DE19521971A1 - Augen-Beleuchtungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Augen-Beleuch­ tungsvorrichtung und insbesondere Verbesserungen des optischen Systems für die in einem Operationsmikroskop vorhandene Beleuchtung, vor allem eine Vorrichtung zum Schutz des Gewebes des Augenhintergrundes vor übermäßigem Beleuchtungslicht.

In den letzten Jahren sind Staroperationen in großem Umfang ausgeführt worden, wobei während der Operation Operationsmikroskope erforderlich sind. Das Beleuchtungs­ licht der Operationsmikroskope besitzt jedoch eine sehr hohe Intensität, außerdem ist die Operationsdauer ver­ hältnismäßig lang, so daß das Gewebe des Augenhintergrun­ des durch die Lichtstrahlen, die durch die Pupille eines zu behandelnden Auges eintreten, verletzt werden kann.

Aus diesem Grund sind verschiedene Vorschläge gemacht worden, um das Gewebe des Auges vor dem übermäßig hohen Beleuchtungslicht eines Operationsmikroskops zu schützen.

Beispielsweise ist aus der JP 60-111625-A eine Technik bekannt, in der in einer Ebene im zentralen Bereich des optischen Beleuchtungspfades, die zu einer Gegen­ standsoberfläche konjugiert ist, eine Lichtabsorptions­ schicht angeordnet wird und die Lichtabsorptionsschicht je nach Anforderung in ein optisches Beleuchtungssystem eingesetzt wird.

In der obenbeschriebenen Vorrichtung des Standes der Technik wird jedoch das gesamte Beleuchtungslicht durch die Lichtabsorptionsschicht abgeschattet. Dies führt zu dem Nachteil, daß selbst dann, wenn in einem zu behan­ delnden Abschnitt wie etwa einem Nahtabschnitt mehr oder weniger Helligkeit erforderlich ist, der zu behandelnde Abschnitt wegen der Lichtabsorptionsschicht zu dunkel ist und somit die Operation schwierig wird.

Außerdem muß die Lichtabsorptionsschicht, die ein Ab­ schattungselement ist, mechanisch angebracht und abgenom­ men werden, was zu dem Nachteil führt, daß jedesmal, wenn der Abschattungsvorgang ausgeführt wird, Schwingungen erzeugt werden, mit der Folge, daß die Schwingungen zum Mikroskop übertragen werden.

Weiterhin kann die Form der Lichtabsorptionsschicht nicht geändert werden, was zu dem Nachteil führt, daß die Vorrichtung an unterschiedliche Größen der Pupille eines zu untersuchenden Auges nicht angepaßt werden kann.

Die Erfindung ist angesichts der obenerwähnten Probleme gemacht worden.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Augen-Beleuchtungsvorrichtung zu schaffen, bei der die Lichtdurchlässigkeit und die vorm eines Abschattungsab­ schnitts geeignet verändert werden können und bei der darüber hinaus während des Abschattungsvorgangs keine Schwingungen erzeugt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Augen-Beleuchtungsvorrichtung, die die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale besitzt. Die abhängigen Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gerichtet.

In der erfindungsgemäßen Augen-Beleuchtungsvorrichtung wird das Beleuchtungslicht durch Verwendung des elektri­ schen Lichtsteuerelements, das die Lichtdurchlässigkeit elektrisch verändert, abgeschattet. Das heißt, daß durch geeignete Veränderung der Lichtdurchlässigkeit das zu untersuchende Auge mit geeigneter Helligkeit beleuchtet werden kann, derart, daß das Gewebe des Hintergrundes des zu untersuchenden Auges nicht verletzt wird. Außerdem wird der Abschattungsvorgang durch eine elektrische Veränderung der Lichtdurchlässigkeit ausgeführt, so daß im Gegensatz zur Anbringung und Abnahme eines mechani­ schen Abschattungselements während des Abschattungsvor­ gangs keine Schwingungen erzeugt werden. Folglich werden keine Schwingungen an das Operationsmikroskop übertragen, so daß das zu untersuchende Auge leicht und genau beob­ achtet werden kann.

