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Die
vorliegende Erfindung betrifft Spaltlampenmikroskope, die im allgemeinen
zur Beobachtung von zu untersuchenden Augen verwendet werden, und
sie betrifft hauptsächlich
ein Spaltlampenmikroskop, das für
eine konfokale abtastmikroskopische Beobachtung geeignet ist.
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Spaltlampenmikroskope,
die ein Spaltlicht auf ein zu untersuchendes Auge projizieren und
die den Untersucher einen vergrößerten Augenteilbereich,
der vom Spaltlicht mit einem binokularen stereoskopischen Mikroskops
angestrahlt wird, beobachten lassen, werden in großem Umfang
in der Augenheilkunde verwendet. Bei einer Augenbeobachtung mit
herkömmlichen
Spaltlampenmikroskopen, wobei eine Trübung seines dazwischenliegenden
Glaskörpers
besteht, wird das in das Auge projizierte Spaltlicht durch diese
Trübung
gestreut und reflektiert; da es sich somit nach allen Richtungen
ungleichmäßig ausbreitet,
ist es schwierig klare Bilder des Augenteilbereiches zu erhalten.
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Im
U. S. Patent Nr. 4,884,880 bzw.
4,927,254 wird ein Mikroskop
beschrieben, das das gestreute Licht ausschließen kann, um klare bzw. deutliche
Bilder zu erhalten. Dieses Mikroskop ist als das Kino-Mikroskop
bekannt.
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Weiterhin
wurde ein Spaltlampenmikroskop, das in dessen Kopfteilinnerem mit
dem konfokalen optischen Abtastsystem des Kino-Mikroskops ausgestattet
ist, vorgestellt. Im Detail ist der Kopfteil des Spaltlampenmikroskops
neugestaltet und eine konfokale optische Abtasteinheit zwischen
einer Objektivlinse und binokularen Okularen des Spaltlampenmikroskops
eingesetzt.
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Bei
dieser Ausführung
ist jedoch zu bemängeln,
daß die
konfokale Abtasteinheit nicht in derzeitig gebräuchliche Spaltlampenmikroskope
eingesetzt werden kann, da der Kopfteil der Mikroskope neugestaltet
werden müßte.
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Für das oben
angesprochene Spaltlampenmikroskop bedeutet es auch eine Schwierigkeit,
starke Vergrößerungen
zu schaffen, da sich die konfokale Abtasteinheit zwischen einer
Objektivlinse und binokularen Okularen befindet. Ein Spalt lampenmikroskop,
das folglich schwache Vergrößerungen
aufweist, kann nur eine geringe effektive Kontrasterhöhung auf
dem zu beobachtenden Bild erzeugen. Dies hat zur Folge, daß die Vorteile
einer konfokalen Beobachtung beträchtlich verringert werden.
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Solch
ein Spaltlampenmikroskop ist beispielsweise aus der
US 5 321 446 A bekannt. Aus
der
US 5 020 891 A ist
ein Zusatz bekannt, mit dem ein Biomikroskop für eine konfokale Abtastbeobachtung ”umgerüstet” werden
kann.
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Die
vorliegende Erfindung wurde unter Anbetracht der oben angesprochenen
Zustände
gemacht und hat die Aufgabe, die oben angesprochenen Probleme zu
bewältigen
und ein Spaltlampenmikroskop zu schaffen, das in der Lage ist konfokale Abtastbilder
bei einer starken Vergrößerung zu
erzeugen, ohne das Spaltlampenmikroskop wesentlich umzugestalten.
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Die
Lösung
der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.
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Weitere
Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden teilweise mit der nachfolgenden
Beschreibung dargelegt und teilweise anhand dieser Beschreibung
offensichtlich, oder können
mit der praktischen Anwendung der Erfindung erlernt werden. Die erfindungsgemäßen Aufgaben
und Vorteile können mittels
der Geräte
und Kombinationen, die vor allem in den angefügten Ansprüchen herausgestellt werden,
realisiert und erreicht werden.
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Erfindungsgemäß kann das
Spaltlampenmikroskop als ein konfokales Abtastmikroskop bzw. Rastermikroskop
leicht verwendet werden, ohne herkömmliche Spaltlampenmikroskope
umzugestalten.
