CH707357B1 - Objektvergrösserungsgerät - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Objektvergrösserungsgerät, vorzugsweise ein Auflichtobjektvergrösserungsgerät, welches aus einem oder mehreren optischen Systemen besteht und anschliessend an diese optischen Systeme einen oder mehrere elektronische Bildsensoren (2,3) enthält, welche Bilddaten in einem oder mehreren optisch-elektronischen Kanälen elektronisch an ein oder mehrere Displays und/oder Betrachtungseinheiten (9) übermitteln. Es ist an einer stabilen Aufstellvorrichtung angebracht und mit einer oder mehreren Lichtquellen ausgebildet.

Description

Technisches Gebiet

[0001] Die Erfindung betrifft ein Objektvergrösserungsgerät, vorzugsweise ein Auflichtobjektvergrösserungsgerät, welches aus einem oder mehreren optischen Systemen besteht und nachfolgend oder am Ende dieser optischen Systeme ein oder mehrere Bildsensoren enthalten sind, welche Bilddaten in einem oder mehreren optisch-elektronischen Kanälen hochauflösend elektronisch an ein oder mehrere Displays und/oder Betrachtungseinheiten übermittelt.

[0002] Das Objektvergrösserungsgerät, nachfolgend auch'Objektvergrösserer'genannt, ist an einer stabilen Aufstellvorrichtung angebracht, welche mobil im Raum oder fest im Raum installiert sein kann und welche es ermöglicht bzw. zulässt, den Objektvergrösserer im Raum zu bewegen und zu platzieren.

[0003] Der Objektvergrösserer ist mit einer oder mehreren Lichtquellen verschiedenster Technologien ausgebildet, wie Xenon-, Halogen-, Laser- oder LED-Lichtquelle im für das menschliche Auge sichtbaren und/oder nichtsichtbaren Bereich. Der Begriff 'nichtsichtbarer Bereich' wird im folgenden für den für das menschliche Auge nichtsichtbaren Bereich benutzt, welcher unterhalb und/oder oberhalb des für das menschliche Auge sichtbaren Bereichs liegt, zum Beispiel im Ultravioletten UV- oder Infraroten IR-Bereich. Der nichtsichtbare Bereich liegt ausserhalb dem für das menschliche Auge sichtbaren Bereich nach einschlägigen technischen Normen unterhalb 380nm und oberhalb 780nm. Per Definition der 'Spektralfarben in sichtbarem Licht' beginnt die sichtbare Farbe violett bei etwa 390nm und geht die sichtbare Farbe rot bis etwa 790nm. Der Erwachsene sieht aber beispielsweise bei 390nm bis 405nm fast nichts, sodass er einen Farbfehler in diesem Bereich nicht bemerkt. Deshalb ist in der vorliegenden Schrift mit dem Begriff 'nichtsichtbarer Bereich' der Lichtbereich unterhalb etwa 400 nm bis 405 nm und oberhalb von etwa 780nm bis 790nm definiert.

[0004] Der oder die Bildsensoren sind elektronische Sensoren, wie z.B. elektronische Kameras, welche Bilddaten des Objekts auf Displays oder eine Betrachtungseinheit, wie z.B eine Brille übertragen können.

[0005] Der oder die Bildsensoren sind so ausgebildet, dass er sichtbare Bilder und/oder nichtsichtbare Bilder im für das menschliche Auge unterhalb und/oder oberhalb des sichtbaren Bereichs zum Beispiel im UV- und IR-Bereich erkennen und übertragen kann.

[0006] Vorteile dieses Systems sind das kleinere Gewicht zu bisherigen Objektvergrösserern und damit das bzw. die kleineren stabilen Aufstellvorrichtungen; Da der Objektvergrösserer mechanisch nicht mehr mit der Objekt Betrachtungseinheit verbunden sein muss, also vom Anwender abgesetzt ist, lässt sich die Objektvergrösserer Perspektive verändern ohne dass der Anwender seine Position ändern muss. Damit hat der Anwender mehr Möglichkeiten bei der Anwendung des Objektvergrösserers und kann den Arbeitsabstand zum Objekt nahezu beliebig ändern ohne seine Position zu verändern, was mit bisherigen Geräten, welche ähnlichen Funktionen haben und mit einer optischer Verbindung zwischen Vergrösserungs-Einheit und/oder Schärfe-Einheit zur Betrachtungseinheit ausgestattet sind, nicht möglich ist.

[0007] Die Erfindung bringt Vorteile im Vergleich zu bisherigen Geräten mit ähnlichen Funktionen, da die hier beschriebene Objektvergrösserer Technik für Bilder im nichtsichtbaren Bereich unterhalb und/oder oberhalb des sichtbaren Bereichs und für Bilder im sichtbaren Bereich mit einer Sensortechnologie bzw. mit mehreren Sensortechnologien auf kleinem Raum ausgebildet ist und für den nichtsichtbaren Bereich und den sichtbaren Bereich eine Betrachtungseinheit ausgebildet ist.

