DE102006004623A1 - Variable optical arrangement to be used in surgical stereo microscope, comprises container with two fluids with different refractive indices - Google Patents

Variable optical arrangement to be used in surgical stereo microscope, comprises container with two fluids with different refractive indices Download PDF

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Abstract

The container (23) is of a cylindrical shape and accommodates two fluids positioned above one another and with different refractive indices. Several electrodes (1,2,3,4,5,9,10,11) are arranged around the surface (25) of the container (23) in order to create various contact angles of the interfacial area (35) between the two fluids in relation to the outer boundary. The container is provided with two light permeable windows (27,28) facilitating the entering and leaving of the beams to be deflected. Independent claims are given for an image forming optical system with an integrated variable optical arrangement and for a surgical stereo microscope comprising the unit.

Description

Die Erfindung betrifft eine variable optische Anordnung, ein optisches System, insbesondere ein Stereo-Mikroskopiesystem. Insbesondere betrifft die Erfindung eine solche variable optische Anordnung, welche in der Lage ist, ein diese durchsetzendes Strahlenbündel abzulenken, so daß eine Richtung eines Schwerstrahls des in die Anordnung eintretenden Strahlenbündels verschieden ist von einer Richtung des Schwerstrahls des aus der Anordnung austretenden Strahlenbündels.The The invention relates to a variable optical arrangement, an optical one System, in particular a stereo microscopy system. Especially The invention relates to such a variable optical arrangement, which is able to distract a beam passing through them, so that one Direction of a heavy beam of the entering into the array beam different is from a direction of the heavy jet of the emerging from the assembly Beam.

Die Erfindung betrifft insbesondere auch ein solches abbildendes optisches System, welches als Operationsmikroskop und hierbei insbesondere als Stereo-Operationsmikroskop ausgebildet ist.The In particular, the invention also relates to such an imaging optical System, which as a surgical microscope and this particular as a stereo surgical microscope is trained.

Aus DE 103 30 581 A1 und DE 198 56 696 A1 sind Stereo-Mikroskopiesysteme bekannt, welche ein Stereo-Operationsmikroskop und ein Stativ mit mehreren aneinander angelenkten Stativgliedern umfassen. Die Stativglieder sind gelenkig miteinander verbunden, so daß das Stereo-Operationsmikroskop durch einen Benutzer relativ zu einem Operationsfeld in eine gewünschte Position verlagert werden kann. Ist diese Position erreicht, werden Bremsen in den Gelenken aktiviert, um diese Position zu fixieren. In manchen Situationen ist es gewünscht, das durch das Stereo-Operationsmikroskop abgebildete Objektfeld relativ zu dem Operationsfeld nur geringfügig lateral zu verlagern. Ein Lösen der Bremsen und Bewegen des Operationsmikroskops re lativ zu dem Operationsfeld unter Ausnutzung der Gelenkigkeit des Stativs führt zu einer Neupositionierung des Stereo-Operationsmikroskops relativ zu dem Objektfeld, wozu der Benutzer beide Hände einsetzen muß und dabei Schwierigkeiten hat, die gewünschte kleine laterale Verlagerung feinfühlig auszuführen. Deshalb weisen die genannten Stereo-Operationsmikroskopiesysteme eine mechanisch-motorische Verlagerungseinrichtung auf, welche zwischen dem Stereo-Operationsmikroskop und dem Stativ eingefügt ist, um durch einen ansteuerbaren Antrieb das Stereo-Operationsmikroskop relativ zu dem Operationsfeld lateral verlagern zu können, ohne hierbei die Bremsen in den Gelenken des Stativs lösen zu müssen und die relative Ausrichtung der Stativglieder zueinander ändern zu müssen. Diese Verlagerungseinrichtung hat allerdings den Nachteil, daß sie technisch aufwendig ist und aufgrund ihres Eigengewichts ein vergleichsweise aufwendigeres und stabileres Stativ notwendig macht.Out DE 103 30 581 A1 and DE 198 56 696 A1 Stereo microscopy systems are known, which include a stereo surgical microscope and a tripod with a plurality of articulated tripod members. The tripod members are hinged together so that the stereo-surgical microscope can be displaced by a user relative to an operating field to a desired position. When this position is reached, brakes in the joints are activated to fix this position. In some situations, it is desirable to shift the object field imaged by the stereo-surgical microscope only slightly laterally relative to the surgical field. Releasing the brakes and moving the surgical microscope re lative to the surgical field taking advantage of the articulation of the tripod leads to a repositioning of the stereo surgical microscope relative to the object field, for which the user must use both hands and has difficulties, the desired small lateral displacement sensitive perform. Therefore, said stereo-surgery microscopy systems have a mechanical-motor displacement device, which is inserted between the stereo-surgical microscope and the tripod to move laterally by a controllable drive, the stereo-surgical microscope relative to the surgical field without breaking the brakes in the To have to solve joints of the tripod and to change the relative orientation of the tripod links to each other. However, this displacement device has the disadvantage that it is technically complex and, due to its own weight, makes a comparatively more elaborate and more stable tripod necessary.

Aus US 5,731,896 ist ein Operationsmikroskop bekannt, welches in seinem Strahlengang eine variable optische Anordnung aufweist, um durch zum Beispiel Erschütterungen bedingte Verlagerungen des Mikroskops relativ zu einem beobachteten Objekt optisch so zu kompensieren, daß das Objekt für einen Betrachter als stationäres Bild erscheint. Hierzu ist eine Objektivlinse des Mikroskops mittels Aktuatoren lateral zum Strahlengang verlagerbar ausgestaltet. Die Aktuatoren werden in Abhängigkeit von einer mittels Beschleunigungssensoren erfaßten Beschleunigung angesteuert.Out US 5,731,896 For example, a surgical microscope is known which has a variable optical arrangement in its beam path in order to optically compensate for, for example, shock-induced displacements of the microscope relative to an observed object in such a way that the object appears as a stationary image for a viewer. For this purpose, an objective lens of the microscope by means of actuators laterally to the beam path designed to be displaceable. The actuators are driven in response to an acceleration detected by means of acceleration sensors.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine variable optische Anordnung vorzuschlagen, welche einen vergleichsweise einfachen mechanischen Aufbau aufweist und insbesondere mechanische Verlagerungen erzeugende Antriebe, wie etwa einen Linearmotor, nicht benötigt.It It is an object of the present invention to provide a variable optical To propose arrangement, which is a comparatively simple having mechanical structure and in particular mechanical displacements generating drives, such as a linear motor, not needed.

Ferner ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein abbildendes optisches System bereitzustellen, welches in der Lage ist, in einem Strahlengang des Systems eine laterale Verlagerung zu erzeugen. Ferner ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Stereo-Operationsmikroskop bereitzustellen, welches in der Lage ist, in einem Strahlengang des Systems eine laterale Verlagerung zu erzeugen.Further It is an object of the present invention, an imaging To provide optical system, which is able in one Beam path of the system to produce a lateral displacement. Further, it is an object of the present invention to provide a stereo surgical microscope to provide, which is capable of, in a beam path of the system to produce a lateral displacement.

Weiter ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Stereo-Operationsmikroskopiesystem mit einem Stereo-Operationsmikroskop und einem das Stereo-Operationsmikroskop halternden Stativ vorzuschlagen, bei welchem eine laterale Verlagerung eines durch das Stereo-Operationsmikroskop abgebildeten Objektfeldes relativ zu einem Operationsfeld erleichtert ist.Further It is an object of the present invention to provide a stereo surgical microscopy system a stereo surgical microscope and a stereo surgical microscope to propose a supporting tripod, in which a lateral displacement an object field imaged by the stereo-surgical microscope relative to a surgical field is facilitated.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine variable optische Anordnung bereit, welche in der Lage ist, als Strahlablenker zu arbeiten.embodiments of the present invention provide a variable optical arrangement ready, which is able to work as a beam deflector.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt die variable optische Anordnung einen Behälter mit einem lichttransparenten ersten Fenster, einem lichttransparenten zweiten Fenster, welches mit Abstand von dem ersten Fenster angeordnet ist, und einer Umfangswand, welche zwischen dem ersten Fenster und dem zweiten Fenster angeordnet ist; eine in dem Behälter aufgenommene erste Flüssigkeit und eine in dem Behälter aufgenommene zweite Flüssigkeit, welche einen Brechungsindex aufweist, welcher von einem Brechungsindex der ersten Flüssigkeit verschieden ist, wobei zwischen der ersten Flüssigkeit und der zweiten Flüssigkeit eine erste Phasengrenzfläche ausgebildet ist, welche an der Umfangswand anliegt und durch diese begrenzt ist; eine Gruppe von Steuerelektroden, welche in Umfangs richtung um die Umfangswand verteilt an dem Behälter angeordnet sind, wobei eine Anzahl der Steuerelektroden der Gruppe von Steuerelektroden größer als vier ist; und ein Spannungsversorgungssystem, welches dazu konfiguriert ist, einer jeden Steuerelektrode der Gruppe von Steuerelektroden eine einstellbare elektrische Spannung zuzuführen.According to an embodiment of the present invention, the variable optical assembly comprises a container having a light transparent first window, a light transparent second window spaced from the first window, and a peripheral wall disposed between the first window and the second window; a first liquid received in the container and a second liquid received in the container and having a refractive index which is different from a refractive index of the first liquid, wherein between the first liquid and the second liquid a first phase boundary is formed, which on the peripheral wall is and is limited by these; a group of control electrodes which are circumferentially distributed around the peripheral wall disposed on the container, wherein a number of the control electrodes of the group of control electrodes is greater than four; and a power supply system configured to provide each of a plurality of control electrodes with an adjustable electrical current Supply voltage.

Die Anordnung nutzt ein als "electrowetting" bezeichnetes Phänomen. Hintergrundinformation zu diesem Phänomen ist in dem Artikel "Tunable liquid lens based on electrowetting technology: principle, properties and applications" von L. Saurei et al. beschrieben. Das Prinzip beruht auf der Erkenntnis, daß ein Winkel, den eine Phasengrenzfläche zwischen zwei Flüssigkeiten mit einer Wand eines Behälters für die beiden Flüssigkeiten einschließt, durch Anlegen einer elektrischen Spannung änderbar ist.The Arrangement uses a phenomenon called electrowetting. background information to this phenomenon is in the article "Tunable liquid lens based on electrowetting technology: principle, properties and applications "of L. Saurei et al. described. The principle is based on the knowledge that an angle, the one phase interface between two liquids with a wall of a container for the two liquids includes, can be changed by applying an electrical voltage.

Bei der variablen optischen Anordnung sind in dem Behälter wenigstens zwei verschiedene Flüssigkeiten angeordnet. Die beiden Flüssigkeiten sind miteinander im wesentlichen nicht mischbar, so daß ein Volumen, welches die eine Flüssigkeit einnimmt, von einem Volumen, welches die andere Flüssigkeit einnimmt, durch eine Phasengrenzfläche getrennt ist, entlang welcher die beiden Flüssigkeiten aneinander angrenzen. Die Phasengrenzfläche ist durch die Umfangswand des Behälters begrenzt. Die Umfangswand des Behälters kann hierbei eine beliebige Gestalt aufweisen und beispielsweise ein Rohr mit einem kreisförmigen Querschnitt sein. Es ist jedoch auch möglich, daß die Umfangswand aus mehreren Teilwänden zusammengesetzt ist, welche an Kanten zusammenstoßen und dort miteinander einen Winkel einschließen. Ein Beispiel hierfür ist ein Rohr, welches aus vier Teilwänden gebildet ist, welche einen rechteckigen Rohrquerschnitt definieren.at The variable optical arrangement is at least in the container two different liquids arranged. The two liquids are substantially immiscible with each other so that a volume, which is the one fluid occupies, of a volume which occupies the other liquid, through a phase interface is separated, along which the two liquids adjoin one another. The phase interface is limited by the peripheral wall of the container. The peripheral wall of the container can in this case have any shape and, for example a pipe with a circular Be cross-section. However, it is also possible that the peripheral wall composed of several part walls is, which collide at edges and there together one another Include angle. An example of this is a tube, which is formed of four part walls, which is a rectangular Define pipe cross section.

Der Behälter umfaßt weiter zwei lichttransparente Fenster, durch welche abzulenkende Strahlung in den Behälter eintritt bzw. austritt und hierbei die beiden Flüssigkeiten durchsetzt. Die mehreren Steuerelektroden sind in Umfangsrichtung verteilt an der Umfangswand angeordnet. Über die einer jeden Steuerelektrode zuführbare elektrische Spannung kann dann ein Winkel eingestellt werden, welchen die Phasengrenzfläche mit der Umfangswand in einem Bereich der jeweiligen Steuerelektrode einschließt.Of the container comprises two more light-transparent windows, through which to be deflected Radiation into the container enters or exits and passes through the two liquids. The a plurality of control electrodes are circumferentially distributed on the peripheral wall arranged. about which can be supplied to each control electrode electrical voltage then an angle can be set which the phase interface with the peripheral wall in a region of the respective control electrode includes.

Hierdurch ist es möglich, eine Gestalt der Phasengrenzfläche gezielt zu beeinflussen und insbesondere deren Orientierung bezüglich einer Längsachse der Umfangswand einzustellen. Es kann somit eine Neigung der Phasengrenzfläche bezüglich der Längsachse erhöht oder erniedrigt werden und eine Orientierung der Neigung in Umfangsrichtung um die Längsachse verändert werden. Ein die Anordnung durchsetzendes Strahlenbündel kann somit in Abhängigkeit von der eingestellten Neigung abgelenkt werden, wobei sowohl die Richtung der Ablenkung als auch deren Stärke über die den Steuerelektroden zugeführten Spannungen einstellbar ist.hereby Is it possible, a shape of the phase interface to influence specifically and in particular their orientation with respect to a longitudinal axis adjust the peripheral wall. It can thus be a tendency of the phase interface with respect to longitudinal axis elevated or lowered and an orientation of the inclination in the circumferential direction around the longitudinal axis changed become. A beam passing through the arrangement can thus depending be deflected from the set inclination, with both the Direction of the deflection as well as their strength over the control electrodes supplied Tension is adjustable.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Anzahl der Steuerelektroden der Gruppe von Steuerelektroden größer als vier. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Anzahl der Steuerelektroden gleich acht. Es läßt sich dann durch ein den Steuerelektroden geeignet zugeführtes Spannungsmuster die Orientierung der Neigung der Phasengrenzfläche im wesentlichen stetig ändern.According to one embodiment the invention is the number of control electrodes of the group of Control electrodes larger than four. According to another embodiment of the invention, the number of control electrodes is eight. It can then be by a voltage applied to the control electrodes voltage pattern the orientation the inclination of the phase interface essentially change steadily.

