Die Erfindung betri f ft eine stereoskopische Anordnung, die ein stereoskopisches Bildgebungssystem realisiert , mit einer Obj ektiveinheit , einer Umlenkeinheit , einer Linsenanordnung und einer Bildsensor-Einheit . Insbesondere kann die stereoskopische Anordnung wenigstens eine Ob ektiveinheit , wenigstens eine Umlenkeinheit und wenigstens einen Bildsensor umfassen . Hierbei ist der Bildsensor in Bezug auf einen an einer stereoskopischen Basis beginnenden optischen Pfad hinter der wenigstens einen Umlenkeinheit angeordnet .

Die Erfindung betri f ft weiter ein Operationsmikroskop mit einer solchen stereoskopischen Anordnung .

Schließlich betri f ft die Erfindung auch ein Operations-Set , welches bei chirurgischen Interventionen verwendet werden kann und welches eine stereoskopische Anordnung umfasst , die an einem beweglichen Roboterarm befestigt ist und mit Hil fe des Roboterarms im Raum verschwenkbar ist . Die Anordnung ist hierbei bevorzugt erfindungsgemäß ausgestaltet .

Derartige stereoskopische Anordnungen und Operationsmikroskope werden beispielsweise bei chirurgischen Interventionen verwendet . Der Patient wird hierbei durch eine solche Anordnung oder ein solches Mikroskop betrachtet . Der Operateur steht am Patienten und schaut auf einen Monitor, wo ihm das stereoskopische Bild dargeboten wird, das mit der stereoskopischen Anordnung aufgenommen wurde oder gerade live auf gezeichnet wird .

Der für eine solche Anordnung zur Verfügung stehende Platz in der Nähe des Patienten ist j edoch sehr begrenzt , da der Blick des Operateurs zum Monitor frei sein muss und auch der Operationsraum unterhalb der stereoskopischen Anordnung und oberhalb des Patienten frei zugänglich bleiben muss . Der Platzbedarf , den eine derartige Anordnung haben kann, ist deshalb sehr begrenzt .

Dies gilt besonders dann, wenn der Blickwinkel der stereoskopischen Anordnung verändert werden soll . Hierbei kann die an einem Stativ befestigte Anordnung um eine oder mehrere Achsen verschwenkt werden . Wie bereits erwähnt , kann die Anordnung, beispielweise um zwei Achsen, verschwenkbar an einem Roboterarm befestigt sein . Dieses Verschwenken kann zu einer Behinderung des Blicks des Operateurs auf den Monitor führen, besonders dann, wenn ein Verschwenken um eine Achse erfolgt , die parallel zu dem Abstand der beiden Sehstrahlen, der stereoskopischen Basis , verläuft .

Bei bisher bekannten Systemen ist es in der Regel so , dass eine Umlenkung der Bildstrahlen oder optischen Pfade durch eine Umlenkeinheit erfolgt . Ein optischer Pfad kann als durch die Umlenkeinheit in mehrere Teilpfade zerlegt betrachtet werden . So verläuft beispielsweise ein Teilpfad zwischen stereoskopischer Basis und Umlenkeinheit und ein Teilpfad zwischen Umlenkeinheit und Bildsensor-Einheit . Ein optischer Pfad kann auch in mehr als zwei Teilpfade zerlegt werden . Bei bisher bekannten System erfolgt die Umlenkung in der Regel so , dass die optischen Pfade aus der von den beiden ersten Teilpfaden eingenommenen Ebene heraus so umgelenkt werden, dass die weiteren Teilpfade ( die zur stereoskopischen Bildgebung genut zt werden) vom Operateur wegführen oder sogar in die Sichtlinie von dem Operateur zu dem Monitor führen und ihn somit in bestimmten Situationen behindern können . Der Erfindung l iegt die Aufgabe zugrunde , eine stereoskopische Anordnung und ein Operationsmikroskop mit einer stereoskopischen Anordnung zu schaf fen, deren Platzbedarfe so reduziert sind, dass die genannten Probleme verringert oder sogar ganz vermieden werden können . Insbesondere soll dabei die Ergonomie beim Arbeiten mit einem Operations-Set wie eingangs beschrieben während eines medi zinischen Eingri f fs verbessert werden .

Zur Lösung der genannten Aufgabe sind erfindungsgemäß die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen . Insbesondere wird somit zur Lösung der genannten Aufgabe bei stereoskopischen Anordnungen der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass ein erster Teilpfad und ein weiterer Teilpfad des optischen Pfades so zueinander ausgerichtet sind, dass eine Proj ektion des weiteren Teilpfades entlang einer Pro ektionsrichtung auf den ersten Teilpfad entgegengesetzt zu dem ersten Teilpfad orientiert ist .

Somit können die Teilpfade so orientiert werden, dass sie nicht in die Sichtlinie des Operateurs zu dem Monitor ragen . Vielmehr können die Teilpfade in seitlicher Richtung weg geführt werden, wie noch genauer erläutert werden wird .

Hierbei kann bei spielsweise der erste Teilpfad von der Obj ektiveinheit zur Umlenkeinheit verlaufen .

Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der weitere Teilpfad hinter der Umlenkeinheit angeordnet ist und/oder an der Bildsensor-Einheit endet .

Bei einer vortei lhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Proj ektionsrichtung in einem Winkel , insbesondere orthogonal und/oder in einem Winkelbereich von ± 45 ° um eine orthogonale Richtung, zu dem ersten Teilpfad des optischen Pfades ausgerichtet ist .