Diese und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Be­ schreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt; es zeigen:

Fig. 1 den Aufbau einer Augen-Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung zusammen mit dem optischen System eines Mikroskops;

Fig. 2 den Aufbau des Abschattungselements von Fig. 1 entlang einer Ebene, die zur optischen Achse senkrecht ist;

Fig. 3 einen Graphen zur Erläuterung der Beziehung zwischen der Lichtdurchlässigkeit T (%) des Ab­ schattungsabschnitts des Abschattungselements von Fig. 1 und der Intensität I des Beleuchtungs­ lichts;

Fig. 4 einen Graphen zur Erläuterung der Beziehung zwischen der Lichtdurchlässigkeit T (%) des Ab­ schattungsabschnitts des Abschattungselements von Fig. 1 und der Intensität I des Beleuchtungs­ lichts;

Fig. 5 den Aufbau des Abschattungselements einer Augen- Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer zweiten Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 den Aufbau des Abschattungselements einer Augen- Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer dritten Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 7 den Aufbau einer Augen-Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung zusammen mit dem optischen Sy­ stem eines Mikroskops.

In Fig. 1 ist der Aufbau einer Augen-Beleuchtungsvorrich­ tung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zusammen mit dem optischen System eines Mikro­ skops gezeigt. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 das optische System des Mikroskops.

Die gezeigte Augen-Beleuchtungsvorrichtung ist mit einer Beleuchtungslichtquelle 2 versehen. Das von der Beleuch­ tungslichtquelle 2 ausgesendete Beleuchtungslicht wird durch eine Kondensorlinse 3 gesammelt und beleuchtet eine Beleuchtungsfeldblende 4. In einem optischen Beleuch­ tungssystem, das nicht mit einem Abschattungselement versehen ist, ist die Beleuchtungsfeldblende 4 völlig unabgedeckt, so daß das durch die Beleuchtungsfeldblende 4 verlaufende Beleuchtungslicht weiter durch eine Be­ leuchtungs-Übertragungslinse 7 verläuft, woraufhin es durch eine Lichtteilereinrichtung 8 (bei Betrachtung von Fig. 1) nach unten reflektiert wird und das zu untersu­ chende Auge 9 beleuchtet.

Da die Beleuchtungsfeldblende 4 im wesentlichen zu der Pupille des zu untersuchenden Auges 9 konjugiert ist, wird das zu untersuchende Auge 9 in Form der Beleuch­ tungsfeldblende 4, (die gewöhnlich Kreisform besitzt) beleuchtet.

In der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist am Ort der Beleuchtungsfeldblende 4 oder in deren Umge­ bung ein Abschattungselement 5 vorgesehen. Fig. 2 zeigt die Konstruktion des Abschattungselements 5 von Fig. 1, das sich in einer zur optischen Achse im wesentlichen senkrechten Ebene befindet. Wie in Fig. 2 gezeigt, be­ sitzt das Abschattungselement 5 innerhalb eines Bereichs 4′, der der Beleuchtungsfeldblende 4 entspricht, einen Abschattungsabschnitt 6. Daher wird das Bild des Abschat­ tungsabschnitts 6 des Abschattungselements 5 ebenfalls in der Nähe der Pupille des zu untersuchenden Auges 9 ausge­ bildet. Der Abschattungsabschnitt 6 enthält ein elektri­ sches Lichtsteuerelement (hier ein elektrochromes Element des Vollfestkörpertyps), dessen Lichtdurchlässigkeit elektrisch verändert werden kann. Die Lichtdurchlässig­ keit des elektrischen Lichtsteuerelements wird durch eine Steuereinrichtung 20 elektrisch gesteuert.

Bei einer Staroperation ist es notwendig, den vorderen Augenbereich des zu untersuchenden Auges 9 hell zu be­ leuchten, bis in das Auge 9 eine intraokulare Linse eingesetzt ist. Bis zu der Stufe, in der die intraokulare Linse eingesetzt wird, ist der Abschattungsabschnitt 6 des Abschattungselements 5 lichtdurchlässig, so daß das Beleuchtungslicht das Auge 9 mit ausreichender Helligkeit beleuchtet, ohne durch das Abschattungselement 5 abge­ schattet zu werden.

