DE69504591T2

DE69504591T2 - Ophthalmologisches Gerät für Fundusbilderzeugung

Info

Publication number: DE69504591T2
Application number: DE69504591T
Authority: DE
Inventors: Thomas D-73431 Aalen Hellmuth; Jay Fremont CA 94539 WEI
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH; Carl Zeiss AG
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH; Carl Zeiss AG
Priority date: 1994-07-05
Filing date: 1995-05-26
Publication date: 1999-04-08
Anticipated expiration: 2015-05-27
Also published as: JP3629304B2; CA2149714A1; EP0691103B1; EP0691103A1; DE69504591D1; JPH0838431A; ES2120664T3; CA2149714C; US5506634A

Description

Technisches Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine ophthalmologische Vorrichtung zur Fundusabbildung.

Hinterrund der Erfindung

Gegenwärtige optische Systeme zur Fundusabbildung, d.h. Systeme, die optische Strahlen zum Fundus senden, umfassen: (a) Laserstrahlkoagulationsvorrichtungen, in denen der Laserstrahl auf Gewebe in der hinteren Kammer eines Auges fokussiert wird, um die Temperatur so zu erhöhen, daß Thermokoagulation stattfindet, und (b) Vorrichtungen zur optischen Kohärenztomographie ("OCT"), in denen ein aus einer Superlumineszenzdiode gewonnener optischer Strahl mit niedriger Kohärenz auf den Fundus fokussiert und ein Querschnittsbild des Fundus unter Verwendung von Kurz-Kohärenz-Interferometrie erzeugt wird. Das US Patent 5,067,951 beschreibt ein Beispiel einer Laserstrahlkogulationsvorrichtung und ein Artikel mit dem Titel "Optical Coherence Tomography" von D. Huang et al., Science, 254, vom 22. November 1991, S. 1178-1181 bespricht ein Beispiel einer OCT-Vorrichtung.
Die oben benannten Vorrichtungen verwenden typischerweise eine optische Anordnung mit einer Spaltlampe und einer Okularlinse. Bei betriebsmäßiger Beleuchtung bildet die Okularlinse zusammen mit der Linse eines Auges ein Luftbild des Fundus in die Brennebene der Spaltlampe ab. Das Luftbild des Fundus wird über einen Beobachtungsstrahlengang der Spaltlampenoptik betrachtet. Außerdem wird über einen Strahlenteiler ein optischer Strahl in den Beobachtungsstrahlengang der Spaltlampe eingekoppelt. Bei diesen Vorrichtungen wird die Okularlinse normalerweise mit der Hand nahe am Patientenauge oder im direkten Kontakt mit der Hornhaut gehalten.
Bei der optischen Anordnung mit Spaltlampe und Okularlinse, wie sie typischerweise in den oben beschriebenen Vorrichtungen verwendet wird, ist die Reflexion eines Beleuchtungsstrahles und eines optischen Strahles von der Hornhaut und von der Okularlinse sehr viel intensiver, als die Reflexion vom Fundus. Zum Beispiel ist der Reflexionsgrad vom Fundus ca. 10&supmin;&sup4;, während der Reflexionsgrad von der Hornhaut und der einer typischen Okularlinse (z.B. eine asphärische Doppellinse von Volk, 7893 Enterprise Drive, Mentor, Ohio 44060) in der Größenordnung von 4% liegen. Dieser Wert ist viel größer, als der des Fundus. Daher wird die Qualität der Fundusabbildung durch Artefakte verschlechtert, die sich aus den Reflexionen von der Okularlinse und der Hornhaut ergeben. Um solche Artefakte zu eliminieren, müssen die Reflexionen von der Hornhaut und der Okularlinse daran gehindert werden, in den Beobachtungsstrahlengang zu gelangen. Die zur Zeit eingesetzten Maßnahmen, um Reflexionen von der Okularlinse aus dem Beobachtungsstrahlengang fernzuhalten, beinhalten das Kippen der Okularlinse relativ zum Beobachtungs- und dem optischen Strahlengang. Jedoch ist das Kippen der Okularlinse keine zufriedenstellende Lösung, weil es Astigmatismus und Vignettierung verursacht. Um zu verhindern, daß Reflexionen von der Hornhaut in den Beobachtungsstrahlengang gelangen, muß auch eine Kontakt-Okularlinse verwendet werden. Der Einsatz einer Kontakt-Okularlinse ist aber keine zufriedenstellende Lösung, weil es schwierig ist, bei einer handgehaltenen Okularlinse die Reflexionen von der Hornhaut und von der Okularlinse zu eliminieren. Das macht es schwierig, eine gute Fundusabbildung in Vorrichtungen zu erzielen, die diese Art der optischen Anordnung verwenden.