Somit wird ein weiterer Teilpfad von einer Umlenkeinheit zumindest teilweise in Richtung des Ursprungs des optischen Pfades in der stereoskopischen Basis zurückgeworfen und ragt nicht in die Sichtlinie des Operateurs zu dem Monitor .

Alternativ oder zusätzlich zu den zuvor erläuterten Merkmalen sind zur Lösung der genannten Aufgabe erfindungsgemäß die Merkmale des nebengeordneten Anspruchs 3 vorgesehen . Insbesondere wird somit zur Lösung der genannten Aufgabe bei stereoskopischen Anordnungen der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der Bildsensor in einem die Obj ektiveinheit enthaltenden Halbraum angeordnet ist , der durch eine die Umlenkeinheit enthaltende und orthogonal zum ersten Teilpfad des optischen Pfades ausgerichtete Hil fsebene begrenzt ist .

Der Bildsensor befindet sich somit nicht näher an der Sichtlinie des Operateurs zum Monitor als eine Umlenkeinheit . Somit wird eine Beeinträchtigung der Sicht des Operateurs auf den Monitor vermindert oder vermieden . Dies gilt besonders bei einer Verkippung der Blickrichtung, also zum Beispiel dann, wenn die optische Achse der Ob ektiveinheit einen Winkel einnimmt zu einer Flächennormalen des Operationsgebiets , welches gerade mit der stereoskopischen Anordnung beobachtet wird .

Bei einer vortei lhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Hil fsebene durch einen Auf tref fpunkt des optischen Pfades auf die Umlenkeinheit verläuft . Der Halbraum, in dem sich der Bildsensor befinden kann, wird dadurch enger gefasst . Somit wird die Bauhöhe der stereoskopischen Anordnung reduziert . Dadurch wird eine Beeinträchtigung der Sicht des Operateurs auf den Monitor vermindert oder vermieden .

Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass zwei optische Teilpfade ausgebildet sind, die von der wenigstens einen Umlenkeinheit zu einem j eweiligen Bildsensor verlaufen (wobei diese Teilpfade gerade zur stereoskopischen Bildgebung eingesetzt werden können) . In j edem dieser beiden Teilpfade ist dabei j e eine optische Linse oder Linsengruppe angeordnet , und zwar beabstandet zu der wenigstens einen Umlenkeinheit und beabstandet zu dem j eweiligen Bildsensor . Hierbei ist die Position und/oder Orientierung der optischen Linse oder Linsengruppe relativ zu der zugehörigen Umlenkeinheit und relativ zu dem zugehörigen Bildsensor j ustierbar ausgestaltet . Hierunter können folgende beiden Fälle subsummiert werden : Entweder es ist ein j eweiliges Einstellmittel ( z . B . eine Stellschraube oder eine einstellbare Linsenhalterung) zur Anpassung der Position und/oder Orientierung der j eweiligen optischen Linse oder Linsengruppe ausgebildet ; oder eine einmal j ustierte und optimierte Position und/oder Orientierung der j eweiligen optischen Linse oder Linsengruppe wurde/ ist permanent fixiert ; beispielsweise kann die Linse oder Linsengruppe bei der Montage als letztes optisches Bauteil j ustiert werden und anschließend in der einmal gefundenen optimalen Position fixiert werden .

In beiden Fällen ermöglicht es die vorgesehene Justage der Linse/Linsengruppe , die Bildgebung im j eweiligen Teilpfad zu optimieren . Denn in der Praxis hat sich herausgestellt , dass beispielsweise die Position der beiden Bildsensoren nicht beliebig genau kontrolliert werden kann, sodass oftmals ein „defocus" oder eine Verzeichnung als Abbildungs fehler resultiert . Dies gilt insbesondere dann, wenn auch j e eine eigene Umlenkeinheit pro Teilpfad ausgebildet ist , die dann ebenfalls einzeln ausgerichtet und positioniert werden muss . Durch Justage der Linse oder Linsengruppe ist es somit möglich, insbesondere Fertigungstoleranzen, also etwa Schwankungen der Dicke der Gläser der verwendeten Linsen oder Umlenkelemente oder sonstige Schwankungen der Form der Linsen aus zugleichen und so j eweils eine scharfe Abbildung im j eweiligen Strahlengang des j eweiligen optischen Teilpfads des stereoskopischen Bildgebungssystems zu erzielen .

Bei einer vortei lhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass wenigstens zwei Umlenkeinheiten so ausgerichtet sind, dass deren Umlenkwinkel einen gleichen Drehsinn definieren .

Der optische Pfad kann somit beispielsweise U- förmig verlaufen und/oder entgegen der Ausrichtung seines ersten Teilpfads zurückgeworfen werden .

Bei einer vortei lhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass in einem optischen Pfad zwischen einer Umlenkeinheit und einer Obj ektiveinheit und/oder einem Bildsensor wenigstens eine Linsengruppe einer Linsenanordnung, bevorzugt einer Linsenanordnung mit verschiebbaren und/oder veränderlichen Linsengruppen ausgebildet ist .

Bei einer vortei lhaften Ausgestaltung kann auch vorgesehen sein, dass in einem in der Hil fsebene verlaufenden Teilpfad wenigstens eine Linsengruppe einer Linsenanordnung, bevorzugt einer Linsenanordnung mit verschiebbaren und/oder veränderlichen Linsengruppen ausgebildet ist .

