tripod not shown further is included and contains a binocular as a binocular 16 trained eyepiece tube. The binocular tube has left and right binocular vision 18 . 20 on, by an observer an object area 22 can look magnified with an optical observation beam path.

Das Operationsmikroskop 10 eignet sich insbesondere für die Durchführung von Tumoroperationen, bei denen einem Patienten malignes Tumorgewebe aus dem menschlichen Gehirn entfernt wird.The surgical microscope 10 is particularly suitable for performing tumor surgery, where a patient malignant tumor tissue is removed from the human brain.

Um einer Beobachtungsperson das Orientieren im Objektbereich zu erleichtern und um dieser bei Einblick in den Binokulartubus 16 Zusatzinformationen zur Anzeige zu bringen, die dem Beobachtungsbild des Objektbereichs 22 überlagert sind, enthält das Operationsmikroskop 10 ein auswechselbares Optikmodul 26. Zu bemerken ist, dass das Optikmodul 26 allerdings grundsätzlich auch als eine nicht-auswechselbare Baugruppe gestaltet sein kann, die in den Grundkörper eines Operationsmikroskops fest integriert ist.In order to facilitate the orientation in the object area for an observer and around this when looking into the binocular tube 16 To bring additional information to the display, the observation image of the object area 22 superimposed, contains the surgical microscope 10 a replaceable optics module 26 , It should be noted that the optical module 26 However, in principle may be designed as a non-interchangeable assembly, which is firmly integrated into the main body of a surgical microscope.

Die 2 zeigt den ersten und einen zweiten stereoskopischen Teil-Beobachtungsstrahlengang 30, 28 in dem Operationsmikroskop 10. Die stereoskopischen Teil-Beobachtungsstrahlengänge 28, 30 sind in dem Operationsmikroskop 10 in einem linken und einem rechten optischen Kanal 34, 36 geführt. Sie durchsetzen von dem Objektbereich 22 ausgehend ein gemeinsames Mikroskop-Hauptobjektiv 32 und verlaufen durch ein afokales Vergrößerungssystem 38 mit einstellbaren Vergrößerungen und durch das Optikmodul 26 in den Binokulartubus 16.The 2 shows the first and a second stereoscopic partial observation beam path 30 . 28 in the surgical microscope 10 , The stereoscopic partial observation beam paths 28 . 30 are in the surgical microscope 10 in a left and a right optical channel 34 . 36 guided. They enforce from the object area 22 starting from a common microscope main objective 32 and pass through an afocal magnification system 38 with adjustable magnifications and through the optics module 26 into the binocular tube 16 ,

Die stereoskopischen Teil-Beobachtungsstrahlengänge 28, 30 sind durch das Optikmodul 26 mit einem parallelen Strahlengang geführt. Sie werden in dem Binokulartubus 16 mittels der Tubuslinsen 40, 42 in der linken bzw. rechten Zwischenbildebene 44, 46 fokussiert, die von einer Beobachtungsperson mit auf das unendliche adaptierte Betrachteraugen durch ein linkes und rechtes Okularlinsensystem 48, 50 vergrößert betrachtet werden kann.The stereoscopic partial observation beam paths 28 . 30 are through the optics module 26 guided with a parallel beam path. she become in the binocular tube 16 by means of tube lenses 40 . 42 in the left and right intermediate image plane 44 . 46 focused by an observer with on the infinite adapted observer eyes through a left and right eyepiece lens system 48 . 50 can be considered enlarged.

Das Optikmodul 26 enthält für das Anzeigen von Zusatzinformation in dem Teil-Beobachtungsstrahlengang 28 eine Optikbaugruppe 54 und für das Anzeigen von Zusatzinformation in dem Teil-Beobachtungsstrahlengang 30 eine Optikbaugruppe 54' mit einem gemeinsamen Modulkörper 52. Für das Anzeigen von Zusatzinformation in dem Teil-Beobachtungsstrahlengang 28 weist die Optikbaugruppe 54 einen in dem stereoskopischen Teil-Beobachtungsstrahlengang 28 angeordneten Strahlteiler 58 auf und enthält eine Anzeigeeinrichtung 60 mit einem vorzugsweise als Mikrodisplay ausgebildeten Display 62. In der Optikbaugruppe 54' gibt es hierzu einen in dem stereoskopischen Teil-Beobachtungsstrahlengang 30 angeordneten Strahlteiler 58' und eine Anzeigeeinrichtung 60' mit einem vorzugsweise als Mikrodisplay ausgebildeten Display 62'. Bei der mit dem Optikmodul 26 zur Anzeige gebrachten Zusatzinformation kann es sich z.B. um Schnittbilder aus einem Navigationssystem, elektronisch berechnete Fluoreszenzbilder oder Daten aus externen Quellen handeln.The optics module 26 contains for displaying additional information in the sub-observation beam path 28 an optical assembly 54 and for displaying additional information in the sub-observation beam path 30 an optical assembly 54 ' with a common module body 52 , For displaying additional information in the sub-observation beam path 28 has the optics assembly 54 one in the partial stereoscopic observation beam path 28 arranged beam splitter 58 and contains a display device 60 with a preferably designed as a microdisplay display 62 , In the optical assembly 54 ' for this there is one in the stereoscopic partial observation beam path 30 arranged beam splitter 58 ' and a display device 60 ' with a preferably designed as a microdisplay display 62 ' , At the with the optics module 26 Additional information displayed may be, for example, sectional images from a navigation system, electronically calculated fluorescence images or data from external sources.

Die Optikbaugruppen 54, 54' in dem Optikmodul 26 weisen jeweils eine Einrichtung 64, 64' für das Justieren eines mit der entsprechenden Anzeigeeinrichtung 60, 60' angezeigten Bildes auf. The optical assemblies 54 . 54 ' in the optics module 26 each have a device 64 . 64 ' for adjusting one with the corresponding display device 60 . 60 ' displayed image.

