DE19640976A1 - Zoomsystem für eine Laserspaltlampe - Google Patents
Zoomsystem für eine LaserspaltlampeInfo
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Description
Eine Laserspaltlampe für die Photokoagulation wird beispiels
weise unter der Bezeichnung "VISULAS Argon II" angeboten, die
beispielsweise in der Werbeschrift der Anmelderin mit dem
Druckvermerk 30-374-D (W-TS-I/92 T 00) beschrieben ist. Bei
diesem System wird der Laserstrahl über eine Glasfaser an die
Spaltlampe des Spaltlampenmikroskops herangeführt und über eine
nachfolgende Optik in den Beleuchtungsstrahlengang einge
koppelt. Die der Glasfasernachgeschaltete Optik bildet die
Austrittsfläche der Glasfaser auf die zu behandelnde Retina ab.
Das aus dem Faserende austretende Lichtbündel enthält dabei
sowohl den Therapiestrahl, beispielsweise des Argon-Lasers, als
auch einen schwachen, sichtbaren Zielstrahl, beispielsweise
einer Laserdiode.
Für die Abbildung der Austrittsfläche der Glasfaser enthält das
optische System zunächst einen Kollimator, der das aus der
Glasfaser austretende divergente Strahlenbündel kollimiert,
wozu die Austrittsfläche der Glasfaser in der Brennebene des
Kollimators angeordnet ist. Durch einen nachfolgenden afokalen
Galilei-Pankraten mit einer variablen Fernrohrvergrößerung wird
das kollimierte Strahlenbündel aufgeweitet und schließlich
durch ein Objektiv in den Brennpunkt des Objektivs fokussiert.
In dem Brennpunkt des Objektivs entsteht demzufolge ein Bild
der Austrittsfläche der Glasfaser. Der Durchmesser dieses
Bildes beträgt je nach Einstellung des Galilei-Pankraten
zwischen 50 µm und 500 µm, wobei die Austrittsfläche der Glas
faser einen Durchmesser von 50 µm aufweist, d.h das Faserende
wird mit einer Vergrößerung zwischen 1 × und 10 × abgebildet.
Derjenige Vergrößerungsbereich, in dem die Austrittsfläche der
Faser scharf auf die Retina abgebildet wird, wird als
parfokaler Bereich bezeichnet.
Eine weitere Vergrößerung des Spotdurchmessers auf der Retina
läßt sich im sogenannten defokussierten Bereich erzielen, indem
durch eine gezielte Dejustierung des afokalen Galilei-Pankraten
das Bild des Faserendes defokussiert wird, d. h. das Bild der
Austrittsfläche der Faser liegt hinter der Retina. In diesem
defokussierten Bereich erhält man im Gegensatz zum parfokalen
Bereich auf der Retina eine einer Gauß′schen Glockenkurve ent
sprechende Intensitätsverteilung anstelle eines rechteck
förmigen Intensitätsprofils im parfokalen Bereich. Eine solche
Gauß′sche Intensitätsverteilung ist jedoch für die klinische
Anwendung ungünstiger. Außerdem existiert in diesem
defokussierten Bereich eine sehr lange und sehr schlanke
Strahltaille des Laserstrahls, wodurch auch im Bereich der
Cornea Strahlintensitäten auftreten, die unter ungünstigen
Umständen und bei gleichzeitiger Nichtbeachtung vorgegebener
Einstellgrenzen der Laserleistung zu Corneabeschädigungen
führen können.
Aus der US-A 5,336,216 ist ein optisches System für eine Laser
spaltlampe bekannt, bei dem zunächst durch ein kurzbrenn
weitiges, zweikomponentiges System ein reelles Zwischenbild des
Faserendes erzeugt wird. Durch Veränderung des Abstands
zwischen den beiden kurzbrennweitigen Komponenten ist die Größe
des Zwischenbildes variabel. Bei der Variation der Zwischen
bildgröße tritt aber auch eine achsiale Verschiebung des
Zwischenbildes auf Mittels eines nachgeschalteten langbrenn
weitigen Systems aus zwei Komponenten, von denen die erste mit
der Bewegung des kurzbrennweitigen Systems gekoppelt ist, wird
das reelle Zwischenbild im Abbildungsmaßstab 1 : 1 auf die Retina
abgebildet.
