DE69412195T2

DE69412195T2 - Gerät zur Abbildung von Hornhaut-Zellen

Info

Publication number: DE69412195T2
Application number: DE69412195T
Authority: DE
Inventors: Yoichi C/O Konan Inc. Nishinomiya-Shi Hyogo Hamada; Yoshizo C/O Konan Inc. Nishinomiya-Shi Hyogo Ikegami; Tatsuya C/O Konan Inc. Nishinomiya-Shi Hyogo Kasahara
Original assignee: Konan Inc
Current assignee: Konan Inc
Priority date: 1993-09-22
Filing date: 1994-09-22
Publication date: 1999-04-08
Anticipated expiration: 2014-09-23
Also published as: US5557351A; DE69412195D1; EP0643941B1; EP0643941A1; US5757461A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Erfindungsgebiet

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abbildung von Hornhaut-Zellen, mit der die inneren Hornhaut-Zellen (Cornea Endothelium Cells) eines Augapfels einer zu untersuchenden Person vergrößert, beobachtet oder fotografiert werden können, und sie betrifft auch ein Verfahren zur Anzeige einer Bildposition der Hornhaut für diese Art Vorrichtung, um visuelle Bilder der Hornhaut-Zellen zu erhalten.
Um den Einfluß von Kontaktlinsen oder der medizinischen Untersuchung und Behandlung vor und nach einer Operation am grauen Star zu sehen, ist es nötig, den Zustand der inneren Hornhaut-Zellen zu untersuchen. Deshalb wurden bisher zur Beobachtung und zum vergrößerten Fotografieren von inneren Hornhaut-Zellen eines Augapfels einer zu untersuchenden Person Vorrichtungen verwendet, bei denen ein Spalt-Illuminationslicht mittels einer Objektivlinse eines Mikroskops des Nicht-Kontakt-Typs oder des Kontakt-Typs in bezug auf die Augapfeloberfläche der zu untersuchenden Person hin zu einem zu untersuchenden Teil, im Winkel zur Augachse, angewendet wurde und wobei das von der Hornhaut reflektierte Licht in einem solchen Zustand vergrößert wurde, daß die inneren Hornhaut-Zellen beobachtet werden konnten, oder wobei eine optimale Bildposition der Vorrichtung, bei der eine TV-Kamera oder ähnliches auf der Innenhornhaut fokussiert ist, mittels des Prinzips des sog. Triangulationsverfahrens detektiert wurde, indem die Position des reflektierten Lichts der Spalt-Illuminationslichtquelle von der inneren Hornhaut detektiert wurde, wobei in diesem Zustand die inneren Hornhaut-Zellen des untersuchten Teils durch die TV-Kamera oder ähnliches abgebildet werden konnten.
Bei dieser bekannten Vorrichtung mußte das Fokussieren auf der inneren Hornhaut wie folgt durchgeführt werden. Nämlich die Augachse der zu untersuchenden Person wird mit der optischen Achse des Mikroskops durch Hoch-/Runter- oder Rechts-/Linksbewegung des den Hauptkörper der Vorrichtung darstellenden und eine TV-Kamera tragenden Mikroskoprahmens mit der Hand ausgerichtet, wobei ein Betätigungsmittel verwendet wird, wie etwa ein Joystick, so daß ein Ausrichtungsanzeigelicht im Mittelpunkt der Pupille des Auges auf einem Monitorschirm plaziert ist. In diesem Zustand wird der Rahmen des Hauptkörpers ebenfalls per Hand vor- und zurückbewegt, so daß die Fokussierung durchgeführt wird. Jedoch bestand bei der Beobachtung oder dem Fotografieren mit der oben genannten Vorrichtung die Nachfrage nicht nur den Mittelabschnitt sondern auch verschiedener Stellen der Hornhaut, einschließlich am Rand plazierter Stellen; in Abhängigkeit davon, was bei der medizinischen Behandlung untersucht wird, zu beobachten oder zu vergrößert zu fotografieren. Es war in diesem Fall schwierig, erfolgreich Bilder von anderen Stellen als dem Hornhaut-Mittelabschnitt zu erhalten. Auch wenn verschiedene Maßnahmen getroffen wurden, um solche visuellen Bilder zu erhalten, war die Beobachtungsachse dem Untersuchenden überlassen, so daß es schwierig war, die Beobachtungsstelle für Operationszwecke zu standardisieren. Im Ergebnis konnten visuelle Bilder wichtiger Hornhautstellen nicht leicht erhalten werden.
Des weiteren wurde, um eine Bildstelle bei der Aufnahme visueller Bilder einer Randstelle der Hornhaut zu erkennen, ein Teil der Augenvorderseite, die mit dem auf die Augapfeloberfläche angewendeten Ausrichtungsanzeigelicht beleuchtet wird, durch die TV-Kamera aufgenommen, und die Position, an der die Bildstelle allgemein auf der Hornhaut angeordnet ist, konnte erkannt werden, indem die Position des Ausrichtungsanzeigelichts auf dem Bild der Augenvorderseite auf dem Monitor bestimmt wurde, wobei das Auge entlang der Hauptachse ausgerichtet war, beispielsweise wenn das Auge ein Sichtziel am Rand fest anschaut. Bei diesem Prozeß würde, da die Hornhaut durchsichtig ist und deshalb nicht gesehen werden kann, das Augenvorderseitenbild durch Bezugnahme auf die Pupille oder die Iris des Auges beobachtet. Da die Iris I tiefer als die Hornhaut 2 liegt, wie es in Fig. 8 gezeigt ist, bewegt sich die Hornhaut 2 mit einem größeren Ausmaß als die Iris I, betrachtet in einer Blickrichtung P. Im Ergebnis sieht, obwohl ein Bild an einer inneren Hornhaut-Bildaufnahmeposition Pc aufgenommen wurde, die von dem inneren Hornhaut-Zentrum E entfernt ist, nämlich einem Schnittpunkt E zwischen der festen Blickrichtung S und einer inneren Hornhaut-Oberfläche 2b um einen Abstand d, das Bild auf dem Schirm aus, als ob es an einem Punkt aufgenommen wurde, der von dem Hornhaut-Mittelpunkt um einen kleinen Abstand AP0 aufgenommen wurde (siehe Fig. 9(b)). Im Ergebnis kann die korrekte Position bezüglich des Pupillenmittelpunktes P0 nicht angezeigt werden, was ein Problem darstellt (in der Figur ist 0 Augapfelrotationszentrum, P0 der Pupillenmittelpunkt und Q&sub2; der Krümmungsmittelpunkt der inneren Hornhaut).
DE-A-42 40 583 offenbart eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Erfindung wurde angesichts der oben geschilderten Probleme entwickelt. Eine erste Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung zu schaffen, um visuelle Bilder von Hornhaut-Zellen zu erhalten, da die Blickachse einer untersuchten Person lenken kann, ohne die Notwendigkeit der Entscheidung durch einen Benutzer (Untersuchenden), und die leicht visuelle Bilder von wichtigen Hornhautstellen erhalten kann, während es den beobachtenden Stellen ermöglicht ist, sich zu bewegen (umgeschaltet zu werden), und abgesehen davon eine Vorrichtung zu schaffen, um visuelle Bilder von Hornhaut-Zellen zu erhalten, die erfolgreich visuelle Bilder von anderen Stellen als dem Mittelabschnitt der Hornhaut erhalten kann.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Anzeige von Bildpositionen um die Hornhaut herum in einer Vorrichtung zum Erhalten visueller Bilder der Hornhaut- Zellen zu schaffen, wobei das Verfahren es mittels der Vorrichtung zum Erhalten visueller Bilder der Hornhaut-Zellen ermöglicht, eine Bildpositionsmarke an der korrekten Position der Augapfeloberfläche auf einem Augenvorderseitenbildschirm der TV-Kamera anzuzeigen, während ein vergrößertes Bild der inneren Hornhaut-Zellen um die Hornhaut eines untersuchten Auges herum erhalten wird, indem die Blickachse des Untersuchenden durch einen Doktor gelenkt wird.
Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche 2 bis 3 betreffen weitere vorteilhafte Aspekte der Erfindung. Die Ansprüche 10 und 11 betreffen die Verfahren zur Verwendung der Vorrichtung der Ansprüche.
