DE69207787T2

DE69207787T2 - Augenbeobachtungsgerät

Info

Publication number: DE69207787T2
Application number: DE69207787T
Authority: DE
Inventors: Seinosuke Mizuno; Yoshihiko Yamada
Original assignee: Tomey Corp
Current assignee: Tomey Corp
Priority date: 1991-02-15
Filing date: 1992-02-11
Publication date: 1996-09-26
Anticipated expiration: 2012-02-12
Also published as: DE69207787D1; EP0499193A1; JPH0531077A; EP0499193B1; ATE133322T1; US5337094A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Augenbeobachtungsgerät, genauer auf ein Augenbeobachtungsgerät, bei welchem ein Bereich der Spitze mit einem Auge in Kontakt kommen kann, um alle Bereiche des Auges, wie einen Glaskörper, ein Hornhaut- Netzhautgefäß und Homhautepithel, zu beobachten und zu photographieren.
Ein bekanntes herkömmliches Augenbeobachtungsgerat dieser Art ist in der JP-B-36969/1983 (ein Mitglied von dessen Patentfamilie ist die US-A-4 209 225) offenbart.
Dieses bekannte Beobachtungsgerät 51 - wie hier in Figur 6 gezeigt - weist einen Objektivtubus 52 auf, einen Hauptkörper 54, eine Beleuchtungsoptik 57 und eine Vorspannvorrichtung 58 auf. Eine Objektivlinseneinheit 53, welche in dem Objektivtubus 52 gelagert ist, ist in bezug auf den Hauptkörper 54 entlang seiner optischen Achse bewegbar. Die Vorspannvorrichtung 58 spannt den Objektivtubus 52 in Richtung eines Auges vor, so daß ein Bereich der Spitze der Objektivlinseneinheit andauernd mit dem zu beobachtenden Auge in Kontakt stehen kann. Sogar wenn das Auge, welches das zu untersuchende Objekt ist, sich bewegt, verhindert eine Nachfolgebewegung der Objektivlinseneinheit, welche der Bewegung des Auges folgt, eine Defokussierung.
Demgemäß ist die Objektivlinseneinheit mit einem fokussierenden System ausgestattet, da es erforderlich ist, daß ein kollimierter Bildstrahl, welcher von der Objektivlinseneinheit emittiert wird, eine Bildlinsengruppeneinheit 55 erreicht.
Weiterhin ist in dem herkömmlichen Beobachtungsgerät eine Vielzahl von ummantelten Leitern zwischen Objektivlinseneinheit und dem Hauptkörper als elektrisches Kabel, um das fokussierende System mit elektrischer Energie zu versorgen, und als elektrisches Kabel für elektrische Signale geschaltet.
Wenn jedoch ummantelte Leiter verwendet werden, ist es schwierig, das Auge mit dem Bereich der Spitze der Objektivlinseneinheit in Kontakt treten zu lassen, wegen einer Gegenkraft, welche durch das Verbiegen der ummantelten Leiter entsteht, wenn der bewegliche Bereich bewegt wird.
Daher wird neuerdings eine Wicklung 64 blanker Leiter anstatt ummantelter Leiter verwendet, welche eine gute Flexibilität und einen geringen Durchmesser aufweist. Dies bedeutet, daß ein ummantelter Leiter 63a mit einem festen Bereich des Hauptkörpers 54 durch eine isolierende Platte 61a und ein isolierendes Substrat 62a verbunden ist, so wie hier in Figur 7 gezeigt. Ein weiterer ummantelter Leiter 63b ist durch eine isolierende Platte 61b und ein isolierendes Substrat 62b mit dem beweglichen Bereich, d.h. der Objektivlinseneinheit 53 verbunden.
Der ummantelte Leiter 63a ust an den Endbereich der Wicklung 64 gelötet, und der ummantelte Leiter 63b ist an den anderen Endbereich der Wicklung 64 gelötet und hierdurch leitend verbunden. Ein ummantelter Leiter 63a ist mit einer Energiequelle (nicht gezeigt) verbunden und der andere ummantelte Leiter 63b ist mit einem Antriebsbereich (nicht gezeigt) der Objektivlinseneinheit 53 verbunden. Eine Vielzahl blanker Drahtwicklungseinheiten wird verwendet.
