DE69414913T2

DE69414913T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Bildern der Hornhaut

Info

Publication number: DE69414913T2
Application number: DE69414913T
Authority: DE
Inventors: Yoichi C/O Konan Common Co. Ltd. Nishinomiya-Shi Hyogo Hamada; Tatsuya C/O Konan Common Co. Ltd. Nishinomiya-Shi Hyogo Kasahara
Original assignee: KONAN COMMON CO
Current assignee: KONAN COMMON CO
Priority date: 1993-06-10
Filing date: 1994-06-09
Publication date: 1999-07-01
Anticipated expiration: 2014-06-10
Also published as: EP0628281A1; DE69414913D1; US5548354A; EP0628281B1

Description

Verfahren zum Gewinnen von Bildern der Hornhaut und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Hintergrund der Erfindung

1. Erfindungsgebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum Gewinnen von Bildern einer Kornea, mittels welchen vergrößerte Bilder von Korneazellen, wie beispielsweise Endothelzellen oder Epithelzellen der Kornea eines Augapfels eines Patienten beobachtet oder fotographiert werden können.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Um den Einfluß von Kontaktlinsen sehen zu können oder um vor oder nach einer Operation des grauen Stars eine medizinische Untersuchung und Behandlung durchführen zu können, ist es notwendig, den Zustand der Kornea-Endothel-Zellen zu untersuchen. Daher wurden zur Beobachtung oder zum Fotographieren der Kornea-Endothel-Zellen eines Augapfels eines Patienten in vergrößerter Darstellung herkömmlicherweise Geräte verwendet, in welchen eine Objektivlinse eines Mikroskops vom, bezogen auf die Augapfeloberfläche des Patienten, nicht berührenden oder berührenden Typ, ein Schlitzbelichtungslicht auf einen zu beobachtenden Teil schräg zur Augenachse gerichtet wird und in von der Korneaoberfläche reflektierte und Bildstrahlen der Endothel-Zellen geteilt wird, so daß ein Bild der Kornea-Endothel-Zellen des Objektteils durch eine TV-Kamera od. dgl. dargestellt wird. In der Zwischenzeit wurde ein ophtalmologisches Gerät mit einer sog. Ausrichtvorrichtung ausgestattet, um die Darstellungsmittelachse des Gerätes zu der Augenachse auszurichten, um die TV-Kamera auf den Objektteil zu fokussieren, wie dies in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung HEI-2-283352 offenbart ist.
In diesem herkömmlichen Gerät wurde das Fokussieren auf das Kornea-Endothel auf die folgende Art und Weise durchgeführt. Das heißt, die Augenachse des Patienten wird zur optischen Achse des Mikroskops (Einstellung der optischen Achsen) ausgerichtet, und zwar durch manuelles Bewegen eines Mikroskoprahmens, auf dem eine TV-Kamera montiert ist, mittels eines Betätigungselementes, wie beispielsweise eines Joysticks, nach oben und unten, rechts und links, so daß das Anzeigelicht für den fluchtenden Zustand in der Mitte der Pupille des Auges auf einem Bildschirm liegt. In diesem Zustand wird der Rahmen, der der Hauptkörper ist, ebenfalls manuell vor- und zurückbewegt, so daß das Fokussieren durchgeführt wird. Als ein Ergebnis sind bestimmte Fachkenntnisse und Fähigkeiten für das Fokussieren auf die Kornea-Endothelzellen des Objektteils erforderlich. Weiterhin war es beim Beobachten oder Fotographieren mit dem vorstehend beschriebenen Gerät erforderlich, nicht nur den zentralen Teil, sondern auch verschiedene Stellen der Kornea mit ihren vergrößerten Darstellungen zu beobachten oder zu fotographieren, abhängig davon, was bei der medizinischen Behandlung zu untersuchen war. Nur vergrößerte Darstellungen der Beobachtungs- oder Fotographiebilder konnten jedoch kaum klarstellen, welche Stelle der Kornea gezeigt wird.
Weiterhin war es, obwohl es möglich war, Kornea-Endothel zu beobachten und zu fotographieren mit diesem Gerät nachteiligerweise nicht möglich, die Kornea-Epithelzellen in vergrößerter Darstellung zu beobachten oder zu fotographieren.
Wenn dies getan wird, wird, selbst wenn davon ausgegangen wird, daß der zu beobachtende Objektteil durch einen Schlitz schräg zur Augenachse beleuchtet wird, so daß die Kornea-Epithel-Zellen des Objektteils durch eine TV-Kamera od. dgl., mit an den Kornea-Epithel-Zellen reflektiertem Licht dargestellt werden, an der Kornea-Epithel-Oberfläche reflektiertes Licht normalerweise überlappt sein von Licht, das an der Lacrimal-Schicht (einschließlich der Muzin- Schicht), die die Epitheloberflächen normalerweise feucht macht, reflektiert wird, wodurch es unmöglich wird, vergrößerte Darstellungen der Kornea-Epithel-Zellen zu fotografieren. Seit neuestem besteht der Wunsch danach, vergrößerte Darstellungen der Kornea-Epithel-Zellen gewinnen zu können, was zur Verwendung bei der Untersuchung von Korneaschmerzen infolge von normaler Verwendung von Kontaktlinsen dient.
In der DE-A-42 40 583 ist ein Verfahren und ein Gerät zum Beobachten und Fotographieren des Endothels einer Kornea offenbart. Dieses System verwendet eine optische Einheit, die als Ganzes verstellt wird und erste bis vierte optische Einrichtungen zum Fokussieren des Bildes des Endothels aufweist.
Die US-PS-4019813 zeigt ein optisches Gerät zum Erzielen von Messungen an Teilen eines Auges mit Mitteln zum Erzeugen eines engen Lichtstrahls durch das Auge und einem Linsensystem, das am Auge reflektiertes Licht sammelt.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der vorstehend beschriebenen Probleme erzielt. Demgemäß ist es eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein Gerät zum Gewinnen von Bildern der Kornea zu schaffen, bei dem keine Fachkenntnisse und Fähigkeiten der Bedienungsper son erforderlich sind, und das es ermöglicht, daß die Kornea-Endothel-Zellen eines Objektteils automatisch in vergrößerter Darstellung beobachtet oder fotographiert werden können, und zwar nur durch Aktivieren des Gerätes in einem Zustand, in welchem der Kopf eines Patienten auf einer Klemmplatte fixiert wurde und danach der Patient dazu gebracht wurde, unveränderlich auf eine feststehende Sichtmarkierung zu blicken. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gerät zu schaffen, das es erlaubt, die Position eines für das Beobachten oder Fotographieren vergrößerten Teils gleichzeitig mit der Beobachtung anzugeben, wenn die Beobachtung durchgeführt oder wenn eine vergrößerte fotographische Aufzeichnung später betrachtet wird, und das es erlaubt, die Dicke der Kornea des Auges eines Patienten gleichzeitig mit dem Beobachten oder Fotographieren in vergrößerter Darstellung zu messen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gerät zum Gewinnen von Bildern einer Kornea zu schaffen, mit dem es möglich ist, vergrößerte Bilder des Kornea-Epithels zu fotographieren.
Diese Aufgaben werden durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und die Vorrichtung gemäß Patentanspruch 2 gelöst.
Die Unteransprüche zeigen vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der Erfindung.

Kurze Beschreibung der Figuren

Diese und andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung anhand der bevorzugten Ausführungsform und anhand der begleitenden Figuren hervor, in welchen zeigt:
Fig. 1 den Strahlengang bei einer ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ein Blockschaltbild der ersten, zweiten und dritten Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine Darstellung zur Erläuterung der Positionsbeziehung zwischen dem Monitorschirm und einem Lichtpunkt des Anzeigelichtes zur Verwendung beim Ausrichten durch an der Kornea reflektiertes Licht;
Fig. 4 ein Flußdiagramm der Frühstadium-Prozedur für Korneazellfotographieren bei jeder Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 ein Flußdiagramm der Prozedur, die auf die in der Fig. 4 gezeigte Prozedur folgt, für den Fall des Kornea- Zellfotographierens, bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 der Strahlengang bei den zweiten und dritten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 eine Ansicht des Monitorschirms, auf welchem sowohl ein Detektionsbild der Korneazellen als auch das Bild der Vorderansicht eines Auges, auf welchem der fotographierte Ort durch einen Lichtpunkt dargestellt ist, angezeigt sind;
Fig. 8 ein Flußdiagramm der Prozedur, die auf die Prozedur gemäß Fig. 4 folgt, für den Fall des Fotografierens des Kornea-Endothels bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9 der Strahlengang des an der Kornea durch die Beleuchtung mit Licht durch einen Schlitz reflektierten Lichtes;
Fig. 10 der Strahlengang des an der Kornea mit einer Kontaktlinse durch die Beleuchtung mit Licht durch einen Schlitz reflektierten Lichtes zur Verwendung beim Fotografieren des belasteten Epithels; und
Fig. 11 ein Flußdiagramm, welches die Prozedur zeigt, die auf die in der Fig. 4 gezeigte Prozedur folgt, für den Fall des Fotografierens des Kornea-Epithels, bei der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Es werden nun Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der begleitenden Figuren beschrieben..

[Ausführungsform 1]

