WO2014068058A1 - Stereomikroskop mit stereovariator - Google Patents

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WO2014068058A1
WO2014068058A1 PCT/EP2013/072812 EP2013072812W WO2014068058A1 WO 2014068058 A1 WO2014068058 A1 WO 2014068058A1 EP 2013072812 W EP2013072812 W EP 2013072812W WO 2014068058 A1 WO2014068058 A1 WO 2014068058A1
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WO
WIPO (PCT)
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stereo
stereomicroscope
reflective
variator
stereoscopic
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/072812
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Robert Lettow
Harald Schnitzler
Christian MARTE
Original Assignee
Leica Microsystems (Schweiz) Ag
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Filing date
Publication date
Application filed by Leica Microsystems (Schweiz) Ag filed Critical Leica Microsystems (Schweiz) Ag
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Publication of WO2014068058A1 publication Critical patent/WO2014068058A1/de

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/18—Arrangements with more than one light path, e.g. for comparing two specimens
    • G02B21/20—Binocular arrangements
    • G02B21/22—Stereoscopic arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a stereomicroscope with a stereo variator for setting a distance of two optical axes defining a stereo base of the stereomicroscope, a corresponding stereo variator and its use in a stereomicroscope, a video microscopy system and a method for displaying stereoscopic images.
  • the basis of spatial vision is the observation of an object from two points of view, which usually result from the eye distance of the observer.
  • the two axes of the eye enclose an angle (face or convergence angle) which increases the closer the point is to the eyes.
  • the images perceived by the two eyes are combined on this basis by the brain into a spatial overall impression (spatial image).
  • the convergence angle can be continuously adjusted to the object distance, this is often not possible in technical facilities, for example stereomicroscopes.
  • telescope-type stereomicroscopes as explained below with reference to the accompanying Figure 1, the optical axes of the stereoscopic channels on the image side of the main objective are always parallel.
  • the axes of the stereoscopic channels have by design a minimum distance, which are not exceeded can.
  • the angle under which a point on an object is viewed, and thus the angle of convergence is thus defined by the focal length-dependent distance between object and objective and the distance of the stereoscopic channels (commonly referred to as stereo base or base length).
  • an adjustable stereo base is desirable.
  • an adjustable stereo base may also be desirable, for example, for viewing deep-seated objects, such as in narrow tubes, and / or for emphasizing the stereoscopic effect (inversely to the principles discussed above) when viewing surfaces.
  • DE 1 852 999 U discloses a prism arrangement for setting the stereo base of stereomicroscopes.
  • the prism arrangement has two prism pairs. Starting from an initial position in which the stereo base is given by the corresponding stereoscopic channels of the stereomicroscope, the Stereo base can be reduced by the axial adjustment of one of the prism pairs.
  • additional aberrations are produced by dispersion effects, which have a disadvantageous effect on the image quality, in particular with highly corrected objectives.
  • the minimum achievable stereo base also corresponds in the arrangement shown there to the diameter of a stereo channel. For playback by means of the illustrated video microscopy systems, however, a stereo base of a few millimeters is required.
  • EP 0 072 652 B1 discloses a microscope system in which the stereo base can be changed from a neutral position in both a positive and a negative direction.
  • the arrangement can not be adapted to conventional stereomicroscopes due to the lack of mechanical and optical interfaces.
  • the present invention proposes a stereo microscope with a stereo variator for setting a distance of two optical axes defining a stereo base of the stereomicroscope, a corresponding stereo variator and its use in a stereomicroscope, a video microscopy system and a method for displaying stereoscopic images.
  • Preferred embodiments are the subject of the subclaims and the following description.
  • An essential aspect of the present invention is the provision of a device that allows the variable adjustment of a stereo base of the stereomicroscope by adjusting its optical axes.
  • stereo variator In the context of the present application, this device is referred to as "stereo variator.”
  • the stereo base is defined by the distance between these optical axes, which run through a common main objective and are each assigned to a stereoscopic channel of the stereomicroscope.
  • setting "a stereo base” means setting the distance of the optical axes defining the stereo base.
  • each of the stereoscopic channels of such a sentence is associated with an eye of a viewer or a detection unit of an electronic stereoscopic image acquisition unit.
  • the mentioned optical axes lie respectively in observation beam paths that are defined by the stereoscopic channels.
  • each eye of the observer is assigned an optical axis in an observation beam path or, in other words, a stereoscopic channel. Therefore, if an optical axis is mentioned below, the corresponding observation beam path through which the relevant axis passes is affected in the same way.
  • An optical axis can be at reflecting surfaces or by refractive
  • the optical axes of the two stereoscopic channels run parallel at least in sections. Run accordingly also the eyes of a viewer or the two detection units of an electronic stereoscopic image recording unit associated with two stereoscopic channels at least partially parallel.
  • Telescope stereomicroscopes are widely described in the literature, for example by K.-P. Room in "Optical Designs for Stereo Microscopes", International Optical Design Conference 1998, Proceedings of SPIE, Vol. 3482, pages 690 to 697, 1998 and US 6,816,321 A.
  • Stereomicroscopes of this type are also referred to as "Common Main Objective Microscopes". designated. They include, in addition to optional additional modules, a main objective, which images an object viewed at infinity, two imagewise arranged therefrom parallel telescopes for varying the magnification and two vision units, each comprising a tube system, a reversing system and an eyepiece and for binocular visual insight or for a corresponding image are set up on the detection units of an electronic stereoscopic image recording unit.
  • the telescopes can be designed as exchangeable Galileifernrohre fixed magnification or as afocal zoom systems.
  • Telescope-style "asymmetric" stereomicroscopes are also known, as explained below:
  • the distance between the telescope axes defines the stereobase mentioned above, and the numerical aperture of corresponding microscopes is half the diameter of the entrance pupil of the telescope divided by the focal length of the main objective.
  • the optical elements of the two parallel telescopes must each have a minimum diameter, inter alia, to provide a sufficient numerical aperture, and these can not interfere with each other, the minimum distance of their optical axes and thus the minimum stereo base is limited.
  • the minimum achievable stereo base corresponds, if no additional design measures are provided, the diameter of a stereo channel.
  • a stereobase of a few millimeters is often needed.
  • stereo base in the context of this application thus refers to the distance between two optical axes, which together with an object-side focal length of the main objective of the stereomicroscope defines the angle at which an object point of an object is viewed through the main objective lens
  • the stereobase corresponds to the fixed distance B of the optical axes of the two stereoscopic channels associated with the eyes of a viewer, and if a stereo variator according to the invention is used, this stereo base is variably adjusted
  • the distance between the optical axes of the two stereo channels themselves remains the same: only on the objec- tive side of the stereo-variator do these optical axes run at a different distance, but parallel, through the main objective.
  • this application refers to an "axial direction", this is the direction that passes centrally through the optical center of the main objective, ie, the axial direction is defined by the main objective lens
  • the axial direction is also parallel to the direction in which a parallel beam in a known stereomicroscope with afocal beam passes on the image side of the main objective.
  • image-wise indicate a direction or position in the stereomicroscope A viewed object always lies on the object side in front of the main objective, the remaining elements in the beam path of the stereomicroscope and possibly a viewer are on the image side.
  • the "stereoscopic channels" of the stereomicroscope comprise, as mentioned, for example, in each case a telescope and / or zoom system and possibly parts of an looking unit. They are present at least twice and in each case assigned to an eye of a viewer, or, in the case of digital-optical evaluation, corresponding detection means (for example detection units).
  • the two stereoscopic channels, which are associated with the eyes of the observer or the detection means, are conventionally of the same design, but may also have optical elements with different effective diameters, as described, for example, in DE 10 2005 040 473 B4. In stereomicroscopes with Mitbetrachter Wegkeit several sets of such stereoscopic channels can be provided.
  • a stereomicroscope according to the invention has a first stereoscopic channel with a first optical axis, a second stereoscopic channel with a second optical axis, and a common main objective defining an axial direction, which is arranged on the object side of the first and the second stereoscopic channel.
  • the first and the second optical axis extend at least in an object-side section of the first and the second stereoscopic channel parallel to the axial direction at a first distance from one another.
  • a stereo variator is provided, with which the first and the second optical axis can be set variably and parallel to the axial direction to a second distance defining a stereo base of the stereomicroscope.
  • the said optical axes each lie in observation beam paths, which are defined inter alia by the stereoscopic channels.
  • the observation beam paths and thus the stereoscopic channels thus extend at least in an object-side section of the first and the second stereoscopic channel parallel to the axial direction in a distance defined by the first distance from one another.
  • the stereovariator is distinguished by the fact that it has a second reflecting surface in front of the first stereoscopic channel on the object side and a second reflecting surface on the object side in front of the second stereoscopic channel, wherein the first reflecting semi-transparent surface and the second reflecting surface are parallel to one another and oblique to the second Axial direction are arranged.
  • a partial beam of a first light beam passes along the first optical axis (and thus also light in a first observation beam path) through the first reflective partially transmissive surface and radiates through the stereo variator without distraction.
  • a partial beam of a second light beam along the second optical axis (ie, a second observation beam path), on the other hand, is deflected at the first reflective partially transmissive surface and at the second reflective surface and emerges from the stereo variator with a parallel offset.
  • the stereo variator effects a change in the stereo base by adjusting the first and second optical axes to the second distance.
  • the optical axes run parallel to each other before and after the adjustment of their distance through the stereo variator and at the same time parallel to the illustrated axial direction. The same applies to the observation beam paths. However, the distances are different, wherein the distance of the optical axes on the image side of the stereo variator as "first distance" and the distance object side of the stereo variator is referred to as "second distance".
  • the "second distance” is explicitly understood to mean a distance of zero, but since the stereo-variator according to the invention permits a variable adjustment of the stereo base of the stereo-microscope, it always also allows adjustment to a second distance different from zero.
  • An arrangement "on the object side" of a corresponding stereoscopic channel means that the corresponding element, in this case the first reflecting semitransparent surface or the second reflecting surface, respectively lies in an imaginary extension of the stereoscopic channel in the direction of the main objective.
  • the first reflective partially transmissive surface lies on the object side before the first, but not the second stereoscopic channel and the second reflective surface on the object side before the second, but not the first stereoscopic channel.
  • Such an arrangement thus comprises that on the object side in front of the first stereoscopic channel only exactly one, namely the first reflecting partially transparent surface of the stereo variator is located. This causes correspondingly irradiated light, which passes through this first reflective partially transmissive surface, to remain undeflected between the main objective and the first stereoscopic channel. The light which does not pass through the first reflecting part-permeable surface, on the other hand, is deflected at this point.
  • the marginal rays of an object pass the main objective of the stereomicroscope at its outer edge, so as to produce the largest possible object field.
  • the larger the distance between the main lens and the image-side zoom system or tube the stronger these marginal rays are cropped, which leads to undesired vignetting.
  • the present invention also has a much smaller number of optical surfaces, which, moreover, do not cause any negative light refraction effects (aberrations) due to their advantageous design as reflective surfaces.
  • the arrangement parallel to each other and each inclined relative to the axial direction allows a parallel offset, as explained above, with very little effort. Due to the smaller number of optical surfaces in comparison to conventional arrangements, the devices proposed according to the invention also have lower contrast losses. Due to the completely parallel beam paths and the existing mechanical and optical interfaces, the stereovariator, in contrast to the known arrangements, can be adapted to telescope systems or tubes of conventional stereomicroscopes. Elaborate lens systems are not required.
  • the amount of the parallel offset of the sub-beam of the second light beam can be adjusted by displacing the first reflective partially transmissive surface and / or the second reflective surface in the axial direction.
  • the proportion of light which, starting from the on the other hand, the object which is being sought is deflected both at the first reflecting partially transmissive surface and at the second reflecting surface, and the second optical axis defined thereby is, on the other hand, deflected in the stereo-variator. More precisely, the second optical axis is bent twice, and with this, light of the second observation beam path is deflected twice.
  • the first reflective partially transmissive surface and / or the second reflective surface are advantageously at least partially formed as a mirror surface and / or as a prism surface.
  • Semipermeable elements are generally known in the art. For example, in the
  • Semi-transparent mirrors are used within the scope of the present invention. Furthermore, partially transparent prisms can be used. Due to their defined surfaces and the fixed angle of these, prisms allow a particularly precise and thus reliable assembly and adjustment.
  • the first reflective partially transmissive surface and the second reflective surface may each be formed as part of a prism or a prism array, as also explained in greater detail with reference to the appended FIGS. 2 to 5.
  • the stereo variator comprises, for example, a beam splitter comprising two prisms and a deflecting element.
  • the beam splitter forms the first reflective partially transmitting surface, the deflecting element the second reflecting surface.
  • only these optically active elements are provided, but no additional lenses, prisms or the like.
  • Light that is transmitted by the beam splitter radiates through the stereo variator distraction-free, so without any lateral deflection.
  • Light that is reflected at the beam splitter also strikes the deflector so that it experiences a parallel offset as it passes through the stereo variator.
  • a beam splitter of two prisms defines the minimum overall height of the stereo resonator.
  • the second reflective surface is usually arranged on a smaller prism relative to this prism block.
  • the displacement of the second reflecting surface - along the axial direction - is therefore particularly advantageous because no additional space is required.
  • the stereo variator provided according to the invention can also be used when the optical elements of the two stereoscopic channels abut one another directly and thus a further reduction of the stereo base is not possible or only possible in an unsatisfactory manner by conventional means.
  • an amount of the parallel offset of the sub-beam of the second light beam can be "set" in principle, this includes both a factory setting and a user-side setting
  • Such main objectives with their associated stereo-variators could also be provided as sets or with components fixedly connected to one another, which results in the user adjusting and / or assembling effort
  • user-adjustable stereo variators are used because they offer maximum flexibility, and in corresponding stereo variators, it is also possible to use an element, for example a beam splitter, with the first reflector ektierenden semitransparent surface, factory set in terms of a pre-adjustment and another element, such as a deflecting element with the second reflective surface, be user-side adjustable. This allows the variable displacement of the optical axes parallel to the axial direction, as explained above.
  • Such a stereomicroscope advantageously has manual and / or electromechanical actuating means with which the first reflective partially transmissive surface and / or the second reflective surface are displaceable in the axial direction.
  • Electromechanical actuating means may for example have a signal input, via which they can receive a signal from a control unit of a video microscopy system.
  • the stereo base can be adjusted automatically depending on a viewer distance.
  • the stereomicroscope in which a corresponding stereovariator is used is advantageously, as mentioned, designed as a stereomicroscope of the telescope type. It thus has a main objective and two stereoscopic channels which are arranged downstream of the main objective (ie arranged on the image side of the main objective).
  • the stereo variator is arranged between the main objective and the two stereoscopic channels, for example screwed in or pushed in, as also explained below.
  • the two stereoscopic channels each have optical axes defining observation beam paths.
  • the stereo variator allows twice the deflection of one of these optical axes.
  • the stereo base previously defined by the distance of the optical axes, is variably changed by the use of the stereo-variator.
  • the beam path is afocal, i. there are parallel light bundles.
  • the stereo variator does not affect the parallelism of these light beams, as it preferably has only plane optical surfaces.
  • a particularly advantageous stereomicroscope has a stereo variator in which the optical axes can be adjusted from a first distance of 15 to 30 mm, in particular 24 mm, to a second distance of 0 to 12 mm.
  • the first distance typically corresponds to the minimum distance of the optical axes of the stereoscopic channels present in conventional stereomicroscopes of the telescope type and thus of the observation beam paths.
  • the stereo variator proposed according to the invention makes possible a variable reduction of the stereo base to zero or even "negative" values, as explained below:
  • a zero adjustment is advantageous in cases where no stereoscopic effect is desired at times par-
  • the offset in the stereo variator corresponds to the distance between the stereoscopic channels.