Das herkömmliche Beobachtungsgerät 51, welches im Vorangehenden erwähnt wird, erfordert mühevolle Arbeit, um die optische Achse der beweglichen Objektivlinseneinheit 53 und die optische Achse des festen Hauptkörpers 54 zu positionieren.
Das herkömmliche Beobachtungsgerät erfordert weiterhin, den Bildstrahl zu kollimieren und den kollimierten Bildstrahl mittels der Bildlinseneinheit 55 zur Verfügung zu stellen. Daher ist es erforderlich, die Objektivlinseneinheit 53 mit einem fokussierenden System auszustatten. Jedoch sind die Örtlichkeiten zum Ausstatten mit einem solchen fokussierenden System begrenzt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die obigen Schwierigkeiten zu vermeiden und ein Augenbeobachtungsgerät zur Verfügung zu stellen, welches leicht zusammenzusetzen ist und bei welchem das fokussierende System beliebig in der Objektivlinseneinheit, der Bildlinseneinheit oder dem Bildebenenbereich angeordnet werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Augenbeobachtungsgerät mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Verbesserungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Bei diesem Augenbeobachtungsgerät ist der Aufbau sehr einfach, da keine Notwendigkeit besteht, die optische Achse des beweglichen Bereiches des Gerätes und dessen festen Bereich zu positionieren.
Das Beobachtungsgerät der vorliegenden Erfindung hat einen derartigen Aufbau, daß die ganze Photographiervorrichtung, einschließlich der photographischen Optik, eines Okulars und einer Kamera, auf einem Rahmen des Hauptkörpers bewegt werden kann. Daher wird Defokussierung (Verschieben des Brennpunktes) wegen der Nachfolgebewegung der gesamten Photographiervorrichtung nicht auftreten, selbst wenn das Auge, welches das zu untersuchende Objekt ist, sich leicht bewegt.
Hiernach wird das Augenbeobachtungsgerät der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert, wobei
Fig. 1 ein optisches Wegdiagramm ist, welches eine Ausführungsform des Augenbeobachtungsgerätes der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 2 ein optisches Wegdiagramm ist, welches die Brennweite von einer Bildlinsengruppe in dem Augenbeobachtungsgerät von Fig. 1 veranschaulicht,
Fig. 3 ein optisches Wegdiagramm ist, welches die Brennweite von einer Bildlinseneinheit in einem beispielhaften herkömmlichen Augenbeobachtungsgerät verdeutlicht,
Fig. 4 eine bildliche Darstellung ist, welche eine Ausführungsform eines Vorspanngerätes, welches in dem Augenbeobachtungsgerät der vorliegenden Erfindung verwendet wird, zeigt,
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht ist, welche ein flexibles elektrisches Kabel aus Fig. 1 genauer darstellt,
Fig. 6 ein optisches Wegdiagramm ist, welches eine Ausführungsform eines herkömmlichen Augenbeobachtungsgerätes zeigt, und
Fig. 7 eine Vorderansicht ist, welche ein Beispiel einer herkömmlichen Verdrahtung für die elektrischen Verbindungen in einem bekannten Augenbeobachtungsgerät zeigt.
Das Augenbeobachtungsgerät 1 in Fig. 1 weist eine Photographiervorrichtung 5 mit einer photographischen Optik 2, einer Kamera 3 und einem Okular 4 auf, welche beweglich auf einem Rahmen la eines Hauptkörpers getragen werden. Eine Beleuchtungsoptik 7 zum Beleuchten des Auges 6, welches Gegenstand der Untersuchung ist, ist an dem Rahmen la befestigt. Da die gesamte Photographiervorrichtung 5 bewegt werden kann, ist eine Positionierung der optischen Achse eines beweglichen Bereiches der Objektivlinsengruppe 8 und der optischen Achse eines festen Bereiches des Hauptkörpers nicht erforderlich. Daher ist das Zusammensetzen des Gerätes einfach.
