DD268392A1 - Anordnung und verfahren zur einstellung eines untersuchungsgeraetes sowie fuer untersuchung des auges - Google Patents
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- A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
- A61B3/12—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for looking at the eye fundus, e.g. ophthalmoscopes
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur Einstellung eines Untersuchungsgerätes sowie zur Untersuchung des Auges. Eine gleichzeitige Einstellung mehrerer Funktionen mit geringem gerätetechnischem Aufwand ohne gegenseitige Beeinflussung der Messvorgänge wird erreicht, indem eine Abbildung des Augenhintergrundes, dem über ein Abbildungssystem das Bild mindestens einer Marke über eine spaltförmige Pupille (12) zugeführt wird, wobei Mittel (16) zur Rotation des Pupillenspaltes um die optische Achse mit f 16 vorgesehen sind, in die Ebene einer mit f 13 rotierenden Blende (19) erfolgt, der eine Fotoempfängeranordnung (29) Sowie eine Auswerteeinheit (21) nachgeordnet sind, wobei Mittel (4,10) zur Scharfstellung der Markenordnung auf den Augenhintergrund sowie des Augenhintergrundes in die Ebene der rotierenden Blende sowie zur Zentrierung der Gerätepupille auf die Augenpupille vorgesehen sind. Anwendbar in Netzhautkameras, Ophthalmoskopen sowie Refraktometern. Fig.1{Augenuntersuchung, Einstellung, Augenhintergrund, Abbildungssystem, Marke, Pupille, Pupillenspalt, Markenanordnung, Ophthalmoskop, Netzhautkamera, Refraktometer}
Description
Hierzu 3 Seiten Zeichnungen
Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur automatischen Zentrierung des Untersuchungsgerätes zur Augenpupille, zur gleichzeitigen Scharfstellung, zur Bestimmung der notwendigen Blitzenergie, zur Messung des Pupillendurchmessers sowie der Bestimmung der erreichten geometrisch-optischen Auflösung. Sie findet in Netzhautkameras, Ophthalmoskopen und sinngemäß in Refraktometern Anwendung.
-2- 268 Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Es sind bereits automatische Untersuchungsgeräte für den Augenhintergrund bekannt, welche die automatische Zentrierung des Gerätes zur Pupille des zu untersuchenden Auges, die automatische Fokussierung, die Messung der Blitzenergie oder der Pupillenweite mit voneinander unabhängigen Meß- und Einstellsystemen vornehmen. Lösungen zur Bewertung der erreichten geometrisch-optischen Auflösung sind nicht bekannt, sind aber erforderlich, um verschiedene Einstellparameter des Untersuchungsgerätes im Hinblick auf eine verbesserte Bildqualität zu optimieren.
Zur automatischen Fokussierung bzw. Refraktometrie sind Prinzipien bekannt, welche die Schärfe einer auf den Fundus projizierten Marke fotoelektrisch bewerten (DE 3010576, DE 3037481, DE 2262886, DE 2426603) bzw. die Bildlage eines Fundusobjektes entlang der beobachtungsseitigen optischen Achse fotoelektrisch bestimmen (DE 1955859).
Weiterhin wird vorgeschlagen, ein Optometer in den Strahlengang einzuspiegeln (US 3614214).
Eine weitere Gruppe von Lösungen beruht auf der Lageerkennung von Marken, die mittels zur optischen Achse schräger Bündel auf den Fundus projiziert werden.
Diese projizierten Marken weichen je nach Fehlsichtigkeit um eine Sollage ab. Entweder wird diese Abweichung durch Fokussierung des Untersuchungsgerätes kompensiert oder die Abweichung selbst durch Messung bestimmt. Die notwendigen Steuersignale oder Meßwerte werden fotoelektrisch durch linienförmige Positionsdetektoren (DE 3001244,3116380,3031822,
3202816) oder mittels Quadranten- oder Differenzempfänger (DE 2810539,3001244) oder mittels Videosignalauswertung (US 4187014, DE 3215483) oder durch Ermittlung von Phasenverschiebungen zwischen Gittermarkenbewegungen (DE 3118560, 2951897,3102450) gewonnen.
Weiterhin sind Lösungen zur automatischen Zentrierung des Gerätes zur Augenpupille bekannt, bei denen die Hornhautreflexion projizierter Marken oder der Fundusbeleuchtung photoelektrisch ausgewertet wird (DD 216622, DE 2810539,3124192).
