WO2013186163A2 - Funduskamera mit konzentrischer pupillenteilung zwischen beleuchtungs- und beobachtungsstrahlengang - Google Patents

Funduskamera mit konzentrischer pupillenteilung zwischen beleuchtungs- und beobachtungsstrahlengang Download PDF

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WO2013186163A2
WO2013186163A2 PCT/EP2013/061898 EP2013061898W WO2013186163A2 WO 2013186163 A2 WO2013186163 A2 WO 2013186163A2 EP 2013061898 W EP2013061898 W EP 2013061898W WO 2013186163 A2 WO2013186163 A2 WO 2013186163A2
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WO
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illumination
beam path
fundus camera
camera according
observation beam
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Thomas Mohr
Daniel Bublitz
Frank Teige
Lothar Müller
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Carl Zeiss Meditec Ag
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Publication date
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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/0008—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes provided with illuminating means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
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    • A61B3/14—Arrangements specially adapted for eye photography
    • A61B3/15—Arrangements specially adapted for eye photography with means for aligning, spacing or blocking spurious reflection ; with means for relaxing
    • A61B3/156—Arrangements specially adapted for eye photography with means for aligning, spacing or blocking spurious reflection ; with means for relaxing for blocking
    • A61B3/158—Arrangements specially adapted for eye photography with means for aligning, spacing or blocking spurious reflection ; with means for relaxing for blocking of corneal reflection

Definitions

  • the present invention relates to a fundus camera with concentric pupil division between illumination and observation beam path for ophthalmological diagnostics, are made with the photographic images of the posterior segments of the eye to visualize and document pathological changes.
  • the fundus cameras known from the prior art can be subdivided essentially into three optical device classes.
  • a first group of fundus recorders are the ophthalmoscopes, which are mainly confocal scanning laser ophthalmoscopes (confocal scanning laser ophthalmoscope or CSLO for short) and line scanning laser ophthalmoscopes (line-scanning laser ophthalmoscope , or LSLO for short).
  • a scanning laser ophthalmoscope the ocular fundus is scanned with a focused laser beam, whereby the light scattered back from the retina is imaged by a detection aperture onto an image sensor.
  • Confocal detection suppresses reflections and scattered light from various levels of the eye, such as the cornea or the lens of the eye, and images of artifact-free images of the fundus can be recorded.
  • a subgroup is made up of the LSLOs (line scanning laser ophthalmoscope), which are constructed similar to CSLOs, so that their properties apply accordingly.
  • LSLOs line scanning laser ophthalmoscope
  • the eye fundus at LSLOs is scanned with a laser line instead of a laser spot.
  • a disadvantage of scanning laser ophthalmoscopes also has the effect that the recording of a colored fundus recording by the scanning process takes a relatively long time.
  • the motion artefacts that result, in particular, in troubled patients make it difficult and / or worsen the recording. additionally.
  • Another limitation with the use of CSLOs is their high technical complexity and the resulting higher acquisition costs, which is why they are hardly used in the "low end" area.
  • the second group includes wide field fundus cameras with transscleral illumination.
  • the retina is imaged using a full eye pupil on a camera sensor.
  • the lighting is done by the sclera of the eye. In this way, a complete separation of illumination and detection beam path can be ensured.
  • fundus cameras with transscleral illumination have not been established in the market since their development by Pomeratzeff (1974).
  • an illuminating light fiber is placed directly on the sclera (in the area of the pars plana) in these fundus cameras. This direct contact between the illumination fiber and the eye results in considerable applicative restrictions. For example, the lighting fiber must be cleaned and sterilized before each diagnosis.
  • the third group can be counted classical wide field fundus cameras, which use an annular pupil division as the most important feature.
  • classic fundus cameras have a fixed hole mirror which determines the diameter of the observation aperture and the diameter of the illumination ring. While the fundus of the eye is illuminated by an external illumination ring, the detection of the light scattered back from the fundus is performed by the circular, zone of the pupil of the eye that is free from illumination light. To delimit the outer illumination ring from the detection area in the center of the pupil of the eye, there is an approximately 1 mm wide transition zone between both areas in which neither illumination nor detection is achieved.
  • This transition zone is necessary to ensure complete separation of illumination and detection beams not only in the neaebene, but in the entire anterior chamber of the eye, ie from the front of the cornea to reach the back of the eye lens.
  • far field fundus cameras it is true that due to the secure separation of illumination and detection, almost reflex-free images of the fundus can be recorded, although the achievable fundus angle is limited by the annular pupil division.
  • the examination of the fundus must be done by means of a fundus camera with dilated pupil in order to allow the inspection of the central retinal area at all.
  • a fundus camera with dilated pupil in order to allow the inspection of the central retinal area at all.
  • two subgroups can be distinguished.
  • the pupils are dilated with medication, which is disadvantageous especially for the patient, but the large pupil diameter and the associated large observation aperture achieve high sensitivity and a very good image quality.
