Parfokalität ermöglicht es, das beobachtete Detail über den gesamten Vergrößerungsbereich eines Operationsmikroskops scharf zu sehen, ohne nachfokussieren zu müssen. Voraussetzung sind die korrekte Einstellung des optischen Systems einschließlich der individuellen Dioptrienkorrektur der Okulare sowie eine unveränderte Position des Mikroskops und des beobachteten Objekts. Im Folgenden beschreiben wir die Einstellung und Prüfung der Parfokalität am Beispiel des ophthalmologischen Mikroskops Leica M822 F40.
Parfokalität in der Praxis
Auf dem Foto haben wir den Punkt in der Mitte der Orange markiert, auf den scharfgestellt wurde. Im Video ist zu sehen, dass dieser Punkt trotz Änderung der Vergrößerung durchgehend scharf bleibt.
Die Bedeutung der Dioptrienkorrektur
Mit der Dioptrienkorrektur lassen sich die Mikroskopokulare an das Sehvermögen des Benutzers anpassen, getrennt für das rechte und das linke Auge. Durch die Akkommodation, also die natürliche Fähigkeit des Auges, die Schärfe anzupassen, kann eine falsche Einstellung unbemerkt bleiben. Ein Bild, das bei einer Vergrößerung scharf erscheint, muss deshalb nach einer Änderung der Vergrößerung nicht weiterhin scharf sein.
Parfokalität Schritt für Schritt einstellen
Bei dem beschriebenen Verfahren beurteilen wir die Schärfe durch die Mikroskopokulare, ohne eine Kamera zu verwenden. Legen Sie für die Einstellung ein flaches Objekt mit deutlich erkennbaren Details bereit, zum Beispiel ein Blatt Papier mit kleiner Schrift. Vergewissern Sie sich vor dem Lösen der Mikroskopbremsen, dass das Mikroskop richtig ausbalanciert ist.
Ob die Schärfe beim Verändern der Vergrößerung erhalten bleibt, wird auch bei anderen Operationsmikroskopen auf dieselbe Weise geprüft. Das Einstellverfahren selbst kann sich jedoch je nach Modell unterscheiden. Prüfen Sie daher die Reihenfolge der Schritte und die Ausgangswerte der Dioptrienkorrektur in der Gebrauchsanweisung des jeweiligen Mikroskops.
1. Passen Sie den Okularabstand an Ihren Pupillenabstand an
Schauen Sie durch beide Okulare und passen Sie deren Abstand an Ihren Pupillenabstand an. Verstellen Sie den Abstand, bis Sie ein einziges, rundes Sichtfeld sehen.
2. Stellen Sie die Neigung des Binokulartubus ein
Wenn Sie einen Schwenktubus verwenden, fassen Sie ihn mit beiden Händen und stellen Sie seine Neigung so ein, dass Sie bequem durch beide Okulare schauen können.
3. Bringen Sie den Fokussiermechanismus in die Ausgangsposition
Aktivieren Sie die Funktion Reset Focus und warten Sie, bis die Bewegung des Mechanismus abgeschlossen ist. Beim Leica M822 stehen in dieser Position 1/3 des Verfahrwegs nach oben und 2/3 nach unten zur Verfügung. So lässt sich die Schärfe nach der groben Einstellung des Arbeitsabstands in beide Richtungen regulieren.
4. Stellen Sie den Arbeitsabstand zunächst grob ein
WD (englisch: working distance) bezeichnet den Arbeitsabstand, also den Abstand zwischen dem Objektiv und der Oberfläche des beobachteten Objekts, bei dem ein scharfes Bild entsteht.
Prüfen Sie die WD-Kennzeichnung am Objektiv. Fassen Sie beim Leica M822 F40 beide Bediengriffe und drehen Sie einen davon, um die Bremsen zu lösen. Bringen Sie den Mikroskopkopf mithilfe des Schwenkarms in den passenden Abstand zum Objekt. Lassen Sie anschließend den gedrehten Griff los, um die Position wieder zu arretieren.
Stellen Sie beispielsweise bei WD 200 mm einen Abstand von 20 cm ein — Sie können ihn mit einem Lineal überprüfen.
Die genaue Schärfe stellen Sie in Schritt 6 mit dem Fokussiermechanismus ein. Befindet sich der Mikroskopkopf zu weit vom Objekt entfernt oder zu nahe daran, reicht der Verfahrweg dieses Mechanismus möglicherweise nicht aus, um ein scharfes Bild zu erhalten.
5. Wählen Sie die kleinste Vergrößerung
Wählen Sie mit dem Fußschalter die kleinste am Mikroskop verfügbare Vergrößerung.
6. Stellen Sie bei der kleinsten Vergrößerung scharf
Schauen Sie durch beide Okulare auf das vorbereitete Objekt. Stellen Sie mit den Fokustasten am Fußschalter ein ausgewähltes Detail scharf, zum Beispiel einen Buchstaben auf dem Blatt Papier. Belassen Sie den Schwenkarm in seiner bisherigen Position.
7. Wählen Sie die größte Vergrößerung und stellen Sie präzise scharf
Wählen Sie mit dem Fußschalter die größte am Mikroskop verfügbare Vergrößerung. Beobachten Sie dasselbe Detail durch beide Okulare und stellen Sie die Schärfe mit den Tasten am Fußschalter präzise ein.
8. Kehren Sie zur kleinsten Vergrößerung zurück
Wählen Sie mit dem Fußschalter erneut die kleinste Vergrößerung. Verstellen Sie jetzt weder die Schärfe noch die Position des Mikroskops oder des beobachteten Objekts — behalten Sie die im vorherigen Schritt erreichte Einstellung bei.