  • the stereo variator allows a reduction of the stereo base, starting from an industry-standard distance of the optical axes of, for example, 24 mm, to a value of, for example, 0 to 12 mm, in particular, a crossover of the optical axes and thus the observation beam paths is possible, as explained below.
  • the invention is thus suitable for video microscopy systems in which a viewing of stereoscopic images on a monitor or a projection surface takes place from a large distance.
  • the invention is suitable for compensating the focal length influence of main objectives.
  • such a stereo-variator can cause a crossover of the first and the second optical axis, so that they have an intersection within the stereo-variator. This is at least the case if the second distance is not zero.
  • the first reflective partially transmissive surface and the second reflective surface are advantageously displaceable in the axial direction such that the first and second optical axes have an intersection within the stereo-variator so that the first and second light-beams intersect within the stereo-variator.
  • the first optical axis can pass on the image side through the left and the second optical axis on the image side through the right telescope system of a stereomicroscope system.
  • the first optical axis thus extends on the image side of the stereo variator to the left of the second optical axis.
  • the first optical axis on the object side of the stereo variator extends to the right of the first optical axis through the common main objective. In other words, it causes the left eye of a viewer (or an image acquisition unit on the left) to look through the aforementioned crossover to the right through the common main objective and from the right onto the object under consideration.
  • the right eye of a viewer looks due to the above crossover left by the common main objectively and from the left onto the viewed object.
  • the said crossover can thus also be described, for example, by specifying that the observation beam paths (in which the optical axes are located) intersect in the stereo variator.
  • the first optical axis on the right and the second optical axis on the left with respect to FIG an image-side central axis is the image side of the stereovariator centered between the first and the second optical axis (and thus possibly also centrally between the two observation beam paths), and that from this fixed viewing direction, the first optical axis on the left and the second optical axis to the right in relation to an object-side central axis, which runs on the object side of the stereovariator in the middle between the first and the second optical axis (and thus possibly also in the middle between the two observation beam paths).
  • first and second optical axes have an intersection in the stereo-variator.
  • the intersection of the optical axes lies in a region in which light of the first stereoscopic channel and the second stereoscopic channel runs, and thus in an area which is part of the two observation beam paths. At a corresponding point of intersection, therefore, the observation beam paths overlap.
  • a particular advantage of the invention is that a corresponding stereo variator, even in a direct vicinity of the two stereoscopic channels, as shown in Figure 8 and explained below, a variable adjustment of the stereo base at the same time a minimum height of the stereo and without light loss or circumcision one of the stereoscopic channels or observation beam paths is possible.
  • the invention thus achieves advantages which can not be achieved in arrangements known from the prior art.
  • a corresponding stereo variator has the lowest possible number of optical surfaces and at the same time minimal overall height, more than compensating for the supposed disadvantage of the induced negative stereoscopic effect.
  • stereo-variator can advantageously be inserted reversibly between the first and the second stereoscopic channel and the main objective.
  • a corresponding stereomicroscope can therefore be operated with or without a stereovariator as needed.
  • Stereovariator insertion devices may, for example, also be provided or attachable to corresponding stereomicroscopes, which may involve insertion of different stereo-variators, e.g. Stereo variators with fixed parallel offset and / or different adjustment ranges allow.
  • Such insertion devices can also be set up for fastening the main objective and / or allow a displacement of the main objective perpendicular to the axial direction.
  • a correspondingly reversibly insertable stereo variator can also, for example, have two coupling elements, and be set up to be connected by means of these coupling elements on the one hand to the main objective and on the other hand to an object-side interface of the stereomicroscope.
  • Latter have corresponding matching counterparts to the coupling elements.
  • the coupling elements can be designed, for example, as parts of screw connections, dovetail and / or bayonet connections. You can also have suitable adjustment or centering.
  • a corresponding stereo variator can be coupled with all conventional stereomicroscopes which have an afocal beam path on the observer side of the main objective.
  • corresponding adapter can be used.
  • a stereomicroscope in which the stereoscopic channels are constructed differently from one another, as described, for example, in DE 10 2005 040 473 B4.
  • Such a stereomicroscope comprises two optical channels, each having a telescope system. At least one optical element of one of the telescope systems has a larger optically effective diameter compared to at least one corresponding optical element of the other telescope system. This leads to a larger diameter of the entrance pupil.
  • Such an element may be one or more lenses or diaphragms.
  • the user Due to the asymmetrical diameters of the entrance pupils, the user receives two partial images with different brightness, different resolution and different depth of field. It has been shown that a brightness difference of up to 50% and the differences in detail recognition do not affect the fusion of the two partial images into a three-dimensional image. On the contrary, the object is perceived three-dimensionally with the improved resolution resulting from the higher numerical aperture and the greater depth of field resulting from the lower aperture.
  • asymmetric stereomicroscope offers special advantages with the stereo variator, because in this case the images obtained with greater depth of field and simultaneously improved resolution can additionally be viewed with a convergence angle "expected" by the brain - and the natural depth ratio of exactly corresponding images. This also allows, for example, a particularly simple and thus secure manipulation of the objects considered.
  • the stereo-variator according to the invention has already been explained previously in the description of the preferred embodiments of the stereomicroscope.
  • Such a stereo-variator adapted for use in such a stereomicroscope has a first reflective semi-transmissive surface and a second reflective surface. The first reflective partially transmissive surface and the second reflective surface are disposed parallel to each other and obliquely to an axial direction.
  • the first reflective partially transmissive surface can be mounted on the object side in front of a first stereoscopic channel of the stereomicroscope and the second reflective surface on the object side in front of a second stereoscopic channel of the stereomicroscope.
  • a partial beam of a first light bundle extending along a first optical axis through the first stereoscopic channel radiates through the first reflecting, partially transmissive surface and thus the entire stereo variator without deflection.
  • a partial beam of a second light beam passing along a second optical axis through the second stereoscopic channel is deflected at the first and second reflective surfaces and exits the stereo-variator at a parallel offset.
  • the amount of the parallel displacement of the sub-beam of the second light beam can be adjusted by shifting the first reflective sub-transmissive surface and / or the second reflective surface in the axial direction, so that an amount of the parallel offset of the sub-beam of the second light beam can be adjusted.
  • a video microscopy system provided according to the invention has a stereomicroscope as explained above. It also has digital image capture means (image acquisition units) by means of which an image of an object viewed through the stereomicroscope can be detected. Furthermore, suitable display means provided by means of which the image detected by the stereomicroscope can be stereoscopically displayed at least temporarily.
  • digital image capture means are all known devices, such as CCD, which can be mounted in both channels of the stereomicroscope or at corresponding terminals. Special digital cameras are also known for stereomicroscopy.
  • Particularly suitable as display means are 3D monitors or projection systems (projectors).
  • usable 3D monitors have two image inputs, so that the signals of the image capturing means of the two stereoscopic channels can be fed directly into a corresponding monitor.
  • a channel reversal can be made so that an optionally existing negative stereoscopic effect (by using a stereo variator, in which the optical axes cross, as explained above) can be compensated.
  • Such monitors or associated AnSteuerüen can also have external components which can superimpose the signals of the two image capture means.
  • a correspondingly superimposed signal is then transmitted to the monitor.
  • the viewing of corresponding images takes place for example by polarization or shutter glasses in a known manner.
  • the representation and viewing of corresponding images can be carried out in any known manner, for example by means of a shuttering technique, polarization filter technique, color anaglyphic representation and / or interference filter technique.
  • a distance of a viewer to the screen or to the monitor together with its pupil distance defines the viewing or convergence angle.
  • a video microscopy system that is adapted to adapt a stereo base of the at least one stereoscopic microscope on the basis of at least one viewing distance from which the image, which is at least temporarily stereoscopically viewed by at least one observer, by adjusting the stereo variator is particularly advantageous. This is done fully automatically in a particularly preferred embodiment, in particular by appropriate control of the electromechanical actuating means of the stereo variator.
  • a particularly preferred, fully automatic video microscopy system has detection means in order to detect the at least one viewing distance.
  • detection means can determine, for example, a distance between a shutter glasses and a projection surface.
  • the representation is made, for example, in a hall in which there are several observers, it is also possible to adapt the stereo base of the at least one stereomicroscope on the basis of a value which is determined from at least two viewing distances. For example, an average value can be formed from correspondingly determined viewing distances, if appropriate with a corresponding weighting. In this way, a stereo basis can be determined in which a natural stereo impression is created for a majority of the observers and / or for certain observers.
  • a method according to the invention comprises the acquisition and presentation of microscopic images with a video microscopy system as previously explained.
  • the particular features and advantages mentioned are therefore expressly referred to.
  • the invention is illustrated by means of embodiments in the drawing over the prior art and will be described in detail with reference to the drawings. figure description
  • Figure 1 shows schematically the structure of a stereomicroscope of the telescope type, which can be equipped with a stereo variator.
  • Figure 2 shows schematically the structure of a telescope-type stereomicroscope with a stereo-variator according to an embodiment of the invention.
  • Figure 3 shows schematically the structure of a telescope-type stereomicroscope with a stereo-variator according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 4 schematically shows the structure of a stereo variator according to an embodiment of the invention in three settings.
  • FIG. 5 shows, partially in part, the structure of a stereo-variator according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 6 shows, partially in part, the structure of a stereomicroscope according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 7 shows schematically a video microscopy system according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 8 illustrates advantages of a stereo variator according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of the optical structure of a telescope-type stereomicroscope that can be equipped with a stereo variator.
  • the stereomicroscope has a main objective 2.
  • an object plane 21 of the main objective 2 which corresponds to its front focal plane, an object 0 to be observed is arranged.
  • a point F of the object 0 lies in an axial direction A in front of the main objective 2 of the stereomicroscope.
  • the axial direction A is defined by the main objective 2.
  • a user can use his eyes 52 to capture a stereoscopic image of the object 0.
  • the eyes 52 are on the image side, the object 0 on the object side of the main objective 2
  • the stereomicroscope shown in this and in the following Figures 2 and 3 is constructed symmetrically, which means that the stereomicroscope has two stereo channels L, R, which correspond to each other structurally. Therefore, only the elements of the left stereo channel L are provided with reference numerals in Figure 1 and explained below.
  • the right stereo channel R corresponds to the "first stereo channel” explained above
  • the left stereo channel L corresponds to the "second stereo channel” explained above.
  • the invention can also be used with particular advantage in stereomicroscopes in which one or more elements of the two stereo channels L, R are designed differently from one another, as described in DE 10 2005 040 473 B4.
  • the main objective 2 is followed in each case by a telescope system 3 in both stereo channels L, R.
  • the telescope systems 3 of the two stereo channels L, R are arranged symmetrically on the image side of the main objective.
  • the telescope systems 3 are designed as afocal zoom systems, such as e.g. in US Pat. No. 6,816,321.
  • apertures 31 are arranged, which may be formed, for example, as irises.
  • the diameters of the apertures 31 are adjustable.
  • the aperture 31 limit the diameter 32 of the entrance pupil of the telescope systems 3, which are variable depending on the zoom position and aperture selection.
  • the telescope systems 3 each define an optical axis 33.
  • the optical axes 33 extend at a distance B through the main objective 2
  • the distance B of the optical axes 33 defines the stereo base here.
  • the telescope systems 3 are each followed by insights 4, which are likewise arranged in each case symmetrically with respect to the main objective A.
  • the telescope systems 3 and the sighting units 4 can be arranged partly in a housing, to which the main objective 2 can be screwed and / or attached by means of a dovetail receptacle.
  • the viewing units 4 comprise tube lenses 41, which produce intermediate images 42. Downstream of the tube lenses 41 are inverting systems 43 for image erection. On the observer side of the sighting units 4, eyepieces 51 each adjoin each other.
  • the tube lenses 41 are designed to focus parallel light bundles in each case onto a point 42a in the plane of the intermediate images 42.
  • the point 42a is located in the front focal point of the eyepieces 51 and is imaged by them to infinity, so that it can be observed with the eyes 52.
  • the illustrated stereomicroscope can also be designed for a digital optical detection of the object 0, in which case at least a part of the elements of the sighting units 4 is arranged in a corresponding digital optical detection unit or can be dispensed with.
  • the inversion systems 43 for image erection are not required, for example, in digital optical detection.
  • further components can be introduced into the beam path in a known manner, for example additional lenses, filters, polarizers, incident illumination units or beam splitter systems for light input and output.
  • the optical imaging of the stereomicroscope is illustrated by a schematic representation of the marginal rays 61 of a beam path, which in the example shown starts from the point F on the object 0.
  • the marginal rays 61 of the beam path characterize the two light cones 62 used by the stereomicroscope.
  • the constriction of the light cones 62 is effected by the diameters 32 of the entrance pupils, which can be determined by the iris diaphragms 31.
  • the marginal rays 61 run parallel in the illustrated afocal system between the main objective 2 and the telescope systems 3. Also between the telescope systems 3 and the insight units 4, the marginal rays run parallel again, which is why the space behind the telescope systems 3 is advantageous for optional accessories.
  • the corresponding sections are referred to simply as "afocal sections" of the beam path.
  • FIG. 2 shows a schematic diagram of the optical structure of a telescope-type stereomicroscope equipped with a stereo variator 1.
  • the aperture stops 31 are shown wide open, in reality they can be largely drawn in order to increase the depth of field of the system.
  • the stereomicroscope shown in FIG. 2 has a digital-optical detection unit 6, which at least partially replaces the viewing units 4 of the stereomicroscope shown in FIG.
  • the stereo variator 1 has three deflecting elements 13, 14, 15 which are designed as prisms and which comprise a first reflecting partially transparent surface. surface 11 and a second reflective surface 12.
  • the deflecting elements 13, 14 together form a beam splitter, whereby the first reflecting surface 11 is formed partially permeable.
  • the deflecting element 15 is fully mirrored or completely reflecting on the second reflecting surface 12.
  • the surfaces 11, 12 are arranged in the illustrated stereomicroscope, with respect to the axial direction A and thus the optical axes of each of the telescope systems 3, at an angle of 45 °. They are at said angle of 45 ° in the respective stereoscopic channels L, R, the first reflecting part-transmissive surface 11 being arranged in the right (first) stereo channel R, the second reflecting surface 12 being arranged in the left (second) stereo channel L is.
  • the stereo variator 1 can also be arranged laterally reversed.
  • the optical axis of this left (second) stereo channel L denoted here by 33L
  • the corresponding bundles of rays parallel at this point, with their marginal rays 6 IL become on the first reflective partially transmissive surface 11 and on the second reflecting surface 12 each deflected at an angle of 90 °.
  • the arrangement of the surfaces 11, 12 is in this case such that a deflected light beam extends parallel to a plane through the optical axes of the telescope systems 3 between the two surfaces. Therefore, by deflecting the optical axis 33L of the left (second) stereo channel L on the first reflecting semitransparent surface 11, it intersects the optical axis 33R of the right (first) stereo channel R at an intersection X. This results in a negative stereoscopic effect.
  • the first reflective partially transparent surface 11 there is a partial deflection and a partial transmission of incident light rays.
  • FIG. 2 only one alternative is shown with respect to the optical axes 33L and 33R.
  • the light in the left (second) stereo channel L corresponding to the optical axis 33L and the corresponding edge beams 6 IL, partially passes through the first reflective partially transmissive surface 11.
  • the light in the right (first) stereo channel R according to the optical Axis 33R and the corresponding marginal rays 61R, reflected in part on the first reflective partially transmissive surface 11.
  • a partial beam of the light in the right (first) stereo channel R passes through the entire stereo variator 1 without distraction
  • a partial beam of the light in the left (second) stereo channel L is reflected twice and thus experiences a corresponding parallel offset. This causes the optical axes 33R and 33L to pass through the main lens 2 at a reduced distance. This corresponds to the change or adjustment of the stereo base.