  • Non-mydriatic fundus cameras In contrast, in the so-called “non-mydriatic” fundus cameras, the fact is exploited that, when the fundus is illuminated by infrared (invisible) light, no pupil reaction of the patient occurs and, in a darkened room, an enlargement of the pupil occurs without medication When the pupil is sufficiently wide open, the eye is briefly illuminated with white (visible) light to take a picture of the ocular fundus. "Non Mydriatic" fundus camera is principally observed with infrared light and the result image is recorded in white light with shorter wavelength , Although this procedure has significant benefits for the patient, the lower observation aperture and associated reduced sensitivity of "Non Mydriatic" fundus cameras results in lower but still good image quality. Reflections on the cornea and the surfaces of the ophthalmoscope lens represent a particular problem in fundus observation and recording, because the light reflected by the retina, which carries the image information actually of interest, is substantially less intense than the light reflected before entering the
  • Disturbing corneal reflexes are usually prevented by a division of the pupil of the eye.
  • the ophthalmoscope lens forms a lighting ring in the eye pupil.
  • a disadvantage of this concept is the proximity of the antireflection point to the field stop.
  • the absorption of individual light components can be seen as uneven illumination of the fundus, there are ring-shaped shadows, which worsen the image impression and thus hinder the evaluation by the ophthalmologist.
  • EP 1 61 1 473 B1 a further multi-lens objective of a fundus camera is described, whose lenses are also tilted against each other to effectively mask emerging reflections on the optical surfaces of the imaging beam path and to ensure a high imaging fidelity.
  • the tilting of the lenses in two mutually perpendicular planes causes the alignment of the image scales for two perpendicular cuts, so that the images are less distorted and the image gains in similarity.
  • the present invention has for its object to develop a fundus camera, with which the disadvantages of the known prior art solutions are resolved and ensures a very good image quality with a high sensitivity.
  • the fundus camera according to the invention with concentric pupil division between illumination and observation beam path, consisting of an illumination source with an illumination optics, an ophthalmoscope lens, an imaging optics, an image sensor and a control and evaluation, characterized in that for deflecting the observation beam optical elements with different dimensions and / or shapes are present, which can be optionally introduced into the beam path and that between the illumination source and the illumination optics, a device for realizing different light ring geometries is arranged.
  • Preferred developments and refinements are the subject of the dependent claims.
  • the present invention relates to a fundus camera with concentric pupil division between illumination and observation beam path for ophthalmological diagnostics, are made with the photographic images of the posterior segments of the eye to visualize and document pathological changes.
  • the fundus camera which is suitable for both mydriatic and non-mydriatic measurement methods, provides photographic images of the posterior segments of the eye with consistent, very good image quality.
  • FIG. 1 the schematic diagram of a fundus camera with variable aperture
  • FIG. 2 shows the schematic diagram of a shading screen for the retaining element of the deflecting mirror
  • FIG. 3 shadowing of stray light by the mirror and beam trap for scattered light cone
  • Figure 4 additional shading panels to cover the mirror or prism edges
  • FIG. 5 a prism mirror with shading apertures.
  • the fundus camera according to the invention with concentric pupil division between illumination and observation beam path consists of an illumination source with an illumination optics, an ophthalmoscope lens, a Imaging optics, an image sensor and a control and evaluation unit, wherein for deflecting the observation beam path optical elements with different dimensions and / or shapes are present, which can be optionally introduced into the beam path and arranged between the illumination source and the illumination optical device for implementing different luminous ring geometries is.
  • the proposed solution describes a concept that allows a variable aperture on a classic wide field fundus camera with antireflection points, so that both mydriatic and non-mydriatic measurement methods are applicable with their specific advantages.
  • the optical elements for deflecting the observation beam path are mirrors or prisms whose holding elements are designed and arranged such that reflected light emerging from them does not enter the observation beam path.
  • the mirrors or prisms of various dimensions and / or shapes may optionally be swiveled in without adversely affecting the imaging quality of the anti-reflection spots on the optical interfaces of the ophthalmoscope lens.
  • the different geometries of the optionally pivotable in the observation beam mirror thereby represent the different apertures of the observation beam path.
  • the illumination beam 2 is imaged onto the (unillustrated) eye via the illumination optics consisting of a (translucent) ring diaphragm 3 and an illumination lens 4, an ARP lens (antireflection point lens) 5 and the ophthalmoscope lens 6.
  • the light reflected by the eye is deflected or hidden as an observation beam 7 via the mirror 8 arranged in the conjugate plane 16 and is imaged onto an image sensor (not shown).
  • 5 ' is a black designated point plate, which serves the reflection suppression in the illumination beam path.
  • a second advantageous embodiment provides that the device arranged between the illumination source and the illumination optics for realizing different luminous ring geometries are a variable annular diaphragm or different annular diaphragms which can be inserted optionally into the beam path.
