DE3328483C2 - - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Beleuchtungssystem
für optisch-medizinische Untersuchungsgeräte, wie z. B.
Opthalmoskope, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Bei optisch-medizinischen Untersuchungsgeräten, die zum
Untersuchen von engen Körperkanälen oder anderen kleinen
Öffnungen dienen, hat es immer Schwierigkeiten bereitet, das
Beleuchtungssystem so zu konstruieren, daß der Beobachtungs
strahlengang mit dem Beleuchtungsstrahlengang zusammenfällt.
Dies trifft insbesondere auf Ophthalmoskope zu, da die
Pupille die einzige natürliche Öffnung darstellt, durch die
das Innere des Auges beobachtet werden kann.
Selbst im erweiterten Zustand ist die Pupille noch eine
relativ kleine Öffnung. Es kommt ferner häufig vor, daß der
Augenhintergrund untersucht werden muß, aber keine Pupillen
erweiterung möglich ist. In diesen Fällen ist der Betrachter
nicht in der Lage, auf den Mittelpunkt des beleuchteten
Bereiches zu sehen, wenn eine bestimmte Winkelverschiebung
zwischen dem Beobachtungsstahlengang und dem Beleuchtungs
strahlengang überschritten wird.
Bisher fanden in optischen Beleuchtungssystemen für Ophthal
moskope Prismen zum Einspiegeln des von der Glühlampe
erzeugten Beleuchtungslichtes in den Beobachtungsstrahlen
gang des Untersuchungsgerätes Verwendung. Da der Betrachter
nicht durch das Prisma sehen kann, verläuft der Beobach
tungsstrahlengang oberhalb des Prismas; dies bedeutet, daß
der Beobachtungsstrahlengang mit dem Beleuchtungsstrahlen
gang notwendigerweise einen Winkel einschließt.
Gegenwärtig findet bei vielen Ophthalmoskopen ein Spiegel
anstelle eines Prismas Verwendung. Hierdurch läßt sich die
Winkelverschiebung zwischen dem Beleuchtungsstrahlengang und
dem Beobachtungsstrahlengang reduzieren. Eine weitere Redu
zierung ist jedoch dringend erforderlich, insbesondere dann,
wenn beim Patienten keine Pupillenerweiterung möglich ist.
Aus der GB 7 99 812 und der US 28 23 666 ist ein Beleuch
tungssystem der eingangs angegebenen Gattung bekannt, bei
dem der schräggestellte Spiegel eine zentrale Öffnung auf
weist. Hierdurch entsteht ein koaxialer Hauptstrahlengang
(Beleuchtungslichtkegel außen, Beobachtungslichtkegel
innen), der auch zu einer konzentrischen Pupillenteilung am
untersuchten Auge zur Vermeidung des Hornhautreflexes führt.
Die zentrale Öffnung im Spiegel wirft jedoch Schwierigkeiten
auf. Einerseits sollte die Öffnung so groß wie möglich sein,
damit so viel Licht wie möglich in das Auge des Arztes ge
langt, andererseits sollte die Öffnung so klein wie möglich
sein, um eine möglichst scharf fokussierte Abbildung einer
Fixierfigur zu ermöglichen. Beide Forderungen sind jedoch
diametral entgegengesetzt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Beleuchtungssystem für optisch-medizinische Untersuchungs
geräte der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen
Gattung so weiterzubilden, daß eine Winkelabweichung zwi
schen dem Strahlengang des von der Glühlampe erzeugten
Beleuchtungslichtes und dem Beobachtungsstrahlengang des
Untersuchungsgerätes so weitgehend wie möglich vermieden
wird, ohne jedoch die von einer zentralen Öffnung im Spiegel
herrührenden Schwierigkeiten in Kauf nehmen zu müssen.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekenn
zeichnete Erfindung gelöst.
Ophthalmoskope mit nur teilweise in den Beobachtungsstrahlen
gang hineinragenden Spiegeln sind bekannt, z. B. aus der US
19 77 813. Diese Spiegel weisen jedoch normalerweise eine
gerade Oberkante auf. Es ergibt sich dann für die Eintritts
pupille am untersuchten Auge eine beispielsweise halbkreis
förmige Aufteilung im Beobachtungs- und Beleuchtungs
strahlengang.
Die US 12 81 136 zeigt ferner (in Fig. 3) ein Ophthalmoskop,
das einen Spiegel mit spaltförmig rechteckigem Ausschnitt
aufweist. Die Lichtquelle wird auch hier auf den Spiegel
abgebildet. Über die Form des Glühfadens der Lampe ist in
dieser Druckschrift allerdings nichts ausgesagt.
Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Beleuchtungssystem
wird durch die Kombination aus bogenförmigem, auf dem
Spiegel abgebildeten Lampenfaden und einem etwa halb in den
Strahlengang hineinragenden Spiegel mit zum Lampenfaden
passendem bogenförmigen Ausschnitt erreicht, daß der
Beleuchtungsstrahlengang und der Beobachtungsstrahlengang
nahezu zusammenfallen. Wenn daher das optisch-medizinische
Untersuchungsgerät ein Ophthalmoskop ist, erlaubt es eine
gute Beobachtung des Augenhintergrundes selbst dann, wenn
die Pupille des zu untersuchenden Auges nicht erweitert
werden kann.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben. Hinsichtlich Anspruch 4 sei auf
die US 41 96 980 verwiesen, aus der es bekannt ist, im
Beleuchtungsstrahlengang eines Hand-Ophthalmoskopes eine
Fixierfigur vorzusehen.
Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung erläutert. Es zeigt:
Fig. 1A, 1B in schematischer Weise ein Beleuchtungssystem
eines Ophthalmoskopes nach dem Stand der
Technik;
Fig. 1C eine den Fig. 1A und 1B entsprechende
Ansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten
Beleuchtungssystems;
Fig. 2 eine schematische Darstellung des beleuch
teten Bereiches am Augenhintergrund eines zu
untersuchenden Auges, und zwar unter Verwen
dung des Beleuchtungssystems der Fig. 1A;
Fig. 3 eine Teilvorderansicht eines Ophthalmoskopes;
Fig. 4 einen vergrößerten Vertikalschnitt durch das
Ophthalmoskop entlang der Linie IV-IV in Fig.
3, wobei das zu untersuchende Auge ebenfalls
dargestellt und das äußere Gehäuse des
Ophthalmoskopes weggelassen ist;
Fig. 5 eine Teilansicht des Ophthalmoskopes in Fig.
4, jedoch rechtwinklig hierzu;
Fig. 6 eine vergrößerte Draufsicht auf die Glüh
lampe;
Fig. 7 eine Teilseitenansicht der Glühlampe;
Fig. 8 eine vergrößerte Vorderansicht des Spiegels
mit zugehöriger Haube.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel eines erfindungs
gemäß ausgebildeten Beleuchtungssystem in Verbindung mit
einem Ophthalmoskop beschrieben, obwohl das Beleuchtungs
system auch in Verbindung mit anderen Arten von optisch
medizinischen Untersuchungsgeräten verwendet werden kann.
Bei dem in Fig. 1A dargestellten Ophthalmoskop, bei dem ein
Prisma 10 verwendet wird, kann man erkennen, daß die Achse
11 des Beobachtungsstrahlenganges und die Achse 12 des von
einer Glühlampe 14 herrührenden Beobachtungslichtes nicht
zusammenfallen, sondern am Augenhintergrund 15 divergieren.
Diese Winkelabweichung zwischen den beiden Achsen am
Augenhintergrund 15 führt zu einem Abbildungsmuster, das in
übertriebener Form in Fig. 2 dargestellt ist. Hierbei
befindet sich der beleuchtete Bereich 16 oberhalb des
beobachtbaren Bereiches 17, so daß nur der schraffierte
Überlappungsabschnitt 18 der beiden Bereiche vom Arzt hell
erleuchtet gesehen wird.
Bei dem in Fig. 1B dargestellten Ophthalmoskop nach dem Stand
der Technik wird ein Spiegel 20 anstelle des Prismas ver
wendet. Mit diesem Spiegel kann die Abbildung der Glühlampe
näher an das obere Ende des Spiegels herangebracht werden,
so daß die Achsen 21 und 22 des Beobachtungs- und Belich
tungsstrahlenganges näher beeinander liegen. Bei dem darge
stellten Beispiel beträgt der Winkel zwischen den beiden
Achsen 2° 30′. Dies stellt eine Verbesserung gegenüber dem
Prisma dar. In bezug auf eine nicht erweiterte Pupille ist
dies jedoch noch unbefriedigend, da der Arzt nicht den
gesamten beleuchteten Bereich sehen kann.
In Fig. 1C ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß
ausgebildeten Beleuchtungssystems schematisch dargestellt.
Hierbei besitzt der Spiegel 24 in seinem oberen Rand einen
als "Beobachtungspassage" dienenen bogenförmigen Ausschnitt
44, durch den der Arzt hindurchschauen kann. Durch dieses
Merkmal in Verbindung mit einem bogenförmigen Glühfaden in
der Glühlampe 26, der später im einzelnen beschrieben wird,
wird ermöglicht, daß die Achsen des Beobachtungsstrahlen
ganges und des Beleuchtungsstrahlenganges nahezu zusammen
fallen, wie dies gezeigt ist. Hierbei beträgt der Winkel
zwischen den Achsen nur 1° 15′ und der Arzt ist in der Lage,
im wesentlichen den gesamten beleuchteten Bereich zu sehen.