[0008] Ein Objektvergrösserer ist ein Gerät, welches es erlaubt, Objekte zu vergrössern, zu übertragen und anzusehen oder bildlich darzustellen, unabhängig von der Entfernung, Lage und Position des Objektvergrösserers zu den Displays und/oder Betrachtungseinheiten, mit welchen die Bilder betrachtet werden. Dabei handelt es sich meist um Objekte oder die Struktur von Objekten, deren Größe unterhalb des Auflösungsvermögens des menschlichen Auges liegt.

Stand der Technik

[0009] Bisherige Geräte mit ähnlichen Funktionen sind Geräte, mit denen Objekte durch eine oder mehrere Glaslinsen beobachtet werden und die aus einer Vergrösserungs-Einheit und/oder einer Schärfe-Einheit bestehen und mit einer optischen Verbindung beziehungsweise optischen Übertragung von den genannten Einheiten zur Betrachtungseinheit ausgebildet sind. Die Übertragung der vergrösserten Objektbilder zur Betrachtungseinheit erfolgt also rein optisch, mit optischen Linsen oder Glaslinsen und nicht elektronisch. Solche Geräte werden nachfolgende als 'optische Vergrösserungsgeräte' bezeichnet.

[0010] Die 'optischen Vergrösserungsgeräte' haben den Nachteil, dass der Anwender seine Position ändern muss, wenn er das Objekt ändert oder den Abstand oder den Winkel zum Objekt ändert. Der Anwender kann also den Arbeitsabstand zum Objekt nicht beliebig ändern ohne seine eigene Position zu verändern. Seine Position zum Objekt ist abhängig von der Position des Objekts.

[0011] Meist haben 'optische Vergrösserungsgeräte' zusätzliche Strahlenteiler zur Anbringung von Kameras im sichtbaren und nichtsichtbaren Bereich, was zusätzlichen Platz und Gewicht bedeutet; dies kann erfindungsgemäss verbessert werden, da bei elektronischer Übertragung Bilder im nichtsichtbaren Bereich und Bilder im sichtbaren Bereich mit einer Sensortechnologie oder mit mehreren Sensortechnologien auf kleinem Raum auf eine oder mehrere Betrachtungseinheiten übertragen wird.

[0012] Damit verbundene Vorzüge der Erfindung sind weniger Gewicht und kleinere Abmessungen des Objektvergrösserers verglichen mit 'optischen Vergrösserungsgeräten' und damit auch Aufstellvorrichtungen mit kleinerem Gewicht.

Aufgabe der Erfindung

[0013] Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, Objekte zu vergrössern und anzusehen oder bildlich darzustellen. Objekte oder die Struktur von Objekten, deren Größe unterhalb des Auflösungsvermögens des menschlichen Auges liegt, sollen dem menschlichen Auge sichtbar gemacht bzw. für das menschlichen Auge visualisiert werden.

[0014] Diese Aufgabe wird nicht mit einem 'optischen Vergrösserungsgerät' bisheriger Technik realisiert, sondern mit einem Objektvergrösserungsgerät, welches keine optische Verbindung beziehungsweise optische Übertragung von einer Vergrösserungs-Einheit und/oder einer Schärfe-Einheit zur Betrachtungseinheit beinhaltet.

[0015] Die Übertragung der vergrösserten Objektbilder zur Betrachtungseinheit erfolgt über eine elektronische Verbindung; damit kann ein oder können mehrere Benutzer mit ihrer Betrachtungseinheit abgesetzt im Raum agieren und müssen sich nicht optomechanisch bedingt an einer vorgegebenen Position aufhalten. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, flexiblere Arbeitsabstände des Objektvergrösserungsgeräts zum Objekt und mehr Handlungsfreiheit für den Benutzer zu ermöglichen.

[0016] Diese Aufgaben werden durch die in den aufgeführten Patentansprüchen definierte Vorrichtung gelöst.