Es sind Versuche unternommen worden, das oben beschriebene Problem durch eine geometrische Trennung der Reflexionen der Okularlinse und der Hornhaut zu lösen, indem: (a) eine Ringbeleuchtung (eine Ringbeleuchtung wird z.B. dadurch erreicht, daß eine Blende in den Beleuchtungsstrahlengang gebracht wird, welche die Mitte des Beleuchtungsstrahlengangs ausblendet) und (b) eine kleine zentrierte Blende zur Fundusbeobachtung benutzt wird, um dadurch die Reflexionen von der Hornhaut und der Okularlinse geometrisch voneinander zu trennen.
Die Verwendung einer Ringbeleuchtung ist jedoch nicht ausreichend, denn Reflexionen des optischen Strahls von der Hornhaut und der Okularlinse können nicht vermieden werden, außer wenn der Durchmesser des optischen Strahls so klein ist, daß er außer-zentral in das Auge eingekoppelt werden kann. Der Nachteil dabei ist, daß ein großer Pupillendurchmesser benötigt wird, damit keine Vignettierung auftritt. Das Dokument DE-A-29 14 675 beschreibt eine Vorrichtung zur Beleuchtung des Fundus eines Auges, der die in der Präambel des Anspruchs 1 genannten Merkmale umfaßt.
Angesichts der geschilderten Situation besteht in dieser Technik ein Bedarf für eine ophthalmologische Vorrichtung, die (a) einen einfachen Aufbau hat; (b) einen optischen Strahl ohne Vignettierung auf den Fundus bringt; und (c) eine Fundusabbildung mit hoher Qualität liefert.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung löst auf vorteilhafte Weise die oben beschriebenen technischen Probleme, indem sie eine Vorrichtung zur Verfügung stellt, die (a) einen einfachen Aufbau hat; (b) einen optischen Strahl ohne Vignettierung auf den Fundus bringt; und (c) eine Fundusabbildung mit hoher Qualität liefert.
Im besonderen wird dies durch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erreicht, welches ein optisches System ist, das drei getrennte Strahlengänge enthält - einen geneigten Beleuchtungsstrahlengang, einen dezentrierten Beobachtungsstrahlengang und einen optischen Strahlengang - die durch einen Strahlenteiler in einer Okularlinse zusammengeführt werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung sind der Beleuchtungsstrahlengang und der optische Strahlengang geneigt zur optischen Achse der Okularlinse ausgerichtet. Das Ergebnis ist: (a) Reflexionen von der Okularlinse gelangen nicht in den Beobachtungsstrahlengang; (b) die Spiegelreflexion der Beleuchtungsstrahlengang von der Hornhaut gelangt nicht in den Beobachtungsstrahlengang; und (c) das vom Hornhautstroma gestreute Licht der Beleuchtungsstrahlung gelangt nicht in den Beobachtungsstrahlengang.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Beleuchtungsapertur und die Beobachtungsapertur an der Hornhaut vorteilhafterweise getrennt und liegen nebeneinander. Aus diesem Grund ist eine 4 mm kleine Pupille ausreichend, um sowohl die Beobachtungsapertur als auch die Beleuchtungsapertur ohne Vignettierung aufzunehmen. Im Vergleich dazu braucht eine Funduskamera normalerweise eine Pupille mit einem Durchmesser von 6 mm, um den gleichen Effekt zu erreichen. Deshalb ist es nicht nötig, zur Fundusabbildung die Pupille des Auges zu weiten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Aperturblende im Beobachtungsstrahlengang dezentriert zu einer optischen Achse des Beobachtungsstrahlengangs angebracht und, in der bevorzugten Ausführung, wird das Bild im Beobachtungsstrahlengang mittels eines einfachen Zwei-Linsensystems übertragen, welches fast symmetrisch um die Aperturblende herum dezentriert ist. Dies liefert vorteilhafterweise eine gute Fundusabbildung, da sich gewisse optische Bildfehler, wie z.B. Verzeichnung und Farbvergrößerungsfehler, auslöschen und Koma minimiert wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein NIR-Durchlaßfilter (720 nm bis 1100 nm) zum Komfort des Patienten und zur Augenuntersuchung ohne Pupillenweitung in Verbindung mit einer Glühlampe zur Beleuchtung und einer CCD-Kamera zur Beobachtung eingesetzt werden. Das Ergebnis ist, daß eine Fundusabbildung auf einem Monitor betrachtet werden und daß der Patient eine längere Untersuchung erdulden kann, ohne unter der hellen Beleuchtung zu leiden, die oft mit Vorrichtungen des derzeitigen Stands der Technik verbunden ist.