Das in Fig. 3 gezeigte Ophthalmoskop 28 ist lösbar an einem
üblichen Batteriehandgriff 30 befestigt. Eine Lichtquelle in
Form einer Glühlampe (in Fig. 3 nicht gezeigt) ist innerhalb
des hohlen Schaftes 31 des Ophthalmoskopes angebracht, wobei
die Glühlampe über im Handgriff angeordnete Batterien mit
Strom versorgt wird. Vom Ophthalmoskop 28 wird Beleuchtungs
licht durch eine Blendenöffnung in das zu untersuchende Auge
abgegeben. Das Opththalmoskop umfaßt eine Blendenwählscheibe
34 und eine Objektivwählscheibe 35.
Es wird nun auf die Fig. 4 bis 8 Bezug genommen, in denen
die Einzelheiten des optischen Beleuchtungssystems darge
stellt sind, wobei das äußere Gehäuse des Ophthalmoskopes
weggelassen ist. Wie bereits erwähnt, ist eine Glühlampe 36
innerhalb des Schaftes 31 angebracht, der lösbar mit dem
Batteriehandgriff 30 (Fig. 3) verbunden werden kann. Das von
der Glühlampe abgegebene Beleuchtungslicht verläuft nach
oben durch das optische System und trifft auf einen Spiegel
37, der gegenüber der vertikal verlaufenden optischen Achse
38 des Ophthalmoskopes um etwa 45° geneigt ist. Der Spiegel
37 spiegelt das Beleuchtungslicht in den Beobachtungsstrah
lengang für das zu untersuchende Auge 40 ein.
Der Glühfaden 41 der Glühlampe 36 besitzt eine bogenförmige
Gestalt, wie in den Fig. 6 und 8 gezeigt ist. Eine Abbildung
41′ des Glühfadens 36 wird durch das optischen System auf
den Spiegel 37 fokussiert (Fig. 8). Um den gesamten gekrümm
ten Glühfaden 41 auf dem Spiegel 37 scharf abzubilden, muß
die Ebene des Glühfadens 41 gegenüber einer Ebene 42, die
senkrecht zur optischen Achse 38 verläuft (wie in Fig. 7
gezeigt), geneigt angeordnet werden. Bei einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel beträgt diese Neigung 15-20°. Wie die
Fig. 5 und 8 zeigen, ist der Spiegel 37 etwa in der Mitte
seines oberen Randes mit einem als "Beobachtungspassage"
dienenden bogenförmigen Ausschnitt 44 versehen, und die
Abbildung 41′ des Glühfadens ist so auf dem Spiegel 37
fokussiert, daß sie im wesentlichen konzentrisch zu dem
Ausschnitt 44 angeordnet ist, wie in Fig. 8 gezeigt. Das
genaue Fokussieren der Abbildung des Glühfadens auf dem
Spiegel wird durch ein Abbildungselement des optischen
Systems erreicht, das eine Sammellinse 45 und eine Objektiv
linse 46 umfaßt. Die Positionen der beiden Linsen auf der
optischen Achse 38 des Ophthalmoskopes werden vom Geräteher
steller eingestellt, um die gewünschte Scharfeinstellung zu
erhalten. Die Sammellinse 45 ist in einem axial verstell
baren Ring 47 angebracht, deren Position mit einer Stell
schraube 48 eingestellt wird. In ähnlicher Weise ist die
Objektivlinse 46 in einem axial verstellbaren Ring 50
angebracht, der durch eine Stellschraube 51 justiert wird.
Wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist, ist die Blendenwähl
scheibe 34 zwischen der Sammellinse 45 und der Objektivlinse
46 angeordnet, und sie wirkt auf eine Welle 52 ein, um ver
schiedene Fixierfiguren mit der optischen Achse 38 in
Übereinstimmung zu bringen. Bei der dargestellten Aus
führungsform ist eine Fixierfigur 54 dargestellt. Diese
Fixierfigur 54 wird durch das optische Abbildungssystem auf
dem Hintergrund 55 des zu untersuchenden Auges scharf
abgebildet.
Da der Glühfaden 41 bogenförmig ausgebildet ist, liegt sein
Schwerpunkt oberhalb der neutralen Achse des Glühfadens, wie
bei 56 in Fig. 8 gezeigt ist. Die optische Achse 38 trifft
am Punkt 61 auf den Spiegel 37, der sehr nahe am Schwerpunkt
des Glühfadens liegt, und wird vom Spiegel als Achse 57 des
Beleuchtungsstrahlenganges reflektiert, wie in Fig. 4 ge
zeigt. Wenn das Ophthalmoskop eine exakt vertikale Lage
einnimmt, ist die Achse 57 um 2° gegenüber der Horizontalen
geneigt.