9. Stellen Sie beide Okulare auf +5 Dioptrien
Stellen Sie die Ringe für die Dioptrienkorrektur an beiden Okularen auf +5 D, ohne durch die Okulare zu schauen. Dies ist die Ausgangsposition, um im nächsten Schritt jedes Okular an Ihr Sehvermögen anzupassen.
10. Stellen Sie die Dioptrienkorrektur für jedes Auge einzeln ein
Schauen Sie durch ein Okular und schließen Sie dabei das andere Auge. Drehen Sie den Ring für die Dioptrienkorrektur langsam von +5 D in Richtung −5 D. Halten Sie an, sobald das beobachtete Detail scharf ist — der Wert −5 D muss nicht erreicht werden. Wiederholen Sie dies für das andere Auge.
Stellen Sie die Schärfe jetzt ausschließlich mit den Okularringen ein. Verwenden Sie nicht die Fokustasten am Fußschalter. Die eingestellten Werte können für das rechte und das linke Auge unterschiedlich sein.
11. Prüfen Sie die Schärfe bei der größten Vergrößerung
Wählen Sie mit dem Fußschalter die größte Vergrößerung. Schauen Sie durch beide Okulare und prüfen Sie, ob das zuvor ausgewählte Detail scharf bleibt. Korrigieren Sie die Schärfe in diesem Schritt nicht mit dem Fußschalter — Sie prüfen das Ergebnis der vorgenommenen Einstellung.
12. Passen Sie den Auszug der Augenmuscheln an
Drehen Sie die Augenmuscheln heraus oder hinein, um einen angenehmen Abstand zwischen Ihren Augen und den Okularen einzustellen. Wählen Sie ihn so, dass Sie das gesamte Sichtfeld sehen. Behalten Sie dabei die zuvor eingestellte Dioptrienkorrektur bei.
13. Prüfen Sie die Schärfe über den gesamten Vergrößerungsbereich
Schauen Sie durch beide Okulare auf dasselbe Detail und verändern Sie mit dem Fußschalter die Vergrößerung vom kleinsten bis zum größten Wert und wieder zurück. Das ausgewählte Detail sollte durchgehend scharf bleiben, ohne dass zusätzlich nachfokussiert werden muss. Behalten Sie während der Prüfung die Position des Mikroskops und des beobachteten Objekts bei.
Wenn sich die Schärfe mit der Vergrößerung verändert, prüfen Sie die Dioptrienkorrektur jedes Okulars erneut.
Häufige Fragen
Kann dasselbe Verfahren bei jedem Operationsmikroskop angewendet werden?
Die Parfokalität wird auf dieselbe Weise geprüft: Ein ausgewähltes Detail wird während der Änderung der Vergrößerung beobachtet. Die Reihenfolge der Einstellungen und die Ausgangswerte der Dioptrienkorrektur können sich jedoch je nach Modell unterscheiden. Das beschriebene Verfahren gilt für das Leica M822 F40; bei einem anderen Mikroskop ist dessen Gebrauchsanweisung heranzuziehen.
Warum ist das Bild bei einer Vergrößerung scharf und bei einer anderen nicht?
Eine mögliche Ursache ist eine nicht passend eingestellte Dioptrienkorrektur der Okulare. Die Akkommodation kann eine falsche Einstellung bei einer Vergrößerung verdecken. Deshalb prüfen wir nach der Einstellung dasselbe Detail über den gesamten Vergrößerungsbereich.
Muss bei der Einstellung der Wert −5 D erreicht werden?
Nein. Bei dem beschriebenen Verfahren ist +5 D die Ausgangseinstellung, und −5 D gibt die Drehrichtung des Rings an. Die Einstellung ist zu beenden, sobald das beobachtete Detail scharf ist. Die Dioptrienkorrektur wird für jedes Auge einzeln eingestellt; die ermittelten Werte können sich unterscheiden.
Was tun, wenn sich die Schärfe nach der Einstellung weiterhin mit der Vergrößerung verändert?
Prüfen Sie die Dioptrienkorrektur jedes Okulars erneut. Behalten Sie bei der Kontrolle die Position des Mikroskops und des beobachteten Objekts bei und betrachten Sie dasselbe Detail. Korrigieren Sie dabei die Schärfe nicht mit dem Fußschalter — Sie prüfen das Ergebnis der vorgenommenen Einstellung.
Quellen
Die Beschreibung der Einstellung wurde auf Grundlage der Gebrauchsanweisung des Leica M822 erstellt und um praktische Erläuterungen ergänzt. Die Erklärung des Einflusses der Akkommodation beruht auf Materialien zur Beobachtung durch Mikroskopokulare.
- Leica Microsystems, M822 — Gebrauchsanweisung, Dokument-Nr. 10 743 504, Version 04, englische Ausgabe. Kapitel 7.3–7.4, 8.2.1 und 8.4.3, S. 30–31, 43 und 46–47. Grundlage des Verfahrens zur Anpassung von Tubus und Okularen, zur Positionierung des Mikroskops und zur Prüfung der Parfokalität.
- Nikon MicroscopyU, Depth of Field and Depth of Focus. Erläuterung des Einflusses der Akkommodation des Auges auf die bei der Beobachtung durch Okulare beurteilte Schärfe sowie des Unterschieds zur Bildaufnahme mit einem unbeweglichen Sensor.
- Peter Evennett, Depth of Field and depth of Focus Explained, Proceedings of the Royal Microscopical Society, 31/1, 1996, S. 64–66. Erläuterung, wie die Akkommodation eine falsche Lage der Bildebene verdecken kann; insbesondere S. 66.