Um die oben genannten Aufgaben zu lösen, schafft die Erfindung eine Vorrichtung, um visuelle Bilder der Hornhaut-Zellen zu erhalten, bei der ein Spaltlicht von einem optischen Spalt-Illuminationssystem auf die Augapfeloberfläche des untersuchten Auges angewendet wird, so daß ein vergrößertes Bild der Hornhaut-Zellen des untersuchten Teils durch das von der Hornhaut reflektierte Licht von dem Spalt-Illuminationslicht über ein optisches Bildvergrößerungssystem beobachtet oder fotografiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von sichtbare Lichtquellen aufweisenden Sichtzielen dem beobachteten Auge gegenüber angeordnet und einzeln durch einen Mittelpositionsbeleuchtungsschalter und einen Randpositionsbeleuchtungsänderungsschalter schaltbar sind.
Es ist wünschenswert, daß die Mehrzahl Sichtziele der Vorrichtung einteilig mit dem optischen Vergrößerungsbildsystem ausgebildet sind.
Vorteilhafterweise bestehen die Sichtziele aus einem mittleren Sichtziel, das auf der Augenachse des untersuchten Auges positioniert wird, und Randsichtzielen, die in etwa gleich beabstandet vom Mittelsichtziel in Richtung 4 Uhr, 6 Uhr, 8 Uhr und 12 Uhr um das Mittelsichtziel herum angeordnet sind.
Wirksam weist die Vorrichtung zum Erhalten visueller Bilder der Hornhaut-Zellen auf: ein optisches Illuminationssystem zur Beleuchtung einer Augapfeloberfläche eines zu untersuchenden Auges durch einen Spalt, ein optisches Bildvergrößerungssystem zur Ausbildung eines vergrößerten Bildes des untersuchten Teils auf einer bildempfangenden Oberfläche einer TV-Kamera beruhend auf dem die Augapfeloberfläche beleuchtenden Spalt-Illuminationslicht, Empfangsoptiken zur Einstellung des Fokus in einer solchen Position, daß das von der Hornhaut reflektierte Licht des Spaltlichts über zumindest eine Objektivlinse empfangen wird, ein optisches Augenvorderseitebildsystem zum Erhalten eines visuellen Bildes der Augenvorderseite, beruhend auf dem Augenvorder seiten-Illuminationslicht, eine Mehrzahl Sichtziele, die ein dem zu untersuchenden Auge gegenüber liegendes Mittelsichtziel aufweisen und aus sichtbaren Lichtquellen bestehen, die so angeordnet sind, daß sie zur Beleuchtung anschaltbar sind, ein Ausrichtungsanzeigelicht-Projektionsmittel zur Projektion eines Ausrichtungsanzeigelichts hin zu dem zu untersuchenden Auge; ein Empfangsmittel für das von der Hornhaut reflektierte Licht zum Empfang des reflektierten Lichts der Hornhaut des Ausrichtungsanzeigelichts, und ein Mittel zum Bewegen des Bildsystems relativ zu dem untersuchten Auge in Abhängigkeit der Ausgabe des Lichtempfangsmittels, so daß das von der Hornhaut reflektierte Licht des Ausrichtungsanzeigelichts in eine vorgegebene Position auf einem Fotorezeptor des Lichtempfangsmittels gebracht wird, wodurch die vorgegebene Position des Fotorezeptors in Übereinstimmung mit der Lichtverschiebung der Sichtziele bewegt werden kann.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Anzeige einer Bildposition der Hornhaut unter Verwendung der Vorrichtung aus Anspruch 1, um visuelle Bilder der Hornhaut-Zellen zu erhalten, wobei das Spaltlicht von dem optischen Spalt-Illuminationssystem auf die Augapfeloberfläche eines zu untersuchenden Auges angewendet wird und wobei ein vergrößertes Bild der Hornhaut-Zellen des zu untersuchenden Teils mittels einer TV-Kamera durch das von der Hornhaut reflektierte Licht, das von dem Spalt-Illuminationslicht abgeleitet wird, über das optische Bildvergrößerungssystem beobachtet oder fotografiert wird, während ein Augenvorderseitebild entsprechend der vergrößerten Bildposition durch die TV-Kamera über das optische Augenvorderseitenbildsystem fotografiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bildpositionsmarke an einer Position angezeigt wird, die beruhend auf den Koordinaten der Pupille des Auges auf dem Augenvorderseitenbildschirm der TV-Kamera und den Koordinaten der Hornhaut-Zellen-Bildposition auf dem Augenvorderseitenbildschirm berechnet wird.
Bei der Vorrichtung sind Sichtziele vorgesehen, die aus einer Mehrzahl sichtbarer Lichtquellen bestehen und dem untersuchten Auge gegenüber liegen und durch einen Mittelpositions-Lichtschalter und einen Randpositions-Lichtwechselschalter schaltbar sind, um so einzeln zu leuchten. Durch diese Anordnung wird es bei der Beobachtung oder dem Fotografieren eines vergrößerten Bildes der Hornhaut-Zellen eines untersuchten Teils über das optische Vergrößerungsbildsystem ermöglicht, beruhend auf dem reflektierten Licht der Augapfeloberfläche, die über einen Spalt mit dem Luminationssystem beleuchtet wird, durch selektives Betätigen der Schalter, daß die Sichtachse des Untersuchten zu einer benötigten Position gelenkt wird, so daß ein visuelles Bild einer benötigten wichtigen Hornhautstelle leicht erhalten werden kann.
Mit dieser Anordnung kann, wenn die Mehrzahl Sichtzeile einstückig mit dem optischen Vergrößerungsbildsystem vorgesehen sind, das untersuchte Auge korrekt hin zu einer bestimmten Richtung gelenkt werden, wenn das optische System des Bildsystems nach Beginn des Betriebs aus der Standby- Position eine Bildposition erreicht hat.
Bei der Beobachtung oder dem Fotografieren eines vergrößerten Bildes der Hornhaut-Zellen eines untersuchten Teils durch Lenken der Sichtachse der zu untersuchenden Person mit dieser Vorrichtung können, wenn die Sichtziele durch ein auf der Augachse der zu untersuchenden Person vorgesehenen Mittelsichtziel und Randsichtzielen, die in etwa in gleichen Abständen von dem Mittelsichtziel bei 4 Uhr, 6 Uhr, 8 Uhr und 12 Uhr um das Mittelsichtziel herum vorgesehen sind, gebildet sind, visuelle Bilder der wichtigen standardisierten Stellen der Hornhaut der untersuchten Person leicht erhalten werden.
Auch mit der Vorrichtung zum Erhalten optischer Bilder der Hornhaut-Zellen, die aufweist: ein optisches Illuminationssystem, ein optisches Vergrößerungsbildsystem, Empfangsoptiken zur Fokusdetektion unter Verwendung des von der Hornhaut reflektierten Lichts des Spaltlichtes über zumindest einer Objektivlinse, ein optisches Augenvorderseitenbildsystem, eine Mehrzahl Sichtziele, die ein Mittelsichtziel einschließen, ein Ausrichtungsanzeigelicht-Projektionsmittel, ein Hornhaut-Reflektionslichtempfangsmittel für das Ausrichtungsanzeigelicht und ein Mittel zum Bewegen des Bildsystems relativ zu dem untersuchten Auge in Abhängigkeit von der Ausgabe des Lichtempfangsmittels, so daß das von der Hornhaut reflektierte Licht des Ausrichtungsanzeigelichts in eine bestimmte Position auf einem Fotorezeptor des Lichtempfangsmittels gebracht wird, kann die vorgegebene Position des Fotorezeptors in Übereinstimmung mit dem Umschalten der Lichter der Sichtziele bewegt werden. Dementsprechend kann, wenn die Bildstelle durch Schalten bewegt wird, die Vorrichtung sehr genaue visuelle Bilder der Augenvorderseite, an der der Schnittpunkt der Bildstelle mit dem Ausrichtungsanzeigelicht beleuchtet wird, sowie des untersuchten Teils durch Markieren der Bildrichtung senkrecht zur Hornhaut-Oberfläche (innere Hornhaut- Oberfläche oder äußere Hornhaut-Oberfläche) der Bildstelle erhalten.
