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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mikroskop mit einem Hauptbeobachter-Strahlengang und einem Assistenten-Strahlengang mit einer optischen Strahlteilereinrichtung zur Erzeugung eines schaltbaren Dokumentations-Strahlengangs.
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Stand der Technik
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Im Folgenden soll als Hauptanwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung die Operationsmikroskopie, insbesondere die ophthalmologische Operationsmikroskopie, betrachtet werden, ohne dass hierdurch die Erfindung auf dieses Gebiet eingeschränkt werden sollte. Bei mikrochirurgischen Eingriffen am vorderen Augenabschnitt, beispielsweise bei Kataraktoperationen, wird diffus von der Netzhaut reflektiertes Beleuchtungslicht verwendet, das einem Operateur (Hauptbeobachter), der die Linse eines Patientenauges betrachtet, als rötliches Durchlicht erscheint, um transparente Strukturen im vorderen Augenabschnitt sichtbar zu machen. Diese Art von Beleuchtung wird als Red-Reflex-Beleuchtung (deutsch: Rotreflex-Beleuchtung) bezeichnet. Um diese Beleuchtungsart zur realisieren, wird ein Beleuchtungsstrahlengang mit achsnahem Verlauf, bezogen auf die durch das Patientenauge verlaufende optische Hauptachse des Mikroskopobjektivs, bereitgestellt. Optimalerweise schließt die Achse des achsnahen Beleuchtungsstrahlengangs mit der Hauptachse des Objektivs einen Winkel im Bereich 0° bis 2° ein. Der Beleuchtungsstrahlengang kann durch das Hauptobjektiv, aber auch am Hauptobjektiv vorbei zum Objektbereich geführt sein.
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Bei mikrochirurgischen Eingriffen am hinteren Augenabschnitt ist weniger eine optimale Red-Reflex-Beleuchtung notwendig; vielmehr wird ein eher achsferner Beleuchtungsstrahlengang hinsichtlich eines optimalen Kontrasts des Beobachtungsbildes eingestellt.
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Aus der
EP 1 997 423 A1 ist ein ophthalmologisches Operationsmikroskop bekannt, das dazu geeignet ist, transparente Strukturen im vorderen Abschnitt eines Patientenauges mit gutem Kontrast sichtbar zu machen. Das entsprechende Operationsmikroskop enthält eine Beleuchtungseinrichtung zur Erzeugung eines Beleuchtungsstrahlengangs für achsnahe Beleuchtung sowie eines weiteren Beleuchtungsstrahlengangs für achsferne Beleuchtung des Objektbereichs. Mittels eines im Beobachtungsstrahlengang angeordneten teildurchlässigen Spiegels wird der Beleuchtungsstrahlengang für achsnahe Beleuchtung dem Beobachtungsstrahlengang achsnah und koaxial überlagert. Mittels eines weiteren Umlenkelements, wie einem Spiegel, kann der Beleuchtungsstrahlengang für achsferne Beleuchtung unter einem größeren Winkel zur optischen Achse des Beobachtungsstrahlengangs gelenkt werden. Dieses achsferne Beleuchtungslicht wird in dieser Schrift nun über eine Leuchtfeldblende der Beleuchtungseinrichtung geführt und über eine Beleuchtungsoptik in eine im Objektbereich liegende Bildebene, die nahe bei, jedoch nicht genau in der Objektebene des Operationsmikroskops liegt, abgebildet. Auf diese Weise ergibt sich eine Begrenzung des Leuchtfeldes in der Objektebene, das in seinem Randbereich nicht sprunghaft, sondern weich von hell nach dunkel übergeht. Außerdem kann zusätzlich eine Retina-Schutzblende vorgesehen sein, die vermeidet, dass Beleuchtungslicht in das Innere des Patientenauges zum Augenhintergrund gelangt, wo es unter Umständen schädigende Wirkung entfalten könnte. Achsnahes Beleuchtungslicht wird über eine weitere Leuchtfeldblende der Beleuchtungseinrichtung in den Objektbereich geleitet, wobei diese weitere Leuchtfeldblende über eine entsprechende Beleuchtungsoptik in eine zweite Bildebene im Objektbereich abgebildet wird. Letztere befindet sich bei der Retina des Patientenauges. Bei dem entsprechenden Operationsmikroskop soll ein homogener und kontrastreicher Rotreflex am Patientenauge erzielt werden; bei stereoskopischen Beobachtungsstrahlengängen ist es günstig, einen achsnahen Beleuchtungsstrahlengang bereitzustellen, der mit mehreren optischen Achsen zum Objektbereich geführt wird, die den optischen Achsen der Beobachtungsstrahlengänge entsprechen.
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In der
US 5,627,613 A wird eine ophthalmologische Beleuchtungseinheit für ein Mikroskop vorgestellt, bei der durch entsprechende Anordnung von teildurchlässigen Umlenkelementen und vollverspiegelten Umlenkelementen eine Beleuchtung eines Patientenauges unter mehreren, auch einstellbaren Beleuchtungswinkeln möglich ist, wobei nur eine Lichtquelle verwendet wird. Hierdurch soll insbesondere die Makula vor schädigender Strahlung geschützt werden. Mittels translatorischer Verschiebung eines Umlenkelements kann der entsprechende Einfallswinkel geändert werden. Auch in dieser Schrift werden eine achsnahe und eine achsferne Beleuchtung realisiert. Zusätzlich zu durch das Hauptobjektiv des Mikroskops geführten Beleuchtungsstrahlengängen kann eine noch weiter achsferne Beleuchtung durch einen am Mikroskopobjektiv vorbeigeführten Beleuchtungsstrahlengang realisiert werden.
