WO2019115707A1 - Vorrichtung zur ophthalmologischen blickfixierung für patienten mit beliebiger sehschärfe - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine ein Fixierlicht aussendende Vorrichtung, wobei das Fixierlicht von einem Beobachterauge angepeilt werden kann, um die Blickrichtung des Auges zu fixieren. Die Fixierlicht-Vorrichtung umfasst ein Hohlzylinder-Axicon mit einer optischen Achse, eine Punktlichtquelle für sichtbares Licht, wobei die Punktlichtquelle auf der optischen Achse vor dem Hohlzylinder-Axicon angeordnet ist, eine Linse, die auf der optischen Achse hinter dem Hohlzylinder-Axicon angeordnet ist, und eine Kernlichtblende, die zwischen der Punktlichtquelle und dem Hohlzylinder-Axicon angeordnet ist. Die Anordnung der Punktlichtquelle und des Hohlzylinder- Axicons bestimmt die Lage einer Fokusstrecke, und ein Punkt aus dem Mittenbereich der Fokusstrecke liegt in der vorderen Brennebene der Linse.

Description

VORRICHTUNG ZUR OPHTHALMOLOGISCHEN BLICKFIXIERUNG

FÜR PATIENTEN MIT BELIEBIGER SEHSCHÄRFE

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine ein Fixierlicht aussendende Vorrichtung, wobei das Fixierlicht von einem Beobachterauge angepeilt werden kann, um die Blickrichtung des Auges zu fixieren.

Technischer Hintergrund

Fixierlichter sind dazu vorgesehen, einem Patienten einen Zielpunkt, auch kurz als Target bezeichnet, vorzugeben, auf den er die Blickrichtung seines zu behandelndes Auge fixieren soll, um während einer Behandlungsdauer die Ausrichtung und Akkommodation des Auges möglichst konstant zu halten. Im Stand der Technik bekannte Fixierlicht-Vorrichtungen sind für gewöhnlich darauf ausgelegt, dem Patienten die scharfe Wahrnehmung des Targets zu ermöglichen, und weisen dazu optische Komponenten zum Ausgleich einer etwaig beim Patienten vorliegenden Fehlsichtigkeit auf.

Beispielsweise ist in der DE 10 2014 004 248 Al eine Fixierlicht-Vorrichtung beschrieben, die zur Kompensation von Abbildungsfehlern niedriger Ordnung des Patientenauges ausgebildet ist. Sie soll neben einem Defokus auch einen Astigmatismus kompensieren.

Optische Komponenten zur Korrektur von Abbildungsfehlern sind grundsätzlich hochpräzise gefertigt und daher kostspielig. Überdies müssen sie für ihren Anwendungszweck korrekt angeordnet und wiederholt genau justiert werden, was oft geschultes Personal erfordert.

Dank der modernen Datenkommunikationsinfrastruktur in den Industrieländern besteht seit einiger Zeit ein Trend hin zur Telemedizin. Diese kann u.a. gerade älteren Mitmenschen zugutekommen, die durch verschiedene altersbedingte Krankheitsbilder nur mühsam regelmäßige Arztbesuche - etwa zur Verlaufskontrolle einer Therapie - wahrnehmen können.

Beispielsweise führt die altersbedingte Makuladegeneration (AMD) unbehandelt zu persistentem Visusverlust bis hin zur völligen Erblindung. Sie ist unheilbar, kann aber durch Verabreichung von Medikamenten zumindest zeitweise aufgehalten werden. Solche

Medikamente sind sehr teuer und müssen wiederholt in patientenabhängigen Zeitabständen gegeben werden. Eine engmaschige Verlaufsbeobachtung der Therapie ist deshalb sehr wichtig und erfordert derzeit die häufige Untersuchung der Retina durch einen Arzt.