  • the inner and / or outer diameter of the illumination ring can also be variably changed without impairing the imaging quality of the antireflection points on the optical interfaces of the ophthalmoscope lens.
  • the respective setting of the illumination ring geometry is matched to the respective geometry of the deflection mirror in the observation beam path such that no reflections of the illumination light from the cornea fall into the illumination beam path.
  • a shading aperture is arranged in front of the holding elements of the mirrors or prisms arranged in the conjugate plane in order to prevent illumination of the holding elements.
  • the annular aperture has a recess which is designed as an opaque web and prevents the retaining element is illuminated. As a result, it is possible to prevent reflection light or scattered light arising therefrom from reaching the observation beam path.
  • FIG. 2 shows the schematic diagram of a shading screen for the retaining element of the deflecting mirror.
  • the annular aperture 3 with the recess 9, as well as the support member 10 for the mirror 8 are shown in detail.
  • the translucent ring diaphragm 3 was dark and their opaque recess 9 shown bright.
  • the mirror 8 has a light gray color.
  • the holding elements of the mirrors or prisms are as thin as possible and / or formed of transparent material.
  • the mirrors or prisms used as optical elements for deflecting the observation beam path are designed in such a way that no reflected or scattered light is produced at their unused surfaces and edges.
  • the mirrors or prisms can have shading covers, which are fastened to the unused surfaces and edges and are preferably designed in optically black, so that a maximum of light is absorbed.
  • Figure 4 shows additional (opaque) Abschattungsblenden 13, covering the edges of the mirror 8. These are aligned so that the illumination beam 7 is not affected.
  • FIG. 5 shows a prism mirror 14 with corresponding (opaque) shading apertures 15, which are likewise aligned so that the illumination beam 7 is not impaired.
  • the holding elements of the mirrors or prisms of the outcoupling direction of the observation beam path are arranged opposite one another, wherein the observation beam path preferably after done below. This has the advantage that as little dust as possible can accumulate on the mirrors.
  • black point plates are arranged for reflection suppression in the illumination and observation beam path, which can optionally be introduced into the beam path.
  • the proposed solution realizes for the first time a fundus camera in the form of a combi unit with which both mydriatic and non-mydriatic measuring principles with their specific advantages are applicable.
  • the antireflection points are imaged via the perforated mirror onto the optical interfaces of the ophthalmoscope lens.
  • the perforated mirror places very high demands on the accuracy and long-term stability of the adjustment. Accordingly, the introduction of different hole levels in the beam path is technically possible only with great effort.
  • the image of the anti-reflection points of the illumination beam path is no longer on the hole mirror, which eliminates it and can now be replaced by a simple mirror in the observation beam path.
  • the mirror decouples only the observation beam path, the requirements for its mechanical positioning accuracy are not as high as for the hole mirror in the classical fundus camera.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Funduskamera zur augenheilkundlichen Diagnostik, mit der fotografische Aufnahmen der hinteren Augenabschnitte angefertigt werden, um krankhafte Veränderungen sichtbar zu machen und zu dokumentieren. Die erfindungsgemäße Funduskamera besteht aus einer Beleuchtungsquelle mit einer Beleuchtungsoptik, einer Ophthalmoskoplinse, einer Abbildungsoptik, einem Bildsensor sowie einer Steuer- und Auswerteeinheit, wobei zur Umlenkung des Beobachtungsstrahlenganges optische Elemente mit unterschiedlichen Abmessungen und/oder Formen vorhanden sind, die wahlweise in den Strahlengang eingebracht werden können und zwischen der Beleuchtungsquelle und der Beleuchtungsoptik eine Vorrichtung zur Realisierung unterschiedlicher Leuchtringgeometrien angeordnet ist. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Funduskamera mit der fotografische Aufnahmen der hinteren Augenabschnitte angefertigt werden, um krankhafte Veränderungen sichtbar zu machen und zu dokumentieren. Die sowohl für mydriatische und auch für non-mydriatische Messverfahren geeignete Funduskamera liefert fotografische Aufnahmen der hinteren Augenabschnitte mit gleichbleibend, sehr gute Bildqualität.

Description

Funduskamera mit konzentrischer Pupillenteilung zwischen Beleuch- tungs- und Beobachtungsstrahlengang
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Funduskamera mit konzentrischer Pupillenteilung zwischen Beleuchtungs- und Beobachtungsstrahlengang zur augenheilkundlichen Diagnostik, mit der fotografische Aufnahmen der hinteren Augenabschnitte angefertigt werden, um krankhafte Veränderungen sichtbar zu machen und zu dokumentieren.
Die nach dem Stand der Technik bekannten Funduskameras lassen sich im Wesentlichen in drei optische Geräteklassen einteilen.