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Bei der Beleuchtungseinrichtung für ein Operationsmikroskop gemäß
DE 40 28 605 A1 wird mittels eines ersten Umlenkelements Beleuchtungslicht unter einem Neigungswinkel von 6° zur optischen Achse (in achsnaher Schrägbeleuchtung) und mittels eines zweiten Umlenkelements unter einem zwischen 0° und 4° variierbaren Neigungswinkel zur optischen Achse (in senkrechter oder achsnäherer Schrägbeleuchtung) auf den Objektpunkt (Patientenauge) über das Hauptobjektiv des Mikroskops gelenkt. Hierzu weist der erste Umlenkspiegel (für die 6°-Beleuchtung) eine Ausnehmung auf, durch die Beleuchtungslicht auf den zweiten Umlenkspiegel (für die 0°- bis 4°-Beleuchtung) treffen kann. Mittels einer Blende kann der erste Umlenkspiegel kontinuierlich abgedeckt werden, bis nur noch der zweite Umlenkspiegel zur Erzeugung der 0°-Beleuchtung aktiv ist. Eine entsprechende Blende besitzt der zweite Umlenkspiegel, so dass auch dieser abgedeckt werden kann, um lediglich den ersten Umlenkspiegel für die 6°-Beleuchtung wirken zu lassen.
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Aus der
JP 10133122 (A) , Veröffentlichungsdatum 22. Mai 1998, von Nippon, ist ein ophthalmologisches Operationsmikroskop mit der Möglichkeit bekannt, zwischen einer koaxialen Beleuchtung und einer 6°-Beleuchtung zu wechseln bzw. beide Beleuchtungsarten kombiniert zu nutzen. Hierzu ist zwischen den beiden Beobachtungsstrahlengängen des Stereomikroskops ein erstes Prisma für die koaxiale Beleuchtung angeordnet, das Beleuchtungslicht über das Hauptobjektiv auf das Objekt lenkt. Parallel zur Stereobasis ist ein Schlitten angeordnet, auf dem ein totalreflektierendes Prisma und ein halbdurchlässiges Prisma angeordnet sind, wobei durch Bewegung des Schlittens parallel zur Stereobasis eines dieser beiden Prismen in den Beleuchtungsstrahlengang gebracht werden kann. Letztere Prismen erzeugen eine 6°-Beleuchtung. Wird das totalreflektierende Prisma in den Beleuchtungsstrahlengang gebracht, wird eine 6°-Beleuchtung realisiert ohne koaxialer Beleuchtung; wird das halbdurchlässige Prisma in den Beleuchtungsstrahlengang gebracht, so wird eine kombinierte 6°- und Koaxialbeleuchtung realisiert; wird schließlich keines der beiden Prismen in den Beleuchtungsstrahlengang gebracht, so wird ausschließlich die Koaxialbeleuchtung realisiert.
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Aus der deutschen Patentschrift
DE 10 2006 050 846 B4 der Anmelderin ist ein Stereomikroskop insbesondere für die ophthalmologische und neurochirurgische Chirurgie mit einem ersten und zweiten Hauptbeobachter-Strahlengang beschrieben, das eine optische Strahlenteilereinrichtung zur Erzeugung eines Assistenten-Strahlengangs und eines Dokumentations-Strahlengangs aufweist. Mit den dort beschriebenen vielfältigen Ausgestaltungen der optischen Strahlteilereinrichtung sollen ein Assistenten- und Dokumentations-Strahlengang geschaffen werden, wobei ein einfacher Assistentenwechsel möglich ist, ohne die Helligkeitsverhältnisse der stereoskopischen Hauptbeobachtung bei einem solchen Assistentenwechsel ungünstig zu beeinflussen. Der Assistent oder Mitbeobachter kann wahlweise auf der linken oder rechten Seite des Mikroskops (sowie des Hauptbeobachters) platziert werden, ohne hierfür den Assistententubus ummontieren zu müssen oder zwei fixe Assistententuben bereitstellen zu müssen. Zu diesem Zweck wird in der genannten Schrift vorgeschlagen, den Assistenten-Strahlengang in einer ersten Stellung der Strahlteilereinrichtung aus dem ersten Hauptbeobachter-Strahlengang auszukoppeln und in einer zweiten Stellung der Strahlenteilereinrichtung aus dem zweiten Hauptbeobachter-Strahlengang auszukoppeln, wobei der Dokumentations-Strahlengang aus dem jeweils anderen Hauptbeobachter-Strahlengang auskoppelbar ist. Hierbei ist die Richtung des Assistenten-Strahlengangs in der ersten Stellung zu der Richtung desselbigen in der zweiten Stellung um 180° gedreht und der ausgekoppelte Dokumentations-Strahlengang steht in beiden Stellungen jeweils senkrecht zum ausgekoppelten Assistenten-Strahlengang.
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Schließlich ist aus der
DE 10 2008 001 352 B4 der Anmelderin ein Stereomikroskop für den Einsatz bei ophthalmologischen oder neurochirurgischen Operationen bekannt, das ähnlich wie das Stereomikroskop gemäß
DE 10 2006 050 846 B4 über stereoskopische Hauptbeobachterstrahlengänge verfügt sowie über eine optische Strahlteilereinrichtung zur Erzeugung eines Assistenten- und Dokumentations-Strahlengangs, bei dem ein einfacher Assistentenwechsel möglich ist. Im Unterschied zur vorgenannten Schrift ist die Strahlteilereinrichtung derart ausgebildet, dass in der ersten sowie in der zweiten Stellung der Strahlteilereinrichtung der Assistenten-Strahlengang jeweils aus dem ersten Hauptstrahlengang auskoppelbar ist, während der Dokumentations-Strahlengang jeweils aus dem zweiten Hauptstrahlengang auskoppelbar ist. Hierdurch kann die Anzahl beweglicher Teile in der Strahlteilereinrichtung gering gehalten werden.