Darstellung der Erfindung

[0017] Die Erfindung betrifft ein Objektvergrösserungsgerät, bevorzugt ein Auflichtobjektvergrösserungsgerät, welches aus mindestens einem vorgelagerten optischen System und mindestens einem nachgelagerten elektronisch-optischen Bild-Sensor besteht. Der elektronisch-optische Bild-Sensor bzw. die elektronisch-optischen Bild-Sensoren - nachfolgend auch elektronische Bildsensoren oder Bildsensoren genannt - im genannten Gerät sind dahingehend ausgebildet, dass sie Bilddaten hochauflösend elektronisch über 'elektronische Kanäle' an mindestens ein Display und/oder mindestens eine Betrachtungseinheit übermitteln. Der Begriff 'elektronischer Kanal' beschreibt die elektronische Aufnahme und Übertragung von Bildern und ist vom Begriff 'optischer Kanal' analog abgeleitet. Hochauflösend bedeutet in diesem Kontext, dass die Bildsensoren die Bilder respektive die Bilddaten im sichtbaren Bereich in einer 'guten optischen Qualität', also optisch hochauflösend erkennen, aufnehmen und übertragen; eine 'gute optische Qualität' wird erreicht, wenn ein Bildsensor, welcher bevorzugt rechteckig oder kreisförmig ausgeführt ist, bei rechteckiger Ausführung für den sichtbaren Bereich mindestens eine Million Bildpunkte erzeugt bei mindestens 25 Bildern pro Sekunde. Das erfindungsgemässe Vergrösserungs-Gerät wird bevorzugt für medizinische und/oder veterinäre Operationstechniken eingesetzt.

[0018] Das Objektvergrösserungsgerät ist vorzugsweise an einer stabilen, beweglichen mobilen Aufstelleinrichtung angebracht, kann aber dahingehend ausgebildet sein, dass es an einer Wand oder Decke beweglich montiert ist.

[0019] Erfindungsgemäss besteht die vorgelagerte Optik des Objektvergrösserungsgeräts aus einem Linsensystem zur Schärfeeinstellung sowie einem Linsensystem zum Heranholen und Wegbringen der Bildebene, auch beschrieben als Näherkommen und Entfernen des Bildes, und damit ein Linsensystem zum Verändern des Bildausschnitts.

[0020] Die vorgelagerte Optik besteht vorzugsweise aus zwei oder mehreren vollständig getrennten Strahlengängen, durch die das Objekt um einen bestimmten Winkel im Verhältnis zum Strahlengang aus mindestens zwei verschiedenen Richtungen betrachtet werden kann. Diese Divergenz, d.h. die Winkel der Strahlengänge sind eine wichtige Eigenschaft des Objektvergrösserers und sind massgeblich für den Komfort sowie die Stereobildqualität verantwortlich und sind ein wesentlicher Vorteil des Geräts, da steuerbare oder regelbare Winkel der Strahlengänge die natürliche Divergenz der menschlichen Augen vor allem beim Sehen in kurzer Distanz unter 1m nachbilden oder sich an diese anpassen. Die Grösse der Divergenz respektive die Winkel der getrennten Strahlengänge, durch die das Objekt aus zwei Richtungen oder bei mehr als zwei Strahlengängen aus mehreren verschiedenen Richtungen betrachtet wird, wird optional eingestellt und/oder gesteuert und /oder geregelt. Die elektronische Bildsensoren sind optional in Richtung des Objekts beweglich, beispielsweise mit Elektromotoren in Richtung des Objekts verschiebbar.

[0021] Der Objektvergrösserer ist mit einer oder mehreren Lichtquellen ausgebildet, welche je nach Anwendung des Objektvergrösserers in den optischen Strahlengängen oder nahe bei den optischen Strahlengängen angeordnet sind. Die Lichtquellen sind als Xenon-, Halogen- und/oder als LED-Lichtquellen ausgebildet und können als Lichtquellen im sichtbaren sowie ausserhalb des sichtbaren Bereichs je nach Anwendungsfall realisiert sein.

[0022] Der Bildsensor bestehend aus einem und/oder mehreren elektronischen Sensoren ist so angeordnet, dass er geometrisch z.B. zwei oder 4 optische Kanäle oder mehrere optische Komponenten abbildet und diese an mindestens ein Display und/oder eine Betrachtungseinheit überträgt. Dabei entsprechen üblicherweise zwei optische Kanäle einem Stereobild und 4 optische Kanäle zwei Stereobildern für beispielsweise 2 Betrachter mit unterschiedlichen Bildern des Objekts und/oder unterschiedlichen Bildpositionen, also Positionen zum Objekt.

[0023] Der Bildsensor bzw. die Bildsensoren sind so ausgebildet, dass er/sie sichtbare Bilder und/oder nichtsichtbare Bilder unterhalb und/oder oberhalb des für den Menschen sichtbaren Bereichs zum Beispiel im UV- und IR-Bereich erkennt, aufnimmt und überträgt. Das erfindungsgemäse Objektvergrösserungsgerät mit der elektronischen Bild-Übertragung für Bilder im nichtsichtbaren Bereich und für Bilder im sichtbaren Bereich ist mit einer Sensortechnologie bzw. mit mehreren Sensortechnologien auf kleinem Raum ausgeführt und bildet diese auf ein und den selben Betrachtungseinheiten und Displays ab. Damit werden Bilder - im für das menschliche Auge nichtsichtbaren Bereich - für das menschliche Auge in den Displays und/oder Betrachtungseinheiten sichtbar gemacht. Die Displays und Betrachtungseinheiten sind so ausgeführt, dass in den Displays und/oder Betrachtungseinheiten Bilder optional auch überlagert abgebildet werden. Die Übertragung der Bilddaten erfolgt kabellos und/oder über Kabel.