  • the optical axes 33L (or the part of a beam deflected at the first reflecting semitransparent surface 11) and 33R (or the part of a beam passing through the first reflecting semitransparent surface 11) of the left and right stereo channels L and R thus extend both between them Stereo variator 1 and the telescope systems 3 as well as between the stereo variator 1 and the main objective 2 in parallel, but at different distances from each other. This allows for an effective reduction of the stereo base from the distance B to the distance S, as indicated in FIGS. 2 and 3.
  • stereo base is understood to mean the distance between optical axes which, with the object-side ("front") focal length of the main objective 2, is the angle w (see FIG. 1). defines under which an object point is considered.
  • the stereo base corresponds to the distance S of the optical axes 33R and 33L objective of the stereo variator 1. If no stereo variator 1 is used, the distance of the optical axes B in the rest of the stereomicroscope corresponds to the stereo base.
  • the stereo variator 1 also has adjusting means 17, which are shown here in a highly schematic manner. About this can, manually or by motor, for example, using a stepping motor, the deflecting element 15 in the arrow direction be moved. This allows adjustment of the stereo base, as explained in the following Figure 4.
  • the optical elements of the two telescope systems 3 can abut one another in the two stereo channels L, R or have only a minimum distance from each other structurally required.
  • a reduction of the stereo base without intersection of the optical axes 33L and 33R at the intersection X would be with only two optical surfaces (here the first reflective semitransparent Surface 11 and second reflective surface 12) can not be accomplished. This is also clear from consideration of Figure 8.
  • the prism 13 with the second reflecting surface 12 would have to be displaced beyond the upper edge of the beam splitter formed by the prisms 13 and 14 with the first reflecting semitransparent surface (ie in the direction of the telescope systems 3).
  • this would mean that possibly no longer the entire light reflected at the second reflecting surface 12 hits the first reflecting, partially transparent surface 11 and thus is lost.
  • the first reflective partially transmissive surface 11, in turn, can not be correspondingly enlarged, as otherwise they would protrude into the first stereoscopic channel and thus would also cause corresponding light losses.
  • FIG. 3 shows a schematic diagram of the structure of the stereomicroscope previously shown in FIG. 2, but in which the main objective 2 is mounted in an offset position on the stereo variator 1.
  • asymmetrical refraction effects occur there.
  • This disadvantage can be counteracted by the offset of the main objective 2 in FIG.
  • the position of the main objective 2 can also be designed to be adjustable, so that the result is always a centric radiation as possible.
  • a center of the main objective 2 is designated by M.
  • the deflecting element 15 is in a middle position.
  • the optical axis 33 L is offset in the figures 2 and 3 by a corresponding amount parallel to the right.
  • the optical axis 33R passes through the center of the main objective 2 in FIG. 2, so that the optical axis 33L extends between the main objective 2 and the object at an angle of arctan (S ⁇ F 0 t> j).
  • the stereoscopic channel R "looks perpendicular to the object 0, the stereoscopic channel R from the said angle.” This leads, if necessary, to distorted or obliquely perceived images the point F on the object 0 can be perceived from the stereoscopic channels L and R (corresponding to the angle w in FIG. 1), however, in each case arctan (S / 2 ⁇ F 0 bj).
  • FIG. 4 shows, in the partial FIGS. A to C, a schematic diagram of the construction of a stereovariator 1 according to a particularly preferred embodiment of the invention in three positions.
  • the stereo variator 1 corresponds in its essential parts to that which is also shown in FIGS. 2 and 3, so that in this regard reference may be made to the statements there.
  • the distance of the optical axes, which defines the stereo base set by the stereo variator 1, is also indicated here by S.
  • the second deflecting element 15 can be displaced by suitable adjusting means 17. In the position shown in part A, the second deflecting element 15 is at an upper limit of adjustment. As can be seen, this allows a reduction of the stereo base S to zero.
  • the left (second) stereo is Scopic channel 33L offset in parallel so that it coincides with the right (first) stereoscopic channel 33R. This allows viewing of corresponding objects without stereoscopic effect.
  • the sub-figures B and C different lens-side stereo bases S are shown, which result from the United position of the deflecting element 15 in a middle or lower position.
  • FIG. 5 shows the construction of a stereo variator 1 according to an embodiment of the invention in a partially realistic manner.
  • the stereo variator 1 has the already explained components. It is arranged in a housing 16, which is shown here opened.
  • the stereo-variator 1 has for attachment between a main objective 2 and a telescope or tube (for example in a corresponding housing of a stereomicroscope) via couplings 18 and possibly clamping elements 18a.
  • the adjusting device 17 is designed here as a knurling wheel, which can move a prism holder 17b via a worm gear (not shown) and by means of a push rod 17a.
  • the deflecting element 15 is attached.
  • a corresponding adjusting device 19 is provided here.
  • FIG. 6 shows a stereomicroscope 10, which is constructed in a known manner and additionally has a stereo variator 1.
  • the optical design of the stereomicroscope 10 has already been shown schematically in FIGS. 2 and 3.
  • the telescope systems 3 are here arranged in a housing 30, which has adjusting knobs 34 for zoom adjustment and further adjustment devices 35.
  • the main objective 2 is arranged in a lens mount 20 which is attached to a coupling 18 of the stereovarator 1.
  • the stereo variator 1, from the outside of its housing 16 and the adjusting device 17 is also visible, is thus secured between the housing 30 of the telescope systems 3 and the lens mount 20.
  • the stereomicroscope 10 has a digital-optical detection unit 6.
  • the stereomicroscope 10 furthermore has a stand 70 and is height-adjustable by means of a coarse and fine drive with drive knobs 71 on a vertical rail 72 of the stand 70.
  • the stand 70 further includes a base plate 73 defining a surface 73a on which the object O can be placed.
  • the base plate 73 can have other facilities, such as a cross table and / or a transmitted light illumination device.
  • FIG. 7 schematically illustrates a video microscopy system 100 according to an embodiment of the invention.
  • the video microscopy system 100 includes a stereomicroscope 10 having a stereo variator 1 as discussed previously.
  • a control unit 101 Connected to the digital optical detection unit 6 of the stereomicroscope 10 is a control unit 101, which is set up to process the acquired images and to output corresponding signals to a 3D projection device 82.
  • the control unit 101 may also be formed as part of the digital optical detection unit 6 of the stereomicroscope 10.
  • the 3D projection device 82 here comprises two projectors which, for example, successively rapidly project the images captured in the left L and right R stereo channels of the stereomicroscope onto a screen 83.
  • a corresponding monitor can also be provided.
  • the representation does not have to take the form of a rapid change, that is to say by means of a shuttering technique, but corresponding images can also be represented, for example, by means of polarization filter technology, color anaglyphic representation and / or interference filter technology.
  • FIG. 7 further shows two viewers 9 who view the image displayed on the screen 83 from different viewing distances D and D '.
  • the observers 9 each wear suitable spectacles 102, such as shutter glasses, which allow viewing of the image displayed on the screen 83.
  • the video microscopy system 100 may also include a device 103 adapted to detect the viewing distance D, D 'of one or more viewers 9. This can be done, for example, by means of a suitable telemetry method, for example based on laser interferometry.
  • a suitable telemetry method for example based on laser interferometry.
  • corresponding signals can be output to the stereo variator 1. to adjust it, for example based on one or more detected viewing distances D, D '.
  • FIG. 8 again illustrates the advantages of a stereo variator according to the invention.
  • the designations and the orientation of the illustrations correspond to FIG. 2.
  • the two stereoscopic channels run on the image side of the stereo variator 1, which is formed inter alia from the first reflecting partially transmissive surface 11 and the second reflecting surface 12 (here without a separate designation).
  • row A the effects which would result from this would be illustrated from left to right if the second reflecting surface 12 were displaced upward (compare to the arrangement of FIG. 2, ie in the direction of the telescope systems 3 not shown here).
  • the left sub-figure of row A shows the setting of a stereo base of zero.
  • the second reflective surface 12 is shifted upward. Since the two stereoscopic channels extend on the image side of the stereo-variator 1 formed by the first reflecting partially transmissive surface 11 and the second reflecting surface 12, there is no room left to enlarge the first reflecting partially permeable surface 11 or the second reflecting surface 12 otherwise they would protrude into the respective other stereoscopic channel L, R. This inevitably leads to light losses, as shown hatched in FIG. This effect increases as the second reflecting surface 12 is displaced upwards, as illustrated in the right part of Figure A.
  • a fixed stereo variator without adjustment in which a corresponding change in the stereo base is made, is shown in DD 248 890 AI.
  • a stereo variator 1 can be formed with a minimum number of optical surfaces (namely, only the first reflective partially transmissive surface 11 and the second reflective surface 12), which also has a minimum overall height.
  • the latter is defined only by the required size of the first reflective partially transparent surface 11 and can therefore be kept to a minimum.

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Abstract

Es wird ein Stereomikroskop (10) mit einem zwischen einem ersten und einem zweiten stereoskopischen Kanal (R, L) und einem Hauptobjektiv (2) vorgesehenen Stereovariator (1) vorgeschlagen. Mit diesem sind eine erste und eine zweite optische Achse (33R, 33L) parallel zu einer Axialrichtung (A) auf einen eine Stereobasis des Stereomikroskops (10) definierenden Abstand (S) einstellbar. Der Stereovariator (1) weist objektseitig vor dem ersten stereoskopischen Kanal (R) eine erste reflektierende teildurchlässige Fläche (11) und objektseitig vor dem zweiten stereoskopischen Kanal (L) eine zweite reflektierende Fläche (12) auf, wobei die erste reflektierende teildurchlässige Fläche (11) und die zweite reflektierende Fläche (12) parallel zueinander und schräg zu der Axialrichtung (A) angeordnet sind. Auf diese Weise durchsetzt ein Teilstrahl eines ersten Lichtbündels entlang der ersten optischen Achse (33R) die erste reflektierende teildurchlässige Fläche (11) und durchstrahlt den Stereovariator (1) ablenkungsfrei, hingegen wird ein Teilstrahl eines zweiten Lichtbündels entlang der zweiten optischen Achse (33L) an der ersten reflektierenden teildurchlässigen Fläche (11) und an der zweiten reflektierenden Fläche (12) abgelenkt und tritt aus dem Stereovariator (1) mit einem parallelen Versatz aus. Die erste reflektierende teildurchlässige Fläche (11) und/oder die zweite reflektierende Fläche (12) ist in der Axialrichtung (A) verschiebbar, so dass ein Betrag des parallelen Versatzes des Teilstrahls des zweiten Lichtbündels eingestellt werden kann. Ein entsprechender Stereovariator (1) und seine Verwendung, ein Videomikroskopiesystem (100) und ein Verfahren zur Darstellung stereoskopischer Bilder werden ebenfalls vorgeschlagen.

Description

Stereomikroskop mit Stereovariator
Beschreibung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Stereomikroskop mit einem Stereovariator zur Einstellung eines eine Stereobasis des Stereomikroskops definierenden Ab- stands zweier optischer Achsen, einen entsprechenden Stereovariator und seine Verwendung in einem Stereomikroskop, ein Videomikroskopiesystem und ein Verfahren zur Darstellung stereoskopischer Bilder.
Stand der Technik
Die Grundlage des räumlichen Sehens ist die Betrachtung eines Objekts aus zwei Blickwinkeln, die sich üblicherweise aus dem Augenabstand des Betrachters erge- ben. Werden beide Augen auf einen Punkt gerichtet, schließen die beiden Augenachsen einen Winkel (Gesichts- bzw. Konvergenzwinkel) ein, der umso größer wird, je näher sich der Punkt an den Augen befindet. Die von den beiden Augen wahrgenommenen Bilder werden auf dieser Grundlage vom Gehirn zu einem räumlichen Gesamteindruck (Raumbild) kombiniert.
Während beim natürlichen Sehen der Konvergenzwinkel kontinuierlich dem Objektabstand angepasst werden kann, ist dies in technischen Einrichtungen, beispielsweise Stereomikroskopen, häufig nicht möglich. In Stereomikroskopen vom Teleskoptyp, wie sie unten unter Bezugnahme auf die beigefügte Figur 1 erläutert sind, verlaufen die optischen Achsen der stereoskopischen Kanäle bildseitig des Hauptobjektivs immer parallel. Die Achsen der stereoskopischen Kanäle weisen konstruktionsbedingt einen Minimalabstand auf, der nicht unterschritten werden kann. Der Winkel, unter dem ein Punkt auf einem Objekt betrachtet wird, und damit der Konvergenzwinkel, definiert sich damit über den brennweitenabhängigen Abstand zwischen Objekt und Objektiv und den Abstand der stereoskopischen Kanäle (üblicherweise als Stereobasis oder Basislänge bezeichnet).
Insbesondere bei hohen Objektiwergrößerungen - und damit geringen Abständen zwischen Objekt und Objektiv bei fester Stereobasis - führt dies bisweilen zu verfälschten Seheindrücken. In solchen Fällen wird ein Objekt aus einer Distanz betrachtet, in welcher der durch das Stereomikroskop vorgegebene Konvergenzwin- kel größer ist als der vom Gehirn erwartete Winkel. Hierdurch kommt es zu überhöht wahrgenommenen Bildern. Umgekehrt erscheint dem Betrachter bei unerwartet geringen Konvergenzwinkeln das Bild des beobachteten Objekts verflacht.
Die genannten Effekte zeigen sich insbesondere bei Videomikroskopiesystemen, bei welchen stereoskopische Bilder beispielsweise auf Monitoren oder mit Projektionssystemen angezeigt werden. In derartigen Systemen befindet sich der Betrachter mitunter in einem beträchtlichen Abstand zur Anzeige- bzw. Projektionsfläche. Das Gehirn des Betrachters erwartet daher einen geringen Konvergenzwinkel, ähnlich wie bei der Betrachtung entsprechend entfernter Objekte ohne techni- sehe Einrichtungen. Der durch das Stereomikroskop vorgegebene Konvergenzwinkel ist jedoch größer, so dass das betrachtete Objekt unnatürlich erscheint.
Insbesondere in Videomikroskopiesystemen ist daher eine einstellbare Stereobasis wünschenswert. Eine einstellbare Stereobasis kann jedoch beispielsweise auch zur Betrachtung tief gelegener Objekte, beispielsweise in engen Röhren, und/oder zur Betonung des stereoskopischen Effekts (in Umkehr zu den zuvor erläuterten Grundsätzen) bei der Betrachtung von Oberflächen wünschenswert sein.
Aus der DE 1 852 999 U ist eine Prismenanordnung zur Einstellung der Stereobasis von Stereomikroskopen bekannt. Die Prismenanordnung weist zwei Prismenpaare auf. Ausgehend von einer Initialposition, bei der die Stereobasis durch die entsprechenden stereoskopischen Kanäle des Stereomikroskops vorgegeben ist, kann die Stereobasis durch die axiale Verstellung eines der Prismenpaare verkleinert werden. Durch die Lichtbrechung an zwei geneigten Prismenflächen in jedem stereoskopischen Kanal werden hier jedoch zusätzliche Aberrationen durch Dispersionseffekte erzeugt, welche sich insbesondere bei hoch korrigierten Objektiven nach- teilig auf die Bildqualität auswirken. Die minimal erreichbare Stereobasis entspricht ferner in der dort gezeigten Anordnung dem Durchmesser eines Stereokanals. Für die Wiedergabe mittels der erläuterten Videomikroskopiesysteme wird jedoch eine Stereobasis von wenigen Millimetern benötigt. Die EP 0 072 652 Bl offenbart ein Mikroskopsystem, bei dem die Stereobasis von einer neutralen Position sowohl in eine positive als auch in eine negative Richtung verändert werden kann. Die dort vorgeschlagene Anordnung erhöht jedoch die Baulänge eines entsprechenden Stereomikroskops beträchtlich. Dies ist in Bezug auf Vignettierungseffekte vor allem bei niedrigen Vergrößerungen kritisch. Durch die hohe Anzahl optischer Flächen treten hohe Kontrastverluste und starke Aberrationseffekte auf. Die Anordnung kann aufgrund fehlender mechanischer und optischer Schnittstellen nicht an herkömmliche Stereomikroskope adaptiert werden.
