DE4240583B4

DE4240583B4 - Gerät zum Beobachten und Fotografieren eines Hornhaut-Endothels

Info

Publication number: DE4240583B4
Application number: DE4240583A
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Ohtsuka; Kenjirou Katsuragi; Masaru Sato; Kouji Nishio; Hiroshi Iijima
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 1991-11-29
Filing date: 1992-11-30
Publication date: 2008-05-15
Anticipated expiration: 2012-12-01
Also published as: US5436679A; DE4240583A1

Abstract

Gerät zum Beobachten und Fotografieren eines Hornhaut-Endothels mit
einem optischen Beobachtungssystem (1) zum frontalen Beobachten eines vorderen Bereichs eines Auges einer Person, welches Beobachtungssystem (1) eine optische Achse aufweist, die senkrecht zu einer Bezugsebene verläuft, die tangential an der Oberfläche der Hornhaut des Auges aufliegt; einem optischen Beleuchtungssystem (28) zur Projektion von beleuchtendem Licht auf die Hornhaut (C) des Auges, die in Bezug auf die optische Achse des Beobachtungssystems (1) schräg erfolgt;
und einem optischen Fotografiersystem (29) zum Empfang eines reflektierten Bildes, das ein Bild des Endothels der Hornhaut (C) enthält, von der Hornhaut schräg mit Bezug auf die optische Achse des Beobachtungssystems (1), und zum Beobachten und Fotografieren des Hornhaut-Endothels des Auges,
dadurch gekennzeichnet, dass das optische Fotografiersystem (29) auf der entgegengesetzten Seite der optischen Achse des Beobachtungssystems (1) für das vordere Segment in Bezug auf das optische Beleuchtungssystem (28) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Beobachten und Fotografieren der endothelialen Schicht der Hornhaut eines Auges einer Person durch Projizieren von beleuchtendem Licht auf die Hornhaut.
Es ist ein Gerät vom Kontakttyp zum Beobachten und Fotografieren eines Hornhaut-Endothels bekannt. Bei diesem Gerätetyp wird ein flüssiges Betäubungsmittel in das Auge der Person geträufelt, bevor es beobachtet und fotografiert wird. Das Gerät vom Kontakttyp enthält eine Kegellinse, die in Kontakt mit der Oberfläche der Hornhaut ist. Das Gerät hat jedoch Nachteile insofern, als die Kegellinse durch diesen Kontakt die Hornhaut verletzen kann und ein großer Zeitaufwand für die Fotografie besteht wegen der Desinfektion der Linse oder dergleichen. Um diese Nachteile zu beseitigen, wurde ein Gerät vom Nichtkontakttyp entwickelt, bei dem eine Spaltlampe mit einer optischen Kupplung für die Beobachtung der endothelialen Schicht vorgesehen ist.
Beim Gerät vom Nichtkontakttyp kann dessen Position relativ zum Auge der Person allgemein durch eine Augenschätzung bestimmt werden. Bei diesem Gerät wird von einer Lichtquelle emittiertes, beleuchtendes Licht für die Beobachtung unter einem Winkel auf die Hornhaut projiziert, das von der Hornhaut reflektierte Licht wird zu einem Okular geleitet und eine Bedienungsperson beobachtet die endotheliale Schicht durch das Okular und bringt sie in den Brennpunkt. Ein Überwachungsschirm kann ebenso verwendet werden, um den Brennpunkt aufzunehmen.
Aus der US 3 762 803 ist ein ophthalmologisches Gerät mit einem Beleuchtungssystem und einem Fotografiersystem bekannt. Diese Systeme sind auf einer Seite der optischen Achse eines den vorderen Teil eines Auges beobachtenden Beobachtungssystems angeordnet. Das bekannte Gerät dient jedoch nur zum Fotografieren des Hornhautprofils, nicht dagegen zum Fotografieren des Hornhaut -Endothels.
Die Hornhaut selbst ist dünn und ihr Endothel besteht aus einer einzigen Schicht von dünnen abgeflachten Zellen, die das Innere der Hornhaut auskleidet. Daher muß deren endotheliale Schicht für die Beobachtung stark vergrößert werden. Jedoch führt eine derart starke Vergrößerung zu einer erheblichen Vibration ihres Bildes, die bewirkt wird durch ein ständiges leichtes Zittern des Auges. Daher benötigt die Bedienungsperson eine große Geschicklichkeit, um das Endothel der Hornhaut mit dem bekannten Gerät vom Nichtkontakttyp zu beobachten und zu fotografieren. Bei spielsweise muß die Bedienungsperson rechtzeitig einen Fotografierknopf betätigen, sobald das Bild in den Brennpunkt gebracht ist. Da weiterhin das Gerät vom Nichtkontakttyp in bezug auf das Auge nicht genau positioniert ist, muß die Bedienungsperson das durch das Okular sichtbare dunkle Feld beobachten, bis das Bild des Hornhaut-Endothel erscheint oder von der Hornhautoberfläche reflektiertes Licht neben dem Bild festgestellt wird. Die Handhabung dieses bekannten Gerätes hängt zu einem großen Teil von der Erfahrung und dem Geschick der Bedienungsperson ab.