Eine erste Gruppe von Fundusaufnahmegeräten bilden die Ophthalmoskope, bei denen sich hauptsächlich konfokale Scanning-Laser-Ophthalmoskope (engl.: confocal scanning laser ophthalmoscope, oder kurz: CSLO) und Linien- Scanning-Laser-Ophthalmoskope (engl.: line-scanning laser ophthalmoscope, oder kurz: LSLO) durchgesetzt haben. Bei einem Scanning-Laser-Ophthalmos- kop wird der Augenhintergrund mit einem fokussierten Laserstrahl abgescannt, wobei das von der Retina zurück gestreute Licht durch eine Detektionsblende auf einen Bildsensor abgebildet wird. Durch die konfokale Detektion werden Reflexe und Streulicht aus verschiedensten Ebenen des Auges, wie beispielsweise von der Kornea oder der Augenlinse, unterdrückt und es können artefaktfreie Bilder des Augenhintergrundes aufgezeichnet werden. Eine Untergruppe bilden hierbei die LSLOs (line scanning laser ophthalmoscope), die ähnlich wie CSLOs aufgebaut sind, so dass deren Eigenschaften entsprechend gelten. Im unterscheid zu CSLOs wird der Augenhintergrund bei LSLOs anstelle eines Laserpunktes mit einer Laserlinie abgescannt.
Nachteilig bei Scanning-Laser-Ophthalmoskopen wirkt sich zudem aus, dass die Aufzeichnung einer farbigen Fundusaufnahme durch den Scannprozess relativ lange dauert. Die dadurch insbesondere bei unruhigen Patienten entstehenden Bewegungsartefakte erschweren und/oder verschlechtern die Aufnah- men zusätzlich. Eine weiterer Einschränkung beim Einsatz von CSLOs stellt ihre hohe technische Komplexität und ihre dadurch verursachten höheren Anschaffungskosten dar, weshalb sie im„low end"- Bereich kaum zum Einsatz kommen.
Zur zweiten Gruppe gehören Weitfeldfunduskameras mit transskleraler Beleuchtung. Bei diesen Funduskameras wird die Retina unter Ausnutzung der vollen Augenpupille auf einen Kamerasensor abgebildet. Die Beleuchtung erfolgt durch die Sklera des Auges. Auf diese Art und Weise kann auch eine vollständige Trennung von Beleuchtungs- und Detektionsstrahlengang sichergestellt werden. Trotz dieser eklatanten Vorteile haben sich Funduskameras mit transskleraler Beleuchtung seit ihrer Entwicklung durch Pomeratzeff (1974) im Markt nicht durchgesetzt.
Um hochwertige Bild zu erreichen wird bei diesen Funduskameras eine Beleuchtungslichtfaser direkt auf die Sklera (im Bereich der pars plana) aufgesetzt. Durch diesen direkten Kontakt zwischen Beleuchtungsfaser und Auge ergeben sich erhebliche applikative Einschränkungen. So muss die Beleuchtungsfaser beispielsweise vor jeder Diagnose gereinigt und sterilisiert werden.
Zur dritten Gruppe können klassische Weitfeldfunduskameras gezählt werden, die als wichtigstes Merkmal eine ringförmige Pupillenteilung verwenden. Dazu verfügen klassische Funduskameras über einen festen Lochspiegel, der den Durchmesser der Beobachtungsapertur und den Durchmesser des Beleuchtungsrings festlegt. Während durch einen äußeren Beleuchtungsring der Augenhintergrund beleuchtet wird, erfolgt durch die kreisförmige, von Beleuchtungslicht freie, mittlere Zone der Augenpupille die Detektion des vom Fundus zurück gestreuten Lichtes. Zur Abgrenzung des äußeren Beleuchtungsringes vom Detektionsbereich im Zentrum der Augenpupille befindet sich zwischen beiden Bereichen eine zirka 1 mm breite Übergangszone in der weder beleuchtet noch detektiert wird. Diese Übergangszone ist notwendig, um eine vollständige Trennung von Beleuchtungs- und Detektionsstrahlen nicht nur in der Kor- neaebene, sondern in der gesamten Augenvorderkammer, d. h. von der Frontseite der Kornea bis zur Rückseite der Augenlinse zu erreichen. Mit Weitfeldfunduskameras lassen sich zwar aufgrund der sicheren Trennung von Beleuchtung und Detektion nahezu reflexfreie Bilder vom Augenhintergrund aufzeichnen, allerdings wird dabei der erreichbare Funduswinkel durch die ringförmige Pupillenteilung begrenzt.
Üblicherweise muss die Untersuchung des Augenhintergrundes mittels einer Funduskamera bei geweiteter Pupille erfolgen, um die Inspektion des mittleren Netzhautbereiches überhaupt zu ermöglichen. Hierbei können in Abhängigkeit vom Pupillendurchmessern zwei Untergruppen unterscheiden werden.
Bei den sogenannten„Mydriatic"-Funduskameras werden die Pupillen medikamentös erweitert, was sich insbesondere für den Patienten als nachteilig auswirkt. Allerdings werden durch den großen Pupillendurchmesser und die damit verbundenen große Beobachtungsapertur eine hohe Empfindlichkeit und eine sehr guter Bildqualität erreicht.