Vor diesem Hintergrund besteht damit weiterhin der Bedarf nach verbesserten Möglichkeiten zur variablen Einstellung der Stereobasis eines Stereomikroskops.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schlägt vor diesem Hintergrund, wie in den unabhängi- gen Patentansprüchen angegeben, ein Stereomikroskop mit einem Stereovariator zur Einstellung eines eine Stereobasis des Stereomikroskops definierenden Ab- stands zweier optischer Achsen, einen entsprechenden Stereovariator und seine Verwendung in einem Stereomikroskop, ein Videomikroskopiesystem und ein Verfahren zur Darstellung stereoskopischer Bilder vor. Bevorzugte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche und der nachfolgenden Beschreibung. Ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Einrichtung, die die variable Einstellung einer Stereobasis des Stereomikroskops durch ein Einstellen seiner optischen Achsen ermöglicht. Diese Einrichtung wird im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kurz als„Stereovariator" bezeichnet. Die Stereobasis definiert sich über den Abstand dieser optischen Achsen, die durch ein gemeinsames Hauptobjektiv verlaufen und jeweils einem stereoskopischen Kanal des Stereomikroskops zugeordnet sind. Ist daher nachfolgend verkürzt davon die Rede, dass„eine Stereobasis" eingestellt wird, bedeutet dies, dass der Abstand der die Stereobasis definierenden optischen Achsen eingestellt wird. Die nachfolgenden Erläuterungen nehmen teilweise auf einen Stereovariator und teilweise auf ein Stereomikroskop mit einem Stereovariator Bezug. Die Erläuterungen betreffen jedoch beide Einrichtungen in gleicher Weise.
In bekannten Stereomikroskopen ist zumindest ein Satz aus zwei stereoskopischen Kanälen vorgesehen. Jeder der stereoskopischen Kanäle eines solchen Satzes ist dabei einem Auge eines Betrachters bzw. einer Detektionseinheit einer elektronischen stereoskopischen Bildaufnahmeeinheit zugeordnet. Die erwähnten optischen Achsen liegen jeweils in Beobachtungsstrahlengängen, die durch die stereoskopischen Kanäle definiert werden. Damit ist jedem Auge des Betrachters eine optische Achse in einem Beobachtungsstrahlengang oder, mit anderen Worten, ein stereoskopischer Kanal zugeordnet. Ist daher nachfolgend von einer optischen Achse die Rede, ist hiervon in gleicher Weise der entsprechende Beobachtungsstrahlengang betroffen, durch den die betreffende Achse verläuft. Eine optische Achse kann an reflektierenden Flächen oder durch lichtbrechende
Elemente umgelenkt werden und damit abschnittsweise in unterschiedlichen Richtungen verlaufen. Diese können in beliebigen Winkeln zueinander liegen. In entsprechender Weise sind hiervon auch die Beobachtungsstrahlengänge betroffen. In einem Stereomikroskop vom Teleskoptyp, wie es der vorliegenden Erfindung vorzugsweise zugrunde liegt, verlaufen die optischen Achsen der beiden stereoskopischen Kanäle zumindest abschnittsweise parallel. Entsprechend verlaufen auch die den Augen eines Betrachters oder den beiden Detektionseinheiten einer elektronischen stereoskopischen Bildaufnahmeeinheit zugeordneten zwei stereoskopischen Kanäle zumindest abschnittsweise parallel. Stereomikroskope vom Teleskoptyp sind in der Literatur vielfältig beschrieben, beispielsweise durch K.-P. Zimmer in„Optical Designs for Stereomicroscopes", International Optical Design Conference 1998, Proceedings of SPIE, Band 3482, Seiten 690 bis 697, 1998 und der US 6 816 321 A. Stereomikroskope dieser Bauart werden im Englischen auch als„Common Main Objective Microscopes" bezeichnet. Sie umfassen neben optionalen Zusatzmodulen ein Hauptobjektiv, das ein betrachtetes Objekt nach Unendlich abbildet, zwei bildseitig hiervon angeordnete parallele Fernrohre zur Variation der Vergrößerung sowie zwei Einblickeinheiten, die jeweils ein Tubussystem, ein Umkehrsystem und ein Okular umfassen und für den beidäugigen visuellen Einblick oder für eine entsprechende Abbildung auf den De- tektionseinheiten einer elektronischen stereoskopischen Bildaufnahmeeinheit eingerichtet sind. Die Fernrohre können als wechselbare Galileifernrohre fester Vergrößerung oder als afokale Zoomsysteme ausgebildet sein. Nach dem Stand der Technik werden zwei gleiche Fernrohre symmetrisch zu einer Symmetrieebene des Geräts angeordnet, wobei die Symmetrieebene das Objekt symmetrisch in eine rechte und eine linke Hälfte teilt. Auch„asymmetrische" Stereomikroskope vom Teleskoptyp sind bekannt, wie unten erläutert. Der Abstand der Fernrohrachsen definiert die mehrfach erwähnte Stereobasis. Als numerische Apertur entsprechender Mikroskope ergibt sich der halbe Durchmesser der Eintrittspupille des Teleskops geteilt durch die Brennweite des Hauptobjektivs.
Da in Stereomikroskopen vom Teleskoptyp die optischen Elemente der zwei parallelen Fernrohre jeweils einen Minimaldurchmesser aufweisen müssen, unter anderem um eine ausreichende numerische Apertur zu liefern, und diese einander nicht überlagern können, ist der Minimalabstand ihrer optischen Achsen und damit die minimale Stereobasis begrenzt. Die minimal erreichbare Stereobasis entspricht, falls keine zusätzlichen konstruktiven Maßnahmen vorgesehen sind, dem Durchmesser eines Stereokanals. Für die Wiedergabe mittels der erläuterten Videomik- roskopiesysteme, und um als unnatürlich empfundene Effekte bei stärkeren Vergrößerungen zu vermeiden, wird jedoch, wie erwähnt, häufig eine Stereobasis von wenigen Millimetern benötigt. Der Begriff„Stereobasis" bezeichnet im Rahmen dieser Anmeldung also den Abstand zwischen zwei optischen Achsen, der zusammen mit einer objektseitigen Brennweite des Hauptobjektivs des Stereomikroskops den Winkel definiert, unter dem ein Objektpunkt eines Objekts durch das Hauptobjektiv betrachtet wird. In herkömmlichen Stereomikroskopen, wie sie beispielsweise unten unter Bezug- nähme auf die Figur 1 erläutert sind, entspricht die Stereobasis dem dort festen Abstand B der optischen Achsen der beiden stereoskopischen Kanäle, die den Augen eines Betrachters zugeordnet sind. Wird ein erfindungsgemäßer Stereovariator verwendet, wird diese Stereobasis variabel eingestellt, also verändert. Der Abstand der optischen Achsen der beiden Stereokanäle selbst bleibt gleich. Nur ob- jektivseitig des Stereovariators verlaufen diese optischen Achsen in einem abweichenden Abstand zueinander, jedoch parallel, durch das Hauptobjektiv.
Ist im Rahmen dieser Anmeldung von einer„Axialrichtung" die Rede, handelt es sich hierbei um die Richtung, die mittig durch das optische Zentrum des Hauptob- jektivs verläuft. Die Axialrichtung wird also durch das Hauptobjektiv definiert. In bekannten Stereomikroskopen liegen die stereoskopischen Kanäle mit ihren optischen Achsen parallel zu dieser Axialrichtung. Die Axialrichtung liegt auch parallel zu der Richtung, in der ein paralleles Strahlenbündel in einem bekannten Stereomikroskop mit afokalem Strahlengang bildseitig des Hauptobjektivs verläuft. In herkömmlichen Stereomikroskopen entspricht diese Axialrichtung der Vertikalen. Die Angaben„objektseitig" und„bildseitig" geben eine Richtung oder Lage in dem Stereomikroskop an. Ein betrachtetes Objekt liegt immer objektseitig vor dem Hauptobjektiv, die übrigen Elemente im Strahlengang des Stereomikroskops und ggf. ein Betrachter befinden sich bildseitig.
Die„stereoskopischen Kanäle" des Stereomikroskops umfassen, wie erwähnt beispielsweise jeweils ein Fernrohr- und/oder Zoomsystem und ggf. Teile einer Ein- blickeinheit. Sie sind zumindest zweifach vorhanden und jeweils einem Auge eines Betrachters, oder, bei digitaloptischer Auswertung, entsprechenden Erfassungsmitteln (beispielsweise Detektionseinheiten) zugeordnet. Die zwei stereoskopischen Kanäle, die den Augen des Betrachters oder den Erfassungsmitteln zugeord- net sind, sind herkömmlicherweise gleich aufgebaut, können jedoch auch optische Elemente mit unterschiedlichen wirksamen Durchmessern aufweisen, wie beispielsweise in der DE 10 2005 040 473 B4 beschrieben. Bei Stereomikroskopen mit Mitbetrachtermöglichkeit können auch mehrere Sätze derartiger stereoskopischer Kanäle vorgesehen sein.
Vorteile der Erfindung
Ein erfindungsgemäßes Stereomikroskop weist einen ersten stereoskopischen Kanal mit einer ersten optischen Achse, einen zweiten stereoskopischen Kanal mit einer zweiten optischen Achse und ein eine Axialrichtung definierendes gemeinsames Hauptobjektiv auf, welches objektseitig des ersten und des zweiten stereoskopischen Kanals angeordnet ist. Die erste und die zweite optische Achse verlaufen zumindest in einem objektseitigen Abschnitt des ersten und des zweiten stereoskopischen Kanals parallel zu der Axialrichtung in einem ersten Abstand zuei- nander. Zwischen dem ersten und dem zweiten stereoskopischen Kanal und dem Hauptobjektiv ist ein Stereovariator vorgesehen, mit welchem die erste und die zweite optische Achse variabel und parallel zu der Axialrichtung auf einen zweiten, eine Stereobasis des Stereomikroskops definierenden Abstand einstellbar ist. Wie bereits zuvor erläutert, liegen die genannten optischen Achsen jeweils in Beobachtungsstrahlengängen, die unter anderem durch die stereoskopischen Kanäle definiert werden. Auch die Beobachtungsstrahlengänge und damit die stereoskopischen Kanäle verlaufen damit zumindest in einem objektseitigen Abschnitt des ersten und des zweiten stereoskopischen Kanals parallel zu der Axialrichtung in einer durch den ersten Abstand festgelegten Distanz zueinander. Durch den erfindungsgemäß vorgesehenen Stereovariator, mit welchem die erste und die zweite optische Achse variabel und parallel zu der Axialrichtung auf einen zweiten, eine Stereobasis des Stereomikroskops definierenden Abstand einstellbar sind, wird bewirkt, dass auch die Beobachtungsstrahlengänge auf eine entsprechende variable Distanz, die durch den zweiten, die Stereobasis des Stereomikroskops definierenden Abstand festgelegt wird, einstellbar sind.
Der Stereovariator zeichnet sich dadurch aus, dass er objektseitig vor dem ersten stereoskopischen Kanal eine erste reflektierende teildurchlässige Fläche und objektseitig vor dem zweiten stereoskopischen Kanal eine zweite reflektierende Fläche aufweist, wobei die erste reflektierende teildurchlässige Fläche und die zweite reflektierende Fläche parallel zueinander und schräg zu der Axialrichtung angeordnet sind. Auf diese Weise durchsetzt ein Teilstrahl eines ersten Lichtbündels entlang der ersten optischen Achse (und damit auch Licht in einem ersten Beobachtungsstrahlengang) die erste reflektierende teildurchlässige Fläche und durchstrahlt den Stereovariator ablenkungsfrei. Ein Teilstrahl eines zweiten Licht- bündels entlang der zweiten optischen Achse (also eines zweiten Beobachtungsstrahlengangs) wird hingegen an der ersten reflektierenden teildurchlässigen Fläche und an der zweiten reflektierenden Fläche abgelenkt und tritt aus dem Stereovariator mit einem parallelen Versatz aus. Der Stereovariator bewirkt durch die Einstellung der ersten und der zweiten optischen Achse auf den zweiten Abstand eine Veränderung der Stereobasis. Die optischen Achsen verlaufen vor und nach der Einstellung ihres Abstands durch den Stereovariator jeweils parallel zueinander und gleichzeitig parallel zu der erläuterten Axialrichtung. Entsprechendes gilt für die Beobachtungsstrahlengänge. Die Abstände unterscheiden sich jedoch, wobei der Abstand der optischen Achsen bildseitig des Stereovariators als„erster Abstand" und der Abstand objektseitig des Stereovariators als„zweiter Abstand" bezeichnet wird. Unter„zweiter Abstand" wird dabei explizit auch ein Abstand von Null verstanden. Da der Stereovariator erfindungsgemäß jedoch eine variable Einstellung der Stereobasis des Ste- reomikroskops erlaubt, ermöglicht er immer auch eine Einstellung auf einen von Null verschiedenen zweiten Abstand. Eine Anordnung„objektseitig vor" einem entsprechenden stereoskopischen Kanal bedeutet, dass das entsprechende Element, hier die erste reflektierende teildurchlässige Fläche bzw. die zweite reflektierende Fläche, jeweils in einer gedachten Verlängerung des stereoskopischen Kanals in Richtung des Hauptobjektivs liegt.
Vorteilhafterweise liegt dabei die erste reflektierende teildurchlässige Fläche objektseitig vor dem ersten, nicht jedoch dem zweiten stereoskopischen Kanal und die zweite reflektierende Fläche objektseitig vor dem zweiten, nicht jedoch dem ersten stereoskopischen Kanal. Eine derartige Anordnung umfasst also, dass sich objektseitig vor dem ersten stereoskopischen Kanal nur genau eine, nämlich die erste reflektierende teildurchlässige Fläche des Stereovariators befindet. Dies bewirkt, dass entsprechend eingestrahltes Licht, das diese erste reflektierende teildurchlässige Fläche durchsetzt, zwischen dem Hauptobjektiv und dem ersten stereoskopischen Kanal unabgelenkt bleibt. Das nicht die erste reflektierende teil- durchlässige Fläche durchsetzende Licht wird hingegen an dieser abgelenkt.
Betrachtet man ein solches Stereomikroskop von einer Objektseite aus, und strahlt von dieser Objektseite aus Licht in den Stereovariator ein, so trifft ein Teilstrahl des Lichts, der an der ersten reflektierenden teildurchlässigen Fläche abgelenkt wird auf die zweite reflektierende Fläche. Die zweite reflektierende Fläche lenkt dieses Licht erneut um. Aufgrund der parallelen Anordnung der beiden reflektierenden Flächen zueinander entspricht die Richtung des Lichts nach der zweiten Ablenkung wieder der Einstrahlrichtung, d.h. der Axialrichtung. Beispielsweise im Vergleich zu der in der eingangs erwähnten EP 0 072 652 Bl offenbarten Anordnung beträgt die Bauhöhe des im Rahmen dieser Anmeldung vorgeschlagenen Stereovariators nur etwa die Hälfte. Dies bietet Vorteile in Bezug auf Vignettierungseffekte, vor allem bei niedrigen Vergrößerungen. Bei derartigen niedrigen Vergrößerungen passieren die Randstrahlen eines Objekts das Hauptob- jektiv des Stereomikroskops an dessen äußerem Rand, um so ein möglichst großes Objektfeld zu erzeugen. Je größer jedoch der Abstand zwischen dem Hauptobjektiv und dem bildseitigen Zoomsystem bzw. Tubus wird, umso stärker werden diese Randstrahlen beschnitten, was zu unerwünschter Vignettierung führt.