Da außerdem die Ausrichtung des optischen Systems des Geräts mit dem Auge oft viel Zeit erfordert, ist der Patient gezwungen, das Auge eine lange Zeit offenzuhalten, bis das Fotografieren beendet ist, so daß er Unannehmlichkeiten und Schmerzen in Kauf nehmen muß.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Gerät zum Beobachten und Fotografieren eines Hornhaut-Endothels zu schaffen, das in der Lage ist, über die Position seines optischen Systems in bezug auf das Auge des Patienten zu entscheiden, während das vordere Segment des Auges beobachtet wird. Weiterhin sollen die Schwierigkeiten für die Bedienungsperson und den Patienten auf ein möglichst geringes Maß herabgesetzt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die jeweils im Anspruch 1 bzw. 5 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Weiterbilungen des jeweiligen erfindungsgemäßen Geräts ergeben sich aus den zugeordneten Unteransprüchen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher er läutert. Es zeigt:
1 ein optisches System eines Ausführungsbeispiels eines Geräts zum Beobachten und Fotografieren eines Hornhaut-Endothels nach der Erfindung,
2 ein optisches Ausrichtsystem,
3 ein optisches System zum Projizieren eines Index, auf welchen ein Auge eines Patienten fixiert ist,
4 die Reflexion von Indexlicht für die Ausrichtung,
5 ein Bild des vorderen Segments des Auges,
6 eine Variante einer Lichtquelle eines optischen Beleuchtungssystems,
7 die Reflexion von Spaltförmigem Licht auf der Hornhaut,
8 ein Bild des Hornhaut-Endothels,
9 die Beziehung zwischen dem Bild des Hornhaut-Endotheliums und der von einem Liniensensor empfangenen Lichtmenge,
10 ein anderes Verfahren zur Erfassung des Bildes des Hornhaut-Endotheliums im Brennpunkt oder außerhalb des Brennpunkts,
11 das Ausgangssignal des Liniensensors nach 10,
12 eine Seitenansicht des gesamten Gerätes,
13 eine unvollständige Draufsicht auf das Gerät,
14 eine Antriebsschaltung für den Antrieb eines Spiegels zum Umschalten eines optischen Pfades,
15 eine Variante des Gerätes mit einem dichroitischen Spiegel anstelle eines Spiegels zum Umschalten eines optischen Pfades nach 1,
16 die Illustration eines Verfahrens zum Fokussieren auf dem Hornhaut-Endothelium unter Verwendung des optischen Systems zum Projizieren eines Index für die Fixierung des Auges,
17 eine Draufsicht einer Musterplatte nach 1,
18 eine Draufsicht einer Spaltplatte nach 1, und
19(a) und 19(b) jeweils eine Draufsicht einer Blende nach 1.
1 ist eine schematische Wiedergabe eines optischen Systems eines Geräts zum Beobachten und Fotografieren der endothelialen Schicht der Hornhaut eines Auges E eines Patienten. Ein optisches System 1 dient zur Beobachtung des vorderen Segments des Auges E. Das optische System 1 enthält einen Halbspiegel 2, eine Objektivlinse 3, einen Halbspiegel 4, einen Spiegel 5 zum Umschalten eines optischen Pfades und ein Ladungsverschiebeelement (CCD) 6. Das optische System 1 weist eine optische Achse O₁ auf. Das vordere Segment des Auges E wird durch eine Lichtquelle 7 beleuchtet. Der Halbspiegel 2 ist Teil eines optischen Systems 8, das zur Projektion von Indizes für die Ausrichtung dient. Wie in 2 gezeigt ist, enthält das optische System 8 eine Lichtquelle 9 für die Ausrichtung, eine Lochplatte 10, eine Projektionslinse 11, eine Blende 12 und einen Halbspiegel 13. Die Lochplatte 10 befindet sich im Brennpunkt der Projektionslinse 11. Nach dem Passieren der Lochplatte 10 wird Indexlicht durch die Projektionslinse 11 in parallele Lichtstrahlen umgewandelt. Die parallelen Lichtstrahlen gelangen über den Halbspiegel 13 zum Halbspiegel 2. Die vom Halbspiegel 2 reflektierten parallelen Lichtstrahlen werden zur Hornhaut C des Auges E geleitet. Der Halbspiegel 13 ist Teil eines optischen Systems 14, das zur Projektion von Indizes dient, auf welchen das Auge E fixiert ist.