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Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein Mikroskop, insbesondere ein Operationsmikroskop, weiter insbesondere für ophthalmologische Eingriffe, anzugeben, das unter Auskoppelung eines Dokumentations-Strahlengangs betrieben werden kann, wobei die Bildqualität für den Hauptbeobachter sowie die Dokumentationsqualität aufeinander abstimmbar sind. Insbesondere soll das Mikroskop unter verschiedenen Beleuchtungsarten, insbesondere achsnaher und achsferner Beleuchtung, betrieben werden können, wobei die Abstimmung der Bildqualität für den Hauptbeobachter und/oder der Dokumentationsqualität abhängig von der jeweiligen Beleuchtungsart erfolgen können soll.
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Kurzfassung der Erfindung
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Die genannte Aufgabe wird durch ein Mikroskop der eingangs geschilderten Art gelöst, bei dem die Strahlteilereinrichtung in einer ersten Stellung den Dokumentations-Strahlengang aus dem Hauptbeobachter-Strahlengang und in einer zweiten Stellung den Dokumentations-Strahlengang aus dem Assistenten-Strahlengang auskoppelt. Hierbei ist die erste und zweite Stellung der Strahlteilereinrichtung insbesondere mit einer ersten bzw. zweiten Beleuchtungsart einer Beleuchtungseinrichtung des Mikroskops korreliert. Hierbei kann es sich, insbesondere bei ophthalmologischen Operationsmikroskopen, bei der ersten Beleuchtungsart um die in der Beschreibungseinleitung erwähnte achsnahe Beleuchtung mittels eines ersten Beleuchtungsstrahlengangs und bei der zweiten Beleuchtungsart um die oben erwähnte achsferne Beleuchtung mittels eines zweiten Beleuchtungsstrahlengangs handeln.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Mikroskop mit einem Hauptbeobachter-Strahlengang und einem Assistenten-Strahlengang, wobei das Mikroskop als ophthalmologisches Operationsmikroskop ausgebildet ist und eine Beleuchtungseinrichtung zur Erzeugung eines ersten und/oder zweiten Beleuchtungsstrahlengangs aufweist, wobei diese Beleuchtungseinrichtung zur Erzeugung des ersten Beleuchtungsstrahlengangs ein Umlenkelement aufweist, das in seiner Arbeitsposition den ersten Beleuchtungsstrahlengang in Richtung Objekt lenkt, wobei das Umlenkelement in seine Arbeitsposition hinein bzw. aus seiner Arbeitsposition heraus schwenkbar ausgestaltet ist. Durch das schwenkbar ausgestaltete Umlenkelement kann die Bildqualität für den Hauptbeobachter abhängig von der Beleuchtungsart eingestellt werden. Bei der ersten und zweiten Beleuchtungsart handelt es sich wiederum insbesondere um achsnahe bzw. achsferne Beleuchtung. Bei dieser Art von Mikroskop muss nicht zwingend ein Dokumentations-Strahlengang vorgesehen sein; jedoch kann bei Auskoppelung eines Dokumentations-Strahlengangs dieses Mikroskop gemäß zweiter Variante zusätzlich wie das Mikroskop gemäß erster Variante der Erfindung ausgebildet sein, das heißt eine Strahlteilereinrichtung aufweisen, die in einer ersten Stellung den Dokumentations-Strahlengang aus dem Hauptbeobachter-Strahlengang und in einer zweiten Stellung aus dem Assistenten-Strahlengang auskoppelt, wobei die erste und die zweite Stellung der Strahlteilereinrichtung insbesondere wieder zu der ersten bzw. zweiten Beleuchtungsart korreliert sind.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gemäß erster und zweiter Variante ergeben sich aus dem jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Vorteile der Erfindung
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Zunächst sei das Mikroskop gemäß erster Variante der Erfindung beschrieben. Mikroskope dieser Art sind insbesondere als Operationsmikroskope, insbesondere ophthalmologische Operationsmikroskope, wie sie in der Beschreibungseinleitung diskutiert sind, bekannt. Ein solches Mikroskop besitzt mindestens einen Hauptbeobachter-Strahlengang und mindestens einen Assistenten-Strahlengang und in der Regel eine optische Strahlteilereinrichtung zur Erzeugung eines Dokumentations-Strahlengangs. Die Strahlteilereinrichtung ist erfindungsgemäß derart ausgestaltet, dass sie zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung geschaltet werden kann, wobei der Dokumentations-Strahlengang in der ersten Stellung der Strahlteilereinrichtung aus dem Hauptbeobachter-Strahlengang ausgekoppelt wird. Hiermit ist gemeint, dass im Falle genau eines Hauptbeobachter-Strahlengangs die Auskoppelung aus eben diesem Strahlengang erfolgt, während im Falle zweier stereoskopischer Hauptbeobachter-Strahlengänge die Auskoppelung insbesondere aus einem der beiden Strahlengänge erfolgt. Für die Dokumentation ist ein monoskopisches Bild ausreichend, sodass die Auskoppelung aus genau einem Strahlengang genügt. In der zweiten Stellung der Strahlenteilereinrichtung erfolgt die Auskoppelung des Dokumentations-Strahlengangs aus dem Assistenten-Strahlengang. Ist nur ein Assistenten-Strahlengang vorhanden, erfolgt die Auskoppelung also genau aus diesem Strahlengang; sind zwei stereoskopische Assistenten-Strahlengänge vorhanden, so erfolgt die Auskoppelung insbesondere aus genau einem der beiden Assistenten-Strahlengänge.
