DE4207760A1 - Vorrichtung zur beobachtung des auges und insbesondere des augenhintergrundes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Beobachtung des Auges und insbesondere des Augenhinter­ grundes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Vorrichtungen zur Beobachtung des Auges und insbesondere des Augenhintergrundes sollen die Aufnahme von reflexfreien Bildern der hinteren Augenmedien bei hoher Bildqualität ermöglichen.

Es sind bereits Vorrichtungen zur Beobachtung insbeson­ dere des Augenhintergrundes bekannt, bei denen ein kol­ limierter Laserstrahl die hinteren Augenmedien schnell abtastet und entweder eine konfokale oder nicht-konfo­ kale zeitaufgelöste Bildaufnahme erfolgt. Die Ablenkung erfolgt dabei elektro-optisch oder mechanisch (Polygon­ spiegel, Galvanometerspiegel) in einem Raster, ähnlich der TV-Abtastung.

Die vorstehend beschriebenen bekannten Vorrichtungen können als eigenes Gerät konzipiert sein oder zur Inte­ gration in eine bestehende Funduskamera ausgelegt sein.

Nachteilig bei diesen bekannten Vorrichtungen zur Beob­ achtung des Augenhintergrundes ist neben dem mit der Strahlablenkung und -steuerung verbundenen hohen tech­ nischen Aufwand das auf eine Wellenlänge begrenzte Spektrum bei der abtastenden Abbildung. (Farb-)Aufnah­ men sind nur über einen technischen Mehraufwand, z. B. mit mehreren Lasern möglich.

Weiterhin ist in der DE 37 14 041 A1 eine Vorrichtung zur Untersuchung und Beobachtung des Auges beschrieben, von der bei der Formulierung des Oberbegriffs des An­ spruchs 1 ausgegangen wird. Bei dieser Vorrichtung sollen ebenfalls Reflexionen an der Hornhaut, der Au­ genlinse, dem Glaskörper und teilweise der Geräteoptik vermieden werden; darüberhinaus wird auch bei dieser Vorrichtung ein kontrastreicher scharfer Seheindruck angestrebt.

Diese bekannte Vorrichtung arbeitet mit einer Beleuch­ tungseinrichtung, deren optische Achse einen Winkel mit der optischen Achse des optischen Beobachtungssystem einschließt. Die reflexfreie Bilderzeugung wird er­ reicht durch Anordnung und synchrone Bewegung einer Schlitzblende bzw. von Masken im Beleuchtungsstrahlen­ bündel und Beobachtungsstrahlenbündel.

Nachteilig bei dieser Lösung ist der erhöhte technische Aufwand, der durch unterschiedliche optische Achsen für Beleuchtungs- und Beobachtungsstrahlengang sowie die Verwendung einer Vielzahl von Blendenscheiben bzw. Mas­ ken einschließlich des zugehörigen Antriebs- und Syn­ chronisationsvorganges erzeugt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung zur Beobachtung des Auges und insbesondere des Augenhintergrundes anzugeben, mit der ohne Beschränkung auf eine oder wenige monochromatische Wellenlängen mit verringertem technischen Aufwand und bei hoher Bildqua­ lität eine reflexfreie Beobachtung des Auges und insbe­ sondere des Augenhintergrundes möglich ist.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Der Erfindung liegt der Grundgedanke zugrunde, in her­ kömmliche Vorrichtungen zur Beobachtung des Auges, wie konventionelle Funduskameras drehbare Nipkov-Scheiben zu integrieren bzw. vorhandene drehbare Scheiben mit herkömmlichem Blendenmuster durch Nipkov-Scheiben zu ersetzen.

Bei einer bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weisen Beleuchtungs- und Beobachtungsstrah­ lengang zwischen der Objektebene (dem Auge) und der Nipkov-Scheibe eine gemeinsame optische Achse auf, so daß nur eine einzige Nipkov-Scheibe erforderlich ist.

Die Nipkov-Scheibe ist zwischen dem Einkoppelelement (beispielsweise ein Lochspiegel) und der (beispielswei­ se asphärischen) Frontlinse in einer zur Retina konju­ gierten Ebene angeordnet. Zur Vermeidung von Reflexen ist die Scheibe leicht gegen die optische Achse ge­ kippt, wobei der Kippwinkel einstellbar sein kann.