Kurzbeschreibung der Abbildungen

Abb. 1: zeigt das Schema einer Draufsicht einer ophthalmologischen Vorrichtung zur Fundusabbildung, die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, wobei nur ein Beleuchtungsstrahlengang und Beobachtungsstrahlengang dargestellt sind;
Abb. 2: zeigt das Schema einer Seitenansicht der ophthalmologischen Vorrichtung aus Abb. 1, wobei nur der Beobachtungsstrahlengang und der optische Strahlengang dargestellt sind;
Abb. 3: zeigt als Schema den Weg, den die Strahlung aus dem Beleuchtungsstrahlengang aus der Zwischenbildebene zum Fundus nimmt und den Weg, den die vom Fundus reflektierte Strahlung zum Beobachtungsstrahlengang über die Zwischenbildebene nimmt;
Abb. 4: zeigt ein Schema der Übertragungsoptik, die im Beobachtungsstrahlengang der erfindungsgemäßen ophthalmologischen Vorrichtung eingesetzt wird,
Abb. 5: zeigt ein Ausführungsbeispiel eines binokularen Beobachtungsstrahlenganges, wie er bei der Herstellung von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommt;
Abb. 6: zeigt ein Ausführungsbeispiel der Beschichtung eines Strahlenteilers, wie er bei der Herstellung von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommt, wobei der optische Strahl seine zentrale Wellenlänge bei 850 nm und eine spektrale Bandbreite von weniger als ca. 40 nm hat;
Abb. 7: zeigt ein Schema einer Seitenansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels der. erfindungsgemäßen ophthalmologischen Vorrichtung;
Abb. 8: zeigt ein Schema der Abtastung mit dem optischen Strahl ohne Vignettierung, wenn die Aperturblende im optischen Strahlengang zur Pupille des Auges konjugiert ist; und
Abb. 9: zeigt ein Schema der Abtastung mit dem optischen Strahl mit Vignettierung, wenn die Aperturblende im optischen Strahlengang nicht zur Pupille des Auges konjugiert ist. Komponenten, die in den verschiedenen Abbildungen gleich sind, sind zum leichteren Verständnis mit den gleichen Bezugszeichen versehen worden.

Detaillierte Beschreibung

Abb. 1 zeigt das Schema einer Draufsicht einer ophthalmologischen Vorrichtung 600 zur Fundusabbildung, die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, wobei nur der Beleuchtungsstrahlengang 500 und der Beobachtungsstrahlengang 300 zu sehen sind. Wie in Abb. 1 dargestellt, enthält der Beleuchtungsstrahlengang 500 die Lichtquelle 1, z.B. eine Glühlampe, Linse 2, z.B. eine Kondensorlinse mit großer numerische Apertur zur Sammlung der Strahlung der Lichtquelle 1, und Aperturblende 3, z.B. ein beweglicher Schlitz, der sich in der hinteren Brennebene der Linse 5 befindet. Linse 5 und Linse 6 bilden die Aperturblende 3 in die Zwischenbildebene 10 ab. Die Zwischenbildebene liegt in der hinteren Brennebene der Linse 6 und die Strahlung zwischen den Linsen 5 und 6 vollzieht sich in Form eines kollimierten Strahls.
Gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ist die Lichtquelle 1 eine Glühlampenquelle und der Beleuchtungsstrahlengang 500 enthält außerdem: (a) ein für das nahe Infrarot durchlässiges Filter 7 und (b) die Prismen 4 und 8 aus Glas. Als das für das nahe Infrarot durchlässige Filter 7 wird zum Beispiel ein Filter RG 9, 720 nm bis 1100 nm eingesetzt, welches von der Glühlampenquelle emittiertes sichtbares und fernes Infrarot zum Komfort und Sicherheit des Patienten sperrt. Die Glasprismen 4 und 8 werden in dem Beleuchtungsstrahlengang 500 angeordnet, um ihn zu einer kompakten Einheit zusammenzufalten. Weiterhin hat in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Strahlenteiler 9 eine Minus-Filterbeschichtung (im Einzelnen unten beschrieben), welche das nahe Infrarotlicht durchläßt und die Wellenlängen reflektiert, die für die Diagnose oder in der Chirurgie eingesetzt werden.