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Die Erfindung ermöglicht somit zum einen, exakt das gleiche zu dokumentieren, was der Hauptbeobachter (Chirurg) beobachtet, wenn sich die Strahlteilereinrichtung in der ersten Stellung befindet. Im Falle eines Operationsmikroskops nimmt die exakte Dokumentation von Operationen einen immer größeren Stellenwert ein. Bei Operationen im vorderen Augenabschnitt, wie Kataraktoperationen, ist eine gute Red-Reflex-Beleuchtung für eine hohe Bildqualität für den Hauptbeobachter (Chirurg) von hoher Wichtigkeit. In der Regel ist für den Assistenten die Red-Reflex-Beleuchtung nicht sichtbar. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Strahlengang für die Red-Reflex-Beleuchtung mittels eines Strahlteilers über den bzw. einen der Hauptbeobachter-Strahlengänge in Richtung Objekt gelenkt wird. Um das unter der Red-Reflex-Beleuchtung wahrgenommene Bild des Hauptbeobachters auch auf die Dokumentationskamera abbilden zu können, wird die optische Strahlteilereinrichtung in ihre erste Stellung gebracht. Hierdurch wird zwar die Transmission im Hauptbeobachtungs-Strahlengang reduziert, gleichzeitig kann aber ein optimales Dokumentationsbild erzeugt werden.
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In der zweiten Stellung der Strahlteilereinrichtung wird der Dokumentations-Strahlengang aus dem Assistenten-Strahlengang ausgekoppelt, sodass der Hauptbeobachter (Chirurg) keine Transmissionsverluste erleidet, sondern bei optimaler Bildqualität arbeiten kann. Im Falle von ophthalmologischen Operationsmikroskopen ist diese Einstellung insbesondere bei Operationen im hinteren Augenabschnitt bedeutsam. Bei solchen Eingriffen ist die Red-Reflex-Beleuchtung in der Regel nicht notwendig, sodass das zu Dokumentationszwecken ausgekoppelte Bild nicht zwingend vom Strahlengang des Hauptbeobachters abgegriffen werden muss. Ausserdem ist es bei solchen Eingriffen, insbesondere wenn nur mit der achsfernen "Hintergrundbeleuchtung" gearbeitet wird, wichtig, den Hauptbeobachter (Chirurg) mit ausreichend Licht zu versorgen.
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Die Erfindung ermöglicht somit eine schaltbare Dokumentationsschnittstelle, das heißt die betreffende Strahlteilereinrichtung kann in einer ersten und einer zweiten Stellung betrieben werden, um zwischen sehr guter Dokumentationsqualität und optimierter Bildqualität für den Hauptbeobachter wählen zu können. Im Falle eines ophthalmologischen Operationsmikroskops erlaubt die Erfindung die Wahl zwischen optimierter Transmission für den Hauptbeobachter bei Operationen im hinteren Augenabschnitt und optimierter Dokumentationsqualität bei Operationen im vorderen Augenabschnitt.
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Prinzipiell eignet sich die Erfindung auch für Mikroskope, bei denen der Assistenten-Strahlengang seinerseits aus dem Hauptstrahlengang ausgekoppelt wird. Dies ist insbesondere bei zweistrahligen Mikroskopen häufig der Fall, bei denen dem Hauptbeobachter zwei Hauptstrahlengänge zur Verfügung stehen. Aus einem ersten Hauptstrahlengang wird der Assistenten-Strahlengang ausgekoppelt. Bisher wurde bei solchen Mikroskoptypen der Dokumentations-Strahlengang aus dem anderen, zweiten Hauptstrahlengang ausgekoppelt. Die Erfindung sieht bei diesem Mikroskoptyp vor, den Dokumentations-Strahlengang in der Betriebsart "höchste Transmission für den Hauptbeobachter" aus dem Assistenten-Strahlengang auszukoppeln ("zweite Stellung der Strahlenteilereinrichtung") und in der Betriebsart "optimale Dokumentationsqualität" den Dokumentations-Strahlengang aus dem anderen, zweiten Hauptstrahlengang auszukoppeln ("erste Stellung der Strahlenteilereinrichtung").
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Prinzipiell sind auch zweistrahlige Mikroskope denkbar, bei denen jeweils der Hauptbeobachter und der Assistent einen Strahlengang zur Verfügung haben. Da in einem solchen Falle sowohl der Hauptbeobachter als auch der Assistent nur ein monoskopisches Bild wahrnehmen können, ist eine solche Variante weniger für Operationsmikroskope geeignet. Besser geeignet dafür sind vierstrahlige Mikroskope, bei denen sowohl der Hauptbeobachter als auch der Assistent jeweils einen stereoskopischen Strahlengang zur Verfügung haben. Beide Betrachter können auf diese Weise stereoskopische Bilder sehen. Bei dieser Ausführungsform wird von den beiden Assistenten-Strahlengängen ein bestimmter Assistenten-Strahlengang gewählt, der im Folgenden als "der betreffende Assistenten-Strahlengang" bezeichnet werden soll. In gleicher Weise wird von den beiden Hauptbeobachter-Strahlengängen ein bestimmter Strahlengang gewählt, der im Folgenden als "der betreffende Hauptbeobachter-Strahlengang" bezeichnet werden soll. In der ersten Stellung der Strahlteilereinrichtung wird der Dokumentations-Strahlengang aus einem der beiden, nämlich dem betreffenden Hauptbeobachter-Strahlengang ausgekoppelt, während in der zweiten Stellung der Strahlteilereinrichtung der Dokumentations-Strahlengang aus einem der beiden, nämlich dem betreffenden Assistenten-Strahlengang ausgekoppelt wird.
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Die Erfindung ist vorzugsweise bei (zwei- oder vierstrahligen) Mikroskopen einsetzbar, bei denen der Assistenten- und der Hauptbeobachter-Strahlengang bzw. die Assistenten- und Hauptbeobachter-Strahlengänge von einem Mikroskopobjektiv ausgehend getrennt voneinander, parallel zur Hauptachse des Mikroskopobjektivs verlaufen.