Das Prinzip der Nipkov-Scheibe zur Objektabtastung ist zwar aus der (veralteten) Fernsehtechnik bekannt. Die Nipkov-Scheibe ist als Maske ausgebildet, die eine Vielzahl von spiralförmig angeordneten Löchern auf­ weist. Durch die Nipkov-Scheibe wird das Objekt, im vorliegenden Fall der Augenhintergrund, punktweise beleuchtet. Wenn dieselbe Blendenkonfiguration im Beob­ achtungsstrahlengang verwendet wird, erhält man eine konfokale Abbildung.

Vorteilhaft ist es dabei natürlich, eine einzige Schei­ be sowohl zur Erzeugung des Beleuchtungsmusters als auch bei der Detektion zu verwenden, um den Justierauf­ wand in Grenzen zu halten.

In Abweichung zum Prinzip des Laserscanning wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Augenhintergrund nicht nur mit einem, sondern mit einer groben Zahl von Lichtpunkten gleichzeitig beleuchtet. Der Abstand die­ ser Beleuchtungspunkte auf der Retina ist ausschlagge­ bend für die Unterdrückung von Querstreuung innerhalb des Gewebes. Das Tastverhältnis bestimmt das Maß an Unterdrückung von Reflexen und optischer Störstrahlung.

Um ein Bild von der gesamten Retina und nicht nur von einem Satz einzelner Punkte zu erhalten, muß die Nip­ kov-Scheibe schnell rotieren.

Eine Nipkov-Scheibe kann mit modernen Ätzverfahren kostengünstig produziert werden und stellt keinen er­ heblichen technischen Aufwand dar. Ein erheblicher Vorteil gegenüber abtastenden Lasersystemen ist die Möglichkeit, beliebige Lichtquellen, also auch solche mit breiter spektraler Verteilung wie sie standardmäßig eingesetzt werden, zu benutzen und damit Farbabbildun­ gen zu erreichen.

Eine weitere Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, mit einer verspiegelten Scheibenversion zur Dunkelfeld- bzw. Streulichtdarstel­ lung zu arbeiten. Dazu wird die Nipkov-Scheibe in Form einer invertierten Lochmaske mit einer Vielzahl von spiegelnden Punkten und transparentem Zwischenraum ausgestaltet.

Als Einkoppelelement empfiehlt sich neben dem Einsatz des standardmäßig verwendeten Lochspiegels die Verwen­ dung eines halbdurchlässigen Spiegels. Zur Vermeidung von Reflexen können polarisiertes Licht (Polarisator und Analysator) und λ/4-Plättchen eingesetzt werden.

Zur weiteren Verbesserung der Geräteeigenschaften bie­ tet sich die zusätzliche simultane oder getrennte Auf­ nahme des Streulichts an, das z. B. über eine reflektie­ rende Beschichtung der Maske der Nipkov-Scheibe ausge­ koppelt und abgebildet werden kann.

Die gesamte Vorrichtung kann alle Merkmale einer übli­ chen Funduskamera mit verschiedenen Detektionsmöglich­ keiten (Video, Film, Okular) und Abbildungsmodi (Gleichlichtbeleuchtung, Blitzbeleuchtung, Angiogra­ phie) aufweisen.

Die Nipkov-Scheibe kann dabei so angeordnet sein, daß sie aus dem Strahlengang gekippt werden kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist einige wesentli­ che Vorteile gegenüber bekannten Geräten zur Untersu­ chung und Beobachtung des Auges auf. Das betrifft ins­ besondere die verbesserte Reflexfreiheit, die einfache­ re Justierung und eine verbesserte Schärfentiefe der Bilder. Darüberhinaus besteht die Möglichkeit, Steu­ lichtbilder zu erhalten.