Gegenüber dem Stand der Technik kommt die vorliegende Erfindung auch mit ei- ner sehr viel geringeren Anzahl optischer Flächen aus, die zudem aufgrund ihrer vorteilhaften Ausbildung als reflektierende Flächen keine negativen Lichtbrechungseffekte (Aberrationen) verursachen. Es werden keine lichtbrechenden Elemente eingesetzt. Die Anordnung parallel zueinander und jeweils geneigt gegenüber der Axialrichtung ermöglicht einen parallelen Versatz, wie zuvor erläutert, mit besonders geringem Aufwand. Durch die geringere Anzahl optischer Flächen im Vergleich zu herkömmlichen Anordnungen weisen die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtungen auch geringere Kontrastverluste auf. Aufgrund der vollständig parallel verlaufenden Strahlengänge und der vorhandenen mechanischen und optischen Schnittstellen kann der Stereovariator im Gegensatz zu den bekann- ten Anordnungen an Teleskopsysteme bzw. Tuben gängiger Stereomikroskope adaptiert werden. Aufwendige Linsensysteme sind nicht erforderlich.
Bei dem erfindungsgemäßen Stereovariator kann der Betrag des parallelen Versatzes des Teilstrahls des zweiten Lichtbündels eingestellt werden, indem die erste reflektierende teildurchlässige Fläche und/oder die zweite reflektierende Fläche in der Axialrichtung verschoben wird.
Geht man von einem zunächst parallel zu der Axialrichtung verlaufenden parallelen Lichtbündel entlang der zweiten optischen Achse aus, und wird dieses an der ersten reflektierenden teildurchlässigen Fläche und an der zweiten reflektierenden Fläche jeweils um 90° abgelenkt, ergibt sich der parallele Versatz aus der Strecke, die das Licht zwischen den beiden reflektierenden Flächen zurücklegt. Entsprechendes gilt, wie erwähnt, damit auch für die Beobachtungsstrahlengänge, in denen die genannten Achsen jeweils liegen. Der Anteil des Lichts, der ausgehend von einem betrachteten Objekt nur die erste reflektierende teildurchlässige Fläche durchstrahlt, und die hierdurch definierte erste optische Achse, werden in dem Stereovariator nicht umgelenkt. Der Anteil des Lichts, der ausgehend von dem be- trachteten Objekt hingegen sowohl an der ersten reflektierenden teildurchlässigen Fläche als auch an der zweiten reflektierenden Fläche umgelenkt wird, und die hierdurch definierte zweite optische Achse, werden in dem Stereovariator hingegen umgelenkt. Genauer wird die zweite optische Achse zweimal geknickt und da- mit Licht des zweiten Beobachtungsstrahlengangs zweimal umgelenkt.
Wie bereits teilweise erläutert, ist die erste reflektierende teildurchlässige Fläche und/oder die zweite reflektierende Fläche vorteilhafterweise zumindest teilweise als Spiegelfläche und/oder als Prismenfläche ausgebildet. Teildurchlässige Ele- mente sind in der Fachwelt grundsätzlich bekannt. Beispielsweise können im
Rahmen der vorliegenden Erfindung teildurchlässige Spiegel verwendet werden. Ferner können teildurchlässige Prismen zum Einsatz kommen. Prismen erlauben aufgrund ihrer definierten Flächen und der festen Winkel dieser zueinander einen besonders präzise und damit zuverlässige Montage und Justierung.
Die erste reflektierende teildurchlässige Fläche und die zweite reflektierende Fläche können, wie auch unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren 2 bis 5 näher erläutert, jeweils als Teil eines Prismas oder einer Prismenanordnung ausgebildet sein. Der Stereovariator umfasst dabei beispielsweise einen Strahlteiler aus zwei Prismen und ein Umlenkelement. Der Strahlteiler bildet die erste reflektierende teildurchlässige Fläche, das Umlenkelement die zweite reflektierende Fläche. Vorteilhafterweise sind nur diese optisch wirksamen Elemente vorgesehen, jedoch keine zusätzlichen Linsen, Prismen oder dergleichen. Licht, das von dem Strahlteiler durchgelassen wird, durchstrahlt den Stereovariator ablenkungsfrei, also ohne irgendeine laterale Ablenkung. Licht, das an dem Strahlteiler reflektiert wird, trifft auch auf das Umlenkelement, so dass es beim Durchlaufen des Stereovariators einen parallelen Versatz erfährt. Dieser parallele Versatz entspricht dem Betrag, um den die Stereobasis verändert wird. Ein Strahlteiler aus zwei Prismen (auch als Strahlteilerwürfel bezeichnet) definiert dabei die minimale Bauhöhe des Stereova- riators. Die zweite reflektierende Fläche ist gegenüber diesem Prismenblock in der Regel auf einem kleineren Prisma angeordnet. Das Verschieben der zweiten reflektierenden Fläche - entlang der Axialrichtung - ist daher besonders vorteilhaft, weil kein zusätzlicher Bauraum erforderlich ist. Es kann jedoch auch eine Verschiebung der ersten reflektierenden Fläche oder beider vorteilhaft sein. Wie nachfolgend erläutert, kann der erfindungsgemäß vorgesehene Stereovariator auch dann zum Einsatz kommen, wenn die optischen Elemente der beiden stereoskopischen Kanä- le direkt aneinander stoßen und damit eine weitere Verringerung der Stereobasis mit herkömmlichen Mitteln nicht oder nur in unbefriedigender Weise möglich ist.
Ist hier davon die Rede, dass ein Betrag des parallelen Versatzes des Teilstrahls des zweiten Lichtbündels„eingestellt" werden kann, umfasst dies grundsätzlich sowohl eine werksseitige Einstellung als auch eine benutzerseitige Einstellung. Beispielsweise könnten werksseitig fest eingestellte Stereovariatoren vorgesehen sein, bei denen der Betrag des parallelen Versatzes des Teilstrahls des zweiten Lichtbündels fest auf ein zugeordnetes Hauptobjektiv mit einer bestimmten Objek- tiwergrößerung eingestellt ist. Derartige Hauptobjektive mit ihren zugehörigen Stereovariatoren könnten auch als Sets oder mit fest miteinander verbundenen Komponenten bereitgestellt sein, was den Justier- und/oder Montageaufwand beim Benutzer auf ein Minimum reduziert. Erfindungsgemäß werden jedoch be- nutzerseitig einstellbare Stereovariatoren eingesetzt, weil diese eine maximale Flexibilität bieten. In entsprechenden Stereovariatoren kann auch ein Element, z.B. ein Strahlteiler mit der ersten reflektierenden teildurchlässigen Fläche, werksseitig im Sinne einer Vorjustierung eingestellt werden und ein anderes Element, beispielsweise ein Umlenkelement mit der zweiten reflektierenden Fläche, benutzer- seitig einstellbar sein. Dies erlaubt die variable Verstellung der optischen Achsen parallel zu der Axialrichtung, wie oben erläutert.
Ein derartiges Stereomikroskop weist vorteilhafterweise manuelle und/oder elektromechanische Stellmittel auf, mit denen die erste reflektierende teildurchlässige Fläche und/oder die zweite reflektierende Fläche in der Axialrichtung verschiebbar sind. Elektromechanische Stellmittel können beispielsweise über einen Signaleingang verfügen, über den sie ein Signal einer Steuereinheit eines Videomikroskopiesystems empfangen können. Hierdurch kann die Stereobasis in Abhängigkeit von einem Betrachterabstand automatisch eingestellt werden. Das Stereomikroskop, bei dem ein entsprechender Stereovariator eingesetzt wird, ist vorteilhafterweise, wie erwähnt, als Stereomikroskop vom Teleskoptyp ausgebildet. Es weist damit ein Hauptobjektiv und zwei dem Hauptobjektiv nachgeord- 5 nete (also bildseitig des Hauptobjektivs angeordnete) stereoskopische Kanäle auf.
Der Stereovariator ist zwischen dem Hauptobjektiv und den zwei stereoskopischen Kanälen angeordnet, beispielsweise eingeschraubt oder eingeschoben, wie auch nachfolgend noch erläutert.
10 In einem derartigen Stereomikroskop weisen die zwei stereoskopischen Kanäle jeweils optische Achsen auf, die Beobachtungsstrahlengänge definieren. Der Stereovariator erlaubt dabei die zweifache Umlenkung einer dieser optischen Achsen. Die Stereobasis, die zuvor durch den Abstand der optischen Achsen definiert war, wird durch den Einsatz des Stereovariators variabel verändert.
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In dem genannten Bereich, in dem der Stereovariator angebracht wird, also zwischen dem Hauptobjektiv und den beiden stereoskopischen Kanälen, verläuft in bekannten Stereomikroskopen vom Teleskoptyp der Strahlengang afokal, d.h. es liegen parallele Lichtbündel vor. Der Stereovariator beeinflusst die Parallelität die- 20 ser Lichtbündel nicht, da er vorzugsweise nur plane optische Flächen aufweist.
Ein besonders vorteilhaftes Stereomikroskop weist einen Stereovariator auf, bei dem die optischen Achsen von einem ersten Abstand von 15 bis 30 mm, insbesondere 24 mm, auf einen zweiten Abstand von 0 bis 12 mm einstellbar sind. Der erste 25 Abstand entspricht typischerweise dem in gängigen Stereomikroskopen vom Teleskoptyp vorhandenen Minimalabstand der optischen Achsen der stereoskopischen Kanäle und damit der Beobachtungsstrahlengänge.
Gegenüber dem Stand der Technik ermöglicht der erfindungsgemäß vorgeschlagene/ ne Stereovariator eine variable Reduzierung der Stereobasis bis auf Null oder sogar„negative" Werte, wie unten erläutert. Eine Verstellung auf Null ist vorteilhaft in Fällen, in denen zeitweise kein stereoskopischer Effekt gewünscht ist. Der paral- lele Versatz im Stereovariator entspricht bei dieser Einstellung dem Abstand der stereoskopischen Kanäle zueinander. Der Stereovariator ermöglicht eine Reduzierung der Stereobasis, ausgehend von einem branchenüblichen Abstand der optischen Achsen von beispielsweise 24 mm, auf einen Wert von beispielsweise 0 bis 12 mm, wobei insbesondere auch eine Überkreuzung der optischen Achsen und damit der Beobachtungsstrahlengänge möglich ist, wie unten erläutert. Die Erfindung ist damit für Videomikroskopiesysteme geeignet, in denen eine Betrachtung stereoskopischer Bilder auf einem Monitor oder einer Projektionsfläche aus einer großen Distanz erfolgt. Weiters eignet sich die Erfindung zur Kompensation des Brennweiteneinflusses von Hauptobjektiven.
Ein solcher Stereovariator kann, wie soeben erwähnt, eine Überkreuzung der ersten und der zweiten optischen Achse bewirken, so dass diese einen Schnittpunkt innerhalb des Stereovariators aufweisen. Dies ist zumindest dann der Fall, wenn der zweite Abstand nicht Null beträgt. Hierzu sind die erste reflektierende teildurchlässige Fläche und die zweite reflektierende Fläche vorteilhafterweise in der Axialrichtung derart verschiebbar dass die erste und die zweite optische Achse einen Schnittpunkt innerhalb des Stereovariators aufweisen, so dass sich die ersten und zweiten Lichtbündel innerhalb des Stereovariators überkreuzen.
Mit anderen Worten kann die erste optische Achse bildseitig durch das linke und die zweite optische Achse bildseitig durch das rechte Fernrohrsystem eines Stereomikroskopsystems verlaufen. Die erste optische Achse verläuft damit bildseitig des Stereovariators links von der zweiten optischen Achse. Wenn sich die opti- sehen Achsen in dem Stereovariator überkreuzen, verläuft jedoch die erste optische Achse objektseitig des Stereovariators rechts der ersten optischen Achse durch das gemeinsame Hauptobjektiv. Mit wiederum anderen Worten wird damit bewirkt, dass das linke Auge eines Betrachters (oder eine links angeordnete Bildaufnahmeeinheit) durch die genannte Überkreuzung rechts durch das gemeinsame Hauptobjektiv und von rechts auf das betrachtete Objekt blickt. Das rechte Auge eines Betrachters (oder eine rechts angeordnete Bildaufnahmeeinheit) blickt hingegen aufgrund der genannten Überkreuzung links durch das gemeinsame Haupt- objektiv und von links auf das betrachtete Objekt. Die genannte Überkreuzung kann damit auch beispielsweise durch die Angabe beschrieben werden, dass sich die Beobachtungsstrahlengänge (in denen die optischen Achsen liegen) in dem Stereovariator überkreuzen.
Mit nochmals anderen Worten kann dieses entweder unabhängig von anderen Aspekten der vorliegenden Erfindung oder gemeinsam mit diesen realisierbare Merkmal der„Überkreuzung" der optischen Achsen dadurch beschrieben werden, dass aus einer festen Betrachtungsrichtung die erste optische Achse rechts und die zweite optische Achse links in Bezug auf eine bildseitige Mittelachse liegt, die bild- seitig des Stereovariators mittig zwischen der ersten und der zweiten optischen Achse verläuft (und damit ggf. auch mittig zwischen den beiden Beobachtungsstrahlengängen), und dass aus dieser festen Betrachtungsrichtung die erste optische Achse links und die zweite optische Achse rechts in Bezug auf eine objektsei- tige Mittelachse liegt, die objektseitig des Stereovariators mittig zwischen der ersten und der zweiten optischen Achse verläuft (und damit ggf. auch mittig zwischen den beiden Beobachtungsstrahlengängen).
Dies wird auch durch die Formulierung ausgedrückt, dass die erste und die zweite optische Achse einen Schnittpunkt in dem Stereovariator aufweisen. Der Schnittpunkt der optischen Achsen liegt dabei in einem Bereich, in dem Licht des ersten stereoskopischen Kanals und des zweiten stereoskopischen Kanals verläuft, und damit auch in einem Bereich, der Teil der beiden Beobachtungsstrahlengänge ist. An einem entsprechenden Schnittpunkt überschneiden sich also die Beobach- tungsstrahlengänge.
Durch diese Überkreuzung wird ein negativer Stereoeffekt induziert. Ein entsprechendes Stereomikroskop eignet sich damit nurmehr bedingt zur visuellen Betrachtung, es sei denn, der Benutzer erwartet einen negativen Stereoeffekt und ist auf diesen eingestellt. Beispielsweise bei der Materialprüfung oder der Begutachtung von Oberflächen ist es ohne Belang, ob durch den Betrachter ein positiver (natürlicher) oder negativer (unnatürlicher) Stereoeffekt auftritt. In einem Video- mikroskopiesystem, wie es erfindungsgemäß ebenfalls vorgesehen ist, kann ein negativer stereoskopischer Effekt jedoch digital ausgeglichen werden. Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass ein entsprechender Stereovariator auch bei einer direkten Nachbarschaft der beiden stereoskopischen Kanäle, wie auch in der Figur 8 gezeigt und unten erläutert, eine variable Einstellung der Stereobasis bei einer gleichzeitig minimalen Bauhöhe des Stereovariators und ohne Lichtverlust oder Beschneidung eines der stereoskopischen Kanäle bzw. Beobachtungsstrahlengänge möglich ist. Die Erfindung erzielt damit Vorteile, die sich in aus dem Stand der Technik bekannten Anordnungen nicht erzielen lassen. Ein ent- sprechender Stereovariator weist die geringstmögliche Anzahl optischer Flächen bei gleichzeitig minimaler Bauhöhe auf und macht damit den vermeintlichen Nachteil des induzierten negativen stereoskopischen Effekts mehr als wett.