Der Bewegungsmechanismus der Photographiervorrichtung 5 hat einen üblicherweise verwendeten Aufbau derart, so Reibung durch die Bewegung der Photographiervorrichtung 5 soweit wie möglich herabgesetzt wird. Zum Beispiel besteht der Mechanismus gelegentlich aus einem an dem Rahmen 1a befestigten Führungstubus, in welchen die Photographiervorrichtung 5 eingesetzt ist, und mehreren Stahlkugeln, welche zwischen dem Führungstubus und der Photographiervorrichtung 5 eingeschlossen sind.
Die photographische Optik 2 weist die Objektivlinsengruppe 8 und eine Bildlinsengruppe 9 auf, welche voneinander beabstandet sind. Die Bildlinsengruppe 9 hat die Funktion, daß Bildstrahlen, welche durch die Objektivlinsengruppe 8 gelassen werden, auf der Bildebene 10 in den Kameras 3 abgebildet werden.
Die Bildlinsengruppe 9 ist aus einer Konvexlinsen-untergruppe 11, der Objektivlinsengruppe 8 und einer konkaven Linse 12, welche sich auf der Seite der Bildebene 10 befindet, gebildet, die Konvexlinsen-Untergruppe 11 ist von der konkaven Linse 12 beabstandet. Die Konvexlinsen-Untergruppe 11 hat die Funktion der Fokussierung, bei ihrer Bewegung entlang der optischen Achse.
Da in der Bildlinsengruppe 9 die Konvexlinsen-Untergruppe 11 von der konkaven Linse 12 beabstandet ist, kann die Gesamtlänge des Gerätes 1 gering sein. Das bedeutet, daß ein Bildstrahl durch die Konvexlinsen-Untergruppe 11 der Bildlinsengruppe 9 konvergiert und dann durch die konkave Linse 12 divergiert (d.h. der Konvergenzwinkel wird verkleinert), so daß der Bildstrahl auf der Bildebene 10, wie in Figur 2 gezeigt, abgebildet wird. In diesem Fall, wenn die Brennweite der Bildlinsengruppe 9 auf dieselbe Brennweite "f" festgelegt wird, wie die des herkömmlichen Beobachtungsgerätes 51, welches in Figur 3 gezeigt ist (die Bildlinseneinheit 55 ist eine konvexe Linseneinheit), ist die Situation beim Beobachtungsgerätes 1 derselbe, als ob die Bildlinseneinheit 55 sich an der Position ph befindet. Dann ist der Abstand zwischen der Bildlinsengruppe 9 und der Bildebene 10 des Beobachtungsgerätes der vorliegenden Erfindung um "L" kürzer als der des herkömmlichen Beobachtungsgerätes. Dadurch wird die Länge entlang der optischen Achse der Photographiervorrichtung 5 geringer als die des herkömmlichen Beobachtungsgerätes. Als Ergebnis ist das Augenbeobachtungsgerät 1 kompakt. Dementsprechend wird es einfacher, die gesamte Photographiervorrichtung 5 zu bewegen (im folgenden als "Vollverschiebung" bezeichnet).
Weiterhin kann das Verblassen eines Bildes, dadurch daß es sich nicht im Brennpunkt befindet, vermindert werden, da die Gesamtlänge der Photographiervorrichtung gering sein kann, ohne die Brennweite der Objektivlinsengruppe 8 und die Brennweite der Bildlinsengruppe 9 zu verkürzen (ohne eine Erhöhung der Linsenstärke).
Gemäß der vorliegenden Erfindung, kann die Vollverschiebung, wie im Vorangehenden beschrieben, durchgeführt werden. Der Bildstrahl, welcher von der Objektivlinsengruppe 8 zur Bildlinsengruppe 9 durchgelassen wird, muß nicht exakt kollimiert werden. Daher kann die Photographiervorrichtung 5 sogar in der Bildlinsengruppe 9 mit dem fokussierenden System ausgestattet werden.
Zum Fokussieren kann auch ein System benutzt werden, bei welchem die konvexe Linsenuntergruppe 11 durch einen Miniaturmotor 13 mit einem Reduktionsstück bewegt wird. Gleichzeitig wird der Drehwinkel des Motors 13 durch eine Codiereinrichtung 14, welche mit dem Miniaturmotor 13 verbunden ist, erfaßt.
