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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Kompensation von Reflexen in Fundusbildern von Funduskameras, um insbesondere die bei der Abbildung des Augenhintergrundes mit der Funduskamera auftretenden Reflexe an Flächen des optischen Systems zu kompensieren, damit sich diese Reflexe nicht störend auf die Bildqualität auswirken.
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Es ist bekannt, dass bei Untersuchungen des Augenhintergrunds eines Patienten mit einer Funduskamera das Problem auftritt, dass es bei der Fundusbeobachtung und Fundusaufnahme zu Reflexen an der Hornhaut des Auges und zu Reflexen an optischen Flächen der Ophthalmoskoplinse kommt, so dass sich die Bildqualität und damit die Ergebnisse einer Augenuntersuchung verschlechtern. Eine Funduskamera, die in ihrem Grundaufbau aus einem Beobachtungs- und einem Beleuchtungsstrahlengang besteht sowie einem mehrstufigen optischen System, weist an einer optischen Schnittstelle im Strahlengang zwischen einer Ophthalmoskoplinse und einem Lochspiegel einen Strahlteiler auf, der als ein- und ausschwenkbare, schräg gestellte Glasplatte in dem Beleuchtungs- und Beobachtungsstrahlengang angeordnet ist. Die Ophthalmoskoplinse erzeugt ein Zwischenbild des Augenhintergrundes, das von einem nachfolgenden optischen System auf einen Detektor abgebildet wird. Tritt bei der Abbildung der Antireflexpunkte (ARP) durch diese schräggestellte Glasplatte auf die optischen Flächen der Ophthalmoskoplinse ein lateraler Versatz zwischen eingeschwenktem und ausgeschwenktem Zustand auf, kann keine korrekte Abbildung der Antireflexpunkte auf die Ophthalmoskoplinse gewährleistet werden. Dieser laterale Versatz der Antireflexpunkte führt dann zu Reflexen im Fundusbild.
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Man könnte zwar die Ophthalmoskoplinse oder die Antireflexpunkte verschieben, für diese Möglichkeit ist jedoch eine sehr präzise und reproduzierbare Verschiebung im μm-Bereich erforderlich, was sehr aufwendig ist. Störende Hornhautreflexe werden dabei in bekannter Weise durch eine Teilung der Pupille des Auges verhindert. Zur Unterdrückung von Reflexen an optischen Flächen der Ophthalmoskoplinse ist aus der
DE 35 19 442 A1 ein optisches System für eine Netzhautkamera bekannt, mittels dem Lichtanteile, die über die Reflexion an der Ophthalmoskoplinse bzw. der Hornhaut des Auges in den Beobachtungsstrahlengang gelangen können, ausgeblendet werden, indem an einer geeigneten Stelle im Strahlengang mit lichtabsorbierenden Schichten belegte Schwarzpunktplatten angeordnet sind. Aus der
DE 103 16 416 A1 ist weiterhin ein optisches System für eine Funduskamera bekannt, bei dem statt einer Ophthalmoskoplinse ein mehrlinsig ausgebildetes Objektiv vorgesehen ist, dessen Linsenpaare so gegeneinander verkippt sind, dass direkte Reflexe an den optischen Grenzflächen nicht in die Apertur des Beobachtungsstrahlenganges gelangen, indem die Linsenpaare gegen den Abbildungsstrahlengang verkippt sind und diese Verkippungen in zwei Ebenen vorzugsweise senkrecht zueinander orientiert sind. In der
DE 10 2006 061 932 A1 ist eine Anordnung für ophthalmologische Geräte zur Verbesserung von Fundusbildern beschrieben, indem zur Kompensation von Bildfehlern der Abbildungsoptik mindesten ein reflektierendes, elektronisch strukturierbares oder adaptives optisches Element, z. B. ein Spiegel mit verstellbaren adaptiven Elementen vorgesehen ist. In der
US 5 537 162 wird weiterhin eine Kompensatorplatte beschrieben, zusammen mit einer Lösung zum Dioptrienausgleich für den Scanstrahlengang. Die in den Beobachtungsstrahlengang eingeschwenkte Kompensatorplatte dient dabei nur dem Ausgleich der Verschiebung der optischen Achse und wird sowohl in den Beobachtungs- als auch Detektionsstrahlengang der Funduskamera eingeschwenkt. Nachteilig bei den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen ist, dass bei der Unterdrückung von Reflexen von der Ophthalmoskoplinse im Beleuchtungs- und Beobachtungsstrahlengang vielfach weitere störende Reflexe in Form einer ungleichmäßigen Ausleuchtung des Augenhintergrundes oder durch Erzeugung von Farblängsfehlern oder Farbquerfehlern verursacht werden, die nachfolgend durch weitere optische Elemente kompensiert werden müssen.