Fig. 1 zeigt den Strahlengang dieser Ausführungsform, und
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild der elektrischen Schaltung der Ausführungsform;
Fig. 1 zeigt ein Abbildungssystem 3, welches aufweist: ein Beleuchtungssystem zum Beleuchten einer Augapfeloberfläche 2 eines Patientenauges 1 durch einen Schlitz; ein optisches Augenfront-Beobachtungssystem, in welchem Ausrichtungsindikatorlicht zur positionellen Einstellung der optischen Achse des Abbildungssystems auf das Auge des Patienten projiziert wird, das daraus resultierende, an der Kornea reflektierte Licht durch eine TV-Kamera 8 abgebildet wird; und ein optisches System zur vergrößerten Darstellung ist so angeordnet, daß es möglich wird, den Objektteil durch die TV-Kamera vergrößert zu beobachten oder vergrößert zu fotographieren, basierend auf dem Schlitzbeleuchtungslicht, mit welchem die Augapfeloberfläche in einer Richtung beleuchtet worden ist, die sich von der des optischen Beobachtungssystems unterscheidet. Das Abbildungssystem 3 wird in drei Richtungen bewegt, das heißt in der X-Richtung, die rechtwinklig zu einer optischen Achse 4 des optischen Augenfront-Beobachtungssystems und vertikal zur Blattebene der Figur liegt, in der Y-Richtung, die in der Längsrichtung der Zeichenebene verläuft, und in der Z-Richtung, der Richtung der optischen Achse 4 des optischen Beobachtungssystems, und zwar durch die entsprechenden Antriebsmechanismen, die später beschrieben werden.
Als Beleuchtungsquellen für den Objektteil der Augapfeloberfläche 2 sind eine Beleuchtungslampe 11, die zum Fokussieren des optischen Systems zur vergrößerten Darstellung verwendet wird, und eine Impuls-Entladungsröhre 13 vorgesehen, die zum Fotografieren eines vergrößerten Bildes der Kornea-Endothel-Zellen verwendet wird. Die Beleuchtungslampe 11 und die Impulsentladungsröhre 13 sind so angeordnet, daß Licht von der Beleuchtungslampe 11 mit seinem Infrarotlicht durch einen Halbspiegel (der sichtbares Licht durchläßt und Infrarotlicht reflektiert). 15 reflektiert wird und Licht (sichtbares Licht) von der Impulsentladungslampe 13 den Halbspiegel 15 passiert, wobei jedes Licht an der Position eines Schlitzes 16 fokussiert ist, wodurch die Position, an welcher von der Beleuchtungslampe 11 Licht emittiert wird, durch eine Kondensorlinse 12 fokussiert ist, und die Position, an welcher durch die Impuls-Entladungsröhre 13 Licht emittiert wird, durch eine Kondensorlinse 14 fokussiert ist, die miteinander übereinstimmen. In diesem Fall ist in einem optischen Weg zwischen der Beleuchtungslampe 11 und dem Halbspiegel 15 falls erforderlich ein Ausblendfilter für sichtbares Licht eingesetzt, während zwischen der Impulsentladeröhre 13 und der Kondensorlinse 14 ein Infrarotfilter eingesetzt ist. Die Anordnung ist auch so getroffen, daß Licht, welches den Schlitz 16 passiert hat, eine Kornea 2, die die Beobachtungsoberfläche des Patienten ist, eines Augapfels 1 eines Objektes, durch eine Projektionslinse mit einem bestimmten Winkel, bezogen auf die Augenachse, schräg beleuchtet, und zwar zum Zeitpunkt des Fokussierens mit Beleuchtungslicht von der Beleuchtungslampe 11 und zum Zeitpunkt des Fotographierens mit Impulslicht.
Das optische System zum Beobachten der Augenfront hat an einem optischen Augenfrontbeobachtungssystem eine optische Achse 4, die auf der Augenachse zu positionieren ist, einen Strahlungsteiler 5, eine Augenfront-Bildlinse 6 und einen Halbspiegel (der Infrarotlicht durchläßt und sichtbares Licht reflektiert) 7, die die optische Achse 4 des optischen Augenfront-Beobachtungssystems an ihren spezifischen Positionen in dieser Reihenfolge, ausgehend von vorne, mit 45º schneiden. Durch diese Anordnung wird auf einer CCD- Lichtempfangsfläche 9 vor der TV-Kamera 8, die rückwärts angeordnet ist, ein Augenfrontbild durch die Augenfront- Bildlinse 6 ausgebildet, während nahes Infrarotlicht für die Ausrichtung der optischen Achse, das später beschrieben wird, projiziert und zu einem Bild geformt wird.
Ebenfalls auf der Seite gegenüber der optischen Beleuchtungsachse 10 des Beleuchtungssystems mit dazwischenliegender optischer Achse 4 des Augenfront-Beobachtungssystems ist ein optisches Bildvergrößerungssystem zum Beobachten oder Fotographieren vergrößerter Bilder der Korneaendothelzellen des Beobachtungsteils vorgesehen, unter Verwendung von reflektiertem Licht von den schräg auffallenden Beleuchtungsstrahlen des Lichtes von der Beleuchtungslampe 11 oder der Impulsentladungsröhre 13 auf die Augapfeloberfläche, und darüberhinaus zum Fokussieren, so daß ein vergrößertes fotographisches Bild auf der CCD-lichtempfangenden Oberfläche 9 vor der TV-Kamera 8 und auf einer Fokussierdetektion unter Verwendung des Fotodetektors 30, die später beschrieben wird, ausgebildet wird. Im einzelnen ist an spezifischen Positionen auf der optischen Achse 18 im allgemeinen symmetrisch zu der optischen Beleuchtungachse 10 des Beleuchtungssystems mit dazwischenliegender optischer Achse 4 des optischen Augenfront-Beobachtungssystems zur Verwendung der Augenfront-Fotografie, eine Objektivlinse 19 auf der Augapfeloberflächenseite und ein Spiegel 20 mit einem bestimmten Abstand zur Objektivlinse 19 angeordnet, so daß Bildstrahlen des Lichtes des reflektierten Lichtes des vorstehend genannten Beleuchtungslichtes von der Augapfeloberfläche so abgelenkt werden, daß sie die optische Achse 18 in einem bestimmten Winkel kreuzen und die optische Achse 4 des optischen Augenfront-Beobachtungssystems an einer bestimmten Position rechtwinklig kreuzen. Die Bildstrahlen, die vom Spiegel 20 reflektiert worden sind, passieren eine Lampenfeldblende 21 und eine Bilder zeugungslinse 22, wobei sichtbares Licht durch das Impulslicht aus den Vergrößerungsbildstrahlen des Lichtes vom Halbspiegel 7 total reflektiert, die optische Achse 4 des optischen Augenfront-Beobachtungssystems im Winkel von 45º kreuzt, so daß ein vergrößertes fotographisches Bild der Korneaendothelzellen der Beobachtungsoberfläche auf der CCD-Lichtempfangsfläche 9 der TV-Kamera 8 ausgebildet wird. Weiterhin passiert das Infrarotlicht der Vergrößerungsstrahlen des Lichtes den Halbspiegel und bildet so ein Bild auf dem für die Fokussierdetektion dienenden Fotodetektor 30.
Andererseits wird der Strahlungsteiler 5 auf der optischen Achse des optischen Augenfront-Beobachtungssystems von der Seite her rechtwinklig zur optischen Achse 4 mit feststehendem Indikatorlicht zum Präsentieren eines feststehenden Indikators dem Objekt, und nahem Infrarotlicht beaufschlagt, das Ausrichtlicht zum Ausrichten der Augenachse und der optischen Achse 4 zueinander ist. Diese Lichtstrahlen werden dann auf der optischen Achse 4 des optischen Augenfront-Beobachtungssystems abgestrahlt, um auf die Augapfeloberfläche 2 aufzutreffen. Im einzelnen ist an spezifischen Positionen seitlich des optischen Augenfront-Beobachtungssystems eine LED 23 mit nahem Infrarotlicht, dem Ausrichtlicht, und eine LED 24 mit blinkendem sichtbarem Licht, dem fixierten Indikatorlicht, angeordnet, so daß die optischen Achsen ihrer jeweiligen Lichtstrahlen parallel zur optischen Achse 4 des optischen Beobachtungssystems liegen. Das mittlere Infrarotlicht von der LED 23 für mittleres Infrarotlicht geht durch eine Kondensorlinse 25, einen Spiegel 26, einen mittleres Infrarotlicht reflektierenden und sichtbares Licht durchlassenden Spiegel 27, einen Spiegel 28 und eine Kondensorlinse 29 hindurch und wird durch die Reflexionsoberfläche innerhalb des Strahlungsteilers 5 reflektiert, wodurch es auf der Augapfeloberfläche an der optischen Achse des optischen Augen front-Beobachtungssystems auftrifft. Weiterhin geht das blinkende sichtbare Licht von der LED 24 durch den mittleres Infrarotlicht reflektierenden und sichtbares Licht durchlassenden Spiegel 27 weiter durch den Spiegel 28, die Kondensorlinse 29 und den Strahlungsteiler 5 zur optischen Achse 4 des optischen Augenfront-Beobachtungssystems, wie das mittlere Infrarotlicht, und trifft auf die Augapfeloberfläche 2 auf.
Ebenfalls auf der optischen Achse, auf welche die optische Achse 18 des optischen Systems mit vergrößerter Darstellung durch den Spiegel 20 abgelenkt ist, um die optische Achse 4 des optischen Augenfront-Beobachtungssystems rechtwinklig zu kreuzen, ist an einer zugeordneten Position, bezogen auf die reflektierende Oberfläche des Halbspiegels 7, der so angeordnet ist, daß er die optische Achse 4 des optischen Augenfront-Beobachtungssystems in einem Winkel von 45º schneidet, der Fotodetektor 30 für eine Fokussierungsdetektionsbenutzung vorgesehen, der eine lange lichtempfangende Oberfläche in der Längsrichtung eines Bildes für eine Fokussierungsdetektionsbenutzung, basierend auf dem Schlitzbeleuchtungslicht, hat. Bei dieser Anordnung wird, wenn das Abbildungssystem 3, welches das optische Augenfront-Beobachtungssystem, das Beleuchtungssystem und das optische System mit vergrößerter Darstellung enthält, sich auf das Auge des Patienten zu bewegt, der Fotodetektor 30 für eine Fokussierungsdetektionsbenutzung sowohl eine Korneaepithel- Fokussierungsposition als auch eine Korneaendothel-Fokussierungsposition des optischen Systems mit vergrößerter Darstellung detektieren.
Dann wird ein Bildempfangssignal, welches gemäß einem Bild erhalten worden ist, das auf der CCD-Lichtempfangenden Oberfläche 9 ausgebildet worden ist, die die bilderzeugende Oberfläche der TV-Kamera 8 ist, einer Bildeingang-Ausgang- Steuerschaltung 31 zugeführt, wie dies in der Fig. 3 ge zeigt ist. Als nächstes wird für die Positionseinstellung der optischen Achse ein Lichtpunkt durch reflektiertes Licht des nahen Infrarotlichtes zum Ausrichten, herkommend von der Augapfeloberfläche 2, auf dem Schirm einer Monitoranzeige 33, die ein Bildsignal von der Bildeingangs/Ausgangs-Steuerschaltung 31 empfangen hat, angezeigt. Dadurch wird es möglich, zu überprüfen, wie die Ausrichtung in einem frühen Stadium der mechanischen Betätigung ausgeführt worden ist.
Eine Positionsdetektorschaltung 34 für die X- und Y-Richtung, die das elektrische Signal von der Bildeingangs- /Ausgangs-Steuerschaltung 31 empfangen hat, detektiert die Detektion des Lichtpunktes des mittleren Infrarotlichtes, d.h. die Position in der X- und Y-Richtung eines Lichtpunktes 40 (siehe Fig. 3) auf dem Monitorschirm, und leitet weiterhin dieses Positionsdetektionssignal an eine Positionssteuerschaltung 36 für die X- und Y-Richtung. Dann werden ein X-Achsen-Antriebsmechanismus 38 und ein Y-Achse-Antriebsmechanismus 39 angetrieben, so daß der Lichtpunkt 40 auf dem in der Fig. 3 gezeigten Monitorschirm in der Schirmmitte positioniert ist, d.h. einem Schnittpunkt resultierend aus der gleichmäßigen Unterteilung des Schirms in der X-Richtung in zwei Abschnitte X&sub1; und X&sub2; und darüberhinaus der gleichmäßigen Unterteilung des Schirms in der Y- Richtung in zwei Abschnitte Y&sub1; und Y&sub2; gemäß einem Steuersignal von der Positionssteuerschaltung 36.
Wenn die Positionsdetektorschaltung 34 für die X und Y- Richtung detektiert, daß der Lichtpunkt 40 in einem spezifischen Bereich um den Schirmmittelpunkt des Schirmes eingetreten ist, der in horizontalen und vertikalen Dimensionen (X&sub1;, X&sub2;, Y&sub1;, Y&sub2;) aus dem gesamten Schirm reduziert ist, leitet diese ein elektrisches Signal an die Positionssteuerschaltung 37 für die Z-Richtung, und es wird ein Z-Achsen-Antriebsmechanismus 44 durch ein Antriebssignal von der Positionssteuerschaltung 37 für die Z-Richtung aktiviert. Somit wird damit begonnen, das Abbildungssystem 3 und genauer gesagt den Rahmen, auf welchem das Abbildungssystem 3 montiert ist, nach vorne auf die Apfeloberfläche 2 des Auges des Patienten, ausgehend von der anfänglichen Bereitschaftsposition, zu bewegen. Gleichzeitig mit dem Starten dieser Vorwärtsbewegung leuchtet die Beleuchtungslampe 11 auf, so daß die Augapfeloberfläche 2 mit Infrarotschlitzlicht beleuchtet wird, wodurch das Fokussieren durch das optische System mit vergrößernder Darstellung gestartet wird. Während der Vorwärtsbewegung des Abbildungssystems 3 auf das Auge 1 des Patienten, leuchtet die mittleres Infrarot-LED für die Ausrichtung auf, während die LED 24 für sichtbares Licht blinkt. In diesem Zustand wird der Rahmen, auf welchem das Abbildungssystem 3 montiert ist, in den X- und Y-Richtungen angetrieben, so daß der Lichtpunkt 40 für die Ausrichtung auf dem Monitorschirm durch das an der Augapfeloberfläche 2 des Objektauges, welches sich normalerweise bewegt, reflektierte Licht in den Mittelpunkt des Schirms gelangt, während das Abbildungssystem 3 den Schnittpunkt auf dem Schirm verfolgt.