Die Beleuchtungsoptik 7 ist an dem Rahmen la des Hauptkörpers befestigt und hat eine solche Konstruktion, daß eine Lichtquelle zur Beobachtung 15 einer Kollektivlinse 16 benachbart ist, wobei die Kollektivimse 16 einer Blende 17 benachbart ist. Die Blende 17 ist einer kollimierenden Linse 18 benachbart und die kollimierende Linse 18 ist einem reflektierenden Spiegel 19 benachbart. Der reflektierende Spiegel 19 ist zwischen der Objektivlinsengruppe 8 und der Bildlinsengruppe 9 in der photographischen Optik 2 angeordnet. Als Ergebnis teilen sich die photographische Optik und die Beleuchtungsoptik 7 die Objektivlinsengruppe 8.
Weiterhin ist der Rahmen 1a des Hauptkörpers mit einer Vorspannvorrichtung 20 zum konstanten Vorspannen der beweglichen Photographiervorrichtunq 5 entlang ihrer optischen Achse versehen, in einer solchen Weise, daß ein Bereich der Spitze der Objektivlinsengruppe 8 in Kontakt mit einem Auge 6 kommt, welches das zu untersuchende Objekt ist. Aufgrund der Vorspannvorrichtung 20 tritt keine Defokussierung auf, da der Bereich der Spitze der Objektivlinsengruppe 8 sich ständig bewegen und sogar nachfolgen kann, wenn sich das Gesicht des Patienten bewegt oder sich Bereiche der Hornhaut aufgrund einer Veränderung des Augeninnendruckes oder des Pulsdruckes bewegen.
Als Vorspannvorrichtung 20 kann eine Vorrichtung verwendet werden, so daß das Auge 6 sich in ständigem Kontakt mit dem Bereich an der Spitze der Objektivlinsengruppe 8 durch schwache und konstante Kraft befindet. Zum Beispiel, verweisend auf die Vorspannvorrichtung aus Fig. 4, welche in der US-A-4 209 225 offenbart ist, bringt ein Hebel 22 Kraftmomente auf, die durch ein einstellbares Gewicht 21 verursacht werden, wodurch der Bereich des Spitze der Objektivlinsengruppe 8 in Kontakt mit dem Auge 6 kommt. Wenn das Auge 6 im übermaß durch den Bereich an der Spitze der Objektlinsengruppe 8 gedrückt wird, kommt ein Schalter 23 in Betrieb und ein Summer 24 ertönt, und wenn das Auge 6 im Übermaß von der Objektivlinsengruppe 8 getrennt wird, erleuchtet eine Lampe 25.
Als Vorspannvorrichtung gibt es eine Vorspannvorrichtung (nicht gezeigt), die in der JP-A-142007/1983 oder der JP-A- 39703/1989 offenbart ist, wobei das Auge 6 mit dem Bereich der Spitze der Objektivlinsengruppe 8 durch eine Zugfeder in Kontakt tritt.
In dem Augenbeobachtungsgerät 1 wird ein elektrisches Kabel 26 (flexibles Flachkabel "FFC" oder flexibler gedruckter Schaltkreis "FPC"), welches den Rahmen 1a mit der Photographiervorrichtung 5 verbindet&sub1; als Kabel zur Versorgung des fokussierenden System, der Vorspannvorrichtung 20 oder eines CCD- Bildsensors in der Kamera 3 mit elektrischer Energie verwendet. Das flexible elektrische Kabel 26 ist wohlbekannt. Zum Beispiel, wie in Fig. 5 gezeigt, weist das flexible elektrische Kabel 26 eine Vielzahl von verzinnten Phosphor-Bronze- Folienkabeln auf, derart ummantelt, daß zwischen Polyvinylchloridfilme 28 eingebettet ist.
Für das Kabel 26 kann ein Film 28 zum Beispiel aus Polyvinylchlorid verwendet werden, welcher auf einer Seite an den verzinnten Phosphor-Bronze-Foliendrähten 27 haftet. Weiterhin kann ein Kabel verwendet werden, worin die Drahtbereiche durch Abscheiden oder Drucken gebildet sind.
Flexible elektrische Kabel haben den Vorteil, daß die Verdrahtung mehrerer Systeme gemeinsam vorgenommen werden kann, sogar bei geringem Platzangebot, und die Verbindung mit maschinellen Einrichtungen ist einfach. Flexible elektrische Kabel können auch in dem Fall verwendet werden, daß die erforderliche Anzahl von Leitern gering ist.
