Die vorliegende Erfindung betrifft zunächst eine Beleuchtungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindung eine optische Beobachtungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 18.

Beleuchtungseinrichtungen sowie Beobachtungseinrichtungen der genannten Art sind im Stand der Technik auf vielfältige Art und Weise bekannt. In einer Ausführungsvariante kann es sich bei einer Beobachtungseinrichtung beispielsweise um ein Mikroskop, etwa ein Stereomikroskop, handeln. Solche Mikroskope können unter anderem als Operationsmikroskope ausgebildet sein, beispielsweise in Form eines sogenannten Ophthalmologiemikroskops zur Durchführung von Augenoperationen. Eine Beleuchtungseinrichtung kann dann vorgesehen sein, um für die Arbeit mit dem Operationsmikroskop einen geeigneten Beleuchtungsstrahlengang zu erzeugen.

In der Mikroskopie, insbesondere bei den Operationsmikroskopen, ist es oftmals gewünscht, gezielt bestimmte Bereiche zu beleuchten und wiederum andere von der Beleuchtung auszuschließen. Beispielsweise ist es in der Ophthalmologie gewünscht, dass die manchmal farbige Rotreflexbeleuchtung nur in die Pupille eingekoppelt wird, damit das Operationsfeld nicht farblich verfälscht wird. Dagegen soll die Operationsfeldbeleuchtung nicht in die Pupille gelangen, damit die Netzhaut nicht zusätzlich belastet wird.

Darüber hinaus ist es oft erwünscht, das Operationsfeld möglichst schattenfrei auszuleuchten. Dazu sind im Stand der Technik bereits verschiedene Lösungen bekannt geworden, bei denen eine Beleuchtungseinrichtung zunächst eine Lichtquelle aufweist, die aus einer Anordnung von einer oder mehreren Kleinstlichtquellen, beispielsweise LEDs gebildet ist. Der Lichtquelle ist üblicherweise eine Optik nachgeordnet, die beispielsweise eine Sammellinse umfasst. Derartige Lösungen sind etwa in der DE 101 55 142 A1 , der DE 37 34 691 A1 , der WO 00/65398 oder der EP 1 324 095 A2 beschrieben.

Die bei den bekannten Lösungen eingesetzte Beleuchtungseinrichtung verfügt stets über eine der Lichtquelle nachgeschaltete Optik mit einem Linsenelement, das einen feststehenden, nicht veränderlichen Fokus aufweist. Damit sind solche Beleuchtungseinrichtungen auf bestimmte optische Eigenschaften ausgelegt. Wenn die optischen Eigenschaften der Beleuchtungseinrichtung verändert werden sollen, muss das Linsenelement zunächst gewechselt oder verschoben werden. Auch sind Lösungen bekannt, bei denen die Optik mehrere, im Strahlengang hintereinander angeordnete Linsenelemente aufweist, die dann wahlweise in den Strahlengang eingeschoben oder aus diesem entfernt werden können. Damit sind die bekannten Beleuchtungseinrichtungen konstruktiv aufwändig. Auch ist für die Realisierung derartiger Beleuchtungseinrichtungen relativ viel Bauraum erforderlich. Zusätzlich von Nachteil ist, dass die bekannten Beleuchtungseinrichtungen ein hohes Gewicht aufweisen. Außerdem ist der Justieraufwand bei der Produktion groß. Darüber hinaus kann auch der Fall auftreten, dass sich die Beleuchtungseinrichtung und weitere optische Elemente der Beobachtungseinrichtung, etwa eine Ophthalmoskopielupe in einem Ophthalmoskopie-Mikroskop, gegenseitig im Wege stehen und somit behindern.

Ausgehend vom genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Beleuchtungseinrichtung sowie eine optische Beobachtungseinrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass die beschriebenen Nachteile vermieden werden können. Insbesondere sollen eine Beleuchtungseinrichtung und eine Beobachtungseinrichtung geschaffen werden, die auf einfache und kostengünstige Weise auf unterschiedliche optische Eigenschaften eingestellt werden können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Beleuchtungseinrichtung mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 , die optische Beobachtungseinrichtung mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 18 sowie die erfindungsgemäße Verwendung mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 31. Weitere Vorteile, Merkmale, Details, Aspekte und Effekte der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie den Zeichnungen. Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung beschrieben sind, gelten dabei selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen optischen Beobachtungseinrichtung, und umgekehrt. Analoges gilt für die erfindungsgemäße Verwendung.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der aus einer Anordnung von einer oder mehreren Kleinstlichtquellen bestehenden Lichtquelle nunmehr eine Optik nachgeschaltet ist, die über wenigstens ein Linsenelement mit variablem Fokus verfügt. Ein solches Linsenelement wird im weiteren Verlauf der Beschreibung als Variolinse bezeichnet.

Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Beleuchtungseinrichtung für eine Beobachtungseinrichtung, insbesondere für eine Beobachtungseinrichtung, bereitgestellt, mit einer Lichtquelle und mit einer der Lichtquelle nachgeordneten Optik, wobei die Lichtquelle aus einer Anordnung von einer oder mehreren Kleinstlichtquelle(n) gebildet ist. Die Beleuchtungseinrichtung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die der/den Kleinstlichtquelle(n) nachgeordnete Optik wenigstens ein Linsenelement mit variablem Fokus (Variolinse) aufweist.