Somit kann eine den Bildausschnitt verändernde oder eine Fokalebene definierende Linsenanordnung in die stereoskopische Anordnung integriert werden, um den j eweiligen Anforderungen am Einsatzort der stereoskopischen Anordnung gerecht zu werden . Beispiel sweise kann eine eine Fokalebene definierende Linsenanordnung zwischen einer Obj ektiveinheit und einer Umlenkeinheit und/oder eine den Bildausschnitt verändernde Linsenanordnung innerhalb der Hil fsebene , beispielsweise zwischen einer Umlenkeinheit und einem Bildsensor, ausgebildet sein . Somit kann ein afokales System realisiert werden, bei dem eine Veränderung des Bildausschnitts nicht mit einer Veränderung der Fokalebene einhergeht .

Die j eweiligen Linsenanordnungen zur Veränderung des Bildausschnitts und/oder zur Veränderung der Fokalebene können voneinander beabstandet ausgebildet werden . Die j eweiligen Linsenanordnungen können auch durch eine Umlenkeinheit voneinander getrennt sein . Die Linsengruppen können aus einer oder mehreren Linsen bestehen, die Linsen einer Linsengruppe können einander kontaktieren, oder bestandet zueinander ausgebildet sein . Beispielsweise kann j eweils ein Distanzstück vorgesehen sein . Eine Linsengruppe kann ohne Veränderung des Abstandes der in ihr enthaltenen Linsen verschoben werden . Eine Linsengruppe kann beispielsweise dadurch veränderlich sein, dass der Abstand der in ihr enthaltenen Linsen zueinander veränderbar ist .

Bei einer vortei lhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass eine Linsenanordnung ein Zoomobj ektiv bildet . Bei einer solchen Ausgestaltung ist es bevorzugt , wenn sich eine Umlenkeinheit zwischen wenigstens zwei Linsengruppen dieser Linsenanordnung / dieses Zoomobj ektivs befindet . Diese Umlenkeinheit verbindet somit zwei optische Teilpfade , die durch das Zoomobj ektiv aber in unterschiedlichen Raumrichtungen verlaufen .

Insbesondere kann sich wenigstens eine Linsengruppe dieser Linsenanordnung / dieses Zoomobj ektivs in einem von der Hil fsebene weglaufenden Teilpfad eines optischen Pfades und wenigstens eine Linsengruppe dieser Linsenanordnung / dieses Zoomobj ektivs in einem auf die Hil fsebene zulaufenden Teilpfad eines optischen Pfades befinden . Dadurch wird der optische Pfad innerhalb des Zoomob ektivs auf unterschiedliche Richtungen aufgeteilt , wobei mittels der Umlenkeinheit eine Umlenkung des optischen Pfads innerhalb des Zoomobj ektivs erzielt werden kann . Dadurch kann die Linsenanordnung, die das Zoomobj ektiv realisiert , auch bei komplexer Aus führung mit zahlreichen opti schen Linsen, platzsparend angeordnet werden, indem das Zoomobj ektiv ( gedanklich) in mehrere , in j e einem Teilpfad platzierte , Bestandteile zerlegt wird . Bei einem solchen Ansatz kann allerdings nicht auf im Stand-der-Technik vorbekannte kompakte Zoom-Obj ektive zurückgegri f fen werden, weil diese typischerweise ein einheitliches Gehäuse und eine durchweg gerade optische Achse aufweisen . Der erfindungsgemäße Ansatz bricht ein solches System auf , und verteilt die einzelnen optischen Komponenten des Zoom-Obj ektivs auf optische Teilpfade , die in unterschiedlichen Raumrichtungen verlaufen . Im Ergebnis kann so die Sichtlinie für den Operateur besser frei gehalten werden .

Bei einer vortei lhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass für j eden optischen Pfad wenigstens eine eigene Obj ektiveinheit und/oder Umlenkeinheit und/oder Linsengruppe einer Linsenanordnung und/oder Bildsensor vorgesehen ist .

Somit können Unterschiede in den optischen Weglängen einfach ausgeglichen werden . Dies kann auch durch Verschiebung einzelner Linsengruppen eines oder beider optischer Pfade erfolgen . Beispielsweise können die in einem optischen Pfad ausgebildeten Bauteile in ihrer Position festgelegt sein, und die Linsengruppen des anderen Pfades bewegt werden . Die Verwendung von separaten Linsengruppen für beide Pfade kann vorteilhaft genutzt werden, um ungünstige Randstrahlen und/oder Streulicht zu eliminieren .

Bei einer vortei lhaften Ausgestaltung kann auch vorgesehen sein, dass für die optischen Pfade wenigstens eine gemeinsame Obj ektiveinheit und/oder Umlenkeinheit und/oder Linsengruppe einer Linsenanordnung und/oder Bildsensor vorgesehen ist . Dies ermöglicht eine einfache Montage .

Somit können j e nach Anforderungen, insbesondere j e nach zur Verfügung stehendem Raum für optische Bauelemente oder deren gewünschte Ausrichtung im Raum, für j eden optischen Pfad separate Bauelemente vorgesehen sein . Es können aber auch für beide optische Pfade gemeinsame Bauelemente vorgesehen sein . Beispielsweise kann eine Fokuseinheit vor einer ersten Umlenkeinheit mit gemeinsamen Linsengruppen ausgeführt sein und ein Zoomobj ektiv nach der ersten Umlenkeinheit mit getrennten Linsengruppen für j eden der beiden optischen Pfade ausgeführt sein . Die Umlenkeinheit kann für beide Pfade gemeinsam und/oder getrennt für j eden Pfad ausgeführt sein .