[0024] Vom Bildsensor bzw. von den Bildsensoren und deren integrierten Bildsensorelektronik können die Daten an ein oder mehrere externe Geräte zum Speichern, zur Verarbeitung und/oder zur Wiedergabe weitergeleitet werden.

[0025] Da erfindungsgemäss der Objektvergrösserer mechanisch nicht mehr mit der Objektbetrachtungseinheit verbunden sein muss, also vom Anwender abgesetzt sein kann, lässt sich die Position und vor allem der Abstand des Geräts zum Objekt verändern ohne dass der Anwender seine Position ändern muss. Damit hat der Anwender mehr Möglichkeiten bei der Anwendung des Objektvergrösserers und kann den Arbeitsabstand und die Position zum Objekt nahezu beliebig ändern. Er kann sich auch abgesetzt zum Objekt in nicht unmittelbarer Nähe zum Objekt platzieren, was mit bisherigen 'optischen Vergrösserungsgeräten' nicht möglich ist.

[0026] Dadurch kann sich der Anwender in einem bestimmten Winkel zum Objektvergrösserer platzieren, wobei der Objektvergrösserer das Bild aus seiner Position zeigt, während der Anwender das Bild aus seiner Position erwartet, welche nicht mit der Position des Objektvergrösserers übereinstimmt. Deshalb werden die aufgenommenen und übertragenen Bilder mechanisch oder elektronisch um die optische Achse des Objektvergrösserers gedreht und zwar entsprechend der Blickrichtung des Betrachters zum Objekt und werden entsprechend dieser Position in dem Display und/oder Betrachtungseinheit abgebildet.

[0027] Diese Dreh-Positionierung der übertragenen Bilder zur Position des Anwenders erfolgt manuell und/oder automatisch, beispielsweise mit Hilfe von Sensoren, welche die Position des Betrachters und/oder die Position des Displays oder der Betrachtungseinheit erkennt und das Bild entsprechend positioniert (Positionssensor). Die Dreh-Positionierung der übertragenen Bilder ist im Objektvergrösserer für alle Anwender manuell und/oder automatisch ausgeführt. Ist der Objektvergrösserer so ausgeführt, dass er zwei oder mehr Bilder oder Stereobilder aufnimmt, übertragen und abbilden kann, wählt jeder Betrachter die Bildquelle für sein Display und/oder seine Betrachtungseinheit aus.

[0028] Das Display und/oder die Betrachtungseinheit, an welche der Bildsensor bzw. die Bildsensoren die Bilddaten übertragen, ist beispielsweise in der Nähe des Objektvergrösserers, irgendwo im Raum in und/oder an einer oder mehreren Betrachtungs-einheit(en), welche eventuell an einer stabilen Aufstellvorrichtung angebracht ist/sind oder beispielsweise in einer 3D-Brille realisiert.

[0029] Das Gerät ist optinal beispielsweise mit integrierten Sensoren, wie Abstands-, Neigungs-, Winkel- und Beschleunigungssensoren ausgestattet. Diese Sensoren dienen zur Berechnung von Wegen, Positionsänderungen, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen des Objektvergrösserungsgeräts.

[0030] Ebenso ist der Objektvergrösserer optional mit Abstandssensoren zur dreidimensionalen Positionsbestimmung im Raum sowie zur Erkennung der Bild- und Objektebene und damit des Arbeitsabstands ausgebildet sein. Somit kann eine automatische Schärfe-Einstellung auf Basis der Arbeitsabstandbestimmung realisiert werden.

[0031] Der Objektvergrösserer kann mit abgesetzten Bedienteilen, wie Fuss- und Handschaltern, welche beispielsweise mit Schaltern und Tasten realisiert sind, bedient werden. Der Objektvergrösserer ist vorzugsweise mit einer Bedieneinheit ausgebildet, welche kabellos und/oder verkabelt ist und beispielhaft einen Touch-Screen Bildschirm mit einem Bedienermenü beinhaltet und mit welcher der Objektvergrösserer bedient und programmiert wird und verschiedenste Einstellungen vorgenommen werden.