Wie in 3(a) gezeigt ist, enthält das optische System 14 ein optisches Projektionssystem 15 für das linke Auge des Patienten und ein optisches Projektionssystem 16 für dessen rechtes Auge. Die optischen Projektionssysteme 15 und 16 sind aus folgendem Grund im optischen System 14 separat angeordnet. Bezüglich des rechten Auges bildet die optische Achse O₂ des Auges einen Winkel von 5° nach rechts in bezug auf dessen Sichtlinie S₁ (siehe 3(b)) und hinsichtlich des linken Auges bildet die optische Achse O₂ des Auges einen Winkel von 5° nach links in bezug auf dessen Sichtlinie S₁ (siehe 3(c)). Die optischen Projektionssysteme 15 und 16 enthalten jeweils eine Lichtquelle 17, eine Lochplatte 18, ein optisches Element 19 zur Darstellung mehrerer Indizes für die Fixierung und eine Projektionslinse 20. Die Lichtquelle für das rechte Auge wird automatisch eingeschaltet, wenn das rechte Auge untersucht wird, während die Lichtquelle 17 für das linke Auge automatisch eingeschaltet wird, wenn das linke Auge untersucht wird. Die Ein/Aus-Steuerung der Lichtquellen 17, 17 erfolgt durch Erfassung der Bewegung eines Gerätes H, das nachfolgend beschrieben wird, beispielsweise in rechter oder linker Richtung. Von der Lichtquelle 17 emittiertes Licht wird mehrere Male an Oberflächen 19a und 19b des optischen Elements 19 reflektiert. Das reflektierte Licht wird dann über die Halbspiegel 13 und 2 auf das Auge E projiziert. Dadurch werden mehrere Indizes für die Fixierung auf dem Auge E wiedergegeben. Während das Auge des Patienten auf irgendeinem Index relativ zum Diopter fixiert wird, erfolgt die Ausrichtung des Auges mit dem optischen System des Gerätes H.
Wie in 4 gezeigt ist, werden Lichtstrahlen K an der Oberfläche T der Hornhaut C so reflektiert, als ob sie von der Mitte zwischen dem Scheitel P der Hornhaut C und dem Mittelpunkt O₃ von deren Krümmung emittiert würden. Daher bilden die Lichtstrahlen K für die Ausrichtung ein Punktbild R' in der Mitte zwischen P und O₃. Die an der Oberfläche C reflektierten Lichtstrahlen K werden über den Halbspiegel 2 zu der Objektivlinse 3 geleitet. Ein Teil der Lichtstrahlen K wird durch den Halbspiegel 4 reflektiert und der Rest geht durch diesen hindurch. Die vom Halbspiegel 4 reflektierten Lichtstrahlen werden zur Ausrichtung zu einem Lichtempfangselement 4' geführt. Es wird beispielsweise eine positionsempfindliche Vorrichtung als Lichtempfangselement verwendet. Die Arbeitsweise des Lichtempfangselements 4' wird nachfolgend genauer beschrieben.
Der Spiegel 5 zum Umschalten eines optischen Pfades befindet sich normalerweise außerhalb des optischen Pfades des optischen Systems 1, wie durch die strichpunktierte Linie in 1 dargestellt ist. Der Spiegel 5 weist auf einer Seite eine lichtschattierende Oberfläche 5a und auf der anderen Seite eine vollständig reflektierende Oberfläche 5b auf. Nach dem Durchgang durch den Halbspiegel 4 werden die Lichtstrahlen zu dem Ladungsverschiebeelement 6 geleitet, um ein Bild wiederzugeben. Das Punktbild R' wird auf dem Ladungsverschiebeelement 6 entsprechend den zu diesem geführten Lichtstrahlen gebildet. Zur gleichen Zeit wird ein Bild des vorderen Segments des Auges auf dem Ladungsverschiebeelement 6 gebildet. Der Halbspiegel 4 reflektiert Lichtstrahlen, die von einem optischen System 21 emittiert werden, zur Projektion eines Ausrichtmusters. Das optische System 21 enthält eine Lichtquelle 22, eine Musterplatte 23 für die Ausrichtung und eine Projektionslinse 24. Wie in 17 gezeigt ist, ist in der Musterplatte 23 ein Ringmuster 23' gebildet. Nach dem Passieren des Ringmusters 23' werden die Lichtstrahlen vom Halbspiegel 4 reflektiert und zum Ladungsverschiebeelement 6 geleitet. Hierdurch wird ein Ringmusterbild auf dem Ladungsverschiebeelement 6 dargestellt, das mit einem Monitor 25' verbunden ist. Das Bild 26 des vorderen Segments des Auges E und das Ringmusterbild 27 werden auf einer Anzeige 25 des Monitors 25' wiedergegeben, wie in 5 gezeigt ist.
Im manuellen Betrieb führt die Bedienungsperson die Ausrichtung durch, während sie auf die Anzeige 25 blickt.