Gemäß weiteren Ausführungsformen der Erfindung ist die Anzahl der Steuerelektroden größer als acht, beispielsweise in der Größenordnung von zwanzig, dreißig oder mehr Steuerelektroden. Je größer die Anzahl der Steuerelektroden ist, um so genauer kann die Gestalt der Phasengrenzfläche bei beliebiger Orientierung ihrer Neigung definiert werden. Insbesondere läßt sich hierdurch eine weitgehend plane Phasengrenzfläche mit einstellbarer Orientierung erzeugen, wodurch sich für den die Anordnung passierenden Lichtstrahl die Wirkung eines optischen Keils ergibt, der bezüglich der Strahlachse orientierbar ist.According to others embodiments the invention, the number of control electrodes is greater than eight, for example of the order of magnitude from twenty to thirty or more control electrodes. The larger the number of control electrodes is, the more accurate the shape of the phase interface at any Orientation of their inclination can be defined. In particular, can be This results in a largely planar phase interface with adjustable orientation generate, which is responsible for the light beam passing through the arrangement has the effect of an optical Keils, the re the beam axis is orientable.

Die beiden Flüssigkeiten haben im Hinblick auf die gewünschte optische Wirkung der Anordnung unterschiedliche optische Brechungsindizes. Im Hinblick auf eine präzise und reproduzierbar einstellbare Wirkung der durch die den Steuerelektroden zugeführten Spannungen auf die Flüssigkeiten wirkenden Potentiale ist eine der beiden Flüssigkeiten elektrisch leitend und steht mit einer Sammelelektrode in Kontakt, welcher durch das Spannungsversorgungssystem eine vorbestimmte Spannung, beispielsweise Massepotential, zugeführt ist. Die Steuerelektroden selbst sind vorzugsweise von den Flüssigkeiten isoliert an der Umfangswand angebracht, indem sie beispielweise in die Umfangswand eingebettet oder an deren Außenwand angebracht sind. Die Steuerelektroden stehen somit mit den Flüssigkeiten nicht in direktem mechanischen Kontakt sondern weisen von den Flüssigkeiten einen Abstand auf, der zum Beispiel einer Dicke einer Isolationsschicht zwischen den Steuerelektroden und den Flüssigkeiten und somit einem Abstand zwischen den Steuerelektroden und der Innenoberfläche der Umfangswand entspricht.The two liquids have with regard to the desired optical effect of the arrangement different optical refractive indices. With regard to a precise and reproducible adjustable effect of the control electrodes supplied Tensions on the liquids acting potentials is one of the two liquids electrically conductive and is in contact with a collecting electrode which passes through the Power supply system a predetermined voltage, for example ground potential, supplied is. The control electrodes themselves are preferably of the liquids insulated attached to the peripheral wall, by example embedded in the peripheral wall or attached to its outer wall. The Control electrodes are thus not in direct contact with the liquids mechanical contact but have a distance from the liquids, for example, a thickness of an insulating layer between the Control electrodes and the fluids and thus a distance between the control electrodes and the inner surface of the Peripheral wall corresponds.

Gemäß Ausführungsformen der Erfindung ist das den Steuerelektroden zugeführte Spannungsmuster folgendermaßen konfiguriert: Einer Steuerelektrode wird eine größte Spannung zugeführt, einer dieser Steuerelektrode an der Umfangswand gegenüberliegend angeordneten Steuerelektrode wird eine kleinste Spannung zugeführt, und den in Umfangsrichtung zwischen diesen beiden Steuerelektroden an geordneten Elektroden werden Spannungen zugeführt, welche kleiner sind als die größte Spannung und größer als die kleinste Spannung.According to embodiments According to the invention, the voltage pattern applied to the control electrodes is configured as follows: A control electrode is supplied with a maximum voltage, one of these Control electrode on the peripheral wall opposite arranged control electrode a smallest voltage is supplied, and the one in the circumferential direction between these two control electrodes on ordered electrodes voltages are supplied, which are smaller than the biggest tension and greater than the smallest tension.

Das Spannungsversorgungssystem kann die Steuerelektrode, welcher die größte Spannung zugeführt wird, aus der Menge der Steuerelektroden auswählen und ändern und dadurch die Orientierung der Neigung der Phasengrenzfläche und folglich die Richtung der Strahlablenkung einstellen. Ferner kann das Spannungsversorgungssystem eine Differenz zwischen der größten Spannung und der kleinsten Spannung einstellen und hierdurch die Stärke der Neigung und folglich die Stärke der Strahlablenkung einstellen.The power supply system may supply the control electrode which has the greatest voltage leads and selects from the set of control electrodes and thereby adjust the orientation of the inclination of the phase interface and thus the direction of the beam deflection. Further, the power supply system may adjust a difference between the largest voltage and the lowest voltage, thereby adjusting the magnitude of the tilt and, consequently, the intensity of the beam deflection.

Gemäß einer Ausführungsform hierin weist das Spannungsversorgungssystem einen Eingang für ein Orientierungs- und Amplitudensignal auf und wählt in Abhängigkeit von dem zugeführten Orientierungs- und Amplitudensignal die Steuerelektrode aus, welcher die größte Spannung zugeführt wird, und stellt in Abhängigkeit von dem Orientierungs- und Amplitudensignal auch die Größe der Differenz zwischen der größten Spannung und der kleinsten Spannung ein. Der Eingang kann zwei Anschlüsse aufweisen, wobei dem einen Anschluß ein Orientierungssignal zugeführt wird, in Abhängigkeit von welchem die Steuerelektrode ausgewählt wird, welcher die größte Spannung zugeführt wird, und wobei dem anderen Anschluß ein Amplitudensignal zugeführt wird, in Abhängigkeit von welchem die Differenz zwischen der größten und der kleinsten Spannung eingestellt wird, um die Stärke der Strahlablenkung einzustellen. Der Eingang kann auch einen einzigen Anschluß aufweisen, welchen das Orientierungs- und Amplitudensignal in modulierter Form, beispielsweise als Binärsignal, zugeführt wird.According to one embodiment Here, the power supply system has an input for an orientation and amplitude signal on and selects dependent on supplied by the Orientation and amplitude signal from the control electrode, which the biggest tension supplied becomes, and sets in dependence from the orientation and amplitude signal also the magnitude of the difference between the greatest tension and the smallest tension. The input can have two connections, wherein the one terminal a Orientation signal supplied will, depending from which the control electrode is selected which has the largest voltage supplied is, and wherein the other terminal an amplitude signal is supplied, dependent on of which the difference between the largest and the smallest voltage is adjusted to the strength to adjust the beam deflection. The entrance can also be a single one Have connection, which the orientation and amplitude signal in modulated form, for example as a binary signal, supplied becomes.

Gemäß Ausführungsformen der Erfindung sind in dem Behälter mehr als zwei Flüssigkeiten vorgesehen, so daß sich zwischen den Flüssigkeiten zwei oder mehr Phasengrenzflächen ausbilden, welche von dem die Anordnung durchsetzenden Strahlenbündel durchsetzt werden. Bei geeigneter Auswahl der Flüssigkeiten hinsichtlich ihrer Brechungsindizes und Abbe-Zahlen ist es dann möglich, eine Strahlablenkung bei vergleichsweise geringer Dispersion bereitzustellen. Hierbei kann für die Ansteuerung einer jeden Phasengrenzfläche eine separate Gruppe von Steuerelektroden vorgesehen sein, oder es kann lediglich eine Gruppe von um den Umfang der Umfangswand verteilt angeordneten Steuerelektroden vorgesehen sein, welche die zwei oder mehr Phasengrenzflächen gemeinsam beeinflussen.According to embodiments of the invention are in the container more than two liquids provided so that between two liquids or more phase interfaces form, which passes through the array passing through the beam become. With a suitable choice of liquids in terms of their Refractive indices and Abbe numbers, it is then possible, a beam deflection to provide at a comparatively low dispersion. in this connection can for the control of each phase boundary a separate group of Control electrodes may be provided, or it may only be a group of distributed around the circumference of the peripheral wall control electrodes be provided, which the two or more phase interfaces in common influence.

Gemäß Ausführungsformen der Erfindung ist ein abbildendes optisches System vorgesehen, welches eine Eingangsoptik und eine Ausgangsoptik umfaßt, welche in einem Abbildungsstrahlengang des optischen Systems hintereinander angeordnet sind. Zwischen der Eingangsoptik und der Ausgangsoptik ist in dem Strahlengang eine variable optische Anordnung der vorangehend erläuterten Art angeordnet. Durch Ansteuern der variablen optischen Anordnung ist es dann möglich, den Strahlengang durch das optische System gezielt zu beeinflussen und insbesondere eine Ablenkung bzw. einen einstellbaren Knick in den Strahlengang zu erzeugen. Dies kann dazu ausgenutzt werden, ein durch das optische System abgebildetes Objektfeld lateral zu verlagern. Gemäß einer Ausführungsform ist hierbei vorgesehen, bei einer auftretenden Verlagerung des gesamten optischen Systems die variable optische Anordnung derart anzusteuern, daß ein durch das optische System abgebildetes Objektfeld während der Verlagerung des optischen Systems konstant bleibt, so daß das durch das System erzeugte Bild stationär bleibt, obwohl das optische System selbst sich bewegt. Eine bevorzugte Anwendung hierfür liegt in der Kompensation von auf das optische System ausgeübten Schwingungen, so daß ein ansonsten erzeugtes Bildwackeln weitgehend unterbleibt.According to embodiments The invention provides an imaging optical system which an input optics and an output optics, which in an imaging beam path of the optical system are arranged one behind the other. Between the entrance optics and the output optics is a variable optical arrangement in the beam path the previously explained Kind arranged. By driving the variable optical device is it possible then to selectively influence the beam path through the optical system and in particular a deflection or an adjustable bend in to generate the beam path. This can be exploited an object field mapped by the optical system laterally to relocate. According to one embodiment is provided here, with an occurring shift of the entire optical Systems to drive the variable optical arrangement such that a through the optical system imaged object field during the displacement of the optical System remains constant, so that the The image generated by the system remains stationary, although the optical System itself moves. A preferred application for this is in the compensation of vibrations exerted on the optical system, so that one otherwise generated image wobbling largely omitted.

Gemäß besonderen Ausführungsformen umfaßt das System hierbei ein Sensorsystem zur Erzeugung eines einer Änderung einer Lage des Systems relativ zu einem Bezugssystem repräsentierenden Signals, welches dann dem Eingang des Spannungsversorgungssystem zugeführt wird, um eine optische Kompensation der Bewegung des optischen Systems derart zu erreichen, daß das von dem abbildenden optischen System erzeugte Bild trotz der Bewegung des Systems ruht.According to special Embodiments include the system Here is a sensor system for generating a change a position of the system relative to a reference system representing Signal, which then the input of the power supply system supplied is to make an optical compensation of the movement of the optical system to achieve such that image generated by the imaging optical system despite the movement of the system is at rest.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein Stereo-Operationsmikroskopiesystem vorgesehen, welches ein Stereo-Operationsmikroskop und ein Stativ mit mehreren aneinander angelenkten und relativ zueinander verlagerbaren Stativgliedern umfaßt, um das Stereo-Operationsmikroskop relativ zu einem Operationsfeld zu verlagern. Ferner umfaßt das Stereo-Operationsmikroskop eine optische Ablenkeinrichtung, um ein durch das Stereo-Operationsmikroskop abgebildetes Objektfeld lateral bezüglich einer Hauptachse eines Objektivs des Stereo-Operationsmikroskops zu verlagern.According to one another embodiment The invention provides a stereo surgical microscopy system. which is a stereo surgical microscope and a tripod with several hinged to each other and relatively displaceable tripod members comprises around the stereo surgical microscope relative to a surgical field to relocate. Further included the stereo surgical microscope an optical deflector, around an object field imaged by the stereo-surgical microscope laterally a main axis of a lens of the stereo operating microscope to relocate.

Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform hierin umfaßt die optische Ablenkeinrichtung zwei Flüssigkeiten mit unterschiedlichem Brechungsindex, deren Phasengrenzfläche durch eine Steuerung einstellbar ist.According to one exemplary embodiment herein the optical deflector two liquids with different Refractive index whose phase interface can be adjusted by a controller is.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfaßt die optische Ablenkeinrichtung eine Linse oder Linsengruppe, welche über einen Antrieb um wenigstens eine quer zu einer optischen Achse der Linse bzw. Linsengruppe orientierte Achse verkippt werden kann. Durch die Verkippung der Linse bzw. Linsengruppe wird eine Ablenkung eines die Linse bzw. Linsengruppe durchsetzenden Strahlenganges erreicht.According to one another embodiment comprises the optical deflecting means comprises a lens or lens group which passes over a Drive about at least one transverse to an optical axis of the lens or Lens group oriented axis can be tilted. By tilting the lens or lens group becomes a deflection of the lens or lens group penetrating beam path achieved.

Hierbei ist es möglich, daß eine Linse bzw. Linsengruppe des Objektivs des Stereo-Operationsmikroskops durch den Antrieb verkippt wird, oder es können jeweils zwei Linsen bzw. Linsengruppen durch Antriebe verkippt werden, von denen jeweils eine Linse bzw. Linsengruppe in einem von beiden Stereo-Abbildungsstrahlengängen des Stereo-Operationsmikroskops enthalten ist.In this case, it is possible that a lens or lens group of the lens of the stereo operating microscope is tilted by the drive, or it in each case two lenses or lens groups can be tilted by drives, of which in each case a lens or lens group is contained in one of the two stereo imaging beam paths of the stereo operating microscope.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfaßt die optische Ablenkeinrichtung wenigstens ein Paar von optischen Keilen, welche hintereinander in einem Abbildungsstrahlengang des Mikroskops angeordnet sind und relativ zueinander oder/und relativ zu einem Objektiv des Mikroskops verdrehbar sind, um eine Orientierung der Ablenkung und eine Stärke der Ablenkung einstellen zu können.According to one another embodiment comprises the optical deflector at least one pair of optical Wedges, which in a row in an imaging beam path of the Microscopes are arranged and relative to each other and / or relative to a lens of the microscope are rotatable to an orientation the distraction and a strength of To adjust the deflection.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfaßt das Stereo-Operationsmikroskopiesystem eine Benutzerschnittstelle, um die optische Ablenkeinrichtung im Hinblick auf eine Verlagerung eines durch das Stereo-Operationsmikroskopiesystem abgebildeten Objektfeldes lateral innerhalb eines Operationsfeldes anzusteuern.According to one another embodiment comprises the stereo operating microscopy system a user interface to the optical deflector in With regard to a displacement of one by the stereo-surgical microscopy system imaged object field laterally within a surgical field head for.