Durch dieses System wird erreicht, daß bei allen Spotdurch
messern zwischen 50 µm und 1200 µm auf der Netzhaut das
Strahlenbündel in der Ebene der Cornea einen großen Querschnitt
und damit eine geringe Intensität aufweist. Allerdings muß auch
dieses optische System bei Spotdurchmessern zwischen 500 µm und
1200 µm im sogenannten defokussierten Mode betrieben werden,
d. h. bei Spotdurchmessern in dieser Größe wird die Austritts
fläche der Glasfaser hinter der Retina abgebildet. Nachteilig
an dieser bekannten Lösung ist des weiteren seine recht große
Baulänge, was eine kompakte Integration des optischen Systems
in eine Spaltlampe ausschließt. Außerdem sind die erforder
lichen Verschiebewege des Zoomsystems sehr groß, wodurch die
mechanische Realisierung aufwendig wird. Ein Hauptproblem bei
dieser Lösung ist jedoch, daß eine der kurzbrennweitigen
Komponenten im defokussierten Mode in die Ebene des Zwischen
bildes des Faserendes gebracht wird, was aufgrund der hohen
Leistungsdichten an dieser Stelle zu Problemen führen kann.
Des weiteren sind beispielsweise aus der US 4,576,445 Zoom
objektive für Kameras bekannt, die zwei Linsengruppen mit
insgesamt positiver Brechkraft und zwei zwischengeschaltete
Linsengruppen mit negativer Brechkraft aufweisen, und bei denen
die Komponenten mit negativer Brechkraft zur Variation des
Abbildungsmaßstabs verschiebbar sind. Solche Photoobjektive
sind jedoch aufgrund ihres optischen Aufbaus und des üblicher
weise nur kleinen Zoomfaktors von 3 bis 4 für Anwendungen in
Laserspaltlampen nicht geeignet.
Es ist das Ziel der Erfindung ein Zoomsystem zu schaffen, das
eine Austrittsebene in eine Bildebene ohne reelle Zwischen
abbildung abbildet und mit dem für diese reelle Abbildung ein
Zoomfaktor zwischen der minimalen und der maximalen
Vergrößerung von mehr als 10 × erreichbar ist.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäß durch ein Zoomsystem mit den
Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der abhängigen
Ansprüche.
Das erfindungsgemäße Zoomsystem weist wie das eingangs
beschriebene System des "VISULAS Argon II" ein proximales Teil
system mit einer variablen Brechkraft bei räumlich fest
liegender proximaler Brennebene und ein distales Teilsystem mit
fester Brechkraft auf. Im Unterschied zu dem vorbekannten
System enthält das proximale Teilsystem lediglich zwei anstatt
drei Komponenten mit positiver Brechkraft, eine proximale und
eine distale. Ein weiterer Unterschied zu dem vorbekannten
System besteht darin, daß die Brechkraft der proximalen
Komponente wesentlich größer als die Brechkraft der distalen
Komponente ist und daß das gesamte proximale Teilsystem als
Kollimator ausgebildet ist. Gleichzeitig ist der austritts
seitige (hintere) Brennpunktabstand des proximalen Teilsystems
wesentlich größer als dessen Brennweite und der hintere
Brennpunkt ist virtuell.
Die Austrittsebene des Laserstrahls, die als Endfläche einer
Glasfaser realisiert sein kann, sollte in der Eintrittsebene
des Zoomsystems liegen, die zugleich die vordere Brennebene des
proximalen Teilsystems ist. Ein aus dieser Eintrittsebene
divergent austretendes Strahlenbündel verläßt das proximale
Teilsystem als kollimiertes Lichtbündel und wird durch das
distale Teilsystem in dessen hinteren Brennebene fokussiert.