Wünschenswert ist daher ein Telemedizin- Ansatz in Verbindung mit einem durch den Patienten grundsätzlich selbst nutzbaren OCT-Gerät für den häuslichen Gebrauch. Die DE 10 2015 113 465 Al beschreibt ein Verfahren zur Ablichtung von inneren

Schnittbildem der Retina, das u.a. darauf ausgelegt ist, mit relativ preisgünstigen

Komponenten auszukommen, so dass eine entsprechende Messvorrichtung einem Patienten zu Hause über längere Zeit zur Verfügung stehen kann, weil er sie günstig kaufen oder mieten kann. Überdies soll die Nutzung auch für ungeschultes Personal, ggf. durch den Patienten allein möglich sein. Die mit dem Verfahren der DE 10 2015 113 465 Al gewonnenen elektronischen Messdaten werden dann via Internet dem Arzt geschickt, der sie wiederum - anonymisiert - an Dienstleister weiterleitet, die die Datensätze in für den Arzt interpretierbare Darstellungen umrechnen.

Das vorgenannte Verfahren zur Ablichtung der Retina profitiert erheblich von einem

Fixierlicht, das die Augenbewegungen des Patienten während der Datenerfassung zu vermeiden hilft. Speziell die Augen älterer Patienten mit retinalen Erkrankungen weisen jedoch üblich auch Abbildungsfehler auf, die dem Patienten das scharfe Sehen des Targets erschweren.

Im Sinne des Konzepts eines günstigen Hausgerätes für Retina-Scans ist es wünschenswert, sowohl auf eine vom Patienten oder von seinen Helfern zu justierenden Linsenoptik zum Scharfstellen des Targets zu verzichten als auch auf eine eigens für den Patienten

anzufertigende Hilfsoptik.

Abbildungsfehler des Patientenauges stellen auch für die Datenerfassung - etwa vom

Augenhintergrund - eine Problematik dar, wenn die Aberrationen nicht genau bekannt sind. Jedoch ermöglicht die heutige Computer-Technologie durchaus, auf die Aberrationen des Patientenauges auch im Nachhinein aus den erfassten Messdaten zu schließen und diese elektronisch zu kompensieren, sofern neben den Amplituden auch die Phasen des von der Retina gestreuten Objektwellenfeldes aufgezeichnet worden sind. Die Phasenaufzeichnung kann grundsätzlich mit den Mitteln der Interferometrie gelingen, die etwa bei der Digitalen Holographie (DH) oder der Optischen Kohärenztomographie (OCT) zur Anwendung kommt.

Aus der Arbeit von Hillmann, D. et al.,“Aberration-free Volumetrie high-speed imaging of in vivo retina”, Sei. Rep. 6, 35209; doi: l0.l038/srep35209 (2016) sind ein numerisches Kompensationsverfahren und die damit erzielbaren Ergebnisse ersichtlich, welche auf Messungen mit einer Vorrichtung nach dem Prinzip der Full-Field Swept-Source OCT basieren. Das Verfahren der DE 10 2015 113 465 Al ist damit verwandt und kann als Off- Axis Full-Field Time-Domain OCT bezeichnet werden. Es verwendet anstelle eines durchstimmbaren Lasers eine breitbandige Lichtquelle und einen beweglichen Referenzspiegel zur Realisierung eines Kohärenz-Gatings für die Tiefenauflösung. Die Arbeit von Hillmann et al. betont auch die Wichtigkeit der Phasenstabilität der Retinamessung, die durch Bewegungen der Retina empfindlich gestört werden kann. Erst recht sind

Blickrichtungsänderungen während einer Messung störend und sollten vermieden werden.

Wegen der Möglichkeit der numerischen Aberrationskorrektur kann für die Datenaufnahme prinzipiell auf eine optomechanische Korrektur der individuellen Abbildungsfehler verzichtet werden. Bei Verwendung einer Fixierlicht-Vorrichtung nach dem Stand der Technik wäre die Korrektur jedoch trotzdem notwendig, damit der Patient das Fixierlicht scharf sehen kann und die Daten jeweils von der richtigen Position auf der Retina aufgenommen werden.