Das Sensorsystem kann beispielsweise einen Beschleunigungssensor oder/und einen Lagesensor umfassen.The Sensor system, for example, an acceleration sensor and / or comprise a position sensor.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Hierbei zeigtembodiments The invention will be explained in more detail with reference to figures. in this connection shows

1 eine perspektivische Darstellung einer variablen optischen Anordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, 1 a perspective view of a variable optical arrangement according to an embodiment of the invention,

2 eine vereinfachte Schnittdarstellung der in 1 gezeigten Anordnung, 2 a simplified sectional view of the in 1 shown arrangement,

3 ein Schaltungsschema zur Ansteuerung von Steuerelektroden der in 1 gezeigten Anordnung, 3 a circuit diagram for controlling control electrodes of in 1 shown arrangement,

4 Graphen, welche Spannungsmuster von Steuerelektroden der in 1 gezeigten Anordnung zugeführten Spannungen repräsentieren, 4 Graphs showing voltage patterns of control electrodes of in 1 represent voltages applied to the arrangement shown,

5 eine vereinfachte Schnittdarstellung einer variablen optischen Anordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, 5 a simplified sectional view of a variable optical arrangement according to another embodiment of the invention,

6 eine vereinfachte Schnittdarstellung einer variablen optischen Anordnung gemäß einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung, 6 5 is a simplified sectional view of a variable optical arrangement according to a still further embodiment of the invention,

7 eine schematische Darstellung eines abbildenden optischen Systems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, 7 a schematic representation of an imaging optical system according to an embodiment of the invention,

8 das in 7 gezeigte optische System mit einer anderen Ansteuerung von variablen optischen Anordnungen, welche in dem System enthalten sind, 8th this in 7 shown optical system with a different drive of variable optical arrangements, which are included in the system,

9 eine variable optische Ablenkeinrichtung, welche zwei optische Keile umfaßt, 9 a variable optical deflector comprising two optical wedges,

10 eine variable optische Einrichtung, welche eine um eine Querachse verkippbare Linse umfaßt, 10 a variable optical device comprising a tiltable about a transverse axis lens,

11 die in 10 gezeigte variable optische Einrichtung bei einer aus einer Ruhelage verkippten Linse, und 11 in the 10 shown variable optical device in a tilted from a rest position lens, and

12 eine weitere Ausführungsform eines Stereo-Mikroskops mit variabler optischer Anordnung. 12 another embodiment of a stereo microscope with a variable optical arrangement.

1 zeigt eine Ausführungsform einer variablen optischen Anordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einer schematischen perspektivischen aufgebrochenen Darstellung, und 2 zeigt diese Anordnung in einer vereinfachten schematischen Schnittdarstellung. 1 shows an embodiment of a variable optical arrangement according to an embodiment of the invention in a schematic perspective cut-away view, and 2 shows this arrangement in a simplified schematic sectional view.

Die Anordnung 21 umfaßt ein Gehäuse 23, welches aus einer kreiszylindrischen bzw. rohrförmigen Umfangswand 25 und an beiden Stirnseiten des Rohrs 25 derart angebrachte Fenster 27 und 28 besteht, so daß der Behälter 23 ein zylinderförmiges Volumen begrenzt. Das Fenster 27 bildet ein Eintrittsfenster, durch welches ein Lichtstrahl 31 in die optische Anordnung 21 eintritt, und das Fenster 29 bildet ein Austrittsfenster, durch welches der Lichtstrahl 31 aus der optischen Anordnung 21 wieder austritt.The order 21 includes a housing 23 , which consists of a circular cylindrical or tubular peripheral wall 25 and on both ends of the tube 25 such windows attached 27 and 28 exists, so that the container 23 limited a cylindrical volume. The window 27 forms an entrance window through which a light beam 31 in the optical arrangement 21 enters, and the window 29 forms an exit window, through which the light beam 31 from the optical arrangement 21 exits again.

In dem von dem Behälter 23 begrenzten Volumen sind zwei verschiedene Flüssigkeiten angeordnet. Hierbei steht eine in dem Behältervolumen unten angeordnete Flüssigkeit 33 über eine Phasengrenzfläche 35 mit einer in dem Behältervolumen oben angeordnete Flüssigkeit 34 in Kontakt.In the one of the container 23 limited volumes are arranged two different liquids. Here is a liquid arranged in the container volume below 33 over a phase interface 35 with a liquid arranged in the container volume at the top 34 in contact.

Eine Gruppe von sechzehn Steuerelektroden 1, ... 16 ist über den Umfang der Behälterwand 25 verteilt in die Wand eingebettet. Die einzelnen Steuerelektroden 1, ... 16 erstrecken sich als Streifenelektroden in Längsrichtung der Behälterwand 25 und sind voneinander elektrisch isoliert.A group of sixteen control electrodes 1 , ... 16 is about the circumference of the container wall 25 embedded in the wall. The individual control electrodes 1 , ... 16 extend as strip electrodes in the longitudinal direction of the container wall 25 and are electrically isolated from each other.

3 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer Ansteuerung der Steuerelektroden 1...16. Eine jede der Steuerelektroden weist einen durch die Wand 25 nach außen geführten Anschluß 41 auf, welcher mit jeweils einem Ausgang 43 einer Steuerschaltung 45 elektrisch verbunden ist. Die Steuerschaltung 45 ist derart konfiguriert, daß sie einer jeden der Steuerelektroden 1...16 eine einstellbare Spannung zuführen kann. Die Spannungen, welche den Steuerelektroden 1...16 zugeführt werden, bestimmen einen Kontaktwinkel α, welchen die Phasengrenzfläche 35 mit der Wand 25 im Bereich der jeweiligen Steuerelektrode einschließt. 3 is a schematic representation for explaining a control of the control electrodes 1 ... 16 , Each of the control electrodes points through the wall 25 outgoing connection 41 on, which each with an output 43 a control circuit 45 electrically connected. The control circuit 45 is configured to correspond to each of the control electrodes 1 ... 16 can supply an adjustable voltage. The voltages which the control electrodes 1 ... 16 be fed determine a contact angle α, which the phase interface 35 with the wall 25 in the region of the respective control electrode.

2 zeigt beispielhaft einen kleinen Kontaktwinkel α1, welchen die Phasengrenzfläche 35 im Bereich der Steuerelektrode 1 mit der Wand 25 einschließt, und einen großen Kontaktwinkel α9, welchen die Phasengrenzfläche 35 mit der Wand 25 im Bereich der Steuerelektrode 9 einschließt. 2 shows by way of example a small contact angle α 1 , which the phase interface 35 in the area of the control electrode 1 with the wall 25 includes, and a large contact angle α 9 , which the phase interface 35 with the wall 25 in the area of the control electrode 9 includes.

In 4 repräsentiert eine Kurve 47 ein Spannungsmuster, welches von der Steuerschaltung 45 an die Steuerelektroden 1...16 angelegt ist. Das durch die Kurve 47 beispielhaft dargestellte Spannungsmuster ist derart gewählt, daß an die Steuerelektrode 1 eine kleinste Spannung angelegt ist und an die Steuerelektrode 9, welche der Steuerelektrode 1 an der Behälterwand 25 diametral gegenüberliegt, eine größte Spannung angelegt ist. Die an die übrigen Steuerelektroden angelegten Spannungen sind so gewählt, daß diese mit zunehmendem Abstand in Umfangsrichtung von der Steuerelektrode 9 kontinuierlich bis zu dem Wert der an die Steuerelektrode 1 angelegten Spannung abnehmen. Aufgrund des Zusammenhangs zwischen der an die Steuerelektroden angelegten Spannung und dem Kontaktwinkel, den die Phasengrenzfläche 35 in den Bereich der Steuerelektrode mit der Wand 25 einschließt, nimmt der Kontaktwinkel ausgehend von dem Bereich der Steuerelektrode 9 (Kontaktwinkel α9) in Umfangsrichtung um die Umfangswand 25 bis zu der Steuerelektrode 1 (Kontaktwinkel α1) kontinuierlich ab. Für die Steuerelektroden 5 und 13 ist die zugeführte Spannung derart gewählt, daß der Kontaktwinkel α in dem Bereich der Elektroden 5 und 13 jeweils etwa 90° beträgt.In 4 represents a curve 47 a voltage pattern generated by the control circuit 45 to the control electrodes 1 ... 16 is created. That through the bend 47 exemplified voltage pattern is selected such that the control electrode 1 a smallest voltage is applied and to the control electrode 9 , which the control electrode 1 on the container wall 25 diametrically opposed, a maximum voltage is applied. The voltages applied to the remaining control electrodes are selected so that they increase with increasing distance in the circumferential direction from the control electrode 9 continuously up to the value of the control electrode 1 remove applied voltage. Due to the relationship between the voltage applied to the control electrodes and the contact angle, the phase interface 35 in the area of the control electrode with the wall 25 includes, the contact angle increases from the area of the control electrode 9 (Contact angle α 9 ) in the circumferential direction around the peripheral wall 25 to the control electrode 1 (Contact angle α 1 ) continuously. For the control electrodes 5 and 13 the supplied voltage is chosen such that the contact angle α in the region of the electrodes 5 and 13 each is about 90 °.

Auf diese Weise ist es möglich, die Phasengrenzfläche 25 hinsichtlich ihrer Form derart zu beeinflussen, daß sie eine annährend plane Fläche bildet, welche bezüglich einer Längsachse 49 der Wand 25 unter einem Winkel γ in Richtung zu der Steuerelektrode 1 geneigt ist.In this way it is possible the phase interface 25 to influence with respect to their shape so that it forms an approximately planar surface, which with respect to a longitudinal axis 49 the Wall 25 at an angle γ toward the control electrode 1 is inclined.

Aufgrund der unterschiedlichen Brechungsindizes der beiden Flüssigkeiten 33 und 34 wird der durch das Fenster 27 in die Anordnung 21 eintretende Lichtstrahl 31 an der Phasengrenzfläche 35 um einen Winkel δ hin zu der Steuerelektrode 1 abgelenkt.Due to the different refractive indices of the two liquids 33 and 34 that will be through the window 27 in the arrangement 21 incoming light beam 31 at the phase boundary 35 by an angle δ toward the control electrode 1 distracted.

Die Flüssigkeit 34 kann beispielsweise ein Öl sein, und die Flüssigkeit 33 kann beispielsweise Wasser sein, welchem ein Salz zugesetzt ist, so daß dieses elektrisch leitfähig ist. Eine Sammelelektrode 51 steht mit der Flüssigkeit 33 in elektrischem Kontakt, um diese auf ein vorbestimmtes Potential, beispielweise Massepotential, zu legen. Hierdurch wird die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Einstellung der Kontaktwinkel α durch die einzelnen Steuerelektroden 1...16 erhöht.The liquid 34 For example, it can be an oil and the fluid 33 For example, water may be added to which a salt is added so that it is electrically conductive. A collecting electrode 51 stands with the liquid 33 in electrical contact in order to set this to a predetermined potential, for example ground potential. As a result, the accuracy and reproducibility of the adjustment of the contact angle α by the individual control electrodes 1 ... 16 elevated.

Die Steuerschaltung 45 weist einen Eingangsanschluß 53 für die Zuführung eines Orientierungssignals auf. In Abhängigkeit von dem zugeführten Orientierungssignal wählt die Steuerschaltung 45 diejenige Elektrode aus, welcher die größte Spannung zugeführt wird. Eine Kurve 55 in 4 repräsentiert ein den Steuerelektroden zugeführtes Spannungsmuster, bei welchem der Steuerelektrode 11 die größte Spannung und der der Steuerelektrode 11 gegenüberliegenden Steuerelektrode 3 die kleinste Spannung zugeführt wird. In dieser Situation ist die Phasengrenzfläche 35 um den Winkel γ hin zu der Steuerelektrode 3 geneigt, und entsprechend wird der Lichtstrahl 31 um den Winkel δ hin zu der Steuerelektrode 3 abgelenkt.The control circuit 45 has an input terminal 53 for the supply of an orientation signal. In response to the supplied orientation signal, the control circuit selects 45 that electrode from which the largest voltage is supplied. A curve 55 in 4 represents a voltage pattern applied to the control electrodes, in which the control electrode 11 the largest voltage and the control electrode 11 opposite control electrode 3 the smallest voltage is supplied. In this situation, the phase interface 35 by the angle γ towards the control electrode 3 inclined, and accordingly the light beam 31 by the angle δ towards the control electrode 3 distracted.