Während das Abbildungssystem 3 sich auf das Patientenauge 1 zubewegt, werden Lichtstrahlen (Infrarotstrahlen) eines vergrößerten Bildes durch das an der Augapfeloberfläche 2 des Auges reflektierte Licht vom optischen System mit vergrößerter Darstellung in den Fotodetektor 30 für eine Fokussierungsdetektionsbenutzung eintreten, während ein Lichtempfangssignal vom Fotodetektor 30 in eine Detektorschaltung 41 für Schlitzlichtreflexion eintritt, wodurch eine Korneaepithel-Fokussierdetektion und eine Korneaendothel-Fokussierdetektion sukzessive ausgeführt werden. Wenn diese Korneaendothel-Fokussierung detektiert worden ist, tritt das Signal von der Detektorschaltung 41 für die Schlitzlichtreflexion die Positionssteuerschaltung 37 für die Z-Richtung ein, so daß der Z-Achsen-Antriebsmechanismus 44 die Bewegung des Abbildungssystems 3 gemäß einem Signal von der Steuerschaltung 37 stoppt. Gleichzeitig wird eine Steuerschaltung 42 für die Emission von Impulslicht durch ein Signal von der Detektorschaltung 41 für Schlitzlichtreflektion aktiviert, so daß die Impuls-Entladungsröhre 13 Licht emittiert (wobei die mittleres Infrarot-LED 23 über die Ausrichtung ausgeschaltet ist), und das an der Augapfeloberfläche 2 reflektierte Licht verläuft entlang dem optischen Weg des optischen Systems für vergrößerte Darstellung, so daß ein vergrößertes Bild des Objektteils auf der Licht empfangenden Oberfläche 9 der TV-Kamera 8 ausgebildet wird. Das Bildsignal des vergrößerten Bildes der Korneaendothelzellen des Objektteils, herrührend von der TV-Kamera 8, wird von der Bildeingangs-/Ausgangs-Steuerschaltung 31 in einen Vollbildspeicher 32 eingeschrieben, während das vergrößerte Bild 47 an der Monitoranzeige 33 angezeigt wird. Dieses vergrößerte Bild der Korneaendothelzellen kann auch aus dem Vollbildspeicher 32 mittels der Bildeingangs- /Ausgangs-Steuerschaltung 31 herausgelesen werden, falls dies erforderlich ist, und durch einen Videodrucker 35 ausgedruckt werden, was es möglich macht, daß ein Videodruck des Objektauges an die medizinischen Unterlagen geheftet werden kann.
Wenn andererseits das Abbildungssystem 3 nach vorne bewegt wird, wird dessen Lauf nach vorne sequentiell durch einen Z-Richtungs-Lauf-Detektor 43 detektiert, der einen Umdrehungszahldetektor, wie beispielsweise einen Rotationskodierer, enthält, der an die Z-Achse angeschlossen ist. Aus dem Korneaepithel-Fokussierdetektionssignal und dem Korneaendothel-Fokussierdetektionssignal, die sukzessive dem Z-Richtungs-Laufdetektor 43 von der Detektorschaltung für die Schlitzlichtreflektion 41 zugeführt worden sind, wird auch der Lauf des Abbildungssystems 3 von der Korneaepithel-Fokussierdetektion in die Korneaendothel-Fokussierdetektion innerhalb des Detektors 43 berechnet. Ein Signal des be rechneten Laufes, d.h. der Korneadicke, wird an der Monitoranzeige 33 über die Bildeingangs-/Ausgangs-Steuerschaltung 31 als eine Korneadicke, zusammen mit dem vergrößerten Bild der Korneaendothelzellen angezeigt.
Wenn das vorstehend beschriebene Fotografieren beendet worden ist, wird das Abbildungssystem 3 automatisch in seine Bereitschaftsposition zurückgeführt. Genauer gesagt wird, wenn das Fotografieren beendet ist, der X-Achsen-Antriebsmechanismus 38 und der Z-Achsen-Antriebsmechanismus 44 aktiviert, während der Y-Achsen-Antriebsmechanismus 39 nicht aktiviert wird, und zwar gemäß den Steuersignalen, die von der Positionssteuerschaltung 36 für die X- und Y-Richtung und der Positionssteuerschaltung 37 für die Z-Richtung von der Bildeingangs-/Ausgangs-Steuerschaltung 31 über die Positionsdetektorschaltung 34 für die X- und Y-Richtung übertragen worden sind. Als ein Ergebnis wird das Abbildungsystem 3 in der X-Richtung in seine anfängliche neutrale Position angetrieben und entlang der Z-Achse in der Z-Richtung umgekehrt angetrieben, so daß der bestimmte kleine Abstand zur Korneaendothel-Fakussierdetektionsposition, d.h. ein Abstand größer als die mittlere Korneadicke von 0,5 mm detektiert wird, und zwar durch ein Laufdetektionssignal, welches der Rückkehr des Beleuchtungssystems vom Z-Richtungs-Laufdetektor 43 enthalten ist, und der Antrieb wird über die Positionssteuerschaltung 37 für die Z-Richtung gesteuert und rückgeführt auf die anfängliche Einstellseite, wodurch das Bildsystem 3 in seinen Bereitschaftszustand gebracht wird. Wenn ein Auge des Patienten fertig untersucht worden ist, und das andere Auge zu untersuchen ist, muß bei dieser Anordnung das Abbildungssystem 3 nur über einen kurzen Abstand in der Y- und der Z-Richtung bewegt werden, da der Y-Wert und der Z-Wert des rechten und linken Auges einander ähnlich sind. Als ein Ergebnis kann die Betriebsbelastung der Vorrichtung und die Untersuchungszeit reduziert werden.
Als nächstes wird der Betriebsvorgang der Vorrichtung zum Gewinnen von Bildern einer Kornea gemäß der vorliegenden Erfindung basierend auf den Flußdiagrammen wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt, beschrieben.
Als erstes wird die Vorrichtung zum Gewinnen von Bildern einer Kornea ans Netz angeschlossen, so daß das Beleuchtungssystem, welches das Abbildungssystem 3 ist, von einer anomalen Position infolge von Netzausfall oder dgl. in seine normale Position bewegt wird, die eine neutrale Position ist, wodurch die Vorrichtung in einen Bereitschaftszustand gebracht ist. Wenn der Patient sich ändert und durch eine andere Person ersetzt wird, wird deren ID-Kartennummer in die Vorrichtung eingegeben. Dann wird mit Bestätigung der Bewegung des optischen Systems, d.h. des Abbildungssystems 3 in dessen neutrale Position, der Kopf des Patienten auf der Klemmplatte, die nicht dargestellt ist, fixiert. Alternativ ist, wenn der Patient nicht ausgewechselt worden ist, wenn ein Auge des Patienten fertig fotografiert worden ist und das andere Auge zu fotografieren ist, es unnötig, die ID-Karte in die Vorrichtung einzugeben, in welchem Fall der Kopf des Patienten bereits auf der Klemmplatte fixiert ist.
Als nächstes leuchten die LED-23 für mittleres Infrarot und die LED-24 für sichtbares Licht auf, und der Patient wird angewiesen, das blinkende sichtbare Licht von der LED 24 für sichtbares Licht zu fixieren, welches ein fixierter Indikator ist, worauf, der Startknopf gedrückt wird (in diesem Fall kann der Patient nicht das Indikatorlicht für Ausrichtverwendung von der LED 23 für mittleres Infrarot sehen). Dann wird bewirkt, daß die Monitoranzeige 33 (im Nachfolgenden als Monitor 33 bezeichnet) ein Augenfrontbild von der TV-Kamera 8 präsentiert. Während der Monitor 33 in dem Normalzustand einen Lichtpunkt anzeigt, der ein Kornea- Reflektionsbild des Indikatorlichtes für Ausrichtbenutzung ist, wird, wenn auf dem Monitor 33 kein Lichtpunkt präsentiert ist, der Lichtpunkt auf den Monitor 33 gebracht, indem die Klemmplatte betätigt wird, um deren Höhe einzustellen oder durch einen anderen Vorgang. Automatisch oder durch Drücken des Startknopfes werden, wenn der Lichtpunkt des Indikatorlichtes für Ausrichtbenutzung auf dem Monitor 33 präsentiert ist, die X- und Y-Achsen angetrieben, um das Abbildungssystem 3 bezogen auf das Auge des Patienten zu bewegen, in Abhängigkeit von der Position des Lichtpunktes, dessen Position durch die Positionsdetektorschaltung 34 für die X- und Y-Richtung detektiert worden ist, wodurch der Lichtpunkt in die bestimmte Position (Mittelpunkt) auf dem Bildschirm bewegt wird.
Wenn der Lichtpunkt auf diese Art und Weise in den Bereich um den bestimmten Mittelpunkt gelangt ist, ist der Detektionsbereich des reflektierten Ausrichtüngsindikatorlichtes auf dem Monitorschirm verengt, so daß verhindert ist, daß Störungslicht sich in die darauffolgende Ausrichtung einmischt. Dann wird mit der Ausrichtung, die innerhalb des verengten Bereiches durchgeführt wird, die Z-Achse angetrieben, um das Abbildungssystem 3 nach vorwärts zu bewegen. Während dieser Vorwärtsbewegung des Abbildungssystems 3 wird die Reflexion des Schlitzlichtes von dem Korneaepithel durch die Schlitzlichtreflexionsdetektorschaltung 41 detektiert. Wenn die Epithelreflexion detektiert ist, ist ein Weg in der Z-Achsenrichtung (a) in dem Z-Richtungs-Wegdetektor 43 gespeichert. In diesem Fall wird, wenn keine Epithelreflexion detektiert worden ist, die Detektion der Epithelreflexion fortgesetzt, wenn die Reflexionsdetektion innerhalb einer spezifischen Zeitspanne liegt, seitdem der Lichtpunkt in die spezifische Position auf dem Monitorschirm eingetreten ist. Wenn jedoch kein Signal in die spezifische Position eintritt, wenn die spezifische Zeit abgelaufen ist, würde eine Fehlfunktion bestehen, so daß das Abbildungssystem 3 in eine Bereitschaftsposition zurückgeführt werden sollte, was später beschrieben wird, ohne daß fotografiert wird, und der Vorgang sollte wiederholt werden. In einem derartigen Fall ist das Abbildungssystem 3 in die anfängliche neutrale Position durch ein Signal von einem nicht dargestellten Grenzschalter, der für das Maß der Z-Achsenbewegung vorgesehen ist, zurückzuführen.
Dann setzt das Abbildungssystem 3 seine Vorwärtsbewegung durch den Z-Achsenantrieb fort. Die Schlitzlichtreflexion an dem Korneaendothel wird auch durch die Schlitzlichtreflexionsdetektorschaltung 41 detektiert. Wenn die Endothelreflexion detektiert worden ist, dann wird der resultierende Z-Achsenweg (b) in dem Z-Richtungs- Wegdetektor 43 gespeichert, nachdem der Z-Achsenantrieb gestoppt worden ist, so daß das Abbildungssystem 3 durch ein Signal von der Endothelreflexionsdetektion in der Bewegung nach vorn gestoppt wird. Gleichzeitig mit dem Emittieren von Impulslicht, erfolgt das Fotografieren mit der TV-Kamera 8, und es wird ein Bild in den Vollbildspeicher 32 eingeschrieben. Dann wird aus dem Z-Achsenweg (a) für die Epitheldetektion und den Z-Achsenweg (b) für die Endotheldetektion die Korneadicke durch den Z-Richtungswegdetektor 43 berechnet, wobei der dann resultierende Y-Wert (Höhe) in der Positionsdetektorschaltung 34 für die X- und Y-Richtung gespeichert wird, und das fotografierte vergrößerte Bild der Korneaendothelzellen und die Korneadicke werden an dem Monitor 33 angezeigt. Somit ist das Fotografieren beendet. Wenn andererseits die Endothelreflexion durch das Schlitzlicht nicht detektiert worden ist, kann die Endothelreflexionsdetektion fortgesetzt werden, wenn die Reflexionsdetektion innerhalb einer spezifischen Zeitspanne ausgehend von dem Eintreten des Lichtpunktes in die spezifische Position am Monitorschirm liegt. Wenn jedoch seitdem eine bestimmte Zeit abgelaufen ist, würde eine Fehlfunktion bestehen, so daß das Abbildungssystem 3 in einem Bereitschafts zustand rückgeführt werden sollte, was später beschrieben wird, und der Vorgang sollte wiederholt werden. Dies ist ebenfalls bei der vorstehend beschriebenen Epithelreflexion der Fall.
Nach dem Fotografieren wird das Abbildungssystem 3 automatisch in den X-, Y-, und Z-Richtungen in die Bereitschaftsposition zurückgeführt, und damit in den Bereitschaftszustand gebracht. Bei diesem Vorgang ist die Bewegung in der X-Richtung des Abbildungssystems 3, d.h. nach rechts und nach links, bezogen auf die optische Achse 4 dergestalt, daß das Abbildungssystem 3 in die neutrale Position rückgeführt wird, die der Betriebsmittelpunkt ist. Die Bewegung in der Y-Richtung des Abbildungssystems 3, d.h. nach oben und links, bezogen auf die optische Achse 4 ist dergestalt, daß die Höhe, die durch den Y-Wert zum Zeitpunkt der Detektion der Reflexion des Schlitzlichtes vom Endothel, so wie sie ist, verwendet wird. Die Bewegung in der Z-Richtung, d.h. nach vorne und rückwärts, ist dergestalt, daß das Abbildungssystem 3 etwas in die anfängliche Einstellposition, ausgehend von der Position (a), in welcher die Reflexion des Schlitzlichtes vom Epithel detektiert worden ist zurückbewegt wird. Somit muß das Abbildungssystem bis zu einem geringeren Ausmaß bewegt werden, wenn das Fotografieren des anderen Auges derselben Person erfolgt, da deren Y-Wert und Z-Wert einander ähnlich sind, was es ermöglicht, daß das Fotografieren schneller ausgeführt wird. Anzumerken ist, daß wenn der Patient gewechselt hat, dessen ID-Kartennummer in die Vorrichtung einzugeben ist, und das Abbildungssystem 3 in Y- und Z-Richtung in die neutrale Position zu bewegen ist.