Aus dem Artikel vom McLeod,„The Axicon: A New Type of Optical Element“, J, Opt. Soc. Am., Vol. 44, Nr.8, S. 592 ff, ist die Definition eines Axicons als ein optisches Element in Gestalt eines Rotationskörpers zu entnehmen, welches die Eigenschaft besitzt, dass ein einzelner Punkt auf seiner Rotationsachse - auch: optische Achse - in einen Bereich von Punkten auf derselben Achse abgebildet wird. Dieser Bereich ist eine endliche Strecke, die hier Fokusstrecke genannt werden soll. Heutzutage wird unter einem Axicon gängig eine kegelförmig geschliffene Linse verstanden, die als optische Präzisionskomponente angefertigt wird und entsprechend teuer ist. McLeod präsentiert aber auch andere Varianten der

Realisierung eines Axicons: Zu den apparativ einfachsten zählt dabei das Hohlzylinder- Axicon (dort zu sehen in Fig. 8 links oben), das so ausgebildet ist, dass Licht im Innern des Zylinders frei propagieren kann, während es an der Innenfläche des Zylindermantels reflektiert wird. Der Licht reflektierende Zylindermantel kann im einfachsten Fall durch einen auf seiner Innenfläche verspiegelten, offenen Hohlzylinder - ein Rohr - aus einem beliebigen starren Material gebildet werden. Alternativ kann auch ein zylindrischer Körper aus einem optisch transparenten Vollmaterial, z.B. Glas, den reflektierenden Zylindermantel

bereitstellen. In diesem Fall kann der Zylindermantel zwar ebenfalls verspiegelt sein, aber es kann bereits ausreichen, die Totalreflexion des im Glaskörper geführten Lichts zu nutzen. Beide Ausgestaltungen sollen von der Bezeichnung Hohlzylinder- Axicon umfasst sein.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Fixierlicht-Vorrichtung vorzuschlagen, die unabhängig von der Sehschärfe des Beobachters bzw. Patienten von diesem scharf wahrnehmbar ist. Gleichzeitig ist es wünschenswert, das möglichst wenige und möglichst kostengünstige optische Komponenten in der Fixierlicht-Vorrichtung verbaut werden, so dass die Fixierlicht-Vorrichtung auch kostengünstig herstellbar ist. Die Grundidee der Erfindung besteht darin, die Punktlichtquelle mit Hilfe eines Axicons, insbesondere eines Hohlzylinder-Axicons, virtuell entlang der optischen Achse, die zugleich die beabsichtigte Blickrichtung des Beobachters ist, zu„verschmieren“. Auf diese Weise soll der Beobachter immer einen scharfen Punkt erkennen können, unabhängig davon, welche Abstände sein Auge scharf zu fokussieren vermag.

Es ist entsprechend dieser Grundidee auch möglich, dass ein Fixierlicht mit anderen

Varianten eines Axicons realisierbar ist, z.B. mit einem üblichen Kegellinsen-Axicon.

Eine besonders kostengünstige Realisierung der Fixierlicht-Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform verwendet ein Hohlzylinder-Axicon. Innen spiegelnde (z.B. metallische) Rohre und transparente Zylinder (z.B. aus Glas) sind als Massenware erhältlich und können mit wenig Aufbereitung in der Fixierlicht-Vorrichtung verwendet werden.

Erfindungsgemäß umfasst die Fixierlicht-Vorrichtung ein Hohlzylinder-Axicon mit einer optischen Achse, eine Punktlichtquelle für sichtbares Licht angeordnet auf der optischen Achse vor dem Hohlzylinder-Axicon, einer Linse angeordnet auf der optischen Achse hinter dem Hohlzylinder-Axicon und einer Kemlichtblende angeordnet zwischen Punktlichtquelle und Hohlzylinder-Axicon. Die Anordnung aus der Punktlichtquelle und dem Hohlzylinder- Axicon bestimmt die Lage einer Fokusstrecke. Ein Punkt aus dem Mittenbereich der

Fokusstrecke liegt dabei in der vorderen Brennebene der Linse.

Die Abstände und Durchmesser der Komponenten Punktlichtquelle, des Hohlzylinder- Axicons und der Blende können dabei so konfiguriert sein, dass der Beobachter

ausschließlich Licht wahmehmen kann, das genau einmal an der Innenfläche des

Zylindermantels des Hohlzylinder-Axicons reflektiert wird. Die Fokusstrecke weist im Fall der genau einmaligen Reflexion im Hohlzylinder-Axicon eine Länge auf, die der doppelten Höhe des Zylindermantels des Axicons entspricht. Die Positionen der Endpunkte der

Fokusstrecke sind dabei besonders einfach zu bestimmen, wie nachfolgend noch genauer erläutert wird.