In Bezug auf 4 ist anzumerken, daß die dort dargestellten Kurvenverläufe rein phänomenologisch sein sollen. Aus der Darstellung soll hervorgehen, daß an eine Elektrode eine größte Spannung angelegt ist und an eine dieser gegenüberliegende Elektrode eine kleinste Spannung angelegt ist und die dazwischen liegenden Spannungswerte kontinuierlich zunehmen bzw. abnehmen sollen. Aus der 4 soll allerdings nicht herausgelesen werden, daß die Spannungen unbedingt eine sinusförmige Abhängigkeit von der Position der jeweiligen Steuerelektrode in Umfangsrichtung aufweisen. In der Praxis kann der genaue Verlauf der Kurven, welche die an die Steuerelektroden anzulegenden Spannungen repräsentieren, experimentell bestimmt und in einer Tabelle in einem Speicher des Spannungsversorgungssystems abgelegt werden. So kann die Gestalt der Phasengrenzfläche beispielsweise optisch vermessen werden, und an die einzelnen Steuerelektroden angelegte Spannungen können in Abhängigkeit von dem Ergebnis so lange variiert werden, bis sich eine gewünschte Gestalt der Phasengrenzfläche ergibt. Die auf diese Weise ermittelten Spannungen können zur späteren Verwendung gespeichert werden. Hierbei ist es möglich, für eine Vielzahl verschiedener Gestalten der Phasengrenzfläche die jeweils notwendigen Spannungen zu ermitteln und zu speichern. Bei der Anwendung der variablen optischen Anordnung zur gesteuerten Einwirkung auf Lichtstrahlen können die gespeicherten Spannungswerte dann später zur Einstellung einer gewünschten Gestalt der Phasengrenzfläche abgerufen werden. Soll eine Gestalt der Phasengrenzfläche eingestellt werden, zu welcher vorher keine Spannungswerte ermittelt und/oder gespeichert wurden, so ist es möglich, geeignete Spannungswerte durch Interpolation aus Spannungswerten zu ermitteln, welche für Phasengrenzflächen einer ähnlichen Gestalt ermittelt und gespeichert wurden.In relation to 4 It should be noted that the curves shown there should be purely phenomenological. From the illustration, it should be apparent that a maximum voltage is applied to one electrode and a smallest voltage is applied to one of these opposing electrodes and the voltage values therebetween should increase or decrease continuously. From the 4 However, it should not be read that the voltages necessarily have a sinusoidal dependence on the position of the respective control electrode in the circumferential direction. In practice, the exact course of the curves, which represent the voltages to be applied to the control electrodes, can be determined experimentally and stored in a table in a memory of the power supply system. For example, the shape of the phase interface can be optically measured, and voltages applied to the individual control electrodes can be varied as a function of the result until a desired shape of the phase boundary surface results. The voltages determined in this way can be stored for later use. In this case, it is possible to determine and store the respectively required voltages for a large number of different shapes of the phase interface. In applying the variable optical array for controlled exposure to light rays, the stored voltage values may then be retrieved later to set a desired shape of the phase interface. If it is intended to set a shape of the phase interface to which no voltage values were previously determined and / or stored, it is possible to determine suitable voltage values by interpolation from voltage values which were determined and stored for phase interfaces of a similar shape.

Die Steuerschaltung 45 weist ferner einen Eingangsanschluß 57 für die Zuführung eines Amplitudensignals auf. In Abhängigkeit von dem Amplitudensignal stellt die Steuerschaltung 45 eine Differenz zwischen der den Steuerelektroden 1...16 zugeführten größten Spannung und der den Steuerelektroden 1...16 zugeführten kleinsten Spannung ein. In Figur repräsentiert eine Kurve 59 ein den Steuerelektroden zugeführtes Spannungsmuster, bei welchem zwar der Steuerelektrode 9 die größte Spannung zugeführt wird und der Steuerelektrode 16 die kleinste Spannung zugeführt wird, diese Spannungen allerdings im Vergleich zu den vorangehend erläuterten Spannungen, welche durch die Kurve 47 in 4 repräsentiert sind, verringert sind. Dies führt dazu, daß die Neigung der Phasengrenzfläche 35 bezüglich der Längsachse 49 geringer wird als der in 2 gezeigte Winkel γ. Als Folge davon wird der Strahl 31 um einen Winkel hin zu der Steuerelektrode 1 abgelenkt, welcher kleiner ist als der in 2 gezeigte Winkel δ.The control circuit 45 also has an input terminal 57 for the supply of an Ampli on. In response to the amplitude signal, the control circuit 45 a difference between the control electrodes 1 ... 16 supplied largest voltage and the control electrodes 1 ... 16 supplied lowest voltage. In figure represents a curve 59 a voltage pattern applied to the control electrodes, in which case the control electrode 9 the largest voltage is supplied and the control electrode 16 the lowest voltage is supplied, however, these voltages compared to the previously explained voltages, which through the curve 47 in 4 are reduced. This causes the inclination of the phase interface 35 with respect to the longitudinal axis 49 less than the one in 2 shown angle γ. As a result, the beam becomes 31 at an angle to the control electrode 1 distracted, which is smaller than the one in 2 shown angle δ.

Es ist somit möglich, die Ablenkung des Lichtstrahls 31 hinsichtlich Betrag und Richtung über die Eingänge 53 und 57 der Steuerschaltung 45 einzustellen.It is thus possible to deflect the light beam 31 in terms of amount and direction over the entrances 53 and 57 the control circuit 45 adjust.

Nachfolgend werden Varianten der anhand der 1 bis 4 erläuterten Ausführungsform dargestellt. Hierbei sind Komponenten, die hinsichtlich ihres Aufbaus oder ihrer Funktion Komponenten der 1 bis 4 entsprechen, mit den gleichen Bezugsziffern, zur Unterscheidung jedoch mit einem zusätzlichen Buchstaben versehen. Hierbei wird auf die gesamte vorangehende Beschreibung Bezug genommen.Below are variants of the basis of the 1 to 4 illustrated embodiment illustrated. Here are components that are components of the structure or function of the 1 to 4 have the same reference numerals but a different letter to distinguish them. Here, reference is made to the entire preceding description.

5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer variablen optischen Anordnung 21a in einer vereinfachten schematischen Schnittdarstellung ähnlich der 2. Im Unterschied zu der in 2 gezeigten Ausführungsform sind bei der Anordnung 21a drei Flüssigkeiten in einem Behälter 23a angeordnet. Eine in dem Behälter 23a oben angeordnete Flüssigkeit 34a weist einen größeren Brechungsindex auf als eine in dem Behälter 23a in der Mitte angeordnete Flüssigkeit 33a und definiert mit dieser eine Phasengrenzfläche 35a. Eine in dem Behälter 23a unten angeordnete Flüssigkeit 36 hat wiederum einen größeren Brechungsindex als die Flüssigkeit 33a und definiert mit dieser eine Phasengrenzfläche 38. Die beiden Phasengrenzflächen 35a und 38 sind mit Abstand voneinander entlang einer Längsachse 49a des Behälters 23a angeordnet und sind bezüglich der Längsachse 49a lateral durch die Gehäusewand 23a begrenzt. Es sind hierbei zwei Sätze von jeweils sechzehn Steuerelektroden 1a, ... 9a, ... und 1a',... 9a', ... zur Ansteuerung der beiden Phasengrenzflächen 35a und 38 vorgesehen, wobei der eine Satz von Steuerelektroden 1a, ... 9a, ... von einer in der 5 nicht dargestellten Steuerschaltung über Anschlüsse 41a mit Spannungen versorgt wird, um die Neigung und Orientierung der Phasengrenzfläche 35a bezüglich der Längsachse 49a einzustellen. Der zweite Satz Steuerelektroden 1a', ... 9a', ... wird über Anschlüsse 41a' angesteuert, um Neigung und Orientierung der Phasengrenzfläche 38 bezüglich der Längsachse 49a einzustellen. Da für jede Phasengrenzfläche 35a, 38 eine separate Gruppe von Steuerelektroden vorgesehen ist, können die Kontaktwinkel α der Phasengrenzfläche 35a unabhängig von den Kontaktwinkeln β der Phasengrenzfläche 38 eingestellt werden. 5 shows a further embodiment of a variable optical arrangement 21a in a simplified schematic sectional view similar to the 2 , Unlike the in 2 shown embodiment are in the arrangement 21a three liquids in a container 23a arranged. One in the container 23a above arranged liquid 34a has a larger refractive index than one in the container 23a liquid in the middle 33a and defines with this a phase interface 35a , One in the container 23a bottom liquid 36 again has a higher refractive index than the liquid 33a and defines with this a phase interface 38 , The two phase interfaces 35a and 38 are spaced apart along a longitudinal axis 49a of the container 23a arranged and are with respect to the longitudinal axis 49a laterally through the housing wall 23a limited. There are two sets of sixteen control electrodes 1a , ... 9a , ... and 1a ' ... 9a ' , ... for controlling the two phase interfaces 35a and 38 provided, one of the set of control electrodes 1a , ... 9a , ... of one in the 5 not shown control circuit via connections 41a is supplied with voltages to the inclination and orientation of the phase interface 35a with respect to the longitudinal axis 49a adjust. The second set of control electrodes 1a ' , ... 9a ' , ... is about connections 41a ' controlled to tilt and orientation of the phase interface 38 with respect to the longitudinal axis 49a adjust. As for every phase interface 35a . 38 a separate group of control electrodes is provided, the contact angle α of the phase interface 35a independent of the contact angles β of the phase interface 38 be set.

Die Wirkung der Steuerelektroden eines jeden Satzes auf lediglich eine der beiden Phasengrenzflächen 38 und 35a ergibt sich daraus, daß lediglich eine der beiden Phasengrenzflächen 38, 35a in unmittelbarer Nachbarschaft der jeweiligen Steuerelektrode angeordnet ist. Beispielsweise ist ein Abstand zwischen der Phasengrenzfläche 38 und der Steuerelektrode 9a' im wesentlichen gleich einer Dicke x einer Isolationsschicht, welche zwischen der Steuerelektrode 9a' und einer Innenoberfläche 26 der Umfangswand 25a vorgesehen ist. Der Abstand zwischen der Phasengrenzfläche 35a und der Steuerelektrode 9a' hingegen ist wesentlich größer als die Dicke x der Isolationsschicht, und die Wirkung der an die Steuerelektrode 9a' angelegten Spannung auf einen Kontaktwinkel der Phasengrenzfläche 35a ist deshalb im wesentlichen vernachlässigbar.The effect of the control electrodes of each set on only one of the two phase interfaces 38 and 35a results from the fact that only one of the two phase interfaces 38 . 35a is arranged in the immediate vicinity of the respective control electrode. For example, a distance between the phase interface 38 and the control electrode 9a ' substantially equal to a thickness x of an insulating layer sandwiched between the control electrode 9a ' and an inner surface 26 the peripheral wall 25a is provided. The distance between the phase interface 35a and the control electrode 9a ' however, it is much larger than the thickness x of the insulating layer and the effect of the control electrode 9a ' applied voltage to a contact angle of the phase interface 35a is therefore essentially negligible.

Ein in die Anordnung 21a eintretender Lichtstrahl 31a wird an der Phasengrenzfläche 35a um einen Winkel δ1 abgelenkt und nachfolgend beim Durchtritt durch die Phasengrenzfläche 38 um einen Winkel δ2 abgelenkt, so daß sich insgesamt eine Ablenkung des Strahls 31a um einen Winkel (δ1 + δ2) ergibt. Zudem ist es möglich, bei geeigneter Wahl der Abbe-Zahlen der Flüssigkeiten 34a, 33a und 36 zusammen mit den Brechungsindizes eine Dispersion des Lichtstrahls 31a bei der Ablenkung um den Winkel (δ1 + δ2) relativ gering zu halten.One in the arrangement 21a incoming light beam 31a becomes at the phase interface 35a deflected by an angle δ 1 and subsequently when passing through the phase boundary 38 deflected by an angle δ 2 , so that a total of a deflection of the beam 31a by an angle (δ 1 + δ 2 ). In addition, it is possible, with a suitable choice of the Abbe numbers of the liquids 34a . 33a and 36 together with the refractive indices a dispersion of the light beam 31a at the deflection by the angle (δ 1 + δ 2 ) to keep relatively low.

6 zeigt eine weitere Ausführungsform einer variablen optischen Anordnung 21b, welche einen ähnlichen Aufbau aufweist, wie die in 5 dargestellte Ausführungsform. 6 shows a further embodiment of a variable optical arrangement 21b , which has a similar structure, as in 5 illustrated embodiment.

Im Unterschied zu der in 5 gezeigten Anordnung weist die Anordnung 21b der 6 lediglich eine Gruppe von Steuerelektroden 1b ... 9b, ... auf, um Neigungswinkel und Orientierungen der Neigungen von zwei Phasengrenzflächen 35b und 38b gleichzeitig einzustellen. Diese Konfiguration kann eingesetzt werden, wenn die drei Flüssigkeiten 34b, 33b und 36b, zwischen welchen die Phasengrenzflächen 35b bzw. 38b bestehen, jeweils paarweise voneinander verschieden sind. In der Regel sind dann die Kontaktwinkel α der Phasengrenzfläche 35b etwas verschieden von Kontaktwinkeln β der Phasengrenzfläche 38b. Allerdings kann die Elektrodenkonfiguration vorteilhaft eingesetzt werden, wenn die Flüssigkeiten 34b und 36b vom gleichen Typ sind, da dann die Phasengrenzflächen 35b und 38b im wesentlichen symmetrisch zueinander angeordnet sind.Unlike the in 5 The arrangement shown has the arrangement 21b of the 6 only a group of control electrodes 1b ... 9b , ..., to angles of inclination and orientations of the inclinations of two phase interfaces 35b and 38b adjust simultaneously. This configuration can be used when the three fluids 34b . 33b and 36b between which the phase interfaces 35b respectively. 38b exist, in each case in pairs are different from each other. As a rule, the contact angles α of the phase boundary surface are then 35b slightly different from contact angles β of the phase interface 38b , However, the electrode configuration can be advantageously used when the liquids 34b and 36b of the same type, since then the phase interfaces 35b and 38b are arranged substantially symmetrically to each other.

Die Wirkung der Steuerelektroden 1b ... 9b auf beide Phasengrenzflächen 38b und 35b ergibt sich deshalb, weil beide Phasengrenzflächen 38b, 35b in unmittelbarer Nähe der jeweiligen Steuerelektroden angeordnet sind. Wie in 6 angedeutet, ist der Abstand beider Phasengrenzflächen 38b, 35b von der Steuerelektrode 9b im wesentlichen gleich einer Dicke x einer Isolationsschicht, welche zwischen einer Innenoberfläche 26b, mit welcher die Flüssigkeiten in Kontakt stehen, und der Steuerelektrode 9b.The effect of the control electrodes 1b ... 9b on both phase interfaces 38b and 35b arises because both phase interfaces 38b . 35b are arranged in the immediate vicinity of the respective control electrodes. As in 6 indicated, the distance between both phase interfaces 38b . 35b from the control electrode 9b substantially equal to a thickness x of an insulating layer sandwiched between an inner surface 26b with which the liquids are in contact, and the control electrode 9b ,

In 7 ist schematisch eine vorteilhafte Anwendung der variablen optischen Anordnung 21 in einem abbildenden optischen System 71 dargestellt. Das optische System 71 ist in dem dargestellten Beispiel ein Stereo-Operationsmikroskop zur Beobachtung eines Operationsfeldes 73 an einem Patienten. Das Operationsmikroskop 72 umfaßt ein Gehäuse 75, welches an einem Stativ 77 getragen ist. Das Stativ 77 umfaßt eine Mehrzahl von Stativarmen 79, welche mittels Gelenken 81 aneinander angelenkt sind und das Mikroskop 72 über einen Standfuß 83 relativ zu einem Fußboden 85 in einem Bezugskoordinatensystem 86 frei positionierbar haltern.In 7 schematically is an advantageous application of the variable optical arrangement 21 in an imaging optical system 71 shown. The optical system 71 is in the example shown a stereo-surgical microscope for observation of an operating field 73 on a patient. The surgical microscope 72 includes a housing 75 which is attached to a tripod 77 worn. The tripod 77 includes a plurality of tripod arms 79 which by means of joints 81 hinged to each other and the microscope 72 over a stand 83 relative to a floor 85 in a reference coordinate system 86 freely positionable holders.