Die Einrichtung 64, 64' für das Justieren in den Optikbaugruppen 54, 54' sind jeweils als eine Display-Justageeinrichtung ausgebildet, mit der das Display 62, 62' in einer zu der optischen Achse 66, 66' des Display-Strahlengangs senkrechten Ebene bewegt werden kann. Mit der Einrichtung für das Justieren 64, 64' eines mit der Anzeigeeinrichtung 60, 60' angezeigten Bildes kann das Display 62, 62' in einer Anzeigeeinrichtung 60, 60' in der zu der optischen Achse 66, 66' des Display-Strahlengangs senkrechten Ebene in zwei unterschiedlichen Richtungen 68, 68', 70, 70' definiert verlagert werden und um eine zu der optischen Achse 66, 66' des Display-Strahlengangs parallele, vorzugsweise mit dieser Achse fluchtenden Drehachse um einen Azimutwinkel 72, 72' definiert gedreht werden. Für das Justieren eines mit einem Display 62, 62' in den Anzeigeeinrichtungen 60, 60' angezeigten Bildes weisen die Optikbaugruppe 54 und die Optikbaugruppe 54' jeweils ein Bedienorgan 73, 73' auf, mit dem sich die Verlagerung des Bildes einstellen lässt.The device 64 . 64 ' for adjusting in the optical assemblies 54 . 54 ' are each formed as a display adjustment device with which the display 62 . 62 ' in one to the optical axis 66 . 66 ' the display beam path vertical plane can be moved. With the device for adjusting 64 . 64 ' one with the display device 60 . 60 ' displayed image, the display 62 . 62 ' in a display device 60 . 60 ' in the to the optical axis 66 . 66 ' of the display beam path vertical plane in two different directions 68 . 68 ' . 70 . 70 ' be shifted and one to the optical axis 66 . 66 ' parallel to the display beam path, preferably aligned with this axis of rotation about an azimuth angle 72 . 72 ' be rotated defined. For adjusting one with a display 62 . 62 ' in the display devices 60 . 60 ' displayed image have the optical assembly 54 and the optical assembly 54 ' one operating element each 73 . 73 ' on, with which the displacement of the image can be adjusted.

Es sei bemerkt, dass bei einer modifizierten Ausführungsform einer Einrichtung 64, 64' für das Justieren eines mit der Anzeigeeinrichtung 60, 60' angezeigten Bildes auch vorgesehen sein kann, mit der Einrichtung durch Verlagern von Baugruppen und Linsen in einer Anzeigeeinrichtung 60, 60' oder durch entsprechendes Ansteuern der Bildpunkte des darin angeordneten Displays 62, 62' damit zur Anzeige gebrachte Bilder zu justieren.It should be noted that in a modified embodiment of a device 64 . 64 ' for adjusting one with the display device 60 . 60 ' displayed image can also be provided, with the device by moving assemblies and lenses in a display device 60 . 60 ' or by appropriately driving the pixels of the display arranged therein 62 . 62 ' to adjust displayed images.

Außerdem sei bemerkt, dass bei einer weiteren, modifizierten Ausführungsform einer Einrichtung 64, 64' für das Justieren eines mit der Anzeigeeinrichtung angezeigten Bildes vorgesehen sein kann, mit der entsprechenden Einrichtung ein an dem Display angezeigtes Bild durch Ansteuern von Bildpunkten in einer zu der optischen Achse 66, 66' des Display-Strahlengangs senkrechten Ebene in zwei unterschiedlichen Richtungen linear zu verlagern und/oder um eine zu der entsprechenden optischen Achse 66, 66' parallele Achse zu drehen.It should also be noted that in another modified embodiment of a device 64 . 64 ' may be provided for adjusting an image displayed by the display device, with the corresponding device, an image displayed on the display by driving pixels in one to the optical axis 66 . 66 ' shift the plane perpendicular to the display beam path in two different directions and / or one to the corresponding optical axis 66 . 66 ' to rotate parallel axis.

Das Optikmodul 26 kann eine Display-Steuereinrichtung (nicht gezeigt) für das Ansteuern der Displays 62, 62' enthalten, mit der die Helligkeit, der Kontrast und der Farbe von damit zur Anzeige gebrachten Bildern einstellbar ist. The optics module 26 may be a display controller (not shown) for driving the displays 62 . 62 ' which adjusts the brightness, contrast and color of images displayed on it.

Der Modulkörper 52 des Optikmoduls 26 und der Optikbaugruppen 54, 54' hat eine erste Kupplungspartie 24 für das Anschließen an den Grundkörper 12 des Operationsmikroskops 10 mit einer Schwalbenschwanzkupplung und eine zweite Kupplungspartie 25 für das Aufnehmen des Binokulartubus 16 mit einer weiteren Schwalbenschwanzkupplung.The module body 52 of the optics module 26 and the optical assemblies 54 . 54 ' has a first coupling section 24 for connection to the main body 12 of the surgical microscope 10 with a dovetail clutch and a second clutch section 25 for picking up the binocular tube 16 with another dovetail clutch.