[Ausführungsform 2]

Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden beschrieben, wobei ein Fall verwendet wird, bei welchem das Korneaendothel fotografiert wird und gleichzeitig der Ort des Fotografierens angezeigt wird.
Fig. 6 zeigt den optischen Strahlenverlauf bei der zweiten Ausführungsform, wobei zusätzlich zu dem optischen Strahlenverlauf der Ausführungsform gemäß Fig. 1 eine Augenfront-Beleuchtungslichtquelle zusätzlich vorgesehen ist. Das Blockschaltbild der elektrischen Schaltung der zweiten Ausführungsform ist das gleiche wie dasjenige der ersten Ausführungsform (Fig. 2) und dieses Blockschaltbild wird hierbei ebenfalls verwendet.
In der Fig. 6 ist ein Abbildungssystem 3 gezeigt, das aufweist: ein Beleuchtungssystem zum Beleuchten durch einen Schlitz einer Augapfeloberfläche 2 eines Patientenauges 1; ein optisches Augenfront-Beobachtungssystem, in welchem das Indikatorlicht für Ausrichtungsverwendung sowohl für die Positionseinstellung der optischen Abbildungsachse als auch für die Anzeige der Abbildungsposition zum Zeitpunkt des Fotografierens auf das Patientenauge projiziert wird, und das resultierende reflektierte Licht vom Objektteil durch eine TV-Kamera 8 abgebildet wird, und bei welchem eine Augenfront-Beleuchtungslichtquelle zusätzlich zur Verwendung der Anzeige der Augenfront angeordnet ist, um den Ort des Fotografierens anzuzeigen; und ein optisches System zur vergrößerten Darstellung, das so angeordnet ist, daß es eine vergrößerte Beobachtung oder vergrößertes Fotografieren des Objektteils durch die TV-Kamera 8 ermöglicht, basierend auf dem Schlitzbeleuchtungslicht, mit welchem die Augapfeloberfläche beleuchtet worden ist, gegenüber der Augapfeloberfläche 2 in einer anderen Richtung als in derjenigen, in welcher es das optische Beobachtungssystem tut. Das Abbildungssystem 3 wird in drei Richtungen bewegt, der X-Richtung, die rechtwinklig zu einer optischen Achse 4 des optischen Augenfront-Beobachtungssystems und vertikal zur Zeichenebene der Figur liegt, der Y-Richtung, die in Längs richtung der Zeichenebene verläuft und der Z-Richtung, die in Richtung der optischen Achse 4 des optischen Beobachtungssystems verläuft, und zwar durch die zugehörigen Antriebsmechnismen, wie dies ebenfalls bei der ersten Ausführungsform der Fall war.
Die Anordnung einer Beleuchtungslampe 11 und einer Impulsentladungsröhre 13, die die Beleuchtungsquellen für den Objektteil der Augapfeloberfläche 2 sind, sowie die Anordnung der Kondensorlinsen 12, 14 eines Halbspiegels 15, (der sichtbares Licht durchläßt und Infrarotlicht reflektiert) eines Schlitzes 16, einer Projektionslinse 17 u. dgl. sind die gleiche wie bei der ersten Ausführungsform. Das Licht, welches den Schlitz 16 passiert hat, beleuchtet schräg eine Kornea 2, die die Beobachtungsoberfläche des Patienten ist, eines Augapfels 1 eines Patienten, durch eine Projektionslinse 17 in einem bestimmten Winkel zur Augenachse mit Beleuchtungslicht von der Beleuchtungslampe 11 zum Zeitpunkt der Fokussierung durch das optische System der vergrößerten Darstellung, und mit Impulslicht von der Impulsentladungsröhre 13 zum Zeitpunkt des vergrößerten Fotografierens der Korneazellen.
Das optische System zum Beobachten der Augenfront hat an bestimmten Positionen auf der optischen Achse 4 des optischen Augenfront-Beobachtungssystems, die auf der Augenachse positioniert ist, einen Strahlungsteiler 5, eine Augenfrontbildlinse 6 und einen Halbspiegel (der Infrarotlicht durchläßt und sichtbares Licht reflektiert) 7, die in dieser Reihenfolge angeordnet sind. Durch diese Anordnung wird auf einer CCD-lichtempfangenden Oberfläche 9 vor der TV-Kamera 8, die rückwärts angeordnet ist, ein Augenfrontbild durch die Augenfrontbildlinse 6 ausgebildet, während mittleres Infrarotlicht zum Anzeigen der Position des Objektteils sowie der optischen Achsenausrichtung des Gerätes, die später beschrieben wird, projiziert und zu einem Bild geformt wird. Weiter sind bei dieser Ausführungsform ebenfalls die Infrarot-LEDs 45, 45 angeordnet, um die Augenfront von der Seite vor der optischen Achse 4 des optischen Augenfront-Beobachtungssystems zu beleuchten, wodurch es möglich wird, ein Augenfrontbild zu fotografieren, in welchem der Lichtpunkt für die Ausrichtung, der später beschrieben wird, positioniert ist.
Auf einer optischen Achse 18, die im allgemeinen symmetrisch zur optischen Beleuchtungsachse 10 des Beleuchtungssystems liegt, mit dazwischenliegender optischer Achse 4 des optischen Augenfront-Beobachtungssystems zur Verwendung des Augenfront-Fotografierens ist ebenfalls an spezifischen Positionen eine Objektivlinse 19 und ein Spiegel 20 angeordnet, so daß Bildstrahlen des Lichtes durch das reflektierte Licht des vorstehend beschriebenen Beleuchtungslichtes an der Augapfeloberfläche so abgelenkt werden, daß sie die optische Achse 18 in einem bestimmten Winkel kreuzen und die optische Achse 4 des optischen Augenfront-Beobachtungssytems an einer bestimmten Position im rechten Winkel kreuzen. Die Bildstrahlen des vom Spiegel 20 reflektierten Lichtes passieren eine Lampenfeldblende 21 und eine Bilderzeugungslinse 22, wobei sichtbares Licht durch das Impulslicht aus den Vergrößerungsbildstrahlen des Lichtes durch den Halbspiegel 7, der die optische Achse des optischen Augenfront-Beobachtungssystems im Winkel von 45º kreuzt, total reflektiert werden, so daß ein vergrößertes fotografiertes Bild der Korneazellen der Beobachtungsoberfläche auf der CCD-Lichtempfangenden Oberfläche 9 der TV- Kamera 8 ausgebildet wird. Weiterhin passiert Infrarotlicht aus den Vergrößerungslichtstrahlen den Halbspiegel, wodurch ein Bild auf einem Fotodetektor 30 für eine Fokussierungsdetektionsbenutzung gebildet wird.
Andererseits sind an bestimmten Positionen an der Seite des optischen Augenfront-Beobachtungssystems eine LED 23 für mittleres Infrarotlicht, die sowohl als Positionsanzeigelicht als auch als Ausrichtungslicht dient, und eine LED 24 mit blinkendem, sichtbarem Licht, die das fixierte Indikatorlicht ist, zur Verwendung des Ausrichtens und der fixierten Indikatorinstruktion angeordnet. Das mittlere Infrarotlicht von der mittleren Infrarotlicht-LED 23 passiert eine Kondensorlinse 25, einen Spiegel 26, einen mittleres Infrarotlicht reflektierenden und sichtbares Licht durchlassenden Spiegel 27, einen Spiegel 28 und eine Kondensorlinse 29 und wird durch die Reflexionsoberfläche innerhalb des Strahlungsteilers 5 reflektiert, wodurch es auf die Augapfeloberfläche an der optischen Achse 4 des optischen Augenfront-Beobachtungssystems auftrifft. Weiterhin geht das blinkende, sichtbare Licht von der blinkenden, sichtbares Licht abgebenden LED 24 durch den mittleres Infrarotlicht reflektierenden und sichtbares Licht durchlassenden Spiegel 27, weiter zur optischen Achse 4 des optischen Augenfront-Beobachtungssystems durch den Spiegel 28, die Kondensorlinse 29 und den Strahlungsteiler 5 wie beim mittleren Infrarotlicht, wodurch es auf die Augapfeloberfläche 2 auftrifft.
Auf der optischen Achse auf welche die optische Achse 18 des optischen Systems für vergrößerte Darstellung durch den Spiegel 20 umgelenkt wird, um die optische Achse 4 des optischen Augenfront-Beobachtungssystems rechtwinklig zu kreuzen, befindet sich an einer zugehörigen Position bezogen auf die reflektierende Oberfläche des Halbspiegels 7, der so angeordnet ist, daß er in einem Winkel von 45º die optische Achse 4 des optischen Augenfront-Beobachtungssystems kreuzt, der Fotodetektor 30 für eine Fokussierungsdetektionsbenutzung vorgesehen, um das Fokussieren an dem Objektteil, basierend auf dem Schlitzbeleuchtungslicht zu detektieren. Wenn das Abbildungssystem 3, welches Mittel zum Projizieren des mittleren Infrarotlichtes, welches sowohl als Positionsanzeigelicht als auch als Indikatorlicht für die Ausrichtungsbenutzung dient, und des sichtbaren Lichtes des fixierten Indikators auf das Auge des Patienten, das optische Augenfront-Beobachtungssystem, das Beleuchtungssystem und das optische System für vergrößerte Darstellung, auf das Auge des Patienten zu bewegt wird, wird der Fotodetektor 30 für die Fokussierungsdetektionsbenutzung eine Korneazellen-Fokussierposition des optischen Systems für die vergrößerte Darstellung detektieren.
Dann wird ein bildempfangendes Signal, welches gemäß einem Bild erhalten wird, das auf der CCD-lichtempfangenden Oberfläche 9 ausgebildet ist, die die bilderzeugende Oberfläche der TV-Kamera 8 ist, einer Bildeingangs-/Ausgangs-Steuerschaltung 31 zugeführt, wie dies in der Fig. 2 dargestellt ist, und zwar auf die gleiche Art und Weise wie bei der ersten Ausführungsform. Als nächstes wird für die optische Achsenpositionseinstellung ein Lichtpunkt durch das mittlere Infrarotlicht für Ausrichten, herkommend von der Augapfeloberfläche 2 am Schirm einer Monitoranzeige 33 angezeigt, die ein Bildsignal von der Bildeingangs- /Ausgangssteuerschaltung 31 empfangen hat. Dies macht es möglich, zu überprüfen, wie die Ausrichtung in einem frühen Stadium der mechanischen Betätigung ausgeführt worden ist.
Das Abbildungssystem 3 wird durch eine elektrische Schaltung wie in der Fig. 2 gezeigt, auf die gleiche Art und Weise wie bei der ersten Ausführungsform gesteuert und angetrieben, mit Ausnahme der Beleuchtung durch die Infrarot- LEDs 45, 45, zur Verwendung der Beleuchtung der Augenfront zum Anzeigen eines fotografierten Ortes. Im einzelnen wird die Position eines Lichtpunktes 40 (siehe Fig. 3) in der X- und Y-Richtung durch das mittlere Infrarotlicht am Monitorschirm durch die Positionsdetektorschaltung 34 für die X- und Y-Richtung detektiert. Dann wird gemäß einem Steuersignal von der Positionssteuerschaltung 36 für die X- und Y- Richtung, die ein Positionsdetektionssignal, resultierend aus der vorstehend beschriebenen Positionsdetektion, ein X- Achsen-Antriebsmechanismus 38 und ein Y-Achsen-Antriebsmechanismus 39 angetrieben, so daß der Lichtpunkt 40 auf dem Monitorschirm, wie in der Fig. 3 gezeigt, in einem Mittelpunkt des Schirms positioniert wird. Wenn der Lichtpunkt 40 in dem Bereich um den bestimmten Mittelpunkt gelangt ist, wird der Detektionsbereich des Lichtpunktes an der Positionsdetektorschaltung 34 für die X- und Y-Richtung reduziert, um Störlicht am Einmischen zu verhindern, ein elektrisches Signal wird in die Positionssteuerschaltung 37 für die Z-Richtung eingegeben, um den Z-Achsen-Antriebsmechanismus 44 mit einem Antriebssignal von der Schaltung 37 zu aktivieren, und das Abbildungssystem 3, genauer gesagt der Rahmen, auf welchem das Abbildungssystem 3 montiert ist, wird in seiner Vorwärtsbewegung auf die Augapfeloberfläche 2 des Auges, ausgehend von seiner anfänglichen Bereitschaftsposition, gestartet. Während dieser Vorwärtsbewegung leuchtet die LED 23 mit mittlerem Infrarot für das Ausrichten auf, während die LED 24 für sichtbares Licht blinkt. In diesem Zustand wird der Rahmen, auf dem das Abbildungssystem 3 montiert ist, in den X- und Y-Richtungen angetrieben, so daß der Lichtpunkt 40 für die Ausrichtung auf dem Monitorschirm durch das, am sich normalerweise bewegenden Augapfel reflektierte Licht vom Objektteil, in den Mittelpunkt des Schirms gelangt, während das Abbildungssystem 3 den Lichtpunkt auf dem Schirm verfolgt.
Nachdem in der Zwischenzeit der Lichtpunkt 40 in den Bereich um den Mittelpunkt des Monitorschirms gelangt ist, leuchten die Infrarot-LEDs 45, 45 sofort auf, welche zum Beleuchten der Augenfront von außerhalb des optischen Weges des Beleuchtungssystems und des optischen Systems zur vergrößernden Darstellung mit dazwischenliegender optischer Achse 4 des optischen Augenfront-Beobachtungssystems, vor dem Abbildungssystem 3 angeordnet sind, zeichnen ein Augenfrontbild sowie auch einen Lichtpunkt auf dem Monitorschirm in einem Vollbildspeicher 32 über eine Bildeingangs-Ausgangssteuerschaltung 31 auf.
Wenn das Abbildungssystem 3 auf das Auge 1 zu bewegt wird, treten Lichtstrahlen des vergrößerten Bildes (Infrarotstrahlen) des an der Augapfeloberfläche 2 des Objektauges reflektierten Lichtes in den Fotodetektor 30 für die Fokussierungsdetektionsbenutzung von dem optischen System für vergrößerte Darstellung ein, während ein lichtempfangendes Signal von dem Fotodetektor 30 in eine Schlitzlicht-Reflektionsdetektorschaltung 41 eintritt, wodurch eine erste Fokussierdetektion des Korneaepithels od. dgl. und eine zweite Fokussierdetektion des Korneaendothels od. dgl. sukzessiv durchgeführt werden. Wenn die zweite Fokussierung auf den Korneazellen od. dgl. detektiert worden ist, tritt das Signal von der Schlitzlichtreflexionsdetektorschaltung 41 in die Positionssteuerschaltung 37 für die Z-Richtung ein, so daß der Z-Achsen-Antriebsmechanismus 44 die Bewegung des Abbildungssystems 3 in Übereinstimmung mit einem Signal von der Steuerschaltung 37 stoppt. Gleichzeitig wird eine Impulslichtemissionssteuerschaltung 42 durch ein Signal von der Schlitzlicht-Reflexionsdetektorschaltung 41 aktiviert, so daß die Impuls-Entladungsröhre 13 Licht emittiert, und das am Objektteil reflektierte Licht den optischen Weg des optischen Systems für vergrößerte Darstellung durchläuft, so daß ein vergrößertes Bild des Objektteils auf der lichtempfangenden Oberfläche 9 der TV-Kamera 8 ausgebildet wird. Das Bildsignal des vergrößerten Bildes der Korneazellen des Objekttteils, herrührend von der TV-Kamera 8, wird von der Bildeingangs-/Ausgangs-Steuerschaltung 31 in einen Vollbildspeicher 32 eingeschrieben, während das Augenfrontbild, in welchem der Lichtpunkt 40 den fotografierten Ort zeigt, vorher in den Vollbildspeicher 32 eingeschrieben worden ist, ebenfalls wie das vergrößerte Bild am Monitor 33 angezeigt wird (siehe Fig. 7). Dieses vergrößerte Bild der Korneazellen, und das Augenfrontbild, in welchem der Lichtpunkt am Ort des Patienten positioniert ist, kann auf dem Vollbildspeicher 32 durch die Bildeingangs-/Ausgangs-Steuerschaltung 31, falls erforderlich, herausgelesen werden, und durch einen Videodrucker 35 ausgedruckt werden, wodurch es möglich wird, daß ein Videodruck der Korneazellen des Objektauges, bei dem der fotografierte Ort angezeigt ist, den medizinischen Unterlagen zugefügt werden kann. Wenn das Augenfrontbild, in welchem der Lichtpunkt am Objektort positioniert ist, auf dem Monitor 33 bei dem vorstehend beschriebenen Vorgang angezeigt wird, kann eine Objektortmarkierung, wie beispielsweise ein Kreuz, das von der Bildeingangs-/Ausgangs-Steuerschaltung 31 entsprechend der Position des Lichtpunktes erzeugt worden ist, angezeigt werden, um auf dem Schirm überlagert zu werden, so daß der Lichtpunkt von irgendeinem anderen störenden reflektierenden Licht unterschieden werden kann und der Objektort für ein leichteres Verständnis hervorgehoben werden kann.