Eine solche Beleuchtungseinrichtung kann in besonders einfacher Weise auf unterschiedliche optische Eigenschaften eingestellt werden, indem der Fokus der Variolinse je nach Bedarf verändert wird. Wie dies im Einzelnen geschehen kann, wird im weiteren Verlauf anhand von nichtausschließlichen Beispielen erläutert. Ein Kernmerkmal der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung besteht darin, dass die Lichtquelle aus einer Anordnung von einer oder mehreren Kleinstlichtquellen besteht. Die Gesamtheit aller Kleinstlichtquellen stellt dann die gesamte Lichtquelle dar. Im einfachsten Fall ist eine einzige Kleinstlichtquelle ausreichend. Es können jedoch auch zwei oder mehr Kleinstlichtquellen vorgesehen sein. Dabei ist die Erfindung nicht auf eine bestimmte Anzahl von Kleinstlichtquellen, eine besondere Anordnung der Kleinstlichtquellen oder aber auf bestimmte Typen von Kleinstlichtquellen beschränkt. Einige nicht ausschließliche Beispiele hierzu werden im weiteren Verlauf der Beschreibung näher erläutert.

Vorzugsweise ist Lichtquelle aus einer Matrix aus bereichsweise schaltbaren Kleinstlichtquellen gebildet. Dabei sind die Kleinstlichtquellen vorzugsweise von einer Größe, die kleiner als die Gesamtanordnung der Gesamtlichtquelle ist. Vorzugsweise handelt es sich bei den Kleinstlichtquellen um punktuelle Lichtquellen. Vorteilhaft ist jede einzelne Kleinstlichtquelle einzeln und unabhängig von anderen Kleinstlichtquellen ansteuerbar, wobei wiederum mehrere Kleinstlichtquellen zu einem Lichtquellenbereich zusammengefasst sein/werden können und dabei wahlweise nur eine, oder mehrere Ansteuerungsmöglichkeiten haben.

Dieser auf Kleinstlichtquellen basierenden Lichtquelle ist eine Optik nachgeordnet, die wenigstens ein Linsenelement aufweist. Dieses Linsenelement kann beispielsweise als Sammellinse, als Kondensorlinse oder dergleichen fungieren. Wenigstens eines der Linsenelemente der nachgeordneten Optik weist einen variablen Fokus auf und wird deshalb als Variolinse bezeichnet. Linsenelemente mit variablem Fokus sind an sich bereits aus dem Stand der Technik bekannt. Die heutzutage vertriebenen Variolinsen weisen beispielsweise einen Aufnahmebehälter auf, der ein erstes formflexibles Medium und wenigstens ein zweites formflexibles Medium beinhaltet, wobei die Medien in der Regel nicht mischbar sind und sich an einer Grenzfläche berühren. Weiterhin sind Mittel zum Ändern der Größe und/oder Form der Grenzfläche zwischen den Medien vorgesehen. Durch eine Änderung des Verlaufs der Grenzfläche kann der Fokus der Variolinse verändert werden. Bis jetzt keine kommerzielle Verwendung haben LC-Linsen (Flüssigkristall-Linsen) gefunden, obwohl diese bereits seit langem bekannt sind. Diese zeichnen sich durch mehrere Realisierungs- und Ansteuerungsmöglichkeiten aus. Selbstverständlich können die Variolinsen auch auf andere Arten ausgebildet sein.

Grundsätzlich ist die Beleuchtungseinrichtung nicht auf bestimmte Einsatzgebiete beschränkt. Beispielsweise kann die Beleuchtungseinrichtung in einer optischen Beobachtungseinrichtung eingesetzt werden. Vorteilhaft handelt es sich bei den optischen Beobachtungseinrichtungen um solche zur Abbildung eines Objekts und/oder eines von einem Objekt erzeugten Zwischenbildes, beispielsweise um ein Mikroskop oder dergleichen. Dabei kann die Beobachtungseinrichtung insbesondere als stereoskopische Beobachtungseinrichtung ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft ist die optische Beobachtungseinrichtung als Operationsmikroskop ausgebildet, beispielsweise als ein Operationsmikroskop, das im Ophthalmologiebereich, im Neurobereich, im HNO-Bereich, im Dentalbereich oder dergleichen eingesetzt werden kann. Natürlich sind auch andere Einsatzgebiete denkbar. So kann die Beleuchtungseinrichtung beispielsweise auch in einer Kopflupe, in einem Videomikroskop, insbesondere in einem Video- Operationsmikroskop, in einem Sichtgerät, beispielsweise in einem Infrarotfernsichtgerät oder dergleichen eingesetzt werden.

Natürlich sind auch ganz andere Einsatzgebiete denkbar. So kann die Beleuchtungseinrichtung beispielsweise auch eine Fahrzeugbeleuchtung darstellen oder einen Teil einer Fahrzeugbeleuchtung darstellen. Durch die Verwendung einer Anzahl von Kleinstlichtquellen lässt sich ein definierter und in seiner Strahlrichtung einstellbarer Beleuchtungsstrahl erzeugen. Für eine Fahrzeugbeleuchtung kann es vorteilhaft sein, wenn sich die Strahlrichtung der Beleuchtung verändern lässt, etwa bei kurvigen Straßen, bei Steigungen oder Gefälle, bei entgegenkommenden Fahrzeugen, oder dergleichen. Durch die Verwendung insbesondere einzeln oder bereichsweise ansteuerbarer Kleinstlichtquellen kann immer ein geeigneter Beleuchtungsstrahl erzeugt werden. Daneben könnte die Beleuchtungseinrichtung auch noch auf anderen Gebieten eingesetzt werden, etwa als Warneinrichtung, als Einrichtung zur Entfernungsmessung und dergleichen. Beispielsweise kann die Beleuchtungseinrichtung überall dort eingesetzt werden, wo eine strukturierte, selektive Beleuchtung, oder aber eine schattenfreie Ausleuchtung erforderlich ist. Andererseits kann bei Bedarf auch eine schattenbehaftete Ausleuchtung mit Erzeugung eines definierten Schattens erzeugt werden. Damit kann in manchen Fällen der Stereoeffekt des Bildes beziehungsweise die Plastizität des Bildes verbessert werden.

