用于产生物场的立体图像的光学观察仪器和方法技术

根据本发明专利技术的光学观察仪器、特别是手术显微镜或外窥镜，其包括具有镜头组件和至少一个电子图像接收器(12、12')的光学单元(10)，其中光学单元(10)具有第一立体通道(11)和第二立体通道(11')，所述第一立体通道具有第一射束路径并且所述第二立体通道具有第二射束路径，以借助至少一个电子的图像接收器(12、12')接收物场(4)的立体图像，并且其中第一射束路径和第二射束路径伸延经过镜头组件。仪器还具有保持设备，光学单元(10)围绕第一转动轴线(13)可转动地支承在所述保持设备处，所述第一转动轴线与镜头组件的轴线至少近似地重合，其中光学观察仪器(1)具有相对于镜头组件的轴线偏折的观察方向并且包括用于将第一和第二射束路径偏转到镜头组件中的设置在镜头组件的物侧的偏转元件。本发明专利技术还涉及一种用于产生物场的立体图像的方法。立体图像的方法。立体图像的方法。

Optical observation apparatus and method for generating stereoscopic image of object field

【技术实现步骤摘要】
用于产生物场的立体图像的光学观察仪器和方法


[0001]本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分的光学观察仪器、特别是手术显微镜或外窥镜，以及涉及一种用于产生物场的立体图像的方法。