Liegt in dieser hinteren Brennebene die zu behandelnde Retina,
so wird die Endfläche der Glasfaser auf der Retina abgebildet.
Bezeichnet man die variable Brennweite des proximalen Teil
systems mit f₁ und die feste Brennweite des distalen Teil
systems mit f₂, so ist der Abbildungsmaßstab β des Zoomsystems
β = f₂/f₁. Bei einer Maßstabsänderung (Zoomfaktor) β = 1 bis
20 variiert die Brennweite f₁ des proximalen Teilsystems von
f₂ bis f₂/20.
Die Abbildung der Faserendfläche wird bei Laserstrahlen auch
als Abbildung des Nahfeldes und die Abbildung der Strahltaille
oder Beamwaist des Laserstrahls als Abbildung des Fernfeldes
bezeichnet. Die Abbildung der Strahltaille des Laserstrahls
kann näherungsweise durch ein parallel in das Zoomsystem
eintretendes Strahlenbündel beschrieben werden.
Die Anordnung der proximalen und der distalen Komponente ist so
ausgelegt, daß der hintere Brennpunktabstand vom proximalen
Teilsystem bei allen Zoomfaktoren wesentlich größer ist, d. h.
mindestens um einen Faktor 10 bis 50 größer, als die jeweilige
Brennweite des proximalen Teilsystems. Als Folge der kurzen
Brennweite der proximalen Komponente wird ein parallel zur
optischen Achse eintretendes Strahlenbündel innerhalb der
proximalen Komponente stark aufgeweitet und verläßt das
proximale Teilsystem aufgrund der virtuellen Lage des hinteren
Brennpunktes wiederum als annähernd paralleles, leicht
divergentes Strahlenbündel. Durch die starke Aufweitung dieses
Strahlenbündels aufgrund der hohen Brechkraft der proximalen
Komponente ist das Strahlenbündel vor Erreichen der Strahl
taille stark konvergent, so daß die Intensität mit zunehmenden
Abstand von der Strahltaille entsprechend stark abnimmt.
Zur Änderung der Brennweite des Zoomsystem weist die proximale
Komponente vorzugsweise eine Linse oder ein Linsenglied mit
positiver Brechkraft und zwei parallel zur optischen Achse
verschiebbare Linsen oder Linsenglieder mit negativer Brech
kraft auf. Die Eintrittsebene ist dabei vorzugsweise um etwas
mehr als der Brennweite der Linse bzw. des Linsengliedes mit
positiver Brechkraft von dieser beabstandet, so daß der
Strahlengang hinter diesem Linsenglied mit positiver Brechkraft
konvergent verläuft und durch Verschieben der Linsen oder
Linsenglieder mit negativer Brechkraft eine entsprechend der
gewünschten Vergrößerung erforderliche Divergenz erzeugbar ist.
Die Strahlführung erfolgt dabei bei allen Zoomstellungen - im
Unterschied zur eingangs genannten US-A 5,336,216 - ohne eine
reelle Zwischenabbildung der Eintrittsebene innerhalb des Zoom
systems.
Die Brechkraft der proximalen Komponente beträgt vorzugsweise
mehr als das 5-fache, besonders bevorzugt sogar mehr als das
10-fache der Brechkraft der distalen Komponente und sowohl die
Linsen oder Linsenglieder mit positiver Brechkraft als auch mit
negativer Brechkraft der proximalen Komponente weisen bevorzugt
eine Brennweite von betragsmäßig weniger als 10 mm auf. Da
lediglich die Linsen oder Linsenglieder mit negativer Brech
kraft, und damit entsprechend kurzbrennweitige Linsen für die
Änderung des Abbildungsmaßstabes zu verschieben sind, führen
schon kleine Verschiebewege zu großen Änderungen des
Abbildungsmaßstabes. Insgesamt läßt sich dadurch ein großer
Zoomfaktor bei einer gleichzeitig kompakten Anordnung
erreichen.