Die Beleuchtungseinrichtung ist somit sowohl im medizinischen als auch im nichtmedizinischen Bereich einsetzbar. Nachfolgend werden hierzu einige weitere, nicht ausschließliche Beispiele beschrieben. So ist es beispielsweise denkbar, die Beleuchtungseinrichtung im Umfeld der Krebsbehandlung oder dergleichen einzusetzen. Die Beleuchtungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann jedoch auch zur Markierung von bestimmten Stellen auf Oberflächen, als Chopper/Shutter-Ersatz oder dergleichen eingesetzt werden. Auch ist mit der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung eine Einblendung von inneren Strukturen möglich, etwa in einem Körper, in einem Gebäude, in einem Fahrzeug, in einer Maschine oder dergleichen. Auch zu Reparatur- oder Wartungszwecken kann eine solche Beleuchtungseinrichtung eingesetzt werden, beispielsweise um etwas schneller zu finden.

Vorteilhaft ist die Lichtquelle aus einer Anordnung von einer oder mehreren einzeln oder bereichsweise schaltbaren Kleinstlichtquelle(n) gebildet. Die Beleuchtungseinrichtung ist dabei so ausgestaltet, dass sie bezüglich der von ihr erzeugten Leuchtfeldgeometrie einfach variiert werden kann. Dabei werden die Kleinstlichtquellen - insbesondere elektronisch - von außen, vorzugsweise von einer Steuereinrichtung, angesteuert. Ein weiteres Merkmal sieht vor, dass die Kleinstlichtquellen zumindest bereichsweise ansteuerbar sind, um variable Beleuchtungsgeometrien einstellen zu können. Dabei ist die Erfindung nicht auf bestimmte Größen und/oder Formen von Bereichen beschränkt. Im einfachsten Fall kann ein einziger Punkt in solch einer Weise ansteuerbar sein. Insbesondere dann, wenn die Leuchtquelle aus einer Matrix bestehend aus einzelnen Kleinstlichtquellen gebildet ist, kann eine oder können mehrere Kleinstlichtquellen einzeln oder in Gruppen ansteuerbar sein, wobei im letztgenannten Fall einzelne Kleinstlichtquellen zu einem Bereich zusammengefasst werden können. Auch diesbezüglich ist die Erfindung nicht auf konkrete Ausgestaltungsformen beschränkt.

Vorteilhaft kann die Lichtquelle aus einer Anordnung von einer oder mehreren Leuchtdiode(n) (LED), insbesondere organischen Leuchtdiode(n) (OLED), gebildet sein. Organische Leuchtdioden sind ursprünglich als Mikrodisplays entwickelt worden. Anders als LEDs, die eine weiße (Compact Fluorescent) Hinterleuchtung benötigen, leuchten OLEDs selber als Lambertstrahler (Flächenemitter).

Als strukturierte Beleuchtungsquelle bieten OLEDs eine gute Lichteffizienz und kleine Strukturen ohne dunkle Zwischenräume. Ein Display aus OLEDs oder LEDs kann beispielsweise auch in der Ebene eines zu verwendenden optischen Elements, beispielsweise eines Linsenelements, etwa einer Variolinse, eingesetzt werden. Entsprechend einer gewünschten Beleuchtungsgeometrie können einzelne der Kleinstlichtquellen angeschaltet werden und andere ausgeschaltet bleiben. Gegenüber LEDs ist bei OLEDs der Füllfaktor höher was bedeutet, dass eine höhere Packungsdichte realisierbar ist. Die Verwendung eines Displays aus LEDs oder OLEDs ermöglicht ein programmierbares, und beispielsweise auch automatisierbares Schalten unterschiedlicher Beleuchtungsmodi, ohne dass mechanische Komponenten, wie etwa Phasenkontrastringe, Filter, Abschwächer und dergleichen bewegt werden müssten. Besonders geeignet sind beispielsweise weiße OLEDs, deren Spektrum durch eine Mischung von organischen Molekülen bestimmt wird.

Natürlich ist die Erfindung nicht auf diese Art von Kleinstlichtquellen beschränkt. So könnten die Kleinstlichtquellen beispielsweise auch als Laser, als nicht thermischer Strahler oder dergleichen ausgestaltet sein. Dennoch sind LEDs als Kleinstlichtquellen bevorzugt, da sie bei guter Strahlqualität und Leistung zusätzlich auch preiswert, einfach ansteuerbar und für eine große Anzahl von unterschiedlichen Wellenlängen beziehungsweise Spektren erhältlich sind. Nachfolgend werden einige nichtausschließliche Beispiele beschrieben, wie eine solche Beleuchtungseinrichtung ausgestaltet sein könnte. Im einfachsten Fall kann es ausreichend sein, dass die Beleuchtungseinrichtung eine einzige Kleinstlichtquelle aufweist, der eine einzelne Variolinse nachgeordnet ist.

In anderer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Lichtquelle eine Anordnung aus zwei oder mehr Kleinstlichtquellen aufweist und dass allen Kleinstlichtquellen wenigstens eine gemeinsame Variolinse nachgeordnet ist.

Auch kann vorgesehen sein, dass die Lichtquelle eine Anordnung aus zwei oder mehr Kleinstlichtquellen aufweist, dass einer oder mehreren Gruppen von Kleinstlichtquellen jeweils wenigstens eine gemeinsame Variolinse nachgeordnet ist und dass die Anzahl von Kleinstlichtquellen innerhalb einer Gruppe jeweils kleiner ist als die Gesamtzahl aller Kleinstlichtquellen innerhalb der Lichtquelle. Die Kleinstlichtquellen einer Gruppe stellen somit eine Teilmenge der Gesamtzahl aller Kleinstlichtquellen dar. Eine Gruppe von Kleinstlichtquellen umfasst somit m Kleinstlichtquellen einer Lichtquelle bestehend aus insgesamt n Kleinstlichtquellen, wobei gilt: m < n.