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Kompensation von Reflexen in Fundusbildern von Funduskameras zu schaffen, mittels der die direkten Reflexe an optischen Flächen aus dem Abbildungsstrahlengang ausblendet werden. Dazu soll insbesondere der bei der Abbildung von Antireflexpunkten auf die optischen Grenzflächen einer Ophthalmoskoplinse erfolgte laterale Versatz kompensiert werden, so dass eine von störenden Reflexen freie Abbildung des Fundusbildes bei Untersuchungen des Augenhintergrunds erreicht wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem nach den Merkmalen des Oberbegriffs des ersten Patentanspruchs gestalteten optischen Systems mit den im kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs gelöst. In den Unteransprüchen sind Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen optischen Systems beschrieben. Erfindungsgemäß weist die Funduskamera in dem optischen System einen separaten Beleuchtungsstrahlengang auf, in dem eine Kompensationseinrichtung mit einem in den Beleuchtungsstrahlengang ein- und ausschwenkbaren Kompensator angeordnet ist, wobei mittels der Kompensationseinrichtung ein bei der Abbildung von Antireflexpunkten auf die optischen Grenzflächen einer Ophthalmoskoplinse auftretender lateraler Versatz im Beleuchtungsstrahlengang kompensiert wird und gleichzeitig eine Verringerung zusätzlich auftretender Reflexe vorgesehen ist.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Kompensator der Kompensationseinrichtung als ein schräg gestellter, in den Beleuchtungsstrahlengang ein- und ausschwenkbarer Kompensator ausgebildet ist, wobei der Kompensator der Kompensationseinrichtung synchron mit einem zwischen einer Ophthalmoskoplinse und einem Lochspiegel in dem Beleuchtungsstrahlengang angeordneten Strahlteiler ein- und ausschwenkbar vorgesehen ist.
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Bevorzugt ist ferner vorgesehen, dass dem Kompensator der Kompensationseinrichtung in dem separaten Beleuchtungsstrahlengang ein Antireflexpunkteobjektiv zur Abbildung der Antireflexpunkte auf die optischen Grenzflächen der Ophthalmoskoplinse nachgeordnet ist.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform wird darin gesehen, dass der Kompensator und der Strahlteiler vorzugsweise als dünne Glasplatten ausgebildet sind und eine reflexmindernde Beschichtung aufweisen.
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Zur Verringerung zusätzlich auftretender Reflexe ist bevorzugt an dem Kompensator und an dem Strahlteiler mindestens eine Strahlfalle vorgesehen.
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Eine bevorzugte Weiterbildung wird darin gesehen, dass beim Auftreten von zusätzlichen Reflexen die an dem Kompensator und die am Strahlteiler vorgesehenen Strahlfallen entweder eine mit einem absorbierenden Material beschichtete Oberfläche aufweisen oder selbst aus einem absorbierenden Material bestehen, wobei die Strahlfallen vorzugsweise direkt am Kompensator oder am Strahlteiler angeordnet sind. Es ist weiterhin vorgesehen, dass die Strahlfallen auch sonstige störende Reflexe mindern, die z. B. von der nicht perfekten Unterdrückung durch die Antireflexpunkte oder auch durch Staub auftreten können.
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Ein wesentlicher Vorteil bei der erfindungsgemäßen Funduskamera besteht darin, dass durch den separaten Beleuchtungsstrahlengang im optischen System der Kompensator nur in den Beleuchtungsstrahlengang ein- oder ausschwenkbar ist und gleichzeitig vorgesehene Strahlfallen am Kompensator und am Strahlenteiler zusätzliche Reflexe kompensieren. Durch die Anordnung des Kompensators im separaten Strahlengang kann es nicht zu Mehrfachreflektionen zwischen dem Strahlteiler und dem Kompensator kommen. Die Kompensationseinrichtung, die insbesondere für Funduskameras Anwendung findet, kann auch in anderen ophthalmologischen Geräten eingesetzt werden, um Reflektionen, wie die Ophthalmoskoplinsenreflexe, zu kompensieren, so dass eine von störenden Reflexen freie Abbildung des Fundusbildes erreichbar ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von schematisch in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine erfindungsgemäße Kompensationseinrichtung für eine Funduskamera im Grundaufbau;
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2 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kompensationseinrichtung;
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3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kompensationseinrichtung.