Der Nachteil der genannten Lösungen besteht in ihrem hohen gerätetechnischen Aufwand, der sich daraus ergibt, daß zur Ermittlung der verschiedenen Meßwerte oder Steuersignale verschiedene, voneinander unabhängige Meßvorrichtungen eingesetzt werden müssen. Da diese voneinander unabhängigen Meßsysteme auf der Basis von Lichtmarken arbeiten, stören die verschiedenen Strahlungsanteile gegenseitig die Messungen und erfordern somit entweder Maßnahmen zur spektralen Trennung der Lichtanteile oder eine zeitliche Aufeinanderfolge der verschiedenen Einstell- und Meßvorgänge mit daraus folgender Verlängerung der gesamten Einstell- und Meßzeit. Weiterhin beeinflussen Lidschlag, Augenbewegungen und Fundusstrukturen die fotoelektrischen Signale erheblich und erschweren und verfälschen die Signalauswertung.
So werden die meisten vorgeschlagenen Lösungen sinnvoll zur Fokussierung in der strukturarmen Makula oder zur Refraktionsbestimmung einsetzbar sein. Das ist aus Sicht der Netzhautfotografie oder anderer Untersuchungen am Augenhintergrund, insbesondere bei Gefäßweiten-, Durchblutungs- oder Spektralmessungen von erheblichem Nachteil, da beliebige und völlig unterschiedlich strukturierte Fundusabschnitte untersucht werden sollen.
Andererseits werden zusätzliche Lösungen zurErkennung von Lidschlag und Augendejustierungen vorgeschlagen (DE 3215483, 3031822), die aber den gerätetechnischen Aufwand weiter erhöhen.
Ziel der Erfindung ist es, in einem Untersuchungsgerät für das Auge mit geringem gerätetechnischen Aufwand ohne gegenseitige Beeinflussung von Meßvorgängen eine Einstellung der obengenannten Funktionen vorzunehmen.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, mit einem Meßsystem gleichzeitig und automatisch die Zentrierung des Untersuchungsgerätes auf die Augenpupille, die Fokussierung, die Messung des Pupillendurchmessers, die Bestimmung der notwendigen Blitzenergie sowie die Bestimmung der erreichten geometrisch-optischen Auflösung vorzunehmen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Abbildung des Augenhintergrundes, dem über ein Abbildungssystem das Bild mindestens einer Marke über eine spaltförmige Pupille zugeführt wird, wobei Mittel zur Rotation des Pupillenspaltes um die optische Achse mit f 16 vorgesehen sind, in die Ebene einer mit f 13 rotierenden Blende erfolgt, der eine Fotoempfängeranordnung sowie eine Auswerteeinheit nachgeordnet sind, wobei Mittel zur Scharfstellung der Markenanordnung auf den Augenhintergrund sowie des Augenhintergrunds in die Ebene der rotierenden Blende sowie zur Zentrierung der Gerätepupille auf die Augenpupille vorgesehen sind.
Vorteilhafterweise wird über eine einem Beleuchtungssystem nachgeordnete Blende eine Markenanordnung auf den Augenhintergrund abgebildet, wobei die Blende aus einer Struktur besteht, die zentrisch und symmetrisch zur optischen Achse angeordnet ist, indem vier Leuchtpunkte vorgesehen sind, die einen gleichen Durchmesser und gegenseitigen Abstand aufweisen, der der gewünschten geometrisch-optischen Auflösung entspricht.
Weiterhin ist es vorteilhaft, daß die Länge des Pupillenspaltes periodisch mit f 12 verändert wird, daß Mittel zur Abbildung der Markenanordnung mit veränderlichem Maßstab auf dem Augenhintergrund vorgesehen sind, daß die rotierende Blende als lichtdurchlässiger Kreissektor ausgebildet ist und daß die Auswerteeinheit mit den Mitteln zur Scharfstellung und Zentrierung verbunden ist. Im zugehörigen erfindungsgemäßen Verfahren werden folgende Meß- und Einstellvorgänge vorgenommen:
— durch Auswertung der Frequenz f 12 — Unterbrechung der Meß- und Einstellvorgänge bei Verlassen eines vorgegebenen Amplitudenbereiches
— durch Auswertung der Frequenz (f 16 + f 19)—Ansteuerung der Mittel zur Scharfstellung bis zur Reduzierung der Amplitude von (f 16 + f 19) auf ein Minimum
— durch Auswertung der Frequenz f 16—Ansteuerung der Mittel zur Zentrierung bis zur Reduzierung der Amplitude von f16auf ein Minimum
— durch Auswertung der Frequenz 4 (f 16 + f 19) — Anzeige der erreichten geometrisch-optischen Auflösung
oder bei Erreichen des Maximum des Scheitelwertes von f 16 — Erzeugung jeweils eines Statussignals. Dabei können alle genannten Einstellungen zeitlich parallel erfolgen. Bei Anzeige eines Statussignals wird die Betriebsbereitschaft für einen Aufzeichnungs- oder Meßvorgang hergestellt. Bei Vorliegen eines weiteren Statussignals wird der Abbildungsmaßstab verringert, wobei gleichzeitig die Amplitude der Frequenz 4 (f 16 + f 19) aufgezeichnet wird.