Bei einer vortei lhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass sich wenigstens ein Strahlteiler in wenigstens einem optischen Pfad befindet , insbesondere wobei in j edem von dem Strahlteiler ausgehenden Teilstrahl ein eigener Bildsensor angeordnet ist .

Somit können die Bildsensoren vorteilhaft platziert werden . Es können für j eden optischen Pfad auch mehrere Bildsensoren vorgesehen sein . Beispielsweise könnte derselbe optische Pfad, nämlich dessen Teilstrahlen, mit auf verschiedene Spektralbereiche abgestimmten Bildsensoren betrachtet werden . Schließlich kann auch eine ( gemeinsame ) Fokuseinheit vor einer ersten Umlenkeinheit mit gemeinsamen Linsengruppen ausgeführt sein und/oder es kann ein Zoomobj ektiv nach der ersten Umlenkeinheit mit getrennten Linsengruppen für j eden der beiden optischen Pfade ausgeführt sein . Die Umlenkeinheit kann für beide Pfade gemeinsam und/oder getrennt für j eden Pfad ausgeführt sein .

Die Fokuseinheit kann wenigsten eine durchstimmbare Fokuslinse aufweisen, mit der eine Fokusebene der stereoskopischen Anordnung veränderbar ist . Unter „durchstimmbar" kann hier verstanden werden, dass die Fokuslinse in ihrer Brechkraft und/oder in ihrer Position entlang der optischen Achse veränderbar ist . Hierbei werden Obj ekte , die sich in der aktuellen Fokusebene befinden, scharf auf den wenigstens einen Bildsensor abgebildet , sodass die Fokusebene die Obj ektebene des j eweiligen Abbildungstrahlengangs bildet , die von dem j eweiligen optischen Pfad der stereoskopischen Anordnung ausgebildet wird, während die Bildebene mit einer aktiven Fläche des wenigstens einen Bildsensors zusammenfällt . Der Abstand zwischen der momentan (mit Hil fe der veränderlichen Fokuseinheit ) eingestellten Fokusebene / Obj ektebene und der wenigstens einen Obj ektiveinheit ( insbesondere einer ersten Linsenoberfläche dieser Obj ektiveinheit ) kann hierbei als ein Arbeitsabstand aufgefasst werden . I st beispielsweise ein Arbeitsabstand von 15 cm eingestellt , so werden Obj ekte , die sich in diesem Abstand vor der Obj ekteinheit befinden, scharf auf den j eweiligen Bildsensor abgebildet . Mit Hil fe der Fokuseinheit ( durch Durchstimmen der Fokuslinse ) können somit unterschiedliche Arbeitsabstände ermöglicht werden .

Es kann somit vorgesehen sein, dass wenigstens eine Fokuseinheit ausgebildet ist , die im Strahlengang vor der wenigstens einen Umlenkeinheit angeordnet ist und mit der eine Lage einer Fokusebene der stereoskopischen Anordnung veränderbar ist .

Bevorzugt kann die Fokuseinheit dabei , insbesondere durch eine Linsengruppe und/oder j eweils , als Teil der wenigstens einen Ob ektiveinheit ausgebildet sein .

Die Fokuseinheit ist dabei bevorzugt so platziert , dass einfallende unkollimierte Abbildungsstrahlen des j eweiligen optischen Pfads die Fokuseinheit in kollimierter Form verlassen und anschließend als kollimiertes Licht auf die wenigstens eine Umlenkeinheit tref fen . Die Fokuseinheit kann somit innerhalb der stereoskopische Anordnung die optische Funktion übernehmen, unkollimierte eingehende Lichtstrahlen ( die von der besagten Fokusebene / dem beobachteten Obj ekt ausgehen) in kol limiertes Licht umzuwandeln .

Eine solche Fokuseinheit kann auch getrennt für beide optischen Pfade ausgestaltet sein, wobei eine gemeinsame Fokuseinheit bevorzugt ist , weil in letzterem Fall nur eine durchstimmbare Linse und nicht zwei Linsen synchron angesteuert werden muss .

Um die Benutzungseigenschaften der Anordnung zu verbessern, ist es ferner vorteilhaft , eine variable Aperturblende vorzusehen, und zwar vorzugsweise j eweils in j edem der beiden zum stereoskopischen Sehen genutzten Pfade . Somit kann also wenigstens eine einstellbare Aperturblende im Strahlengang nach der wenigstens einen Obj ektiveinheit angeordnet sein, mit der ein Schärfentiefe und/oder eine optische Auflösung einstellbar ist . Werden zwei optische Pfade ausgebildet , die von der wenigstens einen Umlenkeinheit zu einem j eweiligen Bildsensor verlaufen, so ist es sinnvoll , wenn dann in j edem dieser beiden optischen Pfade eine j eweilige einstellbare Aperturblende angeordnet ist .

Eine bevorzugte Anwendung der Erfindung sieht vor, dass bei einem Operationsmikroskop oder einem Endoskop oder einem Exoskop eine erf indungsgemäße stereoskopische Anordnung, insbesondere wie zuvor beschrieben, verwendet wird .