Bei einem Einsatz des erfindungsgemäßen Zoomsystems in einem
Spaltlampen-Mikroskop ist das distale Teilsystem des Zoom
systems vorzugsweise gleichzeitig das Objektiv der Spalt
beleuchtung und weist eine Brennweite zwischen 50 mm und 200 mm
auf, wodurch ein entsprechend großer Arbeitsabstand gewähr
leistet ist.
Nachfolgend werden Einzelheiten der Erfindung anhand des in den
Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines Spaltlampen-Mikroskops
mit einem Zoomsystem nach der Erfindung;
Fig. 2A einen Linsenschnitt des erfindungsgemäßen Zoomsystems
mit eingezeichnetem Strahlengang für die
Nahfeldabbildung;
Fig. 2B den Linsenschnitt aus Fig. 2a mit eingezeichnetem
Strahlengang für die Fernfeldabbildung;
Fig. 2C einen Teil des Linsenschnitts aus Fig. 2B mit dem
hinteren, virtuellen Brennpunkt des proximalen Teil
systems;
Fig. 3A den Linsenschnitt des erfindungsgemäßen Zoomsystems
bei einer Vergrößerung von 1 ×;
Fig. 3B den Linsenschnitt des erfindungsgemäßen Zoomsystems
bei einer Vergrößerung von 10 ×; und
Fig. 3C den Linsenschnitt des erfindungsgemäßen Zoomsystems
bei einem Abbildungsmaßstab von 20 ×.
Das Spaltlampen-Mikroskop in der Fig. 1 weist in bekannter
Weise eine Gerätebasis (1) auf, an der der Mikroskopkörper (2)
und die Spaltbeleuchtung (3) unabhängig voneinander um eine
vertikale Achse (4) drehbar aufgenommen sind. Die im Detail
nicht dargestellte Spaltbeleuchtung dient zur Umfeldbeleuchtung
im zu untersuchenden oder zu behandelnden Auge und das
Mikroskop (2) zur Beobachtung des Auges. Mit (5) ist der
Adapter zum Einkoppeln eines Therapielaserstrahls in den
Strahlengang der Spaltbeleuchtung bezeichnet. Der
Therapielaserstrahl selbst wird von einem nicht dargestellten
Laser, beispielsweise einem Argon-Laser, über eine Glasfaser
(7) an den Adapter (5) herangeführt und tritt aus der Endfläche
(7a) der Glasfaser (7) aus.
Das proximale Teilsystem des erfindungsgemäßen Zoomsystems ist
im Adapter (5) angeordnet und besteht aus einer kurzbrenn
weitigen, fest angeordneten Komponente (8) mit positiver Brech
kraft, zwei darauffolgenden, achsial verschiebbaren
Komponenten (9a, 9b) mit negativer Brechkraft und einer
wiederum feststehenden Komponente (10) mit positiver Brech
kraft, deren Brechkraft wesentlich kleiner ist als die Beträge
der einzelnen Brechkräfte der kurzbrennweitigen Komponente (8)
mit positiver Brechkraft und der beiden kurzbrennweitigen
Komponenten (9a, 9b) mit negativer Brechkraft. Mit (9) ist der
Einstellring zur Veränderung der Brennweite des proximalen
Teilsystems (8, 9a, 9b, 10) bezeichnet, dessen Drehung in
bekannter Weise eine Verschiebung der beiden Negativkomponenten
(9a, 9b) entlang ihrer optischen Achse verursacht. Da
entsprechende verschiebbare Fassungen für Zoomobjektive oder
für Mikroskopobjektive mit verschiebbaren Komponenten grund
sätzlich bekannt sind, wird auf den konkreten Aufbau dieser
Fassung an dieser Stelle nicht näher eingegangen. Bezüglich des
Aufbaus solcher Fassungen sei beispielsweise auf die
US-A-4, 953,962 der Anmelderin verwiesen.