In dem erläuterten Stereomikroskop ist der Stereovariator, wie bereits erwähnt, vorteilhafterweise reversibel zwischen dem ersten und dem zweiten stereoskopischen Kanal und dem Hauptobjektiv einfügbar. Ein entsprechendes Stereomikroskop kann daher je nach Bedarf mit oder ohne Stereovariator betrieben werden. An entsprechenden Stereomikroskopen können beispielsweise auch Einschubvorrichtungen für Stereovariatoren vorgesehen oder anbringbar sein, die eine Ein- bringung unterschiedlicher Stereovariatoren, z.B. Stereovariatoren mit festem parallelen Versatz und/oder unterschiedlichen Einstellbereichen, ermöglichen. Derartige Einschubvorrichtungen können auch zur Befestigung des Hauptobjektivs eingerichtet sein und/oder eine Verschiebung des Hauptobjektivs senkrecht zu der Axialrichtung zulassen. Wie erwähnt, kann es zweckmäßig sein, fest eingestellte Stereovariatoren als Sets mit Hauptobjektiven bereitzustellen. In diesem Fall kann beispielsweise ein bestimmtes Hauptobjektiv an einer Einschubvorrichtung angebracht und der zugehörige Stereovariator in diese eingeschoben werden.
Ein entsprechend reversibel einfügbarer Stereovariator kann auch beispielsweise zwei Kupplungselemente aufweisen, und dafür eingerichtet sein, mittels dieser Kupplungselemente einerseits mit dem Hauptobjektiv und andererseits mit einer objekts eitigen Schnittstelle des Stereomikroskops verbunden zu werden. Letztere weisen entsprechend passende Gegenstücke zu den Kupplungselementen auf. Die Kupplungselemente können beispielsweise als Teile von Verschraubungen, Schwalbenschwanz- und/oder Bajonettverbindungen ausgebildet sein. Sie können ferner geeignete Justier- bzw. Zentriereinrichtungen aufweisen. Hierdurch kann ein entsprechender Stereovariator mit allen gängigen Stereomikroskopen gekoppelt werden, die betrachterseitig des Hauptobjektivs einen afokalen Strahlengang aufweisen. Hierbei können auch entsprechende Adapter verwendet werden.
Besondere Vorteile bietet in Verbindung mit einem entsprechenden Stereovariator ein Stereomikroskop, bei dem die stereoskopischen Kanäle unterschiedlich zueinander aufgebaut sind, wie beispielsweise in der DE 10 2005 040 473 B4 beschrieben. Ein derartiges Stereomikroskop umfasst zwei optische Kanäle, die jeweils ein Fernrohrsystem aufweisen. Mindestens ein optisches Element eines der Fernrohrsysteme besitzt im Vergleich zu mindestens einem entsprechenden optischen Ele- ment des anderen Fernrohrsystems einen größeren optisch wirksamen Durchmesser. Dies führt zu einem größeren Durchmesser der Eintrittspupille. Bei einem solchen Element kann es sich um eine oder mehrere Linsen oder Blenden handeln.
Durch die unsymmetrischen Durchmesser der Eintrittspupillen erhält der Benut- zer zwei Teilbilder mit unterschiedlicher Helligkeit, unterschiedlicher Auflösung und unterschiedlicher Schärfentiefe. Es hat sich gezeigt, dass ein Helligkeitsunterschied von bis zu 50% und die Unterschiede in der Detailerkennung die Fusion der beiden Teilbilder zu einem dreidimensionalen Bild nicht beeinträchtigen. Im Gegenteil wird das Objekt dreidimensional mit der aus der höheren numerischen Apertur folgenden verbesserten Auflösung und der aus der geringeren Apertur folgenden größeren Schärfentiefe wahrgenommen.
Die Nutzung dieses physiologischen Phänomens eines asymmetrischen Stereomikroskops bietet besondere Vorteile mit dem Stereovariator, weil hierbei die mit größerer Schärfentiefe bei gleichzeitig verbesserter Auflösung erhaltenen Bilder zusätzlich auch noch mit einem vom Gehirn„erwarteten" Konvergenzwinkel betrachtet werden können. Dies führt zu einer besonders realistischen, hochaufgelös- ten, und dem natürliche Tiefenverhältnis exakt entsprechenden Bildern. Dies ermöglicht auch beispielsweise eine besonders einfache und damit sichere Manipulation der betrachteten Objekte. Der erfindungsgemäße Stereovariator wurde bereits zuvor bei der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen des Stereomikroskops erläutert. Ein derartiger Stereovariator, der zur Verwendung in einem solchen Stereomikroskop eingerichtet ist, weist eine erste reflektierende teildurchlässige Fläche und eine zweite reflektierende Fläche auf. Die erste reflektierende teildurchlässige Fläche und die zweite reflektierende Fläche sind parallel zueinander und schräg zu einer Axialrichtung angeordnet. Die erste reflektierende teildurchlässige Fläche kann objekt- seitig vor einem ersten stereoskopischen Kanal des Stereomikroskops und die zweite reflektierende Fläche objektseitig vor einem zweiten stereoskopischen Kanal des Stereomikroskops angebracht werden. Hierdurch durchstrahlt ein Teil- strahl eines ersten entlang einer ersten optischen Achse durch den ersten stereoskopischen Kanal verlaufenden Lichtbündels die erste reflektierende teildurchlässige Fläche und damit den gesamten Stereovariator ablenkungsfrei. Ein Teilstrahl eines zweiten entlang einer zweiten optischen Achse durch den zweiten stereoskopischen Kanal verlaufenden Lichtbündels wird an der ersten und der zweiten reflektierenden Fläche abgelenkt und tritt aus dem Stereovariator unter einem parallelen Versatz aus.
Bei dem erfindungsgemäßen Stereovariator kann, wie erwähnt, der Betrag des parallelen Versatzes des Teilstrahls des zweiten Lichtbündels eingestellt werden, indem die erste reflektierende teildurchlässige Fläche und/oder die zweite reflektierende Fläche in der Axialrichtung verschoben wird, so dass ein Betrag des parallelen Versatzes des Teilstrahls des zweiten Lichtbündels eingestellt werden kann.
Ein erfindungsgemäß vorgesehenes Videomikroskopiesystem weist ein Stereomik- roskop wie zuvor erläutert auf. Es verfügt ferner über digitale Bilderfassungsmittel (Bildaufnahmeeinheiten), mittels derer ein Bild eines durch das Stereomikroskop betrachteten Objekts erfasst werden kann. Ferner sind geeignete Anzeigemittel vorgesehen, mittels derer das durch das Stereomikroskop erfasste Bild zumindest zeitweise stereoskopisch dargestellt werden kann.
Als digitale Bilderfassungsmittel eignen sich sämtliche bekannten Einrichtungen, beispielsweise CCD, die in beiden Kanälen des Stereomikroskops bzw. an entsprechenden Anschlüssen angebracht werden können. Für die Stereomikroskopie speziell eingerichtete digitale Kameras sind ebenfalls bekannt. Als Anzeigemittel eignen sich insbesondere 3D-Monitore oder Projektionssysteme (Beamer). Verwendbare 3D-Monitore verfügen beispielsweise über zwei Bildeingänge, so dass die Sig- nale der Bilderfassungsmittel der beiden stereoskopischen Kanäle direkt in einen entsprechenden Monitor eingespeist werden können. Hierbei kann auch eine Kanalumkehr vorgenommen werden so dass ein gegebenenfalls vorhandener negativer stereoskopischer Effekt (durch eine Verwendung eines Stereovariators, in dem sich die optischen Achsen überkreuzen, wie oben erläutert) ausgeglichen werden kann. Derartige Monitore bzw. ihnen zugeordnete AnSteuereinheiten können auch externe Komponenten aufweisen, welche die Signale der beiden Bilderfassungsmittel überlagern können. Ein entsprechend überlagertes Signal wird dann an den Monitor übertragen. Die Betrachtung entsprechender Bilder erfolgt z.B. durch Po- larisations- oder Shutterbrillen in bekannter Weise. Bei der Verwendung von Pro- jektionssystemen als Anzeigemitteln ist zumindest die Verwendung zweier Projektoren vorteilhaft. Die Darstellung und Betrachtung entsprechender Bilder kann in jeder bekannten Weise, z.B. mittels Shuttertechnik, Polarisationsfiltertechnik, farb- anaglyphischer Darstellung und/oder Interferenzfiltertechnik erfolgen. Wie erläutert, definiert ein Abstand eines Betrachters zur Leinwand bzw. zum Monitor zusammen mit seinem Pupillenabstand den Betrachtungs- bzw. Konvergenzwinkel. Stereoskopische Bilder, die mit einem„erwarteten" Konvergenzwinkel aufgenommen werden, erscheinen realistisch, da sie das natürliche Tiefenverhältnis exakt wiedergeben. Üblicherweise weicht der Konvergenzwinkel bei der Stere- omikroskopie jedoch von den natürlichen Verhältnissen ab, was zu einem stark überhöhten Tiefeneindruck beim Betrachter führt. Dies kann mit Hilfe des erfindungsgemäßen Stereovariators ausgeglichen werden, so dass der Konvergenzwin- kel des Stereomikroskops exakt an den Betrachtungskonvergenzwinkel angepasst und damit ein optimaler 3D-Effekt erzeugt werden kann.
Besonders vorteilhaft ist daher ein Videomikroskopiesystem, das dafür eingerich- tet ist, eine Stereobasis des wenigstens einen Stereomikroskops auf Grundlage wenigstens eines Betrachtungsabstands, aus dem das zumindest zeitweise stereoskopisch dargestellte Bild von wenigstens einem Betrachter betrachtet wird, durch Einstellen des Stereovariators anzupassen. Dies erfolgt in einer besonders bevorzugten Ausführungsform vollautomatisch, insbesondere durch entsprechende An- Steuerung der elektromechanischen Stellmittel des Stereovariators.
Ein besonders bevorzugtes, vollautomatisches Videomikroskopiesystem weist dabei Erfassungsmittel auf, um den wenigstens einen Betrachtungsabstand zu erfassen. Derartige Erfassungsmittel können beispielsweise eine Distanz zwischen einer Shutterbrille und einer Projektionsfläche ermitteln.
Erfolgt die Darstellung beispielsweise in einem Saal, in welchem sich mehrere Betrachter befinden, kann auch vorgesehen sein, die Stereobasis des wenigstens einen Stereomikroskops auf Grundlage eines Wertes, der aus wenigstens zwei Be- trachtungsabständen ermittelt wird, anzupassen. Beispielsweise kann aus entsprechend ermittelten Betrachtungsabständen ein Mittelwert, gegebenenfalls mit entsprechender Gewichtung, gebildet werden. Damit kann eine Stereobasis ermittelt werden, bei der für eine Mehrzahl der Betrachter und/oder für bestimmte Betrachter ein natürlicher Stereoeindruck entsteht.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren umfasst die Erfassung und Darstellung mikroskopischer Bilder mit einem Videomikroskopiesystem wie zuvor erläutert. Auf die jeweils genannten Merkmale und Vorteile wird daher ausdrücklich verwiesen. Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung gegenüber dem Stand der Technik veranschaulicht und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben. Figurenbeschreibung
Figur 1 zeigt schematisch den Aufbau eines Stereomikroskops vom Teleskoptyp, das mit einem Stereovariator ausgestattet werden kann.
Figur 2 zeigt schematisch den Aufbau eines Stereomikroskops vom Teleskoptyp mit einem Stereovariator gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Figur 3 zeigt schematisch den Aufbau eines Stereomikroskops vom Teleskoptyp mit einem Stereovariator gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Figur 4 zeigt schematisch den Aufbau eines Stereovariators gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in drei Einstellungen.
Figur 5 zeigt teilrealistisch den Aufbau eines Stereovariators gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Figur 6 zeigt teilrealistisch den Aufbau eines Stereomikroskops gemäß einer Aus- führungsform der Erfindung.
Figur 7 zeigt schematisch ein Videomikroskopiesystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Figur 8 veranschaulicht Vorteile eines Stereovariators gemäß einer Ausführungs - form der Erfindung.
In den Figuren sind einander entsprechende Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen. Auf eine wiederholte Erläuterung wird verzichtet.
Ausführungsformen der Erfindung Figur 1 zeigt eine Prinzipskizze des optischen Aufbaus eines Stereomikroskops vom Teleskoptyp, das mit einem Stereovariator ausgestattet werden kann.
Das Stereomikroskop weist ein Hauptobjektiv 2 auf. In einer Objektebene 21 des Hauptobjektivs 2, die dessen vorderer Brennebene entspricht, ist ein zu betrachtendes Objekt 0 angeordnet. Ein Punkt F des Objekts 0 liegt in einer Axialrichtung A vor dem Hauptobjektiv 2 des Stereomikroskops. Die Axialrichtung A wird durch das Hauptobjektiv 2 definiert. Ein Benutzer kann mit seinen Augen 52 ein stereoskopisches Bild des Objekts 0 erfassen. Die Augen 52 befinden sich bildseitig, das Objekt 0 objektseitig des Hauptobjektivs 2
Im Folgenden wird der Aufbau des Stereomikroskops ausgehend von dem Hauptobjektiv 2 in Richtung auf den Benutzer zu beschrieben. Das in dieser und in den nachfolgenden Figuren 2 und 3 dargestellte Stereomikroskop ist symmetrisch auf- gebaut, was bedeutet, dass das Stereomikroskop zwei Stereokanäle L, R aufweist, die einander baulich entsprechen. Daher sind in der Figur 1 nur die Elemente des linken Stereokanals L mit Bezugszeichen versehen und nachfolgend erläutert. Der rechte Stereokanal R entspricht dem zuvor erläuterten„ersten Stereokanal", der linke Stereokanal L dem zuvor erläuterten„zweiten Stereokanal". Die Erfindung ist jedoch auch mit besonderem Vorteil bei Stereomikroskopen einsetzbar, in denen ein oder mehrere Elemente der beiden Stereokanäle L, R unterschiedlich zueinander ausgebildet sind, wie in der DE 10 2005 040 473 B4 beschrieben.
Dem Hauptobjektiv 2 ist in beiden Stereokanälen L, R jeweils ein Fernrohrsystem 3 nachgeschaltet. Die Fernrohrsysteme 3 der beiden Stereokanäle L, R sind symmetrisch bildseitig des Hauptobjektivs angeordnet. Die Fernrohrsysteme 3 sind als afokale Zoomsysteme ausgebildet, wie z.B. in der US 6 816 321 A beschrieben.
In den Fernrohrsystemen 3 sind Blenden 31 angeordnet, die beispielsweise als Irisblenden ausgebildet sein können. Die Durchmesser der Blenden 31 sind einstellbar. Die Blenden 31 begrenzen die Durchmesser 32 der Eintrittspupillen der Fernrohrsysteme 3, die je nach Zoomstellung und Blendenwahl veränderbar sind. Die Fernrohrsysteme 3 definieren jeweils eine optische Achse 33. Die optischen Achsen 33 verlaufen in einem Abstand B durch das Hauptobjektiv 2 Der Abstand B der optischen Achsen 33 definiert hier die Stereobasis.
Auf den optischen Achsen 33 sind den Fernrohrsystemen 3 jeweils Einblickeinheiten 4 nachgeordnet, die ebenfalls jeweils symmetrisch zum Hauptobjektiv A angeordnet sind. Die Fernrohrsysteme 3 und die Einblickeinheiten 4 können zum Teil in einem Gehäuse angeordnet sein, an das das Hauptobjektiv 2 angeschraubt und/oder mittels einer Schwalbenschwanzaufnahme angebracht sein kann.