Darüberhinaus wird bei der vorliegenden Ausführungsform das flexible elektrische Kabel verwendet - die gute Flexibilität des Kabels berücksichtigend -, um die Rückstellkräfte, welche durch das Verbiegen des Kabels erzeugt werden, wenn der Bereich der Spitze der Objektivlinsengruppe 8 in Kontakt mit dem Auge 6 kommt, zu vermindern. Dementsprechend tritt die Rückstellkraft, welche durch das Verbiegen der flexiblen elektrischen Kabel 26 erzeugt wird, kaum auf, wenn der Bereich der Spitze der Objektivlinsengruppe 8 in Kontakt mit einer angemessenen Kraft durch das Bewegen der Objektivlinsengruppe 8 gebracht wird. Daher wird das Auge nicht in schädlicher Weise durch die Objektivlinsengruppe 8 beeinflußt.
Als nächstes wird die Arbeitsweise und die Verwendung des Augenbeoachtungsgerätes 1 in der oben beschriebenen Ausführungsform erläutert.
Zunächst wird ein Beleuchtungsstrahl, der von einer Beobachtungslichtquelle 15 der Beleuchtungsoptik 7 emittiert wird, durch die Kollektivlinse 16, die Blende 17 und die kollimierende Linse 18 geleitet, so daß der Beleuchtungsstrahl kollimiert wird. Dann wird der kollimierte Strahl durch die Objektivlinsengruppe 8 geleitet, indem er durch den reflektierenden Spiegel 19 reflektiert wird, und beleuchtet den Untersuchungsbereich des Auges 6.
Im folgenden wird der Bildstrahl, welcher von dem Untersuchungsbereich des Auges 6 emittiert wird, bis zu einem gewissen Grad durch die Objektivlinsengruppe 8 kollimiert und auf der Bildebene 10 durch die Bildlinsengruppe 9 abgebildet. Bei dieser Ausführungsform hat die Konvexlinsen-Untergruppe 11 die Funktion der Fokussierung, und die Objektivlinsengruppe 8 hat keine fokussierende Funktion. Daher ist der Bildstrahl, welcher von einem beliebigen Teil des Auges emittiert wird, kein perfekt kollimierter Strahl. Jedoch ist dies unproblematisch, da der Brennpunkt durch das Bewegen der konvexen Linsenuntergruppe 11 entlang der optischen Achse überprüft werden kann. Weiterhin wird, sobald der Brennpunkt einmal überprüft worden ist, eine Defokussierung nicht stattfinden, da die gesamte Photographiervorrichtung 5 einschließlich der Bildebene 10 beweglich ist.
Bei der Ausführungsform umfaßt das Augenbeoachtungsgerät 1 ein solches fokussierendes System, daß die Konveximsen-Untergruppe 11 der Bildlinsengruppe 9 bewegt werden kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das fokussierende System nicht auf die obige Ausführungsform begrenzt. Es kann sich um ein solches fokussierendes System handeln, bei dem die konkave Linse 12 beweglich ist oder ein Teil der Objektivlinsengruppe 8 bewegt werden kann. Auch kann die Bildebene 10 mit einem fokussierenden System ausgestattet sein.
Wenn das Bild des Untersuchungsbereichs des Auges mit einer starken Vergrößerung vergrößert wird, um das Hornhautendothel oder das Homhautepithel zu beobachten, muß die Länge eines herkömmlichen Beobachtungsgerätes in Richtung seiner optischen Achse groß sein. Im Gegensatz hierzu, bei der hier beschriebenen Ausführungsform, kann die Bildlinsengruppe 9, welche eine solche Konstruktion aufweist, daß die Konvexlinsen-Untergruppe 11 von der konkaven Linse 12 beabstandet ist, den Abstand zwischen der Bildlinsengruppe 9 und der Bildebene 10, verglichen mit einer Bildlinse, welche nur aus der Konvexlinsen- Untergruppe 11 besteht, verkürzen. Als Ergebnis kann die Photographiervorrichtung 5 in einfacher Weise entlang ihrer optischen Achse bewegt werden, d.h. Voliverschiebung kann in einfacher Weise vorgenommen werden, wie oben beschrieben.
Darüberhinaus kann das Augenbeobachtungsgerät bequem gehandhabt werden, da das gesamte Augenbeobachtungsgerät kompakt ist.
Mit dem Augenbeobachtungsgerät der vorliegenden Erfindung ist es nicht erforderlich, die optische Achse zu positionieren, so daß das Gerät leicht zusammenzusetzen ist, und die Örtlichkeit für das fokussierende System kann zwangloser gestaltet werden, als bei einem herkömmlichen Augenbeobachtungsgerät.