Anzumerken ist, daß das Ausrichtungslicht, d.h. das Positionsanzeigelicht zum Zeitpunkt der Aufzeichnung des Augenfrontbildes, falls erforderlich, ausgegeben werden kann.
Wenn andererseits das Abbildungssystem 3 nach vorwärts läuft, wird sein Vorwärtslauf kontinuierlich durch einen Z- Richtungs-Wegdetektor 43 detektiert, der einen Umdrehungszahlmesser enthält, wie beispielsweise einen Rotationskodierer, welcher an die Z-Achse angeschlossen ist. Auch wenn die Korneaendothel-Fokussierung durch den Fotodetektor 30 für die Fokussierungsdetektionsbenutzung detektiert worden ist, kann aus dem Korneaepithel-Fokussierungsdetektionssignal und dem Korneaendothel-Fokussierungsdetektionssignal, die sukzessive dem Z-Richtungs-Wegdetektor 43 von der Schlitzlicht-Reflexionsdetektorschaltung 41 zugeführt worden sind, der Weg des Abbildungssystems 3 von der Korneaepithel-Fokussierungsposition bis zur Korneaendothel-Fokus sierungsposition im Detektor 43 berechnet werden. Ein Signal des berechneten Wertes, d.h. der Korneadicke, wird auf der Monitoranzeige 33 über die Bildeingangs-/Ausgangs-Steuerschaltung 31 als eine Korneadicke zusammen mit dem vergrößerten Bild der Korneaendothelzellen angezeigt.
Wenn das vorstehend beschriebene Fotografieren beendet worden ist, wird das Abbildungssystem 3 automatisch in seine Bereitschaftsposition zurückgeführt. Genauer gesagt, wenn das Fotografieren beendet ist, werden der X-Achsen-Antriebsmechanismus 38 und der Z-Achsen-Antriebsmechanismus 44 aktiviert, während der Y-Achsen-Antriebsmechanismus 39 nicht aktiviert ist, in Übereinstimmung mit Steuersignalen, die von der Positionssteuerschaltung 36 für die X- und Y- Richtung und der Positionssteuerschaltung 37 für die Z- Richtung von der Bildeingangs-/Ausgangs-Steuerschaltung 31 über die Positionsdetektorschaltung 34 für die X- und die Y-Richtung übertragen worden sind. Als ein Ergebnis wird das Abbildungssystem 3 in der X-Richtung in seine anfängliche neutrale Position angetrieben und entlang der Z-Achse in der Z-Richtung in umgekehrter Richtung angetrieben, so daß ein bestimmter kleiner Abstand gegenüber der Korneaendothel-Fokussierdetektionsposition, d.h. ein Abstand größer als die mittlere Korneadicke von 0,5 mm, im Fall des Detektierens der Korneaendothelfokussierung, oder ein bestimmter kleiner Abstand, (d.h. ein kleiner Abstand größer als die Dicke der Kontaktlinse mit der das Korneaepithel zum Detektieren der Epithelfokussierung belastet ist), für den Fall des Detektierens des Korneaepithelfokussierens durch das Wegdetektionssignal detektiert wird, welches an der Rückkehr des Beleuchtungssystems vom Z-Richtungs-Wegdetektor 43 beteiligt ist, und der Antrieb wird über die Positionssteuerschaltung 37 für die Z-Richtung gesteuert und in Richtung auf den anfänglichen Einstellort rückgeführt, wodurch das Abbildungssystem 3 in seinen Bereitschaftszustand versetzt wird. Wenn bei dieser Anordnung ein Auge des Patienten fer tig überprüft ist, und das andere Auge zu untersuchen ist, muß das Abbildungssystem 3 nur einen kurzen Abstand sowohl in der Y- als auch der Z-Richtung bewegt werden, da der Y- Wert und der Z-Wert der rechten und linken Augen ähnlich ist. Als ein Ergebnis kann die Betriebsbelastung der Vorrichtung und die Untersuchungszeit reduziert werden, wie dies bei der ersten Ausführungsform ebenfalls der Fall war.
Als nächstes wird der Betriebsvorgang zum Fotografieren vergrößerter Bilder der Korneaendothelzellen des Objektteils unter Verwendung dieser Vorrichtung zum Gewinnen von Bildern der Kornea, basierend auf den Flußdiagrammen wie in den Fig. 4 und 8 gezeigt, beschrieben.
Als erstes wird die Vorrichtung zum Gewinnen von Bildern der Kornea am Netz angeschlossen, so daß das Beleuchtungssystem, welches das Abbildungssystem 3 ist, aus einer anomalen Position infolge von Netzausfall od. dgl., in seine normale Position bewegt wird, die eine neutrale Position ist, wodurch dieses in einen Bereitschaftszustand versetzt ist. Wenn der Patient wechselt und durch eine andere Person ersetzt wird, wird dessen ID-Kartennummer in die Vorrichtung eingegeben. Dann wird mit Bestätigung der Bewegung des optischen Systems, d.h. des Abbildungssystems 3 in die neutrale Position der Kopf des Patienten auf der Klemmplatte, die nicht dargestellt ist, fixiert. Alternativ ist, bei nichtwechselndem Patienten, wenn ein Auge des Patienten fertig fotographiert ist, und das andere Auge zu fotografieren ist, es unnötig, die ID-Karte in die Vorrichtung einzugeben, in welchem Fall der Kopf des Patienten bereits auf der Klemmplatte fixiert ist.
Als nächstes wird für das Ausrichten die LED 23 mit mittlerem Infrarot und die LED 24 mit sichtbarem Licht zum Aufleuchten gebracht, und der Patient wird angewiesen, das blinkende sichtbare Licht von der LED 24 für sichtbares Licht zu fixieren, die ein fixierter Indikator ist, worauf der Startknopf gedrückt wird (in diesem Fall kann der Patient nicht das für die Ausrichtung verwendete Indikatorlicht sehen, welches ebenfalls zur Anzeige des Ortes des Patienten dient, und das von der LED 23 für mittleres Infrarotlicht herrührt). Dann wird bewirkt, daß der Monitor 33 ein Augenfrontbild von der TV-Kamera 8 präsentiert. Während der Monitor 33 einen Lichtpunkt anzeigt, der ein Kornea-Reflektionsbild des Indikatorlichtes für Ausrichtungsbenutzung ist, welches auch zur Positionsanzeige dient, wird im normalen Zustand, wenn kein Lichtpunkt am Monitor 33 präsentiert ist, der Lichtpunkt durch Betätigen der Klemmplatte zum Einstellen deren Höhe oder durch irgendeine andere Betätigung der Lichtpunkt auf den Monitor 33 gebracht. Automatisch oder durch Drücken des Startknopfes werden bei Präsentieren des Lichtpunktes am Monitor 33 die X- und Y-Achsen angetrieben, um das Abbildungssystem 3 mit Bezug auf das Auge zu bewegen, und zwar in Abhängigkeit von der Position des Lichtpunktes, dessen Position von der Positionsdetektionsschaltung 34 für die X- und Y-Richtung detektiert worden ist, wodurch der Lichtpunkt in die bestimmte Position (Mittelpunkt) am Schirm bewegt wird.
Wenn der Lichtpunkt in den Bereich um den bestimmten Mittelpunkt auf diese Art und Weise gelangt ist, werden die Infrarot-LEDs 45, 45, die zum Beleuchten der Augenfront von der Seite, vor der optischen Achse 4 des optischen Augenfront-Beobachtungssystems des Abbildungssystems 3 angeordnet sind, sofort zum Aufleuchten gebracht, wobei das Augenfrontbild, in welchem der Lichtpunkt für die Ausrichtungsbenutzung, der auch für die Anzeige der Position am Monitorschirm dient, positioniert ist, in den Vollbildspeicher 32 eingeschrieben. Gleichzeitig wird der Detektionsbereich des Indikator-reflektierten Lichtes am Monitorschirm verengt, so daß verhindert wird, daß Störlicht in der darauffolgenden Ausrichtung vermischt wird. Dann wird bei der durchgeführten Ausrichtung innerhalb des verengten Bereiches die Z-Achse angetrieben, um das Abbildungssystem 3 nach vorwärts zu bewegen. Während dieser Vorwärtsbewegung des Abbildungssystems 3 wird die Reflexion des Schlitzlichtes am Korneaepithel durch die Schlitzlicht-Reflexionsdetektorschaltung 41 detektiert. Wenn die Epithelreflexion detektiert worden ist, wird der Weg in der Z-Achsenrichtung (a) in dem Z-Richtungs-Wegdetektor 43 gespeichert. In diesem Fall, bei welchem keine Epithelreflexion detektiert worden ist, wird die Detektion der Epithelreflexion fortgesetzt, wenn die Reflexionsdetektion innerhalb einer spezifischen Zeitspanne nach dem Eintreten des Lichtpunktes in die bestimmte Position am Monitorschirm liegt. Wenn jedoch kein Signal in die bestimmte Position eintritt, wenn die bestimmte Zeit abgelaufen ist, würde dies eine Fehlfunktion sein, so daß das Abbildungssystem 3 in eine Bereitschaftsposition zurückgeführt werden sollte, was später beschrieben wird, ohne daß fotografiert worden ist, und der Vorgang sollte wiederholt werden. In einem derartigen Fall ist das Abbildungssystem 3 durch ein Signal von einem nicht dargestellten Grenzschalter, der für das Maß der Z-Achsenbewegung vorgesehen ist, in die anfängliche neutrale Position zurückzuführen. Wenn weiterhin der fixierte Indikator ebenfalls angeordnet ist, daß er kontinuierlich während der Ausrichtung aufleuchtet und vom kontinuierlichen Aufleuchten auf Blinken umgeschaltet wird, wenn der Lichtpunkt in den Bereich der spezifischen Position eingetreten ist, in welcher das Abbildungssystem 3 seine Vorwärtsbewegung startet, dann kann der Patient über die Tatsache informiert werden, daß die Vorrichtung in die Vorbereitung zum Fotografieren eingetreten ist, um das starre Blicken seines Auges zu stabilisieren.
Dann bewegt sich das Abbildungssystem 3 weiter vorwärts durch den Z-Achsenantrieb. Die Schlitzlichtreflexion vom Korneaendothel wird auch durch die Schlitzlichtreflexions detektorschaltung 41 detektiert. Wenn die Endothelreflexion detektiert worden ist, dann wird der resultierende Z-Achsenweg (b) in dem Z-Richtungs-Wegdetektor 43 gespeichert, während der Z-Achsenantrieb gestoppt wird, so daß das Abbildungssystem 3 in seiner Vorwärtsbewegung gestoppt ist, und zwar durch ein Signal der Endothelreflexionsdetektion. Zum gleichen Zeitpunkt mit dem Emittieren von Impulslicht, erfolgt das Fotografieren mit der TV-Kamera 8 und es wird ein Bild des vergrößerten Korneaendothelzellenbildes in den Vollbildspeicher 32 eingeschrieben. Dann wird aus dem Z- Achsenweg (a) für die Epitheldetektion und dem Z-Achsenweg (b) für die Endotheldetektion die Korneadicke durch den Z- Richtungs-Wegdetektor 43 berechnet, wobei der resultierende Y-Wert (Höhe) in der Positionsdetektorschaltung 34 für die X- und Y-Richtung gespeichert wird, und das fotographierte vergrößerte Bild der Korneaendothelzellen und das Augenfrontbild, das zuvor fotographiert und in den Speicher 32 eingeschrieben worden ist, und in welchem der Lichtpunkt 40&sub1; vom korneareflektierten Licht des Positionsdetektionsindikators positioniert ist, werden auf dem Monitor 33 angezeigt. Gleichzeitig wird weiterhin die Korneadicke in einem Abschnitt 48 für numerische Datenanzeige, der ein Teil des Monitorschirms ist, durch eine nicht dargestellte Einrichtung, angezeigt. Somit ist das Fotografieren beendet (siehe Fig. 7). Andererseits kann, wenn die Endothelreflexion durch das Schlitzlicht nicht detektiert worden ist, die Endothelreflexiondetektion fortgesetzt werden, wenn die Reflexionsdetektion innerhalb einer spezifischen Zeitspanne nach dem Eintreten des Lichtpunktes in die bestimmte Position am Monitorschirm, liegt. Wenn jedoch eine bestimmte Zeit seit diesem Zeitpunkt abgelaufen ist, würde eine Fehlfunktion bestehen, so daß das Abbildungssystem 3 in einen Bereitschaftszustand zurückgeführt werden sollte, der später beschrieben wird, und der Vorgang sollte wiederholt werden. Dies ist ebenfalls der Fall bei der vorstehend beschriebenen Epithelreflexion.
Anzumerken ist, daß obwohl der Zeitpunkt, zu welchem die Infrarot-LEDs 45, 45 sofort aufleuchten für das Fotografieren und Aufzeichnen eines Augenfrontbildes, der Zeitpunkt der Beendigung der Ausrichtung war, wenn der Lichtpunkt 40 auf dem Monitorschirm durch das an der Kornea reflektierte Licht des Indikatorlichtes für Ausrichtungsbenutzung in dem Bereich um den bestimmten Mittelpunkt eingetreten ist, gemäß dem vorstehend beschriebenen Fall, der Zeitpunkt selbstverständlich auch innerhalb der Zeitspanne nach der Beendigung der Ausrichtung bis zum Detektieren der Korneaendothelfokussierung liegen kann. Der Zeitpunkt der Aufzeichnung des Augenfrontbildes liegt wünschenswerterweise nahe dem Zeitpunkt des Fotografierens des vergrößerten Bildes. Da die Dicke mit ungefähr 0,5 mm klein ist, ist es vorteilhaft, das Fotografieren und Aufzeichnen mit einem Epitheldetektionssignal durch den Fotodetektor für die Fokussierungsdetektionsbenutzung durchzuführen.
Nach dem Fotografieren wird das Abbildungssystem 3 automatisch in den X-,Y- und -Z-Richtungen in die Bereitschaftsposition zurückgeführt, wodurch es in den Bereitschaftszustand versetzt ist. Bei diesem Vorgang ist die Bewegung in der X-Richtung des Abbildungssystems 3, d.h. nach rechts und links bezogen auf die optische Achse 4 so, daß das Abbildungssystem 3 in die neutrale Position rückgeführt wird, die der Betriebsmittelpunkt ist. Die Bewegung in der Y- Richtung des Abbildungssystems 3, d.h. nach oben und nach links, bezogen auf die optische Achse 4 ist so, daß die Höhe, welche durch den Y-Wert zum Zeitpunkt der Detektion der Reflexion des Schlitzlichtes am Endothel so wie sie ist verwendet wird. Die Bewegung in der Z-Richtung, d.h. vorwärts und rückwärts, ist so, daß das Abbildungssystem 3 etwas auf die anfängliche Einstellposition, ausgehend von der Position (a) zurückbewegt wird, in welcher die Reflexion des Blitzlichtes am Epithel detektiert worden ist. Dieser Vorgang ist der gleiche wie bei der ersten Ausführungsform.