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Erfindungsgemäß kann die
konfokale Abtastmikroskopeinheit teilweise vom Spaltlampenmikroskop
abgenommen werden, ohne dadurch die Beobachtungsfunktion des Spaltlampenmikroskops
zu beeinträchtigen.
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Die
konfokale Abtastmikroskopeinheit enthält erfindungsgemäß eine Objektivlinse,
die nur zur konfokalen Abtastbeobachtung verwendet wird, so daß der Austausch
der Objektivlinse mit einer anderen Linse von stärkerer Vergrößerung konfokale
Abtastbeo bachtungsbilder bzw. Rasterbilder mit einer gewünschten
starken Vergrößerung auf
leichte Weise erzeugen kann.
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Die
Zeichnung, die in diese Beschreibung integriert ist und einen Teil
dieser Einführung
bildet, legt auf anschauliche Weise ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel
dar und dient zusammen mit der Beschreibung dazu, die Gegenstände, Vorteile
und Grundsätze
dieser Erfindung zu erklären.
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Es
zeigt:
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1 eine
schematische Darstellung des optischen Systems dieses Geräts in erfindungsgemäßer Ausführungsform,
das in Seitenansicht dargestellt ist, wobei eine konfokale Abtastmikroskopeinheit
am Körper
eines Spaltlampenmikroskops befestigt ist;
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2 einen
Draufsicht des optischen Systems von 1;
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3 eine
schematische Darstellung des optischen Spaltbeleuchtungssystems;
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4(a) bis (c) schematische Darstellungen, die zeigen,
wie eine konfokale Abtastmikroskopeinheit in den Lichtweg eines
Spaltlampenmikroskops hinein oder aus dem Lichtweg heraus zu bewegen
ist;
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5(a) und (b) erläuternde Ansichten einer Befestigungsausführung der
konfokalen Abtastmikroskopeinheit am Spaltlampenkörper, wobei 5(a) eine Draufsicht und 5(b) eine
Seitenansicht darstellt; und
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6(a) und (b) erläuternde Ansichten des Gleitsystems
bzw. Schiebesystems, um ein gleitfähiges Teil der konfokalen Abtastmikroskopeinheit
bezüglich
eines festen Teils dieser Einheit zu verschieben, wobei 6(a) eine Draufsicht und 6(b) eine
Seitenansicht ist.
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Nachfolgend
erfolgt eine detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Spaltlampenmikroskops
unter Bezugnahme der begleitenden Zeichnung.
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1 ist
eine schematische Darstellung eines optischen Systems des vorliegenden
Ausführungsgerätes, wobei
das optische System von derartiger Beschaffenheit ist, daß ein Körper des
Spaltlampenmikroskops 1 mit einer konfokalen Abtastmikroskopanlage 2 ausgestattet
ist. 2 ist die Draufsicht des optischen Systems von 1.
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Das
Spaltlampenmikroskop enthält
ein optisches Spaltbeleuchtungssystem, dessen Aufbau in 3 dargestellt
ist, um ein Spaltlicht auf ein zu untersuchendes Auge zu projizieren.
Dieses optische Spaltbeleuchtungssystem besteht aus einer Lichtquelle 51 zur
Spaltbeleuchtung, einer Kondensorlinse 52, einem Spalt
bzw. einer Spaltblende 53, den Projektionslinsen bzw. der
Abbildungsoptik 54a und 54b und einem bezüglich des
Spaltlampenkörpers 1 drehbaren
Dreieckprisma bzw. Halbwürfelprisma 55.
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Wenn
die Lichtquelle 51 eingeschalten ist, wird von dieser Licht
durch die Kondensorlinse 52 und den Spalt 53 gelassen.
Das durch den Spalt 53 gehende Licht trifft dann über die
Projektionslinsen 54a und 54b im Dreieckprisma 55 ein,
das in der optischen Achse des Spaltlampenmikroskopkörpers 1, der
die Objektivlinse 30 enthält, angeordnet ist, und wird
von der Reflexionsfläche
bzw. -ebene des Prismas 55 in Richtung zum Auge E hin abgelenkt.
Die Projizierung des Lichtes erfolgt zu den vorderen Teile des Auges
E, um darauf ein Spaltbild abzubilden. Das von den vorderen Teilen
des Auges E reflektierte Spaltbildlicht fällt in den Körper des
Spaltlampenmikroskops 1 ein. Bei der konfokalen Abtastbeobachtung
wird das optische Spaltbeleuchtungssystem gedreht und in einer solchen
Stellung angeordnet, die den Lichtweg für die konfokale Abtastbeobachtung nicht
versperrt.
