DE3017668C2 - Augenmikroskop - Google Patents

Description

nen Schicht einer Immersionsflüssigkeit auf die Augenhomhaut aufgesetzt Wie Fi g. 2a zeigt, in der der Berührungsbereich im Längsschnitt dargestellt ist, befindet sich das aus der Konuslinse bestehende Vordergiied 2 des Objektivsystems 3 in Berührung mit der Oberfläehe 15 der Hornhaut 13 und der Fokus (Objektebene) des Mikroskops ist auf die Ebene der Endothelzellen 16 der Hornhaut oder Cornea eingestellt Mit einem parallelen Beleuchtungslichtbündel Ll-L2, das vom Beleuchtungssystem des Mikroskops auf einen Objektbereich der Breite D geworfen wird, erhält man ein Objektlichtbündel 51—52 von diesem Bereich und man sollte eigentlich das ganze Gesichtsfeld 17 der Breite D beobachten können, wie es in F i g. 2b dargestellt ist. An der Grenzfläche 15 zwischen dem aus der Konuslinse bestehenden Vorderglied 2 des Objektivsystems und der Hornhaut 13 tritt jedoch wegen des erheblichen Unterschiedes der Brechungsindizes von Glas und Hornhautgewebe ein reflektiertes Licl.tbündel Ri-R2 auf. Da die Helligkeit des reflektierten Lichtes bis zum Zehnfachen der Helligkeit des Objektlichtes betragen kann, stört das an der Grenzfläche reflektierte Licht beträchtlich mit der Ausnahme eines Bereiches 18 der Breite W, der vom reflektierten Licht nicht beeinflußt wird, jedoch nur eine Breite von etwa 20 bis 25% der Breite bzw. des Durchmessers D des Gesichtsfeldes hat Hieran ändert sich nichts wesentliches, auch wenn zwischen das Vorderglied des Objektivsystems und die Augenhornhaut eine dünne Flüssigkeitsschicht eingebracht wird.

Das in F i g. 3 dargestellte Objektivsystem eines Augenmikroskops gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist im Prinzip in bekannter Weise aufgebaut und enthält einen Tubus 19, ein Vorderglied 2 in Form einer Kegel- oder Konuslinse sowie Linsenglieder 20 und 21. Gemäß einem Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht das die Konuslinse bildende Vorderglied 2 aus einem transparenten optischen Material, wie Fluorit CaF2 oder Kunstharz, das einen kleineren Brechungsindex als Glas hat und vorteilhafterweise an der Stirnfläehe mit einer reflexionsvermindernden Schicht 22 überzogen ist. Bei Verwendung von Fluorit oder Flußspat, dessen Brechungsindex etwa 1,43 beträgt, als Material für das Vorderglied 2 ist das Reflexionsvermögen an der Grenzschicht zur Augenhornhaut, deren Brechungsindex etwa i,37 beträgt, nur etwa ein Zehntel des Reflexionsvermögens als bei einem Vorderglied aus Glas, dessen Brechungsindex etwa 1,5 beträgt, so daß die Reflexion des Beleuchtungslichtes erheblich verringert wird. Hierdurch ergeben sich ein höherer Kontrast und eine Vergrößerung des Gesichtsfeldes.

Die obenerwähnten Materialien mit niedrigem Brechungsindex, insbesondere Fluorit, sind jedoch so spröde, daß das Vorderglied oft am Tubus 19 abbricht. Außerdem sind diese Materialien im Vergleich zu Glas schwierig zu bearbeiten und teuer.

F i g. 4 zeigt eine hinsichtlich dieser Nachteile verbesserte Ausführungsform, bei der das die Konusünse bildende Vorderglied 2 aus einem Körper 23 aus optischem Glas und einer Spitze oder einem Vorderteil 24, die aus einem der obenerwähnten Materialien mit kleinem Brechungsindex besteht und mit einem geeigneten Klebstoff oder Kitt befestigt ist. Wenn die Dicke des Vorderteils 24 oder der Spitze genügend groß bemessen wird, werden etwaige Reflexionen an der Grenzfläche zwischen dem Körper 23 und dem Vorderteil 24 die Beobachtung nicht beeinträchtigen.