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1 zeigt die erfindungsgemäße Kompensationseinrichtung im Grundaufbau, insbesondere für Color- und Fluoreszenzaufnahmen für klassische Retinauntersuchungen eines Patientenauges und die 2 und 3 Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Kompensationseinrichtung, insbesondere für Funduskameras für lichtschwache Fundusaufnahmen bei hohen Intensitäten. Da bei den Untersuchungen des Augenhintergrundes mit einer Funduskamera das Beleuchtungsstrahlbündel von jeder Oberfläche der Ophthalmoskoplinse reflektiert wird, müssen diese Lichtanteile, die über die Reflexion an der Ophthalmoskoplinse in den Beobachtungsstrahlengang gelangen könnten, ausgeblendet werden. Der von einer Beleuchtungsquelle 1, z. B. einer Ringlichtquelle ausgesandte Beleuchtungsstrahlengang 2 wird über einen Lochspiegel 3 und eine Abbildungsoptik, eine Ophthalmoskoplinse 4 durch eine Pupille 5 auf einen Augenhintergrund 6 eines zu untersuchenden Auges 7 als Leuchtfeld abgebildet, durch welches der Augenhintergrund 6 gleichmäßig ausgeleuchtet wird und das von dem Augenhintergrund 6 des Auges 7 reflektierte Licht zur Bildgebung durch die Pupille 5 über die Ophthalmoskoplinse 4 unter Bildung eines Zwischenbildes durch die Apertur des Lochspiegels 3 auf einen nicht näher dargestellten Detektor, z. B. eine CMOS- oder CCD-Kamera abgebildet, oder das Zwischenbild wird z. B. über eine nicht näher dargestellte, bekannte Beobachtungsoptik und ein Okular für einen Beobachter sichtbar. Gemäß 1 kann die Funduskamera zur Beobachtung, Untersuchung und Therapie des Auges 7 einen nicht näher dargestellten bekannten Strahlengang 8 zur scannenden Beleuchtung oder Lasertherapie aufweisen. Das Laserlicht einer nicht näher dargestellten Laserquelle wird dann über nicht näher dargestellte optische Elemente in bekannter Weise über einen zwischen der Ophthalmoskoplinse 4 und dem Lochspiegel 3 in der optischen Achse des Strahlengangs 8 angeordneten ein- und ausschwenkbaren, schräg gestellten, dichroitisch ausgebildeten Strahlteiler 9, z. B. eine Glasplatte, auf den Augenhintergrund 6 des Auges 7 abgebildet. Durch diesen Strahlteiler 9, der z. B. als Modulspiegel mit einer Öffnung ausgebildet ist, entsteht bei der Abbildung von Antireflexpunkten 11 auf die optischen Grenzflächen der Ophthalmoskoplinse 4 ein lateraler Versatz 10 zwischen dem eingeschwenkten und dem ausgeschwenkten Zustand. Dieser laterale Versatz 10 gemäß den 2 und 3 gewährleistet bei der Untersuchung des Augenhintergrundes 6 des Auges 7 keine korrekte Abbildung der Antireflexpunkte 11 auf die Ophthalmoskoplinse 4, da dieser laterale Versatz 10 zu Reflexen im Fundusbild führt. Man könnte zwar die Ophthalmoskoplinse 4 oder die Antireflexpunkte 11 in bekannter Weise verschieben, was aber eine präzise und reproduzierbare Verschiebung im μm-Bereich erfordert und sehr aufwendig ist. Zur Kompensation dieser störenden Reflexe ist gemäß den 1, 2 und 3 in einem unterhalb des Lochspiegels 3 vorgesehenen separaten Beleuchtungsstrahlengang 2 eine Kompensationseinrichtung angeordnet, bestehend aus einem Antireflexpunkteobjektiv 12 und einem zwischen dem Lochspiegel 3 und dem Antireflexpunkteobjektiv 12 vorgesehenen ein- und ausschwenkbaren, als Kompensatorplatte ausgebildeten Kompensator 13. Die Anordnung der Kompensationseinrichtung unterhalb des Lochspiegels 3 ist dabei eine vorteilhafte Ausführungsform, aber nicht zwingend notwendig. Eine Alternative der Anordnung des Kompensators 