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Nachfolgend
wird die konfokale Abtast- bzw. Rastermikroskopanlage beschrieben
Entsprechend 1 enthält die konfokale Abtastmikroskopeinheit 2 eine
Lichtquelle 3 für
die Beleuchtung, eine Kondensorlinse 4, einen Filter 5 zur
Herausfilterung bzw. Unterbrechung der für Augen schädlichen ultravioletten Strahlung,
einen Filter 6 zur Herausfilterung des für Augen
schädlichen
infraroten Lichtes, eine Blende 7, einen Polarisator 8,
der das Beleuchtungslicht der Lichtquelle 3 in ein linear
polarisiertes Licht umwandelt, und einen Strahlenteiler 9.
Die Bauteile zwischen der Lichtquelle 3 und dem Polarisator 8 bilden ein
optisches System, das nur zum Beleuchtungssystem gehört. Der
Strahlenteiler 9 verbindet das Beleuchtungssystem und das
Beobachtungssystem.
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Nummer 10,
eine sogenannte Nipkow Scheibe, ist eine rotierende Kreisscheibe,
die eine Vielzahl um die Rotationsachse der Kreisscheibe 10 spiralförmig angeordneter
nadelstichartiger bzw. sehr feiner Löcher aufweist. Diese Kreisscheibe 10 ist
im Brennpunkt der Objektseite im Körper des Spaltlampenmikroskops 1 angeordnet
und mittels eines Motors 10a bei hoher Geschwindigkeit
drehbar.
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Die
konfokale Abtastmikroskopeinheit 2 weist zudem eine Feldlinse 11,
ein Pentagonprisma 12, durch das das Bild des einfallenden
Lichtes umgekehrt wird, einen Spiegel 13 zur Ablenkung
bzw. Umlenkung des Lichtweges, eine λ/4-Platte (Viertelwellenlänge-Platte) 14 zur
Umwandlung des Beleuchtungslichtes, welches aufgrund des Durchgangs
durch den Polarisator 8 linear polarisiert ist, in ein
zirkular polarisiertes Licht und umgekehrt zur Umwandlung eines
zirkular polarisierten Lichtes in ein linear polarisiertes Licht,
auf. Nummer 15 ist ein Objektivlinsensatz, bestehend aus
einer festen Linse 15a und einer entlang der optischen
Achse verschiebbaren beweglichen Linse 15b, der eine im
wesentlichen konjugierte Beziehung zwischen der rotierenden Kreisscheibe 10 und
der Beobachtungsebene des zu untersuchenden Auges herstellt. Durch
Bewegen bzw. Verschieben der beweglichen Linse 15b kann
eine feine Fokuseinstellung erreicht werden.
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Nummer 17 stellt
einen Analysator dar, der so angeordnet ist, daß seine Polarisationsachse
auf der Polarisationsachse des Polarisators 8 senkrecht steht.
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Das
auf der Beobachtungsebene des Auges reflektierte zirkular polarisierte
Licht wird durch die Viertelwellen-Platte 14 in ein linear
polarisiertes Licht umgeformt. Dieses linear polarisierte Licht
hat gegenüber
dem Beleuchtungslicht seine Richtung um 90° gedreht und kann folglich durch
den Analysator 17 durchgehen. Reflexionslicht von der Oberfläche der
rotierenden Kreisscheibe 10, der Feldlinse 11 und des
Pentagonprismas 12 oder dergleichen wird durch den Analysator 17 vollständig abgeschirmt bzw.
unterbrochen. Nummer 18 stellt einen Spiegel zur Umlenkung
des Lichtweges für
die Beobachtung dar.
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Das
durch den Spiegel 18 umgelenkte Licht wird über lichtstrahlteilende
Spiegel 19 und 20 in zwei Lichtstrahlen aufgeteilt.
Dadurch kann der Untersucher mit dem Spaltlampenmikroskopkörper 1 die
Beobachtungsebene des Auges E als ein Stereobild be obachten. Die
zwei lichtstrahlteilenden Spiegel 20 können entsprechend der Figuren über Einstellung eines
Knopfes (nicht dargestellt) in seitlicher Richtung bewegt werden.