Im Folgenden ist mit der Kurzform„Axicon“ immer ein Hohlzylinder-Axicon gemeint.

Es ist weiter vorteilhaft, das Licht der Punktquelle, das nicht in das Innere des

Zylindermantels des Axicons gelangt, auszublenden. Dies kann durch ein die Punktlichtquelle umgebendes Gehäuse mit einer absorbierenden Innenbeschichtung und nur einer

Austrittsöffnung erfolgen. Die Austrittsöffnung ist dabei so angeordnet, dass das Licht in Richtung der Längsachse des Axicons (und optischen Achse der Vorrichtung) austritt. Ebenfalls ist es von Vorteil, Licht, das den Zylindermantel des Axicons annähernd parallel zu seiner Längsachse (und der optischen Achse) innen durchquert, ohne auf ihn zu treffen und dabei reflektiert zu werden, ausgeblendet wird. Dieses Licht wird nachfolgend als Kemlicht bezeichnet. Die Kernlichtblende der Fixierlicht-Vorrichtung ist auf der optischen Achse der Fixierlicht-Vorrichtung angeordnet und rotationssymmetrisch dazu ausgebildet. Ihre genaue Größe und ihr Abstand zum Hohlzylinder-Axicon ergeben sich unter Berücksichtigung sowohl des Abstandes der Punktlichtquelle zum Zylindermantel als auch des

Zylinderdurchmessers in an sich bekannter Weise aus ihrer Zweckbestimmung. Die

Kernlichtblende kann dabei auch unmittelbar vor bzw. direkt auf dem Axicon angeordnet werden. Die Kemlichtblende kann insofern vorteilhaft ein integraler Bestandteil einer optischen Komponente sein, die auch das Axicon umfasst.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Kemlichtblende mittig auf einer

Zylinderdeckfläche des Axicons angeordnet. Sie kann auch bei einem Hohlzylinder auf einer Deckfläche mittig angeordnet werden, beispielsweise, indem sie von Drähten gehalten wird, die mit dem Zylindermantel verbunden sind, oder indem sie ausgebildet ist als

lichtundurchlässige Beschichtung im Zentrum eines transparenten Fensters, das die

Deckfläche bildet.

Das Hohlzylinder-Axicon ist von zylindrischer Form und weist insofern Zylinderdeckflächen auf. Das Axicon wird nachfolgend auch als„Zylinder“ bezeichnet. Analog zur üblichen „Linse mit vorderer und hinterer Brennebene“ bezeichnet die„vordere Deckfläche“ des Zylinders die der Lichtquelle näher liegende Zylinderdeckfläche des Hohlzylinders. Die vordere Deckfläche trägt vorzugsweise die Kemlichtblende. Die Begriffe„Höhe“ und „Länge“ des Zylinders werden im Weiteren synonym verwendet.

Die Punktlichtquelle weist einen vorbestimmten Abstand zur vorderen Deckfläche des Zylinders auf. Dieser Abstand bestimmt - zusammen mit dem Durchmesser des Zylinders - den Anteil der von der Punktlichtquelle emittierten Strahlungsleistung, die als Fixierlicht nutzbar ist. Je größer dieser Abstand bei konstantem Zylinderdurchmesser ist, desto dunkler erscheint das Fixierlicht.

Alle Mehrfachreflexionen von Licht der Punktlichtquelle im Innern des Zylinders sind ausgeschlossen, wenn der Abstand der Punktlichtquelle zur vorderen Deckfläche des Zylinders größer ist als die halbe Zylinderlänge. Dies gilt immer ungeachtet des

Zylinderdurchmessers. Es ist somit sehr einfach zu erreichen, dass das Licht genau einmal an der Innenfläche des Zylindermantels reflektiert wird, wenn man zusätzlich eine Kernlichtblende zwischen der Punktlichtquelle und dem Axicon anordnet.

Der Fall der genau einmaligen Reflexion ist besonders anschaulich und soll von hier ab zur weiteren Erläuterung dienen.