Die Optikbaugruppen 54, 54' des Optikmoduls 26 enthalten jeweils ein als Shutter ausgebildetes optisches Element 76, 76', das entsprechend der Doppelpfeile 78, 78' verlagert werden kann. Die optischen Elemente 76, 76' ermöglichen das wahlweise Freigeben und Unterbrechen der stereoskopischen Teil-Beobachtungsstrahlengänge 28, 30 in dem Operationsmikroskop 10.The optical assemblies 54 . 54 ' of the optics module 26 each contain an optical element formed as a shutter 76 . 76 ' , that according to the double arrows 78 . 78 ' can be relocated. The optical elements 76 . 76 ' allow the optional enabling and interrupting of the stereoscopic partial observation beam paths 28 . 30 in the surgical microscope 10 ,

Das Optikmodul 26 ermöglicht damit, dass einer Beobachtungsperson in dem Binokulartubus 16 des Operationsmikroskops 10 mit der Anzeigeeinrichtung 60, 60' zur Anzeige gebrachte Bildinformation auch visualisiert werden kann, ohne dass der Beobachtungsperson der optische Beobachtungsstrahlengang 28, 30 aus dem Objektbereich 22 zugeführt wird.The optics module 26 allows an observer in the binocular tube 16 of the surgical microscope 10 with the display device 60 . 60 ' displayed image information can also be visualized without the observer of the optical observation beam path 28 . 30 from the object area 22 is supplied.

Es sei bemerkt, dass in einer modifizierten Ausführungsform der Optikbaugruppen 54, 54' die optischen Elemente 76, 76' als steuerbare elektrooptische Elemente ausgebildet sein können, die das Abschwächen und/oder unterbrechen der stereoskopischen Teil-Beobachtungsstrahlengänge 28, 30 in dem Operationsmikroskop 10 ermöglichen.It should be noted that in a modified embodiment of the optical assemblies 54 . 54 ' the optical elements 76 . 76 ' may be formed as controllable electro-optical elements that attenuate and / or interrupt the stereoscopic partial observation beam paths 28 . 30 in the surgical microscope 10 enable.

Die 3 zeigt das Display 62 mit einem Bild 80, das an dem Display 62 angezeigt wird. Das Bild 80 enthält eine Orientierungsinformation 82. Vorliegend ist die Orientierungsinformation 82 eine Hilfsgeometrie für das Anzeigen einer Position und einer Orientierung in dem Objektbereich 22 des Operationsmikroskops 10, wie z.B. der mit präoperativen diagnostischen Verfahren ermittelte Rand von tumorbefallenem Körpergewebe. The 3 shows the display 62 with a picture 80 that on the display 62 is shown. The picture 80 contains an orientation information 82 , The present is the orientation information 82 an auxiliary geometry for displaying a position and an orientation in the object area 22 of the surgical microscope 10 , such as the edge of tumor-damaged body tissue determined by preoperative diagnostic methods.

Die Lage und Orientierung der in dem Binokulartubus 16 zur Anzeige gebrachten Orientierungsinformation 82 ist in Bezug auf das in dem Binokulartubus 16 visualisierte Bild des Objektbereichs 22 aufgrund der Toleranzen der Schwalbenschanzkupplungen für das Anschließen des Optikmoduls 26 an den Grundkörper 12 und des Binokulartubus 16 an das Optikmodul 26 in dem Operationsmikroskops 10 grundsätzlich fehlerbehaftet. Nach dem Anschluss des Optikmoduls 26 an den Grundkörper 12 des Operationsmikroskops 10 müssen die mit den Anzeigeeinrichtungen 60, 60' in den Optikbaugruppen 54, 54' angezeigten Bilder deshalb justiert werden.The location and orientation of the in the binocular tube 16 displayed orientation information 82 is in relation to that in the binocular tube 16 visualized image of the object area 22 due to the tolerances of the dovetail clutches for the connection of the optics module 26 to the body 12 and the binocular tube 16 to the optics module 26 in the surgical microscope 10 fundamentally faulty. After connecting the optics module 26 to the body 12 of the surgical microscope 10 need the with the display devices 60 . 60 ' in the optical assemblies 54 . 54 ' displayed images are therefore adjusted.

Die 4a zeigt ein von einer Beobachtungsperson in dem Binokulareinblick 18 des Operationsmikroskops 10 zu beobachtendes Display-Bild 84 der Anzeigeeinrichtung 60. In der Zwischenbildebene 44 ist dort das Display-Bild 84 dem Bild des Objektbereichs 22 überlagert. Damit die Orientierungsinformation 82 mit der Anzeigeeinrichtung 60 in dem Binokulartubus 16 einer Beobachtungsperson in der Zwischenbildebene 44 so zur Anzeige gebracht werden kann, dass diese Information dem Bild des Objektbereichs 22 ortrichtig überlagert ist, muss das Display-Bild 84 im Allgemeinen unter Anpassung der Vergrößerung dort relativ zu der optischen Achse 86 des Teil-Beobachtungsstrahlengangs 30 entsprechend dem Pfeil 87 verschoben und um die optische Achse 86 um einen azimutalen Winkel φ gedreht werden.The 4a shows one of an observer in the binocular vision 18 of the surgical microscope 10 Display image to be observed 84 the display device 60 , In the intermediate image plane 44 there is the display image 84 the image of the object area 22 superimposed. So that the orientation information 82 with the display device 60 in the binocular tube 16 an observer in the intermediate image plane 44 can be displayed so that this information the image of the object area 22 is correctly superimposed, the display image must 84 in general, adjusting the magnification there relative to the optical axis 86 of the partial observation beam path 30 according to the arrow 87 shifted and around the optical axis 86 be rotated by an azimuthal angle φ.

Um in dem Operationsmikroskop 10 mit einer Anzeigeeinrichtung 60, 60` angezeigte Bilder zu justieren, wird in dem Objektbereich 22 ein Testobjekt mit einem Testmuster 88 angeordnet.To be in the surgical microscope 10 with a display device 60 . 60` Adjusting displayed images will be in the object area 22 a test object with a test pattern 88 arranged.

In dem Grundkörper 12 des Operationsmikroskops 10 gibt es eine Kamera 90 und eine Kamera 90', der das Bild des Objektbereichs 22 durch einen in dem Teil-Beobachtungsstrahlengang 28 bzw. dem Teil-Beobachtungsstrahlengang 30 angeordneten Strahlteiler 92, 92' zugeführt wird.In the main body 12 of the surgical microscope 10 is there a camera? 90 and a camera 90 ' that is the image of the object area 22 by one in the partial observation beam path 28 or the partial observation beam path 30 arranged beam splitter 92 . 92 ' is supplied.