Bei dem Verfahren zur Anzeige einer Bildstelle der Hornhaut bei der Beobachtung oder dem Fotografieren eines vergrößerten Bildes der Hornhaut-Zellen eines zu untersuchenden Teils mittels einer TV-Kamera über das optische Vergrößerungsbildsystem beruhend auf dem reflektierten Licht von der über einen Spalt durch das Illuminationssystem beleuchteten Augapfeloberfläche und während dem Erhalten eines vi suellen Bildes der Augenvorderseite durch die TV-Kamera über das optische Augenvorderseitenbildsystem wird eine Bildpositionsmarke an einer Position angezeigt, die durch ein optionales Mittel aus zwei Informationsteilen berechnet wird, nämlich den aus dem Augenvorderseitenbild der TV-Kamera gewonnenen Koordinaten des Mittelpunkts der Pupille und den Koordinaten einer Hornhaut-Zellen-Bildposition (die der Maschine durch Einstellen des optischen Augenvorderseitenbildsystems der Ausrichtungsposition bekannt ist), die leicht durch die Bewegung der Bildvorrichtung erhalten werden kann, die das Illuminationssystem und das Bildsystem auf ihr angebracht hat. Durch diese Anordnung ermöglicht das Verfahren, daß die korrekte Bildposition oder die Stelle der Hornhaut, von der ein visuelles Bild erhalten wurde, angezeigt wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Diese und weitere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen deutlich, in denen zeigt:
Fig. 1 ein optisches Wegdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 eine Vorderansicht einer Augenvorderseite, die Beobachtungs- oder Fotografierstellen einer Hornhaut zeigen;
Fig. 3 eine Ansicht der Anordnung der Sichtziele entsprechend den Beobachtungs- oder Fotografierstellen, wie sie von der untersuchten Seite aus gesehen werden;
Fig. 4 eine Ansicht, die die Betätigungsknöpfe zum Schalten der Sichtziele zeigt;
Fig. 5 eine Ansicht der Beziehung zwischen der Bildstelle, der Ausrichtungsanzeigelichtposition und einer festen Blickrichtung beim Erhalten eines visuellen Bildes des Mittelpunkts einer Hornhaut;
Fig. 6 eine Ansicht der Beziehung zwischen der Bildposition, der Ausrichtungsanzeigelichtposition und der festen Blickrichtung beim Erhalten eines visuellen Bildes des Randes einer Hornhaut;
Fig. 7 eine Ansicht der Positionsbeziehung zwischen der inneren Hornhautbildposition und dem Mittelpunkt der Pupille beim Erhalten eines visuellen Bildes vom Mittelpunkt einer Hornhaut;
Fig. 8 eine Ansicht der Positionsbeziehung zwischen der inneren Hornhaut-Bildposition und dem Mittelpunkt der Pupille beim Erhalten eines visuellen Bildes des Randes einer Hornhaut;
Fig. 9 eine Ansicht der Positionsbeziehung zwischen dem Mittelpunkt der Pupille, der inneren Bildposition und dem Überwachungsschirm beim festen Betrachten eines Sichtziels;
Fig. 10 eine Ansicht der Positionsbeziehung zwischen dem Mittelpunkt der Pupille und dem Überwachungsschirm, wobei BE = d' berechnet wird, indem mit der Maus der Mittelpunkt der Pupille auf einem Augenvorderseitenbild angeklickt wird, und indem ein Abstand AP&sub0; zwischen dem Pupillenmittelpunkt P&sub0; und der Augenvorderseitenbildrichtung P eingegeben wird;
Fig. 11 eine Ansicht der Positionsbeziehung zwischen der markierten Position auf der Iris und dem Überwachungsschirm, wobei eine Bildpositionsmarke auf dem Überwachungsschirm angezeigt wird, indem BE = d' als Abstand vom Pupillenmittelpunkt P&sub0; angewendet wird; und
Fig. 12 ein Flußdiagramm, das den Betrieb der Ausführungsform zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die Ausführungsformen der Erfindung werden nun unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 ist ein optisches Wegdiagramm der Ausführungsform. Didoen 27&sub1;, die sichtbares Licht für eine Mehrzahl peripherer Lichtziele emittieren, können durch Betätigungsschalter umgeschaltet werden, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, so daß die Bildstelle des untersuchten Auges bewegt wird und dort ein visuelles Bild erhalten wird.
In Fig. 1 ist ein Bildsystem 3 gezeigt mit: einem Illuminations- oder Beleuchtungssystem zur Beleuchtung einer Augapfeloberfläche 2 eines zu untersuchenden Auges 1 durch einen Spalt, einem optischen Vergrößerungsbildsystem, das in der Lage ist, ein Bild des zu untersuchenden Teils durch eine TV-Kamera 35 beruhend auf dem Spalt-Illuminationslicht, mit dem die Augapfeloberfläche 2 beleuchtet wird, unter Vergrößerung zu beobachten oder zu fotografieren, und Sichtzielen, die den Beobachtungsstellen des untersuchten Auges entsprechen, wobei das Bildsystem 3 des weiteren ein optisches Augenvorderseitenbildsystem aufweist, das so angeordnet ist, daß, wenn die zu untersuchende Stelle sich entlang der Ausrichtung der optischen Augenvorderseitenbildachse zu dem untersuchten Auge bewegt, das Ausrichtungsanzeigelicht auf das untersuchte Auge projiziert wird, wodurch die untersuchte Stelle durch das von der Hornhaut reflektierte Licht an einer vorgegebenen Position lokalisiert wird, so daß das von der Hornhaut reflektierte Licht in ein visuelles Bild durch die TV-Kamera 35 abgebildet wird. Das Bildsystem 3 kann sich in drei Richtungen jeweils durch nicht gezeigte Antriebsmittel bewegen, d. h. in einer X-Richtung, die senkrecht die optische Achse 22 des optischen Augenvorderseitenbildsystems kreuzt und die vertikal zu der Papieroberfläche der Figur ist, einer Y-Richtung, die eine Hoch- und Runterrichtung der Papierfläche ist, und einer Z-Richtung, die die Richtung der optischen Achse 22 des optischen Augenvorderseitenbildsystems ist.
Als Illuminationsquellen für den zu untersuchenden Teil der Augapfeloberfläche 2 ist eine Illuminationslampe 4, die zur Fokussierung des optischen Vergrößerungsbildsystems verwendet wird, und eine Strobe-Entladeröhre 8, die zum Fotografieren der inneren Hornhaut-Zellen unter Vergrößerung dient, vorgesehen. Damit die Strahlen des durch die jeweiligen Illuminationsquellen emittierten Lichts die Hornhaut 2 beleuchten, die die zu beobachtetende Oberfläche des untersuchten Auges 1 ist, ist die Strobe-Entladeröhre 8 an einer in einem vorgegebenen geneigten Winkel in bezug auf die Augachse geneigten optischen Beleuchtungsachse 12 über eine Projektionslinse 13 an einer vorgegebenen Position der optischen Beleuchtungsachse 12 vorgesehen, wobei die Beleuchtungslampe 4 an einer optischen Achse senkrecht zu der optischen Beleuchtungsachse 12 über einen Halbspiegel 11 auf der optischen Illuminationsachse 12 angeordnet ist.
Des weiteren ist für das von der Illuminationslampe 4 emittierte Licht an einer Position, an der dieses durch eine Sammellinse 4 fokussiert wird, eine Spaltöffnung 7 zur Verwendung bei der Detektion mit einer vorgegebenen schmalen Breite und entsprechend einer Spaltöffnung 17 an einer Vorderseite einer später beschriebenen Empfangsoptiken 8 für die Verwendung bei der Fokusdetektion vorgesehen. Währenddessen sind für das von der Strobe-Entladeröhre 8 emittierte Licht an einer Position, an der dieses durch eine Sammellinse 9 fokussiert wird, eine Spaltöffnung 10 zur Verwendung bei der Bildaufnahme mit einer spezifischen eher großen Breite vorgesehen und beabsichtigt, um ein größeres Bildsichtfeld zu ermöglichen, wobei ein Abschneidfilter für sichtbares Licht 6 weiterhin auf der optischen Achse der Illuminationslampe 4 vor der Spaltöffnung 7 zur Verwendung bei der Detektion vorgesehen ist. Somit wird von dem Licht der Illuminationslampe 4 nur Infrarotlicht durch den Infrarotlicht reflektierenden und sichtbares Licht durchlassenden Halbspiegel 7 reflektiert und auf die Hornhaut 2 projiziert, während sichtbares Licht von der Strobe-Entladeröhre 8 durch den Halbspiegel 11 hindurchgelassen und auf die Augapfeloberfläche 2 angewendet wird.