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Ohne Beschränkung der Allgemeinheit ist die optische Strahlteilereinrichtung zur Auskopplung des Dokumentations-Strahlengangs in einer der beiden nachfolgend geschilderten Ausführungsformen realisiert.
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Die Strahlteilereinrichtung kann einen, vorzugsweise genau einen Strahlteiler aufweisen, der in der ersten Stellung der Strahlteilereinrichtung in den betreffenden Hauptbeobachter-Strahlengang eingebracht ist, während dieser Strahlteiler in der zweiten Stellung der Strahlteilereinrichtung in den betreffenden Assistenten-Strahlengang eingebracht ist. Der Strahlteiler ist somit derart verschiebbar gelagert – bei parallel verlaufenden Assistenten- und Hauptbeobachter-Strahlengängen in einer Richtung senkrecht zu diesen Strahlengängen – dass er wahlweise in den betreffenden Hauptbeobachter-Strahlengang bzw. den betreffenden Assistenten-Strahlengang derart einbringbar ist, dass jeweils der Dokumentations-Strahlengang aus diesem Strahlengang ausgekoppelt wird.
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In einer anderen Ausführungsform weist die Strahlteilereinrichtung zwei Strahlteiler auf, die im Folgenden als der erste und der zweite Strahlteiler bezeichnet werden sollen. In der ersten Stellung der Strahlteilereinrichtung ist der erste Strahlteiler in den betreffenden Hauptbeobachter-Strahlengang eingebracht, während der zweite Strahlteiler aus dem betreffenden Assistenten-Strahlengang entfernt ist.
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Somit wird der Dokumentations-Strahlengang aus dem betreffenden Hauptbeobachter-Strahlengang ausgekoppelt. In der zweiten Stellung der Strahlteilereinrichtung ist hingegen der erste Strahlteiler aus dem betreffenden Hauptbeobachter-Strahlengang entfernt, während der zweite Strahlteiler in den betreffenden Assistenten-Strahlengang eingebracht ist. Somit wird der Dokumentations-Strahlengang dann aus dem Assistenten-Strahlengang ausgekoppelt.
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Erfindungsgemäße Mikroskope weisen neben einem Mikroskopobjektiv in der Regel ein Zoomsystem auf. Es erweist sich als vorteilhaft, die optische Strahlteilereinrichtung zur Auskopplung des Dokumentations-Strahlengangs vom Mikroskopobjektiv aus gesehen hinter, insbesondere unmittelbar hinter dem Zoomsystem, also dem letzten Linsenglied des Zoomsystems, anzuordnen.
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Wie bereits mehrfach erwähnt, ist die Erfindung mit besonderem Vorteil bei ophthalmologischen Operationsmikroskopen einsetzbar. Solche Mikroskope verfügen in der Regel über eine Beleuchtungseinrichtung zur Erzeugung eines ersten und/oder zweiten Beleuchtungsstrahlengangs. Bei dem ersten Beleuchtungsstrahlengang handelt es sich ohne Beschränkung der Allgemeinheit um einen koaxialen oder achsnahen Beleuchtungsstrahlengang, mit dem beispielsweise die Red-Reflex-Beleuchtung realisiert werden kann, während es sich bei dem zweiten Beleuchtungsstrahlengang um einen achsfernen Strahlengang handelt, der zur Hintergrundbeleuchtung bei ophthalmologischen Eingriffen eingesetzt wird. Während bei Operationen im vorderen Augenabschnitt immer der erste, optional zusätzlich auch der zweite Beleuchtungsstrahlengang verwendet wird, kann bei Operationen im hinteren Augenabschnitt auf den ersten Beleuchtungsstrahlengang prinzipiell verzichtet werden.
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Bei einem derartigen ophthalmologischen Operationsmikroskop ist es zweckmäßig, wenn bei Erzeugung und Verwendung des ersten, insbesondere nur des ersten Beleuchtungsstrahlengangs (das heißt der erste Beleuchtungsstrahlengang fällt tatsächlich auf das Objekt (Patientenauge)) sich die Strahlteilereinrichtung in der ersten Stellung befindet, womit der Dokumentations-Strahlengang aus dem Hauptbeobachter-Strahlengang ausgekoppelt wird. Weiterhin ist es sinnvoll, wenn bei Erzeugung und Verwendung des zweiten, insbesondere nur des zweiten Beleuchtungsstrahlengangs (also bei Operationen im hinteren Augenabschnitt) sich die Strahlteilereinrichtung in der zweiten Stellung befindet, womit der Dokumentations-Strahlengang aus dem Assistenten-Strahlengang ausgekoppelt wird.
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Allgemein kann es sinnvoll sein, bei Erzeugung und Verwendung des ersten und/oder des zweiten Beleuchtungsstrahlengangs wahlweise die Strahlteilereinrichtung in die erste oder zweite Stellung bringen zu können. Die Wahl kann dann nämlich anwendungsabhängig erfolgen, beispielsweise bei Operationen im vorderen Augenabschnitt wird die erste Stellung gewählt, während bei Operationen im hinteren Augenabschnitt die zweite Stellung der Strahlteilereinrichtung gewählt wird.
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In ihrer zweiten Variante betrifft die Erfindung ein Mikroskop mit einem Hauptbeobachter-Strahlengang und einem Assistenten-Strahlengang, wobei das Mikroskop als ophthalmologisches Operationsmikroskop ausgebildet ist und eine Beleuchtungseinrichtung zur Erzeugung eines ersten und/oder zweiten Beleuchtungsstrahlengangs aufweist, wobei die Beleuchtungseinrichtung zur Erzeugung des ersten Beleuchtungsstrahlengangs ein Umlenkelement (insbesondere einen teildurchlässigen Spiegel) aufweist, das in seiner Arbeitposition den ersten Beleuchtungsstrahlengang (insbesondere durch das Mikroskopobjektiv hindurch) in Richtung Objekt (Patientenauge) lenkt, wobei das Umlenkelement in seine Arbeitsposition hinein bzw. aus seiner Arbeitsposition heraus schwenkbar ausgestaltet ist. Wird das Umlenkelement aus seiner Arbeitsposition herausgeschwenkt, so gelangt der erste Beleuchtungsstrahlengang nicht zum Objekt.