Claims

1. Augenbeobachtungsgerät, mit

- einem Hauptkörper;

- einer Ausleuchteoptik (7), die auf einem Rahmen (1a) des Hauptkörpers befestigt ist, wobei die Ausleuchteoptik einen zu überprüfenden Teil eines Auges (6), das untersucht werden soll, ausleuchtet;

- einer Photographiereinrichtung (5), welche

-- eine Abbildeoptik (2) zum Bewirken, daß ein Abbildungsstrahl, der von dem zu überprüfenden Teil ausgesendet wird, eine Bildebene (10) erreicht, umfaßt; und

- einer Vorbelastungseinrichtung (20) zum Vorbelasten der Photographiereinrichtung (5), um so einen konstanten Kontakt zwischen der Abbildeoptik (2) und dem Auge (6) einzurichten;

dadurch gekennzeichnet, daß

- die Abbildeoptik (2) eine Objekt-Linsengruppe (8) und eine abbildende Linsengruppe (9) aufweist, wobei die letztere aus einer Konvexlinsen-Untergruppe (11) und einer Konkavimse (12) besteht, wobei die Konvexlinsen-Untergruppe (11) von der Konkavimse (12) in Richtung auf die Objekt-Linsengruppe (8) beabstandet angeordnet ist; und

- die Photographiereinrichtung (5) bewegbar innerhalb des Rahmens (la) für die axiale Verlagerung entlang der optischen Achse der Abbildeoptik (2) angeordnet ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konvexlinsen-Untergruppe (11) oder die Konkavlinse (12) entlang der optischen Achse der Abbildeoptik (2) bewegbar ist.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Photographiereinrichtung (5) eine elektrische Ausstattung hat und ein flexibles elektrisches Kabel (26) für die elektrische Verbindung zwischen der Photographiereinrichtung (5) und dem Rahmen (la) des Hauptkörpers angeordnet ist.

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible elektrische Kabel (26) eine Vielzahl von Folienleitungen (27) mit elektrischer Leitfähigkeit und einen Kunstharzfilm (28) aufweist, wobei der Kunstharzfilm an einer Seite der Vielzahl der Folienleitungen befestigt ist.