Zuerst wird das Gerät H nach oben oder nach unten (in Y-Richtung) oder nach rechts oder links (in X-Richtung) bewegt, so daß das Punktbild R' sich in der Mitte des Ringmusterbildes 27 befindet. Hierdurch richtet die Bedienungsperson die optische Achse O₂ des Auges E mit der optischen Achse O₁ des Gerätes H aus. Die Bedienungsperson bewegt dann das Gerät H zum Auge E hin oder von diesem weg (in Z-Richtung), um einen Arbeitsabstand zu bestimmen (d.h. einen axialen Abstand zwischen dem Scheitel der Hornhaut und der Objektivlinse).
Ein optisches System 28 für die Beleuchtung und ein optisches System 29 zum Beobachten und Fotografieren sind auf beiden Seiten des optischen Systems 1 ange ordnet. Das optische System 28 für die Beleuchtung projiziert Licht unter einem Winkel auf die Hornhaut C des Auges E. Das optische System 28 enthält eine Lichtquelle 30 für die Beleuchtung des Auges E für die Beobachtung, eine Kondensorlinse 31, ein Infrarotfilter 31', eine Lichtquelle 32 zur Beleuchtung des Auges E zum Fotografieren, eine Kondensorlinse 33, eine Spaltplatte 34, eine Projektionslinse 35 und ein optisches Element 35' zum Kompensieren eines optischen Pfades. Die Lichtquelle 30 ist in bezug auf die Kondensorlinse 31 mit der Lichtquelle 32 konjugiert.
Das optische Element 35' befindet sich aus folgendem Grund im optischen System 28.
Aufgrund verschiedener Wellenlängen ist der Brennpunkt des beleuchtenden Lichts für die Beobachtung eines Hornhaut-Endotheliums mittels Infrarotstrahlen unterschiedlich gegenüber dem des beleuchtenden Lichts, um es mittels sichtbarer Strahlen zu fotografieren. Daher ist in diesem Ausführungsbeispiel eine Konvexlinse als optisches Element 35' in den optischen Pfad des optischen Systems für die Beobachtung mittels Infrarotstrahlen eingefügt, wohingegen die Konvexlinse aus dessen optischen Pfad für die Fotografie mittels sichtbarer Strahlen herausgenommen ist, damit die beiden Brennpunkte miteinander übereinstimmen. Jedoch kann eine Parallelplatte oder Konkavlinse als optisches Element 35' in den optischen Pfad des optischen Systems 28 für die Fotografie mittels sichtbarer Strahlen eingesetzt und aus diesem für die Beobachtung mittels Infrarotstrahlen herausgenommen sein.
Die Lichtquellen 30 und 32 sind beispielsweise eine Halogenlampe und eine Xenonlampe. Von der Lichtquelle 30 emittierte Lichtstrahlen werden zum Infrarotfilter 31' geführt und in Infrarotstrahlen umgewandelt. Die Infrarotstrahlen werden zur Lichtquelle 32 hin kondensiert und zur Kondensorlinse 33 geführt, als ob sie von der Lichtquelle 32 emittiert würden. Nach dem Passieren der Kondensorlinse 33 werden die Infrarotstrahlen zur Spaltplatte 34 geleitet, die einen langen schmalen rechteckigen Spalt 36 enthält, wie in 18 gezeigt ist. Nach dem Durchgang durch den Spalt 36 werden sie zur Projektionslinse 35 geführt. Die Spaltplatte 34 ist in bezug auf die Projektionslinse 35 angenähert konjugiert mit der Hornhaut C, wenn sie ausgerichtet ist. Daher werden die Spaltförmigen Infrarotstrahlen auf die Hornhaut C projiziert und sie gelangen von der Oberfläche T der Hornhaut C zu deren Innenseite. Eine Lichtquellenteilung mit der Lichtquelle 30, der Kondensorlinse 31, dem Infrarotfilter 31', der Lichtquelle 32 und der Kondensorlinse 33 kann wie in 6 gezeigt angeordnet sein. Es sind weiterhin ein dichroitischer Spiegel 37 und zwei konkave Reflexionsspiegel 38 und 39 vorgesehen. Der dichroitische Spiegel 37 zur Übertragung von Infrarotstrahlen und zur Reflexion von sichtbaren Strahlen ist zwischen der Kondensorlinse 31 und der Spaltplatte 34 angeordnet.