In weiterer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Lichtquelle eine Anordnung aus zwei oder mehr Kleinstlichtquellen aufweist und dass jeder Kleinstlichtquelle jeweils wenigstens eine eigene Variolinse zugeordnet ist. In diesem Fall werden Kleinstlichtquellen verwendet, die insbesondere direkt mit Kleinstoptiken gekoppelt sind. Zu jeder Kleinstlichtquelle ist somit eine eigene Variolinse vorgesehen, die die nachgeordnete Optik, beispielsweise eine Abbildungsoptik, darstellt oder aber Bestandteil einer solchen Optik ist. Die Variolinsen sind in diesem Fall vorzugsweise als „Mikro-Linsenelemente" ausgebildet, wobei deren Größe an die Größe der Kleinstlichtquellen angepasst ist.

Beispielsweise kann die der Lichtquelle nachgeordnete Optik auch zwei oder mehr hintereinander angeordnete Linsenelemente aufweisen, wobei wenigstens eines der Linsenelemente als Variolinse ausgebildet ist. Auf diese Weise können im Strahlengang des von den Kleinstlichtquellen emittierten Lichts mehrere Linsenelemente hintereinander geschaltet sein. Dabei können einzelne Linsenelemente auch einen unveränderlichen Fokus aufweisen. Wichtig ist lediglich, dass wenigstens eines der Linsenelemente als Variolinse ausgebildet ist, wobei natürlich auch zwei oder mehr Linsenelemente als Variolinsen ausgebildet sein können.

Die Erfindung ist nicht auf einen bestimmten Abstand zwischen der Lichtquelle, beziehungsweise den einzelnen Kleinstlichtquellen und dem wenigstens einen Linsenelement der nachgeordneten Optik beschränkt. Beispielsweise kann der Abstand zwischen der Lichtquelle und dem wenigstens einen Linsenelement beziehungsweise dem ersten Linsenelement (wenn mehrere Linsenelemente hintereinander angeordnet sind) kleiner/gleich 2 cm, vorzugsweise kleiner/gleich 1 cm sein. Besonders bevorzugt ist der Abstand jedoch kleiner/gleich 0,5 cm.

Des Weiteren ist die Erfindung auch nicht auf eine bestimmte Größe der Kleinstlichtquelle(n) beschränkt. Beispielsweise können alle Kleinstlichtquellen die gleiche Größe haben. Natürlich ist auch denkbar, dass zumindest einzelne Kleinstlichtquellen eine unterschiedliche Größe aufweisen. Das kann insbesondere dann der Fall sein, wenn unterschiedliche Typen von Kleinstlichtquellen in der Lichtquelle verwendet werden. Beispielsweise kann wenigstens eine Kleinstlichtquelle einen Durchmesser von kleiner/gleich 2cm, vorzugsweise kleiner/gleich 1cm, bevorzugt kleiner/gleich 0,5cm aufweisen. Ganz besonders bevorzugt kann wenigstens eine Kleinstlichtquelle einen Durchmesser von kleiner/gleich 0,2cm aufweisen.

Vorteilhaft kann wenigstens eine Vorrichtung zum Bewegen wenigstens einer Kleinstlichtquelle und/oder wenigstens eines Linsenelements vorgesehen sein. Auf diese Weise können die Kleinstlichtquellen und/oder die Linsenelemente beweglich, beispielsweise kippbar oder dergleichen, verwendet werden. Eine Kippung kann beispielsweise sehr einfach über eine Bewegungsvorrichtung mit Piezo- Stellelementen realisiert werden. Natürlich sind auch andere Ausgestaltungsformen für die Bewegungsvorrichtung denkbar, so dass die Erfindung nicht auf das genannte Beispiel beschränkt ist. Die Steuerung der Bewegungsvorrichtung(en) kann vorteilhaft unter Zuhilfenahme geeigneter Programmmittel beziehungsweise Software realisiert werden.

Vorteilhaft können wenigstens eine Kleinstlichtquelle und wenigstens ein Linsenelement miteinander gekoppelt und über die Kopplung mittels einer gemeinsamen Bewegungsvorrichtung bewegbar sein. Auf diese Weise lässt sich eine Bewegung, beispielsweise ein Kippen, sehr einfach realisieren.

Wie weiter oben bereits beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf bestimmte Ausführungsformen für die Variolinsen beschränkt. Bevorzugt können insbesondere kleine Variolinsen eingesetzt werden. Kleine Variolinsen sind unempfindlich gegen Erschütterungen und haben somit ein sehr breites Einsatzspektrum.

Nachfolgend werden diesbezüglich nunmehr einige Beispiele beschrieben, wobei die Erfindung natürlich nicht auf die genannten Beispiele beschränkt ist. Vorteilhaft kann wenigstens eine Variolinse zur mechanischen und/oder elektrischen Verstellung ihres Fokus ausgebildet sein.

Bei einer elektrischen Verstellbarkeit ihres Fokus ist die Variolinse beispielsweise derart aufgebaut, dass die Verstellbarkeit des Fokus durch Ansteuerung mit elektrischer Spannung erreicht werden kann. Dies kann beispielsweise erreicht werden, indem das Prinzip der sogenannten Elektrobenetzbarkeit (Electrowetting) benutzt wird.