Der Abstand der Punktlichtquelle zur vorderen Deckfläche bestimmt die Lage der

Fokusstrecke auf der optischen Achse, denn die Mitte der Fokusstrecke besitzt denselben Abstand zur hinteren Deckfläche des Zylinders, und ihre Länge hängt nur von der

Zylinderlänge ab.

Das einmal im Zylinder gespiegelte Licht tritt durch die hintere Deckfläche hindurch und konvergiert in irgendeinem Punkt der Fokusstrecke. In jedem einzelnen Punkt der

Fokusstrecke konvergiert dabei nur ein - jeweils gleich großer - Anteil des Lichts. Die in einem Punkt der Fokusstrecke zusammenlaufenden und hiernach wieder

auseinanderlaufenden Lichtstrahlen weisen einen Winkel gegen die optische Achse auf, der von der Lage des Punkts auf der Fokusstrecke abhängt. Der Winkel nimmt vom vorderen zum hinteren Endpunkt der Fokusstrecke stetig ab.

Ein Punkt im Mittenbereich der Fokusstrecke weist somit einen mittleren Öffnungswinkel der von ihm ausgehenden Lichtstrahlen auf. Liegt dieser Punkt in der vorderen Brennebene einer auf der optischen Achse angeordneten Linse, dann werden die von ihm ausgehenden Strahlen von der Linse gerade kollimiert. Die Brennebene verläuft dabei senkrecht zur optischen Achse und somit auch zur Fokusstrecke. Alle anderen Punkte der Fokusstrecke liegen folglich vor oder hinter der vorderen Brennebene. Die von diesen Punkten ausgehenden Lichtstrahlen werden durch dieselbe Linse zu konvergenten oder divergenten Strahlenbündeln gebrochen. Somit ergibt sich hinter der Linse ein Bereich, in dem neben dem kollimierten Lichtanteil auch zugleich graduell unterschiedlich stark konvergente und divergente Lichtanteile vorliegen.

Platziert man in diesem Bereich das Auge eines Beobachters mit a priori unbekannter Brechkraft, so kann das Auge irgendeinen der angebotenen Lichtanteile gerade so brechen, dass ein scharfes punktuelles Helligkeitsmaximum auf die Retina des Beobachters projiziert wird. Ähnlich wie bei einer multifokalen Intraokularlinse werden die unscharfen Anteile über eine größere Fläche der Retina verteilt, wobei ihre Intensität quadratisch mit dem

Flächendurchmesser abnimmt. Deshalb erzeugen die unscharfen Anteile einen homogenen Untergrund für das viel hellere Intensitätsmaximum des fokussierten Anteils. Kurzbeschreibung der Figur

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Figur und eines Ausführungsbeispiels erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Skizze des Strahlengangs zur Bildung einer Fokusstrecke auf der optischen

Achse durch genau einmal an der Innenfläche eines Zylindermantels reflektiertes Licht einer Punktlichtquelle.

Detaillierte Beschreibung

In der Fig. 1 ist eine Punktlichtquelle (10) und eine optische Achse (20) gezeichnet. Weiterhin ist eine optische Komponente (30) zu sehen, die so zur Punktlichtquelle (10) angeordnet ist, dass das von der Punktlichtquelle (10) ausgehende Licht genau einmal an der

Innenmantelfläche eines Hohlzylinder- Axicons (40) reflektiert wird. Wie erläutert können Mehrfachreflexionen von Licht der Punktlichtquelle im Innern des Zylinders ausgeschlossen werden, wenn der Abstand der Punktlichtquelle zur vorderen Deckfläche des Zylinders größer ist als die halbe Zylinderlänge. Eine Kemlichtblende (50) ist als Bestandteil der optischen Komponente (30) dazu vorgesehen, den direkten Durchtritt des Lichts der Punktlichtquelle (10) ohne Reflexion am Axicon (40) zu verhindern. In der Skizze ist die Kernlichtblende (50) beispielhaft auf der vorderen Deckfläche des Axicons (40) angeordnet.