In der folgenden Stufe des Nähvorgangs ist es wünschens­ wert, das Auge in einem Helligkeitsbereich zu beleuchten, in dem das Gewebe des Augenhintergrundes nicht verletzt wird und dennoch ein Helligkeitsgrad sichergestellt ist, der den Nähvorgang nicht behindert. Daher wird in der Stufe des Nähvorgangs die Lichtdurchlässigkeit des Ab­ schattungsabschnitts 6, der ein elektrisches Lichtsteuer­ element enthält, geeignet reduziert, so daß das Beleuch­ tungslicht in einem gewissen Grad abgeschattet wird. Im Ergebnis kann das Auge 9 mit einem Helligkeitsgrad be­ leuchtet werden, der für den Nähvorgang ausreicht und dennoch das Gewebe des Augenhintergrundes nicht verletzt.

Der Vorgang der Lichtdurchlässigkeitsveränderung des Abschattungsabschnitts 6 wird durch nicht gezeigte Steu­ ermittel elektrisch bewerkstelligt. Daher wird im Gegen­ satz zum Verfahren des Standes der Technik, in dem die Abschattung durch mechanisches Anbringen und Entfernen des Abschattungsmittels ausgeführt wird, im Abschattungs­ vorgang gemäß der vorliegenden Erfindung keine Schwingung erzeugt. Daher wird das optische System des Mikroskops keinen Schwingungen unterworfen, so daß das Auge durch das optische System des Mikroskops gut beobachtet werden kann.

Wenn ein Operierender beabsichtigt, die Intensität des Beleuchtungslichts in Abhängigkeit von der Eignung für das Auge 9 zu verändern, beispielsweise wenn die Intensi­ tät des Beleuchtungslichts verhältnismäßig gering ist und das zu untersuchende Auge 9 beleuchtet wird und dabei die Lichtdurchlässigkeit des Abschattungsabschnitts 6 niedrig ist, wird das Beleuchtungslicht zu sehr abgeschattet, so daß der Mittelabschnitt des Auges 9 zu dunkel wird.

Wenn dagegen die Intensität des Beleuchtungslichts ver­ hältnismäßig groß ist und das Auge 9 beleuchtet wird und dabei die Lichtdurchlässigkeit des Abschattungsabschnitts 6 niedrig ist, wird der Mittelabschnitt des Auges 9 zu hell beleuchtet. Um einen derartigen Nachteil in der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform zu vermeiden, ist die Vorrichtung so konstruiert, daß dann, wenn die Intensität I des Beleuchtungslichts zunimmt, unter Ausnutzung der Tatsache, daß die Lichtdurchlässig­ keit T (%) des elektrischen Lichtsteuerelements, das durch den Abschattungsabschnitt 6 des Abschattungsele­ ments 5 gegeben ist, beliebig gesteuert werden kann, die Lichtdurchlässigkeit T (%) entweder kontinuierlich oder stufenweise verändert wird, wie in den Fig. 3 bzw. 4 gezeigt ist.

Daher kommt es bei der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform nicht vor, daß bei einer verhältnismäßig geringen Intensität des Beleuchtungslichts der Mittelab­ schnitt des beleuchteten Auges zu dunkel wird, oder daß bei verhältnismäßig hoher Intensität des Beleuchtungs­ lichts der Mittelabschnitt des beleuchteten Auges zu stark beleuchtet wird.

Fig. 5 zeigt die Konstruktion des Abschattungselements einer Augen-Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die zweite Ausführungsform besitzt mit Ausnahme des Abschattungsele­ ments eine ähnliche Konstruktion wie die erste Ausfüh­ rungsform.

In dem Abschattungselement 5 der in Fig. 5 gezeigten zweiten Ausführungsform enthält der Abschattungsabschnitt einen kreisförmigen Abschattungsabschnitt 17 zum Abschat­ ten des Mittelabschnitts, einen ringförmigen Abschat­ tungsabschnitt 18 zum Abschatten der nächsten äußeren Umgebung des Mittelabschnitts sowie einen ringähnlichen Abschattungsabschnitt 19 zum Abschatten der weiteren äußeren Umgebung des Mittelabschnitts.