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungs­ beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung exempla­ risch beschrieben, auf die im übrigen bezüglich der Offenbarung aller im Text nicht näher erläuterten er­ findungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des optischen Auf­ baus einer Vorrichtung zur Beobachtung des Auges und insbesondere des Augenhintergrundes,

Fig. 2 den optischen Aufbau in schematischer Darstel­ lung nach Fig. 1 mit zusätzlicher Aufnahme des Streulichts,

Fig. 3 den Aufbau einer Nipkov-Scheibe.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zur Beobachtung des Auges weist ein erstes Linsensystem (1.1), ein λ/4-Plättchen (2), eine motorisch angetriebene und aus der optischen Achse herausklappbare Nipkov-Scheibe (3), einen als Einkoppelelement für den Beleuchtungsstrah­ lengang dienenden Lochspiegel (4), einen ersten Polari­ sator/Analysator (5.1), eine erste Angiofilterkombina­ tion (6.1), ein zweites Linsensystem (1.2) und einen Detektor (7.1) auf.

Diese Bauelemente sind in der Reihenfolge ihrer Nennung entlang einer optischen Achse (8.1) angeordnet. Ausge­ hend vom Beleuchtungssystem (9), ergänzt durch eine Angiofilterkombination (6.2) sowie Polarisator/Analysa­ tor (5.2), wird der Beleuchtungsstrahl über das Ein­ koppelelement (4) in die optische Achse (8.1) des Be­ obachtungsstrahlengangs eingekoppelt. Das zu beobach­ tende Auge (10) ist am - dem Detektor (7.1) gegenüber­ liegenden - Ende der optischen Achse mit Pupillenebene P und Retina(bild)ebene R in Fig. 1 dargestellt.

In den folgenden Figuren sind jeweils gleiche oder ent­ sprechende Teile mit den selben Bezugszeichen bezeich­ net, so daß auf eine erneute Vorstellung verzichtet wird, und lediglich die Abweichungen der in diesen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel erläutert werden:

Mit der in Fig. 2 dargestellten erweiterten Vorrichtung ist die zusätzliche simultane oder getrennte Aufnahme des Streulichts möglich. Dazu wird eine Nipkov-Scheibe (3) mit einer reflektierender Beschichtung der Maske verwendet. Über diese reflektierende Schicht wird das Streulicht ausgekoppelt und über einen Spiegel (11) in eine parallele optische Achse (8.2) mit den hier ange­ ordneten Elementen Polarisator/Analysator (5.3) sowie Linsensystem (1.3) zum Detektor (7.2) geführt.

Fig. 3 zeigt die Nipkov-Scheibe (3) mit spiralförmiger Lochanordnung. Die dargestellte Ausschnittsvergrößerung F verdeutlicht den geometrischen Aufbau.

Für die Streulichtauskopplung nach Fig. 2 ist die Maske der Nipkov-Scheibe reflektierend oder opaque ausge­ führt.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Beobachtung des Auges und insbeson­ dere des Augenhintergrundes,
mit einem Beleuchtungssystem, das eine Lichtquelle und strahlformende Elemente aufweist, und in dessen Strah­ lengang an einer zum beleuchteten Bereich konjugierten Stelle eine drehbare Scheibe mit einem Blendenmuster angeordnet ist, und
mit einem Beobachtungssystem, das das von dem beleuch­ teten Bereich ausgehende Licht abbildet, und in dessen Strahlengang an einer zum beleuchteten Bereich konju­ gierten Stelle ebenfalls eine drehbare Scheibe mit einem Blendenmuster angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die drehbaren Scheiben (3) Nipkov-Scheiben sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige Scheibe (3) in dem gemeinsamen Strahlengang des Beleuchtungs- und Beobachtungssystems vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nipkov-Scheibe (3) mit einer invertierten Lochmaske ausgeführt ist, die eine Vielzahl von spiegelnden Punkten mit transparentem Zwischenraum aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske der Nipkov-Schei­ be (3) mit einer reflektierenden Schicht versehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nipkov-Scheibe (3) geringfügig gegen die optische Achse (8.1) gekippt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kippvorrichtung für die Nipkov-Scheibe vorgesehen ist, die die Einstellung des Kippwinkels ermöglicht.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein halbdurchlässiger Spie­ gel für die Einkoppelung des Beleuchtungsstrahles vor­ gesehen ist.