Wie in Abb. 1 dargestellt, ist die Okularlinse 11 beweglich montiert und fokussiert zusammen mit der Augenlinse 12 die Zwischenbildebene 10 auf den Fundus 1000. Der Refraktionsfehler des menschlichen Auges variiert in einem Bereich von ± 20 Dioptrien.
Wie in Abb. 1 dargestellt, ist die Okularlinse 11 entlang ihrer optischen Achse mittels einer Vorrichtung beweglich montiert, die in der Technik der Bewegung entlang optischer Achsen allgemein bekannt ist, wodurch die Brechkraft des Patientenauges so kompensiert wird, daß die Fundusabbildung immer in der Zwischenbildebene 10 liegt. Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Aperturblende 3 und die Zwischenbildebene 10 sowie die Zwischenbildebene 10 und der Fundus 1000 zueinander konjugiert. Daraus ergibt sich, daß die Aperturblende ~ zum Fundus 1000 konjugiert ist. Damit können der Ort der Beleuchtung und das beleuchtete Feld durch Verstellen des Orts und der Größe der Aperturblende 3 verändert werden. Weiterhin fällt gemäß der vorliegenden Erfindung die Strahlung des Beleuchtungsstrahlenganges 500 unter einem großen Winkel (Neigung) auf die Okularlinse 11 mit dem Ergebnis, daß Reflexionen von dort wirkungsvoll vom Beobachtungsstrahlengang 300 ferngehalten werden. Jedoch ist, wie in Abb. 1 dargestellt, wegen der Kippung des Beleuchtungsstrahlengangs 500 bezüglich der optischen Achse der Okularlinse 11 das Patientenauge hinsichtlich der Okularlinse 11 dezentriert, um sicherzustellen, daß die Strahlung aus dem Beleuchtungsstrahlengang 500 auf die Hornhaut fällt.
Wie aus Abb. 1 zu ersehen ist, umfaßt der Beobachtungsstrahlengang 300 ein Übertragungssystem für eine optische Abbildung, welches die Linsen 13 und 15 umfaßt. Die Augenlinse 12 und die Okularlinse 11 erzeugen ein Luftbild des Fundus 1000 in der Zwischenbildebene 10. Das Luftbild des Fundus in der Zwischenbildebene 10 wird dann in die Ebene 160 mittels der Linsen 13 und 15 übertragen. Endlich kann das in der Ebene 160 erzeugte Bild betrachtet werden, indem die Videokamera 470 in die Ebene 160 gebracht wird.
Wie in Abb. 1 dargestellt, liegt die Aperturblende 14 des Beobachtungsstrahlenganges zwischen den Linsen 13 und 15, wobei die Linsen 13 und 15 symmetrisch dezentriert um die Aperturblende 14 sind. Diese Anordnung verhindert vorteilhafterweise Verzeichnung und den Farbvergrößerungsfehler und minimiert die Koma. Gemäß des bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung sind, um die im wesentlichen vollkommene optische Symmetrie zur Eliminierung der Verzeichnung und des Farbvergrößerungsfehlers und Minimierung der Koma zu erreichen, die Brennweiten der Linsen 13 und 15 im wesentlichen gleich und bilden damit ein Eins-zu-Eins-Übertragungssystem.
Abb. 2 zeigt das Schema einer Seitenansicht der ophthalmologischen Vorrichtung 600, wobei nur der Beobachtungsstrahlengang 300 und der optische Strahlengang 400 dargestellt sind. Wie aus Abb. 2 zu ersehen ist, umfaßt der optische Strahlengang 400 eine optische Strahlquelle 18, Kollimationslinse 17', die orthogonal montierten, galvanometer-gesteuerten Scanspiegel 16 und 17, die auf einem Paar Motoren (nicht dargestellt) montiert sind, und die Scanlinse 14'. Die Scanlinse 14' bildet die optische Strahlquelle 18 in die Zwischenbildebene 10 ab, die, wie oben erklärt, konjugiert zum Fundus 1000 ist. Die Scanspiegel 16 und 17 dienen zur beliebigen Positionierung des Ausgangs des optischen Strahlengangs auf dem Fundus 1000.