Die Optikbaugruppen 54, 54` des Optikmoduls 26 enthalten jeweils einen Bildsensor 94, 94', dem das Bild des Objektbereichs 22 in Überlagerung zu den entsprechenden Bild des Displays 62, 62' einer Anzeigeeinrichtung 60, 60' mit einem in dem Teil-Beobachtungsstrahlengang 28, 30 auf der dem Objektbereich 22 abgewandten Seite des Strahlteilers 58, 58' angeordneten weiteren Strahlteiler 96, 96' zugeführt wird. The optical assemblies 54 . 54` of the optics module 26 each contain an image sensor 94 . 94 ' to which the image of the object area 22 in overlay to the corresponding image of the display 62 . 62 ' a display device 60 . 60 ' with one in the partial observation beam path 28 . 30 on the object area 22 opposite side of the beam splitter 58 . 58 ' arranged another beam splitter 96 . 96 ' is supplied.

In einer Optikbaugruppe 54, 54' gibt es jeweils ein Rechnermodul 98, 98', das mit der Kamera 90, 90' in dem Grundkörper 12 des Operationsmikroskops 10 verbunden ist und dem das mit dem einem Bildsensor 94, 94' erfasste Bildsignal zugeführt wird. Das Rechnermodul 98, 98' ist jeweils an die Einrichtung 64, 64' für das Justieren angeschlossen. Es enthält für das Justieren der mit einer Anzeigeeinrichtung 60, 60' in dem Teil-Beobachtungsstrahlengang 28 bzw. in dem Teil-Beobachtungsstrahlengang 30 an dem Display 62, 62' zur Anzeige gebrachten Display-Bildes jeweils einen Regelschaltkreis. Mit dem Regelschaltkreis in einem Rechnermodul 98, 98' wird die Einrichtung 64, 64' so eingestellt, dass in einem von dem Bildsensor 94, 94' erfassten Bildsignal das an einem Display 62, 62' zur Anzeige gebrachte Display-Bild des Testmusters 88 und das Bild des Testmusters 88 auf einem Bildsensor 94, 94' deckungsgleich ist.In an optical assembly 54 . 54 ' There is one computer module each 98 . 98 ' that with the camera 90 . 90 ' in the main body 12 of the surgical microscope 10 is connected and that with the one image sensor 94 . 94 ' captured image signal is supplied. The computer module 98 . 98 ' is in each case to the device 64 . 64 ' connected for adjusting. It contains for adjusting the with a display device 60 . 60 ' in the partial observation beam path 28 or in the partial observation beam path 30 on the display 62 . 62 ' Display image displayed each have a control circuit. With the control circuit in a computer module 98 . 98 ' will be the device 64 . 64 ' adjusted so that in one of the image sensor 94 . 94 ' recorded image signal on a display 62 . 62 ' Displayed display image of the test pattern 88 and the picture of the test pattern 88 on an image sensor 94 . 94 ' is congruent.

Die 4b zeigt das einer Beobachtungsperson in dem Binokulareinblick 20 in Überlagerung zu dem Bild des Objektbereichs 22 ortsrichtig visualisierte Display-Bild 84. Das Bild des Objektbereichs 22 und das Display-Bild 84 stimmen hier in der Zwischenbildebene 44 hinsichtlich ihrer Lage, ihrer Orientierung und ihrer Skalierung, d.h. in ihrem Abbildungsmaßstab überein.The 4b shows that of an observer in the binocular vision 20 in overlay to the image of the object area 22 Locally visualized display image 84 , The image of the object area 22 and the display image 84 agree here in the intermediate image plane 44 in terms of their location, their orientation and their scaling, ie in their magnification.

Es sei bemerkt, dass die Display-Steuereinrichtung für das automatische Einstellen der Helligkeit, des Kontrasts oder der Farbe von mit den Displays 62, 62' zur Anzeige gebrachten Bildern mit den Kameras 90, 90' in dem Grundkörper 12 des Operationsmikroskops 10 gekoppelt sein kann.It should be noted that the display controller automatically adjusts the brightness, contrast or color of the displays 62 . 62 ' Displayed images with the cameras 90 . 90 ' in the main body 12 of the surgical microscope 10 can be coupled.

Die 5 zeigt eine weitere als ein stereoskopisches Operationsmikroskop 110 ausgebildete Visualisierungsvorrichtung mit einem zweiten, alternativ aufgebauten Optikmodul 126. Soweit die Baugruppen der Visualisierungsvorrichtung 110 den Baugruppen in dem vorstehend anhand der 1 bis 3 und 4a sowie 4b beschriebenen Operationsmikroskop 10 entsprechen, sind diese durch die gleichen Bezugszeichen kenntlich gemacht.The 5 shows another as a stereoscopic surgical microscope 110 trained visualization device with a second, alternatively constructed optical module 126 , As far as the modules of the visualization device 110 the assemblies in the above with reference to the 1 to 3 and 4a such as 4b described surgical microscope 10 These are indicated by the same reference numerals.