Es zeigen:
und einen teildurchlässigen Spiegel 17 einer Beobachtungs- und Aufzeichnungseinheit 5 dargeboten.
einer Auswerteelektronik 21, wird über den teildurchlässigen Spiegel 17 ebenfalls in den Beobachtungsstrahlengangeingespiegelt.
(nicht dargestellt) sowie Signalwege zur Zuführung von Taktsignalen B, C, D der rotierenden Blende 12, der bilddrehenden
optische Achse.
entstehen vier unscharfe Leuchtpunkte, die als Gruppe mit der Frequenz f 16 der bilddrehenden Einheit 16 um die optische Achserotieren. Mit zunehmender Unscharfe gehen sie in einen rotierenden Leuchtfleck über.
bzw. um 180° phasenversetzt (Kurzsichtigkeit).
in Fig. 2 dargestellt.
einem kurzen Apeturspalt S2, da jeweils ein Teil des Spaltes (S 1-S 2) abgedeckt wird. Ein Teil des Spaltes S1 ist ständigfreigegeben.
eine Leuchtpunkthelligkeit, die die durch die Augenpupille freigegebene Spaltlänge repräsentiert. Bei exakter Zentrierung von
kurzem und langem Pupillenspalt führt zu einem Meßsignal mit der Frequenz f 12. Die Amplitude dieses Wechselsignals wirdbenutzt, um die Steuerbewegung zu unterbrechen, wenn die Amplitude des Signals vom langen Spalt einen oberen Grenzwertbzw. des Signals vom kurzen Spalt einen unteren Grenzwert über- bzw. unterschreitet. Das ist der Fall, wenn entweder aufgrunddes Zustandes des Patientenauges kein auswertbares Material vorliegt (Trübungen, Blutungen im Glaskörper o. ä.) odervorübergehende Störungen wie grobe Dejustierungen, Lidschlag u.a. auftreten.
nahezu abhängig von der Lichtdurchlässigkeit der Augenmedien und vom Remissionsverhalten der Fundusstrukturen, ist dem
mit f 18 entgegengesetzt rotierenden Leuchtmarkenanordnung, deren Helligkeit mit f 12 wechselt, ab. Die Frequenzen werden
f12~100f19~1000f16
eingestellt.
Fig.За zeigt einen defokussierten Zustand, bei dem das Markenbild hinter dem Augenhintergrund liegt. Es entsteht durch Spaltabtastung der Punktgruppe die Frequenz (f 19 + f16) gleichphasig zu einer Taktfrequenz (f 19 + f16).
Fig. 3b zeigt den fokussieren Zustand. Die rotierende Meßblende 19 erzeugt ein Meßsignal mit der vierfachen Frequenz von
Fig. 3c zeigt den defokussierten Zustand, bei dem das Markenbild vor dem Augenhintergrund liegt.
Es entsteht wiederum (f19 + f 16), aber diesmal um 180° phasenversetzt zur Taktfrequenz (f 19 + f 16).
Fig.3a, b, с betreffen die gleiche Lage des Pupillenspaltes in der Augenpupille.
In Fig. За, с ist je nach erreichter geometrisch-optischer Auflösung der vier Leuchtpunkte das der Auswerteelektronikzugeführte Signal mehr oder weniger stark mit 4 (f 16 + f 19) amplitudenmoduliert.
Getaktete Gleichrichtung des Meßsignals (f 16 + f 19) mit dem Taktsignal (f16 + f 19) ergibt ein vorzeichenbewertetes Steuersignal für die Stellantriebe 22 zur Fokussierung.
Durch diese werden die Linsensysteme 4 und 10 in Richtung Fokussierung verstellt, bis die Frequenz 4 (f 16 + f 19) erscheint bzw. die Frequenz (f 16 + f 19) verschwindet. Das Steuersignal für die Fokussierung wird Null.