Das Prinzip des Elektrobenetzens (Electrowetting) ist bereits an sich bekannt und ergibt sich beispielsweise aus der DE 698 04 119 T2, deren Offenbarungsgehalt insoweit in die Beschreibung der vorliegenden Erfindung mit einbezogen wird. Dabei ist ein Tropfen einer nicht leitenden Flüssigkeit vorgesehen, der auf einem dielektrischen Substrat angeordnet ist, welches wiederum eine flache Elektrode bedeckt. Zwischen den flüssigen Leitertropfen und der Elektrode kann eine Spannung angelegt werden. Dadurch ändert sich die Benetzbarkeit des dielektrischen Materials bezüglich der Leiterflüssigkeit, wobei die Benetzbarkeit bei Anwesenheit eines elektrischen Feldes, welches durch die zwischen der Leiterflüssigkeit und der Elektrode angelegte Spannung verursacht wird, wesentlich vergrößert wird.

Eine Realisierung des Prinzips des Elektrobenetzens in einer Variolinse kann vorsehen, dass diese wenigstens einen Aufnahmebehälter aufweist, der ein erstes formflexibles Medium und ein zweites formflexibles Medium beinhaltet, wobei die Medien nicht mischbar sind und sich an einer Grenzfläche berühren. Weiterhin sollen Mittel zum Ändern der Größe und/oder Form der Grenzfläche zwischen den Medien vorgesehen sein. Grundsätzlich ist die Erfindung nicht auf bestimmte Medientypen beschränkt. Wichtig ist lediglich, dass die Medien formflexibel sind. „Formflexibel" bedeutet im Lichte der vorliegenden Beschreibung, dass die Medien keine starre Oberfläche aufweisen, sondern dass sich die Medien innerhalb des Aufnahmebehälters in ihrer Form verändern können. Beispielsweise, jedoch nicht ausschließlich, kann es sich bei den formflexiblen Medien um eine Flüssigkeit, um ein Gel oder dergleichen handeln. Beispielsweise, jedoch nicht ausschließlich, kann es sich bei einem der formflexiblen Medien um Wasser beziehungsweise Wasser mit Zusätzen wie Salzen und dergleichen, und bei dem anderen formflexiblen Medium um ein Öl handeln.

Vorzugsweise ist eines der formflexiblen Medien zumindest teilweise transparent, während das andere formflexible Medium nicht unbedingt transparent sein muss. Um Gravitationseffekte auszuschließen, können die beiden formflexiblen Medien beispielsweise die gleiche oder zumindest eine ähnliche Dichte aufweisen.

Das Prinzip des Elektrobenetzens über die Erzeugung eines elektrischen Feldes kann nun vorsehen, dass das erste formflexible Medium und das zweite formflexible Medium eine unterschiedliche elektrische Leitfähigkeit aufweisen. Das Medium mit der geringeren elektrischen Leitfähigkeit, beispielsweise ein Öl, kann zwischen dem Medium mit der größeren elektrischen Leitfähigkeit, beispielsweise Wasser oder Wasser mit Zusätzen sowie wenigstens einer Elektrode angeordnet sein. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Medium mit der geringeren elektrischen Leitfähigkeit auf einer Oberfläche eines Substrats angeordnet ist, während auf der anderen Oberfläche des Substrats die wenigstens eine Elektrode angeordnet ist. Wenn nun ein elektrisches Feld zwischen der wenigstens einen Elektrode und dem Medium mit der größeren elektrischen Leitfähigkeit angelegt wird, wird dadurch die Grenzfläche zwischen den beiden formflexiblen Medien verändert.

In anderer Ausgestaltung kann die Verstellung des Fokus der Variolinse auch mechanisch erfolgen. Dies kann zwar nach dem vorstehend genannten Prinzip funktionieren, allerdings wird eine Änderung der Grenzfläche dann jedoch nicht durch das Anlegen eines elektrischen Feldes herbeigeführt. In einem solchen Fall können die Mittel zum Ändern der Grenzfläche zwischen den beiden formflexiblen Medien beispielsweise in einer Weise ausgebildet sein, dass diese einen Druck auf das erste und/oder zweite Medium ausüben, wobei sich die Grenzfläche zwischen den beiden Medien durch die Ausübung des Drucks verändert. Derartige Mittel können konstruktiv einfach und in energiesparender Weise ausgestaltet werden, wobei solche Mittel häufig nur sehr kleine Steuerspannungen benötigen. Beispielsweise ist es denkbar, dass die Mittel zum Ändern der Grenzfläche in einem solchen Fall als mechanische Mittel ausgebildet sind. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Kolbeneinrichtung oder eine Zylindereinrichtung handeln. In anderer Ausgestaltung ist es auch denkbar, dass die Mittel zum Ändern der Grenzfläche in Form einer ansteuerbaren Membran ausgebildet sind. Natürlich ist die Erfindung nicht auf die vorgenannten Beispiele beschränkt.

Vorteilhaft kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Lichtquelle eine Anordnung aus mehreren Kleinstlichtquellen aufweist und dass zumindest einzelne Kleinstlichtquellen ein unterschiedliches Spektrum aufweisen. In einem solchen Fall können die Kleinstlichtquellen unterschiedliche Emissionswellenlängen aufweisen. Beispielsweise können zumindest einzelne Kleinstlichtquellen verschiedene Spektren haben, beispielsweise ein enges oder sehr enges Spektrum im Roten, was etwa durch rote LEDs oder OLEDs oder einen roten Laser realisiert werden könnte. Auch können Kleinstlichtquellen verwendet werden, die Weißlicht emittierten, zum Beispiel Weißlicht-LEDs, die IR-Licht (beispielsweise für eine ICG-Anregung) emittieren oder die UV/blau-Licht (beispielsweise für eine ALA-Anregung) emittieren. Natürlich ist die Erfindung nicht auf die genannten Beispiele beschränkt. Vorteilhaft kann wenigstens eine Steuereinrichtung zum Ansteuern wenigstens einer Kleinstlichtquelle und/oder wenigstens eines Linsenelements und/oder wenigstens einer Bewegungsvorrichtung vorgesehen sein. Eine solche Steuereinrichtung kann insbesondere über eine Rechnereinheit verfügen sodass die Ansteuerung sehr genau vorgenommen werden kann.