Der aus dem proximalen Teilsystem austretende Laserstrahl ist
kollimiert, wobei der Durchmesser des Strahlenbündels durch
Verschieben der Komponenten mit negativer Brechkraft (9a, 9b)
variierbar ist. Dieser kollimierte Therapielaserstrahl wird
über einen Spiegel (11) koaxial in den nicht dargestellten
Strahlengang der Spaltbeleuchtung eingekoppelt. Das distale
Teilsystem (12) des Zoomsystems, das ein Objektiv mit positiver
Brechkraft ist, ist bereits im vereinigten Strahlengang des
Therapielaserstrahls und der Spaltbeleuchtung angeordnet und
dient sowohl zur Fokussierung des Therapielaserstrahls als auch
zur Abbildung des beleuchteten Spaltes der Spaltbeleuchtung in
das zu behandelnde oder zu untersuchende Auge. In Strahl
richtung gesehen hinter dem distalen Teilsystem (12) wird der
zuvor im wesentlichen vertikal verlaufende Strahlengang durch
ein Prisma (6) in die horizontale Ebene, in der die optische
Achse des Stereomikroskops (2) liegt, umgelenkt.
Die Einkopplung des Therapielaserstrahls in den Strahlengang
der Spaltbeleuchtung erfordert eine sehr kompakte Bauweise des
Zoomsystems, da die gesamte für das Zoomsystem zur Verfügung
stehende Baulänge kleiner ist als die Bauhöhe der
Spaltbeleuchtung.
In den Fig. 2A und 2B ist der optische Aufbau des Zoom
systems im Detail dargestellt. Die kurzbrennweitige Komponente
(8) mit positiver Brechkraft ist ein zweilinsiges Kittglied mit
einer Brennweite von 6,2 mm. Die beiden darauffolgenden,
entlang der gestrichelt dargestellten optischen Achse
verschiebbaren Komponenten mit negativer Brechkraft (9a, 9b)
sind zwei identische plankonkave Einzellinsen mit einer Brenn
weite von - 6,6 mm und die darauffolgende langbrennweitige
Komponente mit positiver Brechkraft (10) hat eine Brennweite
von 81,8 mm. Diese vier Komponenten bilden das proximale Teil
system (T₁). Das distale Teilsystem (T₂) wird von einem
zweikomponentigen Kittglied (12) mit einer Brennweite von
96,3 mm gebildet. Dieses distale Teilsystem (T₂) erfordert eine
relativ große Brennweite in einem Wertebereich zwischen 50 mm
und 200 mm, um einen hinreichend großen Arbeitsabstand zu dem
zu behandelnden Auge zu gewährleisten. Das zu behandelnde Auge
ist in den Fig. 2A und 2B durch die zu der optischen Achse
senkrechten Ebenen, an denen die optische Achse die Cornea
(Ebene 14) bzw. die Retina (Ebene 15) schneidet, angedeutet.
Das Zoomsystem bildet bei allen Zoomstellungen die fest im Raum
liegende Eintrittsebene (16) in die ebenfalls fest im Raum
liegende Targetebene (15), die zugleich die Ebene der Retina
ist, ab. Der Abbildungsmaßstab ist dabei je nach Stellung der
beiden plankonkaven Einzellinsen (9a, 9b) zwischen 1 × und 20 ×
variierbar, so daß sich insgesamt ein Zoomfaktor von 20 ×
ergibt.
In der Eintrittsebene (16) ist die Endfläche (7a) der Glasfaser
(7) positioniert. Der Abstand dieser Eintrittsebene (16) von
der kurzbrennweitigen Komponente (8) ist etwas größer als die
Brennweite der kurzbrennweitigen Komponente (8), so daß der in
der Fig. 2A dargestellte Abbildungsstrahlengang nach Austritt
aus der kurzbrennweitigen Komponente (8) konvergent verläuft.