Bei dem optischen System zur Abbildung des Augenvorderseitenteils sind ein Halbspiegel 23, als ein Abschneidefilter 24 für sichtbares Licht, eine Augenvorderseitenabbildungslinse 25 und ein Halbspiegel 21 vorgesehen, die die optische Achse 22 mit 45º an jeweils vorgegebenen Positionen der optischen Achse 22 des optischen Augenvorderseitenbildsystems kreuzen und in dieser Reihenfolge von der Vorderseite entlang der Augenachse angeordnet sind. Mit dieser Anordnung wird das Augenvorderseitenbild durch die Augenvorderseitenbildlinse 25 auf einer lichtempfangenden CCD- Oberfläche 34 an der Vorderseite der dahinter angeordneten TV-Kamera 35 abgebildet, während das Licht im nahen Infrarot, die das Ausrichtungsanzeigelicht zur Ausrichtung des untersuchten Teils ist, der sich bewegt, was auch für die später beschriebene Ausrichtung der Vorrichtung dient, projiziert wird, um ein sichtbares Bild zu bilden. Auch sind an spezifizierten Positionen am vorderen Teil des Bildsystems 3 mit der dazwischen angeordneten optischen Achse 22 des optischen Augenvorderseitenbildsystems Infrarotlicht emittierende Dioden 33, 33 so angeordnet, daß sie den vorderen Augenteil von außerhalb der optischen Wege des optischen Beleuchtungssystems und des später beschriebenen optischen Vergrößerungsbildsystems beleuchten. Die Infrarotlicht emittierenden Dioden 33, 33 leuchten zum Erhalten eines Vorderseitenbildes.
Auch auf der Seite gegenüber der optischen Beleuchtungsachse 12 des optischen Beleuchtungssystems mit der da zwischen angeordneten optischen Achse 22 des optischen Augenvorderseitenbeleuchtungssystems ist ein optisches Vergrößerungsbildsystem vorgesehen, das von der Hornhaut reflektiertes Licht des geneigten durch den Schlitz hindurch gelangten Beleuchtungslichts von der Beleuchtungslampe 4 oder der Strobe-Entladungsröhre 8 auf die Augapfeloberfläche 2 empfängt, wobei ein Bild der inneren Hornhaut-Zellen des zu untersuchenden Teils auf einer bildempfangenden Oberfläche (lichtempfangende CCD-Oberfläche) 34 der TV-Kamera 35 abgebildet wird, so daß es möglich ist, das Bild der inneren Hornhaut-Zellen vergrößert zu beobachten oder zu fotografieren. Wenn das Bild der inneren Hornhaut auf der lichtempfangenden Oberfläche 34 der TV-Kamera 35 in einem fokussierten Zustand abgebildet wird, werden die zur Fokusdetektion verwendeten Empfangsoptiken 18, die in eine Position gebracht sind, die durch Verlängern einer optischen Achse 14&sub1; erhalten wird, welche durch eine Objektivlinse 15 des optischen Systems läuft, das von der inneren Hornhaut reflektierte Licht (oder von der äußeren Hornhaut reflektierte Licht) detektieren, welches sich vor den Empfangsoptiken 18 bewegt, wenn sich das Bildsystem 3 nach vorne bewegt.
Genauer gesagt, an vorgegebenen Positionen einer optischen Achse 14&sub1; des optischen Vergrößerungssystems, die symmetrisch mit zu optischen Illuminationsachse 12 in bezug auf die optische Augenvorderseitenbildachse 22 angeordnet sind, ist eine Objektivlinse 15 auf der Augapfeloberflächenseite angeordnet, und ein Halbspiegel 16, der Infrarotlicht durchläßt und sichtbares Licht reflektiert, ist an einer vorgegebenen Position beabstandet von der Objektivlinse 15 angeordnet, um so die optische Achse 14&sub1; in einem vorgegebenen Winkel zu kreuzen und dadurch einen Bildstrahl des reflektierten Lichts des oben beschriebenen Illuminationslichts, das von der Augapfeloberfläche abgeleitet wird, so zu beugen, daß der Bildstrahl senkrecht die optische Achse 22 des optischen Augenvorderseitenbildsystems an einer vorgegebenen Position, im allgemeinen auf der Achslinie, kreuzt. Ein durch den Halbspiegel 16 reflektierter Bildstrahl durchläuft die optische Achse 14&sub1; über ein Felddiaphragma 19 und eine Vergrößerungslinse 20, die in einer Zwischenbildausbildungsebene angeordnet sind. Dann wird sichtbares Licht des zur Bildvergrößerung verwendeten Spaltlichts von dem Strobe-Licht aus dem vergrößerten Bildstrahl völlig durch einen Halbspiegel 21 reflektiert, der die optische Achse 22 des optischen Augenvorderseitenbildsystems in 45º kreuzt, um so gebeugt zu werden und auf der lichtempfangenden Oberfläche (Lichtempfangs-CCD-Oberfläche) 34 der TV-Kamera 35 einzufallen, die auf der optischen Achse 22 des optischen Augenvorderseitenbildsystems vorgesehen ist. Währenddessen wird Infrarotlicht des Spaltlichts zur Detektion einer optimalen Bildposition (zur Verwendung bei der Fokusdetektion) auf den zur Fokusdetektion verwendeten Empfangsoptiken 18 einfallen, die an einer Position vorgesehen sind, in der das Bild des von der Hornhaut reflektierten Bildstrahls durch die Objektivlinse 15 gebildet wird, wobei die Position durch Verlängern des optischen Weges auf der optischen Achse 14&sub1; resultiert.
Mittels der oben beschriebenen Anordnung wird, wenn das Bild der inneren Hornhaut auf der bildempfangenden Oberfläche 34 der TV-Kamera 35 durch die Objektivlinse 15 und die Vergrößerungslinse 20 in einem fokussierten Zustand gebildet wird, das durch den Schlitz gelangte reflektierte Licht der inneren Hornhaut besser von jenem der benachbarten äußeren Hornhaut-Reflexionen durch die Spaltöffnung 17 getrennt, die in Längsrichtung verlängert zu dem von der Hornhaut reflektierten Licht an der Vorderseite der für die Fokusdetektion verwendeten Empfangsoptiken liegt. Gleichzeitig kann durch das zur Detektion verwendete Spaltlicht, das in den Empfangsoptiken 18 einfällt, so wie es in der Breite durch die Spaltöffnung 17 reduziert ist, die an der Position angeordnet ist, in der das von der Illuminationslampe emittierte Licht fokussiert wird, das von der inneren Hornhaut reflektierte Licht durch die Empfangsoptiken mit hoher Positionsgenauigkeit und Zuverlässigkeit detektiert werden, so daß eine optimale Bildposition (Fokusposition) für die Vorrichtung detektiert werden kann.
Des weiteren werden das Ziellicht (sichtbares Licht) zum Vorstellen eines Mittelziels a' (siehe Fig. 3) für die Untersuchung und ein nahes Infrarotlicht, das als Ausrichtungsanzeigelicht dient, um die Augenachse und die optische Achse 22 miteinander in Übereinstimmung zu bringen, und das auch zur Detektion des untersuchten Teils dient, jeweils auf den Halbspiegel 23 auf der optischen Achse 22 des optischen Augenvorderseitenbildsystems von der Seitenrichtung quer zur optischen Achse 22 zum Einfallen gebracht, so daß diese Lichtstrahlen auf der optischen Achse 22 des optischen Augenvorderseitenbildsystems vorgerückt sind, um so auf der Augapfeloberfläche 22 einzufallen. Ebenfalls, um visuelle Bilder spezifischer standardisierter wichtiger Hornhautstellen durch Lenken des zu untersuchenden Auges und dadurch Führen der Bildstelle der Hornhaut zu erhalten, ist es vorgesehen, daß sichtbares Licht auf das untersuchte Auge in der äußeren Zirkumferentialrichtung der optischen Achse 22 des optischen Augenvorderseitenbildsystems angewendet wird, um dem Untersuchten ein Ziel c', das bei 4 Uhr angeordnet ist, ein Ziel b', das bei 6 Uhr angeordnet ist, ein Ziel d', das bei 8 Uhr angeordnet ist, und ein Ziel e', das bei 12 Uhr angeordnet ist (siehe Fig. 3) zu präsentieren, wobei diese alle im gleichen Abstand vom Mittelziel a' um das Mittelziel a' herum angeordnet sind, das auf der Augenachse des untersuchten Auges anzuordnen ist.