Durch eine zwischen dem Vorderglied 2 des Objektivsystems und der Augenhornhaut 13 eingebrachte Immersionsflüssigkeit lassen sich zwar die Reflexionen verringern, die Wirkung ist jedoch nur gering, wenn die Flüssigkeitsschicht zu dünn ist F i g. 5 zeigt eine Weiterbildung der Ausführungsform gemäß Fig.4, die hinsichtlich der Vergrößerung der Dicke der Flüssigkeitsschicht verbessert ist. An der Stirnfläche des Vorderteils 24 des die Konuslinse bildenden Vordergliedss 2 ist ein kurzes rohrförmiges Bauteil 25 aus Metall oder Kunststoff befestigt Bei Benutzung des Augenmikroskops wird in das rohrförmige Bauteil 25 eine physiologisch verträgliche Flüssigkeit eingefüllt, deren Brechungsindex zwischen dem des Vorderteiles 24 und dem der Augenhornhaut 13 liegt Wenn der Vorderteil 24 des Vordergliedes 2 aus Fluorit besteht, kann als Zwischenflüssigkeit physiologische Kochsalzlösung verwendet werden.

Die Länge des rohrförmigen Bauteils 25 bzw. die Höhe der Seitenwand dieses Bauteils entspricht im wesentlichen der Dicke der zwischengeschalteten Flüssigkeit, deren Wirksamkeit wie erwähnt, jedoch leidet, wenn ihre Schichtdicke zu gering ist. Welche Dicke in der Praxis erforderlich ist, soll nun anhand der F i g. 6 und 7 erläutert werden: Fig.6 zeigt einen Grenzzustand, bei dem die innere Grenze 5 2 des Objektbündels 51 — 52, das durch ein Beleuchtungsbündel Ll-L2 erzeugt wird, mit der äußeren Grenze R 1 des reflektierten Lichtbündels Ri-R2 von der Stirnfläche des Vordergliedes 2 zusammenfällt Bezeichnet man die Dicke der Flüssigkeitsschicht 26, d. h. die axiale Länge des rohrförmigen Bauteils 25, mit d, so sieht man, daß das optische Bild durch das reflektierte Licht offensichtlich in einem Gesichtsfeld der Breite D nicht beeinflußt wird, wenn die Dicke der Flüssigkeitsschicht größer als d ist Der Wert der Dicke d ist jedoch eine Funktion der Vergrößerung und der numerischen Apertur des Objektivs sowie des Abstandes zwischen der Hornhautoberfläche und dem untersuchten Objekt. Bei einem Mikroskop des hier vorliegenden Typs liegt der Wert der numerischen Apertur typischerweise zwischen 0,2 und 0,4.

Bei Verwendung des gebräuchlichsten Objektivsystems mit der Vergrößerung χ 20 und der numerischen Apertur 0,33, und Aufsetzen der Stirnfläche der Konuslinse auf die Augenhornhaut zur Untersuchung der Endothelzellen, die sich etwa 0,5 mm tief unter der Oberfläche der Augenhornhaut befinden, betrug das Verhältnis der Breite Wdes beobachtbaren Gesichtsfeldes zur Breite D des gesamten Gesichtsfeldes bisher etwa 0,2 bis 0,25. Dieses Verhältnis ließ sich jedoch auf etwa 0,5 erhöhen, wie es in F i g. 7 dargestellt ist, in dem man eine 1,0 mm dicke Flüssigkeitsschicht verwendete, auch wenn das gleiche Objekt mit demselben Objektiv beobachtet wurde. Obwohl eine Breite Wdieser Größenordnung wegen der Abmessungen des gestrichelt eingezeichneten photographischen Gesichtsfeldes fast ausreichen würde, ließ sich praktisch das ganze Gesichtsfeld 17 mit dem sichtbaren Gesichtsfeld 18 erfassen, wenn die Dicke der Flüssigkeitsschicht 1,5 mm betrug. Für praktische Zwecke erleichtert eine etwa 4 mm dicke Flüssigkeitsschicht die Handhabung und Untersuchungen, so daß eine solche Flüssigkeitsschicht besonders vorteilhaft ist.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig.5 ist das rohrförmige bauteil 26 zur Aufnahme der Flüssigkeit an der Stirnfläche des optischen Vordergliedes 2 befestigt und es ist dann schwierig, Blasen aus der Flüssigkeitsschicht zu entfernen sowie die Anordnung zu reinigen, wenn die Flüssigkeitsschicht die obenerwähnte Dicke haben soll.