Weiterhin zeigt Fig. 1 zwei Strahlenpaare (gepunktet), die von der Punktlichtquelle (10) unter den Winkeln a und ß gegen die optische Achse ausgehen. Das Strahlenpaar zum größeren Winkel erreicht den vorderen Rand des Axicons (40) und wird auf einen ersten Fokuspunkt der optischen Achse (20) reflektiert, wo die beiden Strahlen konvergieren. Das Strahlenpaar zum kleineren Winkel passiert gerade noch die Kemlichtblende (50) und trifft den hinteren Rand des Axicons (40). Die reflektierten Strahlen konvergieren in einem zweiten Fokuspunkt auf der optischen Achse (20).

Jedes - nicht gezeichnete - Strahlenpaar, das unter einem Winkel zwischen a und ß gegen die optische Achse (20) von der Punktlichtquelle (10) ausgeht, trifft auf einen anderen Bereich der Mantelfläche des Zylinders (40) und konvergiert in einem anderen Punkt der optischen Achse (20), der zwischen dem ersten und dem zweiten Fokuspunkt liegt. Der erste und zweite Fokuspunkt bilden Anfang und Ende der gewünschten Fokusstrecke (60, gestrichelt gezeichnet). Wie man in Fig. 1 erkennen kann, besitzt die Fokusstrecke (60) aus

Symmetriegründen die doppelte Länge des Zylinders (40). Die Mitte der Fokusstrecke (60) nimmt eine in Bezug auf die Mitte des Axicons (40) spiegelbildliche Position zur Punktlichtquelle (10) ein. Die Fokusstrecke (60) kann daher zugleich mit der Punktlichtquelle (10) entlang der optischen Achse (20) der Fixierlicht-Vorrichtung bewegt und beliebig platziert werden.

Wie bereits erwähnt, kann mittels einer Linse ein Anteil des einmal gespiegelten Lichts kollimiert werden, damit ein nutzbares Fixierlicht entsteht. Dazu liegt ein Punkt der

Fokusstrecke (60) in der vorderen Brennebene der Linse, damit ein kollimierter Lichtanteil entstehen kann. Ein Beobachterauge mit normaler Brechkraft im entspannten Zustand wird diesen kollimierten Lichtanteil scharf auf die Retina abbilden. Ist die Brechkraft des Auges zu groß, muss dem Beobachter ein leicht divergenter Lichtanteil angeboten werden, damit er ihn scharf abbilden kann. Bei zu geringer Brechkraft muss der Lichtanteil bereits vor dem Eintritt ins Auge konvergent sein. All dies stellt die erfindungsgemäße Vorrichtung gleichzeitig bereit, indem sie eine Fokusstrecke (60) senkrecht zur vorderen Brennebene der Linse erzeugt, wobei ein Punkt des Mittenbereichs der Fokusstrecke (60) in der Brennebene liegt.

Vorzugsweise wird die Linse so auf der optischen Achse (20) angeordnet, dass der Abstand der Punktlichtquelle (10) zur optischen Komponente (30) genauso groß ist wie der Abstand der optischen Komponente (30) zur vorderen Brennebene der Linse. Die Linse kollimiert dann genau den Lichtanteil, der von der Mitte der Fokusstrecke (60) ausgeht.

Ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung kann wie folgt ausgeführt werden. Es wird angenommen, dass die zu kompensierende Fehlsichtigkeit zwischen -12 und +8

Dioptrien liegt. Die Brechkraft des Auges mit einer auf unendlich akkommodierten

Augenlinse beträgt idealerweise 60 Dioptrien, sodass auf der 17 mm hinter der Linse liegenden Retina ein scharfes Bild einer unendlich weit entfernten Lichtquelle entsteht. Durch Fehlsichtigkeit wird die Brechkraft auf 48 Dioptrien reduziert beziehungsweise auf 68 Dioptrien erhöht. Die mit Hilfe des Zylinders (40) erzeugte Fokusstrecke (60) wird so in das Patientenauge abgebildet, dass die beiden Randbereiche genau von Patienten mit den beiden angenommenen Extremwerten der Brechkraft scharf abgebildet werden. So wird

sichergestellt, dass auch alle dazwischenliegenden Brechkräfte zu einem scharfen Bild des Fixierlichtes führen.