Die Erfindung ist nicht auf eine bestimmte Anordnung beziehungsweise ein bestimmtes Muster für die Kleinstlichtquellen beschränkt. Beispielsweise, jedoch nicht ausschließlich, kann die Lichtquelle eine Anordnung aus mehreren Kleinstlichtquellen aufweisen, wobei die Kleinstlichtquellen matrixartig, ringförmig oder in sonst einem Anordnungsmuster, um für eine besondere Aufgabe optimal ausgebildet zu sein, angeordnet sind.

Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass eine Vorrichtung zum Detektieren des Zustands der wenigstens einen Kleinstlichtquelle und/oder des wenigstens einen Linsenelements mit variablem Fokus vorgesehen ist. Da soll auch der Fall abgedeckt sein, dass die Vorrichtung den Zustand einer Kombination der vorgenannten Elemente detektiert. Bei einem solchen Zustand kann es sich beispielsweise um die Leuchtstärke der Kleinstlichtquelle(n), die Brechkraft der Variolinse(n), einen Kippwinkel, um den die Anordnung gekippt ist oder dergleichen handeln.

Durch die wie vorstehend beschriebene Beleuchtungseinrichtung wird eine neuartige Beleuchtung für eine optische Beobachtungseinrichtung bereitgestellt, mit einer Kombination aus Kleinstlichtquellen (beispielsweise LEDs) und Linsenelementen mit veränderlichem Fokus, den sogenannten Variolinsen. Eine solche Beleuchtungseinrichtung kann besonders vorteilhaft als Beleuchtungseinrichtung für ein Operationsmikroskop verwendet werden. Natürlich kann eine solche Beleuchtungseinrichtung genauso gut auch für andere Mikroskoptypen verwendet werden. Die Beleuchtungseinrichtung kann aber auch für gänzlich andere Einsatzgebiete, wie beispielsweise eine Fahrzeugbeleuchtung oder dergleichen, genutzt werden. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Beleuchtungseinrichtung lässt sich ein Objektfeld, beispielsweise ein Operationsfeld, schattenfrei oder gezielt beschattet ausleuchten. Dies ist insbesondere dann realisierbar, wenn viele Kleinstlichtquellen verwendet werden. Auch lässt sich eine solche Beleuchtungseinrichtung ohne weiteres von der Optik eines Mikroskops entkoppeln. Die Beleuchtungseinrichtung nimmt der eigentlichen Beobachtung keinen Platz weg und steht anderen optischen Elementen der Beobachtungseinrichtung auch nicht im Wege.

Die Beleuchtungseinrichtung kann sowohl als Hauptbeleuchtung als auch als Zusatzbeleuchtung verwendet werden. Durch eine geeignete Auswahl der Kleinstiichtquellen kann auch die mit der Beleuchtungseinrichtung erzielbare Ausleuchtungsrichtung ausgewählt beziehungsweise eingestellt werden. Der Zustand der jeweiligen Kleinstlichtquellen (beispielsweise ein/aus/halbe Leistung/volle Leistung und dergleichen) kann beispielsweise durch Einkoppeln korrespondierender Symbole in den Beobachtungsstrahlengang der Beobachtungseinrichtung dargestellt werden. Auch das Ein- und Ausschalten einzelner Kleinstlichtquellen kann durch ein Ansteuern dieser Symbole erfolgen.

Sowohl die Kleinstlichtquellen als auch die Elemente der nachgeordneten Optik, insbesondere die Variolinsen, können als sogenannte „Mikro-Elemente" mit Miniaturabmessungen realisiert sein. Diese können sphärisch, aber, insbesondere im Hinblick auf eventuell verwendete Laserdioden mit unsymmetrischer Strahlungsverteilung, auch zylindrisch ausgebildet sein.

Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine optische Beobachtungseinrichtung zur Abbildung eines Objekts und/oder eines von einem Objekt erzeugten Zwischenbilds, insbesondere stereoskopische Beobachtungseinrichtung, bereitgestellt, die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, dass diese wenigstens eine wie vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung aufweist. Zu den Vorteilen, Wirkungen, Merkmalen sowie der Funktionsweise dieser Beobachtungseinrichtung wird auf die vorstehenden Ausführungen zur erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung vollinhaltlich Bezug genommen und hiermit verwiesen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine der Beleuchtungseinrichtungen in wenigstens einem Beobachtungsstrahlengang der Beobachtungseinrichtung vorgesehen ist. Ebenso kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine der Beleuchtungseinrichtungen in wenigstens einem Beleuchtungsstrahlengang der Beobachtungseinrichtung vorgesehen ist.

Vorteilhaft kann das von wenigstens einer der Beleuchtungseinrichtungen erzeugte Beleuchtungslicht mit wenigstens einer Eigenschaft von wenigstens einem Beobachtungsstrahlengang gekoppelt sein, zum Beispiel hinsichtlich Vergrößerung oder Arbeitsabstand. Natürlich sind auch Kopplungen mit anderen Eigenschaften des Beobachtungsstrahlengangs denkbar, beispielsweise eine Kopplung an das Gesichtsfeld (der Winkel, unter dem man beobachtet), das Objektfeld (die Größe dessen, was man beobachtet), oder dergleichen. Die Erfindung ist nicht auf die genannten Eigenschaften beschränkt. Diese Kopplung kann vorteilhaft abschaltbar ausgeführt werden beziehungsweise sein. Vorzugsweise ist diese Kopplung nicht starr realisiert. Auch kann vorgesehen sein, dass verschiedene Kopplungsmodi realisiert werden können, die dann - etwa elektrisch - in geeigneter Weise ausgewählt werden können.