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Diese Variante der Erfindung ist von besonderer Bedeutung bei teildurchlässigen Spiegeln oder Prismen als Umlenkelemente, wenn sich ein solches teildurchlässiges Umlenkelement in zumindest einem Hauptbeobachter-Strahlengang befindet, um, wie bereits oben erläutert, eine Red-Reflex-Beleuchtung zu realisieren. Bei Operationen unter Red-Reflex-Beleuchtung, also insbesondere Operationen im vorderen Augenabschnitt, wird das Umlenkelement in seine Arbeitsposition geschwenkt. Der erste Beleuchtungsstrahlengang kann dann zur koaxialen oder achsnahen Beleuchtung eingesetzt werden. Zusätzlich kann ein zweiter Beleuchtungsstrahlengang für eine achsferne "Hintergrundbeleuchtung" eingesetzt werden. Für Operationen im hinteren Augenabschnitt wird hingegen der Umlenkspiegel aus seiner Arbeitsposition herausgeschwenkt, sodass der erste Beleuchtungsstrahlengang nicht länger auf das Objekt trifft. Durch das Herausschwenken aus seiner Arbeitsposition wird das Umlenkelement zweckmäßiger Weise aus den zumindest einen Hauptbeobachter-Strahlengang entfernt, so dass hier optimale Transmission vorliegt. Das Ausschwenken des Umlenkelements aus der Arbeitsposition kann auch vorgenommen werden, wenn die Beleuchtungseinrichtung den ersten Beleuchtungsstrahlengang nicht erzeugt, sondern nur mit dem zweiten Beleuchtungsstrahlengang gearbeitet wird. Somit kann bei dieser Variante der Erfindung das besagte Umlenkelement abhängig von der Anwendung (in die Arbeitsposition geschwenkt bei vorderen Augenabschnittsoperationen; aus der Arbeitsposition heraus geschwenkt bei hinteren Augenabschnittsoperationen) oder abhängig von zur Verfügung stehendem Beleuchtungslicht (in die Arbeitsposition geschwenkt bei vorhandenem ersten, koaxialen oder achsnahen Beleuchtungsstrahlengang; aus der Arbeitsposition heraus geschwenkt bei ausgeschaltetem ersten Beleuchtungsstrahlengang) in bzw. aus der Arbeitsposition ein- und ausschwenkbar sein.
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Die geschilderte zweite Variante der Erfindung lässt sich mit besonders großem Vorteil in Kombination mit der ersten Variante der Erfindung nutzen. Hierzu ist das Umlenkelement in seine Arbeitsposition geschwenkt, wenn sich die Strahlteilereinrichtung in der ersten Stellung befindet, während das Umlenkelement aus seiner Arbeitsposition heraus geschwenkt ist, wenn sich die Strahlteilereinrichtung in der zweiten Stellung befindet. Auf diese Weise wird die bereits erhöhte Transmission für den Hauptbeobachter in der zweiten Stellung der Strahlteilereinrichtung nochmals erhöht, wenn das Umlenkelement aus seiner Arbeitsposition heraus geschwenkt wird und somit im betreffenden Hauptbeobachter-Strahlengang zu keinen Transmissionsverlusten führt. Wird hingegen die Strahlteilereinrichtung in der ersten Stellung betrieben, so kann automatisch das Umlenkelement in seine Arbeitsposition geschwenkt werden, um den ersten Beleuchtungsstrahlengang auf das Objekt zu lenken.
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Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
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Figurenbeschreibung
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1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mikroskops mit einer Strahlteilereinrichtung in einer ersten Ausführungsform;
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2 zeigt schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mikroskops mit einer Strahlteilereinrichtung in einer zweiten Ausführungsform; und
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3 zeigt eine andere Variante eines erfindungsgemäßen Mikroskops.
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1 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mikroskops gemäß der oben beschriebenen ersten Variante. In 1 sind nur für die Erfindung wesentlichen Teile eines Mikroskops 1 dargestellt. Das Mikroskop 1 umfasst ein Mikroskopobjektiv 7 und ein Zoomsystem 16. Die Hauptachse des Mikroskopobjektivs 7 ist mit 8 bezeichnet. Bei der dargestellten Ausführungsform handelt es sich um ein vierstrahliges Mikroskop, das sowohl für den Hauptbeobachter zwei Hauptbeobachter-Strahlengänge sowie für den Assistenten zwei Assistenten-Strahlengänge 3a und 3b bereitstellt. Der zweite (nicht dargestellte) Hauptbeobachter-Strahlengang liegt hinter dem ersten Hauptbeobachter-Strahlengang 2a. Der Übersichtlichkeit halber sind außerdem nur die jeweiligen Achsen der Strahlengänge 2a, 3a und 3b dargestellt. Das Zoomsystem 16 umfasst mehrere Linsengruppen, wobei vorliegend nur die vom Objektiv 7 aus gesehen ersten und letzten Linsengruppen dargestellt sind. Derartige Zoomsysteme sind aus dem Stand der Technik an sich bekannt und sollen daher vorliegend nicht weiter erläutert werden. Unmittelbar an das Zoomsystem 16, genauer gesagt unmittelbar hinter der letzten Zoomlinse 17 des betreffenden Hauptbeobachter-Strahlengangs und der letzten Zoomlinse 18 des betreffenden Assistenten-Strahlengangs, schließt sich eine Strahlteilereinrichtung 5 an. Nicht dargestellt ist ein der Strahlteilereinrichtung 5 nachgeordneter Binokulartubus, durch den der Hauptbeobachter (Chirurg) das untersuchte Objekt (nicht dargestellt) stereoskopisch betrachten kann. Gleiches gilt für den Assistententubus, der bei dieser Ausführungsform ebenfalls als Binokulartubus ausgestaltet ist. Neben dem hier dargestellten Stereomikroskop vom Teleskop-Typ (Galilei-System), das für beide Hauptbeobachter- und Assistenten-Strahlengänge ein gemeinsames Hauptobjektiv vorsieht, sind auch Stereomikroskope vom Greenough-Typ bekannt, bei denen für jeden Hauptbeobachter-Strahlengang ein eigenes Objektiv vorgesehen ist. Die Erfindung ist nicht auf bestimmte Mikroskop-Typen beschränkt.