Das optische System 29 zum Beobachten und Fotografieren enthält eine Objektivlinse 40, einen Halbspiegel 41, eine Maske 42, eine Relaislinse 43, einen Spiegel 44, eine Linse 45 mit variabler Brennkraft, eine Fokussierungslinse 46 und einen Spiegel 5. Wie in 19(a) oder 19(b) gezeigt ist, enthält die Maske 42 eine Spaltöffnung 42'. Der Spiegel 5 wird automa tisch in den optischen Pfad des optischen Systems 1 in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Sensors 4' eingefügt. Die Maske 42 ist in bezug auf die Objektivlinse 40 angenähert konjugiert mit der Hornhaut C, wenn sie ausgerichtet ist. Die Spaltförmigen Lichtstrahlen werden von der Hornhaut C reflektiert. Die Reflexion ist schematisch in 7 dargestellt. Ein Teil der Spaltförmigen Lichtstrahlen wird zuerst an der Oberfläche T der Hornhaut als einer Grenze zwischen Luft und der Hornhaut C reflektiert. Von allen an der Hornhaut C reflektierten Lichtstrahlen haben die an der Oberfläche T reflektierten Lichtstrahlen T' den größten Lichtanteil. Die an der endothelialen Schicht N reflektierten Lichtstrahlen N' haben einen relativ geringen Lichtanteil. Die von der Stromalschicht M reflektierten Lichtstrahlen M' haben den geringsten Lichtanteil. Die reflektierten Lichtstrahlen N' werden von der Objektivlinse 40 kondensiert und zum Halbspiegel 41 geleitet. Ein Teil der an der Hornhaut C reflektierten Lichtstrahlen wird vom Halbspiegel 41 reflektiert und zu einem Liniensensor 47 geführt zur Erfassung eines Bildes des Endotheliums im Brennpunkt. Der andere durch den Halbspiegel 41 hindurchgehende Teil wird zur Maske 42 geführt. Ein virtuelles Bild des Endotheliums N wird an der Position der Maske 42 gebildet, die dazu dient, andere als die zur Erzeugung des Bildes des Endotheliums N erforderlichen reflektierten Lichtstrahlen abzuschirmen.
Das optische System enthält ein optisches Element 40' zur Kompensierung einer optischen Pfadlänge. Das optische Element 40' ist im optischen System 29 aus einem ähnlichen Grund angeordnet wie das optische Element 35' im optischen System 28. In diesem Ausfüh rungsbeispiel ist das optische Element 40' eine Konvexlinse, die in den optischen Pfad des optischen Systems 29 für die Beobachtung mittels Infrarotstrahlen eingefügt und für die Fotografie mittels sichtbarer Strahlen aus diesem herausgenommen ist. Jedoch können eine Parallelplatte oder eine Konkavlinse als optisches Element 40' in den optischen Pfad des optischen Systems 29 für die Fotografie mittels sichtbarer Strahlen eingefügt und für die Beobachtung mittels Infrarotstrahlen aus diesem herausgenommen werden.
Die reflektierten Lichtstrahlen zur Bildung des Bildes des Endotheliums N werden zum Spiegel 5 über die Relaislinse 43, den Spiegel 44, die Linse 45 mit Variabler Brennkraft und die Fokussierlinse 46 zum Spiegel 5 geleitet. Sie werden dann vom Spiegel 5 reflektiert und auf das Ladungsverschiebeelement 6 fokussiert. Hierdurch wird das Bild des Endotheliums N auf der Anzeige 25 wiedergegeben, wie in 8 gezeigt ist. Hierin wird durch ein in einer gestrichelten Linie angezeigtes Bezugszeichen 49 ein helles Bild bezeichnet, das von den an der Hornhautoberfläche T reflektierten Lichtstrahlen gebildet wird, und ein Bild 50 wird durch von der Stromalschicht M reflektierte Lichtstrahlen erzeugt, wobei angenommen wird, daß die Maske alle reflektierten Lichtstrahlen durchläßt.
Gegenüber den jeweiligen Schichten der Hornhaut ist der Liniensensor 47 wie in 9(b) gezeigt angeordnet. Daher wird in 9(a) mit Bezug auf den Liniensensor 47 die Intensitätsverteilung der reflektierten Lichtstrahlen wiedergegeben. In 9(a) bedeutet das Bezugszeichen U die Spitzenintensität der von der Hornhautoberfläche T reflektierten Lichtstrahlen und das Bezugszeichen V bedeutet die Spitzenintensität der durch das Endothelium N reflektierten Lichtstrahlen. Die Spitzen U und V entsprechen den Bildern 49 bzw. 48.