Das Optikmodul 126 enthält für das Anzeigen von Zusatzinformation in dem Teil-Beobachtungsstrahlengang 28 eine Optikbaugruppe 154 und für das Anzeigen von Zusatzinformation in dem Teil-Beobachtungsstrahlengang 30 eine Optikbaugruppe 154' mit einem gemeinsamen Modulkörper 52. Für das Anzeigen von Zusatzinformation in dem Teil-Beobachtungsstrahlengang 28 weist die Optikbaugruppe 154 einen in dem stereoskopischen Teil-Beobachtungsstrahlengang 28 angeordneten Strahlteiler 58 auf und enthält eine Anzeigeeinrichtung 60 mit einem Display 62. In der Optikbaugruppe 154' gibt es hierzu einen in dem stereoskopischen Teil-Beobachtungsstrahlengang 30 angeordneten Strahlteiler 58' und eine Anzeigeeinrichtung 60' mit einem Display 62'. Die Optikbaugruppen 154, 154' in dem Optikmodul 26 weisen jeweils eine Einrichtung 64, 64' für das Justieren eines mit der entsprechenden Anzeigeeinrichtung 60, 60' angezeigten Bildes auf. The optics module 126 contains for displaying additional information in the sub-observation beam path 28 an optical assembly 154 and for displaying additional information in the sub-observation beam path 30 an optical assembly 154 ' with a common module body 52 , For displaying additional information in the sub-observation beam path 28 has the optics assembly 154 one in the partial stereoscopic observation beam path 28 arranged beam splitter 58 and contains a display device 60 with a display 62 , In the optical assembly 154 ' for this there is one in the stereoscopic partial observation beam path 30 arranged beam splitter 58 ' and a display device 60 ' with a display 62 ' , The optical assemblies 154 . 154 ' in the optics module 26 each have a device 64 . 64 ' for adjusting one with the corresponding display device 60 . 60 ' displayed image.

In der Optikbaugruppe 154, 154' gibt es jeweils ein Spiegelelement 155, 155', das entsprechend dem Doppelpfeil 157, 157' verlagerbar ist und das wahlweise in einem Teil-Beobachtungsstrahlengang 28, 30 auf der dem Objektbereich abgewandten Seite des Strahlteilers 58, 58' oder außerhalb des entsprechenden Teil-Beobachtungsstrahlengangs 28, 30 angeordnet werden kann. Wenn das Spiegelelement 155, 155' in dem Teil-Beobachtungsstrahlengang 28, 30 positioniert ist, so wird das in dem entsprechenden Teil-Beobachtungsstrahlengang 28, 30 geführte Licht durch den Strahlteiler 58, 58' und die in dem Grundkörper 12 des Operationsmikroskops 110 aufgenommenen optischen Baugruppen auf den Objektbereich 22 zurückreflektiert. Das hat zur Folge, das ein mit der Anzeigeeinrichtung 60, 60' zur Anzeige gebrachtes Bild z.B. in Form einer als ein Testmuster 88, insbesondere als ein Fadenkreuz ausgebildeten geometrischen Struktur in die Objektebene 159 in dem Objektbereich 22 des Operationsmikroskops 110 abgebildet wird.In the optical assembly 154 . 154 ' There is one mirror element each 155 . 155 ' , that according to the double arrow 157 . 157 ' is displaceable and optionally in a partial observation beam path 28 . 30 on the side facing away from the object area of the beam splitter 58 . 58 ' or outside the corresponding partial observation beam path 28 . 30 can be arranged. When the mirror element 155 . 155 ' in the partial observation beam path 28 . 30 is positioned, this will be in the corresponding partial observation beam path 28 . 30 guided light through the beam splitter 58 . 58 ' and in the body 12 of the surgical microscope 110 recorded optical assemblies on the object area 22 reflected back. As a result, the one with the display device 60 . 60 ' displayed image eg in the form of a as a test pattern 88 , in particular as a crosshair trained geometric structure in the object plane 159 in the object area 22 of the surgical microscope 110 is shown.

Dieses Testmuster 88 wird dann mit den Kameras 90, 90' in dem Grundkörper 12 des Operationsmikroskops erfasst. In dem Rechnermodul 98, 98' der Optikbaugruppen 154, 154' wird das erfasste Testmuster mit dem mit der Anzeigeeinrichtung 60, 60' zur Anzeige gebrachten Bild verglichen, das dem erfassten Testmuster zugrunde liegt und hieraus die Justageparameter für das Justieren des mit der Anzeigeeinrichtung 60, 60' angezeigten Bildes bestimmt.This test pattern 88 then with the cameras 90 . 90 ' in the main body 12 of the surgical microscope. In the computer module 98 . 98 ' the optical assemblies 154 . 154 ' the detected test pattern is compared to that with the display device 60 . 60 ' compared to the displayed image based on the detected test pattern and from this the adjustment parameters for adjusting the with the display device 60 . 60 ' determined image determined.

Zu bemerken ist, dass in einer modifizierten Ausführungsform des Operationsmikroskops 110 die Spiegelelemente 155, 155' als teildurchlässige Spiegel ausgeführt sein können, die für das in einem Teil-Beobachtungsstrahlengang 28, 30 geführte Licht aus dem Objektbereich 22 teilweise durchlässig sind. Mit dieser Maßnahme lässt sich erreichen, dass einer Bobachtungsperson in den Okulareinblicken 18, 20 des Binokulartubus 16 ein mit der Anzeigeeinrichtung 60, 60' mit einem Bild angezeigten Testmuster in Überlagerung zu dem Bild dieses Testmusters in der Objektebene 159 des Operationsmikroskops 110 visualisiert werden kann. An entsprechenden Bedienorganen 73, 73' der Einrichtung 64, 64' für das Justieren des mit einer Anzeigeeinrichtung 60, 60' angezeigten Bildes (siehe 1) lässt sich dann ein mit einer Anzeigeeinrichtung 60, 60' angezeigtes Bild auch manuell justieren.It should be noted that in a modified embodiment of the surgical microscope 110 the mirror elements 155 . 155 ' may be embodied as partially transmissive mirror, for the in a partial observation beam path 28 . 30 guided light from the object area 22 partially permeable. With this measure, it can be achieved that a person observing in the eyepiece looks 18 . 20 of the binocular tube 16 a with the display device 60 . 60 ' test pattern displayed with an image superimposed on the image of this test pattern in the object plane 159 of the surgical microscope 110 can be visualized. At appropriate operating organs 73 . 73 ' the device 64 . 64 ' for adjusting the with a display device 60 . 60 ' displayed image (see 1 ) can then be with a display device 60 . 60 ' also manually adjust the displayed image.