Beispielsweise kann wenigstens eine der Beleuchtungseinrichtungen als Hauptbeleuchtung oder Zusatzbeleuchtung für die optische Beobachtungseinrichtung ausgebildet sein.

Die Erfindung ist nicht auf bestimmte Ausgestaltungsformen für die optische Beobachtungseinrichtung beschränkt. Ebenso ist die Erfindung nicht auf eine bestimmte Anzahl von Beobachtungsstrahlengängen beschränkt. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass zwei oder mehr Beobachtungsstrahlengänge vorgesehen sind, die insbesondere in Form eines oder mehrerer Beobachtungsstrahlengangpaare zusammengefasst sind. Dabei kann beispielsweise für jeden Strahlengang wenigstens eine Beleuchtungseinrichtung vorgesehen sein. Ebenso ist es auch denkbar, dass für zwei parallele Beobachtungsstrahlengänge wenigstens eine gemeinsame Beleuchtungseinrichtung vorgesehen ist. Insbesondere kann die optische Beobachtungseinrichtung als ein Mikroskop, insbesondere als ein Operationsmikroskop, als Kopflupe, als Video- (Operations)Mikroskop, als Sichtgerät, als Infrarotfernsichtgerät oder dergleichen ausgebildet sein.

Die optische Beobachtungseinrichtung kann wenigstens ein Objektiv aufweisen, wobei dann vorteilhaft wenigstens eine der Beleuchtungseinrichtungen am Objektivrand angeordnet ist.

Natürlich kann auch vorgesehen sein, dass die Beleuchtungseinrichtung am oder im Körper der Beobachtungseinrichtung angeordnet ist. Dabei kann die Beleuchtungseinrichtung sowohl innerhalb als auch außerhalb der Beobachtungseinrichtung angeordnet sein. Vorteilhaft kann wenigstens eine der Beleuchtungseinrichtungen an einem, insbesondere verschwenkbaren, Ausleger der optischen Beobachtungseinrichtung angeordnet sein.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Beobachtungseinrichtung als Ophthalmoskopie-Mikroskop ausgebildet ist, wobei ein solches Mikroskop üblicherweise über wenigstens eine Ophthalmoskopielupe verfügt. In einem solchen Fall kann beispielsweise vorgesehen sein, dass wenigstens eine der Beleuchtungseinrichtungen bei der Ophthalmoskopielupe verwendet wird. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine der Beleuchtungseinrichtungen als Ophthalmoskopielupe verwendet wird. In diesem Fall ist das die Lupe eigentlich bildende Linsenelement in der Beleuchtungseinrichtung integriert. Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, dass wenigstens eine der Beleuchtungseinrichtungen im Bereich der Ophthalmoskopielupe angeordnet ist. Im letztgenannten Fall kann die Beleuchtungseinrichtung beispielsweise direkt am Rand oder an einem Ausleger der Ophthalmoskopielupe angebracht werden.

Vorteilhaft kann wenigstens eine der Beleuchtungseinrichtungen im Körper der Beobachtungseinrichtung angeordnet sein. In weiterer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der von wenigstens einer der Beleuchtungseinrichtungen erzeugte Beleuchtungsstrahlengang außerhalb eines Beobachtungsstrahlengangs der optischen Beobachtungseinrichtung und/oder außerhalb des Körpers der optischen Beobachtungseinrichtung verläuft. Damit werden mögliche Probleme im Zusammenhang mit der Lichtführung, etwa in Form von unerwünschten Reflexen, vermieden.

Vorteilhaft ist, wenn sich das Objektfeld und das von der Beleuchtungseinrichtung erzeugte Leuchtfeld bei allen Werten der optischen Parameter zumindest im Wesentlichen überlappen.

Vorteilhaft kann die wie vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung als Beleuchtung in einem Mikroskop, oder in einer Kopflupe, oder in einem Sichtgerät oder als Fahrzeugbeleuchtung verwendet werden.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 in schematischer, seitlicher Querschnittsansicht einen Ausschnitt aus einem Mikroskop mit erfindungsgemäßer Beleuchtungseinrichtung; Figur 2 einen Blick von unten auf den Mikroskopausschnitt gemäß Figur 1 ; Figur 3 in schematischer Ansicht eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung; und Figur 4 in schematischer Darstellung einen Ausschnitt aus einem Ophthalmoskopie-Mikroskop mit Ophthalmoskopielupe und erfindungsgemäßer Beleuchtungseinrichtung.

In den Figuren 1 bis 4 ist eine als Mikroskop ausgebildete optische Beobachtungseinrichtung 10 dargestellt, wobei es sich in den gezeigten Beispielen um ein Operationsmikroskop, insbesondere ein Ophthalmoskopie-Mikroskop handeln soll. Das Mikroskop 10 verfügt über ein Objektiv 11. Wie in Figur 4 dargestellt ist, verfügt das Mikroskop weiterhin über eine Ophthalmoskopielupe 13, die mittels eines Auslegers 12 am Körper des Mikroskops 10 angeordnet ist. Weiterhin ist wenigstens eine Beleuchtungseinrichtung 20 vorgesehen, mittels derer ein Operationsfeld 14 ausgeleuchtet werden soll.