Im Unterschied dazu wird bei den sogenannten„Non Mydriatic"-Funduskame- ras der Umstand ausgenutzt, dass bei Beleuchtung des Augenhintergrundes mittels infrarotem (unsichtbarem) Licht keine Pupillenreaktion des Patienten eintritt und somit in einem abgedunkelten Raum eine Erweiterung der Pupille ohne Medikamentengabe eintritt. Wenn die Pupille ausreichend weit geöffnet ist, wird das Auge kurzzeitig mit weißem (sichtbarem) Licht beleuchtet um ein Bild des Augenhintergrundes aufzunehmen. Bei einer„Non Mydriatic"- Funduskamera wird prinzipbedingt bei Infrarot-Licht beobachtet und bei weißem Licht mit kürzerer Wellenlänge das Ergebnisbild aufgenommen. Obwohl diese Verfahrensweise für den Patienten wesentliche Vorteile mit sich bringt, wird bei „Non Mydriatic"-Funduskameras durch die geringere Beobachtungsapertur und die damit verbundene geminderte Empfindlichkeit, eine geringere, aber immer noch gute Bildqualität erreicht. Ein besonderes Problem bei der Fundusbeobachtung und -aufnähme stellen Reflexe an der Hornhaut und den Flächen der Ophthalmoskoplinse dar, weil das von der Netzhaut reflektierte Licht, welches die eigentlich interessierende Bildinformation trägt, wesentlich weniger intensiv ist als das vor dem Eintritt in das Auge reflektierte Licht.
Störende Hornhautreflexe werden üblicherweise durch eine Teilung der Pupille des Auges verhindert. Dazu bildet die Ophthalmoskoplinse einen Beleuchtungsring in die Augenpupille ab. Die an der Hornhaut reflektierten Strahlen der Beleuchtung verfehlen die Apertur der Beobachtung. Nur das Areal innerhalb des Beleuchtungsringes wird für die Beobachtung verwendet.
Zur Unterdrückung der Reflexe von der Ophthalmoskoplinse sind im Wesentlichen zwei Konzepte bekannt.
In der DE 35 19 442 A1 ist ein optisches System beschrieben, bei welchem Lichtanteile, die über die Reflexion an der Ophthalmoskoplinse bzw. der Hornhaut in die Beobachtungsapertur gelangen könnten, mittels an geeigneter Stelle im Strahlengang angeordneten "Schwarzpunktplatten", welche in definierter Art und Weise mit lichtabsorbierenden Schichten belegt sind, ausgeblendet werden. Für diese Art der Reflexunterdrückung hat sich die Bezeichnung "Antirefl- expunkt-Objektiv" eingebürgert.
Ein Nachteil dieses Konzeptes ist die Nähe des Antireflexpunktes zur Leuchtfeldblende. Die Absorption einzelner Lichtanteile kann als ungleichmäßige Ausleuchtung des Augenhintergrundes Sichtbar werden, es treten ringförmige Schatten auf, welche den Bildeindruck verschlechtern und damit die Auswertung durch den Augenarzt behindern.
Eine andere Lösung ist in US 4,730,910 A beschrieben. Dabei wird auf die Ausblendung bestimmter Lichtanteile innerhalb der Beleuchtungsoptik verzichtet. An Stelle der Ophthalmoskoplinse wird ein mehrlinsiges Objektiv verwendet, dessen Linsen so gegeneinander verkippt sind, dass die direkten Reflexe an den Glas-Luft-Flächen nicht in die Apertur der Beobachtung gelangen. Dazu liegen die optischen Achsen der Linsen gemeinsam mit der optischen Achse des Beobachtungsstrahlenganges in einer Ebene. Diese Lösung erfordert einen erheblichen Aufwand für die mechanischen Fassungen und weist erhebliche Probleme bei der Korrektion der Abbildungsfehler auf. Die US 4,415,239 A zeigt eine ähnliche Lösung.
In der EP 1 61 1 473 B1 wird ein weiteres mehrlinsiges Objektiv einer Funduskamera beschrieben, dessen Linsen ebenfalls gegeneinander verkippt sind, um entstehende Reflexe an den optischen Flächen wirksam aus dem Abbildungsstrahlengang auszublenden und eine hohe Abbildungstreue zu gewährleisten. Die Verkippung der Linsen in zwei, senkrecht aufeinander stehenden Ebenen bewirkt die Angleichung der Abbildungsmaßstäbe für zwei senkrecht aufeinander stehende Schnitte, so dass die Bilder weniger verzerrt werden und die Abbildung an Ähnlichkeit gewinnt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Funduskamera zu entwickeln, mit der die Nachteile der nach dem Stand der Technik bekannten Lösungen behoben werden und die bei einer hohen Empfindlichkeit eine sehr gute Bildqualität gewährleistet.
Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Funduskamera mit konzentrischer Pupillenteilung zwischen Beleuchtungs- und Beobachtungsstrahlengang, bestehend aus einer Beleuchtungsquelle mit einer Beleuchtungsoptik, einer Ophthalmoskoplinse, einer Abbildungsoptik, einem Bildsensor und einer Steuer- und Auswerteeinheit, dadurch gelöst, dass zur Umlenkung des Beobachtungsstrahlenganges optische Elemente mit unterschiedlichen Abmessungen und/oder Formen vorhanden sind, die wahlweise in den Strahlengang eingebracht werden können und dass zwischen der Beleuchtungsquelle und der Beleuchtungsoptik eine Vorrichtung zur Realisierung unterschiedlicher Leuchtringgeometrien angeordnet ist. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Funduskamera mit konzentrischer Pupillenteilung zwischen Beleuchtungs- und Beobachtungsstrahlengang zur augenheilkundlichen Diagnostik, mit der fotografische Aufnahmen der hinteren Augenabschnitte angefertigt werden, um krankhafte Veränderungen sichtbar zu machen und zu dokumentieren. Die sowohl für mydriatische und auch für non- mydriatische Messverfahren geeignete Funduskamera liefert fotografische Aufnahmen der hinteren Augenabschnitte mit gleichbleibend, sehr guter Bildqualität.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:
Figur 1 : die Prinzipskizze einer Funduskamera mit variabler Apertur,
Figur 2: die Prinzipskizze einer Abschattungsblende für das Halteelement des Umlenkspiegels,
Figur 3: Abschattung von Streulicht durch den Spiegel und Strahlfalle für Streulichtkegel,
Figur 4: zusätzliche Abschattungsblenden zur Abdeckung der Spiegeloder Prismenkanten und
Figur 5: ein Prismenspiegel mit Abschattungsblenden.
Die erfindungsgemäße Funduskamera mit konzentrischer Pupillenteilung zwischen Beleuchtungs- und Beobachtungsstrahlengang besteht aus einer Beleuchtungsquelle mit einer Beleuchtungsoptik, einer Ophthalmoskoplinse, einer Abbildungsoptik, einem Bildsensor sowie einer Steuer- und Auswerteeinheit, wobei zur Umlenkung des Beobachtungsstrahlenganges optische Elemente mit unterschiedlichen Abmessungen und/oder Formen vorhanden sind, die wahlweise in den Strahlengang eingebracht werden können und zwischen der Beleuchtungsquelle und der Beleuchtungsoptik eine Vorrichtung zur Realisierung unterschiedlicher Leuchtringgeometrien angeordnet ist.
Die vorgeschlagene Lösung beschreibt ein Konzept, dass eine variable Apertur an einer klassischen Weitfeld-Funduskamera mit Antireflexpunkten ermöglicht, so dass sowohl mydriatische als auch non-mydriatische Messverfahren mit deren spezifischen Vorteilen anwendbar sind.
In einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung sind die optischen Elemente zur Umlenkung des Beobachtungsstrahlenganges Spiegel oder Prismen, deren Halteelemente so ausgebildet und angeordnet sind, dass an ihnen entstehendes Reflexlicht nicht in den Beobachtungsstrahlengang gelangt.
Die Spiegel oder Prismen mit verschiedenen Abmessungen und/oder Formen können wahlweise eingeschwenkt werden ohne die Abbildungsqualität der Anti- reflexpunkte auf die optischen Grenzflächen der Ophthalmoskoplinse zu beeinträchtigen. Die unterschiedlichen Geometrien der wahlweise in den Beobachtungsstrahlengang einschwenkbaren Spiegel repräsentieren dabei die verschiedenen Aperturen des Beobachtungsstrahlengangs.
Hierzu zeigt die Figur 1 die Prinzipskizze einer Funduskamera mit variabler Apertur. Ausgehend von der Beleuchtungsquelle 1 wird der Beleuchtungsstrahl 2 über die, aus einer (lichtdurchlässigen) Ringblende 3 und einer Beleuchtungslinse 4 bestehende Beleuchtungsoptik, eine ARP-Linse (Antireflexpunktlinse) 5 und die Ophthalmoskoplinse 6 auf das (nicht dargestellte) Auge abgebildet. Das vom Auge reflektierte Licht wird als Beobachtungsstrahl 7 über den in der konjugierten Ebene 16 angeordneten Spiegel 8 umgelenkt bzw. ausgeblendet und auf einen (nicht dargestellten) Bildsensor abgebildet. Mit 5' ist eine Schwarz- punktplatte bezeichnet, die der Reflexunterdrückung im Beleuchtungsstrahlengang dient.
Eine zweite vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die zwischen der Beleuchtungsquelle und der Beleuchtungsoptik angeordnete Vorrichtung zur Realisierung unterschiedlicher Leuchtringgeometrien eine variable Ringblende bzw. unterschiedliche, wahlweise in den Strahlengang einbringbare Ringblenden sind.