Die 6 zeigt eine weitere als ein stereoskopisches Operationsmikroskop 210 ausgebildete Visualisierungsvorrichtung mit einem zweiten, alternativ aufgebauten Optikmodul 226. Soweit die Baugruppen der Visualisierungsvorrichtung 110 den Baugruppen in dem vorstehend anhand der 1 bis 3 und 4a sowie 4b beschriebenen Operationsmikroskop 10 entsprechen, sind diese durch die gleichen Bezugszeichen kenntlich gemacht.The 6 shows another as a stereoscopic surgical microscope 210 trained visualization device with a second, alternatively constructed optical module 226 , As far as the modules of the visualization device 110 the assemblies in the above with reference to the 1 to 3 and 4a such as 4b described surgical microscope 10 These are indicated by the same reference numerals.

Das Optikmodul 26 enthält für das Anzeigen von Zusatzinformation in dem 2 Teil-Beobachtungsstrahlengang 28 eine Optikbaugruppe 254 und für das Anzeigen von Zusatzinformation in dem Teil-Beobachtungsstrahlengang 30 eine Optikbaugruppe 254' mit einem gemeinsamen Modulkörper 52. Für das Anzeigen von Zusatzinformation in dem Teil-Beobachtungsstrahlengang 28 weist die Optikbaugruppe 254 einen in dem stereoskopischen Teil-Beobachtungsstrahlengang 28 angeordneten Strahlteiler 58 auf und enthält eine Anzeigeeinrichtung 60 mit einem Display 62. In der Optikbaugruppe 254' gibt es hierzu einen in dem stereoskopischen Teil-Beobachtungsstrahlengang 30 angeordneten Strahlteiler 58' und eine Anzeigeeinrichtung 60' mit einem Display 62'. Die Optikbaugruppen 254, 254' in dem Optikmodul 26 weisen jeweils eine Einrichtung 64, 64' für das Justieren eines mit der entsprechenden Anzeigeeinrichtung 60, 60' angezeigten Bildes auf. The optics module 26 contains for displaying additional information in the 2-part observation beam path 28 an optical assembly 254 and for displaying additional information in the sub-observation beam path 30 an optical assembly 254 ' with a common module body 52 , For displaying additional information in the sub-observation beam path 28 has the optics assembly 254 one in the partial stereoscopic observation beam path 28 arranged beam splitter 58 and contains a display device 60 with a display 62 , In the optical assembly 254 ' for this there is one in the stereoscopic partial observation beam path 30 arranged beam splitter 58 ' and a display device 60 ' with a display 62 ' , The optical assemblies 254 . 254 ' in the optics module 26 each have a device 64 . 64 ' for adjusting one with the corresponding display device 60 . 60 ' displayed image.

Um in dem Operationsmikroskop 210 mit einer Anzeigeeinrichtung 60, 60` angezeigte Bilder zu justieren, wird in dem Objektbereich 22 ein Testobjekt mit einem Testmuster 88 angeordnet. Das Testmuster wird mit den Kameras 90, 90' in dem Grundkörper 12 des Operationsmikroskops 210 erfasst und dann mit den Anzeigeeinrichtungen 60, 60' zur Anzeige gebracht.To be in the surgical microscope 210 with a display device 60 . 60` Adjusting displayed images will be in the object area 22 a test object with a test pattern 88 arranged. The test pattern comes with the cameras 90 . 90 ' in the main body 12 of the surgical microscope 210 recorded and then with the display devices 60 . 60 ' brought to the display.

Einer Bobachtungsperson kann auf diese Weise in den Okulareinblicken 18, 20 des Binokulartubus 16 mit der Anzeigeeinrichtung 60, 60' das Testmuster 88 in Überlagerung zu dem Bild dieses Testmusters in der Objektebene 259 des Operationsmikroskops 210 visualisiert werden. An entsprechenden Bedienorganen 73, 73' der Einrichtung 64, 64' für das Justieren des mit einer Anzeigeeinrichtung 60, 60' angezeigten Bildes (siehe 1) lässt sich ein mit einer Anzeigeeinrichtung 60, 60' angezeigtes Bild dann manuell so einstellen, dass das mit der Anzeigeeinrichtung 60, 60' angezeigte Bild des Test-musters 88 mit dem Bild des Testmusters 88 aus dem Objektbereich 22 in der Zwischenbildebene 44, 46 des Operationsmikroskops 210 deckt.A viewer can look into the eyepiece this way 18 . 20 of the binocular tube 16 with the display device 60 . 60 ' the test pattern 88 superimposed on the image of this test pattern in the object plane 259 of the surgical microscope 210 be visualized. At appropriate operating organs 73 . 73 ' the device 64 . 64 ' for adjusting the with a display device 60 . 60 ' displayed image (see 1 ) can be with a display device 60 . 60 ' then adjust the displayed image manually so that the with the display 60 . 60 ' displayed image of the test pattern 88 with the image of the test pattern 88 from the object area 22 in the intermediate image plane 44 . 46 of the surgical microscope 210 covers.

Es sei bemerkt, dass sich die Erfindung der Anmeldung auch auf Unterkombinationen von Merkmalen der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele erstreckt. Darüber hinaus sei bemerkt, dass auch Kombinationen von Merkmalen der vorstehend beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispiele zu der Erfindung der Anmeldung gehören.It should be noted that the invention of the application also to sub-combinations of Features of the embodiments described above. In addition, it should be noted that combinations of features of the different embodiments described above also belong to the invention of the application.