[0032] Der Objektvergrösserer ist mit mindestens einer kabellosen und/oder verkabelten Schnittstelle zur Gerätekommunikation und zum Datenaustausch sowie zur Servicierung, beispielsweise mittels „Remote Control“ ausgestattet. Remote Controll ist ein Anglizismus im Fachbereich Steuerungstechnik und bedeutet Fernwartung, Fernsteuerung und Fernregelung von technischen Geräten.

[0033] Ebenso ist er optional mit einem Scanner, beispielsweise einem 3-D-Scanner zum Objekt-Scanning ausgebildet, welcher beispielsweise im medizinischen Bereich wertvolle zusätzliche dreidimensionale Informationen zum zu betrachtenden Objekt liefert.

Vorteile

[0034] Vorteile dieses Systems sind das kleine Gewicht und damit das/die kleineren stabilen Aufstellvorrichtungen; dadurch, dass der Objektvergrösserer vom Anwender abgesetzt sein kann, lässt sich die Objektvergrösserer Perspektive verändern ohne dass der Anwender seine Position ändern muss.

[0035] Ebenso ist eine Bildverarbeitung, wie z.B. ein Aufnahmesystem, einfach und zwar elektronisch/softwaremässig zu realisieren. Auch eine auf dem/den elektronischen Bildsensor(en) basierte automatische Schärfe-Einstellung, also basierend auf Videosignalen, ist einfach softwaremässig zu realisieren und/oder beispielsweise basierend auf Abstandmessung(en) ist ebenfalls einfach elektronisch und softwaremässig zu realisieren.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele:

Aufzählung der Figuren

[0036] Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen, welche in den Zeichnungen dargestellt sind, erläutert.

[0037] Fig. 1 zeigt beispielhaft ein Objektvergrösserungsgerät, bestehend aus elektronischen Bildsensoren (2 und 3), einer Einheit zum Heranholen und Wegbringen der Bildebene - auch beschrieben als Näherkommen und Entfernen des Bildes (4), einer Einheit zur Schärfeeinstellung (5) und einer optischen Linse (6) sowie die Übertragungseinheit (7). Des Weiteren zeigt Fig. 1 die optische Achse und die Beleuchtungsachse (1), welche die Bezugsachse für den Betrachtungswinkel darstellt.

[0038] Fig. 2 zeigt beispielhaft ein Objektvergrösserungsgerät, bestehend aus elektronischen Bildsensoren (2 und 3), einer Einheit zum Heranholen und Wegbringen der Bildebene (4), einer Einheit zur Schärfeeinstellung (5) und einer optische Linse (6) sowie der Übertragungseinheit (7). Des weiteren zeigt Fig. 2 die optische Achse und die Beleuchtungsachse (1), welche die Bezugsachse für den Betrachtungswinkel darstellt, sowie die Übertragungsstrecke (8) für die Bilddaten und eine Betrachtungseinheit, z.B. eine 3D Display-Brille (9).

[0039] Fig. 3 zeigt beispielhaft ein Objektvergrösserungsgerät, bestehend aus elektronischen Bildsensoren (2 und 3), einer Einheit zum Heranholen und Wegbringen der Bildebene (4), einer Einheit zur Schärfeeinstellung (5) und einer optische Linse (6) sowie der Übertragungseinheit (7). Des weiteren zeigt Fig. 3 die optische Achse und die Beleuchtungsachse (1), welche die Bezugsachse für den Betrachtungswinkel darstellt sowie eine erste Übertragungsstrecke (8) für die Bilddaten und eine zweite Übertragungsstrecke (10) für die Bilddaten, welche hier als optisches Kabel ausgebildet ist sowie eine 3D-Betrachtungseinheit (11) und eine weitere Betrachtungs-Einheit, z.B. eine 3D Display-Brille (9).

[0040] Fig. 4 zeigt beispielhaft ein Vergrösserungsgerät, bestehend aus elektronischen Bildsensoren (2 und 3), einer Einheit zur Schärfeeinstellung (5) und einer optische Linse oder einem Schutzglas (6) sowie der Übertragungseinheit (7) sowie der optischen Achse und der Beleuchtungsachse (1), welche die Bezugsachse für den Betrachtungs-Winkel darstellt. Die Einheit zur Schärfeeinstellung (5) ist optional und wird in einer anderen Variante des Vergrösserungsgeräts weggelassen.

[0041] Fig. 5 zeigt beispielhaft ein Objektvergrösserungsgerät, bestehend aus elektronischen Bildsensoren (2 und 3), einer Einheit zur Schärfeeinstellung (5) (ist optional) und einer optische Linse oder einem Schutzglas (6) sowie der Übertragungseinheit (7). Des weiteren zeigt Fig. 5 die optische Achse und die Beleuchtungsachse (1), die Divergenzachsen (12, 13), die Divergenzwinkel (14, 15) sowie die Bildebene (16) des zu betrachtenden Objekts, den Arbeitsabstand (18) und den Schnittpunkt der divergenten Strahlengänge (17).