Die Aperturblende 19 des optischen Strahlenganges liegt in der hinteren Brennebene der Scanlinse 14' und wird in die Pupille der Augenlinse 12 abgebildet. Um beim Scannen bzw. Abtasten mit dem optischen Strahl Vignettierungen zu verhindern, sollte die Aperturblende 19 mit der Pupille des Auges konjugiert sein, damit der optische Strahl beim Scannen nicht aus der Pupille herauswandert. Siehe Abb. 8 als Beispiel, wo keine Vignettierung beim Scannen mit dem optischen Strahl 350 auftritt, wenn die Aperturblende 19 mit der Pupille des Auges konjugiert ist, und Abb. 9, wo Vignettierung beim Scannen mit dem optischen Strahl 350 auftritt, wenn die Aperturblende 19 nicht mit der Pupille des Auges konjugiert ist. Da sich die Aperturblende 19 des optischen Strahlengangs zwischen den Scanspiegeln 16 und 17 befindet, entsteht ein Problem, da man nicht beide Spiegel auf den gleichen Ort abbilden kann. Man kann jedoch den maximalen Abstand bestimmen, den die Scanspiegel 16 und 17 haben dürfen, ohne daß sie bei einem gegebenen Brennweitenverhältnis zwischen der Scanlinse 14' und der Okularlinse 11 Vignettierung verursachen. Nehmen wir zum Beispiel an, daß die Pupille des Auges 4 mm breit ist, der Rasterwinkel 30º ist, d.h. ± 15º und die Strahlgröße ist 2 mm. In diesem Fall ist, ohne Linsen, die Bedingung für Nicht-Vignettierung, daß der Abtastpunkt des Strahles weniger als 3,7 mm von der Pupille entfernt ist. Wenn jedoch die Scanlinse 14' mit z. B. einer Brennweite von 60 und die Okularlinse 11 mit z.B. einer Brennweite von 12,82 verwendet werden, erhält man eine Vergrößerung, die durch das Verhältnis der Brennweiten gegeben ist, die es erlauben, die Scanspiegel 16 und 17 mit einem Abstand von sogar 81 mm voneinander anzuordnen, ohne Vignettierung zu verursachen. Dadurch bleibt gemäß der vorliegenden Erfindung der optische Strahl während der Abtastung des Fundus unvignettiert, wenn das Verhältnis der Brennweite der Scanlinse 14' und der Okularlinse 11 ausreichende Vergrößerung liefert. Da der optische Strahl immer auf die Luftbild-Zwischenbildebene 10 abgebildet wird, sind der optische Strahlengang 400, der Beobachtungsstrahlengang 300 und der Beleuchtungsstrahlengang 500 parfokal. Das bedeutet, daß die drei optischen Strahlengänge immer zusammen in einem Fokus liegen.
Abb. 3 zeigt in schematischer Form den Weg, den die Strahlung aus dem Beleuchtungsstrahlengang 500 von der Zwischenbildebene 10 zum Fundus 1000 nimmt, sowie den Weg, den die vom Fundus 1000 reflektierte Strahlung zum Beobachtungsstrahlengang 300 über die Zwischenbildebene 10 nimmt. Wie in Abb. 3 dargestellt, repräsentieren die Strahlenbündel 500&sub1;, 500&sub2; und 500&sub3; Strahlung vom Beleuchtungsstrahlengang 500 und die Apertur 12&sub1; repräsentiert die Apertur des Beleuchtungsstrahlengangs 500 auf der Hornhaut 420 der Augenlinse 12. Außerdem repräsentiert das Strahlenbündel 300&sub1; die in den Beobachtungsstrahlengang 300 übertragene Strahlung, und Apertur 12&sub2; repräsentiert die Apertur des Beobachtungsstrahlengangs 300 auf der Hornhaut 420 der Augenlinse 12. Wichtig ist hier, wie auch in Abb. 3 dargestellt, daß die Strahlenbündel 500&sub1;, 500&sub2; und 500&sub3; aus dem Beleuchtungsstrahlengang 500 von der Okularlinse 11 auf die Augenlinse 12 in nicht zentraler Form fokussiert werden. Damit