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Die hier insgesamt vier vorhandenen Kanäle des Zoomsystems 16 definieren die beiden Hauptbeobachter-Strahlengänge, von denen nur der vordere Strahlengang 2a dargestellt ist, sowie die beiden Assistenten-Strahlengänge 3a und 3b. Anstelle eines Zoomsystems 16 kann prinzipiell auch ein Vergrößerungswechsler vorhanden sein. Ebenfalls nicht dargestellt ist ein Anschluss für ein Dokumentationsmodul zur (elektrooptischen) Dokumentation der Objektbetrachtung. Hierzu wird ein Dokumentations-Strahlengang 4 ausgekoppelt.
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Ohne Beschränkung der Allgemeinheit sei im Folgenden weiterhin von einem ophthalmologischen Operationsmikroskop mit einer (nicht dargestellten) Beleuchtungseinrichtung ausgegangen, die einen ersten Beleuchtungsstrahlengang 10 und/oder einen zweiten Beleuchtungsstrahlengang 12 erzeugt. Der erste Beleuchtungsstrahlengang 10 wird durch ein erstes Umlenkelement 9 in Richtung Objektiv 7 gelenkt, von dem aus der Beleuchtungsstrahlengang auf das Objekt trifft. Dargestellt ist der Fall der koaxialen Beleuchtung, bei der der erste Beleuchtungsstrahlengang 10 koaxial zum Hauptbeobachter-Strahlengang 2a verläuft. Das erste Umlenkelement 9 ist dementsprechend als teildurchlässiger Spiegel ausgebildet. Ein weiteres, zweites Umlenkelement 11 lenkt den zweiten Beleuchtungsstrahlengang 12 in Richtung Objektiv 7, von wo aus er ebenfalls auf das Objekt trifft. Während mit dem ersten Umlenkelement 9 eine koaxiale oder achsnahe Beleuchtung realisiert werden kann, ist das Umlenkelement 11 für eine achsferne Beleuchtung geeignet. Wie bereits mehrfach ausgeführt, eignet sich die achsnahe/koaxiale Beleuchtung für Operationen im vorderen Augenabschnitt, während sich die achsferne für Operationen im hinteren Augenabschnitt besonders gut eignet. Dies schließt jedoch nicht aus, dass auch bei Eingriffen im vorderen Augenabschnitt zusätzlich der zweite Beleuchtungsstrahlengang 12 auf das Objekt gelenkt wird. Ebenso wenig ist ausgeschlossen, dass bei Operationen im hinteren Augenabschnitt der erste Beleuchtungsstrahlengang 10 auf das Objekt gelenkt wird.
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Nach diesen allgemeinen Erläuterungen, die für sämtliche 1 bis 3 gelten sollen, sei nunmehr die Strahlteilereinrichtung 5 gemäß 1 näher beschrieben.
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In der dargestellten Ausführungsform weist die Strahlteilereinrichtung 5 lediglich einen Strahlteiler 6 auf, der durch den Doppelpfeil angedeutet zwischen Hauptbeobachter-Strahlengang 2a und Assistenten-Strahlengang 3b verschiebbar gelagert ist. Die Verschiebungsrichtung steht senkrecht auf die Achsen des betreffenden Hauptbeobachter- bzw. Assistenten-Strahlengangs 2a, 3b. Mit durchgezogenen Linien ist die erste Stellung der optischen Strahlteilereinrichtung 5 dargestellt, während mit gestrichelten Linien die zweite Stellung der Strahlteilereinrichtung 5 angedeutet ist. Entsprechend befindet sich in der ersten Stellung der Strahlteiler 6 im Hauptbeobachter-Strahlengang 2a und koppelt von dort den Dokumentations-Strahlengang 4 aus. In der zweiten Stellung der Strahlteilereinrichtung 5 befindet sich dieser Strahlteiler 6 im Assistenten-Strahlengang 3b und koppelt von dort den Dokumentations-Strahlengang 4 aus. In der ersten Beleuchtungsart der Koaxialbeleuchtung wird mittels des ersten Beleuchtungsstrahlengangs 10 eine Red-Reflex-Beleuchtung realisiert. In diesem Fall befindet sich die Strahlteilereinrichtung 5 in ihrer ersten Stellung, sodass der Dokumentations-Strahlengang 4 exakt dieselben Informationen enthält wie der Hauptbeobachter-Strahlengang 2a, aus dem der Dokumentations-Strahlengang 4 ausgekoppelt wird. In dieser Stellung ist demnach eine optimale Dokumentationsqualität des operativen Eingriffs garantiert.
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Für Operationen im hinteren Augenabschnitt, bei denen häufig der erste Beleuchtungsstrahlengang 10 nicht erzeugt oder abgeblendet wird, befindet sich die Strahlteilereinrichtung 5 in der zweiten Stellung (gestrichelt dargestellt), sodass der Dokumentations-Strahlengang 4 aus dem Assistenten-Strahlengang 3b ausgekoppelt wird. Da bei solchen Eingriffen der Red-Reflex meist nicht nötig ist, kann der Dokumentations-Strahlengang 4 ohne Nachteil auch aus dem Assistenten-Strahlengang 3b ausgekoppelt werden mit dem Vorteil, dass der Hauptbeobachter-Strahlengang 2a keinen Transmissionsverlust erleidet.