Optional kann der Innen- und/oder Außendurchmesser des Beleuchtungsrings ebenfalls variabel geändert werden ohne die Abbildungsqualität der Antireflex- punkte auf die optischen Grenzflächen der Ophthalmoskoplinse zu beeinträchtigen.
Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn die jeweilige Einstellung der Beleuchtungsringgeometrie auf die jeweilige Geometrie des Umlenkspiegels im Beobachtungsstrahlengang so abgestimmt ist, dass keine Reflexe des Beleuchtungslichts von der Cornea in den Beleuchtungsstrahlengang fallen.
Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, dass vor den in der konjugierten Ebene angeordneten Halteelementen der Spiegel oder Prismen eine Abschattungs- blende angeordnet ist, um die Beleuchtung der Halteelemente zu verhindern. Es ist aber auch möglich, dass die Ringblende über eine Aussparung verfügt, die als lichtundurchlässiger Steg ausgeführt ist und verhindert, dass das Halteelement beleuchtet wird. Dadurch kann vermieden werden, dass an ihnen entstehendes Reflexlicht bzw. Streulicht in den Beobachtungsstrahlengang gelangt.
Die Figur 2 zeigt die Prinzipskizze einer Abschattungsblende für das Halteelement des Umlenkspiegels. Hierbei sind die Ringblende 3 mit der Aussparung 9, als auch das Halteelement 10 für den Spiegel 8 im Detail dargestellt. Der Übersichtlichkeit halber wurde die lichtdurchlässige Ringblende 3 dunkel und deren lichtundurchlässige Aussparung 9 hell dargestellt. Der Spiegel 8 weist eine hellgraue Färbung auf.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Halteelemente der Spiegel oder Prismen möglichst dünn und/oder aus transparentem Material ausgebildet.
Es ist aber auch möglich, wie in Figur 3 dargestellt, den Streulichtkegel 11 durch den Spiegel 8 selbst und zusätzliche (lichtundurchlässige) Strahlfallen 12 so abzuschatten, dass kein Streulicht in den Beobachtungsstrahl 7 gelangt.
Dabei kann es weiterhin von Vorteil sein, wenn die als optische Elemente zur Umlenkung des Beobachtungsstrahlenganges verwendeten Spiegel oder Prismen so ausgebildet sind, dass an ihren nicht verwendeten Flächen und Kanten kein Reflex- bzw. Streulicht entsteht.
Dazu können die Spiegel oder Prismen über Abschattungsblenden verfügen, die an den nicht verwendeten Flächen und Kanten befestigt sind und vorzugsweise optisch schwarz ausgeführt sind, damit ein Maximum an Licht absorbiert wird.
Hierzu zeigt die Figur 4 zusätzliche (lichtundurchlässige) Abschattungsblenden 13, die die Kanten des Spiegels 8 abdecken. Diese sind so ausgerichtet, dass der Beleuchtungsstrahl 7 nicht beeinträchtigt wird.
Die Figur 5 zeigt hingegen einen Prismenspiegel 14 mit entsprechenden (lichtundurchlässigen) Abschattungsblenden 15, die ebenfalls so ausgerichtet sind, dass der Beleuchtungsstrahl 7 nicht beeinträchtigt wird.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Halteelemente der Spiegel oder Prismen der Auskoppelrichtung des Beobachtungsstrahlenganges gegenüberliegend angeordnet sind, wobei der Beobachtungsstrahlenganges vorzugsweise nach unten erfolgt. Dies hat den Vorteil, dass sich möglichst wenig Staub auf den Spiegeln ansammeln kann.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung werden zur Reflexunterdrückung im Beleuchtungs- und Beobachtungsstrahlengang Schwarzpunktplatten angeordnet, die wahlweise in den Strahlengang eingebracht werden können.
Bei der erfindungsgemäßen Funduskamera mit konzentrischer Pupillenteilung zwischen Beleuchtungs- und Beobachtungsstrahlengang sind in Abhängigkeit der zur Umlenkung des Beobachtungsstrahlenganges benutzten Abmessung und/oder Form des optischen Elementes sowie der benutzten Leuchtringgeometrie der zwischen der Beleuchtungsquelle und der Beleuchtungsoptik vorhandenen Vorrichtung sowohl mydriatische als auch non-mydriatische Messprinzipien anwendbar.
Mit der erfindungsgemäßen Funduskamera mit konzentrischer Pupillenteilung zwischen Beleuchtungs- und Beobachtungsstrahlengang wird eine Lösung zur Verfügung gestellt, mit der die Nachteile der nach dem Stand der Technik bekannten Lösungen behoben werden und die bei einer hohen Empfindlichkeit eine sehr gute Bildqualität gewährleistet.