Zusammenfassend ist insbesondere folgendes festzuhalten: Die Erfindung betrifft eine Optikbaugruppe 54, 54' für eine Visualisierungsvorrichtung, die eine in einem Grundkörper 12 aufgenommene Abbildungsoptik 38 und einen Okulartubus 16 für das Bereitstellen eines Beobachtungsbildes eines Objektbereichs 22 hat. Die Optikbaugruppe 54, 54' enthält eine Anzeigeeinrichtung 60, 60', die für das Anzeigen eines Bildes ein Display 62, 62' enthält. In der optikbaugruppe 54, 54' gibt es einen Strahlteiler 58, 58' für das Einkoppeln eines dem Strahlteiler 58, 58' entlang einer optischen Achse 66, 66' zugeführten von dem Display 62, 62' ausgehenden Display-Strahlengangs in einen Beobachtungsstrahlengang 28, 30, der von dem Objektbereich 22 ausgehend in den Okulartubus 16 durch die Visualisierungsvorrichtung 10 geführt ist. Die Optikbaugruppe 54, 54' weist eine Einrichtung 64, 64' für das Justieren eines mit der Anzeigeeinrichtung 60, 60' angezeigten Bildes auf.In summary, in particular the following should be noted: The invention relates to an optical assembly 54 . 54 ' for a visualization device, the one in a main body 12 recorded imaging optics 38 and an eyepiece tube 16 for providing an observation image of an object area 22 Has. The optical assembly 54 . 54 ' contains a display device 60 . 60 ' which is a display for displaying an image 62 . 62 ' contains. In the optical module 54 . 54 ' is there a beam splitter 58 . 58 ' for the coupling of the beam splitter 58 . 58 ' along an optical axis 66 . 66 ' fed from the display 62 . 62 ' outgoing display beam path in an observation beam path 28 . 30 that of the object area 22 Starting in the eyepiece tube 16 through the visualization device 10 is guided. The optical assembly 54 . 54 ' has a facility 64 . 64 ' for adjusting one with the display device 60 . 60 ' displayed image.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Operationsmikroskop surgical microscope
1212: Grundkörper body
1414: Tragarm Beam
1616: Binokulartubus binocular
1818: linker Binokulareinblick left binocular insight
2020: rechter Binokulareinblick right binocular insight
2222: Objektbereich Property area
24, 2524, 25: Kupplungspartie coupling section
2626: Optikmodul optical module
28, 3028, 30: Teil-Beobachtungsstrahlengänge Partial observation beam paths
34, 3634, 36: optische Kanäle optical channels
3838: Vergrößerungssystem magnification system
40, 4240, 42: Tubuslinsen tube lenses
44, 4644, 46: Zwischenbildebene Intermediate image plane
48, 5048, 50: linkes und rechtes Okularlinsensystem left and right eyepiece lens system
5252: Modulkörper module body
54, 54'54, 54 ': Optikbaugruppe optical assembly
58, 58'58, 58 ': Strahlteiler beamsplitter
60, 60'60, 60 ': Anzeigeeinrichtung display
62, 62'62, 62 ': Display display
64, 64'64, 64 ': Einrichtung Facility
66, 66'66, 66 ': optische Achse optical axis
68, 68', 70, 70'68, 68 ', 70, 70': unterschiedliche Richtungen different directions
72, 72'72, 72 ': Azimutwinkel azimuth angle
73, 73' 73, 73 ': Bedienorgan control element
76, 76'76, 76 ': optische Elemente optical elements
78, 78'78, 78 ': Doppelpfeile double arrows
8080: Bild image
8282: Orientierungsinformation orientation information
8484: Display-Bild Display image
8686: optische Achse optical axis
8787: Pfeil arrow
8888: Testmuster test pattern
90, 90'90, 90 ': Kamera camera
92, 92'92, 92 ': Strahlteiler beamsplitter
94, 94'94, 94 ': Bildsensor image sensor
96, 96'96, 96 ': Strahlteiler beamsplitter
98, 98'98, 98 ': Rechnermodul computer module
110110: Operationsmikroskop surgical microscope
126126: Optikmodul optical module
154, 154'154, 154 ': Optikbaugruppe optical assembly
155, 155'155, 155 ': Spiegelelement mirror element
157, 157'157, 157 ': Doppelpfeil double arrow
159159: Objektebene object level
210210: Operationsmikroskop surgical microscope
226226: Optikmodul optical module
254, 254'254, 254 ': Optikbaugruppe optical assembly
259259: Objektebene object level

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2013/072422 A1 [0003]

Claims

Optical assembly ( 54 . 54 '; 154 . 154 ' . 254 . 254 ' ) for a visualization device ( 10 . 110 . 210 ), one in a basic body ( 12 ) imaging optics ( 38 ) and an eyepiece tube ( 16 ) for providing an observation image of an object area ( 22 ), with a display device ( 60 . 60 ' ), which display a picture ( 62 . 62 ' ) and with a beam splitter ( 58 . 58 ' ) for the coupling of the beam splitter ( 58 . 58 '' ) along an optical axis ( 66 . 66 ' ) supplied by the display ( 62 . 62 ' ) outgoing display beam path in an observation beam path ( 28 . 30 ), which depends on the object area ( 22 ) starting in the eyepiece tube ( 16 ) by the visualization device ( 10 . 110 . 210 ) is guided; characterized by a device ( 64 . 64 ' ) for adjusting one with the display device ( 60 . 60 ' ) displayed image.

Optical assembly according to claim 1, characterized in that the device ( 64 . 64 ' ) for adjusting one with the display device ( 60 . 60 ' ) is formed as a display adjustment device, with which the display ( 62 . 62 ' ) in one to the optical axis ( 66 . 66 ' ) of the display beam path vertical plane can be moved.