Die Erfindung schlägt zur Lösung des eingangs genannten Problems und damit zum Verbessern einer Ergonomie und von Benutzungseigenschaften einer erfindungsgemäßen stereoskopischen Anordnung ein spezi fisches Operations-Set vor, also eine räumliche Anordnung der folgenden Komponenten : Das erfindungsgemäße Operations-Set , welches insbesondere bei chirurgischen Interventionen, etwas zum Betrachten eines Operationsgebiet auf oder im Körper eines Patienten, eingesetzt werden kann, umfasst :

- eine stereoskopische Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 und/oder wie hierin beschrieben . Hierbei kann die stereoskopische Anordnung beispielsweise als Teil eines Operationsmikros kops oder eines Endoskops oder eines Exoskops ausgestaltet sein;

- einen Bildschirm zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes ( also insbesondere zum Anzeigen eines stereoskopischen Bilddatenstroms , etwa in Form eines Live-Videos ) , welches mit der stereoskopischen Anordnung aufgenommen wurde oder aufgenommen wird . Der Bildschirm kann dabei bevorzugt so hinter der stereoskopischen Anordnung angeordnet werden/ sein, dass ein Operateur, der auf den Bildschirm schaut (um so einen Patienten mit Hil fe der Anordnung zu betrachten) , freien Blick auf den Bildschirm hat . Mit anderen Worten kann also eine freie Sichtlinie zum Bildschirm für eine Operateur vorgesehen sein beziehungsweise es kann eine solche Sichtlinie für einen Operateur freigehalten sein; bevorzugt verläuft die Sichtlinie dabei orthogonal zu einer Anzeigefläche des Bildschirms und endet in dieser Anzeigefläche .

- Schließlich umfasst das Operations-Set einen (beweglichen) Roboterarm ( etwa als Teil eines komplexen Chirurgie-Roboters ) , wobei die stereoskopische Anordnung an dem Roboterarm befestigt ist und somit mit dem Roboterarm im Raum verschwenkbar ist , und zwar bevorzugt um zwei unterschiedliche Achsen . Mit Hil fe des Roboterarms ist somit ein Blickwinkel der stereoskopischen Anordnung veränderbar . Denn bei Bewegung des Roboterarms bewegt sich die stereoskopische Anordnung mit , wobei dann eine räumliche Lage und/oder Orientierung einer optischen Achse der wenigstens einen Obj ektiveinheit (und damit die Blickrichtung der stereoskopische Anordnung) und/oder ein Abstand der wenigstens einen Ob ektiveinheit von einem zu betrachtenden Ob j ekt/Operationsgebiet (und damit der Arbeitsabstand der stereoskopischen Anordnung) verändert werden kann .

Zur Lösung der Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die stereoskopische Basis der Anordnung parallel zu dem Bildschirm verläuft und dass die optischen Pfade der Anordnung, also insbesondere die Teilpfade zwischen der wenigstens einen Umlenkeinheit und dem j eweiligen Bildsensor, parallel zur stereoskopischen Basis und seitlich ( in Bezug auf eine freie Sichtlinie zwischen Operateur und Bildschirm) weggeführt sind .

Ein solches Operations-Set kann gerade bei di f fi zilen mikrochirurgischen Eingri f fen den Operateur entlasten, wobei das j eweilige Mitführen der stereoskopischen Anordnung am Roboterarm und insbesondere deren veränderliche Fokusebene

( die mithil fe der beschrieben Fokuseinheit einstellbar ist ) es dem Operateur ermöglichen, stets den gewünschten räumlichen Eindruck des momentanen Operationsgebiets mit Hil fe des stereoskopischen Anordnung in unterschiedlichen Situationen in ausgezeichneter Bildschärfe auf dem Bildschirm angezeigt zu bekommen . Mit Hil fe der beschriebenen wenigstens einen Aperturblende , kann der Operateur dabei auch die Auflösung und die Schärfentiefe der auf genommenen Stereo-Bilder nach seinen Wünschen anpassen .

Somit können die genannten Vorteile , insbesondere in Bezug auf den reduzierten Platzbedarf einer solchen stereoskopischen Anordnung, in einem Operationsmikroskop umgesetzt und während einer medi zinischen Intervention genutzt werden .

Die Erfindung wird nun anhand von Aus führungsbeispielen näher beschrieben, ist j edoch nicht auf die Aus führungsbeispiele beschränkt . Weitere Aus führungsbeispiele ergeben sich durch Kombination der Merkmale einzelner oder mehrerer Ansprüche untereinander und/oder mit einzelnen oder mehreren Merkmalen des Aus führungsbeispiels .

Es zeigt :

Fig . 1 eine erfindungsgemäße stereoskopische Anordnung in einer Seitenansicht ,

Fig . 2 die stereoskopische Anordnung aus Fig . 1 in einer Front al ans icht ,

Fig . 3 eine erfindungsgemäße stereoskopische Anordnung in einer Seitenansicht ,

Fig . 4 die stereoskopische Anordnung aus Fig . 3 in einer Front al ans icht , Fig. 5 eine erfindungsgemäße stereoskopische Anordnung in einer Seitenansicht,

Fig. 6 die stereoskopische Anordnung aus Fig. 5 in einer Front al ans icht,

Fig. 7 eine erfindungsgemäße stereoskopische Anordnung in einer Seitenansicht,

Fig. 8 die stereoskopische Anordnung aus Fig. 7 in einer Front al ans icht,

Fig. 9 eine erfindungsgemäße stereoskopische Anordnung in einer Seitenansicht,

Fig. 10 die stereoskopische Anordnung aus Fig. 9 in einer Front al ans icht,

Fig. 11 eine erfindungsgemäße stereoskopische Anordnung in einer Seitenansicht,

Fig. 12 die stereoskopische Anordnung aus Fig. 11 in einer Front al ans icht,

Fig. 13 eine erfindungsgemäße stereoskopische Anordnung in einer Seitenansicht,

Fig. 14 die stereoskopische Anordnung aus Fig. 13 in einer Front al ans icht,

Fig. 15 eine erfindungsgemäße stereoskopische Anordnung in einer Seitenansicht, Fig . 16 die stereoskopische Anordnung aus Fig . 15 in einer

Frontalansicht und

Fig . 17 eine Draufsicht von oben auf ein erfindungsgemäßes Operations-Set .