werden der Beleuchtungsstrahlengang 500 und der Beobachtungsstrahlengang 300 in der Vorderkammer des Auges getrennt, wodurch fast kein Licht aus dem Beleuchtungsstrahlengang 500 in den Beobachtungsstrahlengang 300 zurückgestreut wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden Ausführungsbeispiele hergestellt, in denen (a) die Beleuchtungsapertur 12&sub1; und die Beobachtungsapertur 12&sub2; geometrisch in der Pupille des Auges getrennt werden (das führt dazu, daß keine Streuung der Strahlung aus dem Beleuchtungsstrahlengang 500 durch das Hornhautstroma im Beobachtungsstrahlengang 300 festzustellen ist), und (b) die Beleuchtungsapertur 12&sub1; und die Beobachtungsapertur 12&sub2; getrennt sind und Seite an Seite so liegen, daß eine Pupille mit einem 4 mm kleinen Durchmesser ausreicht, um beide Aperturen ohne Vignettierung aufzunehmen. Diese vorteilhaften Effekte werden durch Abwägen der folgenden zwei Überlegungen erreicht. Die erste, in die Herstellung von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung eingebrachte Überlegung ist die, den Beleuchtungsstrahlengang 500 geneigt zur Okularlinse 11 auszurichten, d.h. zu kippen, so daß keine Spiegelreflexion in den Beobachtungsstrahlengang 300 gelangt. Wie oben diskutiert, erfordert dies, daß das Patientenauge zur Okularlinse 11 dezentriert ist.
Die zweite, in die Herstellung von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung eingebrachte Überlegung ist die, die Beobachtungsapertur 12&sub2; so nahe wie möglich an die Beleuchtungsapertur 12&sub1; zu bringen, so daß ein minimaler Pupillendurchmesser notwendig ist, um beide Aperturen darin unterzubringen. Diese zweite Überlegung mündet in ein Design, welches es erforderlich macht, die Beobachtungsaperturblende 12&sub2; hinsichtlich der optischen Achse der Okularlinse 11 und der Linse 13 zu dezentrieren. Da die Aperturblende 14 zur Beobachtungsapertur 12&sub2; konjugiert ist, wird die Dezentrierung der Beobachtungsapertur 12&sub2; dadurch erreicht, daß die Aperturblende 14 bezüglich der optischen Achse der Linse 11 dezentriert wird. Das führt zu einem Kompromiß im Design, der darin besteht, daß, indem durch Kippen des Beleuchtungsstrahlenganges 500 ein besserer Schutz vor Reflexionen erreicht wird, der benötigte Mindestdurchmesser der Pupille zur Aufnahme der Beleuchtungsapertur 12&sub1; und der Beobachtungsapertur 12&sub2; größer wird, wenn wir den Betrag der Dezentrierung der Aperturblende 14 begrenzen wollen.
Weiterhin muß berücksichtigt werden, daß es wünschenswert ist, die Dezentrierung der Aperturblende 14 zu begrenzen, weil eine größere Dezentrierung größere Durchmesser bei den Linsen 13 und 14 erfordert und damit höhere Kosten entstehen. Wollte man die Aperturblende 14 bezüglich der optischen Achse zentrieren, gäbe es eine unvollkommene Überlappung der Beleuchtungs- und Beobachtungssehfelder auf dem Fundus 1000, was zu einer verringerten Abbildungsintensität führen würde. Diese unvollkommene Überlappung rührt aus der Tatsache her, daß das Auge bezüglich der Okularlinse 11 aus den oben besprochenen Gründen dezentriert ist. Außerdem würde eine solche Zentrierung der Aperturblende 14 den Pupillendurchmesser vergrößern, der zur Unterbringung der Beleuchtungsapertur 12&sub1; und der Beobachtungsapertur 12&sub2; benötigt würde.