Die beiden Einzellinsen (9a, 9b) mit negativer Brechkraft
zerstreuen den konvergenten Strahlengang. Die gegenseitigen
Bewegungsbahnen der beiden Linsen (9a, 9b) mit negativer Brech
kraft sind dabei so ausgelegt, daß der Abbildungsstrahlengang
nach Austritt aus der distalen Komponente (10) des proximalen
Teilsystems (T₁) stets kollimiert ist und demzufolge durch das
distale Teilsystem (T₂) in die fest im Raum liegende
Targetebene (15) abgebildet wird. Durch die scharfe Abbildung
entsteht in der Targetebene (15) ein Laserspot mit einem im
wesentlichen rechteckförmigen Intensitätsprofil senkrecht zur
optischen Achse. Die Eintrittsebene (16) fällt bei der
dargestellten Anordnung mit der vorderen Brennebene der
proximalen Komponente (T₁) zusammen.
In der Fig. 2B ist der Strahlengang für ein parallel zur
optischen Achse in das Zoomsystem eintretendes Strahlenbündel
dargestellt, das näherungsweise die Abbildung des Fernfeldes
beschreibt. Durch die sehr kurzen Brennweiten bzw. großen
Brechkräfte der proximalen Komponenten (8, 9a, 9b) des
proximalen Teilsystems wird dieses Strahlenbündel im proximalen
Teilsystem stark aufgeweitet.
Da der austrittsseitige Brennpunkt (17) (siehe Fig. 2C)
virtuell ist, also in Lichtrichtung gesehen vor dem proximalen
Teilsystem (T₁) liegt und einen Brennpunktabstand (BA) vom
proximalen Teilsystem (T₁) aufweist, der wesentlich größer als
die jeweilige Brennweite des proximalen Teilsystems ist, weist
der parallel in das Zoomsystem eintretende Strahlengang nach
Austritt aus dem proximalen Teilsystem eine geringfügige
Divergenz auf und wird demzufolge durch das distale Teilsystem
(T₂) im gesamten Zoombereich in einem Abstand hinter der
Targetebene (15) fokussiert. In dieser Fokusebene, die der
hinteren Brennebene des Zoomsystems entspricht, liegt die
Beamwaist (Fernfeldbild) des Laserstrahls. Durch die starke
Aufweitung des Strahls im proximalen Teilsystem und durch den
Abstand der Beamwaist hinter der Targetebene (15) weist der
Strahlengang in der Schnittebene (14) mit der Cornea einen
hinreichend großen Durchmesser, der bei allen Zoomstellungen
größer als 1 mm ist, und damit eine geringe örtliche Intensität
auf. Beschädigungen der Cornea sind dadurch auch bei Nicht
beachtung der vorgeschriebenen Sicherheitsregeln weitgehend
ausgeschlossen.
In den Fig. 3A-C ist das Zoomsystem ohne die auf die
Abbildungseigenschaften wirkungslosen Komponenten wie Spiegel
(11) und Umlenkprisma (6) bei drei unterschiedlichen Zoom
stellungen dargestellt. Ebenfalls eingezeichnet ist jeweils das
2w-Profil des Laserstrahls, d. h. es sind als Randstrahlen
diejenigen Strahlen eingezeichnet, bei denen die Intensität auf
1/e² der Intensität auf der optischen Achse abgefallen ist.