Funktionell und/oder konstruktiv zu vorangehenden Aus führungsbeispielen gleichartige oder identische Bauteile und Funktionseinheiten sind mit denselben Bezugs zeichen bezeichnet und nicht in j edem Fall noch einmal gesondert beschrieben . Die Aus führungen zu Figur 1 gelten damit zu den nachfolgenden Figuren entsprechend .

Fig . 1 zeigt eine stereoskopische Anordnung 1 in einer Ansicht von der Seite mit einer gemeinsamen Ob ektiveinheit 202 , welche aus gemeinsamen Linsengruppen 203 , 204 besteht , und zwei Umlenkeinheiten 5 , 6 . Die gemeinsamen Linsengruppen 203 , 204 können, wie alle anderen Linsengruppen auch, aus einzelnen aber auch aus mehreren Linsen bestehen . Die Linsen und/oder Linsengruppen können miteinander verbunden und/oder durch einen Luftabstand, beispielsweise unter Verwendung eines Distanzstücks , voneinander getrennt sein . Zur Einstellung der Fokalebene kann beispielsweise eine Linsengruppe 203 gegenüber einer Linsengruppe 204 verschoben werden . Ein an der stereoskopischen Basis 7 beginnender optischer Pfad 8 verläuft über die Obj ektiveinheit 202 und die Umlenkeinheiten 5 , 6 zu einem Bildsensor 9 .

Die Blickrichtung der stereoskopischen Anordnung 1 ist dabei gerade der Richtung des ersten Teilpfads 10 entgegengesetzt ; d . h . die Anordnung 1 kann aus einer Raumrichtung, die der Richtung des Tei lpfads 10 entspricht , Abbildungsstrahlen empfangen und somit in der Blickrichtung Bilder auf zeichnen . Parallel zu dem optischen Pfad 8 verläuft ein optischer Pfad 108 (vgl. Fig. 2) . Beispielsweise ist somit hinter dem Bildsensor 9 ein zweiter Bildsensor 109 für den optischen Pfad 108 positioniert. Der Bildsensor 109 ist in Fig. 1 durch den Bildsensor 9 verdeckt. Der optische Pfad 8 kann als durch die Umlenkeinheiten 5, 6 in einen ersten Teilpfad 10 und zwei weitere Teilpfade 11, 12 aufgeteilt betrachtet werden. Hierbei wird deutlich, dass eine Projektion des weiteren Teilpfades 12 auf den ersten Teilpfad 10 entlang einer Pro ektionsrichtung 13 den weiteren Teilpfad 12 entgegengesetzt zu dem ersten Teilpfad 10 orientiert auf diesem abbildet. Ferner ist in diesem Ausführungsbeispiel die Projektionsrichtung 13 orthogonal zu dem ersten Teilpfad 10 ausgerichtet.

Der Bildsensor 9, und auch der Bildsensor 109, befinden sich hier in einem die Objektiveinheit 202 enthaltenden Halbraum 14, der durch eine die Umlenkeinheit 5 enthaltende und orthogonal zum ersten Teilpfad 10 orientierte Hilfsebene 15 begrenzt ist. In diesem Ausführungsbeispiel enthält die Hilfsebene 15 einen Auf tref fpunkt 16 des optischen Pfades 8 auf die Umlenkeinheit 5.

In diesem Ausführungsbeispiel sind die Umlenkeinheiten 5, 6 so ausgerichtet, dass deren Umlenkwinkel 18, 19 einen gleichen Drehsinn, in der gezeigten Ansicht im Uhrzeigersinn, definieren .

Die Linsengruppen 23, 24 bilden eine Linsenanordnung 20, welche ein Zoomobjektiv 25 bildet. Die zwei Linsengruppen 23, 24 befinden sich in dem Teilpfad 12 des optischen Pfades 8, zwischen der Umlenkeinheit 6 und dem Bildsensor 9. Somit ist hier das gesamte Zoomobjektiv 25 in dem optischen Pfad 12 angeordnet, der gerade entgegen der Blickrichtung der Anordnung 1, d.h. entgegen der Richtung des ersten optischen Teilpfads 10, verläuft.

Die Umlenkeinheit 6 befindet sich zwischen den Linsengruppen 21 und 23. Es wäre auch denkbar, dass die Linsengruppe 21 zu der Linsenanordnung 20 und/oder dem Zoomobjektiv 25 gehört, sodass sich die Linsenanordnung 20 und/oder das Zoomobjektiv 25 über die Umlenkeinheit 6 und in zwei Teilpfaden 11 und 12 erstrecken würde. Eine solche Ausgestaltung ist beispielsweise in den Figuren 3 und 5 gezeigt, wobei auch dort, wie bereits in Figur 1, zumindest ein Teil des Zoomobjektivs 25 (nämlich hier beispielhaft die Linsengruppen 23 und 24) in dem optischen Pfad 12 angeordnet, der gerade entgegen der Blickrichtung der Anordnung 1, d.h. entgegen der Richtung des ersten optischen Teilpfads 10, verläuft.