Für das Beispiel wird angenommen, dass die Fokusstrecke (60) durch eine Linse der

Brennweite f = 20 mm, die 37 mm vor dem Patientenauge positioniert wird, in das Auge abgebildet wird. Es wird ferner von einem minimalen Pupillendurchmesser des

Patientenauges von 4 mm ausgegangen. Für einen Patienten mit einer Fehlsichtigkeit von +8 Dioptrien ist ein divergentes Strahlenbündel erforderlich, dessen Fokus 125 mm vor dem Auge liegt. Für einen Patienten mit einer Fehlsichtigkeit von -12 Dioptrien ist ein Strahlenbündel erforderlich, dessen Strahlen auf einen Fokus konvergieren, der 83 mm hinter der Augenlinse liegt.

Das Licht einer Punktlichtquelle (10), beispielsweise einer LED, wird aus einer Entfernung von 20 mm (= Abstand zwischen Punktlichtquelle (10) und vorderer Deckfläche des

Zylinders (40)) in einen 4 mm langen und 4 mm durchmessenden Zylinder (40) eingestrahlt und genau einmal an den Innenwänden reflektiert. Dadurch entsteht eine 8 mm lange

Fokusstrecke (60), die 16 mm hinter dem Zylinder (40) beginnt (= Abstand zwischen hinterer Deckfläche des Zylinders (40) und erstem Fokuspunkt). Eine Linse mit 20 mm Brennweite, die 40 mm hinter dem Zylinder (40) und 37 mm vor dem Patientenauge positioniert wird, bildet den Mittelpunkt der Fokusstrecke (60) ins Unendliche ab. Ein nicht fehlsichtiger Patient sieht diesen Bereich dann scharf. Das dem Zylinder (40) zugewandte Ende der Fokusstrecke (60) hat von der Linse einen Abstand von 24 mm und erzeugt gemäß der Linsengleichung ein Strahlenbündel, dessen Fokus 83 mm hinter dem Auge liegen würde, d.h. es erreicht das Auge konvergent. Ein Patientenauge, dessen Brechkraft um 12 Dioptrien zu gering ist, bildet diesen Bereich der Fokuslinie scharf ab. Das andere Ende der Fokusstrecke (60) hat einen Abstand von 16 mm zur Linse und verlässt die Linse gemäß der

Linsengleichung divergent, wobei der virtuelle Fokus dieses divergenten Strahlenbündels 88 mm vor der Linse und damit wie gefordert 125 mm vor der Augenlinse liegt. Dieses divergente Strahlenbündel wird von einem Patientenauge, dessen Brechkraft um 8 Dioptrien zu hoch ist, scharf auf die Retina abgebildet. Bei der beschriebenen Konfiguration

überschreitet die zur Abbildung der Fokuslinie erforderliche Apertur in der Pupillenebene in keinem Fall die angenommenen 4 mm.

Claims

Patentansprüche

1. Fixierlicht-Vorrichtung umfassend:

ein Hohlzylinder-Axicon mit einer optischen Achse,

eine Punktlichtquelle für sichtbares Licht, wobei die Punktlichtquelle auf der optischen Achse vor dem Axicon angeordnet ist,

eine Linse, die auf der optischen Achse hinter dem Axicon angeordnet ist, und eine Kernlichtblende, die zwischen der Punktlichtquelle und dem Axicon angeordnet ist,

wobei die Anordnung der Punktlichtquelle und des Axicons die Lage einer Fokusstrecke bestimmt, und ein Punkt aus dem Mittenbereich der Fokusstrecke in der vorderen Brennebene der Linse liegt.

2. Fixierlicht-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Abstand der Punktlichtquelle zur vorderen Zylinderdeckfläche des Hohlzylinder-Axicons größer als die halbe Zylinderlänge des Hohlzylinder-Axicons ist.

3. Fixierlicht-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Kernlichtblende mittig auf der vorderen Zylinderdeckfläche des Hohlzylinder-Axicons angeordnet ist.

4. Fixierlicht-Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend ein die Punktlichtquelle umgebendes Gehäuse, wobei das Gehäuse eine absorbierende Innenbeschichtung und nur eine Austrittsöffnung aufweist, und wobei die Austrittsöffnung des Gehäuses so angeordnet ist, dass das Licht der

Punktlichtquelle in Richtung der Längsachse des Hohlzylinder-Axicons aus dem Gehäuse austritt.