Dabei beträgt der Abbildungsmaßstab in Fig. 3A β = 1 ×, in der
Fig. 3B β = 10 × und in der Fig. 3C β = 20 ×. Demzufolge wird
bei der Einstellung nach Fig. 3A ein Laserspot mit einem
Durchmesser von 50 mm, in der Fig. 3B mit einem Durchmesser
von 500 µm und in der Fig. 3C mit einem Durchmesser von
1000 µm in der Ebene (15) der Retina bei einer Austrittsfläche
der Glasfaser mit einem Durchmesser von 50 µm erzeugt. Bei
einer Vergrößerung von β = 5 ×, d. h. bei einer Spotgröße von
250 µm, ergibt sich die schlankeste Strahlführung und damit die
höchste Intensität in der Ebene (14) der Hornhaut. Bei einer
weiteren Vergrößerung zwischen β = 5 × und β = 20 × weitet die
Strahlführung wieder auf, so daß in der Ebene der Hornhaut (14)
die Maximalintensitäten wieder geringer sind.
Auch bei den Vergrößerungen von 10 × und 20 × erfolgt keine
Zwischenabbildung der Faserendfläche oder der Eintrittsebene
innerhalb des Zoomsystems, d. h. auch in den Fig. 3B und 3C
geht der Strahlengang zwischen den Negativlinsen (9a, 9b) von
einem konvergenten in einen divergenten Verlauf über, ohne
einen Fokus zu durchlaufen.
Der Abstand der hinteren Brennebene (17) des proximalen Teil
system von der distalen Endfläche (hinterste Fläche) (r₁₀) des
proximalen Teilsystems (T₁) ist in der Fig. 2C verkürzt
dargestellt. Diese hintere Brennebene liegt bei maßstabs
gerecht er Darstellung weit vor dem linken Zeichnungsrand in den
Fig. 3A-3C und hat einen Abstand von -4756 mm bei einem
Abbildungsmaßstab von 1 × und von -471 mm bei einem Abbildungs
maßstab von 20 × von der distalen Endfläche (r₁₀) des proximalen
Teilsystems (T₁) und liegt damit bei maximaler Vergrößerung um
etwa 3,5 und bei minimaler Vergrößerung um etwa 35 Baulängen
der proximalen Komponente vor der Eintrittsebene.
Die konkreten Konatruktionsdaten eines Ausführungsbeispieles
für das Zoomsystem sind in der nachfolgenden Tabelle I
angegeben. Dabei sind mit den ri, i = 1 . . . 13, die Flächen
krümmungsradien beginnend mit der kurzbrennweitigen Komponente
des proximalen Teilsystems und mit den di, i = 2 . . . 13, die
Dicken oder Abstände zwischen den Schnittpunkten der jeweiligen
Flächen mit der optischen Achse bezeichnet. Mit d₁ ist der
Abstand der Eintrittsebene von der ersten Schnittfläche der
kurzbrennweitigen Komponente (8) mit positiver Brechkraft des
proximalen Teilsystems, mit d₁₄ der Abstand zwischen dem
Schnittpunkt der Austrittsfläche des distalen Teilsystems (T₂)
und der Ebene (14) der Cornea und mit d₁₅ der Abstand zwischen
der Ebene der Cornea (14) und der Ebene (15) der Retina,
jeweils entlang der optischen Achse gemessen, bezeichnet.
Bezüglich der Glasmaterialien sind die Bezeichnungen angegeben,
unter denen die entsprechenden Gläser von der Firma Schott
Glaswerke, Mainz, angeboten werden.
In der Tabelle II sind zusätzlich die Brennweiten des
proximalen Teilsystems (T₁) bei den drei in den Fig. 3A-3C
dargestellten Vergrößerungen und der sich jeweils ergebende
hintere Brennpunktabstand (BA) des proximalen Teilsystem von
der hintersten Fläche (r₁₀) des proximalen Teilsystems
angegeben.
Claims (13)
1. Zoomsystem zur Abbildung eines Laserstrahls von einer
festen Eintrittsebene (16) in eine Targetebene (15) mit
einem variablen Abbildungsmaßstab, wobei das Zoomsystem
ein proximales Teilsystem (T₁) mit einer variablen Brech
kraft und ein distales Teilsystem (T₂, 12) mit fester
Brechkraft aufweist, und wobei der hintere Brennpunkt (17)
des proximalen Teilsystems (T₁) virtuell ist und einen
Brennpunktabstand (BA) aufweist, der wesentlich größer als
dessen Brennweite ist.