Abb. 4 zeigt in schematischer Form die im Beobachtungsstrahlengang 300 verwendete Übertragungsoptik, welche die Linsen 13 und 1 S umfaßt. Wie in Abb. 4 dargestellt, sind die Linsen 13 und 15 um die dezentrierte Aperturblende 14 symmetrisch dezentriert, so daß Verzeichnung und der Farbvergrößerungsfehler vollkommen beseitigt sind und Koma erheblich reduziert wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Aperturblende 14 zur Beobachtungsapertur 12&sub2; (Abb. 3) konjugiert. Wie oben diskutiert, ist die Beobachtungsapertur 12&sub2; dezentriert, damit die Beleuchtungsapertur 12&sub1; und die Beobachtungsapertur 12&sub2; nahe beieinander positioniert werden können. Bewegt sich die Aperturblende 14 nach oben, siehe Abb. 3, bewegt sich die Beobachtungsapertur 12&sub2; nach unten, und umgekehrt. Damit ist die Aperturblende 14 bezüglich der optischen Achse des Beobachtungsstrahlengangs 300 dezentriert, um die Beobachtungsapertur 12&sub2; bezüglich der optischen Achse der Okularlinse 11 zu dezentrieren. Diese Konfiguration kann für ein binokulares Beobachtungssystem sehr nützlich sein, da beide Aperturen in einem solchen System dezentriert werden müssen.
Abb. 5 zeigt in schematischer Form eine Ausführung eines binokularen Beobachtungsstrahlengangs 700 zur Nutzung bei der Herstellung von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung. Wie in Abb. 5 dargestellt, liegt das Objekt 20 in der Brennebene des Objektivs 21 und die Aperturblenden 22.a und 22.b der Beobachtungsstrahlengänge 310 und 320 sind jeweils symmetrisch plaziert zwischen dem Objektiv 21 und den Linsen 23.a und 23.b. In einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung sind die Linsen 23.a und 23.b identisch mit den Hälften der Linse 21 und werden durch das Auseinanderschneiden einer mit Linse 21 identischen Linse in zwei Hälften gebildet; Linse 23.a entspricht der unteren Hälfte der Linse 21 und Linse 23.b entspricht der oberen Hälfte der Linse 21. Dann wird, wie in Abb. 5 dargestellt, das Objekt 20 in die Bildebenen 24.a und 24.b übertragen. Stereoskopische Beobachtung kann durch geringfügiges symmetrisches Kippen der Linsen 23.a und 23.b bezüglich des Objektivs 21 erreicht werden. Dann können die Bildebenen 24.a und 24.b durch ein Binokular (nicht dargestellt) oder eine CCD-Kamera betrachtet werden.
Abb. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Beschichtung des Strahlenteilers 9 zur Nutzung bei der Herstellung von Ausführungen der vorliegenden Erfindung mit einem optischen Strahl, dessen zentrale Wellenlänge bei ca. 850 nm liegt und der eine spektrale Bandbreite kleiner ca. 40 nm hat. Die Kurve 30 stellt die Leistungsabgabekurve einer Glühlampe bei 3000 K dar. Die Kurve 31 des Filters RG 9 ist durchlässig von 720 nm bis ca. 1100 nm. Kurve 34, welche die Empfindlichkeit des Auges darstellt, zeigt, daß die vom Filter RG 9 durchgelassene Strahlung dem Auge kaum sichtbar ist und daß das Licht, welches sichtbar ist, dem Auge mit einer tiefroten Farbe erscheint. Da die Beschichtung 32 für einen optischen Strahl mit einer zentralen Wellenlänge bei 850 nm ausgelegt ist, läßt der Strahlenteiler 9 kein Licht zwischen 820 nm und 870 nm durch. Die Betrachtung wird realisiert durch Verwendung einer CCD-Kamera mit einer durch Kurve 33 dargestellten Empfindlichkeit. Die sich daraus ergebende Empfindlichkeitskurve ist als schraffierte Fläche 35 dargestellt.
Abb. 7 zeigt in schematischer Form die Seitenansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen ophthalmologischen Vorrichtung. In der in Abb. 7 gezeigten optischen Anordnung sind die Kipp- und Dezentrierungsfunktionen in der vertikalen Ebene (das Sehfeld und die Beleuchtung sind in den Kipp- und Dezentrierebenen begrenzt) untergebracht, anstatt in der horizontalen Ebene, wie das der Fall bei der in Abb. 1 dargestellten Ausführung ist. Da das Format eines CCD-Chips typischerweise in horizontaler Richtung größer ist, als in der vertikalen Richtung - normalerweise ist das Verhältnis 4:3 - ist es vorteilhaft, die optische Anordnung so zu gestalten, daß das Sehfeld in vertikaler Richtung begrenzt und die volle CCD-Pixelzahl in horizontaler Richtung genutzt wird.
