DE3328483C2 - - Google Patents

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.