In dem Gehäuse 75 ist eine Abbildungsoptik aufgenommen, welche eine Eingangsoptik 87 aufweist. Die Eingangsoptik 87 ist in 7 schematisch als eine einzige Objektivlinse dargestellt. In der Praxis kann das Objektiv des Mikroskops 72 allerdings mehrere Linsen umfassen, welche gegebenenfalls als Kittglieder ausgebildet sind und auch relativ zueinander verlagerbar sein können, um eine Variofunktion bereitzustellen, um einen Arbeitsabstand des Mikroskops 72, das heißt einen Abstand zwischen dem Körperteil 73 und dem Gehäuse 75, zu ändern.In the case 75 an imaging optics is recorded, which an input optics 87 having. The entrance optics 87 is in 7 shown schematically as a single objective lens. In practice, the lens of the microscope 72 however, comprise a plurality of lenses which are optionally formed as cemented elements and may also be displaceable relative to one another in order to provide a variochunction, by a working distance of the microscope 72 that is, a distance between the body part 73 and the housing 75 , to change.

Die Optik weist ferner eine Ausgangsoptik auf, welche in dem dargestellten Beispiel ein Paar von Okularen 89 sowie eine Kameraadapteroptik 91 und einen Bildsensor 92 umfaßt. Über die beiden Okulare 89 sind zwei stereoskopische Strahlengänge bereitgestellt, welche das Objektiv 87 gemeinsam durchsetzen und welche die beiden Ausgangsoptiken einzeln separat durchsetzen. In den Strahlengängen der Ausgangsoptiken sind ferner jeweils ein Zoomsystem 93 angeordnet, um eine Vergrößerung, mit der ein Objektfeld 74 durch das Mikroskop 72 abgebildet wird, ändern zu können.The optic also has an output optics, which in the example shown a pair of eyepieces 89 and a camera adapter optics 91 and an image sensor 92 includes. About the two eyepieces 89 Two stereoscopic beam paths are provided, which are the objective 87 enforce jointly and enforce the two output optics separately separately. In the beam paths of the output optics are also each a zoom system 93 arranged to a magnification, with which an object field 74 through the microscope 72 is shown to be able to change.

In den Strahlengängen zwischen dem Objektiv 87 als Eingangsoptik und den Zoomsystemen 93 als Ausgangsoptiken ist jeweils eine variable optische Anordnung 21 gemäß einer der vorangehend beschriebenen Ausführungsformen angeordnet. Die variablen optischen Anordnungen 21 stellen in den Strahlengängen jeweils wenigstens eine Phasengrenzfläche 35 zwischen zwei Flüssigkeiten unterschiedlicher optischer Dichte bereit. Neigungen und Orientierungen der Neigungen der Phasengrenzflächen 35 bezüglich einer Hauptachse 50 des Objektivs 87 sind über eine in der 7 nicht dargestellte Steuerung einstellbar. In der in 7 gezeigten Situation sind die Phasengrenzflächen 35 orthogonal zu der Hauptachse 50 orientiert, so daß die Strahlengänge die Phasengrenzflächen 35 geradlinig durchsetzen und das bezüglich der Hauptachse 50 zentrierte Objektfeld 74 durch das Mikroskop 72 abgebildet wird.In the beam paths between the lens 87 as input optics and the zoom systems 93 as output optics is in each case a variable optical arrangement 21 arranged according to one of the embodiments described above. The variable optical arrangements 21 each set in the beam paths at least one phase interface 35 between two liquids of different optical density ready. Inclinations and orientations of the inclinations of the phase interfaces 35 with respect to a major axis 50 of the lens 87 are about one in the 7 not shown control adjustable. In the in 7 the situation shown are the phase interfaces 35 orthogonal to the major axis 50 oriented so that the beam paths the phase interfaces 35 enforce straight and that with respect to the main axis 50 centered object field 74 through the microscope 72 is shown.

8 zeigt das Stereomikroskop 72 der 7 in einer Situation, in welcher die Phasengrenzflächen 35 bezüglich der Hauptachse 50 geneigt sind, so daß die Strahlengänge beim Durchsetzen der variablen optischen Anordnungen 21 beim Durchgang durch die Phasengrenzflächen 35 eine Strahlablenkung erfahren. Dies führt dazu, daß von dem Mikroskop 72 ein Objektfeld 74 abgebildet wird, welches bezüglich der Hauptachse 50 nicht mehr, wie in 7 gezeigt, zentriert ist, sondern um eine Strecke d lateral versetzt zu der Hauptachse 50 angeordnet ist. 8th shows the stereomicroscope 72 of the 7 in a situation where the phase interfaces 35 concerning the main axis 50 are inclined, so that the beam paths in the enforcement of the variable optical arrangements 21 when passing through the phase interfaces 35 undergo a beam deflection. This causes that from the microscope 72 an object field 74 which is related to the main axis 50 not anymore, like in 7 is centered, but offset a distance d laterally to the main axis 50 is arranged.

Somit läßt sich durch geeignete Ansteuerung der variablen optischen Anordnungen 21 das durch das Mikroskop 72 dargestellte Objektfeld 74 seitlich verlagern ohne das Mikroskop 72 selbst durch Betätigen der Stativglieder 79 in dem Koordinatensystem 86 verlagern zu müssen. Zur Einstellung der Verlagerung des Objektfeldes 74 umfaßt das Stereo-Operationsmikroskopiesystem 71 eine Benutzerschnittstelle 107, welche in der dargestellten Ausführungsform als ein Joystick dargestellt ist, dessen Steuerknüppel in zwei zueinander orthogonale Richtungen auslenkbar ist, um Verlagerungen des Objektfeldes 74 in die x-Richtung und die y-Richtung einstellen zu können. Die durch den Benutzer hervorgerufenen Steuersignale der Benutzerschnittstelle 107 werden der Steuerung 45 zugeführt, welche dann die Potentiale zur entsprechenden Ansteuerung der Steuerelektroden der variablen optischen Einrichtungen 35 erzeugt.Thus, by suitable control of the variable optical arrangements 21 that through the microscope 72 shown object field 74 shift sideways without the microscope 72 even by pressing the tripod links 79 in the coordinate system 86 to relocate. To adjust the displacement of the object field 74 includes the stereo surgical microscope system 71 a user interface 107 , which is shown in the illustrated embodiment as a joystick whose joystick is deflectable in two mutually orthogonal directions to displacements of the object field 74 in the x-direction and the y-direction can be adjusted. The user interface control signals generated by the user 107 become the controller 45 which then supplies the potentials for the corresponding control of the control electrodes of the variable optical devices 35 generated.

Allerdings ist es auch möglich, die variablen optischen Anordnungen 21 in den Strahlengängen des Mikroskops 72 dazu einzusetzen, auftretende Schwingungen des Mikroskops 72 in dem Koordinatensystem 86, welche ansonsten zu einem Wackeln des durch das Mikroskop 72 dargestellten Bildes führen würden, optisch zu kompensieren. Hierzu umfaßt das Mikroskop 72 ein Sensorsystem, um auftretende Verlagerungen des Mikroskops in dem Bezugssystem 86 zu erfassen und in Abhängigkeit von der erfaßten Verlagerung die beiden variablen optischen Anordnungen derart anzusteuern, daß der erzeugte laterale Versatz d der Strahlengänge dazu führt, daß immer das gleiche Objektfeld durch das Mikroskop 72 abgebildet wird, obwohl sich das Mikroskop 72 relativ zu dem Körperteil 73 bewegt. Das Sensorsystem kann hierbei einen in den 7 und 8 schematisch dargestellten Beschleunigungssensor 101 umfassen. Alternativ oder in Ergänzung hierzu kann das Sensorsystem einen Lagesensor 103 umfassen, welcher eine Position des Lagesensors 103 relativ zu drei Lichtquellen 105, welche beispielsweise Leuchtdioden sind und fest in dem Bezugssystem 86 angeordnet sind, optisch, beispielsweise mittels einer Kamera und einem Triangulationsverfahren, erfaßt.However, it is also possible to use the variable optical arrangements 21 in the beam paths of the microscope 72 to use, occurring oscillations of the microscope 72 in the coordinate system 86 which otherwise causes a wobble of the through the microscope 72 represented image, optically compensate. This includes the microscope 72 a sensor system to reflect displacements of the microscope in the reference frame 86 to detect and depending on the detected displacement to drive the two variable optical arrangements such that the generated lateral offset d of the beam paths leads to getting the same object field through the microscope 72 is pictured, although the microscope 72 relative to the body part 73 emotional. The sensor system can this one in the 7 and 8th schematically illustrated acceleration sensor 101 include. Alternatively or in addition to this, the sensor system can be a position sensor 103 comprising a position of the position sensor 103 relative to three light sources 105 which are, for example, light-emitting diodes and fixed in the frame of reference 86 are arranged, optically, for example by means of a camera and a triangulation detected.

Alternativ oder in Ergänzung hierzu kann auch ein Bildsignal der Kamera 92 dazu eingesetzt werden, um eine Verlagerung des Objektfeldes in dem von dem Mikroskop 72 dargestellten Bild über ein Bildverarbeitungsverfahren zu erfassen.Alternatively or in addition to this, an image signal of the camera 92 be used to a displacement of the object field in the of the microscope 72 captured image via an image processing method.

Obwohl beispielhaft für das abbildende optische System in der 7 ein Operationsmikroskop dargestellt ist, kann das abbildende optische System von einem beliebigen Typ, wie beispielsweise einem Fernrohr sein.Although exemplary of the imaging optical system in the 7 When a surgical microscope is shown, the imaging optical system may be of any type, such as a telescope.

Während in den 1, 5 und 6 die Phasengrenzflächen jeweils als plane Flächen dargestellt sind, so ist zu beachten, daß dies eine idealisierte Darstellung ist, mit dem Ziel die Wirkung eines optischen Keils durch die variable optische Anordnung bereitzustellen. In der Praxis ergeben sich von einer gewünschten planen Gestalt der Phasengrenzfläche mehr oder weniger große Abweichungen. Darüber hinaus kann es sogar beabsichtigt sein, die Phasengrenzfläche als gewölbte Fläche auszubilden, wie dies in 2 angedeutet ist. Dann ist der Wirkung der variablen optischen Anordnung als Strahlablenker nach der Art eines optischen Keils eine Wirkung als Linse überlagert, welche auf den die Anordnung durchsetzenden Strahl auch fokussierend oder defokussierend wirkt. Hierbei ist es insbesondere auch möglich, sämtliche Spannungen, die den Steuerelektroden der Gruppe von Steuerelektroden zugeführt werden, gleich einzustellen, so daß sich für eine jede Steuerelektrode ein gleicher Kontaktwinkel der Phasengrenzfläche einstellt. Die Gestalt der Phasengrenzfläche ist dann rotationssymmetrisch bezüglich der Längsachse. Sind die Kontaktwinkel jeweils von 90° verschieden, ist die Phasengrenzfläche, aus der Sicht einer der beiden Flüssigkeiten, entweder konkav oder konvex, so daß sich für den die Anordnung durchsetzenden Strahl eine fokussierende oder defokussierende Wirkung ergibt. Eine Stärke der fokussierenden bzw. defokussierenden Wirkung ist über einen Anschluß 58 (3) der Steuerung einstellbar. Eine Änderung des dem Anschluß 58 zugeführten Steuersignals überträgt die Steuerung 45 in eine Änderung einer Potentialdifferenz zwischen den Steuerelektroden 1, ... 16 und der Masseelektrode 51. Hierbei werden die Potentialdifferenzen zwischen den Steuerelektroden 1, ... 16 untereinander in der Regel prinzipiell nicht geändert. Unter Bezugnahme auf die 4 führt eine solche Änderung somit zu einer Verschiebung der Kurve 47 in Vertikalrichtung, ohne deren Amplitude, das heißt deren Unterschied zwischen ihrem Maximalwert und ihrem Minimalwert, und deren Lage in Horizontalrichtung zu ändern.While in the 1 . 5 and 6 the phase interfaces are each shown as flat surfaces, it should be noted that this is an idealized representation, with the aim of providing the effect of an optical wedge through the variable optical arrangement. In practice, a desired planar shape of the phase interface results in more or less large deviations. Moreover, it may even be intended to form the phase interface as a curved surface, as shown in FIG 2 is indicated. Then the effect of the variable optical arrangement as a beam deflector in the manner of an optical wedge, an effect is superimposed as a lens which acts on the beam passing through the arrangement also focusing or defocusing. In this case, it is also possible in particular to set all the voltages which are supplied to the control electrodes of the group of control electrodes the same, so that an identical contact angle of the phase boundary surface is established for each control electrode. The shape of the phase interface is then rotationally symmetrical with respect to the longitudinal axis. If the contact angles are each different from 90 °, the phase interface, from the point of view of one of the two liquids, is either concave or convex, so that a focusing or defocusing effect results for the beam passing through the arrangement. One strength of the focusing or defocusing effect is via a connection 58 ( 3 ) of the controller adjustable. A change of the connection 58 supplied control signal transmits the control 45 in a change of a potential difference between the control electrodes 1 , ... 16 and the ground electrode 51 , Here, the potential differences between the control electrodes 1 , ... 16 generally not changed among each other in principle. With reference to the 4 Such a change thus leads to a shift of the curve 47 in the vertical direction, without changing their amplitude, that is, their difference between their maximum value and their minimum value, and their position in the horizontal direction.