Wie in 1 gezeigt ist, wird das Ausgangssignal eines Elements in jeder Adresse des Liniensensors 47 einer Fokussierungsbeurteilungsschaltung 47' eingegeben, um festzustellen, ob ein Bild des Endotheliums im Brennpunkt oder außerhalb des Brennpunkts ist. Die Fokussierungsbeurteilungsschaltung 47' speichert der in 9(a) gezeigten Intensität entsprechende Signale. Die Fokussierungsbeurteilungsschaltung 47' bestimmt die Adresse der Spitze V mittels eines bekannten arithmetischen Prozessors. Um festzustellen, ob das Gerät H und das Auge E in geeigneter Weise angeordnet sind, um eine genaue Fokussierung zu erreichen, erfaßt die Fokussierungsbeurteilungsschaltung 47' die Übereinstimmung der Adresse L der Spitze V mit einer gegebenen Adresse (beispielsweise der mittleren Adresse) des Liniensensors 47. Das heißt, die Adresse L der Spitze V ändert sich, wenn das Gerät H vom vorderen Segment des Auges E weg oder zu diesem hin bewegt wird (d.h. durch Bewegen des optischen Systems des Geräts in Z-Richtung in 1). Das Gerät H ist so angeordnet, daß sich das Hornhaut-Endothelium N im Brennpunkt befindet, wenn die Adresse L der Spitze V mit der mittleren Adresse Q übereinstimmt. Wenn angenommen wird, daß die Spitze V sich an der Adresse L des Liniensensors 47 befindet, wie durch eine gestrichelte Linie in 9 gezeigt ist, nähert sich die Adresse L der mittleren Adresse Q, indem das Gerät H zum Auge E hin bewegt wird. Wenn die Adresse L der Spitze V mit der mittleren Adresse Q zusammenfällt, gibt die Fokussierungsbeurteilungsschaltung 47' Fotografiersignale an eine Steuerschaltung 32' ab, um die Lichtquelle 32 einzuschalten. Hierdurch werden Lichtstrahlen von der Lichtquelle 32 emittiert, das Auge wird beleuchtet und ein Bild von dem Endothelium wird automatisch aufgenommen. Vorzugsweise wird die Lichtquelle 30 beim Fotografieren ausgeschaltet.
Eine Beurteilung, ob das Bild 48 des Endotheliums N sich im Brennpunkt oder außerhalb des Brennpunkts befindet, kann in folgender Weise erfolgen. Das Bild 48 wird am Liniensensor 47 erzeugt. Wenn das Bild 48 außerhalb des Brennpunkts ist, ist das Ausgangssignal jedes Elements des Liniensensors 47 niedrig. Wenn es im Brennpunkt ist, zeigt das Bild 48 am Liniensensor 47 einen guten Kontrast und daher ist die Intensität der an der Hornhaut C reflektierten Lichtstrahlen in bezug auf den Liniensensor 47 wie in 11 gezeigt verteilt. Daher erfolgt die Beurteilung, ob das Bild 48 im Brennpunkt oder außerhalb des Brennpunkts ist, durch Erfassung eines Pegels W des Signals jedes Elements des Liniensensors 47 oberhalb eines gegebenen Pegels V₁.
Wie in 12 gezeigt ist, sind die optischen Systeme 1, 28 und 29 in einem Gehäuse 52 des Geräts H enthalten. Eine nicht gezeigte elektrische Quelle ist in einem Untersatz 53 enthalten. Auf dem Untersatz 53 ist ein Rahmen 54 montiert, derart, daß er in allen Richtungen bewegbar ist. Weiterhin sind ein Steuerhebel 54a für den Rahmen 54 und ein Fotografierschalter 54b für einen manuellen Fotografierbetrieb vorgesehen. Ein Motor 55 und ein Stützpfosten 56 sind auf dem Rahmen 54 befestigt. Der Motor 55 ist mit dem Stützpfosten 56 über ein Ritzel und eine Zahnstange, die nicht gezeigt sind, verbunden. Der Stützpfosten 56 wird durch den Motor 55 auf- und abwärts bewegt. Ein Pfosten 58 und ein Motor 59 sind auf einem Tisch 57 befestigt. Ein Tisch 60 ist bewegbar auf dem Pfosten 58 angeordnet. Wie in 13 gezeigt ist, befindet sich hinter dem Tisch 60 eine Zahnstange 61. Ein Ritzel 62 ist mit einer Ausgangswelle des Motors 59 verbunden. Das Ritzel 62 steht mit der Zahnstange 61 in Eingriff. Ein Motor 63 und ein Pfosten 64 sind auf dem Tisch 60 montiert. Ein Ritzel 65 ist mit einer Ausgangswelle des Motors 63 verbunden. Das Gehäuse 52 ist bewegbar auf dem Pfosten 64 montiert. Eine Zahnstange 66 befindet sich an der Seite des Gehäuses 52. Die Zahnstange 66 ist in Eingriff mit dem Ritzel 65. In 13 ist weiterhin eine Signalverarbeitungseinheit 6' gezeigt.
Der Motor 55 dient zur automatischen Ausrichtung des Geräts H mit dem Auge E in Y-Richtung, der Motor 59 dient zur automatischen Ausrichtung des Geräts H hiermit in X-Richtung, und der Motor 63 dient zur automatischen Ausrichtung des Geräts H hiermit in Z-Richtung. Diese Motoren 55, 59 und 63 können durch einen automatischen Fotografierbetrieb betätigt werden. Mit anderen Worten, die Motoren 55, 59 und 63 können jeweils zum Antrieb des Geräts H entsprechend dem Ausgangssignal einer Lichtempfangsvorrichtung dienen.