In den Figuren 1 bis 3 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die Beleuchtungseinrichtung 20 im Bereich des Objektivs 11 angeordnet ist. In Figur 4 hingegen ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die Beleuchtungseinrichtung 20 im Bereich der Ophthalmoskopielupe 13 angeordnet ist.

Zunächst wird das Beispiel gemäß der Figuren 1 bis 3 beschrieben. Wie aus den Figuren ersichtlich ist, weist die Beleuchtungseinrichtung 20 eine Lichtquelle auf, die wiederum aus einer Anordnung von Kleinstlichtquellen 21 , beispielsweise LEDs oder dergleichen, gebildet ist. Die Kleinstlichtquellen sollen ringförmig im Außenbereich des Objektivs 11 angeordnet sein, wie sich insbesondere aus Figur 2 ergibt. In Figur 1 ist dargestellt, dass jede der Kleinstlichtquellen Lichtstrahlen 22, 23, 24 emittiert, so dass das Operationsfeld 14 schattenfrei ausgeleuchtet werden kann.

Der Aufbau der Beleuchtungseinrichtung 20 wird nun anhand von Figur 3 beschrieben. Neben den Kleinstlichtquellen 21 weist die Beleuchtungseinrichtung 20 noch eine den Kleinstlichtquellen 21 nachgeordnete Optik mit wenigstens einem Linsenelement auf. Im vorliegenden Beispiel handelt es sich bei dem Linsenelement um ein Linsenelement 26 mit variablem Fokus, wobei der Fokus beispielsweise elektrisch und/oder mechanisch verstellt werden kann. Jeder Kleinstlichtquelle 21 ist jeweils eine eigene Variolinse 26 zugeordnet, die vorzugsweise - ebenso wie die Kleinstlichtquelle 21 - in Miniaturbauweise ausgebildet ist. Der Abstand zwischen Kleinstlichtquelle 21 und Variolinse 26 beträgt vorzugsweise < 1cm, ganz besonders bevorzugt < 0,5 cm. Die Kleinstlichtquelle 21 emittiert Lichtstrahlen 22, die durch die Variolinse 26 hindurchtreten und den Beleuchtungsstrahlengang zum Ausleuchten des Operationsfelds 14 (Figur 1) bilden.

Die Kleinstlichtquelle 21 und die dazugehörige Variolinse 26 sind über Kopplungselemente 25 direkt miteinander gekoppelt. Über ein Kopplungselement 25 sind die Kleinstlichtquelle 21 und die dazugehörige Variolinse 26 an der Unterseite des Objektivs 11 befestigt. Dies geschieht im Beispiel gemäß Figur 3 indirekt, da zwischen dem Kopplungselement 25 und der Unterseite des Objektivs 11 noch eine Bewegungsvorrichtung 27 vorgesehen ist. Über die Bewegungsvorrichtung 27 lassen sich die Kleinstlichtquelle 21 und die Variolionse 26 bewegen, beispielsweise kippen. Dazu kann die Bewegungseinrichtung 27 beispielsweise geeignete Stellelemente, beispielsweise Piezo-Stellelemente, oder dergleichen aufweisen.

Bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Beleuchtungseinrichtung 20 mit ringförmig angeordneten Kleinstlichtquellen 21 dargestellt, die von ihrem Aufbau her der in den Figuren 1 bis 3 geschilderten Beleuchtungseinrichtung 20 entspricht, so dass diesbezüglich auf die entsprechenden Ausführungen verwiesen wird. Allerdings ist bei dem Beispiel gemäß Figur 4 die Beleuchtungseinrichtung 20 nicht an der Unterseite des Objektivs 11, sondern im Bereich der Ophthalmoskopielupe 13 angeordnet. Auch hier können die Kleinstlichtquellen 21 durch die von ihnen emittierten Lichtstrahlen 22 und 24 zur schattenfreien Ausleuchtung des Operationsfeldes 14 dienen, wobei die Kleinstlichtquellen 21 vorzugsweise ringförmig im Randbereich der Ophthalmoskopielupe 13 angeordnet sind. Bei dem Lichtstrahl 23 kann es sich in diesem Beispiel um rotes Licht zur photodynamischen Therapie handeln.

Die in den Figuren 1 bis 4 dargestellte Beleuchtungseinrichtung 20 stellt eine neuartige Beleuchtung für ein Operationsmikroskop 10 dar, bestehend aus Kleinstlichtquellen - etwa LEDs - und Variolinsen 26 mit veränderlichem Fokus, mit dem eine schattenfreie Ausleuchtung des Operationsfelds 14 möglich wird und mittels derer, durch entsprechende Ansteuerung des Variolinsen 26, unterschiedliche optische Eigenschaften eingestellt werden können, ohne dass die Linsenelemente ausgetauscht oder bewegt werden müssten.

Die Anordnung der Beleuchtungseinrichtung 20 im Bereich des Objektivs 11 beziehungsweise der Ophthalmoskopielupe 13 führt weiterhin zu einer Reduzierung des erforderlichen Bauraums. Ebenso wird wirksam verhindert, dass sich die Beleuchtungseinrichtung 20 und weitere optische Elemente des Mikroskops 10, beispielsweise die Ophthalmoskopielupe 13, gegenseitig behindern können. Bezugszeichenliste

10 Optische Beobachtungseinrichtung (Mikroskop) 11 Objektiv 12 Ausleger 13 Ophthalmoskopielupe 14 Operationsfeld

20 Beleuchtungseinrichtung 21 Kleinstlichtquelle 22 Lichtstrahl 23 Lichtstrahl 24 Lichtstrahl 25 Kopplungselement 26 Linsenelement (Variolinse) 27 Bewegungsvorrichtung