Für ein Strahlenbündel mit einem ausgedehnten Strahlquerschnitt läßt sich ein sogenannter Schwerstrahl bestimmen, beispielsweise durch Mittelung von Richtungen von Teilstrahlen des Strahlenbündels gewichtet mit Intensitäten der Teilstrahlenbündel. Durchsetzt ein Strahlenbündel ein optisches Element, welches lediglich fokussierend oder defokussierend wirkt, so wird die Richtung des Schwerstrahls dieses Strahlenbündels durch die Wirkung des optischen Elements nicht beeinflußt. Auf diese Weise kann eine fokussierende oder defokussierende Wirkung eines optischen Elements auch von einer strahlablenkenden Wirkung unterschieden werden. Die Wirkung eines Strahlablenkers liegt darin, die Richtung eines Schwerstrahls eines den Strahlablenker durchsetzenden Strahlenbündels zu ändern. Auf der Grundlage einer Untersuchung des Verlaufes eines Schwerstrahls eines die variable optische Anordnung durchsetzenden Strahlenbündels ist es somit möglich, zu entscheiden, ob die Anordnung auf das diese durchsetzende Strahlenbündel eine strahlablenkende Wirkung oder eine fokussierende bzw. defokussierende Wirkung oder eine Kombination hiervon aufweist. Die strahlablenkende Wirkung wird im wesentlichen durch eine über den Strahlquerschnitt gemittelte Neigung der Phasengrenzfläche bezüglich der Strahlbündelrichtung bestimmt, während die fokussierende bzw. defokussierende Wirkung der Phasengrenzfläche im wesentlichen durch eine Krümmung derselben in dem von dem Strahlbündel durchsetzten Bereich bestimmt wird. In diesem Sinne sind die Darstellungen der Strahlen 31 in den 2 und 5 stark vereinfacht, da sie die Wirkung auf einen einzelnen Teilstrahl eines in Wirklichkeit größeren Strahlenbündels mit einem ausgedehnten Strahlquerschnitt repräsentieren. Qualitativ geht allerdings aus den schematischen Darstellungen der 2 und 5 hervor, daß auch ausgedehnte Strahlenbündel, welche die dargestellten variablen optischen Anordnungen durchsetzen, insgesamt eine Strahlablenkung erfahren, so daß auch deren jeweilige Schwerstrahlen abgelenkt sind. Aufgrund der Krümmung der Phasengrenzfläche in der Darstellung der 2 stellt die variable optische Anordnung dort eine kombinierte Wirkung bereit, nämlich zum einen die strahlablenkende Wirkung und zum anderen eine defokussierende Wirkung.For a beam having an extended beam cross section, a so-called heavy beam can be determined, for example by averaging directions of partial beams of the beam weighted with intensities of the partial beams. If a ray bundle penetrates an optical element which acts merely focusing or defocusing, the direction of the heavy beam of this ray bundle is not influenced by the action of the optical element. In this way, a focusing or defocusing effect of an optical element can also be distinguished from a beam deflecting effect. The effect of a beam deflector is to change the direction of a heavy beam of a beam passing through the beam deflector. On the basis of an examination of the course of a heavy beam of a beam passing through the variable optical array, it is thus possible to decide whether the array has a beam deflecting effect or a focusing or defocusing effect or a combination thereof on the beam passing therethrough. The beam-deflecting effect is essentially determined by an averaged over the beam cross-section inclination of the phase interface with respect to the beam direction, while the focusing or defocusing effect of the phase interface is determined essentially by a curvature thereof in the region penetrated by the beam. In this sense are the representations of the rays 31 in the 2 and 5 greatly simplified, since they represent the effect on a single partial beam of a larger beam in reality with an extended beam cross-section. Qualitatively, however, goes from the schematic representations of 2 and 5 show that even extensive beams, which enforce the illustrated variable optical arrangements, experience a total of beam deflection, so that their respective heavy beams are deflected. Due to the curvature of the phase interface in the representation of 2 the variable optical arrangement provides there a combined effect, namely on the one hand the beam deflecting effect and on the other hand a defocusing effect.

In den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen ist die Anzahl der Steuerelektroden einer Gruppe von Steuerelektroden gleich sechzehn. Selbstverständlich kann hier eine größere oder auch kleinere Anzahl von Steuerelektroden gewählt werden, wobei die größere Anzahl von Steuerelektroden eine präzisere Einstellung der Gestalt der Phasengrenzfläche erlaubt, während eine kleinere Anzahl von Steuerelektroden den Schaltungs- und Verdrahtungsaufwand für das Spannungsversorgungssystem reduziert.In the embodiments described above, the number of control electrodes of a group of control electrodes is equal to sixteen. Of course, a larger or smaller number of control electrodes can be chosen here, wherein the larger number of control electrodes allows a more precise adjustment of the shape of the phase interface, while a smaller number of control electrodes reduces the circuit and wiring costs for the power supply system.

9 zeigt eine weitere Ausführungsform einer variablen optischen Einrichtung 21a. Diese umfaßt zwei optische Keile 111 und 113, deren Flachseiten quer zu einer Hauptachse 49c orientiert sind und nacheinander von einem Abbildungsstrahl 31c durchsetzt sind. Die beiden optischen Keile 111 und 113 sind jeweils in einer separaten Fassung 112 bzw. 114 gehaltert, wobei die Fassungen 112, 114 um die Achse 49c drehbar in einem Gehäuse 115 aufgenommen sind. Zwei Antriebe 117 und 119 sind vorgesehen, um über Zahnräder 118 bzw. 120 oder Reibräder oder dergleichen die Drehstellungen der optischen Keile 111 und 113 um die Achse 49c einzustellen. Hierdurch ist es möglich, einen Ablenkwinkel δ des die optischen Keile 111, 113 durchsetzenden Strahls 31c hinsichtlich seiner Größe als auch seiner Orientierung um die Achse 49c innerhalb eines in 9 mit 125 bezeichneten Kreises einzustellen. Hierzu werden die Antriebe 117 und 119 durch eine Steuerung 45c kontrolliert, welche einen Eingangsanschluß 53c aufweist, um die Orientierung der Ablenkung um die Achse 49c einzustellen, und welche ferner einen Eingangsanschluß 57c aufweist, um eine Größe des Ablenkwinkels δ einzustellen. 9 shows a further embodiment of a variable optical device 21a , This includes two optical wedges 111 and 113 whose flat sides are transverse to a main axis 49c are oriented and successively from an imaging beam 31c are interspersed. The two optical wedges 111 and 113 are each in a separate version 112 respectively. 114 held, with the versions 112 . 114 around the axis 49c rotatable in a housing 115 are included. Two drives 117 and 119 are provided to over gears 118 respectively. 120 or friction wheels or the like, the rotational positions of the optical wedges 111 and 113 around the axis 49c adjust. This makes it possible, a deflection angle δ of the optical wedges 111 . 113 passing beam 31c in terms of its size as well as its orientation about the axis 49c within an in 9 With 125 to set the designated circle. For this purpose, the drives 117 and 119 through a controller 45c controls which one input terminal 53c indicates the orientation of the deflection about the axis 49c and which further has an input terminal 57c has to set a size of the deflection angle δ.

Die variable optische Ablenkeinrichtung 21c kann in einem beliebigen optischen System eingesetzt werden. Gemäß einer Ausführungsform dient sie allerdings in einem Stereo-Operationsmikroskopiesystem dazu, eine laterale Verlagerung eines durch das Stereo-Operationsmikroskop abgebildeten Objektfeldes herbeizuführen, ohne eine Komponente eines Stativs des Stereo-Operationsmikroskopiesystems mechanisch verlagern zu müssen. Somit kann die variable optische Einrichtung 21c in dem anhand der Figuren und 8 erläuterten Stereo-Operationsmikroskopiesystem eingesetzt werden, indem ein Paar der in 9 dargestellten optischen Anordnungen 21c die beiden variablen optischen Anordnungen 21 in den 7 und 8 ersetzt. Hierbei weisen die beiden optischen Keile 111, 113 im Vergleich zu dem Objektiv 87 einen reduzierten Durchmesser auf, da sie lediglich jeweils einen der beiden Stereo-Teilstrahlengänge ablenken müssen, welche im Vergleich zu dem Durchmesser des Objektivs 87 einen verkleinerten Strahlbündeldurchmesser aufweisen. Es ist jedoch auch möglich, eine einzige variable optische Anordnung 21c im Strahlengang des Stereo-Operationsmikroskops anzuordnen, wobei die Durchmesser der optischen Keile 111, 113 dann so groß ausgelegt werden, daß sie an den Durchmesser des Objektivs 87 angepaßt sind und jeweils beide Keile 111, 113 von dem Paar von Stereo-Teilstrahlengänge durchsetzt sind.The variable optical deflector 21c can be used in any optical system. According to one embodiment, however, in a stereo-surgical-microscopy system, it serves to effect a lateral displacement of an object field imaged by the stereo-surgical microscope, without having to mechanically displace a component of a stand of the stereo-operating-microscopy system. Thus, the variable optical device 21c in the basis of the figures and 8th be explained using a pair of in-vivo stereo-operating microscopy system 9 illustrated optical arrangements 21c the two variable optical arrangements 21 in the 7 and 8th replaced. Here are the two optical wedges 111 . 113 compared to the lens 87 a reduced diameter, since they only have to distract one of the two stereo partial beam paths, which compared to the diameter of the lens 87 have a reduced beam diameter. However, it is also possible a single variable optical arrangement 21c to arrange in the beam path of the stereo surgical microscope, wherein the diameters of the optical wedges 111 . 113 then be designed so large that they match the diameter of the lens 87 are adapted and each two wedges 111 . 113 are interspersed by the pair of stereo partial beam paths.

10 zeigt eine weitere Ausführungsform einer variablen optischen Anordnung 21d. In dem dargestellten Beispiel umfaßt die variable optische Anordnung ein Objektiv 87d eines Stereo-Operationsmikroskops. Hierbei ist das Objektiv 87d in 10 als ein aus zwei Linsen 88, 90 bestehendes Kittglied dargestellt. In der Praxis kann das Objektiv allerdings mehrere Linsen umfassen, welche teilweise oder sämtlich auch als Kittglieder aus einzelnen Linsen zusammengesetzt sein können. Das Objektiv 87d ist in einer Fassung 131 gehaltert, welche über mehrere angelegte Stangen 135 an Aktuatoren 133 gekoppelt ist. Die Aktuatoren 133 werden von einer Steuerung (in 10 nicht dargestellt) angesteuert, um die Stangen 135 in eine Richtung 137 (die Vertikalrichtung in 10) zu verlagern, um die Linsen 88, 90 des Objektivs 87d bezüglich einer Hauptachse 50d eines die Linse 87d durchsetzenden Strahlengangs zu verkippen. In 10 ist das Objektiv 87d in seiner Ausgangslage angeordnet, so daß eine Hauptebene 139 der Linse 88 orthogonal zu der Hauptachse 50d orientiert ist. 10 shows a further embodiment of a variable optical arrangement 21d , In the illustrated example, the variable optical arrangement comprises an objective 87d a stereo surgical microscope. Here is the lens 87d in 10 as one out of two lenses 88 . 90 existing Kittglied shown. In practice, however, the lens may comprise a plurality of lenses, some or all of which may also be composed of cemented lenses of individual lenses. The objective 87d is in a version 131 held, which over several applied rods 135 on actuators 133 is coupled. The actuators 133 are controlled by a controller (in 10 not shown) to the rods 135 in one direction 137 (the vertical direction in 10 ) shift to the lenses 88 . 90 of the lens 87d with respect to a major axis 50d one the lens 87d tilting beam path to tilt. In 10 is the lens 87d arranged in its initial position, so that a main plane 139 the lens 88 orthogonal to the major axis 50d is oriented.

11 zeigt die variable optische Anordnung 21d in einem ausgelenkten Zustand derart, daß ein die Linse 87d durchsetzender Hauptstrahl 31d um eine Strecke d parallel versetzt wird. Hierzu wurde der in 11 rechte Aktuator 133 derart angesteuert, daß das Gestänge 135 in Richtung des rechten Pfeils 137 nach oben verlagert wurde, und der in 11 linke Aktuator 133 wurde derart angesteuert, daß dessen Gestänge 135 in Richtung des linken Pfeils 137 nach unten verlagert wurde, um die Hauptebene 139 der Linse 88 um einen Winkel ε aus ihrer Ruhelage um eine senkrecht zur Zeichenebene orientierte Achse zu verkippen, was zu einem Versatz des Hauptstrahls 31d um die Strecke d und damit eine Verlagerung des durch die Linse 87d abgebildeten Objektfeldes um die Strecke d führt. 11 shows the variable optical arrangement 21d in a deflected state such that the lens 87d penetrating main beam 31d is offset by a distance d parallel. For this purpose, the in 11 right actuator 133 so controlled that the linkage 135 in the direction of the right arrow 137 was moved up, and the in 11 left actuator 133 was controlled so that the linkage 135 in the direction of the left arrow 137 was shifted down to the main level 139 the lens 88 to tilt an angle ε from its rest position about an axis oriented perpendicular to the plane of the drawing, resulting in an offset of the main beam 31d by the distance d and thus a shift of the through the lens 87d shown object field leads to the distance d.

In den 10 und 11 sind lediglich zwei Aktuatoren 133 dargestellt. Um eine unabhängige Verlagerung des Objektfeldes in die x-Richtung und die y-Richtung zu erreichen, sind allerdings wenigstens drei in Umfangsrichtung um das Objektiv 87d verteilt angeordnete Aktuatoren notwendig.In the 10 and 11 are only two actuators 133 shown. In order to achieve an independent displacement of the object field in the x-direction and the y-direction, however, at least three in the circumferential direction around the lens 87d distributed arranged actuators necessary.

Die anhand der 10 und 11 erläuterte variable optische Anordnung 21d kann in ein Stereo-Operationsmikroskopiesystem integriert werden, wie es vorangehend bereits anhand der 7 und 8 erläutert wurde. Eine Benutzerschnittstelle kann dann dazu vorgesehen sein, um die variable optische Anordnung 21d im Hinblick auf eine laterale Verlagerung des durch das Stereo-Operationsmikroskopiesystem abgebildeten Objektfeldes zu erzielen.The basis of the 10 and 11 explained variable optical arrangement 21d can be integrated into a stereo surgical microscopy system, as previously described with reference to 7 and 8th was explained. A user interface may then be provided to the variable optical device 21d with a view to a lateral displacement of the object field imaged by the stereo-surgical-microscopy system.