Die Abschattungsabschnitte 17, 18 und 19 sind jeweils durch ein elektrisches Lichtsteuerelement gegeben, dessen Lichtdurchlässigkeit elektrisch verändert werden kann. Daher können die Größen (d. h. die Formen) der Abschat­ tungsabschnitte in Übereinstimmung mit der Größe der Pupille des zu untersuchenden Auges beliebig gewählt werden. Wenn daher die Pupille des Auges klein ist, wird nur die Lichtdurchlässigkeit des Abschattungsabschnitts 17 reduziert, so daß die Abschattungsabschnitte gering sind, wobei derjenige Abschnitt, der im Stand der Technik dabei ebenfalls abgedunkelt wurde, obwohl er nicht abge­ schattet werden sollte, hell beleuchtet wird. Wenn dage­ gen die Pupille des zu untersuchenden Auges groß ist, werden die Lichtdurchlässigkeiten der Abschattungsab­ schnitte 17, 18 und 19 reduziert, wodurch die Abschat­ tungsabschnitte groß werden, wobei derjenige Abschnitt der Pupille, der im Stand der Technik nicht abgeschattet werden konnte, abgeschattet wird.

Fig. 6 zeigt die Konstruktion des Abschattungselements 5 einer Augen-Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die dritte Ausführungsform besitzt mit Ausnahme des Abschattungsele­ ments 5 eine ähnliche Konstruktion wie die erste Ausfüh­ rungsform.

In dem Abschattungselement 5 der dritten Ausführungsform enthält der Abschattungsabschnitt wie in der zweiten Ausführungsform einen kreisförmigen Abschattungsabschnitt 20 zum Abschatten des Mittelabschnitts, einen ringförmi­ gen Abschattungsabschnitt 21, der die äußere Umgebung des Mittelabschnitts abschattet, sowie einen ringförmigen Abschattungsabschnitt 22, der die Umgebung weiter außer­ halb vom Mittelabschnitt abschattet.

Die Abschattungsabschnitte 20, 21 und 22 sind jeweils durch ein elektrisches Lichtsteuerelement gegeben, dessen Lichtdurchlässigkeit elektrisch verändert werden kann. Diese Ausführungsform unterscheidet sich jedoch von der zweiten Ausführungsform grundsätzlich dadurch, daß die Lichtdurchlässigkeit im Abschattungsabschnitt 20 am niedrigsten ist und in der Reihenfolge der Abschattungs­ abschnitte 21 und 22 zunimmt. Somit wird im Abschattungs­ abschnitt der dritten Ausführungsform ein Abschattungsbe­ reich mit einer Helligkeitsverteilung erhalten, bei der die Lichtdurchlässigkeit vom Mittelabschnitt zum Randab­ schnitt zunimmt, d. h., daß die Helligkeit vom Mittelab­ schnitt zum Randabschnitt allmählich höher wird. Wenn eine solche Abschattungsverteilung erhalten wird, kann der Abschnitt um die Pupille des Auges während des Näh­ vorgangs hell beleuchtet werden, wobei selbst dann, wenn zwischen dem Beleuchtungslicht und dem Auge eine Positi­ onsabweichung auftritt, verhindert werden kann, daß das helle Beleuchtungslicht plötzlich in das Auge eintritt.

Fig. 7 zeigt die Konstruktion einer Augen-Beleuchtungs­ vorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zusammen mit dem optischen System eines Mikroskops. Die Vorrichtung der vierten Ausfüh­ rungsform besitzt eine ähnliche Konstruktion wie die Vorrichtung der ersten Ausführungsform, sie unterscheidet sich jedoch von der Vorrichtung gemäß der ersten Ausfüh­ rungsform grundsätzlich dadurch, daß anstelle des Licht­ teilermittels 8 in der ersten Ausführungsform ein Prisma 23 eingesetzt ist und das Beleuchtungslicht, das durch das Prisma 23 abgelenkt wird, dazu veranlaßt wird, in das zu untersuchende Auge durch die Objektivlinse 10 des optischen Systems 1 des Mikroskops einzutreten.

In allen anderen Aspekten der Konstruktion und der Funk­ tionsweise ist die vierte Ausführungsform der ersten Ausführungsform ähnlich.