Im automatischen Fotografierbetrieb betätigt die Bedienungsperson den Steuerhebel 54a, während sie auf das Bild 26 des vorderen Segments des Auges E und das Punktbild R' blickt, die auf der Anzeige 25 wiedergegeben werden, um den Rahmen 54 zu bewegen und das Punktbild R' nahe zu einem gegebenen Kreis 27 zu bringen. Hierdurch werden die reflektierten Lichtstrahlen zur Erzeugung des Punktbildes R' zum Sensor 4' geführt. Der Sensor 4' erfaßt Positionen des Punktbildes R' in der X- und der Y-Richtung. Die hierdurch erfaßten Positionen werden für die Ausrichtung in der X- und Y-Richtung in eine in 14 gezeigte Detektorschaltung 67 eingegeben. Unmittelbar nach der Beendigung jeder Ausrichtung in der X- und Y-Richtung gibt die Detektorschaltung 67 ein Ausrichtbeendigungssignal an eine Spiegelantriebsschaltung 68, durch deren Signal der Spiegel 5 in den optischen Pfad des optischen Systems 1 gebracht wird.
Vom Sensor 4' erfaßte Positionssignale in X- und Y-Richtung werden in die Signalverarbeitungseinheit 6' eingegeben. Die Signalverarbeitungseinheit 6' treibt den Motor 59 entsprechend dem Positionssignal in X-Richtung an, so daß die optische Achse O₁ des optischen Systems sich der optischen Achse O₂ des Auges E in X-Richtung annähert. Die Signalverarbeitungseinheit 6' treibt auch den Motor 55 entsprechend dem Positionssignal in Y-Richtung an, so daß die optische Achse O₁. des optischen Systems 1 sich der optischen Achse O₂ des Auges E in Y-Richtung annähert. Der Tische 60 wird durch den Motor 59 in X-Richtung bewegt, während der Tisch 57 durch den Motor 55 in Y-Richtung bewegt wird. Auf diese Weise werden die optischen Achsen O₁ und O₂ automatisch zueinander ausgerichtet. Andererseits bewegt der Motor 63 das Gehäuse 52 in Z-Richtung entsprechend einer Differenz zwischen den jeweiligen Adressen Q und L, die von dem eindimensionalen Liniensensor 47 erfaßt wird, so daß die Adresse L der Spitze mit der mittleren Adresse Q übereinstimmt. Hierdurch wird die Ausrichtung des optischen Systems des Geräts H mit dem Auge E automatisch beendet und dann wird das Hornhaut-Endothelium N automatisch fotografier.
15 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel eines Gerätes zum Beobachten und Fotografieren eines Hornhaut-Endotheliums. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein dichroitischer Spiegel 69 anstelle des Spiegels 5 verwendet. Die Lichtquelle 7 zum Beleuchten des vorderen Segments des Auges für die Beobachtung emittiert Infrarotstrahlen. Index-Lichtstrahlen für die Ausrichtung und Lichtstrahlen zur Bildung eines Musterbildes bestehen ebenfalls aus Infrarotstrahlen. Der dichroitische Spiegel 69 dient zur Übertragung von an der Hornhaut C reflektierten Index-Lichtstrahlen für die Ausrichtung und von durch das vordere Segment des Auges E reflektierten Lichtstrahlen und zur Reflexion von an der Hornhaut C reflektierten Spaltförmigen Lichtstrahlen. Eine derartige Anordnung erlaubt, daß ein angezeigtes Bild von einem Bild 26 des vorderen Segments zu einem Bild 48 des Hornhaut-Endotheliums umgeschaltet wird, ohne daß der dichroitische Spiegel 69 bewegt wird. Mit anderen Worten, die Bilder des vorderen Segments, des Punktes und des Musters können dadurch von der Anzeige 25 verschwinden, daß die Lichtquellen 7, 9 und 22 abgeschaltet werden. Um die entsprechenden Bilder verschwinden zu lassen, ohne die Lichtquellen abzuschalten, kann zwischen dem Halbspiegel 4 und dem dichroitischen Spiegel 69 eine Flüssigkristallblende 69' angeordnet werden, um die entsprechenden Lichtstrahlen gleichzeitig mit der Beendigung jeder Ausrichtung in der X- und Y-Richtung abzuschatten.
16 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Feinausrichtung, um eine genaue Fokussierung des Bildes 48 des Hornhaut-Endotheliums zu erzielen. Nach einer manuellen Einstellung zur Ausrichtung wird das optische System 14 in Richtung des Pfeiles F gedreht und der Augapfel des Auges E wird in der gleichen Richtung wie der Pfeil F auf einem Drehzentrum G gedreht. Im Verhältnis zu der Drehung wird ein Abstand H' von einem Standardpunkt D der Objektivlinse 3 zu der Oberfläche T der Hornhaut C verändert, und diese Veränderung variiert die Fokussierung des Bildes 48 des Endotheliums. Das Bezugszeichen Δ bezeichnet eine Veränderung des Abstandes H'.