2. Zoomsystem nach Anspruch 1, wobei der vordere Brennpunkt
des proximalen Teilsystems (T₁) in der Eintrittsebene (16)
liegt.
3. Zoomsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei das proximale
Teilsystem (T₁) eine distale Komponente (10) und eine
proximale Komponente (8) mit jeweils positiver Brechkraft
aufweist und wobei die Brechkraft der proximalen
Komponente (8) wesentlich größer als die Brechkraft der
distalen Komponente (10) ist.
4. Zoomsystem nach einem der Ansprüche 1-3, wobei die
Abbildung der Eintrittsebene (16) in die Targetebene (15)
ohne reelle Zwischenabbildung erfolgt.
5. Zoomsystem nach einem der Ansprüche 1-4, wobei die Aus
trittsebene (7a) des Laserstrahls in der proximalen
Brennebene (16) des proximalen Teilsystems (T₁) liegt.
6. Zoomsystem nach einem der Anspruch 1-5, wobei das
proximale Teilsystem (T₁) zwei parallel zur optischen
Achse verschiebbare Linsen oder Linsenglieder (9a, 9b) mit
negativer Brechkraft aufweist.
7. Zoomsystem nach einem der Ansprüche 3-6, wobei die Brech
kraft der proximalen Komponente (8) mit positiver Brech
kraft mehr als das 5-fache, vorzugsweise mehr als das 10-
fache der Brechkraft der distalen Komponente (10) beträgt.
8. Zoomsystem nach einem der Ansprüche 1-7, wobei die hintere
Brennebene des proximalen Teilsystems (T₁) um mehr als das
5-fache, vorzugsweise mehr als das 10-fache der jeweiligen
Brennweite des proximalen Teilsystems (T₁) vom proximalen
Teilsystem beabstandet ist.
9. Zoomsystem nach einem der Ansprüche 1-8, wobei das distale
Teilsystem (T₂, 12) gleichzeitig das Objektiv einer Spalt
beleuchtung (3) ist und eine Brennweite zwischen 50 mm und
200 mm aufweist.
10. Zoomsystem nach einem der Ansprüche 1-9, wobei die Linsen
oder Linsenglieder (8, 9a, 9b) des proximalen Teilsystems
jeweils eine Brennweite aufweisen, die betragsmäßig
kleiner als 10 mm ist.
11. Zoomsystem nach einem der Ansprüche 1-10, wobei die in der
Tabelle I angegebenen Konstruktionsdaten für die Flächen
krümmungsradien ri und Dicken oder Abstände di bei Einsatz
der angegebenen Materialien der verwendeten optischen
Gläser eingehalten sind oder wobei durch Abweichungen von
einzelnen oder mehreren dieser Daten ein System mit
vergleichbaren Leistungen resultiert.
12. Spaltlampen-Mikroskop mit einer Laserbeleuchtung und einem
Zoomsystem für die Laserbeleuchtung nach einem der
Ansprüche 1-11, wobei in der Eintrittsebene (16) die End
fläche (7a) einer Lichtleitfaser (7) angeordnet ist und
die Endfläche (7a) der Lichtleitfaser (7) durch das
proximale Teilsystem (T₁) des Zoomsystems bei allen Zoom
stellungen ohne reelle Zwischenabbildung nach unendlich
abgebildet ist.
13. Spaltlampen-Mikroskop nach Anspruch 12, wobei das distale
Teilsystem (T₂) das Objektiv (12) der Spaltbeleuchtung (3)
ist und wobei die Brennweiten des proximalen Teilsystems
(T₁) so gewählt sind, daß sich ein Zoombereich zwischen
1 × und 20 × für die Abbildung der Endfläche (7a) der
Lichtleitfaser (7) in die distale Brennebene des Objektivs
(12) ergibt.
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