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Die
Bewegung bzw. die Verschiebung der lichtstrahlteilenden Spiegel 20 bezüglich des
Spiegels 19 hat die Veränderung
des Raumwinkels der zwei Lichtstrahlen zur Folge. Der Untersucher,
der mit dem Spaltlampenmikroskopkörper 1 das Auge E beobachtet,
kann zur Veränderung
des stereoskopischen Effekts des Augenabbildes E dementsprechend
den Knopf einstellen. Nummer 21 ist ein Fensterglas.
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Nachfolgend wird der Spaltlampenkörper beschrieben
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Der
Spaltlampenkörper
besteht hauptsächlich
aus der Objektivlinse 30, aus veränderlichen Hochleistungslinsen
(”power
lenses”) 31a und 31b, die
hinter der Objektivlinse 30 angeordnet sind, aus den bildformenden
Linsen 32a und 32b, aus den Aufrichtungsprismen 33a und 33b,
aus den Sehfeldblenden 34a und 34b und aus den
Okularen 35a und 35b, wobei nach 2 alle
Systeme, ausgenommen die Objektivlinse 30, für eine binokulare
stereoskopische Beobachtung auf jeweils zwei Lichtwegen getrennt angeordnet
sind. Der Beobachter kann durch die Okulare 35a und 35b ein
von den Sehfeldblenden geformtes Zwischenabbild beobachten.
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Als
nächstes
zeigen die 4(a) bis 4(c) drei
Ausführungsbeispiele,
wie die konfokale Abtastmikroskopeinheit 2 in den Lichtweg
des Spaltlampenmikroskopkörpers 1 hinein
oder aus dem Lichtweg heraus zu bewegen ist.
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In 4(a) ist die konfokale Abtastmikroskopeinheit 2 zunächst fest
mittels ihres Rückteils 2a auf einem
Linsenrohr bzw. Objektivtubus des Spaltlampenkörpers 1 befestigt.
Diese Befestigungsvorrichtung benötigt selbst keinen besonderen
Mechanismus. Ein derartiges Ausführungsbeispiel
ist in 5(a) und 5(b) dargestellt.
Der Spalt-lampenmikroskopkörper 1 ist
auf seiner oberen Oberfläche mit
mehreren Gewindelöchern 61 versehen,
und die konfokale Abtastmikroskopeinheit 2 ist am Spaltlampenkörper 1 mit
mehreren in die Löcher 61 geschraubten
Befestigungsschrauben 62 gesichert. Zurück zu 4(a),
der Vorderteil 2b der konfokalen Abtastmikroskopeinheit 2 ist
um die mit A angezeigte Drehachse bezüglich des Rückteils 2a dreh- bzw. schwenkbar
und rastet in einer vorbestimmten Stellung mittels eines Einklickmechanismus
ein. Während
der Beobachtung mit dem Spaltlampenmikroskop ist der Vorderteil 2b in
der mit der gestrichelten Linie dargestellten Stellung angeordnet;
dadurch kann der Lichtweg zwischen der vorderen Oberfläche der
Objektivlinse 30 und dem zu untersuchenden Auge E sichergestellt
werden.
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4(b) zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem der
Vorderteil 2b bezüglich
des Rückteils 2a in
vertikaler Richtung gleitbar bzw. verschiebbar ist. Im Detail ist
nach 6(a) und 6(b) der Bereich
der Schiebeverbindung des verschiebaren Teils (Vorderteil) 2b und
des feststehenden Teils (Rückteil) 2a als
Schwalbenschwanz-Nut-Aufbau ausgebildet, wodurch der verschiebare
Teil 2b vertikal verschoben werden kann. Diese Gleitbewegung des
verschiebaren Teils 2b wird über einen Ritzel- und Zahnstangenantrieb
(nicht dargestellt) durch Drehen des Knopfes 63 fein eingestellt.
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4(c) zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel, bei dem der
Vorderteil 2b um eine durch einen Pfeil C angzeigte Achse 40 in
die gestrichelte Stellung geschwenkt werden kann.
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Nachfolgend
wird der Beobachtungsvorgang mit einem derartigen Gerät erläutert.
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Nachdem
das Spaltbeleuchtungssystem aus dem Lichtweg der Objektivlinse 30 heraus
bewegt bzw. entfernt wurde, wird die konfokale Abtastmikroskopeinheit 2 in
eine für
eine konfokale abtastmikroskopische Beobachtung zweckmäßige Stellung
gebracht.