Optical assembly according to claim 1 or 2, characterized in that the means for adjusting an image displayed with the display device is designed as a display adjustment device, with an image displayed on the display by driving pixels in one to the optical axis of the display device vertical plane relative to the display can be moved.

Optical assembly according to claim 2 or 3, characterized in that the device ( 64 . 64 ' ) for adjusting one with the display device ( 60 . 60 ' ) for moving the displayed image in one to the optical axis ( 66 . 66 ' ) of the display beam path vertical plane with at least three different degrees of freedom of movement ( 68 . 70 . 68 ' . 70 ' ) is designed.

Optical assembly according to claim 4, characterized in that the device ( 64 . 64 ' ) for adjusting one with the display device ( 60 . 60 ' ) for rotating the displayed image in one to the optical axis (FIG. 66 . 66 ' ) of the display beam path vertical plane and moving the displayed image in a first direction ( 68 . 68 ' ) and in a second direction different from the first direction ( 70 . 70 ' ) is designed.

Optical assembly according to one of Claims 1 to 5, characterized by one of the devices ( 60 . 60 ' ) for the adjustment associated control ( 73 . 73 ' ) for adjusting a displacement of one with the display device ( 60 . 60 ' ) displayed image.

Optical assembly according to one of claims 1 to 6, characterized by a module body ( 52 ) with a first coupling section ( 24 ) for connection to the main body ( 12 ) of the visualization device ( 10 . 110 . 210 ) and with another coupling section ( 25 ) for connecting the eyepiece tube ( 16 ).

Optical assembly according to one of Claims 1 to 7, characterized by an optical element ( 76 . 76 ' ) for selectively enabling and interrupting and / or attenuating the observation beam path ( 28 . 30 ) on the object area ( 22 ) facing side of the beam splitter ( 58 . 58 ' ).

Optical assembly according to one of Claims 1 to 8, characterized by an optical element ( 155 . 155 ' ), the observation beam path ( 28 . 30 ) releases in a first switching state and the observation beam path ( 28 . 30 ) in a further switching state different from the first switching state at a position on the object area ( 22 ) facing away from the beam splitter ( 58 . 58 ' ) in the beam splitter ( 58 . 58 ' ) reflected back.

Optical assembly according to claim 9, characterized in that the optical element is a displaceable mirror ( 155 . 155 ' ), which is on the object area ( 22 ) facing away from the beam splitter ( 58 . 58 ' ) optionally in the observation beam path ( 28 . 30 ) or outside the observation beam path ( 28 . 30 ) can be arranged.

Optical assembly according to one of claims 1 to 10, characterized by an image sensor ( 94 . 94 ' ) and one in the observation beam path ( 28 . 30 ) on the object area ( 22 ) facing away from the beam splitter ( 58 . 58 ' ) can be arranged further beam splitter ( 96 . 96 ' ) for the decoupling of the by the beam splitter ( 58 . 58 ' ) guided observation beam path ( 28 . 30 ) and of the observation beam path ( 28 . 30 ) superimposed display beam path to the image sensor ( 94 . 94 ' ).

Optics module ( 26 . 126 . 226 ) for one as a surgical microscope ( 10 . 110 . 210 ) formed visualization device, the one in a base body ( 12 ) recorded by a left and a right observation beam path ( 28 . 30 ) imbedded imaging optics ( 38 ) and a binocular tube ( 16 ) for providing a stereoscopic observation image of an object area ( 22 ), characterized by one in the left observation beam path ( 28 ) can be arranged Optical assembly ( 54 . 154 . 254 ) according to one of claims 1 to 11 and an optical assembly which can be arranged in the right-hand observation beam path ( 54 '; 154 '; 254 ' ) according to one of claims 1 to 11.

Surgical microscope characterized by a trained according to claim 12 optical module ( 26 . 126 . 226 ).

Surgical microscope according to claim 13, characterized by a camera ( 90 . 90 ' ) for detecting one of the left and / or the right observation beam path ( 28 . 30 ) before enforcing the optics module ( 26 . 126 . 226 ) decoupled observation image of the object area ( 22 ).

Surgical microscope according to claim 14 with one with the camera ( 90 ) and with the display device ( 60 ) in the left observation beam path ( 28 ) mountable optical assembly ( 54 . 154 ) connected computer module ( 98 ) and one with the camera ( 90 ' ) and with the display device ( 60 ' ) with the in the right observation beam path ( 30 ) mountable optical assembly ( 54 ' ) connected computer module ( 90 ' ), which contains a computer program with which the display ( 62 . 62 ' ) in the left and / or in the right observation beam path ( 28 . 30 ) mountable optical assembly ( 54 . 54 ' . 154 . 154 ' ) displayed image depending on the camera ( 90 . 90 ' ) recorded observation image of the object area ( 22 ) can be adjusted.

Method for adjusting the display device ( 60 . 60 ' ) in the left observation beam path ( 28 ) arranged optical assembly ( 54 ) and in the right observation beam path ( 30 ) arranged optical assembly ( 54 ' ) in a trained according to one of claims 13 to 15 surgical microscope ( 10 . 110 . 210 ), in which in the object area ( 22 ) a geometric structure ( 88 ) is provided, in which in the left observation beam path ( 28 ) an image of the geometric structure ( 88 ) with the display ( 62 ) of the display device ( 60 ) is displayed, in which in the left observation beam path ( 28 ) with the display device ( 60 ) displayed image by adjusting the displayed image the image in the object area ( 22 ) provided geometric structure ( 88 ) is superimposed; in which in the right observation beam path ( 28 ) an image of the geometric structure ( 88 ) with the display ( 62 ) of the display device is displayed, and in which in the right observation beam path ( 28 ) with the display device ( 60 ' ) displayed image by adjusting the displayed image the image in the object area ( 22 ) provided geometric structure ( 88 ) is superimposed.