Istdie Frequenz (f 16 + f 19) beseitigt, die Frequenz 4 (f 16 + f 19) aber nicht vorhanden, so ist die geometrisch-optische Auflösung der vier Leuchtpunkte nicht gegeben. Diese wird bei Auftreten der Frequenz 4 (f 16 + f 19) durch deren Amplitude charakteriasiert.
Bei Dezentrierung zwischen Gerätepupille und Augenpupille entsteht eine Frequenz f 16 im Meßsignal. Getaktete Gleichrichtung dieser Frequenz mit zwei zueinander um 90° phasenversetzten Signalen der bilddrehenden Einheit liefert zwei Steuersignale für die Zentrierung der Gerätepupille zur Augenpupille in zwei zueinander senkrechte Koordinaten.
Bei exakter Zentrierung wird die Amplitude von f 16 Null.
In Fig.4ist der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt, wobei vorteilhafterweise die unterschiedlichen Einstell- und Meßvorgänge parallel ablaufen können.
Claims (12)
1. Anordnung zur Einstellung eines Untersuchungsgerätes sowie zur Untersuchung des Auges, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abbildung des Augenhintergrundes, dem über ein Abbildungssystem das Bild mindestens einer Marke über eine spaltförmige Pupille (12) zugeführt wird, wobei Mittel (16) zur Rotation des Pupillenspaltes um die optische Achse mit f 16 vorgesehen sind, in die Ebene einer mit f 13 rotierenden Blende (19) erfolgt, der eine Fotoempfängeranordnung (29) sowie eine Auswerteeinheit (21) nachgeordnet sind, wobei Mittel (4,10) zur Scharfstellung der Markenanordnung auf den Augenhintergrund sowie des Augenhintergrundes in die Ebene der rotierenden Blende sowie zur Zentrierung der Gerätepupille auf die Augenpupille vorgesehen sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über eine einem Beleuchtungssystem nachgeordnete Blende (9) eine Markenanordnung auf den Augenhintergrund abgebildet wird.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (9) aus einer Struktur besteht, die zentrisch und symmetrisch zur optischen Achse angeordnet ist.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß vier Leuchtpunkte vorgesehen sind, die einen gleichen Durchmesser und gegenseitigen Abstand aufweisen, der der gewünschten geometrisch-optischen Auflösung entspricht.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Pupillenspaltes periodisch mit f12 verändert wird.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Abbildung der Markenanordnung mit veränderlichem Maßstab auf den Augenhintergrund vorgesehen sind.
7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierende Blende (19) als lichtdurchlässiger Kreissektor ausgebildet ist.
8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (21) mit den Mitteln zur Scharfstellung und Zentrierung verbunden ist.
9. Verfahren zur Einstellung eines Untersuchungsgerätes sowie zur Untersuchung des Auges, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Auswerteeinheit (21) eine Frequenzanalyse der Signale der Fotoempfängeranordnung (29) erfolgt, wobei folgende Einstellungen vorgenommen werden:
— durch Auswertung der Frequenz f 12 — Unterbrechung der Meß- und Einstellvorgänge bei Verlassen eines vorgegebenen Amplitudenbereiches
— durch Auswertung der Frequenz (f 16 + f 19) — Auswertung der Mittel zur Scharfstellung bis zur Reduzierung der Amplitude von (f 16 + f 19) auf ein Minimum
— durch Auswertung der Frequenz f 16 — Ansteuerung der Mittel zur Zentrierung bis zur Reduzierung der Amplitude von f 16 auf ein Minimum
— durch Auswertung der Frequenz 4 (f 16 + f 19) — Anzeige der erreichten geometrisch-optischen Auflösung
— bei Erreichen des Minimums des Scheitelwertes von (f 16 + f 19) bei gleichzeitigem Minimum des Scheitelwertes von f 16 oder bei Erreichen des Maximums von 4 (f 16 + f 19) und gleichzeitigem Minimum des Scheitelwertes von f 16 — Erzeugung jeweils eines Statussignals.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Einstellungen zeitlich
parallel erfolgen.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anzeige eines Statussignals die
Betriebsbereitschaft für einen Aufzeichungs- oder Meßvorgang hergestellt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 6 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorliegen eines Statussignals
der Abbildungsmaßstab verringert wird, wobei gleichzeitig die Amplitude der Frequenz 4 (f 16 + f 19) aufgezeichnet wird.
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