Die vorgeschlagene Lösung realisiert erstmals eine Funduskamera in Form eines Kombigeräts, mit dem sowohl mydriatische als auch non-mydriatische Messprinzipien mit deren spezifischen Vorteilen anwendbar sind.
Bei der klassischen Funduskamera werden die Antireflexpunkte über den Lochspiegel auf die optischen Grenzflächen der Ophthalmoskoplinse abgebildet. Der Lochspiegels stellt in der klassischen Funduskamera sehr hohe Anforderungen an die Genauigkeit und Langzeitstabilität der Justierung. Dem entsprechend ist das Einbringen von unterschiedlichen Lochspiegeln in den Strahlengang technisch nur mit sehr hohem Aufwand möglich. Durch das Abwinkein des Beobachtungsstrahlenganges anstelle des Anwinkeins des Beleuchtungsstrahlenganges erfolgt die Abbildung der Antireflex- punkte des Beleuchtungsstrahlenganges nicht mehr über den Lochspiegel, der damit entfällt und durch einen einfachen Spiegel nun im Beobachtungsstrahlengang ersetzt werden kann.
Dadurch, dass der Spiegel nur den Beobachtungsstrahlengang auskoppelt, sind die Anforderungen an dessen mechanische Positioniergenauigkeit nicht so hoch wie für den Lochspiegel bei der klassischen Funduskamera.

Claims

Patentansprüche
1 . Funduskamera mit konzentrischer Pupillenteilung zwischen Beleuchtungsund Beobachtungsstrahlengang, bestehend aus einer Beleuchtungsquelle mit einer Beleuchtungsoptik, einer Ophthalmoskoplinse, einer Abbildungsoptik, einem Bildsensor und einer Steuer- und Auswerteeinheit, dadurch gekennzeichnet, dass zur Umlenkung des Beobachtungsstrahlenganges optische Elemente mit unterschiedlichen Abmessungen und/oder Formen vorhanden sind, die wahlweise in den Strahlengang eingebracht werden können und dass zwischen der Beleuchtungsquelle und der Beleuchtungsoptik eine Vorrichtung zur Realisierung unterschiedlicher Leuchtringgeometrien angeordnet ist.
2. Funduskamera nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Elemente zur Umlenkung des Beobachtungsstrahlenganges Spiegel oder Prismen sind, deren Halteelemente so ausgebildet und angeordnet sind, dass an ihnen entstehendes Reflexlicht nicht in den Beobachtungsstrahlengang gelangt.
3. Funduskamera nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen der Beleuchtungsquelle und der Beleuchtungsoptik angeordnete Vorrichtung zur Realisierung unterschiedlicher Leuchtringgeometrien eine variable Ringblende bzw. unterschiedliche, wahlweise in den Strahlengang einbringbare Ringblenden sind.
4. Funduskamera nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der konjugierten Ebene der Halteelemente der Spiegel oder Prismen vor der jeweiligen Ringblende eine Abschattungsblende angeordnet ist, um die Beleuchtung der Halteelemente zu vermeiden.
5. Funduskamera nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteelemente der Spiegel oder Prismen aus transparentem Material ausgebildet sind.
6. Funduskamera nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die als optische Elemente zur Umlenkung des Beobachtungsstrahlenganges verwendeten Spiegel oder Prismen so ausgebildet sind, dass an ihren nicht verwendeten Flächen und Kanten kein Reflex- bzw. Streulicht entsteht.
7. Funduskamera nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Halteelemente der Spiegel oder Prismen der Auskoppelrichtung des Beobachtungsstrahlenganges gegenüberliegend angeordnet sind, wobei der Beobachtungsstrahlenganges vorzugsweise nach unten erfolgt.
8. Funduskamera nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass zur Reflexunterdrückung im Beleuchtungsstrahlengang Schwarzpunktplatten und im Beobachtungsstrahlengang Strahlfallen zur Minderung von Streulichteinflüssen angeordnet sind.
9. Funduskamera nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass zur Reflexunterdrückung vorhandenen Schwarzpunktplatten wahlweise in den Beleuchtungsstrahlengang eingebracht werden können.
10. Funduskamera nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der zur Umlenkung des Beobachtungsstrahlenganges benutzten Abmessung und/oder Form des optischen Elementes sowie der benutzten Leuchtringgeometrie der zwischen der Beleuchtungsquelle und der Beleuchtungsoptik vorhandenen Vorrichtung sowohl mydriatische als auch non-mydriatische Messprinzipien anwendbar sind. Funduskamera mit konzentrischer Pupillenteilung zwischen Beleuchtungsund Beobachtungsstrahlengang, bestehend aus einer Beleuchtungsquelle mit einer Beleuchtungsoptik, einer Ophthalmoskoplinse, einer Abbildungsoptik, einem Bildsensor dadurch gekennzeichnet, dass zur Pupillenteilung eine Umlenkung des Beobachtungsstrahlenganges und keine Um- lenkung des Beleuchtungsstrahlenganges erfolgt.
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