DE3821977A1 - Vorrichtung zur erzeugung eines bildes eines objekts (ii) - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeu­ gung eines Bildes eines Objekts und insbesondere zur Beo­ bachtung des Auges gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.

Bei der Beobachtung der hinteren Augenabschnitte besteht die Schwierigkeit, daß die Beleuchtung und die Beobachtung durch die Augenpupille und die häufig optisch nicht klaren vorderen Augenmedien erfolgen muß, an denen Reflexe auf­ treten können, und die Abbildungsfehler erzeugen.

Es ist deshalb bereits seit längerem vorgeschlagen worden, zur Beobachtung der hinteren Augenabschnitte anstelle von konventionellen Funduskameras oder Spaltlampengeräten scannende bzw. abtastende Vorrichtungen zu verwenden, bei denen der Augenhintergrund nicht großflächig ausgeleuchtet wird, sondern die mit einem auf einem möglichst kleinen Fleck fokussierten Beleuchtungslichtstrahl den Augenhin­ tergrund abtasten und das reflektierte Licht in Zuordnung zur Abtastsequenz erfassen. Hierzu wird beispielsweise auf "The Foundations of Ophtalmology, Band 7, S. 307/308, Jahrgang 1962, die US-PS 42 13 678, die japanischen Pa­ tentveröffentlichungen 61-5 730 und 50-1 38 822 sowie die Ep- A-01 45 563 verwiesen.

Die aus den vorstehend genannte Druckschriften bekannten Vorrichtungen ermöglichen eine Übersichtsaufnahme des Augenhintergrundes. Es wäre jedoch - wie erfindungsgemäß erkannt worden ist - gerade aufgrund der hervorragenden Qualität der von abtastenden Vorrichtungen gelieferten Bilder insbesondere bei der Untersuchung der hinteren Augenabschnitte vorteilhaft, wenn der Bildausschnitt ge­ ändert und Details vergrößert werden könnten.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Bildes eines Objekts und insbesondere zur Beobachtung des Auges anzugeben, bei der eine Änderung der Größe des beobachteten Abschnitts und insbesondere eine Vergrößerung bestimmter Bereiche möglich ist.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist mit Ihren Weiterbildungen in den Patentansprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß wird eine Anordung aus zwei Linsen oder Spiegeln vorgeschlagen, die im Strahlengang zwischen den strahlablenkenden Elementen, also beispielsweise zwischen einem Polygonspiegel und einem Schwing- bzw. Galvanome­ terspiegel angeordnet ist, und die "als Einheit" zur Ände­ rung des horizontalen Ablenkwinkels austauschbar ist.

Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn gemäß Anspruch 3 die beiden optischen Elemente eine afokale Anordnung bil­ den.

Die Abstände der optischen Elemente zueinander sowie zu den Horizontal- und Vertikal-Ablenkelementen können bevor­ zugt gemäß Anspruch 4 so gewählt sein, daß beim Austausch der optischen Elemente der Abbildungsmaßstab (von Horizon­ tal- auf Vertikal-Ablenkelementen) den reziproken Wert des ursprünglichen Vergrößerungsmaßstabes annimmt, da dann keine Änderung der optischen Weglänge auftritt, die eine Verschiebung des "Spiegelortes" beim Austauschen nötig machen würde. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, andere Maßstäbe zu wählen, und die auf dem Wechsler ange­ brachten optischen Elemente so auszubilden, daß beim Wechseln die geänderte optische Weglänge berücksichtigt wird.

Da der Vergrößerungswechsler an einer Stelle im Strahlen­ gang angeordnet ist, an der der abtastende Beleuchtungs­ lichtstrahl nur in einer Richtung, nämlich horizontal aufgefächert ist, können die Abmessungen der optischen Elemente klein sein. Dies ist besonders bei Spiegelsyste­ men (Anspruch 2) konstruktiv von Vorteil; gleichzeitig sind die nötigen Kippwinkel der Spiegel und damit die Abbildungsfehler wesentlich kleiner als bei einer Anord­ nung des Vergrößerungswechslers an einer anderen Stelle des optischen Gesamtsystems, nämlich zwischen Abtastein­ richtung und Auge.

Durch die im Anspruch 2 beanspruchte Verwendung von Spie­ geln erhät man gegenüber der Verwendung von Linsen den Vorteil, daß das System praktisch reflexfrei und achroma­ tisch ist.

Die geringen Restabbildungsfehler des Vergrößerungswechs­ lers können durch den Einsatz von Mangin-Spiegeln anstelle von Oberflächenspiegeln weiter reduziert werden (Anspruch 5).

Die vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Maßnahmen bewirken eine Veränderung des Abbildungsmaßstabes in Hori­ zontalrichtung; selbstverständlich kann durch ähnliche Maßnahmen auch der Abbildungsmaßstab in Vertikalrichtung "optisch geändert" werden.

Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn nach Anspruch 6 die Änderung der Vertikalvergrößerung zur Anpassung an die durch den Austausch von Elementen geänderte Horizontalver­ größerung dadurch erfolgt, daß die Vertikal-Ablenkeinrich­ tung, also beispielsweise ein Galvanometerspiegel, ent­ sprechend angesteuert wird. Dies kann in einfacher Weise elektronisch erfolgen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs­ beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher be­ schrieben, deren einzige Figur einen Linsenschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zeigt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine nicht darge­ stellte Beleuchtungs-Lichtquelle, beispielsweise einen Laser, sowie eine nicht dargestellte Detektoreinrichtung auf, deren Ausgangssignal von einer Auswerte- und Synchro­ nisiereinheit ausgewertet und beispielsweise auf einem Monitor dargestellt wird. Bei dem gezeigten Ausführungs­ beispiel "verlaufen" sowohl der Beleuchtungslichtstrahl 14 als auch der vom Augenhintergrund kommende Lichtstrahl 15 über die Ablenkeinrichtung.