Genauer gesagt, an vorgegebenen Positionen neben dem optischen Augenvorderseitenbildsystems sind eine nahes Infrarotlicht emittierende Diode 26, die das Ausrichtungsanzeig licht ist, und eine sichtbares Licht emittierende Diode 27, die das Ziellicht ist, so angeordnet, daß die optischen Achsen ihre jeweiligen Strahlen parallel zu der optischen Achse 22 des optischen Augenvorderseitenbildsystems sind. Durch diese Anordnung durchläuft das nahe Infrarotlicht der nahen Infrarotlicht emittierenden Diode 26 eine Sammellinse 28, einen Spiegel 29, einen Spiegel 30, der nahes Infrarotlicht reflektiert und sichtbares Licht hindurchläßt, einen Spiegel 31 und eine Sammellinse 32 und wird durch die spiegelnde Oberfläche des Halbspiegels 23 reflektiert, um so auf die Augapfeloberfläche 2 auf der optischen Achse 22 des optischen Augenvorderseitenbildsystems einzufallen. Des weiteren durchläuft das sichtbare Licht der sichtbares Licht emittierenden Diode 27 den Spiegel 30, der das nahe Infrarotlicht reflektiert und sichtbares Licht hindurchläßt, und ähnlich dem Infrarotlicht durchläuft es den Spiegel 31, die Sammellinse 32 und den Halbspiegel 23, wobei es entlang der optischen Achse 22 des optischen Augenvorderseitenbildsystems vorrückt, um so auf der Augapfeloberfläche 2 einzufallen. Des weiteren sind an vorgegebenen Positionen in Richtung von 4 Uhr, 6 Uhr, 8 Uhr und 12 Uhr - betrachtet von dem Untersuchten aus - in etwa im gleichen Abständen von der optischen Achse 22 um die optische Achse 22 herum sichtbares Licht emittierende Dioden 27&sub1; so angeordnet, daß sie jeweils dem untersuchten Auge 1 gegenüber liegen.
Auch wird bei dem Bildsystems 3 durch Betätigung der Betätigungsknöpfe, die Lichtschalter auf einer Druckschalterbasis 36 (siehe Fig. 4) einer nicht gezeigten Betriebseinheit sind, beispielsweise durch einfaches Drücken des Aufzeichnungsknopfes 39 das Mittelziel a' (siehe Fig. 3) angeschaltet, wobei ein Bild einer Stelle an der Mitte der Pupille P der Iris I des Augenvorderteils aus Fig. 2, die eine beobachtete oder fotografierte Stelle des Untersuchten zeigt, der fest das Mittelziel a' anschaut, erhalten, so daß ein Augenvorderseitenbild, das von der Betrachtung des Ausrichtungsanzeigelichts resultiert oder ein vergrößertes Bild der Hornhaut-Innenzellen an der Bildstelle a auf dem mit der TV-Kamera 35 verbundenen Monitor beobachtet oder fotografiert werden kann. Dann wird jedesmal, wenn ein Änderungsknopf 37 gedrückt wird, das Ziel (Ziellicht) in der Reihenfolge von beispielsweise a'_ b' _ c' _ d' _ e' _ a' (siehe Fig. 3) geändert. Bei diesem Betrieb wird, wenn der Untersuchte fest jedes Ziel (Ziellicht) neben dem Ziel a', das an der Standardposition angeordnet ist, beobachtet, die Beobachtungsstelle oder die Bildstelle des untersuchten Auges vertikal symmetrisch zu dem Ziel in bezug auf die Pupillenmittelstelle a. Das heißt, wenn der Untersuchte fest das Ziel b' in der 6-Uhr-Richtung unterhalb des mittleren Standardziels a' anschaut, ist die Beobachtungs- oder Bildstelle gleich b an der 12-Uhr-Richtung oberhalb der Pupille Pu; wenn der Untersuchte fest das Ziel c' in der 4-Uhr- Richtung anschaut, ist die Beobachtungs- oder Bildstelle c in der 2-Uhr-Richtung; wenn der Untersuchte fest das Ziel d' in der 8-Uhr-Richtung anschaut, ist die Beobachtungs- oder Bildstelle gleich d in der 10-Uhr-Richtung; und wenn der Untersuchte fest das Ziel e' in der 12-Uhr-Richtung anschaut, ist die Beobachtungs- oder Bildstelle e in der 6- Uhr-Richtung (siehe Fig. 2).
Auch entsprechend dem Betrieb des Änderungsknopfes 37 wird die Bildposition auf einer nicht gezeigten Steuertafel oder einem Überwachungsschirm angezeigt. Dementsprechend wird eine geeignete Position durch den Betrieb des Änderungsknopfes 37 gewählt und der Aufzeichnungsknopf 39 wird betätigt, wodurch die ausgewählte Position abgebildet wird. Des weiteren, beim Betrieb des Änderungsknopfes 37, wenn ein Mittelknopf 38 bei einem der Schritte gedrückt wird, wird das Ziel zur Standardposition a' zurückkehren.
Bei der Vorrichtung ist in Übereinstimmung mit einer Änderung des Aufleuchtens des Ziels (Ziellicht) eine Position auf dem lichtempfangenden Element (CCD-Fotorezeptor 34 in der Figur) zum Empfang des von der Hornhaut reflektierten Lichts des Ausrichtungsanzeigelichts angeordnet, um von der Mittelposition weg bewegbar zu sein, welche die Standardposition ist. Bei dieser Anordnung wird zur Änderung der Bildstelle das Bildsystem 3 in der X- und Y-Richtung so bewegt, daß die Bildrichtung senkrecht zu der Hornhaut-Innenoberfläche der Bildstelle wird, wodurch das Ausrichtungsanzeigelicht zu einer spezifischen Position auf der lichtempfangenden Oberfläche geführt wird, die die Ausrichtungsposition ist. Dann wird das Bildsystem 3 in der Z-Richtung bewegt, während das Ausrichtungsanzeigelicht in einer vorgegebenen Position gehalten wird. Wenn das Bildsystem 3 die Bildposition erreicht hat, kann das untersuchte Auge korrekt in eine vorgegebene Richtung geführt werden, so daß ein visuelles Bild des untersuchten Teils mit hoher Positionsgenauigkeit erreicht werden kann.
Die Fig. 5 und 6 zeigen optische Wege, welche die Korrelation zwischen der Bildstelle und der Hornhaut-Oberfläche, der Ausrichtungsanzeigelichtposition und der festen Blickrichtung mit mehr oder weniger Deutlichkeit zeigen. Fig. 5 zeigt einen Fall, in dem einer zu untersuchenden Person fest das Ziel (Ziellicht) a' gezeigt wird, d. h. die fest in Richtung der optischen Bildachse blickt, in der ein visuelles Bild der inneren Hornhaut erhalten wird. In diesem Fall sind das Krümmungszentrum Q&sub1; der äußeren Hornhaut, das Krümmungszentrum Q&sub2; der inneren Hornhaut und ein virtuelles Ausrichtungsanzeigebild AP in einer geraden Linie aufgereiht, wenn sie in der Bildrichtung P betrachtet werden. Das heißt, die Bildrichtung P, die die Richtung der optischen Achse ist, fällt mit der festen Blickrichtung S zusammen und schneidet ebenfalls senkrecht eine Hornhaut- Außenfläche 2a mit einem Radius r&sub1; unter Berücksichtigung des Krümmungszentrums Q&sub1; der Hornhaut-Außenfläche als Mittelpunkt und eine Hornhaut-Innenfläche 2b mit einem Krümmungsradius r&sub2; unter Berücksichtigung des Krümmungszentrums Q&sub2; der inneren Hornhaut. Wenn die Strahlen des Ausrichtungsanzeigelichts A, A durch die Hornhaut-Außenoberfläche 2a reflektiert werden, wird ein virtuelles Ausrichtungsanzeigebild AP, das aus einem Schnittpunkt zwischen den Strahlen des reflektierten Ausrichtungsanzeigelichtes A, A, die symmetrisch in bezug auf eine Linie reflektiert werden, die den Reflexionspunkt und das Krümmungszentrum Q&sub1; der Hornhaut-Außenfläche verbinden (zweifach gepunktete Kettenlinie in der Figur), auf der optischen Bildachse positioniert. Dann kann an dem Bildmittelpunkt Pc, der die Bildstelle a der Hornhaut-Innenfläche 2b zeigt, da die Hornhaut-Innenfläche 2b senkrecht die Bildrichtung P kreuzt, ein visuelles Bild der Stelle a mit hoher Genauigkeit erhalten werden.
Fig. 6 zeigt einen Fall, in dem die innere Hornhaut abgebildet werden kann, wobei der zu Untersuchende fest das Ziel b' oder andere um das Mittelziel (Ziellicht) a' beobachtet, was die Standardposition ist. In diesem Fall dreht sich der Augapfel 1 des zu Untersuchenden um ein Augapfelrotationszentrum O, und seine feste Blickrichtung S ist hin zu einer Richtung, die die Bildrichtung P kreuzt, während die Strahlen des gesammelten Ausrichtungslichts A, A ein virtuelles Bild in der Richtung des Krümmungszentrums der äußeren Hornhaut bilden, entweder oberhalb oder unterhalb. Jedoch werden ein virtuelles Ausrichtungsanzeigebild AP' aufgrund des Krümmungszentrums Q&sub1;' der äußeren Hornhaut, des Krümmungszentrums Q&sub1; der inneren Hornhaut und des Ausrichtungslichts A, A nicht in einer geraden Linie, betrachtet aus der Bildrichtung P, angeordnet sein. Dementsprechend wird beim Erhalten des virtuellen Ausrichtungsanzeigebildes in Übereinstimmung mit der Ausrichtungsposition, wenn die Ausrichtungsposition die gleiche wie beim Erhalten des visuellen Bildes aus der mittleren Stelle ist, der Hornhaut-Innenradius r&sub2; kleiner sein als der Hornhaut- Außenradius r&sub1;, so daß die Bildrichtung P tatsächlich senkrecht zur äußeren Hornhaut-Oberfläche 2a sein wird, aber nicht senkrecht zur inneren Oberfläche 2b, was zu einem erfolglosen Abbilden der inneren Hornhaut führt. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die so angeordnet ist, daß die vorgegebene Position auf dem Fotorezeptor, was die ausgerichtete Position ist, beweglich in Übereinstimmung mit der Bewegung der Lichter der Sichtziele ist, wird das Krümmungszentrum Q&sub2;' der inneren Hornhaut an einer Position abgebildet, die in der Blickrichtung P mit der Blickrichtung S betrachtet wird, die in Richtung der optischen Bildachse anliegt. Auf diese Art wird die Bildrichtung P orthogonal die innere Hornhaut-Oberfläche 2b im Bildzentrum Pc so kreuzen, daß eine erfolgreiche visuelle Abbildung des untersuchten Teils erhalten werden kann.