In dem anhand der 10 und 11 erläuterten Beispiel sind es die Linsen 88, 90, welche durch Aktuatoren verkippbar in dem Strahlengang gehaltert ist, um die variable optische Anordnung zu bilden. Es ist jedoch auch möglich, andere Linsen des Stereo-Operationsmikroskops durch Aktuatoren kippbar zu haltern, um eine laterale Verlagerung des durch das Stereo-Operationsmikroskopiesystems abgebildeten Objektfeldes zu erzielen. Beispielsweise können Linsen der einzelnen Stereo-Teilstrahlengänge durch Aktuatoren kippbar gehaltert sein. So ist es beispielsweise möglich, Linsen der in den 7 und 8 dargestellten Zoomsysteme 93 durch Aktuatoren kippbar auszubilden, um den gewünschten Effekt der Strahlablenkung zu erzielen.In the basis of the 10 and 11 Illustrated example, it is the lenses 88 . 90 which is supported by actuators tiltable in the beam path to form the variable optical arrangement. However, it is also possible to tiltably support other lenses of the stereoscopic surgical microscope by actuators to achieve lateral displacement of the object field imaged by the stereoscopic surgical microscopy system. For example, lenses of the individual stereo partial beam paths can be tiltably supported by actuators. So it is possible, for example, lenses in the 7 and 8th illustrated zoom systems 93 tiltable by actuators to achieve the desired effect of the beam deflection.

12 zeigt ein Stereo-Mikroskop 71e vom Grenough-Typ. Das Stereo-Mikroskop 71e umfaßt für einen jeden der beiden Stereo-Strahlengänge ein Okular 89e, ein Zoomsystem 93e und ein Objektiv 87e, welches mit einer variablen optischen Anordnung 21e kombiniert ist. Die variable optische Anordnung 21e kann von dem anhand der 1 bis 6 erläuteten Aufbau sein, das heißt wenigstens eine Phasengrenzfläche 35e zwischen zwei Flüssigkeiten mit verschiedenem Brechungsindex ist durch eine Steuerung (in 12 nicht dargestellt) derart ansteuerbar, daß zum einen durch Kippen der Phasengrenzfläche 35e bezüglich einer Zentralachse 49e der variablen optischen Anordnung 21e eine Ablenkung des die variable optische Anordnung 21e durchsetzenden Strahls erzielbar ist. Zum anderen ist die wenigstens eine Phasengrenzfläche 35e derart ansteuerbar, daß eine Krümmung derselben änderbar ist, um eine Brechkraft der variablen optischen Anordnung 21e zu ändern. Durch entsprechende Ansteuerung der variablen optischen Anordnung 21e ist es deshalb möglich, einen Arbeitsabstand des Mikroskops 71e, das heißt einen Abstand zwischen einer scharf abgebildeten Objektebene 73e und einer der Objektebene 73e am nächsten angeordneten optischen Komponente zu ändern. In der in 12 dargestellten Ausführungsform ist die der Objektebene 73e am nächsten angeordnete optische Komponente die variable optische Anordnung 21e. Es ist jedoch auch möglich, die variable optische Anordnung an einer anderen Stelle in dem jeweiligen Strahlengang vorzusehen, so daß das Objektiv 87e die der Objektebene 73e am nächsten angeordnete optische Komponente ist. 12 shows a stereo microscope 71e of the Grenough type. The stereo microscope 71e includes an eyepiece for each of the two stereo beam paths 89e , a zoom system 93e and a lens 87e , which with a variable optical arrangement 21e combined. The variable optical arrangement 21e can from the basis of the 1 to 6 be explained structure, that is at least one phase interface 35e between two liquids of different refractive index is controlled by a controller (in 12 not shown) such that on the one hand by tilting the phase interface 35e with respect to a central axis 49e the variable optical arrangement 21e a deflection of the variable optical arrangement 21e passing beam can be achieved. On the other hand, the at least one phase interface 35e be controlled such that a curvature thereof is changeable to a refractive power of the variable optical arrangement 21e to change. By appropriate control of the variable optical arrangement 21e It is therefore possible, a working distance of the microscope 71e that is, a distance between a sharply imaged object plane 73e and one of the object levels 73e to change the next arranged optical component. In the in 12 The embodiment shown is that of the object plane 73e The closest optical component is the variable optical array 21e , However, it is also possible to provide the variable optical arrangement at a different location in the respective beam path, so that the lens 87e the object level 73e is closest to the optical component.

Durch entsprechende Ansteuerung der variablen optischen Anordnung 21e ist es somit möglich, zum einen die mit größerem Arbeitsabstand angeordnete Objektebene 73e und zum anderen die mit einem geringeren Abstand von der variablen optischen Anordnung 21e angeordnete Objektebene 73'e jeweils scharf als stereoskopisches Bild abzubilden.By appropriate control of the variable optical arrangement 21e Thus, it is possible, on the one hand, the object plane arranged at a greater working distance 73e and on the other hand with a smaller distance from the variable optical arrangement 21e arranged object plane 73'e in each case sharply as a stereoscopic image.

Gemäß Ausführungsformen der Erfindung umfaßt eine variable optische Anordnung einen Behälter, in welchen zwei Flüssigkeiten mit voneinander verschiedenem Brechungsindex aufgenommen sind. An einer Umfangswand des Behälters verteilt sind mehrere Elektroden angeordnet, um Kontaktwinkel einer Phasengrenzfläche zwischen den beiden Flüssigkeiten in Abhängigkeit von einer Umfangsposition einstellen zu können. Die Anordnung wird bevorzugt als Strahlablenker betrieben. Eine bevorzugte Anwendung der Anordnung liegt im Bereich von Operationsmikroskopen, um eine Verlagerbarkeit des Objektfeldes ohne mechanische Bewegung von Komponenten zu erzielen und um insbesondere auch eine optische Kompensation von Schwingungen zu ermöglichen.According to embodiments of the invention a variable optical arrangement a container in which two liquids are recorded with different refractive indices. At a peripheral wall of the container distributed are a plurality of electrodes arranged to contact angle of a Phase interface between the two liquids dependent on to be able to adjust from a circumferential position. The arrangement is preferred as Jet deflector operated. A preferred application of the arrangement ranges from surgical microscopes to relocatability of the object field without mechanical movement of components and in particular also an optical compensation of vibrations to enable.

Claims (29)