Diese Nachteile werden durch den in F i g. 8 dargestellten Adapter 28 vermieden. Der Adapter 28 besteht aus Metall oder Kunststoff und weist, wie dargestellt, vorne einen ringförmigen Wandteil 29 auf und hinten einen Befestigungs- oder Halterungsteil 30, dessen Innenfläehe auf die Außenseite des vorderen Endes des als Konuslinse ausgebildeten optischen Vordergliedes 2 paßt, so daß der Adapter leicht am Vorderglied 2 angebracht und wieder von diesem entfernt werden kann. Die Höhe des Wandteiles 29 wird so bemessen, daß sich die obenerwähnte gewünschte Dicke der Flüssigkeitsschicht ergibt. Der Adapter ist selbst leicht zu reinigen und ermöglicht auch ein bequemes Reinigen der Stirnfläche des optischen Vordergliedes 2 des Mikroskopobjektivs.

In den F i g. 9a und 9b sind vorteilhafte Weiterbildungen des Adapters gemäß F i g. 8 dargestellt. Der in F i g. 9a dargestellte Adapter ist mit einer kreisförmigen Trennwand 31 zwischen dem rohrförmigen Wandteil 29 und dem Halterungsteil 30 versehen und die ganze Struktur ist aus einem transparenten Material hergestellt, dessen Brechungsindex zwischen dem des optischen Vordergliedes 2 und der Hornhaut liegt. Kunststoffe sind für diesen Zweck besonders geeignet. Bei Verwendung des Adapters 28 wird der Zwischenraum 32 zwischen dem optischen Vorderglied 2 und der Trennwand 31 mit einer Flüssigkeit gefüllt, deren Brechungsindex zwischen dem des Materials des optischen Vordergliedes 2 und des der Trennwand 31 liegt und der durch den Wandteil 29 umschlossene Raum wird vorzugsweise mit einer Flüssigkeit gefüllt, deren Brechungsindex wenigstens annähernd mit dem der Augenhornhaut übereinstimmt. Dadurch werden Reflexionen an allen anderen Grenzflächen als an der Stirnfläche des optischen Vordergliedes 2 praktisch völlig vermieden und es kann keine Beeinträchtigung des Objektivbildes durch reflektiertes Licht eintreten.

F i g. 9b zeigt einen Adapter 28, der gegenüber dem gernäß F i g. 9a dadurch weiter ausgebildet und verbessert ist, daß er an der Innenseite des Halterungsteiles und der Oberseite der Trennwand 31 mit einem kleinen stufenförmigen Absatz 33 versehen ist Dieser stufenförmige Absatz 33 gewährleistet, daß immer ein Zwischenraum 32 nennenswerter Dicke zwischen der Stirnfläche des optischen Vordergliedes 2 und der Trennwand 31 verbleibt, so daß keine unerwünschte optische Wechselwirkung eintreten kann, selbst wenn die koppelnde Flüssigkeit im Spalt 32, die bei der Erläuterung der Ausführungsform gemäß Fig.9a erwähnt worden war. weggelassen wird.