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Nach
Einschalten der Stromversorgung der Einheit 2 ist die Lichtquelle 3 und
der Motor 10a, zum Antrieb der rotierbaren Kreisscheibe 10 bei
hoher Geschwindigkeit, in Betrieb. Von der Lichtquelle 3 herauskommendes
Licht wird mittels der Kondensorlinse 4 gebündelt, um über den
die ultraviolette Strahlung herausfilternden Filter 5 und
den die infrarote Strahlung herausfilternden Filter 6 auf
der Blende 7 zu konvergieren. Der von der Blende 7 herkommende
Lichtstrahl wird mittels des Polarisators 8 in einen linear
polarisierten Lichtstrahl umgeformt und durch den Strahlenteiler 9 geleitet,
um die Kreisscheibe 10 zu beleuchten. Der durch die sehr
feinen Löcher
der rotierenden Kreisscheibe 10 durchgewanderte Lichtstrom
wird durch die Feldlinsen 11 und das Pentagonprisma 12 übertragen
und vom Spiegel 13 umgelenkt. Das vom Spiegel reflektierte
linear polarisierte Licht geht durch die Viertelwellenplatte 14 und
wird dort in zirkular polarisiertes Licht umgewandelt. Danach trifft
das durch den Objektivlinsensatz 15 ge hende Licht auf die
Beobachtungsebene des Auges E ein, wo es eine Anzahl von Abbildungen
dieser winzigen Löcher
ausbildet.
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Das
von der Beobachtungsebene des Auges E gestreute zirkular polarisierte
Licht wird durch die Viertelwellenplatte 14 zurückgeleitet
und so in linear polarisiertes Licht, dessen Polarisationsrichtung
um einen Winkel von 90° gegenüber der
Richtung des Beleuchtungslicht gedreht ist, umgewandelt. Dieses linear
polarisierte Licht wird dann durch den Spiegel 13 aufwärts umgelenkt,
durch das Pentagonprisma 12 und die Feldlinsen 13 hindurchgelassen
und auf der rotierenden Kreisscheibe 10 derart abgebildet, daß es durch
diese sehr feinen Löcher
der rotierenden Kreisscheibe 10 hindurchgehen kann.
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Das
durch diese sehr feinen Löcher
der Kreisscheibe 10 gewanderte Licht wird durch den Strahlenteiler 9 abgelenkt
und erreicht den Analysator 17. Da der Analysator 17 so
angeordnet ist, als habe er eine zum Polarisator 8 senkrechte
Polarisationsrichtung, blockiert er daher das Reflexionslicht von
der Kreisscheibe 10, von der Feldlinse 11 und dem
Pentagonprisma 12 oder dergleichen und läßt das von
der Beobachtungsebene des Auges E gestreute Licht durchgehen.
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Das
durch den Analysator 17 gegangene Licht wird dann durch
den Spiegel 18 reflektiert und durch die beiden lichtstrahlteilenden
Spiegel 19 und 20 in zwei Lichtstrahlen aufgeteilt.
Die zwei Lichtstrahlen gehen durch das Fensterglas 21 in
Richtung zur Objektivlinse 30 des Spaltlampenmikroskopkörpers 1.
Der Untersucher erhält
somit eine stereoskopische Zwischenabbildung, erzeugt durch das
optische System des Spaltlampenkörpers 1.
Währenddessen
wird nur das Reflexionslicht des Bereiches der Beobachtungsebene
des Auges E, der mit dem Licht der sehr feinen Löcher der rotierenden Kreisscheibe 10 beleuchtet
wird, durch diese sehr feinen Löcher
zurückgeschickt
und erreicht die Augen des Beobachters. Das Licht kann die ganze
Beobachtungsebene des Auges E abtasten, da die rotierende Kreisscheibe 10 eine
Anzahl spiralförmig
angeordneter sehr feiner Löcher
aufweist und durch den Motor 10a bei hoher Geschwindigkeit
angetrieben wird. Der Untersucher kann daher die ganze Beobachtungsebene
des Auges E beobachten. Vorzugsweise soll die rotierende Kreisscheibe 10 mit
einer solchen Drehgeschwindigkeit betrieben werden, bei der der Untersucher
kein Flimmern bzw. Flackern aufgrund des Abtastlichtes empfindet.