Das elektrische Lichtsteuerelement kann im Hinblick auf die Größe der Veränderung der Lichtdurchlässigkeit, die Vereinfachung der Handhabung usw. vorzugsweise ein elektrochromes Element des Vollfestkörpertyps sein.

Was die Verletzung des Augenhintergrundes durch Licht betrifft, hat sich gezeigt, daß Licht kurzer Wellenlänge gefährlicher als Licht mit langer Wellenlänge ist. Daher ist es wünschenswert, daß der Abschattungsabschnitt ein elektrisches Lichtsteuerelement mit einer Struktur ist, die die Lichtdurchlässigkeit für Strahlen mit kurzer Wellenlänge reduziert.

Das Abschattungselement 5 ist vorzugsweise entnehmbar konstruiert, so daß es aus dem optischen Beleuchtungspfad entnommen werden kann, wenn es nicht gebraucht wird.

Obwohl in den obigen Ausführungsformen die vorliegende Erfindung anhand einer beispielhaften Beleuchtungsvor­ richtung für ein Operationsmikroskop beschrieben worden ist, kann die vorliegende Erfindung selbstverständlich auf eine gewöhnliche Augen-Beleuchtungsvorrichtung ange­ wandt werden.

Außerdem enthält der Abschattungsabschnitt in der zweiten und in der dritten Ausführungsform drei Bereiche, die konzentrisch angeordnet sind; selbstverständlich kann der Abschattungsabschnitt jedoch auch zwei oder mehr als drei Bereiche enthalten, die konzentrisch angeordnet sind oder andere geeignete Formen besitzen.

Wie oben beschrieben, wird in der erfindungsgemäßen Augen-Beleuchtungsvorrichtung die Lichtdurchlässigkeit elektrisch verändert, wodurch der Abschattungsgrad einge­ stellt werden kann, so daß beispielsweise bei einer Staroperation der Augenhintergrund vor einem übermäßig hohen Beleuchtungslicht geschützt ist und außerdem für den Operierenden eine bequeme Operation möglich wird.

Ferner wird durch den elektrischen Abschattungsvorgang keine Schwingung erzeugt, so daß selbst bei Verwendung eines optischen Systems für ein Mikroskop keine Schwin­ gungen entstehen und das zu untersuchende Auge gut beob­ achtet werden kann.

Claims (7)

1. Augen-Beleuchtungsvorrichtung, die ein zu unter­ suchendes Auge (9) mit Licht beleuchtet, mit
einer Lichtquelle (2), die Beleuchtungslicht aussendet,
gekennzeichnet durch
ein Abschattungsmittel (5), das ein elektrisches Lichtsteuerelement (6) enthält, dessen Lichtdurchlässig­ keit elektrisch verändert werden kann und das wenigstens einen Teil des Beleuchtungslichts abschattet, und
eine Steuereinrichtung (20), die die Lichtdurch­ lässigkeit des Abschattungsmittels (5) elektrisch verän­ dert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Abschattungsmittel (5) an einer Position vorgesehen ist, die zu der Pupille des zu untersuchenden Auges (9) im wesentlichen konjugiert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steuereinrichtung (20) die Lichtdurchlässig­ keit des Abschattungsmittels (5) auf der Grundlage der Intensität des von der Lichtquelle (2) ausgesandten Beleuchtungslichts verändert.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steuereinrichtung (20) die Lichtdurchlässig­ keit des Abschattungsmittels (5) kontinuierlich oder stufenweise reduziert, wenn die Intensität des von der Lichtquelle (2) ausgesandten Beleuchtungslichts ansteigt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Abschattungsmittel (5) mehrere Abschattungs­ bereiche (17, 18, 19; 20, 21, 22) enthält, wobei in jedem der Bereiche ein unabhängig gesteuertes elektrisches Lichtsteuerelement vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steuereinrichtung (20) die Lichtdurchlässig­ keit jedes Abschattungsbereichs (17, 18, 19; 20, 21, 22) des Abschattungsmittels (5) verändern kann, um dadurch die Form oder die Verteilung der Helligkeit des Abschat­ tungsbereichs zu verändern.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das elektrische Lichtsteuerelement (6) ein elek­ trochromes Element des Vollfestkörpertyps ist.