Auch kann bei der oben beschriebenen Vorrichtung zum Erhalten visueller Bilder der Hornhaut-Zellen erfolgreich ein visuelles Bild der inneren Hornhaut mit hoher Genauigkeit erzielt werden, wenn es abgebildet wird, wobei der zu Untersuchende fest ein Sichtziel an einer vorgeschriebenen Position um das Standardsichtziel herum anschaut. Jedoch ist es beim Aufzeichnen sowohl visueller Bilder eines Augenvorderseitenbildes, das die Bildstelle zeigt, und eines vergrößerten Innenhornhautbildes eines untersuchten Teils wünschenswert, jegliche Differenz der Bildqualität dieser beiden zu eliminieren.
Genauer gesagt, wenn das Ausrichtungsanzeigelicht auf den untersuchten Teil projiziert und das Bildsystem nach vorne bewegt wird, wobei der von der Hornhaut reflektierte Lichtspot an einer vorgegebenen Position auf der lichtempfangenden Oberfläche der TV-Kamera gehalten wird, die ein bildempfangendes Element darstellt, wird das optische Au genvorderseitenbildsystem (Augenvorderseitenbeobachtungssy- Stem) wegen der Änderung des Beobachtungsabstand ein dunkles optisches System aufgrud der Notwendigkeit, eine tiefere Fokussiertiefe zu erhalten. In diesem Fall werden zwei Bilder mit unterschiedlicher Helligkeit, nämlich ein Bild zum Aufzeichnen des Augenvorderseitenbildes durch das optische System, und ein Bild zum Aufzeichnen eines vergrößerten Bildes der inneren Hornhaut durch das optische Vergrößerungsbildsystem, welches das Strobe-Licht der Hornhaut-Zellen verwendet, die Hochgeschwindigkeitsbewegungen sowie kleine Festblickbewegungen enthalten, beide von einem Bildempfangssystem mit guter Bildqualität empfangen werden müssen.
Aus diesem Grund ist es bei der oben beschriebenen Vorrichtung vorzuziehen, daß die TV-Kamera 35 mit einem Verstärkungsfaktor-Änderungsmittel ausgestattet ist, durch das der Verstärkungsfaktor (Sensibilität) der TV-Kamera 35 durch ein Epithelium-Detektionssignal erhöht wird, welches aus den Faseroptiken 18 zur Verwendung bei der Fokusdetektion erhalten wird, so daß ein Augenvorderseitenbild; bei dem der Ausrichtungslichtspot der untersuchten Stelle positioniert ist, aufgezeichnet wird, und wobei nach dem Aufzeichnen der Verstärkungsfaktor (Sensitivität) der TV-Kamera 35 zurückgeschaltet wird, so daß ein vergrößertes Bild der inneren Hornhaut des untersuchten Teils mit dem Endothelium- Detektionssignal aufgezeichnet wird. Bei dieser Anordnung werden zwei Bilder, ein Augenvorderseitenbild und ein vergrößertes Bild der inneren Hornhaut, die unterschiedliche Helligkeit haben, durch die TV-Kamera 35 mit guter Bildqualität empfangen und erfolgreich durch das Aufzeichnungsmittel, das in der Vorrichtung vorgesehen ist, aufgezeichnet.
Als nächstes wird ein Verfahren zur Anzeige einer Bildposition um eine Hornhaut herum für diese Art von Vorrichtung zum Erhalten visueller Bilder der Hornhaut-Zellen beschrie ben, das heißt eine Vorrichtung, die so angeordnet ist, daß Spaltlicht von dem optischen Spalt-Illuminationssystem auf die Augapfeloberfläche eines untersuchten Auges angewendet wird und wobei ein vergrößertes Bild der Hornhaut-Zellen des untersuchten Teils von dem von der Hornhaut reflektierten Licht des Spalt-Illuminationslichtes über das optische Vergrößerungsbildsystem beobachtet oder fotografiert wird, während ein Augenvorderseitenbild entsprechend der Bildposition des oben beschriebenen vergrößerten Bildes von der TV-Kamera über das optische Augenvorderseitenbildsystem erhalten wird.
Für diesen Zweck ist die Vorrichtung zum Erhalten optischer Bilder der Hornhaut-Zellen in der Lage, ein Augenvorderseitenbild mit einer angezeigten Bildpositionsmarke M, die später beschrieben wird, oder ein vergrößertes Bild der inneren Hornhaut-Zellen an einer Bildstelle auf einem Monitor 40, der mit der TV-Kamera 35 des Bildsystems 3 (siehe Fig. 1) verbunden ist, zu beobachten oder zu fotografieren, indem die Betriebsknöpfe (siehe Fig. 4), die Lichtschalter einer nicht gezeigten Betriebseinheit darstellen, zur Änderung des Sichtziels (Ziellicht) einzeln betätigt werden, und wobei die Sichtlinie der untersuchten Person gelenkt wird, um ein visuelles Bild des beobachteten oder der fotografierten Stelle des untersuchten Auges zu erhalten, das fest ein Sichtziel in der Mitte oder am Rand, wie benötigt, betrachtet.
Nun wird das Anzeigen einer Bildstelle beschrieben, wenn ein vergrößertes Bild der Hornhaut-Zellen eines untersuchten Teils mit der oben beschriebenen Vorrichtung zum Erhalten visueller Bilder der Hornhaut-Zelle erhalten wird.
Fig. 7 zeigt die Positionsbeziehung zwischen der inneren Hornhaut-Bildposition Pc und dem Pupillenzentrum Po, wenn ein Bild der Hornhautmitte erhalten wird, wobei die unter suchte Person fest das Mittelsichtziel der Bildvorrichtung betrachtet. Fig. 8 zeigt die Positionsbeziehung zwischen der inneren Hornhaut-Bildposition Pc und dem Pupillenmittelpunkt Po, wenn ein Bild des Hornhaut-Randteils erhalten wird, wobei die untersuchte Person fest das vorher genannte benötigte Randsichtziel (Ziellicht 271) betrachtet.
In Fig. 7 schaut der Untersuchte in Richtung S, wobei er fest auf das Mittelsichtziel schaut, und das optische Augenvorderseitenbildsystem wird automatisch so ausgerichtet, daß es hin zu dem Krümmungsmittelpunkt Q&sub2; der inneren Hornhaut gerichtet ist, wobei das Rotationszentrum O des Augapfels, das Krümmungszentrum Q&sub2; der inneren Hornhaut, das Pupillenzentrum Po und die innere Hornhaut-Bildposition Pc in einer geraden Linie mit der Bildrichtung P ausgerichtet sind, wobei in diesem Zustand ein visuelles Bild der Zellen der inneren Hornhaut-Bildposition und ein Augenvorderseitenbild unverzüglich von dem optischen Bildsystem erhalten und aufgezeichnet werden.