Claims

Gerät zum Beobachten und Fotografieren eines Hornhaut-Endothels mit einem optischen Beobachtungssystem (1) zum frontalen Beobachten eines vorderen Bereichs eines Auges einer Person, welches Beobachtungssystem (1) eine optische Achse aufweist, die senkrecht zu einer Bezugsebene verläuft, die tangential an der Oberfläche der Hornhaut des Auges aufliegt; einem optischen Beleuchtungssystem (28) zur Projektion von beleuchtendem Licht auf die Hornhaut (C) des Auges, die in Bezug auf die optische Achse des Beobachtungssystems (1) schräg erfolgt; und einem optischen Fotografiersystem (29) zum Empfang eines reflektierten Bildes, das ein Bild des Endothels der Hornhaut (C) enthält, von der Hornhaut schräg mit Bezug auf die optische Achse des Beobachtungssystems (1), und zum Beobachten und Fotografieren des Hornhaut-Endothels des Auges, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Fotografiersystem (29) auf der entgegengesetzten Seite der optischen Achse des Beobachtungssystems (1) für das vordere Segment in Bezug auf das optische Beleuchtungssystem (28) angeordnet ist.
Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel, der zwischen der optischen Achse des Beobachtungssystems (1) und der optischen Achse des Beleuchtungssystems (28) gebildet ist, im Wesentlichen gleich dem Winkel ist, der zwischen der optischen Achse des Beobachtungssystems (1) und der optischen Achse des Fotografiersystems (29) gebildet ist.
Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Beobachtungssystem (1) ein Bildempfangselement (6, 25) aufweist zum Empfang eines Bildes des vorderen Bereichs, der eine Pupille des Auges enthält, und des von der Hornhaut reflektierten Bildes.
Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein optisches Teil (43') zum Kompensieren einer optischen Pfadlänge auf der Grundlage einer Differenz von Wellenlängen des beleuchtenden Lichts herausnehmbar zumindest im optischen Pfad des Fotografiersystems (29) angeordnet ist.
Gerät zum Beobachten und Fotografieren eines Hornhaut-Endothels mit einem optischen Beleuchtungssystem (28) zum Projizieren von beleuchtendem Licht auf die Hornhaut eines Auges einer Person, und einem optischen Fotografiersystem (29) zum Empfangen eines reflektierten Bildes von der Hornhaut (C) und zum Fotografieren des Endothels dieser Hornhaut, gekennzeichnet durch einen Sensor (47), der in dem Fotografiersystem (29) angeordnet ist und erfasst, wenn das Fotografiersystem (29) auf die Position des Hornhaut-Endothels fokussiert ist.
Gerät nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (14) zum Projizieren von Indexlicht für die Ausrichtung des Gerätes mit der Hornhaut, eine Vorrichtung (4') zum Empfang von von der Hornhaut reflektiertem Indexlicht, und eine Vorrichtung (55, 59) zum Antrieb des Gerätes auf der Grundlage eines Ausgangssignals der Vorrichtung (4') zum Empfang des reflektierten Indexlichts, um die optischen Systeme gegenüber der Hornhaut auszurichten.
Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Beleuchtungssystem (28) eine erste Lichtquelle (30) für Beobachten und eine zweite Lichtquelle (32) für Fotografieren enthält, wobei die zweite Lichtquelle (32) für Fotografie auf der Grundlage eines Ausgangssignals des Sensors (47) automatisch eingeschaltet wird, um sichtbares Licht zu emittieren.
Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem Auge und dem Gerät auf der Grundlage eines Ausgangssignals des Sensors (47) automatisch einstellbar ist.
Gerät nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (5) zum Umschalten zwischen dem optischen Pfad für den Empfang eines Bildes des vorderen Bereichs des Auges und dem optischen Pfad zum Empfang eines Bildes des Hornhaut-Endothels auf der Grundlage eines Ausgangssignals der Vorrichtung (4') zum Empfang von Indexlicht.
Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein optisches Projektionssystem zum Projizieren von Indizes, auf die das Auge fixiert ist, auf das Auge, eine Vorrichtung zum Projizieren von Indexlicht, um das Gerät gegenüber der Hornhaut auszurichten, und eine Vorrichtung zum Empfang von von der Hornhaut reflektiertem Indexlicht.
Gerät nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch einen Sensor (47), der in dem Fotografiersystem (29) angeordnet ist und erfasst, wenn das Fotografiersystem (29) auf die Position des Hornhaut-Endothels fokussiert ist.
Gerät nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (55, 59) zum Antrieb des Geräts auf der Grundlage eines Ausgangssignals der Vorrichtung (4') zum Empfang von Indexlicht, um die optischen Systeme gegenüber der Hornhaut auszurichten.
Gerät nach einem der Ansprüche 1, 5 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungssystem (28) eine erste Lichtquelle (30) zum Beobachten und eine zweite Lichtquelle (32) zum Fotografieren enthält, wobei die erste Lichtquelle (30) zum Beobachten Infrarotlicht und die zweite Lichtquelle (32) zum Fotografieren sichtbares Licht emittiert.