[0042] Fig. 6 zeigt beispielhaft ein Objektvergrösserungsgerät, wie in Fig. 5, mit kleinerem Divergenzwinkeln (14, 15) und damit grösserem Arbeitsabstand (18). Bei dieser Variante des Objektvergrösserungsgeräts wird der Divergenzwinkel durch Steuerung oder Regelung verändert, indem nur die Bildsensoren (2 und 3) in ihrem Winkel zur optischen Achse (1) verändert werden.

[0043] Fig. 7 zeigt beispielhaft ein Objektvergrösserungsgerät, bestehend aus elektronischen Bildsensoren (2 und 3), einer Einheit zur Schärfeeinstellung (5) (ist optional) und einer optische Linse oder einem Schutzglas (6); die Übertragungseinheit wurde hier zu Gunsten der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Des weiteren zeigt Fig. 7 die optische Achse und Beleuchtungsachse (1). Fig. 8 zeigt beispielhaft einen Objektvergrösserer wie in Fig. 7 ohne eine Einheit zur Schärfeeinstellung. Des weiteren zeigen Fig. 7 und Fig. 8 eine Variante des Objektvergrösserungsgeräts, mit welcher die Bildsensoren (2 und 3) um ihre Achsen drehbar ausgeführt sind (19, 20) und beide Bildsensoren (2 und 3) um die optische Achse (1) drehbar ausgeführt sind.

[0044] Die Fig. 9 und Fig. 10 zeigen beispielhaft eine Variante des Objektvergrösserungsgeräts, mit welcher die Bildsensoren (2 und 3) um ihre Achsen drehbar ausgeführt sind (19, 20) und zusätzlich das ganze System, bestehend aus elektronischen Bildsensoren (2 und 3), einer Einheit zur Schärfeeinstellung (5) (ist optional) und einer optischen Linse oder einem Schutzglas (6), um die optische Achse (1) drehbar ausgeführt ist.

Claims (14)

1. Objektvergrösserungsgerät, bevorzugt ein Auflichtobjektvergrösserungsgerät zum Vergrössern und bildlichen Darstellen eines Objekts, vorzugsweise für medizinische und/oder veterinäre Operationen, umfassend mindestens ein optisches System und nachfolgend angeordnet auf diesem mindestens einen optischen System mindestens einen ersten elektronischen Bildsensor (2, 3), welcher Bilddaten über mindestens einen elektronischen Kanal optisch hochauflösend an mindestens eine Betrachtungseinheit, bevorzugt ein Display, übermittelt, wobei das mindestens eine optische System als ein Linsensystem ausgebildet ist, mit welchem die Bildschärfe einstellbar ist, beispielhaft optisch und/oder durch Optimieren der Weite zum Objekt, sowie die Bildebene heranholbar und wegbringbar ist, wobei das mindestens eine optische System aus mindestens zwei getrennten Strahlengängen (17) besteht, durch die das Objekt in einem bestimmten Winkel aus zwei bzw. mehr als zwei verschiedenen Richtungen betrachtbar ist, und das Objektvergrösserungsgerät mit mindestens einer Lichtquelle, wie z.B. Xenon, Halogen oder LED, ausgebildet ist, welche in den Strahlengängen (17) oder nahe bei den Strahlengängen (17) des mindestens einen optischen Systems angeordnet und/oder über einen Lichtleiter in die Strahlengänge (17) einkoppelbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der ersten elektronischen Bildsensoren (2, 3) so ausgebildet ist, dass er nichtsichtbare Bilder unterhalb und/oder oberhalb des sichtbaren Bereichs, bevorzugt im UV- und IR-Bereich, und/oder sichtbare Bilder erkennt und/oder aufnimmt und überträgt und/oder wenn mindestens zwei der ersten elektronischen Bildsensoren (2, 3) umfasst sind, diese in Kombination so ausgebildet sind, dass sie nichtsichtbare Bilder unterhalb und/oder oberhalb des sichtbaren Bereichs, bevorzugt im UV- und IR-Bereich, und/oder sichtbare Bilder erkennen und/oder aufnehmen und übertragen.