Fig. 2 zeigt die stereoskopische Anordnung 1 aus Fig. 1 in einer Frontalansicht. Zusätzlich zu den zum optischen Pfad 8 gehörenden Komponenten ist der parallel zum optischen Pfad 8 geführte optische Pfad 108 mit der zugehörigen Umlenkeinheit 105 und den Linsengruppen 123, 124 erkennbar.

Fig. 3 zeigt eine weitere erfindungsgemäße stereoskopische Anordnung 1 in einer Ansicht von der Seite, die sich von der in Fig. 1 gezeigten stereoskopischen Anordnung 1 zumindest dadurch unterscheidet, dass statt separater Umlenkeinheiten 5, 6, 105, 106 in diesem Ausführungsbeispiel gemeinsame Umlenkeinheiten 205 und 206 ausgebildet sind. Außerdem erstrecken sich die Linsenanordnung 20 und das Zoomobjektiv 25 über die gemeinsame Umlenkeinheit 206.

Fig. 4 zeigt die stereoskopische Anordnung aus Fig. 3 in einer Frontalansicht, wobei insbesondere die gemeinsame Umlenkeinheit 205 zu erkennen ist. Sie verdeckt die weitere gemeinsame Umlenkeinheit 206 in dieser Ansicht. Außerdem sind die gemeinsame Objektiveinheit 202 mit gemeinsamen Linsengruppen 203, 204 sowie für jeden optischen Pfad 8, 108 getrennt ausgeführten Linsengruppen 23, 24, 123, 124 zu sehen.

Fig. 5 zeigt eine weitere erfindungsgemäße stereoskopische Anordnung 1 in einer Ansicht von der Seite. Insbesondere sind die Umlenkeinheiten 5, 6, 105, 106 als getrennte Elemente für jeden optischen Pfad 8, 108 ausgeführt. Außerdem sind für jeden optischen Pfad 8, 108 getrennte Objektiveinheiten 2, 102 mit getrennten Linsengruppen 3, 4, 103, 104 vorgesehen.

Fig. 6 zeigt die stereoskopische Anordnung aus Fig. 5 in einer Frontalansicht, wobei insbesondere die getrennten Objektiveinheiten 2, 102 mit getrennten Linsengruppen 3, 4, 103, 104 sowie die getrennten Umlenkeinheiten 5, 105 zu erkennen sind. Außerdem sind in den optischen Pfaden 8, 108 die getrennten Linsengruppen 23, 24, 123, 124 zu sehen.

Fig. 7 zeigt eine weitere erfindungsgemäße stereoskopische Anordnung 1 in einer Ansicht von der Seite. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine gemeinsame Objektiveinheit 2 mit gemeinsamen Linsengruppen 3, 4 vorgesehen sowie eine weitere Linsengruppe 22 zwischen den beiden Umlenkeinheiten 5, 6. Hier bilden die Linsengruppen 21 und 22 eine Linsenanordnung 20, die ein Zoomobjektiv 25 zur Veränderung des Bildausschnitts ist .

Fig. 8 zeigt die stereoskopische Anordnung 1 aus Fig. 7 in einer Frontalansicht, wobei die gemeinsame Objektiveinheit 2 mit gemeinsamen Linsengruppen 3, 4, die getrennten Umlenkeinheiten 5, 105, sowie die getrennten Linsengruppen 23, 24, 123, 124 in den optischen Pfaden 8, 108 zu sehen sind. Fig. 9 zeigt eine weitere erfindungsgemäße stereoskopische Anordnung 1 in einer Ansicht von der Seite, die sich von der in Fig. 7 gezeigten stereoskopischen Anordnung zumindest dadurch unterscheidet, dass in diesem Ausführungsbeispiel für jeden optischen Pfad 8, 108 getrennte Ob ektiveinheiten 2, 102 mit getrennten Linsengruppen 3, 4, 103, 104 vorgesehen sind.

Fig. 10 zeigt die stereoskopische Anordnung 1 aus Fig. 9 in einer Frontalansicht, wobei die getrennten Objektiveinheiten 2, 102 mit getrennten Linsengruppen 3, 4, 103, 104, außerdem getrennte Linsengruppen 23, 24, 123, 124 sowie getrennte Umlenkeinheiten 5, 105 zu sehen sind.

Fig. 11 zeigt eine weitere erfindungsgemäße stereoskopische Anordnung 1 in einer Ansicht von der Seite, die sich von der in Fig. 9 gezeigten stereoskopischen Anordnung zumindest dadurch unterscheidet, dass die Objektiveinheit 202 eine gemeinsame Linsengruppe 203 aber getrennte Linsengruppen 4, 104 aufweist.

Fig. 12 zeigt die stereoskopische Anordnung 1 aus Fig. 11 in einer Frontalansicht, wobei insbesondere die gemeinsame Linsengruppe 203 der Objektiveinheit 202 sowie die getrennten Linsengruppen 4, 104 erkennbar sind.

Fig. 13 zeigt eine weitere erfindungsgemäße stereoskopische Anordnung 1 in einer Ansicht von der Seite, wobei hier in dem optischen Pfad 12 eine weitere Umlenkeinheit 31 vorgesehen ist. Von diesem führt ein weiterer Teilpfad 32 zu einem Bildsensor 29.

Fig. 14 zeigt die stereoskopische Anordnung aus Fig. 13 in einer Frontalansicht, wobei insbesondere die teilweise von der Objektiveinheit 202, nämlich von der gemeinsamen Linsengruppe 203 und den getrennten Linsengruppen 4, 104, verdeckten Umlenkeinheiten 31, 131 in den jeweiligen optischen Pfaden 8, 108 zu sehen sind.