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2 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Mikroskops mit einer Strahlteilereinrichtung 15 in einer anderen Ausgestaltung. Gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Hinsichtlich der allgemeinen Erläuterungen sei auf die Ausführungen zu 1 verwiesen. Die Strahlteilereinrichtung 15 weist nunmehr zwei Strahlteiler, nämlich einen ersten Strahlteiler 13 und einen zweiten Strahlteiler 14, auf. Somit hat sowohl der Hauptbeobachter-Strahlengang 2a als auch der Assistenten-Strahlengang 3b jeweils einen Strahlteiler (beam splitter), die beide in die jeweiligen Strahlengänge ein- und ausschwenkbar sind. In der ersten Stellung der Strahlteilereinrichtung 15 befindet sich somit der erste Strahlteiler 13 im Hauptbeobachter-Strahlengang 2a, während sich der zweite Strahlteiler 14 aus dem Assistenten-Strahlengang 3b ausgeschwenkt befindet, also ausserhalb des wirksamen Querschnitts des Assistenten-Strahlengangs 3b. In der zweiten Stellung der Strahlteilereinrichtung 15 befindet sich der erste Strahlteiler 13 ausserhalb des wirksamen Querschnitts des Hauptbeobachter-Strahlengangs 2a, während sich der zweite Strahlteiler 14 im Assistenten-Strahlengang 3b befindet. Zu weiteren Erläuterungen der ersten und zweiten Stellung der Strahlteilereinrichtung 15 für den Anwendungsfall eines ophthalmologischen Operationsmikroskops sei auf die obigen Ausführungen verwiesen.
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Schließlich zeigt 3 sehr schematisch ein Mikroskop in einer anderen Variante, bei der das erste Umlenkelement 9 schwenkbar (angedeutet durch den Doppelpfeil) gelagert ist. Das in 3 dargestellte Mikroskop 1 kann vorzugsweise mit einer Strahlteilereinrichtung 5 gemäß 1 oder einer Strahlteilereinrichtung 15 gemäß 2 ausgestattet sein. Das Umlenkelement 9 ist schwenkbar gelagert, wobei in der in 3 dargestellten Arbeitsposition des Umlenkelements 9 dieses im Hauptbeobachter-Strahlengang 2a angeordnet ist, um den ersten Beleuchtungsstrahlengang 10 koaxial dem Hauptbeobachter-Strahlengang 2a zu überlagern. Zusätzlich oder alternativ kann ein zweiter Beleuchtungsstrahlengang 12 über das Umlenkelement 11 auf das Objekt gelenkt werden. Insofern sei wieder auf die obigen Ausführungen zu den 1 und 2 verwiesen.
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Das erste Umlenkelement 9 ist aus seiner Arbeitsposition herausschwenkbar, wobei es sich dann nicht mehr im wirksamen Querschnitt des Hauptbeobachter-Strahlengangs 2a befindet, sodass dieser ohne Transmissionsverluste frei gegeben wird.
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Somit kann das erste Umlenkelement 9, das als teildurchlässiger Spiegel ausgeführt ist, abhängig von der Anwendung des Operationsmikroskops 1 oder abhängig von der Beleuchtungsart auch automatisch in seine Arbeitsposition eingeschwenkt bzw. aus seiner Arbeitsposition herausgeschwenkt werden. Bei Operationen im vorderen Augenabschnitt (erster Beleuchtungsstrahlengang 10 aktiv) wird der Umlenkspiegel 9 in seine Arbeitsposition geschwenkt, während er bei Operationen im hinteren Augenabschnitt (zweiter Beleuchtungsstrahlengang 12 aktiv) aus seiner Arbeitsposition herausgeschwenkt wird. Des Weiteren kann das Umlenkelement 9 aus seiner Arbeitsposition herausgeschwenkt werden, wenn der erste Beleuchtungsstrahlengang 10 deaktiviert ist oder deaktiviert werden soll.
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Insbesondere sinnvoll ist die Kombination mit einer Strahlteilereinrichtung wie sie in den 1 und 2 beschrieben ist. Befindet sich die Strahlteilereinrichtung 5 oder 15 in ihrer ersten Stellung, wird das Umlenkelement 9 in seine Arbeitsposition geschwenkt. Befindet sich die Strahlteilereinrichtung 5 oder 15 in ihrer zweiten Stellung, wird das Umlenkelement hingegen aus seiner Arbeitsposition herausgeschwenkt, um dem Hauptbeobachter eine noch höhere Transmission bereitzustellen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Mikroskop
- 2a
- Hauptbeobachter-Strahlengang
- 3a, 3b
- Assistenten-Strahlengang
- 4
- Dokumentations-Strahlengang
- 5
- Strahlteilereinrichtung
- 6
- Strahlteiler
- 7
- Mikroskopobjektiv
- 8
- Hauptachse Objektiv
- 9
- erstes Umlenkelement
- 10
- erster Beleuchtungsstrahlengang
- 11
- zweites Umlenkelement
- 12
- zweiter Beleuchtungsstrahlengang
- 13
- erster Strahlteiler
- 14
- zweiter Strahlteiler
- 15
- Strahlteilereinrichtung
- 16
- Zoomsystem
- 17
- letzte Zoomlinse Hauptbeobachter
- 18
- letzte Zoomlinse Assistent
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1997423 A1 [0004]
- US 5627613 A [0005]
- DE 4028605 A1 [0006]
- JP 10133122 A [0007]
- DE 102006050846 B4 [0008, 0009]
- DE 102008001352 B4 [0009]