技术介绍

[0002]为了在人体或动物身体处进行外科手术时观察手术场，已知如下光学观察仪器，所述光学观察仪器允许外科医生和可能的其他人员精确或放大地观察身体处的手术场，其中同时，没有显著地限制到手术场的入口。这种光学观察仪器尤其能够构成为手术显微镜或外窥镜。
[0003]从DE 10 2011 054 031 A1中已知一种用于从远离患者身体的位置观察和照明患者处的物场的设备，所述设备具有用于观察物场的光学装置和用于照明物场的照明装置。该设备还具有杆，将相对于杆扩展的头部件设置在所述杆的远端端部处，在所述头部件中设置有用于照亮物场的照明单元。纵向延伸的杆能够容纳图像转发器，所述图像转发器将手术场的图像转发至杆的近端端部。这种设备也称为“外窥镜”。所述外窥镜实现在外科手术时从例如25至75cm的工作距离照明和观察手术场，使得外科医生的工作空间实际上不受外窥镜限制。通过连接摄像机实现，在屏幕上显示物场的图像，使得对于外科医生和可能的其他人员可以观察所述图像而不会感到疲劳。可以通过可调节的固持装置保持外窥镜。
[0004]在执行外科手术时，对物场的空间感知有助于手术的外科医生。已知的是借助立体光学装置实现对物场的更好的空间感知，在所述光学装置中从大致不同的角度接收物场的两个图像。共同显示立体图像的这两个图像也称为“半图像”或“立体半图像”。这两个半图像单独地显示手术医生的右眼和左眼，使得所述手术医生可以获取物场的空间印象。为此，例如可以设有适合于立体显示的监视器，例如具有交替偏振的屏幕，其中手术医生佩戴具有两个眼片的不同偏振的偏振眼镜。
[0005]然而，当使用立体光学装置时出现如下问题，即在围绕平行于光学装置的观察方向的轴线转动时，不仅借助电子图像接收器产生的图像进而还有在屏幕上显示的手术场图像都转动，而且立体光学装置的基线也转动。这同样适用于手术医生改变其位置的情况。在这两种情况下，对于手术医生而言，手术场中的取向变难或甚至不可行。由于立体图像的两个半图像的转动不会引起立体基线、即立体光学装置的孔径的两个中点之间的假想的线的转动，电子图像矫平又是不可行的。因此，失去立体印象。因此有必要的是，能够相应地适配立体光学装置本身的立体基线，以便实现图像矫平或水平线的定向。
[0006]根据DE 10 2013 110 543 A1，外窥镜包括杆和设置在杆的远端端部处的用于接收物场的图像的观察光学装置，其中观察光学装置构成为具有至少一个用于接收物场的立体图像的电子图像接收器的立体光学装置。外窥镜具有光学单元，所述光学单元设置在杆的远端端部处的头部件中并且包括观察光学装置。光学单元可以围绕近似平行于观察光学装置的观察方向的转动轴线转动，其中观察方向可以相对于杆的纵轴线偏折大约90
°
。由此，在外科手术时，为了观察水平设置的物场、如在人体处进行外科手术时的手术场，能够
将外窥镜定位在具有竖直向下定向的观察方向的物场之上。在此，能够接收物场的立体图像并且在外窥镜枢转时，执行所接收的且显示的物场图像的矫平以及设定立体基线。
[0007]在EP 1 333 305 B1中提出一种用于对物体成像的立体研究系统，所述立体研究系统包括具有光学轴线和物体平面的镜头组件，其中镜头组件接收从空间角区域中的物体平面中发射的物侧的射束并且转变成图像侧的射束。此外，立体研究系统包括用于从图像侧的射束中选择第一对和第二对的子射束的选择器装置和用于产生通过第一和第二对子射束提供的物体图像的显示的图像传递设备。选择器装置构造用于，将子射束中的至少一个的射束横截面相对于图像侧的射束的射束横截面移动，其中设有控制装置，以操控选择器装置来使至少一个子射束的射束横截面沿围绕光学轴线的周向方向移动。
[0008]为了通过手术医生观察所接收的图像证实为有利的是，将一个或多个屏幕(监视器)相对于手术医生的位置设置在提高的位置中，使得手术医生能够越过手术场、越过可能使用的外科仪器和越过光学观察仪器来观察在监视器上显示的图像。然而，通常尤其手术显微镜具有长形的且体积大的显微镜主体，所述显微镜主体防止在光学观察仪器之上的不受阻碍的观察，或者会需要监视器处于不利高度的、对于观察者不舒适的位置。在外窥镜的情况下，头部件也可能限制手术医生的视场，其中头部件的结构高度尤其通过光学单元的长度来确定。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是提供一种光学观察仪器，特别是具有立体光学装置的手术显微镜或外窥镜，其不具有上述缺点，其中尤其在观察方向竖直向下定向时，光学观察仪器的竖直结构高度减小。此外，本专利技术的另一目的是提出一种用于产生物场的立体图像的改进的方法。
[0010]该目的通过根据权利要求1的光学观察仪器和通过根据权利要求17的方法来实现。
[0011]本专利技术的有利的改进方案由从属权利要求中得出。
[0012]根据本专利技术的光学观察仪器尤其是医学光学观察仪器，并且优选地构成为手术显微镜或外窥镜。光学观察仪器可以例如用于从身体外部接收人体或动物体处的物场的图像。物场可以是例如外科手术的手术场。在此，观察仪器优选地构成用于从工作距离接收手术场的图像，所述工作距离在外科手术时允许外科医生不受阻碍地进入手术场。工作距离可以例如在大约10至75cm的范围内，优选地在大约15至50cm的范围内。如果在下文中提到光学观察仪器的“使用者”，则借此尤其表示进行手术的外科医生或手术医生；然而，使用者也可以是例如在手术时支持手术医生的人员或手术的其他观察者，或者还可以是光学观察仪器的非医学应用的使用者。
[0013]根据本专利技术的光学观察仪器包括光学单元，所述光学单元具有镜头组件和至少一个电子图像接收器。光学单元构成用于借助至少一个电子图像接收器来接收物场、例如在人体或动物体处的物场的立体图像，进而其构成为立体光学装置。为此，光学单元具有第一立体通道和第二立体通道，所述第一立体通道具有第一射束路径并且所述第二立体通道具有第二射束路径，以接收物场的第一和第二立体半图像。在此能够借助于镜头组件经由第一射束路径将物场成像到第一电子图像接收器上，以便接收第一立体半图像，并且借助于
镜头组件将物场经由第二射束路径成像到第二电子图像接收器上，以便接收物场的第二立体半图像。代替第一和第二电子图像接收器，例如也能够使用唯一的图像接收器来接收第一和第二立体半图像，其中将物场的第一和第二立体半图像成像到图像接收器的不同的区域上。接收器接收器接收器至少一个电子图像接收器尤其是CCD或MOSFET图像传感器。
[0014]第一和第二射束路径穿过镜头组件。镜头组件尤其用于经由第一或第二射束路径将物场成像在第一和第二图像接收器上或唯一的图像接收器的相应区域上。镜头组件可以包括第一和第二立体通道共用的公共成像光学元件，以及可能其他的成像光学元件，其相应仅与第一或第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学观察仪器、特别是手术显微镜或外窥镜，其包括：具有镜头组件和至少一个电子图像接收器(12、12')的光学单元(10)，其中所述光学单元(10)具有第一立体通道(11)和第二立体通道(11')，所述第一立体通道具有第一射束路径并且所述第二立体通道具有第二射束路径，以借助所述至少一个电子图像接收器(12、12')接收物场(4)的立体图像，并且其中所述第一射束路径和所述第二射束路径伸延经过所述镜头组件；和保持设备，所述光学单元(10)围绕第一转动轴线(13)能转动地支承在所述保持设备处，所述第一转动轴线至少近似地与所述镜头组件的轴线重合，其特征在于，所述光学观察仪器(1)具有相对于所述镜头组件的轴线偏折的观察方向并且包括设置在所述镜头组件的物侧的偏转元件，所述偏转元件用于使所述第一射束路径和所述第二射束路径偏转到所述镜头组件中。2.根据权利要求1所述的光学观察仪器，其特征在于，所述观察方向相对于所述镜头组件的轴线近似偏折90
°
。3.根据权利要求1或2所述的光学观察仪器，其特征在于，所述光学单元(10)相对于所述保持设备并且相对于所述偏转元件围绕所述第一转动轴线(13)能转动地被支承。4.根据权利要求1至3所述的光学观察仪器，其特征在于，所述光学单元(10)具有长形延伸的光学壳体(14)，所述光学壳体至少近似沿所述镜头组件的轴线的方向延伸。5.根据前述权利要求中任一项所述的光学观察仪器，其特征在于，所述镜头组件包括物侧的前透镜(17)，其中所述第一射束路径和所述第二射束路径伸延穿过所述前透镜(17)。6.根据前述权利要求中的任一项所述的光学观察仪器，其特征在于，光学的偏转元件包括倾斜于所述镜头组件的轴线的平面镜。7.根据前述权利要求中的任一项所述的光学观察仪器，其特征在于，光学的偏转元件不可相对转动地设置在所述保持设备处。8.根据前述权利要求中任一项所述的光学观察仪器，其特征在于，所述光学单元(10)与能围绕第二转动轴线(55)转动的操作元件转动耦联，其中所述第二转动轴线(55)至少近似平行于所述观察方向。9....

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：卡尔史托斯两合公司，
类型：发明
国别省市：