[Ausführungsform 3]

Die dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im folgenden beschrieben, wobei ein Fall genommen wird, bei welchem das Korneaepithel durch die Vorrichtung zum Gewinnen von Bildern einer Kornea wie in der Fig. 6 gezeigt, fotografiert wird und gleichzeitig der Ort des Fotografierens angezeigt wird. Als erstes werden die Bedingungen des vergrößerten Fotografierens der Epithelzellen unter Bezugnahme auf die Strahlengänge des an der Kornea reflektierten Lichtes des Schlitzbelichtungslichtes gemäß Fig. 9 und Fig. 10 beschrieben. Dann wird der Betriebsvorgang hierfür basierend auf den Flußdiagrammen wie in der Fig. 4 und Fig. 9 gezeigt, beschrieben.
Fig. 9 zeigt einen optischen Strahlengang mit dem an einer Lacrimalschicht der Korneaoberfläche reflektierten Licht für den Fall, daß eine zu beobachtenede Kornea 2, die die Oberfläche eines Auges 1 ist, mit einem Schlitzbeleuchtungslicht 1 mit einem bestimmten Winkel, schräg zu einer Fotografierrichtung P auf der Augenachse beleuchtet ist.
Fig. 10 zeigt einen ähnlichen Strahlengang des Schlitzbeleuchtungslichtes 1 für den Fall der Epithelfotografie unter Verwendung einer Kontaktlinse 50 auf der Kornea 2. Im Fall der Fig. 9 kann unter Verwendung der Dicke der Kornea 2 (ungefähr 0,5 mm) das Schlitzbeleuchtungslicht 1 in Spiegeloberflächen-Reflexion am Korneaendothel 2b und Reflexion am Korneaepithel 2a unterteilt werden, so daß nur das reflektierte Licht r&sub1; des Korneaendothels 2b vergrößert beobachtet oder fotografiert werden kann. Wenn jedoch davon ausgegangen wird, daß das Epithel 2a auf die gleiche Art und Weise zu beobachten oder zu fotografieren ist, bewirkt die Anwesenheit einer dünnen Lakrimalschicht t auf der Kor nea 2, daß an dieser reflektiertes Licht r&sub3; reflektiertes Licht r&sub2; überlappt, so daß das Epithel 2a nicht beobachtet oder fotografiert werden kann.
Wenn somit wie in der Fig. 10 gezeigt, die Kontaktlinse 50 zur Verwendung des Fotografierens des Epithels auf die Oberfläche der Kornea 2 aufgebracht wird, so daß das an der Lakrimalschicht t reflektierte Licht r&sub3; von dem reflektierten Licht r&sub2; getrennt wird, dann kann das an dem Epithel reflektierte Licht r&sub2; vergrößert beobachtet oder fotografiert werden. Auch in diesem Fall und im einzelnen sind eine Sekretschicht, eine sog. Muzinschicht, sowie auch die Lacrimalschicht auf dem Korneaepithel 2a vorhanden, und stellen ein Hindernis bei der Beobachtung des Epithels dar. Die Sekretschicht kann jedoch durch bekannte Reinigungsverfahren entfernt werden, und daher wird das Reinigen vor dem Einsetzen der Kontaktlinse durchgeführt, so daß jegliche Effekte der Schicht eliminiert sind. (Anzumerken ist, daß in der Fig. 10 r&sub4; die Oberflächenreflexion an der Kontaktlinse bezeichnet).
Wie vorstehend gezeigt ist die vorliegende Vorrichtung in der Lage, das Epithel auf die gleiche Art und Weise wie das Endothel zu fotografieren, wie die Kontaktlinse 50 für die Epithelfotografierbenutzung auf der Oberfläche der Kornea 2 eingesetzt wird.
Als erstes wird die Vorrichtung zum Gewinnen von Bildern einer Kornea ans Netz angeschlossen, so daß das optische System, welches das Abbildungssystem 3 ist, in seine normale Position bewegt wird, die eine neutrale Position ist, wodurch es in einen Bereitschaftszustand gebracht wird (siehe Fig. 4). Wenn der Patient wechselt und durch eine anderer Person ersetzt wird, wird dessen ID-Kartennummer in die Vorrichtung eingegeben. Dann wird unter Bestätigung der Bewegung des optischen Systems, d.h. des Abbildungssystems 3 in dessen neutrale Position, der Kopf des Patienten, der die Kontaktlinse für die Epithelfotografierbenutzung eingesetzt hat, auf der Klemmplatte, die nicht dargestellt ist, fixiert. Alternativ ist es bei nichtwechselndem Patienten, wenn das Fotografieren eines Auges des Patienten beendet ist, und das andere Auge zu fotografieren ist, es unnötig, die ID-Karte in die Vorrichtung einzugegen, in welchem Fall der Kopf des Patienten bereits auf der Klemmplatte fixiert ist. (Bei diesem Vorgang kann der Kopf des Patienten auf der Klemmplatte fixiert werden, bevor die Kontaktlinse eingesetzt wird).
Als nächstes werden zum Ausrichten die LED 23 für mittleres Infrarot und die LED 24 für sichtbares Licht zum Aufleuchten gebracht, und der Patient wird angewiesen, starr auf das blinkende sichtbare Licht von der LED 24 für sichtbares Licht zu starren, das ein fixierter Indikator ist, worauf der Startknopf gedrückt wird. Dann wird bewirkt, daß der Monitor 33 ein Augenfrontbild von der TV-Kamera 8 präsentiert. Während der Monitor 33 einen Lichtpunkt anzeigt, der ein Kontaktlinsen-Reflexionsbild des Indikatorlichtes für Ausrichtungsbenutzung ist, der auch zur Positionsanzeige dient und der in dem Normalzustand ist, wenn am Monitor 33 kein Lichtpunkt präsentiert ist, wird bewirkt, daß der Lichtpunkt auf dem Monitor 33 erscheint, indem die Klemmplatte betätigt wird, um deren Höhe einzustellen, oder indem ein anderer Vorgang durchgeführt wird. Automatisch oder durch Drücken des Startknopfes bei Präsentieren des Lichtpunktes am Monitor 33 werden die X- und Y-Achsen bewegt, um das Abbildungssystem 3 bezogen auf das Auge anzutreiben, in Abhängigkeit von der Position des Lichtpunktes, dessen Position durch die Positionsdetektorschaltung 34 für die X- und Y-Richtung detektiert worden ist, wodurch der Lichtpunkt in die bestimmte Position (Mittelpunkt) auf dem Schirm bewegt wird.
Wenn der Lichtpunkt auf diese Art und Weise in dem Bereich um den bestimmten Mittelpunkt gelangt ist, wird der Detektionsbereich des Ausrichtungsindikator-reflektierten Lichtes auf dem Monitorschirm verengt, so daß verhindert wird, daß sich in der darauffolgenden Ausrichtung Störlicht einmischt. (Siehe Fig. 11). Dann wird bei innerhalb des verengten Bereiches ausgeführter Ausrichtung die Z-Achse angetrieben, um das Abbildungssystem 3 vorwärts zu bewegen. Während dieser Vorwärtsbewegung des Abbildungssystems 3 wird die Reflexion des Schlitzlichtes an der Kontaktlinse 50, die ein erstes reflektiertes Licht ist, durch die Schlitzlichtreflexionsdetektorschaltung 41 detektiert. Wenn die erste Reflexion detektiert ist, werden die Infrarot- LEDs 55, 55, die seitlich vor der optischen Achse 4 des optischen Augenfront-Beobachtungssystems des Abbildungssystems 3 angeordnet sind, sofort zum Aufleuchten gebracht, so daß das Augenfrontbild in welchem der Lichtpunkt zur Ausrichtungsbenutzung, welcher auch als der Positionsdetektionsindikator dient, auf dem Monitorschirm positioniert ist, in dem Vollbildspeicher 32 gespeichert wird, während ein Weg (A) in der Z-Achsenrichtung (a) in dem Z-Richtungs- Wegdetektor 43 gespeichert wird.
Wenn das an der Kontaktlinse 50 reflektierte Licht, das das erste reflektierte Licht ist, nicht detektiert wird, wird die Detektion des ersten reflektierten Lichtes fortgesetzt, wenn die Reflexionsdetektion innerhalb einer bestimmten Zeitspanne, beginnend mit dem Eintreten des Lichtpunktes in die bestimmte Position auf dem Monitorschirm, ist. Wenn jedoch kein Signal in die bestimmte Position eintritt, wenn die bestimmte Zeit abgelaufen ist, würde eine Fehlfunktion bestehen, so daß das Abbildungssystem 3 in eine Bereitschaftsposition zurückgeführt werden sollte, die später beschrieben wird, ohne daß fotografiert wird, und der Vorgang sollte wiederholt werden. In einem derartigen Fall wird das Abbildungssystem 3 durch ein Signal von einem nichtgezeig ten Grenzschalter, der für die Größe der Z-Achsenbewegung vorgesehen ist, in die anfängliche neutrale Position zurückgeführt.
Dann wird das Abbildungssystem 3 durch den Z-Achsen-Antrieb weiter vorwärts bewegt. Die Schlitzlichtreflexion an dem Korneaepithel 2a, die ein zweites reflektiertes Licht ist, wird durch die Schlitzlichtreflexionsdetektorschaltung 41 detektiert. Wenn die Epithelreflexion detektiert worden ist, wird der Z-Achsenantrieb durch ein Signal von der Epithelreflexionsdetektion gestoppt, so daß das Abbildungssystem 3 in seiner Vorwärtsbewegung gestoppt wird. Gleichzeitig mit dem Emittieren von Impulslicht, erfolgt ein Fotografieren mit der TV-Kamera 8, und ein Bild der vergrößerten Korneaendothelzellenabbildung wird in einen Vollbildspeicher 32 eingeschrieben. Der dann resultierende Y-Wert (Höhe) des Abbildungssystems 3 wird in der Positionsdetektorschaltung 34 für die X- und Y-Richtung gespeichert und das Augenfröntbild, welches zuvor fotografiert und in den Speicher 32 eingeschrieben worden ist, und in welchem der Lichtpunkt 40&sub1; durch das von der Kornea reflektierte Licht von der Kontaktlinse 50 positioniert ist, werden auf dem Monitor 33 angezeigt. Somit ist das Fotografieren beendet (siehe Fig. 7). Anzumerken ist, daß in dem Datenanzeigeabschnitt 48 des Bildschirms keine Anzeige der Bedienungspersoninstruktion ist.