Der Lichtstrahl 14 des Lasers wird von dem Horizontal- Scanner, der bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein sich drehender Polygonspiegel 5 ist, in Horizontalrich­ tung (senkrecht zur Zeichenebene) abgelenkt. Der nun in der Horizontalebene aufgefächerte Strahl durchläuft das Spiegelsystem 6 und 7, und trifft auf einen zweiten Verti­ kal-Scanner, der bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Schwing- bzw. Galvanometerspiegel 8 ist, auf. Nach dem Spiegel 8 hat das Strahlbündel einen "rechteckigen" Quer­ schnitt. Nach Umlenkung an einem Planspiegel 9 wird er von einem Konkavspiegel 10 auf das zu untersuchende Auge 12 abgebildet. Der reflektierte Lichtstrahl 15 durchläuft in umgekehrter Reihenfolge die genannten Elemente und wird nach dem Horizontal-Ablenkelement 5 von einem nicht darge­ stellten Detektor nach vorheriger Trennung des Beleuch­ tungs- und des Beobachtungslichtwegs nachgewiesen.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel können zur Änderung der Vergrößerung die Elemente 6 a und 7 a paarweise durch die Elemente 6 b und 7 b ersetzt werden. Die Elemente 6 a und 7 a sowie die Elemente 6 b und 7 b bilden dabei jeweils ein afokales System, deren Vergrößerungsmaßstäbe bevorzugt zueinander reziprok sind.

Auch der Schwingspiegel 8 und der abbildende Spiegel 10 bilden (gemeinsam mit dem Spiegel 9) ein afokales System.

Synchron mit der Horizontalvergrößerung muß die Vertikal­ vergrößerung geändert werden. Dies kann durch eine elek­ tronisch ansteuerbare Ablenkeinrichtung, z.B. einen Gal­ vanometerscanner realisiert werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es damit, die Größe des beobachteten Bereichs (also beispielsweise des betrachteten Bereichs des Augenhintergrunds) zu ändern, d.h. die Vergrößerung des Gesamtsystems umzuschalten.

Durch die Kombination von zwei Spiegeln als abbildende und Vergrößerungs-bestimmende Elemente ergeben sich eine Reihe von Vorteilen, wie geringe Abbildungsfehler, Reflexfrei­ heit, Achromazität sowie durch die Faltung des Strahlen­ ganges ein geringer Platzbedarf.

Dabei ist es besonders bevorzugt, daß beim Vertauschen der Spiegel 6 a und 6 b bzw. 7 a und 7 b der Abbildungsmaßstab zwischen dem horizontal ablenkenden Element 5 und dem vertikal ablenkenden Element 11 den reziproken Wert an­ nimmt, da dann keine Änderung der optischen Weglänge ein­ tritt und die Spiegel 6 a und 6 b bzw. 7 a und 7 b nur ausge­ tauscht, nicht jedoch zur Kompensation der optischen Weg­ länge verschoben werden müssen.

Vorstehend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spiels ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedan­ kens - bei einer bildgebenden Scannvorrichtung durch den Austausch von zwei einander zugeordneten abbildenden Ele­ menten den Horizontal-Abbildungsmaßstab zu ändern sowie gegebenenfalls den Vertikal-Abbildungsmaßstab durch ent­ sprechende Ansteuerung des Vertikal-Ablenkelements anzu­ passen - beschrieben worden. Innerhalb dieses allgemeinen Erfindungsgedankens sind selbstverständlich die verschie­ densten Modifikationen möglich:

So können auch andere optische Elemente, wie Linsen oder dgl. verwendet werden. Selbstverständlich kann die be­ schriebene erfindungsgemäße Vorrichtung nicht nur zur Beobachtung des Augenhintergrundes, sondern auch zu ande­ ren Zwecken eingesetzt werden, zu denen ansonsten bildge­ bende Scanvorrichtungen verwendet werden. Bei der Beobach­ tung des Augenhintergrundes ist ihr Einsatz jedoch beson­ ders bevorzugt.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Erzeugung eines Bildes eines Objekts und insbesondere zur Beobachtung des Auges
mit einer Beleuchtungsquelle, deren Licht auf dem zu be­ obachtenden Objektabschnitt fokussierbar ist,
einer Abtasteinrichtung, die eine Abtastbewegung des Lichtstrahls der Beleuchtungslichtquelle über dem zu be­ obachtenden Abschnitts erzeugt und strahlenablenkende sowie abbildende optische Elemente aufweist,
einer Detektoreinrichtung, die das an dem zu beobachtenden Abschnitt reflektierende Licht empfängt, und
einer Auswerte-und Synchronisiereinheit, die aus dem zeit­ sequentiellen Ausgangssignal der Detektoreinrichtung ein Bild der ausgewählten Objektstrukturen erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang zwischen den strahlablenkenden Elementen (5, 8) eine Anordnung aus min­ destens zwei abbildenden optischen Elementen (6 a, 6 b, 7 a, 7 b) vorgesehen ist, die zur Änderung des horizontalen Ablenkwinkels austauschbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abbildenden optischen Elemente Spiegel sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zwei Spiegel (5, 8) oder Linsen aufweist, die ein afokales System bil­ den.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die abbildenden optischen Elemente Manginspiegel sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Sätze von abbildenden optischen Elementen (6 a, 6 b, 7 a, 7 b) vorgesehen sind, die mittels eines Vergrößerungswechslers gegeneinander aus­ tauschbar sind, und deren Vergrößerungsmaßstäbe zueinander reziprok sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Änderung der Vertikalver­ größerung die Vertikal-Ablenkeinrichtung (8) entsprechend ansteuerbar ist.