Wenn der Randteil der Hornhaut betrachtet wird, wird ein Randsichtziel (beispielsweise das Sichtziel in der 4-Uhr- Richtung) aufleuchten (das Mittelsichtziel ist aus), und die Sicht des Untersuchten wird so gelenkt, daß der Untersuchte fest das Sichtziel anschaut, mit dem Ergebnis, daß der Untersuchte in Richtung S schaut, die gegenüber der Horizontalrichtung geneigt ist, wie es in Fig. 8 gezeigt ist, wobei sich das optische Bildsystem in drei Richtungen, nämlich X-, Y- und Z-Richtung, bewegt, während es in der Horizontalrichtung, wie im vorangehenden Fall, fest bleibt, um so hin zu dem Krümmungsmittelpunkt Q&sub2; der inneren Hornhaut gerichtet zu sein, wobei in diesem Zustand ein visuelles Bild der Zellen an der inneren Hornhaut-Bildposition Pc und ein Augenvorderseitenbild mit dem Pupillenzentrum Po, das unterhalb der Bildrichtung P angeordnet ist, erhalten und aufgezeichnet wird. Wenn die Sicht hin zu einem Randsicht ziel von dem Mittelsichtziel verschoben wird, wird die Bewegung BE des Hornhaut-Innenzentrums E, betrachtet aus der Bildrichtung P, um ein Q&sub2;E/Q&sub2;Po-faches einer Bewegung APo des Pupillenmittelpunkts % vergrößert. Dann wird ein Abstand d zwischen der Innenhornhaut-Bildposition Pc, die der Schnittpunkt zwischen der inneren Hornhaut 2b und der Bildrichtung P ist, und der festen Blickrichtung 5 gleich einem Abstand einer Position symmetrisch zu BE in bezug auf die Punkte E und Pc und gleich dem Abstand BE. Deshalb, wenn BE = d' ist, kann die Bildpositionsmarke an einer korrekten Position in bezug auf den Pupillenmittelpunkt Po durch Markieren einer Position (F), die um d' von dem Pupillenmittelpunkt Po in der Richtung der inneren Hornhaut-Bildposition Pc betrachtet in der Bildrichtung P entfernt ist, markiert werden.
Als nächstes wird der Prozeß, in dem die Bildpositionsmarke auf dem Augenvorderseitenbild auf dem Monitor angezeigt wird, unter Bezug auf die Fig. 9 bis 11 beschrieben, die Positionsbezugsdiagramme zwischen dem Pupillenmittelpunkt Po, der inneren Hornhaut-Bildposition Pc und dem Monitorschirm 36 sind, und in bezug auf Fig. 12, die ein Flußdiagramm ist, welches den Betrieb des Systems zeigt.
Damit als erstes in dem Bildsystem 3 der Untersuchte dazu gebracht wird, ein gefordertes Sichtziel (Ziellicht) fest anzuschauen, wird eine sichtbares Licht emittierende Diode 271 an einer vorgegebenen Position in der 6-Uhr-Richtung angeschaltet und der Blick des Untersuchten wird so gelenkt, daß der Untersuchte fest das Sichtziel anschaut. Dann bewegt sich das optische Augenvorderseitenbildsystem in drei Richtungen, nämlich der X-, der Y- und der Z-Richtung, während es die Horizontalausrichtung beibehält, wobei die Vorrichtung automatisch so ausgerichtet wird, daß sie hin zu der Richtung des Krümmungszentrums Q&sub2; der inneren Hornhaut gerichtet ist, wobei in diesem Zustand ein Zellen bild an der inneren Hornhaut-Bildposition Pc und ein Augenvorderseitenbild erhalten und aufgezeichnet werden. In diesem Fall ist das Augenvorderseitenbild des untersuchten Auges, wie es in Fig. 9A gezeigt ist, wobei das untersuchte Auge fest das Sichtziel in der 6-Uhr-Richtung anschaut, um in die Richtung S zu blicken, auf dem Monitorbildschirm 36 angezeigt, der mit der Schaltung auf der Ausgabeseite der TV-Kamera 35 verbunden ist, und sieht aus wie in Fig. 9B. Die innere Hornhaut-Bildposition Pc ist in diesem Fall an einer Position in der 12-Uhr-Richtung oberhalb des Pupillenzentrums auf dem Schirm 36 in einem Abstand kleiner als der Abstand (vorangehend d) von dem tatsächlichen Pupillenzentrum Po entfernt angeordnet.
In dem darauffolgenden Prozeß wird der Abstand von APo, wie er in Fig. 10A gezeigt ist, in eine nicht gezeigte arithemtische Einheit eingegeben, indem die Maus das Pupillenzentrum Po des Augenvorderseitenbildes auf dem Monitorschirm 36 anklickt. Dann wird ein vergrößerter Abstand, der sich aus der Vergrößerung des Abstands APo durch ein Verhältnis eines Abstands Q&sub2;Po von dem Krümmungszentrum der inneren Hornhaut Q&sub2; zu der Iris I zu dem Abstand Q&sub2;E zu der inneren Hornhaut, das heißt einen Abstand BE = d', der von APo · Q&sub2;E / Q&sub2;Po abgeleitet wird, berechnet (siehe Fig. 10).
Unter Verwendung des berechneten d' wird eine Bildpositionsmarke M, beispielsweise in viereckiger Form, an einer Position (F), die um d' von dem Pupillenmittelpunkt Po in Richtung der inneren Hornhaut-Bildposition Pc entfernt ist, angezeigt (markiert). Dies ermöglicht es zu wissen, welche Position der inneren Hornhaut betrachtet wurde oder die korrekte Bildposition des vergrößerten Bildes der inneren Hornhaut-Zellen zu kennen (siehe Fig. 11A und 11B).
Zusätzlich zu der Eingabe des Abstands APo, wie es in Fig. 10A gezeigt ist, kann anstelle des Anklickens des Pupillen mittelpunkts mit der Maus die Bildpositionsanzeigemarke M automatisch auf dem Augenvorderseitenbild auf dem Monitorschirm 36 angezeigt werden, indem automatisch das Pupillenzentrum Po durch Eingabe des Abstands APo angezeigt wird, ohne daß der Anklickvorgang vorgenommen wird. Auch kann die Bildpositionsanzeigemarke willkürlich gewählt werden. Des weiteren kann auch das Verfahren zur Berechnung der Bildposition frei gewählt werden, um das Berechnungsverfahren der Ausführungsform zu ersetzen, wobei verschiedene Änderungen und Modifikationen innerhalb des Rahmens erlaubt sind, die nicht von dem Geist der Erfindung abweichen.
Entsprechend der Vorrichtung zum Erhalten visueller Bilder der Hornhaut-Zellen entsprechend der Erfindung, kann die Blickrichtung des Untersuchten von der Mittelposition zu einem benötigten Randposition-Sichtziel gelenkt werden, indem einfach selektiv Druckschalter oder ähnliches betätigt werden, welche als Schalter dienen, und in der Vorrichtung vorgesehen sind, ohne daß es einer Entscheidung des Bedieners bedürfte. Somit kann ein vergrößertes Bild der Hornhaut-Zellen einer geforderten wichtigen Stelle des Augapfels einer untersuchten Person leicht beobachtet oder fotografiert werden.
Erfindungsgemäß, wenn das optische System der Bildvorrichtung nach dem Starten aus seiner Standby-Position eine Bildposition erreicht hat, kann das untersuchte Auge korrekt in eine vorgegebene Richtung gelenkt werden, so daß ein visuelles Bild des untersuchten Teils mit hoher Positionsgenauigkeit erhalten werden kann.
Erfindungsgemäß kann bei der Beobachtung oder dem Fotografieren eines vergrößerten Bildes der Hornhaut-Zellen des untersuchten Teils durch Führen der Blickachse der untersuchten Person durch die Vorrichtung zum Erhalten visueller Bilder der Hornhaut-Zellen ein visuelles Bild einer wichti gen Stelle, an der die Hornhaut des Untersuchten stabilisiert ist, leicht erhalten werden.
Entsprechend der Vorrichtung zum Erhalten visueller Bilder der Hornhaut-Zellen entsprechend der Erfindung wird, wenn ein visuelles Bild an einer Bildstelle der Hornhaut eines untersuchten Auges erhalten wird, wobei die Bildstelle schaltbar bewegt wird, die Bildrichtung senkrecht zu einer Hornhaut-Oberfläche, wie etwa der inneren Hornhaut-Oberfläche der untersuchten Stelle oder der äußeren Hornhaut-Oberfläche, auf der die Kontaktlinse aufliegt, gemacht, so daß ein Augenvorderseitenbild, bei dem die untersuchte Stelle, in der der Lichtspot aufgrund des Ausrichtungsanzeigelichts positioniert ist, bekannt werden, wobei ein vergrößertes Bild der Hornhaut-Zellen des untersuchten Teils mit hoher Genauigkeit erhalten werden kann.
Entsprechend dem Verfahren zur Anzeige einer Bildposition auf eine Hornhaut für die Vorrichtung zum Erhalten visueller Bilder der Hornhaut-Zellen entsprechend der Erfindung wird bei der Beobachtung oder dem Fotografieren eines vergrößerten Bildes der inneren Hornhaut-Zellen eines untersuchten Teils der Hornhaut, der in Abhängigkeit von der Vorgabe der medizinischen Behandlung gefordert wird, die Bildstelle, die bekanntermaßen auf dem Augenvorderseitenbildschirm nur angenähert an einer falschen Position angezeigt würde, durch Anzeigen einer Bildpositionsmarke an der korrekten Position der Augapfeloberfläche des Augenvorderseitenbildschirms bekannt sein, was den bekannten Nachteil überwindet und was in großem Maße zu der medizinischen Behandlung und der Untersuchung der inneren Hornhaut beiträgt.