Wenn andererseits die Epithelreflexion, die das zweite reflektierte Licht durch das Schlitzlicht ist, nicht detektiert worden ist, kann die Epithelreflexionsdetektion fortgesetzt werden, wenn die Reflexionsdetektion innerhalb einer bestimmten Zeitspanne, beginnend mit dem Eintreten des Lichtpunktes in die bestimmte Position auf dem Monitorschirm ist. Wenn jedoch seit diesem Zeitpunkt eine bestimmte Zeit abgelaufen ist, würde eine Fehlfunktion bestehen, so daß das Abbildungssystem 3 in einen Bereitschafts zustand zurückgeführt werden sollte, was später beschrieben wird, und der Vorgang sollte wiederholt werden.
Nach dem Fotografieren wird das Abbildungssystem 3 automatisch in den X-, Y-, und Z-Richtungen in die Bereitschaftsposition zurückgeführt und damit in den Bereitschaftszustand gebracht. Bei diesem Vorgang ist die Bewegung in der X-Richtung des Abbildungssystems 3, d.h. nach rechts und links, bezogen auf die optische Achse 4, so, daß das Abbildungssystem 3 in die neutrale Position rückgeführt wird, die der Betriebsmittelpunkt ist. Die Bewegung in der Y- Richtung des Abbildungssystems 3, d.h. nach oben und nach links, bezogen auf die optische Achse 4, ist so, daß die Höhe, welche durch den Y-Wert zum Zeitpunkt des Detektierens der Reflexion des Schlitzlichtes am Epithel repräsentiert wird, so wie sie ist verwendet wird. Die Bewegung in der Z-Richtung, d.h. nach vorne und nach rückwärts ist so, daß das Abbildungssystem 3 aus der Position (a), in welcher die Reflexion des Schlitzlichtes an der Oberfläche der Kontaktlinse 50, die das erste reflektierte Licht ist, detektiert worden ist, etwas zurück auf die anfängliche Einstellposition zurückbewegt wird. Somit kann bei nichtwechselndem Patienten das Fotografieren schneller durchgeführt werden, wenn das Korneaepithel bei dem anderen Auge zu fotografieren ist, wie beim vorstehenden Fall des Fotografierens des Endothels.
Anzumerken ist, daß im Betrieb der Abbildungsvorrichtung jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen es vor dem Fixieren des Kopfes des Patienten auf der Klemmplatte od. dgl. das Fotografieren durch Drücken des Startknopfes zum Anzeigen eines Bildes der TV-Kamera auf dem Monitor gestartet werden kann. Auch wenn das Abbildungssystem 3 bei den Ausführungsformen der vorliegenden Abbildungsvorrichtung so angeordnet worden ist, daß es in elektrischer Art und Weise automatisch bewegt werden kann, um auf die Kor neazellen oder Korneaendothel- oder Epithel- od. dgl. des Objektauges und zum Messen der Korneadicke fokusieren kann, ist es selbstverständlich auch möglich, das Abbildungssystem 3 auch manuell auf die Korneazellen zu fokussieren und die Korneadicke zu messen.
Gemäß dem Verfahren zum Gewinnen von Bildern einer Kornea gemäß der vorliegenden Erfindung und wie im Anspruch 1 beschrieben zum Beobachten oder Fotografieren einer vergrößerten Darstellung der Korneazellen eines Augapfels eines Patienten kann eine optische Achseneinstellung (Ausrichtung) automatisch unter Ausschluß von Störlicht bezogen auf den Augapfel, der sich normalerweise bewegt, durchgeführt werden, während das Fokussieren unter Verwendung eines Abbildungssystems, das mit einer TV-Kamera ausgestattet ist, automatisch durchgeführt werden kann. Somit kann ein Vergrößern des Fotografierens der Korneazellen für medizinische Behandlung erfolgreich und sofort unter Vermeidung der Mühen der manuellen Betätigung, die das Fotografieren mit sich bringt, durchgeführt werden.
Gemäß dem Verfahren zum Gewinnen von Bildern einer Kornea gemäß der vorliegenden Erfindung, wie im Patentanspruch 2 beschrieben, zum Beobachten oder Fotografieren eines vergrößerten Bildes von Korneazellen eines Augapfels eines Patienten, kann die optische Achsenausrichtung automatisch bewerkstelligt werden, während das Fokussieren unter Verwendung eines Abbildungssystems, das mit einer TV-Kamera ausgestattet ist, automatisch bewerkstelligt werden kann, wodurch das Fotografieren von Korneazellen für medizinische Behandlung erfolgreich und sofort durchgeführt werden kann. Darüberhinaus kann, wenn der Patient nicht wechselt und das zu fotografierende Auge zwischen rechts und links gewechselt Wird, der erforderliche Weg der mechanischen Teile durch Verwendung von Positionsdaten reduziert werden, die bei dem vorhergehenden Fotografieren der Kornea erzielt worden sind, so daß das Fotografieren schneller durchgeführt werden kann.
Gemäß dem Verfahren zum Gewinnen von Bildern einer Kornea wie im Patentanspruch 3 beschrieben, wird die Ausrichtung des Patientenauges und das Fokussieren auf das Korneaendothel automatisch durchgeführt, so daß das vergrößerte Fotografieren von Korneaendothelzellen für medizinische Behandlung erfolgreich und sofort durchgeführt werden kann. Darüberhinaus kann bei nichtwechselndem Patienten und Wechsel des zu fotografierenden Auges zwischen rechts und links der erforderliche Weg der mechanischen Bauteile verringert werden, so daß das Fotografieren des Korneaendothels schneller durchgeführt werden kann.
Gemäß dem Verfahren zum Gewinnen von Bildern einer Kornea wie im Anspruch 4 beschrieben, kann die Ausrichtung des Patientenauges und das Fokussieren auf das Korneaepithel automatisch durchgeführt werden, so daß vergrößertes Fotographieren der Korneaepithelzellen für medizinische Behandlung erfolgreich und schnell durchgeführt werden kann. Darüberhinaus kann bei nichtwechselndem Patienten und Wechseln des zu fotografierenden Auges zwischen Rechts und Links, der erforderliche Weg der mechanischen Teile verringert werden, wodurch das Fotografieren des Korneaepithels schneller durchgeführt werden kann.
Gemäß der Vorrichtung zum Gewinnen von Bildern einer Kornea gemäß der vorliegenden Erfindung und wie im Anspruch 5 beschrieben, kann das Fokussieren auf Korneazellen eines Augapfels eines Patienten automatisch beim Fotografieren vergrößerter Bilder der Korneazellen des Korneaendothels und Epithels und dgl. des Augapfels des Patienten mit größerem Vergrößerungsfaktor durchgeführt werden. Somit kann Fotografieren mit Vergrößerung der Korneazellen sofort durchgeführt werden, wobei der manuelle Fokussiervorgang beim Fo tografieren wegfällt, was zu einer Verbesserung der Effizienz bei der medizinischen Behandlung in der Ophtalmologie beiträgt.
Gemäß der Vorrichtung zum Gewinnen von Bildern einer Kornea gemäß der vorliegenden Erfindung und wie im Patentanspruch 6 beschrieben, kann das Ausrichten und Fokussieren zum Fotografieren vergrößerter Darstellungen der Korneazellen eines Objektteils (patientenseitigen Teils) durchgeführt werden, ohne daß fachmännische Fotografiertechniken beim Fotografieren des vergrößerten Bildes der Korneazellen vom Korneaendothel und -epithel u. dgl. des Augapfels des Patienten mit einem großen Vergrößerungsfaktor, erforderlich sind. Darüberhinaus kann zusammen mit dem vergrößerten Bild der Korneazellen des Objektteils ein Augenfrontbild, auf welchem der Lichtpunkt zur Positionsanzeige, der auf die Aufapfeloberfläche projiziert ist, positioniert ist, aufgezeichnet werden. Somit ist leicht zu ersehen, zu welchem Ort der Augapfeloberfläche das vergrößerte Bild der Korneazellen, wie beispielsweise des Korneaendothels und -epithels des Objektteils zugehört, was zur medizinischen Behandlung in der Ophtalmologie beiträgt.
Gemäß der Vorrichtung zum Gewinnen von Bildern einer Kornea wie im Anspruch 7 beschrieben, kann gleichzeitig mit dem Fotografieren des Korneaendothels des Augapfels des Patienten die Korneadicke gemessen werden. Somit ist eine zusätzliche Vorrichtung und deren Betätigung zum Messen der Korneadicke nicht erforderlich, was zu einer Verbesserung der Effizienz bei der medizinischen Behandlung in der Ophtalmologie beiträgt.
Gemäß der Vorrichtung zum Gewinnen von Bildern einer Kornea wie im Anspruch 8 oder 9 beschrieben, kann sowohl ein vergrößertes Bild der Korneaepithelzellen, was als schwierig angesehen worden ist, als auch ein Augenfrontbild, welches den Ort des Fotografierens leicht durch Fotografieren mit einer bestimmten Kontaktlinse, die in das Auge des Patienten eingesetzt ist, fotografiert werden. Darüberhinaus kann das Augenfrontbild durch ein Epithelfokussierdetektionssignal aufgezeichnet und wie es ist vergrößert fotografiert werden durch ein Endothelfokussierdetektionssignal, indem mit nicht eingesetzter Kontaktlinse fotographiert wird. Somit kann ein Augenfrontbild mit hoher Positionsgenauigkeit des Lichtpunktes auf dem Augenfrontbild den Ort des Fotografierens des fokussierten vergrößerten Bildes zusammen mit dem vergrößerten Bild der Korneaendothelzellen des Objektteils zeigen.