Da die oben beschriebenen Adapter 28 konstruktiv einfach sind und daher mit geringen Kosten in Massenfertigung hergestellt werden können, ist es manchmal zweckmäßig, die Adapter nach dem Gebrauch wegzuwerfen, anstatt sie zu reinigen und nochmals zu verwenden.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen hatte das optische Vorderglied des Objektivsystems die Form einer Konusiinse. Selbstverständlich kann das Vorderglied auch eine andere Form haben und z. B. aus einer ebenen Glasplatte bestehen oder irgendwie anders ausgebildet sein, so daß man nicht mehr von einer Konuslinse sprechen kann. Die Erfindung läßt sich jedoch offensichtlich auch bei solchen anderen Objektivsystemen anwenden. Es können auch andere Materialien und Konfigurationen verwendet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

1 2 Sprüchen. Patentansprüche: Bei einem in der erfindungsgemäßen Weise ausgebil deten Augenmikroskop werden die störenden Reflexio-

1. Augenmikroskop mit einem Objektivsystem, nen weitestgehend unterdrückt so daß das Gesichtsfeld welches ein Vorderglied mit einer der Hornhaut ei- 5 ungestört und mit hoher Auflösung zur Verfügung steht nes zu untersuchenden Augapfels zugewandten Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausfüh-Stirnfläche aufweist dadurch gekennzeich- rungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung net, daß zumindest der an die Stirnfläche angren- näher erläutert Es zeigt

zende Teil (24) des Vordergliedes (2) aus Fluorit oder Fig. 1 eine schematische Darstellung des optischen

einem Kunstharz, das einen kleineren Brechungsin- io Systems eines Augenmikroskops, bei dem die Erfindung

dex als Glas hat besteht Anwendung finden kann;

2. Augenmikroskop nach Anspruch 1, dadurch ge- F i g. 2a und 2b schematische Darstellungen der ReIakennzeichnet daß das Vorderglied einen Körper tion zwischen dem Strahlengang des Beleuchtungslich-(23) aus Glas und eine mit diesem verkittete, die tes und dem Gesichtsfeld bei einem bekannten Augenerwähnte Stirnfläche bildende Spitze (24) aus Fluorit 15 mikroskop;

oder dem Kunstharz enthält (F i g. 4). F i g. 3 eine Schnittansicht des Objektivsystems eines

3. Augenmikroskop nach Anspruch 1 oder 2, da- bekannten Augenmikroskops;

durch gekennzeichnet, daß das Vorderglied (2) an F i g. 4 eine Schnittansicht eines Teiles eines Objektiv-

der Stirnfläche mit einem kurzen rohrförmigen Bau- systems eines Augenmikroskops gemäß einer Ausfüh-

teil (25) zur Aufnahme einer Flüssigkeit (26) verse- 20 rungsform der Erfindung;

hen ist F i g. 5 eine F i g. 4 entsprechende Schnittansicht einer

4. Augenmikroskop nach Anspruch 3, dadurch ge- verbesserten Ausführungsform der Erfindung;
kennzeichnet, daß die Höhe der Wand des rohrför- F i g. 6 und 7 schematische Darstellungen der ReIa-

-C migen Bauteils (25) mindestens 1,5 mm beträgt tion zwischen dem Strahlengang des Beleuchtungslich-

* 5. Augenmikroskop nach Anspruch 1 oder 2, ge- 25 tes und dem Gesichtsfeld bei der Ausführungsform des

kennzeichnet durch einen Adapter (28) zur Aufnah- Augenmikroskops gemäß F i g. 5;

me einer Flüssigkeit der ein kurzes, rohrförmiges F i g. 8 eine Schnittansicht einer Ausführungsform mit

Wandteil (29) aufweist das sich von der Stirnfläche einem Adapter, mit der im wesentlichen die gleichen

des Vordergliedes (2) in Richtung auf den Augapfel Wirkungen erzielt werden können wie mit der Ausfüh-

erstreckt, und einen an den Wandteil angeformten 30 rungsform gemäß F ig.

5; und

Halterungsteil (30) enthält, der lösbar auf die Außen- F i g. 9a und 9b Schnittansichten zweier verbesserter

fläche des optischen Vordergliedes (2) aufsetzbar ist Weiterbildungen der Ausführungsform gemäß F i g. 8.