Variable optische Anordnung, umfassend: einen Behälter (23) mit einem lichttransparenten ersten Fenster (27) und einer Umfangswand (25); eine in dem Behälter (23) aufgenommene erste Flüssigkeit (34) und eine in dem Behälter (23) aufgenommene zweite Flüssigkeit (33), welche einen Brechungsindex aufweist, welcher von einem Brechungsindex der ersten Flüssigkeit (34) verschieden ist, wobei zwischen der ersten Flüssigkeit (34) und der zweiten Flüssigkeit (33) eine erste Phasengrenzfläche (35) ausgebildet ist, welche an der Umfangswand (25) anliegt und durch diese begrenzt ist; eine Gruppe von Steuerelektroden (1, ... 16), welche in Umfangsrichtung um die Umfangswand (25) verteilt an dem Behälter (23) angeordnet sind, wobei eine Anzahl der Steuerelektroden (1, ... 16) der Gruppe von Steuerelektroden (1, ... 16) größer als vier ist; und ein Spannungsversorgungssystem (45), welches dazu konfiguriert ist, einer jeden Steuerelektrode (1, ... 16) der Gruppe von Steuerelektroden (1, ... 16) eine einstellbare elektrische Spannung (V) zuzuführen.A variable optical assembly comprising: a container ( 23 ) with a light-transparent first window ( 27 ) and a peripheral wall ( 25 ); one in the container ( 23 ) received first liquid ( 34 ) and one in the container ( 23 ) received second liquid ( 33 ), which has a refractive index which is of a refractive index of the first liquid ( 34 ), wherein between the first liquid ( 34 ) and the second liquid ( 33 ) a first phase interface ( 35 ) is formed, which on the peripheral wall ( 25 ) and is limited by these; a group of control electrodes ( 1 , ... 16 ), which in the circumferential direction around the peripheral wall ( 25 ) distributed to the container ( 23 ), wherein a number of the control electrodes ( 1 , ... 16 ) of the group of control electrodes ( 1 , ... 16 ) is greater than four; and a power supply system ( 45 ), which is configured to connect each control electrode ( 1 , ... 16 ) of the group of control electrodes ( 1 , ... 16 ) to supply an adjustable electrical voltage (V). Variable optische Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Anzahl der Steuerelektroden (1, ... 16) der Gruppe von Steuerelektroden (1, ... 16) größer oder gleich acht ist.Variable optical arrangement according to claim 1, wherein the number of control electrodes ( 1 , ... 16 ) of the group of control electrodes ( 1 , ... 16 ) is greater than or equal to eight. Variable optische Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend eine Sammelelektrode (51), wobei die erste Flüssigkeit (34) oder die zweite Flüssigkeit (33) elektrisch leitend ist und die Sammelelektrode (51) die elektrisch leitende Flüssigkeit kontaktiert.A variable optical device according to claim 1 or 2, further comprising a collecting electrode ( 51 ), the first liquid ( 34 ) or the second liquid ( 33 ) is electrically conductive and the collecting electrode ( 51 ) contacted the electrically conductive liquid. Variable optische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuerelektroden (1, ... 16) von der ersten Flüssigkeit (34) und der zweiten Flüssigkeit (33) elektrisch isoliert an der Umfangswand (25) angeordnet sind.Variable optical arrangement according to one of claims 1 to 3, wherein the control electrodes ( 1 , ... 16 ) of the first liquid ( 34 ) and the second liquid ( 33 ) electrically isolated on the peripheral wall ( 25 ) are arranged. Variable optische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuerelektroden (1, ... 16) sich parallel zu einer Innenoberfläche der Umfangswand (25) erstrecken.Variable optical arrangement according to one of claims 1 to 4, wherein the control electrodes ( 1 , ... 16 ) parallel to an inner surface of the peripheral wall ( 25 ). Variable optische Anordnung nach Anspruch 5, wobei ein kleinster Abstand einer jeden Steuerelektrode (1, ... 16) von der ersten Phasengrenzfläche (35) im wesentlichen einem Abstand der Steuerelektrode (1, ... 16) von der Innenoberfläche der Umfangswand (25) entspricht.Variable optical arrangement according to claim 5, wherein a smallest distance of each control electrode ( 1 , ... 16 ) from the first phase interface ( 35 ) substantially a distance of the control electrode ( 1 , ... 16 ) from the inner surface of the peripheral wall ( 25 ) corresponds. Variable optische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner umfassend ein lichttransparentes zweites Fenster (29), welches mit Abstand von dem ersten Fenster angeordnet ist, wobei die Umfangswand zwischen dem ersten Fenster (27) und dem zweiten Fenster (29) angeordnet ist.A variable optical device according to any one of claims 1 to 6, further comprising a light-transparent second window ( 29 ), which is spaced from the first window, the peripheral wall between the first window (FIG. 27 ) and the second window ( 29 ) is arranged. Variable optische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Spannungsversorgungssystem (45) ferner dazu konfiguriert ist, einer Steuerelektrode (9) der Gruppe von Steuerelektroden (1, ... 16) eine größere erste Spannung zuzuführen, einer der Steuerelektrode (9), welcher die erste Spannung zugeführt wird, an der Umfangswand (25) gegenüberliegend angeordneten Steuerelektrode (1) eine kleinere zweite Spannung zuzuführen, welche kleiner ist als die erste Spannung, in Umfangsrichtung zwischen der Steuerelektrode (9), welcher die erste Spannung zugeführt ist, und der Steuerelektrode (1), welcher die zweite Spannung zugeführt ist, angeordneten Steuerelektroden (2, ... 8, 10 ... 16) Spannungen zuzuführen, welche jeweils kleiner sind als die erste Spannung und größer sind als die zweite Spannung.Variable optical arrangement according to one of claims 1 to 7, wherein the power supply system ( 45 ) is further configured to be connected to a control electrode ( 9 ) of the group of control electrodes ( 1 , ... 16 ) supply a larger first voltage, one of the control electrode ( 9 ), to which the first voltage is supplied, on the peripheral wall ( 25 ) oppositely arranged control electrode ( 1 ) to supply a smaller second voltage, which is smaller than the first voltage, in the circumferential direction between the control electrode ( 9 ), to which the first voltage is supplied, and the control electrode ( 1 ), to which the second voltage is supplied, arranged control electrodes ( 2 , ... 8th . 10 ... 16 ) To supply voltages which are each smaller than the first voltage and greater than the second voltage. Variable optische Anordnung nach Anspruch 8, wobei für eine jede der in Umfangsrichtung zwischen der Steuerelektrode, welcher die erste Spannung zugeführt ist, und der Steuerelektrode, welcher die zweite Spannung zugeführt ist, angeordneten Steuerelektrode (2, ... 8, 10 ... 16) gilt: die der jeweiligen Steuerelektrode zugeführte Spannung ist zum einen kleiner als eine Spannung, welche einer der jeweiligen Steuerelektrode in die eine Umfangsrichtung unmittelbar benachbarten Steuerelektrode zugeführt ist, und zum anderen größer als eine Spannung, welche einer der jeweiligen Steuerelektrode in die andere Umfangsrichtung unmittelbar benachbarten Steuerelektrode zugeführt ist.A variable optical device according to claim 8, wherein, for each of the control electrodes (15) arranged circumferentially between the control electrode to which the first voltage is supplied and the control electrode to which the second voltage is supplied ( 2 , ... 8th . 10 ... 16 ): the voltage supplied to the respective control electrode is, on the one hand, smaller than a voltage supplied to one of the respective control electrodes in the control electrode immediately adjacent to one circumferential direction, and, on the other hand, greater than a voltage directly applied to one of the respective control electrodes in the other circumferential direction is supplied to adjacent control electrode. Variable optische Anordnung nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Spannungsversorgungssystem (45) ferner dazu konfiguriert ist, die erste Spannung wahlweise einer jeden Steuerelektrode (1, ... 16] der Mehrzahl von Elektroden zuzuführen.Variable optical arrangement according to claim 8 or 9, wherein the power supply system ( 45 ) is further configured to selectively connect the first voltage of each control electrode ( 1 , ... 16 ] supply the plurality of electrodes. Variable optische Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das Spannungsversorgungssystem (45) ferner dazu konfiguriert ist, eine Differenz zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung änderbar einzustellen.Variable optical arrangement according to one of claims 8 to 10, wherein the power supply system ( 45 ) is further configured to changeably adjust a difference between the first voltage and the second voltage. Variable optische Anordnung nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Spannungsversorgungssystem wenigstens einen Eingang (53, 57) für ein Orientierungs- und Amplitudensignal aufweist und ferner dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von dem Orientierungs- und Amplitudensignal aus der Gruppe von Steuerelektroden (1, ... 16) die Steuerelektrode auszuwählen, welcher die erste Spannung zugeführt wird, und eine Differenz zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung einzustellen.Variable optical arrangement according to claim 8 or 9, wherein the power supply system has at least one input ( 53 . 57 ) for an orientation and amplitude signal and is further adapted, in dependence on the orientation and amplitude signal from the group of control electrodes ( 1 , ... 16 ) to select the control electrode to which the first voltage is supplied, and to set a difference between the first voltage and the second voltage. Variable optische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, ferner umfassend ein Sensorsystem (101, 103, 92) zur Erzeugung eines eine Änderung einer Lage der variablen optischen Anordnung relativ zu einem Bezugssystem (86) repräsentierenden Signals, welches dem wenigstens einen Eingang des Spannungsversorgungssystems (45) zugeführt ist.Variable optical arrangement according to one of claims 1 to 12, further comprising a sensor system ( 101 . 103 . 92 ) for producing a change of a position of the variable optical arrangement relative to a reference system ( 86 ) representing the at least one input of the power supply system ( 45 ) is supplied. Variable optische Anordnung nach Anspruch 13, wobei das Sensorsystem einen Beschleunigungssensor (101) umfaßt.Variable optical arrangement according to claim 13, wherein the sensor system comprises an acceleration sensor ( 101 ). Variable optische Anordnung nach Anspruch 13 oder 14, wobei das Sensorsystem einen Lagesensor (103) umfaßt.Variable optical arrangement according to claim 13 or 14, wherein the sensor system comprises a position sensor ( 103 ). Variable optische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, ferner umfassend eine in dem Behälter (23a) angeordnete dritte Flüssigkeit (36), welche einen Brechungsindex aufweist, welcher von einem Brechungsindex der zweiten Flüssigkeit (33a) verschieden ist, wobei zwischen der zweiten Flüssigkeit (33a) und der dritten Flüssigkeit (36) eine zweite Phasengrenzfläche (38) ausgebildet ist, welche an der Umfangswand (25a) anliegt und durch diese begrenzt ist.A variable optical assembly according to any one of claims 1 to 15, further comprising one in the container ( 23a ) arranged third liquid ( 36 ), which has a refractive index which differs from a refractive index of the second liquid ( 33a ), wherein between the second liquid ( 33a ) and the third liquid ( 36 ) a second phase interface ( 38 ) is formed, which on the peripheral wall ( 25a ) and is limited by these. Variable optische Anordnung nach Anspruch 16, wobei für eine jede Steuerelektrode der Gruppe von Steuerelektroden gilt: ein kleinster Abstand einer jeden Steuerelektrode (1b, 9b) von der ersten Phasengrenzfläche (35b) entspricht im wesentlichen einem Abstand der Steuerelektrode (1b, 9b) von der Innenoberfläche der Umfangswand (25b) in einem Bereich der ersten Phasengrenzfläche (35b), und ein kleinster Abstand einer jeden Steuerelektrode (1b, 9b) von der zweiten Phasengrenzfläche (38b) entspricht im wesentlichen einem Abstand der Steuerelektrode (1b, 9b) von der Innenoberfläche der Umfangswand (25b) in einem Bereich der zweiten Phasengrenzfläche (38b).A variable optical device according to claim 16, wherein for each control electrode of the group of control electrodes, a minimum distance of each control electrode ( 1b . 9b ) from the first phase interface ( 35b ) corresponds substantially to a distance of the control electrode ( 1b . 9b ) from the inner surface of the peripheral wall ( 25b ) in a region of the first phase interface ( 35b ), and a smallest distance of each control electrode ( 1b . 9b ) from the second phase interface ( 38b ) corresponds substantially to a distance of the control electrode ( 1b . 9b ) from the inner surface of the peripheral wall ( 25b ) in a region of the second phase interface ( 38b ). Variable optische Anordnung nach Anspruch 16, wobei eine erste Gruppe von Steuerelektroden (1a, 9a), welche in Umfangsrichtung um die Umfangswand (25a) verteilt an dem Behälter (23a) angeordnet sind, und eine zweite Gruppe von Steuerelektroden (1a', 9a'), welche in Umfangsrichtung um die Umfangswand (25a) verteilt an dem Behälter angeordnet sind, wobei für eine jede Steuerelektrode (1a, 9a) der ersten Gruppe von Steuerelektroden gilt: ein kleinster Abstand einer jeden Steuerelektrode von der ersten Phasengrenzfläche (35a) entspricht im wesentlichen einem Abstand der Steuerelektrode von der Innenober fläche der Umfangswand (25a) in einem Bereich der ersten Phasengrenzfläche (35a), und wobei für eine jede Steuerelektrode (1a', 9a') der zweiten Gruppe von Steuerelektroden gilt: ein kleinster Abstand einer jeden Steuerelektrode von der zweiten Phasengrenzfläche (38) entspricht im wesentlichen einem Abstand der Steuerelektrode von der Innenoberfläche der Umfangswand (25a) in einem Bereich der zweiten Phasengrenzfläche (38).Variable optical arrangement according to claim 16, wherein a first group of control electrodes ( 1a . 9a ), which in the circumferential direction around the peripheral wall ( 25a ) distributed to the container ( 23a ), and a second group of control electrodes ( 1a ' . 9a ' ), which in the circumferential direction around the peripheral wall ( 25a ) are arranged distributed on the container, wherein for each control electrode ( 1a . 9a ) of the first group of control electrodes, a minimum distance of each control electrode from the first phase interface ( 35a ) corresponds substantially to a distance of the control electrode from the inner upper surface of the peripheral wall ( 25a ) in a region of the first phase interface ( 35a ), and wherein for each control electrode ( 1a ' . 9a ' ) of the second group of control electrodes: a smallest distance of each control electrode from the second phase interface ( 38 ) corresponds substantially to a distance of the control electrode from the inner surface of the peripheral wall ( 25a ) in a region of the second phase interface ( 38 ). Abbildendes optisches System, umfassend: eine Eingangsoptik (87) und eine Ausgangsoptik (93, 89 92), welche in einem Abbildungsstrahlengang des optischen Systems (71) hintereinander angeordnet sind, und eine variable optische Anordnung (21) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die variable optische Anordnung (21) in dem Abbildungsstrahlengang zwischen der Eingangsoptik (87) und der Ausgangsoptik (93, 89, 92) oder vor der Eingangsoptik angeordnet ist.An imaging optical system comprising: an input optics ( 87 ) and an output optics ( 93 . 89 92 ), which in an imaging beam path of the optical system ( 71 ) are arranged one behind the other, and a variable optical arrangement ( 21 ) according to one of claims 1 to 17, wherein the variable optical arrangement ( 21 ) in the imaging beam path between the input optics ( 87 ) and the output optics ( 93 . 89 . 92 ) or in front of the input optics. Abbildendes optisches System nach Anspruch 19, wobei die Ausgangsoptik ein Okular (89) oder/und einen Bildsensor (92) umfaßt.An imaging optical system according to claim 19, wherein the output optics is an eyepiece ( 89 ) and / or an image sensor ( 92 ). Stereo-Operationsmikroskop, umfassend: ein Objektiv (87) oder ein Paar von Objektiven, welches von wenigstens einem Paar von Abbildungsstrahlengängen durchsetzt ist, ein Paar von Ausgangsoptiken (89), wobei eine jede der Ausgangsoptiken (89) des Paars von Ausgangsoptiken von lediglich einem Abbildungsstrahlengang des Paars von Abbildungsstrahlengängen durchsetzt ist, wenigstens eine variable optische Anordnung (21) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei jeder Abbildungsstrahlengang des Paars von Abbildungsstrahlengängen die wenigstens eine variable optische Anordnung (21) durchsetzt.Stereo surgical microscope, comprising: a lens ( 87 ) or a pair of lenses interspersed with at least one pair of imaging beam paths, a pair of output optics ( 89 ), each of the output optics ( 89 ) of the pair of output optics of only one imaging beam path of the pair of imaging beam paths, at least one variable optical arrangement ( 21 ) according to one of claims 1 to 18, wherein each imaging beam path of the pair of imaging beam paths comprises the at least one variable optical arrangement ( 21 ) interspersed. Stereo-Operationsmikroskop nach Anspruch 21, wobei die variable optische Anordnung (21) in dem Abbildungsstrahlengang zwischen dem Objektiv (87) und der Ausgangsoptik (89) angeordnet ist.Stereo surgical microscope according to claim 21, wherein the variable optical arrangement ( 21 ) in the imaging beam path between the lens ( 87 ) and the output optics ( 89 ) is arranged. Stereo-Operationsmikroskop nach Anspruch 22, wobei die variable optische Anordnung (21) in dem Abbildungsstrahlengang vor dem Objektiv angeordnet ist.Stereo surgical microscope according to claim 22, wherein the variable optical arrangement ( 21 ) is arranged in the imaging beam path in front of the lens. Stereo-Operationsmikroskop nach Anspruch 22 oder 23, wobei ein Paar von variablen optischen Anordnungen (21) vorgesehen ist, wobei eine jede der variablen optischen Anordnungen (21) des Paars von variablen optischen Anordnungen von lediglich einem Abbildungsstrahlengang des Paars von Abbildungsstrahlengängen durchsetzt ist.Stereo surgical microscope according to claim 22 or 23, wherein a pair of variable optical arrangements ( 21 ), wherein each of the variable optical arrangements ( 21 ) of the pair of variable optical assemblies is traversed by only one imaging beam path of the pair of imaging beam paths. Stereo-Operationsmikroskop, umfassend: ein Objektiv, welches von einem Paar von Abbildungsstrahlengängen durchsetzt ist, ein Paar von Ausgangsoptiken, wobei eine jede der Ausgangsoptiken des Paars von Ausgangsoptiken von lediglich einem Abbildungsstrahlengang des Paars von Abbildungsstrahlengängen durchsetzt ist, wobei das Objektiv und das Paar von Ausgangsoptiken wenigstens eine variable optische Anordnung umfassen, und wobei die wenigstens eine variable optische Anordnung wenigstens eine Linse oder eine Linsengruppe mit einer optischen Achse sowie einen Antrieb umfaßt, welcher dazu konfiguriert ist, die wenigstens eine Linse bzw. Linsengruppe um wenigstens eine quer zu der optischen Achse der wenigstens einen Linse bzw. Linsengruppe orientierte Achse zu verkippen.Stereo surgical microscope, comprising: one Lens interspersed with a pair of imaging beam paths is a pair of output optics, each one of the output optics of the pair of output optics of only one imaging beam path the pair of imaging beam paths is interspersed, in which the lens and the pair of output optics at least one variable optical arrangement, and wherein the at least one variable optical Arrangement at least one lens or a lens group with a optical axis and a drive, which is configured is that at least one lens or lens group at least one transverse to the optical axis of the at least one lens or lens group tilted oriented axis. Stereo-Operationsmikroskop nach Anspruch 25, wobei das Objektiv die Linse bzw. Linsengruppe umfaßt.A stereo-surgical microscope according to claim 25, wherein the lens comprises the lens or lens group. Stereo-Operationsmikroskop, umfassend: ein Objektiv, welches von einem Paar von Abbildungsstrahlengängen durchsetzt ist, ein Paar von Ausgangsoptiken, wobei eine jede der Ausgangsoptiken des Paars von Ausgangsoptiken von lediglich einem Abbildungsstrahlengang des Paars von Abbildungsstrahlengängen durchsetzt ist, wobei das Objektiv und das Paar von Ausgangsoptiken wenigstens eine variable optische Anordnung umfassen, und wobei die wenigstens eine variable optische Anordnung zwei optische Keile sowie einen Antrieb umfaßt, welcher dazu konfiguriert ist, die zwei Keile relativ zueinander oder/und gemeinsam relativ zu dem Objektiv zu verdrehen.Stereo surgical microscope, comprising: one Lens interspersed with a pair of imaging beam paths is a pair of output optics, each one of the output optics of the pair of output optics of only one imaging beam path the pair of imaging beam paths is interspersed, in which the lens and the pair of output optics at least one variable optical arrangement, and wherein the at least one variable optical Arrangement comprises two optical wedges and a drive, which is configured to the two wedges relative to each other and / or together to twist relative to the lens. Stereo-Operationsmikroskopsystem, umfassend: ein Stereo-Operationsmikroskop nach einem der Ansprüche 21 bis 27, ein Stativ mit mehreren aneinander angelenkten und relativ zueinander verlagerbaren Stativgliedern, um das Stereo-Operationsmikroskop relativ zu einem Operationsfeld zu verlagern, und eine Benutzerschnittstelle zur Ansteuerung der variablen optischen Anordnung des Stereo-Operationsmikroskops, um ein von dem Stereo-Operationsmikroskop abgebildetes Objektfeld innerhalb des Operationsfeldes lateral zu verlagern.A stereoscopic surgical microscope system comprising: a stereo-surgical microscope according to any one of claims 21 to 27, a tripod having a plurality of tripod links hinged together and displaceable relative to each other to displace the stereo-surgical microscope relative to a surgical field, and a user interface for driving the variable optical Arrangement of the stereoscopic operating microscope to an object field imaged by the stereoscopic surgical microscope within the Operational field laterally to relocate. Stereo-Operationsmikroskopsystem nach Anspruch 28, wobei die Benutzerschnittstelle dazu konfiguriert ist, Steuersignale zur Verlagerung des Operationsfeldes in zwei zueinander orthogonale Richtungen entgegenzunehmen.Stereo surgical microscope system according to claim 28, wherein the user interface is configured to receive control signals for the displacement of the surgical field in two mutually orthogonal directions receive.
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