2. Objektvergrösserungsgerät, bevorzugt ein Auflichtobjektvergrösserungsgerät zum Vergrössern und bildlichen Darstellen eines Objekts, vorzugsweise für medizinische und/oder veterinäre Operationen, umfassend mindestens ein optisches System und nachfolgend angeordnet auf diesem mindestens einen optischen System mindestens einen ersten elektronischen Bildsensor (2, 3), welcher Bilddaten über mindestens einen elektronischen Kanal optisch hochauflösend an mindestens eine Betrachtungseinheit, bevorzugt ein Display, übermittelt, wobei jedes zuvor genannte optische System als ein Linsensystem ausgebildet ist, wobei das mindestens eine optische System mindestens zwei getrennte Strahlengänge (17) aufweist, durch die das Objekt in einem bestimmten Winkel aus zwei bzw. mehr als zwei verschiedenen Richtungen betrachtbar ist und das Objektvergrösserungsgerät mit mindestens einer Lichtquelle, wie z.B. Xenon, Halogen oder LED ausgebildet ist, welche in den Strahlengängen (17) oder nahe bei den Strahlengängen (17) des mindestens einen optischen Systems angeordnet und/oder über einen Lichtleiter in die Strahlengänge (17) einkoppelbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine erste Bildsensor (2,3) die Bildebene elektronisch heranholen und wegbringen kann und mit dem Linsensystem die Bildschärfe optisch und/oder durch Optimieren der Weite zum Objekt einstellbar ist und damit das mindestens eine optische System des Objektvergrösserungsgeräts nur aus Einheiten zur Schärfeeinstellung und einer Linse und/oder einem Schutzglas besteht oder der mindestens eine erste Bildsensor (2,3) die Bildebene elektronisch heranholen und wegbringen und die Bildschärfe elektronisch einstellen kann und das mindestens eine optische System des Objektvergrösserungsgeräts nur aus einer Linse und/oder einem Schutzglas besteht und mindestens einer der ersten elektronischen Bildsensoren (2, 3) so ausgebildet ist, dass er nichtsichtbare Bilder unterhalb und/oder oberhalb des sichtbaren Bereichs, bevorzugt im UV- und IR-Bereich, und/oder sichtbare Bilder erkennt und/oder aufnimmt und überträgt und/oder wenn mindestens zwei der ersten elektronischen Bildsensoren (2, 3) vorhanden sind, diese in Kombination so ausgebildet sind, dass sie nichtsichtbare Bilder unterhalb und/oder oberhalb des sichtbaren Bereichs, bevorzugt im UV- und IR-Bereich, und/oder sichtbare Bilder erkennen und/oder aufnehmen und übertragen.

3. Objektvergrösserungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Lichtquelle Licht im für das menschliche Auge sichtbaren Bereich und/oder ausserhalb des für das menschliche Auge sichtbaren Lichtbereichs emittiert und/oder dass das Objektvergrösserungsgerät zusätzlich zu dem mindestens einen ersten elektronischen Bildsensor (2, 3), mit mindestens einem zweiten elektronischen Bild- und/oder einem Lichtsensor ausgestattet ist, um die Lichtquellen und/oder die Wellenlängen der Lichtquellen zu erkennen, sowie mit einer nachgeschalteten Steuer- und Regeleinheit ausgestattet ist, um die mindestens eine Lichtquelle in ihrer Wellenlänge, in ihrer Helligkeit und/oder in ihrer Farbtemperatur zu regeln.

4. Objektvergrösserungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten elektronischen Bildsensoren (2,3) in Richtung des Objekts, das heisst in Richtung des Schnittpunkts der Strahlengänge (17), beweglich ausgebildet sind, beispielhaft verschiebbar mit Elektromotoren in Richtung des Objekts, und/oder die Strahlengänge (17) des optischen Systems und/oder die dazugehörenden ersten elektronischen Bildsensoren (2, 3), durch die das Objekt aus zwei oder mehreren verschiedenen Richtungen betrachtbar ist, so bewegbar sind, dass die Winkel der getrennten Strahlengänge (17) einstellbar und/oder steuerbar und/oder regelbar sind.

5. Objektvergrösserungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Objektvergrösserungsgerät mit einer Einheit zur Erkennung der Bild- und Objektebene und damit des Arbeitsabstands und/oder mit einer automatischen Schärfe-Einstellung jeweils auf Basis der Arbeitsabstandsbestimmung mit Abstandssensoren und/oder Druck- und/oder Schall- und/oder Neigungs- und/oder Beschleunigungssensoren ausgestattet ist und/oder mit einer oder mehreren automatischen Schärfe-Einstellungseinheiten ausgestattet ist, welche auf dem mindestens einen ersten elektronischen Bildsensor (2, 3) und einer Verarbeitungseinheit zum Verarbeiten der Bilddaten und Berechnen der Schärfe sowie der Steuerung der Schärfe-Einstellung basiert.

6. Objektvergrösserungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Objektvergrösserungsgerät zusätzlich mit mindestens einer der Betrachtungseinheiten, bevorzugt einem Display, wie einer 3D-Display-Brille, einem 3D-Display mit Linsen, einem 3D-Monitor, oder mit weiteren zwei- oder drei-dimensionalen bilddarstellenden Geräten ausgestattet ist, und/oder dass die Übermittlung der Bilddaten an die Betrachtungseinheit über elektrische Kabel und/oder kabellos über Funk und/oder kabellos optisch und/oder über optische Kabel erfolgt, und/oder die Betrachtungseinheit mit einer Bildverarbeitungssoftware ausgestattet ist, um beispielsweise Bild-Überlagerungen und Einblenden von Informationen oder externen Bildern zusätzlich zu den Bilddaten, welche vom Objektvergrösserungsgerät über die genannten elektronischen Kanäle übermittelbar sind, zu ermöglichen und/oder eine Aufnahme/Wiedergabe-Funktion von Bildern und/oder Bildfolgen zu realisieren um eine Bild-Dokumentation und Bildbearbeitung zu ermöglichen.

7. Objektvergrösserungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl Bilder im sichtbaren Bereich als auch Bilder im für das menschliche Auge nichtsichtbaren Bereich in ein und denselben Betrachtungseinheiten, bevorzugt Displays für das menschliche Auge sichtbar sind.

8. Objektvergrösserungsgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn Bilder aufgenommenen und übertragenen werden, diese automatisch mit beispielsweise der Benutzung von Positionssensoren und/oder manuell, um die optische Achse mechanisch oder elektronisch drehbar sind, und zwar entsprechend einer gewünschten Position zum Objekt, und diese Bilder entsprechend dieser Position in der Betrachtungseinheit, bevorzugt in Displays, darstellbar sind, wobei bei mehr als zwei Bildquellen oder Stereobildern die Bildquellen für die Ansicht in ihren Betrachtungseinheiten auswählbar sind.

9. Objektvergrösserungsgerät nach einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Objektvergrösserungsgerät so ausgebildet ist, dass es im Raum dreidimensional bewegbar ist, zum Beispiel mit Motoren ausgebildet, und/oder die mindestens eine in dem Objektvergrösserungsgerät verwendete Betrachtungseinheit, beispielsweise mit Motoren ausgestattet, dreidimensional bewegbar ist.

10. Objektvergrösserungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erkennung von beispielhaft Menschen, Elementen oder Gegenständen im Raum sowohl das Objektvergrösserungsgerät als auch die mit diesem verwendeten Betrachtungseinheiten mit Sensoren, wie Abstands-, Druck-, Schall-, Neigungs-, Winkel- und Beschleunigungssensoren zur Berechnung und Erkennen von Positionen, Wegen, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen ausgestattet sind, mit welchen eine dreidimensionale Positionsbestimmung im Raum des Objektvergrösserungsgeräts sowie der mit diesem verwendeten Betrachtungseinheiten sowie eine Positionsbestimmung zum Objekt und/oder zu Menschen realisierbar sind und/oder Menschen, Elemente oder Gegenstände im Raum erkennbar sind.

11. Objektvergrösserungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Objektvergrösserungsgerät mit mindestens einer kabellosen und/oder verkabelten Bedieneinheit ausgebildet ist, über welche das Objektvergrösserungsgerät bedienbar und programmierbar ist und über welche verschiedene Einstellungen vornehmbar sind und/oder dass das Objektvergrösserungsgerät und/oder die mit diesem verwendeten Betrachtungseinheiten mit abgesetzten Bedienteilen, beispielsweise Fuss- und Handschalter, welche kabellos mit Funk, IR oder anderen kabellosen Techniken sowie verkabelt ausgebildet sind und mit Schaltern und/oder Tasten und/oder Schiebeschaltern und/oder Schiebehebeln versehen sind, steuerbar und/oder bedienbar sind.

12. Objektvergrösserungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Objektvergrösserungsgerät zusätzlich mit einem Scanning-Gerät ausgestattet ist, welches dahingehend ausgebildet ist, dass es mit einem oder mehreren Lichtstrahlen vorzugsweise im für das menschliche Auge nichtsichtbaren Bereich das Objekt abscannen kann und damit dreidimensionale Daten des Objekts ermitteln, speichern und übertragen kann.

13. Objektvergrösserungsgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Objektvergrösserungsgerät Daten, beispielsweise die gescannten dreidimensionalen Daten des Objekts, Bilddaten, Geräte-Daten sowie allgemeine Daten, mit einem oder mehreren externen Geräten und/oder mit einer oder mehreren Betrachtungseinheiten zum Speichern, zur Verarbeitung und/oder zur Wiedergabe bidirektional und/oder multidirektional austauschen kann.

14. Objektvergrösserungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Objektvergrösserungsgerät mit mindestens einer kabellosen und/oder verkabelten Schnittstelle zur Gerätekommunikation und/oder zum Datenaustausch sowie zur Servicierung, beispielsweise über Fernwartung, Fernsteuerung und/oder Fernregelung ausgestattet ist.