13 vor dem Lochspiegel 3 hat Vorteile für die Kompensation des lateralen Versatzes 10 führt aber zu zusätzlichen Reflexen, die kompensiert werden müssen. Nach einer Beleuchtungsquelle 1 sind im Beleuchtungsstrahlengang 2 die Antireflexpunkte 11 vorgesehen, so dass die Antireflexpunkte 11 über das Antireflexpunkteobjektiv 12 und den ein- oder ausschwenkbaren Kompensator 13 durch den Lochspiegel 3 und den Strahlteiler 9 auf die Flächen der Ophthalmoskoplinse 4 abgebildet werden. Der dabei entstehende laterale Versatz 10 führt dann zu störenden Reflexen. Die Kompensationseinrichtung kompensiert diesen lateralen Versatz 10 im Beleuchtungsstrahlengang 2, ohne weitere störende Reflexe zu verursachen, indem eine Ausblendung eines Teils des Beleuchtungslichtes erfolgt, welches sonst an der Ophthalmoskoplinse 4 reflektiert würde und bewirkt damit die weitgehende Unterdrückung störender Reflexe. Gleichzeitig sind je nach Bedarf zur Verminderung von zusätzlich auftretenden Reflexen sowohl an dem Kompensator 13 als auch an dem schräggestellten in den Beleuchtungsstrahlengang 2 eingebrachten Strahlteiler 9 gemäß den 2 und 3 eine oder mehrere Strahlenfallen 14, 15 vorgesehen. Der Kompensator 13 und der Strahlteiler 9 sind für einen geringen lateralen Versatz 10 als sehr dünne Glasplatten ausgebildet. Der Kompensator 13 der Kompensationseinrichtung und der Strahlteiler 9 sind synchron zueinander ein- und ausschwenkbar vorgesehen und zusätzlich weisen der Strahlteiler 9 und der Kompensator 13 bevorzugt eine reflexmindernde Beschichtung auf. Die Strahlfallen 14, 15 sind so aufgebaut, dass sie die störenden Reflexe im Inneren mehrfach reflektieren. Die Oberfläche der Strahlfallen 14, 15 ist mit einem absorbierendem Material beschichtet. Durch die mehrfache Absorption wird so sichergestellt, dass die eintretende optische Strahlung nahezu vollständig absorbiert wird. Die Anzahl und Dimensionierung der Strahlfallen 14, 15 hängt von der Anzahl und dem Ort der Entstehung von störenden Reflexen ab. Die Strahlfallen 14, 15 sind dazu möglichst dicht am Ort der Entstehung angeordnet. Alternativ können die Strahlfallen 14, 15 auch aus einem absorbierenden Material bestehen und ohne Mehrfachreflexionen arbeiten, z. B. absorbierende Neutraldichtefilter mit reflexmindernder Oberflächenbeschichtung.
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Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die Ausführungsbeispiele, sondern ist mit den eingesetzten optischen Elementen variabel. Sie umfaßt insbesondere auch Varianten, die durch Kombination von in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung beschriebenen Merkmalen bzw. optischen Elementen gebildet werden können. Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten sowie aus den Zeichnungen entnehmbaren Merkmale sind weitere Bestandteile der Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben und in den Ansprüchen erwähnt sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Beleuchtungsquelle
- 2
- separater Beleuchtungsstrahlengang
- 3
- Lochspiegel
- 4
- Ophthalmoskoplinse
- 5
- Pupille des Auges
- 6
- Augenhintergrund
- 7
- Auge
- 8
- Strahlengang zur scannenden Beleuchtung
- 9
- Strahlteiler
- 10
- lateraler Versatz
- 11
- Antireflexpunkte (ARP)
- 12
- Antireflexpunkteobjektiv
- 13
- Kompensator
- 14
- Strahlfalle
- 15
- Strahlfalle
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3519442 A1 [0003]
- DE 10316416 A1 [0003]
- DE 102006061932 A1 [0003]
- US 5537162 [0003]