Claims

1. Verfahren zum Gewinnen von Bildern der Cornea mit:

automatischer Bewegung eines Abbildungssystems (3) als Ganzes, welches ein optisches Augenfront-Beobachtungssystem aufweist, einem Beleuchtungssystem (11, 13), welches einstückig mit dem optischen Beobachtungssystem ausgebildet ist und welches die Augapfeloberfläche (2) durch einen Schlitz beleuchtet in einer Richtung, die sich von der des optischen Beobachtungssystems unterscheidet, und einem optischen System (19) für eine vergrößerte Darstellung, welches einen Objektteil beobachten oder fotographieren kann wie er durch eine TV-Kamera (8) vergrößert wird, basierend auf dem Schlitzbeleuchtungslicht, mit welchem die Augapfeloberfläche beleuchtet wurde, in Abhängigkeit von der Position des reflektierten Lichtes auf einem Monitorschirm, welches erhalten wird durch Aufnehmen durch die TV-Kamera des von der Cornea reflektierten Lichtes eines Ausrichtungsindikators, welches auf das Auge projiziert wird koaxial mit der optischen Achse des optischen Augenfrontbeobachtungssystems in einer Richtung senkrecht zur optischen Achse des optischen Beobachtungssystems, so daß ein Lichtpunkt (40) auf dem Monitorschirm vom reflektierten Licht auf eine spezifizierte Stellung auf dem Schirm gebracht wird;

Treiben des gesamten Bildgewinnungssystems (19), damit es sich vorwärts bewegt, um einen Lichtpunkt (40) in Richtung auf das Auge (2) zu verfolgen, mit einem verengten Detektionsbereich des Lichtpunktes, wenn der Lichtpunkt in einen vorbestimmten Bereich des Bildschirms eingetreten ist; und Detektion der Fokussierung des optischen Systems mit vergrößerter Darstellung auf dem Objektteil der Cornea durch einen Fotodetektor, der eine lichtempfangende Oberfläche an solch einer Stellung auf der optischen Achse des optischen Systems zur vergrößerten Darstellung hat, daß sein optischer Weg ein anderer als der der TV-Kamera ist, wobei ein vergrößertes Bild der Corneazellen des Objektteils fotographiert wird,

gekennzeichnet durch

Vorschieben der optischen Einheit in einer Richtung auf das Auge zu, während das Verschieben der Einheit in Querrichtung fortgeführt wird in Antwort auf die Lage des Lichtpunktes auf dem Bildschirm, so daß der Lichtpunkt der spezifizierten Lage auf dem Bildschirm nachfolgt.

2. Vorrichtung zum Gewinnen von Bildern der Cornea mindestens mit:

einem Beleuchtungssystem (11, 13) zum Beleuchten einer Augapfeloberfläche (2) eines Objektauges (1) durch einen Schlitz;

einem optischen System (19) für eine vergrößerte Abbildung zum Ausbilden einer vergrößerten Abbildung eines Objektteils auf der Basis des Schlitzbeleuchtungslichtes, mit welchem die Augapfeloberfläche beleuchtet wurde;

einem Fotodetektor (30) für eine Fokussierungsdetektionsbenutzung, der so angeordnet ist, daß er eine Stellung detektiert, in welcher das optische Vergrößerungsabbildungssystem auf dem Objektteil fokussiert wurde über einen optischen Weg unterschiedlich zu dem, über welchen die vergrößerte Abbildung ausgeformt wurde durch das optische System für die vergrößerte Abbildung;

einer Vorrichtung zum Bewegen des Abbildungssystems (38, 39, 44) als Ganzes, mit dem Beleuchtungssystem, dem optischen System für vergrößerte Abbildung und dem Fotodetektor zur Fokussierungsdetektion durch ein Signal von dem Fotodetektor zur Fokussierungsdetektion, so daß das Abbildungssystem zur Fokussierungsstelle des Objektteils gebracht wird; und

einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Abbildungssignals (41) auf der Basis eines Signals der Fokussierungsdetektion auf dem Objektteil durch den Fotodektor zur Fokussierungsdetektion, wodurch eine vergrößerte Abbildung der Corneazellen auf dem Objektteil erhalten wird,

dadurch gekennzeichnet, daß

die optische Einrichtung vorgeschoben wird in eine Richtung auf das Auge, während die Verschiebung der Einheit in Querrichtung fortgesetzt wird in Antwort auf die Lage des Lichtpunktes auf dem Bildschirm, so daß der Lichtpunkt der spezifizierten Stellung auf dem Bildschirm nachfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der Objektteil das Endothel der Cornea ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der Objektteil das Epithel der Cornea ist.

5. Verfahren zur Gewinnung von sichtbaren Abbildungen einer Cornea nach Anspruch 1,

bei welchem das optische System eine Ziellampe (24) aufweist zum Ausschicken eines sichtbaren Lichtes auf den Augapfel (1) entlang einer ersten optischen Achse (4), so daß der Patient auf das sichtbare Licht von der Ziellampe (24) blickt, wodurch das Auge (1) bezüglich der ersten optischen Achse (4) fixiert wird.

6. Vorrichtung zum Gewinnen von Abbildungen der Cornea nach Anspruch 2, wobei der Fotodetektor zur Fokussierungsdetektion ein Fotodetektor ist, der so angeordnet ist, daß er eine Corneaepithel-Fokussierungsposition und eine Corneaendothel-Fokussierungsposition durch das optische System zur vergrößerten Abbildung detektiert, wobei die Vorrichtung zum Gewinnen von Abbildungen der Cornea ferner aufweist eine Vorrichtung zum Detektieren der Strecke des Abbildungssystems von der Corneaepithel-Fokussierungsstellung zur Corneaendothel-Fokussierungsposition, wobei beide Positionen detektiert wurden durch den Fotodetektor zur Fokussierungsdetektion, wodurch die Corneadicke gemessen werden kann, während das Corneaendothel fotographiert werden kann.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Augenfrontbild aufgezeichnet wird durch ein erstes Fokussierungsdetektionssignal von der Fokussierungsdetektionsvorrichtung des Objektteils und wobei eine vergrößerte Abbildung der Corneazellen des Objektteils durch ein zweites Fokussierungsdetektionssignal aufgezeichnet wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei eine Augenfrontabbildung aufgezeichnet wird durch ein Corneaepithel-Fokussierungsdetektionssignal von der Fokussierungsdetektionsvorrichtung des Objektteils, und wobei eine vergrößerte Abbildung der Corneaendothelzellen des Objektteils durch ein Corneaendothel-Fokussierungsdetektionssignal aufgezeichnet wird.

9. Vorrichtung zur Gewinnung von sichtbaren Bildern einer Cornea nach Anspruch 2 oder 6, wobei die Aufnahmeoptik die Fokussierung eines Corneaepithels (2a) und die Fokussierung eines Corneaendothels (2b) detektiert, und die Vorrichtung ferner aufweist eine Verschiebungsmeßvorrichtung der optischen Einheit in der Vorschubrichtung, wodurch die Dicke der Cornea gemessen werden kann.

10. Vorrichtung zur Gewinnung von sichtbaren Bildern einer Cornea nach Anspruch 2, wobei die Speichervorrichtung eine Abbildung des Frontteils des Auges speichert, wenn die Fokusdetektionsvorrichtung die Fokussierung des Corneaepithels (2a) detektiert, und die vergrößerte sichtbare Abbildung des Objektteils der Cornea, wenn die Fokusdetektionsvorrichtung die Fokussierung des Corneaendothels (2b) detektiert.

11. Vorrichtung zur Gewinnung von sichtbaren Bildern einer Cornea nach Anspruch 2, wobei die dritte optische Vorrichtung eine Ziellampe (24) aufweist zum Aussenden eines sichtbaren Lichtes auf den Augapfel (1) entlang der ersten optischen Achse (4), so daß ein Patient auf das sichtbare Licht von der Ziellampe (24) blickt, wodurch das Auge (1) bezüglich der ersten optischen Achse (4) fixiert wird.