Wenn der Arzt durch den Ausschnitt 44 des Spiegels 37
blickt, verläuft die Achse seines Beobachtungsstahlenganges
wie bei 58 in Fig. 4 gezeigt. Aus Fig. 8 geht hervor, daß
die Achse des Beobachtungsstrahlenganges und der Schwerpunkt
des Glühfadens sehr nah beieinander liegen. Dies ist auch in
Fig. 4 gezeigt, aus der man entnehmen kann, daß am Hinter
grund 55 des zu untersuchenden Auges nur eine sehr geringe
Divergenz zwischen der Achse 57 des Beleuchtungsstrahlen
ganges und der Ache 58 des Beobachtungsstrahlenganges be
steht, so daß auf diese Weise der Arzt nahezu die gesamte
beleuchtete Fixierfigur erblickt, die am Augenhintergrund
fokussiert wird.
Aus den Fig. 4, 5 und 8 geht hervor, daß der Spiegel 37 mit
einer Haube 60 versehen ist, die Lichtflexionen in das Auge
des Arztes minimal hält. Die Haube 60 ist an den oberen Rand
des Spiegels 37 angepaßt und folgt der Krümmung des bogen
förmigen Ausschnittes 44, wie in Fig. 8 gezeigt.
Bei der Bestimmung der Krümmung des Glühfadens 41 und des
Ausschnitts 44 muß eine Reihe von Faktoren berücksichtigt
werden. Wenn die Krümmung des Glühfadens 41 größer wird,
wird sein Schwerpunkt nach oben verschoben und kommt näher
an die Achse des Beobachtungsstrahlenganges heran. Wenn
jedoch der Radius des Glühfadens und somit des bogenförmigen
Ausschnitts zu klein ist, kommt keine ausreichende Licht
menge zum Auge des Arztes zurück. Wenn andererseits die
Krümmung des Glühfadens zu groß ist, wirkt dieser nicht als
Punktquelle, so daß beispielsweise eine Fixierfigur auf dem
Augenhintergrund nicht mehr scharf abgebildet werden kann.
Die Krümmung des Glühfadens und des bogenförmigen Aus
schnittes werden daher so gewählt, daß eine ausreichende
Lichtmenge zum Auge des Arztes zurückgelangt und daß der
Schwerpunkt des beleuchteten Bereiches des Glühfadens so
hoch wie möglich gehalten wird.
Obwohl vorstehend betont wurde, daß der Arzt den Ausschnitt
44 benutzt, kann er auch in herkömmlicher Weise über den
oberen Rand des Spiegels blicken. Dies erlaubt einen Einsatz
des Ophthalmoskopes sowohl bei einer nicht erweiterten
Pupille wie auch bei einer erweiterten Pupille.
Die vorstehend erläuterte Ausführunggsform wurde in Ver
bindung mit einer Glühlampe mit bogenförmigem Glühfaden
beschrieben. Es versteht sich jedoch, daß der Glühfaden
durch ein optisches Faserbündel mit der gleichen bogen
förmigen Gestalt ersetzt werden kann, das dann als
Lichtquelle wirkt.
Claims (6)
1. Beleuchtungssystem für optisch-medizinische
Untersuchungsgeräte, mit einer Glühlampe mit bogenförmig
angeordnetem Glühfaden, mit einem Spiegel zum Einspiegeln
des von der Glühlampe erzeugten Beleuchtungslichts in den
Beobachtungsstahlengang des Untersuchungsgerätes und mit
einem optischen Abbildungselement, das den Glühfaden an
nähernd konzentrisch zur optischen Achse auf dem Spiegel
abbildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegel (37) nur
teilweise in den Beobachtungsstrahlengang hineinragt und an
seinem oberen Rand einen bogenförmigen Ausschnitt (44)
aufweist, der die optische Achse (38) im wesentlichen
konzentrisch umgibt.
2. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1; dadurch
gekennzeichnet, daß der Spiegel (37) als rechteckige Platte
ausgebildet ist, in deren oberem Rand der bogenförmige
Ausschnitt (44) vorgesehen ist.
3. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Glühfaden (41) unter einem
Winkel zur optischen Achse (38) angeordnet ist.
4. Optisches System nach einem der Vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Untersuchungs
gerät ein Ophtalmoskop (28) zum Betrachten des Augenhinter
grundes (55) ist.
5. Beleuchtungssystem nach Anspruch 4, gekenn
zeichnet durch eine Fixierfigur (54), deren Abbildung über
das optische Abbildungselement (45, 46) und den Spiegel (37)
auf den Augenhintergrund (55) fokussierbar ist.
6. Beleuchtungssystem nach einem der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das optische
Abbildungselement aus einer Sammellinse (45) und einer
Objektivlinse (46) besteht, die zum Fokussieren der Abbil
dung des Glühfadens (41) auf den Spiegel (37) verstellbar
sind.
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