Die Einblickeinheiten 4 umfassen Tubuslinsen 41, welche Zwischenbilder 42 erzeugen. Den Tubuslinsen 41 nachgeordnet sind Umkehrsysteme 43 zur Bildaufrichtung. Betrachterseitig der Einblickeinheiten 4 schließen sich jeweils Okulare 51 an. Die Tubuslinsen 41 sind dazu ausgebildet, jeweils parallele Lichtbündel auf einen Punkt 42a in der Ebene der Zwischenbilder 42 zu fokussieren. Der Punkt 42a befindet sich im vorderen Brennpunkt der Okulare 51 und wird durch diese nach Unendlich abgebildet, so dass er mit den Augen 52 beobachtet werden kann. Das dargestellte Stereomikroskop kann auch für eine digitaloptische Erfassung des Objekts 0 ausgebildet sein, in welchem Fall zumindest ein Teil der Elemente der Einblickeinheiten 4 in einer entsprechenden digitaloptischen Erfassungseinheit angeordnet ist oder entfallen kann. Die Umkehrsysteme 43 zur Bildaufrichtung sind beispielsweise bei der digitaloptischen Erfassung nicht erforderlich.
Optional können in bekannter Weise weitere Baugruppen in den Strahlengang eingebracht sein, beispielsweise Vorsatzlinsen, Filter, Polarisatoren, Auflichtbe- leuchtungseinheiten oder Strahlteilersysteme zur Lichtein- und -auskopplung. Die optische Abbildung des Stereomikroskops wird durch eine schematische Darstellung der Randstrahlen 61 eines Strahlengangs, der im dargestellten Beispiel von dem Punkt F auf dem Objekt 0 ausgeht, veranschaulicht. Die Randstrahlen 61 des Strahlengangs kennzeichnen die beiden von dem Stereomikroskop genutzten Lichtkegel 62. Die Begrenzung der Lichtkegel 62 erfolgt durch die Durchmesser 32 der Eintrittspupillen, die durch die Irisblenden 31 festgelegt werden können. Da das Objekt 0 in der Objektebene 21 angeordnet ist, verlaufen die Randstrahlen 61 in dem dargestellten Afokalsystem zwischen dem Hauptobjektiv 2 und den Fernrohrsystemen 3 parallel. Auch zwischen den Fernrohrsystemen 3 und den Einblickeinheiten 4 verlaufen die Randstrahlen wieder parallel, weshalb der Raum hinter den Fernrohrsystemen 3 vorteilhaft für optionales Zubehör ist. Die entspre- chenden Abschnitte werden im Rahmen dieser Anmeldung vereinfacht als„afokale Abschnitte" des Strahlengangs bezeichnet.
Man entnimmt der Figur 1 ferner, dass der Winkel w, unter dem jedes Auge 52 den Punkt F auf dem Objekt 0 wahrnimmt, und damit der Konvergenzwinkel 2 χ w, über den Abstand B der optischen Achsen, der hier der Stereobasis entspricht, und den Abstand zwischen dem Hauptobjektiv 2 und der Objektebene 21 definiert ist. Dieser Abstand bemisst sich wiederum nach der Brennweite F0t>j des Hauptobjektivs 2, so dass der Winkel w mit zunehmender Vergrößerung des Hauptobjektivs 2 ebenfalls zunimmt, weil dieses näher an das Objekt 0 herangefahren werden muss. Es gilt w = arctan(B/2 χ F0bj) . Dies führt, wie erläutert, bei hohen Vergrößerungen zu unnatürlichen Seheindrücken.
Figur 2 zeigt eine Prinzipskizze des optischen Aufbaus eines Stereomikroskops vom Teleskoptyp, das mit einem Stereovariator 1 ausgestattet ist. In der Figur 2 sind die Aperturblenden 31 weit geöffnet dargestellt, in der Realität können diese weitgehend zugezogen werden, um die Schärfentiefe des Systems zu erhöhen. Das in Figur 2 dargestellte Stereomikroskop weist eine digitaloptische Erfassungseinheit 6 auf, die zumindest zum Teil an die Stelle der Einblickeinheiten 4 des in der Figur 1 dargestellten Stereomikroskops tritt.
Der Stereovariator 1 weist im dargestellten Beispiel drei als Prismen ausgebildete Umlenkelemente 13, 14, 15 auf, die eine erste reflektierende teildurchlässige Flä- che 11 und eine zweite reflektierende Fläche 12 definieren. Die Umlenkelemente 13, 14 bilden zusammen einen Strahlteiler, wodurch die erste reflektierende Fläche 11 teildurchlässig ausgebildet ist. Das Umlenkelement 15 ist an der zweiten reflektierenden Fläche 12 vollverspiegelt bzw. vollständig reflektierend.
Die Flächen 11, 12 sind in dem dargestellten Stereomikroskop, bezogen auf die Axialrichtung A und damit die optischen Achsen jedes der Fernrohrsysteme 3, in einem Winkel von 45° angeordnet. Sie liegen in dem genannten Winkel von 45° in den jeweiligen stereoskopischen Kanälen L, R, wobei die erste reflektierende teil- durchlässige Fläche 11 in dem rechten (ersten) Stereokanal R, die zweite reflektierende Fläche 12 in dem linken (zweiten) Stereokanal L angeordnet ist. Ohne weiteres kann der Stereovariator 1 jedoch auch seitenverkehrt angeordnet sein.
In der dargestellten Anordnung werden die hier mit 33L bezeichnete optische Ach- se dieses linken (zweiten) Stereokanals L, bzw. die entsprechenden, an dieser Stelle parallel verlaufenden Strahlenbündel mit ihren Randstrahlen 6 IL, an der ersten reflektierenden teildurchlässigen Fläche 11 und an der zweiten reflektierenden Fläche 12 jeweils in einem Winkel von 90° abgelenkt. Die Anordnung der Flächen 11, 12 ist hierbei derart, dass ein abgelenkter Lichtstrahl zwischen den beiden Flä- chen parallel zu einer Ebene durch die optischen Achsen der Fernrohrsysteme 3 verläuft. Durch die Ablenkung der optischen Achse 33L des linken (zweiten) Stereokanals L an der ersten reflektierenden teildurchlässigen Fläche 11 schneidet diese daher die optische Achse 33R des rechten (ersten) Stereokanals R in einem Schnittpunkt X. Hierdurch kommt es zu einem negativen stereoskopischen Effekt.
An der ersten reflektierenden teildurchlässigen Fläche 11 erfolgt eine teilweise Umlenkung und eine teilweise Transmission einfallender Lichtstrahlen. In Figur 2 ist, bezogen auf die optischen Achsen 33L und 33R, dabei jeweils nur eine Alternative gezeigt. Auch das Licht im linken (zweiten) Stereokanal L, entsprechend der optischen Achse 33L bzw. den entsprechenden Randstrahlen 6 IL, durchsetzt teilweise die erste reflektierende teildurchlässige Fläche 11. In entsprechender Weise wird auch das Licht im rechten (ersten) Stereokanal R, entsprechend der optischen Achse 33R bzw. den entsprechenden Randstrahlen 61R, zum Teil an der ersten reflektierenden teildurchlässigen Fläche 11 reflektiert. Ein Teilstrahl des Lichts im rechten (ersten) Stereokanal R durchstrahlt jedoch den gesamten Stereovariator 1 ablenkungsfrei, ein Teilstrahl des Lichts im linken (zweiten) Stereokanal L wird zweimal reflektiert und erfährt dadurch einen entsprechenden parallelen Versatz. Hierdurch wird bewirkt, dass die optischen Achsen 33R und 33L in einem verringerten Abstand durch das Hauptobjektiv 2 treten. Dies entspricht der Änderung bzw. Einstellung der Stereobasis. Die optischen Achsen 33L (bzw. der an der ersten reflektierenden teildurchlässigen Fläche 11 umgelenkte Teil eines Strahlenbündels) und 33R (bzw. der die erste reflektierende teildurchlässige Fläche 11 durchsetzende Teil eines Strahlenbündels) der linken und rechten Stereokanäle L und R verlaufen damit sowohl zwischen dem Stereovariator 1 und den Fernrohrsystemen 3 als auch zwischen dem Stereovariator 1 und dem Hauptobjektiv 2 parallel, allerdings in unterschiedlichen Abständen zueinander. Dies ermöglicht eine effektive Verringerung der Stereobasis vom Abstand B auf den Abstand S, wie in den Figuren 2 und 3 angegeben.
Zum Verständnis der im Rahmen dieser Anmeldung verwendeten Bezeichnungen sei nochmals betont, dass hier unter dem Begriff„Stereobasis" der Abstand zwischen optischen Achsen verstanden wird, der mit der objektseitigen („vorderen") Brennweite des Hauptobjektivs 2 den Winkel w (siehe Figur 1) definiert, unter dem ein Objektpunkt betrachtet wird. Wird erfindungsgemäß ein Stereovariator 1 eingesetzt, entspricht die Stereobasis dem Abstand S der optischen Achsen 33R und 33L Objektivs eitig des Stereovariators 1. Wird kein Stereovariator 1 eingesetzt, entspricht der Abstand der optischen Achsen B im Rest des Stereomikroskops der Stereobasis.
Der Stereovariator 1 weist ferner Stellmittel 17 auf, die hier stark schematisiert dargestellt sind. Über diese kann, manuell oder motorgetrieben, beispielsweise unter Verwendung eines Schrittmotors, das Umlenkelement 15 in Pfeilrichtung verschoben werden. Dies ermöglicht eine Einstellung der Stereobasis, wie in der nachfolgenden Figur 4 erläutert.
Wie aus den vorstehenden Figuren ferner ersichtlich, können die optischen Ele- mente der beiden Fernrohrsysteme 3 in den beiden Stereokanälen L, R aneinanderstoßen oder nur einen baulich erforderlichen Minimalabstand zueinander aufweisen. Eine Verringerung der Stereobasis ohne eine Überschneidung der optischen Achsen 33L und 33R an dem Schnittpunkt X (und damit ohne eine Induzierung eines negativen stereoskopischen Effekts durch die Überkreuzung der stereo- skopischen Kanäle und Beobachtungsstrahlengänge) wäre mit nur zwei optischen Flächen (hier der ersten reflektierenden teildurchlässigen Fläche 11 und der zweiten reflektierenden Fläche 12) nicht zu bewerkstelligen. Dies wird auch unter Betrachtung der Figur 8 deutlich. In diesem Fall müsste nämlich beispielsweise das Prisma 13 mit der zweiten reflektierenden Fläche 12 bis über die Oberkante des aus den Prismen 13 und 14 gebildeten Strahlenteilers mit der ersten reflektierenden teildurchlässigen Fläche hinaus (also in Richtung der Fernrohrsysteme 3) verschoben werden. Dies würde aber bedeuten, dass ggf. nicht mehr das gesamte an der zweiten reflektierenden Fläche 12 reflektierte Licht die erste reflektierende teildurchlässige Fläche 11 trifft und damit verlorengeht. Die erste reflektierende teildurchlässige Fläche 11 kann ihrerseits nicht entsprechend vergrößert werden, da sie anderenfalls in den ersten stereoskopischen Kanal ragen und damit ebenfalls entsprechende Lichtverluste bewirken würde.
Es versteht sich jedoch, dass bei ausreichendem bildseitigem Abstand der beiden Stereokanäle 33L und 33R auch eine Anordnung ohne eine Überkreuzung der stereoskopischen Kanäle möglich ist.
In Figur 3 ist in einer Prinzipskizze der Aufbau des zuvor in Figur 2 dargestellten Stereomikroskops gezeigt, bei dem jedoch das Hauptobjektiv 2 in einer versetzten Position an dem Stereovariator 1 angebracht ist. Wie für den Fachmann bei Betrachtung der Figur 2 ersichtlich, kommt es aufgrund der nicht zentrischen Anordnung des Hauptobjektivs 2 dort zu asymmetrischen Brechungseffekten (Aberrati- onen) und weiteren Nachteilen, wie unten erläutert. Diesem Nachteil kann durch den Versatz des Hauptobjektivs 2 in der Figur 3 begegnet werden. Die Position des Hauptobjektivs 2 kann auch einstellbar ausgebildet sein, so dass sich immer eine möglichst zentrische Durchstrahlung ergibt.
In den Figuren 2 und 3 ist ein Mittelpunkt des Hauptobjektivs 2 mit M bezeichnet. Das Umlenkelement 15 befindet sich in einer mittleren Stellung. Hierdurch wird die optische Achse 33L in den Figuren 2 und 3 um einen entsprechenden Betrag parallel nach rechts versetzt. Die optische Achse 33R verläuft in Figur 2 durch den Mittelpunkt des Hauptobjektivs 2, so dass die optische Achse 33L zwischen dem Hauptobjektiv 2 und dem Objekt in einem Winkel von arctan(S χ F0t>j) verläuft. Entsprechend„blickt" in Figur 2 der stereoskopische Kanal R senkrecht auf das Objekt 0, der stereoskopische Kanal R aus dem genannten Winkel. Dies führt ggf. zu verzerrt oder schief wahrgenommenen Bildern. In der in Figur 3 gezeigten Anordnung beträgt der Winkel, unter dem aus den stereoskopischen Kanälen L und R jeweils der Punkt F auf dem Objekt 0 wahrgenommen werden kann (entsprechend dem Winkel w in Figur 1) hingegen jeweils arctan(S/2 χ F0bj) .
Figur 4 zeigt in den Teilfiguren A bis C eine Prinzipskizze des Aufbaus eines Stere- ovariators 1 gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in drei Stellungen. Der Stereovariator 1 entspricht in seinen wesentlichen Teilen jenem, der auch in den Figuren 2 und 3 gezeigt ist, so dass diesbezüglich auf die dortigen Ausführungen verwiesen werden kann. Der Abstand der optischen Achsen, der die durch den Stereovariator 1 eingestellte Stereobasis definiert, ist auch hier mit S angegeben. Wie bereits bezüglich der Figuren 2 und 3 erläutert, kann auch hier das zweite Umlenkelement 15 durch geeignete Stellmittel 17 verschoben werden. In der in Teilfigur A dargestellten Stellung befindet sich das zweite Umlenkelement 15 an einer oberen Einstellgrenze. Wie ersichtlich, wird hierdurch eine Reduzierung der Stereobasis S auf Null ermöglicht. Hierbei wird der linke (zweite) Stereo- skopische Kanal 33L derart parallel versetzt, dass er mit dem rechten (ersten) stereoskopischen Kanal 33R zusammenfällt. Dies ermöglicht eine Betrachtung entsprechender Objekte ohne stereoskopischen Effekt. In den Teilfiguren B und C sind unterschiedliche objektivseitige Stereobasen S dargestellt, die sich durch die Ver- Stellung des Umlenkelements 15 in eine mittlere bzw. untere Position ergeben.
In Figur 5 ist der Aufbau eines Stereovariators 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung teilrealistisch gezeigt. Der Stereovariator 1 verfügt über die bereits erläuterten Komponenten. Er ist in einem Gehäuse 16 angeordnet, das hier eröff- net dargestellt ist. Der Stereovariator 1 verfügt zur Anbringung zwischen einem Hauptobjektiv 2 und einem Teleskop oder Tubus (z.B. in einem entsprechenden Gehäuse eines Stereomikroskops) über Kupplungen 18 und ggf. Klemmelemente 18a. Die Versteileinrichtung 17 ist hier als Rändelrad ausgebildet, das über einen Schneckengang (nicht dargestellt) und mittels einer Schubstange 17a eine Pris- menfassung 17b verschieben kann. In der Prismenfassung 17b ist das Umlenkelement 15 angebracht. Zur Justierung der Umlenkelemente 13, 14 ist hier eine entsprechende Justiereinrichtung 19 vorgesehen.