Jeder Fachkundige erkennt, daß die obige Abhandlung nur zur Illustration und Beschreibung vorgelegt wurde. Als solche beansprucht sie nicht, erschöpfend zu sein, oder beschränkt die Erfindung nicht nur auf die hier veröffentlichte Form. So sind zum Beispiel im Lichte der obigen Aussagen Modifizierungen und Variationen möglich, die als im Rahmen der vorliegenden Erfindung betrachtet werden können, wie sie in den anhängenden Ansprüchen definiert ist.

Claims

1. Vorrichtung zur Beleuchtung des Fundus eines Auges mit drei getrennten, als ein Beleuchtungsstrahlengang (500), ein Beobachtungsstrahlengang (300) und ein optischer Strahlengang (400) bezeichneten, durch Kombinierungsmittel (9) in ein Okularlinsenmittel (11) kombinierten Strahlengänge, wobei die Achse des optischen Strahlengangs relativ zu der optischen Achse des Okularlinsenmittels schräg ausgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet daß die Achse des Beleuchtungsstrahlengangs ebenfalls schräg zur optischen Achse des Okularlinsenmittels ausgerichtet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Okularlinsenmittel aufgrund der schrägen Ausrichtung zwischen der Achse des Beleuchtungsstrahlengangs und der optischen Achse des Okularlinsenmittels (11) eine Beleuchtungsapertur bildet, welche relativ zur optischen Achse des Okularlinsenmittels dezentriert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Beobachtungsstrahlengang eine Aperturblende (14) umfaßt, welche in einer auf der Hornhaut eine Beobachtungsapertur erzeugenden Weise angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Aperturblende (14) relativ zur optischen Achse des Okularlinsenmittels (11) derart dezentriert ist, daß die Beobachtungsapertur relativ zur optischen Achse des Okularlinsenmittels dezentriert ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Beobachtungsstrahlengang ferner ein optisches Übertragungssystem (13, 15) mit zwei relativ zur Aperturblende im wesentlichen symmetrisch dezentrierten Linsenmitteln umfaßt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Beleuchtungsstrahlengang ein optisches Übertragungssystem umfaßt, welches eine Beleuchtungsaperturblende (3) in eine zum Fundus konjugierte Zwischenbildebene (10) abbildet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Beleuchtungsaperturblende (3) beweglich und von veränderlicher Größe ist, um die Größe und das Beleuchtungsfeld der Strahlung zu variieren, welche aus dem Beleuchtungsstrahlengang auf den Fundus gelangt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Beleuchtungsstrahlengang ferner eine Lichtquelle (1) und ein Filtermittel (7) zum Durchlassen eines vorbestimmten Teils des von der Lichtquelle erzeugten Strahlungsspektrums umfaßt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Lichtquelle (1) eine Glühlampenlichtquelle und das Filtermittel (7) ein Filter zum Durchlassen von Strahlung im nahen Infraroten ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der optische Strahlengang eine optische Strahlenquelle (18), Mittel (16, 17) zum scannenden Ablenken der Strahlung aus der optischen Strahlenquelle und Scanlinsenmittel (14') umfaßt, um Strahlung des scannenden Strahls zur Bildung eines Bilds der optischen Strahlenquelle auf der Zwischenbildebene zu dem Kombinierungsmittel zu bringen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei eine Aperturblende (19) des optischen Strahlengangs in einer hinteren Brennebene des Scanlinsenmittels angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei das Scanmittel (16, 17) zwei orthogonal angeordnete Scanspiegel umfaßt und die Aperturblende (19) des optischen Strahlengangs zwischen den Scanspiegeln angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei das Verhältnis der Brennweiten der Scanlinsenmittel (14') und des Okularlinsenmittels (11) größer als 4 ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Kombinierungsmittel (9) einen Strahlenteiler umfaßt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 6, welche ferner eine in dem Beobachtungsstrahlengang angeordnete CCD-Kamera (470) umfaßt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei der CCD-Chip eine Vertikalrichtung und eine Horizontalrichtung aufweist und die schräge Ausrichtung des Beleuchtungsstrahlengangs und die Dezentrierung in einer Vertikalrichtung erfolgen, welche der Vertikalrichtung des CCD-Chips entspricht.

17. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Beobachtungsstrahlengang ein binokularer Strahlengang ist und eine erste und eine zweite Aperturblende (24a, 24b) umfaßt, von denen jede relativ zur optischen Achse des Okularlinsenmittels dezentriert ist.