6. Augenmikroskop nach Anspruch 5, dadurch ge- In den Zeichnungen sind entsprechende Bauteile je-

kennzeichnet, daß die Höhe des Wandteiles (29) min- weils mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet

destens 1,5 mm beträgt 35 In Fig. 1 ist schematisch das optische System eines

typischen Augapfel- oder Augenmikroskops dargestellt

mit dem das Innere eines Augapfels 1 untersucht wer-

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Augenmikro- den kann. Dal Mikroskop enthält ein Objektivsystem 3 skop gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. mit einem Vorderglied 2 in Form einer Kegel- oder Aus der JP-OS 54-99 647 ist ein Augenmikroskop der 40 Konuslinse, eine Feld- oder Fokussierungslinse 4 und hier interessierenden Art bekannt, mit dem das Innere einen photographischen Film 5, die in der angegebenen des Augapfels, z. B. die Endothelzellen der Cornea (Au- Reihenfolge längs einer optischen Hauptachse angeordgenhornhaut) untersucht werden können. Dieses Au- net sind. Zwischen der Linse 4 und der Filmebene ist genmikroskop weist ein Objektivsystem auf, das ein ferner ein teildurchlässiger Spiegel 6 angeordnet, durch Vorderglied in Form einer sogenannten »Kegel- oder 45 den Licht längs eines Beobachtungsstrahlenganges in Konuslinse« enthält. Bei der Untersuchung eines Aug- ein Okular 7 reflektiert wird. Das Mikroskop enthält apfels wird die Stirnfläche des Vordergliedes auf die ferner ein optisches Beleuchtungssystem mit einer Hornhaut aufgesetzt und Licht zur Beleuchtung des Ge- Lichtquelle 8, einer Kondensorlinse 9, einem Spalt 10, Sichtsfeldes wird von einer Seite der optischen Achse einer Kollimatorlinse 11 und einem seitlich von der optides Mikroskops eingespiegelt und durch das Objektiv 50 sehen Hauptachse angeordneten Spiegel

12. Wie in der auf das zu untersuchende Objekt geworfen. Da der Bre- Zeichnung durch Pfeile angedeutet ist, wird das von der chungsindex zwischen dem Glas und dem Hornhautge- Lichtquelle 8 emittierte Licht durch die Kondensorlinse webe jedoch beträchtlich ist, wird ein erheblicher Teil 9 auf den Spalt 10 fokussiert, anschließend durch die des Beleuchtungslichtes an der Grenzfläche zwischen Kollimatorlinse 11 in ein paralleles Bündel verwandelt, dem optischen Vorderglied des Objektivsystems und 55 durch den Spiegel 12 in den Hauptstrahlengang eingeder Hornhaut reflektiert, welches sich dem Licht vom spiegelt und durch das Objektiv 3 auf ein zu beobach-Objekt überlagert und dadurch sowohl das Gesichtsfeld tendes Objekt im Augapfel 11 geworfen. Das Licht vom als auch die Auflösung beeinträchtigt. beleuchteten Objekt fällt in entgegengesetzter Rich-Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu- tung durch das Objektiv 3 und wird durch die Fokussiegrunde, ein Augenmikroskop der eingangs genannten 60 rungslinse 4 auf den photographischen Film 5 abgebil-Art dahingehend weiterzubilden, daß solche störenden det, gleichzeitig wird ein Teil des Objektlichtes durch Reflexionen weitgehend vermieden werden. den teildurchlässigen Spiegel 6 in das Okular 7 gewor-Diese Aufgabe wird bei einem Augenmikroskop der fen, so daß das Objekt auch visuell beobachtet werden eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die kann.

kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 ge- 65 Bei einer Untersuchung mit einem bekannten Augen-

löst mikroskop dieser Art hat man bisher die Stirnfläche des

Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Gegen- aus der Konuslinse bestehenden Vordergliedes 2 entwe-

stände dieser Ansprüche sind Merkmal von Unteran- der direkt oder unter Zwischenschaltung einer sehr dün-