Claims

1. Vorrichtung zur Abbildung von Hornhautzellen, bei der ein Spalt-Licht von einem optischen Spaltilluminationssystem (4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13) auf eine Augapfeloberfläche (2) eines untersuchten Auges (1) so angewendet wird, daß ein vergrößertes Bild der Hornhautzellen eines untersuchten Teils mittels des von der Hornhaut reflektierten Lichts beobachtet oder fotographiert wird, das von dem Spaltilluminationslicht über ein optisches Bildvergrößerungssystem (14, 15, 16, 19, 20, 21, 34, 35) erhalten wird, und die enthält:

eine Mehrzahl Sichtziele (27, 271), die aus sichtbaren Lichtquellen bestehen und dem beobachteten Auge gegenüberliegen;

dadurch gekennzeichnet, daß

die Mehrzahl Sichtziele (27, 271) so angeordnet sind, daß sie einzeln durch einen Mittelpositionslicht-Schalter (38) und einen Randpositionslicht-Änderungsschalter (37) schaltbar sind.

2. Vorrichtung zur Abbildung von Hornhautzellen nach Anspruch 1,

bei der die Sichtziele (27, 271) einstückig mit dem optischen Bildvergrößerungssystem (14, 15, 16, 19, 20, 21, 34, 35) vorgesehen sind.

3. Vorrichtung zur Abbildung von Hornhautzellen nach Anspruch 1,

bei der die Sichtziele (27, 271) aus einem Mittelsichtziel (27), das auf einer Augenachse des untersuchten Auges angeordnet ist, und aus Randsichtzielen (271) bestehen, die in etwa in gleichem Abstand von dem Mittelsichtziel (27) in Richtung 4 Uhr, 6 Uhr, 8 Uhr und 12 Uhr um das Mittelsichtziel angeordnet sind, zusammengesetzt sind.

4. Vorrichtung zur Abbildung von Hornhautzellen nach Anspruch 1,

bei der das optische Bildvergrößerungssystem (14, 15, 16, 19, 20, 31, 34, 35) ein vergrößertes Bild eines untersuchten Teils auf einer bildempfangenden Oberfläche (34) einer TV-Kamera (35) beruhend auf dem Spaltilluminationslicht, mit dem die Augapfeloberfläche (2) beleuchtet wurde, ausbildet und wobei es enthält:

Empfangsoptiken (18) zur Fokusdetektion, die in einer solchen Position angeordnet sind, daß sie von der Hornhaut reflektiertes Licht des Spaltlichtes über zumindest eine Objektivlinse (15) empfangen;

ein optisches Augenvorderseite-Bildsystem (22, 23, 24, 25, 21, 34, 35), um ein sichtbares Bild einer Augenvorderseite beruhend auf einem Augenvorderseiten-Illuminationslicht zu erhalten;

ein Ausrichtungsanzeige-Lichtprojektionsmittel, um ein Ausrichtungsanzeigelicht auf das untersuchte Auge zu projizieren;

ein Hornhautreflektionslicht-Empfangsmittel (34, 35) zum Empfang des von der Hornhaut reflektierten Lichts des Ausrichtunganzeigelichts; und

ein Mittel zum Bewegen des Bildsystems in Bezug auf das untersuchte Auge (1) in Abhängigkeit von der Ausgabe des Lichtempfangmittels (34, 35), so daß das von der Hornhaut reflektierte Licht des Ausrichtunganzeigelichts in eine bestimmte Position auf einem Fotorezeptor des Lichtempfangsmittels gebracht wird,

wodurch das Mittelsichtziel (27) gegenüber dem untersuchten Auge eingestellt wird; und

wobei die spezifische Position des Fotorezeptors in Übereinstimmung mit der Lichtverschiebung der Sichtziele (27, 271) bewegt werden kann.

5. Vorrichtung zur Abbildung von Hornhautzellen nach Anspruch 1,

bei der das optische System (3) ein Illuminationsmittel (8) aufweist, um eine Augapfeloberfläche (2) eines Patientenauges (1) über eine spaltförmige Öffnung (10) anzublitzen.

6. Vorrichtung zur Abbildung von Hornhautzellen nach Anspruch 5,

bei der die Mittelziellampe (27) entlang der Augenachse zu plazieren ist, die eine horizontale Linienachse ist, welche durch ein Augapfelrotationszentrum (O) verläuft.

7. Vorrichtung zur Abbildung von Hornhautzellen nach Anspruch 1,

bei der das optische Illuminationssytem enthält:

a) erste optische Mittel zur Beobachtung und zum Erhalten visueller Bilder eines vorderen Abschnitts (2) eines Patientenauges (1) über eine Videokamera (35), die vor dem Auge (1) angeordnet ist, beruhend auf Illuminationslampen (33, 33);

b) zweite optische Mittel zum Anblitzen der Augapfeloberfläche (2) über eine spaltförmige Öffnung (10), aus einer Richtung unterschiedlich zu jener der ersten optischen Achse (22) des ersten optischen Mittels;

c) dritte optisches Mittel mit einer Objektivlinse (15) zur Vergrößerung der spaltförmigen visuellen Bilder eines untersuchten Abschnitts der Augapfeloberfläche (2), die von dem zweiten optischen Mittel erzeugt werden;

d) vierte optische Mittel zum Aussenden eines Ausrichtungsanzeigelichts auf die Augapfeloberfläche (2) entlang der ersten optischen Achse (22), so daß das Anzeigelicht an der Hornhautoberfläche des Auges (1) zurückreflektiert wird;

Reflektionslicht-Empfangsmittel mit einem Lichtempfangselement zum Empfang des reflektierten Lichts des Ausrichtungsanzeigelichts, welches von der Hornhautoberfläche reflektiert wurde; und

einem Verschiebungsmittel zum Verschieben der optischen Einheit (3) in der Quer- und der Vertikalrichtung (X- und Y-Richtung) in Abhängigkeit von dem Ausrichtungsanzeigelicht auf dem Lichtempfangselement des Lichtempfangmittels, so daß das reflektierte Licht sich hin zu einer vorgegebenen Mittelposition auf dem lichtempfangenden Element bewegt, wobei die vorgeschriebene mittlere Position des Lichtempfangselements zu einer von einer Mehrzahl vorgegebener Randpositionen auf diesem in Abhängigkeit von dem An- und Ausschalten der Ziellampen (27, 271) verschiebbar ist.

8. Vorrichtung zur Abbildung von Hornhautzellen nach Anspruch 7,

bei der das optische Illuminationssystem desweiteren enthält:

Illuminationsmittel zum Beleuchten der Augapfeloberfläche (2) über einen zweiten Schitz (7), der in einer Richtung einer zweiten optischen Achse (12) des zweiten optischen Mittels ausgebildet ist, und

eine Empfangsoptik (18), die entlang einer fünften optischen Achse, getrennt von einer dritten optischen Achse (14&sub1;) des dritten optischen Mittels, vorgesehen ist, um eine Fokussierung des vergrößerten visullen Bildes des untersuchten Abschnitts der Hornhautzellen auf der Lichtempfangsoberfläche (34) der Videokamera (35) zu detektieren, wenn sich ein Brennpunkt des vergrößerten visuellen Bildes vor den Empfangsoptiken bewegt, wenn die optische Einheit (3) weiter auf den Augapfel (1) zubewegt wird, nachdem das reflektierte Licht auf dem Lichtempfangselement (1) die vorgeschriebene Position erreicht hat.

9. Vorrichtung zur Abbildung von Hornhautzellen nach Anspruch 1,

die des weiteren enthält:

Mittel zum Anzeigen einer Bildpositionsmarke an einer Position, die sowohl aus den Koordinaten einer Pupille des Auges auf einem Augvorderseiten-Bildschirm der TV-Kamera als auch aus Koordinaten der Hornhautzellenbildposition berechnet wurde.

10. Verfahren zum Anzeigen einer Bildposition um eine Hornhaut unter Verwendung einer Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Verfahren einen Schritt des Anzeigens einer Bildpositionsmarke an einer Position umfaßt, die sowohl aus den Koordinaten einer Pupille des Auges auf dem Augenvorderseiten-Bildschirm der TV-Kamera als auch aus Koordinaten der Hornhautzellenbildposition berechnet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10,

zum Anzeigen einer Randposition der Hornhaut, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:

Gewinnen eines orthogonalen Abstandes (APo) von einem Pupillenmittelpunkt (Po) zu der ersten optischen Achse (22) des ersten optischen Mittels;

Gewinnen eines vergrößerten Abstands (d) durch Multiplizieren des orthogonalen Abstands (APo) durch ein Verhältnis von zwei Abständen von einem Mittelpunkt (Q&sub2;) der Hornhautendotheliumkrümmung (2b) zu einem Mittelpunkt (E) des Hornhautendothelium und zu dem Pupillenmittelpunkt (Po); und

Markieren einer Position, die um den Abstand (d = d') von dem Pupillenmittelpunkt (Po) in einer Richtung hin zu einer Endothelium-Bildposition (Pc) beabstandet ist, was eine Schnittstelle der ersten optischen Achse (22) und der Hornhautoberfläche ist.