Fig. 15 zeigt eine weitere erfindungsgemäße stereoskopische Anordnung 1 in einer Ansicht von der Seite, wobei hier in der Nähe des Strahl tellers 26 ein weiterer Bildsensor 30 vorgesehen ist, zu dem ein Teilstrahl 28 führt.

Fig. 16 zeigt die stereoskopische Anordnung 1 aus Fig. 15 in einer Frontalansicht, wobei insbesondere die teilweise von der Ob ektiveinheit 202, nämlich von der gemeinsamen Linsengruppe 203 und den getrennten Linsengruppen 4, 104, verdeckten Strahlteiler 26, 126 in den jeweiligen optischen Pfaden 8, 108 zu sehen sind.

Fig. 17 illustriert schematisch die Bestandteile eines erfindungsgemäßen Operations-Sets, welches eine stereoskopische Anordnung 1 (wie zuvor beschrieben) , einen Bildschirm 33 und einen Roboterarm 35, der um zwei Achsen verschwenkbar ausgestaltet ist, umfasst. Mit Hilfe des Roboterarms 35, an welchen die Anordnung 1 befestigt ist, kann sowohl eine Blickrichtung der stereoskopischen Anordnung, genauer von deren Objektiveinheit 2, als auch ein Arbeitsabstand (also der Abstand zwischen Objektiveinheit 2 und dem beobachteten Ob j ekt/Operationsgebiet ) verändert werden .

In Fig. 17 ist in der Draufsicht auch ein Operateur 34 gezeigt, der ein mit der Anordnung 1 auf genommenes Live-Bild auf einem Monitor in Form eines Bildschirms 33 betrachtet. Der Bildschirm 33 kann somit zum Anzeigen eines Live- Videobilddatenstroms genutzt werden, der mit der Anordnung 1 gerade auf gezeichnet wird. Um auch bei unterschiedlichen Blickwinkeln und/oder unterschiedlichen Arbeitsabständen (= Abstand zwischen Obj ektiveinheit 2 und beobachtetem Obj ekt ) stets ein scharfes Bild zu erhalten, verfügt das System über einen Autofokus , der mit Hil fe einer Fokuseinheit der stereoskopischen Anordnung 1 realisiert ist .

Die Länge der stereoskopischen Basis 36 der stereoskopischen Anordnung 1 entspricht hierbei dem Augenabstand 39 des Operateurs 34 , d . h . der laterale Abstand zwischen den beiden optischen Pfaden ist entsprechend einem typischen Mittelwert für den Augenabstand 39 gewählt (vgl . etwa Fig . 1 oder Fig . 9 ) .

In der Ansicht der Figur 17 verdeckt der Roboterarm 23 dabei die Führung der optischen Pfade 11 , 111 parallel zur stereoskopischen Basis 36 und seitlich von der Sichtlinie 37 zwischen Operateur 34 und Bildschirm 33 weg . Mit anderen Worten werden somit diej enigen optischen Pfade , die zwischen dem j eweiligen Umlenkelement und dem j eweiligen Bildsensor verlaufen, in seitlicher Richtung weg geführt , und zwar gerade in der Ebene , die die beiden Pfade definieren und in welcher Ebene auch die stereoskopische Basis 36 liegt (Vgl . Figur 1 oder zum Beispiel Figur 9 ) . Die Erfindung hat nämlich erkannt , dass so seitlicher Bauraum, der die Sichtlinie 37 nicht beeinträchtigt , für die Anordnung der bildgebenden optischen Elemente genutzt werden kann, ohne dass also der freie Blick des Operateurs 34 auf den Bildschirm 33 behindert ist . Bezugszeichenliste

1 stereoskopische Anordnung

2 Ob j ektiveinheit

3 Linsengruppe

4 Linsengruppe

5 Umlenkeinheit

6 Umlenkeinheit

7 stereoskopische Basis

8 optischer Pfad

9 Bildsensor

10 Teilpfad

11 Teilpfad

12 Teilpfad

13 Pro j ektionsrichtung

14 Halbraum

15 Hil fsebene

16 Auf tref f punkt

17 Auf tref f punkt

18 Umlenkwinkel

19 Umlenkwinkel

20 Linsenanordnung

21 Linsengruppe

22 Linsengruppe

23 Linsengruppe

24 Linsengruppe

25 Zoomob j ektiv

26 Strahlteiler

27 Teilstrahl

28 Teilstrahl

29 Bildsensor

30 Bildsensor

31 Umlenkeinheit

32 Teilpfad 33 Bildschirm

34 Operateur

35 Roboterarm

36 Stereo-Basis

37 Sichtlinie

38 Operationsmikroskop

39 Augenabstand

40 Aperturblende

41 Fokuseinheit

102 Obj ektiveinheit

103 Linsengruppe

104 Linsengruppe

105 Umlenkeinheit

106 Umlenkeinheit

108 optischer Pfad

109 Bildsensor

110 Teilpfad

111 Teilpfad

112 Teilpfad

123 Linsengruppe

124 Linsengruppe

126 Strahlteiler

131 Umlenkeinheit

202 gemeinsame Ob ektiveinheit

203 gemeinsame Linsengruppe

204 gemeinsame Linsengruppe

205 gemeinsame Umlenkeinheit

206 gemeinsame Umlenkeinheit

209 gemeinsamer Bildsensor