Figur 6 zeigt ein Stereomikroskop 10, das in bekannter Weise aufgebaut ist und zusätzlich einen Stereovariator 1 aufweist. Der optische Aufbau des Stereomikroskops 10 wurde bereits in den Figuren 2 und 3 schematisch gezeigt. Die Fernrohrsysteme 3 sind hier in einem Gehäuse 30 angeordnet, das Einstellknöpfe 34 zur Zoomeinstellung und weitere Versteileinrichtungen 35 aufweist. Das Hauptobjektiv 2 ist in einer Objektivfassung 20 angeordnet, die an einer Kupplung 18 des Ste- reovariators 1 angebracht ist. Der Stereovariator 1, von dem von außen ferner sein Gehäuse 16 und die Versteileinrichtung 17 sichtbar ist, ist damit zwischen dem Gehäuse 30 der Fernrohrsysteme 3 und der Objektivfassung 20 befestigt. Das Stereomikroskop 10 weist eine digitaloptische Erfassungseinheit 6 auf. Das Stereomikroskop 10 weist ferner ein Stativ 70 auf und ist mittels eines Grob- und Fein- triebs mit Triebknöpfen 71 an einer vertikalen Schiene 72 des Stativs 70 höhenverstellbar. Das Stativ 70 weist ferner eine Grundplatte 73 auf, die eine Oberfläche 73a definiert, auf der das Objekt 0 angeordnet werden kann. Die Grundplatte 73 kann weitere Einrichtungen, beispielsweise einen Kreuztisch und/oder eine Durchlichtbeleuchtungseinrichtung, aufweisen.
In Figur 7 ist ein Videomikroskopiesystem 100 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung schematisch dargestellt. Das Videomikroskopiesystem 100 umfasst ein Stereomikroskop 10 mit einem Stereovariator 1 wie mehrfach zuvor erläutert. Mit der digitaloptischen Erfassungseinheit 6 des Stereomikroskops 10 ist eine Steuereinheit 101 verbunden, die zur Verarbeitung der erfassten Bilder und zur Ausgabe entsprechender Signale an eine 3D-Projektionseinrichtung 82 eingerichtet ist. Die Steuereinheit 101 kann auch als Teil der digitaloptischen Erfassungseinheit 6 des Stereomikroskops 10 ausgebildet sein.
Die 3D-Projektionseinrichtung 82 umfasst hier zwei Projektoren, die beispielsweise nacheinander im schnellen Wechsel die im linken L und rechten R Stereokanal des Stereomikroskops erfassten Bilder auf eine Leinwand 83 projizieren. Anstelle der 3D-Projektionseinrichtung 82 mit der Leinwand 83 kann jedoch auch ein entsprechender Monitor vorgesehen sein. Die Darstellung muss auch nicht in Form eines schnellen Wechsels, also mittels Shuttertechnik, erfolgen, vielmehr können entsprechende Bilder auch beispielsweise mittels Polarisationsfiltertechnik, farb- anaglyphischer Darstellung und/oder Interferenzfiltertechnik dargestellt werden.
Die Figur 7 zeigt ferner zwei Betrachter 9, die das auf der Leinwand 83 dargestellte Bild aus unterschiedlichen Betrachtungsabständen D und D' betrachten. Die Betrachter 9 tragen jeweils geeignete Brillen 102, beispielsweise Shutterbrillen, die eine Betrachtung des auf der Leinwand 83 dargestellten Bildes ermöglichen.
Das Videomikroskopiesystem 100 kann auch eine Vorrichtung 103 aufweisen, die dafür eingerichtet ist, den Betrachtungsabstand D, D' eines oder mehrerer Betrachter 9 zu erfassen. Dies kann beispielsweise mittels eines geeigneten Fernmessver- fahrens, beispielsweise auf Grundlage von Laserinterferometrie, erfolgen. Mittels der Steuereinheit 101 können entsprechende Signale an den Stereovariator 1 aus- gegeben werden, um diesen, beispielsweise auf Grundlage eines oder mehrerer erfasster Betrachtungsabstände D, D', zu verstellen.
In Figur 8 sind nochmals die Vorteile eines erfindungsgemäßen Stereovariators veranschaulicht. Die Bezeichnungen und die Ausrichtung der Abbildungen entsprechen dabei der Figur 2. Die beiden stereoskopischen Kanäle verlaufen bildsei- tig des unter anderem aus der ersten reflektierenden teildurchlässigen Fläche 11 und der zweiten reflektierenden Fläche 12 gebildeten Stereovariators 1 (hier ohne gesonderte Bezeichnung) unmittelbar benachbart.
In Reihe A sind dabei von links nach rechts die Effekte veranschaulicht, die sich daraus ergeben würden, wenn man die zweite reflektierende Fläche 12 nach oben (vgl. zur Anordnung Figur 2, also in Richtung der hier nicht gezeigten Fernrohrsysteme 3) verschieben würde. Die linke Teilfigur der Reihe A zeigt dabei die Einstel- lung einer Stereobasis von Null. In der mittleren Teilfigur der Reihe A ist die zweite reflektierende Fläche 12 nach oben verschoben. Da die beiden stereoskopischen Kanäle bildseitig des aus der ersten reflektierenden teildurchlässigen Fläche 11 und der zweiten reflektierenden Fläche 12 gebildeten Stereovariators 1 unmittelbar benachbart verlaufen, bleibt hier kein Raum, die erste reflektierende teildurch- lässige Fläche 11 oder die zweite reflektierende Fläche 12 zu vergrößern, da diese sonst in den jeweils anderen stereoskopischen Kanal L, R ragen würden. Hierdurch kommt es zwangsläufig zu Lichtverlusten, wie in der Figur 8 schraffiert dargestellt. Dieser Effekt verstärkt sich, umso weiter die zweite reflektierende Fläche 12 nach oben verschoben wird, wie in der rechten Teilfigur der Reihe A veranschaulicht.
Wie bereits zuvor betont, kann jedoch in Fällen, in denen ein ausreichendes Platzangebot besteht, eine entsprechende Verschiebung vorgenommen werden. Ein fester Stereovariator ohne Verstellmöglichkeit, bei dem eine entsprechende Veränderung der Stereobasis vorgenommen wird, ist in der DD 248 890 AI gezeigt.
In Reihe B sind von links nach rechts die Effekte veranschaulicht, die sich daraus ergeben, wenn man die zweite reflektierende Fläche 12 nach unten verschiebt. Wie ersichtlich, überkreuzen sich hier zwar die stereoskopischen Kanäle L und R, bei zunehmender Verschiebung der zweiten reflektierenden Fläche 12 (mittlere und rechte Teilfigur in Reihe B) ausgehend von einer Stereobasis von Null (linke Teilfigur in Reihe B), es ergeben sich jedoch keine Abschattungseffekte.
Wird eine entsprechende Einstellung vorgenommen, kann ein Stereovariator 1 mit einer geringstmöglichen Anzahl optischer Flächen (nämlich nur der ersten reflektierenden teildurchlässigen Fläche 11 und der zweiten reflektierenden Fläche 12) gebildet werden, der ferner eine minimale Bauhöhe aufweist. Letztere ist nur durch die erforderliche Größe der ersten reflektierenden teildurchlässigen Fläche 11 definiert und kann daher auf ein Minimum beschränkt werden. Hierdurch ergeben sich kaum Vignettierungseffekte und der Betrachtungsabstand braucht nicht oder nur kaum vergrößert zu werden. Es sind nur reflektierende (und teildurchlässige), jedoch keine lichtbrechenden optischen Elemente erforderlich.
Indbesondere in Verbindung mit einem Videomikroskopiesystem ergeben sich hieraus besondere Vorteile, weil hier ein entsprechend induzierter negativer stereoskopischer Effekt durch eine Kanalumkehr ausgeglichen werden kann.

Claims

Patentansprüche
1. Stereomikroskop (10) mit einem ersten stereoskopischen Kanal (R) mit einer ersten optischen Achse (33R), einem zweiten stereoskopischen Kanal (L) mit einer zweiten optischen Achse (33L) und einem eine Axialrichtung (A) definierenden gemeinsamen Hauptobjektiv (2), welches objektseitig des ersten und des zweiten stereoskopischen Kanals (R, L) angeordnet ist, wobei die erste und die zweite optische Achse (33R, 33L) zumindest in einem objektseitigen Abschnitt des ersten und des zweiten stereoskopischen Kanals (R, L) parallel zu der Axialrichtung (A) in einem ersten Abstand (B) zueinander verlaufen, und wobei zwischen dem ersten und dem zweiten stereoskopischen Kanal (R, L) und dem Hauptobjek- tiv (2) ein Stereovariator (1) vorgesehen ist, mit welchem die erste und die zweite optische Achse (33R, 33L) parallel zu der Axialrichtung (A) auf einen zweiten, eine Stereobasis des Stereomikroskops (10) definierenden Abstand (S) einstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Stereovariator (1) objektseitig vor dem ersten stereoskopischen Kanal (R) eine erste reflektierende teildurchlässige Fläche (11) aufweist und objektseitig vor dem zweiten stereoskopischen Kanal (L) eine zweite reflektierende Fläche (12) aufweist, wobei die erste reflektierende teildurchlässige Fläche (11) und die zweite reflektierende Fläche (12) parallel zueinander und schräg zu der Axialrichtung (A) angeordnet sind, so dass ein Teilstrahl eines ersten Lichtbündels entlang der ersten optischen Achse (33R) die erste reflektierende teildurchlässige Fläche (11) durchsetzt und den Stereovariator (1) ablenkungsfrei durchstrahlt und ein Teilstrahl eines zweiten Lichtbündels entlang der zweiten optischen Achse (33L) an der ersten reflektierenden teildurchlässigen Fläche (11) und an der zweiten reflektierenden Fläche (12) abgelenkt wird und aus dem Stereovariator (1) mit einem parallelen Versatz austritt, und dass die erste reflektie- rende teildurchlässige Fläche (11) und/oder die zweite reflektierende Fläche (12) in der Axialrichtung (A) verschiebbar ist, so dass ein Betrag des parallelen Versatzes des Teilstrahls des zweiten Lichtbündels eingestellt werden kann.
2. Stereomikroskop (10) nach Anspruch 1, bei dem die erste reflektierende teildurchlässige Fläche (11) und/oder die zweite reflektierende Fläche (12) in der Axialrichtung (A) derart verschiebbar ist, dass die erste und die zweite optische Achse (33R, 33L) einen Schnittpunkt (X) innerhalb des Stereovariators (1) aufweisen, so dass sich das erste und das zweite Lichtbündel innerhalb des Stereovariators (1) überkreuzen.
3. Stereomikroskop (10) nach Anspruch 2, das manuelle und/oder elektrome- chanische Stellmittel (17) aufweist, mit denen die erste reflektierende teildurchlässige Fläche (11) und/oder die zweite reflektierende Fläche (12) jeweils in der Axialrichtung (A) verschiebbar ist.
4. Stereomikroskop (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die erste reflektierende teildurchlässige Fläche (11) und/oder die zweite reflektierende Fläche (12) jeweils zumindest teilweise als Spiegelfläche und/oder als Prismenfläche ausgebildet ist.
5. Stereomikroskop (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, das als Stereomikroskop (10) vom Teleskoptyp ausgebildet ist und einen Strahlengang aufweist, der zumindest zwischen dem Hauptobjektiv (2) und dem ersten und dem zweiten stereoskopischen Kanal (R, L) afokal verläuft.
6. Stereomikroskop (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem wenigstens ein optisches Element (31) des ersten stereoskopischen Kanals (R) einen anderen optisch wirksamen Durchmesser aufweist als ein entsprechendes optisches Element (31) des zweiten stereoskopischen Kanals (L).
7. Stereomikroskop (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der erste Abstand (B) 15 bis 30 mm, insbesondere 24 mm, und/oder der zweite
Abstand (S) 0 bis 12 mm beträgt.
8. Stereomikroskop (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Stereovariator (1) reversibel zwischen dem ersten und dem zweiten stereoskopischen Kanal (R, L) und dem Hauptobjektiv (2) einfügbar ist.
9. Stereomikroskop (10) nach Anspruch 8, bei dem der Stereovariator (1) eine insbesondere verschiebbare Aufnahme (18) für das Hauptobjektiv (2) aufweist.
10. Stereovariator (1), der zur Verwendung in einem Stereomikroskop (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche eingerichtet ist und eine erste reflektie- rende teildurchlässige Fläche (11) und eine zweite reflektierende Fläche (12) aufweist, wobei die erste reflektierende teildurchlässige Fläche (11) und die zweite reflektierende Fläche (12) parallel zueinander und schräg zu einer Richtung angeordnet sind, die parallel zu einer durch ein Hauptobjektiv (2) des Stereomikroskops definierten Axialrichtung (A) angeordnet werden kann, wobei die erste re- flektierende teildurchlässige Fläche (11) objektseitig vor einem ersten stereoskopischen Kanal (R) des Stereomikroskops (10) sowie die zweite reflektierende Fläche (12) objektseitig vor einem zweiten stereoskopischen Kanal (L) des Stereomikroskops (10) anbringbar sind, so dass ein Teilstrahl eines ersten, entlang einer ersten optischen Achse (33R) durch den ersten stereoskopischen Kanal (R) verlau- fenden Lichtbündels die erste reflektierende teildurchlässige Fläche (11) durchsetzt und den Stereovariator (1) ablenkungsfrei durchstrahlt und ein Teilstrahl eines zweiten, entlang einer zweiten optischen Achse (33L) durch den zweiten stereoskopischen Kanal (L) verlaufenden Lichtbündels an der ersten und der zweiten reflektierenden Fläche (11, 12) abgelenkt wird und aus dem Stereovariator (1) unter einem parallelen Versatz austritt, und wobei die erste reflektierende teildurchlässige Fläche (11) und/oder die zweite reflektierende Fläche (12) in der Axialrichtung (A) verschiebbar ist, so dass ein Betrag des parallelen Versatzes des Teilstrahls des zweiten Lichtbündels eingestellt werden kann.
11. Verwendung eines Stereovariators (1) nach Anspruch 10 zur Beeinflussung einer Stereobasis eines Stereomikroskops (10), insbesondere eines Stereomikroskops (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9.
12. Videomikroskopiesystem (100) mit einem Stereomikroskop (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, digitalen Bilderfassungsmitteln (6), mittels derer ein Bild eines durch das Stereomikroskop (10) betrachteten Objekts (0) erfasst wer- den kann, und Anzeigemitteln (8), mittels derer das erfasste Bild zumindest zeitweise stereoskopisch dargestellt werden kann.
13. Videomikroskopiesystem (100) nach Anspruch 12, das dafür eingerichtet ist, die Stereobasis des Stereomikroskops (10) auf Grundlage wenigstens eines Betrachtungsabstandes (D), aus dem das zumindest zeitweise stereoskopisch dargestellte Bild durch wenigstens einen Betrachter (9) betrachtet wird, durch Einstellen des Stereovariators (1) anzupassen.
14. Videomikroskopiesystem (100) nach Anspruch 13, das Erfassungsmittel aufweist, um den wenigstens einen Betrachtungsabstand (D) zu erfassen.
15. Videomikroskopiesystem (100) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei dem die Anzeigemittel (8) wenigstens einen 3D-Monitor (81) und/oder wenigstens eine 3D-Projektionseinrichtung (82) umfassen.
16. Verfahren zur Darstellung eines stereoskopischen Bildes, bei dem ein Videomikroskopiesystem (100) nach einem der Ansprüche 12 bis 15 verwendet wird, wobei das Verfahren umfasst, eine Stereobasis des wenigstens einen Stereomikroskops (10) auf Grundlage wenigstens eines Betrachtungsabstandes (D), aus dem das zumindest zeitweise stereoskopisch dargestellte Bild durch wenigstens einen Betrachter (9) betrachtet wird, anzupassen.
17. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem die Stereobasis des wenigstens einen Stereomikroskops (10) auf Grundlage eines Wertes, der aus wenigstens zwei Be- trachtungsabständen (D) ermittelt wird, angepasst wird.
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